JP6358661B2 - Surfactant-like compound - Google Patents

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Description

本発明は、界面活性剤様化合物に関し、さらに詳しくは、生体適合性及び血液中での安定性が高く、カチオン過剰による毒性が低く、小粒子径で標的部位に移送され易く、標的部位での発現効率が高い核酸複合体を形成することができる界面活性剤様化合物に関するものである。   The present invention relates to a surfactant-like compound, and more specifically, has high biocompatibility and stability in blood, low toxicity due to excess cation, and is easily transported to a target site with a small particle size. The present invention relates to a surfactant-like compound capable of forming a nucleic acid complex with high expression efficiency.

近年、プラスミドDNAやアンチセンスDNAなどの核酸を用いる遺伝子治療が注目されている。遺伝子治療の重要な要素として、核酸を効率よく標的部位へ送る薬物伝達システム(ドラッグデリバリーシステム(DDS))が挙げられる。
従来の核酸のドラッグデリバリーシステムでは、核酸デリバリーのために、核酸と核酸キャリアとの複合体が用いられてきた。
その複合体は、生体内の毒性が低く、核酸を核酸分解酵素から保護し、効率的に標的部位へ輸送することが求められており、複合体の形成には分子内に数多くのカチオン性基を有する核酸キャリアと核酸複合体とのポリイオンコンプレックス形成などの手法が用いられてきた。
たとえば、特許文献1には、siRNAとも生理的条件下で安定な会合体を提供する共重合体として、親水性ポリマー鎖ブロックが該ポリアミノ酸鎖ブロックの主鎖のいずれか一方の末端に共有結合を介して結合しており、かつ、該ポリアミノ酸鎖ブロックにおけるアミノ酸反復単位10パーセント以上から70パーセント以下の側鎖に疎水性基が共有結合を介して結合している共重合体が提案されている。
特許文献2には、インビボでの肝臓への核酸のターゲティングの効率および取込の効率を高めるための製剤として、核酸とカチオン化プルラン誘導体から形成されるポリイオンコンプレックスを含み、前記カチオン化プルラン誘導体のカチオン化率が10−27%であることを特徴とする、肝臓デリバリー用製剤が提案されている。
特許文献3には、二本鎖リボ核酸と、多数の含窒素基を有するブロック共重合体とが静電結合されてなる非高分子ミセル形態のポリイオンコンプレックスであって、動的光散乱測定法で測定した場合に100nm未満の平均粒径を有するポリイオンコンプレックスが提案されている。
特許文献4には、血清中において光増感性物質を十分に保持し構造安定性に優れたポリイオンコンプレックス、及びその構成成分である核酸ポリプレックスとして、複数の窒素含有カチオン性基を含むカチオン性ポリマーを含むポリイオンコンプレックスが提案されている。
In recent years, gene therapy using nucleic acids such as plasmid DNA and antisense DNA has attracted attention. An important element of gene therapy is a drug delivery system (drug delivery system (DDS)) that efficiently sends nucleic acids to a target site.
In conventional nucleic acid drug delivery systems, a complex of a nucleic acid and a nucleic acid carrier has been used for nucleic acid delivery.
The complex has low toxicity in vivo, and is required to protect the nucleic acid from the nucleolytic enzyme and efficiently transport it to the target site. For the formation of the complex, many cationic groups are present in the molecule. Techniques such as formation of a polyion complex of a nucleic acid carrier having a nucleic acid and a nucleic acid complex have been used.
For example, Patent Document 1 discloses that a hydrophilic polymer chain block is covalently bonded to one end of the main chain of the polyamino acid chain block as a copolymer that provides a stable association with siRNA under physiological conditions. And a copolymer in which a hydrophobic group is bonded via a covalent bond to a side chain of 10% to 70% of amino acid repeating units in the polyamino acid chain block. Yes.
Patent Document 2 includes a polyion complex formed from a nucleic acid and a cationized pullulan derivative as a preparation for increasing the efficiency of targeting and uptake of the nucleic acid to the liver in vivo. A preparation for liver delivery characterized by a cationization rate of 10-27% has been proposed.
Patent Document 3 discloses a polyion complex in the form of a non-polymeric micelle in which double-stranded ribonucleic acid and a block copolymer having a large number of nitrogen-containing groups are electrostatically bonded, and a dynamic light scattering measurement method. A polyion complex has been proposed having an average particle size of less than 100 nm when measured by.
Patent Document 4 discloses a cationic polymer containing a plurality of nitrogen-containing cationic groups as a polyion complex that sufficiently retains a photosensitizing substance in serum and excellent in structural stability, and a nucleic acid polyplex that is a constituent component thereof. There have been proposed polyion complexes containing.

国際公開2009/113645号公報International Publication No. 2009/113645

特開2006−028061号公報JP 2006-028061 A

特開2010−233499号公報JP 2010-233499 A

特表2007−99661号公報Special table 2007-99661 gazette

しかしながら、特許文献1〜4にかかる提案では、生体への毒性があるという問題や、イオンコンプレックスの粒子径が大きいため血管から標的部位への移送効率が悪く、標的部位での発現効率が悪いという問題があった。
このため、生体への毒性が低く、小粒子径で標的部位に移送され易く、標的部位での発現効率が高い核酸複合体を形成できる化合物の開発が要望されている。
However, in the proposals according to Patent Documents 1 to 4, there is a problem that there is toxicity to the living body, and because the particle size of the ion complex is large, the transfer efficiency from the blood vessel to the target site is poor, and the expression efficiency at the target site is poor. There was a problem.
For this reason, there is a demand for the development of a compound that can form a nucleic acid complex that has low toxicity to a living body, is easily transported to a target site with a small particle size, and has high expression efficiency at the target site.

したがって、本発明の目的は、生体への毒性が低く、小粒子径で標的部位に移送され易く、標的部位での発現効率が高い核酸複合体を形成することができる界面活性剤様化合物を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a surfactant-like compound that can form a nucleic acid complex that has low toxicity to a living body, is easily transported to a target site with a small particle size, and has high expression efficiency at the target site. There is to do.

本発明者らは、上記課題を解消すべく鋭意検討した結果、核酸と複合体を形成させる化合物の構造においてカチオン性基や窒素含有基の数をコントロールすることにより、当該化合物と核酸との複合体の物理的性質及び生物学的性質が変わることを知見し、さらに検討した結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の各発明を提供するものである。
1.親水性基と疎水性基とそれらの間に位置する1〜5個の含窒素基とを具備することを特徴とする界面活性剤様化合物。
2.上記親水性基が
非イオン性の親水性基である
1に記載の界面活性剤様化合物。
3. 上記親水性基が
下記式(1)で表されるエチレングリコール基である
1または2に記載の界面活性剤様化合物。
R−(CH−CH−O)− ・・・・・(1)
(式中、nは40〜120の整数を表す。Rは炭素数1〜18の炭化水素基を示す。)
4.上記疎水性基が
炭素数1〜18の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又は、コレステロール基である
1〜3のいずれかに記載の界面活性剤様化合物。
5.上記疎水性基が、その一部に疎水性ではない置換基を有する、
1〜4記載のいずれかに記載の界面活性剤様化合物。
6.上記置換基が、水素結合性官能基含有置換基である
5に記載の界面活性剤様化合物。
7.上記置換基が、上記疎水性基の末端に位置する
6に記載の界面活性剤様化合物。
8.上記疎水性基が、下記式1に示す1−アミド−アルキル基、1−ヒドロキシ−アルキル基、1−チミン−アルキル基である
7に記載の界面活性剤様化合物。
式中、nは1〜20の整数である。


9.上記含窒素基が
アミド基又はイミダゾリウム基である
1〜8のいずれかに記載の界面活性剤様化合物。
10.上記疎水性基と上記含窒素基との間にカチオン性基を有する
1〜9のいずれかに記載の界面活性剤様化合物。
11.上記カチオン性基がイミダゾリウム基である
10に記載の界面活性剤様化合物。
12.核酸複合体形成用である
1〜11のいずれかに記載の界面活性剤様化合物。
As a result of diligent studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have controlled the number of cationic groups and nitrogen-containing groups in the structure of a compound that forms a complex with a nucleic acid, thereby combining the compound with the nucleic acid. As a result of finding out and further examining the physical and biological properties of the body, the present invention has been completed.
That is, the present invention provides the following inventions.
1. A surfactant-like compound comprising a hydrophilic group, a hydrophobic group, and 1 to 5 nitrogen-containing groups located therebetween.
2. 2. The surfactant-like compound according to 1, wherein the hydrophilic group is a nonionic hydrophilic group.
3. The surfactant-like compound according to 1 or 2, wherein the hydrophilic group is an ethylene glycol group represented by the following formula (1).
R— (CH 2 —CH 2 —O) n − (1)
(In the formula, n represents an integer of 40 to 120. R represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.)
4). The surfactant-like compound according to any one of 1 to 3, wherein the hydrophobic group is a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a cholesterol group.
5). The hydrophobic group has a non-hydrophobic substituent in a part thereof,
The surfactant-like compound according to any one of 1 to 4.
6). 6. The surfactant-like compound according to 5, wherein the substituent is a hydrogen-bonding functional group-containing substituent.
7). 7. The surfactant-like compound according to 6, wherein the substituent is located at the end of the hydrophobic group.
8). 8. The surfactant-like compound according to 7, wherein the hydrophobic group is a 1-amido-alkyl group, 1-hydroxy-alkyl group, or 1-thymine-alkyl group represented by the following formula 1.
In formula, n is an integer of 1-20.


9. The surfactant-like compound according to any one of 1 to 8, wherein the nitrogen-containing group is an amide group or an imidazolium group.
10. The surfactant-like compound according to any one of 1 to 9, which has a cationic group between the hydrophobic group and the nitrogen-containing group.
11. 11. The surfactant-like compound according to 10, wherein the cationic group is an imidazolium group.
12 The surfactant-like compound according to any one of 1 to 11, which is used for forming a nucleic acid complex.

本発明の界面活性剤様化合物は、生体適合性及び血液中での安定性が高く、生体への毒性が低く、小粒子径で標的部位に移送され易く、標的部位での発現効率が高い核酸複合体を形成することができる界面活性剤様化合物で、核酸複合体形成用に好ましく用いることができる。   The surfactant-like compound of the present invention is a nucleic acid having high biocompatibility and stability in blood, low toxicity to the living body, small particle size, easy transport to the target site, and high expression efficiency at the target site. A surfactant-like compound capable of forming a complex and can be preferably used for forming a nucleic acid complex.

