JP2008508388A - 疎水性基で官能基化された分岐鎖ポリアミノ酸、及びその応用、特に治療への応用 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
本発明はさらに、これらのポリアミノ酸に基づく新規な医薬用、化粧品用、食品用、又は植物衛生用組成物に関する。これらの組成物は、APのベクター化を可能にするタイプのものであってよく、好ましくは、エマルジョン、ミセル、粒子、ゲル、インプラント、又はフィルムの形態を取ることができる。
前記APは、有利には、動物又はヒトに対して、経口、非経口、経鼻、膣内、眼球、皮下、血管内、筋肉内、皮内、腹膜内、大脳内、口腔、又は他の経路で投与することができる生理活性化合物である。
本発明に関連するAPは、より具体的には、タンパク質、糖タンパク、ペプチド、多糖、リポ多糖、オリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチド、及び有機分子であるが、これらに制限されない。しかし、それらは、化粧品、又は除草剤、殺虫剤、殺菌剤等の植物衛生用品であってもよい。
・それらが作用部位に到達するまで、劣化(加水分解、当該部位への沈着、酵素による消化等)から保護され、
・及び/又は、一定期間に亘って治療レベルを維持できるように放出速度を制御し、
・及び/又は、それらを(保護した状態で)作用部位まで輸送する必要がある。
○下記の能力:
■水系コロイド性懸濁液を容易かつ安価に形成し、
■多くの活性成分と容易に会合し、
■これらの活性成分を生体内で放出する
○生体適合性
○生分解性
○加水分解に対する安定性
→(I)主鎖Cpのみ、
→(II)主鎖Cp及び分岐鎖B、
→(III)あるいは、分岐鎖Bのみ、
に結合している。
・構造(I)においては、グラフト基は、分子鎖Cp(分子骨格)上にのみランダムに位置しており、
・構造(II)においては、グラフト基は、分子鎖Cp(分子骨格)上、及び分岐鎖B上にランダムに位置しており、
・構造(III)においては、グラフト基は、分岐鎖B上にのみランダムに位置している。
・「ポリアミノ酸(polyamino acid)」という用語は、一方では、1種類の「アミノ酸」単位(例えば、Glu(グルタミン酸若しくはグルタミン酸塩)単位又はAsp(アスパラギン酸若しくはアスパラギン酸塩)単位)を有するPAA、又はアミノ酸共重合体(Glu及びAspアミノ酸単位を、ランダム、傾斜、又はブロック型の集積度で含む)を包含し、他方では、2〜20個の「アミノ酸」単位を含むオリゴアミノ酸、及び20個を上回る「アミノ酸」単位を含むポリアミノ酸を包含し、
・「アミノ酸単位(amino acid unit)」という用語は、置換基が何であるかに関わりなく、それらが上記アミノ酸の性質を改変しない限り、あるアミノ酸の骨格を形成する単量体、又は非単量体の単位に関連する。
さらに、それらのポリアミノ酸は、酵素の存在下で容易に分解し、無毒な異化生成物/代謝生成物(アミノ酸)を生じる。
1つの好ましい特徴によると、疎水性グラフト基の疎水性基GHは、8〜30個の炭素原子を有する。
■適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子を含んでいてもよい直鎖又は分岐鎖状のC8〜C30アルキル基、
■適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子を含んでいてもよいC8〜C30アルキルアリール基又はアリールアルキル基、
■適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子を含んでいてもよいC8〜C30(多)環式基、
から有利にかつ思慮深く選択される。
■Aは、独立して−CH2−(アスパラギン酸単位)又は−CH2−CH2−(グルタミン酸単位)であり;
■R1は、H、直鎖状C2〜C10アシル基、若しくは分岐鎖状C3〜C10アシル基、又はピログルタミン酸であり;
■E、E’は、独立して:
・OR3(R3は下記のように定義される)、
