JP2022178879A - 脂質ナノ粒子 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、脾臓樹状細胞に高効率で送達可能な遺伝子送達キャリアとなる脂質ナノ粒子を提供することを課題とする。【解決手段】pH感受性カチオン性脂質とポリアルキレングリコール修飾脂質とを含有しており、脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対する、前記pH感受性カチオン性脂質の含有量の割合が10~25モル%であり、脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対する、前記ポリアルキレングリコール修飾脂質の含有量の割合が0.5~1.75モル%であり、個数平均粒子径が150nm以上である、脂質ナノ粒子。【選択図】なし
Description
本発明は、脾臓樹状細胞に高効率に送達可能な遺伝子送達キャリアとして有用な脂質ナノ粒子に関する。
遺伝子治療薬として臨床応用が注目されているモダリティの一つとして、mRNA医薬が挙げられる。mRNA医薬とは、生体成分であるmRNAを人工的に合成し生体内に投与することで、疾患治療等に望ましいタンパク質を発現させる、次世代型の医薬品である。mRNAは、ゲノムへの挿入変異リスクを持たず、遺伝子を同定できれば配列を即座に設計することができ、理論上あらゆるタンパク質を発現可能であることから、広範な疾患領域へ応用可能な医薬品分子として注目されている。そのため、特にワクチンとしてのmRNAは、がんの個別化治療や、感染症領域でのウイルス変異やパンデミックへの迅速な対応へ、大きく貢献すると考えられる(非特許文献1)。SARS-CoV-2に対するワクチン開発において、米国Moderna社がウイルスゲノムDNA配列の公開から僅か42日後に治験薬(mRNA搭載脂質ナノ粒子製剤)の最初のロットを出荷した事実からも、mRNAワクチンが感染症対策に対して迅速に対応可能な技術であることが実証された。
ワクチンには、一般的に免疫賦活化作用が必要とされている。一方で、一本鎖RNAは、主にエンドソームに局在するToll-like receptor 7/8(TLR7/8)により認識され、I型インターフェロン応答を誘起する。すなわち、mRNAは、自然免疫機構を介した強い免疫原性を持つ。そこで、mRNAワクチンでは、mRNAが、標的タンパク質の発現と免疫賦活作用の双方の役割を果たしている(非特許文献2及び3)。
mRNAやsiRNA(small interfering RNA)等の核酸を封入し、標的細胞へ送達するためのキャリアとして、脂質ナノ粒子(LNP)が利用されている。例えば、核酸を効率的に標的細胞内へ送達するためのキャリアとなる脂質ナノ粒子として、生理的pHでは電気的に中性であり、弱酸性pH環境下ではカチオン性に変化するpH感受性カチオン性脂質を構成脂質として含む脂質ナノ粒子が報告されている(特許文献1)。血中で正電荷を帯びる脂質ナノ粒子は、血漿タンパク質と非特異的な相互作用を起こして、細網内皮系により速やかに血中から消失する。これに対して、pH感受性カチオン性脂質を構成脂質として含む脂質ナノ粒子は、血中の中性条件下では電荷を帯びず、エンドソーム内の弱酸性条件下では正電荷を帯びて効率的にエンドソーム脱出を行うことができる。
全身投与型のmRNAワクチンとして、RNA-lipoplex(RNA-LPX)がBioNTech社により報告されている(非特許文献2)。RNA-LPXは、1,2-di-O-octadecenyl-3-trimethylammonium propane(DOTMA)と1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine(DOPE)とが1:1(モル比)の脂質組成で、単純水和法又はエタノール希釈法で調製されたリポソームを用いて、DOTMAに含まれる第4級アンモニウムの数とmRNAのリン酸の数の比であるN/P比が1.3/2となるようにリポソームとmRNAを混合することによって、調製される。RNA-LPXは、遺伝子発現を指標として非常に高い脾臓選択性を示し、特に脾臓樹状細胞で高い遺伝子発現を示す。RNA-LPXは、2021年2月現在、メラノーマ、前立腺がん、ヒトパピローマウイルス16型陽性頭頸部がん、トリプルネガティブ乳がん、及び卵巣がんに対する適用として、現在第I相臨床試験が実施されている(非特許文献3)。その他、COVID-19(Corona virus disease-19)の予防ワクチンとして2020年12月11日に、世界初となるmRNA医薬品としてアメリカ食品医薬品局(FDA)に緊急使用許可されたTozinameranは、LNP型製剤である(非特許文献4)。
Pardi et al., NATURE REVIEWS DRUG DISCOVERY, 2018, vol. 17, p.261-279.
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RNA-LPXは、全身投与型mRNAがんワクチンとして先行している。しかし、免疫細胞を始めとした肝実質細胞以外の細胞への効率的な核酸送達を可能とするシステムの報告は未だ少なく、効率に関しても改善の余地がある。
本発明は、脾臓樹状細胞に高効率で送達可能な遺伝子送達キャリアとなる脂質ナノ粒子を提供することを目的とする。
本発明者らは、siRNA等の遺伝子発現用の核酸を封入する脂質ナノ粒子の構成脂質にpH感受性カチオン性脂質とポリアルキレングリコール修飾脂質を含有させ、かつ脂質ナノ粒子の大きさを個数平均粒子径150nm以上に調整することによって、脾臓樹状細胞への遺伝子発現効率を高められることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の脂質ナノ粒子等を提供するものである。
[1] pH感受性カチオン性脂質とポリアルキレングリコール修飾脂質とを含有しており、
脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対する、前記pH感受性カチオン性脂質の含有量の割合が40~70モル%であり、
脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対する、前記ポリアルキレングリコール修飾脂質の含有量の割合が0.5~1.75モル%であり、
個数平均粒子径が150nm以上である、脂質ナノ粒子。
[2] 個数平均粒子径が、600nm以下である、前記[1]の脂質ナノ粒子。
[3] 前記pH感受性カチオン性脂質が、下記一般式(I-1)
[1] pH感受性カチオン性脂質とポリアルキレングリコール修飾脂質とを含有しており、
脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対する、前記pH感受性カチオン性脂質の含有量の割合が40~70モル%であり、
脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対する、前記ポリアルキレングリコール修飾脂質の含有量の割合が0.5~1.75モル%であり、
個数平均粒子径が150nm以上である、脂質ナノ粒子。
[2] 個数平均粒子径が、600nm以下である、前記[1]の脂質ナノ粒子。
[3] 前記pH感受性カチオン性脂質が、下記一般式(I-1)
[式(I-1)中、R11及びR12はそれぞれ独立して、直鎖状のC10-14アルキル基、1若しくは2個の不飽和結合を有する直鎖状のC10-20アルケニル基、又は-CH(R15)(R16)(R15及びR16はそれぞれ独立して、直鎖状のC5-10アルキル基である)であり;n1及びn2はそれぞれ独立して、6~10の整数を示し;p1及びq1は、p1+q1=3~8を満たす0以上の整数を示し;r1は0又は1を示し;R13及びR14はそれぞれ独立して、直鎖状のC1-3アルキル基又はアリールC1-3アルキル基である、若しくは、R13及びR14が互いに連結して、ピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環、又は窒素原子がC1-3アルキル基で置換されていてもよいピペラジン環を形成する]
で表される、前記[1]又は[2]の脂質ナノ粒子。
[4] さらに、ステロール及びリン脂質からなる群より選択される1種以上を含有している、前記[1]~[3]のいずれかの脂質ナノ粒子。
[5] 核酸を含有する、前記[1]~[4]のいずれかの脂質ナノ粒子。
[6] 前記核酸が、siRNAである、前記[5]の脂質ナノ粒子。
[7] 前記核酸が、mRNA又はプラスミドDNAである、前記[5]の脂質ナノ粒子。
[8] 前記核酸が、脾臓樹状細胞内で発現させる遺伝子である、前記[5]~[7]のいずれかの脂質ナノ粒子。
[9] 前記[1]~[8]のいずれかの脂質ナノ粒子を有効成分とする、医薬用組成物。
[10] がんワクチン療法に用いられる、前記[9]の医薬用組成物。
[11] 免疫賦活化のために用いられる、前記[9]の医薬用組成物。
[12] 前記[5]~[8]のいずれかの脂質ナノ粒子であって、脾臓樹状細胞内で発現させる目的の外来遺伝子を封入した脂質ナノ粒子を、被験動物(但し、ヒトを除く)へ投与し、前記被験動物の脾臓樹状細胞内で前記外来遺伝子を発現させる、外来遺伝子の発現方法。
[13] 前記[5]~[8]のいずれかの脂質ナノ粒子を、流路構造体を用いて製造する方法であって、
前記脂質ナノ粒子を構成する全脂質成分をエタノールに溶解させた脂質溶液と、前記核酸を含有する水溶液とから、前記流路構造体中で脂質ナノ粒子を形成させる形成工程と、
前記形成工程で得られた脂質ナノ粒子を含む溶液を、pH6.8~7.6の緩衝液中で透析する透析工程と、
を有し、
前記流路構造体が、互いに独立した、第1の流動体を導入する第1導入路と、第2の流動体を導入する第2導入路とが、それぞれ一定長を有して合流して1つの希釈流路を形成しており、
前記希釈流路は、少なくともその一部において二次元的に屈曲した流路部位を有し、
当該屈曲した流路部位は、これより上流の希釈流路の軸線方向ないしその延長方向をX方向と、このX方向と垂直に交差する希釈流路の幅方向をY方向とし、これより上流の希釈流路の流路幅をy0とした場合に、Y方向において対向する希釈流路の両側壁面より交互に、流路中心側に向かって、略Y方向(略+Y方向、略-Y方向)に、1/2y0以上1y0未満の一定高さh1、h2...を有し、かつX方向に一定幅x1、x2...を有して突出し、希釈流路の流路幅を規制する構造子が、一定間隔d1、d2...をもって少なくとも2つ以上設けられていることで形成されており、
前記第1導入路より前記脂質溶液を、前記第2導入路より前記核酸を含有する水溶液を、それぞれ導入し、
前記核酸を含有する水溶液が、塩化ナトリウム濃度が280mM以上であり、かつ酸性である、脂質ナノ粒子の製造方法。
[14] 前記核酸を含有する水溶液の塩化ナトリウム濃度が、500mM以下である、前記[13]の脂質ナノ粒子の製造方法。
[15] 前記[13]又は[14]の脂質ナノ粒子の製造方法に使用するキットであって、
脂質ナノ粒子を構成する全脂質成分を含有する脂質組成物の乾燥物、及び
塩化ナトリウムを含有し、水に溶解して塩化ナトリウム濃度が280mM以上の水溶液を調製するための乾燥物
を備える、脂質ナノ粒子製造用キット。
[16] さらに、エタノール、リン酸生理食塩水、及び核酸からなる群より選択される1種以上を含有する、前記[15]の脂質ナノ粒子製造用キット。
で表される、前記[1]又は[2]の脂質ナノ粒子。
[4] さらに、ステロール及びリン脂質からなる群より選択される1種以上を含有している、前記[1]~[3]のいずれかの脂質ナノ粒子。
[5] 核酸を含有する、前記[1]~[4]のいずれかの脂質ナノ粒子。
[6] 前記核酸が、siRNAである、前記[5]の脂質ナノ粒子。
[7] 前記核酸が、mRNA又はプラスミドDNAである、前記[5]の脂質ナノ粒子。
[8] 前記核酸が、脾臓樹状細胞内で発現させる遺伝子である、前記[5]~[7]のいずれかの脂質ナノ粒子。
[9] 前記[1]~[8]のいずれかの脂質ナノ粒子を有効成分とする、医薬用組成物。
[10] がんワクチン療法に用いられる、前記[9]の医薬用組成物。
[11] 免疫賦活化のために用いられる、前記[9]の医薬用組成物。
[12] 前記[5]~[8]のいずれかの脂質ナノ粒子であって、脾臓樹状細胞内で発現させる目的の外来遺伝子を封入した脂質ナノ粒子を、被験動物(但し、ヒトを除く)へ投与し、前記被験動物の脾臓樹状細胞内で前記外来遺伝子を発現させる、外来遺伝子の発現方法。
[13] 前記[5]~[8]のいずれかの脂質ナノ粒子を、流路構造体を用いて製造する方法であって、
前記脂質ナノ粒子を構成する全脂質成分をエタノールに溶解させた脂質溶液と、前記核酸を含有する水溶液とから、前記流路構造体中で脂質ナノ粒子を形成させる形成工程と、
前記形成工程で得られた脂質ナノ粒子を含む溶液を、pH6.8~7.6の緩衝液中で透析する透析工程と、
を有し、
前記流路構造体が、互いに独立した、第1の流動体を導入する第1導入路と、第2の流動体を導入する第2導入路とが、それぞれ一定長を有して合流して1つの希釈流路を形成しており、
前記希釈流路は、少なくともその一部において二次元的に屈曲した流路部位を有し、
当該屈曲した流路部位は、これより上流の希釈流路の軸線方向ないしその延長方向をX方向と、このX方向と垂直に交差する希釈流路の幅方向をY方向とし、これより上流の希釈流路の流路幅をy0とした場合に、Y方向において対向する希釈流路の両側壁面より交互に、流路中心側に向かって、略Y方向(略+Y方向、略-Y方向)に、1/2y0以上1y0未満の一定高さh1、h2...を有し、かつX方向に一定幅x1、x2...を有して突出し、希釈流路の流路幅を規制する構造子が、一定間隔d1、d2...をもって少なくとも2つ以上設けられていることで形成されており、
前記第1導入路より前記脂質溶液を、前記第2導入路より前記核酸を含有する水溶液を、それぞれ導入し、
前記核酸を含有する水溶液が、塩化ナトリウム濃度が280mM以上であり、かつ酸性である、脂質ナノ粒子の製造方法。
[14] 前記核酸を含有する水溶液の塩化ナトリウム濃度が、500mM以下である、前記[13]の脂質ナノ粒子の製造方法。
[15] 前記[13]又は[14]の脂質ナノ粒子の製造方法に使用するキットであって、
脂質ナノ粒子を構成する全脂質成分を含有する脂質組成物の乾燥物、及び
塩化ナトリウムを含有し、水に溶解して塩化ナトリウム濃度が280mM以上の水溶液を調製するための乾燥物
を備える、脂質ナノ粒子製造用キット。
[16] さらに、エタノール、リン酸生理食塩水、及び核酸からなる群より選択される1種以上を含有する、前記[15]の脂質ナノ粒子製造用キット。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、封入された遺伝子を脾臓樹状細胞内で高発現させることができる。このため、当該脂質ナノ粒子は、がんワクチン療法や遺伝子治療に用いられる脾臓樹状細胞特異的遺伝子送達キャリアとして有用である。
以下、本発明の実施態様について具体的に説明する。本願明細書において、「X1~X2(X1とX2は、X1<X2を満たす実数)」は、「X1以上X2以下」を意味する。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、個数平均粒子径が150nm以上である。免疫細胞は、比較的大きな細胞外物質を取り込むマクロピノサイトーシスやファゴサイトーシス経路が発達している。本発明に係る脂質ナノ粒子は、個数平均粒子径が150nm以上と大きいことにより、脾臓樹状細胞へ高効率で取り込まれる。本発明に係る脂質ナノ粒子の個数平均粒子径は、150nm以上であれば特に限定されるものではなく、150~700nmが好ましく、150~600nmがより好ましく、200~600nmがさらに好ましく、300~600nmがよりさらに好ましく、400~600nmが特に好ましい。
