JP2002518313A - Cationic amphiphilic micelle complex - Google Patents

Cationic amphiphilic micelle complex

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micelle complex
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チェン、セン、エイチ
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リー、エドワード、アール
チュー、クイミン
シュール、ロナルド、ケイ
マーシャル、ジョン
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ジエンザイム コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】 標的哺乳動物細胞中への外来遺伝子および他の生物活性分子の効果的な導入は、当業者が未だに直面している課題である。例えば遺伝子治療は、患者の標的細胞へのトランスフェクションが成功することが必要である。本発明は、哺乳動物の標的細胞への生物活性分子の送達を促進する、カチオン性両親媒性化合物の新規なミセル複合体に関する。この新規なミセル複合体は、カチオン性両親媒性物質、生物活性分子、ポリエチレングリコール(PEG)の誘導体、および場合により共脂質からなる。本発明のさらなる面は、哺乳動物細胞への生物活性分子の送達を促進する方法における標的化物質の使用である。標的化物質は通常、特定の哺乳動物細胞を優先的に標的とするか、またはこれに結合する分子、ペプチド配列、または大きなタンパク質である。 (57) Abstract The efficient introduction of foreign genes and other bioactive molecules into target mammalian cells is a challenge still faced by those skilled in the art. For example, gene therapy requires successful transfection of a patient's target cells. The present invention relates to novel micellar complexes of cationic amphiphilic compounds that facilitate delivery of bioactive molecules to target cells in mammals. This novel micellar complex consists of a cationic amphiphile, a bioactive molecule, a derivative of polyethylene glycol (PEG), and optionally a co-lipid. A further aspect of the present invention is the use of a targeting agent in a method to facilitate delivery of a bioactive molecule to a mammalian cell. Targeting agents are typically molecules, peptide sequences, or large proteins that preferentially target or bind to a particular mammalian cell.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本発明は、哺乳動物の標的細胞への生物活性分子の送達(および/またはトラ
ンスフェクション)を促進する、カチオン性両親媒性化合物の新規なミセル複合
体に関する。さらに詳細には本発明は、これらのミセル複合体のユニークな性質
、並びに哺乳動物の所望の細胞への生物活性分子の送達を増強するためのカチオ
ン性両親媒性物質のミセルの製造方法と使用方法に関する。本発明の目標は、遺
伝子治療に使用できる新規な複合体を提供することである。本発明はまた、特定
の型の哺乳動物細胞への生物活性分子の送達を促進する標的化物質の使用に関す
る。
The present invention relates to novel micellar complexes of cationic amphiphilic compounds that facilitate delivery (and / or transfection) of biologically active molecules to mammalian target cells. More specifically, the present invention relates to the unique properties of these micellar complexes, as well as methods and methods for making micelles of cationic amphiphiles to enhance delivery of bioactive molecules to desired cells of a mammal. About the method. The goal of the present invention is to provide new conjugates that can be used for gene therapy. The invention also relates to the use of targeting agents to facilitate the delivery of bioactive molecules to certain types of mammalian cells.

【0002】 標的哺乳動物細胞中への外来遺伝子および他の生物活性分子の効果的な導入は
、当業者が未だに直面している課題である。遺伝子治療は、患者の標的細胞への
トランスフェクションが成功することが必要である。それ自体が実用上有用であ
るトランスフェクションは一般に、発現可能なポリヌクレオチド(例えば、遺伝
子、cDNA、またはmRNA)を細胞中に導入するプロセスとして定義される
。このようにトランスフェクションされたコードポリヌクレオチドの発現が成功
すると、細胞内で正常タンパク質が産生される。目標は当然、異常な遺伝子が関
連する症状の矯正に至るに充分な発現を得ることである。
[0002] Efficient introduction of foreign genes and other bioactive molecules into target mammalian cells is a challenge still faced by those skilled in the art. Gene therapy requires successful transfection of the patient's target cells. Transfection, which is itself useful in practice, is generally defined as the process of introducing an expressible polynucleotide (eg, a gene, cDNA, or mRNA) into a cell. Successful expression of the transfected encoding polynucleotide produces a normal protein in the cell. The goal is, of course, to obtain sufficient expression of the abnormal gene to lead to the correction of the associated condition.

【0003】 遺伝子治療の標的である疾患の例には、嚢胞性線維症、ゴーシェ病、ファブリ
ー病 、および筋ジストロフィーのような遺伝病を含む。代表的な後天性の標的
疾患は、(1)癌では−多発性骨髄腫、白血病、黒色腫、卵巣癌および小細胞型
肺癌;(2)心臓血管症状では−進行性心不全、再狭窄、および血友病;および
(3)神経症状では−外傷性脳傷害がある。
[0003] Examples of diseases that are targets for gene therapy include genetic diseases such as cystic fibrosis, Gaucher disease, Fabry disease, and muscular dystrophy. Representative acquired target diseases are (1) in cancer-multiple myeloma, leukemia, melanoma, ovarian cancer and small cell lung cancer; (2) in cardiovascular conditions-progressive heart failure, restenosis, and And (3) in neurological symptoms-there is traumatic brain injury.

【0004】 一般的な致死性の遺伝子疾患である嚢胞性線維症は、遺伝子治療の標的である
疾患の具体例である。本疾患は、嚢胞性線維症膜貫通調節物質(cystic fibrosi
s transmembrane conductance regulator)(「CFTR」)として知られてい
るタンパク質をコードする遺伝子中の1つまたはそれ以上の突然変異の存在によ
り引き起こされる。嚢胞性線維症は、慢性的喀痰産生、反復性感染および肺の破
壊を特徴とする(ボート,ティー・エフ(Boat, T.F.),マグローヒル社(McGr
aw-Hill, Inc.),1989,p.2649−2680)。CFTR遺伝子の突
然変異がどのように臨床症状を引き起こすか正確には知られていないが(ウェル
シュ,エム・ジェイ(Welsh, M.J.)ら,Cell 73:1251−1254
,1993)、不完全なCl-分泌およびNa+吸収の上昇(ウェルシュ,エム・
ジェイ(Welsh, M.J.)ら,Cell 73:1251−1254,1993;
クィントン,ピー・エム(Quinton, P.M.),FASEB Lett.4:27
09−2717,1990)が広範囲に記載されている。さらには、これらのイ
オン輸送における変化は、表面と腺上皮にわたる体液輸送の変化をもたらす(ジ
ャン,シー(Jiang, C.)ら,Science 262:424−427,19
93;ジャン,シー(Jiang, C.)ら,J.Physiol.(ロンドン),5
01.3:637−647,1997;スミス,ジェイ・ジェイ(Smith, J.J.
)ら,J.Clin.Invest.,91:1148−1153,1993;
およびチャン,ワイ(Zhang, Y.)ら,Am.J.Physiol 270:C
1326−1335,1996)。気道表面液(ASL)の水および塩含量に生
じたこれらの変化は、上皮細胞から分泌される殺菌性ペプチドの活性を減少させ
るか(スミス,ジェイ・ジェイ(Smith, J.J.),Cell,85:229−2
36,1996)、および/または粘液線毛クリアランスを障害し、従って反復
性肺感染と炎症を助長する。
[0004] Cystic fibrosis, a common lethal genetic disease, is a specific example of a disease that is a target for gene therapy. This disease is a cystic fibrosis transmembrane modulator (cystic fibrosi
It is caused by the presence of one or more mutations in the gene encoding the protein known as transmembrane conductance regulator ("CFTR"). Cystic fibrosis is characterized by chronic sputum production, recurrent infections, and lung destruction (Boat, TF, McGraw-Hill (McGr.
aw-Hill, Inc.), 1989, p. 2649-2680). It is not known exactly how mutations in the CFTR gene cause clinical symptoms (Welsh, MJ et al., Cell 73: 1251-1254.
, 1993), incomplete Cl - secretion and increased Na + absorption (Welsh, M., et al.).
J. (Welsh, MJ) et al., Cell 73: 1251-1254, 1993;
Quinton, PM, FASEB Lett. 4:27
09-2717, 1990) has been extensively described. Furthermore, these changes in ion transport result in altered fluid transport across the surface and glandular epithelium (Jiang, C. et al., Science 262: 424-427,19).
93; Jiang, C. et al. Physiol. (London), 5
01.3: 637-647, 1997; Smith, JJ
) Et al. Clin. Invest. , 91: 1148-1153, 1993;
And Zhang, Y. et al., Am. J. Physiol 270: C
1326-1335, 1996). Do these changes in the water and salt content of airway surface fluid (ASL) reduce the activity of bactericidal peptides secreted from epithelial cells (Smith, JJ, Cell, 85: 229-2
36, 1996), and / or impairs mucociliary clearance, thus promoting recurrent lung infection and inflammation.

【0005】 粘膜下腺がCF肺疾患の病態生理に寄与することを、いくつかの証拠が示唆し
ている。粘液線毛クリアランスの維持は、線毛運動、ASL深度、およびムチン
含量の協調的調節を必要とする。ASLの量と組成は、上皮と粘膜下腺の両方に
より制御され、かつ細胞容量の推定値に基づくが、後者は粘膜分泌のより重要な
原因であると考えられる。最近の研究はまた、粘膜下腺の分泌細管の漿液細胞が
、ヒト気管支におけるCFTR発現の支配的部位であること、および漿液細胞か
ら分泌される体液が、粘膜細胞により分泌されるムチンを流し出すことを示して
いる。粘膜下腺がCF肺疾患の病態生理に寄与することを示唆する追加の証拠に
は、(1)CFTRは、粘膜下腺の漿液細胞において支配的に発現されること(
エンゲルハート,ジェイ・エフ(Engelhardt, J.F.)ら,Nat.Genet.
2:240−248,1992)、(2)CF患者からの気管粘膜下腺培養液は
、Cl-を分泌できないこと(フィンクバイナー,ダブリュー・イー(Finkbeine
r, W.E.)ら,Am.J.Physiol.267:L−206−L−210,
1996;ヤマヤ,エム(Yamaya, M.)ら,Am.J.Physiol.261
:L−485−L−490,1991;ヤマヤ,エム(Yamaya, M.)ら,Am.
J.Physiol.261:L−491−L−494,1991)、(3)非
CF被験者からの60%を超える粘膜下腺培養液は、ベースライン分泌を示した
のに対して、CF患者からの培養液は、もっぱら体液を吸収したこと(ジャン,
シー(Jiang, C.)ら,J.Physiol.(ロンドン),501.3:63
7−647,1997)、(4)粘膜下腺管の閉塞は、CF患者における最初の
肺症状であり、続いて著しい過形成と肥大が発現すること(オッペンハイマー,
イー・エイチ(Oppenheimer, E.H.)ら,ニューヨーク:Year Book M
edical Publishers,1975、p.241−278)がある
[0005] Some evidence suggests that the submucosal gland contributes to the pathophysiology of CF lung disease. Maintaining mucociliary clearance requires coordinated regulation of pili motility, ASL depth, and mucin content. The amount and composition of ASL is controlled by both epithelium and submucosal glands and is based on estimates of cell volume, the latter being thought to be a more important cause of mucosal secretion. Recent studies also indicate that the serous cells of the secretory tubules of the submucosal gland are the predominant site of CFTR expression in human bronchi, and that the fluid secreted from the serous cells sheds mucin secreted by the mucosal cells It is shown that. Additional evidence suggesting that the submucosal gland contributes to the pathophysiology of CF lung disease includes (1) that CFTR is predominantly expressed in submucosal gland serous cells (
Engelhardt, JF et al., Nat. Genet.
2: 240-248, 1992), (2) that the bronchial submucosal gland culture from CF patients cannot secrete Cl (Finkbeine, Finkbeine
r, WE) et al., Am. J. Physiol. 267: L-206-L-210,
1996; Yamaya, M. et al., Am. J. Physiol. 261
: L-485-L-490, 1991; Yamaya, M. et al., Am.
J. Physiol. 261: L-491-L-494, 1991), (3) More than 60% of submucosal gland cultures from non-CF subjects showed baseline secretion, whereas cultures from CF patients did not. , Exclusively that they absorbed body fluids (Jean,
Jiang, C. et al. Physiol. (London), 501.3: 63
7-647, 1997), (4) Obstruction of the submucosal gland duct is the first pulmonary symptom in CF patients, followed by marked hyperplasia and hypertrophy (Oppenheimer,
Ophheimer, EH, et al., New York: Year Book M
electronic Publishers, 1975, p. 241-278).

【0006】 CFの病態発生への粘膜下腺の関与を示唆する証拠は、CF肺疾患のための効
果的な遺伝子治療はこれらの構造物を標的にすべきことを、示唆している。CF
TR遺伝子を胚上皮に運ぶために多くの試みがするが、粘膜下腺細胞にはほとん
ど関心が払われなかった。さらに、アデノウイルスベクターの気管内投与後に低
レベルのβ−ガラクトシダーゼ発現が、粘膜下腺において検出可能であったこと
が証明されているが(ピレウスキ,ジェイ・エム(Pilewski, J.M.)ら,Am.
J.Physiol.268:L657−665,1995)、腺トランスフェ
クションレベルは、胚上皮よりも低く、気道内腔からの距離に比例して著しく低
下した。
[0006] Evidence suggesting the involvement of submucosal glands in the pathogenesis of CF suggests that effective gene therapy for CF lung disease should target these structures. CF
Many attempts have been made to carry the TR gene into the embryonic epithelium, but little attention has been paid to submucosal gland cells. Furthermore, it has been demonstrated that low levels of β-galactosidase expression were detectable in submucosal glands following intratracheal administration of adenovirus vectors (Pilewski, JM et al., Am.
J. Physiol. 268: L657-665, 1995), gland transfection levels were lower than in embryonic epithelium and decreased significantly in proportion to distance from the airway lumen.

【0007】 多くの型の生物活性分子の効果的な導入は困難であり、また開発されてきた全
ての方法が、適切な量の所望の分子を標的細胞中へ効率的に送達できたわけでは
ない。生物活性分子の細胞内送達のために標的とされる無損傷組織により提示さ
れる複雑な構造、挙動、および環境は、しばしばこういった送達を実質的に妨害
する。ウイルスベクター、リポソームに封入されたDNA、脂質送達ビヒクル、
および裸のDNAを含む多くの方法が、哺乳動物の細胞中にDNAを送達するた
めに利用されている。現在までに、インビトロ、エクスビボ、およびインビボの
DNAの送達が、上述の方法の多くを使用して証明されている。
[0007] Efficient introduction of many types of bioactive molecules is difficult, and not all methods that have been developed have been able to efficiently deliver the appropriate amount of the desired molecule into target cells. . The complex structure, behavior and environment presented by intact tissue targeted for intracellular delivery of bioactive molecules often often substantially impede such delivery. Viral vectors, DNA encapsulated in liposomes, lipid delivery vehicles,
Many methods have been utilized to deliver DNA into mammalian cells, including and naked DNA. To date, delivery of DNA in vitro, ex vivo, and in vivo has been demonstrated using many of the methods described above.

【0008】 ウイルスのトランスフェクションは比較的効率的であるが、宿主の免疫応答は
しばしば重大な問題となる。具体的には、ウイルスタンパク質は、細胞傷害性T
リンパ球(CTL)を活性化し、これがウイルス感染細胞を破壊することにより
、試験したインビボモデルの肺における遺伝子発現を終了させる。他の問題は、
抗ウイルス性中和抗体の発生のために、ウイルスベクターを反復投与すると遺伝
子転移が低下することである。これらの問題は現在、ベクターと宿主免疫系の両
方を修飾することが検討されている。さらに、非ウイルス性および非タンパク質
性ベクターが、代替アプローチとして注目されてきている。
[0008] While virus transfection is relatively efficient, the host's immune response is often a significant problem. Specifically, viral proteins are cytotoxic T
Activate lymphocytes (CTLs), which terminate gene expression in the lungs of the tested in vivo model by destroying virus-infected cells. Other issues are
Repeated administration of a viral vector, due to the generation of neutralizing antiviral antibodies, reduces gene transfer. These issues are currently being investigated to modify both the vector and the host immune system. In addition, non-viral and non-protein vectors have received attention as an alternative approach.

【0009】 生物活性分子の細胞内送達を促進するように設計された化合物は、非極性およ
び極性環境(例えば、原形質膜、組織液、細胞内区画、および生物活性分子自体
の中または上)と相互作用しなければならないため、このような化合物は、典型
的には極性および非極性ドメインの両方を含むように設計される。このような両
方のドメインを有する化合物は、両親媒性物質と呼ばれ、このような細胞内送達
(インビトロの応用であろうとインビボの応用であろうと)を促進するための使
用が開示されてきた多くの脂質や合成脂質がこの定義を満たす。生物活性分子の
効率的送達に特に有望な両親媒性化合物の群は、カチオン性両親媒性物質である
。カチオン性両親媒性物質は、生理的pH付近で正に荷電可能な極性基を持って
おり、この性質は、両親媒性物質が例えばDNAのような負に荷電したポリヌク
レオチドを含む、多くの型の生物活性分子とどのように相互作用するかを明確に
するのに重要であると、当該分野において理解されている。
[0009] Compounds designed to facilitate the intracellular delivery of biologically active molecules can interact with nonpolar and polar environments (eg, in or on the plasma membrane, tissue fluid, intracellular compartments, and the biologically active molecule itself). Because they must interact, such compounds are typically designed to contain both polar and non-polar domains. Compounds with both such domains, called amphiphiles, have been disclosed for use in facilitating such intracellular delivery (whether in vitro or in vivo applications). Many lipids and synthetic lipids meet this definition. A particularly promising group of amphiphilic compounds for efficient delivery of bioactive molecules are cationic amphiphiles. Cationic amphiphiles have polar groups that are positively chargeable near physiological pH, a property that many amphiphiles include, for example, negatively charged polynucleotides such as DNA. It is understood in the art that it is important to define how to interact with a type of bioactive molecule.

