JP2001508815A - カチオン性ポリマー/脂質核酸送達ビヒクル - Google Patents

カチオン性ポリマー/脂質核酸送達ビヒクル

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Abstract

(57)【要約】 新規なカチオン性ポリマーおよびカチオン性脂質、ならびにそれらを作製および使用する方法が、提供される。カチオン性ポリマーおよびカチオン性脂質は、インビトロおよびインビボで、核酸ポリマーおよびオリゴマーの、細胞への送達のために有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 カチオン性ポリマー/脂質核酸送達ビヒクル 関連する出願に対する相互参照 本願は、1996年5月29日に出願された米国暫定特許出願第60/018,377の優先権 を主張する。 1.0.序論 本発明は生化学の分野である。特に、ポリヌクレオチドまたは他の生物活性物 質を細胞に効率的に送達する新規の組成物および方法が報告される。 2.0.背景 本発明は、細胞へのポリヌクレオチドの送達に有用な、新規のカチオン性ポリ マーおよびカチオン性脂質に関する。分子生物学の分野が成熟するにつれて、研 究者らがポリヌクレオチドを操作することを可能にする、広範な種々の方法およ び技法が開発されてきた。ポリヌクレオチドは、代表的には、細胞内で特定の機 能を行う目的で操作される。不運にも、ポリヌクレオチドポリマーは、(リン酸 骨格のために)高度に荷電した分子であり、そして細胞膜を容易に透過しない。 このように、遺伝子工学で得られる進歩とともに、研究者らが遺伝子操作された 物質を細胞中に導入し得る方法における進歩もまた、得られている。 遺伝子操作されたポリヌクレオチドを細胞に送達するために開発された方法の 1つは、リポソームの使用を包含する。リポソームのリン脂質二重層は、代表的 には、細胞膜の成分と類似の物質から製造される。したがって、リポソームと( 外部または内部のいずれかで)会合したポリヌクレオチドは、リポソームの包膜 が細胞膜と融合するとき、細胞に送達され得る。より代表的には、リポソームは 細胞中にエンドサイトーシスされる。インターナリゼーションの後、エンドサイ トーシス小胞の内部pHは実質的に低下し得、そして/または小胞はリソソームを 含む他の細胞内小胞と融合し得る。小胞融合のプロセス中またはその後、エンド ソームの内部含有物は細胞中に放出され得る。 リポソームは、ポリヌクレオチド送達ビヒクルとしてリポソームの比較的少な い内部容量により限定される。したがって、リポソーム処方物内に高濃度のポリ ヌクレオチドを効果的に捕らえることは困難である。 研究者らは、リポソーム処方物に正の電荷を有する両親媒性の脂質部分を添加 するか、または使用することによって、上記の無効果を補うことを試みた。原則 的には、両親媒性脂質の正の電荷を有する基は、負の電荷を有するポリヌクレオ チドとイオン対を形成し、そしてポリヌクレオチドと脂質粒子との間の会合量を 増加させる。増強された会合はおそらく脂質二重層への核酸の結合を促進する。 例えば、いくつかのカチオン性脂質産物が現在入手可能であり、核酸の細胞中へ の導入に有用である。特に重要なものは、LIP0FECTINTM(DOTMA)、これはジアシ ルグリセロールに付着した1価カチオン性コリン頭部基からなる(一般的に、Ep steinらの米国特許第5,208,036号を参照のこと);TRANSFECTAMTM(DOGS)、リ ポスペルミン頭部基を有する合成カチオン性脂質(Promega,Madison、Wisconsi n);DMRIEおよび寵MRIE-HP(Vical、La Jolla、CA);D0TAPTM(Boehringer Ma nnheim、Indianapolis、Indiana)、ならびにLipofectamine(DOSPA)(Life Te chnology,Inc.、Gaithersburg、Maryland)である。 適切に用いられると、上記の化合物は、インビトロで培養された細胞への核酸 の透過性を増強する。したがって、リポフェクションのプロセスは細胞生物学の 重要な手段になっている。代表的には、カチオン性脂質を含む処方物は送達され るポリヌクレオチドと内部混合され、次いで標的細胞に適用される。リポフェク ション効率は、形成して24時間後に検出可能でないレベルまで著しく低下するの で、カチオン性脂質−ポリヌクレオチド複合体は、一般的に、混合後比較的すぐ に使用されなければならない。この観察から、少なくともリポフェクション効率 に関して、カチオン性脂質−ポリヌクレオチド複合体はむしろ不安定であり、ま たは非常に限定された有効期間を有すると推測し得る。 研究の展望から、上記の複合体はかなり調製し易い。したがって、調製された 複合体の比較的短い活性寿命は、インビトロでの分析的適用を妨げない。しかし 、カチオン性脂質を含むポリヌクレオチド送達ビヒクルの医学的使用またはイン ビボ使用が意図される場合、(単なる再構性とは対照的に)臨床医に委任された 産 物製剤によって付与される不確かさを除くことが望ましい。処方物は、至適活性 の狭い範囲内で使用されなければならないことが考えられる場合、これはなおよ り明らかになる。したがって、特に臨床的使用が意図される場合、より安定なポ リヌクレオチド送達システムが好ましい。 現在入手可能な合成カチオン性脂質の別の欠点は、それぞれの脂質およびカチ オン性成分が、おそらく合成カチオン性脂質の固有の毒性に寄与する生分解性化 学結合によって、連結されないことである。 所定のレベルの細胞毒性は有害であり得るが、ポリヌクレオチドを送達するた めのカチオン性脂質のインビトロ使用または研究の使用が意図される場合は受容 可能であり得る;しかし、このような毒性は、一般的に、カチオン性脂質のイン ビボ使用が意図される場合は受容可能ではない。従って、生体適合性、生分解性 、または代謝成分を含む合成カチオン性脂質は、インビボで使用するためのカチ オン性脂質-ポリヌクレオチド送達ビヒクルの調製において好ましい。 あるいは、他の脂質基が、減少した毒性を有するカチオン性脂質を生成する試 みにおいて、適切なカチオン性成分に結合され得る。 さらに、合成カチオン性脂質の毒性は、適切に構成されたポリヌクレオチドの 送達ビヒクル中にカチオン性脂質を凝集させることにより、低減され得る。 最後に、細胞をトランスフェクトするために合成カチオン性脂質を使用するた めの現在利用可能な方法はすべて、比較的低濃度の血清によって迅速に不活性化 される脂質/DNA複合体を生成する。血清感受性は、無血清培地中でトランスフ ェクション手順の開始部分を行うことによって、インビトロ適用において容易に 回避され得る。しかし、血清感受性は、インビボでのカチオン性脂質媒介DNA送 達の広範な使用に対する、主な障害のままである。 3.0 発明の要旨 本発明は、ポリヌクレオチドのパッケージングおよび送達に有用な合成生体適 合性のカチオン性脂質およびカチオン性ポリマーの新規なクラスに関する。特に 、本発明は、適した脂質基(例えば、リン脂質、コレステロールなど)を誘導体 化するために、例えば、エチレン炭化水素(すなわち、ペンタエチレンヘキサミ ン (PEHA)のような多価カチオン性基)により分離される一級および二級アミンの 組み合わせの使用を記載する。従って、本発明の実施態様は、コレステロールに 共有結合で結合されたPEHA誘導体(ジエチレントリアミン)を含む新規な化合物 トリアミノコレステロール(TAC)である。 さらに、多価カチオン性基はカチオン性ポリマー内に凝集され得る。本発明の カチオン性ポリマーは、生体適合性または実質的に生体適合性の結合基により相 互接続される実質的に生体適合性のカチオン性モノマーを含む。好ましくは、本 発明のカチオン性ポリマーを構成するために使用される化学的結合は、生理学的 条件下で加水分解性であり、または、より好ましくは、生分解性である。 代表的には、カチオン性部分は、例えば、ジスルフィド結合、加水分解性結合 、pH感受性結合、またはそれらの任意の組合せのような生体適合性の共有結合に より連結される。 本発明のさらなる実施態様は、新規なカチオン性脂質および/またはカチオン 性ポリマーを含む適切なポリヌクレオチド送達ビヒクル、ならびにその生成方法 および使用方法を含む。 本発明のさらなる実施態様は、一般式: (R1,R2)N-C(O)O-Y を有する化合物である。ここで、R1およびR2は、H、C1〜C6アルキル、アルケニ ル、またはアルキニル、もしくは一価または多価カチオン性アミン基(例えば、 スペルミン、スペルミジン、ペンタエチレンヘキサミン(PEHA)、ジエチレント リアミン、ペンタメチレンヘキサミン、ペンタプロピレンヘキサミンなど)から 構成される群から導かれ、そしてYはコレステロールまたはコレステロール誘導 体である。 本発明のさらなる実施態様は、一般式: ...(R-X-R)n... を有する生体適合性カチオン性ポリマーを含む。ここで、Rは、核酸を結合可能 なカチオン性基であり、およびXは生体適合性、生分解性、または他の易動性共 有結合架橋分子であり、そしてnは約10〜約10,000までの間の数である。ポリマ ー調製のための好ましい平均分子量は、代表的には約40,000ダルトンと約1,000, 000ダルトンの間であり、より代表的には、約60,000ダルトンと約250,000ダルト ンの間であり、好ましくは約80,000ダルトンと約150,000ダルトンの間であり、 そしてより好ましくは約90,000ダルトンと約110,000ダルトンの間である。ある いは、Rはヘテロポリマーを作製するために使用されるカチオンの基の任意の1 つを含み得る。 さらに、ヘテロポリマーカチオンは、一般式: (...(X-Rx-X-Ry-X)...) を有することが意図される。