・NHR2基(式中、R2は、直鎖状C2〜C10アルキル基、若しくは分岐鎖状C3〜C10アルキル基、又はベンジル基である);又は、
・末端アミノ酸単位(窒素により結合し、カルボン酸基は、NHR2及びOR2で定義されるアミン又はアルコールにより適宜修飾されている)、
のいずれかであり;
■R3は、H、又は好ましくは下記を含む群から選択されるカチオン種であり;
・有利には、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及びマグネシウムを含むサブグループより選択される金属カチオン、
・有利には、下記を含むサブグループから選択される有機カチオン、
・アミンに基づくカチオン、
・オリゴアミンに基づくカチオン、
・ポリアミン(ポリエチレンイミンが特に好ましい)に基づくカチオン、及び
・有利には、リジン又はアルギニンに基づくカチオンを含む属から選択される1つ以上のアミノ酸に基づくカチオン、及び
・有利には、ポリリジン及びオリゴリジンを含むサブグループから選択されるカチオン性ポリアミノ酸、
■Cは、直接結合、又は(好ましくは天然の)アミノ酸残基及び1〜6個の炭素原子を含むヒドロキシアルコールから選択される結合基であり;
■D−GH基は、互いに独立してラジカルであり:
・Dは、−O−、−NH−、又は−N−アルキル−(C1〜C5)、(好ましくは天然の)アミノ酸、ジオール、ジアミン、アミノアルコール、又は1〜6個の炭素原子を含むヒドロキシ酸であり、
・GHは、8〜30個の炭素原子を含む疎水性基であって:
・適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子(好ましくはO及び/又はN及び/又はS)を含んでいてもよい、直鎖状又は分岐鎖状のC8〜C30アルキル基、
・適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子(好ましくはO及び/又はN及び/又はS)を含んでいてもよい、C8〜C30アルキルアリール基又はアリールアルキル基、又は
・適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子(好ましくはO及び/又はN及び/又はS)を含んでいてもよい、C8〜C30(多)環式基であり;
■(n+q)/(q+p+o+n+m)は、疎水性基GHのモルグラフト化率として定義され、0.5〜90モル%の値をとり;
・q+p+o+n+mは、20〜5000、好ましくは30〜2000の値をとり;
・o+n+m(分子骨格)は、10〜500、好ましくは30〜300の値をとり;
・o/(o+n+m)は、分岐鎖のグラフト化率として定義され、1〜50モル%の値をとり;
・これらのポリアミノ酸(I)、(II)、及び(III)の主鎖Cpは、繰り返し単位−[ ]o−[ ]n−[ ]m−、又は−[ ]o−[ ]m−を含み、それらの分岐鎖Bは、繰り返し単位−[ ]p−又は−[ ]p−[ ]q−を含み;
・疎水性基GH及び分岐鎖Bは、ランダムに配置されている。
「Microspheres, Microcapsules and Liposomes;第1巻、Preparation and chemical applications」 R.Arshady編、Citus Books 1999.ISBN:0−9532187−1−6.
「Sustained−Release Injectable Products」 J. Senior及びM. Radomsky編.Interpharm Press 2000.ISBN:1−57491−101−5.
「Colloidal Drug Delivery Systems」J.Kreuter編、Marcel Dekker, Inc.1994.ISBN:0−8247−9214−9.
「Handbook of Pharmaceutical Controlled Release Technology」D.L.Wise編、Marcel Dekker, Inc.2000.ISBN:0−8247−0369−3.