【0010】 生物活性分子の細胞内送達において有用であると記載されているカチオン性両
親媒性化合物の例は、例えば、以下の参考文献に見い出されるが、これらの開示
内容は、参照することにより本質的に本明細書の一部とする。これらの参考文献
の多くはまた、このような応用に適したものにさせることが当該分野において理
解されているカチオン性両親媒性物質の性質、および細胞内送達を目的としてこ
のような両親媒性物質と治療用分子との複合体化により形成されると当該分野で
理解されている構造物の本質についての、有用な考察を含む。
Examples of cationic amphiphilic compounds that have been described as being useful in intracellular delivery of bioactive molecules can be found, for example, in the following references, the disclosures of which are incorporated by reference: It is essentially a part of this specification. Many of these references also describe the nature of cationic amphiphiles, which are understood in the art to be suitable for such applications, and such amphiphiles for intracellular delivery. Includes a useful discussion of the nature of structures understood in the art to be formed by complexing a substance with a therapeutic molecule.

【0011】 (1)フェルグナー(Felgner)ら,Proc.Natl.Acad.Sci.
USA,84,7413−7417(1987)は、N−[1−(2,3−ジオ
レイルオキシ)プロピル]−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロリド(「
DOTMA」)を含む正に荷電した合成カチオン性脂質を使用して、トランスフ
ェクションに適した脂質/DNA複合体を形成することを開示している。フェル
グナー(Felgner)ら,The Journal of Biological
Chemisty,269(4),2550−2561(1994)も参照の
こと。 (2)ベール(Behr)ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 8
6,6982−6986(1989)は、ジオクタデシルアミドログリシルスペ
ルミン(「DOGS」)を含む多くの両親媒性物質を開示している。 (3)エパンド(Epand)らの米国特許5,283,185号は、「DC−ch
ol」と呼ばれる、3β−[N−(N1,N1−ジメチルアミノエタン)カルバモ
イル]コレステロールを含む、追加のクラスおよび種を記載している。 (4)細胞中への生物活性分子の輸送を促進するさらなる化合物は、フェルグナ
ー(Felgner)らの米国特許第5,264,618号に開示されている。「DM
RIE」1,2−ジミリスチルオキシプロピル−3−ジメチル−ヒドロキシエチ
ルアンモニウムブロミド(以下に考察される)を含む、さらなる化合物の開示に
ついて、フェルグナー(Felgner)ら,The Journal of Bio
logical Chemistry 269(4),pp.2550−256
1(1994)も参照のこと。 (5)生物活性分子の細胞内送達に適した両親媒性物質への言及はまた、ゲベエ
フ(Gebeyehu)らの米国特許第5,334,761号およびフェルグナー(Felg
ner)ら,Methods(Methods in Enzymology),
5,67−75(1993)にも見い出される。 (6)ブリアム,ケイ・エル(Brigham, K.L.)、ビー・メイリック(B. Meyric
k)、ビー・クリストマン(B. Christman)、エム・マグヌソン(M. Magnuson)
、ジー・キング(G. King)およびエル・シー・ベリー(L.C. Berry)。「リポ
ソームビヒクルを使用する機能性原核生物遺伝子によるネズミ肺のインビボトラ
ンスフェクション」。Am.J.Med.Sci.298:278−281,1
989。 (7)ガオ,エクス・エイ(Gao, X.A.)とエル・フワン(L. Huang)。「哺乳
動物細胞の効率的トランスフェクションのための新規なカチオン性リポソーム試
薬」。Biochem Biophys Res Commun 179:28
0−285,1991。 (8)ヨシムラ,ケイ(Yoshimura, K.)、エム・エイ・ローゼンフェルド(M.A
. Rosenfeld)、エイチ・ナカムラ(H. Nakamura)、イー・エム・シェラー(E.
M. Scherer)、エイ・パビラニ(A. Pavirani)、ジェイ・ピー・ルコック(J.P
. Lecocq)およびアール・ジー・クリスタル(R.G. Crystal)。「インビボ気管
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・エス・イウ(N.S. Yew)、エム・アール・ニコルズ(M.R. Nichols)、ジェイ
・ビー・ニエツプスキ(J.B. Nietupski)、アール・ジェイ・ジーグラー(R.J.
Ziegler)、エム・レーン(M. Lane)、ケイ・エックス・ワン(K.X. Wang)、
エヌ・シー・ワン(N.C. Wan)、アール・ケイ・シェウル(R.K. Scheule)、デ
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It discloses the use of positively charged synthetic cationic lipids, including DOTMA "), to form lipid / DNA complexes suitable for transfection. Felgner et al., The Journal of Biological.
See also Chemisty, 269 (4), 2550-2561 (1994). (2) Behr et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 8
6,692-6986 (1989) discloses a number of amphiphiles, including dioctadecylamidogloglycylspermine ("DOGS"). (3) U.S. Pat. No. 5,283,185 to Epand et al.
Additional classes and species have been described, including 3β- [N- (N 1 , N 1 -dimethylaminoethane) carbamoyl] cholesterol, referred to as “ol”. (4) Additional compounds that enhance the transport of bioactive molecules into cells are disclosed in Felgner et al., US Pat. No. 5,264,618. "DM
RIE, for disclosure of additional compounds, including 1,2-dimyristyloxypropyl-3-dimethyl-hydroxyethylammonium bromide (discussed below), Felgner et al., The Journal of Bio.
biological Chemistry 269 (4), pp. 2550-256
1 (1994). (5) References to amphiphiles suitable for intracellular delivery of bioactive molecules can also be found in Gebeyehu et al., US Pat. No. 5,334,761 and Felgner.
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5, 67-75 (1993). (6) Brigham, KL, B. Meyric
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0-285, 1991. (8) Yoshimura, K., MA Rosenfeld (MA
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【0012】 さらに、最近発行されたいくつかの米国特許(その開示内容は、参照すること
により本質的に本明細書の一部とする)は、哺乳動物細胞にポリヌクレオチドを
送達するためのカチオン性両親媒性物質の有用性を記述している。(ブリアム(
Brigham)らの米国特許第5,676,954号、およびフェルグナー(Felgner
)らの米国特許第5,703,055号。)
In addition, several recently issued US patents, the disclosure of which is hereby incorporated by reference in their entirety, describe cations for delivering polynucleotides to mammalian cells. Describes the usefulness of sex amphiphiles. (Briam (
U.S. Pat. No. 5,676,954 to Brigham et al., And Felgner
U.S. Pat. No. 5,703,055. )

【0013】 上記参考文献で言及される化合物は、生物活性分子の細胞中への移入を促進す
ることが証明されているが、それによって提供される取り込み効率は改善して、
多くの治療応用、特に遺伝子治療を支持しうると考えられる。さらに、上記化合
物の必要量がより少なくなり、このような化合物またはその代謝物の毒性に関す
る懸念を低減することができるように、活性を改善することが要望されている。
Although the compounds referred to in the above references have been shown to facilitate the transfer of bioactive molecules into cells, the uptake efficiency provided thereby is improved,
It is believed that it could support many therapeutic applications, especially gene therapy. Furthermore, there is a need to improve the activity so that the required amount of such compounds is lower and the concerns regarding the toxicity of such compounds or their metabolites can be reduced.

【0014】 活性が増強した別のクラスのカチオン性両親媒性物質は、例えば、1998年
5月5日に発行したシーゲル(Siegel)らの米国特許第5,747,471号、
1997年7月22日に発行したハリス(Harris)らの米国特許第5,650,
096号、および1998年1月22日公開のPCT公報WO98/02191
(これらの開示内容は、参照することにより本質的に本明細書の一部とする)に
記載されている。これらの特許はまた、本発明の実施に関連するカチオン性両親
媒性物質の調製法を開示している。
Another class of cationic amphiphiles with enhanced activity is, for example, US Pat. No. 5,747,471 to Siegel et al., Issued May 5, 1998;
Harris et al., U.S. Pat. No. 5,650, issued Jul. 22, 1997.
No. 096 and PCT publication WO 98/02191 published Jan. 22, 1998.
(The disclosures of which are hereby incorporated by reference in their entirety). These patents also disclose methods of preparing cationic amphiphiles relevant to the practice of the present invention.

【0015】 活性の増強を引き起こす多くのカチオン性両親媒性物質およびウイルスベクタ
ーが存在するが、特定の哺乳動物細胞に対する脂質および非脂質送達ビヒクルの
結合および標的化の新しい方法が未だに探求されている。遺伝子治療、および生
物活性分子のインビボ、インビトロおよびエクスビボ送達の他の応用のための、
カチオン性両親媒性物質およびウイルスベクターを使用する際に非常に望まれる
因子は、特定の哺乳動物細胞に対して有効に標的とし、かつこれに結合する能力
である。現在まで、特定の細胞型を標的とする効果的な方法は欠如している。特
定の細胞を標的とする能力は、特定の症状を有効に治療するのに必要な、カチオ
ン性両親媒性物質、ウイルスまたは他の送達ビヒクル複合体の用量を減少させ、
それによって高用量の関数である毒性の問題を減少させる。その結果、所望の哺
乳動物細胞に送達される生物活性分子の効率と量を改善する方法は、有効な治療
処理としての、カチオン性両親媒性複合体、ウイルスベクター、および他の送達
ビヒクルの生存活性を増強するために望まれる。
[0015] Although there are many cationic amphiphiles and viral vectors that cause enhanced activity, new methods of binding and targeting lipid and non-lipid delivery vehicles to specific mammalian cells are still being explored. . For gene therapy and other applications of in vivo, in vitro and ex vivo delivery of bioactive molecules,
A highly desirable factor in using cationic amphiphiles and viral vectors is the ability to effectively target and bind to specific mammalian cells. To date, effective methods of targeting specific cell types are lacking. The ability to target specific cells reduces the dose of cationic amphiphile, virus or other delivery vehicle complex required to effectively treat a particular condition,
Thereby reducing the problem of toxicity, which is a function of the high dose. As a result, methods to improve the efficiency and quantity of bioactive molecules delivered to a desired mammalian cell may require the survival of cationic amphiphilic complexes, viral vectors, and other delivery vehicles as an effective therapeutic treatment. Desired to enhance activity.

【0016】 したがって、本発明は、哺乳動物細胞への生物活性分子の送達を促進する新規
なミセル複合体に関する。この新規なミセル複合体は、カチオン性両親媒性物質
、生物活性分子、ポリエチレングリコール(PEG)の誘導体、および場合によ
り中性、陽性、または陰性共脂質からなる。これらの新規なミセル複合体は、従
来のカチオン性両親媒性複合体には観察されないユニークな性質を持っているこ
とがある。例えば新規なミセル複合体によって、当業者は、このミセル複合体を
気道上皮細胞に優先的に結合させることができる。また、当業者は、このミセル
複合体を他の特定の細胞型に優先的に結合させることができるか、またはミセル
複合体による送達のために特定の哺乳動物細胞に標的化することができる。
[0016] Accordingly, the present invention relates to novel micellar complexes that facilitate delivery of bioactive molecules to mammalian cells. This novel micellar complex consists of a cationic amphiphile, a bioactive molecule, a derivative of polyethylene glycol (PEG), and optionally a neutral, positive or negative co-lipid. These novel micellar complexes may have unique properties not observed with conventional cationic amphiphilic complexes. For example, the novel micellar complex allows one skilled in the art to preferentially bind the micellar complex to airway epithelial cells. Also, one skilled in the art can preferentially bind the micellar complex to other specific cell types, or target it to particular mammalian cells for delivery by the micellar complex.

【0017】 本発明は、PEG誘導体および場合により共脂質との混合ミセル複合体を形成
するための、カチオン性両親媒性物質の使用を提供する。生物活性分子の細胞内
送達を促進できる全てのカチオン性両親媒性物質は、本発明の実施において有用
である。本発明は、開示された両親媒性物質に限定されないが、本発明の実施に
おいて有用なカチオン性両親媒性物質の多くの例は、前に参照された刊行物に記
述されている。
The present invention provides the use of a cationic amphiphile to form a mixed micellar complex with a PEG derivative and optionally a co-lipid. Any cationic amphiphile that can facilitate intracellular delivery of a bioactive molecule is useful in the practice of the present invention. Although the present invention is not limited to the disclosed amphiphiles, many examples of cationic amphiphiles useful in the practice of the present invention are described in the previously referenced publications.

【0018】 本発明の実施において、複合体が気道上皮細胞への結合に有効である、ミセル
複合体を提供される。理論により限定されるわけではないが、本ミセル複合体は
、ミセル複合体の電荷密度の差のため、従来の脂質複合体に比較すると、優先的
な結合を証明すると考えられる。
In the practice of the present invention, there is provided a micelle complex, wherein the complex is effective for binding to airway epithelial cells. Without being limited by theory, it is believed that the present micelle complexes demonstrate preferential binding when compared to conventional lipid complexes due to the difference in charge density of the micelle complexes.

【0019】 従来の脂質複合体に比較すると、複合体が実質的により均質である本発明のミ
セル複合体も提供することができる。すなわち本発明のミセル複合体は、従来の
手段により調製される脂質複合体よりも狭い粒度分布曲線を有する。
The micellar complexes of the present invention can also be provided wherein the complexes are substantially more homogeneous as compared to conventional lipid complexes. That is, the micelle complex of the present invention has a narrower particle size distribution curve than the lipid complex prepared by conventional means.

【0020】 本発明の好適なミセル複合体はまた、従来の脂質複合体よりも安定である。ミ
セル調製物は、前日に調製して、何ら有害な影響なしに一晩貯蔵することができ
る。
[0020] Preferred micellar complexes of the present invention are also more stable than conventional lipid complexes. Micellar preparations can be prepared the day before and stored overnight without any deleterious effects.

【0021】 さらに別の側面では、本発明は、カチオン性両親媒性物質と生物活性分子との
間の改良された結合効率を与える。改良された結合効率によって、調製物中に存
在する脂質当たりのDNAがより多「積載(loading)」になる。PEG誘導体
は、従来の脂質:生物活性分子の複合体を安定化し、かつ沈殿を防止することが
、当該分野において知られている。しかし、PEG誘導体を含むミセル複合体は
、これもPEG誘導体を含む従来の脂質二重層複合体よりも、より多くの生物活
性分子を沈殿なしに積載することができる。すなわち従来のカチオン性両親媒性
複合体中のカチオン性両親媒性物質と比較すると、より多くの生物活性分子が、
ミセル複合体中の各カチオン性両親媒性物質と会合している。
In yet another aspect, the invention provides for improved binding efficiency between a cationic amphiphile and a bioactive molecule. The improved binding efficiency results in more "loading" of DNA per lipid present in the preparation. PEG derivatives are known in the art to stabilize conventional lipid: bioactive molecule conjugates and prevent precipitation. However, micelle conjugates containing PEG derivatives can load more bioactive molecules without precipitation than conventional lipid bilayer conjugates, which also contain PEG derivatives. That is, as compared to the cationic amphiphile in the conventional cationic amphiphilic complex, more bioactive molecules are
It is associated with each cationic amphiphile in the micellar complex.

【0022】 さらに別の側面では本発明は、カチオン性両親媒性物質、生物活性分子、PE
G誘導体、および場合により共脂質を含んでなる、ミセル脂質複合体の調製方法
を含む。生じる複合体は、均質、安定で、かつ気道上皮細胞への結合に有効であ
る。好適な実施態様では本複合体は、生物活性分子の全身性送達に有効である。
In yet another aspect, the invention relates to a cationic amphiphile, a bioactive molecule, a PE
A method for preparing a micellar lipid complex comprising a G derivative and, optionally, a co-lipid. The resulting complex is homogeneous, stable, and effective for binding to airway epithelial cells. In a preferred embodiment, the conjugate is effective for systemic delivery of a bioactive molecule.

【0023】 本発明はまた、ミセル複合体を投与して哺乳動物細胞へ生物活性分子を送達す
る方法を提供する。さらに、ミセル複合体の投与による哺乳動物細胞への遺伝子
のトランスフェクションを促進するための方法が提供される。
The present invention also provides a method of administering a micelle complex to deliver a biologically active molecule to a mammalian cell. Further, a method is provided for facilitating transfection of a gene into a mammalian cell by administration of a micelle complex.

【0024】 本発明のさらに別の側面では、本ミセル複合体は、特定の型の哺乳動物細胞へ
の生物活性分子の送達を促進する標的化物質を含んでよい。この標的化物質は、
脂質および非脂質法の両方に有効であり、本発明は、アデノウイルスを含むウイ
ルスベクター、および哺乳動物細胞中への生物活性分子の送達を実現するために
当該分野において利用されている他の方法における標的化物質の使用に加えて、
従来のおよびミセルカチオン性両親媒性物質の両方を含む、全ての脂質複合体に
おける標的化物質の使用を提供する。
[0024] In yet another aspect of the invention, the micelle complex may include a targeting agent that facilitates delivery of a bioactive molecule to a particular type of mammalian cell. This targeting substance
Effective for both lipid and non-lipid methods, the present invention is directed to viral vectors, including adenoviruses, and other methods utilized in the art to achieve delivery of bioactive molecules into mammalian cells. In addition to the use of targeting substances in
Provided is the use of targeting agents in all lipid complexes, including both conventional and micellar cationic amphiphiles.