ここで、Rxは、核酸と相互作用し得る所定のカチオ ンであり;Ryも核酸と相互作用し得るRxとは異なる多数の任意のカチオンであり ;およびXは生体適合性架橋分子である。 本発明の別の実施態様は、ポリヌクレオチド、およびカチオン性ポリマー、お よび/またはB-型ヘリックスとしてDNAを維持する緩衝液(例えば、水性アルコ ール溶液)中のカチオン性脂質を複合体化する工程、ならびにエバポレーション により緩衝液を除去する工程を包含する、ポリヌクレオチド送達ビヒクルの作製 するための新規なプロセスを含む。乾燥したポリヌクレオチドーカチオン性脂質 /カチオン性ポリマー複合体の水溶液との再構成の後、安定なポリヌクレオチド 送達ビヒクルが生成される。 本発明の別の実施態様は、目的のポリヌクレオチド(単数または複数)を細胞 に送達するためのカチオン性脂質および/またはポリマーを含むポリヌクレオチ ド送達ビヒクルの使用を意図する。従って、記載されるカチオン性ポリマーは個 体に対して治療的利点を提供するために使用され得る。 4.0 図面の説明 図1は、どのようにしておよびどこに代表的なカチオン性基が適切なジカルボ ン酸リンカー分子を使用して重合化し得るかを示す。 図2は、カチオン性ポリマーを生成するために使用され得るいくつかの代替カ チオン基およびリンカー剤のさらなる例を提供する。 図3は、新規なカチオン性リン脂質の生成のための概略的な合成スキームを示 す。 図4は、トリアミノコレステロールの概略的な合成スキームを示す。 図5はエタノールエバポレーション法により生成されるPDVを使用して得られ るインビボ発現データを示す。 5.0 発明の詳細な説明 本発明の生体適合性カチオン性ポリマーおよびカチオン性脂質は、目的のポリ ヌクレオチド(単数または複数)と接触(イオン対形成)され得、その結果、カ チオン性基の正電荷が負電荷を有するポリヌクレオチドと静電的に相互作用する 。カチオン性部分とポリヌクレオチドとの間の静電的相互作用は、ポリヌクレオ チド中の電荷の反発をおそらく低下させ、そしてポリヌクレオチドを(ゲルシフ トアッセイなどで見られるような)より小型の立体配置中に凝縮させる。 本明細書中に記載されるカチオン性脂質およびカチオン性ポリマーにおいて使 用されるカチオン性成分は、一価、二価、多価、または好ましくはポリ価(すな わちポリカチオン性)であり得る。DNAと結合し得る一価のカチオンの例は、一 級アミン(メチルアミン、エチルアミンなどを含むがこれらに限定されない)を 含み、そして多価アミン(例えば、スペルミン、スペルミジン、ペンタエチレン ヘキサミン、ジエチレン、トリアミン、ペンタメチレンヘキサミン、ペンタプロ ピレンヘキサミン)を含むがこれらに限定されない。カチオン性成分は、好まし くは生体適合性すなわち生体耐容性(biotolerable)である。カチオン性成分は 、pH5〜pH8の間で正電荷を保持する種々の任意の化学基(アミノ基((オリゴ アミンまたはポリアミン)、例えば、スペルミン、スペルミジン、ペンタエチレ ンヘキサミン(PEHA)、ジエチレントリアミン、ペンタメチレンヘキサミン、ペ ンタプロピレンヘキサミンなど)、アミド基、アミジン基、正に荷電したアミノ 酸(例えば、リジン、アルギニン、およびヒスチジン)、イミダゾール基、グア ニジニウム基、またはそれらの混合物および誘導体を含むがこれらに限定されな い)を含み得る。 カチオン性成分は、一般的に、所定の適用のために最適化したカチオン/リン 酸比でポリヌクレオチドと組み合わせられる。通常、カチオン/リン酸比は、約 0.1と約20との間、しばしば約5と約17との間、および好ましくは約6と約15と の間である。従って、電荷比は、カチオン上に含まれる正に荷電された基の数、 およびポリヌクレオチドのサイズに依存して変化する。例えば、DOSPAに関する 場合、約0.6のDOSPA/DNAヌクレオチド比が適切である。 現在入手可能なカチオン性脂質(すなわち、DOSPA)の固有の毒性のために、 このような脂質は一般的にインビボ遺伝子送達において好ましくない。従って、 低減した毒性を有するカチオン性脂質が、インビボでのポリヌクレオチドの非ウ イルス性送達の好ましい促進剤である。従って、本発明のさらなる実施態様は、 多価カチオン性(アミノ)基が、例えば、コレステロールまたはDOPEと反応する ことにより生成される新規のカチオン性脂質である。 カチオン性基がリン脂質と結合する場合、本発明の好ましい実施態様は式: R-N-(CH)n-リン脂質 を有する化合物である。ここで、リン脂質はホスホジエステル結合により結合さ れ;nは約1〜約6であり、およびRは以下: を構成する基から導かれる。ここで、R1およびR2は、H、メチル、エチル、-C1〜 C4アルキル、-C1〜C4アルケニル、または-C1〜C4アルキニル、-(CH2)nNH2、-(CH2 )nNH(CH2)nNH2、-(CH2)nN(CH3)3+、-(CH2)nNH(CH2)nN(CH3)3+、および-(CH2)nN H(CH2)nNH(CH2)nNH2からなる基から導かれ、n=1〜6である。 このようなカチオン性脂質の特定の例は、図3に示されるような基本的に生成 されるカチオン性リン脂質を含む。 本発明の別の実施態様は、構造:を有する誘導体化されたコレステロール化合物である。ここで、Rは以下: を構成する基から導かれる。ここで、R1およびR2は、H、メチル、エチル、-C1〜 C4アルキル、-C1〜C4アルケニル、または-C1〜C4アルキニル、-(CH2)nNH2、-(CH2 )nNH(CH2)nNH2、-(CH2)nN(CH3)3+、-(CH2)nNH(CH2)nN(CH3)3+、および-(CH2)nN H(CH2)nNH(CH2)nNH2、からなる基から導かれ、n=1〜6である。さらに、当業者 は、広範な種々のコレステロール誘導体および関連した化合物が適切なカチオン 性基と共に同様に誘導体化され得ることを認識する。 このようなカチオン性脂質の特定な例は、分子トリアミノコレステロール(TA C)を含む。TACは、図4に示されるように、基本的にPEHAのジエチレントリアミ ン誘導体の適切に処置されたコレステロール誘導体との反応により構築される。 カチオン性脂質に加えて、同様の化学反応がカチオン性脂質を生成するために 使用され得る。本明細書中で記載されるポリマーを調製するために使用される架 橋剤は、好ましくは生体適合性すなわち生体耐容性であり、そしてカチオン上で 適切な化学基と各々が結合を形成し得る少なくとも2つの化学基(すなわち、架 橋は二官能基である)を一般的に含む。そのリンカー基は、ホモ二官能基(同じ 化学基)またはヘテロ二官能基(異なる化学基)であり得る。好ましくは、連結 基とカチオン性部分との間で形成される化学結合は、生理学的条件下において加 水分解性である(すなわち、pH不安定性または他に標的細胞において破損する) 。さらに、架橋剤は連結基の間で生理学的条件下で加水分解性である結合を含み 得る。 必要に応じて、架橋剤は分枝化ポリマーの形成を可能にするさらなる架橋剤と 結合し得る。架橋剤をポリマー化するために分枝化した連結分子の比を変化する ことにより、種々の化学的性質を有するカチオン性ポリマーが生成される。 代表的には、本請求の範囲に記載されるカチオン性ポリマーのカチオン性成分 および脂質成分は以下に記載され、または以下を含むがこれらに限定されない種 々の供給源のいずれかから得られ得る:Merck Indexの1995年版、Budavariら編 、Merck and Company,Inc.、Rahway、N.J.、1995 SIGMA chemical company cat alogue、St.Louis、MO.、1995 Aldrich Biochemicals Catalogue、または1995 Ofatlz and Bauer catalogue。 カチオン性基は、好ましくは、生理学的条件下で、すなわち例えば、グルコシ ラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、もしくはホスホリパーゼなどの天然の酵素の 作用により、リンカーにカチオン性基からの分離可能性を与えるアミド結合、エ ステル結合、またはホスホジエステル結合により、架橋剤に結合され得る。この ような結合は、固有に毒性である現在入手可能な合成カチオン性脂質に対する改 良を意味する。本明細書中に記載されるポリマー化反応のさらなる特徴は、好ま しくは実用上有用なカチオン性ポリマーは保護基の使用を厳密に必要とせずに形 成され、または脱保護スキームを生成し得る。 本発明の1つの実施態様は、カチオン性ポリマーを形成するための炭水化物の 少なくとも多カルボン酸誘導体であるリンカー分子の使用である。代表的には、 分子は少なくとも炭水化物ジカルボン酸誘導体(すなわち、モノサッカライド分 子、ジサッカライド分子、またはポリサッカライド分子)であり、そしてアミド 結合によりカチオン性部分を架橋する。あるいは、ポリマー化炭水化物(すなわ ち、ムレインに類似)は、アミン、ポリアミン、またはN-アセチル基に位置する カチオン性アミノ酸、またはムラミン酸で誘導体化されると考えられる。 さらに、カチオン性基がポリアミンである場合、実質的にジカルボン酸基を含 む任意の化合物は、適切なリンカー分子として作用し得る。好ましくは、リンカ ーは水性条件下で可溶性であり、そしてカルボン酸基は通常、基の間に分散する 少なくとも1〜3個の炭素原子を有する。リンカーの溶解性を増加するために、 実質的にポリマー化反応(すなわち、ヒドロキシル基またはポリエーテル)を妨 害しない場合、疎水性を増大させるさらなる基を取り込むジカルボン酸を使用す ることが好ましくあり得る。 さらなるリンカー分子は一般タイプ、または、本明細書中に参考として援用さ れる米国特許第4,833,230号に記載されるものと同様の化学的ストラテジーを使 用する分子を含む。 