JP4641721B2 - 生物活性物質を担持するためのもしくは担持した微小粒子を含む組成物、ならびにそれらの調製方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は生物活性物質を担持するためのもしくは担持した有機−無機ハイブリッド粒子を含んでなる組成物、ならびにそれらの調製方法に関する。該生物活性物質は、好ましくは高分子多価陰イオン荷電性化合物（例、ポリ−もしくはオリゴヌクレオチド、ポリ−もしくはオリゴペプチドなど）であることができる。
【０００２】
【背景技術】
カルシウム水溶液とリン酸水溶液を、過飽和状態になるように混合したときに形成されるリン酸カルシウム（ヒドロキシアパタイト）の結晶は、ＤＮＡと結合する性質がある。この性質を利用し、リン酸カルシウムとＤＮＡを共沈殿させる方法は、細胞内にＤＮＡを導入する方法として広く利用されてきた。この方法の問題としては、至適条件の範囲が非常に狭く扱いが難しい、再現性が得にくい、などがある。特に、リン酸カルシウムの結晶の成長は非常に速く、巨大な結晶を形成してしまうため、カルシウム溶液とリン酸溶液を混合後、素早く細胞に作用させないと、ＤＮＡ導入の効率が低下することが指摘されていた。また、ヒドロキシアパタイトはＤＮＡ等のポリヌクレオチド、その他のペプチドもしくはポリ−ペプチド系の生物活性物質の吸着用基体（例えば、クロマトグラフィーの担体）としても用いられている。
【０００３】
上述のＤＮＡ（または遺伝子）の細胞への導入方法では、リン酸カルシウムの結晶の成長及びその粒径をコントロールする方法の開発が、ＤＮＡの導入効率上昇、再現性、保存安定性に対して重要であると考えられる。また、上記のＤＮＡに限定されることなく、かような結晶に担持または吸着される物質を広く、各種の生物活性物質とすることができ、しかも、形成される粒径をコントロールすることができれば、薬物等を担持するのに広範に使用できる担体系または薬物のデリバリー系を提供する上でも重要であると考えられる。したがって、本発明の目的は、ＤＮＡの細胞への導入効率を高めるだけでなく、広く、コントロールされた粒径を有し、安定に生物活性物質を担持し、標的細胞または所望の組織もしくは局所に生物活性物質を都合よくデリバリーすることのできる粒子を形成するのに有用な組成物を提供することにある。
【０００４】
【発明の開示】
本発明者らは、カルシウムイオンとリン酸イオンを含む水溶液におけるリン酸カルシウム（主としてヒドロキシアパタイト）の結晶の成長および粒径を制御すべく研究してきた。その結果、親水性で非イオン性であるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）セグメントとカルボキシル基に由来するポリアニオン性セグメントを含んでなる特定のブロック共重合体の存在する水溶液において、ＤＮＡまたはその他の生物活性物質の共存下でカルシウムイオンとリン酸イオンとを反応させると、ＤＮＡまたはその他の生物活性物質が取り込まれたかまたは共存するリン酸カルシウム粒子を粒径をコントロールしながら形成しうることを見出した。その上、かかる粒子の粒径は、必要によりサブミクロンオーダー（数１００ｎｍ）以下にも制御できるとともに、かような粒子を含有する水性分散系は、周囲条件下では沈殿を生ずることなく、安定に貯蔵できることが確認された。また、このような水性分散系は乾燥型の（特に、凍結乾燥された）組成物とし、その後、同様な水性分散系に再構成しうることも見出された。
【０００５】
したがって、本発明によれば、一般式（Ｉ）
ＰＥＧ−block−ポリ（carbo） （Ｉ）
（式中、ＰＥＧはポリエチレングリコールセグメントを示し、そして carbo は側鎖にカルボキシラートイオンを有する繰り返し単位を示す）
で表されるブロック共重合体、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）およびリン酸イオン（ＰＯ４ ３−）を必須成分として含んでなる生物活性物質を担持することのできる有機−無機ハイブリッド型粒子を形成するための水性組成物が提供される。
【０００６】
また、別の態様の本発明として、一般式（Ｉ）
ＰＥＧ−block−ポリ（carbo） （Ｉ）
（式中、ＰＥＧはポリエチレングリコールセグメントを示し、そして carbo は側鎖にカルボキシラートイオンを有する繰り返し単位を示す）
で表されるブロック共重合体、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、リン酸イオン（ＰＯ４ ３−）および任意の成分としての生物活性物質から生成される該生物活性物質を担持する有機−無機ハイブリッド型粒子を含んでなり、該粒子の平均粒子径が５０〜６００ｎｍである組成物が提供される。
【０００７】
さらにまた、かような生物活性物質を担持する有機−無機ハイブリッド型粒子を形成するための水性分散組成物および生物活性物質を担持する該粒子を含んでなる組成物の調製方法、ならびに、該組成物を培養細胞の共存下でインキュベートするか、動物の適当な部位に注入する段階を含んでなる、該生物活性物質、特に、ポリ−もしくはオリゴヌクレオチドを細胞内に導入する方法も提供される。
【０００８】
なお、従来、ＣａＣｌ２を添加後の修飾されたＰＥＯ−block−ＰＭＡＡ（ＰＥＯは、ポリエチレンオキシドまたはポリエチレングリコールセグメントであり、ＰＭＡＡはポリメタクリル酸セグメントであり、ＰＭＡＡのうち、３個がＣ１２−アルカンにより修飾されている）の凝集溶液にリン酸イオンを加えると、ニューロン様の構造をもつヒドロキシアパタイト／ＰＥＧ−block−ＰＭＡＡ−Ｃ１２のハイブリッド型の構造物が得られることが知られている（Ｈｅｂｎｕｒ Ｃｏｅｌｆｅｒ，Ｍａｃｒｏｍｏｌ． Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ．２００１，２２，２１９−２５２）。
【０００９】
本願発明によれば、生物活性物質がさらに担持されるか、不存在であるかにかかわらず実質的に球形の粒子が提供され、これらの粒子はエンドサイト−シスにより細胞内へ効率よく取り込まれるのに適する粒径を有し、かつ粒径の分布の狭い均一な粒子を形成することのできる手段が提供される。生物活性物質が不存在の粒子は、微細な粒子からなる新たな形態のヒドロキシアパタイト材料として有用であろう。また、生物活性物質を担持する粒子を含む系は、生物活性物質の標的へのデリバリーや該物質の有用性の範囲の拡大をもたらすであろう。
＜発明を実施するための最良の形態＞
本発明によれば、共通して、リン酸カルシウム（ヒドロキシアパタイト）を生成する系において、一般式（Ｉ）
ＰＥＧ−block−ポリ（carbo） （Ｉ）