【0025】 本発明はまた、ミセル複合体の薬剤組成物、および標的化物質との他の脂質お
よび非脂質複合体の薬剤組成物を提供する。ミセル複合体は、担体、充填剤、増
量剤、分散剤、クリーム剤、ゲル剤、液剤、および薬剤処方の分野で一般的な他
の賦形剤を含む、薬剤組成物中の活性成分であってよい。
The present invention also provides drug compositions of micelle complexes, and other lipid and non-lipid complexes with targeting agents. Micellar complexes are active ingredients in pharmaceutical compositions, including carriers, fillers, bulking agents, dispersants, creams, gels, solutions, and other excipients common in the field of pharmaceutical formulation. May be.

【0026】 本発明のさらなる特色および利点は、以下の説明中に記載され、そして一部は
説明から明らかになり、あるいは発明の実施により理解できる。本発明の目的お
よび他の利点は、説明および本明細書の請求の範囲さらには添付図面で具体的に
指摘される方法により実現および達成される。
[0026] Additional features and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, and in part will be apparent from the description, or may be learned by practice of the invention. The objects and other advantages of the invention will be realized and attained by the method particularly pointed out in the written description and claims hereof as well as the appended drawings.

【0027】 本発明では、先行技術のカチオン性両親媒性化合物が、PEG誘導体および場
合により共脂質を含む調製物において使用される。生じる調製物は、1つまたは
それ以上の生物活性分子と複合体を形成させる。この新規な調製物は、従来のカ
チオン性両親媒性調製物、他のカチオン性両親媒性調製物、および脂質担体では
見い出されないユニークでかつ驚くべき性質を示す。本発明の追加の側面は、新
しい調製物における標的化物質の使用である。標的化物質は、特定の哺乳動物細
胞への送達を促進する。本発明の実施は、理論によって限定されない。
In the present invention, prior art cationic amphiphilic compounds are used in a preparation comprising a PEG derivative and optionally a co-lipid. The resulting preparation is complexed with one or more bioactive molecules. This new preparation exhibits unique and surprising properties not found in conventional cationic amphiphilic preparations, other cationic amphiphilic preparations, and lipid carriers. An additional aspect of the invention is the use of the targeting agent in a new preparation. Targeting agents facilitate delivery to certain mammalian cells. The practice of the present invention is not limited by theory.

【0028】 カチオン性両親媒性物質、PEG誘導体、および場合により共脂質の従来の複
合体は、当該分野において周知である。これらの従来の複合体は、カチオン性両
親媒性物質、PEG誘導体、および場合により共脂質の脂質フィルムを調製する
ことにより形成される。次にこの脂質フィルムを水性媒体中で水和して脂質二重
層を形成させ、次に生物活性分子と複合体を形成させる。この方法により形成さ
れる従来のカチオン性両親媒性複合体は、通常直径400〜500nm(ナノメー
トル)であり、粒度が50%またはそれ以上変動する。
Conventional conjugates of a cationic amphiphile, a PEG derivative, and optionally a co-lipid, are well known in the art. These conventional conjugates are formed by preparing a lipid film of a cationic amphiphile, a PEG derivative, and optionally a co-lipid. The lipid film is then hydrated in an aqueous medium to form a lipid bilayer, and then complexed with the bioactive molecule. Conventional cationic amphiphilic complexes formed by this method are usually 400-500 nm (nanometers) in diameter and vary in particle size by 50% or more.

【0029】 本発明の好適な実施態様は、小さく、均質で、かつ安定な混合ミセル調製物ま
たはミセル複合体である。本発明の1つの実施態様は、従来のカチオン性両親媒
性複合体では見い出されない性質である気道上皮細胞への結合を示すミセル複合
体を企図する。本発明の実施において、ユニークかつ驚くべき性質を備えうるミ
セル複合体調製物は、新しい方法により調製される。本ミセル複合体は好ましく
は、カチオン性脂質を水和し、この水和カチオン性脂質をPEG誘導体(これも
ミセル脂質懸濁液を形成するために水和しておく)に加えることにより、調製す
ることができる。ミセルカチオン性脂質:PEG:生物活性分子複合体は、ミセ
ルカチオン性脂質:PEG誘導体溶液を生物活性分子に加えることにより、調製
される。脂質:生物活性分子およびカチオン性脂質:PEG誘導体のモル比は、
広い範囲で変動してよく、使用されるカチオン性脂質、PEG誘導体、および生
物活性分子に依存するであろう。またこの比は、投与部位および標的疾患の関数
として有意に変動してよい。ある実施態様では、脂質:生物活性分子のモル比は
、1:8である。別の好適な実施態様では、生物活性分子は、DNAである。
A preferred embodiment of the present invention is a small, homogeneous and stable mixed micelle preparation or micelle complex. One embodiment of the present invention contemplates a micellar complex that exhibits binding to airway epithelial cells, a property not found in conventional cationic amphiphilic complexes. In the practice of the present invention, micelle complex preparations that can have unique and surprising properties are prepared by new methods. The micelle complex is preferably prepared by hydrating a cationic lipid and adding the hydrated cationic lipid to a PEG derivative, which is also hydrated to form a micellar lipid suspension. can do. The micelle cationic lipid: PEG: bioactive molecule conjugate is prepared by adding a micelle cationic lipid: PEG derivative solution to the bioactive molecule. The molar ratio of lipid: bioactive molecule and cationic lipid: PEG derivative is
It can vary over a wide range and will depend on the cationic lipid, PEG derivative, and bioactive molecule used. This ratio can also vary significantly as a function of the site of administration and the target disease. In one embodiment, the molar ratio of lipid: bioactive molecule is 1: 8. In another preferred embodiment, the biologically active molecule is DNA.

【0030】 ミセル複合体はまた、調製物の一部として、中性、陽性、または陰性の共脂質
と共に調製することができる。共脂質は、脂質フィルムとしてPEG脂質と調製
され、単一の溶液として水和されるか、あるいは共脂質を脂質フィルムとして単
独で調製して、PEG脂質と共に水和することができる。次にカチオン性脂質を
、水和型でPEG脂質と共脂質の溶液に加えることにより、ミセル脂質を形成し
、次にこれを使用して、生物活性分子とのミセル複合体を形成する。ある実施態
様では、脂質:生物活性分子のモル比は、1:8である。別の好適な実施態様で
は、生物活性分子は、DNAである。
[0030] Micellar complexes can also be prepared with neutral, positive, or negative colipids as part of a preparation. Co-lipids can be prepared with PEG lipids as lipid films and hydrated as a single solution, or co-lipids can be prepared alone as lipid films and hydrated with PEG lipids. The cationic lipid is then added to a solution of the PEG lipid and the co-lipid in hydrated form to form a micellar lipid, which is then used to form a micellar complex with the bioactive molecule. In one embodiment, the molar ratio of lipid: bioactive molecule is 1: 8. In another preferred embodiment, the biologically active molecule is DNA.

【0031】 本発明の実施において、複合体が気道上皮細胞への結合に有効である、ミセル
脂質複合体が提供される。理論により限定されるわけではないが、本ミセル脂質
複合体は、ミセル複合体の電荷密度の差のため、従来の脂質複合体に比較すると
、優先的な結合を証明すると考えられる。
In the practice of the present invention, there is provided a micellar lipid complex, wherein the complex is effective for binding to airway epithelial cells. Without being limited by theory, it is believed that the present micelle lipid complex demonstrates preferential binding when compared to conventional lipid complexes due to the difference in charge density of the micelle complex.

【0032】 従来の脂質複合体に比較すると、複合体が実質的により均質である本発明のミ
セル複合体も提供される。すなわち本実施態様では、本発明のミセル複合体は、
従来の手段により調製される脂質複合体よりも狭い粒度分布曲線を有する。例え
ば、従来の脂質複合体の粒度分布は、脂質、DNA、および脂質:DNA比に応
じて、50%を超えて変動することもある。これに比較して本実施態様によるミ
セル複合体の粒度分布は、最大約20%しか変動しない。
[0032] Also provided are micelle complexes of the invention wherein the complex is substantially more homogeneous as compared to conventional lipid complexes. That is, in this embodiment, the micelle complex of the present invention comprises:
It has a narrower particle size distribution curve than lipid complexes prepared by conventional means. For example, the particle size distribution of a conventional lipid complex can vary by more than 50%, depending on the lipid, DNA, and lipid: DNA ratio. In comparison, the particle size distribution of the micellar composite according to this embodiment varies only up to about 20%.

【0033】 有意に均質度が高いことに加えて、本発明の好適なミセル複合体は、さらに多
くの生物活性分子を複合体に加えても、粒度が顕著に変化しない。例えば、ミセ
ル複合体中のカチオン性脂質対pDNAおよびカチオン性脂質対PEG誘導体対
共脂質の比を一定にして、一方ミセル複合体の一部であるpDNA(すなわち、
pDNAは溶液中で遊離していない)の量を増大させる実験を行った。好適なミ
セル複合体の粒度およびその粒度分布は、ミセル複合体中のpDNAの量が増大
しても、有意に変動しなかった。
In addition to being significantly more homogeneous, the preferred micellar conjugates of the present invention do not change significantly in particle size when more bioactive molecules are added to the conjugate. For example, a constant ratio of cationic lipid to pDNA and cationic lipid to PEG derivative to co-lipid in the micellar complex, while pDNA being part of the micellar complex (ie,
Experiments were performed to increase the amount of pDNA not released in solution). The size of the preferred micellar complex and its size distribution did not change significantly with increasing amounts of pDNA in the micellar complex.

【0034】 本発明の好適なミセル複合体はまた、従来の脂質複合体よりも安定である。多
くの従来の脂質複合体は、特別な貯蔵法、または哺乳動物またはインビトロの細
胞への投与の直前に、送達すべきDNAとの調製物の混合を必要とするという、
貯蔵および安定性の問題がある。例えば、従来のカチオン性脂質は、特別な条件
下で貯蔵しなければ、アシル交換反応により分解することが知られている。多く
の脂質:DNA複合体もまた、複合体形成後まもなく溶液から沈殿することが知
られており、従って使用直前まで複合体の調製を延期することが必要である。使
用直前に調製物を作成する必要がある医薬生成物は、あまり現実的ではない。本
発明のミセル複合体は好ましくは、調製後まもなく溶液から沈殿することは無い
。例えば、ミセル調製物は、前日に調製して、何ら有害な影響なしに一晩貯蔵す
ることができる。当業者はまた、有意な沈殿を観察することなく、ミセル調製物
をボルテックス混合することができる。
[0034] Preferred micellar complexes of the present invention are also more stable than conventional lipid complexes. Many conventional lipid complexes require special storage methods or mixing of the preparation with the DNA to be delivered immediately prior to administration to mammalian or in vitro cells.
There are storage and stability issues. For example, conventional cationic lipids are known to degrade by acyl exchange reactions unless stored under special conditions. Many lipid: DNA complexes are also known to precipitate out of solution shortly after complex formation, so it is necessary to delay preparation of the complex until just before use. Pharmaceutical products that require the preparation to be prepared shortly before use are not very practical. The micelle complexes of the present invention preferably do not precipitate out of solution shortly after preparation. For example, micelle preparations can be prepared the day before and stored overnight without any deleterious effects. One skilled in the art can also vortex the micelle preparation without observing significant precipitation.

【0035】 ミセル脂質溶液を生物活性分子に加えるとき、安定で均質な複合体を形成する
のに、最少量のPEG脂質が好ましい。必要なPEGの最少量は、カチオン性脂
質と選択されるPEG脂質の特定の組合せに依存する。ミセル複合体を形成する
のに必要なPEGの最少量を決定するための方法は、特に問わないが、1)懸濁
液が清澄〜不透明であり、粒子を含まないことを確認するために、生物活性分子
へのミセル脂質の添加後に脂質:生物活性分子複合体を観察;2)粒度に関して
粒子集団が実質的に均質であるかどうかを決定するために、整粒器を使用して調
製後にミセル脂質:生物活性分子複合体の整粒;および3)アガロースゲル電気
泳動におけるミセル複合体中の生物活性分子の挙動の分析、を含む。上述の方法
に関する詳細は、本明細書に添付される例に見い出すことができる。
When a micellar lipid solution is added to the bioactive molecule, a minimum amount of PEG lipid is preferred to form a stable and homogeneous complex. The minimum amount of PEG required will depend on the particular combination of cationic lipid and PEG lipid selected. The method for determining the minimum amount of PEG required to form a micellar complex is not particularly limited. 1) To confirm that the suspension is clear to opaque and free of particles, Observe the lipid: bioactive molecule complex after addition of the micellar lipid to the bioactive molecule; 2) after preparation using a sizing machine to determine if the particle population is substantially homogeneous with respect to particle size Sizing of the micelle lipid: bioactive molecule complex; and 3) analysis of the behavior of the bioactive molecule in the micelle complex in agarose gel electrophoresis. Details regarding the above-described method can be found in the examples attached herein.

【0036】 本発明の別の実施態様は、従来のカチオン整両親媒性複合体よりも直径が小さ
く、広範囲の脂質:DNAおよび脂質:PEG比にわたって小さく安定なままで
あるミセル複合体に関する。小さく均質なミセル複合体を形成するには、最少量
のPEG誘導体が好ましい。本発明の好適な実施態様では、1つまたはそれ以上
のカチオン性両親媒性物質、1つまたはそれ以上のPEG誘導体、生物活性分子
、および場合により共脂質により調製されるミセル複合体は、直径が平均して約
25〜250ナノメートルである。しかしミセル複合体の粒度は、使用されるカ
チオン性脂質、PEG脂質、DNAの量と大きさ、および共脂質(存在する場合
)に依存する。
Another embodiment of the present invention relates to micelle conjugates that are smaller in diameter than conventional cation-regulated amphiphilic conjugates and remain small and stable over a wide range of lipid: DNA and lipid: PEG ratios. To form small, homogeneous micellar complexes, a minimum amount of PEG derivative is preferred. In a preferred embodiment of the invention, the micellar complex prepared by one or more cationic amphiphiles, one or more PEG derivatives, bioactive molecules, and optionally co-lipids, Is about 25-250 nanometers on average. However, the particle size of the micellar complex depends on the amount and size of the cationic lipid, PEG lipid, DNA used, and co-lipid (if present).

【0037】 理論により限定されるわけではないが、ミセル複合体の電荷密度は、気道上皮
細胞に結合する本複合体の好適なユニークかつ驚くべき性質の原因であると考え
られる。高い電荷密度は、いくつかの細胞膜の高い親和性を引き起こすと考えら
れている。従ってミセル複合体の多くは、気道上皮細胞に結合する。単純なイン
ビトロ蛍光実験により、ミセル複合体が、露出した気道上皮細胞に強く結合する
ことを証明した。カチオン性両親媒性物質の従来の複合体(普通は直径400〜
500nm)は、同じ実験において強い結合を示さない。
Without being limited by theory, it is believed that the charge density of the micellar complex is responsible for the favorable unique and surprising properties of the complex that bind to airway epithelial cells. High charge densities are believed to cause high affinity of some cell membranes. Thus, many of the micellar complexes bind to airway epithelial cells. Simple in vitro fluorescence experiments demonstrated that the micelle complex bound strongly to exposed airway epithelial cells. Conventional complexes of cationic amphiphiles (usually 400-
500 nm) does not show strong binding in the same experiment.

【0038】 本発明のミセル複合体はまた、哺乳動物に投与するとき、従来のカチオン性脂
質複合体よりも毒性が低いと考えられる。例えば、マウスに静脈内注射すると、
カチオン性脂質GL−67を用いて調製したミセル複合体は、これもGL−67
を用いて調製した従来のカチオン性脂質複合体よりも毒性が低かった。ミセル複
合体の低い毒性は、腫瘍細胞に送達する複合体の能力に大きな影響を与えない。
好適な実施態様では、ミセル複合体は、腫瘍細胞および特に腫瘍内皮細胞におけ
る同等な沈着を維持するが、一方哺乳動物の他の細胞については毒性が低い。
[0038] The micellar conjugates of the present invention are also believed to be less toxic than conventional cationic lipid conjugates when administered to mammals. For example, when a mouse is injected intravenously,
The micelle complex prepared using the cationic lipid GL-67 is also a GL-67
Was less toxic than conventional cationic lipid conjugates prepared using The low toxicity of the micellar complex does not significantly affect the ability of the complex to deliver to tumor cells.
In a preferred embodiment, the micellar complex maintains equivalent deposition on tumor cells and especially on tumor endothelial cells, while having low toxicity for other cells of the mammal.

【0039】 本発明の別の実施態様では、ミセル複合体は、脂質、または製剤の分野で組成
物および調製物をコーティングするために使用される他の組成物によりコーティ
ングされる。例えば、ミセル複合体をさらに別の疎水性種(例えば、中性脂質混
合物)と混合すると、複合体を障害することなく複合体の外側をコーティングで
きる。理論に限定されるわけではないが、DNAを効率的に濃縮するためにカチ
オン性脂質:PEG誘導体を使用することが望ましい。生じるDNAの小さく非
常に濃縮したパッケージ(例えばミセル複合体)は、次に共脂質または他のPE
G誘導体のような他の種および脂質により取り囲まれ、そしてこれらが濃縮DN
Aの荷電表面と相互作用しうる。これは、カチオン性脂質:DNAを免疫系から
防御および/またはマスクする。脂質:DNA複合体の毒性の大部分は細菌が配
列を認識することによるため、コーティングは毒性を減少させる効果的な手段と
なろう。さらに、コーティングは、標的化物質の封入を促進して、特定の組織ま
たは細胞型への複合体の送達を可能にする。好適な実施態様では、コーティング
された複合体が全身に送達される。
In another embodiment of the present invention, the micellar complex is coated with lipids or other compositions used to coat the compositions and preparations in the field of formulation. For example, mixing the micellar complex with yet another hydrophobic species (eg, a neutral lipid mixture) can coat the outside of the complex without disturbing the complex. Without being limited by theory, it is desirable to use a cationic lipid: PEG derivative to efficiently concentrate DNA. The resulting small, highly concentrated package of DNA (eg, micellar complex) is then co-lipid or other PE
Surrounded by other species and lipids, such as G derivatives, and
A may interact with the charged surface of A. This protects and / or masks the cationic lipid: DNA from the immune system. Coating would be an effective means of reducing toxicity, as most of the toxicity of the lipid: DNA complex is due to the recognition of the sequence by the bacteria. Further, the coating facilitates the encapsulation of the targeting substance and allows for delivery of the complex to a particular tissue or cell type. In a preferred embodiment, the coated conjugate is delivered systemically.

