JP2018145115A - Polymer composite - Google Patents

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JP2018145115A JP2017039312A JP2017039312A JP2018145115A JP 2018145115 A JP2018145115 A JP 2018145115A JP 2017039312 A JP2017039312 A JP 2017039312A JP 2017039312 A JP2017039312 A JP 2017039312A JP 2018145115 A JP2018145115 A JP 2018145115A
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泰孝 安楽
Yasutaka Anraku
泰孝 安楽
片岡 一則
Kazunori Kataoka
一則 片岡
中村 直人
Naoto Nakamura
直人 中村
直人 吉永
Naoto Yoshinaga
直人 吉永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide means that enables a drug to be encapsulated in a support stably, and also enables drug delivery to a desired target tissue (for example, brain tissue) and drug release in the tissue.SOLUTION: A polymer composite contains a block copolymer having a polymer segment having at least one boronic acid group selected from a phenylboronic acid group or a pyridylboronic acid group in a side chain, and a hydrophilic polymer segment, and a low molecular drug having a binding site to the boronic acid group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、高分子複合体及び薬物送達デバイスに関する。詳しくは、低分子薬物を標的部位に送達するための高分子複合体及び薬物送達デバイスに関する。   The present invention relates to polymer composites and drug delivery devices. Specifically, the present invention relates to a polymer complex and a drug delivery device for delivering a small molecule drug to a target site.

ドラッグデリバリーシステム(drug delivery system:DDS)は、薬物を必要な時に必要最小限の薬物を必要な部位に選択的に送達する技術であり、これにより、薬物の効果を最大限に高め、副作用を最小化することを目的とするものである。薬物を標的部位で選択的に放出するためには、標的部位に到達するまでは吸収・分解されることなく薬物が安定して保持され、標的部位で薬物を放出することのできる技術が必要である。   Drug delivery system (DDS) is a technology that selectively delivers the minimum amount of drug to the required site when needed, thereby maximizing the effect of the drug and reducing side effects. The purpose is to minimize. In order to selectively release a drug at the target site, a technique is required that can stably hold the drug without being absorbed or decomposed until it reaches the target site and can release the drug at the target site. is there.

様々な薬物をキャリア中に組み込んだ薬物運搬体をDDSとして利用する試みが盛んに研究され、一部は既に臨床応用されている。薬物を運搬するためのキャリアとしては、リポソーム、微粒子、各種高分子などが利用されており、非共有結合(疎水性相互作用、静電相互作用など)又は共有結合又を介して、薬物をさまざまなキャリアに担持させる技術が提案されている。薬物放出制御技術についても様々な検討がされており、温度、電場、磁場、超音波のような物理刺激やpH変化のような環境刺激などの様々な刺激に自律応答して薬物放出を制御する技術が開発されている。   Attempts to use a drug carrier incorporating various drugs in a carrier as a DDS have been actively studied, and some have already been clinically applied. Liposomes, microparticles, and various polymers are used as carriers for transporting drugs. Various drugs can be used through non-covalent bonds (hydrophobic interactions, electrostatic interactions, etc.) or covalent bonds. A technology for supporting a carrier is proposed. Various studies have been conducted on drug release control technology, and drug release is controlled by autonomous responses to various stimuli such as physical stimuli such as temperature, electric field, magnetic field, and ultrasound, and environmental stimuli such as pH change. Technology has been developed.

例えば、特許文献1および非特許文献1には、ポリエチレングリコール(PEG)などの親水性ポリマーセグメントとポリアミノ酸などのカチオン性ポリマーセグメントとのブロック共重合体が自己組織化して形成された高分子ミセルに、フェニルボロン酸基を利用して核酸を担持させた環境応答性複合体が提案されている。該複合体では、細胞質に移行した後には、細胞質内に存在するATPやリボ核酸等の他の分子との置き換わりにより内包された核酸の放出を可能としている。   For example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 describe a polymer micelle formed by self-organizing a block copolymer of a hydrophilic polymer segment such as polyethylene glycol (PEG) and a cationic polymer segment such as polyamino acid. Furthermore, an environment-responsive complex in which a nucleic acid is supported using a phenylboronic acid group has been proposed. In the complex, after entering the cytoplasm, the encapsulated nucleic acid can be released by replacement with other molecules such as ATP and ribonucleic acid present in the cytoplasm.

DDSにより標的化する部位としては、がん細胞、腫瘍組織、炎症組織などの様々な組織や細胞があるが、近年では、脳へ薬物を送達する技術の研究も進められている。血液と脳との間には、物質交換を制限する血液脳関門(blood-brain barrier:BBB)とよばれる生体内バリアが存在する。BBBの高い透過選択性によって、血液中から脳実質への薬物輸送は著しく制限されており、そのため、脳への薬物送達は非常に困難とされていた。   As sites targeted by DDS, there are various tissues and cells such as cancer cells, tumor tissues, and inflammatory tissues. In recent years, research on techniques for delivering drugs to the brain has been promoted. Between the blood and the brain, there is an in vivo barrier called the blood-brain barrier (BBB) that restricts substance exchange. Due to the high permeation selectivity of the BBB, drug transport from the blood to the brain parenchyma has been severely restricted, making drug delivery to the brain very difficult.

一般に、(1)低分子量(500Da以下)で、(2)脂溶性の高い、化合物がBBBを通過できるとされていることから、脳へ送達を目的として、疎水性の高い低分子量の化合物の薬物の開発およびスクリーニングが行われている。しかし、現状では、疎水性の高い低分子量の化合物であっても、BBBを突破し、脳内へ送達できる薬物は依然として非常に限られている。   In general, (1) low molecular weight (500 Da or less), (2) high fat-soluble compounds can pass through the BBB, so for the purpose of delivery to the brain, low hydrophobic molecular weight compounds Drug development and screening are in progress. However, at present, there are still very limited drugs that can break through the BBB and be delivered into the brain even with low-molecular weight compounds with high hydrophobicity.

国際公開第2013/073697号International Publication No. 2013/073697

Mitsuru Naito, Takehiko Ishii, Akira Matsumoto, Kanjiro Miyata, Yuji Miyahara, Kazunori Kataoka; A Phenylboronate Functionalized Chemie International Edition, Vol.51, 2012: 10751-10755, doi: 10.1002/anie.201203360.Mitsuru Naito, Takehiko Ishii, Akira Matsumoto, Kanjiro Miyata, Yuji Miyahara, Kazunori Kataoka; A Phenylboronate Functionalized Chemie International Edition, Vol.51, 2012: 10751-10755, doi: 10.1002 / anie.201203360.

薬物がキャリアに安定して担持され、標的部位での薬物放出を可能とする技術が依然として求められている。   There is still a need for a technique that allows a drug to be stably supported on a carrier and enables the drug to be released at a target site.

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定のボロン酸基を側鎖に有するポリマーと、ボロン酸基との結合部位を含む低分子薬物とを組み合わせることで、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は例えば以下の通りである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have combined a polymer having a specific boronic acid group in the side chain with a low molecular weight drug containing a binding site for the boronic acid group. The present invention has been completed. That is, the present invention is as follows, for example.

[1] フェニルボロン酸基又はピリジルボロン酸基から選択される少なくとも一つのボロン酸基を側鎖に有する高分子セグメントと、親水性高分子セグメントと、を有するブロックコポリマーと、
前記ボロン酸基との結合部位を含む低分子薬物と、
を含む、高分子複合体。
[2] 前記ボロン酸基との結合部位は、ポリオール構造、ジアミン構造、ヒドロキシアミン構造、ヒドロキサム酸構造、アルコキシカルボキシアミド構造、及び二リン酸構造から選択される少なくとも一種である、[1]に記載の複合体。
[2−1] 前記結合部位は、1,2−ジオール構造である、[2]に記載の複合体。
[2−2] 前記ボロン酸基との結合部位は、下記構造2〜44から選択される少なくとも1つである、[2]に記載の複合体。
[1] A block copolymer having a polymer segment having at least one boronic acid group selected from a phenylboronic acid group or a pyridylboronic acid group in a side chain, and a hydrophilic polymer segment;
A low molecular weight drug comprising a binding site with the boronic acid group;
A polymer composite comprising
[2] The binding site with the boronic acid group is at least one selected from a polyol structure, a diamine structure, a hydroxyamine structure, a hydroxamic acid structure, an alkoxycarboxyamide structure, and a diphosphate structure. The complex described.
[2-1] The complex according to [2], wherein the binding site has a 1,2-diol structure.
[2-2] The complex according to [2], wherein the binding site with the boronic acid group is at least one selected from the following structures 2 to 44.

[2−3]前記低分子薬物と前記ボロン酸基との比(薬物/BA比)は、0.05〜1である、[1]〜[2]、[2−1]、[2−2]のいずれかに記載の複合体。
[3] 前記低分子薬物は疎水性物質である、[1]又は[2]に記載の複合体。
[4] 前記ブロックコポリマーが、前記高分子セグメントが内側となり、前記親水性高分子セグメントが外側となるように放射状に配列してミセルを形成し、前記ミセルに前記低分子薬物が内包されている、[1]〜[3]のいずれかに記載の複合体。
[5] 前記高分子セグメントは、ポリアミノ酸から構成され、前記ボロン酸基が、ポリアミノ酸の側鎖に導入されている、[1]〜[4]のいずれかに記載の複合体。
[5−1] 前記ポリアミノ酸は、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン等の非極性アミノ酸;アスパラギン酸、グルタミン酸等の酸性アミノ酸;リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジン等の塩基性アミノ酸;及びこれらの誘導体;並びにこれらの組合せから選択されるアミノ酸の重合体である、[1]〜[5]のいずれかに記載の複合体。
[5−2] 前記ボロン酸基は、アミド結合、カルバモイル結合、アルキル結合、エーテル結合、エステル結合、チオエステル結合、チオエーテル結合、スルホンアミド結合、ウレタン結合、スルホニル結合、チミン結合、ウレア結合、チオウレア結合およびこれらの組み合わせから選択される連結基を介してポリアミノ酸の側鎖に導入されている、[1]〜[5]、[5−1]のいずれかに記載の複合体。
[6] 前記親水性高分子セグメントは、ポリ(エチレングリコール)、ポリサッカライド、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メタクリルアミド)、ポリ(メタクリル酸)、ポリ(メタクリル酸エステル)、ポリ(アクリル酸エステル)、ポリアクリル酸ヒドロキシエチル、ポリ(メタクリル酸ヒドロキシエチル)、ポリアミノ酸、ポリ(リンゴ酸)、ポリ(2−メチル−2−オキサゾリン)、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)、ポリ(2−イソプロピル−2−オキサゾリン)、またはこれらの誘導体から選択される親水性ポリマーで構成される、[1]〜[5]のいずれかに記載の複合体。
[7] 前記ボロン酸基は下記式(b1)で表されるフェニルボロン酸基(PBA)又は下記式(b2)で表されるピリジルボロン酸基である、[1]〜[6]のいずれかに記載の複合体。
(上記式中、
は、フッ素、塩素、臭素、若しくはヨウ素から選択されるハロゲン、又はニトロを表し、
nは0〜4の整数であり、
*はポリマー鎖との結合点を示す)
[7−1] 前記ボロン酸基は下記式(b11)で表されるフェニルボロン酸基(PBA)又は下記式(b21)で表されるピリジルボロン酸基である、[7]に記載の複合体。
(上記式中、
nは1〜4の整数であり、
*はポリマー鎖との結合点を示す)
[7−2] 前記結合部位は、二リン酸構造(好ましくは、上記44の構造)であり、前記ボロン酸基は上記式(b11)で表されるピリジルボロン酸基である、[7]に記載の複合体。
[7−3] 前記結合部位は、1,2−ジオール構造であり、前記ボロン酸基は上記式(b21)で表されるピリジルボロン酸基である、[7]に記載の複合体。
[8] 前記ブロックコポリマーは下記式(3)で表される、[1]〜[7]のいずれかに記載の複合体。
(式中、
は、水素原子あるいは未置換もしくは置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝状のアルキル基であり;
は、水素原子、炭素数1〜12の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキル基あるいは炭素数1〜24の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキルカルボニル基であり、
4aは、相互に独立して、メチレン基またはエチレン基であり、
は、−S−S−または原子価結合であり、
は、−NH−、−O−、−O(CHp1−NH−、または−L2a−(CHq1−L2b−であり、ここで、p1およびq1は、相互に独立して、1〜5の整数であり、L2aはOCO、OCONH、NHCO、NHCOO、NHCONH、CONHまたはCOOであり、L2bはNHまたはOであり、
9aは、−NH−(CHp2−〔NH−(CHq2−〕r2NH-で示される2価の基であり、p2、q2、およびr2は、それぞれ相互に独立して、1〜5の整数であり、
9bは、−NH−(CHp3−〔NH−(CHq3−〕r3NHであり、p3、q3、およびr3は、それぞれ相互に独立して、1〜5の整数であり
BAはボロン酸基を表し
xは0.1〜0.9であり、
mは1〜300の整数である。)
[9] 前記複合体の表面がグルコース又はグルコース誘導体により修飾されている、[1]〜[8]のいずれかに記載の複合体。
[10] [1]〜[9]のいずれかに記載の複合体を含む、組成物。
[11] 活性酸素種の存在下で前記高分子複合体から前記低分子薬物が放出されるものである、[10]に記載の組成物。
[11−1] 1mM以上のHの存在下で前記高分子複合体から前記低分子薬物が放出されるものである、[11]に記載の組成物。
[12] 前記低分子薬物を脳に送達するために用いられる、[10]又は[11]に記載の組成物。
[13] [1]〜[9]のいずれかに記載の複合体又は[10]〜[12]のいずれかに記載の組成物を含む、薬物送達デバイス。
[2-3] The ratio of the low molecular weight drug to the boronic acid group (drug / BA ratio) is 0.05 to 1, [1] to [2], [2-1], [2- 2].
[3] The complex according to [1] or [2], wherein the low molecular drug is a hydrophobic substance.
[4] The block copolymer is arranged radially so that the polymer segment is on the inside and the hydrophilic polymer segment is on the outside to form micelles, and the low-molecular drug is encapsulated in the micelles. , [1] to [3].
[5] The complex according to any one of [1] to [4], wherein the polymer segment is composed of a polyamino acid, and the boronic acid group is introduced into a side chain of the polyamino acid.
[5-1] The polyamino acid is a nonpolar amino acid such as leucine, isoleucine, phenylalanine, methionine, or tryptophan; an acidic amino acid such as aspartic acid or glutamic acid; a basic amino acid such as lysine, ornithine, arginine, homoarginine, or histidine; And a derivative thereof; and a complex according to any one of [1] to [5], which is a polymer of an amino acid selected from a combination thereof.
[5-2] The boronic acid group is an amide bond, carbamoyl bond, alkyl bond, ether bond, ester bond, thioester bond, thioether bond, sulfonamide bond, urethane bond, sulfonyl bond, thymine bond, urea bond, thiourea bond. And the complex according to any one of [1] to [5] and [5-1], which is introduced into a side chain of the polyamino acid via a linking group selected from a combination thereof.
[6] The hydrophilic polymer segment includes poly (ethylene glycol), polysaccharide, poly (vinyl pyrrolidone), poly (vinyl alcohol), poly (acrylamide), poly (acrylic acid), poly (methacrylamide), poly (Methacrylic acid), poly (methacrylic acid ester), poly (acrylic acid ester), polyethyl acrylate, poly (hydroxy ethyl methacrylate), polyamino acid, poly (malic acid), poly (2-methyl-2- Any of [1] to [5] composed of a hydrophilic polymer selected from oxazoline), poly (2-ethyl-2-oxazoline), poly (2-isopropyl-2-oxazoline), or derivatives thereof A complex according to any one of the above.
[7] Any of [1] to [6], wherein the boronic acid group is a phenylboronic acid group (PBA) represented by the following formula (b1) or a pyridylboronic acid group represented by the following formula (b2). A complex according to any one of the above.
(In the above formula,
R b represents halogen selected from fluorine, chlorine, bromine, or iodine, or nitro;
n is an integer from 0 to 4,
* Indicates the point of attachment to the polymer chain)
[7-1] The composite according to [7], wherein the boronic acid group is a phenylboronic acid group (PBA) represented by the following formula (b11) or a pyridylboronic acid group represented by the following formula (b21). body.
(In the above formula,
n is an integer of 1 to 4,
* Indicates the point of attachment to the polymer chain)
[7-2] The binding site has a diphosphate structure (preferably the structure of 44 above), and the boronic acid group is a pyridylboronic acid group represented by the above formula (b11). [7] The complex described in 1.
[7-3] The complex according to [7], wherein the binding site has a 1,2-diol structure, and the boronic acid group is a pyridylboronic acid group represented by the above formula (b21).
[8] The composite according to any one of [1] to [7], wherein the block copolymer is represented by the following formula (3).
(Where
R 1 is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms;
R 2 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted linear or branched alkylcarbonyl group having 1 to 24 carbon atoms. Group,
R 4a is, independently of one another, a methylene group or an ethylene group,
L 1 is —SS— or a valence bond,
L 2 is —NH—, —O—, —O (CH 2 ) p1 —NH—, or —L 2a — (CH 2 ) q1 -L 2b —, wherein p1 and q1 are Independently, an integer from 1 to 5, L 2a is OCO, OCONH, NHCO, NHCOO, NHCONH, CONH or COO, L 2b is NH or O,
R 9a is a divalent group represented by —NH— (CH 2 ) p 2 — [NH— (CH 2 ) q 2 —] r 2 NH—, and p 2, q 2, and r 2 are independently from each other. , An integer from 1 to 5,
R 9b is —NH— (CH 2 ) p 3 — [NH— (CH 2 ) q 3 —] r 3 NH 2 , and p 3, q 3 and r 3 are each independently an integer of 1 to 5 Yes BA represents a boronic acid group x is 0.1 to 0.9,
m is an integer of 1 to 300. )
[9] The complex according to any one of [1] to [8], wherein the surface of the complex is modified with glucose or a glucose derivative.
[10] A composition comprising the complex according to any one of [1] to [9].
[11] The composition according to [10], wherein the low molecular drug is released from the polymer complex in the presence of reactive oxygen species.
[11-1] The composition according to [11], wherein the low molecular drug is released from the polymer complex in the presence of 1 mM or more of H 2 O 2 .
[12] The composition according to [10] or [11], which is used for delivering the small molecule drug to the brain.
[13] A drug delivery device comprising the complex according to any one of [1] to [9] or the composition according to any one of [10] to [12].

本発明は、以下の一以上の効果を有する。
(1)ボロン酸基との結合部位を含む低分子薬物がポリマー内に安定に担持され、活性酸素種による酸化によって薬物放出が可能である、高分子複合体が提供される。
(2)所望の標的組織(例えば脳実質)への薬物送達および当該組織での薬物放出が可能となる。
(3)標的組織の活性酸素種の濃度に依存した薬物放出制御が可能となる。
(4)薬物が内包された高分子ミセルを形成できる。
The present invention has one or more of the following effects.
(1) Provided is a polymer complex in which a low molecular drug containing a binding site with a boronic acid group is stably supported in a polymer and can be released by oxidation with an active oxygen species.
(2) Drug delivery to a desired target tissue (for example, brain parenchyma) and drug release in the tissue become possible.
(3) Drug release control depending on the concentration of reactive oxygen species in the target tissue becomes possible.
(4) A polymer micelle encapsulating a drug can be formed.

