JP5532921B2 - リポソーム - Google Patents
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Description
分極性脂質および生理学的pHで正の荷電を有する荷電脂質からなる群から選択される1種以上の機能性脂質を含む脂質で構成されている内膜と、前記機能性脂質を含むまたは含まない脂質で構成されている外膜とからなる脂質二分子膜層を有し、少なくとも、前記内膜に含まれるいずれか1種の機能性脂質について、その内膜における量がその外膜における量を上回ると共に、ヨード系X線造影剤またはsiRNAを内包し、動的光散乱粒径の中心粒径が100〜300nmであることが望ましい。
<機能性脂質>
本発明における「機能性脂質」とは、リポソームの内膜または外膜を構成しうる脂質のうち、他の化合物(リポソームの調製時に用いられる膜構成成分および溶媒以外の化合物)と化学的に相互作用する脂質、あるいは、生理活性作用を有するなどの機能性を持った脂質をいう。より具体的には、たとえば、リポソームに内包させる薬剤類の内包率や保持効率の向上に寄与しうる、主としてリポソームの内膜に含まれることが望ましい脂質、あるいは、リポソームの生体内での動向(ターゲティング性など)に関与する、主としてリポソームの外膜に含まれることが望ましい脂質が挙げられる。
本発明における荷電脂質は、生理学的pHで正または負の荷電を有し、他の化合物と静電気的な相互作用により結合しうる脂質全般をいう。
たとえば、脂肪酸エステル(R−CO−O−R′)は、本発明における分極性脂質として好適なものの一種である。リポソーム膜の表面(閉鎖空間内に面する側)において、脂肪族エステル分子のエステル結合部が、リポソームに内包された化合物(たとえば後述するような水酸基を有する中性物質)と相互作用し、水素結合などの化学的な結合を形成することにより、その化合物の内包率の向上に寄与するものと考えられる。
脂溶性脂質としては、たとえば、コレステロールのエステル誘導体で、エステル部分が脂溶性の化合物が挙げられる。このような脂溶性脂質を膜成分に含むリポソームは、経口投与・腸管吸収の経路による取り込みの効率が高くなると考えられる。
水溶性脂質としては、たとえば、コレステロールにポリオキシアルキレン基(−(CH2CH2O)nH)を導入した化合物などが挙げられる。膜構成脂質にポリオキシアルキレン基を導入することにより、リポソームの表面が親水性になり、リポソームの安定性が向上(崩壊性・凝集性などが改善)し、また、体内で異物として認識されなくなるといった効果が得られる。
本発明のリポソーム膜の構成成分としては、前述のような機能性脂質の他、中性リン脂質、糖脂質、ステロール類、グリコール類、脂肪族アミンなど、公知の各種の化合物を用いることができる。
本発明の内膜機能性リポソームは、内膜に含まれるいずれか1つの種類の機能性脂質について、その内膜における量が、その外膜における量を上回るとの条件を満たすことを特徴とする。少なくとも1種の機能性脂質について上記条件が満たされていればよいのであって、別のある種類の機能性脂質については上記条件を満たさないような態様で内膜および外膜に含まれていてもよく、また、複数の種類の機能性脂質のそれぞれについて上記条件が満たされていてもよい。
本発明の内膜機能性リポソームには、各種の化合物を効率的に内包(保持)させることができる。ここで、上記の「リポソームに内包される化合物」は、リポソームの用途などに応じて適宜選択される物質であり、リポソーム膜を構成している機能性脂質と化学的に相互作用しうる性質のものであって、後述するような製造方法において用いられる、リポソーム膜の構成成分および溶媒以外の化合物をいう。
本発明で用いることのできるヨード系X線造影剤用のヨード化合物としては、例えば、イオメプロール、イオパミドール、イオヘキソール、イオペントール、イオプロミド、イオキシラン、イオシミド、イオベンゾール、イオトロラン、イオジキサノール、イオデシモル、イオタスル、メトリザミド、1,3-ビス-(N-3,5-ビス-(2,3-ジヒドロキシプロピルアミノカルボニル)-2,4,6-トリヨウドフェニル)-N-ヒドロキシアセチル-アミノ)-プロパンなどの非イオン性ヨード化合物が挙げられる。なかでも、高度に親水性であり、高濃度でも浸透圧が高くならず、かつない点から、イオヘキソール、イオメプロール、イオパミドール、イオトロラン、イオジキサノールが好適である。