【0040】 さらに、コーティングは、血流中のミセル複合体の滞留時間を延長するために
、または持効性機作として有用である。製剤の分野において知られている、他の
コーティングまたはコーティング剤の使用は、本発明の実施に含まれる。
In addition, the coating is useful to extend the residence time of the micelle complex in the bloodstream or as a long-lasting mechanism. The use of other coatings or coatings known in the field of formulation is included in the practice of the invention.

【0041】 ミセル複合体中で使用されるカチオン性両親媒性物質 本発明は、細胞への生物活性分子の送達を促進するのに有用な、任意のカチオ
ン性両親媒性物質またはカチオン性脂質化合物の使用、およびこれらを含む組成
物を提供する。特に有用な両親媒性物質は、細胞、および特に遺伝子治療の目的
での患者の細胞中への生物活性のあるポリヌクレオチドの輸送を促進する。
Cationic Amphiphiles Used in Micellar Complexes The present invention is directed to any cationic amphiphile or cationic lipid compound useful for facilitating delivery of a bioactive molecule to a cell. And compositions comprising them. Particularly useful amphiphiles facilitate the transport of biologically active polynucleotides into cells, and especially into the cells of patients for gene therapy purposes.

【0042】 本発明の実施による幾つかの好適なカチオン性両親媒性物質は、米国特許第5
,747,471号および5,650,096号およびPCT公報WO98/0
2191(これらの開示内容は、参照することにより本質的に本発明の一部とさ
れる)に見い出すことができる。カチオン性両親媒性化合物に加えて、これら2
つの特許は、多くの好適な共脂質、生物活性分子、調製物、操作、投与経路、お
よび用量を開示している。
Some suitable cationic amphiphiles according to the practice of the present invention are described in US Pat.
, 747,471 and 5,650,096 and PCT publication WO 98/0.
2191, the disclosures of which are hereby incorporated by reference in their entirety. In addition to the cationic amphiphilic compound, these 2
One patent discloses many suitable co-lipids, bioactive molecules, preparations, procedures, routes of administration, and dosages.

【0043】 本発明の実施に関連して、カチオン性両親媒性物質は、生理的pH付近の溶液
中で1つまたはそれ以上の正の電荷を持つ傾向がある。本発明の実施に有用な代
表的なカチオン性両親媒性物質は、 および米国特許第5,747,471号(この開示内容は、参照することにより
本質的に本明細書の一部とする)に記載されるものを含む当該分野において既知
の他の両親媒性物質である。
In connection with the practice of the present invention, cationic amphiphiles tend to carry one or more positive charges in a solution near physiological pH. Representative cationic amphiphiles useful in the practice of the present invention include: And other amphiphiles known in the art, including those described in US Pat. No. 5,747,471, the disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety. It is.

【0044】 PEG誘導体 上で考察されたように驚くべきことに、カチオン性両親媒性組成物(従来のも
ミセルも両方)の安定性は、このような調製物にさらに少量の1つまたはそれ以
上の誘導体化ポリエチレングリコール化合物を加えることにより、実質的に改善
しうるということが確認されている。このような性能の強化は、貯蔵および操作
に対するカチオン性両親媒性調製物の安定性により測定するとき、特に明らかで
ある。
PEG Derivatives As discussed above, surprisingly, the stability of cationic amphiphilic compositions (both conventional and micelles) is such that even smaller amounts of one or more It has been confirmed that the above-mentioned derivatized polyethylene glycol compound can be substantially improved by adding the compound. Such enhanced performance is particularly evident as measured by the stability of the cationic amphiphilic preparation to storage and handling.

【0045】 PEG誘導体は、もともと従来のカチオン性両親媒性調製物を安定化するため
に使用された。理論により限定されるわけではないが、PEGおよびPEG誘導
体の使用によって、より高い比の脂質対DNAを使用することができる。従来の
調製物を使用してより濃縮された脂質:pDNA複合体を調製しようとする従前
の試みにより、特にpDNAの大部分が脂質に結合しているような脂質:pDN
A比では、複合体が沈殿した。従来の調製物において高濃度で観察される沈殿は
、非二重層脂質成分からのカチオン性脂質成分の相分離に関連するものと考えら
れた。従来の脂質調製物を二重層の構造で維持しようとして、PEG含有脂質が
、高pDNA濃度で複合体の沈殿を防止するのに有効であることが見い出された
PEG derivatives were originally used to stabilize conventional cationic amphiphilic preparations. Without being limited by theory, the use of PEG and PEG derivatives allows higher ratios of lipid to DNA to be used. Previous attempts to prepare more concentrated lipid: pDNA complexes using conventional preparations have shown that lipid: pDN, especially where the majority of the pDNA is bound to the lipid.
At the A ratio, the complex precipitated. The precipitation observed at high concentrations in conventional preparations was thought to be related to the phase separation of the cationic lipid component from the non-bilayer lipid component. In an effort to maintain conventional lipid preparations in a bilayer structure, PEG-containing lipids have been found to be effective in preventing complex precipitation at high pDNA concentrations.

【0046】 高濃度の脂質とDNAで沈殿しない、安定な従来の調製物を形成するために、
わずかな小モル分率のPEG含有脂質を使用した。例えば、1.6mol% PE
G−DMPEで、カチオン性脂質:pDNA複合体は、20mMを超えるpDNA
濃度で安定化することができた。PEG誘導体の使用に関するさらに多くの情報
については、下記参考文献が参照により本質的に本明細書の一部とされる。サイ
モン・ジェイ・イーストマン(Simon J. Eastman)ら,Human Gene
Therapy,8,pp.765−773(1997);サイモン・ジェイ・
イーストマン(Simon J. Eastman)ら,Human Gene Therapy
,p.8,pp.313−322(1997)。
To form stable conventional preparations that do not precipitate with high concentrations of lipids and DNA,
Only a small molar fraction of the PEG-containing lipid was used. For example, 1.6 mol% PE
In G-DMPE, the cationic lipid: pDNA complex has more than 20 mM pDNA
The concentration could be stabilized. For more information regarding the use of PEG derivatives, the following references are hereby incorporated by reference in their entirety. Simon J. Eastman et al., Human Gene
Therapy, 8, pp. 765-773 (1997); Simon Jay
Eastman (Simon J. Eastman) et al., Human Gene Therapy.
, P. 8, pp. 313-322 (1997).

【0047】 続いてPEG誘導体はまた、新規なミセル調製物を調製するために使用するこ
とができた。ミセル複合体のPEG含有調製物は、PEG誘導体を含むカチオン
性両親媒性物質の従来の調製物では見い出されない、生物活性分子に対する調製
物の親和性の改善を含むユニークな性質を示しうる。
Subsequently, PEG derivatives could also be used to prepare new micelle preparations. PEG-containing preparations of micellar conjugates may exhibit unique properties that are not found in conventional preparations of cationic amphiphiles, including PEG derivatives, including improved affinity of the preparation for bioactive molecules.

【0048】 改良された結合効率によって、調製物中に存在する脂質当たりのDNAがより
多量またはより大きな「積載(loading)」になる。当該分野において、PEG
誘導体は、脂質:生物活性分子の複合体を安定化し、かつ沈殿を防止することが
知られている。しかし、PEG誘導体を含むミセル複合体は、これもPEG誘導
体を含む従来の脂質二重層複合体よりも、より多くの生物活性分子を沈殿なしに
積載することができる。すなわち従来のカチオン性両親媒性複合体中のカチオン
性両親媒性物質と比較すると、より多くの生物活性分子が、ミセル複合体中の各
カチオン性両親媒性物質と会合している。例えば、両親媒性物質:pDNAの0
.125:1のモル比では、全てのpDNAは、ミセル複合体と会合しているよ
うである。従来のカチオン性両親媒性複合体は、全てのpDNAを完全に結合す
るために、両親媒性物質:pDNAの0.75:1〜1:1のモル比を必要とす
る。ミセル系のpDNAに対する高い親和性により、より少ないカチオン性両親
媒性物質を使用して、より多くのpDNAを送達することができる。
[0048] The improved binding efficiency results in greater or greater "loading" of DNA per lipid present in the preparation. In the art, PEG
Derivatives are known to stabilize the lipid: bioactive molecule complex and prevent precipitation. However, micelle conjugates containing PEG derivatives can load more bioactive molecules without precipitation than conventional lipid bilayer conjugates, which also contain PEG derivatives. That is, more bioactive molecules are associated with each cationic amphiphile in the micellar complex as compared to the cationic amphiphiles in the conventional cationic amphiphile complex. For example, amphiphile: pDNA 0
. At a molar ratio of 125: 1, all pDNA appears to be associated with the micellar complex. Conventional cationic amphiphilic complexes require a 0.75: 1 to 1: 1 molar ratio of amphiphile: pDNA to completely bind all pDNA. The high affinity of micellar systems for pDNA allows more pDNA to be delivered using less cationic amphiphile.

【0049】 ミセル複合体に関して、ミセル脂質溶液を生物活性分子に加えるとき、最少量
のPEG脂質が安定で均質な複合体を形成することができる。本発明の実施では
、ポリエチレングリコールの任意の誘導体が、ミセル複合体を調製するための調
製物の一部であってよい。複合体は、種々のPEG誘導体を使用して調製したが
、全てのそのPEG誘導体が、ある最小のカチオン性両親媒性物質:PEG誘導
体の比で、小さく均質な複合体を形成することができた。本ミセル複合体は、一
旦小さく均質な複合体を形成するためのPEG脂質の最少量を決定すれば、広い
範囲のカチオン性脂質:PEGおよびカチオン性脂質:DNAの比を通して安定
かつ均質なままである。安定で均質な複合体を形成するためのPEGの最少量を
、当業者には日常的に決定することができる。
With respect to the micellar complex, a minimal amount of PEG lipid can form a stable and homogeneous complex when the micellar lipid solution is added to the bioactive molecule. In the practice of the present invention, any derivative of polyethylene glycol may be part of a preparation for preparing a micelle complex. Conjugates were prepared using a variety of PEG derivatives, but all of the PEG derivatives were able to form small, homogeneous conjugates with some minimum cationic amphiphile: PEG derivative ratio. Was. The micellar complex remains stable and homogeneous over a wide range of cationic lipid: PEG and cationic lipid: DNA ratios once the minimum amount of PEG lipid to form a small, homogeneous complex is determined. is there. The minimum amount of PEG to form a stable and homogeneous conjugate can be routinely determined by one skilled in the art.

【0050】 使用されるPEGの最少量は、カチオン性脂質と選択されるPEG脂質の特定
の組合せに依存する。例えば、アシル鎖を含むカチオン性脂質(GL−89)は
、GL−67のようなコレステロールに基づく脂質よりも、生物活性分子との混
合によって沈殿しにくい。このことは、GL−67のようなコレステロールに基
づく脂質が無効であることを示唆するのではなく、単に安定で均質なミセル複合
体を形成するために異なる比のカチオン性脂質:PEG誘導体が使用されること
を示唆する。その結果、PEG誘導体の存在なしに、ミセル調製物を形成するの
に充分に安定であるカチオン性脂質を選択することができる。
The minimum amount of PEG used will depend on the particular combination of cationic lipid and PEG lipid selected. For example, cationic lipids containing an acyl chain (GL-89) are less likely to precipitate upon mixing with bioactive molecules than cholesterol-based lipids such as GL-67. This does not suggest that cholesterol-based lipids such as GL-67 are ineffective, but merely use different ratios of cationic lipid: PEG derivatives to form stable and homogeneous micellar complexes. Implies that As a result, a cationic lipid can be selected that is sufficiently stable to form a micelle preparation without the presence of a PEG derivative.

【0051】 本発明の実施において有用なポチエチレングリコールの誘導体は、PEGポリ
マーに結合した疎水性基を有する任意のPEGポリマーを含む。例としては、P
EG−DSPE、PEG−PE、PEG−DMPE、PEG−DOPE、PEG
−DPPE、またはPEG−セラミドを含む。理論により限定されるわけではな
いが、好適なPEG含有脂質は、カチオン性脂質を安定化またはこれと相互作用
できる疎水性基に結合している任意のPEGポリマー誘導体であると考えられる
。これの2つの非常に好適な種は、ジミリストイルホスファチジルエタノールア
ミン(ジC14)(「DMPE」);およびジステアロイルホスファチジルエタノ
ールアミン(ジC18)(「DSPE」)を含む。
Derivatives of polyethylene glycol useful in the practice of the present invention include any PEG polymer having a hydrophobic group attached to the PEG polymer. For example, P
EG-DSPE, PEG-PE, PEG-DMPE, PEG-DOPE, PEG
-Including DPPE or PEG-ceramide. While not being limited by theory, it is believed that suitable PEG-containing lipids are any PEG polymer derivatives attached to a hydrophobic group capable of stabilizing or interacting with the cationic lipid. Two highly preferred species of this, dimyristoyl phosphatidyl ethanolamine (di C 14) ( "DMPE"); and a distearoylphosphatidylethanolamine (di C 18) ( "DSPE").

【0052】 PEGポリマーの選択に関して、このポリマーが線状であり、1,000〜1
0,000の範囲の分子量を有するものが、本発明の好適な実施態様である。こ
れの好適な種は、1500〜7000の分子量を有するものを含み、2000お
よび5000が有用で市販されている大きさの例である。本発明の実施において
、販売業者から提供される誘導体化PEG種を使用するのが便利であり、そして
このような製品中のPEGに割り当てられる分子量は、しばしば分子量平均を表
しており、製品中には短い分子も長い分子も存在することに注意されたい。この
ような分子量範囲は、典型的には使用される合成法の結果であり、任意のこのよ
うな製品の使用は、本発明の実施に含まれる。
With regard to the choice of PEG polymer, the polymer is linear, from 1,000 to 1
Those having a molecular weight in the range of 000 are preferred embodiments of the present invention. Suitable species of this include those having a molecular weight of 1500-7000, with 2000 and 5000 being examples of useful and commercially available sizes. In the practice of the present invention, it is convenient to use derivatized PEG species provided by vendors, and the molecular weight assigned to PEG in such products often represents a molecular weight average, and Note that there are both short and long molecules. Such molecular weight ranges are typically the result of the synthetic methods used, and the use of any such product is included in the practice of the present invention.

【0053】 また、(1)2つ以上の結合リン脂質を含むか、または(2)分岐PEG配列
を含むか、または(3)修飾(1)と(2)の両方を含む、誘導体化−PEG種
を使用することも本発明の実施に含まれる。
Also, derivatization that comprises (1) two or more linked phospholipids, (2) a branched PEG sequence, or (3) a combination of both modifications (1) and (2). The use of PEG species is also included in the practice of the invention.

【0054】 したがって、誘導体化PEGの好適な種は、 (a)PEG(5000)−DMPEとも呼ばれる、ポリエチレングリコール5000
−ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン; (b)PEG(2000)−DMPEとも呼ばれる、ポリエチレングリコール2000
−ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン; (c)PEG(5000)−DSPEとも呼ばれる、ポリエチレングリコール5000
−ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン; (d)PEG(2000)−DSPEとも呼ばれる、ポリエチレングリコール2000
−ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン; を含む。
Thus, a preferred species of derivatized PEG is: (a) polyethylene glycol 5000, also referred to as PEG (5000) -DMPE
-Dimyristoyl phosphatidylethanolamine; (b) PEG (2000) -polyethylene glycol 2000, also called DMPE
-Dimyristoyl phosphatidylethanolamine; (c) PEG (5000) -polyethylene glycol 5000, also called DSPE.
-Distearoyl phosphatidylethanolamine; (d) PEG (2000) -polyethylene glycol 2000, also called DSPE.
-Distearoyl phosphatidylethanolamine;

【0055】 PEGのいくつかのリン脂質誘導体は、販売業者から入手できる。例えば、以
下の種:ジC14:0、ジC16:0、ジC18:0、ジC18:1、および1
6:0/18:1は、アバンティ・ポーラー・リピッド(Avanti Polar Lipids
)(アラバスター(Alabaster)、アラバマ州、米国)から平均2000または
平均5000MWのPEG誘導体として、カタログ番号、880150、880
160、880120、880130、880140、880210、8802
00、880220、880230、および880240として入手できる。
Some phospholipid derivatives of PEG are available from commercial suppliers. For example, the following species: diC14: 0, diC16: 0, diC18: 0, diC18: 1, and 1
6: 0/18: 1 is Avanti Polar Lipids
) (Alabaster, Alabama, USA) as PEG derivatives with an average of 2000 or 5000 MW, catalog numbers 880150, 880
160, 880 120, 880 130, 880 140, 880 210, 8802
00, 880220, 880230, and 880240.