さらに意図されるのは、アミノ基との反応の際に酸不安定性結合を形成するリ ンカーである。このようなpH不安定性結合は、請求されたpH感受性/不安定性共 有結合リンカー部分(これはまたエステル結合を含み得る)の実用的例証を含む 。 本発明の目的のために、用語「生分解性カチオン性ポリマー」は、細胞中への 侵入の際に、カチオン性ポリマーが、細胞の異化プロセスもしくは代謝プロセス に一般に関与し得るか、または細胞により分泌され、そして排泄される成分(お よびそれらの代謝可能な副生成物)に変化される事実をいう。用語「生体適合性 」とは、化合物が意図された用量で有意な毒性または有害な免疫学的効果を示さ ないことを意味する。用語「生体耐容性」とは、品目(item)または化合物が、 動物または動物細胞を、管理可能な副作用または毒性効果を伴って処置するため に使用され得ることを意味する。用語「pH感受性」とは、分予中の少なくとも1 つの共有結合が、エンドソーム融合後に生じるpHに一般的に接近するpHの変化に よって破壊され得ることを意味する。用語「実質的に毒性」とは、治療的用量で 、所定の薬剤が、結局、薬剤の意図した治療的利益を明らかに越える有害な結果 を生じることを意味する。 生分解性結合を使用する、スペルミン、PEHA、または他のカチオンのポリマー 化の別の方法は、リソソームプロテアーゼ(チオプロテアーゼまたはカテプシン を含むがこれらに限定されない)によってタンパク質分解切断を受けやすいジペ プチドリンカーを使用する工程を包含する。 本発明のさらなる実施態様は、インビトロまたはインビボで細胞にポリヌクレ オチドを送達するために、上記のカチオン性ポリマーおよびカチオン性脂質を使 用する新規な方法である。遺伝子送達のために使用する場合、カチオン性ポリマ ーおよびカチオン性脂質は、従来の脂質または現在入手可能なカチオン性脂質抱 合体(例えば、Lipofectin,Lipofectamineなど)と共同で使用され得る。好ま しくは、遺伝子送達は、細胞または患者に対して実質的に毒性のない方法を使用 して行われる。 本明細書中に記載されるカチオン性ポリマーは、水溶液において、一般に構造 を形成し、これは、所与のポリマーの特徴である。一般に、ポリマーは水中で比 較的緻密な構造を形成し、添加された塩の存在下で膨張し、そしてポリヌクレオ チドが添加されると中間サイズの構造を形成する。ポリヌクレオチド結合の前お よび後の分子の物理的サイズおよび密度における変化は、ポリヌクレオチド結合 の進行を追跡することを可能にし、そして所望の産物の単離を容易にする。 開示されるカチオン性脂質もしくはカチオン性ポリマー、またはこれらの混合 物を含むポリヌクレオチド送達ビヒクル(PDV)は、PDVの構造成分として送達さ れるポリヌクレオチドを一般に組み込む。このように、ポリヌクレオチドの構造 は、PDVの構造的特徴に寄与する。代表的には、ポリヌクレオチドがプラスミド の形態である場合、DNAは一般的に超らせん形成した環または弛緩した環のいず れか、あるいはその混合物を含む。特定の形態が所定の適用に好適であり得る程 度まで、DNAジャイレース、リガーゼ、およびトポイソメラーゼのような酵素は 必要と考えられるようにプラスミドの構造を変化するために使用され得る。直線 状ポリヌクレオチドが好ましい場合、プラスミドは、複合体形成の前に直線状に され得、そして必要に応じてコンカテマー化(concatamerized)される。 一本鎖および二本鎖ポリヌクレオチドはまた、ウイルスタンパク質、一本鎖結 合タンパク質、ヒストンタンパク質などのような適切なポリヌクレオチド結合タ ンパク質の添加による複合体形成の前に、「予めパッケージされ」得る。 本願に係るポリヌクレオチド送達ビヒクルを使用して送達され得る目的のポリ ヌクレオチドには、DNA、RNA、原核生物および真核生物ウイルス粒子に随伴する ポリヌクレオチド(例えば、レトロウイルスコア粒子、バクテリオファージ粒子 、アデノウイルス粒子、アデノ随伴ウイルスコア粒子など)、タンパク質/DNA 複合体、すなわち、遺伝子導入および発現などを容易にするための組込み、エン ドソーム破壊のためのタンパク質;RNA/DNA複合体、ならびに上記の任意および すべての誘導体および改変体が挙げられるが、これらに限定されない。DNA分子 が送達されるべき場合には、代表的には、これは目的の遺伝子またはその一部を 含み、目的のDNAの発現を最適にするために空間的に編成される調節配列に隣接 す る。 好ましくは、本明細書に記載されるPDVを使用して送達されるべきポリヌクレ オチドは、実質的に純粋である(すなわち、混入しているタンパク質、脂質、多 糖、リポ多糖、および核酸を実質的に含まない)。例えば、プラスミドDNAが使 用される場合、調製物は、一般的に、フェノール、またはフェノール:クロロホ ルム、抽出、および同密度遠心分離(CsClなどを使用して)を含むプロセス、ま たはその機能等価物によって調製される。好ましくは、DNA調製物はまた、RNase で処理され、そして複数回の抽出および少なくとも2回の超遠心分離(または少 なくとも純粋物としてDNAを生成する任意の他の方法)にかけられる。代表的に は、実質的に純粋な核酸の調製物は、全核酸の少なくとも約80パーセント、一般 的には少なくとも約90パーセント、および好ましくは少なくとも約95パーセント が所望の核酸から構成される調製物である。 目的の遺伝子は、広範な任意の発現ベクターに代表的に挿入され、続いて本明 細書に開示した方法および材料を使用して送達される。本明細書に開示した方法 および組成物を使用して送達され得る適切なベクターには、単純ヘルペスウイル スベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウ イルスベクター、仮性狂犬病ウイルス、α-ヘルペスウイルスベクターなどが挙 げられるが、これらに限定されない。ウイルスベクター、特に非複製細胞を改変 するために適切なウイルスベクターの詳細な総説、および目的のポリヌクレオチ ドの発現に関連してこのようなベクターを使用する方法は、Viral Vectors:Gene Therapy and Neuroscience Applications CaplittおよびLoewy編、Academic Pr ess、San Diego(1995)の本に見出され得る。本発明の方法および組成物が、目的 の核酸をコードするかまたは含む、ベクター核酸、または適応可能である場合は 、ウイルスまたはサブウイルス粒子を直接送達するために使用され得ることが意 図される。 本明細書で用いられる場合、用語「発現」とは、目的のDNAの転写、ならびに 対応するmRNA転写物のスプライシング、プロセシング、安定化、および必要に応 じて、翻訳をいう。送達されるDNA分子の構造に依存して、発現は一過性または 連続的であり得る。 多くの転写プロモーターおよびエンハンサーは、目的のDNAで使用され得、こ れらには単純ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター、サイトメガロウイルスプ ロモーター/エンハンサー、SV40プロモーター、およびレトロウイルス末端反復 配列(LTR)プロモーター/エンハンサーなど、ならびにそれらの任意の置換お よび改変体が挙げられるがこれらに限定されず、十分確立された分子生物学技法 を使用して産生され得る(一般的に、Sambrookら、(1989)Molecular Cloning I-III巻、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、New Yo rk、ならびにCurrent Protocols in Molecular Biology(1989)John Wiley & S ons、全巻およびその定期的最新巻を参照のこと、これらは参考として本明細書 中に援用される)。プロモーター/エンハンサー領域はまた、組織特異的発現を 提供するために選択され得る。代表的には、翻訳が所望される場合、(必要なら ば)目的の遺伝子はまた、適切な3'ポリアデニル化配列を含むように操作される 。 特定の目的のDNAには、以下をコードする配列が挙げられるが、これらに限定 されない:種々のタンパク質、サイトカインおよび成長因子(例えば、G-CSF,G M-CSF、神経成長因子(NGF)、毛様体神経栄養因子(CNTF)、脳由来神経栄養因子(B DNF)、インターロイキン1〜2および4〜14、腫瘍壊死因子-α(TNF-α)、αま たはγインターフェロン、エリスロポイエチンなど)、嚢胞性線維症膜貫通型調 節タンパク質(CFTR)、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)、D-アミノ酸デカルボキシ ラーゼ、GTPシクロヒドロラーゼ、レプチン、レプチンレセプター、第VIII因子 および第IX因子、組織プラスミノーゲンアクチベーター(tpA)をコードする配列 。 用語「生物学的に活性な物質」は特に、薬学的に活性なタンパク性物質および 薬学的に活性な有機分子を含む。 さらに、アンチセンス、抗原、またはアプトメリックオリゴヌクレオチドは、 本明細書に記載されたPDVを使用して送達され得る。リボザイム、RNA-DNAハイブ リッド、ポリヌクレオチドペプチド結合したオリゴ(PNA)、環状または直線状RNA 、環状一本鎖DNA。 目的のRNAには、自己複製RNA、細胞質内で直接翻訳され得る上記遺伝子のいず れかに対応するmRNA転写物、または触媒性RNA、例えば「ハンマーヘッド」ヘア ピン、D型肝炎ウイルス、特定のRNA配列をインビボで特異的に標的化および/ または切断し得るグループIイントロンが含まれる。触媒性RNAによって標的化 するための特に重要なものは、RNAウイルス、ならびに細胞性およびウイルス性 転写物の両方である。 