JP6229865B2 - エピルビシン複合化ブロック共重合体と、抗癌剤とを含むミセル、及び当該ミセルを含む癌又は耐性癌、転移癌の治療に適用可能な医薬組成物 - Google Patents

エピルビシン複合化ブロック共重合体と、抗癌剤とを含むミセル、及び当該ミセルを含む癌又は耐性癌、転移癌の治療に適用可能な医薬組成物 Download PDF

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Description

本発明は、エピルビシン複合化ブロック共重合体と、抗癌剤とを含むミセル、当該ミセルの製造方法、並びに当該ミセルを含む医薬組成物に関する。
薬剤を経口や静脈内注射等により個体全身に投与すると、標的とすべき病巣部位以外の正常組織において副作用が認められ、治療方法の変更や中断を余儀なくされる場合がある。また、薬剤によっては、効果が得られる薬物濃度の維持が困難であったり、標的部位に送達される前に代謝されてしまう場合もある。
これらの問題を解決するため、体内における薬物の動態の制御あるいは選択的な送達により、目的とする作用部位において望ましい薬物濃度−時間パターンを与えて治療効果の最適化を図る、高度な製剤学的手法とコンセプトを導入した技術が、現在、盛んに研究されている。これらの技術とコンセプトは、ドラッグデリバリーシステム(DDS)と呼ばれ、近年、抗癌剤、DNA、ペプチドなどを腫瘍部位や炎症部位などの病巣部に、より安全に効率よく送達するという点で特に重要視されている。
DDSの具体的な手段として、リポソーム、エマルジョン、またはナノパーティクルなどを薬物キャリアとして利用する方法、高分子ミセルなどの高分子キャリアに薬物を包含させる方法、あるいは合成高分子や天然多糖類に薬物を共有結合させる方法等が開発されている。DDS製剤を開発することにより、既に薬剤として開発されている化合物について、より優れた効果や副作用の低下を達成することができる。また、DDSを用いることにより、副作用などの観点から開発を断念された薬剤を医薬として復活させることが期待されている。しかしながら、これらシステムの実用化に際しては、克服すべき様々な問題点があり、中でも、生体側の異物認識機構からの回避、DDS薬物キャリア中の薬物高含量化及び薬物遊離速度の制御が大きな課題となっている。
生体側の異物認識機構からの回避に関しては、リポソームをはじめとする薬物キャリアの表面をポリエチレングリコール等の親水性高分子で被覆することにより、血漿タンパク質やオプソニンタンパク質などの吸着を防止して血中安定性を高め、肝臓、脾臓等の細網内皮系(RES)での捕捉を回避することが可能となってきた。この結果、リポソームや高分子ミセルなどは、静脈内投与後、高い血中滞留性が得られ、腫瘍組織や炎症部位などの血管透過性が亢進した組織に受動的に集積可能となり、効率よく治療できるようになってきた。
一方、DDS薬物キャリア中の薬物含量に関しては、薬物含量が高い方が、必要な薬物をデリバリーするために要するキャリア量が少なくなり、その結果、治療効果と製剤設計の両面から好都合である[J.Med.Chem.45,4336-4343(2002)(非特許文献1)]。それにもかかわらず、リポソームや高分子ミセルに関しては、物理的安定性の面から、薬物含量に制限があり、また高分子複合体タイプのものに関しては、薬物含量を増加させると、水溶性高分子の性質にも影響を与え、その水溶性が低下してしまう。その結果、血漿成分との相互作用を抑制しきれなくなり、血中滞留性を保つことが不可能になるので、薬物含量が数%のものがほとんどである[CRIPS 5(2),2-8(2004)(非特許文献2)]。薬物の高含量化と優れた血中滞留性の両面を達成する目的で研究が行われており、高含量かつ優れた血中滞留性を有するDDS化合物が開発されてきている。
また、薬物遊離に関しては、血中において薬剤はキャリアと安定に内包、あるいは結合しており、病巣組織に到達した後に速やかに薬剤を放出するシステムが、副作用の軽減と治療効果の増強の観点から理想的である。薬物遊離の制御を高度に実現するため、各種の環境応答性キャリア、すなわち疾病に起因する環境変化、または、正常組織と病巣部位の環境の相違に応答して性質が変化する薬物キャリアが検討されている。
例えば、分子量約3万DaのHPMAポリマーにGFLGスペーサーを介してドキソルビンシンを結合させたHPMA copolymer−doxorubicin(PK1)が報告されている。PK1は、正常組織よりも腫瘍部位により多く発現しているカテプシンBによって薬物が遊離されるが、その薬物含量は8.5%であり、薬物の高含量化を達成しているわけではない。
一方、腫瘍や炎症などの病巣部位では局所のpHが正常な組織よりも低下することを利用し、このような病変部位でのpH変化による環境に応答して薬物を放出することを目的とした検討が試みられている[Adv.Drug Delivery Rev.56,1023-1050(2004)(非特許文献3)、Biochim.Biophys.Acta,1329(2),291-301(1997)(非特許文献4)]。
また、腫瘍局所において個々の癌細胞にエンドサイトーシス経路で取り込まれた後に、エンドソーム内の低pH環境に的確に応答して、抗癌剤を放出する細胞内低pH環境応答型高分子複合体[J.Controlled Release 87,33-47(2003)(非特許文献5)]や高分子ミセルが報告されている[Bioconjugate Chem.16,122-130(2005)(非特許文献6)]、[J. Cntrolled Release 64, 143-153 (2000)(非特許文献7)]。さらに、高分子ミセルの表面に現れるPEGに葉酸を結合させることにより、葉酸受容体を高発現する癌細胞に対して選択的に取り込まれるように設計された生分解性ドキソルビシンミセル[(J.Controlled Release 96 (2004), 273-283(非特許文献8)]や、アドリアマイシンが報告されている[Bioconjugate Chem. 2007, 18, 1131-1139(非特許文献9)]。さらに血中滞留性を増加させる試みが行われて、薬物遊離のpH依存性、優れた血中滞留性、及び高い薬物含量という要件をすべて満たす高分子ミセルが開発されている[特許4791435号(特許文献1)、US2008/0248097(特許文献2)]。
しかしながら、抗癌剤による治療を行うと、一時的には癌の消失が確認できるものの、現在までに開発されている抗癌剤では全ての癌細胞を根絶することが難しく、耐性を獲得したごく少数の癌細胞が生存することにより、癌が再発・転移することが知られている。特にこのように耐性を獲得した癌細胞には、癌幹細胞とよばれる自己複製能と多分化能を備えた細胞が含まれることが報告されている[Nat. Med. 3, 730-737 (1997) (非特許文献10)、Nat Med. Mar;17(3):313-9(2011)(非特許文献11)]。癌幹細胞から癌が発生・進行することは、急性骨髄性白血病をはじめとして幾つかの癌で明らかにされている。これらの癌では、固形腫瘍の縮小のみを目的とした抗癌剤の開発では不十分であることから、癌幹細胞の根絶を可能にする抗癌剤の開発が望まれている。
特許第4781435号公報 米国特許出願公開第2008/0248097号明細書
J.Med.Chem.45,4336-4343(2002) CRIPS 5(2),2-8(2004) Adv.Drug Delivery Rev.56,1023-1050(2004) Biochim.Biophys.Acta,1329(2),291-301(1997) J.Controlled Release 87,33-47(2003) Bioconjugate Chem.16,122-130(2005) J.Controlled Release 64 (2000), 143-153 J.Controlled Release 96 (2004), 273-283 Bioconjugate Chem. 2007, 18, 1131-1139 Nat. Med. 3, 730-737 (1997) Nat Med. Mar;17(3):313-9 (2011) Biochemistry 2001, 40, 2564-2571 British Journal of Cancer(1996)73,1063-1068 CANCER RESEARCH 64, 1242-1246, February 15, 2004
本発明の課題は、上記の問題点を解決可能な医薬の提供にある。より具体的に、薬剤耐性腫瘍に対する治療効果を有する医薬の開発に関する。
本発明者らが、上記課題を解決すべく鋭意研究を行ったところ、抗癌剤を、エピルビシン複合化共重合体により形成されたミセルの内核に含むミセルが、エピルビシン耐性腫瘍に対し、治療効果を有することを見出し、本発明に至った。したがって、本発明は以下の発明に関する:
[1]以下の:
又は
{式中
は、同一または異なって、水素原子、メトキシ基、メチル基、置換された直鎖もしくは分枝または環状のC〜C12アルキル基であり、その置換基が、保護されていてもよいマレイミド基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、水酸基及び活性エステル基からなる群より選択される官能基、を表し、
は、水素原子、飽和もしくは不飽和のC〜C30脂肪族カルボニル基またはアリールカルボニル基を表し
は、−O−R又は−NH−Rを表し、Rは同一または異なって疎水性基を表し、
は、水酸基、飽和もしくは不飽和のC〜C30脂肪族オキシ基またはアリール−低級アルキルオキシ基を表し
及びLは各々独立してリンカーを表し、
mは、5〜1000の整数を表し、
nは、0〜1000の整数を表し、
pは、1〜1000の整数を表し、
qは、1〜1000の整数を表し、
但し、側鎖に疎水基を有するユニットがブロック共重合体中のポリアミノ酸の全ユニット数の25%以上〜75%以下を占め、側鎖にカルボン酸基を有するユニットが存在する場合は、側鎖にカルボン酸基を有するユニット、側鎖に疎水基を有するユニット及び側鎖にヒドラジド基を有するユニットはランダムにポリアミノ酸領域全体にわたって分布し、そして側鎖にカルボン酸基を有するユニットが存在しない場合は、側鎖に疎水基を有するユニット及び側鎖にヒドラジド基を有するユニットはランダムにポリアミノ酸領域全体にわたって分布し、
yは1又は2の整数を表す}
で表されるブロック共重合体に、エピルビシン又はその塩が、該ブロック共重合体のヒドラジド基を介して結合されたエピルビシン複合化共重合体であって、エピルジン又はその塩の結合の帰結として、側鎖にヒドラジド基を有するユニットがブロック共重合体中のポリアミノ酸の全ユニット数の0%を超えて35%以下を占めた状態にある、エピルビシン複合化共重合体と、抗癌剤である化合物とを含む、pH応答性ミセル。
[2] 前記抗癌剤である化合物が、癌幹細胞に対して作用する、項目1に記載のミセル。