【0056】 共脂質の選択 共脂質の使用は場合による。調製物に応じて、中性、陽性、または陰性の共脂
質をミセル複合体に含めることは、送達およびトランスフェクション能力を実質
的に増強しうる。代表的な共脂質は、当該分野において最も一般的に使用される
種であるジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(「DOPE」)、ジフ
ィタノイルホスファチジルエタノールアミン、リゾ−ホスファチジルエタノール
アミン、他のホスファチジル−エタノールアミン、ホスファチジルコリン、リゾ
−ホスファチジルコリン、ホスファチジル−イノシトールおよびコレステロール
を含む。典型的には、カチオン性両親媒性物質対共脂質の好ましいモル比は、約
1:1である。しかし、考慮すべき範囲を超えることも含め、この比を変動させ
ることも本発明の実施に含まれるが、2:1から1:2の比が通常は好ましい。
ジフィタノイルホスファチジルエタノールアミンの使用は、「DOPE」の使用
と同様に、本発明の実施に非常に好ましい。
Colipid Selection The use of colipids is optional. Including a neutral, positive, or negative colipid in the micelle complex, depending on the preparation, may substantially enhance delivery and transfection capabilities. Representative co-lipids are dioleoyl phosphatidylethanolamine ("DOPE"), diphytanoyl phosphatidylethanolamine, lyso-phosphatidylethanolamine, other phosphatidyl-ethanol, the most commonly used species in the art. Includes amines, phosphatidylcholine, lyso-phosphatidylcholine, phosphatidyl-inositol and cholesterol. Typically, the preferred molar ratio of cationic amphiphile to co-lipid is about 1: 1. However, varying this ratio, including exceeding the range to be considered, is included in the practice of the invention, but a ratio of 2: 1 to 1: 2 is usually preferred.
The use of diphytanoyl phosphatidylethanolamine, like the use of "DOPE", is highly preferred for the practice of the present invention.

【0057】 本発明の実施では、好適な調製物はまた、PEG誘導体のモル比に関して定義
されるが、好ましい比は、選択されたカチオン性両親媒性物質により変動する。
本発明の実施の代表的な好適なミセル調製物は、約1:1:0.25のカチオン
性両親媒性物質GL−67:共脂質DOPE:PEG5000のモル組成比を有する
。この好ましい例において、共脂質は、ジフィタノイルホスファチジルエタノー
ルアミン、またはDOPEであり、そしてPEG誘導体は、PEG2000またはP
EG5000のDMPEまたはDSPE結合体である。
In the practice of the present invention, suitable preparations are also defined in terms of the molar ratio of the PEG derivative, but the preferred ratio will vary with the cationic amphiphile chosen.
A typical preferred micellar preparation for practicing the invention has a molar composition ratio of cationic amphiphile GL-67: colipid DOPE: PEG 5000 of about 1: 1: 0.25. In this preferred example, the co-lipid is diphytanoyl phosphatidylethanolamine, or DOPE, and the PEG derivative is PEG 2000 or P
It is a DMPE or DSPE conjugate of EG 5000.

【0058】 生物活性分子 本発明の実施において有用でありうる生物活性分子は、例えば、ゲノムDNA
、cDNA、mRNA、アンチセンスRNAまたはDNA、オリゴデオキシヌク
レオチド、ポリペプチドおよび低分子量薬物またはホルモンを含む。本発明の実
施において、当業者は、日常的な実験として、どの分子が哺乳動物細胞に有効に
送達されるかを決定することができる。当該分野では、一旦カチオン性両親媒性
複合体(または他の脂質または非脂質担体)による哺乳動物細胞への生物活性分
子の送達が証明されると、送達のための他の分子の選択は、日常的な作業になる
ことは周知である。
Biologically Active Molecules Biologically active molecules that may be useful in the practice of the present invention include, for example, genomic DNA
, CDNA, mRNA, antisense RNA or DNA, oligodeoxynucleotides, polypeptides and low molecular weight drugs or hormones. In practicing the present invention, one of ordinary skill in the art can determine, as a routine experiment, which molecules will be effectively delivered to mammalian cells. In the art, once the delivery of a bioactive molecule to a mammalian cell by a cationic amphiphilic complex (or other lipid or non-lipid carrier) has been demonstrated, the selection of other molecules for delivery is It is well known that it becomes a routine task.

【0059】 標的化および標的化複合体 本発明のさらに別の側面は、哺乳動物の細胞中への生物活性分子の送達を実現
する任意の方法における標的化物質の使用である。好適な実施態様では、標的化
物質は、従来のおよびミセルカチオン性両親媒性調製物またはウイルスベクター
やアデノウイルスのようなウイルス性調製物と共に使用される。標的化物質は通
常、特定の哺乳動物細胞を優先的に標的とするか、またはこれに結合する分子、
ペプチド配列、または大きなタンパク質である。多くの標的化物質は、当該分野
において周知の分子である。例えば、RGD配列を含むペプチドであるペルタク
チン(Pertactin)は、気道上皮細胞を優先的に標的とし、かつこれに結合する
。本発明の実施において、標的化物質またはリガンドは、担体複合体に結合して
いる。当該分野では、単一の標的化物質が特定の細胞を標的とするが、別の単位
への標的化物質の結合が、しばしば分子の標的化活性を変更または消失させるこ
とは周知である。しかしPEG誘導体への標的化物質の結合は、標的化物質の活
性を常に消失させるわけではない。したがって、ミセル複合体への標的化物質の
結合は、この物質の活性を保存し、そしてミセル複合体に標的化物質を結合させ
ることは、本発明の好適な実施態様である。
Targeting and Targeting Complexes Yet another aspect of the present invention is the use of a targeting agent in any method that achieves delivery of a biologically active molecule into mammalian cells. In a preferred embodiment, the targeting agent is used with conventional and micellar cationic amphiphilic preparations or viral preparations such as viral vectors and adenoviruses. Targeting agents are typically molecules that preferentially target or bind to a particular mammalian cell,
A peptide sequence, or a large protein. Many targeting agents are molecules well known in the art. For example, Pertactin, a peptide containing the RGD sequence, preferentially targets and binds to airway epithelial cells. In the practice of the present invention, the targeting agent or ligand is bound to a carrier complex. It is well known in the art that a single targeting agent targets a particular cell, but binding of the targeting agent to another unit often alters or abolishes the targeting activity of the molecule. However, binding of the targeting substance to the PEG derivative does not always eliminate the activity of the targeting substance. Thus, binding of the targeting agent to the micelle complex preserves the activity of the agent, and binding the targeting agent to the micelle complex is a preferred embodiment of the present invention.

【0060】 カチオン性両親媒性複合体、アデノウイルス、または他の担体への標的化物質
の結合は、所望の哺乳動物細胞に対して特異的標的化を可能にすることができる
。所望の哺乳動物細胞に対する標的化は、生物活性分子のより効率的な送達を可
能にして、従って標的哺乳動物細胞のトランスフェクションが増やすことができ
有利である。
[0060] Binding of the targeting agent to a cationic amphiphilic complex, adenovirus, or other carrier can allow specific targeting to the desired mammalian cells. Targeting to the desired mammalian cells advantageously allows for more efficient delivery of the bioactive molecule, thus increasing transfection of the target mammalian cells.

【0061】 標的化物質に結合した脂質複合体は、上述の任意のカチオン性両親媒性物質、
PEG誘導体、生物活性分子、および場合により共脂質を含んでもよい。さらに
PEG誘導体が必要でなく、かつ標的化物質が場合により共脂質を含むカチオン
性両親媒性物質/生物活性分子の複合体に直接結合される調製物が存在する。脂
質複合体は、ミセルまたは従来の脂質調製物であってよい。標的化物質はまた、
PEG誘導体、すなわちPEG−DMPEに直接加えてもよい。さらに別の実施
態様では、標的化物質は、カチオン性ポリマーまたは脂質のような疎水性残基に
結合する。
The lipid complex bound to the targeting agent can be any of the cationic amphiphiles described above,
It may include a PEG derivative, a bioactive molecule, and optionally a co-lipid. In addition, there are preparations where no PEG derivative is required and the targeting agent is directly conjugated to a cationic amphiphile / bioactive molecule complex, optionally including a co-lipid. The lipid complex may be a micelle or a conventional lipid preparation. The targeting substance also
It may be added directly to the PEG derivative, ie PEG-DMPE. In yet another embodiment, the targeting agent binds to a hydrophobic residue, such as a cationic polymer or lipid.

【0062】 当該分野で公知の任意の標的化物質が、本発明の実施において有用な場合があ
る。好適な標的化物質は、気道上皮細胞を標的とするRGD配列を含むペプチド
であるペルタクチン;気道の細胞上のP2U受容体を含むP2U受容体を標的と
するUDP/UTP;気道および肝臓の内因性レクチンを標的とする乳糖;およ
び腫瘍内皮細胞を標的とするサイクリックRGDペプチドを含む。他の好適な標
的化物質は、両親媒性ペプチドのペネトラチン(Penetratin)、LDL受容体を
標的とする物質であるレクチン、マンノース−6−PO4 受容体を標的とするマ
ンノース−6−リン酸、および気道特異的1本鎖抗体を含む。
[0062] Any targeting agent known in the art may be useful in the practice of the present invention. Suitable targeting agents are pertactin, a peptide containing an RGD sequence that targets airway epithelial cells; UDP / UTP, which targets P2U receptors, including P2U receptors on cells of the airways; endogenous airways and liver Lactose targeting lectins; and cyclic RGD peptides targeting tumor endothelial cells. Other suitable targeting agent, penetratin amphipathic peptides (Penetratin), the LDL receptor is a substance that targets lectin, the mannose -6-PO 4 receptor targeting mannose-6-phosphate, And airway-specific single-chain antibodies.

【0063】 本発明の好適な側面において、ペプチドリガンドは、脂質:生物活性分子の複
合体に組み込んで、遺伝子転移系のトランスフェクション活性を増大させるか、
または気道上皮細胞への結合を改善することができる。
In a preferred aspect of the invention, the peptide ligand is incorporated into a lipid: bioactive molecule complex to increase the transfection activity of the gene transfer system,
Alternatively, it can improve binding to airway epithelial cells.

【0064】 ペプチド標的化物質の他の例は、HAVペプチドおよびCNP−22ペプチド
を含む。HAVペプチドは、カドヘリン介在性細胞接着を調節するヒスチジン、
アラニンおよびバリンの配列を含む一連のペプチドである。理論により限定され
るわけではないが、カドヘリン複合体は、細胞−細胞接着を形成することにより
組織の完全性を維持し、体内の物理的および透過性障壁を生じさせる。カドヘリ
ンは、上皮、内皮細胞、神経および腫瘍細胞接着を調節することが証明されてい
る。細胞接着は、細胞間のカドヘリンの細胞外ドメインと、細胞内のカテニン(
catenin)タンパク質およびアクチン細胞骨格を含むカドヘリンの細胞質ドメイ
ンとの間の相互作用により達成される。ヒスチジン、アラニンおよびバリンのト
リペプチド(HAV)は、カドヘリンの細胞外および細胞質ドメインに位置する
。HAVペプチドは、カドヘリン間のヘモフィリックな相互作用には決定的に重
要であり、カテニン(catenin)タンパク質を介するアクチン細胞骨格との相互
作用において重要な役割を果たしている。HAVペプチドは、線状であっても環
状であってもよい。
[0064] Other examples of peptide targeting agents include HAV peptides and CNP-22 peptides. HAV peptides are histidines that regulate cadherin-mediated cell adhesion;
A series of peptides containing the alanine and valine sequences. Without being limited by theory, cadherin complexes maintain tissue integrity by forming cell-cell adhesions and create physical and permeable barriers in the body. Cadherin has been shown to regulate epithelial, endothelial cell, neural and tumor cell adhesion. Cell adhesion involves the extracellular domain of cadherin between cells and intracellular catenin (
catenin) achieved by interaction between the protein and the cytoplasmic domain of cadherin, including the actin cytoskeleton. Histidine, alanine and valine tripeptides (HAV) are located in the extracellular and cytoplasmic domains of cadherin. HAV peptides are critical for the hemophilic interaction between cadherins and play an important role in the catenin protein-mediated interaction with the actin cytoskeleton. The HAV peptide may be linear or cyclic.

【0065】 本発明の実施において、HAVペプチドは、好ましくは気道の上皮細胞に結合
して、これに内在化されるため、生物活性分子を以下の細胞に送達するための標
的化物質として利用できる:1)上皮細胞、例えば、嚢胞性線維症膜貫通調節物
質(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)(CFTR)遺
伝子をCF肺の気道上皮細胞に送達するための標的化物質として;2)内皮細胞
、例えば、内皮細胞にアポトーシスを引き起こしうる遺伝子を送達することによ
り、腫瘍周囲の脈管形成を阻害する;3)神経細胞;および4)腫瘍細胞。HA
Vはまた、例えば、1)リンカーおよび脂質を含むか含まないpDNA複合体に
より、ポリ−L−リジンまたは線状/分岐ポリエチレンイミンまたは他のポリペ
プチドまたは(X)−ホスファチジルエタノールアミン(X−PE;例えば、N
−MPB−PE)と化学的に結合させるか;または2)リンカーによりウイルス
ベクターと化学的に結合させることによって、生物活性分子を標的細胞にさらに
効率的に送達することもできる。また、負に荷電した非ウイルスまたはウイルス
ベクターの投与前の予備処理のために、結合体の正に荷電したHAVを使用して
も、または負に荷電した非ウイルスまたはウイルスベクターと、結合した正に荷
電したHAVの混合複合体を同時投与してもよい。
In the practice of the present invention, the HAV peptide preferably binds to and is internalized in epithelial cells of the respiratory tract, and thus can be used as a targeting substance for delivering bioactive molecules to the following cells. 1) as a targeting substance for delivering the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene to airway epithelial cells of CF lung; 2) endothelial cells such as Inhibits angiogenesis around tumors by delivering genes that can cause apoptosis to endothelial cells; 3) nerve cells; and 4) tumor cells. HA
V can also be, for example, 1) poly-L-lysine or linear / branched polyethyleneimine or other polypeptide or (X) -phosphatidylethanolamine (X-PE) by a pDNA complex with or without linker and lipid. For example, N
-MPB-PE); or 2) by chemically linking to a viral vector via a linker, to more efficiently deliver the bioactive molecule to the target cells. It is also possible to use the positively charged HAV of the conjugate for pre-treatment before administration of the negatively charged non-viral or viral vector, or to combine the positively charged non-viral or viral vector with the negatively charged non-viral or viral vector. A mixed complex of charged HAV may be co-administered.

【0066】 HAVペプチドはまた、細胞接着調節物質として使用してもよい。あるHAV
ペプチドは、細胞−細胞接着部を強力に破壊し、そしてあるものは細胞−細胞接
着部の形成を強力に防止する。これらの機能に基づいて、本ペプチドを単独で、
またはタイトジャンクション破壊物質(例えば、EGTAまたはパルミトイル−
L−カルニチンまたはジメチルβ−シクロデキストリンまたはメチルβ−シクロ
デキストリンまたはα−シクロデキストリン)と組合せて使用することにより、
生物活性分子の以下の細胞への送達が改善される:1)上皮細胞、例えば、側底
膜への遺伝子取り込みを増強するための、CF肺の気道上皮における細胞−細胞
透過性障壁を通るCFTR遺伝子の送達;2)内皮細胞、例えば、腫瘍細胞への
血液脳関門を通る遺伝子の送達;3)神経細胞、例えば、ベクターの移行を増大
させるため;4)腫瘍細胞、特に固形腫瘍(例えば、黒色腫)、多くの固形腫瘍
は、障壁内部で進展し、これによって中心部の細胞または注射部位から距離のあ
る細胞への遺伝子送達が制限されるため;および5)ベクターの移行を増大させ
るため、ベクターを含む局所注射による、筋肉、肝臓または他の全器官。
The HAV peptide may also be used as a cell adhesion regulator. A certain HAV
Peptides strongly destroy cell-cell adhesions, and some strongly prevent the formation of cell-cell adhesions. Based on these functions, this peptide alone,
Or tight junction disrupting substances (eg, EGTA or palmitoyl-
L-carnitine or dimethyl β-cyclodextrin or methyl β-cyclodextrin or α-cyclodextrin)
Improved delivery of bioactive molecules to the following cells: 1) CFTR through cell-cell permeable barrier in airway epithelium of CF lung to enhance gene uptake into epithelial cells, eg, basolateral membrane Gene delivery; 2) delivery of genes across the blood-brain barrier to endothelial cells, eg, tumor cells; 3) to increase translocation of nerve cells, eg, vectors; 4) tumor cells, especially solid tumors (eg, Melanomas), because many solid tumors spread inside the barrier, thereby limiting gene delivery to central cells or cells distant from the injection site; and 5) to increase vector transfer Muscle, liver or all other organs by local injection, including the vector.

