JP2003265171A - Gene dry powder and method for preparing the same and apparatus for preparing gene dry powder - Google Patents

Gene dry powder and method for preparing the same and apparatus for preparing gene dry powder

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JP2003265171A
JP2003265171A JP2002071591A JP2002071591A JP2003265171A JP 2003265171 A JP2003265171 A JP 2003265171A JP 2002071591 A JP2002071591 A JP 2002071591A JP 2002071591 A JP2002071591 A JP 2002071591A JP 2003265171 A JP2003265171 A JP 2003265171A
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gene
dry powder
carbon dioxide
column
auxiliary solvent
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JP2002071591A
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Japanese (ja)
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Kazumi Danjo
和美 檀上
Koichi Okamoto
浩一 岡本
Seigo Sato
征吾 佐藤
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Koike Chemical Co Ltd
Original Assignee
Koike Chemical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide gene dry powder which has high stability and high gene expression efficiency, to provide a method for preparing the same, and to provide an apparatus for preparing the gene dry powder. <P>SOLUTION: This method for preparing the gene dry powder comprises simultaneously charging carbon dioxide and an auxiliary solvent such as ethanol into a carbon dioxide/auxiliary solvent mixing column to obtain the supercritical carbon dioxide/ auxiliary solvent mixture liquid in the column, supplying the supercritical carbon dioxide/auxiliary solvent mixture liquid from the carbon dioxide/auxiliary solvent mixing column to a fine particle-producing column in a supercritical state, simultaneously supplying water from a water-supplying source to the fine particle-producing column, stabilizing the preparation apparatus, injecting and pouring a gene solution containing the complexes of plasmid genes with a polycation such as chitosan and an excipient such as mannitol from a gene solution injection port into the carbon dioxide/auxiliary solvent mixture liquid, thereby extracting water contained in the gene solution with the carbon dioxide/auxiliary solvent mixture liquid, and accumulating the left plasmid gene-polycation complex and the excipient in the fine particle-producing column as the dry powder. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】本発明は肺局所疾患の遺伝子
治療において肺内への遺伝子直接投与に用いる遺伝子ド
ライパウダー及びその調製方法並びに遺伝子ドライパウ
ダーの調製装置にに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gene dry powder used for gene direct administration into the lung in gene therapy for local pulmonary diseases, a method for preparing the same, and an apparatus for preparing the gene dry powder.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまでに行われている遺伝子治療に
は、患者のリンパ球や骨髄細胞などをいったん体外に取
り出してそこに含まれる遺伝子をクローン化し、患者の
体内に戻す間接法と患者の病変組織へクローンを直接投
与する直接法がある。このうち、直接法が主流となりつ
つある。直接法による遺伝子投与は、臨床試験、基礎試
験を問わず、ほとんどが遺伝子を含む溶液の静脈内投与
によって行われている。肺局所疾患の遺伝子治療を目的
とする場合、静脈内に投与された遺伝子は肝臓等の他の
臓器を経て肺に送られるのでその分肺への送達効率は低
くなる。また、血液中の酵素により遺伝子が分解され、
その分肺への送達効率は低くなる。肺内への遺伝子の直
接投与は、遺伝子を含む溶液の肺内への直接投与、ネブ
ライザーによる肺内への投与により行われる。遺伝子を
含む溶液の肺内への直接投与は患者に負担となる。ま
た、ネブライザーで遺伝子を含む溶液を微粒子化した場
合、超音波エネルギーにより遺伝子が分解する。
2. Description of the Related Art The gene therapy that has been performed so far includes an indirect method in which a patient's lymphocytes and bone marrow cells are once taken out of the body, a gene contained therein is cloned, and the gene is returned to the patient's body. There is a direct method of administering the clone directly to the diseased tissue. Of these, the direct method is becoming mainstream. In most cases, gene administration by the direct method is performed by intravenous administration of a solution containing the gene regardless of whether it is a clinical test or a basic test. In the case of gene therapy for local pulmonary diseases, genes administered intravenously are delivered to the lungs via other organs such as the liver, so that the efficiency of delivery to the lungs decreases accordingly. In addition, genes are decomposed by enzymes in the blood,
Therefore, the delivery efficiency to the lung becomes lower. The direct administration of the gene into the lung is performed by directly administering the solution containing the gene into the lung or administering it into the lung using a nebulizer. Direct administration of a solution containing the gene into the lungs imposes a burden on the patient. When the solution containing the gene is made into fine particles with a nebulizer, the gene is decomposed by ultrasonic energy.

【0003】近年、遺伝子を効率よく生体内の目的とす
る細胞に送るため、さまざまな研究が行われている。鼻
腔から肺胞にかけての呼吸器系は、遺伝子を直接肺内に
送ることが可能であるため、肺内への遺伝子の直接投与
は、肺癌、肺繊維症、抗原誘発性気道過敏症といった、
肺局所疾患の治療に有効であるとされている。
In recent years, various studies have been conducted in order to efficiently deliver a gene to a target cell in a living body. Since the respiratory system from the nasal cavity to the alveoli can deliver the gene directly into the lung, direct administration of the gene into the lung causes lung cancer, pulmonary fibrosis, antigen-induced airway hyperreactivity, etc.
It is said to be effective for treating local lung diseases.

【0004】遺伝子治療の成功の鍵は遺伝子をいかにし
て体内の目的とする細胞中に送るかにかかっている。こ
れまでのところ、遺伝子発現効率が高いのは、ウイルス
性ベクターであるとされているが、ウイルス性ベクター
の場合安全性が十分に確保されていない。そこで、ウイ
ルス感染の恐れのない非ウイルス性ベクターを用いて、
遺伝子発現効率を高める研究が進められている。非ウイ
ルス性ベクターのうちカチオン性ポリマーは遺伝子と複
合体を形成する能力を有し、有用な非ウイルス性ベクタ
ーとして注目を集め始め、キトサンやポリリジン、ポリ
エチレンイミンがカチオン性リポソームやカチオン性マ
イクロスフェアーとともに遺伝子送達システムとして研
究されている。
The key to successful gene therapy depends on how genes are delivered into the cells of interest in the body. So far, it is said that it is a viral vector that has a high gene expression efficiency, but in the case of a viral vector, the safety is not sufficiently ensured. Therefore, using a non-viral vector that has no risk of viral infection,
Studies are underway to improve gene expression efficiency. Among non-viral vectors, cationic polymers have the ability to form a complex with genes, and have begun to attract attention as useful non-viral vectors. Chitosan, polylysine, and polyethyleneimine are used as cationic liposomes and cationic microspheres. Is being studied as a gene delivery system.

【0005】また、肺への遺伝子投与の投与システムと
して有望と考えられるシステムにドライパウダーを肺内
に投与するシステムがある。超臨界抽出技術を応用する
ことで吸入や無針注射に適した粒径のドライパウダーの
調製が可能になった。これまでに超臨界二酸化炭素を用
いたラクトース、ステロイド、タンパク質パウダー、生
体分解性マイクロスフェア、リポソームなどの調製が行
われている。
[0005] Further, there is a system for administering dry powder into the lung, which is considered as a promising system for gene administration into the lung. By applying the supercritical extraction technology, it became possible to prepare dry powder with a particle size suitable for inhalation and needle-free injection. So far, preparations of lactose, steroids, protein powders, biodegradable microspheres, liposomes and the like using supercritical carbon dioxide have been performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は高い安
定性を有し、且つ遺伝子発現効率の高い遺伝子ドライパ
ウダー及びその調製方法並びに遺伝子ドライパウダーの
調製装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a gene dry powder having high stability and high gene expression efficiency, a method for preparing the same, and an apparatus for preparing the gene dry powder.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、遺伝子ドライパウダーに関する課題を解決するもの
で、プラスミド遺伝子とカチオン性ベクターの複合体を
含み、賦形剤を前記複合体の担体として含むドライパウ
ダーを要旨とする。
The invention according to claim 1 solves the problem relating to a gene dry powder, which comprises a complex of a plasmid gene and a cationic vector, and an excipient as a carrier of the complex. The dry powder included as

【0008】本発明に係る遺伝子ドライパウダーにおい
て、プラスミド遺伝子がプロモーターとしてCMV(サ
イトメガロウイルスがもつ遺伝子発現プロモーター)が
組み込まれたpCMV−Lucを用いることができる。
プロモーターCMVが組み込まれたプラスミド遺伝子を
使用した場合形質導入が起こり形質発現効果が奏せられ
る。本発明においてはpCMV−Lucに限定されるこ
となくどのようなプラスミドも適用可能である。尚、p
CMV−Luc自体には薬効はないので、実用化の場
合、肺局所疾患の治療目的の遺伝子を用いることが必要
である。
In the gene dry powder according to the present invention, pCMV-Luc in which CMV (gene expression promoter of cytomegalovirus) is incorporated as a promoter of a plasmid gene can be used.
When a plasmid gene in which the promoter CMV is incorporated is used, transduction occurs and a phenotypic effect is exhibited. In the present invention, any plasmid is applicable without being limited to pCMV-Luc. In addition, p
Since CMV-Luc itself has no medicinal effect, it is necessary to use a gene for the purpose of treating local lung disease in the case of practical application.

【0009】また本発明に係る遺伝子ドライパウダーに
おいて、カチオン性ベクターとしてキトサンを用いるこ
とができる。キトサンはドライパウダーの調製過程にお
けるプラスミド遺伝子の分解を抑制し、且つ形質導入効
率を高める。また、ドライパウダーの調製時のプラスミ
ド遺伝子とカチオン性ベクターの複合体の回収率も向上
する。
Further, in the gene dry powder according to the present invention, chitosan can be used as a cationic vector. Chitosan suppresses the degradation of the plasmid gene in the dry powder preparation process and enhances the transduction efficiency. Further, the recovery rate of the complex of the plasmid gene and the cationic vector at the time of preparing the dry powder is also improved.

【0010】また本発明に係る遺伝子ドライパウダーは
高い安定性と高い遺伝子導入効率を有するのみならず、
高い遺伝子発現効率を有し且つ作用が長時間持続する優
れた遺伝子送達作用を奏する。
The gene dry powder according to the present invention not only has high stability and high gene transfer efficiency,
It has a high gene expression efficiency and exhibits an excellent gene delivery action in which the action lasts for a long time.

