JP2001335512A - Microparticle for transducing gene - Google Patents

Microparticle for transducing gene

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JP2001335512A
JP2001335512A JP2000151973A JP2000151973A JP2001335512A JP 2001335512 A JP2001335512 A JP 2001335512A JP 2000151973 A JP2000151973 A JP 2000151973A JP 2000151973 A JP2000151973 A JP 2000151973A JP 2001335512 A JP2001335512 A JP 2001335512A
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JP
Japan
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lipid
gene
fine particles
cells
phospholipid
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Application number
JP2000151973A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsuneji Nagai
恒司 永井
Yoshie Yonetani
芳枝 米谷
Shunpei O
俊平 王
Shunichi Tanaka
俊一 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamanouchi Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Yamanouchi Pharmaceutical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carrier for an agent, a physiologically active substance, a gene or the like at low cost, having a high introduction or transduction efficiency of a useful substance and preparable by simple operations. SOLUTION: This microparticle for a pharmaceutical preparation is characterized as comprising a phospholipid, a cationic lipid and a polyethylene glycol binding lipid.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薬剤、生理活性物
質、遺伝子等の有用物質を標的組織の細胞内に高い効率
で導入し得る製剤用微粒子に関し、詳しくは当該製剤用
微粒子と遺伝子とを複合せしめた遺伝子導入剤に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to fine particles for pharmaceutical preparations which can introduce useful substances such as drugs, physiologically active substances, and genes into cells of a target tissue with high efficiency. The present invention relates to a conjugated gene transfer agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】疾病の治療に際しては、薬剤、生理活性
物質(ホルモン、リンホカイン等)等の有用物質を標的
組織の細胞内に導入するための運搬体(キャリア)が必
要となる。特に近年、遺伝子治療やアンチセンス医薬等
の技術の進歩に伴って、特定の遺伝子を標的組織の細胞
内に効率良く導入するための運搬体の開発が盛んに行わ
れている。
2. Description of the Related Art When treating a disease, a carrier is required for introducing useful substances such as drugs and physiologically active substances (hormones, lymphokines, etc.) into cells of a target tissue. In particular, in recent years, with the advance of technologies such as gene therapy and antisense drugs, carriers for efficiently introducing a specific gene into cells of a target tissue have been actively developed.

【0003】従来、特定の遺伝子を標的組織の細胞内に
導入するための運搬体としては、ウイルスベクターが利
用されてきたが(Hodgson,Bio/Technology 3,222(199
5)、Jolly,Cancer Gene Therapy 1,51(1994)等)、例え
ば細胞内においてウイルスベクターと野生型ウイルスと
の予期しない相同的組み替えにより増殖能力を有する野
生型ウイルスが出現する危険性がある等、の問題点があ
った。そこで、非ウイルス性の運搬体として、リポソー
ムを利用する方法が提案されている。
Hitherto, as a carrier for introducing a specific gene into cells of a target tissue, a viral vector has been used (Hodgson, Bio / Technology 3,222 (1992)).
5), Jolly, Cancer Gene Therapy 1, 51 (1994), etc.) For example, there is a risk that a wild-type virus having a growth ability may appear due to unexpected homologous recombination between a virus vector and a wild-type virus in cells. , There was a problem. Therefore, a method using a liposome as a non-viral carrier has been proposed.

【0004】リポソームは、脂質を水中に分散させた際
に形成される、脂質二重膜により閉鎖された内水相を有
する小胞体であり、生体細胞の形質膜と同様の基本構造
を有するため、生体膜との親和性が高いことに加え、脂
質二重膜の内部や内水相に薬剤等を封入可能であるこ
と、生体代謝が容易であり毒性や免疫原性が少ないこと
等、ウイルスベクターにはない種々の利点を有してお
り、運搬体としての利用が期待できる。
A liposome is an endoplasmic reticulum formed when a lipid is dispersed in water and having an inner aqueous phase closed by a lipid bilayer, and has a basic structure similar to the plasma membrane of a living cell. In addition to its high affinity with biological membranes, viruses can be encapsulated inside lipid bilayer membranes or in the internal aqueous phase, and are easily bio-metabolized and have low toxicity and immunogenicity. It has various advantages not found in vectors and can be expected to be used as a carrier.