[3] Rが、ベンジル基、フェニル基、C−フェニル基及びC〜C16のアルキル基からなる群より選択される疎水性基である、項目1又は2に記載のミセル。
[4] ヒドラジド基にエピルビシンが、ポリアミノ酸の全ユニット数の10%以上〜50%以下の数結合している、項目1〜3のいずれか一項2に記載のミセル。
[5] ヒドラジド基にエピルビシンが、ポリアミノ酸の全ユニット数の10%以上〜40%以下の数結合している、項目4に記載のミセル。
[6] 前記抗癌剤が、インドロカルバゾール骨格を有する化合物、並びにアファチニブ、アキシチニブ、ボスチニブ、カネルチニブ、セジラニブ、クリゾチニブ、ダサチニブ、ダブラフェニブ、ダヌセルチブ、エルロチニブ、ゲフィチニブ、イマチニブ、ラパチニブ、ニロチニブ、パゾパニブ、ポナチニブ、レゴラフェニブ、ソラフェニブ、スニチニブ、タンヅチニブ、トファシチニブ、バンデタニブ、及びベムラフェニブからなる群から選ばれる、項目1〜5のいずれか一項に記載のミセル。
[7] 前記インドロカルバゾール骨格を有する化合物が、以下の式:
{式中、
X及びYは、独立に、H、OH、Cl、プロポキシ、又はエチルチオメチルであり;
は、H、C1−3アルキル、−NH、ベンジル、
又は
及びRは、それぞれ独立にH、−OH、又はメトキシであるか、或いは一緒になってO=を形成してもよく;
とR10は、それぞれ水素、メチル、β−D−グルコピラノシル、4−O−メチル−β−D−グルコピラノシル、シアノエチル、又は
であるか、或いは一緒になって、以下の:
又は
を形成してもよく、ここで
11は、メチルであり:
12は、Hであり;
13及びR14は、それぞれ独立に、H、メトキシ、−OH、ヒドロキシメチル、メチルカルボキシレート、メチルアミノ、メチルアミノメチル、プロピルアミノメチル、ジメチルアミノメチル、又は
15及びR16は、それぞれ独立に、H、OH又は
であり;
17及びR18は、H、OH、メチルアミノ、ジメチルアミノ、オキシム、
である}
で表される化合物である、項目6に記載のミセル。
[8] 前記インドロカルバゾール骨格を有する化合物が、スタウロスポリン、7−ヒドロキシスタウトスポリン、KT5926、スタウロスポリン・アグリコン、SF2370、KT5823、4’−N−ベンゾイルスタウロスポリン、PKC412、Go6976、N,N−ジメチルスタウロスポリン、NA 0359、N−エトキシカルボニル−7−オキソスタウロスポリン、KT−6124、CGP42700、4’−デメチルアミノ−4’,5’−ジヒドロキシスタウロスポリン、7−オキソスタウロスポリン、CEP751、NA0346、NA0359、3’−デメトキシ−3’−ヒドロキシスタウロスポリン、KT 6006、7−O−メチル−UCN 01、TAN 999、NA 0346、NA 0345、NA 0344、CGP 44171A、SCH 47112、N,N−ジメチルスタウロスポリン、TAN 1030A、レスタウルチニブ、4’−デメチルアミノ−4’−ヒドロキシスタウロスポリン、AFN941、エドテカリン、ベカテカリン、及びそれらの塩からなる群から選ばれる少なくとも1の化合物である、項目6に記載のミセル。
[9] 前記インドロカルバゾール骨格を有する化合物が、スタウロスポリン、7−ヒドロキシスタウロスポリン、PKC412及びレスタウルチニブからなる群から選ばれる少なくとも1の化合物である、項目8に記載のミセル。
[10] 前記エピルビシン複合化共重合体と、前記抗癌剤との質量比が、5:2〜10:1である、項目1〜9のいずれか一項に記載のミセル。
[11] 項目1〜10のいずれか一項に記載のミセルを含む、癌又は腫瘍の治療用医薬組成物。
[12] 前記癌又は腫瘍が、神経芽腫、肝臓癌、悪性黒色腫、子宮癌、膀胱癌、胆道癌、食道癌、骨肉腫、精巣腫瘍、甲状腺癌、急性骨髄性白血病、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、頭頸部扁平上皮癌、中皮腫、肺癌、大腸癌、腎癌、卵巣癌、及び乳癌からなる群から選ばれる、項目11に記載の医薬組成物。
[13] 前記癌又は腫瘍が、癌幹細胞を含む癌又は腫瘍に対して効果を有する、項目11に記載の組成物。
[14] 前記癌幹細胞を含む癌又は腫瘍が、急性骨髄性白血病、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、頭頸部扁平上皮癌、中皮腫、肺癌、大腸癌、腎癌、卵巣癌及び乳癌からなる群から選ばれる少なくとも1の癌である、項目12に記載の組成物。
[15] 項目1〜10のいずれか一項に記載のミセルの有効量を投与することを含む、癌の治療方法。
[16] 癌治療用の医薬の製造のための、項目1〜10のいずれか一項に記載のミセルの使用。
[17] 癌治療用の項目1〜9のいずれか一項に記載のミセル。
本発明のミセルは、エピルビシン複合化ブロック共重合体により形成されるミセルに比較して、癌又は腫瘍に対し優れた治療効果を有する。抗癌剤を封入したミセルは、癌又は腫瘍部位で、エピルビシンと抗癌剤とを放出することができる。また、抗癌剤としてABCトランスポーター阻害剤を用いる場合、ABCトランスポーター阻害剤は、癌又は腫瘍における薬剤排出メカニズムを阻害することから、エピルビシンの効力が高まる。
図1は、エピルビシン複合化ブロック共重合体のミセル中に化合物が封入されたことを示す図であり、封入される化合物の構造式と併せて示す。図1Aは、エピルビシン複合化ブロック共重合体の構造式と、当該共重合体により形成されたミセルのゼータサイザーを用いた動的光散乱法による粒子径およびPDI(polydispersity index)を示す図である。図1B及びCは、それぞれスタウロスポリン及びUCN−01の構造式と、エピルビシン複合化ブロック共重合体により形成されたミセル中に封入した際のゼータサイザーを用いた動的光散乱法による粒子径およびPDIを示す。 図1は、エピルビシン複合化ブロック共重合体のミセル中に化合物が封入されたことを示す図であり、封入される化合物の構造式と併せて示す。図1D〜Fは、それぞれ、レセルピン、レスタウルチニブ、PKC412の構造式と、エピルビシン複合化ブロック共重合体により形成されたミセル中に封入した際のゼータサイザーを用いた動的光散乱法による粒子径およびPDIを示す。 図1Gは、エピルビシン複合化ブロック共重合体のミセル中にスタウロスポリンを封入した際の各化合物の濃度比を変化させた場合のゼータサイザーを用いた動的光散乱法による粒子径およびPDIを示す。 図2は、スタウロスポリン封入エピルビシンミセルからのスタウロスポリン及びエピルビシンのそれぞれのpH依存的放出特性を示す図である。エピルビシンが、ブロック共重合体にアミド結合を介して結合されたエピルビシン複合化ミセルでは、エピルビシン及びスタウロスポリンの両方についてpH依存的放出特性が見られない(図2A)一方で、エピルビシンが、ブロック共重合体にヒドラゾン結合を介して結合されたエピルビシン複合化ミセルでは、エピルビシン及びスタウロスポリンの両方について、pH依存的放出特性が見られた(図2B)。図2Cは、pH応答性エピルビシンミセル(Epi micelle)と、スタウロスポリン封入pH応答性エピルビシンミセル(STS Epi micelle pH)と、スタウロスポリン封入pH非応答性エピルビシンミセル(STS Epi micelle (amide))をin vitro 抗癌活性により測定されたMSTO-211Hに対する生存率の変化を示す。図2Dは、pH応答性エピルビシンミセル(Epi micelle)と、スタウロスポリン封入pH応答性エピルビシンミセル(STS Epi micelle pH)と、スタウロスポリン封入pH非応答性エピルビシンミセル(STS Epi micelle (amide))ルシフェラーゼ遺伝子発現MSTO-211中皮腫同所モデルマウスに投与した場合の発光による腫瘍体積変化を示す。 図3Aは、エピルビシンミセルと、スタウロスポリンとを組み合わせることにより発揮される相乗効果を示す図である。図3Bは、スタウロスポリンが、血中のα酸性糖タンパク質と結合することにより、その効果が弱められる一方で、エピルビシンミセル中に封入された場合には、α酸性糖タンパク質による影響を受けなくなることを示す図である。 図4は、エピルビシン耐性株に対するエピルビシン(Epi)、スタウロスポリンとエピルビシン混合物(STS+Epi Mix)、エピルビシンミセル(Epi micelle)、及びスタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi micelle)のアポトーシス誘導効果を示す。図4Aは、エピルビシン耐性の中皮腫(MSTO−211H)及び乳癌(MCF−7)細胞に対し、上記薬剤を添加した場合におけるアネキシンV陽性のアポトーシスを誘導している細胞のFACSの結果を示し、その結果を図4Bにおいてグラフ化した。図4Cは、中皮腫(MSTO−211H)細胞とエピルビシン耐性中皮腫(MSTO−211H−EPI−R)細胞に対するエピルビシンミセル(Epi micelle)及びスタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi micelle)の効果を示すグラフである。図4Dは、乳癌(MCF−7)細胞とエピルビシン耐性乳癌(MCF−7−EPI−R)細胞に対するエピルビシンミセル(Epi micelle)及びスタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi micelle)の効果を示すグラフである。 図5は、悪性中皮腫の皮下固形癌モデルにおけるエピルビシンミセル(Epi micelle)、スタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi micelle)、エピルビシン(Epi)、スタウロスポリン(STS)、スタウロスポリンとエピルビシン混合物(STS+Epi Mix)、及びエピルビシンミセルとスタウロスポリンとの混合物(Epi micelle STS Mix)を静脈内投与した場合の腫瘍体積変化を示しており(図5A)、図5Bには実験期間における体重変化を示し、図5Cに46日目における腫瘍外観を示す。 図6は、ルシフェラーゼを遺伝子発現させたエピルビシン耐性の悪性中皮腫株を胸膜に移植した転移癌同所モデルにおける、エピルビシンミセル(Epi micelle)、スタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi micelle)、エピルビシン(Epi)、スタウロスポリン(STS)、スタウロスポリンとエピルビシン混合物(STS+Epi Mix)、及びエピルビシンミセルとスタウロスポリンとの混合物(Epi micelle STS Mix)を静脈内投与した場合のルシフェラーゼの発光強度変化を示しており(図6A)、図6Bには実験期間における体重変化を示し、図6Cは、27日目におけるルシフェラーゼの発光を示す外観写真を示す。 