1.モル比1/(o+n+m)の開始剤/NCAモノマーを用いたポリグルタミン酸分子骨格の合成。重合後、仏国特許出願公開第2,801,226号公報に記載の方法により加水分解する。ポリマーは、ポリ酸型として単離される。
2.本出願人による国際公開第03/104303号パンフレットに記載の方法による、モル比n/(o+n+m)のGH基を用いた、ポリマー上への疎水性グラフト基のグラフト化。
3.モル比1/(p+q)の開始剤/NCAモノマー、例えばグルタミン酸ベンジルのNCAを用いた、上述の方法と同様の方法による分岐鎖の合成。
4.モル比o/(o+n+m)の分岐鎖を用いた、ポリマー上への分岐鎖のグラフト化。
5.ベンジル基の加水分解により、所望のポリマーを得る。
タイプ(III)のポリマーは、まず、GH基を用いて分岐鎖上に疎水性グラフト基によるグラフト化を行い、分岐鎖を用いたグラフト化を最終段階で行うことにより合成することができる。
・APを水溶液に導入し、次いでVPを、コロイド状懸濁液又は単離物(凍結乾燥粉末又は沈殿)のいずれかの形態で加える;あるいは、
・溶液中、又は純粋若しくは予め処方された状態のいずれかの状態にあるAPを、乾燥したVPを水等の適当な溶媒中に分散させることにより、すぐに使用するために適宜調製されたVPのコロイド状懸濁液に加える。
○インスリン、インターフェロン、成長ホルモン、インターロイキン、エリスロポイエチン、又はサイトカイン等のタンパク質;
○ロイプロリド、又はシクロスポリン等のペプチド;
○アントラサイクリン、タキソイド、又はカンプトテシン属に属するもの等の低分子;及び
○これらの混合物。
・特に、経口、非経口、経鼻、膣内、眼球、皮下、血管内、筋肉内、皮内、腹膜内、及び大脳内投与のための薬剤であって、これらの薬剤の活性成分が、具体的には、タンパク質、糖タンパク、1つ以上のポリアルキレングリコール{例えばポリエチレングリコール(PEG)で、この場合には「PEG修飾」タンパク質という用語が用いられる}に結合したタンパク質、ペプチド、多糖、リポ化糖、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、及び低分子量の疎水性、親水性、又は両親媒性の有機分子である薬剤;
・及び/又は食品;
・及び/又は化粧品若しくは植物衛生用品、
の調製に使用することができる組成物に関する。
・及び/又は食品;
・及び/又は化粧品若しくは植物衛生用品、
を調製する方法であって、以上に定義される少なくとも1つのポリアミノ酸及び/又は以上に開示される組成物を使用する工程を本質的に含むことを特徴とする方法に関する。
(指数及び官能基)
m=108、n=8、o=4、p=15
GH=D,L−α−トコフェロール(T)
A=−CH2−CH2−(グルタミン酸塩);E=NH2、E’=ロイシナミド;C,D=直接結合
溶液1:50mlの3つ口丸底フラスコ内で、窒素気流下で、3.4gのNCA GluOBnを、9mlのNMP中に25℃で溶解する。ロイシナミド89mgを反応溶媒に加える。NCAが80%変換された時点で、反応溶媒を0℃に冷却することにより重合を停止する。
5.5gの前記ポリマーを室温で42mlのTFA中に溶解する(cpoly=130mg/ml)。この溶液を0℃に冷却し、6.8mlのHBr(30%酢酸溶液)を加える。溶媒を3時間室温に置く。反応の終了を、TFA−d中で1H NMRによりモニターし、反応溶媒を300mlの氷を含む水にあける。沈殿をガラスフィルターでろ別する。ポリマーをTHF(42ml)中に再溶解後、ジイソプロピルエーテル中で沈殿させ、ろ別し、ジイソプロピルエーテル(3×85ml)で洗浄する。生成物を真空オーブン中40℃で乾燥すると、ポリ酸型のポリマー(1)3.9g(収率82%)が得られる。
ポリマーを脱塩水に懸濁させ、1N NaOH水溶液により中和する。ポリマーが全て溶解し、pHが約7.4になった時点で中和を完了した。
(指数及び官能基)
m=105、n=8、o=7、p=15
GH=D,L−α−トコフェロール(T)
A=−CH2−CH2−(グルタミン酸塩);E=NH2、E’=グルタミン酸ジエチルエステル;C,D=直接結合
