CN102686603B - 对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽、以及含有与这些肽结合了的脂质作为构成脂质的具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,以及含有与这些肽结合了的脂质作为构成脂质的、具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体。解决问题的手段是:对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽的氨基酸序列为下述的LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)。
Description
技术领域
本发明涉及对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,以及含有与这些肽结合了的脂质作为构成脂质的、具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体。
背景技术
用于将蛋白质、药剂或核酸等物质可靠地送到生物个体的靶标部位的载体、传递体的开发正在广泛地进行着。例如,作为用于将目标基因导入靶标细胞的载体,已经开发出了逆转录病毒、腺病毒、腺伴随病毒等病毒载体。然而,由于病毒载体存在难以大量生产、抗原性、毒性等问题,因此这样的问题较少的脂质体载体所代表的脂质膜结构体、肽传递体引起了关注。
脂质体载体是以人工制备的脂质双层膜为基本构成的脂质膜结构体,具有将各种物质内包并送入靶标细胞内的能力。脂质体载体除了能够通过在其表面导入抗体、蛋白质、糖链等功能性分子而提高对靶标部位的指向性这一优点外,还具有由于物质被包在内从而其受到保护而不受生物体内的分解作用、代谢作用的优点、防止物质在靶标以外的部位发挥作用(副作用)的优点。
另一方面,向血中投与内包了蛋白质、药剂、核酸等物质的脂质膜结构体或与蛋白质、药剂、核酸等结合了的肽传递体等高分子化合物时,从血中到达靶标部位是一个较大的难题。在多种组织中,血管内皮细胞在细胞间形成了紧密结合,血管内皮细胞间的间隙为约0.4nm至约4nm,极其狭窄,投与到血中的高分子化合物难以通过该间隙到达靶标部位。
因此,研究开发出越过形成了紧密结合的血管内皮细胞层到达靶标部位的脂质膜结构体、肽传递体,例如,开发了选自白蛋白、作为白蛋白结合蛋白的GP60或抗GP60抗体中的促进上皮细胞的胞吞转运作用的肽(专利文献1), 由胞吞作用受体megalin的结合部分构成的促进血脑屏障的胞吞转运作用的肽(专利文献2),同时投与抑制作为紧密结合形成蛋白质的封闭蛋白(occludin)的合成的反义寡核苷酸、和脂质膜结构体或肽传递体的方法(专利文献3)等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表平11-512451号公报
专利文献2:日本特表2007-526227号公报
专利文献3:日本特表2001-517436号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,专利文献1和专利文献2中记载的促进胞吞转运作用的各肽均是与药剂直接结合的肽传递体,并不是提供具有细胞透过能力的脂质膜结构体。此外,专利文献3中记载的方法,存在随着紧密结合的破坏导致目标物质以外的血管内容物漏出的担忧。
本发明是为了解决这样的问题而提出的,目的在于提供对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,以及含有与这些肽结合了的脂质作为构成脂质的、具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体。
解决问题的手段
本发明人等进行了深入研究,结果发现,氨基酸序列为下述LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)的肽,在上皮细胞中,对脂质膜结构体赋予细胞透过能力、增强脂质膜结构体的细胞透过能力,从而完成了下述各发明。
(1)一种对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,氨基酸序列为LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)。
(2)根据(1)中所述的肽,极性无电荷侧链氨基酸残基X2为Q(Q表 示谷氨酰胺残基。)。
(3)根据(1)或(2)中所述的肽,极性氨基酸残基X1为选自R、K、S和D(R表示精氨酸残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。)组成的组中的相同或不同的氨基酸残基。
(4)根据(1)~(3)中任意一项所述的肽,氨基酸序列为LRQRRRL、LLQRRRL、LRQRRL、LKQKKKL、LLQKKKL(序列号38)、LKQKKL(序列号39)、LRQSSSL、LLQSSSL(序列号40)、LRQSSL(序列号41)、LRQRDDL、LLQRDDL(序列号42)或LRQRDL(序列号43)(式中,L表示亮氨酸残基,R表示精氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。)。
(5)根据(1)~(4)中任意一项所述的肽,其中,细胞为上皮细胞。
(6)根据(1)~(5)中任意一项所述的肽,其介由存在于脂质筏的硫酸乙酰肝素蛋白多糖被摄入细胞内。
(7)一种具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体,含有与(1)~(6)中任意一项所述的肽结合了的脂质作为构成脂质。
(8)根据(7)所述的脂质膜结构体,与肽结合了的脂质是在肽的C末端依次结合酪氨酸残基、半胱氨酸残基、亲水性聚合物和脂质而成的、与肽结合了的脂质。
(9)根据(8)所述的脂质膜结构体,其中,亲水性聚合物为聚乙二醇。
(10)根据(7)~(9)中任意一项所述的脂质膜结构体,结合了肽的脂质在构成脂质总量中所占的比例P为1mol%≤P≤10mol%。
(11)根据(7)~(10)中任意一项所述的脂质膜结构体,其中,细胞为上皮细胞。
(12)根据(7)~(11)中任意一项所述的脂质膜结构体,其介由存在于脂质筏的硫酸乙酰肝素蛋白多糖被摄入细胞内。
(13)一种针对脂质膜结构体的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,以氨基酸序列为LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)的肽为有效成分。
(14)根据(13)所述的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,极性无电荷侧链氨基酸残基X2为Q(Q表示谷氨酰胺残基。)。
(15)根据(13)或(14)所述的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,极性氨基酸残基X1为选自R、K、S和D(R表示精氨酸残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。)组成的组中的相同或不同的氨基酸残基。
(16)根据(13)~(15)中任意一项所述的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,其中,氨基酸序列为LRQRRRL、LLQRRRL、LRQRRL、LKQKKKL、LLQKKKL、LKQKKL、LRQSSSL、LLQSSSL、LRQSSL、LRQRDDL、LLQRDDL或LRQRDL(式中,L表示亮氨酸残基,R表示精氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。)。
(17)根据(13)~(16)中任意一项所述的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,其中,细胞为上皮细胞。
(18)根据(13)~(17)中任意一项所述的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,其中,肽是介由存在于脂质筏的硫酸乙酰肝素蛋白多糖被摄入细胞内的肽。
(19)一种制造具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体的方法,具有用氨基酸序列为LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)的肽修饰脂质膜结构体的工序。
(20)根据(19)所述的方法,其中,极性无电荷侧链氨基酸残基X2为Q(Q表示谷氨酰胺残基。)。
(21)根据(19)或(20)所述的方法,其中,极性氨基酸残基X1为选自R、K、S和D(R表示精氨酸残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。)组成的组中的相同或不同的氨基酸残基。
(22)根据(19)~(21)中任意一项所述的方法,其中,氨基酸序列为LRQRRRL、LLQRRRL、LRQRRL、LKQKKKL、LLQKKKL、LKQKKL、LRQSSSL、LLQSSSL、LRQSSL、LRQRDDL、LLQRDDL或LRQRDL(式 中,L表示亮氨酸残基,R表示精氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。)。
(23)根据(19)~(22)中任意一项所述的方法,用肽修饰脂质膜结构体的工序为如下工序:在肽的C末端依次结合酪氨酸残基、半胱氨酸残基、亲水性聚合物和脂质,从而用肽修饰脂质膜结构体。
(24)根据(19)~(23)中任意一项所述的方法,其中,细胞为上皮细胞。