【0005】実際に、生理活性物質をコードする遺伝子
を、リポソームの内水相に封入保持した状態で、或いは
リポソームとの複合体として、患者に投与することによ
り標的組織の細胞内に遺伝子を導入し、生理活性物質を
生産させる遺伝子治療等も研究されている。このような
遺伝子の運搬体としては、例えば負電荷を有するDNA
との複合体形成が容易なカチオン性脂質から調製したカ
チオン性リポソームが利用されている(特開平9-278726
号公報、特開平11-187873号公報等)。
In practice, a gene encoding a physiologically active substance is administered to a patient in a state of being encapsulated and held in the inner aqueous phase of the liposome or as a complex with the liposome to introduce the gene into cells of the target tissue. Also, gene therapy for producing a physiologically active substance has been studied. Examples of such a gene carrier include DNA having a negative charge.
Cationic liposomes prepared from cationic lipids that can easily form a complex with liposome are used (JP-A-9-278726).
JP, JP-A-11-187873, etc.).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カチオン性リポソームは、標的組織の細胞内への遺伝子
の導入効率が低いという問題点があった。カチオン性リ
ポソームは構成する脂質自体の正電荷は多いものの、脂
質二重膜構造をとるため、リポソームの外側のみなら
ず、内水相側にも正電荷が配向している。即ち、脂質の
正電荷がDNAとの複合体形成に有効に利用されていな
いため、DNAとの複合体形成率が低く、標的組織の細
胞内への遺伝子の導入効率も低いという問題があった。
However, conventional cationic liposomes have a problem in that the efficiency of gene transfer into cells of a target tissue is low. Although the cationic liposome has a large positive charge of the lipid itself, the positive charge is oriented not only on the outer side of the liposome but also on the inner aqueous phase side because of the lipid bilayer structure. That is, since the positive charge of the lipid is not effectively used for forming a complex with DNA, there is a problem that the rate of forming a complex with DNA is low and the efficiency of introducing a gene into cells of a target tissue is low. .

【0007】また、カチオン性リポソームは、即時に使
用することができず、その調製及び製剤に長時間を要す
る(例えば9工程、2日間)という問題点があった。カ
チオン性リポソームを構成するカチオン性脂質はエステ
ル結合を有している場合が多く、酸、或いは塩基触媒に
よる加水分解を受け易い。従って、カチオン性リポソー
ムは懸濁液の状態では不安定であり、凍結した状態で保
存することが多いため、使用に際しては凍結融解等の前
処理が必須である。即ち、簡便な操作で調製できるもの
とは言い難く、その調製及び製剤に長時間を要するとい
う問題があった。
[0007] In addition, cationic liposomes cannot be used immediately, and there is a problem that a long time is required for preparation and preparation of the cationic liposome (eg, 9 steps, 2 days). The cationic lipid constituting the cationic liposome often has an ester bond, and is easily susceptible to hydrolysis by an acid or base catalyst. Therefore, cationic liposomes are unstable in a suspension state and are often stored in a frozen state. Therefore, pretreatment such as freezing and thawing is essential for use. That is, it cannot be said that it can be prepared by a simple operation, and there is a problem that its preparation and preparation require a long time.

【0008】更に、カチオン性リポソームは、特殊な構
造の合成脂質を利用していることに起因してコスト的に
も極めて高価であるという問題を抱えていた。
[0008] Furthermore, cationic liposomes have the problem that they are extremely expensive in terms of cost due to the use of synthetic lipids having a special structure.

【0009】従って、従来のカチオン性リポソームは、
薬剤、生理活性物質、遺伝子等の有用物質を標的組織の
細胞内に導入するための運搬体として優れた効果を期待
できるものの、現状では遺伝子の導入効率の点におい
て、或いは調製の簡便性やコストの面において十分満足
できるものとはなっていない。
Therefore, the conventional cationic liposome is
Although excellent effects can be expected as a carrier for introducing useful substances such as drugs, physiologically active substances, and genes into cells of target tissues, at present, in terms of gene transfer efficiency, simplicity and cost of preparation, However, it is not satisfactory in terms of the above.

【0010】即ち、本発明においては、有用物質の導入
効率が高く、簡便な操作で調製でき、かつ、低コストの
薬剤、生理活性物質、遺伝子等の運搬体を提供すること
を目的とする。
[0010] That is, an object of the present invention is to provide a carrier for a drug, a physiologically active substance, a gene, or the like, which has a high efficiency of introducing a useful substance, can be prepared by a simple operation, and is low in cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者等が鋭意検討し
た結果、リン脂質、カチオン性脂質、及びポリエチレン
グリコール結合脂質を含有する微粒子を運搬体とするこ
とにより上記従来技術の問題点が解決できることを見出
して本発明を完成した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies by the present inventors, the above problems of the prior art can be solved by using fine particles containing phospholipid, cationic lipid and polyethylene glycol-bound lipid as a carrier. The inventors have found out what can be done and completed the present invention.

【0012】即ち、本発明は、リン脂質、カチオン性脂
質、及びポリエチレングリコール結合脂質を含有するこ
とを特徴とする製剤用微粒子に関するものである。
That is, the present invention relates to pharmaceutical microparticles containing a phospholipid, a cationic lipid, and a polyethylene glycol-bound lipid.

【0013】また、本発明は、上記の製剤用微粒子と遺
伝子との複合体であることを特徴とする遺伝子導入剤に
関するものである。
[0013] The present invention also relates to a gene transfer agent, which is a complex of the above-mentioned fine particles for preparation and a gene.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の製剤用微粒子(以
下、単に「微粒子」と記す。)について詳細に説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the fine particles for pharmaceutical preparation of the present invention (hereinafter, simply referred to as “fine particles”) will be described in detail.