なお、脂質ナノ粒子の平均粒子径とは、特に記載のない限り、動的光散乱法(Dynamic light scattering:DLS)により測定された個数平均粒子径を意味する。動的光散乱法による測定は、市販のDLS装置等を用いて常法により行うことができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子の多分散度指数(PdI)は0.01~0.7程度、好ましくは0.01~0.5程度、さらに好ましくは0.01~0.2程度である。ゼータ電位は1mV~20mVの範囲、好ましくは5mV~15mVの範囲とすることができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、pH感受性カチオン性脂質とポリアルキレングリコール修飾脂質とを含有している。脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対するpH感受性カチオン性脂質の含有量の割合は40~70モル%であり、脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対するポリアルキレングリコール修飾脂質の含有量の割合は0.5~1.75モル%である。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、構成する脂質成分としてpH感受性カチオン性脂質を有することにより、血中滞留性とエンドソーム脱出能の両方に優れている。本発明に係る脂質ナノ粒子における脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対するpH感受性カチオン性脂質の含有量の割合([pH感受性カチオン性脂質の量(mol)]/([脂質ナノ粒子を構成する全脂質の量(mol)])×100%)は、40~70モル%であれば特に限定されるものではなく、40~65モル%が好ましく、40~60モル%がより好ましい。
本発明に係る脂質ナノ粒子を構成するpH感受性カチオン性脂質は、1種類のみであってもよく、2種類以上であってもよい。本発明に係る脂質ナノ粒子を構成するpH感受性カチオン性脂質が2種類以上である場合、pH感受性カチオン性脂質の量は、脂質ナノ粒子を構成する脂質分子のうち、pH感受性カチオン性脂質に相当する脂質分子の合計量を意味する。
pH感受性カチオン性脂質としては、例えば、下記一般式(I)で表される脂質(以下、「pH感受性カチオン性脂質(I)」ということがある)が好ましく用いられる。
一般式(I)において、aは3~5の整数を示すが、好ましくは4である。
bは0又は1を示す。bが0の場合には-O-CO-基が存在せず、単結合であることを意味する。
bは0又は1を示す。bが0の場合には-O-CO-基が存在せず、単結合であることを意味する。
一般式(I)において、R1及びR2はそれぞれ独立に下記一般式(A)で表される基を示す。一般式(A)において、qは1~9の整数を示し;rは0又は1を示し;sは1~3の整数を示し;tは0又は1を示し;uは1~8の整数を示し;cは0又は1を示し;vは4~12の整数を示す。ただし、bとcが同時に0となる場合には、qが3~5の整数であり、r及びtが1であり、sが1であり、かつu+vが6~10の整数である場合を除く。
pH感受性カチオン性脂質(I)としては、脂質ナノ粒子の安定性の点から、R1及びR2の炭化水素鎖が比較的長鎖であることが好ましい。具体的には、pH感受性カチオン性脂質(I)では、R1及びR2は、炭素数20以上の基であること、すなわち、一般式(A)において、q+2r+s+2t+u+c+vは19以上の整数であることが好ましい。なかでも、pH感受性カチオン性脂質(I)としては、q+2r+s+2t+u+c+vが19~33の整数であることが好ましく、19~31の整数であることがより好ましく、21~31の整数であることがさらに好ましく、21~27の整数であることがよりさらに好ましい。
pH感受性カチオン性脂質(I)のR1及びR2としては、一般式(A)において、rが1であり、tが0であり、qが5~11の整数、好ましくは6~10の整数であり、s+uが5~11の整数、好ましくは6~10の整数であり、cが1であり、vが4~12の整数であり、q+s+u+vが16以上の整数である基;rが0であり、tが1であり、q+sが5~11の整数、好ましくは6~10の整数であり、uが5~8の整数であり、cが1であり、vが4~12の整数であり、q+s+u+vが16以上の整数である基;r及びtが0であり、q+s+uが13~23の整数、好ましくは15~21であり、cが1であり、vが4~12の整数であり、q+s+u+vが18以上の整数である基;r及びtが0であり、q+s+uが13~23の整数、好ましくは15~21であり、cが1であり、vが6~10の整数であり、q+s+u+vが18以上の整数である基;が好ましい。
pH感受性カチオン性脂質(I)では、R1及びR2は、一般式(A)で表される基であればよく、互いに異なる基であってもよいが、同じ基であるほうが好ましい。
一般式(I)において、Xは、下記一般式(B)で表される基又は5~7員非芳香族ヘテロ環基を示す。Xが示す5~7員非芳香族ヘテロ環基は、炭素原子により(O-CO)b-に結合する。
一般式(B)中、dは0~3の整数を示す。dが0の場合には-(CH2)-基が存在せず、単結合であることを意味する。
一般式(B)中、R3及びR4はそれぞれ独立にC1-4アルキル基(炭素数1~4のアルキル基)又はC2-4アルケニル基(炭素数1~4のアルケニル基)を示す。R3及びR4が示すC1-4アルキル基又はC2-4アルケニル基は、1個又は2個の水素原子がフェニル基で置換されていてもよい。
C1-4アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基が挙げられる。C2-4アルケニル基としては、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、1-メチルビニル基、2-メチル-1-プロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基が挙げられる。
一般式(B)中、R3及びR4は、互いに結合して5~7員非芳香族ヘテロ環を形成していてもよい。R3及びR4が互いに結合して形成される5~7員非芳香族ヘテロ環としては、例えば、1-ピロリジニル基、1-ピペリジニル基、1-モルホリニル基、及び1-ピペラジニル基が挙げられる。R3及びR4が互いに結合して形成される5~7員非芳香族ヘテロ環は、環中の1個又は2個の水素原子がC1-4アルキル基又はC2-4アルケニル基に置換されていてもよい。該環中の2個の水素原子がC1-4アルキル基又はC2-4アルケニル基に置換されていている場合、互いに同じ基により置換されていてもよく、互いに異なる基により置換されていてもよい。
一般式(I)において、Xが5~7員非芳香族ヘテロ環基である場合、該ヘテロ環基に含まれるヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子などを挙げることができる。該ヘテロ環基中のヘテロ環を構成するヘテロ原子は、1個でもよく、同一又は異なるヘテロ原子が2個以上でもよい。該ヘテロ環基中のヘテロ環は、飽和のヘテロ環であってもよく、1個又は2個以上の二重結合が含まれていてもよいが、ヘテロ環が芳香環となることはない。
pH感受性カチオン性脂質(I)のpKaは特に限定されないが、例えば4.0~9.0程度、好ましくは4.5~8.5程度、より好ましくは6~8程度で選択することができ、この範囲のpKaを与えるように各置換基の種類を選択することが好ましい。
pH感受性カチオン性脂質(I)は、例えば、本明細書の実施例に具体的に示した方法により容易に製造することができる。この製造方法を参照し、原料化合物、試薬、及び反応条件などを適宜選択することにより、当業者は一般式(I)の範囲に包含される任意の脂質を容易に製造することができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子が含有するpH感受性カチオン性脂質としては、なかでも下記一般式(I-1)で表される脂質(以下、「pH感受性カチオン性脂質(I-1)」ということがある)が好ましい。
一般式(I-1)において、p1及びq1は、p1+q1=3~8を満たす0以上の整数を示し、r1は0又は1を示す。r1が0の場合、p1及びq1は、p1+q1=3~5を満たす0以上の整数であることが好ましく、p1+q1=4を満たす0以上の整数であることが特に好ましい。r1が1の場合、p1が3~5の整数であり、q1が0~2の整数であることが好ましく、p1が4であり、q1が0~2の整数であることが特に好ましい。
一般式(I-1)において、n1及びn2は、それぞれ独立して、6~10の整数を示す。一般式(I-1)で表されるpH感受性カチオン性脂質としては、n1及びn2は、6、8、又は10が好ましく、6がより好ましい。
一般式(1)において、R13及びR14はそれぞれ独立して、直鎖状のC1-3アルキル基又はアリールC1-3アルキル基である。直鎖状のC1-3アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基が挙げられる。アリールC1-3アルキル基としては、フェニルC1-3アルキル基が好ましく、フェニルメチル基(ベンジル基)が特に好ましい。
一般式(1)において、R13及びR14は、互いに連結して、ピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環、又は窒素原子がC1-3アルキル基で置換されていてもよいピペラジン環を形成してもよい。R13及びR14により形成されるピペラジン環の窒素原子が有していてもよいC1-3アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が挙げられ、メチル基が好ましい。一般式(I-1)で表されるpH感受性カチオン性脂質としては、r1が0の場合には、R13及びR14が、共にn-プロピル基であるか、互いに連結してピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環、ピペラジン環、又は窒素原子がメチル基で置換されたピペラジン環を形成している化合物が好ましく、R13及びR14が、共にn-プロピル基であるか、互いに連結してモルホリン環を形成している化合物がより好ましい。
一般式(I-1)で表されるpH感受性カチオン性脂質のpKaは、4.5~7.5が好ましく、5.0~7.1がより好ましく、5.5~6.5がさらに好ましい。例えば、一般式(I-1)中、R13及びR14が共にn-プロピル基であるpH感受性カチオン性脂質のpKaは、6.25程度であり、R13及びR14が互いに連結してモルホリン環を形成しているpH感受性カチオン性脂質のpKaは、5.85程度である(非特許文献5)。
一般式(1)において、R11及びR12は、それぞれ独立に、直鎖状のC10-14アルキル基、1若しくは2個の不飽和結合を有する直鎖状のC10-20アルケニル基、又は-CH(R15)(R16)(R15及びR16はそれぞれ独立して、直鎖状のC5-10アルキル基である)である。一般式(1)で表されるpH感受性カチオン性脂質のうち、足場となるR11及びR12が、比較的中鎖のアルキル基、アルケニル基、又は分岐鎖状アルキル基であることにより、足場の流動性が高くなり、脾臓樹状細胞への導入効率がより良好となり、かつ毒性もより低く抑えられる。
直鎖状のC10-14アルキル基(炭素数10~14のアルキル基)としては、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基が挙げられる。R11又はR12が直鎖状のC10-14アルキル基の場合、一般式(I-1)で表されるpH感受性カチオン性脂質としては、R11及びR12が共に直鎖状のC10-14アルキル基であることが好ましく、R11及びR12がそれぞれ独立に、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、又はn-トリデシル基であることがより好ましく、R11及びR12が共にn-ウンデシル基、n-ドデシル基、又はn-トリデシル基であることがさらに好ましく、R11及びR12が共にn-トリデシル基であることがよりさらに好ましい。
1若しくは2個の不飽和結合を有する直鎖状のC10-20アルケニル基(炭素数10~20のアルケニル基)としては、直鎖状のC10-20アルキル基(炭素数10~20のアルキル基)のうち、アルキル鎖の炭素原子間飽和結合の1個又は2個が不飽和結合となった基であればよく、直鎖状のC10-20アルキル基の中間付近の炭素原子間飽和結合の1個又は2個が不飽和結合となった基が好ましく、直鎖状のC13-18アルキル基(炭素数13~18のアルキル基)の中間付近の炭素原子間飽和結合の1個又は2個が不飽和結合となった基がより好ましい。炭素数10~20のアルキル基としては、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-エイコシル基が挙げられる。直鎖状のC13-18アルキル基の中間付近の炭素原子間飽和結合の1個又は2個が不飽和結合となった基としては、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、又はn-オクサデシル基の中間付近の炭素原子間飽和結合の1個又は2個が不飽和結合となった基であることがより好ましく、5-トリデセニル基、6-トリデセニル基、7-トリデセニル基、8-トリデセニル基、9-トリデセニル基、5-テトラデセニル基、6-テトラデセニル基、7-テトラデセニル基、8-テトラデセニル基、9-テトラデセニル基、6-ペンタデセニル基、7-ペンタデセニル基、8-ペンタデセニル基、9-ペンタデセニル基、10-ペンタデシル基、6-ヘキサデセニル基、7-ヘキサデセニル基、8-ヘキサデセニル基、9-ヘキサデセニル基、10-ヘキサデシル基、6-ヘプタデセニル基、7-ヘプタデセニル基、8-ヘプタデセニル基、9-ヘプタデセニル基、10-ヘプタデセニル基、11-ヘプタデセニル基、12-ヘプタデセニル基、9,12-ヘプタデセニル基、7-オクタデセニル基、8-オクタデセニル基、9-オクタデセニル基、10-オクタデセニル基、11-オクタデセニル基、7-ノナデセニル基、8-ノナデセニル基、9-ノナデセニル基、10-ノナデセニル基、11-ノナデセニル基、8-エイコセニル基、9-エイコセニル基、10-エイコセニル基、11-エイコセニル基、12-エイコセニル基等が挙げられる。