【0011】本発明に係る遺伝子ドライパウダーにおい
て、プラスミド遺伝子としてプロモーターとしてCMV
が組み込まれたpCMV−Lucを用い、カチオン性ベ
クターとしてキトサンを用い、キトサン中の窒素の塩基
対プラスミド遺伝子中の燐のモル比が5とするとき、肺
内のルシフェラーゼ活性は最大となり、最も遺伝子導入
効率が高くなる。
In the dry gene powder according to the present invention, CMV is used as a promoter as a plasmid gene.
When pCMV-Luc in which is incorporated and chitosan is used as the cationic vector, and the molar ratio of nitrogen in chitosan to phosphorus in the plasmid gene is 5, the luciferase activity in the lung becomes maximum and the most gene The introduction efficiency is high.

【0012】本発明に係る遺伝子ドライパウダーにおい
て、賦形剤として代表的なマンニトールを適用すること
ができるがその他に一般に医薬品に用いられる乳糖など
の糖類、澱粉、セルロース系高分子(ヒドロキシセルロ
ース、ヒドロキシプロピルセルロース等)の一般的に医
薬品添加物として用いられている賦形剤を適用すること
ができる。
In the gene dry powder according to the present invention, typical mannitol can be applied as an excipient, but in addition, sugars such as lactose commonly used in pharmaceuticals, starch, and cellulosic polymers (hydroxycellulose, hydroxy). Excipients generally used as pharmaceutical additives such as propyl cellulose) can be applied.

【0013】請求項6に記載の発明は、本発明の遺伝子
ドライパウダーの調製方法に関する課題を解決するもの
で、超臨界二酸化炭素にエタノール等の補助溶媒を加え
て超臨界二酸化炭素/補助溶媒混合流体を作製し、この
混合流体を微粒子生成カラム内に流入させると共に前記
微粒子生成カラム内に水を流入させ、超臨界二酸化炭素
/補助溶媒混合流体と水の微粒子生成カラム内への注入
を継続させて所定時間が経過した後、所定時間微粒子生
成カラム内への超臨界二酸化炭素、水及び補助溶媒の供
給を継続しながらプラスミド遺伝子とカチオン性ベクタ
ーの複合体を含むマンニトール等の賦形剤の水溶液を微
粒子生成カラム内に注入し、同時に微粒子生成カラム内
に注入したプラスミド遺伝子とカチオン性ベクターの複
合体を含む賦形剤の水溶液に含まれる水を超臨界二酸化
炭素により抽出し、賦形剤に担持されたプラスミド遺伝
子とカチオン性ベクターの複合体を得ることを特徴とす
る遺伝子ドライパウダーの調製方法を要旨とする。
The invention according to claim 6 solves the problem relating to the method for preparing a gene dry powder of the present invention, wherein a supercritical carbon dioxide / auxiliary solvent mixture is prepared by adding an auxiliary solvent such as ethanol to supercritical carbon dioxide. A fluid is produced, and the mixed fluid is caused to flow into the fine particle generation column and water is caused to flow into the fine particle generation column to continue injection of the supercritical carbon dioxide / co-solvent mixed fluid and water into the fine particle generation column. After a predetermined time has passed, an aqueous solution of an excipient such as mannitol containing a complex of a plasmid gene and a cationic vector while continuing to supply supercritical carbon dioxide, water and a co-solvent into the particle generation column for a predetermined time. Excipient containing a complex of a plasmid gene and a cationic vector, which was injected into the particle generation column and simultaneously injected into the particle generation column The water contained in the aqueous solution was extracted with supercritical carbon dioxide, it is summarized as method for preparing a gene dry powder, characterized in that to obtain a complex of plasmid genes and cationic vectors carried in the vehicle.

【0014】本発明に係る遺伝子ドライパウダーの調製
方法において、プラスミド遺伝子としてプロモーターと
してCMVが組み込まれたpCMV−Lucを用いるこ
とができる。プロモーターCMVが組み込まれたプラス
ミド遺伝子を使用した場合形質導入が起こり形質発現効
果が奏せられる。尚、pCMV−Luc自体には薬効は
ないので、実用化の場合、肺局所疾患の治療目的の遺伝
子を用いることが必要である。
In the method for preparing a gene dry powder according to the present invention, pCMV-Luc having CMV incorporated as a promoter as a plasmid gene can be used. When a plasmid gene in which the promoter CMV is incorporated is used, transduction occurs and a phenotypic effect is exhibited. Since pCMV-Luc itself has no medicinal effect, it is necessary to use a gene for the purpose of treating local lung disease in the case of practical application.

【0015】また、本発明に係るドライパウダーの調製
方法において、カチオン性ベクターとしてキトサンを用
いることができる。キトサンはドライパウダーの調製過
程におけるプラスミド遺伝子の分解を抑制し、且つ形質
導入効率を高める。またドライパウダーの調製時のプラ
スミド遺伝子とカチオン性ベクターの複合体の回収率も
向上する。
In the dry powder preparation method according to the present invention, chitosan can be used as a cationic vector. Chitosan suppresses the degradation of the plasmid gene in the dry powder preparation process and enhances the transduction efficiency. Further, the recovery rate of the complex of the plasmid gene and the cationic vector at the time of preparing the dry powder is also improved.

【0016】本発明に係るドライパウダーの調製方法に
おいて、プロモーターとしてCMVが組み込まれたpC
MV−Lucを用い、カチオン性ベクターとしてキトサ
ンを用い、キトサン中の窒素の塩基対プラスミド遺伝子
中の燐のモル比が5となるようにプラスミドと遺伝子カ
チオン性ベクターの複合体を含むマンニトール等の賦形
剤の水溶液を用いる。これによりキトサン中の窒素の塩
基対プラスミド遺伝子中の燐のモル比を5とするとき、
肺内のルシフェラーゼ活性は最大となり、最も遺伝子導
入効率が高くなる。
In the method for preparing dry powder according to the present invention, pC in which CMV is incorporated as a promoter is used.
MV-Luc was used, chitosan was used as the cationic vector, and mannitol and the like containing a complex of the plasmid and the gene-cationic vector were adjusted so that the molar ratio of nitrogen in the chitosan to phosphorus in the plasmid gene was 5. An aqueous solution of the excipient is used. Thus, when the molar ratio of nitrogen in chitosan to phosphorus in the plasmid gene is 5,
The luciferase activity in the lung is maximized and the gene transfer efficiency is highest.

【0017】本発明に係る遺伝子ドライパウダーの調製
方法において、微粒子生成カラムとしてV字型ノズルを
備える微粒子生成カラムを用いるとき、V字型ノズルの
先端において二酸化炭素/エタノール混合流体と水をぶ
つかり合わせて混合させ分散するのを促進させることが
できる。
In the method for preparing a gene dry powder according to the present invention, when a fine particle production column having a V-shaped nozzle is used as the fine particle production column, a carbon dioxide / ethanol mixed fluid and water are collided at the tip of the V-shaped nozzle. To promote mixing and dispersion.

【0018】請求項11に記載の発明は本発明の遺伝子
ドライパウダーの調製装置に関する課題を解決するもの
で、二酸化炭素ボンベ、補助溶媒供給源、水供給源及び
微粒子生成カラムを備え、二酸化炭素ボンベ及び補助溶
媒供給源はそれぞれポンプを介して二酸化炭素/補助溶
媒混合カラムに接続され、前記二酸化炭素/補助溶媒混
合カラムは微粒子生成カラムに接続され、水供給源は遺
伝子溶液注入口及びポンプを介して微粒子生成カラムに
接続され、前記微粒子生成カラムは圧力調整弁を介して
外気に接続され、前記二酸化炭素/補助溶媒混合カラム
及び微粒子生成カラムは恒温槽内に設けられており、二
酸化炭素/補助溶媒混合カラム及び微粒子生成カラム内
の温度と圧力は恒温槽及び全自動圧力調整弁で調節さ
れ、二酸化炭素が超臨界状態に維持されるように構成さ
れていることを特徴とする遺伝子ドライパウダーの調製
装置を要旨とする。
An eleventh aspect of the present invention solves the problem relating to the gene dry powder preparation device of the present invention, and comprises a carbon dioxide cylinder, an auxiliary solvent supply source, a water supply source, and a fine particle generation column. And the auxiliary solvent source are respectively connected to a carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column via a pump, the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column is connected to a particle generation column, and the water source is via a gene solution inlet and a pump. Is connected to the outside through a pressure control valve, and the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column and the particle generation column are provided in a thermostatic chamber. The temperature and pressure in the solvent mixing column and the fine particle generation column are adjusted by the thermostatic chamber and the fully automatic pressure control valve, and the carbon dioxide exceeds It is summarized as apparatus for preparing a gene dry powder, characterized in that is configured to be maintained to the field conditions.

【0019】本発明の遺伝子ドライパウダーの調製装置
において、微粒子生成カラムはV字型ノズルを備えるの
が望ましい。その場合V字型ノズルの先端において二酸
化炭素/エタノール混合流体と水をぶつかり合わせて混
合させ分散するのを促進させることができる。
In the apparatus for preparing gene dry powder of the present invention, it is desirable that the fine particle production column has a V-shaped nozzle. In that case, the carbon dioxide / ethanol mixed fluid and water can be collided at the tip of the V-shaped nozzle to promote mixing and dispersion.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明に係る遺伝子ドライパウダ
ーは、プラスミド遺伝子とカチオン性ベクターの複合体
を含み、賦形剤を前記複合体の担体として含むドライパ
ウダーを要旨とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The dry powder of a gene according to the present invention is a dry powder containing a complex of a plasmid gene and a cationic vector, and an excipient as a carrier of the complex.