(25)根据(19)~(24)所述的方法,其中,肽是介由存在于脂质筏的硫酸乙酰肝素蛋白多糖被摄入细胞内的肽。
发明的效果
通过结合本发明的肽或通过使用本发明的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,能够对脂质膜结构体赋予优异的细胞透过能力或增强脂质膜结构体的细胞透过能力。此外,含有结合有本发明的肽的脂质作为构成脂质的脂质膜结构体,由于能够透过细胞到达靶标部位并释放内包物,因此能够用作在靶标部位获得较高药效且安全性高、易于大量生产的优异的药物载体。
附图说明
图1是表示介由PEG进行肽修饰后的脂质体(RI/1-PEG、RI/2-PEG、RI/3-PEG、RI/4-PEG、RI/5-PEG、RI/6-PEG)、PEG修饰后的脂质体(RI/PEG、RI/800PEG)和肽修饰后的脂质体(RI/1、RI/7)的细胞透过比的图。图中,用空心柱表示的RI/6-PEG、RI-PEG、RI/800PEG和RI/7表示的是比较例。
图2是表示介由PEG进行肽1修饰后的脂质体(RI/1-PEG)和未介由PEG而进行肽1修饰后的脂质体(RI/1)的细胞内摄入比的图。
图3是表示与不添加菲律宾菌素III时相比的、通过添加菲律宾菌素III而抑制了脂质筏的功能时的、RI/1-PEG的细胞透过比比例的图。
图4是表示与不添加菲律宾菌素III时相比的、通过添加菲律宾菌素III而抑制了脂质筏的功能时的、RI/1-PEG和RI/1的细胞内摄入比比例的图。
图5是表示设RI/1-PEG的细胞透过比为100(%)时的、RI/8-PEG、RI/9-PEG、RI/10-PEG、RI/11-PEG、RI/12-PEG和RI/13-PEG的细胞透过比比例的图。
图6是表示设RI/1-PEG的细胞透过比为100(%)时的、RI/14-PEG、 RI/15-PEG、RI/16-PEG和RI/17-PEG的细胞透过比比例的图。
图7是表示设RI/1-PEG的细胞透过比为100(%)时的、RI/18-PEG和RI/19-PEG的细胞透过比比例的图。
图8是表示设RI/1-PEG的细胞透过比为100(%)时的、RI/20-PEG和RI/21-PEG的细胞透过比比例的图。
图9是表示设RI/1-PEG的细胞透过比为100(%)时的、RI/22-PEG和RI/23-PEG的细胞透过比比例的图。
图10是表示设RI/1-PEG的细胞透过比为100(%)时的、RI/24-PEG和RI/25-PEG的细胞透过比比例的图。
图11是表示设RI/1-PEG的细胞透过比为100(%)时的、RI/26-PEG和RI/27-PEG的细胞透过比比例的图。
图12是表示设RI/1-PEG的细胞透过比为100(%)时的、RI/28-PEG、RI/29-PEG、RI/30-PEG、RI/31-PEG和RI/32-PEG的细胞透过比比例的图。
图13是表示设RI/1-PEG的细胞透过比为100(%)时的、RI/33-PEG、RI/34-PEG、RI/35-PEG、RI/36-PEG和RI/37-PEG的细胞透过比比例的图。
图14是表示设修饰脂质1的比例为1%、5%或10%的RI/1-PEG的细胞透过比的图。
图15是表示设未进行肝素处理的RI/1-PEG、RI/DOTAP/DOPE和RI/7的各细胞内摄入比为100(%)时的、进行了肝素处理的RI/1-PEG、RI/DOTAP/DOPE和RI/7的细胞内摄入比比例的图。
图16是表示对进行了肝素处理的Rho/1-PEG、Rho/DOTAP/DOPE和未进行肝素处理的Rho/1-PEG和Rho/DOTAP/DOPE的细胞内摄入状态进行荧光观察的结果的图。
图17是表示对MBEC4细胞中的Rho/1-PEG、初级核内体、次级核内体和溶酶体的细胞内局部存在进行荧光观察的结果的图。
图18是表示对CHO-K1细胞中的Rho/1-PEG、初级核内体、次级核内体和溶酶体的细胞内局部存在进行荧光观察的结果的图。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂 质膜结构体的细胞透过能力的肽,以及含有与这些肽结合了的脂质作为构成脂质的、具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体。
本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,对以脂质体为代表的脂质膜结构体赋予能够透过细胞的功能(细胞透过能力),或增强以脂质体为代表的脂质膜结构体的细胞透过能力。即,本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,对不具有细胞透过能力的脂质膜结构体赋予细胞透过能力,或者在赋予细胞透过能力的同时增强其细胞透过能力,对具有细胞透过能力的脂质膜结构体增强其细胞透过能力。
这里,在本发明中,“细胞透过”是指由细胞膜的某些特定区域被摄入到了细胞内的物质从细胞膜的与该区域不同的某些特定区域向细胞外释放,例如,可以列举胞吞转运作用作为代表性例子。胞吞转运作用主要在血管内皮细胞、胎儿小肠上皮细胞等上皮细胞中进行,例如,血管内皮细胞中,与细胞外受体结合了的白蛋白等特定物质通过胞吞作用由管内腔(血液侧)被摄入后,通过胞吐作用向管外腔(血管周围的组织)释放。此外,胎儿小肠上皮细胞中,来自母体的IgG通过胞吞作用由母体的血液被摄取后,通过胞吐作用向胎儿血液释放。
本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,其氨基酸序列为LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)。
在本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽的氨基酸序列LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L中,X1表示极性氨基酸残基。极性氨基酸可以是甘氨酸(G)、天冬酰胺(N)、半胱氨酸(C)、谷氨酰胺(Q)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、酪氨酸(Y)、天冬氨酸(D)、谷氨酸(E)、精氨酸(R)、组氨酸(H)和赖氨酸(K)中任意一种,优选精氨酸(R)、赖氨酸(K)、丝氨酸(S)和天冬氨酸(D)。X1表示的4个氨基酸残基或3个氨基酸残基既可以是选自上述组中的不同的2~4种或2、3种氨基酸残基,此外,也可以是相同的氨基 酸残基。
此外,在本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽的氨基酸序列LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L中,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。极性无电荷侧链氨基酸可以是甘氨酸(G)、天冬酰胺(N)、半胱氨酸(C)、谷氨酰胺(Q)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)和酪氨酸(Y)中的任意一种,优选谷氨酰胺(Q)。
本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽的更优选的氨基酸序列是LRQRRRL(序列号1)、LLQRRRL(序列号14)、LRQRRL(序列号26)、LKQKKKL(序列号15)、LLQKKKL(序列号38)、LKQKKL(序列号39)、LRQSSSL(序列号35)、LLQSSSL(序列号40)、LRQSSL(序列号41)、LRQRDDL(序列号37)、LLQRDDL(序列号42)或LRQRDL(序列号43)(式中,L表示亮氨酸残基,R表示精氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。)。
此外,本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽由LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)的氨基酸序列构成,然而只要具有对脂质膜结构体赋予细胞透过能力、增强脂质膜结构体的细胞透过能力、或在对脂质膜结构体赋予细胞透过能力的同时增强其细胞透过能力的功能,则本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽也包括由这些氨基酸序列具有的1或多个保守性氨基酸置换的氨基酸序列构成的肽。
在本发明中,保守性氨基酸置换是指:在不改变活的分子的生理学活性而通常能够进行的范围即保守性置换的范围内被观察到的置换(Watson et al.,Molecular Biology of Gene等),例如,可以列举出天冬氨酸和谷氨酸这些酸性氨基酸;赖氨酸、精氨酸和组氨酸这些碱性氨基酸;丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸和色氨酸这些非极性氨基酸;甘氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸这些极性无电荷侧链氨基酸;苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸这些芳香族氨基酸这样的侧链具有类似性的氨基酸彼此(氨基酸类内部)发生的置换。同样,可以分类为天冬氨酸和谷氨酸这些酸性氨基酸;赖氨酸、精氨酸和组氨酸这些碱性氨基酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸和苏氨酸这些脂肪族氨基酸(丝氨酸和苏氨酸也可以分类为脂肪族-羟基氨基酸);苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸这些芳香族氨基酸;天冬酰胺和谷氨酰胺这些酰胺;半胱氨酸和甲硫氨酸这些含硫氨基酸。
