ドラッグデリバリー用のキャリア化合物、当該キャリア化合物が薬剤を内包する脂質膜に結合した薬剤、及び、当該薬剤を用いたドラッグデリバリーシステム
【解決課題】
ドラッグデリバリーシステムにおけるリポソームの利用率を実質的に向上させるキャリア化合物を提供する。
【解決手段】本発明は、内部に薬物を有する脂質膜に親和性を有する第１の領域と、前記第１の領域と結合し、そして、自己磁性有機分子を含む第２領域と、を有するドラッグデリバリー用キャリア化合物を提供する。
ドラッグデリバリーシステムにおけるリポソームの利用率を実質的に向上させるキャリア化合物を提供する。
【解決手段】本発明は、内部に薬物を有する脂質膜に親和性を有する第１の領域と、前記第１の領域と結合し、そして、自己磁性有機分子を含む第２領域と、を有するドラッグデリバリー用キャリア化合物を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤を内包する脂質膜に自己磁性有機分子を結合させて、これを磁場によって目的の患部領域に誘導可能なドラッグデリバリーシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長時間の血液滞留性を有するリポソーム内に薬物を内封させたドラッグデリバリーシステムが知られている。例えば、リポソーム内に制癌剤を内封させ、リポソームの粒径を調整することによって、リポソームを癌細胞周辺に集積し易くする。
【０００３】
特に、薬剤を内封したリポソーム表面に、ターゲットの細胞の受容体に結合親和性を有するリガンドを結合したシステムが知られている。一例として、リポソーム表面にトランスフェリンを結合することによって、リポソームの血中滞留性を向上させると共に、癌細胞表面に多く存在するトランスフェリン受容体と結合し易くすることで、リポソームが癌細胞へ薬物を運搬し、癌細胞に薬物を集積し易くするシステムが知られている（例えば、特開２００６−２４８９７８号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４８９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、既述のように、患部組織に対するターゲッティング機能が改良されたリポソームを用いたドラッグデリバリーシステムであっても、患部組織へのリポソームの到達率が十分ではなく、結果的に、ドラッグデリバリーシステムにおいて、リポソームの利用率が実質的に向上されないという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、ドラッグデリバリーシステムにおけるリポソームの利用率を実質的に向上させる、キャリア化合物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、当該キャリア化合物が結合されたリポソーム等の脂質膜に結合した薬剤を提供することを第２の目的とする。さらにまた、本発明の第３の目的は、当該薬剤を利用したドラッグデリバリーシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、第１の発明は、内部に薬物を有する脂質膜に親和性を有する第１の領域と、前記第１の領域と結合し、そして、自己磁性有機分子を含む第２領域と、を有するドラッグデリバリー用キャリア化合物であることを特徴とする。脂質膜は脂質二重膜であることが好ましく、特に、リポソームが好ましい。リソソームであってもよい。
【０００８】
さらに、第２の発明は、脂質膜に前記ドラッグデリバリー用キャリア化合物が結合した薬剤であることを特徴とし、第３の発明は、当該薬剤を利用したドラッグデリバリーシステムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ドラッグデリバリーシステムにおけるリポソームの利用率を実質的に向上させるキャリア化合物、当該キャリア化合物が結合されたリポソーム等の脂質膜に結合した薬剤、そして、当該薬剤を利用したドラッグデリバリーシステム（薬物移送方法）を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明において、第１の領域の好適な形態は親水性分子であり、例えば、ポリエチレングリコール、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、ポリアミド、オリゴヌクレオチド、多糖類、グリコール酸、そして、乳酸の少なくとも一つである。
【００１１】
親水性分子は、ポリエチレングリコール等の誘導体でもよい。親水性分子はリポソーム表面の親水性部分、特に、リン酸基に親和性を有し、リン酸基と結合（共有結合又はインオン結合）する。親水性分子がポリマーから構成される場合、ポリマーはコポリマーでもよい。