（式中、ＰＥＧはポリエチレングリコールセグメントを示し、そして carbo は側鎖にカルボキシラートイオンを有する繰り返し単位を示す）
で表されるブロック共重合体を使用することに特徴がある。
【００１０】
上記のごとく、本明細書において「リン酸カルシウム」または「ヒドロキシアパタイト」という場合は、主としてリン酸カルシウム（Ｃａ３(ＰＯ４)２）およびヒドロキシアパタイト（Ｃａ１０(ＯＨ)２)(ＰＯ４)６を含むカルシウム陽イオン（Ｃａ２＋）とリン酸陰イオン（ＰＯ４ ３−）とから水溶液中で形成される塩の混合物を意味する。好ましくは、ヒドロキシアパタイト型の塩が５０重量％以上含まれていることを企図している。
【００１１】
前記ブロック共重合体における一方のセグメントであるポリ（carbo）は、側鎖にカルボキシラートイオン（ＣＯＯ−）を有する繰り返し単位からなるポリマーセグメントを表し、本発明の目的に沿う限り、このような繰り返し単位を提供する出発原料の種類を問わない。しかし、側鎖にカルボキシラートイオン（ＣＯＯ − ）を有する繰り返し単位は、好ましくは、アスパラギン酸、グルタミン酸、メタクリル酸、アクリル酸およびＮ−アセチルヒアロビウロン酸（ヒアルロン酸の繰り返し単位）からなる群より選ばれる１種以上のカルボキシル基を含有する化合物に由来するものを挙げることができる。かようなポリ（carbo）は、前記ブロック共重合体の製造方法に応じて、一定のカルボキシル基がエステル（例えば、炭素原子６個までの低級アルキル、またはベンジルエステル）の形態にあることができる。かようなエステルの形態の残基は、本発明に従って、リン酸カルシウム（またはヒドロキシアパタイト）への該ブロック共重合体の取り込みまたは吸着が阻害されない限り、５０％程度まで含まれていてもよいが、好ましくは１０％未満、特に好ましくは０％である。
【００１２】
本発明で用いるのに特に好ましい、ブロック共重合体としては、下記の一般式（ＩＩ−ａ）、（ＩＩ−ｂ）、（ＩＩＩ−ａ）および（ＩＩＩ−ｂ）のいずれか一つの式によって表されるものを挙げることができる。
【００１３】
【化５】
Figure 0004641721
【００１４】
各式中、各記号はそれぞれ独立した意味を有し、そして
Ａは水素原子または置換もしくは未置換の炭素原子１２個までのアルキル基を表し、
Ｌは単結合、ＮＨ、ＣＯまたはＸ(ＣＨ２)ｐＹであって、ここでＸはＯＣＯ、ＯＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＮＨＣＯＯ、ＮＨＣＯＮＨ、ＣＯＮＨもしくはＣＯＯを表し、ＹはＮＨもしくはＣＯを表し、ｐは１〜６の整数を表し、
Ｔは水素原子、ヒドロキシル基または−ＺＲであって、ここでＺは単結合、ＣＯ、ＯもしくはＮＨを表し、Ｒは置換もしくは未置換の炭素原子１２個までの炭化水素基を表し、
ｍは４〜２５００の整数であり、そして
ｘ＋ｙまたはｚは５〜３００の整数であるが、但し、存在するカルボキシラートイオンは５０％までカルボキシエステル残基を形成することができる。また、上記式（ＩＩ−ａ）および（ＩＩ−ｂ）中のα−アスパラギン酸単位とβ−アスパラギン酸単位との間の「・」は、これらの単位がランダムに存在することを意味する。
【００１５】
なお上式中のｍが１２〜２５００の整数であり、そしてｚ＋ｙまたはｚが５〜５０の整数であるブロック共重合体がさらに好ましく使用できる。
【００１６】
上式中の各基または各部分の定義は、より具体的には、次のごとき意味を有する。「炭素原子１２個（以下、Ｃ１２のように略記する場合あり。このような記載様式は、他の炭素原子を有する基を表示する場合にも同様に用いられる。）までのアルキル基」とは、直鎖もしくは分岐鎖であってもよいアルキル基であって、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシルおよびｎ−もしくはｉｓｏ−ドデシルを表す。このようなアルキル基の置換基としては、本発明の目的に沿う限り、どのような基であってもよいが、好ましくは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、式 Ｒ１Ｒ２ＣＨ− （ここで、Ｒ１およびＲ２は独立して、Ｃ１−１０アルキルオキシ、アリールオキシもしくはアリール−Ｃ１−３アルキルオキシを表すか、一緒になってＣ１−６アルキルで置換されていてもよいエチレンジオキシ（−Ｏ−ＣＨ(Ｒ')−ＣＨ−Ｏ−、ここで、Ｒ′は水素原子またはＣ１−６アルキル基である）を表わす）の基、式 Ｒ１′Ｒ２′ＮＣＨ２−（ここで、Ｒ１′およびＲ２′は独立して、有機シリル型のアミノ保護基、例えばトリアルキルシリル基またはＲ１′およびＲ２′はそれらが結合する窒素原子と一緒になって、４〜７員環のジシラ−アザシクロヘテロ環式環を形成しうる原子団である）の基を挙げることができる。例えば、式 Ｒ１Ｒ２ＣＨ− の基は、所謂、アセタールもしくはケタール部分を示し、緩和な加水分解によって、容易にＯＣＨ−（アルデヒド基）に転化できる。他方、式 Ｒ１′Ｒ２′ＮＣＨ２− の基は、例えば、テトラアルキルアンモニウムフロリドを含む溶液中で容易にＨ２Ｎ−に転化できる。したがって、このような置換基を有する一般式（Ｉ）、（ＩＩ−ａ）、（ＩＩ−ｂ）、（ＩＩＩ−ａ）または（ＩＩＩ−ｂ）で表されるブロック共重合体は、それらを用いて、本発明に従う有機−無機ハイブリッド型粒子を形成した後、それらをアルデヒド基またはアミノ基に転化し、こうして得られた官能基を介して、例えば、抗体等の特異的な結合性を示すポリペプチドを該粒子に共有結合するのに好都合である。こうして該粒子は標的指向性を付与することもできる。このような置換基を有するＰＥＧセグメントの取得方法の既知であり、例えば、Ｒ１Ｒ２ＣＨ−基の場合は、ＷＯ９６／３３２３３（または対応するＵＳ−Ａ−５，９２５，７２０）を参照することができる。
【００１７】
また、上記のブロック共重合体には、それ自体公知のものから選ぶことができるが、例えば、特開平６−１０７５６５号公報に記載される方法に従って、初ず、ポリエチレングリコールセグメントを生成し、次いでポリ（アミノ酸）セグメントを生成するか、あるいはＷＯ９７／０６２０２に記載される方法に従って、初ず、ポリエチレングリコールセグメントを生成し、次いでポリ（（メタ）アクリル酸）セグメントを生成することにより、製造できる。これらの製造方法によって得られるものに上記共重合体が限定されるものでなく、別法として、予じめ、独立して両セグメントを構成するポリマーを製造しておき、それらを適当な方法で連結して得ることのできる共重合体も本発明で使用できる。
【００１８】
こうして取得されるブロック共重合体は、