此外,只要具有对脂质膜结构体赋予细胞透过能力、增强脂质膜结构体的细胞透过能力、或在对脂质膜结构体赋予细胞透过能力的同时增强其细胞透过能力的功能,则本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽也包括缺失、上述保守性氨基酸置换除外的置换、插入和/或添加了1个或数个氨基酸的肽。缺失涉及的具体的范围通常为1~3个、优选1~2个、更优选1个,保守性氨基酸置换除外的置换涉及的具体的范围通常为1~3个、优选1~2个、更优选1个,插入涉及的具体的范围通常为1~5个、优选1~3个、更优选1~2个、进一步优选1个,添加涉及的具体的范围通常为1~5个、优选1~3个、更优选1~2个、进一步优选1个。
例如,如后所述,存在如下情况:使本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽结合到脂质膜结构体时,在LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)的氨基酸序列的C末端侧添加酪氨酸残基和半胱氨酸残基等、为了保持对脂质膜结构体赋予细胞透过能力的功能、增强脂质膜结构体的细胞透过能力的功能、或在对脂质膜结构体赋予细胞透过能力的同时增强其细胞透过能力的功能且使其与脂质膜结构体结合而添加1个或数个氨基酸,这种情况下所述肽也依然包括在本发明的肽之内。
就本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽而言,本领域技术人员可以以其序列为基础,使用适当选择的方法而合成。作为这样的方法,除了将1个1个的氨基酸化学聚合而合成多肽的肽合成法以外,还可以列举出例如:制备含有编码本发明肽的DNA的重组载体,将制备的载体导入适当的宿主细胞中而获得转化体,在培养基中培养所获得的转化体,从获得的培养物收集肽的方法;在无细胞蛋白质合成体系中表达编码本发明肽的DNA而获得肽的方法等。此外,就任一种合成法而言,都可以使用本领域技术人员公知的常规方法等所有方法。
本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,尤其是在上皮细胞中,对脂质膜结构体赋予细胞透过能力、增强脂质膜结构体的细胞透过能力,或在对脂质膜结构体赋予上皮细胞的细胞透过能力的同时增强其细胞透过能力。这里,上皮细胞是指在组织的表面采取二维层状结构而形成上皮的细胞,在细胞间形成紧密结合,具有一面抑制物质由于扩散、渗透而通过一面利用胞吞转运作用等选择性地使物质透过细胞的功能。作为上皮细胞,除了上述的血管内皮细胞、胎儿小肠上皮细胞外,还可以列举出例如淋巴上皮细胞、浆膜中皮细胞、尿道上皮细胞、肾盂上皮细胞、呼吸道上皮细胞、气管上皮细胞、支气管上皮细胞、消化道上皮细胞、表皮细胞、鼻腔上皮细胞、咽上皮细胞等。另外,本实施例中,使用血管内皮细胞作为优选的上皮细胞。
通过结合本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽而被赋予和/或增强了细胞透过能力的脂质膜结构体,在不透过的细胞中移动到溶酶体中并被分解。即,在通过结合本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽被赋予和/或增强了细胞透过能力的脂质膜结构体中内包药剂、蛋白质、核酸等并投与血中,从而该脂质膜结构体透过血管内皮细胞到达靶标部位的细胞后,在靶标部位的细胞内释放内包的物质,从而能够适当发挥作为药剂递送载体的功能。
结合本发明的肽而被赋予和/或增强了细胞透过能力的脂质膜结构体主要介由存在于脂质筏的硫酸乙酰肝素蛋白多糖而被摄入细胞内,透过细胞。脂质筏是细胞膜上的微区之一,是鞘脂、糖脂、胆甾醇、受体蛋白或糖蛋白(例如硫酸乙酰肝素蛋白多糖等)等分子集合而成的、直径约100nm左右的区域。通过这些集合了的特有的分子的功能,脂质筏发挥作为信号传递、物质输送的窗口的作用。
本发明的具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体含 有与上述本发明的肽结合了的脂质作为构成脂质。作为确认脂质膜结构体的细胞透过能力的方法,可以列举出例如使细胞形成紧密结合,向其中添加脂质膜结构体,计算其透过率的方法。此外,例如,在使用细胞透过性评价装置(日本特愿2009-275877号)时,算出未培养细胞时的透过率(无细胞脂质体透过率)和培养形成了紧密结合的细胞时的透过率(有细胞脂质体透过率)并计算其比(细胞透过比),从而能够确认脂质膜结构体的细胞透过能力。
在本发明中,脂质膜结构体的优选形态是具有脂质双层膜结构的闭合小胞。作为这样的脂质膜结构体,例如除了多室脂质体(MLV)外,还可以列举出SUV(small unilamella vesicle,小单室脂质体)、LUV(large unilamella vesicle,大单室脂质体)、GUV(giant unilamella vesicle,巨型囊泡脂质体)等单室脂质体。此外,在本发明中,脂质膜结构体的尺寸没有特别限制,优选直径为50nm~800nm,更优选直径为80~150nm。
构成本发明的脂质膜结构体的脂质的种类没有特别限定,优选磷脂、糖脂、甾醇、长链脂肪族醇或甘油脂肪酸酯,也可以是阳离子性脂质、中性脂质、阴离子性脂质中的任意一种。
作为磷脂,可以列举出例如磷脂酰胆碱(例如,二油酰基磷脂酰胆碱、二月桂酰基磷脂酰胆碱、二肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱、二棕榈酰基磷脂酰胆碱、二硬脂酰基磷脂酰胆碱等)、磷脂酰甘油(例如,二油酰基磷脂酰甘油、二月桂酰基磷脂酰甘油、二肉豆蔻酰基磷脂酰甘油、二棕榈酰基磷脂酰甘油、二硬脂酰基磷脂酰甘油等)、磷脂酰乙醇胺(例如,二油酰基磷脂酰乙醇胺、二月桂酰基磷脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺(DSPE)、二油酰基甘油磷脂酰乙醇胺(DOPE)等)、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酸、心磷脂、或这些的氢化物,卵黄、大豆等动植物源的天然脂质(例如,卵黄卵磷脂、大豆卵磷脂等)等,可以使用这些中的1种或2种以上。前述磷脂作为脂质膜结构体的主要构成成分使用。其使用量以相对于脂质膜结构体的总脂质的量计优选为10~100%(摩尔比),进一步优选为50~80%(摩尔比),但不限定于这些值。
作为糖脂,可以列举出鞘磷脂,硫氧基核糖基甘油酯(sulfoxyribosyl glyceride)、二葡萄糖基甘油二酯、二半乳糖基甘油二酯、半乳糖基甘油二酯、 葡萄糖基甘油二酯等甘油糖脂,半乳糖基脑苷脂、乳糖基脑苷脂、神经节苷脂等鞘糖脂等,可以使用这些中的1种或2种以上。
作为甾醇,可以列举出胆甾醇、胆甾醇琥珀酸酯、羊毛甾醇、二氢羊毛甾醇、脱氢胆甾醇、二氢胆甾醇等动物源的甾醇,豆甾醇、谷甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇等植物源的甾醇(植物固醇),酵母甾醇、麦角固醇等微生物源的甾醇等,可以使用这些中的1种或2种以上。这些甾醇通常可以用于使脂质双层物理上或化学上稳定、或调节膜的流动性。其使用量以相对于脂质膜结构体的总脂质的量计优选为5~40%(摩尔比),进一步优选为10~30%(摩尔比),但不限定于这些值。
作为长链脂肪酸或长链脂肪族醇,可以使用碳原子数10~20的脂肪酸或其醇。作为这样的长链脂肪酸或长链脂肪族醇,可以列举出例如棕榈酸、硬脂酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、花生酸、十七烷酸、结核硬脂酸等饱和脂肪酸,棕榈油酸、油酸、花生四烯酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、桐酸等不饱和脂肪酸,油醇、硬脂醇、月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、亚油醇(linolyl alcohol)等,可以使用这些中的1种或2种以上。其使用量以相对于脂质膜结构体的总脂质的量计优选为5~40%(摩尔比),进一步优选为10~30%(摩尔比),但不限定于这些值。
作为甘油脂肪酸酯,可以列举出单酰基甘油、二酰基甘油酯、三酰基甘油酯,可以使用这些中的1种或2种以上。其使用量以相对于脂质膜结构体的总脂质的量计优选为5~40%(摩尔比),进一步优选为10~30%(摩尔比),但不限定于这些值。
作为阳离子性脂质,除了上述脂质外,可以列举出例如双十八烷基二甲基氯化铵(dioctadecyldimethylammonium chloride,DODAC)、N-(2,3-油氧基)丙基-N,N,N-三甲基铵(N-(2,3-dioleyloxy)propyl-N,N,N-trimethylammonium,DOTMA)、二月桂基溴化铵(didodecylammonium bromide,DDAB)、1,2-二油氧基-3-三甲基铵丙烷(1,2-dioleoyloxy-3-trimethylammonio propane,DOTAP)、3β-N-(N’,N’-二甲基氨基乙烷)氨基甲酰基胆甾醇(3β-N-(N’,N’-dimethyl-aminoethane)-carbamol cholesterol,DC-Chol)、1,2-二肉豆蔻酰氧基丙基-3-二甲基羟基乙基铵(1,2-dimyristoyloxypropyl-3-dimethylhydroxyethyl ammonium,DMRIE)、2,3-二油氧基-N-[2(精氨酸基酰胺)乙基]-N,N-二甲基-1-丙烷铵三氟乙酸盐(2,3-dioleyloxy-N-[2(sperminecarboxamido)ethyl]-N,N-dimethyl-1-propanaminum trifluoroacetate,DOSPA)等,可以使用这些中的1种或2种以上。另外,阳离子性脂质具有细胞毒性,因此从降低本发明的脂质体的细胞毒性的观点出发,优选尽量减少脂质双层中含有的阳离子性脂质的量,阳离子性脂质相对于构成脂质双层的总脂质的比例优选为0~40%(摩尔比),进一步优选为0~20%(摩尔比)。