R11又はR12が直鎖状のC10-20アルケニル基の場合、一般式(I-1)で表されるpH感受性カチオン性脂質としては、R11及びR12が共に直鎖状のC10-20アルケニル基であることが好ましく、R11及びR12がそれぞれ独立に、直鎖状のC13-18アルキル基の中間付近の炭素原子間飽和結合の1個又は2個が不飽和結合となった基であることがより好ましく、R11及びR12がそれぞれ独立に、6-ヘキサデセニル基、7-ヘキサデセニル基、8-ヘキサデセニル基、9-ヘキサデセニル基、10-ヘキサデシル基、6-ヘプタデセニル基、7-ヘプタデセニル基、8-ヘプタデセニル基、9-ヘプタデセニル基、10-ヘプタデセニル基、11-ヘプタデセニル基、12-ヘプタデセニル基、9,12-ヘプタデセニル基、7-オクタデセニル基、8-オクタデセニル基、9-オクタデセニル基、10-オクタデセニル基、又は11-オクタデセニル基であることがさらに好ましく、R11及びR12がそれぞれ独立して、6-ヘプタデセニル基、7-ヘプタデセニル基、8-ヘプタデセニル基、9-ヘプタデセニル基、10-ヘプタデセニル基、11-ヘプタデセニル基、12-ヘプタデセニル基、又は9,12-ヘプタデセニル基であることがよりさらに好ましく、R11及びR12が共に8-ヘプタデセニル基であることが特に好ましい。
-CH(R15)(R16)(R15及びR16はそれぞれ独立して、直鎖状のC5-10アルキル基である)としては、例えば、-CH(-C5H11)(-C7H15)、-CH(-C6H13)(-C8H17)、-CH(-C7H15)(-C9H19)、-CH(-C8H17)(-C10H21)等が挙げられる。R11又はR12が-CH(R15)(R16)の場合、一般式(I-1)で表されるpH感受性カチオン性脂質としては、R11及びR12が共に-CH(R15)(R16)であることが好ましく、R11及びR12がそれぞれ独立に、-CH(-C5H11)(-C7H15)、-CH(-C6H13)(-C8H17)、-CH(-C7H15)(-C9H19)、又は-CH(-C8H17)(-C10H21)であることがより好ましく、R11及びR12が共に-CH(-C6H13)(-C8H17)であることがさらに好ましい。
一般式(I-1)で表されるpH感受性カチオン性脂質としては、R11及びR12が、それぞれ独立して直鎖状のC13-18アルキル基の中間付近の炭素原子間飽和結合の1個又は2個が不飽和結合となった基のいずれかの基である、又はR11及びR12が、それぞれ独立してn-ウンデシル基、n-ドデシル基、若しくはn-トリデシル基であり、かつpが3~5である化合物が好ましく、R11及びR12が、それぞれ独立して直鎖状のC13-18アルキル基の中間付近の炭素原子間飽和結合の1個又は2個が不飽和結合となった基のいずれかの基であり、かつpが3~5である化合物がより好ましく、R11及びR12が、それぞれ独立して、6-ヘプタデセニル基、7-ヘプタデセニル基、8-ヘプタデセニル基、9-ヘプタデセニル基、10-ヘプタデセニル基、11-ヘプタデセニル基、12-ヘプタデセニル基、又は9,12-ヘプタデセニル基であり、かつpが3~5である化合物がさらに好ましく、R11及びR12が共に8-ヘプタデセニル基であり、かつpが3~5である化合物がよりさらに好ましく、R11及びR12が共に8-ヘプタデセニル基であり、R13及びR14が共にメチル基であり、かつpが4である化合物が特に好ましい。
一般式(I-1)で表されるpH感受性カチオン性脂質としては、R11及びR12が、それぞれ独立して-CH(R15)(R16)であり、かつpが3~5である化合物であることも好ましく、R11及びR12が、それぞれ独立に、-CH(-C5H11)(-C7H15)、-CH(-C6H13)(-C8H17)、-CH(-C7H15)(-C9H19)、又は-CH(-C8H17)(-C10H21)であり、かつpが3~5である化合物がより好ましく、R11及びR12が共に-CH(-C6H13)(-C8H17)であり、かつpが3~5である化合物がさらに好ましく、R11及びR12が共に-CH(-C6H13)(-C8H17)であり、かつpが4である化合物がよりさらに好ましい。
一般式(I-1)で表されるpH感受性カチオン性脂質は、例えば、本明細書の実施例に具体的に示した方法により容易に製造することができる。この製造方法を参照し、原料化合物、試薬、及び反応条件などを適宜選択することにより、当業者は一般式(I-1)の範囲に包含される任意の脂質を容易に製造することができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、構成する脂質成分としてポリアルキレングリコール修飾脂質を有することにより、脂質ナノ粒子の表面がポリアルキレングリコールで修飾される。親水性ポリマーであるポリアルキレングリコールによる表面修飾は、脂質ナノ粒子の血中滞留性などの安定性を高めることができるが、脂質表面におけるポリアルキレングリコール密度が高すぎると、界面の安定化能が高く、脂質ナノ粒子の粒子径が小さくなりやすい。本発明に係る脂質ナノ粒子は、脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対するポリアルキレングリコール修飾脂質の含有量の割合([ポリアルキレングリコール修飾脂質の量(mol)]/([脂質ナノ粒子を構成する全脂質の量(mol)])×100%)が0.5~1.75モル%であることにより、安定性が高く、かつ個数平均粒子径が150nm以上と比較的大きい。
本発明に係る脂質ナノ粒子における脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対するポリアルキレングリコール修飾脂質の含有量の割合は、0.5~1.75モル%であれば特に限定されるものではなく、0.5~1.6モル%が好ましく、0.5~1.5モル%がより好ましい。本発明に係る脂質ナノ粒子を構成するポリアルキレングリコール修飾脂質は、1種類のみであってもよく、2種類以上であってもよい。本発明に係る脂質ナノ粒子を構成するポリアルキレングリコール修飾脂質が2種類以上である場合、ポリアルキレングリコール修飾脂質の量は、脂質ナノ粒子を構成する脂質分子のうち、ポリアルキレングリコール修飾脂質に相当する脂質分子の合計量を意味する。
ポリアルキレングリコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコールなどを用いることができる。ポリアルキレングリコールの分子量は、例えば300~10,000程度、好ましくは500~10,000程度、さらに好ましくは1,000~5,000程度である。
例えば、脂質のポリエチレングリコールによる修飾には、ステアリル化ポリエチレングリコール(例えばステアリン酸PEG45(STR-PEG45)など)を用いることができる。その他、N-[カルボニル-メトキシポリエチレングリコール-2000]-1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスフォエタノールアミン、n-[カルボニル-メトキシポリエチレングリコール-5000]-1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスフォエタノールアミン、N-[カルボニル-メトキシポリエチレングリコール-750]-1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスフォエタノールアミン、N-[カルボニル-メトキシポリエチレングリコール-2000]-1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスフォエタノールアミン、1,2-ジステアロイル-rac-グリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール-2000(PEG2k-DSG)、1,2-ジミリストイル-rac-グリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール-2000(PEG2k-DMG)などのポリエチレングリコール誘導体などを用いることもできるが、ポリアルキレングリコール修飾脂質はこれらに限定されることはない。
本発明に係る脂質ナノ粒子の構成脂質のうち、pH感受性カチオン性脂質及びポリアルキレングリコール修飾脂質以外の脂質としては、一般的にリポソームを形成する際に使用される脂質を用いることができる。このような脂質としては、例えば、リン脂質、ステロール、糖脂質、又は飽和若しくは不飽和の脂肪酸等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
リン脂質としては、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファリジルコリン、カルジオリピン、プラスマロゲン、セラミドホスフォリルグリセロールホスファート、ホスファチジン酸等のグリセロリン脂質;スフィンゴミエリン、セラミドホスホリルグリセロール、セラミドホスホリルエタノールアミン等のスフィンゴリン脂質;などを挙げることができる。また、卵黄レシチン、大豆レシチンなどの天然物由来のリン脂質を用いることもできる。グリセロリン脂質及びスフィンゴリン脂質における脂肪酸残基は、特に限定されないが、例えば、炭素数12~24の飽和又は不飽和の脂肪酸残基を挙げることができ、炭素数14~20の飽和又は不飽和の脂肪酸残基が好ましい。具体的には、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸などの脂肪酸由来のアシル基を挙げることができる。これらのグリセロ脂質又はスフィンゴ脂質が2以上の脂肪酸残基を有する場合、全ての脂肪酸残基が同一の基であってもよく、互いに異なる基であってもよい。
ステロールとしては、例えば、コレステロール、コレステロールコハク酸、ラノステロール、ジヒドロラノステロール、デスモステロール、ジヒドロコレステロール等の動物由来のステロール;スチグマステロール、シトステロール、カンペステロール、ブラシカステロール等の植物由来のステロール(フィトステロール);チモステロール、エルゴステロール等の微生物由来のステロールなどが挙げられる。糖脂質としては、例えば、例えば、スルホキシリボシルグリセリド、ジグリコシルジグリセリド、ジガラクトシルジグリセリド、ガラクトシルジグリセリド、グリコシルジグリセリド等のグリセロ糖脂質;ガラクトシルセレブロシド、ラクトシルセレブロシド、ガングリオシド等のスフィンゴ糖脂質;などが挙げられる。飽和又は不飽和の脂肪酸としては、例えば、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、アラキドン酸、ミリスチン酸などの炭素数12~20の飽和又は不飽和の脂肪酸が挙げられる。
本発明に係る脂質ナノ粒子の構成脂質としては、pH感受性カチオン性脂質とポリアルキレングリコール修飾脂質に加えて、中性脂質を含むことが好ましく、リン脂質及びステロールからなる群より選択される1種以上を含むことがより好ましく、リン脂質及びコレステロールを含むことがさらに好ましい。本発明に係る脂質ナノ粒子が構成脂質として、リン脂質とステロールの両方を含む場合、脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対するリン脂質の含有量の割合([リン脂質の量(mol)]/([脂質ナノ粒子を構成する全脂質の量(mol)])×100%)は、5~40モル%が好ましく、5~30モル%がより好ましく、5~20モル%がさらに好ましく、5~15モル%がよりさらに好ましい。本発明に係る脂質ナノ粒子が構成脂質として、リン脂質とステロールの両方を含む場合、脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対するステロールの含有量の割合([ステロールの量(mol)]/([脂質ナノ粒子を構成する全脂質の量(mol)])×100%)は、5~40モル%が好ましく、10~40モル%がより好ましく、15~40モル%がさらに好ましく、20~40モル%がよりさらに好ましい。
本発明に係る脂質ナノ粒子には、必要に応じて適宜の表面修飾などを行うことができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、表面を親水性ポリマー等で修飾することにより、血中滞留性を高めることができる。これらの修飾基で修飾された脂質を脂質ナノ粒子の構成脂質として使用することにより、表面修飾を行うことができる場合もある。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、表面を親水性ポリマー等で修飾することにより、血中滞留性を高めることができる。これらの修飾基で修飾された脂質を脂質ナノ粒子の構成脂質として使用することにより、表面修飾を行うことができる場合もある。
本発明に係る脂質ナノ粒子の製造にあたり、血中滞留性を高めるための脂質誘導体として、例えば、グリコフォリン、ガングリオシドGM1、ホスファチジルイノシトール、ガングリオシドGM3、グルクロン酸誘導体、グルタミン酸誘導体、ポリグリセリンリン脂質誘導体などを利用することもできる。また、血中滞留性を高めるための親水性ポリマーとして、ポリアルキレングリコールのほかにデキストラン、プルラン、フィコール、ポリビニルアルコール、スチレン-無水マレイン酸交互共重合体、ジビニルエーテル-無水マレイン酸交互共重合体、アミロース、アミロペクチン、キトサン、マンナン、シクロデキストリン、ペクチン、カラギーナンなどを表面修飾に用いることもできる。
また、本発明に係る脂質ナノ粒子の核内移行を促進するために、例えば、脂質ナノ粒子を3糖以上のオリゴ糖化合物で表面修飾することもできる。3糖以上のオリゴ糖化合物の種類は特に限定されないが、例えば、3~10個程度の糖ユニットが結合したオリゴ糖化合物を用いることができ、好ましくは3~6個程度の糖ユニットが結合したオリゴ糖化合物を用いることができる。中でも、好ましくはグルコースの3量体ないし6量体であるオリゴ糖化合物を用いることができ、さらに好ましくはグルコースの3量体又は4量体であるオリゴ糖化合物を用いることができる。より具体的には、イソマルトトリオース、イソパノース、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、又はマルトヘキサオースなどを好適に用いることができ、これらのうち、グルコースがα1-4結合したマルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、又はマルトヘキサオースがさらに好ましい。特に好ましいのはマルトトリオース又はマルトテトラオースであり、最も好ましいのはマルトトリオースである。オリゴ糖化合物による脂質ナノ粒子の表面修飾量は特に限定されないが、例えば、総脂質量に対して1~30モル%程度、好ましくは2~20モル%程度、より好ましくは5~10モル%程度である。
オリゴ糖化合物で脂質ナノ粒子を表面修飾する方法は特に限定されないが、例えば、脂質ナノ粒子をガラクトースやマンノースなどの単糖で表面を修飾したリポソーム(国際公開第2007/102481号)が知られているので、この刊行物に記載された表面修飾方法を採用することができる。上記刊行物の開示の全てを参照により本願明細書の開示として含める。