あるいは、RNA、DNA、または両方の混合物のアンチセンス形態は、細胞内の目 的の特定の遺伝子の発現を阻害するために、または点変異もしくは他の変異(ナ ンセンスまたはミスセンスなど)を修正するために、細胞に送達され得る。 本発明のさらなる実施態様は、より大きなポリヌクレオチドとともにPDVに組 み込まれているオリゴマーヌクレオチドの送達を意図する。このような「キャリ ア」ポリヌクレオチドは、一本鎖(直線状または環状)または実質的に二本鎖で あり得、そして送達されるべきオリゴマーヌクレオチドに実質的に相同または相 補的である1つ以上の領域をさらに含み得る。 所望である場合、目的のDNAは、送達ビヒクルによって既に送達された目的のD NAを保有しそして発現する細胞の根絶の制御を可能にする自殺シグナルをさらに 組み込み得る。例えば、チミジンキナーゼ(tk)遺伝子は、送達されたDNAに組み 込まれ得る。この結果、正確な量のアシクロビル、ガンシクロビル、またはそれ らの概念上のもしくは機能的等価物を投与することによって、医師がtk遺伝子を 発現する細胞を殺すことが可能になる。 ポリヌクレオチド送達ビヒクルを作製する本明細書中に記載の方法は、目的の ポリヌクレオチド(単数または複数)が両親媒性のカチオン性脂質結合体と接触 し、その結果、カチオン性部分とポリヌクレオチドとの間のイオン対形成が複合 体形成を可能にすることを必要とする。凝縮されたカチオン性ポリマー/脂質ポ リヌクレオチド複合体は、ポリヌクレオチド送達ビヒクル(PDV)のアセンブリ のために、骨格または核として引き続き使用され得る。あるいは、カチオン性ポ リマー/脂質ポリヌクレオチド複合体は直接使用され得る。 イオン対形成がポリヌクレオチド送達ビヒクルの形成に役割を果たすとすれば 、複合体形成中のpHは、特定の成分の相互作用を最適化または安定化するために 変化され得る。例えば、非pH感受性カチオン性ポリマーが使用される場合は、約 4の低いpHが、ポリヌクレオチドと同時に組み込まれ得る所定のポリヌクレオチ ド(例えば、RNA)または他の化学薬剤を複合体化するために、好適であり得る 。 さらに、ポリヌクレオチド(例えば、DNA)が塩基加水分解に実質的に感受性で はない場合、状況は、約10までのpHを複合体形成中に使用することを指図し得る 。一般的に、約5から約9までの範囲内のpHは、複合体形成およびトランスフェ クションの間維持される。 同様に、塩(例えば、NaCl、KCl、MgCl2など)の濃度は、複合体形成の至適化 のために、または遺伝子送達および遺伝子発現の効率を増強するために変化され 得る。さらに、カチオン性脂質またはカチオン性ポリマーが複合体化されるとき の温度のような因子は、生じるPDVの構造的および機能的性質を至適化するよう に変化され得る。さらに、複合体が形成される溶液中の浸透圧は、塩濃度を調整 することにより、変化され得る。 緩和な塩濃度が複合体形成を妨害し得るとすれば、またグルコース、スクロー ス、ラクトース、フルクトース、トレハロース、マルトース、マンノースなどで あって、これらに限定されない適切な賦形剤を添加または置換することにより、 浸透圧を調整し得る。 代表的には、多くのカチオン性凝縮剤(例えば、スペルミン、PEHA、またはス ペルミジン)は、ポリヌクレオチドを沈殿させる。しかし、凝縮カチオンポリマ ーを、ポリヌクレオチドへ注意深く制御して添加(注入ポンプなどを使用して) することにより、比較的高い濃度(例えば、約0.5mg/ml)のポリヌクレオチドが 凝縮剤と複合体化することが可能になる。このように、カチオン性脂質凝縮剤へ のポリヌクレオチド添加を注意深く制御することによって、カチオン性凝縮剤に よる比較的高い濃度のポリヌクレオチドを複合体化することが可能になる。 カチオン性または中性脂質がカチオン性ポリマーと組合わせて使用される場合 、脂質ミセルを形成するために、脂質は一般に、適切な界面活性剤に溶解または 可溶化される。脂質を溶解するために適した界面活性剤には、コール酸、デオキ シコール酸、ラウロイルサルコシン、オクタノイルスクロース、CHAPS(3-[(3- コールアミドプロピル)-ジーメチルアミン]-2-ヒドロキシル-1-プロパン)、新 規-β-D-グルコピラノシド、ラウリルジメチルアミンオキシド、オクチルグルコ シドなどが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、界面活性剤は非 イオン性であり、そして高い臨界ミセル濃度(CMC)を有する。ポリヌクレオチ ドおよびカチオン性ポリマーが、ミセル化した両親媒性カチオン性脂質抱合体に 添加される場合、イオン対形成が起こり、そしてポリヌクレオチドは、カチオン 性成分との複合体として凝縮する。 最初の複合体形成の後、界面活性剤をゆっくり除去(すなわち、大規模な透析 による)することにより、安定な脂質結合ポリヌクレオチド送達ビヒクルのアセ ンブリおよび形成が可能になる。ゆっくりした透析は界面活性剤除去の好ましい 方法のままであるが、透析緩衝液の相対量を増加することによって、または界面 活性剤と結合しそしてこれを透析物緩衝溶液から除去する緩衝液に試薬を添加す ることによって、界面活性剤の除去が促進され得る。 あるいは、ポリヌクレオチドおよびカチオン性ポリマーを、脂質および界面活 性剤を添加する前に適切なカチオンを含む溶液に溶解し得る。界面活性剤が添加 された後、これはカチオンの存在下で透析によって除去され、そして続いてカチ オンが透析によって除去され得る。適切なカチオンには、正電荷を有する任意の 元素が含まれる。カチオンは、1価、2価、または多価であり得る。適切な元素 のカチオンの代表的な例には、マンガン、マグネシウム、ナトリウム、カルシウ ム、ルビジウム、亜鉛、モリブデン、ニッケル、鉄などが挙げられるが、これら に限定されない。一般的には、元素のカチオンは、脂質とポリヌクレオチドとの 複合体化の間の凝集形成を妨げるに十分な量で、および所定のカチオン性化合物 のほとんど最大の溶解度の濃度まで添加される。好ましくは、ナトリウム(例え ば、塩化ナトリウム)の濃度は、約0.1モル濃度と約5モル濃度との間であり、 マグネシウム(例えば、塩化マグネシウム)の濃度は約0.05モル濃度と約5モル 濃度との間であり;そしてマンガン(例えば、塩化マンガン)の濃度は約0.1モ ル濃度と約4モル濃度との間である。 さらに、カチオンのタイプおよび濃度が、PDVをアセンブリするために使用さ れるカチオン性ポリマーの特徴に依存して調整されなければならないかもしれな いことは、当業者に理解される。 ポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドがPDVのアセンブリの間にカチオ ンと複合体化されるべき場合、カチオン性ポリマーまたはカチオン性脂質(分子 カチオン)、および/または界面活性剤は、カチオンの添加の前に、同時に、ま たはその後に添加され得る。一般的には、カチオン性ポリマーおよびカチオン性 脂質は、約0.1:1と約16:1との間、好ましくは約0.5:1と約7:1との間、より 好ましくは約0.7:1と約2:1との間、そして特定すると約1:1の、正味の分子カ チオン対ポリヌクレオチドリン酸比で、ポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオ チドに添加される。上記の比は、限定ではなく例示として提供され、そしてPDV をアセンブリするために使用される分子カチオンの特性に依存して改変され得る 。また、任意の比はDNA濃度に依存する。 カチオン、ポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチド、カチオン性ポリマー 、カチオン性(または他の)脂質、および界面活性剤が環境中に存在した後、界 面活性剤は、好ましくはカチオン含有緩衝液中での透析によって除去される。界 面活性剤が除去された後、カチオンは、続いて透析または機能的等価物によって 実質的に除去され得る。好ましくは、透析は、一般的に、約4℃と約30℃との間 の温度で行われ、そしてPDVの意図する使用に有害でない最終カチオン濃度にな る。例えば、元素のカチオンは、例えば非経口投与に適切である緩衝化溶液での 透析によって、実質的に除去され得る。 カチオンの実質的な除去の後、得られるPDVは、一般的に、約4℃で保存した 場合、少なくとも2週間安定なままである(すなわち、形質導入活性を保持する )か、または凍結乾燥されて無期限に保存され得る。 本明細書中で記載されているカチオン性ポリマーが、好ましくは生体適合性で あるので、カチオン性ポリマーを含むPDVは減少した毒性を有する。本開示の目 的のために、減少した毒性は、少なくとも約10μgのDNAを含むPDVが、動物に重 篤な毒性効果を与えずに注射され得ることを意味する。 ポリヌクレオチドを予備縮合するために使用する元素のカチオンの濃度を上昇 させることにより、対応する量によってPDVをアセンブリするために使用されるD NAの濃度を上昇させ得る(すなわち、2モル濃度のMnCl2は約1g/mlのDNAの濃度 でPDV形成を可能にし得る)。適用可能なカチオンが比較的高い溶解性(すなわ ち、NaClは約5.5モル濃度で飽和する)ならば、本発明の方法が、少なくとも約1 0mg/mlの濃度のDNA(または他のポリヌクレオチド)のPDVの形成を可能にするこ とは明らかである。従って、本発明の別の実施態様は、上記のように処方さ れているPDVの調製物であり、そしてこれは、一般的には約0.05mg/mlと約10mg/m lとの間、好ましくは約0.25mg/mlと約10mg/mlとの間、より好ましくは約0.5mg/m lと約1.5mg/mlとの間、そして特定すると約0.8mg/mlと1.2mg/mlとの間の濃度のD NA(または他のヌクレオチド)を含む。