【0015】(1)構成成分 本発明に用いられるリン脂質は、製薬学的に許容され、
微粒子を構成する基剤となり得るものであれば特に限定
されないが、生体に対する毒性が低く、入手容易かつ安
価である点において、天然のリン脂質を用いることが好
ましく、後述するカチオン性脂質の正電荷を相殺しない
電荷のリン脂質であることが更に好ましい。
(1) Constituents The phospholipid used in the present invention is pharmaceutically acceptable.
Although it is not particularly limited as long as it can be a base constituting the fine particles, it is preferable to use a natural phospholipid in terms of low toxicity to living organisms, easy availability and low cost, and the positive charge of the cationic lipid described later. Is more preferably a phospholipid having a charge that does not cancel

【0016】かかるリン脂質としては、例えばホスファ
チジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジル
グリセロール、ホスファチジルイノシトール、ホスファ
チジルエタノールアミン、ホスファチジン酸、カルジオ
リピン、スフィンゴミエリン、卵黄レシチン、大豆レシ
チン、リゾレシチン等の天然リン脂質、或いはこれらを
定法により水素添加したもの(例えば水素添加大豆レシ
チン等)等が挙げられる。中でも、注射剤として使用実
績がある点において大豆レシチンを用いることが好まし
い。なお、本明細書において単に「リン脂質」というと
きは、後述するカチオン性脂質、ポリエチレングリコー
ル結合脂質を含まないものとする。
Examples of the phospholipid include natural phospholipids such as phosphatidylcholine, phosphatidylserine, phosphatidylglycerol, phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine, phosphatidic acid, cardiolipin, sphingomyelin, egg yolk lecithin, soybean lecithin, lysolecithin and the like. (For example, hydrogenated soybean lecithin) and the like. Among them, soybean lecithin is preferably used because it has been used as an injection. In this specification, the term “phospholipid” does not include a cationic lipid and a polyethylene glycol-bound lipid described below.

【0017】上記リン脂質の疎水性部分を構成するアシ
ル基の種類については特に限定されず、例えばラウロイ
ル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル
基、オレオイル基等のアシル基が挙げられる。
The type of the acyl group constituting the hydrophobic portion of the phospholipid is not particularly limited, and examples thereof include an acyl group such as a lauroyl group, a myristoyl group, a palmitoyl group, a stearoyl group, and an oleoyl group.

【0018】本発明に用いられるカチオン性脂質は、四
級アンモニウム等の正電荷を有する原子団を分子内に有
する脂質である限りにおいて、脂質部分の構造、正電荷
を有する原子団の種類等は特に限定されない。カチオン
性脂質を構成成分として含むことにより微粒子の外表面
に正電荷が付与され、負電荷を帯びている遺伝子(DN
A等の核酸)との結合率が向上する。
As long as the cationic lipid used in the present invention is a lipid having a positively charged atomic group such as quaternary ammonium in the molecule, the structure of the lipid portion, the type of the positively charged atomic group, and the like are as follows. There is no particular limitation. By including a cationic lipid as a component, a positive charge is imparted to the outer surface of the fine particles, and a negatively charged gene (DN
A) (the nucleic acid such as A).

【0019】かかるカチオン性脂質としては、例えば3
β[N−(N7,N’−ジメチルアミノ−エタン)−カ
ルバモイル]コレステロール(以下「DC−コレステロ
ール」と記す。)、ステアリルアミン、N−(α−トリ
メチルアンモニオアセチル)ドデシル−D−グルタメー
トクロリド、N−[1−(2,3−オレオイルオキシ)
プロピル]−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロ
リド、2,3−ジオレオイルオキシ−N−[2−(スペ
ルミンカルボキシアミド)エチル]−N,N−ジメチル
−1−プロパンアンモニウムトリフルオロアセテート等
が挙げられる。中でも、安価かつ入手容易である点にお
いてDC−コレステロール及び/又はステアリルアミン
が好ましい。
Such cationic lipids include, for example, 3
β [N- (N7, N′-dimethylamino-ethane) -carbamoyl] cholesterol (hereinafter referred to as “DC-cholesterol”), stearylamine, N- (α-trimethylammonioacetyl) dodecyl-D-glutamate chloride , N- [1- (2,3-oleoyloxy)
Propyl] -N, N, N-trimethylammonium chloride, 2,3-dioleoyloxy-N- [2- (sperminecarboxamido) ethyl] -N, N-dimethyl-1-propaneammonium trifluoroacetate and the like No. Among them, DC-cholesterol and / or stearylamine are preferable in that they are inexpensive and easily available.

【0020】本発明に用いられるポリエチレングリコー
ル結合脂質(以下「PEG脂質」と記す。)は、製薬学
的に許容され、PEG鎖を結合せしめた脂質である限り
において特に制限はないが、脂質としては既述の天然リ
ン脂質、PEG鎖としてはPEGの重量平均分子量が1
000〜12000程度のものが好ましい。
The polyethylene glycol-bound lipid (hereinafter referred to as “PEG lipid”) used in the present invention is not particularly limited as long as it is pharmaceutically acceptable and a lipid having a PEG chain bound thereto. Is the natural phospholipid described above, and the PEG chain has a weight average molecular weight of 1
About 000 to 12000 is preferable.