また、本発明に係る脂質ナノ粒子には、例えば、温度変化感受性機能、膜透過機能、遺伝子発現機能、及びpH感受性機能などのいずれか1つ又は2つ以上の機能を付与することができる。これらの機能を適宜付加することにより、脂質ナノ粒子の血液中での滞留性を向上させ、標的細胞におけるエンドサイトーシスの後にエンドソームから効率的に脂質ナノ粒子を脱出させて、封入された核酸を脾臓樹状細胞内でより効率よく発現させることができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、トコフェロール、没食子酸プロピル、パルミチン酸アスコルビル、又はブチル化ヒドロキシトルエンなどの抗酸化剤、荷電物質、及び膜ポリペプチドなどからなる群から選ばれる1種又は2種以上の物質を含んでいてもよい。正荷電を付与する荷電物質としては、例えば、ステアリルアミン、オレイルアミンなどの飽和若しくは不飽和脂肪族アミンなどを挙げることができ、負電荷を付与する荷電物質としては、例えば、ジセチルホスフェート、コレステリルヘミスクシネート、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸などを挙げることができる。膜ポリペプチドとしては、例えば、膜表在性ポリペプチド、又は膜内在性ポリペプチドなどが挙げられる。これらの物質の配合量は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子の形態は特に限定されないが、例えば、水系溶媒に分散した形態として一枚膜リポソーム、多重層リポソーム、球状ミセル、又は不定型の層状構造物などを挙げることができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、脂質膜で覆われた粒子内部に、標的の細胞内に送達する目的の成分を内包していることが好ましい。本発明に係る脂質ナノ粒子が粒子内部に内包する成分としては、内包可能な大きさであれば特に限定されるものではない。本発明に係る脂質ナノ粒子には、核酸、糖類、ペプチド類、低分子化合物、金属化合物など任意の物質を封入することができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子に内包させる成分としては、核酸が好ましい。核酸としては、DNAであってもよく、RNAであってもよく、これらの類似体又は誘導体(例えば、ペプチド核酸(PNA)やホスホロチオエートDNAなど)であってもよい。本発明に係る脂質ナノ粒子に内包させる核酸は、1本鎖核酸であってもよく、2本鎖核酸であってもよく、線状であってもよく、環状であってもよい。本発明に係る脂質ナノ粒子に内包させる核酸としては、特に脾臓樹状細胞への導入効率が良好であることから、mRNA又はプラスミドDNA(pDNA)であることが好ましい。
本発明に係る脂質ナノ粒子に内包させる核酸は、標的細胞内で発現させるための外来遺伝子を含むことが好ましく、細胞内に取り込まれることによって外来遺伝子を細胞内で発現させるために機能する核酸であることがより好ましい。当該外来遺伝子は、標的細胞(好ましくは脾臓樹状細胞)のゲノムDNA中に本来含まれている遺伝子であってもよく、ゲノムDNA中に含まれていない遺伝子であってもよい。このような核酸としては、発現させる目的の遺伝子をコードする塩基配列からなる核酸を含む遺伝子発現ベクターが挙げられる。当該遺伝子発現ベクターは、導入された細胞内において、染色体外遺伝子として存在するものであってもよく、相同組換えによりゲノムDNA中に取り込まれるものであってもよい。
本発明に係る脂質ナノ粒子に内包させる遺伝子発現ベクターとしては、特に限定されるものではなく、一般的に遺伝子治療等で使用されるベクターを用いることができる。本発明に係る脂質ナノ粒子に内包させる遺伝子発現ベクターとしては、プラスミドベクター等の核酸ベクターであることが好ましい。プラスミドベクターは、環状のままであってもよく、予め線状に切断した状態で本発明に係る脂質ナノ粒子に封入させてもよい。遺伝子発現ベクターは、発現させる対象の遺伝子の塩基配列情報に基づいて、一般的に使用される分子生物学的ツールを利用して常法により設計でき、公知の各種の方法で製造することができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子に内包させる核酸は、標的細胞内で翻訳して発現させるペプチド又はタンパク質をコードするmRNAであることも好ましい。当該mRNAがコードするペプチド等は、標的細胞(好ましくは脾臓樹状細胞)のゲノムDNA中に本来含まれている遺伝子がコードするタンパク質又はその部分タンパク質であってもよく、標的細胞のゲノムDNA中に遺伝子が含まれていないタンパク質又はその部分タンパク質であってもよい。当該mRNAは、導入された標的細胞内で翻訳可能であれば、その構造は特に限定されるものではないが、天然のmRNAと同様の構造を有していることが好ましい。当該構造としては、例えば、5’キャップ構造、3’ポリA構造、5’非翻訳領域、3’非翻訳領域等が挙げられる。本発明に係る脂質ナノ粒子に内包させるmRNAは、標的細胞内で発現させる目的のペプチド等のアミノ酸配列情報や当該ペプチド等をコードする塩基配列情報に基づいて、一般的に使用される分子生物学的ツールを利用して常法により設計でき、公知の各種の方法で製造することができる。
本発明に係る脂質ナノ粒子に内包させる核酸は、標的細胞内に存在する標的遺伝子の発現を制御する機能性核酸であることも好ましい。当該機能性核酸としては、アンチセンスオリゴヌクレオチド、アンチセンスDNA、アンチセンスRNA、siRNA、microRNA、mRNA等が挙げられる。また、細胞内でsiRNAを発現させるsiRNA発現ベクターとなるpDNAであってもよい。siRNA発現ベクターとしては、市販のsiRNA発現ベクターから調製することができ、また、これを適宜改変してもよい。
本発明に係る脂質ナノ粒子の製造方法は特に限定されず、当業者に利用可能な任意の方法を採用することができる。一例を挙げれば、全ての脂質成分をクロロホルムなどの有機溶媒に溶解し、エバポレータによる減圧乾固や噴霧乾燥機による噴霧乾燥を行うことによって脂質膜を形成した後、当該脂質ナノ粒子に封入させる成分、例えば核酸等を含む水系溶媒を乾燥した上記の混合物に添加し、さらにホモジナイザーなどの乳化機、超音波乳化機、又は高圧噴射乳化機などにより乳化することで製造することができる。また、リポソームを製造する方法としてよく知られている方法、例えば逆相蒸発法などによっても製造することができる。脂質ナノ粒子の大きさを制御したい場合には、孔径のそろったメンブランフィルターなどを用いて、高圧下でイクストルージョン(押し出し濾過)を行えばよい。
水系溶媒(分散媒)の組成は特に限定されないが、例えば、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝生理食塩液などの緩衝液、生理食塩水、細胞培養用の培地などを挙げることができる。これら水系溶媒(分散媒)は脂質ナノ粒子を安定に分散させることができるが、さらに、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、イノシトール、リボース、キシロース糖の単糖類、乳糖、ショ糖、セロビオース、トレハロース、マルトースなどの二糖類、ラフィノース、メレジノースなどの三糖類、シクロデキストリンなどの多糖類、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、マルチトールなどの糖アルコールなどの糖(水溶液)や、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、1,3-ブチレングリコールなどの多価アルコール(水溶液)などを加えてもよい。この水系溶媒に分散した脂質ナノ粒子を安定に長期間保存するには、凝集抑制などの物理的安定性の面から水系溶媒中の電解質を極力排除することが望ましい。また、脂質の化学的安定性の面からは水系溶媒のpHを弱酸性から中性付近(pH3.0~8.0程度)に設定し、及び/又は窒素バブリングなどにより溶存酸素を除去することが望ましい。
本発明に係る脂質ナノ粒子は、流路を用いたアルコール希釈法により製造することができる。製造に使用する流路としては、2液の瞬間混合を達成可能な三次元マイクロミキサー内蔵マイクロ流路であってもよいが、粒径制御性が高いナノサイズの脂質粒子形成システムを形成できることから、特許文献2に記載されているような、原料溶液を流すマイクロサイズの流路に、流路幅に対して一定幅のバッフル(邪魔板)を両側面より互い違いに配置した単純な二次元的構造の流路構造体を用いることが好ましい。
具体的には、図1に示すような流路構造体(以下、「本発明の流路構造体」ということがある。)を使用することが好ましい。その上流側(図面左側)おいて、互いに独立した、第1の流動体を導入する第1導入路10と、第2の流動体を導入する第2導入路20とが、それぞれ一定長を有して合流し、その下流側に向かって1つの希釈流路30を形成している。前記希釈流路30は、少なくともその一部において二次元的に屈曲した流路部位50を有し、当該屈曲した流路部位50は、これより上流の希釈流路の軸線方向ないしその延長方向をX方向と、このX方向と垂直に交差する希釈流路の幅方向をY方向とし、これより上流の希釈流路の流路幅をy0とした場合に、Y方向において対向する希釈流路の両側壁面より交互に、流路中心側に向かって、略Y方向(略+Y方向、略-Y方向)に、1/2y0以上1y0未満の一定高さh1、h2...を有し、かつX方向に一定幅x1、x2...を有して突出し、希釈流路の流路幅を規制する構造子40が、一定間隔d1、d2...をもって少なくとも2つ以上設けられていることで形成されているものである。すなわち、前記構造子40が存在する部位においては、X方向において一定長さx1、x2...の間、希釈流路の流路幅y1、y2...が1/2y0以下、特に1/2y0以下1/40y0以上に規制されることとなる。
なお、本発明の流路構造体は、概念的には、図1に例示し上記に説明したように、マイクロサイズの流路に略矩形状のバッフルを両側面より互い違いに配置したような形状であるが、実際上では、このように流路上に別体的なバッフルを配置することによって構成されるものに限られるものではない。すなわち、このようなバッフルを配置することで形成される流路に相応するように同様な形状の流路が形成される限り、構造子40の構成としては特に限定されるものではなく、前記したような構造子40を構成するように、流路構造体の壁面を(ほぼ一定肉厚を保ちながら)所定形状に屈曲させつつ、一体的に形成して、前記に規定したような屈折し縮拡する二次元構造の流路形状を構成するものであってもよく、本発明の流路構造体には、当然にこのような態様が含まれるものである。このような二次元構造の流路は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、金属ないしガラス質材料等を用いた射出成型、注型成形、三次元プリンターを用いた成型等によって比較的容易に形成し得るものである。
第1導入路10と第2導入路20が合流した後の希釈流路30の流路幅y0は、形成しようとするナノサイズの脂質粒子の粒径の大きさによっても、ある程度左右されるが、代表的には20~1000μm程度、より好ましくは100~200μm程度とされることが好ましい。所望するナノサイズ、具体的には例えば約10~100nmの粒径範囲内のサイズの粒径の脂質粒子を得る上では、上記したような範囲内の流路幅y0で脂質溶液を希釈媒体で希釈することがある程度必要な条件である。
また、各構造子40の高さh1、h2...(Y方向長さ)としては、それより上流側における希釈流路30の流路幅y0に対して1/2y0以上1y0未満、好ましくは1/2y0以上39/40y0以下、さらに好ましくは1/2y0以上3/4y0以下のものとされ、当該各構造子40が存在することにより、それより上流側における希釈流路30の流路幅y0から、流路幅y1、y2...を1/2y0未満で0よりも大きい幅に縮小させるものとされる。なお、屈曲した流路部位50において複数設けられる当該構造子40のそれぞれの高さh1、h2...は、必ずしも同一なものである必要はなく、上記した所定の条件を満たす限り、それぞれ異なるものであってもよい。これによって形成される流路幅y1、y2...もそれぞれ異なるものであってもよい。例えば、下流方向に行くに従って、各構造子40のそれぞれの幅h1、h2...が漸次長くなり、流路幅y1、y2...が狭められるような態様であってもよい。各構造子40の高さh1、h2...(Y方向長さ)が所定のものであって、これらの存在する部位の流路幅y1、y2...が1/2y0未満の幅に絞られることで、分子拡散の効率が向上する。
得ようとする脂質粒子の大きさや、構造子40の数、各ミキサー構造子40の幅(X方向長さ)x1、x2...、隣接する各構造子40間の間隔d1、d2...等のその他の条件によっても左右され、特に限定されるものでもないが、具体的には例えば、上流の希釈流路の流路幅y0が200μmであった場合に、当該構造子40のそれぞれの高さh1、h2...は100μm~200μm未満とされることが望ましい。従って、各構造子40が存在する位置での流路幅y1、y2...は、1/2y0未満で0よりも大きい幅である、100μm未満程度とされる。
また、各構造子40の幅(X方向長さ)x1、x2...、としては、得ようとする脂質粒子の大きさや、構造子40の数、各構造子40の高さh1、h2...(Y方向長さ)、隣接する各構造子40間の間隔d1、d2...等のその他の条件によっても左右されるが、上流の希釈流路の流路幅y0に対し、1/10y0以上5y0以下程度の長さとされることが好ましい。具体的には例えば、上流の希釈流路の流路幅y0が、20~1000μm、代表的には200μmであった場合に、当該構造子40のそれぞれの幅x1、x2...は20μm~1000μm程度とされることが望ましい。各構造子40のそれぞれの幅x1、x2...は、必ずしも同一なものである必要はなく、上記した所定の条件を満たす限り、それぞれ異なるものであってもよい。例えば、下流方向に行くに従って漸次幅x1、x2...が長くなるような態様であってもよい。
また、隣接する各構造子40間の間隔d1、d2...としては、得ようとする脂質粒子の大きさや、構造子40の数、各構造子40の高さh1、h2...(Y方向長さ)、各構造子40の幅(X方向長さ)x1、x2...、等のその他の条件によっても左右されるが、上流の希釈流路の流路幅y0に対し、1/10y0以上5y0以下程度の長さとされることが好ましい。具体的には例えば、上流の希釈流路の流路幅y0が、20~1000μm、代表的には200μmであった場合に、隣接する各構造子40間の間隔d1、d2...は20μm~1000μm程度とされることが望ましい。隣接する各構造子40間の間隔d1、d2...は、必ずしも同一なものである必要はなく、上記した所定の条件を満たす限り、それぞれ異なるものであってもよい。例えば、下流方向に行くに従って漸次間隔d1、d2...が狭くなるような態様であってもよい。
なお、本発明の流路構造体において、上流の希釈流路の軸線方向ないしその延長方向をX方向と、このX方向と垂直に交差する希釈流路の幅方向をY方向とした場合、前記したように各構造子40は、両側壁面より交互に、流路中心側に向かって略Y方向(略+Y方向、略-Y方向)に延長されており、流路方向(X方向)に略直角に抗する壁面を有するものであるが、この角度としては必ずしも厳密に90°である必要はなく、ある程度傾斜したものであっても有効な構成となり得るものであり、特に限定されるものではないが、具体的には例えば、30~150°程度、より望ましくは40~140°、特に望ましくは80~100°の範囲であれば許容されるものである。さらに、各構造子40の流路中心側の角部の形状としてもある程度の丸みは許容されるものであり、特に限定されるものではないが、例えばR50μm以下、より望ましくはR20μm以下であれば許容される場合もあり得る。しかしながら、より制御性高く均一なナノサイズの脂質粒子を得る上では、これらの許容差はできるだけ少ない方が望ましい。また、図1に示す実施形態においては、流路構造体における上流の希釈流路の軸線方向ないしその延長方向であるX方向は便宜上で直線状に表わされているが、このX方向はあくまで希釈流路の軸線方向を示すものであって、実際上では、このような直線状なものに限られるものではなく、例えばある曲率をもって湾曲したものであってもよい。なお、このような場合には、このX方向と垂直に交差する希釈流路の幅方向であるY方向は、その単位長さの部位でのX方向と垂直な方向を指すこととなる。