従って、本発明の別の実施態様は、高濃 度の核酸(すなわち、>0.25mg/ml核酸)を含むPDV組成物である。 上記の界面活性剤透析方法を使用したPDVの処方は、代表的には、平均直径に おいて200nmより大きい粒子を生成する。より小さい粒子が好ましい場合、PDVを 処方する代替方法は、カチオン性脂質またはカチオン性ポリマーにより結合を可 能にする構造的コンホメーションにおいてポリヌクレオチドを維持するように処 方された混合水溶液中で、カチオン性脂質ポリヌクレオチド複合体を形成する工 程を包含する。このような溶液の例として、混合した水/アルコール溶液(メタ ノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、および異性体、ならびに それらの混合物)が挙げられる。好ましくは、このような複合体生成緩衝液はま た、特定の濃度の溶解された糖および/または塩を、あるパーセントのアルコー ルに加えて含む。 一般には、複合体形成の間に存在するアルコール(例えば、エタノール)の濃 度は、約10パーセントと約80パーセントまでの間、代表的には約20パーセントと 約50パーセントの間、より代表的には、より代表的には約30パーセントと約45パ ーセントの間、好ましくは約37パーセントと約43パーセントの間、およびより好 ましくは約40パーセントの範囲である。 複合体形成の間存在し得る糖(デキストロース、スクロースなど、先に列挙し た一覧を参照のこと)の量は、一般には約2パーセントと約15パーセントの間、 好ましくは約3パーセントと約8パーセントの間、より好ましくは約5パーセン トで変化するはずである。 あるいは、溶液の重量モル浸透圧濃度はまた、塩および糖の混合物により調整 され得る。当業者は、遺伝子送達の効率を最適化するための塩および糖の濃度を 適格に変化させる方法を明瞭に知っている。さらなる最適化のための開始点とし て作用し得る塩および糖の代表的な濃度は、250mM(グルコース)および25mM塩 (NaCl)である。 複合体形成のさらなる特徴は、温度調節である。代表的に、カチオン性脂質ま たはカチオン性ポリマーは、約4℃と約65℃の間、より代表的には約10℃と約42 ℃の間、好ましくは約15℃と約37℃の間、およびより好ましくはおよそ室温の温 度で、ポリヌクレオチドと複合体化される。多くの場合において、温度の正確な 調節は、生成物の可変性を最小化するために重要である。 溶液を、例えばエバポレーションにより複合体から除去した後、乾燥した複合 体は安定なままであり、そして無期限に貯蔵され得る。再構成の後、複合体の大 きさは確立した方法(例えば、抽出、均質化、超音波処理など)によりさらに調 整され得る。 記載されたカチオン性ポリマーまたはカチオン性脂質を含むポリヌクレオチド 送達ビヒクルが、大きくないサイズの粒子を形成するので、標的化薬剤は、安定 にビヒクルに組み込まれ得、ビヒクルを特定の細胞および/または組織に指向す る。従って、任意の多様な標的化薬剤もまた、送達ビヒクルに組み込まれ得る。 本開示の目的のために、用語、標的化薬剤は、送達ビヒクルに組み込まれ得る 任意のおよび全てのリガンドまたはリガンドレセプターをいう。このようなリガ ンドとして、IgM、IgG、IgA、IgDなどのような抗体、またはそれらの任意の部位 もしくはサブセット、細胞因子、細胞表面レセプター、MHCもしくはHLAマーカー 、ウイルス外被タンパク質、ペプチドもしくは小有機リガンド、それらの誘導体 などが挙げられるが、これらに限定されない。 標的化リガンドは、ポリヌクレオチド送達ビヒクルの形成の前に、カチオン性 ポリマーの適切な部分に誘導体化され得る。例えば、標的化剤(例えば、免疫グ ロブリン)は、N-ヒドロキシコハク酸イミド(NHS)および1-エチル-3-(3-ジメ チルアミノプロピル)カルボジイミド(EDAC)、またはそれらのメチオダイド(E DCメチオダイド)、ならびに標的化分子上の遊離アミノ基を使用して、最初に脱 離基をカルボキシル基へ誘導体化することにより、分枝化架橋分子の極性領域の 遊離カルボキシル基にN連結され得る。あるいは、標的化薬剤は、適切に条件化 された連結薬剤またはカチオンにジスルフィド結合され得る(チオ酢酸、ヒドロ キシルアミン、およびEDTAを使用して)。 PDVが脂質を含む場合、スクシンイミジルア七チルチオアセテートは、脂肪酸 との組合せ(例えば、ジオレイルホスファチジル-エタノールアミン、DOPE)で 使用され、D0PE-チオアセテート(ATA)を形成し得、これは、還元分子(DOPE- アセチル-SH)を生成するためにヒドロキシルアミンで処置され得る。標的化薬 剤上の遊離アミノ基は、スクシンイミジルマレイミドフェニルブチレート(SMPB )と反応させられ、ペプチド結合によりマレイミドフェニルブチレート(MPB) と結合する標的を生成する。誘導体化された脂肪酸は、次いで標的-MPB複合体と 結合され、脂肪酸に架橋している標的化薬剤を生成する。 さらに、標的化薬剤は、上記のような生分解性結合(ペプチドリンカーまたは ジペプチドリンカー、pH加水分解性のリンカーなど)により脂質へ連結され得る 。 あるいは、標的化薬剤はまた、PDVと「標的化」細胞または組織との間のブリ ッジとして作用し得る。例えば、標的化薬剤が、複合体と単に結合する場合、薬 剤は、複合体形成または単離の充分後に、複合体に添加され得る。標的化薬剤も また、細胞表面上の分子を認識し得るか、またはそれにより認識され得る程度ま で、標的化薬剤は細胞表面との密接な接触において複合体を効率的に配置するブ リッジ分子として作用し得る。 特に、肝細胞がPDV指向トランスフェクションの好ましい標的である場合、フ ェチュインのような分子は、有用性を立証し得る。肝細胞は、ガラクトースレセ プターを含む。ノイラミニダーゼでの処置の後、フェチュインを、その表面上に 多数のガラクトース残基を表示するアシアロフェチュインに変化させる。さらに 、フェチュインおよびアシアロフェチュインの両方は、カチオン性脂質を含むDN A複合体と結合することが知られている。 酸性アミノ酸(アスパラギン酸およびグルタミン酸)が豊富な分子として、ア シアロフェチュイン(ASF)は、DNA/カチオン複合体のカチオン性基とおそらく 結台する。その結果、アシアロフェチュイン結合複台体は、タンパク質上の曝さ れたガラクトース残基によって肝細胞へ標的化される。 アシアロフェチュインが、DNA/カチオン複合体と結合するという観察はまた、 はるかに及ぶ可能性を有する。例えば、アシアロフェチュインは、任意の多数の 従来の化学方法を使用して、広範な数の任意の標的化リガンドと共に誘導され得 る。例えば、過ヨウ素酸塩はガラクトースの水酸基の少なくとも一部をアルデヒ ドに変化するために使用され得、アルデヒドは1級アミノ基と反応して、シッフ 塩基を形成する。これは次いでリチウムアルミニウムヒドリドで還元され得る( 標的化リガンドを添加するために)。あるいは、アルデヒドはヒドラジドと反応 して、ヘテロ二機能性架橋試薬(これは、適切な標的化リガンドとなる)と結合 する。上記ストラテジーのどちらも単に、アシアロフェチュインが実際に任意の 標的化リガンドで誘導体化され得る多くの可能な方法の例示であり、そしていか なる方法においても、本発明を限定するように解釈されるべきではない。 リガンド結合の後、誘導体化されたアシアロフェチュインは、上記のようにDN A/カチオン複合体と結合され得る。実質的に任意のリガンドがアシアロフェチ ュインに結合され得、そして実質的に任意のDNAが安定な複合体中にパッケージ され得る。従って、適切に誘導体化したアシアロフェチュインを適切なDNA/カ チオン複合体に注意深く整合することにより、実質的に任意の細胞が、実質的に 任意の遺伝子を発現するように標的化され得る。 さらに、アシアロフェチュインまたはその機能的等価物(vis-a-vis結合)は 、カチオン性ポリマーにN連結され、そして直接PDV内に取り込まれ得る。 さらに、PDVとも結合可能な他のタンパク質が同定または発現されるようであ る。アシアロフェチュインのように、PDVと結合するタンパク質は、標的化リガ ンドと共に適切に誘導体化され、そしてPDVを特異的な細胞および組織に指向さ せるために使用され得る。この様式において、内皮細胞、系統細胞、上皮細胞、 島細胞、神経細胞または神経組織、中皮細胞、骨細胞、軟骨細胞、造血細胞、免 疫細胞、主要な腺または器官(例えば、肺、心臓、胃、膵臓、腎臓、皮膚など) の細胞、外分泌細胞および/または内分泌細胞などのような任意の種々の細胞が 、遺伝子送達のために標的化され得る。 特定の目的は、種々の細胞表面マーカーおよびレセプターをコードするタンパ ク質である。このようなタンパク質の例である簡単なリストは以下を含む:CDI( a-c)、CD4、CD8-11(a-c)、CD15、CDw17、CD18、CD21-25、CD27、CD30-45(R(O 、A、およびB))、CD46-48、CDw49(b、d、f)、CDw50、CD51、CD53-54、CDw60 、CD61-64、CDw65、CD66-69、CDw70、CD71、CD73-74、CDw75、CD76-77、LAMP-1 およびLAMP-2、ならびにT細胞レセプター、インテグリンレセプター、増殖 性内皮のエンドグリン(endoglin)、またはエンドグリンに対する抗体。 本発明の開示の目的のために、記載されたカチオン性ポリマーおよびカチオン 性脂質を含むポリヌクレオチド送達ビヒクルは、一般に、48時間の貯蔵の後の新 鮮に調製された産物のポリヌクレオチドトランスフェクション効率の少なくとも 約20パーセントのトランスフェクション効率を保持し、および好ましくは、48時 間後にすくなくとも約35パーセントのトランスフェクション効率を保持し、およ び特に好ましい実施態様においては、48時間後に少なくとも約50パーセントのト ランスフェクション効率を保持する。 