【0067】 22個のアミノ酸を含むC型ナトリウム利尿ペプチド(CNP−22)は、細
胞内グアニル酸シクラーゼドメインを含む膜貫通型受容体であるグアニル酸シク
ラーゼ−B(GC−B)受容体に結合して、これを活性化する。理論により限定
されるわけではないが、このペプチドの調節経路は、サイクリックGMP(cG
MP)により支配的に媒介されると考えられている。肺では、CNP−22の結
合および機能は、気道上皮細胞に優勢である。インビボの気道上皮細胞へのCN
P−22の特異的結合は、cGMPレベル、活性CFTR依存性塩化物輸送を上
昇させ、そして繊毛搏動頻度を刺激する、CNP−22の機能能力により証明さ
れている。さらに、16個のリジンと結合したCNP−22(K16−CNP−
22)は、マウスの気管および他の気道の、ある型の上皮細胞に結合する。
A C-type natriuretic peptide containing 22 amino acids (CNP-22) binds to the guanylate cyclase-B (GC-B) receptor, a transmembrane receptor containing an intracellular guanylate cyclase domain And activate it. Without being limited by theory, the regulatory pathway for this peptide is cyclic GMP (cG
MP). In the lung, CNP-22 binding and function is predominant in airway epithelial cells. CN to airway epithelial cells in vivo
Specific binding of P-22 has been demonstrated by the functional ability of CNP-22 to increase cGMP levels, active CFTR-dependent chloride transport, and stimulate ciliary beat frequency. Furthermore, CNP-22 bound to 16 lysines (K16-CNP-
22) binds to certain types of epithelial cells in the trachea and other airways of mice.

【0068】 本発明の実施において、CNP−22を、標的化物質として使用してもよい。
例えば、マウス気管、他の気道、および肺へのアデノウイルスベクター(AdV
)介在性遺伝子転移は、K16−CNP−22で処理したマウスにおいて増大す
る。肺へのカチオン性脂質:pDNA介在性遺伝子転移の増強もまた、K16−
CNP−22で処理したマウスで観察されている。CNP−22および/または
GC−B受容体はまた脳、子宮/卵管、小腸、結腸および腎臓でも同定されてい
るため、CNP−22ペプチドはまた、生物活性分子の送達のためにこれらの器
官を標的とするのに使用される。
In practicing the present invention, CNP-22 may be used as a targeting agent.
For example, adenoviral vectors (AdV) into the mouse trachea, other airways, and lungs
) -Mediated gene transfer is increased in mice treated with K16-CNP-22. Cationic lipid to lung: enhancement of pDNA-mediated gene transfer was also demonstrated by K16-
Observed in mice treated with CNP-22. Since CNP-22 and / or GC-B receptors have also been identified in the brain, uterus / tubal tubule, small intestine, colon and kidney, CNP-22 peptides may also be used to deliver bioactive molecules to these organs. Used to target

【0069】 また、CNPを1)リンカーにより、ポリ−L−リジン、線状/分岐ポリエチ
レンイミンまたは他のポリペプチドまたは(X)−ホスファチジルエタノールア
ミン(X−PE;例えば、N−MPB−PE)と化学的に結合させ、脂質を含む
か含まないpDNAを作るか、またはCNPを2)リンカーによりウイルスベク
ターと化学的に結合させて、遺伝子を標的細胞にさらに効率的に送達することも
本発明の実施に含まれる。また、結合した正に荷電したCNPは、負に荷電した
非ウイルスまたはウイルスベクターの投与前の予備処理のために使用しても、ま
たは負に荷電した非ウイルスまたはウイルスベクターと、結合した正に荷電した
CNPの混合複合体を同時投与してもよい。
Also, CNP can be 1) linked to poly-L-lysine, linear / branched polyethyleneimine or other polypeptides or (X) -phosphatidylethanolamine (X-PE; eg N-MPB-PE) The present invention also provides for the more efficient delivery of genes to target cells by chemically linking to a pDNA to create pDNA with or without lipids, or by chemically linking CNP to a viral vector 2) with a linker. Included in the implementation. Also, the bound positively charged CNP can be used for pre-treatment prior to administration of a negatively charged non-viral or viral vector, or can be used to bind a positively charged non-viral or viral vector Mixed complexes of charged CNPs may be co-administered.

【0070】 本発明の実施において、標的化物質を含む従来のおよびミセル複合体は、同じ
様式で、かつ標的化物質を含まない複合体と同じ方法を使用して、調製および投
与してもよい。同様に、カチオン性両親媒性物質:PEG誘導体およびカチオン
性両親媒性物質:生物活性分子の比は、使用される脂質の型に依存する。
In the practice of the present invention, conventional and micellar conjugates containing the targeting agent may be prepared and administered in the same manner and using the same methods as the conjugate without the targeting agent. . Similarly, the ratio of cationic amphiphile: PEG derivative and cationic amphiphile: bioactive molecule depends on the type of lipid used.

【0071】 薬剤組成物の調製と投与方法 本発明は、生物活性分子の送達および/またはトランスフェクションを促進す
る薬剤組成物を提供する。本発明の薬剤組成物は、胃粘膜、心臓、肺、肝臓、お
よび腫瘍血管系、そして固形腫瘍のような組織および器官への生物活性分子の送
達を促進する。さらに本発明の組成物は、組織培養におけるような、インビトロ
で維持される細胞中への生物活性分子の移入を促進する。
Methods of Preparing and Administering Pharmaceutical Compositions The present invention provides pharmaceutical compositions that facilitate delivery and / or transfection of bioactive molecules. The pharmaceutical compositions of the present invention facilitate the delivery of bioactive molecules to tissues and organs such as gastric mucosa, heart, lung, liver, and tumor vasculature, and solid tumors. Further, the compositions of the present invention facilitate the transfer of bioactive molecules into cells maintained in vitro, such as in tissue culture.

【0072】 本発明の両親媒性物質を使用して治療量で細胞内に供給できる生物活性分子は
、(a)当該分野において既知の治療上有用なタンパク質をコードするゲノムD
NA、cDNA、およびmRNAのようなポリヌクレオチド;(b)リボソーム
RNA;(c)遺伝子の転写産物を不活化するのに有用であり、例えば、悪性細
胞の増殖を調節するための治療物質として有用である、アンチセンスポリヌクレ
オチド(RNAまたはDNA);(d)リボザイム;および(e)ホルモンおよ
び抗生物質のような低分子量生物活性分子を含む。
The bioactive molecules that can be delivered into cells in therapeutic amounts using the amphiphiles of the invention include (a) genomic DNA encoding therapeutically useful proteins known in the art.
Polynucleotides such as NA, cDNA, and mRNA; (b) ribosomal RNA; (c) useful for inactivating gene transcripts, for example, useful as therapeutics to regulate the growth of malignant cells Antisense polynucleotides (RNA or DNA); (d) ribozymes; and (e) low molecular weight bioactive molecules such as hormones and antibiotics.

【0073】 本発明のカチオン性両親媒性種、PEG誘導体、および共脂質は、2つまたは
それ以上の種のカチオン性両親媒性物質またはPEG誘導体または共脂質を組合
せて使用して、標的細胞へのおよび/またはそれらの細胞下区画への生物活性分
子の移入を促進するように、配合される。本発明のカチオン性両親媒性物質はま
た、当該分野において既知の両親媒性物質で使用するのに配合することができる
。さらに標的化物質は、カチオン性両親媒性物質、PEG誘導体、および共脂質
の任意の組合せに結合させられる。
The cationic amphiphilic species, PEG derivatives, and co-lipids of the present invention can be used to target two or more species of cationic amphiphiles or PEG derivatives or co-lipids in combination with target cells. And / or to facilitate the transfer of bioactive molecules into their subcellular compartments. The cationic amphiphiles of the invention can also be formulated for use with amphiphiles known in the art. Further, the targeting agent is conjugated to any combination of cationic amphiphile, PEG derivative, and co-lipid.

【0074】 本発明の薬剤組成物の用量は、生物活性分子の半減期、生物活性分子の力価、
両親媒性物質の半減期、両親媒性物質またはその分解産物の有害作用の可能性、
投与経路、患者の症状などのような因子に応じて、変動する。このような因子は
、当業者には測定可能である。
The dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may be determined by the half-life of the bioactive molecule, the potency of the bioactive molecule,
Half-life of the amphiphile, possible adverse effects of the amphiphile or its degradation products,
It will vary according to factors such as the route of administration, the condition of the patient and the like. Such factors can be measured by one skilled in the art.

【0075】 本発明のミセル複合体およびミセル複合体を含む薬剤組成物の非常に正確な用
量を供給するために、種々の投与方法を使用することができる。このような製剤
は、経口、静脈内、非経口、局所、経粘膜的に、または患者の体腔への製剤の注
射により、または生物分解性材料を含む徐放性製剤を使用することにより、また
は追加のミセル、ゲルおよびリポソームを使用するオンサイト送達により、投与
することができる。噴霧装置、粉末吸入器、およびエーロゾル化溶液は、呼吸器
管にこのような製剤を投与するために使用される代表的な方法である。また、全
身性送達のためにミセル複合体を使用することも本発明の実施に含まれる。
Various methods of administration can be used to provide very precise dosages of the micelle conjugates and pharmaceutical compositions containing the micelle conjugates of the invention. Such formulations may be orally, intravenously, parenterally, topically, transmucosally, or by injection of the formulation into the body cavity of a patient, or by using a sustained release formulation comprising a biodegradable material, or Administration can be by on-site delivery using additional micelles, gels and liposomes. Nebulizers, powder inhalers, and aerosolized solutions are typical methods used to administer such formulations to the respiratory tract. The use of micelle complexes for systemic delivery is also included in the practice of the invention.

【0076】 さらに、本発明の治療用組成物は、一般に賦形剤(例えば、炭水化物の乳糖、
トレハロース、ショ糖、マンニトール、マルトースまたはガラクトース、および
無機または有機塩など)と共に処方することができ、また使用の前にこのような
賦形剤の存在下で凍結乾燥(次に再水和)してもよい。本発明の各複合体につい
ての最適化処方の条件は、製剤の分野における熟練者であれば決定することがで
きる。具体的な製剤の特定の賦形剤の最適濃度の選択には実験を必要とするが、
当業者であれば各製剤について決定することができる。
In addition, the therapeutic compositions of the present invention generally contain an excipient (eg, a carbohydrate lactose,
Trehalose, sucrose, mannitol, maltose or galactose, and inorganic or organic salts) and can be lyophilized (and then rehydrated) in the presence of such excipients before use. You may. The conditions of the optimized formulation for each conjugate of the present invention can be determined by those skilled in the field of formulation. Selecting the optimal concentration of a particular excipient for a particular formulation requires experimentation,
One skilled in the art can determine for each formulation.

【0077】 本発明のさらに他の側面は、送達用の生物活性分子との接触前の、または外複
合体が生物学的液体と接触する前の、本発明の複合体のカチオン性両親媒性物質
のプロトン化状態に関する。このような治療用組成物を形成または維持するため
に、完全にプロトン化された型、部分的にプロトン化された型、または遊離塩基
型の両親媒性物質を提供することは、本発明の実施に含まれる。
[0077] Yet another aspect of the invention relates to the cationic amphipathic nature of the conjugates of the present invention prior to contact with the biologically active molecule for delivery or before the exoconjugate contacts the biological fluid. Regarding the protonated state of a substance. Providing a fully protonated, partially protonated, or free base form of the amphiphile to form or maintain such a therapeutic composition is an object of the present invention. Included in implementation.

【0078】 例 例1−ミセルおよび従来のカチオン性脂質:生物活性分子複合体の調製 以下の例では、カチオン性脂質ミセル複合体を調製するのに使用される典型的
な操作を略述する。図1は、共脂質を含むカチオン性脂質ミセル複合体(b)お
よび含まない複合体(c)と比較される、従来のカチオン性脂質複合体(a)の
調製のための操作の略図である。本発明の実施は、本明細書に開示される操作法
に限定されるものではない。
EXAMPLES Example 1-Preparation of Micelle and Conventional Cationic Lipid: Bioactive Molecule Complex The following example outlines a typical procedure used to prepare a cationic lipid micelle complex. FIG. 1 is a schematic representation of the procedure for the preparation of a conventional cationic lipid complex (a) compared to a cationic lipid micelle complex (b) with and without a co-lipid (c). . The practice of the present invention is not limited to the procedures disclosed herein.

【0079】 カチオン性脂質:PEG脂質:pDNAミセル複合体の調製 (1)ミセルカチオン性脂質:PEG脂質溶液は、以下のとおり調製した。カチ
オン性脂質は、脂質:pDNA複合体の所望の最終カチオン性脂質濃度(典型的
ではあるが排他的ではない範囲は、0.25〜16mMカチオン性脂質)の4倍濃
度で水和した。PEG含有脂質は、脂質:pDNA複合体の所望の最終PEG脂
質濃度(典型的ではあるが排他的ではない範囲は、0.25〜16mMカチオン性
脂質)の4倍濃度で水和した。(PEG脂質に関して、脂質アンカーの最大範囲
が利用されており、PEGヘッド基は、種々の大きさのどれであってもよい。)
いったん水和したら、カチオン性脂質を、1:1(容量:容量)比でPEG脂質
に加えた。これは典型的な方法であるが、カチオン性脂質:PEG脂質の所望の
比が最終的に達成すれば、これは必須ではない。プラスミドDNAは、脂質:p
DNA複合体の所望の最終pDNA濃度の2倍に希釈した。次にカチオン性脂質
:PEG脂質:pDNA複合体は、ミセルカチオン性:PEG脂質溶液をpDN
Aに1:1比(容量:容量)で加えることにより調製した。
Preparation of cationic lipid: PEG lipid: pDNA micelle complex (1) A micelle cationic lipid: PEG lipid solution was prepared as follows. Cationic lipids were hydrated at four times the desired final cationic lipid concentration of the lipid: pDNA complex (typical but not exclusive range of 0.25-16 mM cationic lipid). The PEG-containing lipid was hydrated at four times the desired final PEG lipid concentration of the lipid: pDNA complex (typical but not exclusive range is 0.25-16 mM cationic lipid). (For PEG lipids, the maximum range of lipid anchors is utilized, and the PEG head group can be any of a variety of sizes.)
Once hydrated, the cationic lipid was added to the PEG lipid in a 1: 1 (volume: volume) ratio. While this is a typical method, it is not essential if the desired ratio of cationic lipid: PEG lipid is finally achieved. Plasmid DNA contains lipid: p
The DNA complex was diluted to twice the desired final pDNA concentration. Next, the cationic lipid: PEG lipid: pDNA complex is converted into a micellar cationic: PEG lipid solution by pDN.
A was prepared by adding to A in a 1: 1 ratio (volume: volume).

【0080】 (2)共脂質を調製物の一部として、ミセルカチオン性脂質溶液も調製した。こ
れは(1)に上述のように行ったが、共脂質を脂質フィルムとしてPEG脂質と
配合し、単一溶液として水和するか、または代替法では共脂質を脂質フィルムと
して配合して、PEG脂質で水和する。PEG:共脂質溶液は、次に上記PEG
脂質を代用することができる。
(2) A micellar cationic lipid solution was also prepared using the co-lipid as part of the preparation. This was done as described above in (1), except that the co-lipid was combined with the PEG lipid as a lipid film and hydrated as a single solution, or, alternatively, the co-lipid was formulated as a lipid film and Hydrate with lipids. PEG: The co-lipid solution is then
Lipids can be substituted.

【0081】 ミセル複合体の分析 好ましくは最少量のPEG脂質を使用して、ミセル脂質溶液を生物活性分子に
加えると、安定で均質な複合体が形成された。さらに、必要なPEGの最少量は
、カチオン性脂質と選択されるPEG脂質の特定の組合せに依存した。ミセル複
合体を形成するために使用されるPEGの最少量を測定するための方法は、特に
問わないが、以下を含む: 1)生物活性分子にミセル脂質を添加後、脂質:生物活性分子複合体が観察さ
れた。調製後にミセル複合体が観察されたら、懸濁液は清澄〜不透明であり、粒
子を含まなかった。粒子が観察されたら、本調製物は、好適な安定で均質なミセ
ル複合体を形成するためのPEGの最少量には不足していた。これと比較すると
、従来のカチオン性脂質:pDNA複合体は、全体に粒子を含まない不透明溶液
であった。 2)ミセル脂質:生物活性分子複合体を、整粒器を使用して調製後、整粒した
。調製後にミセル複合体を整粒すると、粒子集団は粒度に関して実質的に均質で
あり、さらに好ましくは小さかった(好適な実施態様では直径約25〜250nm
)。粒度集団が大きな不均質の粒子を含んでいたら、PEG脂質の最少量は、調
製物中に存在していなかった。これと比較すると、従来のカチオン性脂質:pD
NA複合体では、全体に直径約200〜800nmの粒子が得られた。これらの懸
濁液は、粒度が非常に不均質になりやすく、複合体の粒度は、調製物中に使用さ
れるカチオン性脂質に大きく依存した。ミセル調製物で観察された小さく均質な
性状を示す従来のカチオン性脂質複合体は、全体に観察されなかった。 3)アガロースゲル電気泳動で、ミセル複合体中の生物活性分子の挙動を分析
した。安定で均質なミセル複合体を形成するためのPEG脂質の最少量を使用す
ると、生物活性分子はアガロースゲル中に、遊離の生物活性分子とは異なる様式
で移動した(ただし、複合体化プラスミドに加えて「遊離」のプラスミドの集団
を視覚化することは可能であった)。もしPEG脂質の最少量を使用したのでな
かったら、ゲルにおいて視覚化されたプラスミドの大部分は、1)遊離pDNA
のように転移したか、または2)ゲルのウェル中に保持され、従ってゲルで可視
化されなかった。PEG脂質の最少量が使用されたことに確信を持つために、こ
れらの2つ以上の試験を行った。
Analysis of Micellar Complexes When a micellar lipid solution was added to a bioactive molecule, preferably using a minimal amount of PEG lipid, a stable and homogeneous complex was formed. Furthermore, the minimum amount of PEG required was dependent on the particular combination of cationic lipid and PEG lipid selected. Methods for determining the minimum amount of PEG used to form the micelle complex include, but are not limited to, the following: 1) After adding the micelle lipid to the bioactive molecule, the lipid: bioactive molecule complex Body was observed. If micelle complexes were observed after preparation, the suspension was clear to opaque and free of particles. When particles were observed, the preparation was lacking the minimum amount of PEG to form a suitable stable and homogeneous micellar complex. In comparison, the conventional cationic lipid: pDNA complex was an opaque solution that was entirely free of particles. 2) The micelle lipid: bioactive molecule complex was prepared using a granulator and then sized. When the micelle complex was sized after preparation, the particle population was substantially homogeneous in size and more preferably small (in a preferred embodiment, about 25-250 nm in diameter).
). If the size population contained large heterogeneous particles, minimal amounts of PEG lipids were not present in the preparation. By comparison, the conventional cationic lipid: pD
In the case of the NA complex, particles having a diameter of about 200 to 800 nm were obtained as a whole. These suspensions tended to be very heterogeneous in particle size, and the particle size of the complex was highly dependent on the cationic lipid used in the preparation. The conventional cationic lipid complex showing the small, homogeneous properties observed in the micelle preparation was not observed throughout. 3) The behavior of bioactive molecules in the micelle complex was analyzed by agarose gel electrophoresis. Using the minimum amount of PEG lipids to form stable, homogeneous micellar complexes, the bioactive molecules migrated into the agarose gel in a different manner than the free bioactive molecules (but not to the complexed plasmid). In addition, it was possible to visualize the population of "free" plasmids). If the minimum amount of PEG lipid was not used, the majority of the plasmid visualized in the gel would have: 1) free pDNA
Or 2) retained in the wells of the gel and therefore not visualized on the gel. Two or more of these tests were performed to be confident that the minimum amount of PEG lipid was used.