また、本発明の流路構造体は、上記したように二次元的構造の流路構造体であるから、その流路の深さ方向(図1における紙厚方向)のサイズとしては、特に限定されるものではないが、例えば10~1000μm程度、より好ましくは50~200μm程度とすることが好ましい。
本発明に係る脂質ナノ粒子をアルコール希釈法により製造する際に用いられる流路としては、図1に示す流路構造体中の希釈流路30が、三次元的な流れを生ずることができる流路であれば、特に限定されるものではない。例えば、本発明の流路構造体は、希釈流路30の少なくともその一部において、二次元的に屈曲した流路部位50に代えて、流路壁面に形成された溝又は微小突起によってカオティックな流れが生じるカオティックマイクロミキサー(スタッガードヘリンボーンミキサー)(非特許文献6)であってもよい。
本発明の流路構造体における希釈は、分子拡散に依存するものとなる。原料となる脂質溶液の希釈速度が速いほど、生成する脂質粒子のサイズが小さいものとなる。従って、構造子(バッフル)の幅や長さ、配置を調整することによって、原料溶液の希釈速度を制御することができ、従来よりも粒径制御性が高い脂質ナノ粒子を形成することが可能である。
本発明の流路構造体が、図1に示すように、第1の流動体を導入する第1導入路10と、第2の流動体を導入する第2導入路20とが、それぞれ一定長を有して合流して1つの希釈流路を形成している場合には、第1導入路10より脂質成分をエタノールに溶解させた脂質溶液を、第2導入路20より水溶液を、それぞれ導入する。第2導入路20より導入する水溶液には、脂質ナノ粒子に搭載させる水溶性成分を溶解させておく。例えば、第2導入路20より核酸を含有する水溶液(核酸含有水溶液)を導入することにより、希釈流路において、脂質溶液は核酸含有水溶液により希釈され、この過程で核酸を搭載した脂質ナノ粒子が形成される(形成工程)。
核酸含有水溶液は、脂質ナノ粒子に搭載させる目的の核酸を、水系溶媒に溶解させることにより調製できる。当該水系溶媒は、核酸を安定して溶解させることができる水系溶媒であり、かつ製造された脂質ナノ粒子が安定して分散可能であれば特に限定されるものではない。当該水系溶媒としては、例えば、酢酸緩衝液、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、リン酸緩衝生理食塩液などの緩衝液、生理食塩水、細胞培養用の培地などを挙げることができる。これら水系溶媒(分散媒)は、さらに、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、イノシトール、リボース、キシロース糖の単糖類;乳糖、ショ糖、セロビオース、トレハロース、マルトースなどの二糖類;ラフィノース、メレジノースなどの三糖類;シクロデキストリンなどの多糖類;エリスリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、マルチトールなどの糖アルコール;グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、1,3-ブチレングリコールなどの多価アルコール;などを加えてもよい。
核酸含有水溶液のpHが酸性の場合には、酸性環境下で脂質ナノ粒子が形成されることになる。このため、脂質ナノ粒子に含まれているpH感受性カチオン性脂質が正電荷を帯びるため、負電荷を有する核酸との静電的相互作用により、核酸が脂質ナノ粒子に効率よく搭載される。このため、核酸を搭載した脂質ナノ粒子を形成する場合には、核酸を酸性緩衝液に溶解させて核酸含有水溶液を調製することが好ましい。酸性緩衝液のpHは、3.5~6.0の範囲内が好ましく、3.8~5.5の範囲内がより好ましく、3.8~5.0の範囲内がさらに好ましく、3.8~4.5の範囲内がよりさらに好ましい。酸性緩衝液としては、例えば、酢酸緩衝液、クエン酸緩衝液等を用いることができる。
核酸含有水溶液のpHが酸性の場合には、透析工程として、流路構造体で形成された脂質ナノ粒子は、PBS等の生体内に投与可能な中性pH(pH6.8~7.6)の緩衝液で透析させることが好ましい。これにより、動物に比較的安全に投与可能な脂質ナノ粒子が得られる。
核酸含有水溶液は、塩化ナトリウム(NaCl)濃度が280mM以上となるように調整されることが好ましい。一般的に、図1に示すような流路構造体を用いた場合には、形成される脂質ナノ粒子の粒子径は100nm以下であり、その多くは20nm程度である。しかし、核酸含有水溶液の塩濃度が高い場合には、核酸同士の電荷反発が緩和され、水和も阻害される結果、界面が不安定化することにより、形成される脂質ナノ粒子の粒子径が大きくなる。そして、この粒子径が増大された脂質ナノ粒子を、中性pHを示す緩衝液で透析させることにより、脂質ナノ粒子同士が融合して、個数平均粒子径が300nm以上となる大きな脂質ナノ粒子が得られる。核酸含有水溶液のNaCl濃度としては、280mM以上であれば特に限定されるものではなく、280~500mMが好ましく、280~450mMがより好ましく、280~420mMがさらに好ましい。
本発明の流路構造体は、互いに独立した複数の導入路を有しており、それらの導入路が、それぞれ一定長を有して合流して1つの希釈流路を形成していればよく、3つの導入路を有していてもよい。本発明の流路構造体が3つの導入路を有する場合、第1導入路から導入された第1の流動体が、第2導入路から導入された第2の流動体と合流する前に、第3導入路から導入された第3の流動体と接触するように、第1導入路と第2導入路と第3導入路とが、それぞれ一定長を有して合流して1つの希釈流路を形成することができる。核酸を搭載した脂質ナノ粒子を製造する場合には、第1導入路より脂質成分をエタノールに溶解させた脂質溶液を、第2導入路より核酸含有水溶液を、第3導入路より、核酸含有水溶液の調製に使用した水系溶媒を、それぞれ導入する。
必要に応じて透析された脂質ナノ粒子の水性分散物は、使用時まで、乾燥させた状態で保存することができる。脂質ナノ粒子の水性分散物を凍結乾燥又は噴霧乾燥する場合には、例えば、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、イノシトール、リボース、キシロース糖の単糖類、乳糖、ショ糖、セロビオース、トレハロース、マルトースなどの二糖類、ラフィノース、メレジノースなどの三糖類、シクロデキストリンなどの多糖類、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、マルチトールなどの糖アルコールなどの糖(水溶液)を用いると安定性を改善できる場合がある。また、上記水性分散物を凍結する場合には、例えば、前記の糖類やグリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、1,3-ブチレングリコールなどの多価アルコール(水溶液)を用いると安定性を改善できる場合がある。
本発明に係る脂質ナノ粒子の製造に使用する各種試薬等をキット化することにより、本発明に係る脂質ナノ粒子をより簡便に製造できる。例えば、核酸を搭載した脂質ナノ粒子を、前記流路構造体を用いて製造する場合には、脂質ナノ粒子を構成する全脂質成分を含有する脂質組成物の乾燥物と、NaClを含有し、水に溶解してNaCl濃度が280mM以上の水溶液を調製するための乾燥物とを備えるキットを脂質ナノ粒子製造用キットとすることが好ましい。脂質ナノ粒子を構成する全脂質成分を含有する脂質組成物の乾燥物をエタノールに溶解させることにより、図1に示す流路構造体の第1流路に導入する脂質溶液を簡便に調製できる。また、水に溶解してNaCl濃度が280mM以上の水溶液を調製するための乾燥物と、水と、脂質ナノ粒子に搭載させる核酸とを混合することにより、図1に示す流路構造体の第2流路に導入する核酸含有水溶液を簡便に調製できる。当該キットは、さらに、エタノール、リン酸生理食塩水、及び核酸からなる群より選択される1種以上を含有することも好ましい。
遺伝子発現ベクターを封入した本発明に係る脂質ナノ粒子を動物個体に投与すると、当該脂質ナノ粒子に封入された遺伝子発現ベクターは、脾臓樹状細胞において高効率で発現する。同様に、mRNAを封入した本発明に係る脂質ナノ粒子を動物個体に投与すると、当該脂質ナノ粒子に封入されたmRNAは、脾臓樹状細胞に導入されて翻訳され、当該mRNAがコードしていたペプチド等が高効率で発現する。また、siRNA発現ベクターを封入した本発明に係る脂質ナノ粒子を動物個体に投与すると、当該脂質ナノ粒子に封入されたsiRNA発現ベクターは、脾臓樹状細胞において高効率で発現し、当該発現ベクターが標的とする遺伝子の発現が抑制される。
この脾臓樹状細胞に対する高選択的な遺伝子発現活性により、本発明に係る脂質ナノ粒子は、脾臓樹状細胞を標的とする遺伝子発現キャリアとして機能する。本発明に係る脂質ナノ粒子に、脾臓樹状細胞内で発現させる目的の外来遺伝子又はmRNAを封入した上で、被験動物へ投与することにより、当該被験動物の脾臓樹状細胞内で当該外来遺伝子及びmRNAが発現する。このため、本発明に係る脂質ナノ粒子は、遺伝子治療に用いられる医薬用組成物の有効成分として有用であり、例えば、脾臓樹状細胞を標的とする遺伝子治療に用いられる医薬用組成物の有効成分として有用である。
また、本発明に係る脂質ナノ粒子は、抗原をコードする核酸を搭載した核酸ワクチンとして特に有用である。核酸ワクチンとしては、DNAワクチンであってもよいが、mRNAワクチンであることが好ましい。mRNAワクチンは、細胞質への導入で充分であるため、細胞核内への導入が必要なDNAワクチンよりも汎用性が高い。本発明に係る脂質ナノ粒子がmRNAワクチンの場合、当該脂質ナノ粒子を動物へ投与すると、当該動物の脾臓樹状細胞内で、当該脂質ナノ粒子に搭載されたmRNAが翻訳されて抗原タンパク質が発現する。この発現した抗原タンパク質により免疫システムが活性化される。加えて、mRNA自体が強い免疫原性を有しているため、mRNAワクチンは、アジュバンド等の免疫賦活化剤を併用せずとも、抗原タンパク質に対する免疫を獲得できると期待できる。すなわち、本発明に係る脂質ナノ粒子は、がんワクチン療法や感染症治療に使用されるワクチンとして有用である。
本発明に係る脂質ナノ粒子が投与される動物は、特に限定されるものではなく、ヒトであってもよく、ヒト以外の動物であってもよい。非ヒト動物としては、ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、サル、イヌ、ネコ、ウサギ、マウス、ラット、ハムスター、モルモット等の哺乳動物や、ニワトリ、ウズラ、カモ等の鳥類等が挙げられる。また、本発明に係る脂質ナノ粒子を動物に投与する際の投与経路は、特に限定されるものではないが、経静脈投与、経腸投与、筋肉内投与、皮下投与、経皮投与、経鼻投与、経肺投与等の非経口投与であることが好ましい。
次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<RNAを搭載した脂質ナノ粒子の製造>
以降の実験において、核酸を搭載した脂質ナノ粒子は、図1に示すような流路構造体を含む脂質ナノ粒子製造装置(「iLiNP」、ライラックファーマ社製)を用いて製造した。
以降の実験において、核酸を搭載した脂質ナノ粒子は、図1に示すような流路構造体を含む脂質ナノ粒子製造装置(「iLiNP」、ライラックファーマ社製)を用いて製造した。
核酸含有水溶液は、酢酸緩衝液(25mM、pH4.0)に、必要に応じてNaClを溶解させた溶液に、脂質ナノ粒子に搭載させる核酸を0.142mg RNA/mLとなるように溶解させて調製した。脂質ナノ粒子に搭載させる核酸としては、特に記載のない限り、ナノルシフェラーゼ(NLuc)をコードしたmRNA(NLuc-mRNA)と、マウスに相同配列のないhuman polo-like kinase 1(hPLK1)標的siRNA(2本鎖RNA:hPLK1-siRNA)を、NLuc-mRNA:hPLK1-siRNA=1:19(重量比)で混合したものを用いた。なお、hPLK1-siRNAは、I型IFN応答を引き起こさないことが明らかとなっている2’-OMe修飾体を使用した。mRNA単独ではなく、siRNAとの混合物として脂質ナノ粒子に搭載させたのは、mRNAの投与量を変化させることなく、動物個体に投与する脂質ナノ粒子量を増大させて、脂質ナノ粒子の取り込み効率測定の測定感度を高めるためである。
脂質溶液は、脂質ナノ粒子を構成する全脂質成分と、脂溶性蛍光色素DiOを、エタノールに溶解させることによって調製した。DiOは、全脂質成分に対して0.1モル%量添加した。DiOを脂質溶液に含有させることにより、DiOで修飾された脂質ナノ粒子が製造できた。
適量の核酸含有水溶液を2.5mL容シリンジに分取し、適量の脂質溶液を1mL容シリンジに分取し、それぞれをシリンジポンプを介して脂質ナノ粒子製造装置に接続し、酸含有水溶液と脂質溶液を流速比3:1(以降のA-11組成の場合に、N/P比=7.4)、総流速500μL/分となるように、脂質ナノ粒子製造装置に導入した。
脂質ナノ粒子製造装置の希釈流路から排出された溶液を、透析膜(「Spectra/Por 4 dialysis membrane」、MWCO:12,000~14,000、Spectrum Laboratories社製)に移し、外水相をMES緩衝液(20mM、pH6.0)に置換して4℃で2時間以上透析した。その後、外水相をPBS(-)に替えて再び4℃で2時間以上透析することによって、エタノールの除去及び脂質ナノ粒子内部の水系溶媒をPBSに交換した。透析終了後に回収した溶液を、脂質ナノ粒子溶液(LNP溶液)として用いた。
<脂質ナノ粒子の平均粒子径とゼータ電位の測定>
脂質ナノ粒子のPBS(-)中における平均粒子径(個数平均値、ζ平均値)及び10mM HEPES緩衝液(pH7.4)中におけるゼータ電位を、動的光散乱法を利用した分析装置「Zetasizer Nano ZS ZEN3600」(Malvern社製)を用いて測定した。
脂質ナノ粒子のPBS(-)中における平均粒子径(個数平均値、ζ平均値)及び10mM HEPES緩衝液(pH7.4)中におけるゼータ電位を、動的光散乱法を利用した分析装置「Zetasizer Nano ZS ZEN3600」(Malvern社製)を用いて測定した。
<脂質ナノ粒子のRNA封入率>
脂質ナノ粒子のRNAの封入率は、RNAに選択的にインターカレーションを起こして蛍光を発光する「Quant-iT(登録商標) RiboGreen(登録商標) RNA」(Thermo Fisher Scientific社製)を用いたアッセイ(Ribogreen Assay)により定量した。
脂質ナノ粒子のRNAの封入率は、RNAに選択的にインターカレーションを起こして蛍光を発光する「Quant-iT(登録商標) RiboGreen(登録商標) RNA」(Thermo Fisher Scientific社製)を用いたアッセイ(Ribogreen Assay)により定量した。
HEPESバッファー(10mM、pH7.4)、10%(w/v) tritonX-100、及びRiboGreenをそれぞれ、978.8μL、20μL、1.25μLずつ混合した溶液(Triton(+))と、HEPESバッファー(10mM、pH7.4)及びRiboGreenをそれぞれ、998.8μL、1.25μLずつ混合した溶液(Triton(-))と、を用意した。
