JP6527331B2 - 標的指向アミノ酸脂質 - Google Patents

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Description

(発明の分野)
本発明は、標的指向型送達および/または抗原表示系に使用するための担体系であって、1つまたは複数の生物活性リガンドにコンジュゲートしている(かつ担体系の表面に露出している)エーテル−脂質を含み、1つまたは複数の別の生物活性剤を含んでもよい担体系を対象にする。本発明は、それらの調製方法、ならびに前記生物活性剤の特異的組織または細胞への標的指向型送達、ならびに前記生物活性剤に応答する形質、疾患および病状の研究、診断および治療のための抗原表示系などそれらの医療用途における使用をさらに対象とする。
発明の背景
受容体−リガンド(receptor Ligand)、抗原−抗体、DNA−タンパク質、糖質−レクチン、RNA−リボソーム間などの分子認識は、多くの生物系を支える重要な原理であり、医療用途において、例えば、重合ビーズ、小胞型脂質、マイクロエマルションなどを含めた人工の(マイクロ−またはナノ−)微粒子系などにおいて使用するために人工的に創出される多くの生物系に適用されている。
分子認識に基づいた適用の重要な一例は、抗ウイルス剤、化学療法剤またはイメージング剤などの診断用または治療用化合物の特異的部位への標的指向型送達の使用であり、これは、非特異的送達に伴う限界(生体内クリアランス時間、潜在毒性、作用剤の膜輸送に伴う問題など)を克服することを可能にし、したがって、それらの有用性が大幅に向上する。認識に基づいた様々な戦略を使用して、化合物の生物活性を発揮する標的細胞の細胞内環境(すなわち、特異的細胞区画)への化合物の送達、例えば、ウイルスベクター、ポリリシンおよびポリアルギニンなどのカチオンポリマー(例えば、WO79/00515、WO98/52614を参照)、脂質担体ならびに様々な他のコンジュゲート系などの生物担体または人工担体の使用を伴う特異的トランスポーターを介した送達が改良されてきた。
広く使用されている一手法は、人工担体、例えば、リポソームおよびミセルとしての脂質小胞の使用を伴うものであり、それらの人工担体は、生物活性剤の全身曝露を低減し、それによって分解、溶解度などに伴う問題を克服し、血液循環時間の増加をもたらす能力のため、薬物送達担体として広範囲にわたって開発および分析されてきた。生物活性剤の能動的標的指向型送達は、生体内投与後に、がん細胞、または肝細胞など特定の組織および器官に特異的な細胞、などの特異的細胞型に小胞を向ける(または標的指向する)働きをする標的指向リガンドを用いた、(小胞形成の前または後に)脂質小胞の脂質の誘導体化を伴うものである(例えば、US6,316,024およびUS6,214,388;Allen et al.,Biochim.Biophys.Acta,1237:99−108(1995)(非特許文献1);Blume et al.,Biochim.Biophys.Acta,1149:180−184(1993)を参照)。これは、例えば(乳房腫瘍、卵巣腫瘍、頸部腫瘍、結腸直腸腫瘍、腎腫瘍、および鼻咽頭腫瘍(nasoparyngeal tumor)を含めて種々の腫瘍性組織に過剰発現している)葉酸受容体(FR)、(大部分の癌、肉腫、ならびに一部のリンパ腫および白血病の転移細胞および薬物耐性細胞に過剰発現している)トランスフェリン受容体(TfR)、(組織非形成性甲状腺癌ならびに乳房腫瘍、肺腫瘍および結腸直腸腫瘍に過剰発現している)上皮増殖因子受容体(EGFR)、(腫瘍新生血管の内皮細胞上で高発現している)血管内皮増殖因子受容体1および2(VEGFR−1/2)、(甲状腺乳頭癌に過剰発現している)メタスチン受容体、(乳癌のかなりの部分に過剰発現している)ErbBファミリー受容体チロシンキナーゼ、(乳癌に過剰発現している)ヒト上皮増殖因子受容体−2(Her2/neu)、(肉腫様腎癌に過剰発現している)チロシンキナーゼ−18−受容体(c−キット)、(食道腺癌に過剰発現している)HGF受容体c−Met、(乳癌に過剰発現している)CXCR4およびCCR7、(前立腺癌に過剰発現している)エンドセリン−A受容体、(大部分の結腸直腸癌腫瘍に過剰発現している)ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体δ(PPAR−δ)、(卵巣癌に過剰発現している)PDGFR A、(様々な肺癌に過剰発現している)BAG−1、(膵癌に過剰発現している)可溶性TGFβII型受容体、(肝細胞上に過剰発現している)アシアロ糖タンパク質受容体、(増殖腫瘍血管系(growing tumor vascularture)に過剰発現している)αβインテグリン受容体、レグマイン(固形腫瘍組織に濃縮され、腫瘍関連マクロファージ(TAMs、tumor associated macrophages)上に過剰発現しているクランCDシステインプロテアーゼ)などを含めて、特異的細胞型に過剰発現している受容体を利用することによって行うことができる。
処理または分析対象のこのような特異的受容体細胞または組織に選択的に結合する作用剤であればいずれも、脂質小胞に結合し、標的指向リガンドまたは受容体リガンドとして働くことができる。典型的には、このような標的指向リガンドは、長鎖(例えば重合体)リンカーを介して脂質または脂質小胞の表面に結合するものである。例えば、葉酸に基づいたコンジュゲートを使用して、治療用化合物の必要用量の低減を可能にし、疾患の治療および/または診断に有用である治療用化合物の標的指向型送達手法を実現した(例えば、WO02/094185(特許文献1)、US6,335,434、WO99/66063、US5,416016を参照)。同様に、ガラクトースに基づいたコンジュゲートおよびガラクトサミンに基づいたコンジュゲートを使用して、外因性化合物を細胞膜を通過させて輸送することにより、治療に必要とされた治療用化合物の必要用量の低減を可能にしながら、HBV感染やHCV感染または肝細胞癌などの肝疾患の治療への標的指向型送達手法を実現することができる(例えば、US6,030,954・・・を参照)。
分子認識に基づいた適用の重要な別の例は、T細胞活性化、修飾または寛容を引き起こす、免疫系に対する「自己」と「外来」の両タンパク質(抗原)の提示を伴う抗原表示系の使用である。所望の免疫応答の有無に寄与する抗原提示系における受容体−リガンド相互作用は、リガンド密度、補助受容体の存在、受容体−リガンド親和性および表面状態などの様々なパラメータの影響を受けて、複雑であり、評価するのが困難である。したがって、広く使用されている手法は、主機能が抗原処理および提示であるヒト自然発生細胞(またはその一部分)を使用するものであった。しかし、生細胞に基づいた系は、所望の寛容誘発または免疫応答誘発を実現する細胞間相互作用を模倣するのに最適であり得るものの、多分追加の「同時刺激」分子および/または接着分子のその表面膜における十分な治療レベルの発現を含めて、表面分子の調節された発現に依存している。現在公知の人工系は、抗原提示およびTリンパ球活性化または抑制に必要とされた分子を表面に有する遺伝子工学により作製された細胞内抗原提示小胞(WO03/039594)から、細胞サイズの生分解性マイクロスフェアに基づいた抗原提示系を主体とする系(WO07/087341)まで、多岐にわたる。
明らかに、上記の分子認識に基づいた技術には未だ欠点があり、当技術分野においては、標的指向型送達または抗原提示などの分子認識に基づいた応用に使用するための多用途で効率的な人工担体系が、それらの簡便で経済的な調製方法を含めて、依然として求められている。