【0082】 アガロースゲル電気泳動によるミセル脂質:pDNA複合体の分析を、トリス
−ホウ酸EDTA緩衝液(pH8.0)中の0.7%アガロースゲルを調製する
ことにより実施した。1ウェル当たり、0.25〜1μgのpDNAを含む容量
のミセル脂質:pDNA複合体を充填した。ゲルは、約1時間100Vで流した
。次にゲル中のpDNAを視覚化するために、ゲルを一晩1×SYBRグリーン
核酸染色液(モレキュラー・プローブズ(Molecular Probes))または別の染色
液中で染色した。
Analysis of the micelle lipid: pDNA complex by agarose gel electrophoresis was performed by preparing a 0.7% agarose gel in Tris-borate EDTA buffer (pH 8.0). A volume of micelle lipid: pDNA complex containing 0.25-1 μg of pDNA per well was loaded. The gel was run at 100 V for about 1 hour. The gel was then stained overnight in 1 × SYBR Green Nucleic Acid Stain (Molecular Probes) or another stain to visualize the pDNA in the gel.

【0083】 例2−ミセル複合体の粒度分布 図2および3では、従来のカチオン性脂質:pDNA複合体の粒度分布(図2
Aと3A)が、ミセル法により調製されたカチオン性脂質:pDNA複合体の粒
度分布(図2B、2C、3Bおよび3C)と比較されている。
Example 2 Particle Size Distribution of Micelle Complex In FIGS. 2 and 3, the particle size distribution of a conventional cationic lipid: pDNA complex (FIG.
A and 3A) are compared to the particle size distribution of cationic lipid: pDNA complexes prepared by the micellar method (FIGS. 2B, 2C, 3B and 3C).

【0084】 複合体の粒度分布は、マルバーン・ゼータ−サイザー4(Malvern Zeta-Sizer
4)による準弾性光散乱により測定した。複合体は、調製の1時間以内に整粒し
て、製造業者の推奨する計数率の50〜250キロカウント/秒(KCPS)で測定
した。必要であれば、試料の計数率は、水で希釈して50〜250KCPSの所望の
範囲に調整した。
The particle size distribution of the composite was measured using Malvern Zeta-Sizer 4.
Measured by quasi-elastic light scattering according to 4). The conjugate was sized within one hour of preparation and measured at the manufacturer's recommended count rate of 50-250 kilocounts per second (KCPS). If necessary, the sample count rate was adjusted to the desired range of 50-250 KCPS by dilution with water.

【0085】 図2Aに示す結果について、カチオン性脂質:pDNA複合体は、従来の方法
で、カチオン性脂質GL−67を利用して調製した。米国特許第5,747,4
71号および5,650,096号(これらの開示は、参照することにより本質
的に本明細書の一部とされる)を参照のこと。簡単に述べると、カチオン性脂質
、共脂質、およびPEG脂質を含むカチオン性脂質調製物は、1)クロロホルム
から乾燥して脂質フィルムにしたか、または2)t−ブタノール:水(9:1、
容量:容量)から凍結乾燥した。生じた調製物を次に蒸留水を使用して、複合体
中の3つの脂質の所望の最終濃度の2倍まで水和した。カチオン性脂質:pDN
A複合体は、pDNAに等容量の脂質を加え、次に穏やかに混合して調製する。
図3Aに示す粒度分布について、GL−67をGL−89で置き換えて同じ操作
に従った。
For the results shown in FIG. 2A, a cationic lipid: pDNA complex was prepared using the cationic lipid GL-67 in a conventional manner. US Patent No. 5,747,4
Nos. 71 and 5,650,096, the disclosures of which are hereby incorporated by reference in their entirety. Briefly, cationic lipid preparations containing cationic lipids, co-lipids, and PEG lipids were either 1) dried from chloroform to lipid films or 2) t-butanol: water (9: 1,
(Volume: volume). The resulting preparation was then hydrated using distilled water to twice the desired final concentration of the three lipids in the complex. Cationic lipid: pDN
The A complex is prepared by adding an equal volume of lipid to pDNA and then gently mixing.
For the particle size distribution shown in FIG. 3A, the same procedure was followed, replacing GL-67 with GL-89.

【0086】 図2Bと2Cでは、カチオン性脂質GL−89を使用してカチオン性脂質:p
DNA複合体を、ミセル法により調製した。最初に、ミセルカチオン性脂質:P
EG脂質溶液を以下のとおり調製した。GL−89は、カチオン性脂質:pDN
A複合体の所望の最終カチオン性脂質濃度の4倍濃度で水和した。PEG含有脂
質もまた、カチオン性脂質:pDNA複合体の所望の最終PEG脂質濃度の4倍
濃度で水和した。いったん水和したら、カチオン性脂質を1:1(容量:容量)
比でPEG脂質に加えた。次にプラスミドDNAを、カチオン性脂質:pDNA
複合体の所望の最終pDNA濃度の2倍まで希釈した。次にミセルカチオン性脂
質:PEG脂質溶液をpDNAに1:1比(容量:容量)で加えることにより、
カチオン性脂質:PEG脂質:pDNA複合体を調製した。図3Bおよび3Cに
示す粒度分布についてGL−67をGL−89で置き換えて同じ操作に従った。
In FIGS. 2B and 2C, the cationic lipid: p-
DNA complexes were prepared by the micellar method. First, micellar cationic lipid: P
An EG lipid solution was prepared as follows. GL-89 is a cationic lipid: pDN
A conjugate was hydrated at 4 times the desired final cationic lipid concentration. The PEG-containing lipid was also hydrated at four times the desired final PEG lipid concentration of the cationic lipid: pDNA complex. Once hydrated, 1: 1 cationic lipid (volume: volume)
The ratio was added to the PEG lipid. Next, the plasmid DNA is converted into a cationic lipid: pDNA.
The complex was diluted to twice the desired final pDNA concentration. Next, a micelle cationic lipid: PEG lipid solution is added to the pDNA in a 1: 1 ratio (volume: volume),
A cationic lipid: PEG lipid: pDNA complex was prepared. The same procedure was followed for the particle size distributions shown in FIGS. 3B and 3C, except that GL-67 was replaced by GL-89.

【0087】 図2Aおよび3Aに見られるように、従来のカチオン性脂質複合体の粒度分布
は、例えばGL−67では200nm〜1000nmとかなり大きく変動する。従来
の複合体の粒度分布は、カチオン性脂質:pDNA比の関数として有意に変動は
しない。図2Bおよび3Bでは、ミセル複合体は形成されるが、好適な安定で均
質なミセル複合体を形成するための最少量のPEG脂質は存在しない。その結果
、図2Bおよび3Bにおける粒度分布は、400nmを超える粒度まで拡大してい
る。最後に、図2Cおよび3Cは、充分量のPEG脂質と共に調製された好適な
ミセル複合体の粒度分布が示す。好適なミセル複合体の粒度分布は、従来のカチ
オン性脂質複合体よりも有意に均質であり、また有効量のPEG脂質を欠いてい
るミセル脂質複合体よりも有意に均質である。
As can be seen in FIGS. 2A and 3A, the particle size distribution of conventional cationic lipid complexes varies considerably, for example, from 200 nm to 1000 nm for GL-67. The particle size distribution of the conventional complex does not vary significantly as a function of the cationic lipid: pDNA ratio. 2B and 3B, micelle complexes are formed, but there is no minimum amount of PEG lipid to form a suitable stable, homogeneous micelle complex. As a result, the particle size distribution in FIGS. 2B and 3B has expanded to a particle size greater than 400 nm. Finally, FIGS. 2C and 3C show the particle size distribution of a suitable micellar conjugate prepared with a sufficient amount of PEG lipid. The particle size distribution of a preferred micellar complex is significantly more homogeneous than a conventional cationic lipid complex and significantly more homogeneous than a micellar lipid complex lacking an effective amount of PEG lipid.

【0088】 有効量のPEG脂質を欠いているミセル複合体と、有効量のPEG脂質を含む
本発明の好適なミセル複合体の粒度分布における差の別の例を、図4に示す。有
効量のPEG脂質を加えると、粒度分布は有意に均質になる。
Another example of the difference in particle size distribution between a micellar conjugate lacking an effective amount of PEG lipid and a preferred micellar conjugate of the present invention that includes an effective amount of PEG lipid is shown in FIG. Upon addition of an effective amount of PEG lipid, the particle size distribution becomes significantly homogeneous.

【0089】 例3−気道上皮細胞への従来のおよびミセルカチオン性脂質複合体の結合 以下の例では、不等化正常ヒト気管支気道細胞の表面に結合する従来のおよび
ミセルカチオン性脂質:pDNA複合体両方の能力を検討する。
Example 3 Binding of Conventional and Micellar Cationic Lipid Complexes to Airway Epithelial Cells In the following example, conventional and micellar cationic lipid: pDNA complexes bind to the surface of unequalized normal human bronchial airway cells Consider both body abilities.

【0090】 気液界面での不等化正常ヒト上皮細胞の増殖 ヒトコラーゲン(シグマ(Sigma)、ヒト胎盤コラーゲン、#7521)を0
.2%氷酢酸に50mg/100mLに溶解して、細胞培養フラスコをヒトコラーゲ
ンでコーティングした。溶解したら、コラーゲン溶液を0.45μmフィルター
で濾過する。この濃縮した無菌ストックは4℃で6ヶ月貯蔵できる。溶液は、使
用前に数分間コラーゲンストックを無菌蒸留水で1:5(容量:容量)希釈する
ことにより、フラスコのコーティング用に調製した。希釈コラーゲンの適切な溶
液をフラスコに入れ(T75フラスコには12mL、T150フラスコには24mL
、そして各ミリセル−PCFインサート(Millicell-PCF insert)には400μ
L)、少なくとも2時間(好ましくは一晩)4℃で放置した。4℃でのインキュ
ベーション後、コラーゲンをフラスコ/インサートから取り出して、無菌ドラフ
トに入れて6〜12時間乾燥した。フラスコ/インサートを、ペニシリン/スト
レプトマイシンを含む無菌リン酸緩衝化食塩水(pH7.4)で2回洗浄した。
これらのフラスコは、室温で6ヶ月まで保持できる。
Propagation of unequalized normal human epithelial cells at the air-liquid interface Human collagen (Sigma, human placental collagen, # 7521)
. Cell culture flasks were coated with human collagen at 50 mg / 100 mL in 2% glacial acetic acid. Once dissolved, the collagen solution is filtered through a 0.45 μm filter. This concentrated sterile stock can be stored at 4 ° C. for 6 months. Solutions were prepared for flask coating by diluting the collagen stock 1: 5 (vol: vol) with sterile distilled water for several minutes before use. Place the appropriate solution of diluted collagen in the flask (12 mL for T75 flask, 24 mL for T150 flask)
And 400 μl for each Millicell-PCF insert
L), left at 4 ° C for at least 2 hours (preferably overnight). After incubation at 4 ° C., the collagen was removed from the flask / insert and placed in a sterile draft to dry for 6-12 hours. The flask / insert was washed twice with sterile phosphate-buffered saline (pH 7.4) containing penicillin / streptomycin.
These flasks can be kept at room temperature for up to 6 months.

【0091】 1バイアルの正常ヒト気管支上皮細胞(クローンティクス(Clonetics))を
迅速に解凍して、5つのT150フラスコ(上述のようにヒトコラーゲンでプレ
−コーティングしておいた)に分配した。細胞をフラスコ中でDMEM(ギブコ
(Gibco/BRL)):BEGM(クローンティクス(Clonetics))の1:1(容量
:容量)培地により5%CO2 環境で増殖させた。細胞は、80〜90%コンフ
ルエンスまで増殖させた。次に細胞を、上述のようにヒトコラーゲンでプレ−コ
ーティングしたミリセル−PCFインサート(Millicell-PCF insert)(200
μl、2×105 細胞/200μl培地で)に入れた。接種の24時間後、培地を
インサート内側から除去して、インサートの外側の培地を新鮮培地と交換した。
次に、外側の培地を1日おきに交換することにより、細胞を気液界面条件で維持
した。気液界面条件に切り替えてから約5〜7日後、細胞に高いトランス−上皮
抵抗性が生じた。
One vial of normal human bronchial epithelial cells (Clonetics) was quickly thawed and distributed into five T150 flasks (pre-coated with human collagen as described above). DMEM cells in flasks (Gibco (Gibco / BRL)): BEGM of (Clonetics (Clonetics)) 1: 1 (vol: vol) were grown at 5% CO 2 environment by medium. Cells were grown to 80-90% confluence. The cells were then pre-coated with human collagen as described above with a Millicell-PCF insert (200).
μl, 2 × 10 5 cells / 200 μl medium). Twenty-four hours after inoculation, the medium was removed from inside the insert and the medium outside the insert was replaced with fresh medium.
The cells were then maintained at gas-liquid interface conditions by changing the outer media every other day. Approximately 5-7 days after switching to gas-liquid interface conditions, cells developed high trans-epithelial resistance.

【0092】 不等化正常ヒト気管支気道上皮細胞への従来のおよびミセル複合体の結合の検討 正常ヒト気管支気道上皮細胞は、上述のように気液界面で増殖させた。細胞は
気液界面で、約5日間か、または約1000Ω/cm2 のトランス−上皮抵抗性が
生じるまで維持した。こうして細胞は、結合実験に使用する準備が整った。
Investigation of Conventional and Micellar Complex Binding to Unequalized Normal Human Bronchial Airway Epithelial Cells Normal human bronchial airway epithelial cells were grown at the air-liquid interface as described above. Cells were maintained at the air-liquid interface for about 5 days or until trans-epithelial resistance of about 1000 Ω / cm 2 developed. The cells are now ready for use in binding experiments.

【0093】 プラスミドDNAは、蛍光プローブのトト−1−ヨージド(Toto-1-iodide)
(モレキュラー・プローブズ(Molecular Probes))により、製造業者の説明書
に従ってトト−1−ヨージド対pDNAの1:200モル比で非共有結合で標識
した。ミセルおよび従来の脂質:pDNA複合体は、トト−1標識プラスミドを
使用する実験で使用するための所望の脂質:pDNA濃度の10倍で調製した。
ミセル複合体は、上述のように調製した。従来の複合体は、従来の脂質フィルム
を望まれる最終的な実験脂質濃度の20倍まで水で水和することにより調製した
。標識pDNAは、望まれる最終的な実験DNA濃度の20倍で調製した。脂質
を標識pDNAに加えて、15分間複合体を形成させた。次に複合体をオプチメ
ム(Optimem)で1:10(容量:容量)希釈した。
The plasmid DNA was prepared using the fluorescent probe Toto-1-iodide.
Labeled non-covalently by (Molecular Probes) at a 1: 200 molar ratio of toto-1-iodide to pDNA according to the manufacturer's instructions. Micelles and conventional lipid: pDNA complexes were prepared at 10 times the desired lipid: pDNA concentration for use in experiments using toto-1 labeled plasmids.
The micelle complex was prepared as described above. Conventional conjugates were prepared by hydrating a conventional lipid film with water to 20 times the desired final experimental lipid concentration. Labeled pDNA was prepared at 20 times the desired final experimental DNA concentration. Lipids were added to the labeled pDNA and allowed to form complexes for 15 minutes. The complex was then diluted 1:10 (volume: volume) with Optimem.

【0094】 複合体(約300μl)を、インサートの内側の気道上皮細胞の先端の膜に加
えて、37℃で5%CO2 雰囲気下で1時間結合させた。次に複合体を細胞表面
から吸引し;細胞表面を0.5mL冷PBSで3回洗浄し;PBS中2%パラホル
ムアルデヒドで15分間固定し;そして0.5mL冷PBSで1回洗浄した。次に
インサートをインサートハウジングから切り出して、スライドに載せ、カバーガ
ラスを載せて、核の対比染色剤として2μg/mLのDAPIを含むイムノマウント
(Immunomount)(シャンドン−リップショー(Shandon-Lipshaw))にマウント
した。
The complex (about 300 μl) was added to the apical membrane of airway epithelial cells inside the insert and allowed to bind for 1 hour at 37 ° C. under a 5% CO 2 atmosphere. The complexes were then aspirated from the cell surface; the cell surface was washed three times with 0.5 mL cold PBS; fixed with 2% paraformaldehyde in PBS for 15 minutes; and washed once with 0.5 mL cold PBS. The insert is then cut from the insert housing, mounted on a slide, covered with a coverslip, and placed on an Immunomount (Shandon-Lipshaw) containing 2 μg / mL DAPI as a nuclear counterstain. Mounted.