【0021】本発明において、プラスミド遺伝子として
代表的にpCMV−Luc(サイトメガロウイルスがも
つ遺伝子発現プロモーターが組み込まれたプラスミド遺
伝子)を適用し得るが、理論的にはその他のどのような
プラスミド遺伝子も適用可能である。これは遺伝子キャ
リアーにウイルスではなくカチオン性ポリマーを使って
いるためである。遺伝子キャリアーとしてウイルスを使
用するとき、そのサイズによりプラスミド遺伝子の大き
さにより制限があるが、カチオン性ポリマーは静電的に
遺伝子と複合体を形成するので、プラスミド遺伝子の大
きさの制限はない。またpCMV−Luc自体には薬効
はない。pCMV−Lucは遺伝子が肺組織に取り込ま
れ、蛋白質(この場合、ルシフェラーゼ)を発現するか
どうかを確認するためのレポーター遺伝子である。実用
化の場合肺局所疾患の治療目的の遺伝子を用いることが
必要である。
In the present invention, pCMV-Luc (a plasmid gene into which a gene expression promoter possessed by cytomegalovirus is incorporated) can be applied as a typical plasmid gene, but theoretically any other plasmid gene can be applied. Applicable. This is because the gene carrier uses a cationic polymer rather than a virus. When a virus is used as a gene carrier, the size of the plasmid gene limits its size, but since the cationic polymer electrostatically forms a complex with the gene, the size of the plasmid gene is not limited. Further, pCMV-Luc itself has no medicinal effect. pCMV-Luc is a reporter gene for confirming whether the gene is taken up by lung tissue and expresses a protein (luciferase in this case). In the case of practical application, it is necessary to use a gene for the purpose of treating local lung disease.

【0022】本発明において、カチオン性ポリマーとし
て代表的にキトサンを適用し得るがその他に一般に検討
されているポリリジン、ポリエチレンイミン等も適用可
能である。
In the present invention, chitosan can be typically used as the cationic polymer, but polylysine, polyethyleneimine, etc., which are generally studied, can also be applied.

【0023】本発明において賦形剤として代表的にマン
ニトールを適用することができるがその他に一般に医薬
品に用いられる乳糖などの糖類、澱粉、セルロース系高
分子(ヒドロキシセルロース、ヒドロキシプロピルセル
ロース等)の一般的に医薬品添加物として用いられてい
る賦形剤を適用することができる。
In the present invention, mannitol can be typically applied as an excipient, but in addition, saccharides such as lactose generally used in pharmaceuticals, starch, and cellulosic polymers (hydroxycellulose, hydroxypropylcellulose, etc.) are generally used. Excipients conventionally used as pharmaceutical additives can be applied.

【0024】次に本発明の遺伝子ドライパウダーの調製
方法について説明する。
Next, a method for preparing the gene dry powder of the present invention will be described.

【0025】超臨界二酸化炭素にエタノール等の補助溶
媒を加えて超臨界二酸化炭素/補助溶媒混合流体を作製
し、この混合流体を微粒子生成カラム内に流入させると
共に前記微粒子生成カラム内に水を流入させ、超臨界二
酸化炭素/補助溶媒混合流体と水の微粒子生成カラム内
への注入を継続させて所定時間が経過した後、所定時間
微粒子生成カラム内への超臨界二酸化炭素、水及び補助
溶媒の供給を継続しながらプラスミド遺伝子とカチオン
性ベクターの複合体を含む賦形剤の水溶液を微粒子生成
カラム内に注入し、同時に微粒子生成カラム内に注入し
たプラスミド遺伝子とカチオン性ベクターの複合体を含
む賦形剤の水溶液に含まれる水を超臨界二酸化炭素によ
り抽出し、賦形剤に担持されたプラスミド遺伝子とカチ
オン性ベクターの複合体を得る。
A supercritical carbon dioxide / auxiliary solvent mixed fluid is prepared by adding an auxiliary solvent such as ethanol to supercritical carbon dioxide, and the mixed fluid is caused to flow into the fine particle generation column and water is caused to flow into the fine particle generation column. Then, after the supercritical carbon dioxide / co-solvent mixed fluid and water are continuously injected into the fine particle generation column and a predetermined time has passed, the supercritical carbon dioxide, water and co-solvent in the fine particle generation column are maintained for a predetermined time. While continuing the supply, an aqueous solution of an excipient containing the complex of the plasmid gene and the cationic vector was injected into the particle generation column, and at the same time, the excipient containing the complex of the plasmid gene and the cationic vector injected into the particle generation column was injected. The water contained in the aqueous solution of the excipient is extracted with supercritical carbon dioxide, and the plasmid gene and the cationic vector carried on the excipient are extracted. Get coalescence.

【0026】本発明に係る遺伝子ドライパウダーの調製
方法において、プラスミド遺伝子として代表的にプロモ
ーターとしてCMVが組み込まれたpCMV−Lucを
用いることができる。しかし、本発明においてはpCM
V−Lucに限定されることなくその他のどのようなプ
ラスミド遺伝子も適用可能である。プロモーターCMV
が組み込まれたプラスミド遺伝子を使用した場合形質導
入が起こり形質発現効果が奏せられる。
In the method for preparing a gene dry powder according to the present invention, pCMV-Luc having CMV incorporated as a promoter can be typically used as a plasmid gene. However, in the present invention, pCM
Any other plasmid gene is applicable without being limited to V-Luc. Promoter CMV
When a plasmid gene into which is incorporated is used, transduction occurs and a trait expression effect is exhibited.

【0027】尚、pCMV−Luc自体には薬効はない
ので、実用化の場合、肺局所疾患の治療目的の遺伝子を
用いることが必要である。
Since pCMV-Luc itself has no medicinal effect, it is necessary to use a gene for the purpose of treating local pulmonary disease in the case of practical use.

【0028】また、本発明に係るドライパウダーの調製
方法において、カチオン性ベクターとしてキトサンを用
いることができる。キトサンはドライパウダーの調製過
程におけるプラスミド遺伝子の分解を抑制し、且つ形質
導入効率を高める。またドライパウダーの調製時のプラ
スミド遺伝子とカチオン性ベクターの複合体の回収率も
向上する。本発明においてはカチオン性ベクターとして
キトサンに限定されることなく、その他に一般に検討さ
れているポリリジン、ポリエチレンイミン等も適用可能
である。
Further, in the method for preparing dry powder according to the present invention, chitosan can be used as a cationic vector. Chitosan suppresses the degradation of the plasmid gene in the dry powder preparation process and enhances the transduction efficiency. Further, the recovery rate of the complex of the plasmid gene and the cationic vector at the time of preparing the dry powder is also improved. In the present invention, the cationic vector is not limited to chitosan, and polylysine, polyethyleneimine and the like which are generally studied are also applicable.

【0029】本発明に係る遺伝子ドライパウダーの調製
方法において、プラスミド遺伝子としてプロモーターと
してCMVが組み込まれたpCMV−Lucを用い、カ
チオン性ベクターとしてキトサンを用い、キトサン中の
窒素の塩基対プラスミド遺伝子中の燐のモル比が5とな
るようにプラスミド遺伝子とカチオン性ベクターの複合
体を含む賦形剤の水溶液を用いることが好ましい。キト
サン中の窒素の塩基対プラスミド遺伝子中の燐のモル比
を5とするとき、肺内のルシフェラーゼ活性は最大とな
り、最も遺伝子導入効率が高くなる。
In the method for preparing a gene dry powder according to the present invention, pCMV-Luc in which CMV is incorporated as a promoter is used as a plasmid gene, and chitosan is used as a cationic vector. It is preferable to use an aqueous solution of an excipient containing the complex of the plasmid gene and the cationic vector so that the molar ratio of phosphorus is 5. When the molar ratio of nitrogen in chitosan to phosphorus in the plasmid gene is 5, the luciferase activity in the lung becomes maximum and the gene transfer efficiency becomes highest.

【0030】次に本発明の遺伝子ドライパウダーの調製
装置について図1を用いて説明する。この調製装置は、
二酸化炭素ボンベ(1)、補助溶媒供給源(2)、水供
給源(3)及び微粒子生成カラム(4)を備える。二酸
化炭素ボンベ(1)及び補助溶媒供給源(2)はそれぞ
れ第1、第2のポンプ(5a)、(5b)を介して二酸
化炭素/補助溶媒混合カラム(6)に接続されている。
また、二酸化炭素/補助溶媒混合カラム(6)は微粒子
生成カラム(4)のノズル(8)に連絡している。一
方、水供給源(3)は遺伝子溶液注入口(7)及び第3
のポンプ(5c)を介して微粒子生成カラム(4)のノ
ズル(8)に連絡している。また、微粒子生成カラム
(4)は圧力調整弁(9)を介して外気に接続されてい
る。二酸化炭素/補助溶媒混合カラム(6)及び微粒子
生成カラム(4)は恒温槽(10)内に配置されてい
る。二酸化炭素/補助溶媒混合カラム(4)及び微粒子
生成カラム(4)内の温度と圧力は恒温槽(10)及び
全自動圧力調整弁(9)で調節され、二酸化炭素が超臨
界状態に維持されるように構成されている。
Next, the apparatus for preparing gene dry powder of the present invention will be described with reference to FIG. This preparation device
A carbon dioxide cylinder (1), an auxiliary solvent supply source (2), a water supply source (3) and a fine particle generation column (4) are provided. The carbon dioxide cylinder (1) and the auxiliary solvent supply source (2) are connected to the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column (6) via first and second pumps (5a) and (5b), respectively.
Further, the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column (6) communicates with the nozzle (8) of the particle generation column (4). On the other hand, the water source (3) is the gene solution inlet (7) and the third
It is connected to the nozzle (8) of the fine particle production column (4) via the pump (5c). Further, the fine particle production column (4) is connected to the outside air via a pressure regulating valve (9). The carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column (6) and the fine particle production column (4) are arranged in a thermostat (10). The temperature and pressure in the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column (4) and the fine particle generation column (4) are adjusted by the thermostatic chamber (10) and the fully automatic pressure control valve (9) to maintain carbon dioxide in a supercritical state. Is configured to.