【００１２】
さらに、第２の領域を構成する自己磁性分子の好適な形態は金属サレン錯体化合物である。金属サレン錯体化合物は磁性を備える有機分子であり、例えば、ＷＯ２０１０／０５８２８０号国際公開公報で詳しく説明されている。
【００１３】
金属サレン錯体を個体（ヒト又は動物）に適用後、患部組織に外部磁場を与えると、自己磁性分子（金属サレン錯体化合物）を磁場適用領域に誘導・集積することができる。したがって、親水性分子を介して自己磁性分子と結合する、薬物を内包するリポソームのターゲット細胞に対する到達率を向上させることができる。ターゲット細胞として代表的なものは癌細胞である。
【００１４】
ＷＯ２０１０／０５８２８０号国際公開公報に記載のように、金属サレン錯体化合物に官能基を結合させると、官能基は親水性分子に直接又は中間分子を介して結合（共有結合）する。
【００１５】
金属サレン錯体化合物を有するキャリアは、その疎水性のために、水中では、疎水性分子同士が凝集し、その結果、キャリアは細胞膜に対してアクセスできないことになる。しかしながら、キャリアがポリエチレングルコール等の親水性分子を備えることによって、疎水性分子の水中での凝集を防ぎ、キャリアが細胞膜にアクセスすることができる。
【実施例】
【００１６】
次に本発明の実施形態について説明する。
（リポソームの製造）
抗癌剤を内包したリポソームの製造に必要な脂質を、“Prodrugs Formings High Drug loading Mulutifunctional Nanocapsules for Intracellular cancer Drug Delivery ” J Am Chem Soc.132(2010)4259-4265を参照して製造した。
【００１７】
（キャリアの製造）
次に、リポソームのキャリア化合物の製造例について説明する。下記は、キャリア化合物の分子式である。
【００１８】
このキャリアはポリエチレングルコール（親水性分子）に塩化スクニシル（中間分子）を介して鉄サレン錯体分子を結合させたものである。
【００１９】
ポリエチレングルコール
【００２０】
塩化スクシニル
【００２１】
鉄サレン錯体分子（フェノール基が付加された誘導体）
【００２２】
鉄サレン錯体分子は、“DNA cleavage by hydroxyl - salicylidene - ethylendiamine - iron complex Nucleic Acids”Res.27(1997)4160-4166にしたがって製造された。
【００２３】
（リポソーム―キャリア複合体の製造）
先ず、ポリエチル・グルコール・モノメチル・エステル（５．５０ｇ １０ｍｍｏｌ）を無水テトラヒドロフラン２０ｍｌに溶解した。その得られた溶液を摂氏−２０度に冷却した後、ナトリウム水素化物（０．３ｇ １２ｍｍｏｌ）を撹拌しながら冷却溶液に添加した。３０分後、得られたポリエチレングリコールに、無水テトラヒドロフラン２０ｍｌに溶解した塩化スクシニル（１．５５ｇ １０ｍｍｏｌ）を添加した。
【００２４】
混合した溶液を２時間、摂氏−２０度で撹拌し、その後１日、室温で撹拌した。次いで、フィルターで溶液をろ過させて塩化ナトリウム結晶を取り除いたところ、ポリエチレングリコールと塩化スクシニルの縮合体を得た。
【００２５】
次いで、この縮合体（６００ｍｇ）と既述の鉄サレン錯体分子（３５０ｍｇ）と脱塩化水素化反応の反応試剤であるジアザビシクロウンデセン（７８０ｍｇ）を無水ジクロロメタン２００ｍｌに溶解させた。その混合溶液に、リポソーム（７００ｍｇ）と抗癌剤であるドキソルビシン（５００ｍｇ）とを混合し、窒素雰囲気で２４時間、摂氏零度で撹拌した。得られた懸濁液を３２μｍのフィルタを用いてろ過を行い、遠心分離機により合成物を沈殿させた。その上澄み液を除去することで、未反応の余剰リポソーム、サレン錯体分子、ドキソルビシン、グリコール−塩化スクシニルを分離除去した。その後、その溶液を無水エーテルに溶解させたところ、ドキソルビシンを内包したリポソーム−キャリア化合物の複合体が得られた。金属サレン錯体化合物と第１領域を構成する化合物（ポリエチレングルコール）との間の結合は、両者の側鎖又は官能基同士の間でのアミド結合、エステル結合、エーテル結合、ジスルフィド結合等に基づく。
【００２６】
（リポソーム−キャリア化合物の複合体の抗癌効果の確認試験）
がん細胞であるＰＯＳ−１細胞を２４穴プレートに１．０×１０４／ｗｅｌｌに適用して培養した。培養２４時間後に上記で合成したリポソーム―キャリア（金属サレン錯体化合物）複合体の濃度を換え投与した。２４時間後に細胞回収し、細胞生存アッセイ用のＭＴＴ試薬を投与し、４５分後に０．０４ｍｏｌ／ＨＣｌ／イソプロピルアルコールを４００μl加え、９６穴プレートへ１００μl分注し、５７０ｎｍの吸光度を測定し、生存細胞率を計算した。その結果、コントロールでは、細胞生存率は１００％であっが、リポソーム―キャリア化合物の複合体の濃度（１０μＭ）程度から癌細胞殺傷効果が増大し、抗癌作用が認められることがわかった。