溶液1:50mlの3つ口丸底フラスコ内で、窒素気流下で、5.9gのNCA GluOBnを、14mlのNMP中に25℃で溶解する。グルタミン酸ジエチルエステル243mgを反応溶媒に加える。NCAが80%変換された時点で、反応溶媒を0℃に冷却することにより重合を停止する。
6.2gの前記ポリマーを室温で48mlのTFA中に溶解する(cpoly=130mg/ml)。この溶液を0℃に冷却し、11.5mlのHBr(30%酢酸溶液)を加える。溶媒を3時間室温に置く。反応の終了を、TFA−d中で1H NMRによりモニターし、反応溶媒を335mlの氷を含む水にあける。沈殿をP4ガラスフィルターでろ別する。ポリマーをTHF(48ml)中に再溶解後、ジイソプロピルエーテル(480ml)中で沈殿させ、ろ別し、ジイソプロピルエーテル(2×48ml)で洗浄する。生成物を真空オーブン中40℃で乾燥すると、ポリマー(2)3.7g(収率76%)が得られる。
ポリマーを脱塩水に懸濁させ、1N NaOH水溶液により(pHが8を超えることがないように)中和する。ポリマーが全て溶解し、pHが約7.4になった時点で中和を完了した。
(指数及び官能基)
m=105、n=8、o=7、p=8
GH=D,L−α−トコフェロール(T)
A=−CH2−CH2−(グルタミン酸塩);E=NH2、E’=ロイシナミド;C,D=直接結合
(指数及び官能基)
m=25、n=7、o=3、p=15
GH=D,L−α−トコフェロール(T)
A=−CH2−CH2−(グルタミン酸塩);E=NH2、E’=ロイシナミド;C,D=直接結合
(指数及び官能基)
m=103、n=5、o=12、p=30、q=1
GH=D,L−α−トコフェロール(T)
A=−CH2−CH2−(グルタミン酸塩);E=NH2、E’=ロイシナミド;C,D=直接結合
溶液1:250mlの3つ口丸底フラスコ内で、窒素気流下で、20.0gのNCA GluOMeを、86mlのNMP中に40℃で溶解する。4mlのDMPに溶解したロイシナミド345mgを反応溶媒に加える。NCAが80%変換された時点で、反応溶媒を0℃に冷却することにより重合を停止する。
5.0gの前記ポリマーを80℃で100mlのTFA中に溶解する(cpoly=50mg/ml)。0.6mlのDMFに溶解したDMAP47mgをこの溶液に加える。溶媒を80℃に18時間保つ。その後、温度を15℃に下げ、以下の物質を次の順序で加える:トコフェロールの溶液(834mgを2.6mlのDMFに溶解)、DMAPの溶液(50mgを0.6mlのDMFに溶解)、及びDIPC(546mg)。反応溶媒をこの温度で3.5時間撹拌する。35%HCl(4.0ml)でブロックし、その後ポリマーを、酸性化した水(400ml、NaCl60g含有、pH<2)及びジイソプロピルエーテル(80ml)の2相系溶媒中で沈殿させる。生成物を、酸性化した水及びジイソプロピルエーテルの2相系混合物で3度(3×300/80ml)、その後ジイソプロピルエーテルで2度(2×300ml)洗浄する。最後に、生成物を真空オーブン中40℃で乾燥すると、ポリマー(5)5.1g(収率87%)が得られる。
TFA−d中で1H NMRにより決定されたトコフェロールの含有率は4.5%である。Mn(NMP中GPCにより決定)は、PMMA当量で248.6kg/molである。
これらの化合物は、国際公開第03/104303号パンフレットに記載の方法により得られる。
これらのポリマーの性質を下表に示す。
性質を比較し、本発明の特徴を示すために、ポリマーの粘度を、濃度の関数として、PH7.4、及び重量オスモル濃度300mOsmolで測定する。限界凝集濃度Cη(g/l)、すなわち、この濃度を上回ると粘度が急速に増大する濃度を測定する。結果並びに本発明のポリマー及び従来技術に関する比較化合物の特徴を、下記の表1に示す。
1ミリリットル当たり10mgのポリマー及び200IUのインスリン(7.4mg)を含むpH7.4の水溶液を調製する。前記溶液を室温にて2時間インキュベートし、限外濾過(100kDaにてカットオフ、18℃、10000Gの下で15分間)によって遊離のインスリンを結合インスリンから分離する。濾液から回収される遊離のインスリンを、HPLC(高性能液体クロマトグラフィー)により定量し、結合インスリンの量を減算する。結果を以下の表2に示す。