本発明の一形態に係る高分子複合体の模式図である。(a)は各構成成分を示し、(b)は形成された高分子複合体(薬物内包高分子ミセル)を示している。1 is a schematic diagram of a polymer composite according to an embodiment of the present invention. (A) shows each component, (b) shows the formed polymer complex (drug-containing polymer micelle). フッ素化フェニルボロン酸基(FPBA)とルチンの1,2−ジオール構造との結合の形成を示す模式図である。It is a schematic diagram showing formation of a bond between a fluorinated phenylboronic acid group (FPBA) and a 1,2-diol structure of rutin. 活性酸素種(ROS)による酸化ストレスに応答して自己開裂する薬物内包高分子ミセルの脳内送達システムの概要図である。1 is a schematic diagram of a brain delivery system of drug-encapsulating polymer micelles that self-cleavage in response to oxidative stress by reactive oxygen species (ROS). FIG. 実施例1で製造されたブロック共重合体(2k−45−22.7%)を用いて実施例2で調製した高分子ミセル(Rutin/FPBA=0.25)の動的光散乱(DLS)法による粒径分布の測定結果を示す図である。Dynamic light scattering (DLS) of the polymeric micelle (Rutin / FPBA = 0.25) prepared in Example 2 using the block copolymer (2k-45-22.7%) prepared in Example 1 It is a figure which shows the measurement result of the particle size distribution by a method. 実施例1で製造されたブロック共重合体(2k−45−22.7%)を用いて実施例2で調製した高分子ミセル(Rutin/FPBA=0.25)の透過型電子顕微鏡(TEM)画像を示す図である。Transmission electron microscope (TEM) of the polymer micelle (Rutin / FPBA = 0.25) prepared in Example 2 using the block copolymer (2k-45-22.7%) produced in Example 1 It is a figure which shows an image. 実施例1で製造されたブロック共重合体(2k−70−23.3%)を用いて実施例2で調製した高分子ミセル(Rutin/FPBA=0.1)の動的光散乱(DLS)法による流体力学直径(Size)の経時変化(異なるpH下)を示す図である。Dynamic light scattering (DLS) of the polymer micelle (Rutin / FPBA = 0.1) prepared in Example 2 using the block copolymer (2k-70-23.3%) produced in Example 1 It is a figure which shows the time-dependent change (under different pH) of the hydrodynamic diameter (Size) by a method. 実施例2で調製した高分子ミセル(2k−31−20.4%(Rutin/FPBA=0.5)、2k−45−22.7%(Rutin/FPBA=0.25),2k−70−23.3%(Rutin/FPBA=0.1))の動的光散乱(DLS)法による流体力学直径(Size)の経時変化(PBS(pH7.4)中)を示す図である。Polymeric micelles prepared in Example 2 (2k-31-20.4% (Rutin / FPBA = 0.5), 2k-45-22.7% (Rutin / FPBA = 0.25), 2k-70- It is a figure which shows the time-dependent change (in PBS (pH7.4)) of the hydrodynamic diameter (Size) by the dynamic light scattering (DLS) method of 23.3% (Rutin / FPBA = 0.1)). 図7A及び図7Bはそれぞれ、異なる濃度のH(1mM及び0.1mM)存在下での高分子ミセル(2k−45−22.7%(Rutin/FPBA=0.25))の動的光散乱(DLS)法による流体力学直径(Size)及び多分散度(PdI)の経時変化を示す図である。7A and 7B show the behavior of polymer micelles (2k-45-22.7% (Rutin / FPBA = 0.25)) in the presence of different concentrations of H 2 O 2 (1 mM and 0.1 mM), respectively. It is a figure which shows the time-dependent change of the hydrodynamic diameter (Size) and polydispersity (PdI) by a dynamic light scattering (DLS) method. 非存在下(図8A)又は1mM H存在下(図8B)におけるルチンの吸光スペクトルの経時変化を示す図である。H 2 O 2 in the absence (Figure 8A) or 1 mM H 2 O 2 presence is a graph showing the time course of the absorption spectrum of rutin in (Fig. 8B). 1mM H存在下(図9A)、0.1mM H存在下(図9B)又はH非存在下(図9C)における高分子ミセル(2k−45−22.7%(Rutin/FPBA=0.25))の吸光スペクトルの経時変化を示す図である。Polymer micelles (2k-45-22.7%) in the presence of 1 mM H 2 O 2 (FIG. 9A), in the presence of 0.1 mM H 2 O 2 (FIG. 9B) or in the absence of H 2 O 2 (FIG. 9C) It is a figure which shows a time-dependent change of the absorption spectrum of (Rutin / FPBA = 0.25)).

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。本明細書に記載した全ての文献および刊行物は、その目的にかかわらず参照によりその全体を本明細書に組み込む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios.
In addition, this invention is not limited to the following embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change arbitrarily and can implement. All publications and publications mentioned in this specification are herein incorporated by reference in their entirety regardless of their purpose.

1.高分子複合体
本発明の一形態は、高分子複合体を提供する。実施形態に係る高分子複合体は、フェニルボロン酸基又はピリジルボロン酸基から選択される少なくとも一つのボロン酸基を側鎖に有する高分子セグメントと、親水性高分子セグメントと、を有するブロックコポリマーと、該ボロン酸基との結合部位を含む低分子薬物と、を含む。
1. Polymer Composite One aspect of the present invention provides a polymer composite. A polymer composite according to an embodiment is a block copolymer having a polymer segment having at least one boronic acid group selected from a phenylboronic acid group or a pyridylboronic acid group in a side chain, and a hydrophilic polymer segment And a low molecular weight drug including a binding site with the boronic acid group.

本発明者らは、特定のボロン酸基と薬物内のボロン酸基との結合部位(例えばcis-ジオール構造)との結合が活性酸素種(ROS)による酸化により開裂し、薬物を放出し得ることに着目し、低分子薬物の送達に利用できる高分子複合体を得ることに成功した。
従来より、側鎖にフェニルボロン酸基を導入したポリマー鎖を利用した薬物送達用のキャリアが提案されている(例えば、特許文献1:国際公開第2013/073697号)。これらは薬物として核酸を対象とするものであり、薬物放出機構も、細胞内環境に高濃度で存在するアデノシン三リン酸(ATP)との交換又はpH変化(低pH化)を利用したフェニルボロン酸エステル構造の開裂に依存するものである。本発明においては、pH変化(低pH化)を利用したフェニルボロン酸エステル構造の開裂及びさらにこれによる薬物の放出も生じうるが、pH変化がない場合であってもROSに応答した高分子側鎖からのボロン酸基の脱離を薬物放出の際に利用することができる。また、特許文献1では、核酸がアニオン性高分子であるために、フェニルボロン酸基をもつポリマー鎖がカチオン性鎖に限られていた。しかし、本発明の低分子薬物(特に、疎水性の低分子化合物)を含む高分子複合体ではカチオン性鎖に限られず、多様なポリマー鎖が適用され得る。なお、本発明は、当該推定メカニズムに限定されるわけではない。本発明は、低分子薬物とボロン酸基との結合の生体環境内安定性が比較的高いこと(低分子薬物が結合したボロン酸高分子セグメント間の疎水性相互作用)およびROS酸化による新規な薬物放出機構の発見に基づくものである。
The present inventors can release a drug by cleaving a bond between a specific boronic acid group and a binding site of a boronic acid group in a drug (for example, a cis-diol structure) by oxidation with a reactive oxygen species (ROS). In particular, we succeeded in obtaining a polymer complex that can be used for the delivery of small molecule drugs.
Conventionally, a carrier for drug delivery using a polymer chain in which a phenylboronic acid group is introduced into a side chain has been proposed (for example, Patent Document 1: International Publication No. 2013/073697). These are intended for nucleic acids as drugs, and the drug release mechanism is also phenylboron utilizing exchange with adenosine triphosphate (ATP) present in high concentration in the intracellular environment or pH change (low pH). It depends on the cleavage of the acid ester structure. In the present invention, cleavage of the phenylboronic acid ester structure utilizing pH change (lowering the pH) and further drug release due to this may occur, but even when there is no pH change, the polymer side responding to ROS The elimination of boronic acid groups from the chain can be utilized during drug release. In Patent Document 1, since the nucleic acid is an anionic polymer, the polymer chain having a phenylboronic acid group is limited to a cationic chain. However, in the polymer complex containing the low molecular weight drug of the present invention (particularly, a hydrophobic low molecular weight compound), it is not limited to the cationic chain, and various polymer chains can be applied. Note that the present invention is not limited to the estimation mechanism. The present invention has a relatively high stability in the biological environment of the binding between a low molecular weight drug and a boronic acid group (hydrophobic interaction between boronic acid polymer segments to which the low molecular weight drug is bound) and a novel by ROS oxidation This is based on the discovery of the drug release mechanism.

本発明者らは、ROS酸化による結合開裂が、ROS濃度に依存して生じることをも見出した。例えば、ボロン酸基の導入率を制御することにより、ROSへの応答性を制御することができる。したがって、生体環境のROS濃度の相違に基づき、標的部位での薬物放出および薬物放出の制御が可能となる。例えば、フッ素化フェニルボロン酸基とルチンの1,2−ジオールとの結合は、血中のH濃度に相当する約0.04mM以下においては開裂せず安定に保持される一方で、アルツハイマー病患者の脳におけるような高酸化ストレス下(高濃度のH 約1mM以上)において開裂し得る。このような従来にない新規なROS酸化による新規な薬物放出機構に基づく薬物送達システムは送達薬物及び標的組織の多様化並びに薬物放出制御性の面で有益である。 The present inventors have also found that bond cleavage by ROS oxidation occurs depending on the ROS concentration. For example, responsiveness to ROS can be controlled by controlling the introduction rate of boronic acid groups. Therefore, based on the difference in the ROS concentration in the living environment, drug release at the target site and drug release can be controlled. For example, the bond between the fluorinated phenylboronic acid group and the 1,2-diol of rutin is stably maintained without being cleaved at about 0.04 mM or less, which corresponds to the H 2 O 2 concentration in blood, under high oxidative stress, such as in the brain of Alzheimer's patients cleavable in (high concentration H 2 O 2 of about 1mM or more). Such a drug delivery system based on a novel drug release mechanism based on a novel ROS oxidation, which is unconventional, is useful in terms of diversification of a delivery drug and a target tissue and drug release controllability.

活性酸素種(ROS)とは、酸素分子(O)に由来する反応性の高い酸素種の総称である。具体的には、スーパーオキシドアニオンラジカル(通称スーパーオキシド;O -)、ヒドロキシルラジカル(・OH)、過酸化水素(H)、一重項酸素()、一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(ONO)、オゾン(O)、過酸化脂質(LOOH)が挙げられる。一実施形態において、活性酸素種(ROS)は過酸化水素(H)である。 The reactive oxygen species (ROS) is a general term for highly reactive oxygen species derived from oxygen molecules (O 2 ). Specifically, superoxide anion radical (commonly referred to as superoxide; O 2 ), hydroxyl radical (.OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), singlet oxygen ( 1 O 2 ), nitric oxide (NO ), Nitrogen dioxide (ONO), ozone (O 3 ), lipid peroxide (LOOH). In one embodiment, the reactive oxygen species (ROS) is hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).

本明細書において、「高分子複合体」とは、高分子体中に薬物が担持されて存在する構造体をいう。高分子複合体は、薬物送達のためのキャリア(薬物運搬体)として利用することができる。本明細書では、「薬物送達のための」とは、生体適合性であること、および、薬物をキャリアに担持できることを意味する。   In the present specification, the “polymer complex” refers to a structure in which a drug is supported in a polymer. The polymer complex can be used as a carrier (drug carrier) for drug delivery. As used herein, “for drug delivery” means biocompatible and capable of carrying the drug on a carrier.

高分子複合体は、例えば、薬物を内包した微粒子であり、例えば、小胞、デンドリマー、ハイドロゲルおよびナノスフェアなどが挙げられる。   The polymer complex is, for example, a fine particle encapsulating a drug, and examples thereof include vesicles, dendrimers, hydrogels, and nanospheres.

「小胞」とは、ミセル、リポソームや中空微粒子を意図している。小胞は、好ましくは生体適合性の外殻(シェル部分)を有し、必要によりその外表面がリガンドにより修飾されていてもよい。
「ミセル」とは、1層の分子膜により形成される小胞を意味する。ミセルとしては、界面活性剤などの両親媒性分子により形成されるミセル、および、ポリイオンコンプレックスにより形成されるミセル(PICミセル)が挙げられる。
「ポリイオンコンプレックス」(以下、「PIC」ともいう)とは、PEGなどの親水性ブロックとアニオン性ブロックとの共重合体と、PEGなどの親水性ブロックとカチオン性ブロック(例えばポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸など)との共重合体とを水溶液中で荷電を中和するように混合することにより両ブロック共重合体のカチオン性ブロックとアニオン性ブロックとの間で形成されるイオン層である。PEGと上記の荷電性ポリマー鎖とを結合させる意義は、ポリイオンコンプレックスが凝集して沈殿することを抑制すること、および、それにより、ポリイオンコンプレックスが粒径数十nmの単分散なコア−シェル構造を有するナノ微粒子を形成することである。この際、PEGはナノ微粒子の外殻(シェル)を覆うため、生体適合性が高く、血中滞留時間を向上させる点で都合がよいことでも知られている。また、ポリイオンコンプレックス形成において、一方の荷電性ブロックコポリマーは、PEG部分を必要とせず、ホモポリマー、界面活性剤、核酸および/または酵素に置き換えてもよいことが明らかとなっている。そして、ポリイオンコンプレックス形成においては、アニオン性ポリマーおよびカチオン性ポリマーの少なくとも1つがPEGとの共重合体を形成しており、その両方がPEGとの共重合体を形成していてもよい。また、PEG含有量を増加させるとPICミセルが形成されやすく、PEG含有量を低減させるとPICsomeが形成されやすいことがよく知られている。ポリイオンコンプレックスについては例えば、特開平8−188541及び国際公開WO2006/118260に開示されている。
「ポリイオンコンプレックス型ポリマーソーム」(以下、「PICsome」ともいう)とは、ポリイオンコンプレックスにより形成される中空の微粒子を意味する。
「リポソーム」とは、2層の分子膜により形成される小胞を意味する。分子膜は通常はリン脂質による二重膜である。
“Vesicle” is intended to be a micelle, liposome, or hollow microparticle. The vesicle preferably has a biocompatible outer shell (shell portion), and the outer surface may be modified with a ligand if necessary.
“Micelle” means a vesicle formed by a single-layer molecular film. Examples of micelles include micelles formed from amphiphilic molecules such as surfactants, and micelles formed from polyion complexes (PIC micelles).
“Polyion complex” (hereinafter also referred to as “PIC”) is a copolymer of a hydrophilic block such as PEG and an anionic block, and a hydrophilic block such as PEG and a cationic block (for example, polyglutamic acid, polyasparagine). It is an ionic layer formed between the cationic block and the anionic block of both block copolymers by mixing a copolymer with an acid or the like) in an aqueous solution so as to neutralize the charge. The significance of binding PEG and the above-mentioned charged polymer chain is that the polyion complex is prevented from aggregating and precipitating, and thereby the polyion complex has a monodisperse core-shell structure with a particle size of several tens of nm. Forming nano-particles having In this case, since PEG covers the outer shell (shell) of the nanoparticle, it is known that it has high biocompatibility and is advantageous in improving the residence time in blood. It has also been shown that in forming a polyion complex, one charged block copolymer does not require a PEG moiety and may be replaced with a homopolymer, surfactant, nucleic acid and / or enzyme. In the formation of the polyion complex, at least one of the anionic polymer and the cationic polymer forms a copolymer with PEG, and both of them may form a copolymer with PEG. Further, it is well known that PIC micelles are easily formed when the PEG content is increased, and PICsomes are easily formed when the PEG content is reduced. The polyion complex is disclosed in, for example, JP-A-8-188541 and International Publication WO2006 / 118260.
The “polyion complex type polymersome” (hereinafter also referred to as “PICsome”) means hollow fine particles formed by the polyion complex.
“Liposome” means a vesicle formed by a bilayer molecular membrane. The molecular membrane is usually a bilayer membrane made of phospholipids.

実施形態の高分子複合体の平均粒径は、例えば、その直径が400nm以下、200nm以下、150nm以下、100nm以下または80nm以下であり、例えば、10nm以上m、20nm以上、30nm以上または40nm以上である。ミセル状構造体は、例えば30nm〜150nm、または、例えば30nm〜100nmの直径を有する。
高分子複合体の多分散度(PDI)は例えば、0.25以下、好ましくは0.20以下、より好ましくは0.15以下である。
本発明において、ミセル状構造体の平均粒径は流体力学直径(平均粒子径)を指す。平均粒径および多分散度(PDI)は、動的光散乱(DLS)法により測定され、分散安定性の指標として品質管理目的に適した値である。
The average particle diameter of the polymer composite of the embodiment is, for example, 400 nm or less, 200 nm or less, 150 nm or less, 100 nm or less, or 80 nm or less, for example, 10 nm or more, 20 nm or more, 30 nm or more, or 40 nm or more. is there. The micellar structure has a diameter of, for example, 30 nm to 150 nm or, for example, 30 nm to 100 nm.
The polydispersity (PDI) of the polymer composite is, for example, 0.25 or less, preferably 0.20 or less, more preferably 0.15 or less.
In the present invention, the average particle diameter of the micellar structure refers to the hydrodynamic diameter (average particle diameter). The average particle diameter and polydispersity (PDI) are measured by a dynamic light scattering (DLS) method, and are values suitable for quality control purposes as an index of dispersion stability.

本発明の一実施形態に係る高分子複合体は、薬物を内包したミセル状構造体である。以下、図1Aに示すミセル状構造体について説明するが、本発明の高分子複合体は、かかる形態に限定されるわけではない。
図1Aに一実施形態に係るミセル状構造体(薬物内包高分子ミセル7)の模式図を示す。図1Aにおいて、(b)は薬物内包高分子ミセル7を示し、(a)は薬物内包高分子ミセル7の各構成成分を示す。図1A(a)及び(b)に示すように、薬物内包高分子ミセル7は、ブロックコポリマー5と低分子薬物6を含んで構成される。ブロックコポリマー5は、高分子セグメント1及び親水性高分子セグメント3、並びに必要に応じて末端にリガンド4から構成される。高分子セグメント1が内側となり、親水性高分子セグメント3が外側となるように放射状に配列してミセルを形成し、該ミセルに低分子薬物6が内包されている。
The polymer composite according to one embodiment of the present invention is a micellar structure containing a drug. Hereinafter, although the micellar structure shown in FIG. 1A will be described, the polymer composite of the present invention is not limited to such a form.
FIG. 1A shows a schematic diagram of a micellar structure (drug-containing polymer micelle 7) according to one embodiment. In FIG. 1A, (b) shows the drug-encapsulating polymer micelle 7, and (a) shows each component of the drug-encapsulating polymer micelle 7. As shown in FIGS. 1A (a) and (b), the drug-encapsulating polymer micelle 7 includes a block copolymer 5 and a low-molecular drug 6. The block copolymer 5 is composed of a polymer segment 1 and a hydrophilic polymer segment 3, and optionally a ligand 4 at the terminal. A micelle is formed by arranging the polymer segment 1 radially so that the polymer segment 1 is on the inside and the hydrophilic polymer segment 3 is on the outside, and the low-molecular drug 6 is encapsulated in the micelle.