上式（ＩＩ−ａ）、（ＩＩ−ｂ）、（ＩＩＩ−ａ）および（ＩＩＩ−ｂ）におけるＴまたはそれに相当する末端基は、通常、水素原子またはヒドロキシル基であるが、これらの末端基にそれ自体既知の方法で−ＺＲ基を導入することができる。このようなＲとしては、限定されるものでないが、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨ２、
−Ｃ(ＣＨ３)＝ＣＨ２、
【００１９】
【化６】
Figure 0004641721
【００２０】
等の炭化水素基を挙げることができる。このような基の導入方法も、上記のＵＳ−Ａ−５，９２５，７２０に記載の方法に従って実施できる。
【００２１】
本発明に従い、有機−無機ハイブリッド型粒子に担持（もしくは内包）することを予定するか、または担持（もしくは内包）させた生物活性物質は、ブロック共重合体とカルシウムイオンまたはヒドロキシアパタイトとが形成する架橋マトリックス中に封入ないしは吸着されうる有機化合物であれば、いかなる生物活性物質であってもよい。しかし、好ましくは、ポリ−もしくはオリゴヌクレオチド（ＤＮＡもしくはＲＮＡまたはそのペプチド誘導体等も包含する概念で使用している）およびポリ−もしくはオリゴペプチドまたはその誘導体からなる群より選ばれるいずれの生物活性物質であってもよい。このようなＤＮＡとしては、それ自体既知のがん抑制遺伝子その他、生体の恒常性を維持するのに必要な遺伝子、その他の特定遺伝子のアンチセンス等であることができる。本発明に従えば、これらの遺伝子を効率よく標的細胞に導入することができる。また、このような遺伝子を担持する有機−無機ハイブリッド型粒子と組み合わせて、または独立して使用するために、生物活性物質として、細胞の分化促進や増殖抑制、アポト−シスを誘導することが知られている増殖因子であるポリペプチド（単純もしくは糖鎖を有するタンパク質）を、該粒子に担持させる生物活性物質として選ぶこともできる。これらの生物活性物質としては、例えば、ＴＧＦ−β１、ＴＧＦ−β２、ＴＧＦ−α、結合組織活性化ペプチド、腫瘍壊死因子、インシスリン様増殖因子、インターロイキン、コロニー刺激因子、神経増殖因子を挙げることができる。
【００２２】
これらの増殖因子の中には、創傷治癒に有効なものがあり、それらを担持する本発明の有機−無機ハイブリッド型粒子は、それらを創傷部位に適用し、創傷治癒を促進するのに用いることもできる。さらに創傷治癒に関連して、または無関係に、血液凝固因子、例えば、トロンビン等を生物活性物質として該粒子に担持させると、カルシウムイオンと協同して、または協同することなく、止血を促進するのに用いることもできる。このようなトロンビンを担持（または内包）する粒子は乾燥状態もしくは濃厚懸濁液状態で創傷部に施用すると、出血してくる血液中に存在するフィブリノーゲンに働いてフィブリンを生成し、所謂、その場（in situe）での止血をもたらすであろう。したがって、このような粒子を含む組成物は止血用組成物として有用である。
【００２３】
その他の生物活性物質として、該粒子に担持することができる限り、抗ウイルス剤、抗菌剤、抗ヒスタミン剤、抗腫瘍剤、骨誘導剤、等を、本発明に従って、該粒子に担持してもよい。
【００２４】
本発明によれば、かようなブロック共重合体、ならびにカルシウムイオンおよびリン酸イオンを必須の成分として含んでなる上記の生物活性物質を担持することのできる有機−無機ハイブリッド型粒子を形成するための水性分散組成物が提供される。ここにいう「水性分散組成物」または後述する「水性分散体」とは、水を主たる溶媒とし、場合によって、水と混和性の有機溶媒（例えば、メタノール、エタノール、アセトン等）を本発明の目的を達成する上で悪影響を及ぼさない範囲内で少量含んでもよい溶媒系からなる溶液、分散液、懸濁液を意味する。これらの液には、ｐＨを６.８〜７.８に調節することのできる緩衝剤が含まれていることが好ましい。これらの液に含まれるカルシウムイオンおよびリン酸イオンは、それぞれ相当する水溶性の塩に由来するものであることができ、典型的には、前者は塩化カルシウムから、そして後者はリン酸水素二ナトリウムから誘導される。
【００２５】
カルシウムイオンとリン酸イオンの含有割合は、本発明においては、かなり重要であり、両者が反応してヒドロキシアパタイト（Ｃａ１０(ＯＨ)２(ＰＯ４)６）を生成するのに必要な当量より、過剰な量でカルシウムイオンが存在することが必要である。具体的には、Ｃａ２＋対 ＰＯ４ ３−は、モル濃度で、５０〜２００対１であることができる。このような割合でカルシウムイオンとリン酸イオンが存在すると、前記ブロック共重合体が都合よくリン酸カルシウム（ヒドロキシアパタイト）と相互作用し、結合もしくは架橋または吸着される。
【００２６】
さらに、前記水性組成物中において、Ｃａ２＋は、限定されるものでないが、６０ｍＭ〜３００ｍＭで、そしてＰＯ４ ３−は、限定されるものでないが、０.４ｍＭ〜１０ｍＭで存在できる。またこのような割合は、本発明に従う、前記水性組成物に生物活性物質を含め、かような生物活性物質を担持もしくは内包する有機−無機ハイブリッド型粒子を含んでなる水性分散体を提供するにも好適である。具体的には、ブロック共重合体および前記生物活性物質とが適度にリン酸カルシウム（ヒドロキシアパタイト）と相互作用し、結合もしくは吸着される。なお、例えば、本発明にいう、「生物活性物質を担持する・・・粒子」とは、生物活性物質の一部もしくは全部が粒子の内部に内包されているか、または一部もしくは全部が粒子表面の存在している状態の粒子を意味する。
【００２７】
他方、前記水性組成物中で、ブロック共重合体は、限定されるものでないが、１０μｇ〜５００μｇ／ｍｌで存在することができる。前記水性組成物中の上述のＣａ２＋および ＰＯ４ ３−の濃度と、直前に記載したブロック共重合体の濃度は、該水性組成物中で形成される有機−無機ハイブリッド型粒子（生物活性物質不含）または、水性分散体における有機−無機ハイブリッド型粒子（生物活性物質含有）を水性液中で一般的に安定に分散させておくのに好都合である。しかし、上述の濃度を超える濃度で各成分を用いても、本発明の目的に沿う水性組成物または水性分散体を提供できる。また、このような水性分散体は、常法により、特に、凍結乾燥法により乾燥形態にすることができる。このような乾燥形態の組成物は水性媒体で、再度、安定な水分散体に構成することもできる。また、乾燥形態のまま、必要により他の結合剤等を用いて、他の形態の製剤に調製することもできる。
【００２８】
なお、上記の有機−無機ハイブリッド型粒子（生物活性物質を不含）は、均一な粒径の微小または微細なサブミクロンオーダーのヒドロキシアパタイトを形成するのに用いることができる。このような粒子は、必要により過剰なＣａ２＋などを透析除去した後、例えば、凍結乾燥することにより得ることができる。