【0021】PEG脂質を構成成分として含むことによ
り微粒子と細胞との相互作用が強まり、微粒子と細胞と
の融合が促進される。また、PEG脂質を含有せしめる
とPEG鎖が細胞の外側に配向し、微粒子が肝臓などの
細網内皮系にトラップされることがないため、微粒子の
安定性が向上し、製剤の体内における血中半減期が長く
なるという効果をも奏する。
The inclusion of PEG lipid as a component enhances the interaction between the microparticle and the cell, and promotes the fusion between the microparticle and the cell. In addition, when PEG lipids are contained, the PEG chains are oriented to the outside of the cells, and the fine particles are not trapped in the reticuloendothelial system such as the liver. It also has the effect of increasing the half-life.

【0022】かかるPEG脂質としては、リポソーム製
剤での使用実績がある点においてポリエチレングリコー
ル2000−ジステアロイルフォスファチジルエタノー
ルアミン(以下「PEG2000−DSPE」と記
す。)が好ましい。
As such a PEG lipid, polyethylene glycol 2000-distearoyl phosphatidylethanolamine (hereinafter referred to as "PEG2000-DSPE") is preferable because it has been used in liposome preparations.

【0023】上記のリン脂質、カチオン性脂質、PEG
脂質はいずれも、単独で或いは2種以上を混合して使用
することが可能である。上記構成成分中における各脂質
の比率としては、リン脂質を76.4〜12質量%、カ
チオン性脂質を11.5〜80質量%、PEG脂質を5
〜40質量%程度とすることが好ましい。
The above phospholipid, cationic lipid, PEG
Any of the lipids can be used alone or in combination of two or more. The ratio of each lipid in the above constituent components was 76.4 to 12% by mass of phospholipid, 11.5 to 80% by mass of cationic lipid, and 5% of PEG lipid.
It is preferably about 40% by mass.

【0024】本発明の微粒子を遺伝子導入剤として使用
する場合、上記構成成分の他、細胞との相互作用を高め
るため、或いは細胞への遺伝子導入効果を向上させるた
め、更に塩化カルシウム及び/又はグリセリン等を含有
していてもよい。上記構成成分全体に対し、塩化カルシ
ウムは1質量%以下相当、グリセリンは0.01〜2質
量%相当を添加することによりその効果が発揮される。
When the microparticles of the present invention are used as a gene transfer agent, calcium chloride and / or glycerin may be further added to enhance the interaction with cells or the effect of transferring genes into cells, in addition to the above-mentioned components. Etc. may be contained. The effect is exhibited by adding 1% by mass or less of calcium chloride and 0.01 to 2% by mass of glycerin with respect to the whole of the above components.

【0025】以上説明したように、本発明の微粒子は、
リン脂質が大豆レシチンであることが好ましく、カチオ
ン性脂質が3β[N−(N7,N’−ジメチルアミノ−
エタン)−カルバモイル]コレステロール及び/又はス
テアリルアミンであることが好ましく、ポリエチレング
リコール結合脂質がポリエチレングリコール結合ジステ
アロイルホスファチジルエタノールアミンであることが
好ましく、塩化カルシウム及び/又はグリセリンを含有
することが好ましい。
As described above, the fine particles of the present invention
Preferably, the phospholipid is soy lecithin and the cationic lipid is 3β [N- (N7, N'-dimethylamino-
[Ethane] -carbamoyl] cholesterol and / or stearylamine, the polyethylene glycol-bound lipid is preferably polyethylene glycol-bound distearoyl phosphatidylethanolamine, and preferably contains calcium chloride and / or glycerin.

【0026】(2)微粒子の調製方法 本発明の微粒子は、例えば以下の方法により調製するこ
とができる。
(2) Method for Preparing Fine Particles The fine particles of the present invention can be prepared, for example, by the following method.

【0027】まず、リン脂質、カチオン性脂質、及びP
EG脂質を適当な溶媒に溶解し、混合する。混合は、溶
媒として水、各種有機溶媒(例えばメタノール、エタノ
ール等の低級アルコール、クロロホルム等)、或いはこ
れらの混合物等を用い、常温で、若しくは40乃至80
℃の加温下で行うことができる。
First, phospholipid, cationic lipid, and P
The EG lipid is dissolved in a suitable solvent and mixed. Mixing is performed using water, various organic solvents (for example, lower alcohols such as methanol and ethanol, chloroform and the like), a mixture thereof, or the like at room temperature or at 40 to 80.
It can be carried out under heating at ° C.

【0028】次いで、上記混合液の溶媒を留去して濃縮
する。溶媒を留去する方法としては、ロータリーエバポ
レーター、真空乾燥機等を用い、常温で、若しくは40
乃至80℃の加温下で行うことができ、N2ガス気流下
で行うことが好ましい。
Next, the solvent of the above mixed solution is distilled off and concentrated. As a method for distilling off the solvent, a rotary evaporator, a vacuum dryer or the like is used at room temperature or at 40 ° C.
The heating can be performed at a temperature of from about 80 ° C. to 80 ° C., and is preferably performed under an N 2 gas stream.