ブロックコポリマー5の高分子セグメント1は側鎖にボロン酸基2を有し、低分子薬物6はボロン酸基との結合部位(図示せず)を有しており、該ミセル7内部において当該ボロン酸基2とボロン酸結合部位とは共有結合を形成している。例えば、図1Bに示すように、ボロン酸基2の一例であるフッ素化フェニルボロン酸基(FPBA)とボロン酸との結合部位として1,2−ジオール構造を有するルチン(Rutin)との間には共有結合(フェニルボロン酸エステル構造)が形成されている。すなわち、薬物内包高分子ミセル7は、低分子薬物6とブロックコポリマー5中の高分子セグメント1とが共有結合してコア部分を形成しており、ポリマー5中の他の部分(親水性高分子セグメント3など)は外側に広がってシェル部分(外殻部分)を形成した状態となっている。この薬物内包高分子ミセル7では、シェル部分に親水性高分子セグメント3を有するために生体適合性(血中での安定性)に優れる。   The polymer segment 1 of the block copolymer 5 has a boronic acid group 2 in the side chain, and the low molecular weight drug 6 has a binding site (not shown) with the boronic acid group. The acid group 2 and the boronic acid binding site form a covalent bond. For example, as shown in FIG. 1B, between a fluorinated phenylboronic acid group (FPBA), which is an example of a boronic acid group 2, and rutin having a 1,2-diol structure as a binding site of boronic acid. A covalent bond (phenylboronic acid ester structure) is formed. That is, in the drug-encapsulating polymer micelle 7, the low molecular drug 6 and the polymer segment 1 in the block copolymer 5 are covalently bonded to form a core part, and the other part in the polymer 5 (hydrophilic polymer) The segment 3 or the like is spread outward and forms a shell portion (outer shell portion). Since the drug-encapsulating polymer micelle 7 has the hydrophilic polymer segment 3 in the shell portion, it is excellent in biocompatibility (stability in blood).

ボロン酸基2とボロン酸結合部位との間の結合構造は、活性酸素種(ROS)による酸化により開裂する。開裂により生じるボロン酸エステル構造は不安定であるために、加水分解され、低分子薬物が放出される。   The bond structure between the boronic acid group 2 and the boronic acid binding site is cleaved by oxidation with reactive oxygen species (ROS). Since the boronate ester structure generated by cleavage is unstable, it is hydrolyzed to release a small molecule drug.

なお、図1Aに示す実施形態では、薬物内包高分子ミセル7を構成するブロックコポリマー5は、末端にリガンド4を有するブロックコポリマー5a及び末端にリガンド4を有しないブロックコポリマー5bを含み、これにより、ミセルの表面の一部がリガンド4で修飾された薬物内包高分子ミセル7が形成されている。リガンド4は標的部位に薬物を送達するために機能し得る。なお、ブロックコポリマー5は、末端にリガンド4を有しないブロックコポリマー5bのみで構成されていてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 1A, the block copolymer 5 constituting the drug-encapsulating polymer micelle 7 includes a block copolymer 5a having a ligand 4 at a terminal and a block copolymer 5b having no ligand 4 at a terminal, A drug-encapsulating polymer micelle 7 in which a part of the surface of the micelle is modified with the ligand 4 is formed. Ligand 4 can function to deliver the drug to the target site. In addition, the block copolymer 5 may be comprised only with the block copolymer 5b which does not have the ligand 4 at the terminal.

以下、高分子複合体を構成する各構成成分について説明する。   Hereinafter, each component constituting the polymer composite will be described.

(1)ブロックコポリマー
ブロックコポリマーは、ボロン酸基を側鎖に有する高分子セグメント(以下単に「ボロン酸セグメント」ともいう)と、親水性高分子セグメントと、を有する。
(1) Block Copolymer The block copolymer has a polymer segment having a boronic acid group in the side chain (hereinafter also simply referred to as “boronic acid segment”) and a hydrophilic polymer segment.

A 親水性高分子セグメント
親水性高分子セグメントは、任意の適切な親水性ポリマーによって構成され得る。該親水性ポリマーとしては、例えば、ポリ(エチレングリコール)、ポリサッカライド、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メタクリルアミド)、ポリ(メタクリル酸)、ポリ(メタクリル酸エステル)、ポリ(アクリル酸エステル)、ポリアクリル酸ヒドロキシエチル、ポリ(メタクリル酸ヒドロキシエチル)、ポリアミノ酸、ポリ(リンゴ酸)、ポリ(2−メチル−2−オキサゾリン)、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)、ポリ(2−イソプロピル−2−オキサゾリン)、またはこれらの誘導体が挙げられる。ポリサッカライドの具体例としては、デンプン、デキストラン、フルクタン、ガラクタン等が挙げられる。これらの中でも、ポリ(エチレングリコール)(PEG)は、末端に種々の官能基を有する末端反応性ポリエチレングリコールが市販されており、また、種々の分子量のものが市販されており、容易に入手できることから、好ましく用いられ得る。
A Hydrophilic polymer segment The hydrophilic polymer segment may be constituted by any appropriate hydrophilic polymer. Examples of the hydrophilic polymer include poly (ethylene glycol), polysaccharide, poly (vinyl pyrrolidone), poly (vinyl alcohol), poly (acrylamide), poly (acrylic acid), poly (methacrylamide), and poly (methacrylic). Acid), poly (methacrylic acid ester), poly (acrylic acid ester), polyhydroxyethyl acrylate, poly (hydroxyethyl methacrylate), polyamino acid, poly (malic acid), poly (2-methyl-2-oxazoline) , Poly (2-ethyl-2-oxazoline), poly (2-isopropyl-2-oxazoline), or derivatives thereof. Specific examples of polysaccharides include starch, dextran, fructan, galactan and the like. Among these, poly (ethylene glycol) (PEG) is commercially available as terminal-reactive polyethylene glycols having various functional groups at the terminals, and those having various molecular weights are commercially available. Can be preferably used.

B ボロン酸セグメント
B−1 ボロン酸基
ボロン酸セグメントは側鎖にボロン酸基を含む。ボロン酸基は、低分子薬物に含まれるボロン酸結合部位と結合を形成し、その結果、安定な複合体(例えば、当該低分子薬物を内包したミセル状構造体)を形成し得る。
ボロン酸基としては、R−B(OH)で表されるものであれば制限されないが、生体内で利用可能なものとして、例えば、フェニルボロン酸又はピリジルボロン酸基が挙げられる。フェニルボロン酸又はピリジルボロン酸基のフェニル又はピリジルの少なくとも1つの水素は、置換基で置換されていてもよい。すなわち、本明細書における「フェニルボロン酸」又は「ピリジルボロン酸基」との語は、フェニル又はピリジルが置換されたものを包含する。置換される水素の数は、1、2、3、または4であり、水素が1つのみ置換されるときの置換基およびB(OH)の導入箇所は、オルト、メタ、パラのいずれでもよい。置換基を導入することで、ボロン酸基のpKaを制御することができる。ボロン酸基のpKaは、単量体として合成したボロン酸基含有ポリマー鎖から特定するものとする。
B Boronic acid segment B-1 Boronic acid group The boronic acid segment contains a boronic acid group in the side chain. The boronic acid group forms a bond with a boronic acid binding site contained in the low molecular drug, and as a result, a stable complex (for example, a micellar structure containing the low molecular drug) can be formed.
The boronic acid group is not limited as long as it is represented by R—B (OH) 2. Examples of the boronic acid group that can be used in vivo include a phenylboronic acid group and a pyridylboronic acid group. At least one hydrogen of phenyl or pyridyl of the phenylboronic acid or pyridylboronic acid group may be substituted with a substituent. That is, in the present specification, the term “phenylboronic acid” or “pyridylboronic acid group” includes those in which phenyl or pyridyl is substituted. The number of hydrogens to be substituted is 1, 2, 3, or 4, and when only one hydrogen is substituted, the substituent and the introduction site of B (OH) 2 can be any of ortho, meta, and para. Good. By introducing a substituent, the pKa of the boronic acid group can be controlled. The pKa of the boronic acid group is specified from the boronic acid group-containing polymer chain synthesized as a monomer.

一実施形態においては、ボロン酸基は、血液に代表される生体環境(pH7.5未満)に適合させる観点から、生理的pH付近にpKaを有するように、ボロン酸基のフェニル又はピリジルの少なくとも1つの水素が任意の置換基によって置換されている。ボロン酸基のpKaは8未満であることが好ましく、7.5未満であることがより好ましい。一方、ボロン酸基のpKaの下限値は特に制限されないが、例えば2以上、または例えば3以上、であってよい。   In one embodiment, the boronic acid group has at least one of phenyl or pyridyl of the boronic acid group so as to have a pKa near physiological pH from the viewpoint of adapting to a biological environment typified by blood (less than pH 7.5). One hydrogen is replaced by an optional substituent. The pKa of the boronic acid group is preferably less than 8, and more preferably less than 7.5. On the other hand, the lower limit of pKa of the boronic acid group is not particularly limited, but may be 2 or more, or 3 or more, for example.

置換されたボロン酸基を使用することで、以下の利点がある。
第一に、ボロン酸セグメントの疎水性が高まることにより、水性媒体中においてブロックコポリマー間に疎水性相互作用が好適に働く結果、ポリマー間の会合力が増強されるので、本発明のブロックコポリマーは、水性媒体中で非常に安定なミセル状構造体を形成し得る。当該水性媒体としては、例えば、水、生理食塩水、リン酸緩衝液、炭酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、酢酸緩衝液等の水性緩衝液が挙げられる。特に、置換されたボロン酸基は、pKa以下のpH環境下で高度に疎水化するため、pKaを適度に制御することにより、ミセル状構造体の安定化が図られ得る。
第二に、ボロン酸セグメントの疎水性が高まることにより、低分子薬物が疎水性物質である場合に、低分子薬物のボロン酸結合部位(例えば1,2−ジオール)とブロックコポリマーとの間の疎水性相互作用を強化することができる。その結果、これらの分子との極めて安定な複合体が得られ得る。
第三に、フェニルボロン酸のpKaは通常8〜9程度であるが、置換によりpKaを適度に制御することができる。pKa以上のpH環境下でボロン酸基とボロン酸結合部位とが結合するため、例えば、生理的pH付近又は生理的pH未満にpKaを有するように(好ましくは8未満、より好ましくは7.5未満のpKaを示すように)置換を行うことにより、生体環境下で好適に上記結合能を発揮し得る。
Use of a substituted boronic acid group has the following advantages.
First, the increased hydrophobicity of the boronic acid segment results in a favorable interaction between the block copolymers in an aqueous medium, resulting in enhanced association between the polymers, so that the block copolymers of the present invention are A very stable micellar structure can be formed in an aqueous medium. Examples of the aqueous medium include aqueous buffers such as water, physiological saline, phosphate buffer, carbonate buffer, borate buffer, and acetate buffer. In particular, since the substituted boronic acid group is highly hydrophobized under a pH environment of pKa or lower, the micellar structure can be stabilized by appropriately controlling pKa.
Second, by increasing the hydrophobicity of the boronic acid segment, when the small molecule drug is a hydrophobic substance, the boronic acid segment between the boronic acid binding site (eg, 1,2-diol) of the low molecule drug and the block copolymer Hydrophobic interactions can be enhanced. As a result, extremely stable complexes with these molecules can be obtained.
Third, the pKa of phenylboronic acid is usually about 8 to 9, but the pKa can be appropriately controlled by substitution. Since the boronic acid group and the boronic acid binding site bind to each other under a pH environment of pKa or higher, for example, the pKa is preferably close to or below physiological pH (preferably less than 8, more preferably 7.5). By performing substitution (so as to show a lower pKa), the above binding ability can be suitably exerted in a living environment.

一実施形態において、ボロン酸基は、下記式(b1)で表されるフェニルボロン酸基(PBA)又は下記式(b2)で表されるピリジルボロン酸基から選択される。
(上記式中、
は、フッ素、塩素、臭素、若しくはヨウ素から選択されるハロゲン、又はニトロを表し、
nは0〜4の整数であり、
*はポリマー鎖との結合点を示す)
In one embodiment, the boronic acid group is selected from a phenylboronic acid group (PBA) represented by the following formula (b1) or a pyridylboronic acid group represented by the following formula (b2).
(In the above formula,
R b represents halogen selected from fluorine, chlorine, bromine, or iodine, or nitro;
n is an integer from 0 to 4,
* Indicates the point of attachment to the polymer chain)

中でも、pKaを低下させる観点から、ボロン酸基は、上記式(b1)においてRがフッ素であるフッ素化フェニルボロン酸基(すなわち、下記式(b11)の基;以下、「FPBA基」と称する場合がある)又は式(b2)においてnが0であるピリジルボロン酸基(すなわち、下記式(b21)の基)であることが好ましく、さらに好ましくは下記の式(b11)で示されるフッ素化フェニルボロン酸基(FPBA基)である。
(上記式中、
nは1〜4の整数であり、
*はポリマー鎖との結合点を示す)
Among these, from the viewpoint of reducing pKa, the boronic acid group is a fluorinated phenylboronic acid group in which R b is fluorine in the above formula (b1) (that is, a group of the following formula (b11); hereinafter referred to as “FPBA group”. Or a pyridylboronic acid group in which n is 0 in the formula (b2) (that is, a group of the following formula (b21)), more preferably a fluorine represented by the following formula (b11) A phenylboronic acid group (FPBA group).
(In the above formula,
n is an integer of 1 to 4,
* Indicates the point of attachment to the polymer chain)

好ましい実施形態において、ボロン酸基は、上記式(b11)の基であり、前記ボロン酸基がカルバモイル結合(−CONH−)を介してポリアミノ酸の側鎖に導入されている。かかる場合には、ボロン酸のpKaが7.2程度まで低下させることが可能となる。   In a preferred embodiment, the boronic acid group is a group of the above formula (b11), and the boronic acid group is introduced into the side chain of the polyamino acid via a carbamoyl bond (—CONH—). In such a case, the pKa of the boronic acid can be lowered to about 7.2.

実施形態のブロックコポリマーに導入されるボロン酸基の数は、ボロン酸セグメントを構成するポリマー鎖の種類(例えばアミノ酸残基の種類または数)によって適切に調整され得る。具体的には、ミセル状構造体が安定して形成され得る限りにおいて、ボロン酸基の数または導入率は、任意の適切な値に設定され得る。一例をあげると、ブロックコポリマーに対するボロン酸基(BA;フェニルボロン酸基又はピリジルボロン酸基)の導入率、すなわちブロックコポリマーの分子量に対するボロン酸基(BA)の分子量の割合(BA導入率)が10〜40%であることが好ましく、10〜30%がより好ましく、ミセルの安定性の面から、12〜35%が更に好ましく、20〜25%が特に好ましい。
なお、BA分子量は、ブロックコポリマー中に存在するボロン酸基(例えば式(b1)で表されるフェニルボロン酸基(PBA)又は下記式(b2)で表されるピリジルボロン酸基)の分子量の合計である。
また、ブロックコポリマーに含まれるボロン酸基の総数は、例えば1以上、好ましくは5〜50、より好ましくは10〜40である。
The number of boronic acid groups introduced into the block copolymer of the embodiment can be appropriately adjusted depending on the type of polymer chain constituting the boronic acid segment (for example, the type or number of amino acid residues). Specifically, as long as a micellar structure can be stably formed, the number or introduction rate of boronic acid groups can be set to any appropriate value. As an example, the introduction rate of boronic acid groups (BA; phenylboronic acid group or pyridylboronic acid group) to the block copolymer, that is, the ratio of the molecular weight of the boronic acid group (BA) to the molecular weight of the block copolymer (BA introduction rate) is It is preferably 10 to 40%, more preferably 10 to 30%, further preferably 12 to 35%, and particularly preferably 20 to 25% from the viewpoint of micelle stability.
The BA molecular weight is the molecular weight of a boronic acid group (for example, a phenylboronic acid group (PBA) represented by the formula (b1) or a pyridylboronic acid group represented by the following formula (b2)) present in the block copolymer. It is the sum.
The total number of boronic acid groups contained in the block copolymer is, for example, 1 or more, preferably 5 to 50, more preferably 10 to 40.

B−2 高分子セグメント
ボロン酸セグメントを構成する高分子セグメントを構成するポリマー鎖は、ボロン酸基を側鎖に導入することができ、低分子薬物を担持可能なものであれば特に制限されない。
一実施形態は、高分子セグメントは、ポリアミノ酸から構成され、ボロン酸基が、ポリアミノ酸の側鎖に導入されている。ポリアミノ酸としては、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン等の非極性アミノ酸;アスパラギン酸、グルタミン酸等の酸性アミノ酸;リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジン等の塩基性アミノ酸;及びこれらの誘導体;並びにこれらの組合せから選択されるアミノ酸の重合体が挙げられる。
B-2 Polymer Segment The polymer chain constituting the polymer segment constituting the boronic acid segment is not particularly limited as long as it can introduce a boronic acid group into the side chain and can carry a low molecular drug.
In one embodiment, the polymer segment is composed of a polyamino acid, and a boronic acid group is introduced into the side chain of the polyamino acid. Examples of polyamino acids include nonpolar amino acids such as leucine, isoleucine, phenylalanine, methionine, and tryptophan; acidic amino acids such as aspartic acid and glutamic acid; basic amino acids such as lysine, ornithine, arginine, homoarginine, and histidine; and derivatives thereof; And polymers of amino acids selected from these combinations.

ボロン酸基は、代表的には、連結基を介してポリアミノ酸の側鎖に導入されている。当該連結基としては、例えば、アミド結合、カルバモイル結合、アルキル結合、エーテル結合、エステル結合、チオエステル結合、チオエーテル結合、スルホンアミド結合、ウレタン結合、スルホニル結合、チミン結合、ウレア結合、チオウレア結合およびこれらの組み合わせが挙げられる。当該連結基はこれらの結合の間に任意の適切なスペーサーを含んでいてもよい。スペーサーとしては、例えば、炭素数1〜27、好ましくは炭素数2〜5の直鎖状または分岐状アルキレン基、短鎖のエチレングリコール鎖(-OCHCH-)等が挙げられる。
一実施形態において、ボロン酸基は、カルバモイル結合(−CONH−)を介してポリアミノ酸の側鎖に導入されている。かかる場合には、ボロン酸基のpKaを低下させ、生体環境下でボロン酸基と薬物内のボロン酸結合部位との結合能を発揮し得る。
The boronic acid group is typically introduced into the side chain of the polyamino acid via a linking group. Examples of the linking group include amide bond, carbamoyl bond, alkyl bond, ether bond, ester bond, thioester bond, thioether bond, sulfonamide bond, urethane bond, sulfonyl bond, thymine bond, urea bond, thiourea bond, and these. Combinations are listed. The linking group may include any suitable spacer between these bonds. Examples of the spacer include a linear or branched alkylene group having 1 to 27 carbon atoms, preferably 2 to 5 carbon atoms, a short ethylene glycol chain (—OCH 2 CH 2 —) n, and the like.
In one embodiment, the boronic acid group is introduced into the side chain of the polyamino acid via a carbamoyl bond (—CONH—). In such a case, the pKa of the boronic acid group can be reduced, and the binding ability between the boronic acid group and the boronic acid binding site in the drug can be exhibited in a biological environment.

一実施形態において、ボロン酸高分子セグメントは、荷電性高分子セグメント(例えばアニオン性ポリマー鎖セグメントまたはカチオン性ポリマー鎖セグメント)および/または疎水性高分子セグメントでありうる。かかる場合には、水性媒体中で、低分子薬物が共有結合を介して担持された荷電性高分子セグメントおよび/または疎水性高分子セグメントからなるコア部分が親水性高分子セグメントからなるシェル部分に覆われた構成のミセル状構造体を形成し得る。
なお、荷電性高分子セグメントを含むブロックコポリマーと相反する電荷を有するポリマーとを組み合わせることで、PIC等の複合体を好適に形成してもよい。
In one embodiment, the boronic acid polymer segment can be a charged polymer segment (eg, an anionic polymer chain segment or a cationic polymer chain segment) and / or a hydrophobic polymer segment. In such a case, in the aqueous medium, the core part composed of the charged polymer segment and / or the hydrophobic polymer segment in which the low molecular weight drug is supported via the covalent bond is changed to the shell part composed of the hydrophilic polymer segment. A covered micellar structure can be formed.
Note that a composite such as PIC may be suitably formed by combining a block copolymer containing a charged polymer segment and a polymer having a charge opposite to each other.