【0031】二酸化炭素は二酸化炭素ボンベ(1)から
二酸化炭素/補助溶媒混合カラム(6)へ送られ、同時
に補助溶媒供給源(2)からエタノール等の補助溶媒が
二酸化炭素/補助溶媒混合カラム(6)へ送られ、二酸
化炭素/補助溶媒混合カラム(6)において超臨界二酸
化炭素/補助溶媒混合流体が得られる。ここにおいてエ
タノール等の補助溶媒は微粒子生成カラム(4)におい
て二酸化炭素に水供給源(3)から供給される水を分散
させる際の補助溶媒である。微粒子生成カラム(4)内
の温度及び圧力は恒温槽(10)及び全自動圧力調整弁
(9)で調節され、二酸化炭素/補助溶媒混合カラム
(6)から送られた二酸化炭素/補助溶媒混合流体は超
臨界状態でノズル(8)を経て微粒子生成カラム(4)
内に供給される。同時に、ノズル(8)には水供給源
(3)から水が供給される。調製装置が安定した後、遺
伝子溶液注入口(7)からプラスミド遺伝子とキトサン
等のポリカチオンの複合体及びマンニトール等の賦形剤
を含む溶液(遺伝子溶液)が注入される。遺伝子溶液は
ノズル(8)の先端から二酸化炭素/補助溶媒混合流体
中に流し込まれる。遺伝子溶液中の水は二酸化炭素/補
助溶媒混合流体中に抽出され、残されたプラスミド遺伝
子−ポリカチオン複合体及び賦形剤はドライパウダー
(11)となり微粒子生成カラム(4)内に蓄積する。
遺伝子溶液の全量を微粒子生成カラム(4)内に送り込
んだ後、補助溶媒及び水の供給を止め、超臨界二酸化炭
素のみを流すことにより、微粒子生成カラム(4)内の
水と補助溶媒が完全に除去される。超臨界二酸化炭素の
供給を止め、全自動圧力調製弁(9)を開放し、微粒子
生成カラム(4)内の二酸化炭素を除去した後生成した
遺伝子ドライパウダーが取り出される。
Carbon dioxide is sent from the carbon dioxide cylinder (1) to the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column (6), and at the same time, the auxiliary solvent such as ethanol is fed from the auxiliary solvent supply source (2) to the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column ( 6), and a supercritical carbon dioxide / cosolvent mixed fluid is obtained in the carbon dioxide / cosolvent mixed column (6). Here, the auxiliary solvent such as ethanol is an auxiliary solvent for dispersing the water supplied from the water supply source (3) in carbon dioxide in the fine particle production column (4). The temperature and pressure in the particle generation column (4) are regulated by the thermostatic chamber (10) and the fully automatic pressure control valve (9), and the carbon dioxide / auxiliary solvent mixture sent from the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column (6) is mixed. In the supercritical state, the fluid passes through the nozzle (8) and the particle generation column (4)
Supplied within. At the same time, water is supplied to the nozzle (8) from the water supply source (3). After the preparation device is stabilized, a solution (gene solution) containing a complex of a plasmid gene and a polycation such as chitosan and an excipient such as mannitol is injected from the gene solution inlet (7). The gene solution is poured into the carbon dioxide / cosolvent mixed fluid from the tip of the nozzle (8). The water in the gene solution is extracted into the carbon dioxide / cosolvent mixed fluid, and the remaining plasmid gene-polycation complex and excipients become dry powder (11) and accumulate in the fine particle generation column (4).
After sending the whole amount of the gene solution into the particle generation column (4), stop the supply of the auxiliary solvent and water and let only the supercritical carbon dioxide flow, so that the water and the auxiliary solvent in the particle generation column (4) are completely removed. Will be removed. The supply of supercritical carbon dioxide is stopped, the fully automatic pressure adjusting valve (9) is opened, and carbon dioxide in the particle generation column (4) is removed, and then the gene dry powder generated is taken out.

【0032】本発明の遺伝子ドライパウダーの調製装置
において、微粒子生成カラム(4)はV字型ノズル
(8)を備えるのが望ましい。その場合V字型ノズルの
先端において二酸化炭素/エタノール混合流体と水をぶ
つかり合わせて混合させ分散するのを促進させることが
できる。
In the gene dry powder preparation apparatus of the present invention, it is desirable that the fine particle production column (4) is provided with a V-shaped nozzle (8). In that case, the carbon dioxide / ethanol mixed fluid and water can be collided at the tip of the V-shaped nozzle to promote mixing and dispersion.

【0033】(実施例) 試料 プラスミド遺伝子として用いたpCMV−Lucは、大
腸菌株DH5により大量複製し、Qiegen Plasmid Giga
Kit(Qiegen GmbH, Hilden, Germany)を用いて大量複製
した。pCMV−Lucの濃度は波長260nmのときの
吸光度により測定した。また、pDNAの純度はA26
0/A280比(波長260nmのときの吸光度対波長2
80nmのときの吸光度比)により評価した。
(Example) pCMV-Luc used as a sample plasmid gene was replicated in large quantities by Escherichia coli strain DH5, and Qiegen Plasmid Giga
Mass replication was performed using the Kit (Qiegen GmbH, Hilden, Germany). The concentration of pCMV-Luc was measured by the absorbance at a wavelength of 260 nm. Also, the purity of pDNA is A26.
0 / A280 ratio (absorbance at wavelength 260nm vs. wavelength 2
The absorbance ratio at 80 nm) was used for evaluation.

【0034】水溶性キトサン(表記分子量3000−3
0000、和光純薬(株)製)、マンニトール(和光純
薬(株)製)、酢酸ナトリウム(岸田薬品(株)製)
は、非ウィルス性ベクター、ドライパウダーキャリア、
添加剤として使用した。
Water-soluble chitosan (indicated molecular weight 3000-3
0000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., mannitol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), sodium acetate (manufactured by Kishida Pharmaceutical Co., Ltd.)
Is a non-viral vector, dry powder carrier,
Used as an additive.

【0035】制限酵素HndIII及びDNAサイズマーカーλH
indIIIダイジェスト(東洋紡績(株)製)を使用した。ま
たルシフェラーゼアッセイ(ルシフェラーゼの定量キッ
ト)としてピッカジーン(東洋インキ(株)製、ピッカ
ジーンは東洋インキ(株)製登録商標)を使用した。そ
の他の試薬及び溶媒には特級品を用いた。
Restriction enzyme HndIII and DNA size marker λH
An indIII digest (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was used. As a luciferase assay (luciferase quantification kit), Picagene (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd., Piccagene is a registered trademark by Toyo Ink Co., Ltd.) was used. Special grade products were used for other reagents and solvents.

【0036】キトサン−pDNA複合体ドライパウダー
の調製 図1に示すキトサン−pDNA複合体ドライパウダー調
製装置を用い、超臨界二酸化炭素晶析法によりキトサン
−pDNA複合体ドライパウダーを以下のようにして調
製した。
Preparation of Chitosan-pDNA Complex Dry Powder A chitosan-pDNA complex dry powder was prepared by supercritical carbon dioxide crystallization method using the apparatus for preparing chitosan-pDNA complex dry powder shown in FIG. 1 as follows. did.

【0037】調製装置は二酸化炭素ボンベ(1)から2
台の二酸化炭素ポンプ(SCF-Get、最大送液速度10ml/
min)、補助溶媒ポンプ(PU-1580)、水溶液ポンプ(PU-15
80)、恒温槽の温度を必要温度(35℃)に維持するた
めのオーブン(GC353B、GLサイエンス)、及び二酸化炭
素を超臨界状態の圧力(15Mpa)に維持するための圧力
調節装置(SCF-Bpg、圧調節範囲1−50Mpa)を備えるも
のを用いた。また、微粒子生成カラムにはV字型ノズル
を取り付けたものを用いた。二酸化炭素ボンベから二酸
化炭素ボンベに並列に接続された2台の二酸化炭素ポン
プを経て14ml/minの速度で二酸化炭素/補助溶媒混合
カラムに送液し、同時に補助溶媒供給源から補助溶媒と
してエタノールを0.665ml/minの速度で二酸化炭素
/補助溶媒混合カラムに送液しエタノールを超臨界状態
の二酸化炭素(35℃、15Mpa)と混合し二酸化炭素/
エタノール混合流体を得た。この混合流体はV字型ノズ
ルの片側から微粒子生成カラム(内径2.0cm、高さ1
4cm)へと流れ込ませ、一方水は0.035ml/minの速
度でV字型ノズルの他端から微粒子生成カラム中に分散
させた。キトサン−pDNA複合体水溶液(0.4ml)
を遺伝子注入口であるマニュアルインジェクターを通し
て水供給源をV字型ノズルに連絡する水用配管に注入し
た。注入から30分後、水とエタノールの送液を停止
し、微粒子生成カラム内の水とエタノールを取り除くた
めに超臨界二酸化炭素を90分間流し続けた。ドライパ
ウダーは微粒子生成カラム内を減圧後に微粒子生成カラ
ム内から回収した。今回調製したドライパウダー処方は
表1に示す通りである。
The preparation device is a carbon dioxide cylinder (1) to 2
Carbon dioxide pump (SCF-Get, maximum liquid transfer rate 10 ml /
min), auxiliary solvent pump (PU-1580), aqueous solution pump (PU-15
80), oven (GC353B, GL Science) to maintain the temperature of the constant temperature bath at the required temperature (35 ° C), and pressure control device (SCF- to maintain the carbon dioxide at supercritical pressure (15Mpa). Bpg, having a pressure control range of 1-50 Mpa) was used. Further, a column having a V-shaped nozzle attached was used as the particle generation column. From the carbon dioxide cylinder through two carbon dioxide pumps connected in parallel to the carbon dioxide cylinder, liquid was sent to the carbon dioxide / cosolvent mixture column at a rate of 14 ml / min, and at the same time, ethanol was used as a cosolvent from the cosolvent source. At a rate of 0.665 ml / min, the solution was sent to a carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column and ethanol was mixed with supercritical carbon dioxide (35 ° C, 15 MPa) to produce carbon dioxide /
An ethanol mixed fluid was obtained. This mixed fluid is supplied from one side of the V-shaped nozzle to a fine particle generation column (inner diameter 2.0 cm, height 1
4 cm) while water was dispersed at a rate of 0.035 ml / min from the other end of the V-shaped nozzle into the fine particle production column. Chitosan-pDNA complex aqueous solution (0.4 ml)
Was injected into a water pipe connecting a V-shaped nozzle with a water supply source through a manual injector which is a gene injection port. Thirty minutes after the injection, the feeding of water and ethanol was stopped, and supercritical carbon dioxide was kept flowing for 90 minutes to remove the water and ethanol in the particle generation column. The dry powder was recovered from the inside of the particle generation column after depressurizing the inside of the particle generation column. The dry powder formulation prepared this time is as shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】キトサン−pDNA複合体水溶液は、精製
水0.4ml中に、pDNA(120μg)とキトサン(1
42μg、283μg、586μg)を混合したもので、N
/P比(キトサン中の窒素/pDNA中の燐のモル比)
が2.5、5、10となるように調製した。
An aqueous solution of chitosan-pDNA complex was prepared by dissolving pDNA (120 μg) and chitosan (1) in 0.4 ml of purified water.
42 μg, 283 μg, 586 μg) and N
/ P ratio (nitrogen in chitosan / molar ratio of phosphorus in pDNA)
Was 2.5, 5 and 10.