【００２７】
なお、自己磁性キャリア分子が、抗癌効果を有することが知られている鉄サレン錯体化合物である場合には、リポソームに内包される抗癌剤の量を低減させるか、あるいは、リポソーム内への抗癌剤の内包を省略して抗癌剤の副作用を低減することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤を内包する脂質膜に自己磁性有機分子を結合させて、これを磁場によって目的の患部領域に誘導可能なドラッグデリバリーシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長時間の血液滞留性を有するリポソーム内に薬物を内封させたドラッグデリバリーシステムが知られている。例えば、リポソーム内に制癌剤を内封させ、リポソームの粒径を調整することによって、リポソームを癌細胞周辺に集積し易くする。
【０００３】
特に、薬剤を内封したリポソーム表面に、ターゲットの細胞の受容体に結合親和性を有するリガンドを結合したシステムが知られている。一例として、リポソーム表面にトランスフェリンを結合することによって、リポソームの血中滞留性を向上させると共に、癌細胞表面に多く存在するトランスフェリン受容体と結合し易くすることで、リポソームが癌細胞へ薬物を運搬し、癌細胞に薬物を集積し易くするシステムが知られている（例えば、特開２００６−２４８９７８号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４８９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、既述のように、患部組織に対するターゲッティング機能が改良されたリポソームを用いたドラッグデリバリーシステムであっても、患部組織へのリポソームの到達率が十分ではなく、結果的に、ドラッグデリバリーシステムにおいて、リポソームの利用率が実質的に向上されないという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、ドラッグデリバリーシステムにおけるリポソームの利用率を実質的に向上させる、キャリア化合物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、当該キャリア化合物が結合されたリポソーム等の脂質膜に結合した薬剤を提供することを第２の目的とする。さらにまた、本発明の第３の目的は、当該薬剤を利用したドラッグデリバリーシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、第１の発明は、内部に薬物を有する脂質膜に親和性を有する第１の領域と、前記第１の領域と結合し、そして、自己磁性有機分子を含む第２領域と、を有するドラッグデリバリー用キャリア化合物であることを特徴とする。脂質膜は脂質二重膜であることが好ましく、特に、リポソームが好ましい。リソソームであってもよい。
【０００８】
さらに、第２の発明は、脂質膜に前記ドラッグデリバリー用キャリア化合物が結合した薬剤であることを特徴とし、第３の発明は、当該薬剤を利用したドラッグデリバリーシステムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ドラッグデリバリーシステムにおけるリポソームの利用率を実質的に向上させるキャリア化合物、当該キャリア化合物が結合されたリポソーム等の脂質膜に結合した薬剤、そして、当該薬剤を利用したドラッグデリバリーシステム（薬物移送方法）を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明において、第１の領域の好適な形態は親水性分子であり、例えば、ポリエチレングリコール、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、ポリアミド、オリゴヌクレオチド、多糖類、グリコール酸、そして、乳酸の少なくとも一つである。
【００１１】
親水性分子は、ポリエチレングリコール等の誘導体でもよい。親水性分子はリポソーム表面の親水性部分、特に、リン酸基に親和性を有し、リン酸基と結合（共有結合又はインオン結合）する。親水性分子がポリマーから構成される場合、ポリマーはコポリマーでもよい。
【００１２】
さらに、第２の領域を構成する自己磁性分子の好適な形態は金属サレン錯体化合物である。金属サレン錯体化合物は磁性を備える有機分子であり、例えば、ＷＯ２０１０／０５８２８０号国際公開公報で詳しく説明されている。