また、検量線サンプルとして、500ng RNA/mLとなるようにRNAをHEPESバッファー(10mM、pH7.4)で希釈し他RNA溶液を調製し、当該RNA溶液をHEPESバッファーで適宜希釈して適当な希釈系列を調製した。
LNP溶液は、500ng/mLとなるようにHEPESバッファー(10mM、pH7.4)で希釈した。
また、検量線サンプルとして、500ng RNA/mLとなるようにRNAをHEPESバッファー(10mM、pH7.4)で希釈し他RNA溶液を調製し、当該RNA溶液をHEPESバッファーで適宜希釈して適当な希釈系列を調製した。
LNP溶液は、500ng/mLとなるようにHEPESバッファー(10mM、pH7.4)で希釈した。
蛍光測定用黒色96ウェルプレートに、検量線用サンプル及び希釈したLNP溶液を、それぞれ100μL/ウェルで添加し、さらにRiboGreenの入った溶液(Triton(+)又はTriton(-))を100μL/ウェル添加した。当該プレートをシェーキングインキュベーター(「SI-300」、AS ONE社製)で700rpm、30秒間で振盪した後、マイクロプレートリーダー(「Enspire 2300 Multilabel Reader」、Perkin Elmer社製)に設置して、各ウェル中の溶液の蛍光強度を測定した(Excitation/Emission:500/525 nm、Band width:5nm、Measurement time: 500 msec/well、Dynamic range:Autorange、Temperature:r.t.)。得られた蛍光強度から、下の式に従ってRNAの封入率を算出した。検量線及び各LNPサンプルは、duplicateで測定した。
[RNA封入率(%)]=([Triton(+)におけるRNA濃度]-[Triton(-)におけるRNA濃度]) / [Triton(+)におけるRNA濃度]×100
<NLuc-mRNAの調製>
NLuc-mRNAは、NLuc遺伝子を含むpDNA(pUC57-amp-T7-NLuc-IRES-RFP)からin vitro転写により調製した。
まず、pDNA(pUC57-amp-T7-NLuc-IRES-RFP)を制限酵素EcoRVで消化した後、消化物からフェノール・クロロホルム法によりDNAを精製した後、滅菌水に溶解させて、直線化したpDNAの1μg/μL溶液を得た。次いで、この直線状pDNAを鋳型として、転写反応とポリA付加反応を行った。転写反応とポリA付加反応は、市販のキット(「mMESSAGE mMACHINETM T7 ultra transcription kit」、invitrogen社製)を用い、当該キットに付属のプロトコルに従って行った。当該キットにより、5’末端にm7Gヌクレオチドの3’OH基をOCH3基に置換したキャップアナログが付加され、かつ3’末端にポリAが付加されたmRNAをin vitro合成した。
反応後に得られたmRNAを、フェノール・クロロホルムにより精製した後、イソプロパノール沈殿させて回収して風乾させた後に、滅菌水に再溶解させた。この再溶解後のRNA溶液を、市販のRNA濃縮・精製用キットを用いて精製した。
in vitro合成により得られたRNAは、アガロース電気泳動を行い、5’末端のキャップ構造と3’末端のポリAが付加されていることを確認した。
NLuc-mRNAは、NLuc遺伝子を含むpDNA(pUC57-amp-T7-NLuc-IRES-RFP)からin vitro転写により調製した。
まず、pDNA(pUC57-amp-T7-NLuc-IRES-RFP)を制限酵素EcoRVで消化した後、消化物からフェノール・クロロホルム法によりDNAを精製した後、滅菌水に溶解させて、直線化したpDNAの1μg/μL溶液を得た。次いで、この直線状pDNAを鋳型として、転写反応とポリA付加反応を行った。転写反応とポリA付加反応は、市販のキット(「mMESSAGE mMACHINETM T7 ultra transcription kit」、invitrogen社製)を用い、当該キットに付属のプロトコルに従って行った。当該キットにより、5’末端にm7Gヌクレオチドの3’OH基をOCH3基に置換したキャップアナログが付加され、かつ3’末端にポリAが付加されたmRNAをin vitro合成した。
反応後に得られたmRNAを、フェノール・クロロホルムにより精製した後、イソプロパノール沈殿させて回収して風乾させた後に、滅菌水に再溶解させた。この再溶解後のRNA溶液を、市販のRNA濃縮・精製用キットを用いて精製した。
in vitro合成により得られたRNAは、アガロース電気泳動を行い、5’末端のキャップ構造と3’末端のポリAが付加されていることを確認した。
<肝臓及び脾臓のNluc発現量の測定>
RNAを搭載し、DiOで標識した脂質ナノ粒子を尾静脈投与したc57BL/6Nマウスを安楽死させ、肝臓及び脾臓を採取した。肝臓及び脾臓は、重量を測定した後に凍結させ、-80℃で保管した。なお、脾臓は、脾臓免疫細胞の解析に使用するため、凍結保管前にその一部を取り分け、残りを凍結して保管した。
RNAを搭載し、DiOで標識した脂質ナノ粒子を尾静脈投与したc57BL/6Nマウスを安楽死させ、肝臓及び脾臓を採取した。肝臓及び脾臓は、重量を測定した後に凍結させ、-80℃で保管した。なお、脾臓は、脾臓免疫細胞の解析に使用するため、凍結保管前にその一部を取り分け、残りを凍結して保管した。
凍結保管した組織とジルコニアビーズ(直径1.4mm)を入れたサンプルチューブに、1×Passive Lysis Bufferを1mL/チューブで添加し、ビーズ式細胞破砕装置を用いて4℃、5000rpm、40秒間で組織を破砕した。得られた破砕物を4℃、13000rpm、10分間遠心分離処理した後、上清を回収して測定用サンプルとした。
Nluc発現量は、市販のルシフェラーゼアッセイシステム(「Nano-Glo(登録商標) Luciferase Assay System」、プロメガ社製)を用いて行った。まず、Nano-Glo Luciferase Assay SubstrateとNano-Glo Luciferase Assay Bufferを50:1で混合し、Nano-Glo Luciferase Assay Reagentを得た。25μLの測定用サンプルと25μLのNano-Glo Luciferase Assay Reagentを混合し、3分間インキュベートした後、各サンプルの発光量をルミノメーター(「Luminescencer-PSN AB-2200」ATTO社製)で測定した。ルシフェラーゼ発光量に対する各臓器間のタンパク量は、BCA(Bicinchoninic acid)アッセイで補正した。BCAアッセイは、検量線作成のためのタンパク質としてBSA(ウシ血清アルブミン)を用い、市販のBCAアッセイキット(「Pierce BCA protein assay」、Pierce社製)用いて行った。
<脾臓免疫細胞における脂質ナノ粒子の細胞内取り込み及びNluc発現量の測定>
脾臓の一部をハサミで細断した後、適量のハンクス平衡塩溶液(-)(HBSS(-))を添加して脾臓から細胞をほぐした。得られた懸濁液を、40μmセルストレイナーに通し、4℃、400g、5分間遠心分離処理した。上清を除去した後、沈殿に1mLのRBCライシスバッファーを添加することで再懸濁し、3分間室温でインキュベートした。その後、懸濁液をHBSS(-)で10倍希釈し、再び4℃、400g、5分間遠心分離処理して、上清除去した。得られた沈殿を適量のHBSS(-)で再懸濁した後、細胞数を計数し、1.5mL容チューブに適量の細胞数となるように分取し、4℃、400g、5分間遠心分離処理した。上清を除去した後、ブロッキング処理として、沈殿に、精製抗マウスCD16/32抗体(FACS バッファーで10μg/mLに調製)を100μL/1.0×106cellsとなるように添加し、5分間おきにタッピングしつつ10分間、4℃でインキュベートした。
脾臓の一部をハサミで細断した後、適量のハンクス平衡塩溶液(-)(HBSS(-))を添加して脾臓から細胞をほぐした。得られた懸濁液を、40μmセルストレイナーに通し、4℃、400g、5分間遠心分離処理した。上清を除去した後、沈殿に1mLのRBCライシスバッファーを添加することで再懸濁し、3分間室温でインキュベートした。その後、懸濁液をHBSS(-)で10倍希釈し、再び4℃、400g、5分間遠心分離処理して、上清除去した。得られた沈殿を適量のHBSS(-)で再懸濁した後、細胞数を計数し、1.5mL容チューブに適量の細胞数となるように分取し、4℃、400g、5分間遠心分離処理した。上清を除去した後、ブロッキング処理として、沈殿に、精製抗マウスCD16/32抗体(FACS バッファーで10μg/mLに調製)を100μL/1.0×106cellsとなるように添加し、5分間おきにタッピングしつつ10分間、4℃でインキュベートした。
ブロッキング後の細胞に、PE標識抗マウスF4/80抗体とAPC標識抗マウスCD11c抗体とPerCP/Cyanine5.5標識抗マウスI-A/I-E抗体、及びPE/Cy7標識抗マウスCD19抗体を用いて抗体染色し、5分間おきにタッピングしつつ30分間、4℃でインキュベートした。インキュベート終了後、FACSバッファーにより1000μL/チューブに調製して、4℃、400g、5分間遠心分離処理した。続けて2回、1mLのFACSバッファーで洗浄したものを、FACS解析用サンプルとした。
FACSは、セルソーター(「SH800」、ソニー社製)を用いて行った。サンプルにPI(Propidium Iodide)溶液を6μL/1×106cellsとなるように添加し、約15分後に、セルソーターを用いて、20μLの2×Passive Lysis Bufferが入った1.5mL容チューブに、樹状細胞(DC細胞)、マクロファージ(Mφ)、及びB細胞を、それぞれ細胞数3000個(約20μL)となるように分取した。細胞表面抗原の発現パターンから、I-A/I-E陽性かつCD11c陽性の細胞を樹状細胞として分取し、F4/80陽性細胞をマクロファージとして分取し、CD19陽性細胞をB細胞として分取した。
なお、セルソーターの蛍光補正は、市販の蛍光補正用キット(「VersaComp Antibody Capture Bead Kit」、Beckman Coulter社製)を用いて行った。セルソーターの蛍光漏れ込み補正用のビーズの調製は、当該キットに添付のプロトコルに従って行った。
セルソーターで分画された樹状細胞、B細胞、及びマクロファージについて、それぞれ、細胞内への脂質ナノ粒子の取り込み量とNluc発現量を測定した。脂質ナノ粒子の取り込み量は、各細胞のDiOの蛍光強度の平均値として測定した。各細胞のNluc発現量の測定は、市販のルシフェラーゼアッセイシステム(「Nano-Glo(登録商標) Luciferase Assay System」、プロメガ社製)を用いて前記の通りにして行った。
<担がんマウスの作製>
担がんマウスは、OVA発現マウス悪性リンパ腫由来の培養細胞株E.G7-OVA細胞をマウスに皮下移植することにより作製した。
E.G7-OVA細胞は、RPMI-1640培地中で、37℃、5体積% CO2環境下で培養した。生細胞数の計測は、トリパンブルー染色法により行った。
E.G7-OVA細胞を2×107 cells/mLとなるように冷D-PBS(-)で懸濁した細胞懸濁液を、4℃で細胞を保存しつつ、26G注射針を用いて、8×105 cells/40μL/mouseとなる量を、右脇腹を剃毛したc57BL/6Nマウス(6週齢、雌性、slcから供給)に皮下移植した。細胞懸濁液の調製から皮下移植までは、2時間以内に終了させた。
担がんマウスは、OVA発現マウス悪性リンパ腫由来の培養細胞株E.G7-OVA細胞をマウスに皮下移植することにより作製した。
E.G7-OVA細胞は、RPMI-1640培地中で、37℃、5体積% CO2環境下で培養した。生細胞数の計測は、トリパンブルー染色法により行った。
E.G7-OVA細胞を2×107 cells/mLとなるように冷D-PBS(-)で懸濁した細胞懸濁液を、4℃で細胞を保存しつつ、26G注射針を用いて、8×105 cells/40μL/mouseとなる量を、右脇腹を剃毛したc57BL/6Nマウス(6週齢、雌性、slcから供給)に皮下移植した。細胞懸濁液の調製から皮下移植までは、2時間以内に終了させた。
<腫瘍体積の測定>
担がんマウスの腫瘍体積は、デジタルノギスを用いて、E.G7-OVA細胞移植後6日目より3日おきに、以下の式に従って算出した。
担がんマウスの腫瘍体積は、デジタルノギスを用いて、E.G7-OVA細胞移植後6日目より3日おきに、以下の式に従って算出した。
[腫瘍体積(mm3)]=[長径(mm3)]×[短径(mm3)]×[短径(mm3)]×0.52
腫瘍体積4000mm3をエンドポイントとし、それを超えたマウスは、頸椎脱臼により安楽死させた。
[実施例1]
核酸を含有する脂質ナノ粒子において、脾臓樹状細胞における発現効率に対する、調製時の各因子の主効果の程度を明らかにすることを重視した決定的スクリーニング計画を実施した。検討する因子として、pH感受性カチオン性脂質の種類と含有量、リン脂質の含有量、PEG脂質の含有量、及び核酸含有水溶液のNaCl濃度を選出し、各水準を設定した。
核酸を含有する脂質ナノ粒子において、脾臓樹状細胞における発現効率に対する、調製時の各因子の主効果の程度を明らかにすることを重視した決定的スクリーニング計画を実施した。検討する因子として、pH感受性カチオン性脂質の種類と含有量、リン脂質の含有量、PEG脂質の含有量、及び核酸含有水溶液のNaCl濃度を選出し、各水準を設定した。
脂質ナノ粒子を構成する脂質成分として、pH感受性カチオン性脂質(CL)、リン脂質(PL)、コレステロール(chol)、及びPEG脂質を用いた。pH感受性カチオン性脂質として、CL4H6又はCL7H6を用い、リン脂質としてDOPEを用いた。PEG脂質として、血中において速やかに脱離するPEG2k-DMG、又は、脱離しにくく血中滞留化に寄与するPEG2k-DSGを使用した。CL4H6及びCL7H6は、特許文献1に記載の方法で合成したものを用いた。各試験区の全脂質成分に対するpH感受性カチオン性脂質の含有割合(モル%)、リン脂質の含有割合(モル%)、及びPEG脂質の含有割合(モル%)を表1に示す。なお、コレステロール含有割合(モル%)は、100モル%から、pH感受性カチオン性脂質とリン脂質とPEG脂質の含有割合を差し引いた残部である。
データ分析ソフトウェア「JMP(登録商標)」(SAS社製)に基づいて実験計画を作成し、全324通り(34×22)のうち14種類の組成(A-1~A-14)を抜粋した。次いで、表1に記載の脂質組成により、表1に記載のNaCl濃度に調製した核酸含有溶液を用いて、RNAを搭載させた脂質ナノ粒子を調製した。調製した各脂質ナノ粒子のζ平均粒子径(nm)、個数平均粒子径(nm)、PdI、及びRNA封入率(%)を測定した。各試験区の脂質ナノ粒子サンプルは、duplicateで測定した(n=2)。測定結果を表2に示す。
表2に示すように、ζ平均粒子径として約80~750nmの範囲の脂質ナノ粒子が調製された。また、脂質ナノ粒子の均一性の指標であるPdIにおいて、多くの脂質ナノ粒子は0.2以下を示し、全ての脂質ナノ粒子でRNA封入率は70%以上であった。統計解析により、ζ平均粒子径に対する各因子の効果を検定したところ、DOPEの割合、PEG脂質の割合、及び脂質ナノ粒子調製時のNaCl濃度が、統計学的有意にζ平均粒子径に影響を及ぼすことが示された(表3、図2)。より詳細には、DOPEの割合を小さくする、PEG脂質の割合を小さくする、及び、脂質ナノ粒子調製時のNaCl濃度を高くすることによって、脂質ナノ粒子のζ平均粒子径が大きくなることがわかった。