【００２９】
すでに、部分的には上記で言及してきた本発明に従う水性分散体は、上述の水性組成物に生物活性物質を共存させることにより調製できる。より具体的には、限定されるものでないが、（Ａ）カルシウムイオンならびに必要により生物活性物質および緩衝剤を含む第一の水溶液を調製し、独立して、（Ｂ） 一般的（Ｉ）
ＰＥＧ−block−ポリ（carbo） （Ｉ）
（式中、ＰＥＧはポリエチレングリコールセグメントを示し、そして carbo は側鎖にカルボキシラートイオンを有する繰り返し単位を示す）
で表される構造を含んでなるブロック共重合体、リン酸イオンおよび必要により緩衝剤を含む第二の水溶液を調製し、そして
（Ｃ） 前記第一の水溶液と第二の水溶液を、ヒドロキシアパタイトが生成するのに十分な条件下で混合することにより調製できる。なお、第二の水溶液には塩化ナトリウムなどの塩を含めることができ、使用する場合の緩衝剤は、最終分散液のｐＨを６.８〜７.８に調節することができるように選ぶのがよい。
【００３０】
かような調製方法に限定されるものでないが、本発明に従う、水性分散体に含まれる粒子は、上述したブロック共重合体、カルシウムイオン、リン酸イオンおよび任意成分としての生物活性物質から生成される該生物活性物質を担持する粒子であって、平均粒子径が５０〜６００ｎｍである。本発明の上記調製方法によれば、例えば、ブロック共重合体濃度を選ぶことにより、粒子径が５０〜６００ｎｍのいずれかの大きさをもち、多分散度が０.１以下の極めて均一の粒子を含んでなる水性分散体を提供できる。勿論、必要があれば、調製時間を延長することにより６００ｎｍを越え数μｍオーダーの粒子を形成することもできる。これらの水性分散体は、周囲条件下（例えば、室温など）において、数日間〜１ケ月間実質的に沈殿もしくは相分離を起こすことなく貯蔵できるので、そのまま、必要により、余剰のイオン低分子化合物などを透析もしくは限外濾過することにより除去し、注射用組成物として用いることも可能である。
【００３１】
かような粒子中に担持させることのできる生物活性物質は、上述したが、概括的には、動物（特に、ヒト）の生体内で何等かの有用な活性を示すことができる化合物であって、外来の活性ペプチドをコードするポリヌクレオチド（ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどを含む）や、特定の遺伝子の発現を助長もしくは制御するような機能をコードするポリヌクレオチド、さらにはアンチセンスＤＮＡ、リボザイムなどのポリヌクレオチドならびにポリペプチド（タンパク質、目的に沿う限りオリゴペプチドを含む）であることができる。本発明の作用上、これらのペプチド類は多価カルボキシル基を含むことが好ましい。
【００３２】
限定されるものでないが、本発明に従う有機−無機ハイブリッド型粒子は、それらの粒子の総重量当たり、典型的には、
ブロック共重合体を３０〜７０重量％、
ヒドロキシアパタイトを２５〜６５重量％、および
生物活性物質を０．１（好ましくは１）〜１５重量％
を含んでなる。
【００３３】
また本発明に従う、上記水性分散体の調製方法は、培養細胞の存在下で特定の態様で実施することにより、例えば、
（Ａ） 一般式（Ｉ）
ＰＥＧ−block−ポリ（carbo） （Ｉ）
（式中、ＰＥＧはポリエチレングリコールセグメントを示し、そして carbo は側鎖にカルボキシラートイオンを有する繰り返し単位を示す）
で表される構造を含んでなるブロック共重合体、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、リン酸イオン（ＰＯ４ ３−）およびを生物活性物質から生成される該生物活性物質を担持する有機−無機ハイブリッド型粒子を含んでなり、かつ、該粒子の平均粒子径が５０〜６００ｎｍであり、該生物活性物質がポリ−もしくはオリゴヌクレオチドおよびポリ−もしくはオリゴペプチドからなる群より選ばれる水性分散体を、動物細胞の培養物中に添加し、そして
（Ｂ）（Ａ）で調製された培養物をインキュベーションすることを特徴とする動物細胞内へのポリヌクレオチドの導入方法として提供できる。
【００３４】
かような方法によれば、前記粒子の形成の際にブロック共重合体濃度を低くすることにより、生理条件下で粒子が徐々に溶解し、一方、ブロック共重合体濃度を高めることにより、生理条件下で粒子を安定に保持することができ、標的部位での生物活性物質の放出時間を制御することも可能である。また、生物活性物質としての、例えばＤＮＡは、前記有機−無機ハイブリッド型粒子として細胞内に取り込まれるが、細胞内のヌクレアーゼなどによる分解を回避して、細胞内の核に送達することもできる。このような細胞内へのＤＮＡの取り込み効率の高さは、本発明の組成物を生体の適当な部位に注入した場合、すなわち、in vivoの系でも達成できる。
【００３５】
以上に示してきたとおり、本発明によれば、生物活性物質の担体となりうる有機−無機ハイブリッド型粒子を含む水性分散体または乾燥形態の組成物として提供でき、またはその提供に用いるための水性組成物、ならびにこれらの調製方法が提供できる。
【００３６】
以下、説明を簡略化するために特定の態様の本発明を例示しつつ、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明をこれらに限定することを意図するものではない。
＜例１＞ ブロック共重合体の作用・効果の確認実験
この実験は、リン酸カルシウム（以下、ＣａＰと略記する）の沈殿形成の阻害またはある一定以下の粒径の粒子のコントロールされた生成に、特定のブロック共重合体が有効であることを示すものである。
＜実験方法＞
（１）以下の水溶液を調製した。
【００３７】
溶液Ａ：ＤＮＡ（１６ｍｅｒ：７０μｇ／ｍＬ）
１／１０ ＴＥ緩衝剤（ｐＨ７.６）
Ｃａ２＋ ２５０ｍＭ（ＣａＣｌ２を用いる）
溶液Ｂ：ＰＯ４ ３− １.５ｍＭ（Ｎａ２ＨＰＯ４を用いる）
Ｈｅｐｅｓ緩衝剤５０ｍＭ（ｐＨ７.０５）
ＮａＣｌ １４０ｍＭ
ポリ（アスパラギン酸）ホモポリマー（以下、ＰＡＡと略記する）
もしくはＰＥＧ−block−ポリ（アスパラギン酸)（以下、ＰＥＧ−
ＰＡＡと略記する。ＰＥＧ分子量１２０００、ＰＡＡ重合度２４）
上記で、ＰＡＡはポリ（α，β）−ＤＬ−アスパラギン酸であり、分子量２０００〜１００００（重合度１５〜７７）（ＳＩＧＭＡより入手）を用い、ＰＥＧ−ＰＡＡは、
次式、 ＣＨ３Ｏ(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎ−(ＣＯＣＨ(ＣＨ２ＣＯＯ−)ＮＨ)ｘ・
(ＣＯＣＨ２ＣＨ(ＣＯＯ−)ＮＨ)ｙＨ