本出願は、上述の限界を克服することが可能になる、1つまたは複数の共有結合している生物活性リガンドを有するエーテル−脂質を含むコンジュゲート、およびこれらのコンジュゲートを含む(任意選択で、1つまたは複数の生物活性剤をさらに含む)様々な担体系を提供する。
国際公開第02/094185号パンフレット
Allen et al.,Biochim.Biophys.Acta,1237:99−108(1995)
発明の概要
本発明は、標的指向型送達および/または抗原表示系に使用するための担体系であって、1つまたは複数の生物活性リガンドとコンジュゲートしているエーテル−脂質を含む担体系を対象にする。1つまたは複数の生物活性リガンドは、一般式Iのエーテル−脂質に共有結合し、担体系の表面に露出している。任意選択で、少なくとも1つの生物活性剤が、担体系内に被包されもしくは埋め込まれ、または担体系の表面に結合しもしくは吸着していてもよい。
したがって、一態様において、本発明は、リポソームまたはミセルなどの小胞の形の脂質性担体系であって、任意選択で別の共脂質と混合させた式Iの少なくとも1つの脂質−リガンドコンジュゲートを含む担体系を対象とする。少なくとも1つの脂質−リガンドコンジュゲートは、抗原リガンド、標的リガンド、治療用リガンドまたは診断用リガンドなどの少なくとも1つの生物活性リガンドに共有結合している少なくとも1つのエーテル−脂質を含む。任意選択で、少なくとも1つの別の生物活性剤が、小胞の内部空隙もしくは二重層(膜)に被包されもしくは埋め込まれ、または小胞の表面に結合しもしくは吸着している。いくつかの実施形態において、小胞はリポソームまたはミセルである。
別の態様において、本発明は、内部空隙または中実コアを有する脂質被覆粒子の形のナノ微粒子担体系であって、粒子は、任意選択で別の共脂質と混合させた、式Iの少なくとも1つの脂質−リガンドコンジュゲートで被覆されている担体系を対象とする。式Iの少なくとも1つの脂質−リガンドコンジュゲートは、抗原リガンド、標的リガンド、治療用リガンドまたは診断用リガンドなどの少なくとも1つの生物活性リガンドに共有結合している少なくとも1つのエーテル−脂質を含む。
いくつかの実施形態において、ナノ微粒子材料は、脂質被覆ナノ粒子またはナノ球体である。任意選択で、少なくとも1つの別の生物活性剤が、内部空隙に被包され、または中実コア中に埋め込まれもしくは分散されている。
別の態様において、本発明は、式Iの脂質−リガンドコンジュゲート自体であって、少なくとも2つのエーテル結合炭化水素鎖と、6個までの炭素原子を有する短い直鎖アミノ酸を有し、少なくとも1つの生物活性リガンドが共有結合できるカップリング部位を3個まで有する頭部基とを特徴とするエーテル−脂質を含む脂質−リガンドコンジュゲートも対象とする。
脂質−リガンドコンジュゲートは一般式Iの化合物に関する:
(式中、
Yは、O、N、Sまたは共有結合を表し、
、S、Sは、互いに独立して、共有結合またはスペーサー基を表し、
、X、Xは、互いに独立して、Hまたはリガンド基を表し、
Lは、式(a)の基であり:
式中、破線はNへの結合を表し、
は、Hまたは式−(CH−ORb1の基を表し、
1’は、Hまたは式−(CH−ORb2の基を表し、
は、Hまたは式−CH−ORの基を表し、
2’は、Hまたは式−ORもしくは−CH−ORの基を表す。)、
は、Hまたは式−(CH−ORもしくは−(CH−ORの基を表し、
、Rb1、Rb2、R、R、Rは、互いに独立して、飽和または不飽和の直鎖または分枝状の炭化水素鎖を表し、
mは、1、2または3であり、
ただし、R、R1’、R、R2’、Rの少なくとも1つはHではなく、X、X、Xの少なくとも1つはリガンド基である)。
特定の実施形態において、リガンド基は、標的指向リガンド、抗原性リガンド、治療用リガンドまたは診断用リガンドである。
好ましくは、標的指向リガンドは、プテロイン酸誘導体、ペプチドおよびその誘導体、ポリペプチド、タンパク質または炭水化物であり、抗原性リガンドは、ペプチド、タンパク質または炭水化物である。
別の態様において、本発明は、本発明の担体系の薬物送達系、診断系または抗原表示系としての使用も対象とする。また、本発明の脂質を含む担体系およびこれらの担体系を含む医薬製剤を調製するキットも提供する。
他の態様において、本発明は、有効量の本発明の担体系を投与するステップを含む、疾患の治療方法または診断方法も対象とする。
さらに別の態様において、本発明は、有効量の本発明の担体系を投与するステップを含む、免疫応答を調節する方法も対象とする。
本発明の他の態様は、本発明の担体系を使用して、生物活性化合物を膜を通して輸送する方法および/または生物活性化合物を細胞中に送達する方法を含む。
非標的指向リポソーム(DMA−RGDを含まない)と比較したRGD標的指向リポソーム(5%DMA−RGDを含む)の細胞取り込みを示す図である。 例20による対照リポソーム(MS 15−0)と比較したRR11a修飾リポソーム(MS 15−4)のレグマイン標的指向実験の結果を示す図である。
発明の詳細な説明
本発明は、少なくとも1つのエーテル−脂質、および前記エーテル−脂質にコンジュゲートして、本発明の脂質−リガンドコンジュゲートを形成する少なくとも1つの生物活性リガンドを含む担体系を提供する。他の脂質マトリクス化合物(または共脂質)と任意選択で組み合わせた一般式Iの脂質−リガンドコンジュゲートで形成または被覆することができる担体系はいずれも、本発明による担体系として働くことができる。典型的には、本発明の担体系は、内部空隙を有する小胞または球体、中実コアを有する粒子、ロッド、チューブ、クラスターなどの様々な形状および形態のマイクロ微粒子またはナノ微粒子材料をベースにする。いくつかの実施形態において、本発明による担体系は、脂質−リガンドコンジュゲートが、他のマトリクス脂質と任意選択で一緒になって、小胞の脂質壁を形成している、リポソーム、ミセルなどの脂質性担体系である。他の実施形態において、本発明による担体系は、脂質−リガンドコンジュゲートが、他のマトリクス脂質と任意選択で一緒になって、被覆としてナノ微粒子担体系の表面に吸着する、ナノ粒子、ナノ球体、ナノクラスター、ナノチューブ、重合ビーズなどのナノ微粒子担体系である。本発明による担体系の性質および所期の使用に応じて、1つまたは複数の生物活性剤が、担体系内に被包されもしくは埋め込まれ、または担体系の表面に結合しもしくは吸着していてもよい。
本明細書では、「生物活性」という用語は、細胞、組織、系および/または(ヒトを含めて)対象において求められる生物学的応答を誘発する能力を指す。「生物学的応答」という用語は、細胞の刺激に対する生理的反応を指し、したがって対象による細胞性、神経性、化学的、炎症性、免疫性または病的な生物学的応答、プロセスまたは反応であり得る。応答、プロセスまたは反応は、化学的、細胞性、神経性、心理学的応答、プロセスまたは反応のいずれかであり得る。
したがって、本明細書では「生物活性リガンドまたは生物活性リガンド基」または単に「リガンド」もしくは「リガンド基」という用語は、そのような生物学的応答を誘発し、(標準化学的カップリング技法を使用した)一般式Iのエーテル−脂質への直接またはスペーサー基を介した共有結合のために使用されるリガンドを指す。生物活性リガンドは標的指向リガンド、抗原性リガンド、治療用リガンドまたは診断用リガンドであってもよい。
本明細書では「生物活性剤」または単に「剤」という用語は、標的指向剤、抗原剤、治療剤または診断剤など、生物活性を有する(遊離型、塩型または溶媒和物もしくは水和型の)合成または天然の化合物のいずれか、好ましくは治療剤または診断剤を指す。
様々な生物活性剤基および生物活性リガンド基の定義は、重複する可能性があることが理解される。