【0040】粒度分布、粒子形の検討 以上のようにして得られたドライパウダーの粒度分布
は、レーザー回折散乱法を用いたレーザーマイクロンサ
イザー(LMS−30、セイシン企業(株))(レーザ
ー回折法により、微粒子の粒子径を測定する装置)によ
り測定した。粒度分布測定には、図2に示すようなドラ
イパウダーをマウスの肺内に投与するための投与デバイ
スを使用した。このデバイスは1mlシリンジ(a)、3
方コック(b)、ドライパウダー充填ディスポーザブル
チップ(c)、圧縮空気シリンダ(d)及び投与用ハンド
ルを備えるものである。このデバイスから噴射分散させ
たドライパウダーを直接レーザー光で測定した。また粒
子形は走査型電子顕微鏡(JSM−120、JOEL)
を用いて観察した。
Examination of particle size distribution and particle shape The particle size distribution of the dry powder obtained as described above is determined by laser micron sizer (LMS-30, Seishin Enterprise Co., Ltd.) using laser diffraction scattering method (laser diffraction method). The device for measuring the particle diameter of fine particles is used. For particle size distribution measurement, an administration device for administering dry powder as shown in FIG. 2 into the lungs of mice was used. This device is a 1 ml syringe (a), 3
It is provided with a direction cock (b), a dry powder filling disposable tip (c), a compressed air cylinder (d) and a dosing handle. The dry powder spray-dispersed from this device was directly measured by laser light. The particle shape is scanning electron microscope (JSM-120, JOEL).
Was observed using.

【0041】電子泳動によるpDNAの安定性の観察 ドライパウダー(1mg)を8μlの精製水で精製水に溶解
し、制限酵素HindIIIを加え、37℃の温度下で30分
間のインキュベート後、前記のようにして得たpDNA
0.06μgを含む溶液を0.6%の臭化エチジウムを
含むアガロースゲル中に添加し泳動させた。電気泳動は
TAEバッファー(トリス(Tris、緩衝成分)24.2g
に氷酢酸5.71ml、EDTA10mlを加えて精製水で
100mlとし、同時に精製水で50倍に希釈したもの)
中で100V、2時間の条件で行った。
Observation of Stability of pDNA by Electrophoresis Dry powder (1 mg) was dissolved in purified water with 8 μl of purified water, HindIII restriction enzyme was added, and after incubation at a temperature of 37 ° C. for 30 minutes, as described above. PDNA obtained in
A solution containing 0.06 μg was added to an agarose gel containing 0.6% ethidium bromide and electrophoresed. Electrophoresis is 24.2 g of TAE buffer (Tris (buffer component))
Glacial acetic acid (5.71 ml) and EDTA (10 ml) were added to the mixture to make 100 ml with purified water and at the same time diluted 50 times with purified water).
In 100 V for 2 hours.

【0042】マウスを用いた生体内肺組織内形質導入実
験 約20gのICR系雌性マウスをベントバルビタール
(50mg/Kg, i. p.)をマウスの腹腔内に投与して麻酔
し、仰向けに固定した。気管を露出させ、甲状軟骨から
尾に向かって5番目と6番目の気管軟骨の間に切り込み
を入れ、3cmのPE−60ポリエチレンチューブを1cm
の長さだけ挿入した。
In Vivo Lung Tissue Transduction Experiment Using Mice About 20 g of ICR female mice were anesthetized by intraperitoneally administering bentobarbital (50 mg / Kg, ip) to the mice, and fixed on the back. Expose the trachea and make a notch between the 5th and 6th tracheal cartilage from the thyroid cartilage to the tail and insert a 3cm PE-60 polyethylene tube to 1cm
Inserted only the length of.

【0043】pDNA溶液の肺内投与は、その溶液50
μLをマイクロシリンジを用いて投与した。
Pulmonary administration of pDNA solution is carried out by
μL was administered using a microsyringe.

【0044】ドライパウダーは、図2に示す投与デバイ
スを用いてマウスの肺内に投与した。ドライパウダー
(1.5mg)をディスポーザブルチップ内に充填しディス
ポーザブルチップを気管に挿入したポリエチレンチュー
ブに接続した。シリンジとチップを繋いでいる三方コッ
クを開くことで圧縮空気シリンダ内の圧縮空気(0.2
5mL)を瞬時に開放し、マウスの肺内にドライパウダー
を分散投与した。
The dry powder was administered into the lungs of mice using the administration device shown in FIG. Dry powder
(1.5 mg) was filled in a disposable chip, and the disposable chip was connected to a polyethylene tube inserted into the trachea. Compressed air in the compressed air cylinder (0.2
(5 mL) was instantly opened, and dry powder was dispersed and administered into the lungs of the mouse.

【0045】投与から3時間、6時間、9時間経過後に
マウスの大動脈を切断して肺を摘出した。肺を氷冷した
PBSで2回洗浄し、細胞溶解液と共にホモジナイズし
た。細胞溶解液の処方は、0.05%のTriton X-100及
び2mMのEDTAを含む0.1MのTris/Hclバッファー
(pH7.8)である。細胞溶解液は肺重量に対して4m
l/gの割合で加えた。3度の凍結融解後に、ホモジネート
を4℃、15,000rpm、5分の条件で遠心分離機に
かけた。20μLのホモジネート上澄を用いてルシフェ
ラーゼアッセイを行った。
After 3 hours, 6 hours and 9 hours from the administration, the aorta of the mouse was cut and the lung was extracted. The lungs were washed twice with ice-cold PBS and homogenized with cell lysate. The cell lysate was formulated in a 0.1 M Tris / Hcl buffer containing 0.05% Triton X-100 and 2 mM EDTA.
(pH 7.8). Cell lysate is 4m against lung weight
It was added at a rate of l / g. After freeze-thawing three times, the homogenate was centrifuged at 4 ° C., 15,000 rpm, 5 minutes. Luciferase assay was performed using 20 μL of homogenate supernatant.

【0046】統計計算 各試験群のルシフェラーゼ活性の統計学的有意差は、一
元配置分散分析(ANOVA)により解析した。各平均
値間の有意差は、最小有意差検定を用いた。p値が0.
05以下のとき、有意に差が見られるとした。
Statistical Calculation The statistically significant difference in luciferase activity of each test group was analyzed by one-way analysis of variance (ANOVA). The least significant difference test was used for the significant difference between each average value. The p value is 0.
When it was less than 05, it was considered that a significant difference was seen.

【0047】キトサン−pDNA複合体ドライパウダー
の特性評価 V字型ノズルを取り付けたキトサン−pDNA複合体ド
ライパウダー調製装置によりキトサン−pDNA複合体
ドライパウダーを調製した。走査型電子顕微鏡による観
察により、ドライパウダーは図3に示すように10μm
以下の短辺と10μm以上の長辺を有する長方形を有す
ることがわかった。尚、図3は賦形剤としてマンニトー
ルを有するDNAドライパウダーの走査型電子顕微鏡写
真を示し(a)はマンニトールのみの顕微鏡写真、
(b)はpDNAドライパウダーの顕微鏡写真、(c)
はキトサン−pDNA複合体ドライパウダー(N/P=
2.5)の顕微鏡写真、(d)はキトサン−pDNA複
合体ドライパウダー(N/P=5)の顕微鏡写真、
(e)はキトサン−pDNA複合体ドライパウダー(N
/P=10)の顕微鏡写真、(f)は酢酸ナトリウム−
pDNA複合体ドライパウダーの顕微鏡写真である。ま
た表1に示すようにレーザーマイクロンサイザーを用い
て測定したドライパウダーの平均粒子形は12−13μ
mであった。pDNA/マンニトールドライパウダー及
びpDNA+酢酸ナトリウム/マンニトールドライパウ
ダーの回収率は70%以下であった。それに対しキトサ
ン−pDNA複合体ドライパウダーの回収率は80%程
度であった(表1)。
Characteristic Evaluation of Chitosan-pDNA Complex Dry Powder A chitosan-pDNA complex dry powder was prepared using a chitosan-pDNA complex dry powder preparation device equipped with a V-shaped nozzle. As shown in Fig. 3, dry powder is 10 μm as observed by scanning electron microscope.
It was found to have a rectangle with the following short sides and long sides of 10 μm or more. In addition, FIG. 3 shows a scanning electron micrograph of a DNA dry powder having mannitol as an excipient, (a) is a micrograph of only mannitol,
(B) is a micrograph of pDNA dry powder, (c)
Is chitosan-pDNA complex dry powder (N / P =
2.5) micrograph, (d) chitosan-pDNA complex dry powder (N / P = 5) micrograph,
(E) is a dry powder of chitosan-pDNA complex (N
/ P = 10) micrograph, (f) sodium acetate-
It is a microscope picture of pDNA complex dry powder. Also, as shown in Table 1, the average particle shape of the dry powder measured using a laser micron sizer is 12-13 μm.
It was m. The recovery rate of pDNA / mannitol dry powder and pDNA + sodium acetate / mannitol dry powder was 70% or less. On the other hand, the recovery rate of the chitosan-pDNA complex dry powder was about 80% (Table 1).