此外,作为中性脂质,除了上述脂质外,还可以列举出例如二酰基磷脂酰胆碱、二酰基磷脂酰乙醇胺、神经酰胺等,可以使用这些中的1种或2种以上。此外,作为阴离子性脂质,除了上述脂质外,还可以列举出例如二酰基磷脂酰丝氨酸、二酰基磷脂酸、N-琥珀酰基磷脂酰乙醇胺(N-琥珀酰基PE)、磷脂酰乙二醇等,可以使用这些中的1种或2种以上。
构成本发明的具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体的脂质膜也可以含有多种与本发明的肽结合了的脂质。例如,与本发明的肽结合了的磷脂和与本发明的肽结合了的其它磷脂、与本发明的肽结合了的磷脂和与本发明的肽结合了的甾醇、与本发明的肽结合了的磷脂和与本发明的肽结合了的糖脂等,可以任意选择。
在本发明中,在脂质膜结构体的脂质膜中,除了上述脂质外,还可以含有生育酚、没食子酸丙酯、抗坏血酸棕榈酸酯、二丁基羟基甲苯(Butylated hydroxy toluene)等抗氧化剂,硬脂胺、油胺等赋予正电荷的带电物质,双鲸蜡基磷酸酯等赋予负电荷的带电物质,膜外在性蛋白质、膜内在性蛋白质等膜蛋白,其含量可以适当调节。
此外,本发明的具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体的优选形态是:含有与在本发明的肽的C末端依次结合酪氨酸残基、半胱氨酸残基和亲水性聚合物和脂质而成的肽结合了的脂质作为构成脂质的脂质膜结构体。具体而言,为具有如下结构的脂质膜结构体:本发明的肽介由添加在其C末端侧的半胱氨酸残基结合到马来酰亚胺化的亲水性聚合物的一部分,进而该亲水性聚合物与脂质体的构成成分、特别是脂质结合。
另外,在本发明中,记载为“与肽结合了的脂质”时,不仅是指肽与脂质直 接结合,也包括肽介由其它氨基酸残基、亲水性聚合物等任意一种连接子与脂质结合。在本发明中,作为优选的连接子,可以列举出例如酪氨酸残基、半胱氨酸残基和亲水性聚合物依次结合而成的高分子化合物、亲水性聚合物。
亲水性聚合物和本发明的肽可以在亲水性聚合物具有的官能团和本发明的肽具有的官能团之间形成共价键而结合。通常,作为能够形成共价键的官能团的组合,可以列举出例如氨基/羧基、氨基/卤化酰基、氨基/N-羟基琥珀酰亚胺酯基、氨基/苯并三唑碳酸酯基、氨基/醛基、巯基/马来酰亚胺基、巯基/乙烯基砜基等,在本发明的肽的情况下,由于是含有3个以上极性氨基酸残基(含有极性无电荷侧链氨基酸残基)的肽,因此优选在本发明的肽上新添加具有巯基的氨基酸残基,使用该巯基与亲水性聚合物结合。
使添加有具有巯基的肽、或半胱氨酸等具有巯基的氨基酸残基的肽介由巯基与亲水性聚合物结合的方法、以及这样的亲水性聚合物和脂质的结合,已经被Lu等(J.Controlled release(《控释杂志》),2006年,第110卷,第505-513页)报告过。本发明的脂质体可以利用Lu等的方法制备,但不限于所述方法。具有巯基的氨基酸残基的添加可以在本发明的肽的N末端侧、C末端侧中任意一侧。此外,也可以在本发明的肽的N末端或C末端以外的部分插入具有巯基的氨基酸残基。
脂质通常具有羰基、氨基或羟基等化学上能够活化的官能团,除了上述方法外,通过这些适当的官能团和本发明的肽具有的官能团、添加到本发明的肽上的氨基酸具有的官能团、或与前述肽结合了的亲水性聚合物具有的官能团之间的化学反应,能够制备与本发明的肽结合了的脂质。例如,脂质为磷脂酰乙醇胺(PE)、使其介由前述高分子化合物与本发明的肽结合时,已知有Martin等的方法(Biochem.Biophys.Acta,1992年,第1113卷,第171-199页)。即,将与前述肽结合了的亲水性聚合物的羟基变换成羧酸,通过在该羧基和PE的氨基之间进行缩合反应,可以制备与本发明的肽结合了的PE。
作为介由上述高分子化合物制备与本发明的肽结合了的甾醇类的方法,已知有Bhattacharya等的报告(Langmuir,2001年,第17卷,第2067-2075页)。即,用甲苯磺酰基等活化甾醇类具有的羟基,在有机溶剂中使用基于与上述肽结合的亲水性聚合物的羟基的SN2反应,可以制备与本发明的肽结合了的甾 醇类。
进而,作为介由上述高分子化合物制备与本发明的肽结合了的长链脂肪酸的方法,可以在与上述肽结合了的亲水性聚合物中导入氨基,在该氨基和长链脂肪酸的羧基之间进行缩合反应,从而可以制备与本发明的肽结合了的长链脂肪酸。
在本发明中,就可以使用的亲水性聚合物而言,只要是可以构成上述高分子化合物、本发明的肽和脂质可以介由该高分子化合物而结合、从而可以构成具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体的物质即可,没有特别限定。作为这样的亲水性聚合物,可以列举出例如具有羟基、羧基、羧酸酯基、羟基乙基、聚氧乙基、羟基丙基、聚氧丙基、氨基、氨基乙基、氨基丙基、铵基、酰胺基、羧基甲基、磺酸基、磷酸基等亲水性基团的物质,具体而言,可以列举出阿拉伯树胶,酪蛋白,明胶,淀粉衍生物,羧甲基纤维素及其钠盐,醋酸纤维素,海藻酸钠,醋酸乙烯酯-马来酸共聚物类,苯乙烯-马来酸共聚物类,聚丙烯酸类及它们的盐,聚甲基丙烯酸类和它们的盐,甲基丙烯酸羟乙基酯的均聚物和共聚物,丙烯酸羟乙酯的均聚物和共聚物,甲基丙烯酸羟丙酯的均聚物和共聚物,丙烯酸羟丙酯的均聚物和共聚物,甲基丙烯酸羟丁酯的均聚物和共聚物,丙烯酸羟丁酯的均聚物和共聚物,聚乙二醇类,羟基丙烯聚合物类,聚乙烯醇类,水解度为60摩尔%以上、优选为80摩尔%以上的水解聚醋酸乙烯酯,聚乙烯醇缩甲醛,聚乙烯醇缩丁醛,聚乙烯基吡咯烷酮,丙烯酰胺的均聚物和共聚物,甲基丙烯酰胺的均聚物和共聚物,N-羟甲基丙烯酰胺的均聚物和共聚物,醇溶性尼龙,2,2-双-(4-羟基苯基)丙烷和表氯醇的聚醚等,优选聚乙二醇。
此外,在将构成脂质膜的脂质的总量设为100(%)时,与本发明的肽结合了的脂质在本发明的具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体中所占的比例P优选为1mol%≤P≤10mol%。
在本发明中,脂质膜结构体可以使用例如水合法、超声波处理法、乙醇注入法、醚注入法、逆相蒸发法、表面活性剂法、冷冻·融解法等公知的方法制备。例如在水合法的情况下,在有机溶剂中溶解与本发明的肽结合了的脂质、以及其它脂质、前边记载的脂质膜中含有的任意成分后,蒸发除去有机溶剂而 获得脂质膜后,使脂质膜进行水合,并搅拌或进行超声波处理,从而能够制造含有与本发明的肽结合了的脂质作为膜的构成成分的脂质膜结构体。
另外,就本发明的具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体而言,在有机溶剂中溶解上述脂质、其它脂质后,蒸发除去有机溶剂而获得脂质膜,使该脂质膜进行水合,并搅拌或进行超声波处理,从而制造脂质体,接着,通过在该脂质体的外液中添加本发明的肽,还能够在脂质体的表面导入这些肽。
在上述方法中,作为有机溶剂,可以将例如戊烷、己烷、庚烷、环己烷等烃类,二氯甲烷、氯仿等卤代烃类,苯、甲苯等芳香族烃类,甲醇、乙醇等低级醇类,醋酸甲酯、醋酸乙酯等酯类,丙酮等酮类等单独或组合2种以上而使用。
此外,使其通过规定孔径的过滤器,由此能够获得具有一定粒度分布的脂质膜结构体。
本发明的脂质膜结构体中可以封入药剂、核酸、肽、蛋白质、糖或它们的复合体等各种生理活性物质,可以根据诊断、治疗等目的适当选择。在生理活性物质为水溶性时,可以在制造脂质膜结构体时,在使脂质膜进行水合时使用的水性溶剂中添加生理活性物质,从而在脂质膜结构体内部的水相中封入生理活性物质。此外,在生理活性物质为脂溶性时,可以在制造脂质膜结构体时在使用的有机溶剂中添加生理活性物质,从而在脂质膜结构体的膜中封入生理活性物质。
在本发明中,脂质膜结构体可以分散在生理盐水、磷酸缓冲液、柠檬酸缓冲液、醋酸缓冲液等适当的水性溶剂中使用。分散液中还可以适当添加糖类、多元醇、水溶性高分子、非离子表面活性剂、抗氧化剂、pH调节剂、水合促进剂等添加剂。此外,在本发明中,脂质膜结构体可以以干燥了前述分散液的状态保存。进而,在本发明中,脂质膜结构体除了可以经口投与外,还可以静脉、腹腔内、皮下、经鼻等非经口投与。
接下来,本发明提供一种针对脂质膜结构体的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂。本发明的针对脂质膜结构体的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,以氨基酸序列为LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或 LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)的肽为有效成分。即,本发明的针对脂质膜结构体的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂以本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽为有效成分。
此外,本发明提供一种制造具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体的方法。本发明的制造具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体的方法具有下述(a)的工序;
(a)用氨基酸序列为LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)的肽修饰脂质膜结构体的工序。