したがって、「標的指向(targeting)」を「剤」または「リガンド」と関連させて使用する表現(標的指向型送達系における使用の場合)は、相補的結合部分と所望の場所および/または所望の条件下で相互作用することができる化合物を指す。例えば、相補的結合部分は、リガンドと抗リガンド(例えば、ストレプトアビジンとビオチン、タンパク質AまたはGと免疫グロブリンのFc部)、リガンドと受容体(例えば、低分子リガンドとそれらの受容体、または糖−レクチン相互作用)、ファージディスプレイ誘導ペプチド、相補的核酸(例えば、DNAハイブリッド、RNAハイブリッド、DNA/RNAハイブリッドなど)、およびアプタマーである。他の例示的な相補的結合部分としては、相補的電荷、疎水性、水素結合、共有結合、ファンデルワールス力、反応性の高い化学的性質、静電的相互作用、磁気相互作用などを示す部分が挙げられるが、これらに限定されない。
特定の受容体に特異的な「標的指向リガンド」または「標的指向剤」(受容体剤またはリガンド)は、特異的結合対の特異的結合相手である任意の化合物を指し、他方の結合相手は受容体である。受容体は、細胞膜もしくは表面に結合してまたは可溶型で存在することがあり、対象、好ましくは哺乳類の対象、例えばヒトまたは動物において、細胞内および/または細胞外に存在することがある。受容体の例としては、限定されるものではないが、膜受容体、可溶性受容体、クローン化または組換え受容体、クランCDシステインプロテアーゼならびに他のプロテアーゼおよび他の酵素、ホルモン受容体、薬物受容体、伝達物質受容体、オータコイド受容体、サイトカイン受容体、抗体、抗体断片、改変抗体、抗体模倣物、分子認識単位、接着分子、凝集素、インテグリン、ならびにセレクチンが挙げられる。典型的には、受容体リガンドのその受容体に対する結合親和性は、少なくとも10−5M、好ましくは10−7M以上、例えば約10−8Mから約10−12Mであり得る。受容体剤またはリガンドの例としては限定されるものではないが、ペプチドまたはポリペプチドおよびその誘導体(アザ−ペプチド誘導体またはD−アミノ酸を部分的に含むもしくはそれのみを含む誘導体、糖ペプチドなど)、糖タンパク質もしくはホスホタンパク質を含めてタンパク質、炭水化物、糖脂質、リン脂質、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、アプタマー、スピーゲルマー(spiegelmer)、ビタミン(例えば、ビタミンB9または葉酸、ビタミンB12)、抗原およびそれらの断片、ハプテン、受容体アゴニスト、部分アゴニスト、混合アゴニスト、アンタゴニスト、薬物、ケモカイン、ホルモン(例えば、LH、FSH、TRH、TSH、ACTH、CRH、PRH、MRH、MSH、グルカゴンおよびプロラクチン;トランスフェリン;ラクトフェリン;アンジオテンシン;ヒスタミン;インスリン;レクチン)、伝達物質、オータコイド;増殖因子(例えば、PDGF、VEGF、EGF、TGFa、TBFβ、GM−CSF、G−CSF、M−CSF、FGF、IGF、ボンベシン、トロンボポイエチン、エリスロポエチン、オンコスタチンおよびエンドセリン1)、インターロイキン(例えば、インターロイキン1〜15)、リンホカインおよび腫瘍壊死因子(例えば、腫瘍壊死因子αおよびβ)およびインターフェロン(例えば、インターフェロンα、βおよびγ)などの細胞シグナル分子を含めてサイトカイン、補欠分子族、補酵素、補因子、制御因子、または受容体と特異的に結合することができる他の何らかの天然もしくは合成の有機分子ならびに同じ結合特性を保持するその断片、類似体および他の誘導体が挙げられる。本発明において使用する受容体剤またはリガンドの選択は、分析および/または治療対象の疾患、病状または感染の性質によって決まる。好ましい受容体剤またはリガンドとしては、ビタミン(例えば、葉酸またはその断片)、プテロイン酸誘導体、アザ−ペプチド誘導体などの誘導体を含めてペプチド、タンパク質および炭水化物が挙げられる。最も好ましいのは、プテロイル誘導体およびペプチド、特にアザ−ペプチド誘導体である。
本明細書では「プテロイル」または「プテロイン酸」という用語は、アミノベンゾイル部分に結合している縮合ピリミジンヘテロ環を表す。本明細書では「縮合ピリミジンヘテロ環」は、別の5員または6員ヘテロ環と縮合し、二環のプテリジンまたはピロロピリミジンを形成するピリミジンを包含する。プテロイル基がエーテル脂質の頭部基(N基またはY基)の反応部位の1つまたは複数にコンジュゲートすることによって、ホラート(folate)構造が生じる。ただし頭部基はグルタミン酸部分またはその誘導体を表す。例示的なホラート構造は、ホラート骨格、すなわちプテロイル−グルタミン酸(別の綴りでは、N−[4−[[(2−アミノ−1,4−ジヒドロ−4−オキソ−6−プテリジニル)メチル]アミノ]ベンゾイル]−L−グルタミン酸)およびその誘導体を基礎とする。このようなホラート誘導体としては、任意選択の置換基を反応部位または非反応部位上に有し、および/または選択された原子が置換されている、例えば選択されたヘテロ原子が、好ましくは1もしくは2個、炭素原子で置換されているホラート(デアザおよびジデアザ類似体など)が挙げられる。
例としては、任意選択で置換されている葉酸、フォリン酸、プテロポリグルタミン酸、およびテトラヒドロプテリン、ジヒドロホラート、テトラヒドロホラートなどのホラート受容体結合プテリジン、ならびにそれらのデアザおよびジデアザ類似体が挙げられる。葉酸、5−メチル−(6S)−テトラヒドロ葉酸および5−ホルミル−(6S)−テトラヒドロ葉酸が、本発明の化合物に使用される好ましい基礎的構造である。「デアザ」および「ジデアザ」類似体という用語は、天然の葉酸構造の1または2個の窒素原子の代わりに置換された炭素原子を有する、当技術分野において認識されている類似体を指す。例えば、デアザ類似体としては、1−デアザ、3−デアザ、5−デアザ、8−デアザ、および10−デアザ類似体が挙げられる。ジデアザ類似体としては、例えば1,5−ジデアザ、5,10−ジデアザ、8,10−ジデアザ、および5,8−ジデアザ類似体が挙げられる。
好ましいデアザ類似体化合物としては、N−[4−[2−[(6R)−2−アミノ−1,4,5,6,7,8−ヘキサヒドロ−4−オキソピリド[2,3−d]ピリミジン−6−イル]エチル]ベンゾイル]−L−グルタミン酸(ロメトレキソール)およびN−[4−[1−[(2,4−ジアミノ−6−プテリジニル)メチル]プロピル]ベンゾイル]−L−グルタミン酸(エダトレキサート)が挙げられる。上記の各ホラート構造において、グルタミン酸部分は、エーテル脂質の頭部基に対応する部分であり、したがって、上記の各ホラート構造は、頭部基に対応する様々なグルタミン酸誘導体を含む構造を含むこともできる。
本明細書では「ペプチド」という用語は、1〜30個、好ましくは2〜20個、最も好ましくは3〜10個のアミノ酸からなるオリゴペプチドを表す。
ペプチドは、典型的にはそのN末端、C末端および/または側鎖を経て、エーテル−脂質の頭部基(すなわち、N基および/またはY基)における反応部位に連結している。ペプチドは、ジスルフィド架橋およびエステル結合を含むことがある。さらに、ペプチドは、N末端、C末端および側鎖に保護基を有してもよい。「アミノ酸」という用語は、天然のL−アミノ酸、D−アミノ酸、合成アミノ酸、βアミノ酸およびそれらの同族体を包含する。
本出願に使用するのに好ましい上記に定義したペプチドとしては、例えば、RGD−ペプチド、NGR−ペプチド、ATWLPPR−ペプチド、APRPG−ペプチド、SMSIARL−ペプチド、TAASGVRSMH−ペプチド、LTLRWVGLMS−ペプチド、CDSDSDITWDQLWDLMK−ペプチド、GPLPLR−ペプチド、HWGF−ペプチドなどの細胞特異的リガンド、およびそれらの誘導体(ただし、ペプチドの命名は単一文字のアミノ酸暗号で記載される)が挙げられ、RGDペプチド(すなわち、トリペプチドアミノ酸配列アルギニン−グリシン−アスパラギン酸またはArg−Gly−Asp)およびその誘導体が好ましい。