【0048】図4は超臨界二酸化炭素で調製したドライ
パウダーにおけるpDNA−Lucのインテグリティ
(完全さ)に及ぼすキトサンの効果を示し、レーン1は
分子量の標準を示し、レーン2はpDNA−Luc水溶
液の場合、レーン3はpDNAドライパウダーの場合、
レーン4はキトサン−pDNA複合体ドライパウダー
(N/P=2.5)の場合、レーン5はキトサン−pD
NA複合体ドライパウダー(N/P=5)の場合、レー
ン6はキトサン−pDNA複合体ドライパウダー(N/
P=10)の場合を示す。キトサンを含まないドライパ
ウダーではドライパウダー調製時のpDNAの分解を示
すバンドが確認された(図4、レーン3)。これに対
し、キトサンをN/P=2.5の割合で加えるとpDN
Aの分解が減少することが電気泳動で確認できた。更に
N/P比を5、10と増加させると、DNAの分解を示
すバンドが確認できなくなった(図4、レーン5、レー
ン6)。また酢酸ナトリウムを添加した場合も、ドライ
パウダーの調製時に起こるpDNAの分解は見受けられ
なかった。
FIG. 4 shows the effect of chitosan on the integrity of pDNA-Luc in dry powder prepared with supercritical carbon dioxide, lane 1 shows the molecular weight standard, lane 2 shows the aqueous solution of pDNA-Luc. If lane 3 is pDNA dry powder,
Lane 4 is chitosan-pDNA complex dry powder (N / P = 2.5), lane 5 is chitosan-pD.
In the case of NA complex dry powder (N / P = 5), lane 6 is chitosan-pDNA complex dry powder (N / P = 5).
The case of P = 10) is shown. In the dry powder containing no chitosan, a band showing the degradation of pDNA during the preparation of the dry powder was confirmed (Fig. 4, lane 3). On the other hand, when chitosan is added at a ratio of N / P = 2.5, pDN
It was confirmed by electrophoresis that the decomposition of A was reduced. Further, when the N / P ratio was increased to 5 and 10, no band indicating DNA degradation could be confirmed (FIG. 4, lane 5, lane 6). Also, when sodium acetate was added, no degradation of pDNA that occurred during the preparation of dry powder was found.

【0049】形質導入実験におけるpCMV−Luc投
与量の検討 形質導入実験を行うに当たり、マウス肺内へのpDNA
投与量と発現する肺組織内ルシフェラーゼ活性の関係を
検討した。1μg、3μg、10μg又は30μgのpDN
Aを精製水に溶解して50μLとし、肺内投与から6時
間後のルシフェラーゼ活性を測定した。その結果、図5
にマウスの肺内におけるルシフェラーゼ活性に及ぼすp
CMV−Luc投与の効果を示すように投与量3μg、
10μg又は30μgのpDNAの肺内投与によるルシフ
ェラーゼ活性には有意差はなかったが、投与量1μgの
ときは他の投与量の場合よりも有意に低いルシフェラー
ゼ活性を示した。そこで、pDNAの肺内投与ではpD
NA量は3μgで十分であると考え、静脈内投与実験を
除いては、マウス1匹当たり3μgのpDNAを投与す
ることにした。
Examination of pCMV-Luc Dose in Transduction Experiment In carrying out the transduction experiment, pDNA in the mouse lung was examined.
The relationship between the dose and the expressed luciferase activity in lung tissue was examined. 1 μg, 3 μg, 10 μg or 30 μg pDN
A was dissolved in purified water to 50 μL, and luciferase activity was measured 6 hours after intrapulmonary administration. As a result,
P on the luciferase activity in the lungs of mice
A dose of 3 μg to show the effect of CMV-Luc administration,
There was no significant difference in luciferase activity by intrapulmonary administration of 10 μg or 30 μg of pDNA, but the dose of 1 μg showed significantly lower luciferase activity than that of other doses. Therefore, when pDNA is administered intrapulmonaryly, pD
It was considered that 3 μg of NA was sufficient, and it was decided to administer 3 μg of pDNA per mouse except for the intravenous administration experiment.

【0050】ルシフェラーゼ活性には、標準液の活性値
の日間変動が認められた。この変動を補正するために毎
回の実験において、コントロール群としてマウス4〜5
匹にpDNA3μgを含む50μLの水溶液を肺内に投与
した。投与から6時間後のコントロール群の肺組織内の
ルシフェラーゼ活性値の平均を100%とし、他の群の
ルシフェラーゼ活性値を示した。
As for the luciferase activity, the daily fluctuation of the activity value of the standard solution was observed. In order to correct this variation, mice 4-5 were used as a control group in each experiment.
50 μL of an aqueous solution containing 3 μg of pDNA was intraperitoneally administered to a rat. The luciferase activity value in the lung tissue of the control group 6 hours after the administration was set to 100%, and the luciferase activity value of the other groups was shown.

【0051】図6はpCMV−Lucの静脈内投与後及
び肺内投与後のルシフェラーゼ活性の経時変化を示す。
尚、図において、□は5%マンニトール200μLに溶
解したpCMV−Luc(30μg)を静脈内投与の場
合、ハッチングの入った□は50μLの水に溶解したp
CMV−Luc(3μg)の静脈内投与、及び■は50μ
Lの水に溶解したキトサン-pDNA(N/P=2.5、
pCMV−Lucの3μgに相当)の場合を示す。図6に
示すように5%マンニトール200μLにpCMV−L
ucの30μgを溶解し0.2mLのボリュームで静脈内
投与したところ、投与から3時間後のルシフェラーゼ活
性はコントロールの僅か8%にしかならず、ルシフェラ
ーゼ活性は時間と共に減少した。一方pDNA水溶液又
はキトサン-pDNA(N/P=2.5、pCMV−L
ucの3μgに相当)の場合は投与から6時間後に最大と
なり、投与から3時間、9時間後の活性との有意差が認
められた。
FIG. 6 shows the time course of luciferase activity after intravenous administration of pCMV-Luc and after intrapulmonary administration.
In the figure, □ indicates pCMV-Luc (30 μg) dissolved in 200 μL of 5% mannitol intravenously, and hatched □ indicates p dissolved in 50 μL of water.
Intravenous administration of CMV-Luc (3 μg), and ■ is 50 μm
Chitosan-pDNA dissolved in L water (N / P = 2.5,
(corresponding to 3 μg of pCMV-Luc). As shown in FIG. 6, pCMV-L was added to 200 μL of 5% mannitol.
When 30 μg of uc was dissolved and intravenously administered in a volume of 0.2 mL, the luciferase activity 3 hours after the administration was only 8% of the control, and the luciferase activity decreased with time. On the other hand, pDNA aqueous solution or chitosan-pDNA (N / P = 2.5, pCMV-L
uc) (corresponding to 3 μg of uc) reached a maximum 6 hours after administration, and a significant difference from the activity 3 hours and 9 hours after administration was observed.

【0052】キトサン−pDNA複合体溶液のN/P比
と肺内ルシフェラーゼ活性との関係 ベクターとしてのキトサンの有効性をキトサン-pDN
A(N/P=2.5、pCMV−Lucの3μgに相当)
の水溶液の肺内投与により検討した。図7は50μLの
水に溶解したキトサン-pDNA(N/P=2.5、p
CMV−Lucの3μgに相当)の肺内投与後6時間でマ
ウスの肺内に発現したルシフェラーゼ活性に及ぼすN/
P比の効果を示す。N/P=1.25のキトサンの添加
ではルシフェラーゼ活性への影響は見られなかった。し
かしN/P比の増加に従い、肺内のルシフェラーゼ活性
も増加した。キトサン−pDNA複合体のN/P比が
2.5の時にルシフェラーゼ活性は最大を示しコントロ
ールの約360%を示した。
Relationship between N / P ratio of chitosan-pDNA complex solution and lung luciferase activity. The effectiveness of chitosan as a vector was demonstrated by chitosan-pDN.
A (N / P = 2.5, corresponding to 3 μg of pCMV-Luc)
It was examined by intrapulmonary administration of an aqueous solution of. FIG. 7 shows chitosan-pDNA (N / P = 2.5, p dissolved in 50 μL of water).
N / E on luciferase activity expressed in the lungs of mice 6 hours after intrapulmonary administration of CMV-Luc (corresponding to 3 μg)
The effect of P ratio is shown. Addition of N / P = 1.25 chitosan had no effect on luciferase activity. However, as the N / P ratio increased, the luciferase activity in the lung also increased. When the N / P ratio of the chitosan-pDNA complex was 2.5, the luciferase activity showed the maximum, which was about 360% of the control.

【0053】pDNAドライパウダーの肺内投与による
ルシフェラーゼ活性と時間との関係 ドライパウダーの調製時にpDNAの分解を回避するこ
とができたキトサン-pDNA(N/P=5、pCMV
−Lucの3μgに相当)のドライパウダー及び酢酸ナト
リウム−pDNA複合体ドライパウダーの有用性を検討
するために図2に示す投与用デバイスを用いてマウスの
肺内に投与した。図8はキトサン-pDNAの肺内投与
後のルシフェラーゼ活性の経時変化を示す。図8に示す
ように、キトサン-pDNA(N/P=5、pCMV−
Lucの3μgに相当)のドライパウダーを投与後のマウ
スの肺内ルシフェラーゼ活性は時間と共に増大し投与か
ら9時間後にはコントロールの約2700%を示した。
酢酸ナトリウムを添加することによりドライパウダー調
製時のpDNAの分解を抑制することができ、この場合
においても、時間と共にルシフェラーゼ活性は増大し
た。しかし、投与から9時間後のルシフェラーゼ活性は
コントロールの約300%にすぎなかった。酢酸ナトリ
ウム−pDNAドライパウダーと比較して、キトサン−
pDNA(N/P=5)のドライパウダーのルシフェラ
ーゼ活性は全時間にわたって有意に高かった。
Relationship between luciferase activity and time by intrapulmonary administration of pDNA dry powder Chitosan-pDNA (N / P = 5, pCMV, which could avoid degradation of pDNA during preparation of dry powder)
In order to examine the usefulness of dry powder (corresponding to 3 μg of -Luc) and sodium acetate-pDNA complex dry powder, the powder was administered into the lungs of mice using the administration device shown in FIG. FIG. 8 shows the time course of luciferase activity after intrapulmonary administration of chitosan-pDNA. As shown in FIG. 8, chitosan-pDNA (N / P = 5, pCMV-
The lung luciferase activity of the mice after administration of dry powder (corresponding to 3 μg of Luc) increased with time and showed about 2700% of the control 9 hours after administration.
By adding sodium acetate, the degradation of pDNA during the preparation of dry powder could be suppressed, and in this case as well, the luciferase activity increased with time. However, the luciferase activity 9 hours after the administration was only about 300% of the control. Sodium acetate-chitosan compared to pDNA dry powder-
The luciferase activity of dry powder of pDNA (N / P = 5) was significantly higher over the whole time.