核酸(DNA、RNA)およびタンパク質などの生体的高分子(オリゴマーを含む)は、溶媒のpHにより正または負に荷電し、前述のような機能性分子と静電的またはその他の相互作用により結合しうる。本発明では、医薬などの用途に向けた生体的高分子を、特に限定されることなくリポソームに内包させることが可能である。
本発明では、上記造影剤やsiRNA以外にも、たとえば、リソマイシン、レボフロキサシン、ストレプトマイシン、リファンピシン、アムホテリシンB、ナイスタチン、ミデカマイシンなどの抗菌剤;インターフェロン、エリスロポエチン、インターロイキン、ポルフィルンなどの生体内物質;その他水溶性ビタミン、アスコルビン酸ジパルミタート、ヘスペリジン、ルチン、ナリンジン、ジゴキシンといった水溶性非電解質の薬剤類を、リポソームに効率的に内包させることが可能である。
本発明の内膜機能性リポソームは、以下に説明するような「マイクロカプセル化法」、「膜乳化法」または「超臨界二酸化炭素法」などの手法により製造することができる。本発明のリポソームは、基本的には、マイクロカプセル化法や膜乳化法についての従来と同様の通常の条件(撹拌条件、温度条件、加圧条件など)に従い、一般的な装置、手法を用いて製造することができるが、本発明では、少なくとも1種の機能性脂質の量について、以下に述べる一次乳化工程(内膜の形成)における添加量を、二次乳化工程(外膜の形成)における添加量よりも多くすることが特徴的である。
マイクロカプセル化法は、リポソームを製造するための公知の手法であり(たとえば特開2001-139460号公報参照)、その工程の概略は以下の通りである。
膜乳化法もリポソームを調製するための公知の手法であるが(たとえば市川創作(2007): 単分散エマルションを基材とした新規ベシクル調整法によるサイズ制御と内包率の向上. 日本薬学会年会要旨集Vol.127, No1, P205参照)、たとえば以下のような工程で行うことにより、内外膜の膜構成成分の相違するリポソームを調製することができる。
従来の超臨界二酸化炭素法(たとえば特開2005-162678号公報参照)では、一般的に、内外膜ともに同様の脂質成分で構成されているリポソームが得られる。本発明では、前述のマイクロカプセル化法の油相として、通常の有機溶媒ではなく、超臨界状態(亜臨界状態を含む)の二酸化炭素を用いることにより、内外膜の脂質成分の構成が相違し、しかも従来のマイクロカプセル化法よりも内包率などの特性が改善されたリポソームを調製することができる。従来の超臨界二酸化炭素法はそのリポソーム形成メカニズムの考察から、リポソーム製造法の分類においては逆送蒸留法の範疇にあると考えられている。逆送蒸留法では内外膜の脂質成分の構成が相違するリポソームは製造できず、溶媒の蒸留溜去が必要なことから、製造法としては制約が多い。改良した超臨界二酸化炭素法である2段階乳化法は、こうした制約を克服し、分散安定性が高く、粒度分布の狭い、SLV(一枚膜)のリポソームを調製することができる。
(1)一次乳化工程:超臨界(亜臨界を含む)状態におかれた二酸化炭素と、水性溶媒(W1)およびリポソームの内膜を構成する混合脂質成分(F1)とを撹拌することにより、W1/CO2エマルションを調製する。F1からなる一重膜の内部は水相(W1)であり、外部は油相(CO2)である。
(2)二次乳化工程:水性溶媒(W2)およびリポソームの外膜を構成する混合脂質成分(F2)の混合液に、上記工程(1)により得られたW1/CO2エマルションを添加し、撹拌することにより、W1/CO2/W2エマルションを調製する。F2からなる一重膜の内部はW1/CO2エマルションであり、外部は水相(W2)である。
(3)上記工程(2)により得られたエマルションに含まれる有機溶媒をエバポレータ等で除去することにより、F1を内膜、F2を外膜とするリポソームの懸濁液を調製する。
上述のような態様のマイクロカプセル化法、膜乳化法および超臨界二酸化炭素法はいずれも、まず、空のリポソームを調製し、その後、内包させるべき化合物と撹拌することにより、その化合物を空のリポソームに取り込ませている。
上述のような方法におけるリポソームを調製する工程のほか、必要に応じて、その他の工程を適宜設けてもよい。
脂肪酸エステルを内壁のみに含有するリポソーム造影剤の製造
(1)マイクロカプセル化法によるリポソームの製造
1Lの撹拌機付き耐圧容器にて、DPPC(日本油脂製)35gとDPPS(日本油脂製)5gとリグノセリン酸メチルエステル2.5gを、水200gに懸濁後、ヘキサン280gを加え、温度20℃、回転数470rpmにて、均一に分散させ、W/O型エマルション溶液を得た。