RGDペプチドの誘導体としては、RGD配列を含むペプチドおよびRGDペプチドを含む非ペプチド性化合物を含めて、ペプチドに対する何らかの構造改変体が挙げられる。
本明細書では「アザ−ペプチド」という用語は、天然ペプチド構造の1個または複数の炭素原子の代わりに置換された窒素原子を有するペプチド類似体を指す。アザ−ペプチドは、sp3混成炭素の少なくとも1個、好ましくはアミノ酸のα位炭素原子、最も好ましくはC末端におけるアミノ酸のα位炭素原子の代わりに置換された窒素原子を有する、典型的には1〜30個、好ましくは2〜20個、最も好ましくは3〜10個のアミノ酸からなる。アザ−ペプチドは、そのN末端、C末端および/または側鎖を経て、エーテル−脂質の頭部基(すなわち、N基および/またはY基)における反応部位に連結している。アザ−ペプチドは、ジスルフィド架橋およびエステル結合を含むことがある。さらに、アザ−ペプチドは、N末端、C末端および側鎖に保護基を有してもよい。好ましいアザ−ペプチドは、Cbz−アラニルアラニル−2−アザアスパラギン(RR11aとも呼ばれる)などの2−アザアスパラギンの誘導体である(Ekici et al.,2004,J.Med.Chem.47,1889−1892;WO2012/031175A9)。
他の実施形態において、標的指向剤またはリガンドは、少なくとも1つの遮断部分も表すまたは含むことができる。本明細書では「遮断部分」という用語は、相補的結合部分の活性、自己認識および/または自己アセンブリ(self−assembly)の、遮蔽、遮断、クローキングおよび/または立体阻害を行う部分を指す。例えば、遮断部分は、遮断部分が除去される所望の状態または時間より前に、相補的結合部分の互いと相互作用する能力を遮断することができる。遮断部分は、ポラキサミン(Polaxamine);ポロキサマー;ポリエチレングリコール(PEG);ポリ(乳酸−コ−グリコール酸)(PLGA)、ペプチド;合成ポリマーなどの重合体単位を含むことができる。
本明細書では、「抗原(の)」を「剤」または「リガンド」と関連させて使用する表現は、それ自体またはその一部分に対する免疫応答を誘発する化合物を指す。「免疫応答」という用語は、免疫エフェクター細胞による抗原またはその一部分の認識を指す。これには、T細胞共刺激の調節の影響を受けるT細胞媒介および/またはB細胞媒介免疫応答が含まれる。免疫応答という用語は、抗体産生(体液性応答)などのT細胞活性化、ならびに単球、マクロファージ、NK細胞および細胞傷害性Tリンパ球(CTL)、例えば、CTL株、CTLクローン、および腫瘍、炎症性浸潤または他の浸潤由来のCTLを含むがこれらに限定されない他の免疫エフェクター細胞の活性化によって間接的に行われる免疫応答をさらに包含する。ある種の患部組織は特異的抗原を発現し、これらの抗原に特異的なCTLが同定されている。
例えば、メラノーマの約80%は、gp−100と呼ばれている抗原を発現する。微生物感染および発病過程を防止し、したがってこのような疾患と戦うのに最も有効で望ましい手順の1つは、ワクチンである。ワクチンは、実際の感染の前または抗原もしくは免疫原の宿主有機体への導入による疾患の発症の前に、宿主有機体において免疫応答の刺激を引き起こす。
当業者は、生体分子(タンパク質、ペプチド、脂質、リポタンパク質、グリカン、糖タンパク質、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、ゲノムまたは組換えDNAなどの核酸誘導体)であれば実質的にいずれも含めて、どの巨大分子も抗原として作用できることを理解する。抗原は、化学的もしくは生物学的に合成してもよく、または組換えもしくはゲノムDNAに由来するものでもよく、または組織試料、腫瘍試料、細胞もしくは生体液などの生体試料に由来するものであってもよい。抗原としては、ウイルス抗原、細菌抗原、真菌性抗原、原虫抗原および他の寄生虫抗原、腫瘍抗原、自己免疫疾患、嗜癖、アレルギーおよび移植片拒絶に関与する抗原、ならびに他の種々の抗原を挙げることができるが、これらに限定されない。抗原の代表例は、細菌、真菌、原虫もしくはウイルス起源のタンパク質もしくはペプチド、またはこれらの抗原に由来する断片とすることができ、ストレプトコッカス(Streptococcus)種、カンジダ(Candida)種、ブルセラ(Brucella)種、サルモネラ(Salmonella)種、シゲラ(Shigella)種、シュードモナス(Pseudomonas)種、ボルデテラ(Bordetella)種、クロストリジウム(Clostridium)種、ノーウォークウイルス(Norwalkvirus)、炭疽菌(Bacillus anthracis)、ヒト結核菌、ヒト免疫不全ウイルス(UV)、クラミジア(Chlamydia)種、ヒトパピローマウイルス、インフルエンザウイルス、パラミクソウイルス種、ヘルペスウイルス、サイトメガロウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、エプスタイン−バーウイルス、肝炎ウイルス、プラスモジウム(Plasmodium)種、トリコモナス(Trichomonas)種、性行為感染症剤、ウイルス性脳炎剤、原虫感染症剤、真菌症剤、細菌症剤、癌細胞、またはそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
対象の免疫化は、複数の抗原複製物を多価表示として使用することによって増強することができ、ハプテン関連の大きさの問題により投与することが困難であり、一般的には有効な免疫応答を誘発することができない低分子ペプチドまたは炭水化物などの抗原リガンドの場合に望ましい。したがって、本明細書では「多価」という用語は、担体系における抗原の1つを超える複製または種類の表示を指す。
本明細書では「抗原提示系」または「抗原表示系」という用語は、(i)少なくとも1つの抗原(またはその一部分)を、免疫エフェクター分子、例えばT細胞表面のT細胞抗原受容体、が認識または結合することができるように提示することができ、あるいは(ii)少なくとも1つの抗原(またはその一部分)を免疫系の特異的エフェクター細胞が認識できる抗原−MHC複合体の形で提示し、それによって提示される抗原(またはその一部分)に対して有効な細胞免疫応答を誘導することができる天然系もしくは合成系を指す。本発明の文脈において、「認識」という用語は、(i)免疫エフェクター細胞が認識および結合し、このような結合が有効な免疫応答を開始するのに十分である少なくとも1つの抗原性リガンドにコンジュゲートしている脂質化合物(またはその組成物または製剤)、または(ii)対応する受容体が認識および結合する少なくとも1つの標的指向リガンドにコンジュゲートしている脂質化合物(またはその組成物または製剤)、または(a)と(b)の両方の組合せを指す。標的指向リガンドまたは抗原性リガンドがそれぞれ受容体または免疫エフェクター細胞に認識されているかどうかを決定する分析は、当技術分野において公知であり、本明細書に記載される。
本明細書では、「治療用」を「剤」または「リガンド」と関連させて使用する表現は、治療的性質を示す生体効果を試験管内および/または生体内で及ぼすことができる化合物を指す。治療用リガンドは、中性でもよく、正もしくは負に帯電していてもよい。
適切な生物活性剤の例としては、薬剤および薬物、合成有機分子、タンパク質、ビタミン、ステロイド、siRNA、miRNA、アジュバントならびに遺伝物質が挙げられる。