で表され、ＰＥＧセグメントの分子量が約１２０００であり、ＰＡＡセグメントの重合度（ｘ＋ｙ）が２４であるものを製造して用いた。
（２）溶液Ａと溶液Ｂを３７℃で混合し、波長３５０ｎｍの光の透過率から濁度変化を追跡した。
＜結果＞
結果を図１に示す。ＰＡＡの単独重合体を添加した場合、溶液の混合直後から透過率が急激に減少した。その程度は、ＰＡＡ濃度依存的であり、ポリマー濃度が高いほど、透過率は大きく減少した（図１ａ）。また、ここにＰＥＧが共存していても、透過率に変化はなく、ＰＥＧが沈殿と相互作用しないことが示唆された（図１ｂ）。一方、ブロック共重合体存在下では、透過率はほとんど変化せず、沈殿の形成を抑制することが示された。これらの結果から、ＤＮＡ内包ＣａＰの沈殿の抑制には共重合体構造が必要であることが明らかである。
＜例２＞ ＤＮＡとリン酸カルシウムの複合体粒子の粒径（その１）
例１と同様に溶液Ａと溶液Ｂとを混合して、複合体粒子を含有する水性分散体を調製した。ただし、混合後一晩、３７℃で温置した後、分散体の動的光散乱測定（ＤＬＳ）により粒径を評価した。
【００３８】
測定装置としては、大塚電子のＤＳＬ−７０００を用いた。アルゴンレーザーの波長４８８ｎｍの光を入射光として使用し、測定は２５℃で行った。入射光に対する角度９０°方向の散乱光を検出し、その強度変化の時間依存性をキュムラント法により解析して粒子の拡散係数を求めた。得られた拡散係数は、Ｓｔｏｋｅｓ−Ｅｉｎｓｔｅｉｎ の下記式により粒径へと変換した。
【００３９】
Ｒ＝ｋＴ／（６πηＤ）
式中、Ｒ＝粒径、ｋ＝ボルツマン定数、Ｔ＝温度、η＝粘性係数、Ｄ＝拡散係数
＜結果＞
動的光散乱測定によるＣａＰ粒子の測定結果を図２に示す。粒子の形成がＤＬＳ測定により確認された。その粒径は、ＰＥＧ−ＰＡＡ濃度７０μｇ／ｍｌで１２５ｎｍであり、共重合体濃度増加とともに減少し１４０μｇ／ｍｌで約９０ｎｍとなった。その後粒径はポリマー濃度増加とともに再び上昇した。
【００４０】
また、粒子の粒径分布の大きさの指標となる多分散度は、同じくキュムラント法によりもとめたところ０.１以下であった。この値は、規格化した拡散係数の偏差であり、コロイド粒子においては、０.１以下であると一般に単分散であるとみなされる。図３参照のこと。
＜例３＞ ＤＮＡ不含のリン酸カルシウムの複合体の粒径
複合体粒子の製造に際し、例１の溶液ＡからＤＮＡを除いたものに相当する溶液を使用したこと以外、例２と同様の操作をくり返した。結果を図４に示す。粒子径および粒子の多分散度は例２のものと、ほぼ同一である。
＜例４＞ 粒子中に取り込まれている(または内包された)ＤＮＡ量の決定（その１） ＣａＰ粒子は、例２と同じ条件で調製した。調製した水性分散体を下記の条件の高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）に供し、ＤＮＡの定量を行った。
ＨＰＬＣ条件：カラム Ｓｕｐｅｒｏｓｅ ６ＨＲ（室温）
溶離液１ ＣａＣｌ２ １２５ｍＭ，１４０ｍＭ ＮａＣｌ，５０ｍＭ
ＨＥＰＥＳ，ｐＨ７.４
溶離液２ ＣａＣｌ２ ２００ｍｇ／Ｌ（カルシウムイオン １.８ｍＭ），
ＮａＨ２ＰＯ４・Ｈ２Ｏ １２５ｍｇ／Ｌ（リン酸イオン ０.９ｍＭ)，
ＮａＣｌ ６４００ｍｇ／Ｌ，ＨＥＰＥＳ ５９５８ｍｇ／Ｌ，
ｐＨ７.４。
検出 ＵＶ２６０ｎｍ
＜結果＞
ＨＰＬＣの測定結果を図５に示す。ＤＮＡ単独では、溶出時間３０分付近にＤＮＡに由来するピークが見られた。一方、ＣａＰ溶液では、ＤＮＡのピークとともに１２分付近に粒子のピークが確認された。粒子に内包されたＤＮＡの割合は、両者の比から算出した。
【００４１】
溶離液１の条件下では、ＰＥＧ−ＰＡＡ濃度７０μｇ／ｍＬでの内包量４５％から、濃度増加と共に減少していった。
【００４２】
生理条件に近い溶離液２を用いた場合は、ポリマー濃度が低いところでは、粒子が徐々に溶解することが示唆された。一方、濃度が高いところでは、粒子は生理条件下でも安定であることが示唆された。
【００４３】
なお、生成するＣａＰ粒子の組成重量比は、以下のように換算できる。
【００４４】
カルシウム１２５ｍＭ、リン酸０.７５ｍＭの溶液中では、カルシウムが大過剰で、リン酸分子が全てＣａＰになっているとすると、ＣａＰの組成はＣａ２(ＯＨ)(ＰＯ４)３であるので、ＣａＰ重量濃度は１２６μｇ／ｍｌとなる（表１）。また、添加したＰＥＧ−ＰＡＡもすべてＣａＰに吸着していると仮定すると、組成比は表２のようになる。
【００４５】
表１ ＣａＰ粒子溶液の成分の重量濃度
【００４６】
【表１】
Figure 0004641721
【００４７】
表２ ＣａＰ粒子の成分組成比
【００４８】
【表２】
Figure 0004641721
【００４９】
なお、上記実験で記載した溶離液１および２をそれぞれ使用した目的は次のとおりである。
【００５０】
溶離液１について：溶離液１のカルシウム濃度は１２５ｍＭでＣａＰ粒子溶液と同じである。この条件では、カルシウム濃度はリン酸に対して大過剰であり、ＣａＰ粒子が溶解しないと考えられる。ここでは、この溶離液を用い、調製したＣａＰ粒子中のＤＮＡ内包量を決定した。
【００５１】
溶離液２について：生理条件下での粒子の安定性に影響を与える要素は、溶液中のカルシウムおよびリン酸の濃度である。ここでは、溶離液として、生理条件に近い濃度のカルシウムおよびリン酸を含有したものを用い、生理条件下での粒子の安定性を評価した。
＜例５＞ 粒子中の内包ＤＮＡの細胞内での動態
ＣａＰ粒子の調製は例１と同様に行った。ただし、ＤＮＡはローダミンで蛍光標識した２０ｍｅｒのものを用いた。また、２５℃で水性分散体を一晩温置した後、細胞に作用させた。
細胞への作用実験
細胞株ＨｕＨ−７（ヒト肝癌由来、理研ジーンバンクより入手）を、ＤＭＥＭ（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅａｇｌｅ Ｍｅｄｉｕｍ）(ＧＩＢＣＯ ＢＲＬ より入手）に１０％ウシ胎児血清を加えた培地を用い、５％ＣＯ２雰囲気下で３７℃にて培養した。
【００５２】
なお、容量比で、培地９に対しＣａＰ粒子含有水性分散体１の割合で、上記培養物に水性分散体を添加し、３時間培養したのち、培地を取り除き、ＰＢＳで３回洗浄した。これを共焦点レーザー顕微鏡ＬＳＭ５１０（Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ Ｃｏ．、Ｌｔｄ 製）で観察した。処理細胞の状態を示す図面に代わる写真を図６〜８として添付する。
【００５３】
沈殿が形成する条件では、ＣａＰ／ＤＮＡが細胞表面に吸着した（＊ＤＮＡ鎖長の違いのためＰＥＧ−ＰＡＡ７０μｇ／ｍｌで沈殿が見られた）。一方、ＣａＰ粒子はエンドサイト−シスにより細胞内に取り込まれることが、顆粒状の蛍光像から示唆された。