図1は、実施例1で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のアガロースゲル電気泳動結果を示す図面代用写真である。1 is a drawing-substituting photograph showing the results of agarose gel electrophoresis of a complex of a surfactant-like compound and DNA obtained in Example 1. FIG. 図2は、実施例2で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のアガロースゲル電気泳動結果を示す図面代用写真である。FIG. 2 is a drawing-substituting photograph showing the result of agarose gel electrophoresis of the complex of the surfactant-like compound and DNA obtained in Example 2. 図3は、実施例3で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のアガロースゲル電気泳動結果を示す図面代用写真である。FIG. 3 is a drawing-substituting photograph showing the result of agarose gel electrophoresis of the complex of the surfactant-like compound and DNA obtained in Example 3. 図4は、実施例4で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のアガロースゲル電気泳動結果を示す図面代用写真である。FIG. 4 is a drawing-substituting photograph showing the results of agarose gel electrophoresis of the complex of the surfactant-like compound and DNA obtained in Example 4. 図5は、実施例5で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のアガロースゲル電気泳動結果を示す図面代用写真である。FIG. 5 is a drawing-substituting photograph showing the result of agarose gel electrophoresis of the complex of the surfactant-like compound and DNA obtained in Example 5. 図6は、実施例1で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のCDスペクトルのチャート図である。FIG. 6 is a chart of the CD spectrum of the complex of the surfactant-like compound and DNA obtained in Example 1. 図7は、実施例3で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のマウス投与時における生体内での遺伝子発現をルシフェラーゼアッセイにより測定した結果を示す図である。FIG. 7 is a graph showing the results of measuring the in vivo gene expression of the complex of the surfactant-like compound obtained in Example 3 and DNA at the time of mouse administration by luciferase assay. 図8は、実施例1及び3で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のマウス投与時における生体内での遺伝子発現をルシフェラーゼアッセイにより測定した結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the results of measurement of gene expression in vivo by luciferase assay during administration of a complex of the surfactant-like compound and DNA obtained in Examples 1 and 3 to mice. 図9は、実施例6で得られた界面活性剤様化合物のH−NMR測定結果を示すチャートである。FIG. 9 is a chart showing 1 H-NMR measurement results of the surfactant-like compound obtained in Example 6. 図10は、実施例6で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のアガロースゲル電気泳動結果を示す図面代用写真である。FIG. 10 is a drawing-substituting photograph showing the result of agarose gel electrophoresis of the complex of the surfactant-like compound and DNA obtained in Example 6. 図11は、実施例6で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体の安定性評価におけるアガロースゲル電気泳動結果を示す図面代用写真である。FIG. 11 is a drawing-substituting photograph showing the results of agarose gel electrophoresis in the stability evaluation of the complex of the surfactant-like compound and DNA obtained in Example 6. 図12は、実施例6で得られた界面活性剤様化合物とDNAとの複合体のマウス投与時における生体内での遺伝子発現をルシフェラーゼアッセイにより測定した結果を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the results of measurement of gene expression in vivo by luciferase assay during administration of the complex of the surfactant-like compound obtained in Example 6 and DNA to mice.

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の界面活性剤様化合物は、親水性基と疎水性基とそれらの間に位置する特定個数の含窒素基とを具備することを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The surfactant-like compound of the present invention is characterized by comprising a hydrophilic group, a hydrophobic group, and a specific number of nitrogen-containing groups located therebetween.

<親水性基>
上記親水性基としては、特に非イオン性の親水性基が好ましく挙げられる。
上記非イオン性の親水性基としては、エチレングリコール基、デキストラン基、ポリアクリルアミド基などが挙げられ、下記式(1)で表されるエチレングリコール基が好ましく挙げられる。
R−(CH−CH−O)− ・・・・・(1)
(式中、nは40〜120の整数を表す。Rは炭素数1〜18の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。)
これにより、生体適合性が付与され、核酸と複合体を形成した場合における複合体の水に対する溶解性を高め、且つ、血中などの生理条件下での血清タンパク質や細胞表面などとの非特異的な相互作用を抑制し血中での安定性が高くなる。
具体的には以下に示すエチレングリコール基が好ましく挙げられる。
CH−(CH−CH−O)−、
−(CH−CH−O)−、
−(CH−CH−O)−、
−(CH−CH−O)−、
11−(CH−CH−O)−、
なお、これらの例示の基において重合度を示すnは40〜120となる範囲である。
<Hydrophilic group>
As the hydrophilic group, a nonionic hydrophilic group is particularly preferable.
Examples of the nonionic hydrophilic group include an ethylene glycol group, a dextran group, and a polyacrylamide group, and an ethylene glycol group represented by the following formula (1) is preferable.
R— (CH 2 —CH 2 —O) n − (1)
(In the formula, n represents an integer of 40 to 120. R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.)
This provides biocompatibility, enhances the solubility of the complex in water when it forms a complex with nucleic acid, and is non-specific to serum proteins and cell surfaces under physiological conditions such as blood. Suppresses natural interactions and increases stability in blood.
Specifically, the following ethylene glycol groups are preferred.
CH 3 - (CH 2 -CH 2 -O) n -,
C 2 H 5 - (CH 2 -CH 2 -O) n -,
C 3 H 7 - (CH 2 -CH 2 -O) n -,
C 4 H 9 - (CH 2 -CH 2 -O) n -,
C 5 H 11 - (CH 2 -CH 2 -O) n -,
In these exemplary groups, n indicating the degree of polymerization is in the range of 40 to 120.

<疎水性基>
上記疎水性基としては、疎水性の炭化水素基、直鎖又は分岐鎖のアルキル基、アリール基、コレステロール基、ポルフィリン基、脱プロトン化したイミダゾール基などが挙げられ、炭素数1〜18の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が好ましく挙げられる。
具体的には以下の疎水性基などが挙げられる。
直鎖又は分岐鎖のアルキル基:メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デキル基、ラウリル基、ステアリル基、イソプロピル基、tert−ブチル基
アリール基:フェニル基、ベンジル基、ナフチル基、アルキルフェニル基、ピレニル基
コレステロール基:下記化式に示すコレステロール基
ポルフィリン基:下記化式に示すポルフィリン基
脱プロトン化したイミダゾール基:下記化式に示すイミダゾール基
これにより、DNAと疎水性の相互作用をすることができ、核酸と安定した複合体を形成することができる。
<Hydrophobic group>
Examples of the hydrophobic group include a hydrophobic hydrocarbon group, a linear or branched alkyl group, an aryl group, a cholesterol group, a porphyrin group, a deprotonated imidazole group, and the like. A chain or branched alkyl group is preferred.
Specific examples include the following hydrophobic groups.
Linear or branched alkyl group: methyl group, ethyl group, butyl group, propyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, lauryl group, stearyl group, isopropyl group, tert-butyl group aryl Group: phenyl group, benzyl group, naphthyl group, alkylphenyl group, pyrenyl group cholesterol group: cholesterol group shown in the following formula: porphyrin group: porphyrin group shown in the following formula: deprotonated imidazole group: imidazole shown in the following formula By this, hydrophobic interaction with DNA can be performed, and a stable complex with nucleic acid can be formed.

また、上記疎水性基は、その一部に疎水性ではない置換基を有していてもよい。
上記疎水性ではない置換基としては、水素結合性官能基含有置換基などが好ましく挙げられ、中でも、アミド基、ヒドロキシル基、核酸塩基(チミン、シトシン、アデニン、グアニン、ウラシル)、修飾核酸塩基(5−メチルシトシン、5−ヒドロキシメチルシトシン)等の水素結合性官能基含有置換基であるのが好ましい。
上記疎水性基が、その一部に疎水性ではない置換基を有する場合、該置換基の位置は、上記疎水性基の末端に位置するのが好ましい。
このような一部に疎水性ではない置換基を有する疎水性基としては、上述のアルキル基等の基に上記疎水性ではない置換基が導入されてなる疎水性基であれば特に制限なく用いることができるが、下記化式に示す1−アミド−アルキル基、1−ヒドロキシ−アルキル基、1−チミン−アルキル基等を特に好ましく挙げることができる。
これにより、核酸と、より安定した複合体を形成することができる。
式中、nは1〜20の整数であり、望ましくは3〜20の整数である。


具体的には以下の疎水性基を挙げることができる。
The hydrophobic group may have a non-hydrophobic substituent in a part thereof.
Preferred examples of the non-hydrophobic substituent include hydrogen-bonding functional group-containing substituents. Among them, amide groups, hydroxyl groups, nucleobases (thymine, cytosine, adenine, guanine, uracil), modified nucleobases ( A hydrogen-containing functional group-containing substituent such as 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine) is preferable.
When the hydrophobic group has a non-hydrophobic substituent in a part thereof, the position of the substituent is preferably located at the end of the hydrophobic group.
As such a hydrophobic group having a non-hydrophobic substituent in part, any hydrophobic group in which the non-hydrophobic substituent is introduced into the above-described alkyl group or the like can be used without particular limitation. The 1-amido-alkyl group, 1-hydroxy-alkyl group, 1-thymine-alkyl group and the like shown in the following chemical formula can be particularly preferably mentioned.
Thereby, a more stable complex can be formed with the nucleic acid.
In the formula, n is an integer of 1 to 20, and preferably an integer of 3 to 20.


Specifically, the following hydrophobic groups can be mentioned.

<含窒素基>
上記含窒素基は、分子中に1つ以上の窒素を含有する基であり、具体的には、アミド基、イミド基、ウレア基、イミダゾリウム基などが挙げられ、アミド基、イミダゾリウム基が好ましく挙げられる。
これにより、DNAグルーブの間と水素結合することができ、DNAと安定した複合体を形成することができる。
また、上記含窒素基の上記特定個数は、1〜5個であり、1個であるのが好ましい。この範囲内とすることにより、生体への毒性が低く、小粒子径な核酸複合体を形成することができる。
アミド基の具体例としては、下記する置換基などが挙げられる。
<Nitrogen-containing group>
The nitrogen-containing group is a group containing one or more nitrogen atoms in the molecule, and specific examples include an amide group, an imide group, a urea group, an imidazolium group, and the like. Preferably mentioned.
Thereby, hydrogen bonds can be formed between the DNA grooves, and a stable complex with DNA can be formed.
Moreover, the said specific number of the said nitrogen-containing group is 1-5 pieces, and it is preferable that it is one piece. By setting it within this range, it is possible to form a nucleic acid complex having a small particle diameter with low toxicity to a living body.
Specific examples of the amide group include the following substituents.