「遺伝物質」という用語は、一般的に、デオキシリボ核酸(DNA)およびリボ核酸(RNA)を含めて、ヌクレオシド、ヌクレオチドおよびポリヌクレオチドを指す。遺伝物質は、当業者に公知の合成化学方法で作製することができ、もしくは組換え技術の使用で作製することができ、またはそれら両方の組合せで作製することができる。DNAおよびRNAは、非天然ヌクレオチドを任意選択で含むこともあり、一本鎖でも二本鎖でもよい。「遺伝物質」は、センスおよびアンチセンスDNAおよびRNA、すなわちDNAおよび/またはRNAにおける特定のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列も指す。
「医薬」または「薬物」という用語は、患者における疾患または傷害の予防、診断、軽減、処置または治療で使用される任意の治療剤または予防剤を指す。本発明の脂質組成物に捕捉され、もしくは埋め込まれ、または本発明の脂質組成物の表面に結合し、もしくは吸着する生物活性剤は、物理化学的諸特性、分子サイズ、または出所、すなわち、合成材料、生物工学材料などの点から、いずれの特定のクラスの生物活性材料にも限定されないことが理解される。したがって、医薬は、例えば以下の治療剤クラスのいずれかから選択される:鎮痛剤、麻酔剤、抗アルツハイマー病薬、抗喘息剤、抗パーキンソン病薬、抗アレルギー薬、抗狭心症薬、抗不整脈薬、抗関節炎薬、抗喘息薬、抗菌薬、抗生物質、抗癌薬、抗凝血薬、抗うつ薬、抗糖尿病薬、制吐薬、抗てんかん薬、抗真菌薬、抗緑内障薬、抗痛風薬、抗ヒスタミン薬、抗高プロラクチン血症薬、抗高血圧薬、抗炎症薬、抗片頭痛薬、抗腫瘍薬、抗肥満薬、抗寄生虫薬、抗原虫薬、解熱薬(anti−phyretics)、抗乾癬薬、抗精神病薬、抗血栓薬、抗潰瘍薬、抗ウイルス薬、抗不安薬、良性前立腺肥大症、気管支拡張薬、カルシウム代謝、強心薬、心血管作動薬、キレート剤および解毒薬、化学予防剤、避妊、利尿薬、ドーパミン作動剤、胃腸剤、消化管運動促進薬(gastroprokinetic)、造血、血友病、ホルモン、ホルモン補充療法、催眠薬、コレステロール低下薬、脂質低下薬、免疫調節薬、免疫賦活薬、免疫抑制薬、脂質調節剤、男性性機能障害、多発性硬化症、筋弛緩薬、神経遮断薬、向知性薬、骨粗鬆症、植物エストロゲン、血小板凝集阻害薬、プロスタグランジン、放射線療法用の放射線増感剤(radioenhencer)、弛緩薬および刺激薬、呼吸窮迫症候群、尿失禁、血管拡張薬、ビタミン/栄養、傷薬およびキサンチン。これらのクラスに属する活性剤を既述の組成物中で使用することができる。
本明細書では「診断用」を「剤」または「リガンド」と関連させて使用する表現は、患者における疾患の有無を診断することができる化合物を指す。診断剤は、中性でもよく、正もしくは負に帯電していてもよい。適切な診断剤の例としては、患者の磁気共鳴映像、超音波またはコンピュータ断層撮影に関連して使用する造影剤などの合成有機分子および重金属錯体が挙げられる。
本発明の担体系と共に使用する標的指向もしくは抗原性または治療用もしくは診断用のリガンドまたは剤の選択は、分析および/または治療対象の疾患、病状もしくは感染の性質によって決まる。
本発明の上記およびさらなる態様を以下の段落に開示する:
A.脂質−リガンドコンジュゲート
本明細書では「脂質−リガンドコンジュゲート」という用語は、線状2官能アミノ酸、さらに詳細には、アスパラギン酸、グルタミン酸などの2−アミノ−アルカン二酸(6個までの炭素原子を有する)を頭部基に含み、頭部基のカップリング部位において1つまたは複数の生物活性リガンドにコンジュゲートして、「脂質−リガンドコンジュゲート」を形成する本発明の化合物を指す。本明細書では「エーテル−脂質(化合物)」または「脂質(化合物)」という用語は、前駆体、すなわち1つまたは複数の生物活性リガンドにコンジュゲートする前の対応する脂質を指す。
したがって、本発明の一態様において、式Iによる脂質−リガンドコンジュゲートを対象にする:
(式中、
Yは、O、N、Sまたは共有結合を表し、
、S、Sは、互いに独立して、共有結合またはスペーサー基を表し、
、X、Xは、互いに独立して、Hまたはリガンド基を表し、
Lは、式(a)の基であり:
(式中、破線はNへの結合を表し、
は、Hまたは式−(CH−ORb1の基を表し、
1’は、Hまたは式−(CH−ORb2の基を表し、
は、Hまたは式−CH−ORの基を表し、
2’は、Hまたは式−ORもしくは−CH−ORの基を表す)
は、Hまたは式−(CH−ORもしくは−(CH−ORの基を表し、
、Rb1、Rb2、R、R、Rは、互いに独立して、飽和または不飽和で直鎖または分枝状の炭化水素鎖を表し、
mは、1、2または3であり、
ただし、R、R1’、R、R2’、Rの少なくとも1つはHでなく、X、X、Xの少なくとも1つはリガンド基である)。
本明細書では、「コンジュゲートした(conjugated)」(または「コンジュゲーション」)、「結合した(linked)」、「結合した(attached)」という用語は、2つ以上の部分に関連して使用される場合、(直接にまたはスペーサーを介した)2つ以上の部分の共有結合による物理的結合を指す。
頭部基(すなわち、N基およびY基)がリガンド基を有さず、遊離型、保護型または活性型をとる非誘導体化(脂質)化合物を含む対応する(エーテル−)脂質化合物、ならびに頭部基(すなわち、N基およびY基)が1つまたは複数のスペーサー基で誘導体化されている誘導体化(脂質)化合物は、同時出願された出願の一部であり、その全体が本明細書に組み込まれる。
Iの化合物の第1の実施形態において、R基はHである。さらに詳細には、(i)RはHであり、RおよびR1’はHであり、または(ii)RはHであり、RおよびR2’はHである。
したがって、この第1の実施形態において、本発明は式Iaの化合物を対象にする:
(式中、Lは式(a)の基であり:
、S、S、X、X、X、Y、R、R1’、R、R2’、R、およびmは、式Iの化合物について上記に定義される通りである)。
さらに詳細には、本発明は、式Iaの化合物であって、Lは式(b)または(c)の基である化合物を対象にする:
(式中、R、R1’、R、R2’、Rは、上記に定義される通りであり、
ただし、式(b)において、RおよびR2’の一方はHでなく、式(c)において、RおよびR1’の一方はHでなく、X、X、Xの少なくとも1つはリガンド基である)。
(b)基の好ましい一実施形態において、RはHであり、R2’は−ORまたは−CH−ORである。(b)基の別の好ましい実施形態において、Rは−CH−ORであり、R2’は−ORまたは−CH−ORである。
したがって、本発明は、好ましくはLが式(b1)、(b2)、(b3)または(b4)の基である化合物を対象にする:
(式中、S、S、S、X、X、X、Y、m、R、R、Rは、上記に定義される通りである)。
(c)基の好ましい一実施形態において、RおよびR1’の一方はHである。(c)基の別の好ましい実施形態において、RもR1’もHではない。
したがって、本発明は、好ましくは、Lが式(c1)または(c2)の基である化合物も対象にする:
(式中、S、S、S、X、X、X、Y、m、R、Rb1、Rb2は上記に定義した通りである)。
第2の実施形態において、R、R1’、R、R2’はHであり、Rは式−(CH−ORまたは−(CH−ORの基である。
したがって、この第2の実施形態において、本発明は、式Ibの化合物を対象にする:
(式中、Rは式−(CH−ORまたは−(CH−ORの基であり、
、S、S、X、X、X、Y、R、Rおよびmは、上記に定義される通りである)。
したがって、本発明の最も好ましい実施形態は、式IIまたはIIIの化合物である式Iの化合物である:
(式中、
Yは、O、N、Sまたは共有結合を表し、
、S、Sは、互いに独立して、共有結合またはスペーサー基を表し、
、X、Xは、互いに独立して、Hまたはリガンド基を表し、
は、Hまたは式−(CH−ORb1の基を表し、
1’は、Hまたは式−(CH−ORb2の基を表し、