カチオン性高分子セグメントは、任意の適切なカチオン性ポリマーによって構成され得る。カチオン性ポリマーの代表例としては、側鎖にカチオン性基を有するポリアミノ酸が挙げられる。カチオン性基としては、アミノ基が好ましい。側鎖にアミノ基を有することにより、水性媒体中において、該アミノ基がボロン酸基のホウ素に配位し、高分子複合体(例えばミセル状構造体)の安定化に寄与し得る。   The cationic polymer segment can be constituted by any suitable cationic polymer. Typical examples of the cationic polymer include polyamino acids having a cationic group in the side chain. As the cationic group, an amino group is preferable. By having an amino group in the side chain, the amino group can be coordinated to boron in the boronic acid group in an aqueous medium, and can contribute to stabilization of the polymer composite (for example, a micellar structure).

側鎖にカチオン性基を有するポリアミノ酸を構成するアミノ酸残基が由来するアミノ酸としては、例えば、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジン等の塩基性アミノ酸および酸性アミノ酸に任意の適切なアミン化合物が導入されたアミノ酸誘導体が挙げられる。なかでも、リシンおよび酸性アミノ酸のカルボキシル基(−C(=O)OH)の−OH部が下記式(i)〜(iv)のいずれかの基で置換されたアミノ酸誘導体が好ましく、リシンおよびアスパラギン酸のα位もしくはβ位またはグルタミン酸のα位もしくはγ位のカルボキシル基(−C(=O)OH)の−OH部が下記式(i)〜(iv)のいずれかの基で置換された アミノ酸誘導体がより好ましく、リシンおよびアスパラギン酸のα位もしくはβ位またはグルタミン酸のα位もしくはγ位のカルボキシル基 (−C(=O)OH)の−OH部が下記式(i)の基で置換されたアミノ酸誘導体がさらに好ましい。
−NH−(CHp1−〔NH−(CHq1−〕r1NH (i);
−NH−(CHp2−N〔−(CHq2−NH (ii);
−NH−(CHp3−N{〔−(CHq3−NH〕〔−(CHq4−NH−〕r2H} (iii);および
−NH−(CHp4−N{−(CHq5−N〔−(CHq6−NH (iv)
(式(i)〜(iv)において、p1〜p4、q1〜q6、およびr1〜r2は、それぞれ相互に独立して、1〜5の整数である。)
Examples of the amino acid from which the amino acid residue constituting the polyamino acid having a cationic group in the side chain is derived include any suitable amine compound for basic amino acids such as lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine, and acidic amino acids. And amino acid derivatives into which is introduced. Of these, amino acid derivatives in which the carboxyl group (—C (═O) OH) of lysine and acidic amino acid is substituted with any group of the following formulas (i) to (iv) are preferable, and lysine and asparagine The —OH part of the α-position or β-position of the acid or the α-position or γ-position of the glutamic acid (—C (═O) OH) was substituted with any group of the following formulas (i) to (iv) An amino acid derivative is more preferable, and the —OH part of the α-position or β-position of lysine and aspartic acid or the α-position or γ-position of glutamic acid (—C (═O) OH) is substituted with a group of the following formula (i) The amino acid derivatives obtained are more preferred.
—NH— (CH 2 ) p1 — [NH— (CH 2 ) q1 —] r1 NH 2 (i);
-NH- (CH 2) p2 -N [- (CH 2) q2 -NH 2] 2 (ii);
-NH- (CH 2) p3 -N {[- (CH 2) q3 -NH 2] [- (CH 2) q4 -NH-] r2 H} (iii); and -NH- (CH 2) p4 - N {- (CH 2) q5 -N [- (CH 2) q6 -NH 2] 2} 2 (iv)
(In formulas (i) to (iv), p1 to p4, q1 to q6, and r1 to r2 are each independently an integer of 1 to 5).

上記式(i)〜(iv)において、p1〜p4およびq1〜q6は、それぞれ相互に独立して、好ましくは2または3であり、より好ましくは2である。また、r1〜r2は、それぞれ相互に独立して、好ましくは1〜3の整数である。   In the above formulas (i) to (iv), p1 to p4 and q1 to q6 are independently of each other, preferably 2 or 3, more preferably 2. Moreover, r1-r2 is mutually independently, Preferably it is an integer of 1-3.

上記カチオン性アミノ酸残基がリシン残基である場合には、ポリアミノ酸鎖の合成が容易であり、かつ、得られたブロックコポリマーが生体適合性に非常に優れるという利点がある。また、上記カチオン性アミノ酸残基が酸性アミノ酸のカルボキシル基(−C(=O)OH)の−OH部が上記式(i)〜(iv)のいずれかの基で置換されたアミノ酸残基である場合、これらの残基は、異なる複数のアミン官能基を有するので、pKaが複数段階を示し、生理条件であるpH7.4においては複数のアミン官能基は部分的にプロトン化状態にあり、細胞に対するダメージが低いことが明らかにされている。   When the cationic amino acid residue is a lysine residue, there is an advantage that a polyamino acid chain is easily synthesized and the obtained block copolymer is very excellent in biocompatibility. The cationic amino acid residue is an amino acid residue in which the —OH part of the carboxyl group (—C (═O) OH) of the acidic amino acid is substituted with any group of the above formulas (i) to (iv). In some cases, these residues have different amine functional groups, so pKa exhibits multiple steps, and at physiological conditions of pH 7.4, the multiple amine functional groups are partially protonated, It has been shown that damage to cells is low.

一実施形態において、荷電性高分子セグメントは低分子薬物と相反する電荷を帯びていることが好ましい。例えば、低分子薬物が水性媒体中で正の電荷を有する場合、荷電性高分子セグメントはアニオン性ポリマー鎖セグメントであることが好ましい。一方、低分子薬物が水性媒体中で負の電荷を有する場合、荷電性高分子セグメントはカチオン性ポリマー鎖セグメントであることが好ましい。相反する電荷を有する低分子薬物と高分子セグメントとが静電相互作用により結合することにより、低分子薬物および荷電性高分子セグメントが内側となるようなミセル状構造体が形成される。水性媒体(好ましくは、中性近傍の水性媒体)中で極めて安定なミセル状構造体が形成され得るという効果が得られ得る。   In one embodiment, the charged polymer segment preferably has a charge opposite to that of the small molecule drug. For example, when the low molecular drug has a positive charge in an aqueous medium, the charged polymer segment is preferably an anionic polymer chain segment. On the other hand, when the low molecular drug has a negative charge in an aqueous medium, the charged polymer segment is preferably a cationic polymer chain segment. A low molecular drug having opposite charges and a high molecular segment are bonded by electrostatic interaction, whereby a micellar structure is formed such that the low molecular drug and the charged high molecular segment are inside. The effect that a very stable micellar structure can be formed in an aqueous medium (preferably an aqueous medium near neutrality) can be obtained.

ボロン酸基が導入されるアミノ酸残基としては、上記連結基を介してボロン酸基が導入され得る限りにおいて、任意の適切なアミノ酸残基が選択され得る。合成の容易さの観点から、ボロン酸基は、上記側鎖にアミノ基を有するカチオン性アミノ酸残基に導入されることが好ましい。ボロン酸基は側鎖に1つのみ導入してもよく、複数導入してもよい。
具体例としては、ボロン酸基は、上記の側鎖にアミノ基を有するカチオン性アミノ酸残基に、当該アミノ基とフェニル環の少なくとも1つの水素が置換されたカルボキシフェニルボロン酸またはそのエステル等との反応によって生じるアミド結合を介して導入され得る。
別の具体例としては、ボロン酸基は、2つのアミド結合とその間に含まれるプロピレン基とからなる連結基を介して上記の側鎖にアミノ基を有するカチオン性アミノ酸残基のアミノ基に導入され得る。
As the amino acid residue into which the boronic acid group is introduced, any appropriate amino acid residue can be selected as long as the boronic acid group can be introduced through the linking group. From the viewpoint of ease of synthesis, the boronic acid group is preferably introduced into a cationic amino acid residue having an amino group in the side chain. Only one boronic acid group may be introduced into the side chain, or a plurality of boronic acid groups may be introduced.
As a specific example, a boronic acid group is a carboxyphenylboronic acid or an ester thereof in which at least one hydrogen of the amino group and phenyl ring is substituted on a cationic amino acid residue having an amino group in the side chain. It can be introduced via an amide bond generated by the reaction of
As another specific example, a boronic acid group is introduced into the amino group of a cationic amino acid residue having an amino group in the above side chain through a linking group consisting of two amide bonds and a propylene group contained therebetween. Can be done.

上記ポリアミノ酸鎖は、上記カチオン性アミノ酸残基およびボロン酸基含有アミノ酸残基に加えて、側鎖に疎水性基を有するアミノ酸残基(以下、「疎水性アミノ酸残基」と称する場合がある)をさらに含み得る。当該疎水性アミノ酸残基を含むことにより、水性媒体中において、ボロン酸セグメント間に働く疎水性相互作用が大きくなり、その結果、より安定なミセル状構造体が形成され得る。   In addition to the cationic amino acid residue and the boronic acid group-containing amino acid residue, the polyamino acid chain may be referred to as an amino acid residue having a hydrophobic group in the side chain (hereinafter referred to as “hydrophobic amino acid residue”). ). By including the hydrophobic amino acid residue, the hydrophobic interaction acting between the boronic acid segments is increased in the aqueous medium, and as a result, a more stable micellar structure can be formed.

上記疎水性アミノ酸残基が由来するアミノ酸としては、このようなアミノ酸としては、例えば、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン等の非極性天然アミノ酸や、側鎖に疎水性基が導入されたアミノ酸の疎水性誘導体が挙げられる。当該アミノ酸の疎水性誘導体としては、好ましくはアスパラギン酸、グルタミン酸等の酸性アミノ酸の側鎖、アミン化合物が導入された酸性アミノ酸の側鎖、およびリシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジン等の塩基性アミノ酸の側鎖に疎水性基が導入された誘導体が挙げられる。
本明細書において、「疎水性」とは、好ましくは25℃の水100gに対する溶解度が5g以下、より好ましくは4g以下であるものである。
Examples of the amino acid from which the hydrophobic amino acid residue is derived include non-polar natural amino acids such as leucine, isoleucine, phenylalanine, methionine, and tryptophan, and amino acids having a hydrophobic group introduced in the side chain. Of the hydrophobic derivatives. Hydrophobic derivatives of such amino acids are preferably acidic amino acid side chains such as aspartic acid and glutamic acid, acidic amino acid side chains into which amine compounds have been introduced, and basic such as lysine, ornithine, arginine, homoarginine, and histidine. Derivatives in which a hydrophobic group is introduced into the side chain of an amino acid can be mentioned.
In the present specification, “hydrophobic” means that the solubility in 100 g of water at 25 ° C. is preferably 5 g or less, more preferably 4 g or less.

上記導入される疎水性基としては、炭素数6〜27の飽和もしくは不飽和の直鎖または分枝状の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜27の芳香族炭化水素基あるいはステリル基(ステロイドに由来する残基)が好ましく例示され得る。   Examples of the hydrophobic group to be introduced include saturated or unsaturated linear or branched aliphatic hydrocarbon groups having 6 to 27 carbon atoms, aromatic hydrocarbon groups having 6 to 27 carbon atoms, or steryl groups (steroids). (Residues derived from) can be preferably exemplified.

上記炭素数6〜27の飽和の直鎖または分枝状の脂肪族炭化水素基としては、例えば、ヘキシル基(例えば、n−ヘキシル基)、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、エイコシル基、ヘンイコシル基、ヘンエイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、およびヘプタコシル基が挙げられる。上記炭素数6〜27の不飽和の直鎖または分枝状の脂肪族炭化水素基としては、例えば、上記に例示したアルキル基の鎖中の炭素−炭素結合の1個〜5個が、炭素−炭素二重結合となっている基が挙げられる。   Examples of the saturated linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms include hexyl group (for example, n-hexyl group), heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group. Group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, eicosyl group, heicosyl group, heneicosyl group, docosyl group, tricosyl group, tetracosyl group, pentacosyl group, Examples include a hexacosyl group and a heptacosyl group. Examples of the unsaturated linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms include, for example, 1 to 5 carbon-carbon bonds in the chain of the alkyl group exemplified above are carbon atoms. -The group which is a carbon double bond is mentioned.

上記炭素数6〜27の芳香族炭化水素基としては、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。これらの好ましい具体例としては、フェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。   Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms include an aryl group and an aralkyl group. Specific examples of these include phenyl group, naphthyl group, tolyl group, xylyl group, benzyl group, phenethyl group and the like.

上記ステリル基が由来するステロイドとしては、例えばステロールまたはそれらの誘導体である。例えば、天然のステロールとしては、限定されるものではないが、コレステロール、コレスタノール、ジヒドロコレステロール、コール酸、カンペステロール、シストステロール等が挙げられ、その半合成または合成の化合物としては、これら天然物の例えば、合成前駆体(必要により、存在する場合には、一定の官能基、ヒドロキシ基の一部もしくは全部が当該技術分野で既知のヒドロキシ保護基により保護されているか、またはカルボキシル基がカルボキシル保護基により保護されている化合物を包含する)であることができる。また、ステロール誘導体とは、本発明の目的に悪影響を及ぼさない範囲内で、シクロペンタノンヒドロフェナントレン環にC1−12アルキル基、ハロゲン原子、例えば、塩素、臭素、フッ素、が導入されていてもよく、該環系は飽和、部分不飽和、であることができること等を意味する。上記ステリル基が由来し 得るステロールとしては、好ましくはコレステロール、コレスタノール、ジヒドロコレステロール、コール酸、カンペステロール、シストステロール等の動植物油起源のステロールであり、さらに好ましくはコレステロール、コレスタノール、ジヒドロキシコレステロールであり、特に好ましくはコレステロールである。 The steroid from which the steryl group is derived is, for example, sterol or a derivative thereof. For example, natural sterols include, but are not limited to, cholesterol, cholestanol, dihydrocholesterol, cholic acid, campesterol, cystosterol, and the like, and these semi-synthetic or synthetic compounds include these natural products. For example, synthetic precursors (if necessary, certain functional groups, some or all of the hydroxy groups are protected by hydroxy protecting groups known in the art, or the carboxyl groups are carboxyl protected Including compounds protected by groups). In addition, the sterol derivative means that a C 1-12 alkyl group and a halogen atom such as chlorine, bromine, and fluorine are introduced into the cyclopentanone hydrophenanthrene ring within a range that does not adversely affect the object of the present invention. It means that the ring system can be saturated, partially unsaturated, and the like. The sterol from which the steryl group can be derived is preferably a sterol derived from animal or vegetable oils such as cholesterol, cholestanol, dihydrocholesterol, cholic acid, campesterol, cystosterol, and more preferably cholesterol, cholestanol, dihydroxycholesterol. And particularly preferred is cholesterol.

上記ポリアミノ酸鎖セグメントは、カチオン性アミノ酸残基、ボロン酸基含有アミノ酸残基および疎水性アミノ酸残基として、それぞれ一種のみのアミノ酸残基を含んでもよく、二種以上のアミノ酸残基を含んでもよい。また、ポリアミノ酸鎖セグメントにおけるカチオン性アミノ酸残基、ボロン酸基含有アミノ酸残基および疎水性アミノ酸残基の結合順は任意であり、ランダム構造であってもよく、ブロック構造であってもよい。   The polyamino acid chain segment may contain only one type of amino acid residue or two or more types of amino acid residues as a cationic amino acid residue, a boronic acid group-containing amino acid residue, and a hydrophobic amino acid residue. Good. The order of binding of the cationic amino acid residue, boronic acid group-containing amino acid residue and hydrophobic amino acid residue in the polyamino acid chain segment is arbitrary, and may be a random structure or a block structure.

上記ポリアミノ酸鎖セグメントに含まれるカチオン性アミノ酸残基、ボロン酸基含有アミノ酸残基および疎水性アミノ酸残基の数は、各アミノ酸残基の種類等によって適切に調整され得る。   The number of cationic amino acid residues, boronic acid group-containing amino acid residues, and hydrophobic amino acid residues contained in the polyamino acid chain segment can be appropriately adjusted depending on the type of each amino acid residue.

例えば、上記ポリアミノ酸鎖セグメントに含まれるアミノ酸残基の総数は好ましくは10以上、より好ましくは20以上の整数(例えば、30以上、40以上または50以上の整数)であり、好ましくは300以下、より好ましくは200以下、さらに好ましくは150以下、さらにより好ましくは100以下の整数である。ポリアミノ酸鎖セグメントが疎水性アミノ酸残基を含む場合、カチオン性アミノ酸残基の数は、疎水性アミノ酸残基の数に応じて上記の好適な範囲から適切に調整され得る。当該ポリアミノ酸鎖セグメントが疎水性アミノ酸残基を含む場合、ミセルがより安定化し得ることから、カチオン性アミノ酸残基、ボロン酸基含有アミノ酸残基および疎水性アミノ酸残基の総数は、好ましくは10〜150、より好ましくは20〜100の整数であり得る。   For example, the total number of amino acid residues contained in the polyamino acid chain segment is preferably an integer of 10 or more, more preferably an integer of 20 or more (for example, an integer of 30 or more, 40 or more, or 50 or more), preferably 300 or less. More preferably, it is an integer of 200 or less, more preferably 150 or less, and still more preferably 100 or less. When the polyamino acid chain segment includes a hydrophobic amino acid residue, the number of cationic amino acid residues can be appropriately adjusted from the above preferred range depending on the number of hydrophobic amino acid residues. When the polyamino acid chain segment includes a hydrophobic amino acid residue, the micelle can be more stabilized. Therefore, the total number of cationic amino acid residues, boronic acid group-containing amino acid residues, and hydrophobic amino acid residues is preferably 10 It may be an integer of ~ 150, more preferably 20-100.

アニオン性高分子セグメントは、任意の適切なアニオン性ポリマーによって構成され得る。アニオン性ポリマーの代表例としては、側鎖にアニオン性基を有するポリアミノ酸が挙げられる。アニオン性基としては、カルボキシル基などが挙げられる。例えば、ポリ(グルタミン酸)、ポリ(アスパラギン酸)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メタクリル酸)及びポリ(リンゴ酸)からなる群より選ばれるアニオン性ポリマーに由来するものが挙げられる。あるいは、アミノ酸の側鎖に、カルボキシ基などのアニオン性基が導入されたアミノ酸誘導体から構成されたポリアミノ酸であってもよい。   The anionic polymer segment can be constituted by any suitable anionic polymer. Representative examples of the anionic polymer include polyamino acids having an anionic group in the side chain. Examples of the anionic group include a carboxyl group. Examples thereof include those derived from an anionic polymer selected from the group consisting of poly (glutamic acid), poly (aspartic acid), poly (acrylic acid), poly (methacrylic acid), and poly (malic acid). Or the polyamino acid comprised from the amino acid derivative by which anionic groups, such as a carboxy group, were introduce | transduced into the side chain of the amino acid may be sufficient.