<カチオン性基>
また、本発明の界面活性剤様化合物は、上記疎水性基と上記含窒素基との間にカチオン性基を有するのが好ましい。
上記カチオン性基としては、イミダゾリウム基、4級アミノ基、グアニジウム基、下記の置換基などが挙げられ、イミダゾリウム基が好ましく挙げられる。
これにより、核酸のリン酸基と静電相互作用で核酸同士の架橋を抑制し結合することができ、安定した複合体を形成することができる。また、モノカチオンであるためカチオン過剰による毒性がない複合体を形成できる。
上記カチオン性基の具体例としては、下記に示す基(イミダゾリウム基)等を好ましく挙げることができる。
<Cationic group>
The surfactant-like compound of the present invention preferably has a cationic group between the hydrophobic group and the nitrogen-containing group.
Examples of the cationic group include an imidazolium group, a quaternary amino group, a guanidinium group, and the following substituents, and an imidazolium group is preferable.
Thereby, the nucleic acid phosphate group and the electrostatic interaction can suppress the cross-linking between the nucleic acids, and a stable complex can be formed. Moreover, since it is a monocation, a complex free from toxicity due to cation excess can be formed.
Specific examples of the cationic group include the following groups (imidazolium groups) and the like.

本発明の界面活性剤様化合物の具体例としては、以下の化合物などが挙げられる。
なお、本発明の界面活性剤様化合物は、界面活性剤と同様に親水性基と疎水性基とを分子の両末端に有する化合物という意味であり、必ずしも界面活性剤としての機能を有する意味ではない。

以下の式中nは上述の範囲のとおりである。
Specific examples of the surfactant-like compound of the present invention include the following compounds.
In addition, the surfactant-like compound of the present invention means a compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group at both ends of the molecule in the same manner as the surfactant, and does not necessarily have a function as a surfactant. Absent.

In the following formula, n is as described above.

<製造方法>
本発明の界面活性剤様化合物の製造方法を説明する。
本発明の界面活性剤様化合物は、上記カチオン性基を具備しない場合、上記親水性基の末端をアミノ化した化合物と、上記疎水性基を具備するカルボン酸無水物、カルボン酸ハロゲン化物、カルボン酸アジドまたは活性エステルなどとを反応させ、アミド結合を形成させることなどにより製造することができる。
また、上記カチオン性基を具備する場合、上記カチオン性基のカルボン酸化合物をN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)と反応させることで活性化エステルを合成し、該活性化エステルと上記親水性基の末端をアミノ化した化合物とを反応させることでアミド結合させた化合物を合成し、該化合物に上記疎水性基を具備するハロゲン化物を反応させることなどで上記疎水性基を結合させるなどして製造することができる。なお、当該ハロゲン化物としては市販品を用いることもできる。
<Manufacturing method>
A method for producing the surfactant-like compound of the present invention will be described.
In the case where the surfactant-like compound of the present invention does not have the cationic group, the hydrophilic group-containing compound is aminated, and the hydrophobic group-containing carboxylic acid anhydride, carboxylic acid halide, carboxylic acid, and the like. It can be produced by reacting an acid azide or an active ester to form an amide bond.
When the cationic group is included, an activated ester is synthesized by reacting the carboxylic acid compound of the cationic group with N-hydroxysuccinimide (NHS), and the activated ester and the end of the hydrophilic group are synthesized. It is produced by synthesizing an amide-bonded compound by reacting with an aminated compound, and by bonding the hydrophobic group by reacting the compound with a halide having the hydrophobic group. be able to. In addition, a commercial item can also be used as the said halide.

本発明の界面活性剤様化合物は、核酸複合体形成用として好ましく用いることができる。
ここで、本発明の界面活性剤様化合物が複合体を形成しうる「核酸」としては、各種疾患の治療や予防の効果をもつDNAやRNA、例えば、タンパク質をコードするDNAやRNA、アンチセンスDNAやRNA等のDNAやRNA及びいわゆる人工核酸などが挙げられ、部分的に修飾されたものや、これらのキメラなどでもよい。
核酸複合体形成用として用いる場合、本発明の界面活性剤様化合物とDNAやRNA等とを混合することで、本発明の界面活性剤様化合物とDNAやRNA等の核酸との複合体を調製することができる。
本発明の界面活性剤様化合物と核酸との複合体は、粒子径が小さく且つ安定した複合体となる。これにより、体内における対象核酸の標的部位への輸送効率及び遺伝子発現効率が高くなるので、ドラッグデリバリーシステムとして好適である。
上記複合体を形成する際の本発明の界面活性剤様化合物と上記核酸との配合比は、核酸リン酸基の数に対する界面活性剤様化合物の分子数の比で界面活性剤様化合物:核酸=0.1〜64:1とするのが好ましく、0.1〜2:1とするのがさらに好ましい。
上記複合体を形成する際の上記核酸の鎖長は、2本鎖DNAの場合4000〜6000bp、1本鎖DNAまたはRNAの場合20〜30baseであるのが好ましい。
また、複合体は、各種溶媒の存在下で形成することができ、この際用いることができる溶媒としては、任意の緩衝液(PBS、HEPES等)等を挙げることができる。また、複合体の形成は、公知の手法を特に制限なく用いて行うことができる。
また、本発明の界面活性剤様化合物を用いて形成された上記複合体はカチオン過剰による毒性がなく、且つ、ポリエチレングリコール基など生体適合性を有する親水性基を具備することで生体適合性及び血液中での安定性が高く、ドラッグデリバリー用として好ましい。
ドラッグデリバリー用の用途としては、核酸を用いた遺伝子治療、RNA干渉、mRNAデリバリーなどの用途を挙げることができ、これらの用途には上記複合体を投与することで対応することができる。
上記複合体の投与は、皮下、皮内、静脈、動脈または筋肉内への注射、経粘膜(口腔、鼻、肺、眼、直腸、子宮など)投与、脳内投与、腫瘍内投与などにより行うことができる。その際、必要に応じて、希釈剤やゲルなどの添加物も用いることができる。
上記複合体の投与量および期間などは特に限定されず、有効成分としての核酸の種類や投与対象の体重、年齢など種々の条件により適宜選択することが可能である。
また、投与に際しては、物理的エネルギーとの併用により、デリバリー効率や標的組織の選択性を与えることも可能である。この際の物理的エネルギーとは、磁場、光、超音波、電気、圧力を意味する。
The surfactant-like compound of the present invention can be preferably used for nucleic acid complex formation.
Here, the “nucleic acid” that can form a complex with the surfactant-like compound of the present invention is DNA or RNA having an effect of treating or preventing various diseases, for example, DNA or RNA encoding a protein, antisense. Examples thereof include DNA and RNA such as DNA and RNA, and so-called artificial nucleic acids, which may be partially modified, or chimeras thereof.
When used for forming a nucleic acid complex, a complex of the surfactant-like compound of the present invention and a nucleic acid such as DNA or RNA is prepared by mixing the surfactant-like compound of the present invention with DNA or RNA. can do.
The complex of the surfactant-like compound of the present invention and the nucleic acid is a stable complex having a small particle size. As a result, the efficiency of transporting the target nucleic acid to the target site and the gene expression efficiency in the body are high, which is suitable as a drug delivery system.
The compounding ratio of the surfactant-like compound of the present invention and the nucleic acid in forming the complex is the ratio of the number of molecules of the surfactant-like compound to the number of nucleic acid phosphate groups. = 0.1 to 64: 1 is preferable, and 0.1 to 2: 1 is more preferable.
The chain length of the nucleic acid when forming the complex is preferably 4000 to 6000 bp for double-stranded DNA and 20 to 30 base for single-stranded DNA or RNA.
The complex can be formed in the presence of various solvents, and examples of the solvent that can be used in this case include arbitrary buffer solutions (PBS, HEPES, etc.). The formation of the complex can be performed using a known technique without any particular limitation.
In addition, the complex formed using the surfactant-like compound of the present invention has no toxicity due to cation excess, and has a biocompatible hydrophilic group such as a polyethylene glycol group, thereby providing biocompatibility and It is highly stable in blood and is preferable for drug delivery.
Examples of uses for drug delivery include uses such as gene therapy using nucleic acids, RNA interference, and mRNA delivery, and these uses can be dealt with by administering the complex.
The complex is administered by subcutaneous, intradermal, intravenous, arterial or intramuscular injection, transmucosal (oral, nose, lung, eye, rectum, uterus, etc.) administration, intracerebral administration, intratumoral administration, etc. be able to. In that case, additives, such as a diluent and a gel, can also be used as needed.
The dose and period of the complex are not particularly limited, and can be appropriately selected according to various conditions such as the type of nucleic acid as an active ingredient, the body weight and age of the administration target.
In administration, it is also possible to give delivery efficiency and target tissue selectivity by combination with physical energy. The physical energy at this time means a magnetic field, light, ultrasonic waves, electricity, and pressure.

以下、本発明について実施例及び比較例を示してさらに具体的に説明するが本発明はこれらに何ら制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not restrict | limited to these at all.

〔実施例1〕BuIm−PEGの合成
(イミダゾールNHS活性化エステルの合成)
1−イミダゾール酢酸126mgと、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)115mgとをN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)10mLで溶解させて溶液を得た。該溶液に、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)206mgをDMF3mLに溶解させたDCC溶液3mLを加え、混合し、50℃で16時間反応させNHSエステル化して活性化エステルを得た。
反応の説明図を以下に示す。
[Example 1] Synthesis of BuIm-PEG (synthesis of imidazole NHS activated ester)
126 mg of 1-imidazole acetic acid and 115 mg of N-hydroxysuccinimide (NHS) were dissolved in 10 mL of N, N-dimethylformamide (DMF) to obtain a solution. To this solution, 3 mL of a DCC solution in which 206 mg of N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) was dissolved in 3 mL of DMF was added, mixed, reacted at 50 ° C. for 16 hours, and NHS esterified to obtain an activated ester.
An explanatory diagram of the reaction is shown below.

(NHSエステルとPEG−NHのカップリング反応によるIm−PEGの合成)
NHSエステル化反応後の反応液に、以下に示すPEG−NH(MW2000、日油社製)400mgを直接加え混合し、50℃で24時間反応させた。反応を完全に行うため、該溶液に上記のNHS活性化エステル89.2mgを直接加え混合し、50℃、24時間の反応を繰り返し行いIm−PEG(アミド結合させた化合物)を得た。
反応の説明図を以下に示す。
(Synthesis of Im-PEG by coupling reaction of NHS ester and PEG-NH 2 )
To the reaction solution after the NHS esterification reaction, 400 mg of PEG-NH 2 (MW2000, manufactured by NOF Corporation) shown below was directly added and mixed, and reacted at 50 ° C. for 24 hours. In order to complete the reaction, 89.2 mg of the NHS-activated ester was directly added to the solution and mixed, and the reaction was repeated at 50 ° C. for 24 hours to obtain Im-PEG (an amide-bonded compound).
An explanatory diagram of the reaction is shown below.