は、Hまたは式−CH−ORの基を表し、
2’は、Hまたは式−ORもしくは−CH−ORの基を表し、
、Rb1、Rb2、R、Rは、互いに独立して、飽和または不飽和で直鎖または分枝状の炭化水素鎖を表し、
mは、1、2または3であり、
ただし、(i)式IIにおいて、RおよびR2’の一方はHでなく、式IIIにおいて、RおよびR1’の一方はHでなく、および(ii)X、X、Xの少なくとも1つはリガンド基である)。
式IIの化合物のさらに特定の実施形態は、式IIa、IIb、IIcまたはIIdの化合物である:
(式中、S、S、S、X、X、X、Y、R、R、Rおよびmは、式IIの化合物について上記に定義される通りである)。
式IIIの化合物のさらに特定の実施形態は、式IIIaまたはIIIbの化合物である:
(式中、S、S、S、X、X、X、Y、R、Rb1、Rb2およびmは、式IIIの化合物について上記に定義される通りである)。
式Iの化合物の他の最も好ましい実施形態は、式IVaおよびIVbの化合物である:
(式中、
Yは、O、N、Sまたは共有結合を表し、
、S、Sは、互いに独立して、共有結合またはスペーサー基を表し、
、X、Xは、互いに独立して、Hまたはリガンド基を表し、
、Rは、互いに独立して、飽和または不飽和で直鎖または分枝状の炭化水素鎖を表し、
mは、1、2または3であり、
ただし、X、X、Xの少なくとも1つは、リガンド基である)。
当業者は、本発明のリガンド−脂質(または本発明の化合物)が1個または複数のキラル中心および/または二重結合を含み、したがって二重結合異性体(すなわち、幾何異性体、例えばZ/E異性体もしくはシス/トランス異性体)、鏡像異性体またはジアステレオマーなどの立体異性体として存在する可能性があることを理解する。
したがって、キラル中心における立体化学が指定されていないとき、本明細書に示された化学構造は、立体異性体として純粋(例えば、幾何異性体として純粋、鏡像異性体として純粋またはジアステレオマーとして純粋)な形、富化(例えば、幾何異性体富化、鏡像異性体富化またはジアステレオマー富化)された形、ならびに鏡像異性体混合物および立体異性体混合物を含めて、キラル中心において考え得るすべての配置を包含する。個々の異性体は、出発材料の対応する異性体の形を使用して得ることができる。あるいは、当業者に周知である分割技法またはキラル合成技法を使用して、鏡像異性体混合物および立体異性体混合物を、それらの構成成分の鏡像異性体または立体異性体に分割することができる。本明細書に記載される本発明の化合物は、エノール形、ケト形およびそれらの混合物を含めていくつかの互変異性形として存在することもある。したがって、本明細書に示された構造は、示された化合物の考え得るすべての互変異性形を包含する。
本明細書では「飽和または不飽和で直鎖または分枝状の炭化水素鎖」という用語は、6〜30個、好ましくは10〜22個の炭素原子を有する飽和または不飽和で直鎖または分枝状の炭化水素鎖を指す。
「飽和」という用語を炭化水素鎖と組み合わせて、6〜30個、好ましくは10〜22個の炭素原子を含む直鎖または分枝状のアルキル鎖を指す。例としては、カプリル(デシル)、ウンデシル、ラウリル(ドデシル)、ミリスチル(テトラデシル)、セチル(ヘキサデシル)、ステアリル(オクタデシル)、ノナデシル、アラキジル(エイコシル)、ヘンエイコシル、ベヘニル(ドコシル)、トリコシル、テトラコシル、ペンタコシル、およびそれらの分枝状の異性体、例えば、イソラウリル、アンテイソラウリル、イソミリスチル、アンテイソミリスチル、イソパルミチル、アンテイソパルミチル、イソステアリル、アンテイソステアリルまたはフィタニル(3,7,11,15−テトラメチル−ヘキサデカニル)が挙げられるが、これらに限定されない。
「不飽和」という用語を炭化水素鎖と組み合わせて、可能な最大限の数を下回る数の水素原子が鎖中の各炭素に結合し、1個または複数の炭素−炭素二重結合または三重結合を生じることを示す。好ましい実施形態において、不飽和炭化水素鎖中の不飽和結合の数は、1、2、3または4個、好ましくは1または2個である。
アルケニル基の例としては、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、パルミトレイル、ヘプタデセニル、オクタデセニル(エライジル、オレイル、リシノレイル(ricinolenyl))、ノナデセニル、エイコセニル、ヘニコセニル、ドコセニル(エルシル)、トリコセニル、テトラコセニル、ペンタコセニル、およびその分枝鎖異性体などの一不飽和アルケニル、ならびにオクタデカ−9,12−ジエニル(リノレイル、エライドリノレイル)、オクタデカ−9,12,15−トリエニル(リノレニル、エライドリノレニル)、9(Z),11(E),13(E)−オクタデカトリエニル(エレオステアリル)、およびエイコサ−5,8,ll,14−テトラエニルなどの多不飽和アルケニルが挙げられるが、これらに限定されない。アルキニル基の例としては、ヘキサデカ−7−イニルおよびオクタデカ−9−イニルが挙げられるが、これらに限定されない。
炭化水素と組み合わせた「分枝状」という用語は、線状の一連の炭素原子を主鎖とし、1個または複数の炭素原子を有する少なくとも1つの置換基を側鎖(または分枝基)として有する炭化水素鎖を指す。側鎖の例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル基、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシルなど1つもしくは複数の(C1〜6)アルキル基、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、2−ブテニルなど1つもしくは複数の(C1〜6)アルケニル基、またはエチニル、プロピニル、ブチニルなど1つもしくは複数の(C1−6)アルキニル基が挙げられる。好ましい側鎖は(C1〜6)アルキル基であり、最も好ましくはメチルおよびエチルである。
本発明の化合物は、好ましくは少なくとも2つの炭化水素鎖、好ましくは2、3、4、5または6つの炭化水素鎖、最も好ましくは2または3つの炭化水素鎖を含み、炭化水素鎖の主鎖は同じであるか異なり、好ましくは同じであり、アルキル鎖、アルケニル鎖およびアルキニル鎖、好ましくはアルキル鎖およびアルケニル鎖から選択される。好ましい一実施形態において、本発明の化合物は2つのアルキル鎖を有し、それらのアルキル鎖は同じでも異なってもよく、好ましくは同じである。
本発明の化合物の特定の実施形態において、炭化水素鎖R、Rb1、Rb2、R、R、Rは、好ましくはミリスチル、パルミチル、ステアリル、オレイル、リノレイルおよびフィタニル(phytanoyl)から選択される。
本明細書で用いられる「アルキル」、「アルコキシ」、「アルケニル」、「アルキニル」という用語は、以下の意味を有する。