図6Dは、各薬剤の投与後の生存率を示すグラフを示す。 図7は、大腸癌において、スタウロスポリン封入エピルビシンミセルが癌幹細胞(ALDH−1陽性)の集合を減少できることを示した(図7A)。図7Bは、その他の癌幹細胞マーカー CD44v10, CD133に対するスタウロスポリン封入エピルビシンミセルの効果を示した。図7Cは、大腸癌における、エピルビシンミセル(Epi micelle)、エピルビシン(Epi)、スタウロスポリンとエピルビシン混合物(STS+Epi Mix)、スタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi micelle)、及びエピルビシンミセルとスタウロスポリンとの混合物(Epi micelle STS Mix)を静脈内投与した場合の腫瘍体積変化を示す。 図8は、ルシフェラーゼを遺伝子発現させたヒト肺癌シスプラチン耐性株を肺に移植した同所モデルにおける、エピルビシン(Epi)、スタウロスポリン(STS)、スタウロスポリンとエピルビシン混合物(STS+Epi Mix)、エピルビシンミセル(Epi micelle)、及びスタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi micelle)を静脈内投与した場合のルシフェラーゼの発光強度変化を示しており(図8A)、図8Bは、22日目におけるルシフェラーゼの発光を示す外観写真を示す。さらに図8Cは、生存率を示すグラフを示す。 図9は、マウス腎癌(Renca)を腎臓に移植した場合の同所モデルにおいて、腎臓癌及び肺転移癌に対するエピルビシン(Epi)、スタウロスポリン(STS)、スタウロスポリンとエピルビシン混合物(STS+Epi Mix)、エピルビシンミセル(Epi micelle)、及びスタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi micelle)を静脈内投与した場合の生存曲線を示しており(図9A)、エピルビシンミセルの投与後60日での肺のCT画像又は死亡した場合の解剖写真(図9B)、及びスタウロスポリン封入エピルビシンミセルの投与後60日での肺のCT画像又は死亡した場合の解剖写真を示す(図9C)。丸で囲った位置に転移癌が見られ、図9Bでは、2例について胸水滲出が見られた。図9Dは、移植後60日目、又は死亡時の腫瘍体積を比較した図である。図9Eは、腎癌幹細胞のマーカーであるマウスCD105がスタウロスポリン封入エピルビシンミセルにより減少したことを示すグラフである。 図10は、グリオーマ(図10A)、前立腺癌(図10B)の細胞に対するin vitroにおけるエピルビシンミセルと、スタウロスポリン封入エピルビシンミセルの有効性を示す図である。いずれの癌においても、スタウロスポリン封入エピルビシンミセルの方が高い効力を有することが示された。 図11は、MSTO-211H中皮腫細胞に含まれる癌幹細胞に対する各薬剤(シスプラチン、ペメトレキセド、スタウロスポリン、UCN−01、エンザスタウリン)の効果を示す図であり、FACSの結果を示す(図11A)。図11Aの縦軸は側方散乱(SSC)を示し、横軸はAldefluor陽性細胞を示しており、上段は、各薬剤の添加後の細胞集団の分布を示し、下段は、ALDHの阻害剤であるDEABを添加した際の細胞集団の分布を示す。図11Bは、図11Aの結果をグラフ化して示した図である。 図12Aは、乳癌細胞(MCF−7)において、エピルビシン耐性の獲得前と獲得後におけるABCトランスポーターの一種であるMDR−1の発現変化を示す図である。図12Bは、エピルビシン耐性を獲得していない乳癌(MCF−7)細胞(Original strain)と、エピルビシン耐性を獲得した乳癌(MCF−7)細胞(Epirubiin Resistant strain)において細胞外へのエピルビシン及びeFlux-IDの排出を比較した写真である。エピルビシン耐性株において、エピルビシン又はエピルビシンミセルの単独投与では、エピルビシン及びeFlux-IDを細胞外に排出する一方で、スタウロスポリンとエピルビシンの混合物又はスタウロスポリン封入エピルビシンミセルを用いることにより、エピルビシン及びeFlux-IDが細胞外に排出されずに細胞内に留まることが示される。 図13Aは、肺癌細胞(H460)において、シスプラチン耐性の獲得前と獲得後におけるABCトランスポーターの一種であるMDR−1の発現変化を示す図である。図13Bは、シスプラチン耐性を獲得していない肺癌(H460)細胞(Original strain)とシスプラチン耐性を獲得した肺癌(H460)細胞(Cisplatin-Resistant strain)において、細胞外にエピルビシン及びeFlux-IDの排出を比較した写真である。シスプラチン耐性株において、エピルビシン又はエピルビシンミセルの単独投与では、エピルビシン及びeFlux-IDを細胞外に排出する一方で、スタウロスポリンとエピルビシンの混合物又はスタウロスポリン封入エピルビシンミセルを用いることにより、エピルビシン及びeFlux-IDが細胞外に排出されずに細胞内に留まることが示される。 図14は、各薬剤耐性細胞又はABCトランスポーター高発現細胞におけるスタウロスポリン及びスタウロスポリン-エピルビシンミセルが、各薬剤の排出を妨げたことを示す図であり、MAF値をグラフの下に記す。図14Aでは、エピルビシン耐性中皮腫癌細胞(MSTO−211H EPI−R)が用いられ、図14Bでは、エピルビシン耐性乳癌細胞(MCF−7 EPI−R)が用いられ、そして図14Cではシスプラチン耐性肺癌細胞(H460 Cis−R)が用いられている。 図14Dでは、ABCトランスポーターであるBCRPを高発現するHela細胞が用いられ、図14EではABCトランスポーターであるMRPを高発現するA549が用いられている。
1の実施形態では、本発明は、エピルビシン複合化ブロック共重合体と、エピルビシンとは異なる抗癌剤とを含むミセルに関している。より具体的に、本発明のミセルは、エピルビシン複合化ブロック共重合体により形成されるミセルの内核に抗癌剤が配置される。こうした抗癌剤は、抗癌幹細胞作用を有し、抗癌幹細胞剤、抗癌幹細胞抑制剤、又は抗癌幹細胞阻害剤である。
本発明におけるエピルビシン複合化ブロック共重合体は、ポリエチレングリコールからなる水溶性高分子領域及び側鎖にヒドラジド基及び疎水性基を有するポリアミノ酸領域を含む薬剤複合体用のブロック共重合体と、当該ブロック共重合体のヒドラジド基を介して結合されたエピルビシンとを含む。エピルビシン複合化ブロック共重合体は、水溶性高分子領域を外殻とし、疎水性のポリアミノ酸領域を内核とした高分子ミセルを形成することができ、エピルビシンは内核に配置される。抗癌剤は、エピルビシンと相互作用をすることにより、エピルビシンとともに内核に配置される。抗癌剤がミセル内核に配置されたエピルビシン複合化ブロック共重合体のミセルを、抗癌剤封入エピルビシンミセルということができ、抗癌剤としてABCトランスポーター阻害剤が封入されうる。ABCトランスポーター阻害剤としてインドロカルバゾール化合物が封入される場合、インドロカルバゾール化合物封入エピルビシンミセルということができる。さらに例えばインドロカルバゾール化合物がスタウロスポリンの場合、スタウロスポリン封入エピルビシンミセルというものとする。
エピルビシン複合化ブロック共重合体において、エピルビシンは、エピルビシンのケトン構造とブロック共重合体のヒドラジド基が脱水縮合することにより、ブロック共重合体に複合化される(図1A)。エピルビシンは、ヒドラゾン構造によりブロック共重合体に共有結合されており、ヒドラゾンは、低pHで加水分解を受ける。それによりエピルビシン複合化ブロック共重合体から形成されるミセルが、腫瘍や炎症などの病巣部位で生じうる酸性環境下、例えばpH3.0〜6.5に存在することにより、エピルビシンが遊離し、病巣部位にて抗癌活性を発揮することができる。本発明のミセルからエピルビシンが遊離する際に、内核に配置された抗癌剤も遊離する。このように酸性環境下でエピルビシン複合化ブロック共重合体のヒドラゾン構造が分解されて、エピルビシン、又はエピルビシンと抗癌剤を放出できるミセルを、pH応答性のミセルということができる。pH応答性ミセルを用いることにより、その疎水性や、血中タンパク質への結合性などのため、血中で活性が失われてしまう抗癌剤を、活性を保持しつつ目的の組織又は病巣部位にデリバリーすることが可能になり、これにより組織又は病巣部位特異的に、抗癌剤の有する優れた活性を発揮することができる。
本発明に係る薬剤複合体用ブロック共重合体は、ポリエチレングリコールからなる水溶性高分子領域と、ポリアミノ酸領域とからなるブロック共重合体にヒドラジド基及び疎水性基を導入することで調製することができる。
特に、製造容易であり、本発明で都合よく使用できるブロック共重合体としては、下記
式(I)及び(II)で示すことのできるものを挙げることができる。

又は
{式中、
は、同一または異なって、水素原子、メトキシ基、メチル基、置換された直鎖もしくは分枝または環状のC〜C12アルキル基であり、その置換基が、保護されていてもよいマレイミド基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、水酸基及び活性エステル基からなる群より選択される官能基、を表し、
は、水素原子、飽和もしくは不飽和のC〜C30脂肪族カルボニル基またはアリールカルボニル基を表し
は、−O−R又は−NH−Rを表し、Rは同一または異なって疎水性基を表し、
は、水酸基、飽和もしくは不飽和のC〜C30脂肪族オキシ基またはアリール−低級アルキルオキシ基を表し
及びLは各々独立してリンカーを表し、
mは、5〜1000、好ましくは40〜600の整数を表し、
nは、0〜1000、好ましくは0〜100の整数を表し、
pは、1〜1000、好ましくは1〜100の整数を表し、
qは、1〜1000、好ましくは1〜100の整数を表し、
但し、pはブロック共重合体中のポリアミノ酸の全ユニット数の20%以上〜90%未満、好ましくは25%以上〜50%以下を占め、nが存在する場合は、n、p及びqはランダムに存在し、nが存在しない場合は、p及びqはランダムに存在し、yは1又は2の整数を表す)。
リンカーはブロック共重合体の製造方法により変化しうるので限定されるものではないが、L1は、−Z−NH−、−CO−Z−NH−および−CO−NH−Z−NH−(ここで、Zは独立してC1〜C8のアルキル基である)を挙げることができ、L2は、−CO−Z−、−Z−CO−、−CO−Z−CO−、−Z−CO−Z−および−Z−CO−O−Z−(ここで、Zは独立してC1〜C8のアルキル基である)を挙げることができる。