【0095】 50:50、75:50μMのカチオン性脂質:pDNA比で、気道細胞の先
端表面へのミセル複合体の強い結合が、全体に観察された。50:50、75:
50μMのカチオン性脂質:pDNA比で、同じ環境において、従来の複合体の
ほとんど結合がなかった。この方法は、本質的に任意の接着性細胞株に対して応
用可能であろう。
At a cationic lipid: pDNA ratio of 50:50, 75:50 μM, strong binding of the micelle complex to the apical surface of airway cells was observed throughout. 50:50, 75:
At a cationic lipid: pDNA ratio of 50 μM, there was little binding of the conventional complex in the same environment. This method will be applicable to essentially any adherent cell line.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、従来の脂質複合体(a)の処方のための操作を、共脂質を含むミセル
複合体(b)および含まないミセル複合体(c)と比較したものである。
FIG. 1 compares the procedure for the formulation of a conventional lipid complex (a) with a micelle complex (b) with and without a co-lipid (c).

【図2】 図2は、従来のカチオン性脂質GL−67:pDNA複合体(a)(GL−6
7:pDNA(0.5:0.5)およびGL−67:DOPE:DMPE−PE
G5000(1:2:0.05)の粒度分布を、ミセル複合体((b)と(c)
)の粒度分布と比較したものである。(b)(GL−67:DMPE−PEG5
000:pDNA(1.5:0.5:2))は、好適な均質な複合体を形成する
のに必要な最少量のPEGが欠如したミセル複合体の粒度分布を表し、一方(c
)(GL−67:DMPE−PEG5000:pDNA(1.5:0.75:2
))は、充分量のPEGと共に調製されたミセル複合体の粒度分布を示す。
FIG. 2 shows a conventional cationic lipid GL-67: pDNA complex (a) (GL-6).
7: pDNA (0.5: 0.5) and GL-67: DOPE: DMPE-PE
The particle size distribution of G5000 (1: 2: 0.05) was measured using the micelle complex ((b) and (c)).
) Is compared with the particle size distribution. (B) (GL-67: DMPE-PEG5
000: pDNA (1.5: 0.5: 2)) represents the particle size distribution of the micellar complex lacking the minimum amount of PEG required to form a suitable homogeneous complex, while (c
) (GL-67: DMPE-PEG5000: pDNA (1.5: 0.75: 2
)) Shows the particle size distribution of the micelle conjugate prepared with a sufficient amount of PEG.

【図3】 図3は、従来のカチオン性脂質GL−89:pDNA複合体(a)(GL−8
9:pDNA(2:2)およびGL−67:DOPE:DMPE−PEG500
0(1:1:0.005)の粒度分布を、ミセル複合体((b)および(c))
の粒度分布と比較したものである。(b)(GL−89:DMPE−PEG50
00:pDNA(1.5:0.0025:2))は、好適な均質な複合体を形成
するのに必要な最少量のPEGが欠如したミセル複合体の粒度分布を表し、一方
(c)(GL−67:DMPE−PEG5000:pDNA(1.5:0.25
:2))は、充分量のPEGと共に調製されたミセル複合体の粒度分布を示す。
FIG. 3 shows a conventional cationic lipid GL-89: pDNA complex (a) (GL-8
9: pDNA (2: 2) and GL-67: DOPE: DMPE-PEG500
The particle size distribution of 0 (1: 1: 0.005) was measured using the micelle complex ((b) and (c)).
Is compared with the particle size distribution. (B) (GL-89: DMPE-PEG50
00: pDNA (1.5: 0.0025: 2)) represents the particle size distribution of the micellar complex lacking the minimum amount of PEG required to form a suitable homogeneous complex, while (c) (GL-67: DMPE-PEG5000: pDNA (1.5: 0.25
: 2)) shows the particle size distribution of the micelle conjugate prepared with a sufficient amount of PEG.

【図4】 図4は、共脂質およびPEG(DOPE:DMPE−PEG5000)の量が上昇
するときの、ミセルカチオン性脂質GL−67:pDNA複合体の粒度分布の変
化を示す。小さな均質かつ安定なミセル複合体を形成するには最少量のPEGが
必要である。
FIG. 4 shows the change in the particle size distribution of the micelle cationic lipid GL-67: pDNA complex as the amount of co-lipid and PEG (DOPE: DMPE-PEG 5000 ) increases. A minimum amount of PEG is required to form a small, homogeneous and stable micellar complex.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成12年6月30日(2000.6.30)[Submission date] June 30, 2000 (2000.6.30)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 47/34 A61K 47/34 47/42 47/42 47/44 47/44 48/00 48/00 C12N 15/00 C12N 15/00 (72)発明者 イーストマン、サイモン、ジェイ アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ハド ソン、 バーチウッド ロード 7 (72)発明者 ニュータプスキイ、ジニファー、ビー アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ミル ベリー、 ビクトリア 1 (72)発明者 リー、エドワード、アール アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ナテ ィック、 ベイコン ストリート 56 (72)発明者 チュー、クイミン アメリカ合衆国 マサチューセッツ、メル ローズ、 フローレンス ストリート 110 (72)発明者 シュール、ロナルド、ケイ アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ホプ キントン、 イースト ストリート 25 (72)発明者 マーシャル、ジョン アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ホー プデール、 ノースロップ ストリート 25 Fターム(参考) 4B024 AA01 AA20 CA01 HA17 4C076 AA19 AA95 CC15 DD15 DD16 DD53 DD63 EE23 EE41 4C084 AA01 AA13 AA17 BA03 MA24 NA13 ZA592 4C085 AA21 BB31 EE01 4C086 AA01 EA16 MA03 MA05 MA24 NA13 ZA59 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61K 47/34 A61K 47/34 47/42 47/42 47/44 47/44 48/00 48/00 C12N 15/00 C12N 15/00 (72) Inventor Eastman, Simon, J. United States of America Massachusetts, Hudson, Birchwood Road 7 (72) Inventor of New Tapskiy, Ginifer, Be United States of America Massachusetts, Millbury, Victoria 1 (72) Inventors Lee, Edward, Earl Massachusetts, United States, Natick, Bacon Street 56 (72) Inventor Chu, Quimin United States Massachusetts, Melrose, Florence Street 110 (72) Inventor , Ronald, Kay United States Massachusetts, Hopkinton, East Street 25 (72) Inventor Marshall, John United States Massachusetts, Hopedale, Northrop Street 25 F-term (reference) 4B024 AA01 AA20 CA01 HA17 4C076 AA19 AA95 CC15 DD15 DD16 DD53 DD63 EE23 EE41 4C084 AA01 AA13 AA17 BA03 MA24 NA13 ZA592 4C085 AA21 BB31 EE01 4C086 AA01 EA16 MA03 MA05 MA24 NA13 ZA59

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ミセル複合体の製造方法であって、 a)少なくとも1つのカチオン性脂質を充分量のPEG誘導体と、実質的に均
質なミセル脂質が生成するのに適した量で合わせること; b)実質的に均質なミセル脂質と少なくとも1つの生物活性分子を合わせてミ
セル複合体を形成すること を含んでなる、上記方法。
1. A process for producing a micelle complex, comprising: a) combining at least one cationic lipid with a sufficient amount of a PEG derivative in an amount suitable to produce a substantially homogeneous micellar lipid; b) combining a substantially homogeneous micellar lipid and at least one bioactive molecule to form a micelle complex.
【請求項2】 PEG誘導体を、工程a)の前に複合体化して共脂質にする
、請求項1記載のミセル複合体の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the PEG derivative is conjugated to a co-lipid before step a).
【請求項3】 生物活性分子はDNAである、請求項1記載のミセル複合体
の製造方法。
3. The method for producing a micelle complex according to claim 1, wherein the bioactive molecule is DNA.
【請求項4】 少なくとも1つのカチオン性脂質およびDNAは、1:8の
脂質:DNA比で存在する、請求項4記載のミセル複合体の製造方法。
4. The method of claim 4, wherein the at least one cationic lipid and the DNA are present at a lipid: DNA ratio of 1: 8.
【請求項5】 ミセル複合体群の粒度分布は、ミセル複合体群中の複合体の
平均粒度に対して20%未満の変動である、請求項1記載のミセル複合体の製造
方法。
5. The method for producing a micelle composite according to claim 1, wherein the particle size distribution of the micelle composite group varies less than 20% with respect to the average particle size of the composite in the micelle composite group.
【請求項6】 ミセル複合体を少なくとも1つの疎水性種でコーティングす
る工程をさらに含んでなる、請求項1記載のミセル複合体の製造方法。
6. The method for producing a micelle complex according to claim 1, further comprising a step of coating the micelle complex with at least one hydrophobic species.
【請求項7】 哺乳動物細胞を標的とする物質をさらに添加することを含ん
でなる、請求項1記載のミセル複合体の製造方法。
7. The method for producing a micelle complex according to claim 1, further comprising adding a substance targeting a mammalian cell.
【請求項8】 標的化のための物質は、RGDを含むペプチド、UDP/U
TP、乳糖、サイクリックRGDペプチド、ペネトラチン、レクチン、LDL受
容体を標的とする物質、マンノース−6−リン酸、HAVペプチド、CNP−2
2ペプチド、および気道特異的1本鎖抗体から選択される、請求項7記載のミセ
ル複合体の製造方法。
8. The substance for targeting is a peptide containing RGD, UDP / U
TP, lactose, cyclic RGD peptide, penetratin, lectin, substance targeting LDL receptor, mannose-6-phosphate, HAV peptide, CNP-2
The method for producing a micelle complex according to claim 7, which is selected from two peptides and an airway-specific single-chain antibody.
【請求項9】 請求項1により生成されるミセル複合体。9. A micelle complex produced according to claim 1. 【請求項10】 請求項2により生成されるミセル複合体。10. The micelle complex produced according to claim 2. 【請求項11】 ミセル複合体は、哺乳動物細胞を標的とする物質をさらに
含んでなる、請求項9記載のミセル複合体。
11. The micelle complex according to claim 9, wherein the micelle complex further comprises a substance targeting a mammalian cell.
【請求項12】 標的化のための物質は、RGDを含むペプチド、UDP/
UTP、乳糖、サイクリックRGDペプチド、ペネトラチン、レクチン、LDL
受容体を標的とする物質、マンノース−6−リン酸、HAVペプチド、CNP−
22ペプチド、および気道特異的1本鎖抗体から選択される、請求項11記載の
ミセル複合体。
12. The substance for targeting is a peptide containing RGD, UDP /
UTP, lactose, cyclic RGD peptide, penetratin, lectin, LDL
Receptor targeting substance, mannose-6-phosphate, HAV peptide, CNP-
The micelle complex of claim 11, wherein the micelle complex is selected from 22 peptides, and an airway-specific single chain antibody.
【請求項13】 ミセル複合体は、ミセル複合体をコーティングするための
疎水性種をさらに含んでなる、請求項9記載のミセル複合体。
13. The micelle complex of claim 9, wherein the micelle complex further comprises a hydrophobic species for coating the micelle complex.
【請求項14】 生物活性分子はDNAである、請求項9記載のミセル複合
体。
14. The micelle complex according to claim 9, wherein the bioactive molecule is DNA.
【請求項15】 少なくとも1つのカチオン性脂質及びDNAは、1:8の
脂質:DNA比で存在する、請求項14記載のミセル複合体。
15. The micelle complex of claim 14, wherein said at least one cationic lipid and DNA are present in a lipid: DNA ratio of 1: 8.
【請求項16】 ミセル複合体群の粒度分布は、ミセル複合体群中の複合体
の平均粒度に対して20%未満の変動である、請求項9記載のミセル複合体。
16. The micelle complex according to claim 9, wherein the particle size distribution of the micelle complex group varies by less than 20% with respect to the average particle size of the complex in the micelle complex group.
【請求項17】 哺乳動物の細胞をミセル複合体を含んでなる複合体と接触
させることを含んでなる、細胞に生物活性分子を送達する方法であって、ミセル
複合体は、 少なくとも1つのカチオン性脂質; 少なくとも1つの生物活性分子;および 少なくとも1つのPEG誘導体 を含んでなる、上記方法。
17. A method of delivering a biologically active molecule to a cell, comprising contacting a mammalian cell with a complex comprising a micelle complex, wherein the micelle complex comprises at least one cation A method as described above, comprising a sex lipid; at least one bioactive molecule; and at least one PEG derivative.
【請求項18】 ミセル複合体は、共脂質をさらに含んでなる、請求項17
記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子を送達する方法。
18. The micelle complex of claim 17, further comprising a co-lipid.
A method for delivering a biologically active molecule to mammalian cells as described.
【請求項19】 少なくとも1つの生物活性分子はDNAである、請求項1
7記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子を送達する方法。
19. The method of claim 1, wherein the at least one bioactive molecule is DNA.
8. The method for delivering a biologically active molecule to mammalian cells according to 7.
【請求項20】 少なくとも1つのカチオン性脂質およびDNAは、1:8
の脂質:DNA比で存在する、請求項19記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子
を送達する方法。
20. The at least one cationic lipid and DNA comprise 1: 8
20. The method of delivering a biologically active molecule to mammalian cells according to claim 19, wherein said bioactive molecule is present in a lipid: DNA ratio.
【請求項21】 ミセル複合体は、ミセル複合体をコーティングするための
疎水性種をさらに含んでなる、請求項17記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子
を送達する方法。
21. The method for delivering a biologically active molecule to mammalian cells according to claim 17, wherein the micelle complex further comprises a hydrophobic species for coating the micelle complex.
【請求項22】 ミセル複合体は、哺乳動物細胞を標的とする物質をさらに
含んでなる、請求項17記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子を送達する方法。
22. The method for delivering a biologically active molecule to mammalian cells according to claim 17, wherein the micelle complex further comprises a substance that targets mammalian cells.
【請求項23】 標的化のための物質は、RGD配列を含むペプチド、UD
P/UTP、乳糖、サイクリックRGDペプチド、ペネトラチン、レクチン、L
DL受容体を標的とする物質、マンノース−6−リン酸、HAVペプチド、CN
P−22ペプチド、および気道特異的1本鎖抗体から選択される、請求項22記
載の哺乳動物の細胞に生物活性分子を送達する方法。
23. A substance for targeting is a peptide containing an RGD sequence, UD
P / UTP, lactose, cyclic RGD peptide, penetratin, lectin, L
Substance targeting DL receptor, mannose-6-phosphate, HAV peptide, CN
23. The method of delivering a biologically active molecule to mammalian cells according to claim 22, wherein the method is selected from a P-22 peptide and an airway-specific single chain antibody.
【請求項24】 細胞は気道上皮細胞である、請求項17記載の哺乳動物の
細胞に生物活性分子を送達する方法。
24. The method of claim 17, wherein the cell is an airway epithelial cell.
【請求項25】 少なくとも1つのカチオン性脂質; 少なくとも1つのPEG誘導体;および 少なくとも1つの生物活性分子 を含んでなるミセル複合体であって、該ミセル複合体を含んでなるミセル複合体
群の粒度分布は、実質的に均質な粒度分布を有する、上記複合体。
25. A particle size of a micellar complex comprising at least one cationic lipid; at least one PEG derivative; and at least one bioactive molecule, the micelle complex comprising said micellar complex. Such a composite, wherein the distribution has a substantially homogeneous particle size distribution.
【請求項26】 ミセル複合体は、さらに共脂質を含んでなる、請求項25
記載のミセル複合体。
26. The micelle complex further comprises a co-lipid.
A micellar complex as described.
【請求項27】 ミセル複合体群の実質的に均質な粒度分布は、ミセル複合
体群中の複合体の平均粒度に対して20%未満の変動である、請求項25記載の
ミセル複合体。
27. The micelle composite of claim 25, wherein the substantially homogeneous particle size distribution of the micelle composites varies by less than 20% relative to the average particle size of the composites in the micelle composites.
【請求項28】 生物活性分子はDNAである、請求項25記載のミセル複
合体。
28. The micelle complex according to claim 25, wherein the bioactive molecule is DNA.
【請求項29】 ミセル複合体は、哺乳動物細胞を標的とする物質をさらに
含んでなる、請求項25記載のミセル複合体。
29. The micelle complex according to claim 25, wherein the micelle complex further comprises a substance targeting a mammalian cell.
【請求項30】 標的化のための物質は、RGD配列を含むペプチド、UD
P/UTP、乳糖、サイクリックRGDペプチド、ペネトラチン、レクチン、L
DL受容体を標的とする物質、マンノース−6−リン酸、HAVペプチド、CN
P−22ペプチドおよび気道特異的1本鎖抗体から選択される、請求項29記載
のミセル複合体。
30. A substance for targeting is a peptide comprising an RGD sequence, UD
P / UTP, lactose, cyclic RGD peptide, penetratin, lectin, L
Substance targeting DL receptor, mannose-6-phosphate, HAV peptide, CN
30. The micelle complex of claim 29, wherein the micelle complex is selected from a P-22 peptide and an airway-specific single chain antibody.
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