在工序(a)中,氨基酸序列为LX1X2X1X1X1L、LLX2X1X1X1L或LX1X2X1X1L(式中,L表示亮氨酸残基,X1表示极性氨基酸残基,X2表示极性无电荷侧链氨基酸残基。)的肽可以使用与上述本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽同样的肽。此外,在工序(a)中,脂质膜结构体可以使用与能够用于本发明的具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体的脂质膜结构体同样的脂质膜结构体。
工序(a)中,用肽修饰脂质膜结构体的方法没有特别限定,可以使用本领域技术人员能适当选择的方法进行。作为这样的方法,除了制备脂质膜结构体后添加肽,使肽与该脂质膜结构体的构成脂质结合的方法以外,还可以列举出例如使肽先与脂质分子结合后,制备以该肽结合脂质分子作为构成脂质的脂质膜结构体的方法。进而,肽和脂质膜结构体的构成脂质既可以直接结合,也可以介由上述连接子结合。另外,使肽与脂质分子结合的方法、制备脂质膜结构体的方法、在脂质膜中添加肽而使肽与该脂质膜结构体的构成脂质结合的方法如上所述。
肽和脂质膜结构体的结合方式可以列举出例如氢键结合、离子键结合、疏水结合、范德华力结合等非共价结合以及二硫键结合、肽键结合等共价结合。
以下,基于实施例说明本发明的对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或 增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,以及含有与这些肽结合了的脂质作为构成脂质的、具有细胞透过能力或细胞透过能力得到增强的脂质膜结构体。需要说明的是,本发明的技术范围并非限于这些实施例所示的特征。
实施例
<实施例1>实验材料的制备
(1)Krebs缓冲液的制备
以灭菌水为溶剂制备组成如下的Krebs缓冲液(pH7.3)。
Krebs缓冲液的组成
(2)利用活体内噬菌体展示选择肽
按照日本特开2008-31142号中记载的方法,进行活体内噬菌体展示,从获得的集聚在肌肉组织中的肽中,选择下述肽作为赋予细胞透过能力、或增强细胞透过能力的肽的候选。
肽1:LRQRRRL(序列号1)
肽2:RKRIRMR(序列号2)
肽3:RRRRQNI(序列号3)
肽4:RKRSRMR(序列号4)
肽5:IRQRRRR(序列号5)
(式中,朝向左端表示N末端,朝向右端表示C末端,L表示亮氨酸残基,R表示精氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,K表示赖氨酸残基,I表示异亮氨酸残基,M表示甲硫氨酸残基,N表示天冬酰胺残基,S表示丝氨酸残基。 下同。)
(3)肽-PEG修饰脂质的制备
委托北海道系统科学(System Science)公司进行化学合成,从而制备本实施例(1)中选择的肽、和在已知对脂质体赋予一定的向细胞内移动能力的肽R8(RRRRRRRR;序列号6)(小暮健太郎,YAKUGAKU ZASSHI,第127卷,第10号,第1685-1691页,2007年)的C末端添加了酪氨酸(Y)和半胱氨酸(C)的氨基酸序列所构成的肽。将这些肽、添加了马来酰亚胺基的分子量为2000的聚乙二醇(以下有时简单称为“PEG”。)和L-α-二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺(DSPE)的结合体即Mal-PEG2000-DSPE(制品名;DSPE-020MA,日本油脂公司)分别溶解在纯水中,使它们分别成为2mmol/L,边用搅拌器搅拌边在室温下孵育24小时,制备了以下的肽-PEG修饰脂质。
修饰脂质1:LRQRRRL(序列号1)-YC-PEG-DSPE
修饰脂质2:RKRIRMR(序列号2)-YC-PEG-DSPE
修饰脂质3:RRRRQNI(序列号3)-YC-PEG-DSPE
修饰脂质4:RKRSRMR(序列号4)-YC-PEG-DSPE
修饰脂质5:IRQRRRR(序列号5)-YC-PEG-DSPE
修饰脂质6:RRRRRRRR(序列号6)-YC-PEG-DSPE
(式中,Y表示酪氨酸残基,C表示半胱氨酸残基。下同。)
(4)脂质体的制备
[4-1]RI标记肽-PEG修饰脂质体的制备
将卵磷脂(L-α-磷脂酰胆碱(L-α-Phosphatidylcholine),鸡蛋(粉末);Avanti Polar Lipids公司)和胆甾醇(胆固醇(Cholesterol)(粉末);Avanti Polar Lipids公司)按照(卵磷脂):(胆甾醇)=7:3的方式混合,从而制备混合脂质粉末。接着,将该制备的混合脂质粉末按照达到1nmol/μL的方式溶解于乙醇,制备混合脂质乙醇溶液。按照(混合脂质):(本实施例(3)中制备的修饰脂质)的mol%的比为95:5且液体的总体积为137.5μL的方式,将混合脂质乙醇溶液和本实施例(3)中制备的修饰脂质的水溶液注入到玻璃制试管中。在其中添加250万dpm~500万dpm放射性同位素(RI)3H-胆固醇基十六烷基醚(CHE)和112.5μL氯仿,进行短时间涡漩处理后,按照常规方法 用氮气气流除去乙醇溶剂。接着,添加250mL的乙醇溶解脂质,再次按照前述常规方法除去乙醇溶剂,从而制备了用RI标记后的脂质膜。将250μL按照常规方法使用HEPES(和光纯药工业公司)制备的10mmol/L的HEPES缓冲液(pH7.4)添加到该脂质膜中,在室温下放置15分钟进行水合后,使用超声破碎器进行30秒钟超声破碎,从而制备了以下的RI标记肽-PEG修饰脂质体。
含5%的修饰脂质1的脂质体:RI/1-PEG
含5%的修饰脂质2的脂质体:RI/2-PEG
含5%的修饰脂质3的脂质体:RI/3-PEG
含5%的修饰脂质4的脂质体:RI/4-PEG
含5%的修饰脂质5的脂质体:RI/5-PEG
含5%的修饰脂质6的脂质体:RI/6-PEG(比较例)
[4-2]RI标记肽-PEG修饰脂质体的尺寸的确认
按照本实施例(4)[4-1]中记载的方法,制备不添加RI的RI非标记肽-PEG修饰脂质体,通过动态光散射测定装置(Zetasizer Nano ZS;Malvern公司)测定尺寸,结果脂质体的直径为约100nm。由此可知,本实施例(4)[4-1]中制备的RI标记肽-PEG修饰脂质体的尺寸是直径约100nm。
[4-3]RI标记PEG修饰脂质体的制备
将肽-PEG修饰脂质换成PEG2000-DSPE(产品名:1,2-distearoyl-snGlycero-3-Phosphoethanolamine-N-[Carboxy(Polyethylene Glycol)2000](铵盐),公司名:Avanti Polar Lipids公司),按照本实施例(4)[4-1]中记载的方法,制备作为RI标记PEG修饰脂质体的RI/PEG(比较例)。此外,按照本实施例(4)[4-1]中记载的方法制备RI标记的脂质膜后,在该脂质膜中添加250μL使用HEPES(和光纯药工业公司)按照常规方法制备的10mmol/L的HEPES缓冲液(pH7.4),在室温下放置15分钟进行水合,再用手震动数次进行混和,制备直径约800nm的微小尺寸的作为RI标记PEG修饰脂质体的RI/800PEG(比较例)。
[4-4]RI标记肽修饰脂质体的制备
由KUROBO公司购入在介由粘蛋白而诱导物质的细胞内摄入的阳离子性肽K8(关于诱导细胞内摄入,参照“Ayman El-Sayed等,J.Biol.Chem.,第283 卷,第34号,第23450-23461页”,关于阳离子性物质介由粘蛋白被摄入细胞内参照“Christine K.Payne等,Traffic,第8卷,第389-401页”)(KKKKKKKK;序列号7)和本实施例(2)中选择的肽1的、各自的C末端添加了硬脂酸(STR)的以下的肽修饰脂肪酸。
修饰脂肪酸1:LRQRRRL(序列号1)-STR
修饰脂肪酸7:KKKKKKKK(序列号7)-STR
使用制备的修饰脂肪酸1和修饰脂肪酸7,按照本实施例(4)[4-1]中记载的方法,制备未介由PEG的肽修饰的以下的脂质体。
含5%的修饰脂肪酸1的脂质体:RI/1
含5%的修饰脂肪酸7的脂质体:RI/7(比较例)
[4-5]RI标记阳离子性脂质体的制备
将作为阳离子性脂质的1,2-二油酰基-3-三甲基铵丙烷(DOTAP;Avanti Polar Lipids公司)和1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酰乙醇胺(DOPE;Avanti Polar Lipids公司)按照DOTAP∶DOPE=3:7的方式混合,从而制备混合脂质粉末。接着,将制备的混合脂质粉末按照1nmol/μL的方式溶解于乙醇,将137.5μL加入玻璃制试管中,此后按照本实施例(4)[4-1]中记载的方法制备作为RI标记阳离子性脂质体的RI/DOTAP/DOPE。
[4-6]荧光标记肽1修饰脂质体的制备
设混合脂质:本实施例(3)中制备的修饰脂质1:罗丹明与DOPE结合的罗丹明结合脂质(罗丹明-DOPE;磷酰乙醇胺-N-Lissamine Rhodamine BSulfonyl,[1,2-二油酰基-sn-甘油-3-],(Phosphoethanolamine-N-Lissamine Rhodamine B Sulfonyl,[1,2-Dioleoyl-sn-Glycero-3-]),铵盐(氯仿)、Avanti Polar Lipids公司)的mol%之比为90:5:5,以代替混合脂质:本实施例(3)中制备的修饰脂质的mol%之比为95:5,按照本实施例(4)[4-1]中记载的方法制备作为未进行RI标记的荧光标记肽1修饰脂质体的Rho/1-PEG。
[4-7]荧光标记DOTAP/DOPE脂质体的制备
将DOTAP(Avanti Polar Lipids公司)、DOPE(Avanti Polar Lipids公司)和罗丹明-DOPE(Avanti Polar Lipids公司)按照DOTAP:DOPE:罗丹明-DOPE=30:65:5的方式混合,从而制备混合脂质粉末。接着,将制备的混 合脂质粉末按照达到1nmol/μL的方式溶解于乙醇,将137.5μL加入玻璃制试管,不添加RI,此后按照本实施例(4)[4-1]中记载的方法制备作为荧光标记DOTAP/DOPE脂质体的Rho/DOTAP/DOPE。