【００５４】
更に、粒子形成時にポリ（メタクリル酸）（分子量９５００；Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃ．より入手。ＰＭＡと略記する。）を添加すると（３５μｇ／ｍＬ、ＤＮＡ３５μｇ／ｍＬ）、ＤＮＡは細胞内の核に局在することが示唆された。ローダミンのみでは細胞質に分布するため、この際ＤＮＡは、過度に分解していないと思われる。
＜例６＞ ＤＮＡとリン酸カルシウムの複合体粒子の粒径（その２）
例２では、共重合体の濃度を変化させることにより複合体粒子の粒径を調節できることを示したが、本例では、共重合体の濃度とともにリン酸濃度を変化させることにより、該粒径がさらに調節できることを示す。
＜実験＞
（１）以下の溶液を調製した。
【００５５】
溶液Ａ：ＤＮＡ（１６ｍｅｒ：７０μｇ／ｍＬ）
１／１０ＴＥ 緩衝剤（ｐＨ７.６）
Ｃａ２＋ ２５０ｍＭ（ＣａＣｌ２を用いる）
溶液Ｂ：ＰＯ４ ３− １.５ｍＭ、３．０ｍＭまたは６．０ｍＭ
（Ｎａ２ＨＰＯ４を用いる）
Ｈｅｐｅｓ 緩衝剤５０ｍＭ（ｐＨ７.０５）
ＮａＣｌ １４０ｍＭ
ＰＥＧ−ＰＡＡ（ＰＥＧ分子量１２０００、ＰＡＡ重合度２４）
１４０−１４００μｇ／ｍＬ
（２）溶液Ａと溶液Ｂそれぞれ等量を混合し、３７℃で一晩静置後、動的光散乱測定により粒子の粒径および多分散度を決定した。
＜結果＞
図９の（ａ）に示されるように溶液中のＰＥＧ−ＰＡＡ、リン酸の濃度により形成される粒子の粒径は変化し、そして（ｂ）に示されるように、いずれも多分散度０．１以下の粒径が１００−３００ｎｍの均一な粒子が得られた。
【００５６】
図９の（ａ）および（ｂ）における□、◇および○は、それぞれリン酸濃度０．７５ｍＭ、１．５ｍＭおよび３．０ｍＭに対応する。
＜例７＞ 粒子中に取り込まれている(または内包された)ＤＮＡ量の決定（その２）
例６に従って調製した粒子を、例４に記載したのと同様にＤＮＡの内包量について定量を行った。
＜結果＞
ＨＰＬＣの測定結果を図１０に示す。図から、リン酸濃度が増加するのに伴ってＤＮＡ内包量が上昇する傾向が見られる。また、リン酸３．０ｍＭ、ＰＥＧ−ＰＡＡ５４０μｇ／ｍＬではＤＮＡの内包率９０％に達した。溶離液１と２の結果を比較すると、カルシウム濃度、リン酸濃度が生体に近い溶離液２では内包率の減少が見られた。なお、図中、白抜きが溶離液１を用いたときの結果であり、塗りつぶしが溶離液２を用いたときの結果である。図内の数字はリン酸濃度を意味する。
＜例８＞ ＤＮＡ内包粒子の細胞への取り込み
＜実験＞
１．粒子調製条件
（１）以下の溶液を調製した。
【００５７】
溶液Ａ：ＤＮＡ（１６ｍｅｒ：７０μｇ／ｍＬ）
（５′末端をＦＩＴＣ標識したもの）
１／１０ＴＥ 緩衝剤（ｐＨ７.６）
Ｃａ２＋ ２５０ｍＭ
溶液Ｂ：ＰＯ４ ３− ６．０ｍＭ
Ｈｅｐｅｓ 緩衝剤５０ｍＭ（ｐＨ７.０５）
ＮａＣｌ １４０ｍＭ
ＰＥＧ−ＰＡＡ（ＰＥＧ分子量１２０００、ＰＡＡ重合度２４）
１０８０μｇ／ｍＬ
（２）溶液ＡおよびＢ等量を混合し、温度３７℃で２４時間静置した。
２．細胞取り込み評価
ＨｅＬａ細胞（ヒト子宮頸部癌細胞）を、２４穴プレートに２×１０４／穴の細胞密度で蒔き、ＤＭＥＭ培地中（含１０％ＦＣＳ）で２４時間培養した。その後、５０μＬの粒子もしくはＤＮＡ試料を４５０μＬの培地（ＤＭＥＭ、１０％ＦＣＳ）に添加した。所定時間後、細胞をトリプシン処理ではがし、１−２ｍＬのＰＢＳに分散させた（測定まで氷冷）。約２×１０３の細胞をフローサイトメトリーで分析した。
【００５８】
ゲートは、最も蛍光強度が強い未処理の細胞が１％含まれる様にかけた。未処理の細胞の蛍光強度の平均値は、０．５であった。
＜結果＞
図１１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に結果を示す。図から、上記実験条件下では、ＤＮＡ単独では取り込みは殆ど見られない。一方、ＤＮＡを粒子に内包させることによって細胞への取り込みは大幅に増殖し、４時間でほぼ細胞の１００％に核酸が取り込まれることが明らかとなった。細胞の平均蛍光強度をプロットした結果からも、ＤＮＡ単独に対して本発明に従う粒子を利用することにより細胞への取り込みが大幅に促進されていることがわかる。
【００５９】
なお、図１１の（ａ）は未処理細胞とＣａＰ粒子で処理した細胞の典型的なヒストグラム（２４時間後）であり、
（ｂ）は細胞のＤＮＡ取り込み量の時間変化（ゲート領域中にある細胞の％で表示したもの）を示すものであり、そして
（ｃ）は細胞のＤＮＡ取り込み量の時間変化（平均蛍光強度で表示したもの）を示すものである。
＜例９＞ 粒子の毒性評価試験
＜実験方法＞
１．粒子調製条件
（１）以下の溶液を調製した。
【００６０】
溶液Ａ：ＤＮＡ（１６ｍｅｒ：７０μｇ／ｍＬ）
１／１０ＴＥ 緩衝剤（ｐＨ７.６）
Ｃａ２＋ ２５０ｍＭ
溶液Ｂ：ＰＯ４ ３− １．５ｍＭ
Ｈｅｐｅｓ 緩衝剤５０ｍＭ（ｐＨ７.０５）
ＮａＣｌ １４０ｍＭ
ＰＥＧ−ＰＡＡ（ＰＥＧ分子量１２０００、ＰＡＡ重合度２４）
１４０−５６０μｇ／ｍＬ
（２）溶液ＡおよびＢ等量を混合し、温度３７℃で２４時間静置した。
２．毒性試験
ＨｅＬａ細胞（ヒト子宮頸部癌細胞）を、９６穴プレートに５×１０３／穴の細胞密度で蒔き、ＤＭＥＭ培地中（含１０％ＦＣＳ）で２日間培養した。その後、１０μＬの粒子試料を９０μＬの培地（ＤＭＥＭ、１０％ＦＣＳ）に添加した。２４時間培養後、生細胞数をＭＴＴ（３−（４，５−ジメチル−２−チアゾリル）−２，５−ジフェニル−２Ｈ−テトラゾリウム ブロミド）アッセイによって計数した。
【００６１】
ＭＴＴアッセイは次のように行った。
【００６２】
９６穴プレートの１穴あたりＭＴＴ（５ｍｇ／ｍＬ（ＰＢＳ））溶液を１０μＬ添加し、３７℃で２時間静置した。その後、２０％ＳＤＳ（ＤＭＦ：水＝１：１）を穴あたり１００μＬ添加し、３７℃で２４時間静置した。５６０ｎｍの吸光度をプレートリーダーで測定した。
＜結果＞
結果を図１２に示す。図１２は未処理細胞に対する生細胞数のパーセンテージを棒グラフで表したものである。この図によると実験誤差範囲で未処理細胞と比較して生細胞数の減少は見られず、本実験条件下では、粒子は顕著な毒性を示さないことが明らかである。
＜例１０＞ トランスフェクション実験
以下の実験では、粒子の内包核酸としてプラスミドＤＮＡ（ルシフェラーゼ遺伝子をコードしたもの）を用い、粒子の細胞への遺伝子導入能について検討を行った。
＜実験方法＞
１．粒子調製
（１）以下の溶液を調製した。
【００６３】
溶液Ａ：プラスミドＤＮＡ（ｐＧＬ３−Ｌｕｃ、５ｋｂｐ）
（２６−５０μｇ／ｍＬ）
１／１０ＴＥ 緩衝剤（ｐＨ７.６）