【0029】溶媒留去後において、水、所望により塩化
カルシウム及び/又はグリセリンを含む水溶液を添加
し、ホモジナイザー等の撹拌装置を用いて高速撹拌を行
うことにより脂質を水中に分散させ、微粒子状とする。
本発明の微粒子はその機能を確保するため粒子サイズを
200μm以下とすることが好ましい。このような微粒
子を得る方法としては、撹拌速度を極力高速(例えば
23000rpm)とする、フィルターによる整粒処
理を行う、等の方法が挙げられる。
After distilling off the solvent, water and, if desired, an aqueous solution containing calcium chloride and / or glycerin are added, and the lipid is dispersed in water by high-speed stirring using a stirrer such as a homogenizer. I do.
The fine particles of the present invention preferably have a particle size of 200 μm or less in order to ensure the function. Examples of a method for obtaining such fine particles include a method in which the stirring speed is as high as possible (for example, 23000 rpm), a method in which a filter is sized, and the like.

【0030】撹拌は、溶液の温度上昇による脂質の酸化
を抑制するため、氷冷下で行うことが好ましく、具体的
には氷水で冷却した状態でホモジナイザーで撹拌する等
の方法が挙げられる。なお、ポアサイズ0.45μm以
下のメンブランフィルターを使用し、室温下、クリーン
ベンチ内で濾過することにより、上記整粒処理と滅菌を
同時に行うことが可能である。
The stirring is preferably performed under ice cooling in order to suppress the oxidation of lipids due to a rise in the temperature of the solution, and specifically, a method of stirring with a homogenizer while cooling with ice water may be mentioned. The sizing and sterilization can be performed at the same time by filtration using a membrane filter having a pore size of 0.45 μm or less at room temperature in a clean bench.

【0031】上記のように調製された微粒子はリポソー
ムのような脂質二重膜構造をとらず、内水相も持たない
ナノパーティクルであるという特徴がある。即ち、正電
荷が全て微粒子の外側に配向し、DNAとの複合体形成
に有効に利用されるため、DNAとの複合体形成率が高
く、標的組織の細胞内への遺伝子の導入効率を向上させ
ることが可能である。また、水溶液中で安定であり、従
前のカチオン性リポソームのような凍結融解等の前処理
は不要であるため、短時間で簡便に調製可能であり、即
時に使用することができる。
The fine particles prepared as described above are characterized in that they are nanoparticles that do not have a lipid bilayer structure like liposomes and do not have an internal aqueous phase. That is, since all the positive charges are oriented to the outside of the microparticles and are effectively used for forming a complex with DNA, the rate of forming a complex with DNA is high, and the efficiency of gene transfer into cells of the target tissue is improved. It is possible to do. In addition, since it is stable in an aqueous solution and does not require pretreatment such as freezing and thawing like a conventional cationic liposome, it can be easily prepared in a short time, and can be used immediately.

【0032】(3)製剤方法 本発明の微粒子は、上記のようにその調製自体が簡便で
ある他、標的組織の細胞内に導入すべき有用物質と混合
するのみで、容易に両者の複合体を形成し製剤化するこ
とが可能である。即ち、微粒子の調製及び製剤を単一工
程の極めて簡便な操作で、かつ、約30分間程度の短時
間に行うことができるため、遺伝子と複合せしめた遺伝
子導入剤として特に好適に用いることができる。
(3) Formulation Method The microparticles of the present invention can be easily prepared as described above, and can be easily mixed with a useful substance to be introduced into cells of a target tissue, and can be easily complexed with each other. Can be formed and formulated. That is, the preparation and preparation of the microparticles can be performed in a very simple operation in a single step and in a short time of about 30 minutes, so that they can be particularly suitably used as a gene transfer agent combined with a gene. .