アニオン性高分子セグメントの側鎖へのボロン酸基の導入も、上記のカチオン性高分子セグメントと同様にして連結基を介して導入されることが好ましい。側鎖へのボロン酸基の導入数は1つであってもよいし、複数であってもよい。また、ポリアミノ酸鎖は、上記アニオン性アミノ酸残基およびボロン酸基含有アミノ酸残基に加えて、側鎖に疎水性基を有するアミノ酸残基(疎水性アミノ酸残基)をさらに含み得る。   The introduction of a boronic acid group into the side chain of the anionic polymer segment is also preferably introduced via a linking group in the same manner as the above cationic polymer segment. The number of boronic acid groups introduced into the side chain may be one or plural. In addition to the anionic amino acid residue and the boronic acid group-containing amino acid residue, the polyamino acid chain may further include an amino acid residue having a hydrophobic group in the side chain (hydrophobic amino acid residue).

疎水性高分子セグメントは、任意の適切な疎水性ポリマーによって構成され得る。疎水性ポリマーの代表例としてはポリスチレンなどが挙げられる。疎水性高分子セグメントの側鎖へのボロン酸基の導入も、上記のカチオン性高分子セグメントと同様にして連結基を介して導入されることが好ましい。ボロン酸セグメントが疎水性高分子セグメントから構成される場合には、水性媒体中で、ボロン酸高分子セグメント間に疎水性相互作用が好適に働く結果、ポリマー間の会合力が増強され、安定なミセル状構造体を形成し得る。   The hydrophobic polymer segment can be constituted by any suitable hydrophobic polymer. Typical examples of the hydrophobic polymer include polystyrene. The introduction of the boronic acid group into the side chain of the hydrophobic polymer segment is also preferably introduced via a linking group in the same manner as the above cationic polymer segment. When the boronic acid segment is composed of a hydrophobic polymer segment, hydrophobic interaction between the boronic acid polymer segments works favorably in an aqueous medium, resulting in enhanced association force between the polymers and stable stability. A micellar structure can be formed.

C ブロックコポリマーの具体例   Specific examples of C block copolymer

ブロックコポリマーの具体例(カチオン性ブロックコポリマー)を式(1)または(2)に示す。当該式(1)または(2)のブロックコポリマーにおいては、ボロン酸基は、カチオン性アミノ酸残基の側鎖に導入される。代表的には、ボロン酸基は、式(1)または(2)のブロックコポリマーのQ部分、あるいは、R6aおよび/またはR6b部分と反応することにより導入され得る。 Specific examples of the block copolymer (cationic block copolymer) are shown in the formula (1) or (2). In the block copolymer of the formula (1) or (2), the boronic acid group is introduced into the side chain of the cationic amino acid residue. Typically, boronic acid groups can be introduced by reacting with the Q 1 moiety of the block copolymer of formula (1) or (2), or the R 6a and / or R 6b moiety.

(式(1)または(2)中、
の基は、水素原子あるいは未置換もしくは置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝状のアルキル基であり、
の基は、水素原子、炭素数1〜12の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキル基あるいは炭素数1〜24の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキルカルボニル基であり、
の基は、ヒドロキシル基、炭素数1〜12の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキルオキシ基、炭素数2〜12の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルケニルオキシ基、炭素数2〜12の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキニルオキシ基あるいは炭素数1〜12の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキル置換イミノ基であり、
4a、R4b、R5aおよびR5bの基は、相互に独立して、メチレン基またはエチレン基であり、
6aおよびR6bの基は、相互に独立して、上記(i)〜(iv)の基から選択される基であり、
6cおよびR6dの基は、相互に独立して、上記(i)〜(iv)の基から選択される基のアミノ基に炭素数6〜27の飽和もしくは不飽和の直鎖または分枝状の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜27の芳香族炭化水素基あるいはステリル基が導入された基であり、
7aおよびR7bの基は、相互に独立して、−O−または−NH−であり、
8aおよびR8bの基は、相互に独立して、炭素数6〜27の飽和もしくは不飽和の直鎖または分枝状の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜27の芳香族炭化水素基あるいはステリル基であり、
1の基は、−NH、−NHC(=NH)NH、または以下の式(II)で表される基であり、
の基は、−NH、−NHC(=NH)NH、または上記式(II)で表される基のアミノ基に炭素数6〜27の飽和もしくは不飽和の直鎖または分枝状の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜27の芳香族炭化水素基あるいはステリル基が導入された基であり、
Pの基は、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、メチオニンまたはトリプトファンの側鎖であり、
およびLは、相互に独立して、−S−S−または原子価結合であり、
は、−NH−、−O−、−O(CHp1−NH−、または−L2a−(CHq1−L2b−であり、ここで、p1およびq1は、相互に独立して、1〜5の整数であり、L2aはOCO、OCONH、NHCO、NHCOO、NHCONH、CONHまたはCOOであり、L2bはNHまたはOであり、
は、−OCO−(CHp2−CO−、−NHCO−(CHp3−CO−、または−L4a−(CHq2−CO−であり、ここで、p2、p3、およびq2は、相互に独立して、1〜5の整数であり、L4aは、OCONH、−CHNHCO−、NHCOO、NHCONH、CONHまたはCOOであり、
kは、5〜20,000の整数であり、
sは、1〜6の整数であり、
mは、0〜300の整数であり、
nは、0〜mの整数であり、
aは、0〜300の整数であり、
bは、0〜aの整数であり、
vは、0〜300の整数であり、
cは、0〜300の整数であり、
xは、0〜300の整数であり
yは、0〜xの整数であり
zは、0〜300の整数であり、
ただし、mが0のときzは2以上の整数であり;
zが0のときmは1以上の整数であり;
z個のQの基に含有される1級アミノ基および2級アミノ基の総数と(m−n)個のR6aの基とn個のR6bの基とに含有される1級アミノ基および2級アミノ基の総数との合計をwとしたとき、1以上w未満の当該アミノ基の水素原子がボロン酸基(例えば、上記式(I)で示されるFPBA基)を有する有機基(例えば、アシル基)で置換されている。)
(In the formula (1) or (2),
R 1 is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,
R 2 is a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms. An alkylcarbonyl group,
R 3 is a hydroxyl group, an unsubstituted or substituted linear or branched alkyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, an unsubstituted or substituted linear or branched group having 2 to 12 carbon atoms. An alkenyloxy group, an unsubstituted or substituted linear or branched alkynyloxy group having 2 to 12 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted linear or branched alkyl-substituted imino group having 1 to 12 carbon atoms Group,
The groups of R 4a , R 4b , R 5a and R 5b are, independently of one another, a methylene group or an ethylene group;
The groups R 6a and R 6b are independently selected from the groups (i) to (iv) above;
R 6c and R 6d are independently of each other an amino group of a group selected from the groups (i) to (iv) above, a saturated or unsaturated linear or branched group having 6 to 27 carbon atoms A group into which an aliphatic hydrocarbon group in the form of an aromatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms or a steryl group is introduced,
The groups of R 7a and R 7b are, independently of one another, —O— or —NH—;
R 8a and R 8b are each independently a saturated or unsaturated linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms. Or a steryl group,
The group of Q 1 is —NH 2 , —NHC (═NH) NH 2 , or a group represented by the following formula (II):
The group of Q 2 is —NH 2 , —NHC (═NH) NH 2 , or an amino group of the group represented by the above formula (II), a saturated or unsaturated linear or branched group having 6 to 27 carbon atoms A group into which an aliphatic hydrocarbon group in the form of an aromatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms or a steryl group is introduced,
The group of P is the side chain of leucine, isoleucine, phenylalanine, methionine or tryptophan;
L 1 and L 3 are, independently of each other, —S—S— or a valence bond;
L 2 is —NH—, —O—, —O (CH 2 ) p1 —NH—, or —L 2a — (CH 2 ) q1 -L 2b —, wherein p1 and q1 are Independently, an integer from 1 to 5, L 2a is OCO, OCONH, NHCO, NHCOO, NHCONH, CONH or COO, L 2b is NH or O,
L 4 represents, -OCO- (CH 2) p2 -CO -, - NHCO- (CH 2) p3 -CO-, or -L 4a - (CH 2) a q2 -CO-, wherein, p2, p3 , And q2, independently of one another, are integers from 1 to 5, L 4a is OCONH, —CH 2 NHCO—, NHCOO, NHCONH, CONH or COO;
k is an integer of 5 to 20,000,
s is an integer of 1 to 6,
m is an integer from 0 to 300;
n is an integer of 0 to m,
a is an integer of 0 to 300;
b is an integer of 0 to a;
v is an integer from 0 to 300;
c is an integer from 0 to 300;
x is an integer of 0 to 300, y is an integer of 0 to x, z is an integer of 0 to 300,
Where z is an integer greater than or equal to 2 when m is 0;
m is an integer greater than or equal to 1 when z is 0;
Total number of primary amino groups and secondary amino groups contained in z Q 1 groups, and (amino) primary amino groups contained in (mn) R 6a groups and n R 6b groups An organic group in which the hydrogen atom of the amino group of 1 or more and less than w has a boronic acid group (for example, an FPBA group represented by the above formula (I)), where w is the total of the total number of groups and secondary amino groups (Eg, an acyl group). )

上記式(1)または(2)において、LおよびLの組み合わせ、ならびに、LおよびLの組み合わせは、一緒になって一つの連結基となり得るように組み合わされる必要がある。例えば、Lが−NH−である場合、Lは−S−S−でなく、原子価結合である。 In the above formula (1) or (2), the combination of L 1 and L 2 and the combination of L 3 and L 4 need to be combined so that they can be combined into one linking group. For example, when L 2 is —NH—, L 1 is not —S—S— but a valence bond.

上記式(1)または(2)において、エチレングリコール(またはオキシエチレン)の繰り返し数を表すkは、5〜20,000、好ましくは5〜2,000、より好ましくは5〜1,500の整数である。   In the above formula (1) or (2), k representing the repeating number of ethylene glycol (or oxyethylene) is an integer of 5 to 20,000, preferably 5 to 2,000, more preferably 5 to 1,500. It is.

上記R〜Rの基で定義する、炭素数1〜12の直鎖または分枝状のアルキルオキシ基、アルキル置換イミノ基、およびアルキル基のアルキル部分としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、デシル基、およびウンデシル基等 を挙げることができる。炭素数2〜12の直鎖または分枝状のアルケニルオキシ基または炭素数2〜12の直鎖または分枝状のアルキニルオキシ基における、ア ルケニルまたはアルキニル部分は、炭素数が2以上の上記に例示したアルキル基中に二重結合または三重結合を含むものを挙げることができる。 Examples of the alkyl moiety of the linear or branched alkyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, the alkyl-substituted imino group, and the alkyl group defined by the groups R 1 to R 3 include, for example, a methyl group and an ethyl group , N-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-hexyl group, decyl group, and undecyl group. The alkenyl or alkynyl moiety in the straight-chain or branched alkenyloxy group having 2 to 12 carbon atoms or the straight-chain or branched alkynyloxy group having 2 to 12 carbon atoms is as defined above having 2 or more carbon atoms. The thing which contains a double bond or a triple bond in the illustrated alkyl group can be mentioned.

このような基または部分について、「置換された」場合の置換基としては、限定されるものでないが、C1−6アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールC1−3オキシ基、シアノ基、カルボキシル基、アミノ基、C1−6アルコキシカルボニル基、C2−7アシルアミド基、トリ−C1−6アルキルシロキシ基、シロキシ基、シリルアミノ基を示すか、またはアセタール化ホルミル基、ホルミル基、塩素またはフッ素等のハロゲン原子を挙げることができる。ここで、例えば、C1−6の表示は、炭素数1〜6を意味し、以下同様な意味を表すものとして使用する。さらに、炭素数1〜24の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキルカルボニル基の内の炭素数1〜12の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキル部分は上述した例示を参考にでき、炭素数13以上のアルキル部分は、例えば、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ノナデシル基、ドコサニル基およびテトラコシル基等を挙げることができる。 For such groups or moieties, the substituents when “substituted” include, but are not limited to, C 1-6 alkoxy groups, aryloxy groups, aryl C 1-3 oxy groups, cyano groups, carboxyls A group, an amino group, a C 1-6 alkoxycarbonyl group, a C 2-7 acylamide group, a tri-C 1-6 alkylsiloxy group, a siloxy group, a silylamino group, or an acetalized formyl group, formyl group, chlorine or Mention may be made of halogen atoms such as fluorine. Here, for example, the indication of C 1-6 means 1 to 6 carbon atoms, and hereinafter used to represent the same meaning. Further, the unsubstituted or substituted linear or branched alkylcarbonyl group having 1 to 12 carbon atoms in the unsubstituted or substituted linear or branched alkylcarbonyl group having 1 to 24 carbon atoms is as described above. Examples of the alkyl moiety having 13 or more carbon atoms include a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a nonadecyl group, a docosanyl group, and a tetracosyl group.

上記式(1)または(2)において定義する上記式(i)〜(iv)の基ならびに炭化水素基またはステリル基については、上述した通りである。Q、Q、R6a、R6b、R6c、R6d、R8aおよびR8bの基については、属する繰り返し単位全てについて同一の基が選択されてもよく、異なる基が選択されてもよい。また、sは、例えば、1、3、または4である。 The groups of the above formulas (i) to (iv) and the hydrocarbon group or steryl group defined in the above formula (1) or (2) are as described above. Regarding the groups of Q 1 , Q 2 , R 6a , R 6b , R 6c , R 6d , R 8a and R 8b , the same group may be selected for all the repeating units to which they belong, or different groups may be selected. Good. Moreover, s is 1, 3, or 4, for example.

、R6cまたはR6dの基に導入される疎水性基は、任意の適切な連結基を介して導入されていてもよい。該連結基の具体例としては、ボロン酸基の導入の際に適用可能な連結基として上述したものが挙げられる。 The hydrophobic group introduced into the group of Q 2 , R 6c or R 6d may be introduced via any appropriate linking group. Specific examples of the linking group include those described above as the linking group applicable when introducing a boronic acid group.

式(1)または(2)において、R4aおよびR4bの基の両者がエチレン基を表す場合には、代表的には、nおよびbが整数0であるか、またはm−nおよびa−bが整数0であるポリアミノ酸を表すことになる。前者は、例えば、グルタミン酸γ−ベンジルエステルのN−カルボン酸無水物の重合により得られるポリ−α−グルタミン酸を表し、後者は、例えば、納豆菌をはじめとする細菌バチルス(Bacillus)属の菌株が生産するポリ−γ−グルタミン酸を表す。一方、R4aおよびR4bの基の両者ともメチレン基を表す場合には、これらの基を有するそれぞれの反復単位は共存し得るものと理解されている。式(1)または(2)におけるR5aおよびR5bの基についても同様である。製造効率の観点からは、好ましくはR4aおよびR4bの基がメチレン基であり、R5aおよびR5bの基がエチレン基である。 In the formula (1) or (2), when both groups of R 4a and R 4b represent an ethylene group, typically n and b are the integer 0, or mn and a- It represents a polyamino acid in which b is an integer 0. The former represents, for example, poly-α-glutamic acid obtained by polymerization of N-carboxylic acid anhydride of glutamic acid γ-benzyl ester, and the latter is, for example, a strain belonging to the genus Bacillus including Bacillus natto. It represents poly-γ-glutamic acid to be produced. On the other hand, when both groups of R 4a and R 4b represent methylene groups, it is understood that the respective repeating units having these groups can coexist. The same applies to the groups R 5a and R 5b in formula (1) or (2). From the viewpoint of production efficiency, the groups R 4a and R 4b are preferably methylene groups, and the groups R 5a and R 5b are ethylene groups.

別の実施形態において、Rの基は、標的結合部位を含む基で置換されてもよい。標的結合部位をポリマーの末端に導入することにより、標的となる所望の部位への薬物(例えば、核酸)の到達性を向上できる。標的結合部位を含む基としては、標的となる組織に対する指向性または機能性を有する限りにおいて任意の適切な基であり得、例えば、抗体もしくはその断片、またはその他の機能性もしくは標的指向性を有するタンパク質、ペプチド、アプタマー、ラクトース等の糖、葉酸といった生理活性物質およびその誘導体に由来する基であり得る。 In another embodiment, the group R 1 may be substituted with a group that includes a target binding site. By introducing the target binding site to the end of the polymer, the reachability of the drug (for example, nucleic acid) to the desired target site can be improved. The group containing the target binding site may be any suitable group as long as it has directivity or functionality for the target tissue, for example, an antibody or a fragment thereof, or other functionality or targeting property It may be a group derived from a physiologically active substance such as protein, peptide, aptamer, sugar such as lactose, folic acid, and derivatives thereof.

一実施形態において、Rの基はリガンドでありうる。リガンドをポリマーの末端に導入することにより、表面の少なくとも一部がリガンドで修飾された高分子複合体(例えばミセル状構造体)が形成され得る。リガンドは、標的となる所望の部位への薬物の到達性を向上できる。
例えば、リガンドはグルコース又はGLUT1に結合するグルコースの誘導体GLUT1リガンドでありうる。この場合、外表面に露出したグルコース又はその誘導体が脳の血管内皮細胞の血管内表面に発現するグルコーストランスポーターであるGLUT1に結合し、これにより高分子複合体が血管内皮細胞に取り込まれ、血液脳関門(BBB)を通過して脳実質に移行することが可能となりうる。例えば、Rは下記構造でありうる。
In one embodiment, the group R 1 can be a ligand. By introducing the ligand into the end of the polymer, a polymer complex (eg, a micellar structure) in which at least a part of the surface is modified with the ligand can be formed. The ligand can improve the reachability of the drug to a desired target site.
For example, the ligand can be glucose or a derivative GLUT1 ligand of glucose that binds to GLUT1. In this case, glucose or a derivative thereof exposed on the outer surface binds to GLUT1, which is a glucose transporter expressed on the inner surface of the vascular endothelial cell of the brain, whereby the polymer complex is taken into the vascular endothelial cell, and blood It may be possible to move through the brain barrier (BBB) to the brain parenchyma. For example, R 1 can have the following structure:

他の一実施形態において、ブロックコポリマーは生分解性であることが好ましい。そのような共重合体としては様々な共重合体が知られ、いずれを用いることも原理的に可能である。例えば、生体適合性が高く、生分解性であるブロック共重合体としては、例えば、ポリエチレングリコール−ポリアスパラギン酸、ポリエチレングリコール−ポリグルタミン酸、およびポリエチレングリコール−ポリ((5−アミノペンチル)−アスパラギン酸)ブロック共重合体などを用いることができ、これらのポリマーのポリアミノ酸鎖の側鎖に上記ボロン酸を導入したポリマーも好ましい。   In another embodiment, the block copolymer is preferably biodegradable. Various copolymers are known as such copolymers, and any of them can be used in principle. For example, highly biocompatible and biodegradable block copolymers include, for example, polyethylene glycol-polyaspartic acid, polyethylene glycol-polyglutamic acid, and polyethylene glycol-poly ((5-aminopentyl) -aspartic acid. ) Block copolymers can be used, and polymers in which the above boronic acid is introduced into the side chain of the polyamino acid chain of these polymers are also preferred.