Claims (19)
- アスパラギン酸単位及び/又はグルタミン酸単位を含み、それらのいくつかは、1つ以上の疎水性基(GH)(互いに同一であっても異なっていてもよい)を有するポリアミノ酸であって、
アスパラギン酸塩単位及び/又はグルタミン酸塩単位を含み、かつ、アスパラギン酸単位及び/又はグルタミン酸単位を含む1つ以上のポリアミノ酸分岐鎖B(互いに同一であっても異なっていてもよい)を有する少なくとも1本の主鎖(Cp)を有することを特徴とするポリアミノ酸。 - 前記疎水性グラフト基が、
→(I)主鎖Cpのみ、
→(II)主鎖Cp及び分岐鎖B、
→(III)あるいは、分岐鎖Bのみ、
に結合していることを特徴とする請求項1記載のポリアミノ酸。 - 前記疎水性基GHが、8〜30個の炭素原子を含むことを特徴とする請求項1又は2記載のポリアミノ酸。
- 前記疎水性基GHが、下記の群:
■適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子を含んでいてもよい、直鎖又は分岐鎖状のC8〜C30アルキル基、
■適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子を含んでいてもよい、C8〜C30アルキルアリール基又はアリールアルキル基、
■適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子を含んでいてもよいC8〜C30(多)環式基、
から選択されることを特徴とする請求項3記載のポリアミノ酸。 - 前記疎水性基GHが、オクタノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、オレイルアルコール、トコフェロール、コレステロール、及びリトコール酸を含む群より選択される基から誘導されるものであることを特徴とする請求項1から4のいずれか記載のポリアミノ酸。
- α−L−グルタミン酸及び/又はα−L−グルタミン酸単位、あるいはα−L−アスパラギン酸及び/又はα−L−アスパラギン酸単位を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか記載のポリアミノ酸。
- 下記一般式(I)、(II)、及び(III)で表されることを特徴とする請求項1から6のいずれか記載のポリアミノ酸。
■Aは、独立して−CH2−(アスパラギン酸単位)又は−CH2−CH2−(グルタミン酸単位)であり;
■R1は、H、直鎖状C2〜C10アシル基、若しくは分岐鎖状C3〜C10アシル基、又はピログルタミン酸であり;
■E、E’は、独立して:
・OR3(R3は下記のように定義される)、
・NHR2基(式中、R2は、直鎖状C2〜C10アルキル基、若しくは分岐鎖状C3〜C10アルキル基、又はベンジル基である);又は、
・末端アミノ酸単位(窒素により結合し、カルボン酸基は、NHR2及びOR2で定義されるアミン又はアルコールにより適宜修飾されている)、
のいずれかであり;
■R3は、H、又は好ましくは下記を含む群から選択されるカチオン種であり;
・有利には、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及びマグネシウムを含むサブグループより選択される金属カチオン、
・有利には、下記を含むサブグループから選択される有機カチオン、
・アミンに基づくカチオン、
・オリゴアミンに基づくカチオン、
・ポリアミン(ポリエチレンイミンが特に好ましい)に基づくカチオン、及び
・有利には、リジン又はアルギニンに基づくカチオンを含む属から選択される1つ以上のアミノ酸に基づくカチオン、及び
・有利には、ポリリジン及びオリゴリジンを含むサブグループから選択されるカチオン性ポリアミノ酸、
■Cは、直接結合、又は(好ましくは天然の)アミノ酸残基及び1〜6個の炭素原子を含むヒドロキシアルコールから選択される結合基であり;
■D−GH基は、互いに独立してラジカルであり:
・Dは、−O−、−NH−、又は−N−アルキル−(C1〜C5)、(好ましくは天然の)アミノ酸、ジオール、ジアミン、アミノアルコール、又は1〜6個の炭素原子を含むヒドロキシ酸であり、