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の微粒子
は、リン脂質を主体として構成されたナノパーティクル
であるため、DNAとの複合体形成率が高く、標的組織
の細胞内への遺伝子の導入効率を向上させることが可能
である。また、水溶液中で安定であり、従前のカチオン
性リポソームのような凍結融解等の前処理は不要である
ため、短時間で簡便に調製可能であり、即時に使用する
ことができる。更に、入手容易かつ安価な脂質を利用し
て調製できるので、コスト面でも問題がない。従って、
本発明の微粒子は、遺伝子の導入効率において、或いは
調製の簡便性やコストの面において十分とはいえなかっ
た、従来のカチオン性リポソームに代わる遺伝子運搬体
として特に有用である。
As described above, since the fine particles of the present invention are nanoparticles composed mainly of phospholipids, they have a high rate of complex formation with DNA, and can transfer genes into cells of target tissues. It is possible to improve the introduction efficiency. In addition, since it is stable in an aqueous solution and does not require pretreatment such as freezing and thawing like a conventional cationic liposome, it can be easily prepared in a short time, and can be used immediately. Furthermore, since it can be prepared using an easily available and inexpensive lipid, there is no problem in terms of cost. Therefore,
The microparticles of the present invention are particularly useful as a gene carrier that replaces conventional cationic liposomes, which were not sufficient in terms of gene transfer efficiency or in terms of simplicity and cost of preparation.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の微粒子を遺伝子と複合せしめ
た遺伝子導入剤の例により、本発明を更に詳細に説明す
る。但し、本発明は下記の実施例に限定されるものでは
ない。
The present invention will now be described in more detail with reference to examples of a gene transfer agent in which the fine particles of the present invention are combined with a gene. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0035】(実施例1−1)実施例1−1において
は、リン脂質として大豆レシチン(フダ製薬社製:上
海、中国)を、カチオン性脂質としてDC−コレステロ
ール(シグマ社製)及びステアリルアミン(シグマ社
製)を、PEG脂質としてPEG2000−DSPE
(日本油脂社製)を使用し、表1に記載の組成比を有す
る微粒子を調製した。
Example 1-1 In Example 1-1, soybean lecithin (manufactured by Fuda Pharmaceutical Co., Shanghai, China) was used as a phospholipid, and DC-cholesterol (manufactured by Sigma) and stearylamine were used as a cationic lipid. (Manufactured by Sigma) as PEG lipid using PEG2000-DSPE
Using Nippon Yushi Co., Ltd., fine particles having the composition ratios shown in Table 1 were prepared.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】まず、約45℃の加温下で、大豆レシチン
100mg、DC−コレステロール10mg、ステアリ
ルアミン5mg、PEG2000−DSPE15mgを
14mlのエタノール(和光社製)に溶解し、回転式ロ
ータリーエバポレーター(東京理化器械社製)及び真空
乾燥機(型番:VO−Z−4/清水理化学機器製作所
製)により溶液量が約0.1mlとなるまでエタノール
を留去し、濃縮した。
First, while heating at about 45 ° C., 100 mg of soybean lecithin, 10 mg of DC-cholesterol, 5 mg of stearylamine, and 15 mg of PEG2000-DSPE are dissolved in 14 ml of ethanol (manufactured by Wako), and the resulting mixture is rotated with a rotary evaporator (Tokyo Rika Chemical Co., Ltd.). Ethanol was distilled off using a vacuum dryer (Model: VO-Z-4 / Shimizu Rikagaku Kikai Seisakusho) until the solution volume was about 0.1 ml, and concentrated.

【0038】次いで、上記脂質薄膜に、0.01g/1
00mlの塩化カルシウム、及び0.15g/100m
lのグリセリンを含む水溶液を約10ml加えて全量1
0mlとし、ホモジナイザーを用いて23000rpm
で6分間撹拌し、脂質を微粒子状とした。
Next, 0.01 g / 1 was added to the lipid thin film.
00 ml of calcium chloride, and 0.15 g / 100 m
1 ml of an aqueous solution containing glycerin, and add a total of 1
0 ml and 23000 rpm using a homogenizer.
For 6 minutes to make the lipid fine particles.

【0039】更に、ポアサイズ100nmの膜状フィル
ター(商品名:ニュクリポアーメンブラン、野村サイエ
ンス社製)を使用し、室温下、クリーンベンチ内で濾過
することにより、整粒・滅菌処理を行い、微粒子液を調
製した。当該微粒子液は10mlのアンプルに封入し
た。実施例1−1の微粒子液を調製するのに要した時間
は約30分程度であった。
Further, the particles were filtered in a clean bench at room temperature using a membrane filter having a pore size of 100 nm (trade name: Nikulipa Membrane, manufactured by Nomura Science Co., Ltd.), and subjected to particle size control and sterilization treatment. A liquid was prepared. The microparticle liquid was sealed in a 10 ml ampule. The time required to prepare the fine particle liquid of Example 1-1 was about 30 minutes.

【0040】(比較例1−1)比較例1−1において
は、試験前日に、カチオニックリポソーム試薬Tfx−
20(プロメガ社製)を水に懸濁し、65℃で1分間加
熱し、更に−20℃で一夜凍結した後、解凍することに
よりリポソームを調製した。比較例1−1のリポソーム
液を調製するのに要した時間は約12時間程度であっ
た。
Comparative Example 1-1 In Comparative Example 1-1, the cationic liposome reagent Tfx-
20 (manufactured by Promega) was suspended in water, heated at 65 ° C. for 1 minute, frozen at −20 ° C. overnight, and then thawed to prepare a liposome. The time required to prepare the liposome solution of Comparative Example 1-1 was about 12 hours.

【0041】上記実施例1−1の微粒子、比較例1−1
のリポソームについては、遺伝子を複合せしめて遺伝子
導入剤とし、標的細胞への遺伝子導入効率によりその性
能を評価した。
Fine particles of Example 1-1, Comparative Example 1-1
For the liposome, the gene was compounded into a gene transfer agent, and the performance was evaluated based on the efficiency of gene transfer into target cells.