<实施例2>RI标记修饰脂质体的细胞透过比的研究
(1)无细胞脂质体透过率的算出
在细胞透过性评价装置(日本特愿2009-275877号)的上层侧区域,加入100μL/孔的实施例1(1)中制备的Krebs缓冲液,进而分别添加实施例1(4)[4-1]中制备的RI/1-PEG、RI/2-PEG、RI/3-PEG、RI/4-PEG、RI/5-PEG、RI/6-PEG、实施例1(4)[4-3]中制备的RI/PEG、RI/800PEG、实施例1(4)[4-4]中制备的RI/1和RI/7,各自100μL(约100万~200万dpm)/孔。2小时后,从下层侧区域回收Krebs缓冲液,使用液体闪烁计数器TRI/CARB 1600TR(PACKARD公司)测定回收的Krebs缓冲液中所含的RI量。算出测定的RI量的比例相对于添加到上层侧区域中的脂质体的RI量的百分率,将其作为在细胞透过性评价装置(日本特愿2009-275877号)未培养细胞时的脂质体透过率(无细胞脂质体透过率)。
(2)有细胞脂质体透过率的算出
[2-1]MBEC4细胞的培养
将由国立大学法人东京大学分子细胞生物学研究所的鹤尾隆和内藤干彦提供的小鼠脑毛细血管内皮细胞源的MBEC4细胞按照300000cell/mL的方式悬浮在Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium(DMEM培养基)中。在细胞透过性评价装置(日本特愿2009-275877号)的上层侧区域,按照400μL/孔的方式加入该悬浮液,在5%CO2气氛下于37℃培养3天~5天,静置培养至培养的细胞形成紧密结合为止。细胞是否形成了紧密结合的确认是通过使用MILLICELL-ERS(密理博公司)测定膜间电阻(TER)而进行的。
[2-2]有细胞脂质体透过率的算出
除去本实施例(2)[2-1]培养后的细胞的培养液,用实施例1(1)中制备的Krebs缓冲液洗涤1次后,加入与除去的培养液等量的Krebs缓冲液,再分别添加实施例1(4)[4-1]中制备的RI/1-PEG、RI/2-PEG、RI/3-PEG、RI/4-PEG、RI/5-PEG、RI/6-PEG、实施例1(4)[4-3]中制备的RI/PEG、RI/800PEG、实 施例1(4)[4-4]中制备的RI/1和RI/7,各自100μL(约100万~200万dpm)/孔。此后按照本实施例(1)中记载的方法算出在细胞透过性评价装置中培养细胞时的脂质体透过率(有细胞脂质体透过率)。
(3)RI标记修饰脂质体的细胞透过比的算出
由下式算出实施例1(4)[4-1]中制备的RI/1-PEG、RI/2-PEG、RI/3-PEG、RI/4-PEG、RI/5-PEG、RI/6-PEG、实施例1(4)[4-3]中制备的RI/PEG、RI/800PEG、实施例1(4)[4-4]中制备的RI/1和RI/7的细胞透过比。此外,对算出的结果,相对于已确认细胞透过比最高的RI/1-PEG进行t检验。其结果示于图1。
细胞透过比=本实施例(2)中算出的有细胞脂质体透过率/本实施例(1)中算出的无细胞脂质体透过率
如图1所示,可知RI/1-PEG的细胞透过比为约0.72,是最高的;RI/1的细胞透过比与RI/1-PEG虽没有显著性差异,但为约0.49,是第二高的。此外,可知RI/1-PEG和RI/1的细胞透过比也比用已知对脂质体赋予一定的向细胞内移动能力的R8和K8修饰的RI/6-PEG和RI/7的细胞透过比高。另一方面,RI/3-PEG和RI/5-PEG的细胞透过比与RI/6-PEG和RI/7的细胞透过比几乎相同,RI/2-PEG的细胞透过比是最低的结果。此外,RI/4-PEG的细胞透过比与RI/1-PEG虽没有显著性差异,但为与未用肽修饰的RI/PEG和尺寸大的RI/800PEG同等程度的低细胞透过比。
由这些结果可以确认,实施例1(2)中选择的肽1在对脂质体赋予细胞透过能力、增强脂质体的细胞透过能力方面是优异的。
<实施例3>RI/1-PEG的细胞内摄入中的PEG的必要性的研究
利用实施例2(2)[2-1]中记载的方法在培养皿上培养MBEC4细胞后,除去培养液,使用实施例1(1)中制备的Krebs缓冲液洗涤1次。接着,加入与除去的培养液等量的Krebs缓冲液,分别添加实施例1(4)[4-1]中制备的RI/1-PEG和实施例1(4)[4-4]中制备的RI/1各100μL(约100万~200万dpm)/孔。2小时后,除去含有脂质体的Krebs缓冲液,用1mL含有40单位/mL的肝素(和光纯药工业公司)的PBS(日水制药公司)洗涤3次。接着,在3N的NaOH水溶液中浸渍一晚而溶解细胞,使用液体闪烁计数器TRI/CARB1600TR(PACKARD公司)测定该细胞溶解液中的RI量。以百分率计算前述 测定的RI量相对于添加的RI量的比例,作为脂质体的细胞内摄入比。其结果示于图2。
如图2所示,可知RI/1-PEG的细胞内摄入比比RI/1的细胞内摄入比大。由该结果可以确认,介由PEG进行肽1的修饰的脂质体,与未介由PEG进行肽1的修饰的脂质体相比,MBEC4被更多地摄入细胞内。
<实施例4>RI/1-PEG的细胞透过和细胞内摄入中脂质筏参与的研究
(1)细胞透过中脂质筏参与的研究
对实施例1(4)[4-1]中制备的RI/1-PEG,按照实施例2中记载的方法算出细胞透过比。另外,在算出无细胞脂质体透过率和有细胞脂质体透过率时,在向孔中加入实施例1(1)中制备的Krebs缓冲液的同时,添加与胆甾醇特异结合而抑制脂质筏功能的试剂菲律宾菌素III(SIGMA公司),使其达到5μmol/L和15μmol/L,孵育1小时后,添加RI/1-PEG。
接着,以百分率计算添加5μmol/L或15μmol/L菲律宾菌素III而算出的RI/1-PEG的细胞透过比相对于实施例2(3)中算出的RI/1-PEG的细胞透过比(未添加菲律宾菌素III时的RI/1-PEG的细胞透过比)的比例。此外,对算出的值,相对于实施例2(3)中算出的未添加RI/1-PEG的细胞透过比(未添加菲律宾菌素III时的RI/1-PEG的细胞透过比)进行t检验。其结果示于图3。
如图3所示,添加了5μmol/L菲律宾菌素III时,与未添加时相比没有显著性差异,但细胞透过比比例降低至约60%,添加了15μmol/L时的细胞透过比比例降低至约35%。即,可知细胞透过比和细胞透过比比例与菲律宾菌素III的添加量成比例地降低。
由这些结果可以确认,RI/1-PEG主要是介由脂质筏透过细胞的。
(2)细胞内摄入中的脂质筏参与的研究
对实施例1(4)[4-1]中制备的RI/1-PEG和实施例1(4)[4-4]中制备的RI/1,按照实施例3中记载的方法算出细胞内摄入比。另外,在培养皿中加入实施例1(1)中制备的Krebs缓冲液时,同时添加抑制脂质筏的试剂菲律宾菌素III(SIGMA公司),使其达到5μmol/L或15μmol/L,孵育1小时后,分别添加RI/1-PEG和RI/1。
接着,以百分率计算添加菲律宾菌素III而算出的RI/1-PEG的细胞内摄入比相对于实施例3中算出的RI/1-PEG的细胞内摄入比(不添加菲律宾菌素III时的RI/1-PEG的细胞内摄入比)比例。此外,对算出的值,相对于实施例3中算出的RI/1-PEG的细胞内摄入比(不添加菲律宾菌素III时的RI/1-PEG的细胞内摄入比)进行t检验。同样地,以百分率计算添加菲律宾菌素III而算出的RI/1的细胞内摄入比相对于实施例3中算出的RI/1的细胞内摄入比(不添加菲律宾菌素III时的RI/1的细胞内摄入比)的比例,对算出的值,相对于实施例3中算出的RI/1的细胞内摄入比(不添加菲律宾菌素III时的RI/1的细胞内摄入比)进行t检验。这些结果示于图4。
如图4所示,与不添加菲律宾菌素III时相比,添加了5μmol/L菲律宾菌素III时的RI/1-PEG,细胞内摄入比比例降低至约73%;与不添加菲律宾菌素III时相比,添加了15μmol/L时的RI/1-PEG,细胞内摄入比比例降低至约50%。即,可知,细胞内摄入比和细胞内摄入比比例与菲律宾菌素III的添加量成比例地降低。另一方面,添加了5μmol/L菲律宾菌素III时的RI/1虽没有显著性差异,但与不添加菲律宾菌素III时相比,细胞内摄入比比例增加至约142%,添加了15μmol/L时的RI/1虽没有显著性差异,但与不添加菲律宾菌素III时相比,细胞内摄入比比例增加至约180%。
由这些结果可以确认,RI/1-PEG主要是介由脂质筏被摄入细胞内,确认RI/1主要经由非脂质筏介导的途径被摄入细胞内。
<实施例5>肽1中的重要氨基酸序列的研究
委托北海道系统科学公司进行化学合成,制备改变了肽1的氨基酸序列的以下的肽。用下划线表示肽1的氨基酸序列变化的部分。另外,肽8~13是改变了肽1的氨基酸序列的N末端和C末端氨基酸中的至少一者后的肽,肽14是从肽1的氨基酸序列的N末端起第2位的R变成了L的肽,肽15是肽1的氨基酸序列中的所有R变成了K的肽,肽16和17是从肽1的氨基酸序列的N末端起第2位的R的数量增加了的肽,肽18和19是从肽1的氨基酸序列的N末端起第3位的Q变成了R或A后的肽,肽20和21是在肽1的氨基酸序列的N末端和C末端的L固定的状态下改变了从N末端起第3位的Q的位置的肽,肽22和23是在肽1的氨基酸序列的两末端添加L或R而改变了肽长度的肽,肽24和25是改变了肽1的氨基酸序列排列的肽,肽26~29是 减少或增加了从肽1的氨基酸序列的N末端第4位~第6位的R数的肽,肽30~32是在从肽1的氨基酸序列的N末端起第6位的R的C末端侧添加了L或A的肽,肽33~37是改变了从肽1的氨基酸序列的N末端起第4位~第6位的R的肽。
肽8:RRQRRRL(序列号8)
肽9:LRQRRRR(序列号9)
肽10:RRQRRRR(序列号10)
肽11:SRQRRRS(序列号11)
肽12:IRQRRRI(序列号12)
肽13:VRQRRRV(序列号13)