・GHは、8〜30個の炭素原子を含む疎水性基であって:
・適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子(好ましくはO及び/又はN及び/又はS)を含んでいてもよい、直鎖状又は分岐鎖状のC8〜C30アルキル基、
・適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子(好ましくはO及び/又はN及び/又はS)を含んでいてもよい、C8〜C30アルキルアリール基又はアリールアルキル基、又は
・適宜少なくとも1つの不飽和結合及び/又は少なくとも1つのヘテロ原子(好ましくはO及び/又はN及び/又はS)を含んでいてもよい、C8〜C30(多)環式基であり;
■(n+q)/(q+p+o+n+m)は、疎水性基GHのモルグラフト化率として定義され、0.5〜90モル%の値をとり;
・q+p+o+n+mは、20〜5000、好ましくは30〜2000の値をとり;
・o+n+m(分子骨格)は、10〜500、好ましくは30〜300の値をとり;
・o/(o+n+m)は、分岐鎖のグラフト化率として定義され、1〜50モル%の値をとり;
・これらのポリアミノ酸(I)、(II)、及び(III)の主鎖Cpは、繰り返し単位−[ ]o−[ ]n−[ ]m−、又は−[ ]o−[ ]m−を含み、それらの分岐鎖Bは、繰り返し単位−[ ]p−又は−[ ]p−[ ]q−を含み;
・疎水性基GH及び分岐鎖Bは、ランダムに配置されている。 - 分子量が2000〜800,000g/モル、好ましくは5000〜300,000g/モルであることを特徴とする請求項1から7のいずれか記載のポリアミノ酸。
- 請求項1から8のいずれか記載のポリアミノ酸を含む医薬用、化粧品用、食品用、又は植物衛生用組成物。
- 少なくとも1つの活性成分を含むことを特徴とする請求項9記載の組成物。
- 前記活性成分が、共有化学結合以外の1つ以上の結合を介して、前記ポリアミノ酸と会合していることを特徴とする請求項10記載の組成物。
- 前記活性成分が、タンパク質、糖タンパク質、1つ以上のポリアルキレングリコール鎖に結合したタンパク質、多糖、リポ糖、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、又はペプチドであることを特徴とする請求項10又は11記載の組成物。
- 前記活性成分が、低分子量の疎水性、親水性、又は両親媒性の有機分子であることを特徴とする請求項10又は11記載の組成物。
- 経口、非経口、経鼻、膣内、眼球、皮下、血管内、筋肉内、皮内、腹膜内、大脳内、又は口腔内の経路により投与可能であることを特徴とする請求項9から13のいずれか記載の組成物。
- ゲル、溶液、懸濁液、エマルジョン、ミセル、ナノ粒子、微粒子、インプラント、粉末、又はフィルムの形態であることを特徴とする請求項9から14のいずれか記載の組成物。
- 水相中のポリアミノ酸のナノ粒子及び/又は微粒子及び/又はミセルの安定なコロイド状の懸濁液であることを特徴とする請求項9から15のいずれか記載の組成物。
- 生体適合性の溶媒中に溶解した溶液の形態であり、皮下又は筋肉内の経路により、あるいは腫瘍内部に注射可能であることを特徴とする請求項9から16のいずれか記載の組成物。
- 注射部位で沈殿を形成することが可能であることを特徴とする請求項17記載の組成物。
- 特に、経口、非経口、経鼻、膣内、眼球、皮下、血管内、筋肉内、皮内、腹膜内、及び大脳内投与のための薬剤であって、これらの薬剤の活性成分が、特に、タンパク質、糖タンパク、1つ以上のポリアルキレングリコールに結合したタンパク質、ペプチド、多糖、リポ糖、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、及び低分子量の疎水性、親水性、又は両親媒性の有機分子である薬剤;
・及び/又は食品;
・及び/又は化粧品若しくは植物衛生用品、
を調製する方法であって、請求項1から8のいずれか記載のポリアミノ酸、及び/又は請求項9から18のいずれか記載の組成物を使用する工程を本質的に含むことを特徴とする方法。
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