あるいは、本明細書中で記載されるPDVは、サイズ安定性を保持し、そして一 般に、少なくとも48時間液状で放置された後、平均粒子サイズ(Gaussian分布に よる)が約50と約1,000nmとの間、好ましくは約75と600nmとの間、そして好まし くは約100と約450nmとの間の分散サイズ範囲を保持する。一般に、エタノールエ バポレーションにより形成されるPDVは、界面活性透析により形成されるPDV(約 200nmを超える平均直径)よりも小さい(約150nm未満の平均直径)。 血清における安定性に関係する場合、本明細書中で記載されるPDVは、好まし くは血清安定性であり、そこでこれらは一般に、約15パーセントまでの血清濃度 に曝された場合、先行技術により教示される方法/合成カチオン性脂質を使用し て産生されるリポゾーム処方物よりも少なくとも約2倍安定であり、そして好ま しくは少なくとも約10倍の大きさでさらに安定である。 本明細書中に記載されるPDVの安定性は、適切な貯蔵条件により増強され得る 。例えば、PDVは、規定されずに凍結および貯蔵され得る。迅速なまたは遅い解 凍(約4℃で)の後、PDVは、代表的に、新たに産生されたサンプルのトランス フェクション効率の、全部でなくても実質的な部分を保持する。さらに、本発明 のPDVはまた、凍結乾燥および再構成の後、それらの本来のトランスフェクショ ン効率の実質的な量(すなわち、少なくとも約50パーセント)を保持する。 PDVの凍結または凍結乾燥により、長期的な安定性の増強を求める場合、適切 な賦形剤が、凍結の前にPDV調製物に添加され得る。このような安定化賦形剤の 例は、モノサッカライドまたはジサッカライド(例えば、グルコース、スクロー スなど)、ポリサッカライド、または任意の種々の周知の薬剤(例えば、グリセ ロール、ガム、デキストランなど)を含む。 PDVは凝集し得る。この開示の目的のために、容易に懸濁液中に分散し得る凝 集体として、緩い凝集体が規定される。必要に応じて、このような凝集体は、凍 結保存(約-20℃またはそれ以下で)期間、続く解凍の後に起こり得る。凝集体 が所望される程度まで、凝集体のレベルは、温度調整に加えて、任意の多数の手 段により調節され得る。例えば、緩衝液/塩濃度は、凝集体の量を増加するよう に調整され得る。さらに、安定な複合体と複合体化する共沈殿物が添加され得、 そしてさらに沈殿の程度の割合を増加する。凝集はまた、促進剤の添加により増 加され得る。例えば、標的化剤またはレセプターが複合体中に取り込まれる場合 、適切なレクチン、リガンド、または抗体が複合体を架橋するために添加され得 、そして凝集または沈殿の割合および程度を増加し得る。 標的化剤がPDV内に組み込まれている場合、適切なリガンドもしくは抗体、ま たはそれらの混合物は、適切な固体支持体、すなわち、ラテックスビーズ、マイ クロキャリアビーズ、メンブレン、またはフィルターなどに付着され、そして調 製物から標的化レセプターまたはリガンドを取り込むPDVに、選択的に結合する ように使用され得る。従って、方法は使用する前に所望のPDVを単離するために 提供される。 凝集、単離、再懸濁の最終的な結果として、PDVは、DNAトランスフェクション 活性を保持し、かつ慣習的に産生された脂質/DNA複合体の中に通常装填され得 るDNAの量をさらに上回るDNA濃度を含んで、得られ得る。従って、本発明のさら なる実施態様は、測定可能なトランスフェクション活性を保持し、そして少なく とも1mlあたり約10μg〜約10mg/mlの核酸を含むPDVを生成する方法である。 同様に、本発明の別の実施態様は、実質的に減少した毒性を有するPDVを産生 する方法である。この開示の目的のために、用語「実質的に減少した毒性」また は「実質的に無毒性」は、薬剤の毒性が、一般に、現存のカチオン誘導体化ポリ マー(すなわち、DEAE-デキストランなど)と比較して少なくとも約25パーセン ト、好ましくは少なくとも約50パーセント減少されるはずであることを意味する はずであり、そして最適には、少なくとも約100パーセントの減少が達成される 。 毒性はまた、試験被験体の50パーセントまでが致死である用量を決定すること により、測定され得る。一般に、記載されるPDVは、致死用量またはLD50(同様 のカチオン性脂質/ホスフェート比で形成される単離されていない安定な複合体 の致死用量の2倍)を有し、そして最適には、減少した毒性ビヒクルは、DEAE- デキストランのLD50よりも少なくとも約10倍大きい大きさのLD50を有する。 さらに、任意の種々の安定化剤が、記載されたビヒクルと組合わせて利用され 得る。種々の成分の酸化は、窒素のような不活性雰囲気下で、本発明に従って処 方物を調製することによって実質的に減少され得るが、これは幾分不便であり、 そして高価なプロセスであり、そしてそのため化学的抗酸化剤を添加することが しばしば好適である。適切な薬学的に受容可能な抗酸化剤としては、没食子酸プ ロピル、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、アスコ ルビン酸またはアスコルビン酸ナトリウム、DL-またはD-αトコフェロールおよ びDL-またはD-α-酢酸トコフェリルが挙げられる。存在する場合、抗酸化剤は、 例えば、0.1%(w/v)まで、好ましくは0.0001〜0.05%の量で、ビヒクルの組み立 ての前、間、または後のいずれかに、単独でまたはポリヌクレオチド送達ビヒク ルと組み合わせて添加され得る。 医師または患者の面から、所望されない徴候(例えば、疾患に関連する徴候、 環境または因子への感受性、正常な老化など)の任意の緩和または防止が所望さ れることが、当業者には理解される。従って、本出願の目的では、本明細書で使 用される用語「処置」、「治療的使用」、または「医学的使用」は、本発明の組 成物の任意のおよびすべての使用をいい、この組成物は、疾患の状態または徴候 を治療し、またはさもなければ、何らかの方法で、疾患または他の所望されない 徴候を防止し、妨げ、遅延させ、または逆転させる。 疾患の治療的処置に使用される場合、ポリヌクレオチド送達ビヒクル(PDV) またはその誘導体の適切な投与量は、任意のいくつかの十分に確立された方法論 によって決定され得る。例えば、動物研究は、1キログラム体重当たりの生物活 性薬剤の最大許容用量、またはMTDを決定するために通常使用される。一般的に 、試験される少なくとも1つの動物種は哺乳動物である。当業者は、ヒトを含む 他の種に対する効能および毒性の回避について用量を適切に推定する。効能のヒ ト研究が行われる前に、正常被験体における第I相臨床試験が安全用量の確立に 役 立つ。 特にインビボ使用が意図される場合、本発明の種々の生化学的成分は、好まし くは高純度であり、そして潜在的に有害な夾雑物を実質的に含まない(例えば、 少なくとも国によって定められた食品(National Food)(NF)クレード、一般 的には少なくとも分析グレード、および好ましくは少なくとも薬学的グレード) 。所定の化合物が使用前に合成されなければならないならば、このような合成ま たは続く精製は、合成または精製手順の間に使用され得る任意の潜在的に毒性の 薬剤を実質的に含まない産物を、好ましくは生じる。 さらに、PDVはまた、確立された方法により、安定性ならびに任意の種々の薬 理学的特性をインビボにおいて増強するように改変され得る(例えば、インビボ での半減期の延長、毒性のさらなる減少など)。例えば、カチオン性ポリマーに おける架橋および分枝化の程度を変化することにより、PDVの生理学的性質は変 化され得る。この変化は、経時放出(time-released)様式で体への核酸送達を 可能にするPDVを構築し得る。このような経時放出処方物は、一過性の遺伝子送 達の期間の拡張を提供するこど、またはインビボでの核酸の投与および送達の代 替手段を開業医に提供するこどにより、急性状態の処置を容易にするように意図 される。特に、本明細書中に記載されるPDVは、核酸に基づくビヒクルのパッケ ージングおよび送達のために理想的である。 PDVまたはその誘導体の診断的、治療的、または医学的使用が意図される場合 、PDVは滅菌条件下で調製および維持され得、従って微生物の夾雑を回避し得る 。PDVの比較的小さいサイズおよび固有の安定性のため、PDVを含む組成物はまた 、使用前に濾過滅菌され得る。滅菌調製および濾過滅菌の上記の方法に加えて、 抗菌剤もまた添加され得る。抗菌剤(これは、一般的に、総処方物の約3%w/v まで、好ましくは約0.5〜2.5%の量で使用され得る)には、メチルパラベン、エ チルパラベン、プロピルパラベン、ブチルパラベン、フェノール、デヒドロ酢酸 、フェニルエチルアルコール、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、チモール、チ メロサール、ジヒドロ酢酸ナトリウム、ベンジルアルコール、クレゾール、p-ク ロロ-m-クレゾール、クロロブタノール、酢酸フェニル水銀、ホウ酸フェニル水 銀、硝酸フェニル水銀、および塩化ベンジルアルコニウムが挙げられるが、これ らに 限定されない。好ましくは、抗菌添加剤は、PDVの生化学的特性を増強するか、 またはPDV活性について不活であるかのいずれかである。所定の抗菌剤がPDV活性 に対して有害であると証明し得れば、より低い程度にPDV機能をもたらす別の薬 剤に置換され得る。 有効成分としてPDVを含む組成物は、任意の多くの確立された方法によってイ ンビボで導入され得る。例えば、薬剤は吸入によって;皮下(sub-q)注射によ って、静脈内(I.V.)注射によって、腹腔内(I.P.)注射によって、または筋肉 内(I.M.)