Ｃａ２＋ ２５０ｍＭ
溶液Ｂ：ＰＯ４ ３− １．５ｍＭ
Ｈｅｐｅｓ 緩衝剤５０ｍＭ（ｐＨ７.０５）
ＮａＣｌ １４０ｍＭ
ＰＥＧ−ＰＡＡ（ＰＥＧ分子量１２０００、ＰＡＡ重合度２４）
１００−２００μｇ／ｍＬ
（２）溶液ＡおよびＢ等量を混合し、温度２５℃で２４時間静置した。
２．トランスフェクション実験
２９３Ｔ細胞（ヒト腎臓）を６穴デッシュ（ゼラチンコート）に６０％コンフルエントになるように蒔き、２４時間ＤＭＥＭ培地（含１０％ＦＣＳ）中で培養した。培地を取り除いた後、細胞をＰＢＳで洗い、新しい培地を添加した。その後、培地１ｍＬに対しサンプルを１００μＬ添加し、６時間培養した。培地交換後、更に２４時間培養した。ルシフェラーゼ遺伝子発現量は、市販のアッセイキットによって定量した。
＜結果＞
結果を図１３ＡおよびＢに示す。図５Ａは遺伝子発現に対するＰＥＧ−ＰＡＡ温度および６時間培養時の血清の有無の影響を調べた結果を示すものである。ＰＥＧ−ＰＡＡ５０μｇ／ｍＬでは、０μｇ／ｍＬと比較して４−６倍高い活性が認められた。また、ＰＥＧ−ＰＡＡ濃度が７５、１００μｇ／ｍＬと増加していくと発現活性が減少することが明らかである。
【００６４】
５０、７５μｇ／ｍＬの条件で、血清存在下では非存在下と比べて発現量は落ちているが、０μｇ／ｍＬより高いかもしくは同等の活性が得られている。
【００６５】
図５Ｂは遺伝子発現に対するプラスミドＤＮＡ濃度の影響を調べた結果を示すものである。
【００６６】
ＰＥＧ−ＰＡＡ濃度０μｇ／ｍＬでは、プラスミドＤＮＡ濃度による顕著な発現の差は認められなかった。一方、５０μｇ／ｍＬではプラスミドＤＮＡ濃度の上昇とともに発現が上昇した。
＜産業上の利用可能性＞
本発明に従う有機−無機ハイブリッド型粒子は生物活性物質（例えばＤＮＡ）を例えば細胞内へ導入し、そして発現するのに有用である。従って、本発明は医療業および製薬業において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＣａＰの結晶成長に対するＰＡＡおよびＰＥＧ−ＰＡＡの影響を示すグラフである。（ａ）は、ＰＡＡ存在下での透過率の経時変化を示すグラフである（ＰＡＡ濃度：（ロ）１４μｇ／ｍＬ、（◇）１４μｇ／ｍＬ、（○）４３μｇ／ｍＬ、（△）５７μｇ／ｍＬ）、（ｂ）は溶液混合３分後の透過率（（ロ）ＰＡＡ、（○）ＰＥＧ／ＰＡＡ（ブレンド）、（△）ＰＥＧ−ＰＡＡ）
【図２】 動的光散乱測定によるＣａＰ粒子の粒径測定の結果を示すグラフである。
【図３】 ＰＥＧ−ＰＡＡ濃度に対するＣａＰ粒子の多分散度の変化を示すグラフである。
【図４】 粒子の調製に際してＤＮＡを添加することなく調製された粒子に関する、図２および３と同様な測定結果を示すグラフである。
【図５】 ＨＰＬＣによるＣａＰ粒子に内包されたＤＮＡの定量結果を示す溶出パターン。（ａ）上；ＤＮＡのみ（ｂ）ＰＥＧ−ＰＡＡ濃度に対する内包ＤＮＡ量の変化を示すグラフである（（○）溶離液１、（△）溶離液２）。
【図６】 Ａ）はＤＮＡのみを細胞に作用させた後の細胞の状態を表す図面に代わる顕微鏡写真である。ここでは、エンドサイトーシスによる取り込みを示唆する顆粒状の蛍光が観察される。
Ｂ）はＣａＰの沈殿（ＰＥＧ−ＰＡＡ ７０μｇ／ｍｌ）を細胞に作用させた後の細胞の状態を表す図面に代わる顕微鏡写真である。ここでは、沈殿が細胞表面に吸着したことを示す像が得られている。
【図７】 Ｃ）はＣａＰ粒子（ＰＥＧ−ＰＡＡ ２８０μｇ／ｍｌ）（ＰＭＡ非共存下）を細胞に作用させた後の細胞の状態を表す図面に代わる顕微鏡写真である。ここでは、ＣａＰ粒子のエンドサイト−シスによる取り込みを示唆する顆粒状の蛍光が観察される。ＰＥＧ−ＰＡＡ濃度 １４０μｇ／ｍｌでも同様の結果が得られた。
Ｄ）はＣａＰ粒子（ＰＥＧ−ＰＡＡ ２８０μｇ／ｍｌ）（ＰＭＡ共存下）を細胞に作用させた後の細胞の状態を表す図面に代わる顕微鏡写真である。ここでは、ＣａＰ粒子がエンドサイト−シスによって取り込まれたことを示唆する顆粒状の蛍光とともに、核への局在化を示す蛍光像が得られている。
【図８】 Ｅ）は蛍光分子ローダミンのみを細胞に作用させた後の細胞の状態を表す図面に代わる顕微鏡写真である。ここでは、細胞質全体に蛍光がみられ、蛍光分子が核に選択的に移動していないことを示す。
【図９】 （ａ）は、例６による共重合体濃度とリン酸濃度の変化がより、本発明に従う有機−無機ハイブリッド型粒子の粒径が変化することを示すグラフであり、そして（ｂ）はそれぞれの粒子の多分散度を示すグラフである。
【図１０】 粒子へのＤＮＡの内包量の共重合体およびリン酸濃度の依存性を示すグラフである。
【図１１】 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、例８において細胞へのＤＮＡの取り込みについて評価した結果を示すグラフである。
【図１２】 例９により粒子の毒性を評価するために行った試験の結果を示すグラフである。
【図１３】 ＡおよびＢは、例１０におけるプラスミドＤＮＡ内包粒子の細胞内での発現活性を検討した結果を示すグラフである。

Claims (16)

  1. 一般式（Ｉ）
    ＰＥＧ−block−ポリ（carbo） （Ｉ）
    （式中、ＰＥＧはポリエチレングリコールセグメントを示し、かつ、 carbo はアスパラギン酸、グルタミン酸、メタクリル酸、アクリル酸およびＮ−アセチルヒアロビウロン酸からなる群より選ばれるカルボキシル基含有化合物に由来する繰り返し単位を示す）
    で表される構造を含んでなるブロック共重合体、カルシウムイオン（Ｃａ2+）およびリン酸イオン（ＰＯ4 3-）を必須成分として含んでなる生物活性物質を担持することのできる有機−無機ハイブリッド型粒子を形成するための水性分散組成物。
  2. カルシウムイオンが、リン酸イオンに対して、ヒドロキシアパタイトを生成するのに必要な当量より過剰な量で存在する請求項１記載の組成物。
  3. ブロック共重合体が、下記一般式（ＩＩ−ａ)、（ＩＩ−ｂ)、（ＩＩＩ−ａ)および（ＩＩＩ−ｂ)のいずれか一つで表される請求項１記載の組成物：
    Figure 0004641721
    各式中、各記号はそれぞれ独立した意味を有し、そして
    Ａは水素原子または置換もしくは未置換の炭素原子１２個までのアルキル基を表し、
    Ｌは単結合、ＮＨ、ＣＯまたはＸ(ＣＨ2)pＹであって、ここでＸはＯＣＯ、ＯＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＮＨＣＯＯ、ＮＨＣＯＮＨ、ＣＯＮＨもしくはＣＯＯを表し、ＹはＮＨもしくはＣＯを表し、ｐは１〜６の整数を表し、