上記ブロック共重合体は、例えば公知のMeO−PEGポリ(β−ベンジル−L−アスパルテート)にヒドラジン、あるいはヒドラジン水和物を反応させることにより、そのベンジルエステル部分をヒドラジド基に変換することで合成することができる。通常その反応は脱水溶媒中で行われる。溶媒としては、脂肪族又は芳香族の有機溶媒が用いられ、ブロック共重合体及びヒドラジン、あるいはヒドラジン水和物のいずれもが溶解するものが好ましい。例えば、溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、N-メチル-2-ピロリドン又はそれらの混合溶媒が好ましく用いられる。また、使用する溶媒は極力水を含まないことが好ましい。合成時におけるヒドラジンの添加量は、反応がほぼ定量的に進行することから、通常ブロック共重合体のベンジルエステル部分に対して導入したいだけの量を添加すればよい。例えば、ヒドラジンを用いる場合、ベンジルエステル部分に対して50%導入する場合、0.5倍当量のヒドラジンを添加し、75%導入する場合は、0.75倍当量のヒドラジンを添加する。反応は、0℃〜100℃の温度範囲で行われ、好ましくは20℃〜80℃、より好ましくは25℃〜50℃の範囲で行われる。圧力は、常圧であることが好ましい。反応時間は、反応が十分に進行する時間であればとくに制限はされないが、通常は2時間〜2日間である。
また、当該ブロック共重合体に複合化させるエピルビシンの量は、血中滞留性を維持可能であれば特に限定されないが、ブロック共重合体中のポリアミノ酸の全ユニット数に対して10%以上〜50%以下、好ましくは10%以上〜40%以下、薬効と安定性を考慮すれば15%以上〜35%以下の数である事が特に好ましい。なお、エピルビシンには複数のケトンが存在するが、ヒドラシド基と共有結合するケトンは、好ましくは13位のケトンである。
エピルビシンのブロック共重合体への結合は、好ましくは極力無水な条件下でエピルビシンをブロック共重合体のヒドラジド基に反応させるだけで達成される。好ましくは、本発明に係るブロック共重合を脱水した溶媒、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、又はそれらの混合溶媒に溶解し、エピルビシンを所望量において、例えばヒドラジド基に対し0.1〜10当量、好ましくは0.1〜3当量で添加し、反応させる。反応は、0℃〜50℃の温度範囲で行われ、好ましくは20℃〜40℃、より好ましくは25℃〜37℃の範囲で行われる。圧力は、常圧であることが好ましい。反応時間は、反応が十分に進行する時間であれば特に制限はされないが、通常は2時間〜5日間程度であろう。反応後の溶液を、適当な親水性有機溶媒、例えば2−プロパノールといったアルコール類に注ぎ入れ、沈殿させて洗浄し、回収する。回収は遠心分離操作で行ってよい。必要であれば、エピルビシン複合共重合体をゲル濾過クロマトグラフィーによる精製、限外濾過による精製などを行い、未結合の薬剤を除去してよい。
本発明の高分子ミセルに使用されるブロック共重合体は、ヒドラジド基にエピルビシンが複合化したエピルビシン複合化ブロック共重合体のみから構成されるか、あるいは(1)ポリエチレングリコールからなる水溶性高分子領域と、側鎖にヒドラジド基を有し、疎水性基を有してもよいポリアミノ酸領域からなり、エピルビシンがそのヒドラジド基に結合したブロック共重合体と、(2)ポリエチレングリコールからなる水溶性高分子領域と、疎水性基を有するポリアミノ酸及び/又はその誘導体領域からなり、エピルビシンの結合していないブロック共重合体とから構成されてもよい。薬剤の結合していない形態における上記(1)のブロック共重合体としては、例えば以下の式で表されるものが利用される。
又は
{式中
は、同一または異なって、水素原子、メトキシ基、メチル基、置換された直鎖もしくは分枝または環状のC〜C12アルキル基であり、その置換基が、保護されていてもよいマレイミド基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、水酸基及び活性エステル基からなる群より選択される官能基、を表し、
は、水素原子、飽和もしくは不飽和のC〜C30脂肪族カルボニル基またはアリールカルボニル基を表し
は、−O−R又は−NH−Rを表し、Rは同一または異なって疎水性基を表し、
は、水酸基、飽和もしくは不飽和のC〜C30脂肪族オキシ基またはアリール−低級アルキルオキシ基を表し
及びLは各々独立してリンカーを表し、ブロック共重合体の製造方法により変化しうるので限定されるものではないが、例えばLは、−Z−NH−、−CO−Z−NH−および−CO−NH−Z−NH−(ここで、Zは独立してC〜Cのアルキル基である)を挙げることができ、Lは、−Z−CO−、−CO−Z−、−CO−Z−CO−、−Z−CO−Z−および−Z−CO−O−Z−(ここで、Zは独立してC〜Cのアルキル基である)であってよく、
mは、5〜1000、好ましくは40〜600の整数を表し、
nは、0〜1000、好ましくは0〜100の整数を表し、
pは、0〜1000、好ましくは1〜100の整数を表し、
qは、1〜1000、好ましくは1〜100の整数を表し、
yは1又は2の整数を表す)。
上記ブロック共重合体におけるヒドラジド基の導入やエピルビシンの結合は、上で説明したエピルビシン複合化ブロック共重合体の製法に準じて行うことができる。
また、上記(2)のブロック共重合体としては、例えば以下の式で表されるものが利用される:
又は
{式中、
、R、R、R、L、L、m、n、p及びyは式(I)(II)と同義であり、但し、n+pの内pは50%から100%を占め、nが存在する場合nとpはランダム又は、ブロックで存在する}。
上記(1)のブロック共重合体にエピルビシンを複合化したブロック共重合体と上記(2)のブロック共重合体の混合比は、特に限定されないが、1:1〜9:1の範囲で混合することができる。その場合、混合した全ブロック共重合体中の全ポリアミノ酸の数に対する疎水性基の割合は、35%以上〜95%未満であり、好ましくは50%以上〜95%未満である。この際、上記(1)、上記(2)何れの共重合体にも疎水性基は存在することができる。複合体化するエピルビシンの割合は、混合した全ブロック共重合体中の全ポリアミノ酸の数に対して5%以上〜65%以下、好ましくは5%以上〜50%以下、より好ましくは5%以上〜20%以下の数である。
ブロック共重合体に結合されるエピルビシンは、アンスラサイクリン系抗癌剤であり、白血病、リンパ腫、乳癌、子宮癌、卵巣癌、胃癌、肝癌、肺癌、尿路上皮癌を含む多くの癌の治療に用いられる。エピルビシンは、薬学的に許容される任意の塩の形態であってもよい。
本発明のミセルに封入される抗癌剤は、エピルビシン以外の抗癌剤をいい、エピルビシンミセルから、一部のエピルビシンがミセル中に遊離したミセルと、本発明の抗癌剤封入エピルビシンミセルとは明確に区別することができる。封入される抗癌剤としては、ABCトランスポーター阻害作用、アポトーシスの誘導作用、細胞周期G2/Mチェックポイントの解除、グルコーストランスポーターの抑制作用などの作用のうちの少なくとも1以上の作用、より好ましくは2以上の作用を発揮する。したがって、本発明の抗癌剤は、ABCトランスポーター阻害剤、アポトーシスの誘導剤、細胞周期G2/Mチェックポイントの解除剤、グルコーストランスポーター阻害剤ということもできる。本発明の抗癌剤は、上述の作用から、特に癌幹細胞に対しても殺傷性を有する。したがって、本発明の抗癌剤は、抗癌幹細胞剤、抗癌幹細胞剤、抗癌幹細胞抑制剤、又は抗癌幹細胞阻害剤ということもできる。
本発明のミセルには、エピルビシン複合化ブロック共重合体により形成されるミセルの疎水性の内核に、さらにABCトランスポーター阻害剤などの抗癌剤を封入することができる。封入されるABCトランスポーター阻害剤としては、インドロカルバゾール骨格を有する化合物、含窒二員環を有する化合物、又は複数の芳香環を有する化合物でありうる。
インドロカルバゾール骨格を有する化合物としては、以下の式:
であるか、或いは一緒になって、以下の:
又は
11は、メチルであり:
12は、Hであり;
13及びR14は、それぞれ独立に、H、メトキシ、−OH、ヒドロキシメチル、メチルカルボキシレート、メチルアミノ、メチルアミノメチル、プロピルアミノメチル、ジメチルアミノメチル、又は
であり;
15及びR16は、それぞれ独立に、H、OH又は
であり;
17及びR18は、H、OH、メチルアミノ、ジメチルアミノ、オキシム、
である}
で表される化合物、又はその塩である。当該インドロカルバゾール化合物は、抗癌活性を有する。
本発明に用いられるインドロカルバゾール化合物は、任意の光学異性体をとってもよいが、優れた抗癌活性を有する観点から、例えば以下の式:
{式中、X、Y、R6〜R8、R11〜R18は上で定義するとおりである}
で表される光学異性体の化合物が好ましい。
本発明に用いられるインドロカルバゾール化合物は、本発明のミセルに充填する観点から、以下の式:
{式中、
7はH又はOHであり、
13及びR14は、それぞれ独立に、H、メトキシ、−OH、又はヒドロキシメチルである}
で表される化合物が好ましい。
本発明に用いられるインドロカルバゾール骨格を有する化合物として、例えば以下の化合物:スタウロスポリン、7−ヒドロキシスタウトスポリン、KT5926、スタウロスポリン・アグリコン(staurosporine aglycone)、SF2370、KT5823、4’−N−ベンゾイルスタウロスポリン、PKC412、Go6976、N,N−ジメチルスタウロスポリン、NA0359、N−エトキシカルボニル−7−オキソスタウロスポリン、KT−6124、CGP42700、4’−デメチルアミノ−4’,5’−ジヒドロキシスタウロスポリン、7−オキソスタウロスポリン、CEP751、NA0346、NA0359、3’−デメトキシ−3’−ヒドロキシスタウロスポリン、KT6006、7−O−メチル−UCN01、TAN999、NA0346、NA0345、NA0344、CGP44171A、SCH47112、N,N−ジメチルスタウロスポリン、TAN1030A、レスタウルチニブ、4’−デメチルアミノ−4’−ヒドロキシスタウロスポリン、AFN941、エドテカリン、ベカテカリン、及びその薬学的に許容される任意の塩が挙げられる。
本発明に用いられるABCトランスポーター阻害剤である含窒二員環を有する化合物には、例えばインダゾール骨格を有する化合物、例えばアキシチニブ、パゾパニブ、キナゾリン骨格を有する化合物、例えばバンデタニブ、アファチニブ、ボスチニブ、カネルチニブ、セジラニブ、エルロチニブ、ゲフィチニブ、ラパチニブ、その他の含窒二員環を有する化合物としてポナチニブ、ベムラフェニブ、トファシチニブ、スニチニブ、ダヌセルチブ、又はそれらの薬学的に許容される塩が挙げられる。
本発明に用いられるABCトランスポーター阻害剤である1又は複数の芳香環を有する化合物として、4つの芳香環を有するダブラフェニブ、イマチニブ、ニロチニブ、3つの芳香環を有するクリゾチニブ、ダサチニブ、レゴラフェニブ、ソラフェニブ、1つの芳香環を有するタンヅチニブ、又はそれらの薬学的に許容される塩が挙げられる。