肽14:LLQRRRL(序列号14)
肽15:LKQKKKL(序列号15)
肽16:LRRQRRRL(序列号16)
肽17:LRRRQRRRL(序列号17)
肽18:LRRRRRL(序列号18)
肽19:LRARRRL(序列号19)
肽20:LRRQRRL(序列号20)
肽21:LRRRQRL(序列号21)
肽22:LLRQRRRLL(序列号22)
肽23:RLRQRRRLR(序列号23)
肽24:QRRLLRR(序列号24)
肽25:RRLLQRR(序列号25)
肽26:LRQRRL(序列号26)
肽27:LRQRL(序列号27)
肽28:LRQRRRRL(序列号28)
肽29:LRQRRRRRL(序列号29)
肽30:LRQRRRLL(序列号30)
肽31:LRQRRRAL(序列号31)
肽32:LRQRRRAAL(序列号32)
肽33:LRQRLRL(序列号33)
肽34:LRQLRRL(序列号34)
肽35:LRQSSSL(序列号35)
肽36:LRQRRDL(序列号36)
肽37:LRQRDDL(序列号37)
对这些肽8~37,按照实施例1(3)中记载的方法制备肽-PEG修饰脂质后,按照实施例1(4)[4-1]中记载的方法制备以下的RI标记肽-PEG修饰脂质体。
含5%的肽8的PEG修饰脂质的脂质体:RI/8-PEG
含5%的肽9的PEG修饰脂质的脂质体:RI/9-PEG
含5%的肽10的PEG修饰脂质的脂质体:RI/10-PEG
含5%的肽11的PEG修饰脂质的脂质体:RI/11-PEG
含5%的肽12的PEG修饰脂质的脂质体:RI/12-PEG
含5%的肽13的PEG修饰脂质的脂质体:RI/13-PEG
含5%的肽14的PEG修饰脂质的脂质体:RI/14-PEG
含5%的肽15的PEG修饰脂质的脂质体:RI/15-PEG
含5%的肽16的PEG修饰脂质的脂质体:RI/16-PEG
含5%的肽17的PEG修饰脂质的脂质体:RI/17-PEG
含5%的肽18的PEG修饰脂质的脂质体:RI/18-PEG
含5%的肽19的PEG修饰脂质的脂质体:RI/19-PEG
含5%的肽20的PEG修饰脂质的脂质体:RI/20-PEG
含5%的肽21的PEG修饰脂质的脂质体:RI/21-PEG
含5%的肽22的PEG修饰脂质的脂质体:RI/22-PEG
含5%的肽23的PEG修饰脂质的脂质体:RI/23-PEG
含5%的肽24的PEG修饰脂质的脂质体:RI/24-PEG
含5%的肽25的PEG修饰脂质的脂质体:RI/25-PEG
含5%的肽26的PEG修饰脂质的脂质体:RI/26-PEG
含5%的肽27的PEG修饰脂质的脂质体:RI/27-PEG
含5%的肽28的PEG修饰脂质的脂质体:RI/28-PEG
含5%的肽29的PEG修饰脂质的脂质体:RI/29-PEG
含5%的肽30的PEG修饰脂质的脂质体:RI/30-PEG
含5%的肽31的PEG修饰脂质的脂质体:RI/31-PEG
含5%的肽32的PEG修饰脂质的脂质体:RI/32-PEG
含5%的肽33的PEG修饰脂质的脂质体:RI/33-PEG
含5%的肽34的PEG修饰脂质的脂质体:RI/34-PEG
含5%的肽35的PEG修饰脂质的脂质体:RI/35-PEG
含5%的肽36的PEG修饰脂质的脂质体:RI/36-PEG
含5%的肽37的PEG修饰脂质的脂质体:RI/37-PEG
接着,对这些脂质体,按照实施例2中记载的方法算出细胞透过率,以百分率计算算出的各细胞透过比相对于实施例2(3)中算出的RI/1-PEG的细胞透过比的比例。RI/8-PEG~RI/13-PEG的结果示于图5,RI/14-PEG~RI/17-PEG的结果示于图6,RI/18-PEG和RI/19-PEG的结果示于图7,RI/20-PEG和RI/21-PEG的结果示于图8,RI/22-PEG和RI/23-PEG的结果示于图9,RI/24-PEG和RI/25-PEG的结果示于图10,RI/26-PEG和RI/27-PEG的结果示于图11,RI/28-PEG~RI/32-PEG的结果示于图12,RI/33-PEG~RI/37-PEG的结果示于图13。
如图5和图10所示,RI/8-PEG、RI/9-PEG、RI/10-PEG、RI/11-PEG、RI/12-PEG、RI/13-PEG、RI/24-PEG和RI/25-PEG的细胞透过比比例分别为约38.5%、约40%、约6.2%、约39%、约21.5%、约24.6%、约30%和约20%。由这些结果可以确认,在肽为七肽时,在N末端的氨基酸残基和C末端的氨基酸残基均为L的情况下,脂质体的细胞透过能力提高。
此外,如图6所示,RI/14-PEG、RI/16-PEG和RI/17-PEG的细胞透过比比例分别为约60%、约6%和约4%。由这些结果可以确认,在肽为七肽的情况下,进而当从N末端起第2位的氨基酸残基为L或极性氨基酸残基时,脂质体的细胞透过能力提高。
此外,如图7、图8和图10所示,RI/18-PEG、RI/19-PEG、RI/20-PEG、RI/21-PEG、RI/24-PEG和RI/25-PEG的细胞透过比比例分别为约10%、约44.6%、约33.8%、约10%、约30%和约20%。由这些结果可以确认,在肽为 七肽的情况下,进而当从N末端起第3位的氨基酸残基为极性无电荷侧链氨基酸残基的情况下,脂质体的细胞透过能力提高。
此外,如图6、图9和图12所示,RI/16-PEG、RI/17-PEG、RI/22-PEG、RI/23-PEG、RI/28-PEG、RI/29-PEG、RI/30-PEG、RI/31-PEG和RI/32-PEG的细胞透过比比例分别为约6%、约4%、约12.3%、约2.3%、约16.7%、约6.7%、约38.3%、约8.3%和约5%。由这些结果可以确认,当肽的长度变为8个氨基酸残基以上时,脂质体的细胞透过能力降低。
此外,如图10所示,RI/24-PEG和RI/25-PEG的细胞透过比比例分别为约30%和约20%。由这些结果可以确认,就改变了肽1的氨基酸序列的排列的七肽而言,脂质体的细胞透过能力降低。
此外,如图11所示,RI/26-PEG和RI/27-PEG的细胞透过比比例分别为约60%和约47%。由这些结果可以确认,就N末端和C末端为L、从N末端起第2位的氨基酸残基为极性氨基酸残基且从N末端起第3位的氨基酸为极性无电荷侧链氨基酸残基的六肽而言,脂质体的细胞透过能力提高。
此外,图6、如图12和图13所示,RI/15-PEG、RI/28-PEG、RI/29-PEG、RI/30-PEG、RI/31-PEG、RI/32-PEG、RI/33-PEG、RI/34-PEG、RI/36-PEG和RI/37-PEG的细胞透过比比例分别为约109%、约16.7%、6.7%、约38.3%、约8.3%、约5%、约13%、约36%、约98%、约49%和约80%,因此可以确认在肽为六肽或七肽时,进而在从N末端起第3位的极性无电荷侧链氨基酸残基和C末端的L之间的2或3个氨基酸残基分别为极性氨基酸残基的情况下,脂质体的细胞透过能力显著提高。
此外,如图12所示,RI/30-PEG、RI/31-PEG和RI/32-PEG的细胞透过比比例分别为约38.3%、约8.3%和约5%,因此可以确认在从肽1的氨基酸序列的N末端起第6位的R的C末端侧添加L或A时,脂质体的细胞透过能力降低。
<实施例6>肽修饰量的研究
对肽1,按照实施例1(4)[4-1]中记载的方法制备RI标记肽-PEG修饰脂质体。其中,在将混合脂质乙醇溶液和实施例1(3)中制备的肽-PEG修饰脂质水溶液加入玻璃制试管中时,准备(混合脂质):(实施例1(3)中制备 的肽-PEG修饰脂质)的mol%比为99:1、95:5和90:10的3种。即,制备肽1的修饰脂质的mol%比分别为1%、5%和10%这3种脂质体,分别设为RI/1-PEG(1%)、RI/1-PEG(5%)和RI/1-PEG(10%)。对于这些脂质体,按照实施例2中记载的方法算出细胞透过比。此外,对算出的值,相对于RI/1-PEG(5%)的细胞透过比进行t检验。其结果示于图14。
如图14所示,RI/1-PEG(1%)、RI/1-PEG(5%)和RI/1-PEG(10%)的细胞透过比分别为约0.42、约0.73、和约0.54,虽没有显著性差异,但RI/1-PEG(5%)的细胞透过比最高。由这些结果可以确认,肽1的修饰脂质的mol%比例为5%时,细胞透过率最高。
<实施例7>硫酸乙酰肝素蛋白多糖(HSPG)介导的细胞内摄入抑制时的脂质体的细胞内摄入比的研究
(1)脂质体的肝素处理
在实施例1(4)[4-1]中制备的RI/1-PEG、实施例1(4)[4-4]中制备的RI/7和实施例1(4)[4-5]中制备的RI/DOTAP/DOPE的溶液各0.01mL中,添加对硫酸乙酰肝素蛋白多糖(HSPG)具有竞争性抑制效果的肝素(和光纯药工业公司)100单位,在室温下孵育15分钟,由此进行脂质体的肝素处理。
(2)进行了肝素处理的脂质体的细胞内摄入比的测定
对进行了本实施例(1)的肝素处理的RI/1-PEG、RI/7和RI/DOTAP/DOPE,按照实施例3中记载的方法测定细胞内摄入比。此外,同时对作为对照的未进行本实施例(1)的肝素处理的实施例1(4)[4-1]中制备的RI/1-PEG、实施例1(4)[4-4]中制备的RI/7和实施例1(4)[4-5]中制备的RI/DOTAP/DOPE,通过同样的方法算出细胞内摄入比,以百分率计算进行了肝素处理时的细胞内摄入比相对于对照的细胞内摄入比的比例。其结果示于图15。
如图15所示,可知RI/1-PEG的细胞内摄入比比例为约15.4%,与未进行肝素处理时相比显著减少。另一方面,可知RI/DOTAP/DOPE的细胞内摄入比比例为约93.8%,与未进行肝素处理时相比,几乎没有变化。此外可知,RI/7的细胞内摄入比比例为约75.4%,与未进行肝素处理时相比稍稍减少。
在脂质体介由细胞表面的HSPG被摄入细胞内时,当用具有与HSPG类似的结构的肝素处理脂质体时,其脂质体的细胞内摄入比减少。因此,由上述 结果可以确认RI/1-PEG主要介由HSPG被摄入细胞内。此外可以确认,与RI/1-PEG同样具有阳离子性的RI/DOTAP/DOPE和RI/7主要经由非HSPG介导的途径被摄入细胞内。