また、PEG脂質の割合及び脂質ナノ粒子調製時のNaCl濃度が、統計学的有意に個数平均粒子径に影響を及ぼすことが示された。より詳細には、PEG脂質の割合を小さくする、及び、脂質ナノ粒子調製時のNaCl濃度を高くすることによって、脂質ナノ粒子の個数平均粒子径が大きくなることがわかった。さらに、pH感受性カチオン性脂質の割合、DOPEの割合、及びpH感受性カチオン性脂質の種類が、統計学的有意にRNA封入率に影響を及ぼすことが示された。より詳細には、pH感受性カチオン性脂質の割合を大きくする、DOPEの割合を大きくする、及びpH感受性カチオン性脂質としてCL7H6を用いることにより、脂質ナノ粒子のRNA封入率が高くなることがわかった。
各試験区で調製した脂質ナノ粒子を、1.0mg RNA/kgでc57BL/6Nマウス(6週齢、雌性、slc社より供給)に、尾静脈投与した。脂質ナノ粒子の投与から24時間後に、当該マウスを安楽死させ、肝臓及び脾臓におけるNluc発現量を測定した。また、採取された脾臓中の樹状細胞、B細胞、及びマクロファージにおける脂質ナノ粒子の細胞内取り込みとNluc発現量を測定した。
A-1~A-14の脂質ナノ粒子を投与したマウスの、肝臓及び脾臓における、タンパク質1g当たりのNluc発現量の測定結果を図3に示す。また、A-1~A-14の脂質ナノ粒子を投与したマウスの脾臓免疫細胞における、脂質ナノ粒子の取り込み量(各細胞のDiOの蛍光強度の平均値)の測定結果を図4に、Nluc発現量の測定結果を図5に、それぞれ示す。
樹状細胞におけるNluc遺伝子発現量は、A-6、A-10、A-11、A-13及びA-14の脂質ナノ粒子が多く、特に、A-11の脂質ナノ粒子が最も遺伝子発現に優れていた(図5)。一方で、細胞内への脂質ナノ粒子の取り込みは、いずれの試験区の脂質ナノ粒子であっても、樹状細胞よりもマクロファージの方が多かった(図4)。これらの結果から、細胞内に取り込まれた脂質ナノ粒子量に対する遺伝子発現の割合は、マクロファージと比較して樹状細胞が高いことが確認された。また、B細胞には、脂質ナノ粒子はほとんど取り込まれておらず(図4)、遺伝子発現も確認されなかった(図5)。
脾臓全体におけるNluc発現量は、A-11の脂質ナノ粒子が最も多く、A-2及びA-7の脂質ナノ粒子も多かった(図3)。A-2及びA-7の脂質ナノ粒子は、樹状細胞での遺伝子発現はごくわずかであったことから、これらの脂質ナノ粒子は、大部分がマクロファージ等の樹状細胞以外の脾臓細胞に取り込まれたと推察された。これらの結果から、脾臓全体の遺伝子発現が高ければ必ず樹状細胞の遺伝子発現も高くなるというわけではないことが示された。
統計解析の結果、pH感受性カチオン性脂質の割合、DOPEの割合、pH感受性カチオン性脂質の種類、及びPEG脂質の種類が、統計学的有意に脾臓におけるNluc発現量に影響を及ぼすことが示された。また、個数平均粒子径が100nm以上である脂質ナノ粒子は、個数平均粒子径が100nm未満である脂質ナノ粒子と比較して、統計的学有意に樹状細胞における遺伝子発現が高かった。また、脾臓樹状細胞における遺伝子発現に関して(図4)、上位の5試験区の脂質ナノ粒子と下位5試験区の脂質ナノ粒子で出現するPEG量、NaCl濃度、及びpH感受性カチオン性脂質の種類の各水準の頻度から、PEG量を少なくし、NaCl濃度を高くし、pH感受性カチオン性脂質としてCL4H6を使用することが、脾臓樹状細胞における遺伝子発現効率を高めるために適していることが示唆された。
[実施例2]
設定した領域に対して均等に因子の値を割り振ることによって組成の絞り込みを行うことができるタグチ計画(一部実施計画)を用いて、脂質ナノ粒子の脂質組成の再検討を行った。
設定した領域に対して均等に因子の値を割り振ることによって組成の絞り込みを行うことができるタグチ計画(一部実施計画)を用いて、脂質ナノ粒子の脂質組成の再検討を行った。
実施例1の結果をふまえて、樹状細胞における遺伝子発現に粒子径が寄与することを考慮し、平均粒子径が100nm以上となるように、脂質ナノ粒子調製時の核酸含有水溶液のNaCl濃度を300mMとした。また、脾臓における遺伝子発現増加に影響を与える主効果を考慮し、pH感受性カチオン性脂質として、CL4H6を使用した。その他に検討する因子として、CL4H6の含有量、リン脂質(DOPE)の含有量、PEG脂質の種類、およびPEG脂質の含有量を選出し、各水準を設定した。
データ分析ソフトウェア「JMP」に基づいて実験計画を作成し、全16通り(24)のうち8種類の組成(B-1~B-8)を抜粋した(表4)。次いで、表4に記載の脂質組成により、NaCl濃度300mMに調製した核酸含有溶液を用いて、RNAを搭載させた脂質ナノ粒子を調製した。調製した各脂質ナノ粒子のζ平均粒子径(nm)、個数平均粒子径(nm)、PdI、及びRNA封入率(%)を測定した。各試験区の脂質ナノ粒子サンプルは、duplicateで測定した(n=2)。測定結果を表5に示す。
表5に示すように、全ての試験区の脂質ナノ粒子は、ζ平均粒子径が約110~420nmの範囲であった。また、全ての脂質ナノ粒子のPdI及びRNA封入率は、それぞれ、0.15以下及び80%以上であった。統計解析の結果から、PEG脂質の割合が、統計的有意に個数平均粒子径に影響を及ぼすこと、DOPEの割合が、統計学的有意にRNA封入率に影響を及ぼすこと、が示された。脂質ナノ粒子の物性に関する統計解析結果は、実施例1の結果とおおむね同様であった。
続いて、試験区B-1~B-8の脂質ナノ粒子について、実施例1と同様にして、c57BL/6Nマウスに尾静脈投与し、肝臓及び脾臓におけるNluc発現量と、脾臓中の樹状細胞、B細胞、及びマクロファージにおける脂質ナノ粒子の細胞内取り込みとNluc発現量を、それぞれ測定した。B-1~B-8の脂質ナノ粒子を投与したマウスの脾臓免疫細胞における、脂質ナノ粒子の取り込み量(各細胞のDiOの蛍光強度の平均値)の測定結果を図6に、Nluc発現量の測定結果を図7に、それぞれ示す。
樹状細胞におけるNluc遺伝子発現量は、B-1、B-3、B-5、及びB-7の脂質ナノ粒子が多く、特に、B-5の脂質ナノ粒子が最も遺伝子発現に優れていた(図7)。一方で、細胞内への脂質ナノ粒子の取り込みは、いずれの試験区の脂質ナノ粒子であっても、樹状細胞よりもマクロファージの方が多かった(図6)。これらの結果から、細胞内に取り込まれた脂質ナノ粒子量に対する遺伝子発現の割合は、マクロファージと比較して樹状細胞が高いことが確認された。
統計解析の結果、樹状細胞の遺伝子発現量と脂質ナノ粒子の粒子径に高い相関が確認されたが、この両者の相関性は、実施例1の実験結果よりも高かった。これは、実施例1と比較して本実施例では、脂質ナノ粒子の組成を狭い範囲で検討したため、相対的に樹状細胞における遺伝子発現に粒子径が与える貢献度が上昇したためと推察された。
実施例1の試験区A-1~A-14の脂質ナノ粒子と、試験区B-1~B-8の脂質ナノ粒子の脾臓樹状細胞におけるNluc遺伝子発現量の結果をまとめて図8に示す。これらの脂質ナノ粒子のうち、最もNluc遺伝子発現量が多かったのはA-11の脂質ナノ粒子であった。また、脂質ナノ粒子の粒子径、樹状細胞における細胞内取り込み、及び樹状細胞における遺伝子発現は、それぞれ高い相関を示した。このため、脂質ナノ粒子の粒子径の増大に伴う樹状細胞における遺伝子発現の上昇は、細胞内取り込みの増加に起因すると考えられた。さらに、実施例1と同様に、脾臓における遺伝子発現と樹状細胞における遺伝子発現は、一定の相関を示したが、脾臓において高い遺伝子発現を示す脂質ナノ粒子が必ずしも樹状細胞において高い遺伝子発現を示すとは限らないことも示された。
また、これらの脂質ナノ粒子について、樹状細胞への脂質ナノ粒子の取り込み量(DiOの蛍光強度の平均値)と、樹状細胞の成熟化マーカーの1つであるI-A/I-Eの発現量との関係を図9(A)に、樹状細胞におけるNluc遺伝子発現量とI-A/I-Eの発現量との関係を図9(B)に、それぞれ示す。この結果、脂質ナノ粒子の樹状細胞内への取り込みは、I-A/I-Eの発現量と、高い相関を示した(図9(A))。これらの結果から、A-11の脂質ナノ粒子は、脾臓樹状細胞へ効率的に取り込まれることにより樹状細胞の成熟化を誘導し、同時に高い遺伝子発現を実現することが明らかとなった。本発明に係るの脂質ナノ粒子は、樹状細胞における効率的な遺伝子発現に留まらず、樹状細胞の成熟化も誘起するため、mRNAワクチンとして高い性能を示すことが期待される。
[実施例3]
実施例1及び2において、脾臓樹状細胞において最も高い遺伝子発現を示したA-11の脂質ナノ粒子の再現性と、PEG脂質の含有量の影響を調べた。
具体的には、表6に記載の脂質組成で、実施例1のA-11と同様にして、RNAを搭載した脂質ナノ粒子を調製した。
実施例1及び2において、脾臓樹状細胞において最も高い遺伝子発現を示したA-11の脂質ナノ粒子の再現性と、PEG脂質の含有量の影響を調べた。
具体的には、表6に記載の脂質組成で、実施例1のA-11と同様にして、RNAを搭載した脂質ナノ粒子を調製した。
調製した脂質ナノ粒子について、実施例1と同様にして、c57BL/6Nマウスに尾静脈投与し、脾臓樹状細胞における脂質ナノ粒子の細胞内取り込み量とNluc発現量を、それぞれ測定した(n=2~3)。脂質ナノ粒子の取り込み量(各細胞のDiOの蛍光強度の平均値)の測定結果を図10(A)に、Nluc発現量の測定結果を図10(B)に、それぞれ示す。図10に示すように、脾臓樹状細胞における脂質ナノ粒子の細胞内取り込み量とNluc発現量はいずれも、PEG脂質含有量依存的に低下していた。
調製した脂質ナノ粒子を4℃で3週間保存し、物性を経時的に測定した。結果を図11に示す。図11(A)は、各脂質ナノ粒子のζ平均粒子径(nm)の測定結果を示し、図11(B)は、各脂質ナノ粒子のRNA封入率(%)の測定結果を示す。この結果、PEG脂質量にかかわらず、RNA封入率はいずれも同程度であったが、ζ平均粒子径はPEG脂質量依存的に小さくなった。いずれの脂質ナノ粒子も、4℃で3週間程度の保存では特に物性変化は観察されず、保存安定性が高いことも確認された。
[実施例4]
実施例1及び3における試験区A-11の脂質ナノ粒子は、脾臓樹状細胞における効率的な遺伝子発現と成熟化を誘導可能なmRNAワクチンとして応用可能であると期待される。そこで、腫瘍関連抗原をコードするmRNAを搭載したA-11の脂質ナノ粒子を使用して、抗腫瘍活性評価を行った。
実施例1及び3における試験区A-11の脂質ナノ粒子は、脾臓樹状細胞における効率的な遺伝子発現と成熟化を誘導可能なmRNAワクチンとして応用可能であると期待される。そこで、腫瘍関連抗原をコードするmRNAを搭載したA-11の脂質ナノ粒子を使用して、抗腫瘍活性評価を行った。
具体的には、まず、オバルブミン(OVA)遺伝子を含むpDNAを鋳型として、NLuc-mRNAと同様にしてin vitro転写により、5’末端のキャップ構造と3’末端のポリAが付加されたOVAをコードするmRNA(OVA-mRNA)を調製した。次いで、NLuc-mRNAに代えてOVA-mRNAを用いた以外は、実施例1の試験区A-11と同様にして、OVA-mRNA搭載脂質ナノ粒子(mOVA-A11-LNP)を調製した。
mOVA-A11-LNPの予防的抗腫瘍活性は以下の通りにして評価した。
まず、マウスに1週間おきに2度、mOVA-A11-LNPを、マウスの体重1kg当たりOVA-mRNA量換算で0.25mg(0.25mg mRNA/kg)、0.5mg mRNA/kg、又は0.75mg mRNA/kgずつ静脈内投与した(各投与群:n=3~5)。コントロールマウスには、mOVA-A11-LNPに代えて等量のPBSを投与した。さらにその1週間後に、E.G7-OVA細胞を右脇腹に皮下移植し、3日おきに腫瘍体積を経時的に測定した。腫瘍体積の測定結果を図12に示す。この結果、mOVA-A11-LNP投与群においては、0.25 mg mRNA/kg以上のいずれの投与量においても、腫瘍の生着が完全に予防された。
まず、マウスに1週間おきに2度、mOVA-A11-LNPを、マウスの体重1kg当たりOVA-mRNA量換算で0.25mg(0.25mg mRNA/kg)、0.5mg mRNA/kg、又は0.75mg mRNA/kgずつ静脈内投与した(各投与群:n=3~5)。コントロールマウスには、mOVA-A11-LNPに代えて等量のPBSを投与した。さらにその1週間後に、E.G7-OVA細胞を右脇腹に皮下移植し、3日おきに腫瘍体積を経時的に測定した。腫瘍体積の測定結果を図12に示す。この結果、mOVA-A11-LNP投与群においては、0.25 mg mRNA/kg以上のいずれの投与量においても、腫瘍の生着が完全に予防された。
mOVA-A11-LNPの治療的抗腫瘍活性は以下の通りにして評価した。
まず、E.G7-OVA細胞をマウスの右脇腹に皮下移植し、3日おきに腫瘍体積を経時的に測定した。移植後7、10、及び14日目に、mOVA-A11-LNPを0.125mg mRNA/kg、0.25mg mRNA/kg、又は0.5mg mRNA/kgずつ静脈内投与した(各投与群:n=3~5)。コントロールマウスには、mOVA-A11-LNPに代えて等量のPBSを投与した。腫瘍体積の測定結果を図13に示す。図中、「**」は、nrANOVAとそれに続くSNKテストによりp<0.01であったことを示す。この結果、mOVA-A11-LNP投与群においては、0.125mg mRNA/kg以上のいずれの投与量においても、腫瘍体積の減少が認められた。mOVA-A11-LNP投与群全12匹のうち、0.25mg mRNA/kg投与群全4匹のうちの1匹と、0.5mg mRNA/kg投与群全3匹のうちの1匹では、腫瘍が完全に消失していた。
まず、E.G7-OVA細胞をマウスの右脇腹に皮下移植し、3日おきに腫瘍体積を経時的に測定した。移植後7、10、及び14日目に、mOVA-A11-LNPを0.125mg mRNA/kg、0.25mg mRNA/kg、又は0.5mg mRNA/kgずつ静脈内投与した(各投与群:n=3~5)。コントロールマウスには、mOVA-A11-LNPに代えて等量のPBSを投与した。腫瘍体積の測定結果を図13に示す。図中、「**」は、nrANOVAとそれに続くSNKテストによりp<0.01であったことを示す。この結果、mOVA-A11-LNP投与群においては、0.125mg mRNA/kg以上のいずれの投与量においても、腫瘍体積の減少が認められた。mOVA-A11-LNP投与群全12匹のうち、0.25mg mRNA/kg投与群全4匹のうちの1匹と、0.5mg mRNA/kg投与群全3匹のうちの1匹では、腫瘍が完全に消失していた。
腫瘍が完全消失して寛解した2匹のマウスに対して、E.G7-OVA細胞の皮下移植から68日目に、再度E.G7-OVA細胞を皮下移植し、移植後7及び10日目に、mOVA-A11-LNPを最初と同じ投与量を投与した。コントロールのPBS投与群と、1回目の皮下移植から寛解した2匹のマウスについて、腫瘍体積の測定結果を図14に示す。この結果、E.G7-OVA細胞再移植後も、mOVA-A11-LNPにより腫瘍の生着は完全に抑制された。これは、mOVA-A11-LNPを投与されたマウスでは、mOVA-A11-LNPによって脾臓樹状細胞内で発現されたOVAによる抗原刺激を経験したメモリーT細胞が残存しており、これにより抗腫瘍活性が持続していたためと考えられた。