【0042】具体的には、標的細胞と上記遺伝子導入剤
とを接触させて24時間培養した後、当該培養液をルシ
フェラーゼ酵素キットにより発光させ、蛍光強度を測定
する方法により遺伝子導入効率を評価した(ルシフェラ
ーゼアッセイ法)。なお、ルシフェラーゼ活性値は、タ
ンパク質1fgあたりのルシフェラーゼ活性値に換算す
ることにより評価した。
Specifically, after the target cells were brought into contact with the above-mentioned gene transfer agent and cultured for 24 hours, the culture solution was illuminated with a luciferase enzyme kit, and the efficiency of gene transfer was evaluated by measuring the fluorescence intensity. (Luciferase assay). In addition, the luciferase activity value was evaluated by converting into a luciferase activity value per 1 fg of protein.

【0043】上記ルシフェラーゼアッセイ法において
は、ルシフェラーゼ酵素キットはプロメガ社製のもの
を、蛍光強度の測定装置としてはケモルミノメーター
(商品名:MicroLumat LB96P、EG&G Berthold社製)を
使用した。また、タンパク質の定量は、CBB試薬(商
品名:CBB色素試液(5倍濃縮)/ナカライテスク社
製)を用いて行った。
In the above luciferase assay, a luciferase enzyme kit was manufactured by Promega, and a chemiluminometer (trade name: MicroLumat LB96P, manufactured by EG & G Berthold) was used as a fluorescence intensity measuring device. The protein was quantified using a CBB reagent (trade name: CBB Dye Reagent (5-fold concentrated) / Nacalai Tesque, Inc.).

【0044】微粒子、或いはリポソームと複合せしめる
遺伝子としては、研究機関名ニューヨーク市立大学、M
t.Sinai医科大学のDr.Charless Mobbsから供与を受けた
プラスミドDNA(AAV−CMV−Luc)を使用し
た(Sugiyama A.,Hattori S.,Tanaka S.,Isoda F.,Kleop
oulos S.,Kaplitt M.,Sekihara H.,Mobbs C.:Defective
adenoassociated viral-mediated transfection of in
sulin gene by directinjection into liver parenchym
a decreases blood glucose of diabetic mice.Horm.Me
tab.Res.,29(1997)599-603)。
Genes to be complexed with microparticles or liposomes include the name of research institute, City University of New York, M
Plasmid DNA (AAV-CMV-Luc) provided by Dr. Charless Mobbs of t.Sinai Medical University was used (Sugiyama A., Hattori S., Tanaka S., Isoda F., Kleop).
oulos S., Kaplitt M., Sekihara H., Mobbs C.:Defective
adenoassociated viral-mediated transfection of in
sulin gene by directinjection into liver parenchym
a decreases blood glucose of diabetic mice.Horm.Me
tab. Res., 29 (1997) 599-603).

【0045】一方、遺伝子を導入する標的細胞としては
293細胞を使用した。培養液としてはダルベッコME
M(販売:NIPRO社、製造:コージンバイオ社)/
RPMI1640培養液(ライフテックオリエンタル社
製)を使用した(以下、単に「培養液」と記す。)。
On the other hand, 293 cells were used as target cells into which the gene was to be introduced. Dulbecco ME as a culture solution
M (Sales: NIPRO, Manufacturing: Kojin Bio) /
An RPMI 1640 culture solution (manufactured by Life Tech Oriental Co., Ltd.) was used (hereinafter simply referred to as "culture solution").

【0046】(実施例1−2)実施例1−2において
は、実施例1−1の微粒子液8μl、上記プラスミドD
NA1μl(2μg)、上記培養液31μlを軽く混合
し、10分間室温に放置することにより遺伝子導入剤を
調製した。
(Example 1-2) In Example 1-2, 8 μl of the fine particle solution of Example 1-1 and the plasmid D
A gene transfer agent was prepared by gently mixing 1 μl (2 μg) of NA and 31 μl of the above culture solution, and allowing the mixture to stand at room temperature for 10 minutes.

【0047】一方、培養した293細胞を、細胞培養用
プレート(12穴、住友ベークライト社製)の各ウェル
に3×105個/ウェルずつ分割し、細胞から培養液を
吸引除去した後、リン酸緩衝液(PBS)で1回、血清
Freeの培養液で1回洗浄し、各ウェルに血清Fre
eの培養液を1mlずつ分注した。
On the other hand, the cultured 293 cells were divided into 3 × 10 5 cells / well in each well of a cell culture plate (12 wells, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.). The wells were washed once with an acid buffer (PBS) and once with a serum-free culture medium.
The culture solution of e was dispensed at 1 ml each.

【0048】次いで、上記各ウェルに、調製した遺伝子
導入剤を40μlずつ添加し、37℃の条件下、CO2
インキュベーター中で培養して遺伝子導入を行い、所定
時間経過後、各ウェルに培養液を添加して遺伝子導入を
終了させた。なお、コントロールは、プラスミドDNA
を添加しない以外は、全く同一の操作を行ったものとし
た。
Next, 40 μl of the prepared gene transfer agent was added to each well, and CO 2 was added at 37 ° C.
The gene was transferred by culturing in an incubator, and after a predetermined time, the culture solution was added to each well to terminate the gene transfer. The control was plasmid DNA
Except that no was added, the same operation was performed.