本発明において、薬学的に許容される塩とは、化合物の活性を損なわない限り任意の塩であってよく、例えば塩酸塩、硝酸塩、臭化水素酸塩、リン酸、硫酸塩、硫酸水素塩、アルキルスルホン酸塩、アリールスルホン酸塩、酢酸塩、安息香酸塩、クエン酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、コハク酸塩、乳酸塩および酒石酸塩が挙げられる。
本発明に用いられるABCトランスポーター阻害剤は、癌細胞、より好ましくは薬剤耐性の癌細胞、例えば癌幹細胞に対して、薬剤排除のメカニズムを阻害することにより作用することができる。したがって、エピルビシンと併せて用いることにより、癌の根治を可能にし、再発可能性を低減することができる。したがって、本発明におけるABCトランスポーター阻害剤は、抗癌剤ということもできる。理論により制限されることを意図するものではないが、本発明のABCトランスポーター阻害剤は、タンパク質のATP結合部位に結合することができ、それによりキナーゼやトランスポーターの活性を強く抑制することができる。
本発明に用いられるABCトランスポーター阻害剤の1種であるインドロカルバゾール化合物は、アポトーシスの誘導、細胞周期G2/Mチェックポイントの解除、癌細胞の耐性に寄与するABCトランスポーターの抑制、及びグルコーストランスポーターの抑制のうちの少なくとも1以上の作用により、より好ましくは2以上の作用を発揮することにより、極めて高い抗腫瘍効果及び/又は抗癌活性を発揮することができると考えられる。この中でも特に、本発明者らの研究により、プロテインキナーゼCに対する阻害剤は、癌幹細胞に対して特に有効であることが示されており、プロテインキナーゼCを阻害するインドロカルバゾール化合物は、癌幹細胞を含む腫瘍及び癌の治療又は根治に極めて有用と考えられる。一方で、このようにATP結合部位を有する広範囲のタンパク質に対して、結合し、作用することにより、インドロカルバゾール化合物は、副作用が強いことが多く、また疎水性が高いため、医薬としての開発が困難であることが多かった。本発明により、エピルビシン複合化共重合体により形成されるミセル中にインドロカルバゾール化合物を取り込むことにより、インドロカルバゾール化合物が有する副作用及び/又は疎水性に関わる問題が解決でき、副作用の低く、かつ腫瘍に対する有効性の高いDDS医薬の開発が可能になる。本発明のミセルにおいて、インドロカルバゾール化合物は、ミセル内核の疎水性領域に存在すると考えられるが、製法に応じてその一部が内核に存在していなくてもよい。
本発明においてミセルには、エピルビシン複合化共重合体と、抗癌剤とは、任意の質量比で封入されてよく、例えば5:2〜10:1の範囲で存在することが好ましい。ミセルの大きさに関し適度な分散性を確保する観点からエピルビシン複合化共重合体に対する抗癌剤の質量比は、1以下が好ましく、より好ましくは0.8以下、さらにより好ましくは0.5以下である。抗癌剤の充填量を高くする観点から、エピルビシン複合化共重合体に対する抗癌剤の質量比は、0.1以上が好ましく、より好ましくは0.2以上であり、さらにより好ましくは0.4以上である。エピルビシン複合化共重合体と抗癌剤は、抗腫瘍効果として、相加を超える相乗効果を発揮する。
本発明のミセルは、エピルビシン複合化ブロック共重合体の溶液と、抗癌剤の溶液を混合し、混合溶液から溶媒を蒸発させた後に、別の溶媒を加えて溶解させてソニケーションをすることにより抗癌剤が、エピルビシン複合化ブロック共重合体により形成されるミセルの内核へと封入されたミセルを取得することができる。使用する溶媒は、抗癌剤及びエピルビシン複合化ブロック共重合体を溶解できれば任意の溶媒を使用することができ、例えば疎水性の抗癌剤を溶解するため、有機溶媒、例えばアルコール類を用いることができる。ソニケーション時に用いる溶媒は、形成したミセルを安定的に保持できれば任意の溶媒であってよく、生成したミセルを体内に投与する観点から、水が好ましく、ミセルの保護の観点から緩衝水溶液を用いることができる。得られたミセルを、所定のフィルターに1又は複数回通すことで、所望の大きさを有するミセルを選別することができる。
別の実施態様では、本発明は、抗癌剤と、エピルビシン複合化ブロック共重合体とを含むミセルを含む、疾患治療用医薬組成物に関する。この治療用組成物により治療されうる疾患としては、任意の癌又は腫瘍、例えば神経芽腫、肝臓癌、悪性黒色腫、子宮癌、膀胱癌、胆道癌、食道癌、骨肉腫、精巣腫瘍、甲状腺癌、急性骨髄性白血病、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、頭頸部扁平上皮癌、中皮腫、肺癌、大腸癌、腎癌、卵巣癌、及び乳癌などが挙げられる。本発明の治療用組成物は、癌幹細胞に作用することができることから、癌幹細胞を含む癌又は腫瘍の治療に有用である。癌幹細胞を含む癌又は腫瘍として、例えば急性骨髄性白血病、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、頭頸部扁平上皮癌、中皮腫、肺癌、大腸癌、腎癌、卵巣癌及び乳癌が知られているがこれらに限定されることを意図するものではない。本発明のミセルは、エピルビシンが含まれることから、エピルビシンの治療適応がある癌であれば、任意の癌を治療することができ、エピルビシン又はエピルビシンミセルの治療によりエピルビシンに対し耐性を獲得した癌に対しても治療効果を発揮することができる。これらの癌の中で、本発明の難治性であることが知られている腎癌や卵巣癌を治療できる点で抗癌剤と、エピルビシン複合化ブロック共重合体とを含むミセルを含むミセルは、極めて有用である。
さらに別の態様では、本発明のミセル又は医薬組成物の有効量を、疾患、例えば神経芽腫、肝臓癌、悪性黒色腫、子宮癌、膀胱癌、胆道癌、食道癌、骨肉腫、精巣腫瘍、甲状腺癌、急性骨髄性白血病、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、頭頸部扁平上皮癌、中皮腫、肺癌、大腸癌、腎癌、卵巣癌、及び乳癌の治療、予防又は軽減を必要とする患者に投与することを含む、これらの疾患の治療、予防又は軽減方法にも関する。本発明のミセル又は医薬組成物は、癌幹細胞に作用することができることから、癌幹細胞を含む癌又は腫瘍の治療又は予防に有用である。癌幹細胞を含む癌又は腫瘍として、例えば急性骨髄性白血病、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、頭頸部扁平上皮癌、中皮腫、肺癌、大腸癌、腎癌、卵巣癌及び乳癌が知られているがこれらに限定されることを意図するものではない。予防方法は、癌の増殖又は転移の予防、再発の予防のいずれであってもよい。
本発明のミセル又は医薬組成物は、薬剤耐性を有する癌及び又は腫瘍の治療に有用である。薬剤耐性は、任意の抗癌剤に対する耐性であってもよい。一部の癌細胞は、ATP結合カセットトランスポーター(ABCトランスポーター)を介して薬剤を排出することにより、薬物耐性を獲得することがある。ABCトランスポーターは、現に投与されている薬剤のみならずその他の薬剤についても排出することができ、多剤耐性に寄与すると考えられている。薬物耐性の例としては、以下のものに限定されないが、エピルビシン、シスプラチン、エトポシド、ピンクリスチン、タキソール、カンプトテシン、ミトキサントロンなどの抗癌剤に対する薬剤耐性が挙げられ、本発明のミセル又は医薬組成物は、これらの薬剤耐性を有する癌又は腫瘍の治療、軽減、又は予防に使用することができる。本発明のミセル又は医薬組成物が、薬物耐性癌又は腫瘍に有効である理由として、スタウロスポリンを含むインドロカルバゾール化合物が、ABCトランスポーターの阻害活性を有することに基づくと考えられるが、それに限定されることを意図するものではない。理論に限定されることを意図するものではないが、スタウロスポリンを含むインドロカルバゾール化合物は、ABCトランスポーターのATPポケットに結合して、活性を阻害すると考えられている(非特許文献12、13、14)。インドロカルバゾール化合物が、阻害するABCトランスポーターの例として、MDRs(MDR1、2、3)、MRPs(MRP1〜9)、BCRP、ABCA、BSEPなどが挙げられる。
本発明のミセルを含む製剤は、溶液の形態で提供されてもよいし、使用前に水、緩衝液、生理食塩水などで再構成される粉末状で提供されてもよい。使用前に再構成される場合、ソニケーションやフィルター処理を行い、所望のミセルサイズを選択することもできる。溶液形態の製剤又は再構成された製剤は、任意の経路で投与することができるが、例えば、非経口投与、例えば静脈内、腹腔内、動脈内、筋肉内、皮下、胸膜腔内、くも膜下腔内、直腸内で投与することができる。ミセルを含む製剤の投与スケジュールは、腫瘍又は癌の状況に応じて医師が適宜選択することができる。投与スケジュールとしては、例えば数日に1回、1週間に1回、10日に1回、2週間に1回、の投与で所望の効果を発揮することができる。一方で、1日1回〜数回投与することができ、例えば、1日1回、2回、又は3回投与することもできる。一回あたりの用量は、投与スケジュールに応じて任意に選択することができ、例えばミセルとして、0.1〜100mg/kg(体重)で投与することができる。毒性を低減する観点から用量は、50mg/kg以下が好ましく、20mg/kg以下がより好ましい一方で、効能を発揮する観点から、0.5mg/kg以上が好ましく、1.0mg/kg以上がより好ましい。
本発明のミセルを含む製剤は、抗癌剤の他に、又は加えて、さらなる追加の活性成分を含んでもよい。そのような活性成分としては、抗癌剤として認可されている化合物が好ましいが、未認可の化合物が用いられてもよい。エピルビシンミセルに封入できる化合物としては、例えばレセルピン、エトポシド、カンプトテシンなどが挙げられる。このような追加の活性成分は、エピルビシンや抗癌剤と同様にミセルの内核に配置されてもよいし、抗癌剤含有エピルビシンミセルと混合されているだけでもよい。本発明のミセルを含む製剤は、これらの活性成分の他に、ミセルの安定性を損なわない限りにおいて、医薬製剤に使用できる任意の賦形剤を用いることができ、例えばpH緩衝剤、保存剤、乳化剤などを用いることができる。
実施例1:インドロカルバゾール化合物封入エピルビシンミセルの作製方法