【００１３】
金属サレン錯体を個体（ヒト又は動物）に適用後、患部組織に外部磁場を与えると、自己磁性分子（金属サレン錯体化合物）を磁場適用領域に誘導・集積することができる。したがって、親水性分子を介して自己磁性分子と結合する、薬物を内包するリポソームのターゲット細胞に対する到達率を向上させることができる。ターゲット細胞として代表的なものは癌細胞である。
【００１４】
ＷＯ２０１０／０５８２８０号国際公開公報に記載のように、金属サレン錯体化合物に官能基を結合させると、官能基は親水性分子に直接又は中間分子を介して結合（共有結合）する。
【００１５】
金属サレン錯体化合物を有するキャリアは、その疎水性のために、水中では、疎水性分子同士が凝集し、その結果、キャリアは細胞膜に対してアクセスできないことになる。しかしながら、キャリアがポリエチレングルコール等の親水性分子を備えることによって、疎水性分子の水中での凝集を防ぎ、キャリアが細胞膜にアクセスすることができる。
【実施例】
【００１６】
次に本発明の実施形態について説明する。
（リポソームの製造）
抗癌剤を内包したリポソームの製造に必要な脂質を、“Prodrugs Formings High Drug loading Mulutifunctional Nanocapsules for Intracellular cancer Drug Delivery ” J Am Chem Soc.132(2010)4259-4265を参照して製造した。
【００１７】
（キャリアの製造）
次に、リポソームのキャリア化合物の製造例について説明する。下記は、キャリア化合物の分子式である。
【００１８】
このキャリアはポリエチレングルコール（親水性分子）に塩化スクニシル（中間分子）を介して鉄サレン錯体分子を結合させたものである。
【００１９】
ポリエチレングルコール
【００２０】
塩化スクシニル
【００２１】
鉄サレン錯体分子（フェノール基が付加された誘導体）
【００２２】
鉄サレン錯体分子は、“DNA cleavage by hydroxyl - salicylidene - ethylendiamine - iron complex Nucleic Acids”Res.27(1997)4160-4166にしたがって製造された。
【００２３】
（リポソーム―キャリア複合体の製造）
先ず、ポリエチル・グルコール・モノメチル・エステル（５．５０ｇ １０ｍｍｏｌ）を無水テトラヒドロフラン２０ｍｌに溶解した。その得られた溶液を摂氏−２０度に冷却した後、ナトリウム水素化物（０．３ｇ １２ｍｍｏｌ）を撹拌しながら冷却溶液に添加した。３０分後、得られたポリエチレングリコールに、無水テトラヒドロフラン２０ｍｌに溶解した塩化スクシニル（１．５５ｇ １０ｍｍｏｌ）を添加した。
【００２４】
混合した溶液を２時間、摂氏−２０度で撹拌し、その後１日、室温で撹拌した。次いで、フィルターで溶液をろ過させて塩化ナトリウム結晶を取り除いたところ、ポリエチレングリコールと塩化スクシニルの縮合体を得た。
【００２５】
次いで、この縮合体（６００ｍｇ）と既述の鉄サレン錯体分子（３５０ｍｇ）と脱塩化水素化反応の反応試剤であるジアザビシクロウンデセン（７８０ｍｇ）を無水ジクロロメタン２００ｍｌに溶解させた。その混合溶液に、リポソーム（７００ｍｇ）と抗癌剤であるドキソルビシン（５００ｍｇ）とを混合し、窒素雰囲気で２４時間、摂氏零度で撹拌した。得られた懸濁液を３２μｍのフィルタを用いてろ過を行い、遠心分離機により合成物を沈殿させた。その上澄み液を除去することで、未反応の余剰リポソーム、サレン錯体分子、ドキソルビシン、グリコール−塩化スクシニルを分離除去した。その後、その溶液を無水エーテルに溶解させたところ、ドキソルビシンを内包したリポソーム−キャリア化合物の複合体が得られた。金属サレン錯体化合物と第１領域を構成する化合物（ポリエチレングルコール）との間の結合は、両者の側鎖又は官能基同士の間でのアミド結合、エステル結合、エーテル結合、ジスルフィド結合等に基づく。
【００２６】
（リポソーム−キャリア化合物の複合体の抗癌効果の確認試験）
がん細胞であるＰＯＳ−１細胞を２４穴プレートに１．０×１０４／ｗｅｌｌに適用して培養した。培養２４時間後に上記で合成したリポソーム―キャリア（金属サレン錯体化合物）複合体の濃度を換え投与した。２４時間後に細胞回収し、細胞生存アッセイ用のＭＴＴ試薬を投与し、４５分後に０．０４ｍｏｌ／ＨＣｌ／イソプロピルアルコールを４００μl加え、９６穴プレートへ１００μl分注し、５７０ｎｍの吸光度を測定し、生存細胞率を計算した。その結果、コントロールでは、細胞生存率は１００％であっが、リポソーム―キャリア化合物の複合体の濃度（１０μＭ）程度から癌細胞殺傷効果が増大し、抗癌作用が認められることがわかった。