【0049】(比較例1−2)比較例1−2において
は、比較例1−1のリポソーム液6μl、上記プラスミ
ドDNA1μl(2μg)、上記培養液400μlを軽
く混合し、10分間室温に放置することにより遺伝子導
入剤を調製した。一方、培養した293細胞を実施例1
−2と同様の細胞培養用プレートの各ウェルに3×10
5個/ウェルずつ分割し、24時間培養した。
(Comparative Example 1-2) In Comparative Example 1-2, 6 µl of the liposome solution of Comparative Example 1-1, 1 µl (2 µg) of the above plasmid DNA, and 400 µl of the above culture solution were gently mixed and allowed to stand at room temperature for 10 minutes. Thus, a gene transfer agent was prepared. On the other hand, the cultured 293 cells were prepared in Example 1
-3 × 10 3 per well of the same cell culture plate as in -2
The cells were divided into 5 cells / well and cultured for 24 hours.

【0050】培養後、細胞から培養液を吸引除去し、上
記各ウェルに調製した遺伝子導入剤を407μlずつ添
加し、ボルテックス処理を行った後、37℃の条件下、
CO 2インキュベーター中で培養して遺伝子導入を行
い、所定時間経過後、各ウェルに培養液を添加して遺伝
子導入を終了させた。
After the culture, the culture solution is removed by suction from the cells, and
407 μl of the prepared gene transfer agent was added to each well.
After vortexing, at 37 ° C,
CO TwoPerform gene transfer by culturing in an incubator
After a lapse of a predetermined time, the culture solution is added to each well to transfer
The child introduction was terminated.

【0051】(結果)表2に示すように、実施例1−1
の微粒子を使用した場合には、比較例1−1のリポソー
ムを使用した場合と比較して、タンパク質あたりのルシ
フェラーゼ活性が明らかに高く、細胞内に効率良くプラ
スミドDNAが導入されていることが認められた。
(Results) As shown in Table 2, Example 1-1
When the microparticles of Example 1 were used, the luciferase activity per protein was clearly higher than when the liposome of Comparative Example 1-1 was used, and it was confirmed that the plasmid DNA was efficiently introduced into the cells. Was done.

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

───────────────────────────────────────────────────── 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 47/24 A61K 47/24 47/28 47/28 48/00 48/00 // C12N 15/09 C12N 15/00 A Fターム(参考) 4B024 AA01 AA20 CA01 EA04 GA11 HA17 4C076 AA16 CC26 DD22 DD38 DD49 DD52 EE51 FF16 FF36 FF43 GG45 4C084 AA13 AA16 BA44 MA01 NA03 NA13 ZC012 4C086 AA01 AA02 EA16 MA02 MA05 MA41 NA13 ZC01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61K 47/24 A61K 47/24 47/28 47/28 48/00 48/00 // C12N 15/09 C12N 15/00 A F term (reference) 4B024 AA01 AA20 CA01 EA04 GA11 HA17 4C076 AA16 CC26 DD22 DD38 DD49 DD52 EE51 FF16 FF36 FF43 GG45 4C084 AA13 AA16 BA44 MA01 NA03 NA13 ZC012 4C086 AA01 AA02 MA41 MA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リン脂質、カチオン性脂質、及びポリエ
チレングリコール結合脂質を含有することを特徴とする
製剤用微粒子。
1. Pharmaceutical microparticles comprising a phospholipid, a cationic lipid, and a polyethylene glycol-bound lipid.
【請求項2】 リン脂質が、大豆レシチンである請求項
1に記載の製剤用微粒子。
2. The pharmaceutical microparticles according to claim 1, wherein the phospholipid is soy lecithin.
【請求項3】 カチオン性脂質が、3β[N−(N7,
N’−ジメチルアミノ−エタン)−カルバモイル]コレ
ステロール及び/又はステアリルアミンである請求項1
又は2に記載の製剤用微粒子。
3. The method according to claim 2, wherein the cationic lipid is 3β [N- (N7,
N'-dimethylamino-ethane) -carbamoyl] cholesterol and / or stearylamine.
Or the fine particles for pharmaceutical preparation according to 2.
【請求項4】 ポリエチレングリコール結合脂質が、ポ
リエチレングリコール結合ジステアロイルホスファチジ
ルエタノールアミンである請求項1〜3のいずれか一項
に記載の製剤用微粒子。
4. The fine particles for pharmaceutical preparation according to claim 1, wherein the polyethylene glycol-bound lipid is polyethylene glycol-bound distearoylphosphatidylethanolamine.
【請求項5】 塩化カルシウム及び/又はグリセリンを
含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の製剤用微
粒子。
5. The fine particles for pharmaceutical preparation according to claim 1, further comprising calcium chloride and / or glycerin.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の製
剤用微粒子と遺伝子との複合体であることを特徴とする
遺伝子導入剤。
6. A gene transfer agent, which is a complex of the fine particle for preparation according to any one of claims 1 to 5 and a gene.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005061717A1 (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Dainippon Sumitomo Pharma Co., Ltd. Novel method of nucleic acid transfer
US8742091B2 (en) 2001-06-20 2014-06-03 Dainippon Sumitomo Pharma Co., Ltd. Method of promoting nucleic acid transfer

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