好ましい一実施形態において、ブロックコポリマーは下記式(3)で表される。
式(3)中、R9aは、−NH−(CHp2−〔NH−(CHq2−〕r2NH-で示される2価の基であり、p2、q2、およびr2は、それぞれ相互に独立して、1〜5の整数である。好ましくは、p2、q2、およびr2は、それぞれ相互に独立して、1〜3の整数である。
式(3)中、R9bは、−NH−(CHp3−〔NH−(CHq3−〕r3NHであり、p3、q3、およびr3は、それぞれ相互に独立して、1〜5の整数である。好ましくは、p3、q3、およびr3は、それぞれ相互に独立して、1〜3の整数である。
式(3)中、BAはボロン酸基を表す。具体的には、上記式(b1)もしくは(b11)で表されるフェニルボロン酸基(PBA)又は上記式(b2)もしくは(b21)で表されるピリジルボロン酸基である。
式(3)中、xは0.1〜0.9である。
式(3)中、mは1〜300の整数である。
式(3)中、R、R、L、L、R4a、kは上記式(1)及び(2)の定義と同様である。
例えば、脳への薬剤送達に用いる場合には、kは好ましくは5〜100の整数である。
In a preferred embodiment, the block copolymer is represented by the following formula (3).
In Formula (3), R 9a is a divalent group represented by —NH— (CH 2 ) p 2 — [NH— (CH 2 ) q 2 —] r 2 NH—, and p 2, q 2, and r 2 are Each is independently an integer of 1 to 5. Preferably, p2, q2, and r2 are each independently an integer of 1 to 3.
In Formula (3), R 9b is —NH— (CH 2 ) p3 — [NH— (CH 2 ) q3 —] r3 NH 2 , and p3, q3, and r3 are each independently of each other, It is an integer of 1-5. Preferably, p3, q3, and r3 are each independently an integer of 1 to 3.
In formula (3), BA represents a boronic acid group. Specifically, it is a phenylboronic acid group (PBA) represented by the above formula (b1) or (b11) or a pyridylboronic acid group represented by the above formula (b2) or (b21).
In formula (3), x is 0.1-0.9.
In formula (3), m is an integer of 1-300.
In the formula (3), R 1 , R 2 , L 1 , L 2 , R 4a and k are the same as defined in the above formulas (1) and (2).
For example, when used for drug delivery to the brain, k is preferably an integer from 5 to 100.

好ましくは、xは0.1〜0.9である。
また、mは1〜300の整数である。
xおよびmが大きいほど、R9bの末端に存在するカチオン性のアミノ基(NH)が増大するため、一般にミセルコア部分(ボロン酸セグメント)の電荷反発が増大し、ミセルの安定性が低下する傾向にある。また、xが大きいほど、ミセルコア部分(ボロン酸セグメント)の疎水性が増大し、ミセルの安定性が向上する傾向にある。
Preferably, x is 0.1 to 0.9.
M is an integer of 1 to 300.
As x and m increase, the cationic amino group (NH 2 ) present at the end of R 9b increases, so that generally the charge repulsion of the micelle core part (boronic acid segment) increases and the stability of the micelle decreases. There is a tendency. Moreover, as x increases, the hydrophobicity of the micelle core part (boronic acid segment) increases, and the micelle stability tends to be improved.

ブロックコポリマーは、任意の適切な合成方法によって調製され得る。例えば、カチオン性ブロックコポリマーの製造方法の一例は、例えば、国際公開WO2015/170757に開示されており、当業者であれば当該製造方法を参照して及びこれを改変して所望のブロックコポリマーを製造することができる。   The block copolymer can be prepared by any suitable synthetic method. For example, an example of a method for producing a cationic block copolymer is disclosed in, for example, International Publication WO2015 / 170757, and a person skilled in the art will refer to the production method and modify it to produce a desired block copolymer. can do.

(2)低分子薬物
本発明で用いられる低分子薬物としては、ボロン酸基と結合を形成しうる結合部位(以下「BA結合部位」ともいう)を含む低分子化合物であれば特に制限されない。分子量は、例えば、2,000以下、1,000以下、800以下、500以下であることが好適である。分子量の下限は特に制限されない。なお、本発明の低分子薬物は核酸や抗体のような生体高分子などの高分子化合物を含まない。
(2) Low molecular drug The low molecular drug used in the present invention is not particularly limited as long as it is a low molecular compound containing a binding site capable of forming a bond with a boronic acid group (hereinafter also referred to as “BA binding site”). The molecular weight is preferably, for example, 2,000 or less, 1,000 or less, 800 or less, or 500 or less. The lower limit of the molecular weight is not particularly limited. The low molecular weight drug of the present invention does not contain a high molecular compound such as a biopolymer such as a nucleic acid or an antibody.

BA結合部位としては、ボロン酸基と結合を形成し得る任意の適切な化学構造が採用され得る。BA結合部位を構成し得る化学構造としては、例えば、ポリオール(特に、cis−ジオール)構造、ジアミン構造、ヒドロキシアミン構造、ヒドロキサム酸構造、アルコキシカルボキシアミド構造、二リン酸構造が挙げられる。BA結合部位とボロン酸基との反応は代表的には脱水反応であり、したがって、BA結合部位とボロン酸基との結合は代表的には共有結合である。BA結合部位となり得る化学構造を有する化合物としては、例えば下記2〜44の構造を一部に含む化合物およびこれらの誘導体が挙げられる。   As the BA binding site, any appropriate chemical structure capable of forming a bond with a boronic acid group can be adopted. Examples of the chemical structure that can constitute the BA binding site include a polyol (particularly cis-diol) structure, a diamine structure, a hydroxyamine structure, a hydroxamic acid structure, an alkoxycarboxyamide structure, and a diphosphate structure. The reaction between the BA binding site and the boronic acid group is typically a dehydration reaction, and thus the binding between the BA binding site and the boronic acid group is typically a covalent bond. Examples of the compound having a chemical structure that can serve as a BA binding site include compounds having the following structures 2 to 44 in part and derivatives thereof.

ボロン酸基がフェニルボロン酸基である場合には、低分子薬物は上記2〜43のいずれかの化学構造を含むのが好ましい。
一実施形態において、低分子薬物は、1,2−ジオール構造を含む。すなわち、低分子薬物は上記2〜28のいずれかの化学構造を含むことが好ましい。これらはいずれもジオール構造を有しており、フェニルボロン酸基との間に安定な結合が形成されうる。より好ましくは、低分子薬物は、上記22のカテコール構造を含むのが好ましい。カテコールは平面内にジオール基が固定されているため、ボロン酸との結合定数が高い。このため、カテコール構造を有する低分子薬物は、生体環境下でボロン酸基と一層安定な共有結合を形成し得る。
When the boronic acid group is a phenylboronic acid group, the low molecular weight drug preferably includes any one of the chemical structures 2 to 43 described above.
In one embodiment, the small molecule drug comprises a 1,2-diol structure. That is, it is preferable that the low molecular weight drug includes any one of the chemical structures described above. All of these have a diol structure, and a stable bond can be formed with the phenylboronic acid group. More preferably, the low molecular weight drug preferably contains the 22 catechol structures. Catechol has a high binding constant with boronic acid because the diol group is fixed in the plane. For this reason, a low molecular drug having a catechol structure can form a more stable covalent bond with a boronic acid group in a biological environment.

また、ボロン酸基がピリジルボロン酸基である場合には、二リン酸構造(例えば上記44の化学構造)であるのが好ましい。ピリジルボロン酸基と二リン酸構造とは、pH6以下で共有結合を形成することが知られている(Sanjoh et al, Org. Lett.17, 2015, 588-591)。
In addition, when the boronic acid group is a pyridylboronic acid group, it is preferably a diphosphate structure (for example, the chemical structure of 44 above). It is known that a pyridylboronic acid group and a diphosphate structure form a covalent bond at pH 6 or less (Sanjoh et al, Org. Lett. 17, 2015, 588-591).

一実施形態において、低分子薬物は、疎水性物質である。低分子薬物が疎水性物質である場合には、低分子薬物が結合したボロン酸高分子セグメント間に疎水性相互作用が働くことからより一層安定なミセル状構造体を形成し得る。   In one embodiment, the small molecule drug is a hydrophobic substance. When the low molecular weight drug is a hydrophobic substance, a hydrophobic interaction acts between the boronic acid polymer segments to which the low molecular weight drug is bound, so that a more stable micellar structure can be formed.

一実施形態において、低分子薬物とボロン酸基との比(薬物/BA比)は、0.05〜1である。好ましくは、0.1〜0.5である。低分子薬物とボロン酸基との比(薬物/BA比)を制御することにより、安定性および薬物保持性に優れたミセル状構造体を形成することができる。薬物/BA比は、高分子複合体に含まれるボロン酸基の合計数に対する薬物の合計数の比率(薬物のモル数/ボロン酸基のモル数)である。   In one embodiment, the ratio of small molecule drug to boronic acid group (drug / BA ratio) is 0.05-1. Preferably, it is 0.1-0.5. By controlling the ratio between the low molecular weight drug and the boronic acid group (drug / BA ratio), a micellar structure excellent in stability and drug retention can be formed. The drug / BA ratio is the ratio of the total number of drugs to the total number of boronic acid groups contained in the polymer complex (number of moles of drug / number of moles of boronic acid group).

低分子薬物としては、種々の薬物を挙げることができ、例えば、合成化合物、生理活性物質、生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤が挙げられる。   Examples of the low molecular weight drug include various drugs, and examples include synthetic compounds, physiologically active substances, biocompatible fluorescent dyes, and contrast agents such as ultrasound, MRI and CT contrast agents.

後述の通り、本発明の一実施形態の高分子複合体は、脳への薬物送達に好適であり、薬物を選択性高く脳に送達することができる。従って、薬物としては、特に限定されないが、例えば、脳の生理機能を高める生理活性物質、脳の疾患を処置し得る生理活性物質、脳を染色できる生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤を用いることができる。   As will be described later, the polymer complex of one embodiment of the present invention is suitable for drug delivery to the brain, and can deliver the drug to the brain with high selectivity. Accordingly, the drug is not particularly limited. For example, a physiologically active substance that enhances the physiological function of the brain, a physiologically active substance that can treat brain diseases, a biocompatible fluorescent dye that can stain the brain, and ultrasound, MRI And contrast agents such as CT contrast agents can be used.

一実施形態は、低分子薬物は、活性酸素種が直接的又は間接的に関与する疾患の治療剤である。上述のように、実施形態の高分子複合体は、活性酸素種による酸化により、すなわち、活性酸素種の存在下において、薬物が放出されるものであるため、活性酸素種が直接的又は間接的に関与する疾患においては優れた治療効果が期待される。例えば、抗酸化剤である場合には放出された薬物により活性酸素種を除去し得る。   In one embodiment, the small molecule drug is a therapeutic agent for a disease in which reactive oxygen species are directly or indirectly involved. As described above, since the polymer complex of the embodiment is one in which the drug is released by oxidation with the reactive oxygen species, that is, in the presence of the reactive oxygen species, the reactive oxygen species is directly or indirectly. Excellent therapeutic effects are expected for diseases related to the disease. For example, in the case of an antioxidant, the reactive oxygen species can be removed by the released drug.

以下に、ボロン酸結合部位を有する低分子薬物の一例をあげる。下記化合物はカテコール構造を含み、水溶性が低い疎水性物質である。
An example of a low molecular drug having a boronic acid binding site is given below. The following compounds contain a catechol structure and are hydrophobic substances with low water solubility.

2.高分子複合体の製造方法
高分子複合体は、上記ブロックコポリマーを用いて周知の方法により形成させることができる。例えば、低分子薬物をアルコールなどの溶媒に溶解させた溶液およびブロックコポリマーをpH緩衝液に溶解させた溶液を別々に調製し、次いで、当該2つの溶液を混合し、PBSに対して透析を行うことにより低分子薬物とブロックコポリマーとの高分子複合体(例えば、低分子薬物が内包されたミセル状構造体)を製造することができる。PICミセルやリポソームの場合も、PICミセルやリポソームを形成する高分子の溶液と薬物との混合液を調製し、攪拌混合すれば、薬物はPICミセルまたはリポソームに内包される。あるいは、ブロックコポリマーの溶液を攪拌してミセル状構造体やPICミセルを形成後、薬物を溶解した溶液をミセル溶液に添加し、ミセル内に薬物を内包させることもできる。
2. Method for producing polymer composite The polymer composite can be formed by a known method using the block copolymer. For example, a solution in which a low molecular drug is dissolved in a solvent such as alcohol and a solution in which a block copolymer is dissolved in a pH buffer solution are prepared separately, and then the two solutions are mixed and dialyzed against PBS. Thus, a polymer composite of a low molecular drug and a block copolymer (for example, a micellar structure containing a low molecular drug) can be produced. In the case of PIC micelles and liposomes, the drug is encapsulated in PIC micelles or liposomes by preparing a mixed solution of a polymer solution that forms PIC micelles or liposomes and stirring and mixing them. Alternatively, after the block copolymer solution is stirred to form a micellar structure or PIC micelle, a drug-dissolved solution can be added to the micelle solution to encapsulate the drug in the micelle.

3.薬物送達デバイス
本発明の一形態は、上述した高分子複合体又は当該高分子複合体を含む組成物を含む薬物送達デバイスを提供する。本発明の薬物送達デバイスは、内包した所望の薬物を、標的組織に選択的かつ効率的に導入する手段として使用できる。また、他の一形態は、内包した所望の薬物を、標的組織において放出する方法、あるいは、放出を制御する方法を提供する。
具体的には、所望の低分子薬物を内包した高分子複合体を含む溶液を、被験動物に投与することにより、体内の各種組織に上記高分子複合体を取り込ませる。
実施形態の薬物送達デバイスは、活性酸素種による酸化により、すなわち、活性酸素種の存在下において、薬物が放出されるものである。さらに、一実施形態において、薬物の放出は活性酸素種の濃度に依存する。したがって、活性酸素種の濃度が高い組織において選択的に薬物を放出することが可能である。
一実施形態は、ROS濃度の相違に基づき、標的部位での薬物を放出する方法である。例えば、血中のH濃度に相当する約0.04mM下においては薬物が高分子複合体内に安定に保持され、高ROS濃度下(高酸化ストレス下;例えば高濃度のH 約1mM以上)において薬物を放出しうる。
3. Drug Delivery Device One aspect of the present invention provides a drug delivery device comprising the above-described polymer complex or a composition containing the polymer complex. The drug delivery device of the present invention can be used as a means for selectively and efficiently introducing an encapsulated desired drug into a target tissue. Another embodiment provides a method for releasing a desired drug contained in a target tissue or a method for controlling the release.
Specifically, the polymer complex is incorporated into various tissues in the body by administering a solution containing a polymer complex encapsulating a desired low molecular drug to a test animal.
The drug delivery device of the embodiment is one in which the drug is released by oxidation with reactive oxygen species, that is, in the presence of reactive oxygen species. Further, in one embodiment, drug release is dependent on the concentration of reactive oxygen species. Therefore, it is possible to selectively release a drug in a tissue having a high concentration of reactive oxygen species.
One embodiment is a method of releasing a drug at a target site based on the difference in ROS concentration. For example, at about 0.04 mM, which corresponds to the H 2 O 2 concentration in blood, the drug is stably retained in the polymer complex, under a high ROS concentration (under high oxidative stress; for example, a high concentration of H 2 O 2 The drug can be released at about 1 mM or more).

本発明の薬物送達デバイスは、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、ブタ、イヌ、ネコ等の各種動物に適用することができ、限定はされない。被験動物への投与方法は、通常、点滴静注などの非経口用法が採用され、投与量、投与回数及び投与期間などの各条件は、被験動物の種類及び状態に合わせて適宜設定することができる。   The drug delivery device of the present invention can be applied to various animals such as humans, mice, rats, rabbits, pigs, dogs, cats and the like, but is not limited thereto. As the administration method to test animals, parenteral methods such as intravenous infusion are usually adopted, and each condition such as dose, number of administrations and administration period can be appropriately set according to the type and condition of the test animal. it can.

本発明の薬物送達デバイスは、各種疾患の原因となる組織に所望の低分子薬剤を導入する治療に用いることができる。よって本発明は、前述した高分子複合体を含む医薬組成物、及び、前述した高分子複合体(薬物送達デバイス)を用いる各種疾患の治療方法を提供することもできる。   The drug delivery device of the present invention can be used for treatment for introducing a desired low-molecular-weight drug into tissues that cause various diseases. Therefore, the present invention can also provide a pharmaceutical composition containing the above-described polymer complex and a method for treating various diseases using the above-described polymer complex (drug delivery device).

上記医薬組成物については、薬物製造上一般に用いられる賦形材、充填材、増量剤、結合剤、湿潤剤、崩壊剤、潤滑剤、界面活性剤、分散剤、緩衝剤、保存剤、溶解補助剤、防腐剤、矯味矯臭剤、無痛化剤、安定化剤及び等張化剤等を適宜選択して使用し、常法により調製することができる。また、医薬組成物の形態は、通常、静脈内注射剤(点滴を含む)が採用され、例えば、単位投与量アンプル又は多投与量容器の状態等で提供される。   For the above pharmaceutical compositions, excipients, fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, lubricants, surfactants, dispersants, buffers, preservatives, solubilizers commonly used in drug production. An agent, an antiseptic, a flavoring agent, a soothing agent, a stabilizer, an isotonic agent and the like can be appropriately selected and used, and can be prepared by a conventional method. Moreover, the form of a pharmaceutical composition normally employs an intravenous injection (including infusion), and is provided, for example, in the state of a unit dose ampoule or a multi-dose container.

上記医薬組成物及び治療方法は、各種疾患の中でも特に活性酸素種が直接的又は間接的に関与する疾患に対して有効に適用される。   The above-mentioned pharmaceutical composition and treatment method are effectively applied to diseases in which reactive oxygen species are directly or indirectly involved among various diseases.

4.脳への送達
本発明の薬物送達デバイスは、特に脳への薬物送達に好適である。上記の通り、ミセル状構造体の表面の少なくとも一部をグルコース又はGLUT1に結合するグルコースの誘導体(GLUT1リガンド)で修飾することにより、外表面に露出したグルコース又はその誘導体が脳の血管内皮細胞の血管内表面に発現するグルコーストランスポーターであるGLUT1に結合し、これにより高分子複合体が血管内皮細胞に取り込まれ、血液脳関門(BBB)を通過して脳実質に移行することが可能となりうる。
4). Delivery to Brain The drug delivery device of the present invention is particularly suitable for drug delivery to the brain. As described above, by modifying at least a part of the surface of the micellar structure with glucose or a glucose derivative that binds to GLUT1 (GLUT1 ligand), the glucose or its derivative exposed on the outer surface is converted to the vascular endothelial cells of the brain. It binds to GLUT1, which is a glucose transporter expressed on the inner surface of blood vessels, whereby the polymer complex can be taken up by vascular endothelial cells and can pass through the blood-brain barrier (BBB) and enter the brain parenchyma. .

本明細書では、「GLUT1リガンド」とは、GLUT1と特異的に結合する物質を意味する。GLUT1リガンドとしては、様々なリガンドが知られ、特に限定されないが例えば、グルコースおよびヘキソースなどの分子が挙げられ、GLUT1リガンドは、いずれも本発明でグルコースの代わりにキャリアまたはコンジュゲートの調製に使用することができる。GLUT1リガンドは、好ましくはGLUT1に対してグルコースと同等またはそれ以上の親和性を有する。2−N−4−(1−アジ−2,2,2−トリフルオロエチル)ベンゾイル−1,3−ビス(D−マンノース−4−イルオキシ)−2−プロピルアミン(ATB−BMPA)、6−(N−(7−ニトロベンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾール−4−イル)アミノ)−2−デオキシグルコース(6−NBDG)、4,6−O−エチリデン−α−D−グルコース、2−デオキシ−D−グルコースおよび3−O−メチルグルコースもGLUT1と結合することが知られ、これらの分子もGLUT1リガンドとして本発明に用いることができる。   As used herein, “GLUT1 ligand” means a substance that specifically binds to GLUT1. Various ligands are known as GLUT1 ligands, including, but not limited to, molecules such as glucose and hexose, both of which are used in the present invention for the preparation of carriers or conjugates instead of glucose. be able to. The GLUT1 ligand preferably has an affinity for GLUT1 that is equal to or greater than that of glucose. 2-N-4- (1-azi-2,2,2-trifluoroethyl) benzoyl-1,3-bis (D-mannose-4-yloxy) -2-propylamine (ATB-BMPA), 6- (N- (7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino) -2-deoxyglucose (6-NBDG), 4,6-O-ethylidene-α-D-glucose, 2 -Deoxy-D-glucose and 3-O-methylglucose are also known to bind to GLUT1, and these molecules can also be used in the present invention as GLUT1 ligands.