PEG−b−(PBLA−ヒドラジド−エピルビシン)共重合体(PEG質量平均分子量(Mw)=12,000Da;PBLAユニット=40;エピルビシンユニット=8;ナノキャリア株式会社,日本)の粉末(エピルビシン20mg相当)を40mlメタノールで溶解した溶液と、4mgスタウロスポリン(フナコシ株式会社、日本)を10mlメタノールで溶解した溶液とを梨型フラスコで混合し、30分間、室温下でスターラーを用いて混合した。混合された溶液をロータリーエバポレーション(Rotary evaporator N−1200AV(ELYRA)にかけ、メタノールを蒸発させた。メタノールを蒸発させた後に、フラスコにHEPES buffer(10mM;pH7.4;50ml)を加えて溶解し、30分間ソニケーション(Boor uproar Cosmo Bio, Japan)を行った。その後、溶液をポリエーテルスルホン(PES)フィルター(0.22μm)(ミリポア社)に通した。溶液をさらに、ultrafiltration (molecular weight cut−off: 30,000 Da)(Centricon Plus−20 ミリポア社)で、5回、15分かけて精製し(各回ごとに5mlのHEPES緩衝液(10mM;pH7.4)を加える)、15mlに濃縮した。最後に、PESフィルター(0.22μm)を通した。
作成したミセルの粒径は、DLS(ZETA SIZER(MALVERN社))によって粒径を測定した。ミセル中のエピルビシン、スタウロスポリン濃度はHPLC(LC−2000 JASCO社)カラム:TSK−GEL(TSK社)によって検量線を測定し、ミセルの含有量を定量した。
スタウロスポリンの代わりにUCN−01(シグマ)、PKC412(和光純薬)、レセルピン(シグマ)、CEP701/レスタウルチニブ(メルク)、ビスモデギブ(Vismodegib(岩井化学))、及びエンザスタウリン(岩井化学)を用い、上記と同様な方法でミセルを作成した。ミセル中にスタウロスポリン、UCN−01、PKC412、レセルピン,CEP701/レスタウルチニブを検出することができた(図1B〜F)一方で、ミセル中にビスモデギブ及びエンザスタウリンは、検出できなかった(データ未掲載)。
次に、スタウロスポリンとPEG−b−(PBLA−ヒドラジド−エピルビシン)共重合体との質量のみを変化させて、同様に実験を行った。エピルビシン5mg、2.5mg、及び2.5mg相当量のPEG−b−(PBLA−ヒドラジド−エピルビシン)共重合体に対し、1mg、2.5mg、及び5mgのスタウロスポリンを用いて、スタウロスポリンをエピルビシンミセル中に封入した。封入したミセル中のエピルビシン、スタウロスポリンの濃度を、HPLC(LC−2000 JASCO社)カラム:TSK−GEL(TSK社)によって測定した(図1G)。エピルビシン:スタウロスポリンの質量比が5:1の場合には、ミセル中へのスタウロスポリンの完全な封入が見られた一方で、1:1では、分散度が高くなり、そして1:2では、多分散度がさらに高くなり、封入ミセルとして適切ではなかった。
実施例2:スタウロスポリン封入エピルビシンミセルの放出特性の測定
放出特性
本発明のミセルに用いるエピルビシン複合化ブロック共重合体において、エピルビシンとブロック共重合体との間の結合を、pH応答性のヒドラゾン結合の代わりに、アミド結合を用いて形成したミセルにおいて、エピルビシン及びスタウロスポリンのpH応答性の放出特性を調べた。0.3mlミセル懸濁液(1mg/ml Epi:0.2mg/ml STS)を透析バッグ(Slide−A−Lyzer Dialysis Cassettes, 3.5K MWCO Thermo Fisher社)に入れた。透析バッグを、異なるpHのHEPES(pH5.5、pH6.5、Ph7.4)緩衝液(30ml)に入れ、室温中、スターラーでミセル懸濁液を攪拌した。1時間、4時間、20時間、48時間、72時間、96時間、120時間経過時に、外側の緩衝液を0.5ml採取し、HPLCでエピルビシンおよびスタウロスポリンの濃度を測定した(図2A及びB)。
in vitro 抗癌活性の測定
抗癌活性をcell counting kit8(DOJINDO, JAPAN)を用いて、以下の方法で測定した。1〜3×103cell/wellでMSTO-211H 中皮腫細胞株を播いた。翌日、培地を交換し、50μlの培地を加えた。さらに、エピルビシンミセル(Epi micelle)、pH応答性スタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi Micelle pH)、pH非応答性スタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi Micelle amide)の希釈シリーズを作成し、50μlをwellに添加し攪拌した。72時間後、10μlのcell counting kit 8を加え、1時間経過後、マイクロプレートリーダー(Model 680, BioRad, Hercules, CA)で450nmの吸光度を測定した。測定した吸光度に基づき、下記の式により細胞生存率を算出し、グラフに示した(図2C)。これを各薬剤に対してグラフに表し、生存率が50%になる値をIC50(50%細胞傷害率)とした。
式中、As: 検体の吸光度(細胞、被検物質および Cell CountingKit 溶液の入ったウェル) Ac: 陰性対照の吸光度 (細胞および Cell Counting Kit 溶液の入ったウェル(被検物質無し)) Ab: ブランク吸光度(培地および Cell Counting Kit 溶液の入ったウェル細胞無し)。
腫瘍増殖性試験(薬剤感受性試験)
MSTO-211H中皮腫細胞を雌ヌードマウスに皮下移植して、皮下移植モデルを作成し、薬効評価に用いた。MSTO-211H中皮腫細胞を培養し、4×107 cell/mlの100μlと等量のマトリゲル(ベクトンディッキンソン)100μlを混合し、皮下に200μl混合液(2×106cell/匹)を移植した。移植の5日後、腫瘍の直径が4〜5mmに達したことを確認し、0日目とした。腫瘍が形成されたマウスに対し、0,4,8,12日目に、エピルビシンミセル(Epi micelle)、pH応答性スタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi Micelle pH)、pH非応答性スタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi Micelle amide)
を、4mg/kgの用量で尾静注で4回投与した。腫瘍の長径a:短径bをノギスで計測し、腫瘍体積(mm3)をab2/2として週2回測定した(図2D)。
実施例3:スタウロスポリンとエピルビシンとの相乗効果、並びに血中タンパク質
hAGP添加時のミセル化の効果の検証
抗癌活性をcell counting kit8(DOJINDO, JAPAN)を用い、下記の通り測定した。1〜3×103cell/ウェルで、中皮腫細胞株MSTO−211Hを播種し、培養を行った。翌日、培地を交換し、50μlの培地を加えた。125ng/mlのエピルビシンを添加し、さらにスタウロスポリンの濃度を0ng/ml、25ng/ml、62.5ng/ml、125ng/mlと変化させて添加した。対照として、抗癌剤未添加群(No treat)と、スタウロスポリンのみを添加した群(STS 125ng/ml)を用いた。72時間後、10μlのcell counting kit 8を加え、1時間経過後、マイクロプレートリーダー(Model 680, BioRad, Hercules, CA)で450nmの吸光度を測定した。測定した吸光度を下記の式に適用し、細胞生存率(%)を算出した(図3A)。
式中、As: 検体の吸光度(細胞、被検物質および Cell CountingKit 溶液の入ったウェル) Ac: 陰性対照の吸光度 (細胞および Cell Counting Kit 溶液の入ったウェル(被検物質無し)) Ab: ブランク吸光度(培地および Cell Counting Kit 溶液の入ったウェル細胞無し)。
スタウロスポリンとエピルビシンの混合物は、スタウロスポリンの濃度依存的に生存率を低減でき、エピルビシンの単独投与及びスタウロスポリンの単独投与に比較して相乗効果を発揮した。
上で調製した細胞調製物100μlに対し、エピルビシンミセル(Epi micelle)(エピルビシン0.1μg/ml含有)、スタウロスポリン封入エピルビシン(STS Epi micelle)(STS 0.02μg/ml:エピルビシン0.1μg/ml含有)、エピルビシン(Epi)(0.1μg/ml)、スタウロスポリン(STS)(0.02μg/ml)、0.02μg/mlスタウロスポリン及び0.1μg/mlエピルビシン混合物(STS Epi Mix)を添加する群に分け、さらに0.5mg/mlのヒトα酸性糖タンパク(hAGP)を添加の影響を調べた(図3B)。この結果から、スタウロスポリン封入エピルビシンとスタウロスポリン及びエピルビシン混合物のin vitroにおける効果は同等であることがわかる。また、スタウロスポリンの単独投与は、hAGPを添加した場合に、細胞生存率が優位に増加することから、スタウロスポリンは血中タンパク質であるhAGPと結合することにより活性を失い、in vivoでの使用が困難であることがわかる。そして、スタウロスポリンがエピルビシンミセルに封入されることで、hAGPの添加による影響がなくなり、血中での不活性化を防止できることが示された。
実施例4:薬剤耐性株に対するスタウロスポリン封入エピルビシンミセルによるアポトーシスの誘導
中皮腫(MSTO−211H)細胞、肺癌(H460)細胞、及び乳癌(MCF−7)細胞を以下の薬剤:0.2μg/ml エピルビシン(ナノキャリアー株)、0.5μg/ml シスプラチン (シスプラチン注 ヤクルト株)、0.2μg/ml ペメトレキセド(アリムタ注射用 日本イーライリリー)に対し、所定の濃度で3ヶ月間培養し、各薬剤に対する耐性株を樹立した。耐性があるかどうかは、上記のCell counting kit−8で元株と、耐性株を比較することによって決定することができ、耐性株であることを確認後に使用した。
次に、ヒト中皮腫細胞(MSTO−211H)及び乳癌細胞(MCF−7)の耐性株を1×106cell/mlに調製しに対し、エピルビシン(Epi)、スタウロスポリンとエピルビシンの混合物(STS Epi Mix)、エピルビシンミセル(Epi micelle)、スタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi Micelle)を添加した。細胞をAccutaseで単離し、PBSで洗浄後、1ml細胞懸濁液に2μl Annexin V−FITCと1μg/mlDAPIを加えて冷暗所で15分間培養した。400μlのインキュベーション緩衝液を加え、攪拌し、メッシュを通したあと、FACS(BD LSR II、ベクトン・ディッキンソン)を用いて解析を行った(図4A〜B)。次にヒト中皮腫細胞(MSTO−211H)とその耐性株、並びに乳癌細胞(MCF−7)とその耐性株に対し、エピルビシンミセル、スタウロスポリン封入エピルビシンミセルを、濃度を振って添加し、実施例3と同様の手法により細胞生存率を調べた(図4C及びD)。
実施例5 中皮腫皮下モデルにおけるin vivo抗癌性の測定