【0054】キトサン−pDNAドライパウダーのN/
P比と肺内ルシフェラーゼ活性との関係 様々なN/P比のキトサンpDNAドライパウダーをマ
ウスの肺内に投与し、投与から9時間後のルシフェラー
ゼ活性を測定した。図9に示すように、N/P=5のキ
トサン−pDNAドライパウダーは他のN/P比のキト
サン−pDNAドライパウダーよりも高いルシフェラー
ゼ活性を示した。またキトサンを含まないドライパウダ
ーであっても高いルシフェラーゼ活性を示した。これは
ドライパウダーは肺表面の僅かな体液に溶解するため、
溶液の投与よりも肺内の局所的な遺伝子濃度がはるかに
高くなり、肺内や形質導入過程の遺伝子の分解を抑制す
るのではないかと思われる。
Chitosan-pDNA dry powder N /
Relationship between P ratio and pulmonary luciferase activity Chitosan pDNA dry powder with various N / P ratios was administered into the lungs of mice, and luciferase activity was measured 9 hours after administration. As shown in FIG. 9, the chitosan-pDNA dry powder with N / P = 5 showed higher luciferase activity than the chitosan-pDNA dry powder with other N / P ratios. In addition, even dry powder containing no chitosan showed high luciferase activity. This is because dry powder dissolves in a small amount of body fluid on the lung surface,
It seems that the local gene concentration in the lung becomes much higher than that of the administration of the solution, which may suppress the gene degradation in the lung or in the transduction process.

【0055】以上述べたことから明らかなように、本発
明の遺伝子ドライパウダーは、 (a)pDNAをキトサンと複合させることによりドラ
イパウダー調製時のpDNAの分解を抑制できる。
As is clear from the above description, the gene dry powder of the present invention can suppress degradation of pDNA during preparation of dry powder by (a) complexing pDNA with chitosan.

【0056】(b)pDNAをキトサンと複合させるこ
とによりドライパウダーの回収率を増大できる。
(B) By complexing pDNA with chitosan, the recovery rate of dry powder can be increased.

【0057】(c)キトサン−pDNAドライパウダー
はキトサンを含まないpDNAドライパウダーやpDN
A溶液またはキトサン−pDNA複合体溶液と比較して
マウス肺内のルシフェラーゼ活性を増大できる等の利点
を有する。
(C) Chitosan-pDNA dry powder is pDNA dry powder or pDN which does not contain chitosan.
Compared with the A solution or the chitosan-pDNA complex solution, it has advantages such as increased luciferase activity in mouse lung.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
ドライパウダーは、プラスミド遺伝子とカチオン性ベク
ターの複合体を含み、賦形剤を前記複合体の担体として
含むものであるので、pDNAをカチオン性ベクターと
複合させることによりドライパウダー調製時のpDNA
の分解が抑制され、且つ高いドライパウダーの回収率で
得ることができる。また、カチオン性ベクター−pDN
A複合体ドライパウダーはカチオン性ドライパウダーを
含まないpDNAドライパウダーやpDNA溶液または
キトサン−pDNA複合体溶液と比較してマウス肺内の
ルシフェラーゼ活性を増大できる等の利点を有する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described in detail above, the dry powder according to the present invention contains a complex of a plasmid gene and a cationic vector, and contains an excipient as a carrier of the complex, and therefore pDNA is cationic. PDNA when preparing dry powder by combining with vector
Can be obtained with a high recovery rate of dry powder while suppressing decomposition of Also, cationic vector-pDN
The A complex dry powder has an advantage that it can increase the luciferase activity in the mouse lung as compared with pDNA dry powder containing no cationic dry powder, pDNA solution, or chitosan-pDNA complex solution.

【0059】また本発明に係る遺伝子ドライパウダーの
調製方法は、超臨界二酸化炭素にエタノール等の補助溶
媒を加えて超臨界二酸化炭素/補助溶媒混合流体を作製
し、この混合流体を微粒子生成カラム内に流入させると
共に前記微粒子生成カラム内に水を流入させ、超臨界二
酸化炭素/補助溶媒混合流体と水の微粒子生成カラム内
への注入を継続させて所定時間が経過した後、所定時間
微粒子生成カラム内への超臨界二酸化炭素、水及び補助
溶媒の供給を継続しながらプラスミド遺伝子とカチオン
性ベクターの複合体を含む賦形剤の水溶液を微粒子生成
カラム内に注入し、同時に微粒子生成カラム内に注入し
たプラスミド遺伝子とカチオン性ベクターの複合体を含
む賦形剤の水溶液に含まれる水を超臨界二酸化炭素によ
り抽出し、賦形剤に担持されたプラスミド遺伝子とカチ
オン性ベクターの複合体を得ることを特徴とするもので
あるので、pDNAをキトサン等のカチオン性ベクター
と複合させることによりドライパウダー調製時のpDN
Aの分解を抑制でき、またドライパウダーの回収率を増
大できる。
Further, in the method for preparing a gene dry powder according to the present invention, an auxiliary solvent such as ethanol is added to supercritical carbon dioxide to prepare a supercritical carbon dioxide / auxiliary solvent mixed fluid, and the mixed fluid is placed in a fine particle production column. Water into the fine particle generation column, the supercritical carbon dioxide / co-solvent mixed fluid and water are continuously injected into the fine particle generation column, and after a predetermined time elapses, the fine particle generation column While continuously supplying supercritical carbon dioxide, water, and a co-solvent, the aqueous solution of the excipient containing the complex of the plasmid gene and the cationic vector is injected into the particle generation column, and at the same time injected into the particle generation column. The water contained in the aqueous solution of the excipient containing the complex of the prepared plasmid gene and the cationic vector is extracted with supercritical carbon dioxide, Since characterized in that to obtain a complex of the supported plasmid genes and cationic vectors, pDN in dry powder prepared by combining pDNA and cationic vectors such as chitosan
The decomposition of A can be suppressed, and the recovery rate of dry powder can be increased.

【0060】また本発明に係る遺伝子ドライパウダー調
製装置は、二酸化炭素ボンベ、補助溶媒供給源、水供給
源及び微粒子生成カラムを備え、二酸化炭素ボンベ及び
補助溶媒供給源はそれぞれポンプを介して二酸化炭素/
補助溶媒混合カラムに接続され、前記二酸化炭素/補助
溶媒混合カラムは微粒子生成カラムに接続され、水供給
源は遺伝子溶液注入口及びポンプを介して微粒子生成カ
ラムに接続され、前記微粒子生成カラムは圧力調整弁を
介して外気に接続され、前記二酸化炭素/補助溶媒混合
カラム及び微粒子生成カラムは恒温槽内に設けられてお
り、二酸化炭素/補助溶媒混合カラム及び微粒子生成カ
ラム内の温度と圧力は恒温槽及び全自動圧力調整弁で調
節され、二酸化炭素が超臨界状態に維持されるように構
成されていることを特徴とするものであり、本発明の遺
伝子ドライパウダーの調製を可能にするものであり、p
DNAをキトサン等のカチオン性ベクターと複合させる
ことによりドライパウダー調製時のpDNAの分解を抑
制し、且つ高い回収率でドライパウダーを調製すること
を可能とするものである。
The gene dry powder preparation apparatus according to the present invention is equipped with a carbon dioxide cylinder, an auxiliary solvent supply source, a water supply source, and a fine particle production column, and the carbon dioxide cylinder and the auxiliary solvent supply source are each supplied with carbon dioxide through a pump. /
Connected to a co-solvent mixing column, the carbon dioxide / co-solvent mixing column connected to a fine particle generation column, the water supply source connected to the fine particle generation column through a gene solution inlet and a pump, and the fine particle generation column pressure. The carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column and the fine particle production column are connected to the outside through a regulating valve, and the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column and the fine particle production column are kept at a constant temperature and pressure. It is characterized in that it is regulated by a tank and a fully automatic pressure control valve, and that carbon dioxide is maintained in a supercritical state, which enables the preparation of the gene dry powder of the present invention. Yes, p
By complexing DNA with a cationic vector such as chitosan, it is possible to suppress the decomposition of pDNA during the preparation of dry powder and to prepare the dry powder with a high recovery rate.

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

【図1】遺伝子ドライパウダーの調製装置の略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for preparing gene dry powder.

【図2】ドライパウダーの投与デバイスの略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a dry powder dosing device.

【図3】走査型賦形剤としてマンニトールを有するDN
Aドライパウダーの走査型電子顕微鏡写真である。
Figure 3: DN with mannitol as scanning excipient
It is a scanning electron micrograph of A dry powder.

【図4】超臨界二酸化炭素で調製したドライパウダーに
おけるpDNA−Lucのインテグリティ(完全さ)に
及ぼすキトサンの効果を示す図である。
FIG. 4 shows the effect of chitosan on pDNA-Luc integrity in a dry powder prepared with supercritical carbon dioxide.

【図5】マウスの肺内におけるルシフェラーゼ活性に及
ぼすpCMV−Luc投与の効果を示す図である。
FIG. 5 shows the effect of pCMV-Luc administration on luciferase activity in the lungs of mice.

【図6】pCMV−Lucの静脈内投与後及び肺内投与
後のルシフェラーゼ活性の経時変化を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the time course of luciferase activity after intravenous administration of pCMV-Luc and after intrapulmonary administration.

【図7】50μLの水に溶解したキトサン-pDNA(p
CMV−Lucの3μgに相当)の肺内投与後6時間でマ
ウスの肺内に発現したルシフェラーゼ活性に及ぼすN/
P比の効果を示す図である。
FIG. 7: Chitosan-pDNA (p
N / E on luciferase activity expressed in the lungs of mice 6 hours after intrapulmonary administration of CMV-Luc (corresponding to 3 μg)
It is a figure which shows the effect of P ratio.

【図8】キトサン-pDNAの肺内投与後のルシフェラ
ーゼ活性の経時変化を示す図である。
FIG. 8 is a graph showing the time course of luciferase activity after intrapulmonary administration of chitosan-pDNA.