(Im−PEGの部分アルキル化によるBuIm−PEGの合成
上記のカップリング反応後の反応後、単離したIm−PEG100mgをDMF7mLで溶解させ、1−ブロモブタン(疎水性基を有するハロゲン化物)53.7μL(68.5mg)を加え混合し、24時間、50℃で反応させた。この1−ブロモブタンの添加を2回繰り返し行った。反応後の生成物を再沈殿及び透析により精製し、本発明の界面活性剤様化合物としてのBuIm−PEG59.6mg(収率55%)を得た。
反応の説明図を以下に示す。
(Synthesis of BuIm-PEG by partial alkylation of Im-PEG) After the reaction after the above coupling reaction, 100 mg of isolated Im-PEG was dissolved in 7 mL of DMF, and 1-bromobutane (halide having a hydrophobic group) was obtained. 7 μL (68.5 mg) was added and mixed, followed by reaction for 24 hours at 50 ° C. This addition of 1-bromobutane was repeated twice, and the product after the reaction was purified by reprecipitation and dialysis. As a surfactant-like compound, 59.6 mg (55% yield) of BuIm-PEG was obtained.
An explanatory diagram of the reaction is shown below.

〔実施例2〕OcIm−PEGの合成
実施例1のIm−PEGの部分アルキル化に用いた1−ブロモブタンを1−ブロモオクタン86.4μL(96.6mg)に変えた以外は実施例1と同様にして、本発明の界面活性剤様化合物としてのOcIm−PEG70.0mg(収率63%)を得た。
反応の説明図を以下に示す。
Example 2 Synthesis of OcIm-PEG Same as Example 1 except that 1-bromobutane used for partial alkylation of Im-PEG of Example 1 was changed to 86.4 μL (96.6 mg) of 1-bromooctane. As a result, 70.0 mg (yield 63%) of OcIm-PEG as the surfactant-like compound of the present invention was obtained.
An explanatory diagram of the reaction is shown below.

〔実施例3〕Chol−PEGの合成
PEG−NH(MW2000、日油社製、親水性基の末端をアミノ化した化合物)120mg及びクロロぎ酸コレステリル(疎水性基にコレステロール基が導入されたもののカルボン酸ハロゲン化物)53.9mg、をクロロフォルム10mLに溶解させ、該溶液にトリエチルアミン(TEA)8.36μL(6.07mg)を加え、40℃で48時間反応させた。反応後の生成物をろ過及び透析により精製し、本発明の界面活性剤様化合物としての下記式に示すChol−PEG143mg(収率99%)を得た。
反応の説明図を以下に示す。
[Example 3] Synthesis of Chol-PEG 120 mg of PEG-NH 2 (MW2000, manufactured by NOF Corporation, a compound in which the end of a hydrophilic group was aminated) and cholesteryl chloroformate (a cholesterol group was introduced into a hydrophobic group) Monocarboxylic acid halide (53.9 mg) was dissolved in chloroform (10 mL), and triethylamine (TEA) 8.36 μL (6.07 mg) was added to the solution, followed by reaction at 40 ° C. for 48 hours. The product after the reaction was purified by filtration and dialysis to obtain 143 mg (99% yield) of Chol-PEG represented by the following formula as a surfactant-like compound of the present invention.
An explanatory diagram of the reaction is shown below.

〔実施例4〕Oc−PEGの合成
PEG−NH(MW2000、日油社製)120mg、ノナン酸無水物39.4μL(35.8mg)、をDMF10mLに溶解させ、該溶液にトリエチルアミン(TEA)8.36μL(6.07mg)を加え、50℃で48時間反応させた。反応後の生成物を透析により精製し、本発明の界面活性剤様化合物としてのOc−PEG42mg(収率35%)を得た。
反応の説明図を以下に示す。
[Example 4] Synthesis of Oc-PEG 120 mg of PEG-NH 2 (MW2000, manufactured by NOF Corporation) and 39.4 μL (35.8 mg) of nonanoic acid anhydride were dissolved in 10 mL of DMF, and triethylamine (TEA) was dissolved in the solution. 8.36 μL (6.07 mg) was added and reacted at 50 ° C. for 48 hours. The product after the reaction was purified by dialysis to obtain 42 mg (yield 35%) of Oc-PEG as the surfactant-like compound of the present invention.
An explanatory diagram of the reaction is shown below.

〔実施例5〕St−PEGの合成
実施例4のノナン酸無水物をステアリン酸無水物100mg、及び、反応温度を40℃に変えた以外は実施例4と同様にして、本発明の界面活性剤様化合物としてのSt−PEG66.8mg(収率59%)を得た。
反応の説明図を以下に示す。
[Example 5] Synthesis of St-PEG The surface activity of the present invention was the same as in Example 4 except that nonanoic anhydride of Example 4 was changed to 100 mg of stearic anhydride and the reaction temperature was changed to 40 ° C. 66.8 mg (yield 59%) of St-PEG as an agent-like compound was obtained.
An explanatory diagram of the reaction is shown below.

〔実施例6〕HeA−Im−PEG(「APe−Im−PEG」と略記することもある)の合成
実施例1のIm−PEGの部分アルキル化に用いた1−ブロモブタンを6‐ブロモヘキサンアミド54.3mgに変えた以外は実施例1と同様にして、疎水性基としてヘキサンアミド基(HeA)(「1-アミド-ペンチル基(APe)」と同義)を有する本発明の界面活性剤様化合物としてのHeA−Im−PEG(APe−Im−PEG)50mg(収率80%)を得た。

反応の説明図を以下に示す。

なお、得られたHeA−Im−PEGは、NMR装置(装置名:AV500、Bruker社製)を用い、H−NMRスペクトルを測定して合成の確認を行った。
その結果を図9に示す。
[Example 6] Synthesis of HeA-Im-PEG (may be abbreviated as "APe-Im-PEG") 1-Bromobutane used for partial alkylation of Im-PEG of Example 1 is 6-bromohexanamide The surfactant-like surfactant of the present invention having a hexaneamide group (HeA) (synonymous with “1-amido-pentyl group (APe)”) as a hydrophobic group in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 54.3 mg. 50 mg (yield 80%) of HeA-Im-PEG (APe-Im-PEG) as a compound was obtained.

An explanatory diagram of the reaction is shown below.

In addition, the obtained HeA-Im-PEG was confirmed for synthesis by measuring a 1 H-NMR spectrum using an NMR apparatus (apparatus name: AV500, manufactured by Bruker).
The result is shown in FIG.

〔試験例1〕BuIm−PEG・DNA複合体の評価
(界面活性剤様化合物・DNA複合体の調製)
DNAとして市販のプラスミドであるpGL3(プロメガ社)0.3μgと、実施例1で得られた本発明の界面活性剤様化合物としてのBuIm−PEGとをDNAのリン酸基の数1に対しBuIm−PEGの分子数が0.1,0.5,1,2,4,8,16,32及び64の量になるようにリン酸緩衝液(組成50mM NaHPO+50mM NaHPO)で最終液量が15μLになるように用いて溶解させた。溶解後、37℃で24時間インキュベーションし、界面活性剤様化合物・DNA複合体としてのBuIm−PEG・DNA複合体を調製した。
[Test Example 1] Evaluation of BuIm-PEG / DNA complex (preparation of surfactant-like compound / DNA complex)
0.3 μg of pGL3 (Promega), a commercially available plasmid as DNA, and BuIm-PEG as the surfactant-like compound of the present invention obtained in Example 1 were combined with BuIm for the number of phosphate groups of DNA. -Phosphate buffer solution (composition 50 mM NaH 2 PO 4 +50 mM Na 2 HPO 4 ) so that the number of PEG molecules is 0.1, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32 and 64 The final solution volume was 15 μL. After dissolution, the mixture was incubated at 37 ° C. for 24 hours to prepare a BuIm-PEG / DNA complex as a surfactant-like compound / DNA complex.

(界面活性剤様化合物・DNA複合体のアガロースゲル電気泳動による分析)
BuIm−PEG・DNA複合体をアガロースゲル電気泳動により分析し、DNA複合体形成を確認した。
得られたBuIm−PEG・DNA複合体溶液を、ピペッティングにより混合し、全量をエチジウムブロマイド1μg/mL含有アガロースゲルにロードし、下記の条件で電気泳動を行った。
条件:
アガロースゲル: アガロース1重量%、緩衝液リン酸緩衝液(組成50mM NaHPO+50mM NaHPO
電圧:50mV
電気泳動時間:30分
電気泳動終了後のアガロースゲルを、UVトランスイルミネーターで発色させ、ゲル撮影装置(装置名GelDoc2000、BIO−RAD社製)にて画像を取得した。
なお、比較サンプルとして、界面活性剤様化合物を含まないDNAのみのサンプルも合わせて試験した。
その結果を図1に示す。
なお、図中のPEG/Pは界面活性剤様化合物・DNA複合体におけるDNAのリン酸基とPEGの分子数の比を意味し、DNAのリン酸基の数を1とした場合のPEGの分子数を表す。また、図中のDNAは界面活性剤様化合物を含まないDNAのみのサンプルを意味する。
(Anarose gel electrophoresis analysis of surfactant-like compound and DNA complex)
The BuIm-PEG • DNA complex was analyzed by agarose gel electrophoresis to confirm the formation of the DNA complex.
The resulting BuIm-PEG / DNA complex solution was mixed by pipetting, and the entire amount was loaded on an agarose gel containing 1 μg / mL ethidium bromide, and electrophoresis was performed under the following conditions.
conditions:
Agarose gel: 1% by weight of agarose, buffer phosphate buffer (composition 50 mM NaH 2 PO 4 +50 mM Na 2 HPO 4 )
Voltage: 50mV
Electrophoresis time: 30 minutes The agarose gel after the completion of electrophoresis was developed with a UV transilluminator, and an image was obtained with a gel imaging device (device name: GelDoc2000, manufactured by BIO-RAD).
In addition, as a comparative sample, a sample containing only DNA containing no surfactant-like compound was also tested.
The result is shown in FIG.
In the figure, PEG / P means the ratio of the number of DNA phosphate groups to the number of PEG molecules in the surfactant-like compound / DNA complex. Represents the number of molecules. Moreover, DNA in the figure means a sample containing only DNA that does not contain a surfactant-like compound.