注射によって;直腸内に、局所適用薬剤(経皮パッチ、軟膏(ointme nt)、クリーム、軟膏(salve)、点眼剤など)として投与され得るか、あるい は、腫瘍または他の器官のような組織に、または内臓内もしくは周囲に、直接注 入され得る。 本発明の別の実施態様は、遺伝子治療を行うためのPDVの使用を包含する。こ のような遺伝子治療は、罹患した個体のゲノム中の遺伝子欠損を補うことを意図 し、そしてエクスビボ体細胞遺伝子治療によってもたらされ得、それによって、 宿主細胞は体から取り出され、そして欠損遺伝子を発現するように形質導入され て、宿主に再移植される。あるいは、体細胞遺伝子治療は、所望の遺伝子を有す るべクターを個体にインビボで直接注入することによって行われ得、それによっ て、遺伝子は送達され、そして宿主組織によって発現される。 上記のポリヌクレオチド送達ビヒクルは、主としてポリヌクレオチドを細胞に 提供することが意図されるが、本発明のさらなる実施態様は、ポリヌクレオチド に加えて任意の種々の適切な生物活性薬剤のパッケージングおよび送達を意図す る。例えば、目的の生物活性薬剤(例えば、任意のタンパク質、ペプチド、有機 低分子など)が正味の負の電荷を含むかまたは実質的な量の負に荷電した特徴を 含むならば、本明細書中に記載されるカチオン性ポリマーを使用して、このよう な薬剤を送達することが有用であると証明され得る。 さらに、目的の所定の薬剤がポリヌクレオチド(例えば、DNAおよび/またはR NA結合活性を有するタンパク質または他の分子)と会合し得るならば、薬剤を記 載のポリヌクレオチド送達ビヒクル中に最初に組み込むことによって、薬剤を体 に送達することが有用であると証明され得る。 所望であれば、1つ以上の安定化剤および/または可塑剤が、より高い貯蔵安 定性のために、PDV処方物に添加され得る。安定化剤および/または可塑剤とし て有用な物質としては単純炭化水素が挙げられ、これには、グルコース、ガラク トース、スクロース、またはラクトース、デキストリン、アカシア、カルボキシ ポリメチレン、およびコロイド状水酸化アルミニウムが挙げられるがこれらに限 定されない。安定化剤/可塑剤が添加される場合、これらは全調製物の約10%(w /v)、好ましくは約0.5から6.5%までの量で組み込まれ得る。 脂質処方物(例えば、エマルジョン、マイクロエマルジョン、リポソーム、ま たは送達ビヒクル)はまた、PDVを消化プロセスから顕著に保護し得る。このよ うに処方された場合、PDVはまた、生物活性薬剤の経口投与に有用であるとを証 明され得る。さらなる腸の保護が所望されるならば、腸溶解性コートされた形態 またはそうでなければ他の保護された形態で、本発明に従って固体または液体処 方物を処方することが可能である。液体処方物の場合には、これらは、中間鎖ト リグリセリドの液体混合物のような保護剤と混合され得るかまたは単に同時投与 され得るかのいずれかであり得るか、あるいはこれらは腸溶解性カプセル(例え ば、軟または硬ゼラチンの、これらはそれ自体が必用に応じてさらに腸溶解性に される)中に充填され得る。あるいは、PDVの固体または乾燥(すなわち、乾燥 させたまたは凍結乾燥させた)処方物はより可撓的に処理され得る。これらは、 錠剤を形成するために腸溶解性物質でコートされ得るか、または腸溶解性カプセ ル中に充填され得るかのいずれかである。 錠剤またはカプセル剤上の腸溶解性コーティングの厚さは、例えば、0.5〜4 ミクロンの厚さであり得るが、正確な厚さは処方の当業者によって決定される。 腸溶解性コートされた顆粒(その粒子サイズは、例えば、0.5〜2mmであり得る )は、コーティングのために錠剤中に混合されることなく、それ自体がコートさ れ得る。同様に、マイクロカプセルが腸溶解性コートされ得る。腸溶解性コーテ ィングは、経口投与可能な薬学的処方物に従来から利用される腸溶解性物質のい ずれかを含み得る。適切な腸溶解性コーティングは、例えば、「Remington's Ph armaceutical Sciences」、第15版、1614-1615頁(1975);第2版、116-117頁 、371-374頁(1976);および「Hagars Handbuch der Pharmazeutischen Praxie 」、 第4版、第7a巻(Springer Verlag 1971)、739-742頁および776-778頁から公知で ある。 適切な腸溶解性コーティング物質の例としては、セルロースアセチルフタレー ト、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート(HPMC-P)、サリチル酸ベ ンゾフェニル、セルロースアセトスクシネート、スチレンおよびマレイン酸のコ ポリマー、処方されたゼラチン(formulated gelatin)、ケラチン、ステアリン 酸、ミリスチン酸、ポリエチレングリコール、シェラック、グルテン、アクリル 酸およびメタクリル酸樹脂、ならびにマレイン酸およびフタル酸誘導体のコポリ マーが挙げられる。腸溶解性コーティング物質(単数または複数)は、ジクロロ メタン、エタノールおよび水、セルロースフタレート、またはポリビニルアセテ ートフタレートのような溶媒に溶解され得る。腸溶解性コーティングとしてHPMC -P、ポリエチレングリコール6000、またはシェラックを利用することが好ましい 。pH5.5での分解または消失(これは、ヒト幽門で遭遇される)を目的とするHPM C-Pの専売調製物は、商標HP5-5のもとで入手可能であり、そしてこれが特に好ま しい。 本明細書中で開示されるカヂオン性ポリマー、およびそれとともに産生される ポリヌクレオチド送達ビヒクルは、細胞への現在入手可能な合成カチオン性脂質 対面ポリヌクレオチド送達に対して顕著な改良を示す。なぜなら、分解反応の副 産物が実質的に非毒性であるか、または本来生体適合性であるからである。この ように、本明細書中で開示されるカチオン性ポリマーは、インビトロならびにイ ンビボでの細胞へのポリヌクレオチドの送達に有用である。 本発明の別の実施態様は、本明細書中で開示されたカチオン性基の代わりに他 の生体適合性または基を付着するための、カチオン性ポリマー分子の生体適合性 のpH感受性またはさもなければ生分解性のリンカー部分の使用である。例えば、 生物活性分予は、上記のようにポリマーに機能的に誘導体化され、そして制御さ れた放出様式において体に送達され得る。本発明に従って使用され得るタンパク 質性生物学的物質の例としては、インスリン、カルシトニン、および成長ホルモ ンのようなタンパク質ホルモン(ヒトまたは動物由来あるいは半合成または全体 が合成によって調製されるのいずれにしても)、エリスロポエチン、プラスミノ ーゲンアクチベーターおよびそれらの前駆体(例えば、tPA、ウロキナーゼ、プ ロウロキナーゼ、およびストレプトキナーゼ)、ヒトインターフェロンαを含む インターフェロン、IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、およびIL-12 を含むインターロイキン、ならびに第VIII因子を含む血液因子が挙げられるが、 これらに限定されない。 あるいは、同様の技術を使用して産生される生体適合性のアニオン性ポリマー がまた、それらの独特の利点を薬物パッケージングおよび薬物送達に提供するこ とが意図される。 以下の実施例は、本発明を説明するために提供される。当業者のレベルであれ ば、本発明の具体的に記載された特徴から実質的でない差を生じるように、上記 または以下の開示のいずれもを改変することを予測し得る。このように、以下の 実施例は、例示によって提供され、そして本発明を限定する目的のために含まれ ない。 6.0.実施例 6.1.カチオン性ポリマー結合体の作製方法 図1は、カチオン性ポリマーを生成するための方法の概要を提供する。ポリカ チオンPEHAは、より少ない、より多い、またはもっと多い分枝アミン基を含む同 様のカチオンが同等に有用であることを詳細に示すが、これは意図される。図1 に示される連結基は、アミド結合によりPEHAモノマーを架橋するジカルボキシル 酸である。 図2は、遺伝子送達のためのカチオン性ポリマーを構築するためにもまた使用 され得る、様々な他のカチオン性基、架橋剤、官能基、および分枝架橋剤の一部 分を記述する。特に、別の生体アミンを示す。さらに、ホモ官能性架橋剤(イミ ノチオールアン(iminothiolane)、ジチオビス(スクシンイミジルプロピオネ ート)、およびジスクシンイミジルタルタレート)を示す。N-BOC-グルタミン酸 分子を、さらなる官能基がカチオン性ポリマー(アミノ酸上のカルボキシル酸基 を用いて)に取り込まれ得る方法の一例として提供し、そして分枝架橋剤として の、クエン酸およびエチレンジアミン四酢酸(EDTA)の使用もまた示す。6.1.1 .試薬 試薬グレードPEHAを、Aldrich chemicalsから得、そして分析は、分子が、提 供された場合に、種々のより短いおよびより長い合成産物と混合された約80パー セントの全長産物であることを示した。インビボでの使用が意図される場合、全 ての試薬は、可能な限りの最高の純度、および好ましくは薬学的グレードまたは それ以上のグレードの試薬である。 6.1.2 .カチオン性ポリマーの産生 PEHAを過剰のリンカーにゆっくり添加することにより、架橋剤を使用してPEHA をポリマー化する(ほぼ室温で、室内で撹拌しながら)。反応の間、生成ポリマ ーを溶液から沈殿し、生成物の単離を容易にし得る。あるいは、試薬の相対濃度 を逆転させ得る。ポリマー化反応の持続時間または反応条件を変化させることに より、当業者は広範な平均分子量を有するポリマーを生成し得る。特定の条件下 で、約100,000〜約400,000ダルトンの間の平均分子量を有するPEHAポリマーを産 生する。 6.2.