ヒト中皮腫細胞(MSTO−211H株)を雌ヌードマウスに皮下移植して、皮下移植モデルを作成し、薬効評価に用いた。MSTO−211H細胞を培養し、4×107 cell/mlの100μlと等量のマトリゲル(ベクトンディッキンソン)100μlを混合し、皮下に200μl混合液(2×106cell/匹)を移植した。移植の5日後、腫瘍の直径が4〜5mmに達したことを確認し、0日目とした。腫瘍が形成されたマウスに対し、0,4,8,12日目に、下記の表にしたがって薬剤を尾静注で4回投与した。
陰性対照には、薬剤の代わりに、HEPES溶液を投与した。腫瘍の長径a: 短径bをノギスで計測し、腫瘍体積(mm3)をab2/2として週2回測定し、同時に、マウスの体重を計測した(図5A及びB)。46日目に腫瘍を撮影した(図5C)。
実施例6 中皮腫同所モデルにおけるin vivo抗癌性の測定
Mol Ther. 2012 Apr;20(4):769−77に記載の方法に基づき、ヒト中皮腫MSTO−211Hにルシフェラーゼをトランスフェクトして、ルシフェラーゼ発現株(MSTO−211H−luc)を得た。MSTO−211H−luc細胞を、0.2μg/mlのエピルビシンを含有する培地で3ヶ月間培養し、エピルビシン耐性ヒト中皮腫細胞(MSTO−211H−luc)細胞を作製した。雌ヌードマウスの胸腔内へ1×106cellのエピルビシン耐性MSTO−211H−lucを投与して、同所移植モデルを作成した。投与の5日後、下記の表の用量の薬剤を注射用生理食塩水(大塚製薬)で希釈し、尾静注投与した(5,9,13,23,33,43,53,63日目)。
陰性対照には、薬剤の代わりに、HEPES溶液を投与した。スタウロスポリンは、DMSOで5mg/ml溶解後、注射用生理食塩水(大塚製薬)で希釈して尾静注した。D−luciferin(住商ファーマ)を腹腔内投与し、IVIS imaging system(住商ファーマインターナショナル株式会社)を用いてルシフェラーゼの発光強度を週2回計測し、同時に、マウスの体重を計測した(図6A〜C)。死亡曲線は、Prism ソフトウエアーを用い、カプラン−マイヤーの方法で検証した(図6D)。ログランクテストによって、陰性対照とEpiとの間(P=0.016)、EpiとEpi Micelleとの間(P=0.0001)、並びにEpi Micelleと、STS+Epi Micelleとの間(P=0.0012)のいずれにおいても有意差が見られた。
実施例7 大腸癌皮下モデルにおけるin vivo抗癌性の測定
ヒト大腸癌(HT29)の耐性株を1×106cell/mlに調製しに対し、エピルビシンミセル(Epi micelle)、スタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS Epi Micelle)を3μg/mlで添加し、24時間インキュベートした。陰性対照として5μMのジエチルアミノベンズアルデヒド(DEAB)を添加した。インキュベート後の細胞に対しALDEFLUORアッセイ(StemCell Technologies, Durham, NC, USA)を用い、FACS(BD LSR II、ベクトン・ディッキンソン)を用いて解析を行った(図7A)。
ヒト大腸癌HT29を雌ヌードマウスに皮下移植した皮下移植モデルを作成し、薬効を評価した。HT29を培養し、1×106cellを、マウス皮下に移植した。20〜30日間経過後、10〜20mmの大きさになったものを2〜3mmの立方体に細片化した。大きさを揃えた断片を、雌ヌードマウスの皮下に移植した。移植後5日目(直径4〜5mm)を0日目として、0、4、8日目に下記の表の薬剤を所定の用量で投与した。
陰性対照には、薬剤の代わりに、HEPES溶液を投与した。週2回、腫瘍の長径a: 短径bをノギスで計測し、腫瘍体積(mm3)をab2/2として計算し、同時に、マウスの体重を計測した(図7A〜B)。
実施例8 肺癌同所モデルにおけるin vivo抗癌性の測定
ヒト肺癌に対するスタウロスポリンミセルの効果を検証するため、ヒト肺癌H460−luc シスプラチン耐性癌を雌ヌードマウスの肺へ直接投与して作成した同所移植モデルを用いて薬効を評価した。ルシフェラーゼ発現肺癌H460−luc(JCRB)を1μg/mlのシスプラチンを加えた培地で、3ヶ月間培養し、シスプラチン耐性株を取得した。Fushiki ら、Cancer Sci. 2009 Aug;100(8)に記載の方法に従い、シスプラチン耐性株を雌ヌードマウスの左肺下葉へ2×105cell(10%マトリゲル(ベクトンディッキンソン)含有)のシスプラチン耐性H460−lucを移植した。移植の4日後、下記の表の薬剤を所定の用量で注射用生理食塩水(大塚製薬)で希釈し、尾静注投与した(4,11,18,25,32日目)。
陰性対照には、薬剤の代わりに、HEPES溶液を投与した。スタウロスポリンは、DMSOで5mg/ml溶解後、注射用生理食塩水(大塚製薬)で希釈して、200μlを尾静注した。D−luciferin (住商ファーマ)を腹腔内投与し、IVIS imaging system (住商ファーマインターナショナル株式会社) を用いてルシフェラーゼの発光強度を週2回計測した(図8A)。22日目におけるルシフェラーゼ発光を示す外観写真
を図8Bに示す。死亡曲線は、Prism ソフトウエアーを用い、カプラン−マイヤーの方法で検証し、ログランクテストによって有意差を検定した。
陰性対照とEpiやEpi Micelleなど他の群同士では、有意差は見られなかったが、STS+Epi Micelleに対してのみ陰性対照群と有意差(P=0.005)が見られた。
実施例9 腎癌同所モデルにおけるin vivo抗癌性の測定
腎癌に対するスタウロスポリンミセルの効果を検証するため、Dinney CPら、Cancer Res. 1991 Jul 15;51(14):3741−7に記載される方法を用いて、2×104cellのマウス腎癌由来細胞(Renca)(50μl;10%マトリゲル含有)をBalb/c マウスの腎皮膜に投与した。腎投与4日後、下記の表の薬剤を所定の用量で注射用生理食塩水(大塚製薬)に希釈し、尾静注投与した(4,11,18日目)。
陰性対照には、薬剤の代わりに、HEPES溶液を投与した。スタウロスポリンは、DMSOで5mg/ml溶解後、注射用生理食塩水(大塚製薬)で希釈して、200μl尾静注した。死亡日数を記録し、死亡曲線は、Prism ソフトウエアーを用い、カプラン−マイヤーの方法で検証し、ログランクテストによって有意差を検定した。
陰性対照とEpiとの間(P=0.0001)、EpiとEpi Micelleとの間(P<0.0001)、並びにEpi Micelleと、STS+Epi Micelleとの間(P=0.0073)のいずれにおいても有意差が見られた。60日後、肺転移した腫瘍の腫瘍径を実験動物用3DμCT (R−mCT2m Rigaku, Japan)で測定、もしくは、死亡した個体の場合、肺を解剖後、直接半径を計測することによって(4/3*π*r3)、腫瘍volumeを計測した。Epi micelleとSTS Epi micelleの肺転移腫瘍体積において有意差(P=0.046)が見られた(図9A〜D)。さらに、癌幹細胞マーカーCD105を発現する細胞の数を、フローサイトメーターにより測定した。スタウロスポリン封入エピルビシンミセルにより、CD105を発現する細胞数が減少することが示された(図9E)。
実施例10:in vitro抗癌活性の測定
抗癌活性をcell counting kit8(DOJINDO, JAPAN)を用い、下記の通り測定した。1〜3×103cell/ウェルで、グリオーマ細胞株(U87−MG)、前立腺癌細胞株(PC3)、エピルビシン抵抗性乳癌細胞株(MCF−7−Epi−R)をそれぞれ播種し、培養を行った。翌日、培地を交換し、50μlの培地を加えた。さらに、エピルビシンミセル又は実施例1で調製したスタウロスポリン封入エピルビシンミセルの希釈系列を作成し、50μlの溶液を細胞の入ったウェルに添加し、攪拌した。72時間後、10μlのcell counting kit 8を加え、1時間経過後、マイクロプレートリーダー(Model 680, BioRad, Hercules, CA)で450nmの吸光度を測定した。測定した吸光度を下記の式に適用し、細胞生存率(%)を算出した(図10A〜C)。これを種々の被検物質濃度に対してグラフに表し、細胞生存率が50%になる値をIC50とした。
式中、
As:検体の吸光度(細胞、被検物質及びCell CountingKit溶液の入ったウェル )
Ac:陰性対照の吸光度(細胞及びCell Counting Kit溶液の入ったウェル)
Ab:ブランク吸光度(細胞を含まない培地及びCell Counting Kit 溶液の入ったウェル)
試験した各種薬剤のIC50は、3つの癌細胞に対し、スタウロスポリン封入エピルビシンミセルにおいて有意に低かった。
実施例11:インドロカルバゾール化合物の中皮腫における癌幹細胞に対する効果
2×105cellの中皮腫細胞(MSTO211)を播種し、薬剤無し(対照)、1μMのシスプラチン(Yaklt Co. Japan)、0.01μMのペメトレキセド、0.001μMのスタウロスポリン、0.01μMのUCN−1、1μMのエンザスタウリン)を添加し、72時間又は24時間インキュベートした。インキュベート後の細胞に対しALDEFLUORアッセイ(StemCell Technologies, Durham, NC, USA)を用い、陰性対照として15μMのジエチルアミノベンズアルデヒド(DEAB)を添加し、FACS分析にかけ、側方散乱(SSC)を縦軸、Aldefluor陽性細胞を横軸として表した(図11A)。下段ではALDHの阻害剤であるDEABを添加した際のFACSの結果が示された。中皮腫に適用があるシスプラチン、ペメトレキセドでは、Aldefluor陽性細胞(癌幹細胞)の割合が増加しており、これらの薬剤により、癌細胞が減る一方で、癌幹細胞が残ってしまうことが示された。一方で、スタウロスポリン及びUCN−01では、Aldefluor陽性細胞が減少し、癌幹細胞に対しても効果を有することが示された。
実施例12:耐性株におけるABCトランスポーターの発現、並びにスタウロスポリンによるABCトランスポーターの阻害
耐性株によるABCトランスポーター(MDR−1)の発現
エピルビシン耐性乳癌細胞(MCF−7)及びシスプラチン耐性肺癌細胞(H460)において、耐性獲得前と耐性獲得後の培養細胞株に対して、anti-MDR−1−PE、バイオレジェンド社)を使用して、MDR−1を発現する細胞集合をフローサイトメーター(BD LSR II,BD bioscience社) により測定した(図13A及び図14A)。耐性獲得により、MDR−1を発現する細胞が増加することが示された。
耐性株によるエピルビシンの排出及びスタウロスポリンによるエピルビシン排出の抑制