上記(1)で得られた粉末状のリポソームを「オムニパーク240」(コニカミノルタエムジー株式会社製造影剤:イオヘキソールを517.7mg/ml含有)65gを加えて再水和、混合し、リポソーム造影剤を製造した。
脂質二分子膜を構成する内膜と外膜に脂肪酸エステルを等量含有するリポソーム造影剤の製造
温めた(80℃)リグノセリン酸メチルエステル25mgを容器に採り、そこへエタノール0.2mlを加えて、80℃の温浴中でリグノセリン酸メチルエステルを溶かした。エタノールに溶かしたリグノセリン酸メチルエステルへ、予め温めておいた(50℃)「オムニパーク240」6.5gを加えて混合した。この混合物に、脂質としてジパルミトイルフォスファチジルコリン(DPPC)500mgとジパルミトイルフォスファチジルセリン(DPPS)50mgを加え、これを50℃に設定した恒温槽に入れ、ホモジナイザーを差し込んで毎分16000回転により撹拌した。脂質が混合された後に60分間放置し、リポソーム造影剤を得た。
なお、実施例において内包率および平均粒径の測定は次の手法で実施した。
<内包率の評価>
得られた試料を20mLの小瓶に入れ、蓋をして、蓋の周囲をシールテープで密閉した。そのサンプルを23℃、湿度55%の雰囲気で、60分間暗所保管した。その後、その試料を等張の食塩水で透析し、透析終了後にエタノールを添加してリポソームを破壊して、吸光度の測定によりリポソーム内のヨウド化合物量を求めた。試料中の全ヨウド化合物量に対するリポソーム内のヨウド化合物量の比率を内包率(質量%)として表した。
<平均粒径の評価>
粒径は、水溶性薬剤を内包するリポソームを含む分散液を、動的光散乱粒径測定器(シスメックス社、Malvern HPPS)を用いて、25℃の条件下で測定した。
カチオン脂質を脂質二分子膜の内膜のみに含有するsiRNA内包リポソームの製造
(1)マイクロカプセル化法によるリポソームの製造
1Lの撹拌機付き耐圧容器にて、DPPC(日本油脂製)30gとコレステロール(日本油脂製)15gとDOTMA(N-(2,3-オレイロキシ)プロピル-N,N,N-トリメチル塩化アンモニウム)15gを、水200gに懸濁後、ヘキサン280gを加え、温度20℃、回転数470rpmにて、均一に分散させ、W/O型エマルション溶液を得た。
上記(1)で得られた粉末状のリポソーム80mgを、siRNA(1mg,Dharmacon社製商品名「siRNA-Luc+」)の水溶液5mlで水和、混合し、siRNA内包リポソームを製造した。
脂質二分子膜を構成する内膜と外膜にカチオン脂質を等量含有するsiRNA内包リポソームの製造
特表2005-538967号公報に記載の手法に従い、DSPC:コレステロール:PEG−DSG:DOTMA=20:45:10:25である膜構成脂質成分を合計50mg溶解させた水−エタノール(1:1)溶液5mlと、siRNA(Dharmacon社製)を5mg溶解させた水溶液とを調製した後、蠕動式ポンプミキサーを用いて両水溶液を等速度(60mL/分)で導入し、混合した。
カチオン性プルランを脂質二分子膜の内膜のみに含有するsiRNA内包リポソームの製造
(1)マイクロカプセル化法によるリポソームの製造
1Lの撹拌機付き耐圧容器にて、DPPC(日本油脂製)30gとコレステロール(日本油脂製)10gとカチオン性プルラン5gを、水200gに懸濁後、ヘキサン280gを加え、温度20℃、回転数470rpmにて、均一に分散させ、W/O型エマルション溶液を得た。
上記(1)で得られた粉末状のリポソーム80mgを、siRNA(1mg,Dharmacon社製商品名「siRNA-Luc+」)の水溶液5mlで水和、混合し、siRNA内包リポソームを製造した。
脂質二分子膜を構成する内膜と外膜にカチオン性プルランを等量含有するsiRNA内包リポソームの製造
(1)マイクロカプセル化法によるリポソームの製造
1Lの撹拌機付き耐圧容器にて、DPPC(日本油脂製)30gとコレステロール(日本油脂製)10gとカチオン性プルラン(特開2006-028061号公報の[0018]段落に準じた方法により調製)5gを、水200gに懸濁後、ヘキサン280gを加え、温度20℃、回転数470rpmにて、均一に分散させ、W/O型エマルション溶液を得た。
上記(1)で得られた粉末状のリポソーム80mgを、siRNA(1mg,Dharmacon社製商品名「siRNA-Luc+」)の水溶液5mlで水和、混合し、siRNA内包リポソームを製造した。