「アルキル」という用語は、1〜12個、好ましくは1〜8個の炭素原子を含む直鎖または分枝状のアルキル鎖を指す。アルキル基の例としては、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチルおよびt−ブチルが挙げられるが、これらに限定されない。「アルコキシ」という用語は、−O−アルキル基を指す。アルコキシ基の例としては、メトキシ、エトキシおよびブトキシが挙げられるが、これらに限定されない。「アルケニル」という用語は、1個または複数の炭素−炭素二重結合を有する直鎖または分枝状の不飽和アルキル基を指す。上記のアルキル、アルケニルおよびアルコキシ基は、別の基で任意選択で置換されていてもよい。置換基の例としては、ハロ、ヒドロキシル、アミノ、シアノ、ニトロ、メルカプト、アルコキシカルボニル、アミド、カルボキシ、アルキルスルホニル、アルキルカルボニル、カルバミド、カルバミル、カルボキシル、チオウレイド、チオシアナト、スルホンアミド、アリール、ヘテロアリール、シクリルおよびヘテロシクリルが挙げられるが、これらに限定されない。「アリール」という用語は、約6〜約10個、好ましくは5〜7個の炭素原子を含む芳香族炭素環式基を指す。アリール基は、同じでも異なってもよい1つまたは複数のアリール基置換基で、任意選択で置換されていてもよく、「アリール基置換基」としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アラルコキシ、カルボキシ、アロイル、ハロ、ニトロ、トリハロメチル、シアノ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、アラルコキシカルボニル、アシルオキシ、アシルアミノ、アロイルアミノ、カルバモイル、アルキルカルバモイル、ジアルキルカルバモイル、アリールチオ、アルキルチオ、アルキレンおよび−NRR’(ただし、RおよびR’はそれぞれ独立して、水素、アルキル、アリールおよびアラルキルである)が挙げられる。例示的なアリール基としては、置換または非置換のフェニル、ナフチル、ピレニル、アントリルおよびフェナントリルが挙げられる。
「ヘテロアリール」という用語は、少なくとも1個のヘテロ原子(例えば、N、OまたはS)を有する上記に定義されたアリール部分を指す。ヘテロアリール部分の例としては、フリル、フリレン、フルオレニル、ピロリル、チエニル、オキサゾリル、イミダゾリル、チアゾリル、ピリジル、ピリミジニル、キナゾリニル、キノリル、イソキノリルおよびインドリルが挙げられる。「(ヘテロ)アリールオキシ」という用語は(ヘテロ)アリール−O−基を指し、(ヘテロ)アリール基は以前に説明した通りである。例示的なアリールオキシ基としては、フェノキシおよびナフトキシが挙げられる。「(ヘテロ)アラルキル」という用語は(ヘテロ)アリール−アルキル基を指し、(ヘテロ)アリールおよびアルキルは以前に説明した通りである。例示的なアラルキル基としては、ベンジル、フェニルエチルおよびナフチルメチルが挙げられる。「(ヘテロ)アラルキルオキシ」という用語は(ヘテロ)アラルキル−O−基を指し、(ヘテロ)アラルキル基は以前に説明した通りである。例示的なアラルキルオキシ基はベンジルオキシである。
「シクロアルキル」という用語は、シクロヘキシルまたはシクロヘキセン−3−イルなど6〜10個の炭素原子を有する飽和または不飽和の非芳香族環式炭化水素部分を指す。「ヘテロシクロアルキル」という用語は、4−テトラヒドロピラニルまたは4−ピラニルなど少なくとも1個の環ヘテロ原子(例えば、N、OまたはS)を有する本明細書に定義されたシクロアルキルを指す。
本明細書に記載されたアリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキルは、別段の指定のない限り、置換部分と非置換部分の両方を含む。シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール上の可能な置換基としては、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C8)シクロアルキル、(C5〜C8)シクロアルケニル、(C1〜C10)アルコキシ、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、アミノ、(C1〜C10)アルキルアミノ(C1〜C20)ジアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヒドロキシル、ハロゲン、チオ、(C1〜C10)アルキルチオ、アリールチオ、(C1〜C10)アルキルスルホニル、アリールスルホニル、アシルアミノ、アミノアシル、アミジノ、グアニジン、ウレイド、シアノ、ニトロ、アシル、アシルオキシ、カルボキシル、およびカルボン酸エステルが挙げられる。シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールおよびヘテロアリールは、互いに縮合していてもよい。
Y基はO、N、Sまたは共有結合であり、好ましくはOまたはNであり、最も好ましくはNである。Y基が共有結合である場合、−S−XはCO−基に直接結合していることが理解される。
本明細書で用いられる「スペーサー」または「スペーサー基」(またはS、S、S基)という用語は、本発明のエーテル−脂質を、1つまたは複数の生物活性リガンドX、X、Xと、エーテル−脂質とリガンドとの望ましくない相互作用をいずれも除去しかつ/またはリガンドの生物活性(リガンドのそれらの標的との親和性結合など)に影響を及ぼす可能性がある(エーテル−脂質自体または他の何らかの隣接分子によって引き起こされる)立体障害をいずれも低減するのに十分な距離で、結合させることができる2価の分枝または非分枝状の化学基を指す。エーテル−脂質と生物活性リガンドのコンジュゲートの所期の使用に応じて、スペーサー基は長さが異なってもよく、(加水分解的、酵素的および化学的に)安定であってもよく、または切断可能な結合を含んでもよい。本発明の切断可能な結合は、何らかの形態、例えば化学的、酵素的、加水分解的などの切断可能な化学的挙動を経て切断するように選択することができる。例示的な切断可能なリンカーとしては、プロテアーゼ切断ペプチドリンカー、ヌクレアーゼ感受性核酸リンカー、リパーゼ感受性脂質リンカー、グリコシダーゼ感受性炭水化物リンカー、pH感受性リンカー、低酸素感受性リンカー、光切断リンカー、熱不安定性リンカー、酵素切断リンカー、超音波感受性リンカー、X線切断リンカーなどが挙げられるが、これらに限定されない。
スペーサーは、スペーサーで改変された本発明の化合物が生物活性の基など別の部分に結合できるように活性化された末端基であってもなくてもよいことが理解される。
特定の実施形態において、「スペーサー基」(またはS、S、S基とも呼ばれる)は、短いスペーサー基、またはケトン、エステル、エーテル、アミノ、アミド、アミジン、イミド、カルバマートもしくはチオカルバマート官能基、グリセロール、尿素、チオ尿素、二重結合または芳香族環から選択される基の1つまたは複数を任意選択で含むアルキレン鎖から選択される長鎖スペーサー基を表す。
さらに詳細には、短いスペーサー基(またはS、S、S基)は、(C1〜C12)アルキル、(C2〜C12)アルケニル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールから選択することができる。長鎖スペーサー基(またはS、S、S基)は式−W−(CH−)−W’−の重合体基から選択することができ、式中、kは13から3000の間の整数であり、WおよびW’はアミノ、カルボキシル、ヒドロキシまたはチオ基と反応することができる反応性基であり、非隣接CH基の1つまたは複数は独立して、アリール、ヘテロアリール、−CH=CH−、−C≡C−;または−O−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−NR’−、−N’−CO−、−CO−NR’−、−NR’−CO−Ο−、−O−CO−NR’−、−NR’−CO−NR’−、および−O−CO−O−から選択される親水性(または極性)基で置換されていてもよく、式中、R’は水素または(C1〜C12)アルキルを表す。1つを超える非隣接CH基の同じ基による置換は、特定の繰返し単位を有する重合体鎖(例えば、ポリエステル、ポリエーテル、ポリイミドなど)において行われることが理解される。好ましいスペーサー基としては、(水溶液に対して増大した親和性を有する)親水性重合体基、すなわちアルキレン主鎖中に上記の親水性(または極性)基の1つまたは複数を含む繰返し構造単位を含む重合体が挙げられる。