(結果及び考察)
図1に示す結果からPEG/Pが0.1以上において矢印で示すように陰極方向へのバンドのシフトがみられ、8及び16ではシフトしたバンドの量が多くなり、32及び64においてはバンドの消失が見られた。
バンドのシフトは、BuIm−PEGとDNAとが複合体を形成し分子量が大きくなり、且つ、DNA電荷の部分的な打消しが起こり、泳動距離が短い方向にシフトすることを意味する。
バンドの消失は、BuIm−PEGとDNAとが複合体を形成し且つDNAが凝集状態になることでエチジウムブロマイドをインターカレーションできずDNAが染色されないことを意味する。
これらの結果から、BuIm−PEGとDNAとは、複合体を形成し、DNAが凝集しており特に32及び64においてはBuIm−PEG・DNA複合体の安定性が高いことが判る。
(Results and discussion)
From the results shown in FIG. 1, a band shift toward the cathode is observed as indicated by an arrow when PEG / P is 0.1 or more, the amount of the shifted band increases in 8 and 16, and the band in 32 and 64 Disappearance was observed.
The band shift means that BuIm-PEG and DNA form a complex to increase the molecular weight, and the DNA charge is partially canceled and the migration distance is shifted in a shorter direction.
The disappearance of the band means that BuIm-PEG and DNA form a complex and the DNA is in an aggregated state, so that ethidium bromide cannot be intercalated and DNA is not stained.
From these results, it can be seen that BuIm-PEG and DNA form a complex, and the DNA is aggregated. In particular, in 32 and 64, the stability of the BuIm-PEG • DNA complex is high.

〔試験例2〕OcIm−PEG・DNA複合体の評価
(界面活性剤様化合物・DNA複合体のアガロースゲル電気泳動による分析)
界面活性剤様化合物として実施例2で得られたOcIm−PEGを用いた以外は、試験例1と同様にして、OcIm−PEG・DNA複合体を調製し、アガロースゲル電気泳動により分析した。
その結果を図2に示す。
[Test Example 2] Evaluation of OcIm-PEG / DNA complex (analysis of surfactant-like compound / DNA complex by agarose gel electrophoresis)
An OcIm-PEG / DNA complex was prepared and analyzed by agarose gel electrophoresis in the same manner as in Test Example 1 except that the OcIm-PEG obtained in Example 2 was used as the surfactant-like compound.
The result is shown in FIG.

(結果及び考察)
図2に示す結果からPEG/Pが0.1以上において矢印で示すように陰極方向へのバンドのシフトがみられ、8以上でシフトしたバンドの量が多くなった。
このことから、OcIm−PEGとDNAとは、複合体を形成しているのがわかる。
(Results and discussion)
From the results shown in FIG. 2, a band shift toward the cathode was observed as indicated by an arrow when PEG / P was 0.1 or more, and the amount of the band shifted when it was 8 or more increased.
From this, it can be seen that OcIm-PEG and DNA form a complex.

〔試験例3〕Chol−PEG・DNA複合体の評価
界面活性剤様化合物として実施例3で得られたChol−PEGを用い、Chol−PEGをDNAのリン酸基の数1に対しPEGの分子数が1,4,8,16,32,64及び96の量になるようにリン酸緩衝液(組成50mM NaHPO+50mM NaHPO)で最終液量が15μLになるように溶解させた以外は、試験例1と同様にして、Chol−PEG・DNA複合体を調製し、アガロースゲル電気泳動により分析した。
その結果を図3に示す。
[Test Example 3] Evaluation of Chol-PEG / DNA Complex Using the Chol-PEG obtained in Example 3 as a surfactant-like compound, Chol-PEG was converted into a PEG molecule with respect to the number of phosphate groups in DNA. Solubilize so that the final volume is 15 μL with phosphate buffer (composition 50 mM NaH 2 PO 4 +50 mM Na 2 HPO 4 ) so that the number is 1, 4, 8, 16, 32, 64 and 96. Except for the above, in the same manner as in Test Example 1, a Chol-PEG • DNA complex was prepared and analyzed by agarose gel electrophoresis.
The result is shown in FIG.

(結果及び考察)
図3に示す結果からPEG/Pが1以上において矢印で示すように、DNAの電荷の打消しが起こらないにもかかわらず、陰極方向へのバンドのシフトがみられ、8、16及び32においてシフトしたバンドの量が多くなり、64及び96ではバンドの消失が見られた。
このことから、Chol−PEGとDNAとは複合体を形成し、DNAが凝集しており、特に64及び96ではChol−PEG・DNA複合体の安定性が高いことが判る。
(Results and discussion)
From the results shown in FIG. 3, as indicated by an arrow when PEG / P is 1 or more, a band shift toward the cathode is observed despite the absence of DNA charge cancellation. The amount of shifted bands increased, and disappearance of bands was seen at 64 and 96.
From this, it can be seen that Chol-PEG and DNA form a complex, and the DNA is aggregated. In particular, in 64 and 96, the stability of the Chol-PEG • DNA complex is high.

〔試験例4〕Oc−PEG・DNA複合体の評価
界面活性剤様化合物として実施例4で得られたOc−PEGを用いた以外は、試験例3と同様にして、Oc−PEG・DNA複合体を調製し、アガロースゲル電気泳動により分析した。
その結果を図4に示す。
[Test Example 4] Evaluation of Oc-PEG / DNA complex Oc-PEG / DNA complex as in Test Example 3 except that the Oc-PEG obtained in Example 4 was used as the surfactant-like compound. Body was prepared and analyzed by agarose gel electrophoresis.
The result is shown in FIG.

(結果及び考察)
図4に示す結果からPEG/Pが1以上において矢印で示すように陰極方向へのバンドのシフトがみられ、64以上においてシフトしたバンドの量が多くなった。
このことから、Oc−PEGとDNAとは、複合体を形成していることが分かる。
(Results and discussion)
From the results shown in FIG. 4, when PEG / P is 1 or more, a band shift toward the cathode is observed as indicated by an arrow, and when it is 64 or more, the amount of the shifted band increases.
From this, it can be seen that Oc-PEG and DNA form a complex.

〔試験例5〕St−PEG・DNA複合体の評価
界面活性剤様化合物として実施例5で得られたSt−PEGを用いた以外は、試験例3と同様にして、St−PEG・DNA複合体を調製し、アガロースゲル電気泳動により分析した。
その結果を図5に示す。
[Test Example 5] Evaluation of St-PEG / DNA complex A St-PEG / DNA complex was prepared in the same manner as in Test Example 3 except that St-PEG obtained in Example 5 was used as the surfactant-like compound. Body was prepared and analyzed by agarose gel electrophoresis.
The result is shown in FIG.

(結果及び考察)
図5に示す結果からPEG/Pが1以上において矢印で示すように陰極方向へのバンドのシフトがみられ、16以上においてシフトしたバンドの量が多くなった。
このことから、St−PEGとDNAとは、複合体を形成していることが分かる。
(Results and discussion)
From the results shown in FIG. 5, a band shift toward the cathode was observed as indicated by an arrow when PEG / P was 1 or more, and the amount of the shifted band increased when 16 or more.
From this, it can be seen that St-PEG and DNA form a complex.

〔試験例6〕界面活性剤様化合物・DNA複合体の粒子径測定
DNAとして市販のプラスミドであるpGL3 0.7μgと、実施例1〜5で得られた本発明の界面活性剤様化合物をDNAのリン酸基の数1に対しPEGの分子数が64の量になるように、リン酸緩衝液(組成50mM NaHPO+50mM NaHPO+130mM NaCl)100μLで調製し、37℃で24時間インキュベーションし、界面活性剤様化合物・DNA複合体を調製した。
得られた界面活性剤様化合物・DNA複合体を動的光散乱法により粒子径を測定した。
動的光散乱法による粒子径の測定は、以下の条件で散乱光強度を測定し、散乱光強度から粒子径を算出することで行った。
条件:
装置:装置名ELSZ2(大塚電子社製)
なお、比較サンプルとして、界面活性剤様化合物を含まないDNAのみのサンプル、及び、界面活性剤様化合物の変わりにPEG−NHを用いて調製したサンプルも合わせて試験した。
その結果を表1に示す。
なお、表中のPEG/Pは、界面活性剤様化合物・DNA複合体におけるDNAのリン酸基とPEGの分子数の比を意味し、DNAのリン酸基の数を1とした場合のPEGの分子数を表し、N.Dは粒子径の測定が不可能であったことを示す。
[Test Example 6] Particle size measurement of surfactant-like compound / DNA complex: 0.7 μg of commercially available plasmid pDNA3 as DNA and the surfactant-like compound of the present invention obtained in Examples 1 to 5 as DNA Prepared with 100 μL of phosphate buffer (composition 50 mM NaH 2 PO 4 +50 mM Na 2 HPO 4 +130 mM NaCl) so that the number of PEG molecules is 64 with respect to the number of phosphate groups of 1 and 24 at 37 ° C. After incubation for a time, a surfactant-like compound / DNA complex was prepared.
The particle size of the obtained surfactant-like compound / DNA complex was measured by a dynamic light scattering method.
Measurement of the particle diameter by the dynamic light scattering method was performed by measuring the scattered light intensity under the following conditions and calculating the particle diameter from the scattered light intensity.
conditions:
Device: Device name ELSZ2 (Otsuka Electronics Co., Ltd.)
In addition, as a comparative sample, a sample containing only a DNA containing no surfactant-like compound and a sample prepared using PEG-NH 2 instead of the surfactant-like compound were also tested.
The results are shown in Table 1.
In the table, PEG / P means the ratio of the number of DNA phosphate groups to the number of PEG molecules in the surfactant-like compound / DNA complex. Represents the number of molecules of N. D indicates that the particle size could not be measured.