カチオン脂質を内壁にのみ、トランスフェリン修飾PEG脂質を外壁にのみ含有するsiRNA内包リポソームの製造
(1)マイクロカプセル化法によるリポソームの製造
1Lの撹拌機付き容器にて、DPPC(日本油脂製)30gとコレステロール(日本油脂製)15gとDOTMA(N-(2,3-オレイロキシ)プロピル-N,N,N-トリメチル塩化アンモニウム)15gを、水200gに懸濁後、ヘキサン280gを加え、温度20℃、回転数470rpmにて、均一に分散させ、W/O型エマルション溶液を得た。
上記(1)で得られたリポソーム溶液に、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノ-プロピル)カルボジイミド塩酸50mgと、N-ヒドロキシスルホスクシンイミド100mgとを加え、室温で10分間放置した後、トランスフェリン200mgを加え、室温で3時間撹拌した。200,000×gで30分間遠心分離し、沈殿物を9%ショ糖溶液に再懸濁した。続いて、クエン酸鉄−クエン酸ナトリウムを加え、室温で15分間撹拌した。これを200,000×gで30分間遠心分離し、沈殿物を9%ショ糖溶液に再懸濁した。
上記(2)で得られた粉末状のリポソーム80mgを、siRNA(1mg,Dharmacon社製商品名「siRNA-Luc+」)の水溶液5mlで水和、混合し、siRNA内包リポソームを製造した。
油相に超臨界二酸化炭素を使用したカチオン脂質を内壁にのみ、トランスフェリン修飾PEG脂質を外壁にのみ含有するsiRNA内包リポソームの製造
(1)改良超臨界二酸化炭素法によるリポソームの製造
200mLの撹拌機付き耐圧容器にて、DPPC(日本油脂製)0.51gとコレステロール(日本油脂製)0.18gとDOTMA(N−(2,3−オレイロキシ)プロピル−N,N,N−トリメチル塩化アンモニウム)0.04gを、エタノール 14.3mLに溶解後密閉して、超臨界二酸化炭素85gを5分で導入し、温度60℃、19MPa加圧状態で撹拌した。
撹拌の回転数は50rpmとし、HPLCを使用して1.6mL/minの搬送速度で容器内に水5mLを導入して均一に分散させ、W/O型エマルション溶液を得た。
上記(1)で得られたリポソーム溶液に、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノ-プロピル)カルボジイミド塩酸50mgと、N-ヒドロキシスルホスクシンイミド100mgとを加え、室温で10分間放置した後、トランスフェリン200mgを加え、室温で3時間撹拌した。200,000×gで30分間遠心分離し、沈殿物を9%ショ糖溶液に再懸濁した。続いて、クエン酸鉄−クエン酸ナトリウムを加え、室温で15分間撹拌した。これを200,000×gで30分間遠心分離し、沈殿物を9%ショ糖溶液に再懸濁した。
上記(2)で得られた粉末状のリポソーム80mgを、ホタルルシフェラーゼ遺伝子の発現を抑制するsiRNA(1mg,Dharmacon社製商品名「siRNA-Luc+」)の水溶液5mlで水和、混合し、siRNA内包リポソームを製造した。
24穴ポリスチレン製細胞培養プレート(ファルコン社製)に、ヒト肝癌細胞(HuH-7cell)を5×104cell/well播種し、24時間培養した後、「LipofectAMINE」(Invitrogen社製、1.22μL/well)を用い、ホタルルシフェラーゼプラスミドDNA(Promega社製「pGL-3」、0.084μg/well)およびウミシイタケルシフェラーゼプラスミドDNA(Promega社製「pRL-TK」、0.75μg/well)のレポーター遺伝子を、OptiMEM(Invitrogen社製)中で細胞にトランスフェクションした。
Claims (2)
- 分極性脂質および生理学的pHで正の荷電を有する荷電脂質からなる群から選択される1種以上の機能性脂質を含む脂質で構成されている内膜と、前記機能性脂質を含むまたは含まない脂質で構成されている外膜とからなる脂質二分子膜層を有し、
少なくとも、前記内膜に含まれるいずれか1種の機能性脂質について、その内膜における量がその外膜における量を上回ると共に、
siRNAを内包し、
動的光散乱粒径の中心粒径が100〜300nmであることを特徴とするリポソーム。 - 前記内膜に含まれる機能性脂質が、前記siRNAと化学的に相互作用するものであることを特徴とする請求項1に記載のリポソーム。
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