また、mOVA-A11-LNPの投与量依存的な抗腫瘍活性は認められなかったことから、抗腫瘍活性を評価する上で1回当たりの投与量0.125mg mRNA/kgは飽和している可能性が高いと考えられた。そこで、mOVA-A11-LNPの治療的抗腫瘍活性評価における適切な投与量の検討を行った。具体的には、E.G7-OVA細胞の皮下移植後から8日目及び11日目に、mOVA-A11-LNPを、1回当たりの投与量を、0.05mg mRNA/kg、0.015mg mRNA/kg、0.005mg mRNA/kg、又は0.0015mg mRNA/kgとして尾静脈投与した。各投与群の腫瘍体積の測定結果を図15に示す。この結果、0.015mg mRNA/kg以上の投与量の場合に、mOVA-A11-LNPは治療的抗腫瘍活性を示した。
[実施例5]
実施例1の試験区A-11の脂質ナノ粒子の有用性を検討するため、既に報告されている2つのmRNA送達システムとの遺伝子発現の比較を実施した。比較対象とした2つのmRNA送達システムのうち、1つは、メラノーマ等に対するmRNAがんワクチンとして現在第I相臨床試験が実施されているRNA-LPX(非特許文献2、3、BioNTech社製)とした。もう一つは、同じく臨床実績のあるRNA送達用脂質ナノ粒子であるOnpattro(Alnylam社製)の同等製剤であるMC3-LNPとした。MC3-LNPは、mRNA送達システムとしても一定の効率を示すことから、比較製剤としての使用例が複数報告されている(非特許文献7)。
実施例1の試験区A-11の脂質ナノ粒子の有用性を検討するため、既に報告されている2つのmRNA送達システムとの遺伝子発現の比較を実施した。比較対象とした2つのmRNA送達システムのうち、1つは、メラノーマ等に対するmRNAがんワクチンとして現在第I相臨床試験が実施されているRNA-LPX(非特許文献2、3、BioNTech社製)とした。もう一つは、同じく臨床実績のあるRNA送達用脂質ナノ粒子であるOnpattro(Alnylam社製)の同等製剤であるMC3-LNPとした。MC3-LNPは、mRNA送達システムとしても一定の効率を示すことから、比較製剤としての使用例が複数報告されている(非特許文献7)。
NLuc-mRNAを搭載したRNA-LPX(mNLuc-RNA-LPX)は、以下の通りにして調製した。
まず、総脂質濃度10mMとなるようにエタノールに溶解させたDOTMA/DOPE(1:1 モル比、総量400μL)をガラス試験管に加え、エバポレータにより溶媒を除去した。次いで、当該試験管に800μLのD-PBS(-)を加え、約2分間水和させた。その後、ボルテックスミキサーで撹拌させた後、約5分間静置した。当該試験管を、バス型ソニケーターを用いて超音波処理(約30秒間)し、調製されたリポソーム溶液をD-PBS(-)により5.92倍希釈した(総脂質濃度0.845mM)。0.2mg mRNA/mLとなるようにD-PBS(-)で希釈した溶液100μLに、リポソーム溶液100μLをボルテックスミキサーで撹拌しつつ加えた(N/P=1.3/2)。
まず、総脂質濃度10mMとなるようにエタノールに溶解させたDOTMA/DOPE(1:1 モル比、総量400μL)をガラス試験管に加え、エバポレータにより溶媒を除去した。次いで、当該試験管に800μLのD-PBS(-)を加え、約2分間水和させた。その後、ボルテックスミキサーで撹拌させた後、約5分間静置した。当該試験管を、バス型ソニケーターを用いて超音波処理(約30秒間)し、調製されたリポソーム溶液をD-PBS(-)により5.92倍希釈した(総脂質濃度0.845mM)。0.2mg mRNA/mLとなるようにD-PBS(-)で希釈した溶液100μLに、リポソーム溶液100μLをボルテックスミキサーで撹拌しつつ加えた(N/P=1.3/2)。
NLuc-mRNAを搭載したMC3-LNP(mNLuc-MC3-LNP)は、MC3/DSPC/Chol/PEG2k-DMG(50/10/40/1.5mol%)の脂質組成とし、かつ核酸含有水溶液にNaClを添加しなかった以外は、試験区A-11と同様にして調製した。
調製された各脂質ナノ粒子を、投与量を0.5mg mRNA/kgとした以外は実施例1と同様にしてマウスに尾静脈投与し、投与から24時間後に安楽死させて、肝臓、脾臓、肺、腎臓、及び鼠径部リンパ節を回収し、Nluc発現量を測定した。測定結果を図16に示す。この結果、mNLuc-MC3-LNPは、肝臓、脾臓、鼠径部リンパ節、腎臓、肺の順で高い遺伝子発現を示し、脾臓と比較して肝臓において約16倍の遺伝子発現を示した。mNLuc-MC3-LNPは肝実質細胞へ効率的に核酸送達可能な製剤であることから、妥当な結果であった。mNLuc-RNA-LPXは、脾臓、鼠径部リンパ節、肺、肝臓、腎臓の順で高い遺伝子発現を示し、鼠径部リンパ節と比較して脾臓において約270倍の遺伝子発現を示した。RNA-LPXは遺伝子発現の脾臓選択性が非常に高い製剤であることから、妥当な結果であった。これに対して、A-11の脂質ナノ粒子は、mNLuc-MC3-LNP及びmNLuc-RNA-LPXと比較して、脾臓において約13倍及び約5倍の遺伝子発現を示し、鼠径部リンパ節において約5倍及び約100倍の遺伝子発現を示した。これらの結果から、A-11の脂質ナノ粒子が、臨床実績のある両製剤よりも、リンパ組織において効率的な遺伝子発現キャリアであることが示された。
次いで、各脂質ナノ粒子の脾臓樹状細胞への遺伝子発現効率を比較した。
まず、蛍光タンパク質EGFP遺伝子を含むpDNAを鋳型として、NLuc-mRNAと同様にしてin vitro転写により、5’末端のキャップ構造と3’末端のポリAが付加されたOVAをコードするmRNA(EGFP-mRNA)を調製した。NLuc-mRNAに代えてEGFP-mRNAを搭載する以外は試験区A-11と同様にして、EGFP-mRNAを搭載した脂質ナノ粒子(mEGFP-A11-LNP)を調製した。
また、NLuc-mRNAに代えてEGFP-mRNAを搭載する以外は、mNLuc-RNA-LPXの調製と同様にして、EGFP-mRNAを搭載したRNA-LPX(mEGFP-RNA-LPX)を調製し、mNLuc-MC3-LNPの調製と同様にして、EGFP-mRNAを搭載したMC3-LNP(mEGFP-MC3-LNP)を調製した。
まず、蛍光タンパク質EGFP遺伝子を含むpDNAを鋳型として、NLuc-mRNAと同様にしてin vitro転写により、5’末端のキャップ構造と3’末端のポリAが付加されたOVAをコードするmRNA(EGFP-mRNA)を調製した。NLuc-mRNAに代えてEGFP-mRNAを搭載する以外は試験区A-11と同様にして、EGFP-mRNAを搭載した脂質ナノ粒子(mEGFP-A11-LNP)を調製した。
また、NLuc-mRNAに代えてEGFP-mRNAを搭載する以外は、mNLuc-RNA-LPXの調製と同様にして、EGFP-mRNAを搭載したRNA-LPX(mEGFP-RNA-LPX)を調製し、mNLuc-MC3-LNPの調製と同様にして、EGFP-mRNAを搭載したMC3-LNP(mEGFP-MC3-LNP)を調製した。
調製された各脂質ナノ粒子を、投与量を0.5mg mRNA/kgとした以外は実施例1と同様にしてマウスに尾静脈投与し、投与から24時間後に安楽死させて、脾臓を回収し、FACSで脾臓樹状細胞を分取した。脾臓樹状細胞全体に対する、EGFP陽性細胞の割合(%)を図17(A)に、脾臓樹状細胞のEGFP平均蛍光強度の測定結果を図17(B)に、それぞれ示す。この結果、mEGFP-A11-LNP投与群のEGFP陽性細胞の割合は約9%であり、mEGFP-MC3-LNP投与群及びmEGFP-RNA-LPX投与群と比較して、約5倍及び約10倍であった。
また同時に、実施例1と同様にして、脾臓樹状細胞の成熟化マーカーであるI-A/I-Eの発現量を測定した。測定結果を図17(C)に示す。この結果、mEGFP-A11-LNP投与群が有意に高いI-A/I-E発現量を示した。以上の結果より、mEGFP-A11-LNPは、臨床実績のある両製剤と比較して、樹状細胞において高い遺伝子発現示すと同時に、樹状細胞の成熟化を効率的に誘導可能であることが示された。
[実施例6]
実施例4で調製したmOVA-A11-LNPと、RNA-LPX及びMC3-LNPの抗腫瘍活性を比較した。
実施例4で調製したmOVA-A11-LNPと、RNA-LPX及びMC3-LNPの抗腫瘍活性を比較した。
NLuc-mRNAに代えて、実施例4で使用したOVA-mRNAを搭載する以外は、mNLuc-RNA-LPXの調製と同様にして、OVA-mRNAを搭載したRNA-LPX(mOVA-RNA-LPX)を調製した。
同様に、NLuc-mRNAに代えてOVA-mRNAを搭載する以外はmNLuc-MC3-LNPの調製と同様にして、OVA-mRNAを搭載したMC3-LNP(mOVA-MC3-LNP)を調製した。
同様に、NLuc-mRNAに代えてOVA-mRNAを搭載する以外はmNLuc-MC3-LNPの調製と同様にして、OVA-mRNAを搭載したMC3-LNP(mOVA-MC3-LNP)を調製した。
また、NLuc-mRNAに代えてOVA-mRNAを搭載する以外は実施例2の試験区B-8と同様にして、OVA-mRNAを搭載した脂質ナノ粒子(mOVA-B8-LNP)も調製した。実施例2において、試験区B-8の脂質ナノ粒子のNluc発現量は、試験区A-11の脂質ナノ粒子と比較して、脾臓全体では同等であるが、脾臓樹状細胞においては低かった。
E.G7-OVA細胞を皮下移植した担がんマウスを用いて、mOVA-A11-LNP、mEGFP-A11-LNP、mOVA-B8-LNP、mOVA-RNA-LPX、及びmOVA-MC3-LNPの治療的抗腫瘍活性を評価した。
具体的には、E.G7-OVA細胞をマウスの右脇腹に皮下移植し、3日おきに腫瘍体積を経時的に測定した。移植後7及び10日目に、脂質ナノ粒子を0.03mg mRNA/kg静脈内投与した(各投与群:n=5)。コントロールマウスには、脂質ナノ粒子に代えて等量のPBSを投与した。腫瘍体積の測定結果を図18に示す。この結果、mOVA-A11-LNP投与群のみ、治療期間中の腫瘍体積の減少が認められた。mOVA-RNA-LPX投与群及びmOVA-MC3-LNP投与群では腫瘍体積の減少は認められなかったため、両製剤と比較してmOVA-A11-LNPは優れた治療的抗腫瘍活性を示すことが明らかとなった。さらに、mOVA-B8-LNP投与群においても腫瘍体積の減少は認められなかったことから、抗腫瘍活性を示す上で脾臓全体の遺伝子発現ではなく、免疫細胞レベルでの遺伝子発現が重要な指標となる可能性が示された。
具体的には、E.G7-OVA細胞をマウスの右脇腹に皮下移植し、3日おきに腫瘍体積を経時的に測定した。移植後7及び10日目に、脂質ナノ粒子を0.03mg mRNA/kg静脈内投与した(各投与群:n=5)。コントロールマウスには、脂質ナノ粒子に代えて等量のPBSを投与した。腫瘍体積の測定結果を図18に示す。この結果、mOVA-A11-LNP投与群のみ、治療期間中の腫瘍体積の減少が認められた。mOVA-RNA-LPX投与群及びmOVA-MC3-LNP投与群では腫瘍体積の減少は認められなかったため、両製剤と比較してmOVA-A11-LNPは優れた治療的抗腫瘍活性を示すことが明らかとなった。さらに、mOVA-B8-LNP投与群においても腫瘍体積の減少は認められなかったことから、抗腫瘍活性を示す上で脾臓全体の遺伝子発現ではなく、免疫細胞レベルでの遺伝子発現が重要な指標となる可能性が示された。
10…第1導入路、20…第2導入路、30 希釈流路、31…合流点、40…構造子、50…屈曲した流路部位。
Claims (16)
- pH感受性カチオン性脂質とポリアルキレングリコール修飾脂質とを含有しており、
脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対する、前記pH感受性カチオン性脂質の含有量の割合が40~70モル%であり、
脂質ナノ粒子を構成する全脂質量に対する、前記ポリアルキレングリコール修飾脂質の含有量の割合が0.5~1.75モル%であり、
個数平均粒子径が150nm以上である、脂質ナノ粒子。 - 個数平均粒子径が、600nm以下である、請求項1に記載の脂質ナノ粒子。
- 前記pH感受性カチオン性脂質が、下記一般式(I-1)
で表される、請求項1又は2に記載の脂質ナノ粒子。 - さらに、ステロール及びリン脂質からなる群より選択される1種以上を含有している、請求項1~3のいずれか一項に記載の脂質ナノ粒子。
- 核酸を含有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の脂質ナノ粒子。
- 前記核酸が、siRNAである、請求項5に記載の脂質ナノ粒子。
- 前記核酸が、mRNA又はプラスミドDNAである、請求項5に記載の脂質ナノ粒子。
- 前記核酸が、脾臓樹状細胞内で発現させる遺伝子である、請求項5~7のいずれか一項に記載の脂質ナノ粒子。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の脂質ナノ粒子を有効成分とする、医薬用組成物。
- がんワクチン療法に用いられる、請求項9に記載の医薬用組成物。
- 免疫賦活化のために用いられる、請求項9に記載の医薬用組成物。
- 請求項5~8のいずれか一項に記載の脂質ナノ粒子であって、脾臓樹状細胞内で発現させる目的の外来遺伝子を封入した脂質ナノ粒子を、被験動物(但し、ヒトを除く)へ投与し、前記被験動物の脾臓樹状細胞内で前記外来遺伝子を発現させる、外来遺伝子の発現方法。
- 請求項5~8のいずれか一項に記載の脂質ナノ粒子を、流路構造体を用いて製造する方法であって、
前記脂質ナノ粒子を構成する全脂質成分をエタノールに溶解させた脂質溶液と、前記核酸を含有する水溶液とから、前記流路構造体中で脂質ナノ粒子を形成させる形成工程と、
前記形成工程で得られた脂質ナノ粒子を含む溶液を、pH6.8~7.6の緩衝液中で透析する透析工程と、
を有し、
前記流路構造体が、互いに独立した、第1の流動体を導入する第1導入路と、第2の流動体を導入する第2導入路とが、それぞれ一定長を有して合流して1つの希釈流路を形成しており、
前記希釈流路は、少なくともその一部において二次元的に屈曲した流路部位を有し、
当該屈曲した流路部位は、これより上流の希釈流路の軸線方向ないしその延長方向をX方向と、このX方向と垂直に交差する希釈流路の幅方向をY方向とし、これより上流の希釈流路の流路幅をy0とした場合に、Y方向において対向する希釈流路の両側壁面より交互に、流路中心側に向かって、略Y方向(略+Y方向、略-Y方向)に、1/2y0以上1y0未満の一定高さh1、h2...を有し、かつX方向に一定幅x1、x2...を有して突出し、希釈流路の流路幅を規制する構造子が、一定間隔d1、d2...をもって少なくとも2つ以上設けられていることで形成されており、
前記第1導入路より前記脂質溶液を、前記第2導入路より前記核酸を含有する水溶液を、それぞれ導入し、
前記核酸を含有する水溶液が、塩化ナトリウム濃度が280mM以上であり、かつ酸性である、脂質ナノ粒子の製造方法。 - 前記核酸を含有する水溶液の塩化ナトリウム濃度が、500mM以下である、請求項13に記載の脂質ナノ粒子の製造方法。
- 請求項13又は14に記載の脂質ナノ粒子の製造方法に使用するキットであって、
脂質ナノ粒子を構成する全脂質成分を含有する脂質組成物の乾燥物、及び
塩化ナトリウムを含有し、水に溶解して塩化ナトリウム濃度が280mM以上の水溶液を調製するための乾燥物
を備える、脂質ナノ粒子製造用キット。 - さらに、エタノール、リン酸生理食塩水、及び核酸からなる群より選択される1種以上を含有する、請求項15に記載の脂質ナノ粒子製造用キット。
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