(結果及び考察)
実施例1〜5で得られた本発明の界面活性剤様化合物とDNAとの複合体の粒子径は、13.0±1.1〜137.5±28.7nmと小さい粒子径であった。
この結果は、本発明の界面活性剤様化合物とDNAとの複合体は、生体投与時において血管から細胞へ移行することができる大きさであり静脈注射に適した粒子径であることを示している。
また、カチオン性基を具備する実施例1及び2の界面活性剤様化合物とDNAとの複合体の粒子径は、それぞれ13.0±1.1nm及び87.3±1.1nmであった。
この結果は、カチオン性基を具備する本発明の界面活性剤様化合物は、粒子径が小さいDNA複合体を形成でき、これにより、生体投与時における血管から細胞へ移行効率が上昇することを示す。
(Results and discussion)
The particle size of the complex of the surfactant-like compound of the present invention and DNA obtained in Examples 1 to 5 was as small as 13.0 ± 1.1 to 137.5 ± 28.7 nm. .
This result shows that the complex of the surfactant-like compound of the present invention and DNA has a size that can be transferred from a blood vessel to a cell at the time of biological administration and has a particle size suitable for intravenous injection. Yes.
Moreover, the particle diameters of the complex of the surfactant-like compound of Example 1 and 2 having a cationic group and DNA were 13.0 ± 1.1 nm and 87.3 ± 1.1 nm, respectively.
This result shows that the surfactant-like compound of the present invention having a cationic group can form a DNA complex having a small particle size, thereby increasing the transfer efficiency from blood vessels to cells at the time of biological administration. .

〔試験例7〕界面活性剤様化合物・DNA複合体の円偏光二色性スペクトル測定
実施例1で得られた本発明の界面活性剤様化合物(BuIm−PEG)をDNA(pGL3)のリン酸基の数1に対しPEGの分子数が64の量になるように、純水1000μLで調製し、37℃で24時間インキュベーションし、界面活性剤様化合物・DNA複合体を調製し、以下の条件で円偏光二色性スペクトル(CDスペクトル測定)を測定した。
条件:DNA量:12μg
装置:J−820(日本分光社製)
なお、比較サンプルとして、界面活性剤様化合物を含まないDNAのみのサンプルも合わせて試験した。
その結果を図6(チャート図)及び、表2(最大モル楕円率を示す波長(λmax)および300nmにおけるモル楕円率([θ]300))に示す。
[Test Example 7] Circular dichroism spectrum measurement of surfactant-like compound / DNA complex The surfactant-like compound (BuIm-PEG) of the present invention obtained in Example 1 was converted to DNA (pGL3) phosphate. Prepare a surfactant-like compound / DNA complex by preparing 1000 μL of pure water so that the number of PEG molecules is 64 per group of 1 and incubating at 37 ° C. for 24 hours. The circular dichroism spectrum (CD spectrum measurement) was measured.
Condition: DNA amount: 12 μg
Apparatus: J-820 (manufactured by JASCO Corporation)
In addition, as a comparative sample, a sample containing only DNA containing no surfactant-like compound was also tested.
The results are shown in FIG. 6 (chart diagram) and Table 2 (wavelength (λ max ) indicating maximum molar ellipticity and molar ellipticity at 300 nm ([θ] 300 )).

(結果及び考察)
表2の[θ]300と図6の図中の1で示した部分の結果から界面活性剤様化合物・DNA複合体中のDNAに負のコットン効果が出現するのがわかり、表2のλmaxと図6の図中の2で示した部分の結果からブルーシフトが見られることがわかる。
これらの結果から、界面活性剤様化合物・DNA複合体中のDNAが脱水和によりコンフォーメーションの変化を起こしているのが判る。
(Results and discussion)
From the results of [θ] 300 in Table 2 and the part indicated by 1 in FIG. 6, it can be seen that a negative cotton effect appears in DNA in the surfactant-like compound / DNA complex. It can be seen that a blue shift can be seen from the results of max and the part indicated by 2 in FIG.
From these results, it can be seen that the DNA in the surfactant-like compound / DNA complex undergoes a conformational change due to dehydration.

〔試験例8〕遺伝子導入効率の評価試験1
実施例3で得られた本発明の界面活性剤様化合物(Chol−PEG)を用いて作成した界面活性剤様化合物・DNA複合体の遺伝子導入効率の評価試験を行った。
(界面活性剤様化合物・DNA複合体の調製)
DNAとして市販のプラスミドでSV40プロモーターの下流に改変型ルシフェラーゼ遺伝子を連結させたpGL3(プロメガ社)3.5μgと、実施例3で得られた本発明の界面活性剤様化合物としてのChol−PEGをDNAのリン酸基の数1に対しコレステロール基の分子数が0.1,0.5,1.0及び2.0の量になるようにリン酸緩衝生理食塩水(PBS、組成137mM NaCl+2.7mM KCl+10mM NaHPO+1.76mM KHPO)で最終液量が35μLになるように溶解させた。溶解後、37℃で24時間インキュベーションし、界面活性剤様化合物・DNA複合体としてのChol−PEG・DNA複合体を調製した。
(マウスへの投与)
調製したChol−PEG・DNA複合体をろ過滅菌し、35μLをマウス(系統ICR、5週令、体重20〜25g)の背皮内部位に皮内注射した。
なお、比較サンプルとして、PBSのみを注射したサンプル、界面活性剤様化合物を含まないDNAのみのサンプルの試験も行った。
(組織の摘出)
投与から2日後、動物実験の倫理指針に従ってマウスを麻酔した後に解剖し、皮膚を摘出した。
摘出後の皮膚は、ルシフェラーゼアッセイまで−80℃で保存した。
(タンパク質抽出〜ルシフェラーゼアッセイ)
皮膚からのタンパク質抽出は、ホモジネートにより行った。
ルシフェラーゼアッセイは、Luciferase Assay System(プロメガ社製)を用いて、ルミノメータ−(装置名LB96V、ベルトールド社製)で発光の定量をすることで行い、発光量は、サンプルのタンパク質量で標準化した。
なお、サンプルのタンパク質量の測定は、BCA Protein Assay Kit(Pierce社製)を用いてBCA法により行った。
その結果を図7に示す。
なお、図中Chol/Pは、界面活性剤様化合物・DNA複合体におけるDNAのリン酸基とコレステロール基の分子数の比を意味し、DNAのリン酸基の数を1とした場合のコレステロール基の分子数を表し、PBSはPBSのみを投与したサンプルを表し、DNAは界面活性剤様化合物を含まないDNAのみのサンプルを表す。
(結果及び考察)
図7から、本発明の界面活性剤様化合物(Chol−PEG)を用いて作成したChol−PEG・DNA複合体の投与はPEG/Pが1において、DNAのみの投与よりも、生体内のルシフェラーゼによる発光が高かった。
この結果から、本発明の界面活性剤様化合物(Chol−PEG)を用いて作製したChol−PEG・DNA複合体の投与は、臨床応用例があるDNAのみの投与より、生体内での遺伝子発現が高いことがわかる。
[Test Example 8] Gene transfer efficiency evaluation test 1
An evaluation test of gene transfer efficiency of a surfactant-like compound / DNA complex prepared using the surfactant-like compound (Chol-PEG) of the present invention obtained in Example 3 was performed.
(Preparation of surfactant-like compound / DNA complex)
PGL3 (Promega) 3.5 μg obtained by ligating a modified luciferase gene downstream of the SV40 promoter with a commercially available plasmid as DNA, and Chol-PEG as the surfactant-like compound of the present invention obtained in Example 3 Phosphate buffered saline (PBS, composition 137 mM NaCl + 2.P) so that the number of cholesterol groups is 0.1, 0.5, 1.0 and 2.0 with respect to the number of phosphate groups in DNA. 7 mM KCl + 10 mM Na 2 HPO 4 +1.76 mM KH 2 PO 4 ) so that the final volume was 35 μL. After dissolution, the mixture was incubated at 37 ° C. for 24 hours to prepare a Chol-PEG / DNA complex as a surfactant-like compound / DNA complex.
(Administration to mice)
The prepared Chol-PEG / DNA complex was sterilized by filtration, and 35 μL was injected intradermally into the intradermal region of the back skin of a mouse (line ICR, 5 weeks old, body weight 20-25 g).
In addition, as a comparative sample, a sample injected with PBS alone and a sample containing only DNA not containing a surfactant-like compound were also tested.
(Tissue extraction)
Two days after the administration, the mice were anesthetized according to the ethical guidelines for animal experiments, dissected, and the skin was removed.
The removed skin was stored at −80 ° C. until luciferase assay.
(Protein extraction-Luciferase assay)
Protein extraction from the skin was performed with a homogenate.
The luciferase assay was performed by quantifying luminescence using a luciferase assay system (manufactured by Promega) with a luminometer (device name: LB96V, manufactured by Bertrud). The amount of luminescence was standardized by the amount of protein in the sample.
In addition, the protein amount of the sample was measured by BCA method using BCA Protein Assay Kit (Pierce).
The result is shown in FIG.
In the figure, Chol / P means the ratio of the number of DNA phosphate groups to cholesterol groups in the surfactant-like compound / DNA complex, and cholesterol when the number of DNA phosphate groups is 1. Represents the number of molecules of the group, PBS represents a sample administered with PBS alone, and DNA represents a sample of DNA alone containing no surfactant-like compound.
(Results and discussion)
FIG. 7 shows that administration of the Chol-PEG / DNA complex prepared using the surfactant-like compound (Chol-PEG) of the present invention is luciferase in vivo when PEG / P is 1 and DNA alone is administered. The luminescence by was high.
From this result, administration of a chol-PEG / DNA complex prepared using the surfactant-like compound (Chol-PEG) of the present invention is more effective in gene expression in vivo than administration of DNA with clinical application examples. Is high.