エピルビシン耐性乳癌細胞(MCF−7)及びシスプラチン耐性肺癌細胞(H460)をそれぞれ、1x104cells で8well Tek chambered coverglass(Thermo Scientific社)の各ウェルに播種して1晩培養した。0.1μg/mlのHoechst 33342を添加した10%FBS添加RPMI1640(フェノールレッド非含有)を200μlの培地に置き換えた。次に、下記の薬剤を記載した終濃度になるように加えた。
薬剤の添加から1時間後に200μlのeFluxx−ID−GFP溶液を加えた。添加から30分後、10%FBS添加RPMI1640培地で置換し、LSM780 共焦点顕微鏡で観察し、写真を撮影した(図12B及び図13B)。対照として、同様の操作を耐性獲得前の細胞を用い、薬剤としてエピルビシンを添加して行った。この実験では、エピルビシンとして、蛍光標識されたエピルビシン(販売元)を用いた。耐性獲得前の細胞では、エピルビシンやefluxx-ID-GFPが細胞内に局在する一方で、耐性株では、エピルビシン及びエピルビシンミセルが細胞から排出された。薬剤としてエピルビシンとスタウロスポリンとの混合物や、スタウロスポリン封入エピルビシンを用いた場合には、エピルビシンやefluxx-ID-GFPが共に細胞内に存在しており、ABCトランスポーターがスタウロスポリンにより阻害されていることが示された。なお、ベラパミルは、ABCトランスポーターの阻害剤であり、ベラパミルが添加された場合にはEfluxx-ID-GFPが細胞内に局在することが示された。
薬剤耐性腫瘍細胞株の薬剤排出活性の抑制
腫瘍細胞株として、(A)エピルビシン耐性中皮腫(MSTO−211)細胞、(B)エピルビシン耐性乳癌(MCF−7)細胞、(C)シスプラチン耐性肺癌(H460)細胞、(D)BCRP高発現性癌細胞(Hela細胞)、(E)MRP高発現性癌細胞(A549)を用い、eFluxx-ID Green Multidrug Resistance Assay kit(Enzo Life Science社)を用いて薬剤排出活性を調べた(図14A〜E)。具体的に、培養された各細胞に対し、トリプシン・EDTA溶液でインキュベートして剥がし、培地で洗浄後、1x106cell/mlの濃度の細胞懸濁液を得た。細胞懸濁液を37℃で10分間以上予備加温しておき、250μlの細胞懸濁液(2.5x105 cell)に対して、下記の通り薬剤を記載の終濃度になるように添加した:(A)〜(C)の細胞株に、MDR−1阻害剤であるVerapamil(30μM)、30μMスタウロスポリン(STS)、30μMエピルビシンミセル(Epi Micelle)、30μMスタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS−Epi micelle);(D)の細胞には、BCRP阻害剤であるノボバイシン(400μM)、30μMスタウロスポリン(STS)、30μMスタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS−Epi micelle);(E)の細胞には、MRP阻害剤であるMK−571(200μM)、30μMスタウロスポリン(STS)、30μMスタウロスポリン封入エピルビシンミセル(STS−Epi micelle)。薬剤添加から1時間後に125μlのeFluxx−ID−GFP溶液を、キットに指示される濃度で加えた。添加後、37℃で30分インキュベートし、終濃度0.5μg/mlのDAPIを加え、フローサイトメーター()Flow cytometer(BD LSR II,BD bioscience社)で解析した。図示したMAFとは、フローサイトの平均蛍光強度(mean fluorescence intensity)から算出したMultidrug resistance activity factor(MAF)であり、この値が高いほどABCトランスポーターに対する阻害効果が高いことを示す。計算式は、以下の通りである:
(Fは阻害剤を加えた時のflowcyteのmean値 F0は阻害剤を加えない時のflowcyteのmean値)

Claims (14)

  1. 以下の:
    又は
    {式中
    1は、同一または異なって、水素原子、メトキシ基、メチル基、置換された直鎖もしくは分枝または環状のC1〜C12アルキル基であり、その置換基が、保護されていてもよいマレイミド基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、水酸基及び活性エステル基からなる群より選択される官能基、を表し、
    2は、水素原子、飽和もしくは不飽和のC1〜C30脂肪族カルボニル基またはアリールカルボニル基を表し
    3は、−O−R5又は−NH−R5を表し、R5は同一または異なって疎水性基を表し、
    4は、水酸基、飽和もしくは不飽和のC1〜C30脂肪族オキシ基またはアリール−低級アルキルオキシ基を表し
    1及びL2は各々独立してリンカーを表し、
    mは、5〜1000の整数を表し、
    nは、0〜1000の整数を表し、
    pは、1〜1000の整数を表し、
    qは、1〜1000の整数を表し、
    但し、側鎖に疎水基を有するユニットがブロック共重合体中のポリアミノ酸の全ユニット数の25%以上〜75%以下を占め、側鎖にカルボン酸基を有するユニットが存在する場合は、側鎖にカルボン酸基を有するユニット、側鎖に疎水基を有するユニット及び側鎖にヒドラジド基を有するユニットはランダムにポリアミノ酸領域全体にわたって分布し、そして側鎖にカルボン酸基を有するユニットが存在しない場合は、側鎖に疎水基を有するユニット及び側鎖にヒドラジド基を有するユニットはランダムにポリアミノ酸領域全体にわたって分布し、
    yは1又は2の整数を表す}
    で表されるブロック共重合体に、エピルビシン又はその塩が、該ブロック共重合体のヒドラジド基を介して結合されたエピルビシン複合化共重合体であって、エピルジン又はその塩の結合の帰結として、側鎖にヒドラジド基を有するユニットがブロック共重合体中のポリアミノ酸の全ユニット数の0%を超えて35%以下を占めた状態にある、エピルビシン複合化共重合体と、抗癌剤である化合物とを含み、ここで前記抗癌剤が、インドロカルバゾール骨格を有する化合物である、pH応答性ミセル。
  2. 5が、ベンジル基、フェニル基、C4−フェニル基及びC6〜C16のアルキル基からなる群より選択される疎水性基である、請求項1に記載のミセル。
  3. ヒドラジド基にエピルビシンが、ポリアミノ酸の全ユニット数の10%以上〜50%以下の数結合している、請求項1又は2に記載のミセル。
  4. ヒドラジド基にエピルビシンが、ポリアミノ酸の全ユニット数の10%以上〜40%以下の数結合している、請求項3に記載のミセル。
  5. 前記抗癌剤である化合物が、癌幹細胞に対して作用する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のミセル。
  6. 前記インドロカルバゾール骨格を有する化合物が、以下の式:
    {式中、
    X及びYは、独立に、H、OH、Cl、プロポキシ、又はエチルチオメチルであり;
    6は、H、C1-3アルキル、−NH2、ベンジル、
    又は
    7及びR8は、それぞれ独立にH、−OH、又はメトキシであるか、或いは一緒になってO=を形成してもよく;
    9とR10は、それぞれ水素、メチル、β−D−グルコピラノシル、4−O−メチル−β−D−グルコピラノシル、シアノエチル、又は
    であるか、或いは一緒になって、以下の:
    又は
    を形成してもよく、ここで
    11は、メチルであり:
    12は、Hであり;
    13及びR14は、それぞれ独立に、H、メトキシ、−OH、ヒドロキシメチル、メチルカルボキシレート、メチルアミノ、メチルアミノメチル、プロピルアミノメチル、ジメチルアミノメチル、又は
    15及びR16は、それぞれ独立に、H、OH又は
    であり;
    17及びR18は、H、OH、メチルアミノ、ジメチルアミノ、オキシム、
    である}
    で表される化合物である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のミセル。
  7. 前記インドロカルバゾール骨格を有する化合物が、スタウロスポリン、7−ヒドロキシスタウトスポリン、KT5926、スタウロスポリン・アグリコン、SF2370、KT5823、4’−N−ベンゾイルスタウロスポリン、PKC412、Go6976、N,N−ジメチルスタウロスポリン、NA 0359、N−エトキシカルボニル−7−オキソスタウロスポリン、KT−6124、CGP42700、4’−デメチルアミノ−4’,5’−ジヒドロキシスタウロスポリン、7−オキソスタウロスポリン、CEP751、NA0346、NA0359、3’−デメトキシ−3’−ヒドロキシスタウロスポリン、KT 6006、7−O−メチル−UCN 01、TAN 999、NA 0346、NA 0345、NA 0344、CGP 44171A、SCH 47112、N,N−ジメチルスタウロスポリン、TAN 1030A、レスタウルチニブ、4’−デメチルアミノ−4’−ヒドロキシスタウロスポリン、AFN941、エドテカリン、ベカテカリン、及びそれらの塩からなる群から選ばれる少なくとも1の化合物である、請求項6に記載のミセル。
  8. 前記インドロカルバゾール骨格を有する化合物が、スタウロスポリン、7−ヒドロキシスタウロスポリン、PKC412及びレスタウルチニブからなる群から選ばれる少なくとも1の化合物である、請求項に記載のミセル。
  9. 前記インドロカルバゾール骨格を有する化合物が、スタウロスポリンである、請求項8に記載のミセル。
  10. 前記エピルビシン複合化共重合体と、前記抗癌剤との質量比が、5:2〜10:1である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のミセル。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載のミセルを含む、癌又は腫瘍の治療用医薬組成物。
  12. 前記癌又は腫瘍が、神経芽腫、肝臓癌、悪性黒色腫、子宮癌、膀胱癌、胆道癌、食道癌、骨肉腫、精巣腫瘍、甲状腺癌、急性骨髄性白血病、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、頭頸部扁平上皮癌、中皮腫、肺癌、大腸癌、腎癌、卵巣癌、及び乳癌からなる群から選ばれる、請求項11に記載の医薬組成物。
  13. 前記癌又は腫瘍が、癌幹細胞を含む癌又は腫瘍に対して効果を有する、請求項11に記載の組成物。
  14. 前記癌幹細胞を含む癌又は腫瘍が、急性骨髄性白血病、脳腫瘍、前立腺癌、膵臓癌、頭頸部扁平上皮癌、中皮腫、肺癌、大腸癌、腎癌、卵巣癌及び乳癌からなる群から選ばれる少なくとも1の癌である、請求項13に記載の組成物。
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