グルコース又はGLUT1に結合するグルコースの誘導体GLUT1リガンドで修飾したブロックコポリマーおよびこれを用いた薬物輸送体の製造方法は国際公開第2015/075942号に記載されており、当該開示を参照することができる。同文献にはBBBを構築する血管内皮細胞にGLUT1が桁違いに発現(局在)しており、さらに血糖値によって局在箇所が変化する(低い血糖値:血管側、高い血糖値:脳実質側)ことを利用して薬物を脳へ送達する技術が提案されている。   A block copolymer modified with glucose or a derivative of glucose binding to GLUT1 with a GLUT1 ligand and a method for producing a drug transporter using the same are described in International Publication No. 2015/075942, and the disclosure can be referred to. In this document, GLUT1 is expressed in an order of magnitude in vascular endothelial cells that construct the BBB, and the localization location changes depending on the blood glucose level (low blood glucose level: vascular side, high blood glucose level: brain parenchyma A technique for delivering a drug to the brain using the above has been proposed.

脳は全身の20〜25%の酸素を消費するといわれており、主に酸素を代謝する過程で生じた活性酸素種により生体組織への障害が生じることが知られている(酸化ストレス)。また、脳脊髄液から核酸等の酸化修飾物が検出されたこと及びAβオリゴマーが酸化ストレスを誘導することが報告され、酸化ストレスがアルツハイマー病の大きな要因であることが示唆された(A. Nunomura, et al., J Neuropathol Exp Neurol 65, 631-641, 2006)。例えば、アルツハイマー病患者の脳内のROS濃度は約1.0mMものH濃度に相当すると考えられている。一実施形態の高分子複合体は、血中のH濃度に相当する約0.04mM以下においては結合が開裂せず低分子薬物がブロックコポリマー内に安定に保持される一方で、アルツハイマー病患者の脳におけるような高ROS濃度下(高酸化ストレス下;例えば高濃度のH 約1mM以上)においては結合が開裂し、低分子薬物が放出される。 It is said that the brain consumes 20 to 25% of oxygen throughout the body, and it is known that the active oxygen species generated mainly in the process of metabolizing oxygen cause damage to living tissues (oxidative stress). It was also reported that oxidative modification products such as nucleic acids were detected from cerebrospinal fluid and that Aβ oligomers induced oxidative stress, suggesting that oxidative stress is a major factor in Alzheimer's disease (A. Nunomura , et al., J Neuropathol Exp Neurol 65, 631-641, 2006). For example, it is believed that the ROS concentration in the brain of Alzheimer's disease patients corresponds to an H 2 O 2 concentration of about 1.0 mM. In one embodiment, the polymer complex has a low molecular weight drug stably retained in the block copolymer without breaking the bond at about 0.04 mM or less corresponding to the H 2 O 2 concentration in blood, while Alzheimer's Under high ROS concentrations (such as in high oxidative stress; eg, high concentrations of H 2 O 2 of about 1 mM or more) as in the brains of sick patients, bonds are cleaved and small molecule drugs are released.

本発明の薬物送達デバイスは活性酸素種の濃度が高い組織(例えば、アルツハイマー病患者の脳)への薬物送達デバイスとして有効に用いることができる。   The drug delivery device of the present invention can be effectively used as a drug delivery device to a tissue having a high concentration of reactive oxygen species (for example, the brain of an Alzheimer's disease patient).

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention.

[実施例1:各種ブロック共重合体PEG−PAsp(DET/FPBA)の合成]
PEG−PAsp(DET/FPBA)を下記合成スキームに従って合成した。
[Example 1: Synthesis of various block copolymers PEG-PAsp (DET / FPBA)]
PEG-PAsp (DET / FPBA) was synthesized according to the following synthesis scheme.

1.1.PEG−PBLAの合成
α−メトキシ−ω−アミノ−ポリエチレングリコール(MeO−PEG−NH,PEGのM:2kDa)を開始剤としたβ−ベンジル−L−アスパルテート−N−カルボン酸無水物(NCA−BLA)の開環重合によって、PEG−poly(β−benzyl L−aspartate)(PEG−PBLA)を合成した。MeO−PEG−NHを100mgとり、ベンゼンに溶解させて一晩凍結乾燥させた。凍結乾燥後、Ar雰囲気下においてジメチルホルムアミド(DMF):ジクロロメタン(DCM)=1:10混合溶媒にMeO−PEG−NH及びNCA−BLAをそれぞれ完全に溶解させ、NCA−BLA溶液及びMeO−PEG−NH溶液を得た。NCA−BLA溶液をMeO−PEG−NH溶液に添加し、35℃で3日間撹拌した。反応溶液をn−ヘキサン/酢酸エチル(3:2)混合溶液に再沈殿させ、PEG−PBLAを回収した。その後、PEG−PBLAを真空乾燥させ、白色粉末を得た。PBLAの重合度は35(m=35)であった(PEG−PBLA(m=35))。
その後、同様の実験工程を踏むことにより、他2種類の鎖長の異なるPEG−PBLA(m=51、72;各PBLAの重合度はそれぞれ51、72である)を得た。
1.1. Synthesis of PEG-PBLA β-benzyl-L-aspartate-N-carboxylic acid anhydride with α-methoxy-ω-amino-polyethylene glycol (MeO-PEG-NH 2 , M w of PEG: 2 kDa) as an initiator PEG-poly (β-benzyl L-aspartate) (PEG-PBLA) was synthesized by ring-opening polymerization of (NCA-BLA). 100 mg of MeO-PEG-NH 2 was taken, dissolved in benzene and lyophilized overnight. After lyophilization, MeO-PEG-NH 2 and NCA-BLA were completely dissolved in a mixed solvent of dimethylformamide (DMF): dichloromethane (DCM) = 1: 10 under Ar atmosphere, respectively, and the NCA-BLA solution and MeO-PEG were dissolved. to obtain a -NH 2 solution. The NCA-BLA solution was added to the MeO-PEG-NH 2 solution and stirred at 35 ° C. for 3 days. The reaction solution was reprecipitated into a mixed solution of n-hexane / ethyl acetate (3: 2) to recover PEG-PBLA. Thereafter, PEG-PBLA was vacuum-dried to obtain a white powder. The polymerization degree of PBLA was 35 (m = 35) (PEG-PBLA (m = 35)).
Thereafter, the same experimental steps were taken to obtain two other types of PEG-PBLA having different chain lengths (m = 51, 72; the degree of polymerization of each PBLA was 51, 72, respectively).

1.2.PEG−PAsp(DET)の合成(DETによるアミノリシス)
回収したPEG−PBLAのアミノリシス反応によりPEG−PAsp(DET)を合成した。
具体的には、PEG−PBLA(m=35)200mgをベンゼンに溶解させて凍結乾燥した。乾燥したPEG−PBLAをAr雰囲気下において、10mLのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させた。また、Dryジエチレントリアミン(DET)(PBLAに対して50当量)を同体積のNMPにより希釈した。これら溶液を10℃に冷却し、PEG−PBLA溶液をゆっくりDET溶液に滴下し、1時間撹拌した。反応後、溶液温度を10度以下に保ったまま5N HCl水溶液で反応溶液を中和し、0.01N HCl水溶液で4℃にて1日透析を行った。(MWCO 6000−8000Da)その後、イオン交換水で4℃にてもう1日透析を行った。透析後、溶液を凍結乾燥することでPEG−PAsp(DET)の白色粉末を得た。PAsp(DET)の重合度は31であった(PEG−PAsp(DET)(m=31))。
また、他2種類の鎖長の異なるPEG−PBLA(m=51、72)に関しても同様の実験工程を経ることによって鎖長の異なるPEG−PAsp(DET)を得た。各PAsp(DET)の重合度はそれぞれ45、70であった(PEG−PAsp(DET)(m=45、70))。
1.2. Synthesis of PEG-PAsp (DET) (aminolysis by DET)
PEG-PAsp (DET) was synthesized by aminolysis reaction of the collected PEG-PBLA.
Specifically, 200 mg of PEG-PBLA (m = 35) was dissolved in benzene and lyophilized. The dried PEG-PBLA was dissolved in 10 mL of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) under Ar atmosphere. In addition, Dry diethylenetriamine (DET) (50 equivalents to PBLA) was diluted with the same volume of NMP. These solutions were cooled to 10 ° C., and the PEG-PBLA solution was slowly added dropwise to the DET solution and stirred for 1 hour. After the reaction, the reaction solution was neutralized with 5N HCl aqueous solution while keeping the solution temperature at 10 ° C. or lower, and dialyzed for 1 day at 4 ° C. with 0.01N HCl aqueous solution. (MWCO 6000-8000 Da) Then, dialysis was performed for another day at 4 ° C. with ion-exchanged water. After dialysis, the solution was freeze-dried to obtain a white powder of PEG-PAsp (DET). The degree of polymerization of PAsp (DET) was 31 (PEG-PAsp (DET) (m = 31)).
In addition, PEG-PAsp (DET) having different chain lengths was obtained through the same experimental process for PEG-PBLA (m = 51, 72) having two different chain lengths. The degree of polymerization of each PAsp (DET) was 45 and 70, respectively (PEG-PAsp (DET) (m = 45, 70)).

1.3.PEG−PAsp(DET/FPBA)の合成(DMT−MMによるFPBA修飾)
PEG−PAsp(DET)と4−カルボキシ−3−フルオロ−フェニルボロン酸(FPBA)との縮合反応によりPEG−PAsp(DET/FPBA)を合成した。
具体的には、PEG−PAsp(DET)(m=31)20mgおよび4−(4、6−ジメトキシ−1、3、5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウムクロリドn水和物(DMT−MM)(DETのNHに対して5当量)、さらにソルビトール(DETのNHに対して5当量)を50mM NaHCO溶液に溶解し、1mg/mLに調製した。一方同量のメタノールにFPBA(DETのNHに対して1当量)を溶解した。2つの溶液を混合し、4℃で6時間反応させた。反応後、0.01N HCl水溶液で4℃にて1日透析を行った。その後、イオン交換水で4℃にてもう1日透析を行った。(MWCO 6000−8000Da)透析後、溶液を凍結乾燥することでPEG−PAsp(DET/FPBA)の白色粉末を得た。PAsp(DET)の重合度は24であり、そのうちFPBAは17ユニット結合していたため、BA導入率は24.1%となった。ただし、このBA導入率はブロックコポリマーの分子量に対するボロン酸基の分子量(BA分子量)の割合を指す。本実施例においては、BA分子量は下記構造の分子量である。
1.3. Synthesis of PEG-PAsp (DET / FPBA) (FPBA modification with DMT-MM)
PEG-PAsp (DET / FPBA) was synthesized by a condensation reaction of PEG-PAsp (DET) and 4-carboxy-3-fluoro-phenylboronic acid (FPBA).
Specifically, 20 mg of PEG-PAsp (DET) (m = 31) and 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride n hydration The product (DMT-MM) (5 equivalents to DET NH 2 ) and sorbitol (5 equivalents to DET NH 2 ) were dissolved in 50 mM NaHCO 3 solution to prepare 1 mg / mL. On the other hand, FPBA (1 equivalent to NH 2 of DET) was dissolved in the same amount of methanol. The two solutions were mixed and reacted at 4 ° C. for 6 hours. After the reaction, dialysis was performed with 0.01N HCl aqueous solution at 4 ° C for 1 day. Thereafter, dialysis was performed with ion-exchanged water at 4 ° C. for another day. After dialysis (MWCO 6000-8000 Da), the solution was freeze-dried to obtain a white powder of PEG-PAsp (DET / FPBA). The degree of polymerization of PAsp (DET) was 24, of which FPBA was 17 units bonded, so the BA introduction rate was 24.1%. However, this BA introduction rate refers to the ratio of the molecular weight of the boronic acid group (BA molecular weight) to the molecular weight of the block copolymer. In this example, the BA molecular weight is a molecular weight having the following structure.

また、同様の実験工程を、FPBA添加量及びソルビトールの有無を変えながら行うことによって、同鎖長で他に3つの異なるBA導入率を持つPEG−PAsp(DET/FPBA)を合成した。BA導入率はそれぞれ14.6%、20.4%、30.2%であった。   In addition, PEG-PAsp (DET / FPBA) having the same chain length and three different BA introduction rates was synthesized by performing the same experimental process while changing the amount of FPBA added and the presence or absence of sorbitol. The BA introduction rates were 14.6%, 20.4%, and 30.2%, respectively.

さらに、他2種類の鎖長の異なるPEG−PAsp(DET)(m=45、70)に関しても同様の修飾を行い、それぞれの鎖長で4つの異なるBA導入率を持つPEG−PAsp(DET/FPBA)を合成した。
合成したブロック共重合体の構成(FPBA添加量およびソルビトールの有無)を表1に記載した。以降、各ブロック共重合体を2k−31−20.4%のような形で「PEG分子量−修飾前PAsp(DET)重合度−BA導入率」と表現する。
Furthermore, the same two other types of PEG-PAsp (DET) (m = 45, 70) having different chain lengths were modified in the same manner, and PEG-PAsp (DET / DET / DET / 4) having four different BA introduction ratios in each chain length. FPBA) was synthesized.
The composition of the synthesized block copolymer (FPBA addition amount and presence / absence of sorbitol) is shown in Table 1. Hereinafter, each block copolymer is expressed as “PEG molecular weight—PAsp (DET) degree of polymerization before modification—BA introduction rate” in a form such as 2k-31-20.4%.

以上のように、各PAsp(DET)重合度においてBA導入率を制御したブロック共重合体の合成に成功した。   As described above, the block copolymer in which the BA introduction rate was controlled at each PAsp (DET) polymerization degree was successfully synthesized.

[実施例2:高分子ミセルの調製]
PEG−PAsp(DET/FPBA)およびジオール構造を持つ疎水性抗酸化剤であるルチンを用いて高分子ミセルを調製した。
酢酸および酢酸ナトリウムを用いて10mM酢酸緩衝液(pH4.0)を調製し、これに各ブロック共重合体を1mg/mLとなるよう溶解させた。また、ルチンは1mg/mLとなるようにエタノールに溶解させた。ブロック共重合体溶液に対してルチン溶液を加え、よく撹拌した後、混合溶液をPBS(pH7.4)に対して4℃にて一晩透析(MWCO:20、000Da)した。透析後これを回収し、各高分子ミセルを調製した。
[Example 2: Preparation of polymer micelle]
Polymeric micelles were prepared using PEG-PAsp (DET / FPBA) and rutin, a hydrophobic antioxidant with a diol structure.
A 10 mM acetate buffer (pH 4.0) was prepared using acetic acid and sodium acetate, and each block copolymer was dissolved in this solution to 1 mg / mL. Moreover, rutin was dissolved in ethanol so that it might become 1 mg / mL. The rutin solution was added to the block copolymer solution and stirred well, and the mixed solution was dialyzed overnight (MWCO: 20,000 Da) against PBS (pH 7.4) at 4 ° C. This was recovered after dialysis and each polymer micelle was prepared.

同様の実験工程を、ルチンの添加量とブロック共重合体中に含まれるFPBA量とのモル比(Rutin/FPBA)を変化させながら行うことによって、複数の高分子ミセルを調製した。   A plurality of polymer micelles were prepared by performing the same experimental process while changing the molar ratio (Rutin / FPBA) of the amount of rutin added and the amount of FPBA contained in the block copolymer.

調製した高分子ミセルに対してZetasizerNano(Malvern Instruments)を用いた動的光散乱(DLS)法により流体力学直径(粒径;Size)および多分散度(PdI)を測定した(表2)。また、1%酢酸ガドリニウム溶液で陰性染色することで、高分子ミセルの形態を透過型電子顕微鏡(TEM)によって観察した。代表として2k−45−22.7%を用いて調製した高分子ミセル(Rutin/FPBA=0.25)の粒径分布および透過型電子顕微鏡(TEM)画像を示す(図3、図4)。   The hydrodynamic diameter (particle size; Size) and polydispersity (PdI) of the prepared polymer micelles were measured by a dynamic light scattering (DLS) method using Zetasizer Nano (Malvern Instruments) (Table 2). The morphology of the polymer micelle was observed with a transmission electron microscope (TEM) by negative staining with a 1% gadolinium acetate solution. The particle size distribution and transmission electron microscope (TEM) images of polymer micelles (Rutin / FPBA = 0.25) prepared using 2k-45-22.7% as representative are shown (FIGS. 3 and 4).

以上のように、ルチンが各ブロック共重合体(PEG−PAsp(DET/FPBA))に組み込まれた高分子集合体(高分子複合体)の形成に成功した。
また、FPBA導入率およびRutin/FPBAを制御することで、高分子ミセルを形成することに成功した。特に、BA導入率およびRutin/FPBAが特定に範囲にあるものは、30nm前後の粒径を持つ高分子ミセルが形成可能な領域が限定されることが確認された。特に、本実施例では、BA導入率が20〜25%である場合に、単分散(低PDI)かつ30nm前後の高分子ミセルが得られた。また、各PAsp(DET)重合度(31、45、70)において得られた30nm前後(約20〜40nm)の粒径を持つ高分子ミセルは球形かつ単分散な粒径分布を持つことが確認された。
As described above, a polymer assembly (polymer complex) in which rutin was incorporated into each block copolymer (PEG-PAsp (DET / FPBA)) was successfully formed.
Furthermore, polymer micelles were successfully formed by controlling the FPBA introduction rate and Rutin / FPBA. In particular, when the BA introduction rate and Rutin / FPBA are in a specific range, it was confirmed that a region where a polymer micelle having a particle size of about 30 nm can be formed is limited. In particular, in this example, when the BA introduction rate was 20 to 25%, monodispersed (low PDI) polymer micelles of around 30 nm were obtained. In addition, it was confirmed that the polymer micelle having a particle size of about 30 nm (about 20 to 40 nm) obtained at each PAsp (DET) degree of polymerization (31, 45, 70) has a spherical and monodisperse particle size distribution. It was done.

[実施例3:異なるpHでの粒径変化]
実施例2で調製した2k−70−23.3%(Rutin/FPBA=0.1)からなる高分子ミセルを用いた。調製した高分子ミセルの溶媒を透析により異なるpHのPBSに置換した。選択した溶媒はいずれも10mM PBSであり、置換したpHはそれぞれ7.4および8.5であった。それぞれの溶媒中の高分子ミセルの37℃における流体力学直径(粒径)をDLS法により経時的に測定した(装置:ZetasizerNano(Malvern Instruments))。その結果を図5に示す。
[Example 3: Particle size change at different pH]
Polymer micelles made of 2k-70-23.3% (Rutin / FPBA = 0.1) prepared in Example 2 were used. The solvent of the prepared polymer micelle was replaced with PBS having a different pH by dialysis. The selected solvent was 10 mM PBS, and the substituted pH was 7.4 and 8.5, respectively. The hydrodynamic diameter (particle diameter) at 37 ° C. of polymer micelles in each solvent was measured over time by the DLS method (apparatus: Zetasizer Nano (Malvern Instruments)). The result is shown in FIG.