〔試験例9〕遺伝子導入効率の評価試験2
実施例1及び3で得られた本発明の界面活性剤様化合物(BuIm−PEG及びChol−PEG)を用いて作成した界面活性剤様化合物・DNA複合体の遺伝子導入効率の評価試験を行った。
(界面活性剤様化合物・DNA複合体の調製)
実施例1で得られた本発明の界面活性剤様化合物としてのBuIm−PEGをDNA(pGL3)の負電荷(リン酸基の電荷)数1に対しBuIm−PEGの正電荷(カチオン基の電荷)数が0.5の量になるように混合し、また、実施例3で得られた本発明の界面活性剤様化合物としてのChol−PEGをDNA(pGL3)のリン酸基の数1に対しコレステロール基の分子数が1.0の量になるように混合した以外は、試験例8と同様にして、界面活性剤様化合物・DNA複合体としてのBuIm−PEG及びChol−PEG・DNA複合体を調製した。
(マウスへの投与)
調製したBuIm−PEG・DNA複合体及びChol−PEG・DNA複合体を試験例8と同様にしてマウスに投与した。マウスへの投与は1サンプルについて2匹のマウスに行った。
なお、比較サンプルとして、界面活性剤様化合物を含まないDNAのみのサンプルの試験も行った。
(組織の摘出)
試験例8と同様にして皮膚を摘出し、保存した。
(タンパク質抽出〜ルシフェラーゼアッセイ)
試験例8と同様にして行い、発光量を測定した。
その結果を図8に示す。
(結果及び考察)
図8から、本発明の界面活性剤様化合物(BuIm−PEG)を用いて作成したBuIm−PEG・DNA複合体の投与は、DNAのみの投与よりも、生体内のルシフェラーゼによる発光が約7倍と顕著に高く、本発明の界面活性剤様化合物(Chol−PEG)を用いて作成したChol−PEG・DNA複合体の投与においても、DNAのみの投与よりも、生体内のルシフェラーゼによる発光が高かった。
この結果から、本発明の界面活性剤様化合物(BuIm−PEG及びChol−PEG)を用いて作製したBuIm−PEG・DNA複合体及びChol−PEG・DNA複合体の投与は、臨床応用例があるDNAのみの投与より、生体内での遺伝子発現が高いことがわかり、特にBuIm−PEG・DNA複合体の投与では生体内での遺伝子発現が顕著に高いことがわかる。
[Test Example 9] Evaluation test 2 of gene transfer efficiency
An evaluation test of gene transfer efficiency of a surfactant-like compound / DNA complex prepared using the surfactant-like compounds (BuIm-PEG and Chol-PEG) of the present invention obtained in Examples 1 and 3 was performed. .
(Preparation of surfactant-like compound / DNA complex)
The BuIm-PEG as the surfactant-like compound of the present invention obtained in Example 1 was replaced with a positive charge (cation group charge) of BuIm-PEG with respect to the number of negative charges (phosphate group charges) of DNA (pGL3). ) The mixture was mixed so that the number was 0.5, and Chol-PEG as the surfactant-like compound of the present invention obtained in Example 3 was changed to the number 1 of the phosphate group of DNA (pGL3). However, BuIm-PEG and Chol-PEG / DNA complex as a surfactant-like compound / DNA complex were the same as in Test Example 8 except that mixing was performed so that the number of cholesterol group molecules was 1.0. The body was prepared.
(Administration to mice)
The prepared BuIm-PEG • DNA complex and Chol-PEG • DNA complex were administered to mice in the same manner as in Test Example 8. Administration to mice was performed on 2 mice per sample.
In addition, as a comparative sample, a test using only a DNA containing no surfactant-like compound was also conducted.
(Tissue extraction)
The skin was extracted and stored in the same manner as in Test Example 8.
(Protein extraction-Luciferase assay)
The amount of luminescence was measured in the same manner as in Test Example 8.
The result is shown in FIG.
(Results and discussion)
FIG. 8 shows that administration of a BuIm-PEG / DNA complex prepared using the surfactant-like compound (BuIm-PEG) of the present invention produces about 7 times as much light emission by luciferase in vivo as that of administration of DNA alone. In the administration of the Chol-PEG / DNA complex prepared using the surfactant-like compound (Chol-PEG) of the present invention, the luminescence by luciferase in the living body is higher than that in the administration of DNA alone. It was.
From these results, administration of BuIm-PEG • DNA complex and Chol-PEG • DNA complex prepared using the surfactant-like compounds of the present invention (BuIm-PEG and Chol-PEG) has clinical application examples. It can be seen that gene expression in vivo is higher than administration of DNA alone, and that gene expression in vivo is particularly high in administration of BuIm-PEG • DNA complex.

〔試験例9〕HeA−Im−PEG・DNA複合体の評価1
(界面活性剤様化合物・DNA複合体のアガロースゲル電気泳動による分析)
界面活性剤様化合物として実施例6で得られたHeA−Im−PEGを用い、HeA−Im−PEGをDNAのリン酸基の数1に対しPEGの分子数(PEG/P)が0.5,1,2,4,8,16,32,64の量になるようにリン酸緩衝液(組成50mM NaHPO+50mM NaHPO)で最終液量が15μLになるように溶解させた以外は、試験例1と同様にして、HeA−Im−PEG・DNA複合体溶液を調製し、アガロースゲル電気泳動により分析した。
その結果を図10に示す。
なお、HeA−Im−PEGをDNAのリン酸基の数1に対しPEGの分子数が0.5,1,2,4,8,16,32,64の量に混合した場合、DNAのリン酸基の数1に対するHeA−Im−PEGの正電荷(カチオン基の電荷)数(電荷比)も、上記リン酸基に対するPEGの分子数と同じ値になる。
(結果及び考察)
図10に示す結果からPEG/Pが0.5以上において矢印で示すように陰極方向へのバンドのシフトがみられ、4においては陽極方向へスメアしたバンドがみられ、8以上においてはNaked DNAバンドの消失が見られた。スメアのバンドは、正味負に帯電した微小粒径のDNA複合体の形成を示唆している。さらに、8で見られたNaked DNAバンドより陽極方向へシフトしたバンドは、正味負に帯電した超微小粒径のDNA複合体の形成を示唆しており、周辺研究で既存しない新概念のDNA複合体であると考えられる。
これらの結果から、PEG/Pが0.5以上においてHeA−Im−PEGはDNAと複合体を形成することがわかる。特にPEG/Pが8以上において、HeA−Im−PEG・DNA複合体は、安定性が高いことがわかる。
また、HeA−Im−PEGにおいては、実施例1〜5の界面活性剤様化合物の結果と比較したときに、PEG/Pが0.5以上という低い電荷比においてで陰極方向へのバンドのシフト(DNAとの複合体形成)が見られた。
また、DNAが凝集状態でありHeA−Im−PEG・DNA複合体の安定性が高いことを示すバンドの消失もPEG/Pが16以上という低い電荷比でみられた。
これらの結果から、HeA−Im−PEGは、実施例1〜5の界面活性剤様化合物よりも、DNAとの複合体形成能、及びDNAの凝集能がさらに高いものであることがわかる。
[Test Example 9] Evaluation of HeA-Im-PEG / DNA complex 1
(Anarose gel electrophoresis analysis of surfactant-like compound and DNA complex)
As the surfactant-like compound, the HeA-Im-PEG obtained in Example 6 was used, and the HeA-Im-PEG had a number of PEG molecules (PEG / P) of 0.5 with respect to the number of phosphate groups of DNA. , 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 so that the final solution amount was 15 μL with a phosphate buffer (composition 50 mM NaH 2 PO 4 +50 mM Na 2 HPO 4 ). Except for the above, a HeA-Im-PEG • DNA complex solution was prepared in the same manner as in Test Example 1, and analyzed by agarose gel electrophoresis.
The result is shown in FIG.
In addition, when HeA-Im-PEG is mixed in an amount of 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 of the number of PEG molecules with respect to the number of phosphate groups of DNA, The number of positive charges (charge of cationic groups) (charge ratio) of HeA-Im-PEG with respect to the number 1 of acid groups is also the same value as the number of molecules of PEG with respect to the phosphate groups.
(Results and discussion)
From the results shown in FIG. 10, when PEG / P is 0.5 or more, a band shift toward the cathode is observed as indicated by an arrow, when 4 is a band smeared toward the anode, and when 8 or more, Naked DNA is observed. The disappearance of the band was observed. The smear band suggests the formation of a net negatively charged microparticle DNA complex. Furthermore, the band shifted toward the anode from the Naked DNA band seen in 8 suggests the formation of a net negatively charged ultrafine particle size DNA complex. It is considered a complex.
From these results, it can be seen that HeA-Im-PEG forms a complex with DNA when PEG / P is 0.5 or more. In particular, when PEG / P is 8 or more, the HeA-Im-PEG • DNA complex is found to have high stability.
In HeA-Im-PEG, the band shift toward the cathode at a low charge ratio of PEG / P of 0.5 or higher when compared with the results of the surfactant-like compounds of Examples 1 to 5. (Complex formation with DNA) was observed.
Further, the disappearance of the band indicating that the DNA was in an aggregated state and the stability of the HeA-Im-PEG • DNA complex was high was also observed at a low charge ratio of PEG / P of 16 or more.
From these results, it can be seen that HeA-Im-PEG has higher ability to form a complex with DNA and to aggregate DNA than the surfactant-like compounds of Examples 1 to 5.

〔試験例10〕HeA−Im−PEG・DNA複合体の評価2
(界面活性剤様化合物・DNA複合体のポリアニオンに対する安定性評価)
界面活性剤様化合物・DNA複合体の安定性の評価を行った。安定性の評価は、ポリアニオンによる、界面活性剤様化合物・DNA複合体の置換反応に対する安定性を指標として行った。
(界面活性剤様化合物・DNA複合体の調整)
実施例6で得られた本発明の界面活性剤様化合物としてのHeA−Im−PEGをDNAのリン酸基の数1に対しPEGの分子数(PEG/P)が1、または8の量(それぞれ電荷比:1、電荷比:8)になるようにそれぞれ混合した以外は、試験例1と同様にして、HeA−Im−PEG・DNA複合体溶液を調製した。
(ポリアニオン処理)
調整したHeA−Im−PEG・DNA複合体溶液に、ポリアニオンとしてのデキストランサルフェート(型番:D4911、SIGMA-ALDRICH社製)溶液を、HeA−Im−PEG・DNA複合体に混合添加し、37℃、60分の条件でインキュベートし反応させた。なお、PEG/Pが1の試料については、デキストランサルフェート溶液を最終濃度が1、2、3mMになるように混合添加し、PEG/Pが8の試料については、デキストランサルフェートを最終濃度が1、2、3、8mMになるように混合添加した。
(アガロースゲル電気泳動による分析)
HeA−Im−PEG・DNA複合体とデキストランサルフェートを反応させた後、該混合物を、試験例1と同様にしてアガロース電気泳動により分析した。
その結果を図11に示す。
[Test Example 10] Evaluation 2 of HeA-Im-PEG / DNA complex
(Stability evaluation of surfactant-like compound / DNA complex against polyanion)
The stability of the surfactant-like compound / DNA complex was evaluated. The stability was evaluated using the stability of the surfactant-like compound / DNA complex with the polyanion against the substitution reaction as an index.
(Preparation of surfactant-like compound and DNA complex)
HeA-Im-PEG as the surfactant-like compound of the present invention obtained in Example 6 was used in an amount of 1 or 8 in terms of the number of PEG molecules (PEG / P) relative to the number of phosphate groups in DNA ( A HeA-Im-PEG / DNA complex solution was prepared in the same manner as in Test Example 1 except that the mixture was mixed so that the charge ratio was 1 and the charge ratio was 8), respectively.
(Polyanion treatment)
To the adjusted HeA-Im-PEG / DNA complex solution, a dextran sulfate (model number: D4911, manufactured by SIGMA-ALDRICH) solution as a polyanion was mixed and added to the HeA-Im-PEG / DNA complex, 37 ° C., The reaction was incubated for 60 minutes. For samples with PEG / P of 1, the dextran sulfate solution was mixed and added so that the final concentration was 1, 2, 3 mM, and for samples with PEG / P of 8, the final concentration of dextran sulfate was 1, The mixture was added to 2, 3, and 8 mM.
(Agarose gel electrophoresis analysis)
After the HeA-Im-PEG • DNA complex and dextran sulfate were reacted, the mixture was analyzed by agarose electrophoresis in the same manner as in Test Example 1.
The result is shown in FIG.