【図9】pDNA−Lucドライパウダーの肺内投与後
9時間たったときのマウス肺内に発現したルシフェラー
ゼ活性に及ぼすN/P比の効果を示す図てある。
FIG. 9 is a graph showing the effect of N / P ratio on luciferase activity expressed in mouse lungs 9 hours after intrapulmonary administration of pDNA-Luc dry powder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 二酸化炭素ボンベ 2 補助溶媒 3 水供給源 4 微粒子精製カラム 5a、5b、5c ポンプ 6 補助溶媒混合カラム 7 遺伝子溶液注入口 8 ノズル 9 圧力調整弁 10 恒温槽 11 ドライパウダー 1 carbon dioxide cylinder 2 Auxiliary solvent 3 Water supply source 4 Fine particle purification column 5a, 5b, 5c pumps 6 Auxiliary solvent mixing column 7 Gene solution injection port 8 nozzles 9 Pressure control valve 10 constant temperature bath 11 dry powder

───────────────────────────────────────────────────── 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 48/00 A61P 11/00 4C087 A61P 11/00 35/00 35/00 C12M 1/00 A C12M 1/00 C12N 15/00 A (72)発明者 佐藤 征吾 埼玉県上尾市小泉256−17 Fターム(参考) 4B024 AA01 CA01 DA02 EA04 FA02 GA11 HA17 4B029 AA23 BB20 4C076 AA29 BB25 BB27 CC27 CC29 DD38 DD41 EE37 FF04 FF68 4C084 AA13 MA43 MA56 NA10 NA11 ZA59 ZB26 4C086 AA01 AA02 EA16 MA02 MA03 MA05 MA43 MA56 NA10 NA11 ZA59 ZB26 4C087 AA01 AA02 BC83 MA05 MA43 MA56 NA10 NA11 ZA59 ZB26─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) A61K 48/00 A61P 11/00 4C087 A61P 11/00 35/00 35/00 C12M 1/00 A C12M 1 / 00 C12N 15/00 A (72) Inventor Seigo Sato 256-17 F-term (reference) Koizumi, Ageo-shi, Saitama 4B024 AA01 CA01 DA02 EA04 FA02 GA11 HA17 4B029 AA23 BB20 4C076 AA29 BB25 BB27 CC27 CC29 DD38 DD41 EE13 4084 FF04 FF04 AFF MA43 MA56 NA10 NA11 ZA59 ZB26 4C086 AA01 AA02 EA16 MA02 MA03 MA05 MA43 MA56 NA10 NA11 ZA59 ZB26 4C087 AA01 AA02 BC83 MA05 MA43 MA56 NA10 NA11 ZA59 ZB26

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラスミド遺伝子とカチオン性ベクター
の複合体を含み、賦形剤を前記複合体の担体として含む
遺伝子ドライパウダー。
1. A gene dry powder comprising a complex of a plasmid gene and a cationic vector, and an excipient as a carrier for the complex.
【請求項2】 プラスミド遺伝子がプロモーターとして
CMVが組み込まれたpCMV−Lucであることを特
徴とする請求項1に記載の遺伝子ドライパウダー。
2. The gene dry powder according to claim 1, wherein the plasmid gene is pCMV-Luc in which CMV is incorporated as a promoter.
【請求項3】 カチオン性ベクターがキトサンであるこ
とを特徴とする請求項1に記載の遺伝子ドライパウダ
ー。
3. The gene dry powder according to claim 1, wherein the cationic vector is chitosan.
【請求項4】 プラスミド遺伝子はプロモーターとして
CMVが組み込まれたpCMV−Lucであり、カチオ
ン性ベクターはキトサンであり、キトサン中の窒素の塩
基対プラスミド遺伝子中の燐のモル比が5であることを
特徴とする請求項2に記載の遺伝子ドライパウダー。
4. The plasmid gene is pCMV-Luc in which CMV is incorporated as a promoter, the cationic vector is chitosan, and the molar ratio of nitrogen in chitosan to phosphorus in the plasmid gene is 5. The gene dry powder according to claim 2, which is characterized in that.
【請求項5】 更に肺局所疾患等の治療目的の遺伝子を
含むことを特徴とする請求項2に記載の遺伝子ドライパ
ウダー。
5. The gene dry powder according to claim 2, further comprising a gene for the purpose of treating local lung diseases and the like.
【請求項6】 超臨界二酸化炭素にエタノール等の補助
溶媒を加えて超臨界二酸化炭素/補助溶媒混合流体を作
製し、この混合流体を微粒子生成カラム内に流入させる
と共に前記微粒子生成カラム内に水を流入させ、超臨界
二酸化炭素/補助溶媒混合流体と水の微粒子生成カラム
内への注入を継続させて所定時間が経過した後、所定時
間微粒子生成カラム内への超臨界二酸化炭素、水及び補
助溶媒の供給を継続しながらプラスミド遺伝子とカチオ
ン性ベクターの複合体を含むマンニトール等の賦形剤の
水溶液を微粒子生成カラム内に注入し、同時に微粒子生
成カラム内に注入したプラスミド遺伝子とカチオン性ベ
クターの複合体を含む賦形剤の水溶液に含まれる水を超
臨界二酸化炭素により抽出し、賦形剤に担持されたプラ
スミド遺伝子とカチオン性ベクターの複合体を得ること
を特徴とする遺伝子ドライパウダーの調製方法。
6. A supercritical carbon dioxide / auxiliary solvent mixed fluid is prepared by adding an auxiliary solvent such as ethanol to supercritical carbon dioxide, and the mixed fluid is allowed to flow into the fine particle generation column and water is flowed into the fine particle generation column. Of the supercritical carbon dioxide / auxiliary solvent and water are continuously injected into the particle generation column, and after a predetermined time has passed, the supercritical carbon dioxide, water and auxiliary gas are supplied into the particle generation column for a predetermined time. While continuously supplying the solvent, an aqueous solution of an excipient such as mannitol containing a complex of the plasmid gene and the cationic vector was injected into the particle generation column, and at the same time, the plasmid gene and the cationic vector were injected into the particle generation column. The water contained in the aqueous solution of the excipient containing the complex was extracted with supercritical carbon dioxide, and the plasmid gene and A method for preparing a gene dry powder, which comprises obtaining a complex of an on vector.
【請求項7】 プラスミド遺伝子としてプロモーターと
してCMVが組み込まれたpCMV−Lucを用いるこ
とを特徴とする請求項6に記載の遺伝子ドライパウダー
の調製方法。
7. The method for preparing a gene dry powder according to claim 6, wherein pCMV-Luc in which CMV is incorporated as a promoter is used as a plasmid gene.
【請求項8】 カチオン性ベクターとしてキトサンを用
いることを特徴とする請求項6に記載の遺伝子ドライパ
ウダーの調製方法。
8. The method for preparing a gene dry powder according to claim 6, wherein chitosan is used as the cationic vector.
【請求項9】 プラスミド遺伝子としてプロモーターと
してCMVが組み込まれたpCMV−Lucを用い、カ
チオン性ベクターとしてキトサンを用い、キトサン中の
窒素の塩基対プラスミド遺伝子中の燐のモル比が5とな
るようにプラスミド遺伝子とカチオン性ベクターの複合
体を含む賦形剤の水溶液を用いることを特徴とする請求
項6に記載の遺伝子ドライパウダーの調製方法。
9. A pCMV-Luc having CMV incorporated as a promoter is used as a plasmid gene, and chitosan is used as a cationic vector so that the molar ratio of nitrogen base in chitosan to phosphorus in the plasmid gene is 5. The method for preparing a gene dry powder according to claim 6, wherein an aqueous solution of an excipient containing a complex of a plasmid gene and a cationic vector is used.
【請求項10】 微粒子生成カラムとしてV字型ノズル
を備える微粒子生成カラムを用い、V字型ノズルの先端
において二酸化炭素/エタノール混合流体と水をぶつか
り合わせて混合させ分散するのを促進させることを特徴
とする請求項6に記載の遺伝子ドライパウダーの調製方
法。
10. A fine particle generation column having a V-shaped nozzle is used as the fine particle generation column, and the carbon dioxide / ethanol mixed fluid and water are bumped and mixed at the tip of the V-shaped nozzle to promote mixing and dispersion. The method for preparing a gene dry powder according to claim 6, which is characterized in that.
【請求項11】 二酸化炭素ボンベ、補助溶媒供給源、
水供給源及び微粒子生成カラムを備え、二酸化炭素ボン
ベ及び補助溶媒供給源はそれぞれポンプを介して二酸化
炭素/補助溶媒混合カラムに接続され、前記二酸化炭素
/補助溶媒混合カラムは微粒子生成カラムに接続され、
水供給源は遺伝子溶液注入口及びポンプを介して微粒子
生成カラムに接続され、前記微粒子生成カラムは圧力調
整弁を介して外気に接続され、前記二酸化炭素/補助溶
媒混合カラム及び微粒子生成カラムは恒温槽内に設けら
れており、二酸化炭素/補助溶媒混合カラム及び微粒子
生成カラム内の温度と圧力は恒温槽及び全自動圧力調整
弁で調節され、二酸化炭素が超臨界状態に維持されるよ
うに構成されていることを特徴とする遺伝子ドライパウ
ダーの調製装置。
11. A carbon dioxide cylinder, an auxiliary solvent supply source,
A water supply source and a fine particle generation column are provided, the carbon dioxide cylinder and the auxiliary solvent supply source are respectively connected to the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column via a pump, and the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column is connected to the fine particle generation column. ,
The water supply source is connected to the fine particle generation column via the gene solution inlet and the pump, the fine particle generation column is connected to the outside air via the pressure control valve, and the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column and the fine particle generation column are at a constant temperature. It is installed in the tank, and the temperature and pressure in the carbon dioxide / auxiliary solvent mixing column and the fine particle production column are adjusted by the thermostatic bath and the fully automatic pressure control valve so that carbon dioxide is maintained in the supercritical state. An apparatus for preparing gene dry powder, which is characterized in that
【請求項12】 微粒子生成カラムはV字型ノズルを備
えることを特徴とする請求項11に記載の遺伝子ドライ
パウダーの調製装置。
12. The gene dry powder preparation device according to claim 11, wherein the particle generation column is provided with a V-shaped nozzle.
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