図5に示すように、pH7.4において高分子ミセルの粒径は徐々に増大していったのに対し、pH8.5では粒径変化が抑制された。この結果から、プロトン化したNHによる静電反発が高分子ミセルの安定性に対して負に作用していることが考えられる。 As shown in FIG. 5, the particle size of the polymer micelle gradually increased at pH 7.4, whereas the change in particle size was suppressed at pH 8.5. From this result, it is considered that electrostatic repulsion by protonated NH 2 has a negative effect on the stability of the polymer micelle.

[実施例4:高分子ミセルの構造安定性評価]
実施例2で得られた高分子ミセルのうち、流体力学直径が30nm前後であり、かつPdIが0.2未満となる単分散な粒径分布を持つものを各PAsp(DET)重合度ごとに1種類ずつ選出し、PBS(pH7.4)中での37℃における構造安定性を評価した。すなわち、高分子ミセルとしては2k−31−20.4%(Rutin/FPBA=0.5)、2k−45−22.7%(Rutin/FPBA=0.25),2k−70−23.3%(Rutin/FPBA=0.1)の3種類を用いた。粒径測定は実施例3と同様に行った。その結果を図6に示す。
[Example 4: Structural stability evaluation of polymer micelles]
Among the polymer micelles obtained in Example 2, those having a monodisperse particle size distribution with a hydrodynamic diameter of around 30 nm and PdI of less than 0.2 are obtained for each PAsp (DET) polymerization degree. Each one was selected and its structural stability at 37 ° C. in PBS (pH 7.4) was evaluated. That is, as a polymer micelle, 2k-31-20.4% (Rutin / FPBA = 0.5), 2k-45-22.7% (Rutin / FPBA = 0.25), 2k-70-23.3. % (Rutin / FPBA = 0.1) was used. The particle size was measured in the same manner as in Example 3. The result is shown in FIG.

図6から、2k−45−22.7%が最も粒径増加が抑えられており、最も高い構造安定性を示すことが確認された。これは、重合度が小さすぎる場合にはミセルコアの充填が十分でなく、一方で重合度が大きくなるにつれFPBA数と同時にNHの数も大きくなるために実施例3で検証した通り静電反発がコアを不安定化させるためであると考えられる。 From FIG. 6, it was confirmed that 2k−45 to 22.7% exhibited the highest structural stability with the smallest increase in particle size. This is because when the degree of polymerization is too small, the micelle core is not sufficiently filled. On the other hand, as the degree of polymerization increases, the number of NH 2 simultaneously increases with the number of FPBA. This is thought to be due to destabilizing the core.

[実施例5:高分子ミセルの形成過程の検証]
実施例4で最も高い構造安定性を示した2k−45−22.7%(Rutin/FPBA=0.25)からなる高分子ミセルを用いて、高分子ミセルの形成過程に関する実験を行った。
具体的には、実地例2と同様にブロック共重合体(2k−45−22.7%)を酢酸緩衝液(pH4.0)に溶解させ、ルチンをエタノールに溶解させてこれらを混合した。よく撹拌した後、異なるpHの外液に対して透析を行い、高分子ミセルを調製した。また、NaClの有無による高分子ミセル形成変化についても同様に調製した。実施例2と同様、DLS法により粒径(Size)及びPdIの測定を行った。その結果を表3に示す。
[Example 5: Verification of polymer micelle formation process]
Using the polymer micelle composed of 2k-45-22.7% (Rutin / FPBA = 0.25) which showed the highest structural stability in Example 4, an experiment on the formation process of the polymer micelle was performed.
Specifically, the block copolymer (2k-45-22.7%) was dissolved in an acetic acid buffer (pH 4.0) in the same manner as in Example 2, and rutin was dissolved in ethanol and mixed. After stirring well, dialysis was performed against external solutions having different pHs to prepare polymer micelles. Moreover, the polymer micelle formation change by the presence or absence of NaCl was similarly prepared. Similar to Example 2, the particle size (Size) and PdI were measured by the DLS method. The results are shown in Table 3.

PdI≦0.20が球状かつ単分散の高分子ミセル形成の指標とされる。
表3に示すように、pHが低い領域(pH4.0および5.7)では単分散の高分子ミセル形成が確認されなかったが、pH6.5以上では単分散な高分子ミセル形成が確認された。このことから、高分子ミセルの形成においてもNHのプロトン化による静電反発が大きく寄与することを示唆している。DETの第2プロトン化のpKaは6.0といわれており、今回の結果ではそのpH以上でのみ単分散の高分子ミセル形成が確認された。一方、NaClの有無はこの高分子ミセルの形成には寄与しないことが示唆された。
PdI ≦ 0.20 is an index for forming spherical and monodisperse polymer micelles.
As shown in Table 3, monodisperse polymer micelle formation was not confirmed in the low pH region (pH 4.0 and 5.7), but monodisperse polymer micelle formation was confirmed at pH 6.5 or higher. It was. This suggests that electrostatic repulsion due to protonation of NH 2 also contributes greatly to the formation of polymer micelles. The pKa of the second protonation of DET is said to be 6.0, and in this result, the formation of monodisperse polymer micelles was confirmed only above the pH. On the other hand, it was suggested that the presence or absence of NaCl does not contribute to the formation of the polymer micelle.

[実施例6:H存在時の高分子ミセルの粒径変化]
実施例2で調製した2k−45−22.7%(Rutin/FPBA=0.25)からなる高分子ミセルを用い、H存在下での高分子ミセルの粒径(Size)及び多分散度(PdI)の変化を経時的に測定した。H濃度は、アルツハイマー病患者の脳内環境ROS濃度(1mM)および血中H濃度(0.1mM)に調整した。その結果を図7A及び図7Bに示す。
[Example 6: Change in particle size of polymer micelle in the presence of H 2 O 2 ]
Using the polymer micelle prepared in Example 2 and composed of 2k-45-22.7% (Rutin / FPBA = 0.25), the particle size (Size) of the polymer micelle in the presence of H 2 O 2 The change in dispersity (PdI) was measured over time. The H 2 O 2 concentration was adjusted to the brain environment ROS concentration (1 mM) and blood H 2 O 2 concentration (0.1 mM) of Alzheimer's disease patients. The results are shown in FIGS. 7A and 7B.

図7A及び図7Bに示されるように、0.1mM H存在時には高分子ミセルの粒径変化は生じなかった。一方で、1mM H存在時には高分子ミセルの粒径が速やかに増大し、PdIの上昇も確認された。これらの結果から、高分子ミセルが崩壊していることが示唆された。 As shown in FIGS. 7A and 7B, no change in the particle size of the polymer micelles occurred when 0.1 mM H 2 O 2 was present. On the other hand, when 1 mM H 2 O 2 was present, the particle size of the polymer micelles increased rapidly, and an increase in PdI was also confirmed. From these results, it was suggested that the polymer micelle was disintegrated.

[実施例7:H存在時のルチンの吸光スペクトル変化]
ルチンの吸光ピークのHによる影響を検証した。ルチンに対して1mMのHを添加して37℃に静置し、吸光スペクトルの変化を経時的に測定した。その結果を図8に示す。H非存在下(すなわちPBS中)におけるルチンの吸光スペクトルの経時変化を図8Aに示す。1mM H存在下におけるルチンの吸光スペクトルの経時変化を図8Bに示す。
[Example 7: Change in absorption spectrum of rutin in the presence of H 2 O 2 ]
The influence of H 2 O 2 on the rutin absorption peak was verified. 1 mM H 2 O 2 was added to rutin and allowed to stand at 37 ° C., and the change in absorption spectrum was measured over time. The result is shown in FIG. FIG. 8A shows the change with time of the absorption spectrum of rutin in the absence of H 2 O 2 (ie, in PBS). FIG. 8B shows the change with time in the absorption spectrum of rutin in the presence of 1 mM H 2 O 2 .

この結果から、ルチンに由来する吸光ピークおよびその吸光度は本実験条件におけるH濃度に依存しないことが確認された。 From this result, it was confirmed that the absorption peak derived from rutin and its absorbance do not depend on the H 2 O 2 concentration in this experimental condition.

[実施例8:H存在時の高分子ミセルの吸光スペクトル変化]
実施例2で調製した2k−45−22.7%(Rutin/FPBA=0.25)からなる高分子ミセルを用いた。実施例6と同様にして、H非存在下(すなわちPBS中)、1mMH存在下、0.1mM H存在下の高分子ミセルの吸光スペクトル変化を経時的に測定した。その結果を図9に示す。図9Aは1mM H存在下における高分子ミセルの吸光スペクトルの経時変化を示し、図9Bは0.1mM H存在下における高分子ミセルの吸光スペクトルの経時変化を示し、図9CはH非存在下(すなわちPBS中)における高分子ミセルの吸光スペクトルの経時変化を示す。
[Example 8: Absorption spectrum change of polymer micelle in the presence of H 2 O 2 ]
The polymer micelle prepared in Example 2 and composed of 2k-45-22.7% (Rutin / FPBA = 0.25) was used. In the same manner as in Example 6, H 2 O 2 in the absence (i.e. in PBS), 1mMH 2 O 2 presence, measured over time absorbance spectrum changes in polymeric micelles of 0.1 mM H 2 O 2 presence did. The result is shown in FIG. FIG. 9A shows the time course of the absorption spectrum of the polymer micelle in the presence of 1 mM H 2 O 2 , and FIG. 9B shows the time course of the absorption spectrum of the polymer micelle in the presence of 0.1 mM H 2 O 2 . Indicates the time course of the absorption spectrum of polymer micelles in the absence of H 2 O 2 (ie in PBS).

図9A〜図9Cから、実施例7(図8A及び図8B)での粒径変化と同様、0.1mM Hには応答せず、1mM H存在時に吸光ピークがシフトしたことが確認された。これは、FPBAとの結合によりルチン内のクエルセチン構造の電子状態が変化したためであると考えられる。つまり、吸光ピークのシフトはFPBA−ルチン結合の開裂を表し、Hに応答した高分子ミセルの崩壊を示唆している。 From FIG. 9A to FIG. 9C, similar to the particle size change in Example 7 (FIGS. 8A and 8B), it did not respond to 0.1 mM H 2 O 2 , and the absorption peak shifted in the presence of 1 mM H 2 O 2 . It was confirmed. This is considered to be because the electronic state of the quercetin structure in rutin was changed by binding to FPBA. That is, the shift of the absorption peak represents the cleavage of the FPBA-rutin bond, suggesting the collapse of the polymer micelle in response to H 2 O 2 .

上記実施例から、ボロン酸基との結合部位を含む低分子薬物としてのルチンが、当該結合部位とブロック共重合体のボロン酸基との結合を介して、共重合体に安定に担持されることが確認された。
さらに、ブロック共重合体へのボロン酸基の導入率(BA導入率)および低分子薬物/ボロン酸基の比率(Rutin/FPBA)を制御することで、ボロン酸基との結合部位を含む低分子薬物(Rutin)が内包された高分子ミセルを形成することが確認された。
ボロン酸基との結合部位を含む低分子薬物(Rutin)が内包された高分子ミセルは、H応答性を示し、特定濃度以上のH存在下において薬物の結合部位とブロック共重合体のボロン酸基との結合が開裂することにより薬物が放出されることが確認された。
From the above examples, rutin as a low-molecular-weight drug containing a binding site with a boronic acid group is stably supported on the copolymer through the binding between the binding site and the boronic acid group of the block copolymer. It was confirmed.
Further, by controlling the introduction rate of boronic acid group (BA introduction rate) and the ratio of low molecular drug / boronic acid group (Rutin / FPBA) to the block copolymer, It was confirmed that a polymer micelle encapsulating a molecular drug (Rutin) was formed.
High molecular micelles containing a low molecular drug (Rutin) containing a binding site with a boronic acid group show H 2 O 2 responsiveness, and block the drug binding site and block in the presence of H 2 O 2 at a specific concentration or higher. It was confirmed that the drug was released by cleaving the bond with the boronic acid group of the copolymer.

本発明の高分子複合体は、DDSの分野において好適に適用され得る。   The polymer composite of the present invention can be suitably applied in the field of DDS.

1 高分子セグメント
2 ボロン酸基
3 親水性高分子鎖セグメント
4 リガンド
5、5a、5b ブロックコポリマー
6 低分子薬物
7 薬物内包高分子ミセル
8 活性酸素種(ROS)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polymer segment 2 Boronic acid group 3 Hydrophilic polymer chain segment 4 Ligand 5, 5a, 5b Block copolymer 6 Low molecular drug 7 Drug inclusion polymer micelle 8 Reactive oxygen species (ROS)

Claims (13)

フェニルボロン酸基又はピリジルボロン酸基から選択される少なくとも一つのボロン酸基を側鎖に有する高分子セグメントと、親水性高分子セグメントと、を有するブロックコポリマーと、
前記ボロン酸基との結合部位を含む低分子薬物と、
を含む、高分子複合体。
A block copolymer having a polymer segment having at least one boronic acid group selected from a phenylboronic acid group or a pyridylboronic acid group in the side chain, and a hydrophilic polymer segment;
A low molecular weight drug comprising a binding site with the boronic acid group;
A polymer composite comprising
前記ボロン酸基との結合部位は、ポリオール構造、ジアミン構造、ヒドロキシアミン構造、ヒドロキサム酸構造、アルコキシカルボキシアミド構造、及び二リン酸構造から選択される少なくとも一種である、請求項1に記載の複合体。   2. The composite according to claim 1, wherein the binding site with the boronic acid group is at least one selected from a polyol structure, a diamine structure, a hydroxyamine structure, a hydroxamic acid structure, an alkoxycarboxyamide structure, and a diphosphate structure. body. 前記低分子薬物は疎水性物質である、請求項1又は2に記載の複合体。   The complex according to claim 1 or 2, wherein the low molecular weight drug is a hydrophobic substance. 前記ブロックコポリマーが、前記高分子セグメントが内側となり、前記親水性高分子セグメントが外側となるように放射状に配列してミセルを形成し、前記ミセルに前記低分子薬物が内包されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合体。   The block copolymer is radially arranged so that the polymer segment is on the inside and the hydrophilic polymer segment is on the outside to form a micelle, and the low-molecule drug is encapsulated in the micelle. The complex according to any one of 1 to 3. 前記高分子セグメントは、ポリアミノ酸から構成され、前記ボロン酸基が、ポリアミノ酸の側鎖に導入されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の複合体。   The complex according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer segment is composed of a polyamino acid, and the boronic acid group is introduced into a side chain of the polyamino acid. 前記親水性高分子セグメントは、ポリ(エチレングリコール)、ポリサッカライド、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メタクリルアミド)、ポリ(メタクリル酸)、ポリ(メタクリル酸エステル)、ポリ(アクリル酸エステル)、ポリアクリル酸ヒドロキシエチル、ポリ(メタクリル酸ヒドロキシエチル)、ポリアミノ酸、ポリ(リンゴ酸)、ポリ(2−メチル−2−オキサゾリン)、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)、ポリ(2−イソプロピル−2−オキサゾリン)、またはこれらの誘導体から選択される親水性ポリマーで構成される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の複合体。   The hydrophilic polymer segment includes poly (ethylene glycol), polysaccharide, poly (vinyl pyrrolidone), poly (vinyl alcohol), poly (acrylamide), poly (acrylic acid), poly (methacrylamide), poly (methacrylic acid). ), Poly (methacrylic acid ester), poly (acrylic acid ester), polyhydroxyethyl acrylate, poly (hydroxyethyl methacrylate), polyamino acid, poly (malic acid), poly (2-methyl-2-oxazoline), 6. A hydrophilic polymer selected from poly (2-ethyl-2-oxazoline), poly (2-isopropyl-2-oxazoline), or derivatives thereof, according to any one of claims 1-5. Complex. 前記ボロン酸基は下記式(b1)で表されるフェニルボロン酸基(PBA)又は下記式(b2)で表されるピリジルボロン酸基である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の複合体。
(上記式中、
は、フッ素、塩素、臭素、若しくはヨウ素から選択されるハロゲン、又はニトロを表し、
nは0〜4の整数であり、
*はポリマー鎖との結合点を示す)
The boronic acid group is a phenylboronic acid group (PBA) represented by the following formula (b1) or a pyridylboronic acid group represented by the following formula (b2). Complex.
(In the above formula,
R b represents halogen selected from fluorine, chlorine, bromine, or iodine, or nitro;
n is an integer from 0 to 4,
* Indicates the point of attachment to the polymer chain)
前記ブロックコポリマーは下記式(3)で表される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合体。
(式中、
は、水素原子あるいは未置換もしくは置換された炭素数1〜12の直鎖または分枝状のアルキル基であり;
は、水素原子、炭素数1〜12の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキル基あるいは炭素数1〜24の未置換もしくは置換された直鎖または分枝状のアルキルカルボニル基であり、
4aは、相互に独立して、メチレン基またはエチレン基であり、
は、−S−S−または原子価結合であり、
は、−NH−、−O−、−O(CHp1−NH−、または−L2a−(CHq1−L2b−であり、ここで、p1およびq1は、相互に独立して、1〜5の整数であり、L2aはOCO、OCONH、NHCO、NHCOO、NHCONH、CONHまたはCOOであり、L2bはNHまたはOであり、
9aは、−NH−(CHp2−〔NH−(CHq2−〕r2NH-で示される2価の基であり、p2、q2、およびr2は、それぞれ相互に独立して、1〜5の整数であり、
9bは、−NH−(CHp3−〔NH−(CHq3−〕r3NHであり、p3、q3、およびr3は、それぞれ相互に独立して、1〜5の整数であり
BAはボロン酸基を表し
xは0.1〜0.9であり、
mは1〜300の整数である。)
The said block copolymer is a composite_body | complex as described in any one of Claims 1-7 represented by following formula (3).
(Where
R 1 is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms;
R 2 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted linear or branched alkylcarbonyl group having 1 to 24 carbon atoms. Group,
R 4a is, independently of one another, a methylene group or an ethylene group,
L 1 is —SS— or a valence bond,
L 2 is —NH—, —O—, —O (CH 2 ) p1 —NH—, or —L 2a — (CH 2 ) q1 -L 2b —, wherein p1 and q1 are Independently, an integer from 1 to 5, L 2a is OCO, OCONH, NHCO, NHCOO, NHCONH, CONH or COO, L 2b is NH or O,
R 9a is a divalent group represented by —NH— (CH 2 ) p 2 — [NH— (CH 2 ) q 2 —] r 2 NH—, and p 2, q 2, and r 2 are independently from each other. , An integer from 1 to 5,
R 9b is —NH— (CH 2 ) p 3 — [NH— (CH 2 ) q 3 —] r 3 NH 2 , and p 3, q 3 and r 3 are each independently an integer of 1 to 5 Yes BA represents a boronic acid group x is 0.1 to 0.9,
m is an integer of 1 to 300. )
前記複合体の表面がグルコース又はグルコース誘導体により修飾されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の複合体。   The complex according to any one of claims 1 to 8, wherein a surface of the complex is modified with glucose or a glucose derivative. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の複合体を含む、組成物。   The composition containing the composite_body | complex as described in any one of Claims 1-9. 活性酸素種の存在下で前記高分子複合体から前記低分子薬物が放出されるものである、請求項10に記載の組成物。   The composition according to claim 10, wherein the low molecular drug is released from the polymer complex in the presence of reactive oxygen species. 前記低分子薬物を脳に送達するために用いられる、請求項12又は11に記載の組成物。   The composition according to claim 12 or 11, which is used for delivering the small molecule drug to the brain. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の複合体又は請求項10〜12のいずれか一項に記載の組成物を含む、薬物送達デバイス。   A drug delivery device comprising the complex according to any one of claims 1 to 9 or the composition according to any one of claims 10 to 12.
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