(結果及び考察)
図11に示す結果から、PEG/Pが1のHeA−Im−PEG・DNA複合体においては、デキストランサルフェートの濃度が2mM以下においてはHeA−Im−PEG・DNA複合体の形成を示すメインバンドがみられ、3mMの濃度においてメインバンドの下(陽極側)にスーパーコイル由来のマイナーバンドがみられた。この結果は、HeA−Im−PEG・DNA複合体は、2mMという高濃度のデキストランサルフェートに対しも安定であり、3mMのデキストランサルフェートに対してはDNAがリリースされることを意味する。
一方、PEG/Pが8のHeA−Im−PEG・DNA複合体においては、デキストランサルフェートの濃度が1〜8mMにおいて、バンドの変化が見られなかった。この結果は、HeA−Im−PEG・DNA複合体は、8mMという高濃度のデキストランサルフェートに対しも安定であり、極めて安定な複合体を形成していることがわかる。さらに、この時、〔試験例10〕で記した通り、Naked DNAバンドより陽極方向へシフトしたバンドが維持されているため、正味負に帯電した超微小粒径のDNA複合体の安定性が示唆された。
また、これらの結果からもわかるように、本発明の界面活性剤様化合物としてのHeA−Im−PEGとDNAとの複合体は、PEG/P比(電荷比)を変えることにより、その複合体の特性を制御することができるものである。これにより、ドラッグデリバリー特性を制御することができる。例えば、ドラッグデリバリー目的が培養細胞などに短時間で遺伝子導入する場合などにおいては、複合体の安定性を高くしすぎないように制御したり、また、生体内において消化酵素等が多くデリバリー効率が低い細胞や組織などにドラッグデリバリーを行う場合においては、複合体の安定性を高くするように制御する等の制御をすることができ、その制御はPEG/P比(電荷比)を変えるなどして簡単に行うことができる。以上から、本発明の界面活性剤様化合物は、核酸複合体形成用、ドラッグデリバリー用として好適に用いることができることがわかる。
(Results and discussion)
From the results shown in FIG. 11, in the HeA-Im-PEG • DNA complex with PEG / P = 1, the main band indicating the formation of the HeA-Im-PEG • DNA complex is present at a dextran sulfate concentration of 2 mM or less. In addition, a minor band derived from the supercoil was observed under the main band (on the anode side) at a concentration of 3 mM. This result indicates that the HeA-Im-PEG • DNA complex is stable to dextran sulfate as high as 2 mM, and DNA is released to 3 mM dextran sulfate.
On the other hand, in the HeA-Im-PEG • DNA complex having PEG / P of 8, no band change was observed when the concentration of dextran sulfate was 1 to 8 mM. This result shows that the HeA-Im-PEG • DNA complex is stable against dextran sulfate at a high concentration of 8 mM and forms a very stable complex. Further, at this time, as described in [Test Example 10], since the band shifted from the Naked DNA band in the anode direction is maintained, the stability of the DNA complex having an ultrafine particle diameter charged net negative is improved. It was suggested.
Further, as can be seen from these results, the complex of HeA-Im-PEG and DNA as the surfactant-like compound of the present invention can be obtained by changing the PEG / P ratio (charge ratio). It is possible to control the characteristics. Thereby, drug delivery characteristics can be controlled. For example, when the purpose of drug delivery is to introduce a gene into cultured cells in a short period of time, the stability of the complex is controlled so as not to be too high. In the case of drug delivery to low cells or tissues, it can be controlled to increase the stability of the complex, such as changing the PEG / P ratio (charge ratio). Can be done easily. From the above, it can be seen that the surfactant-like compound of the present invention can be suitably used for nucleic acid complex formation and drug delivery.

〔試験例11〕遺伝子導入効率の評価試験3
実施例6で得られた本発明の界面活性剤様化合物(HeA−Im−PEG)を用いて作成した界面活性剤様化合物・DNA複合体の遺伝子導入効率の評価試験を行った。
(界面活性剤様化合物・DNA複合体の調製)
実施例6で得られた本発明の界面活性剤様化合物としてのHeA−Im−PEGをDNAのリン酸基の数1に対しPEGの分子数(PEG/P)が0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5になるようにそれぞれ混合した以外は、試験例8と同様にして、HeA−Im−PEG・DNA複合体溶液を調製した。
(マウスへの投与)
調製したHeA−Im−PEG・DNA複合体溶液を、頸骨筋内投与(35μL)に変えた以外は、試験例8と同様にしてマウスに投与した。マウスへの投与は1サンプルについて2匹のマウスに行った。
なお、比較サンプルとして、界面活性剤様化合物を含まないDNAのみのサンプル、リン酸緩衝液のみのサンプル、本発明の界面活性剤様化合物の代わりに陽イオン性の水溶性ポリマーである直鎖状のポリエチレンイミンをベースにした市販品のin vivo用核酸導入試薬(商品名:jetPEI、Polyplus transfection社製)を用いて調整したサンプルの試験(以下、市販品を用いた群と呼ぶこともある。)も行った。なお、jetPEIによるサンプル調整は、添付のマニュアルに従って行った。
(組織の摘出、タンパク質抽出〜ルシフェラーゼアッセイ)
投与後の組織の摘出、及びタンパク質抽出〜ルシフェラーゼアッセイの工程は、組織の摘出を投与から6日後に行った以外は、試験例8と同様にして行った。
その結果を図12に示す。
[Test Example 11] Evaluation test 3 of gene transfer efficiency
An evaluation test of the gene transfer efficiency of the surfactant-like compound / DNA complex prepared using the surfactant-like compound (HeA-Im-PEG) of the present invention obtained in Example 6 was performed.
(Preparation of surfactant-like compound / DNA complex)
HeA-Im-PEG as the surfactant-like compound of the present invention obtained in Example 6 has a number of PEG molecules (PEG / P) of 0.5, 0.6 with respect to the number of phosphate groups of DNA. , 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.2, 1.5 HeA-Im-PEG / DNA complex as in Test Example 8 A body solution was prepared.
(Administration to mice)
The prepared HeA-Im-PEG / DNA complex solution was administered to mice in the same manner as in Test Example 8, except that it was changed to intra-tibial muscle administration (35 μL). Administration to mice was performed on 2 mice per sample.
In addition, as a comparative sample, a sample containing only a DNA that does not contain a surfactant-like compound, a sample containing only a phosphate buffer, and a straight-chain that is a cationic water-soluble polymer instead of the surfactant-like compound of the present invention Tests of samples prepared using a commercially available in vivo nucleic acid introduction reagent (trade name: jetPEI, manufactured by Polyplus transfection) based on polyethyleneimine (hereinafter sometimes referred to as a group using commercially available products). ) Also went. Sample adjustment by jetPEI was performed according to the attached manual.
(Tissue extraction, protein extraction to luciferase assay)
Tissue extraction after administration and the steps of protein extraction to luciferase assay were performed in the same manner as in Test Example 8 except that tissue extraction was performed 6 days after administration.
The result is shown in FIG.

(結果及び考察)
図12から、本発明の界面活性剤様化合物(HeA−Im−PEG・DNA)を用いて作成したHeA−Im−PEG・DNA複合体の投与群はすべての群において、比較実験群(PBSのみの投与群、DNAのみの投与群よりも、市販品を用いた群)よりも、生体内のルシフェラーゼによる発光量が高いものであった。特に、PEG/Pが0.6〜1.0において発光量が高く、中でもPEG/Pが0.8の群においては、DNAのみの投与群の10倍以上、且つ市販品を用いた群より1000倍以上の極めて高い発光量を示した。
以上の結果から、本発明の界面活性剤様化合物は、核酸複合体形成用、ドラッグデリバリー用として好適に用いることができることがわかる。
(Results and discussion)
From FIG. 12, the administration group of the HeA-Im-PEG • DNA complex prepared using the surfactant-like compound (HeA-Im-PEG • DNA) of the present invention is the comparative experimental group (PBS only). The amount of luminescence due to luciferase in the living body was higher than that of the group administered with DNA and the group administered with DNA alone). In particular, the amount of luminescence is high when PEG / P is 0.6 to 1.0, and in particular, in the group where PEG / P is 0.8, more than 10 times the group administered with DNA alone, and more than the group using commercially available products An extremely high light emission amount of 1000 times or more was exhibited.
From the above results, it can be seen that the surfactant-like compound of the present invention can be suitably used for nucleic acid complex formation and drug delivery.

本発明の界面活性剤様化合物は、核酸複合体形成用として有用であり核酸治療薬のドラッグデリバリー用途に好ましく用いることができる。
本発明の界面活性剤様化合物とDNAとの複合体は、粒子径が小さく且つ安定した複合体である。これにより、体内における対象DNAの標的部位への移送効率及び遺伝子発現効率が高い。
また、本発明の界面活性剤様化合物はポリエチレングリコール基など生体適合性を有する置換基を含有するため血液中での安定性が高く、且つカチオン過剰による毒性がない。これらの機能を有するためドラッグデリバリー用途に有用である。
The surfactant-like compound of the present invention is useful for nucleic acid complex formation and can be preferably used for drug delivery of nucleic acid therapeutics.
The complex of the surfactant-like compound of the present invention and DNA is a stable complex having a small particle size. Thereby, the transfer efficiency and gene expression efficiency of the target DNA in the body to the target site are high.
In addition, since the surfactant-like compound of the present invention contains a biocompatible substituent such as a polyethylene glycol group, it is highly stable in blood and has no toxicity due to excessive cation. Since it has these functions, it is useful for drug delivery.

Claims (2)

下記化学式に示すいずれかの化合物である界面活性剤様化合物。

(式中、nは40〜120の整数を表す。)
A surfactant-like compound which is any compound represented by the following chemical formula.

(In the formula, n represents an integer of 40 to 120.)
核酸複合体形成用である請求項記載の界面活性剤様化合物。

Surfactant-like compound of claim 1 wherein the nucleic acid complex formation.

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