安定な送達ビヒクルを作製する方法 6.2.1.DNA /カチオン性ポリマー複合体を形成させるためのプロトコル PEHAポリマーを、適切な緩衝液(例えば、150mM NaCl;50mM NaCl;10mM NaCl;0 .2Mデキストロース;50mM NaCl,0.2Mデキストロース;または150mM NaCl,0.2M デキストロース)中で、約450μgのポリマー/ml、または約4mg/mlまでの濃度 で水和した。DNA(SSV9-pMD-AP)を、約1:1から約20:1までの間のカチオン /DNAホスフェートの比でPEHAポリマーに添加し、そして約10〜30分間インキュ ベートした。代表的には、複合体形成の間に存在する塩の濃度および型は、意図 する複合体の使用(すなわち、インビトロ対インビボ)に依存して変化する。 得られたカチオン/DNA複合体を、約300μl中約60μgのDNAを含む組成物とし て、直接的に細胞に与えるかまたはマウス尾静脈内に注射する(I.V.)かのいず れかで与えた。 6.2.2.アルコールエパポレーションによるDNA/カチオン性脂質複合 体を形成させるためのプロトコル 適量のリポフェクタミン(DOSPA)を、乾燥状態までエバポレートし、約40% エタノール/250mMグルコース/25mM NaCl(例えば、提供するのに十分なDOSPA :DNAヌクレオチド比(mol/mol)は、約0.6)に溶解した。DOPEを、約62:38のD OPE:DOSPAの最終mol/mol比を与えるまで添加した。 DNA溶液を、40パーセントエタノール/250mMグルコース/25mM NaCl中1.2mg/m lの濃度まで調製した。次いで等量のDNAを脂質溶液に添加し、約0.63mg/mlの最 終DNA濃度および約0.6の最終DOSPA/DNAヌクレオチド比を得た。エタノール/水 溶液を、ローターエバポレーションにより除去し、DNA/カチオン複合体の薄い 乾燥膜を得た。次いで、膜を水で水和し、PDVの安定な溶液を得た。図5は、PDV を使用して得たインビボでの発現データを示し、そして、とりわけ、NaClの存在 下または非存在下で調製されたPDVを使用して得られた結果を比較する。 TACをDOSPAの代わりに使用する場合、TACを、約75:25のTAC:DOPE(mol/mol )比で使用し、複合体生成緩衝液は、好ましくは約6のpHを有し、そして複合体 生成反応は、好ましくはだいたい室温にて行う。 6.3.粒子サイズ分析 粒子サイズ分析を、LeedsおよびNorthropのレーザー動的光散乱装置を使用し て行った。カチオン性ポリマー(水中)の特徴付けは、粒子が直径において約20 0nmの平均サイズを有して形成されることを示した。NaCl(150mM)の添加は、平均 サイズを約1,000nmに増加した。DNAの添加は、粒子の平均サイズを約400nmに減 少した。 アルコールエバポレーション方法を使用して調製したPDVは、代表的に200nm未 満の平均直径を有し、そして100nm未満の平均直径の粒子を形成するように押し 出して形成され得る。特に、TACを使用して調製されたPDVは、約40〜約100nmの 間の平均粒子サイズを形成するように突出され得る。 6.4.PDV での細胞トランスフェクション PDVを、基本的に6.2節に記載する(150mM NaCl)ように形成し、そして0.5ml の無血清培地中で培養した約105個のNIH 3T3細胞に添加した。PDV(約10μgのDN A)を添加した後、細胞を約4時間インキュベートした。続いて細胞をアルカリ ホスファターゼ免疫捕獲アッセイにより、レポーター遺伝子の発現についてアッ セイした。これらの研究は、PDVが、インビトロでの遺伝子送達に有用であるこ とを明らかにした。 6.5.インビボでのポリヌクレオチド送達ビヒクルの使用 基本的に6.2節に記載するように形成したPDVを、以下のようにマウスに注射し た。約60μgのDNAを含むPDVを、約500μlの正味の容量でマウス尾静脈に注射し た。マウス組織サンプルを、PDV投与の48時間後に収集し、そして約100mg/mlの 正味の濃度で緩衝液中でホモジナイズした。ホモジネートを、30分間65℃にて加 熱し、内因性アルカリホスファターゼを不活化し、そして、続いて添加された抗 ヒト胎盤アルカリホスファターゼポリクローナル抗体に結合する二次抗体を、96 ウェルプレートに吸収させることを含む免疫捕獲アッセイを使用して分析した。 0.2mlのホモジネートを各ウェルに添加し、そして4℃で一晩インキュベートす ることを可能にした。ウェルを洗浄し、さらなる200μlのアリコートをウェルに 添加し、そして2時間インキュベートしてシグナルを増加させ、ウェルを再度洗 浄し、そしてアルカリホスファターゼ基質を添加した。次いでプレートを、各ウ ェルのVmax、を測定し得る分子デバイスプレートリーダーを使用して読み取った 。VmaxをAPのミリユニットに変換し、そしてデータを、アルカリホスファターゼ (AP)の20ミリユニット〜0.1ミリユニットまでの範囲の標準曲線を使用して、1 00mgの組織に対して標準化した。 おそらく、PDVの比較的大きいサイズのために、心肺組織は、界面活性透析方 法により形成されるPDVにより送達される遺伝子を最も良好に発現し、そして記 載されるように送達される傾向にある。PDVのサイズを変化させることにより(P DVを構築するために使用したカチオン性ポリマーの平均サイズを制御することに より)、発現の程度および場所を、対応して変化させ得る。 PDV組成物は固有に生体適合性であるか、または減少した毒性を有するように 処方されているので、PDVで注射された動物は、インビボ研究において、存在す る場合は、明らかな毒性の徴候をほとんど示さない。 より小さいPDVを使用した場合(アルコールエバポレーション方法により産生 される)に観察されるインビボ発現量の結果を図5に示す。図5は、PDVが心臓 、肺、筋肉、脾臓、および肝臓に遺伝子を効率的に送達し得ることを示す。 上記の明細書に記載の全ての刊行物および特許は、本明細書中に参考として援 用される。本発明の記載された方法およびシステムの種々の改変および変更は、 本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者に明白である。本発明は、 特定の好ましい実施態様に関連して記載されているが、請求する場合、本発明が このような特定の実施態様に過度に限定されるべきでないことが理解されるはず である。実際、分子生物学の分野または関連の分野における当業者に明らかであ る、本発明を実施するための上記の方法の様々な改変が、以下の請求の範囲内に あることが意図される。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C12N 15/09 C12N 15/00 A

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 以下の一般構造: ...(R-X-R)n... を有するカチオン性ポリマーであって、 ここで、Rは核酸を結合可能なカチオン性基であり、Xは生体耐容性の共有結 合の架橋分子、およびnは約10から10,000までの間の数である、カチオン性ポリ マー。 2. 前記Rが多価アミンである、請求項1に記載のカチオン性ポリマー。 3. 前記多価アミンがペンタエチレンヘキサミンである、請求項3に記載のカ チオン性ポリマー。 4. 以下の一般構造: (...(X-Rx-X-Ry-X)...) を有するカチオン性ヘテロポリマーであって、 ここで、Rxは、核酸と相互作用し得るカチオン性基であり;Ryは、核酸とまた 相互作用し得るRx以外の多数の任意のカチオン性基であり;およびXは、生体耐 容性の架橋分子である、カチオン性ヘテロポリマー。 5. RxまたはRyの少なくとも1つがペンタエチレンヘキサミンである、請求項 4に記載のカチオン性ヘテロポリマー。 6. 以下の一般構造: (R1,R2)N-C(O)O-Y を有するカチオン性脂質であって、 ここで、R1およびR2は、H,C1〜C6アルキル、アルケニル、またはアルキニル 、一価アミンまたは多価アミンからなる群から導かれ;ならびにYは、コレステ ロ ールまたはコレステロール誘導体である、カチオン性脂質。 7. 前記R1およびR2が一価アミンである、請求項6に記載のカチオン性脂質。 8. 前記一価アミンがエチルアミンである、請求項7に記載のカチオン性脂質 。 9. ポリヌクレオチド送達ビヒクルを作製する方法であって、以下の工程: a) カチオン性ポリマーおよび/またはカチオン性脂質を、界面活性剤の存 在下でポリヌクレオチドと複合体化する工程; b) 界面活性剤を除去し、それにより安定なポリヌクレオチド送達ビヒクル が生成される工程、 を包含する、方法。 10. 前記除去が透析による、請求項9に記載の方法。 11. ポリヌクレオチド送達ビヒクルを作製する方法であって、以下の工程: a) DNAをBヘリックスとして実質的に維持する緩衝液中で、該DNAをカチオ ン性ポリマーおよび/またはカチオン性脂質と複合体化する工程; b) 複合体化DNAから該緩衝液を除去する工程;および c) 水性溶液を該複合体化DNAに添加する;これによりポリヌクレオチド送 達ビヒクルが形成される、工程、 を包含する、方法。 12. 前記緩衝液が、約10パーセントと約80パーセントとの間のアルコールを 含む、請求項11に記載の方法。 13. 前記アルコールがエタノールである、請求項12に記載の方法。 14. 前記カチオン性脂質が請求項6のカチオン性脂質である、請求項11に 記載の方法。 15. 請求項9〜14のいずれか1つに記載される方法により生成される、ポ リヌクレオチド送達ビヒクル。
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