    Ｔは水素原子、ヒドロキシル基または−ＺＲであって、ここでＺは単結合、ＣＯ、ＯもしくはＮＨを表し、Ｒは置換もしくは未置換の炭素原子１２個までの炭化水素基を表し、
    ｍは４〜２５００の整数であり、そして
    ｘ＋ｙまたはｚは５〜３００の整数であるが、但し、存在するカルボキシラートイオンは５０％までカルボキシエステル残基を形成することができる。
  4. ｍが１２以上であり、そしてｘ＋ｙまたはｚが５０以下である請求項３記載の組成物。
  5. 一般式（Ｉ）
    ＰＥＧ−block−ポリ（carbo） （Ｉ）
    （式中、ＰＥＧはポリエチレングリコールセグメントを示し、かつ、 carbo はアスパラギン酸、グルタミン酸、メタクリル酸、アクリル酸およびＮ−アセチルヒアロビウロン酸からなる群より選ばれるカルボキシル基含有化合物に由来する繰り返し単位を示す）
    で表される構造を含んでなるブロック共重合体、カルシウムイオン（Ｃａ2+）、リン酸イオン（ＰＯ4 3-）および生物活性物質から生成される該生物活性物質を担持する有機−無機ハイブリッド型粒子を含んでなり、かつ、水性分散体中における該粒子の平均粒子径が５０〜６００ｎｍである組成物。
  6. カルシウムイオンが、リン酸イオンに対して、ヒドロキシアパタイトを生成するのに必要な当量より過剰な量で存在する請求項５記載の組成物。
  7. ブロック共重合体が、下記一般式（ＩＩ−ａ)、（ＩＩ−ｂ)、（ＩＩＩ−ａ）および（ＩＩＩ−ｂ）のいずれか一つで表される請求項５記載の組成物：
    Figure 0004641721
    各式中、各記号はそれぞれ独立した意味を有し、そして
    Ａは水素原子または置換もしくは未置換の炭素原子１２個までのアルキル基を表し、
    Ｌは単結合、ＮＨ、ＣＯまたはＸ(ＣＨ2)pＹであって、ここでＸはＯＣＯ、ＯＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＮＨＣＯＯ、ＮＨＣＯＮＨ、ＣＯＮＨもしくはＣＯＯを表し、ＹはＮＨもしくはＣＯを表し、ｐは１〜６の整数を表し、
    Ｔは水素原子、ヒドロキシル基または−ＺＲであって、ここでＺは単結合、ＣＯ、ＯもしくはＮＨを表し、Ｒは置換もしくは未置換の炭素原子１２個までの炭化水素基を表し、
    ｍは４〜２５００の整数であり、そして
    ｘ＋ｙまたはｚは５〜３００の整数であるが、但し、存在するカルボキシラートイオンは５０％までカルボキシエステル残基を形成することができる。
  8. ｍが１２以上であり、そしてｘ＋ｙまたはｚが５０以下である請求項７記載の組成物。
  9. 有機−無機ハイブリッド型粒子が水性分散体中において平均粒子径５０〜６００ｎｍの内のいずれかの径を有し、かつ、多分散度が０.１以下である請求項５記載の組成物。
  10. 有機−無機ハイブリッド型粒子が、該粒子の総重量当たり、
    ブロック共重合体を３０〜７０重量％、
    ヒドロキシアパタイトを２５〜６５重量％、および
    生物活性物質を０．１〜１５重量％
    を含んでなる請求項５記載の組成物。
  11. 生物活性物質がポリ−もしくはオリゴヌクレオチドおよびポリ−もしくはオリゴペプチドからなる群より選ばれる請求項５記載の組成物。
  12. 有機−無機ハイブリッド型粒子を含んでなる組成物が水性分散体の形態にある請求項５記載の組成物。
  13. 有機−無機ハイブリッド型粒子を含んでなる組成物が凍結乾燥された形態にある請求項５記載の組成物。
  14. （Ａ）カルシウムイオン、生物活性物質および必要により緩衝剤を含む第一の水溶液を調製する段階、独立して、
    （Ｂ） 一般式（Ｉ）
    ＰＥＧ−block−ポリ（carbo） （Ｉ）
    （式中、ＰＥＧはポリエチレングリコールセグメントを示し、そして carbo はアスパラギン酸、グルタミン酸、メタクリル酸、アクリル酸およびＮ−アセチルヒアロビウロン酸からなる群より選ばれるカルボキシル基含有化合物に由来する繰り返し単位を示す）
    で表される構造を含んでなるブロック共重合体、リン酸イオンおよび必要により緩衝剤を含む第二の水溶液を調製する段階、次いで
    （Ｃ） 前記第一の水溶液と第二の水溶液を、ヒドロキシアパタイトが生成するのに十分な条件下で混合する段階、
    を含んでなる請求項５記載の組成物の調製方法。
  15. 生物活性物質がポリ−もしくはオリゴヌクレオチドおよびポリ−もしくはオリゴペプチドからなる群より選ばれ、ブロック共重合体が、下記一般式（ＩＩ−ａ)、（ＩＩ−ｂ)、（ＩＩＩ−ａ）および（ＩＩＩ−ｂ）のいずれか一つで表される請求項１４記載の調製方法：
    Figure 0004641721
    各式中、各記号はそれぞれ独立した意味を有し、そして
    Ａは水素原子または置換もしくは未置換の炭素原子１２個までのアルキル基を表し、
    Ｌは単結合、ＮＨ、ＣＯまたはＸ(ＣＨ2)pＹであって、ここでＸはＯＣＯ、ＯＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＮＨＣＯＯ、ＮＨＣＯＮＨ、ＣＯＮＨもしくはＣＯＯを表し、ＹはＮＨもしくはＣＯを表し、ｐは１〜６の整数を表し、
    Ｔは水素原子、ヒドロキシル基または−ＺＲであって、ここでＺは単結合、ＣＯ、ＯもしくはＮＨを表し、Ｒは置換もしくは未置換の炭素原子１２個までの炭化水素基を表し、
    ｍは４〜２５００の整数であり、そして
    ｘ＋ｙまたはｚは５〜３００の整数であるが、但し、存在するカルボキシラートイオンは５０％までカルボキシエステル残基を形成することができる。
  16. （Ａ） 一般式（Ｉ）
    ＰＥＧ−block−ポリ（carbo） （Ｉ）
    （式中、ＰＥＧはポリエチレングリコールセグメントを示し、そして carbo はアスパラギン酸、グルタミン酸、メタクリル酸、アクリル酸およびＮ−アセチルヒアロビウロン酸からなる群より選ばれるカルボキシル基含有化合物に由来する繰り返し単位を示す）
    で表される構造を含んでなるブロック共重合体、カルシウムイオン（Ｃａ2+）、リン酸イオン（ＰＯ4 3-）および生物活性物質から生成される該生物活性物質を担持する有機−無機ハイブリッド型粒子を含んでなり、かつ、該粒子の平均粒子径が５０〜６００ｎｍであり、該生物活性物質がポリ−もしくはオリゴヌクレオチドである水性分散体を、動物細胞の培養物中に添加する段階、ならびに
    （Ｂ）（Ａ）で調製された培養物をインキュベーションする段階、
    を含んでなるin vitroでの細胞内へのポリ−もしくはオリゴヌクレオチドの導入方法。
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