<实施例8>Rho/1-PEG的细胞内摄入状态的确认
(1)脂质体的肝素处理
对实施例1(4)[4-6]中制备的Rho/1-PEG和实施例1(4)[4-7]中制备的Rho/DOTAP/DOPE,按照实施例7(1)中记载的方法进行肝素处理。
(2)利用荧光显微镜观察确认脂质体的细胞内摄入状态
在玻璃制盘(IWAKI公司)上,通过实施例2(2)[2-1]中记载的方法培养细胞后,除去培养液,用实施例1(1)中制备的Krebs缓冲液洗涤1次,加入与除去的培养液等量的Krebs缓冲液,添加各100μL(约100万~200万dpm)/孔的进行了本实施例(1)的肝素处理的Rho/1-PEG和Rho/DOTAP/DOPE。1小时后,除去含有脂质体的Krebs缓冲液,用1mL含有40单位/mL的肝素(和光纯药工业公司)的PBS(日水制药公司)洗涤3次后,用带相机的显微镜(相机:浜松光电公司,显微镜:尼康公司)观察罗丹明的荧光。此外,同时对作为对照的没有进行本实施例(1)的肝素处理的实施例1(4)[4-6]中制备的Rho/1-PEG和实施例1(4)[4-7]中制备的Rho/DOTAP/DOPE,通过同样的方法使其被摄入细胞,观察荧光,将其作为对照。其结果示于图16。
如图16所示,在Rho/1-PEG的情况下,对照是在细胞内观察到罗丹明的荧光,与此相对,肝素处理的情况下则在细胞内几乎观察不到罗丹明的荧光。另一方面,在Rho/DOTAP/DOPE的情况下,即使肝素处理也与对照同样地在细胞内观察到罗丹明的荧光。
由这些结果可以确认,Rho/1-PEG主要介由HSPG被摄入细胞内。此外可以确认,与Rho/1-PEG同样具有阳离子性的Rho/DOTAP/DOPE主要经由非HSPG介导的途径被摄入细胞内。
<实施例9>Rho/1-PEG脂质体在血管内皮细胞和非血管内皮细胞中的输送途径的确认
(1)细胞中的初级核内体的标记
预先制作编码局部存在于初级核内体的低分子量GTP结合蛋白质Rab5和绿色荧光蛋白质GFP的融合蛋白(Rab5-GFP)的表达质粒,在后述的本实施例(4)中进行荧光观察的24小时前,用基因导入用阳离子性脂质(Lipofectamine PLUS,invitrogen)对MBEC4细胞和已知表达HSPG的非血管内皮细胞CHO-K1细胞(中国仓鼠卵巢细胞)中导入基因,对初级核内体进行荧光标记。
(2)细胞中的次级核内体的标记
预先制备编码局部存在于次级核内体的低分子量GTP结合蛋白质Rab7和GFP的融合蛋白质(Rab7-GFP)的表达质粒,在后述的本实施例(4)进行荧光观察的24小时前,用基因导入用阳离子性脂质(Lipofectamine PLUS,invitrogen)对MBEC4细胞和CHO-K1细胞进行基因导入,对次级核内体进行荧光标记。
(3)细胞中的溶酶体的标记
在本实施例(1)中对初级核内体进行了荧光标记的MBEC4细胞、本实施例(1)中对初级核内体进行了荧光标记的CHO-K1细胞、本实施例(2)中对次级核内体进行了荧光标记的MBEC4细胞和本实施例(2)中对次级核内体进行了荧光标记的CHO-K1细胞的培养基中,按照附带的使用说明分别添加溶酶体染料LysoTracker Blue DND-22(invitrogen公司),孵育30分钟,从而对溶酶体进行荧光标记。
(4)利用荧光显微镜观察确认脂质体的摄入途径
利用实施例8(2)中记载的方法,使本实施例(3)中对溶酶体进行了荧光标记的各细胞摄入实施例1(4)[4-6]中制备的Rho/1-PEG,使用荧光显微镜观察罗丹明、GFP和LysoTracker Blue的荧光。MBEC4细胞的观察结果示于图17,CHO-K1细胞的观察结果示于图18。
如图17所示,对初级核内体进行了荧光标记的MBEC4细胞中,罗丹明的荧光是在与GFP的荧光和LysoTracker Blue的荧光均不同的场所观察到的。此外,对次级核内体进行了荧光标记的MBEC4细胞中,罗丹明的荧光同样地在与GFP的荧光和LysoTracker Blue的荧光均不同的场所被观察到。由这些结果可知,被摄入MBEC4细胞内的Rho/1-PEG不移动至初级核内体、次级核内 体和溶酶体,而是透过细胞。
此外,如图18所示,对初级核内体进行了荧光标记的CHO-K1细胞中,罗丹明的荧光是在与GFP的荧光不同的场所观察到的,同时在箭头所示的场所则在与LysoTracker Blue的荧光相同的场所被观察到。进而,对次级核内体进行了荧光标记的CHO-K1细胞中,在与LysoTracker Blue的荧光不同的场所被观察到,同时在箭头所示的场所则在与GFP的荧光相同的场所被观察到。由这些结果可知,在CHO-K1细胞中,被摄入细胞内的Rho/CI95-PEG移动至溶酶体和次级核内体,这暗示并非透过细胞而是进入通常的分解体系。
Claims (19)
1.一种对脂质膜结构体赋予细胞透过能力和/或增强脂质膜结构体的细胞透过能力的肽,其氨基酸序列为除LRQRRRL以外的LX1QX1X1X1L、LLQX1X1X1L或LX1QX1X1L,式中,L表示亮氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,X1为选自R、K、S和D组成的组中的相同或不同的氨基酸残基,R表示精氨酸残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。
2.根据权利要求1所述的肽,其氨基酸序列为LLQRRRL、LRQRRL、LKQKKKL、LLQKKKL、LKQKKL、LRQSSSL、LLQSSSL、LRQSSL、LRQRRDL、LRQRDDL、LLQRDDL或LRQRDL,式中,L表示亮氨酸残基,R表示精氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的肽,其中,细胞为上皮细胞。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的肽,其介由存在于脂质筏的硫酸乙酰肝素蛋白多糖被摄入细胞内。
5.一种具有细胞透过能力或细胞透过能力得到了增强的脂质膜结构体,含有与权利要求1至权利要求4中任意一项所述的肽结合了的脂质作为构成脂质。
6.根据权利要求5所述的脂质膜结构体,其中,与肽结合了的脂质是在肽的C末端依次结合酪氨酸残基、半胱氨酸残基、亲水性聚合物和脂质而成的、与肽结合了的脂质。
7.根据权利要求6所述的脂质膜结构体,其中,亲水性聚合物是聚乙二醇。
8.根据权利要求5至权利要求7中任意一项所述的脂质膜结构体,其中,结合了肽的脂质在构成脂质总量中所占的比例P为1mol%≤P≤10mol%。
9.根据权利要求5至权利要求7中任意一项所述的脂质膜结构体,其中,细胞为上皮细胞。
10.根据权利要求5至权利要求7中任意一项所述的脂质膜结构体,其介由存在于脂质筏的硫酸乙酰肝素蛋白多糖被摄入细胞内。
11.一种针对脂质膜结构体的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,以氨基酸序列为LX1QX1X1X1L、LLQX1X1X1L或LX1QX1X1L的肽为有效成分,式中,L表示亮氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,X1为选自R、K、S和D组成的组中的相同或不同的氨基酸残基,其中,R表示精氨酸残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。
12.根据权利要求11所述的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,其中,氨基酸序列为LRQRRRL、LLQRRRL、LRQRRL、LKQKKKL、LLQKKKL、LKQKKL、LRQSSSL、LLQSSSL、LRQSSL、LRQRRDL、LRQRDDL、LLQRDDL或LRQRDL,式中,L表示亮氨酸残基,R表示精氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,其中,细胞为上皮细胞。
14.根据权利要求11或权利要求12所述的细胞透过能力赋予和/或细胞透过能力增强剂,其中,肽是介由存在于脂质筏的硫酸乙酰肝素蛋白多糖被摄入细胞内的肽。
15.一种制造具有细胞透过能力或细胞透过能力得到了增强的脂质膜结构体的方法,具有用氨基酸序列为LX1QX1X1X1L、LLQX1X1X1L或LX1QX1X1L的肽修饰脂质膜结构体的工序,式中,L表示亮氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,X1为选自R、K、S和D组成的组中的相同或不同的氨基酸残基,R表示精氨酸残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,氨基酸序列为LRQRRRL、LLQRRRL、LRQRRL、LKQKKKL、LLQKKKL、LKQKKL、LRQSSSL、LLQSSSL、LRQSSL、LRQRRDL、LRQRDDL、LLQRDDL或LRQRDL,式中,L表示亮氨酸残基,R表示精氨酸残基,Q表示谷氨酰胺残基,K表示赖氨酸残基,S表示丝氨酸残基,D表示天冬氨酸残基。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的方法,其中,用肽修饰脂质膜结构体的工序为如下工序:在肽的C末端依次结合酪氨酸残基、半胱氨酸残基、亲水性聚合物和脂质,从而用肽修饰脂质膜结构体。
18.根据权利要求15或权利要求16所述的方法,其中,细胞为上皮细胞。
19.根据权利要求15或权利要求16所述的方法,其中,肽是介由存在于脂质筏的硫酸乙酰肝素蛋白多糖被摄入细胞内的肽。
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