【００２７】
なお、自己磁性キャリア分子が、抗癌効果を有することが知られている鉄サレン錯体化合物である場合には、リポソームに内包される抗癌剤の量を低減させるか、あるいは、リポソーム内への抗癌剤の内包を省略して抗癌剤の副作用を低減することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に薬物を有する脂質膜に親和性を有する第１の領域と、前記第１の領域と結合し、そして、自己磁性有機分子を含む第２領域と、を有するドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項２】
前記脂質膜はリポソームである、請求項１記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項３】
前記第１の領域は親水性分子を含む、請求項１記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項４】
前記親水性分子は、ポリエチレングリコール、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、ポリアミド、オリゴヌクレオチド、多糖類、グリコール酸、そして、乳酸の少なくとも一つである、請求項３記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項５】
前記自己磁性有機分子は金属サレン錯体化合物からなる、請求項１記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項６】
前記自己磁性有機分子に、細胞膜に結合親和性を有する疎水性分子が結合している、請求項５記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項７】
内部に薬剤を有する脂質膜と、当該脂質膜に、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物が結合している薬剤。
【請求項８】
請求項７記載の薬剤を個体に適用後、外部磁場によって前記薬剤を目的の患部領域に誘導するドラッグデリバリーシステム。
【請求項１】
内部に薬物を有する脂質膜に親和性を有する第１の領域と、前記第１の領域と結合し、そして、自己磁性有機分子を含む第２領域と、を有するドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項２】
前記脂質膜はリポソームである、請求項１記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項３】
前記第１の領域は親水性分子を含む、請求項１記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項４】
前記親水性分子は、ポリエチレングリコール、タンパク質、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、ポリアミド、オリゴヌクレオチド、多糖類、グリコール酸、そして、乳酸の少なくとも一つである、請求項３記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項５】
前記自己磁性有機分子は金属サレン錯体化合物からなる、請求項１記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項６】
前記自己磁性有機分子に、細胞膜に結合親和性を有する疎水性分子が結合している、請求項５記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物。
【請求項７】
内部に薬剤を有する脂質膜と、当該脂質膜に、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のドラッグデリバリー用キャリア化合物が結合している薬剤。
【請求項８】
請求項７記載の薬剤を個体に適用後、外部磁場によって前記薬剤を目的の患部領域に誘導するドラッグデリバリーシステム。
【公開番号】特開２０１３−６３９２６（Ｐ２０１３−６３９２６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３４９７（Ｐ２０１１−２０３４９７）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（５０５３２８６８３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（５０５３２８６８３）
【Ｆターム（参考）】
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