親水性重合体基の典型的な例としては、ポリオキシ(C〜C)アルキレン(例えば、ポリエチレングリコール(PEG)またはポリプロピレングリコール(PPG))、多糖(例えば、デキストラン、プルラン、キトサン、ヒアルロン酸)、ポリアミド(例えば、ポリアミノ酸、半合成ペプチドおよびポリヌクレオチド);ポリシアル酸、ポリエステル(例えば、ポリラクチド(PLA)、ポリラクチド−コ−グリコリド(PLGA))、ポリカルボナート、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリイミド、ポリ酢酸ビニル(PVA)が挙げられる。好ましいスペーサーは、「PEG」または「ポリエチレングリコール」であり、いずれの水溶性ポリ(エチレンオキシド)も包含する。典型的には、「PEG」は−CHCHO−である副単位の大部分、例えば>50%を含む重合体を意味する。様々な形態のPEGは、分子量、構造または幾何形状(例えば、分枝状、線状、櫛形PEG、多機能性など)が異なる。本発明において使用するためのPEGは、好ましくは次の2つの構造の一方を含むことができる:「−O(CHCHO)−」または「−CHCHO(CHCHO)−CHCH−」、ここで、mは3〜3000であり、末端基およびPEG全体の構造は異なってもよい。以上に示したように、使用に応じて、PEGはエンドキャップされた形をとることができる。PEGが「−O(CHCHO)−」と定義される場合、エンドキャップ基は、典型的には1〜20個の炭素を含む炭素含有基であることが一般的であり、好ましくはアルキル(例えば、メチル、エチルまたはベンジル)であるが、その飽和および不飽和の形、ならびにアリール、ヘテロアリール、シクリル、ヘテロシクリル、および前述のいずれかの置換された形も考えられる。PEGが「−CHCHO(CHCHO)−CHCH−」と定義される場合、エンドキャップ基は炭素含有基であることが一般的であり、典型的には1〜20個の炭素原子および基に共有結合している酸素原子を含み、PEGの一端に共有結合するのに利用できる。この場合、基は典型的にはアルコキシ(例えば、メトキシ、エトキシまたはベンジルオキシ)であり、炭素含有基に関して、任意選択で飽和および不飽和であり、アリール、ヘテロアリール、シクリル、ヘテロシクリル、および前述のいずれかの置換された形とすることができる。(「エンドキャップされていない」)他端は、典型的にはヒドロキシル、アミン、またはPEGが「−CHCHO(CHCHO)−CHCH−」と定義される場合に別の化学修飾を施すことができる活性基である。さらに、エンドキャップ基はシランとすることもできる。
様々な末端基官能化または活性化PEGの調製に関する概説は当技術分野において公知である(例えば、Zalipsky S.,Bioconjug.Chem.,6,150−165(1995)を参照)。
生物活性リガンド(Xおよび/またはXおよび/またはX)をエーテル−脂質(すなわち、X、X、XがHである式Iの化合物)にコンジュゲートする方法は、1つまたは複数の生物活性リガンドX、X、Xの、1つまたは複数の個々のエーテル−脂質の頭部基(すなわち、N基および/またはY基)における反応部位の1つまたは複数への共有結合を含む。したがって、1つの生物活性リガンドは、1つの個々のエーテル−脂質の1つもしくは複数の部位、または1つを超える個々のエーテル−脂質の1つを超える部位に結合することができる。あるいは、2または3つの生物活性リガンドが、1つの個々のエーテル−脂質のカップリング部位に結合する。1つまたは複数の生物活性基は、エーテル−脂質に直接またはスペーサー基を介して結合することができる。
典型的には、結合方法は、通常次のステップを含むことができる:
a)S、S、S基の1つまたは複数に1つまたは複数のカップリング部位を有する式Iの脂質化合物(式中、X、X、XはHである)を用意するステップと、
b)1つまたは複数のカップリング部位と反応するのに適した反応性基を有する抗原リガンドを用意するステップと、
c)脂質化合物と抗原を反応させて、リガンド−脂質コンジュゲートを得るステップ。
本明細書では「カップリング部位」または「カップリング基」という用語は、カップリング反応において対応する反応基または官能基(または2つのカップリング相手)と反応して、共有結合(C−C、C−O、C−N、C−S結合)を形成することができる反応基または官能基を指す。
コンジュゲーション(またはカップリング)方法の選択は、結合させるべき生物活性リガンドの性質、すなわち物理的属性(例えば、大きさ、電荷など)、生物活性リガンドに存在する反応性基の性質など様々な要因によって決まる。
いくつかの実施形態において、コンジュゲーションは、2官能性剤(すなわち、2つの官能(末端)基を有する剤)、好ましくはヘテロ2官能性剤(すなわち、異なる2つの官能(末端)基を有する剤)の存在下に実施される。このような(ヘテロ)2官能性剤の使用によって、脂質−リガンドコンジュゲートが生じ、脂質とリガンドが互いに直接結合していてもよく、またはスペーサーで分かれていてもよい。典型的な官能基としては、スクシンイミジルエステル、マレイミド、およびピリジルジスルフィドなどの基が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、2官能性剤は、例えばカルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミジル−4−アジドサリチル酸(NHS−ASA)、ピメリミド酸ジメチル二塩酸塩(DMP)、スベリミド酸ジメチル(DMS)、3,3’−ジチオビスプロピオンイミダート(DTBP)、N−スクシンイミジル3−[2−ピリジルジチオ]−プロピオンアミド(SPDP)、α−メチルブタン酸スクシンイミジル(succimidyl)、ビオチンアミドヘキサノイル−6−アミノ−ヘキサン酸N−ヒドロキシ−スクシンイミドエステル(SMCC)、スクシンイミジル−[(N−マレイミドプロピオンアミド)−ドデカエチレングリコール]エステル(NH S−PEO12)、(4−ヨードアセチル)アミノ安息香酸N−スクシンイミジル(SIAB)、S−アセチルチオ酢酸N−スクシンイミジル(SATA)、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)およびN−γ−マレイミドブチリルオキシスクシンイミドエステル(GMBS)、スクシンイミジルジカルボニルペンタン(succinmidyl dicarbonyl pentane)またはスベリン酸ジスクシンイミジルから選択されるが、これらに限定されない。他の実施形態において、2官能性剤は、SPDPと組み合わせたTraut試薬(2−イミノチオラン)である。さらに別の実施形態において、リンカーはである。別の実施形態において、2官能性剤は、参照により本明細書に組み込まれるPierce Products Catalogue(Pierce Chemical Company、米国)およびDouble Agents(商標)Cross−Linking Reagents Selection Guide(Pierce Chemical Company)に開示されているもののうちから選択される。好ましいコンジュゲーション方法としては、カルボジイミド媒介アミド形成および活性エステルマレイミド媒介アミンおよびスルフヒドリルカップリングなどが挙げられる。
例えば、チオール含有分子は、ヘテロ2官能性架橋試薬、例えばスクシンイミジルエステルとマレイミド、ピリジルジスルフィドまたはヨードアセトアミドとの両方を含む試薬を使用して、アミン含有分子と反応させてもよい。アミン−カルボン酸およびチオール−カルボン酸架橋、マレイミド−スルフヒドリルカップリング化学反応(例えば、マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)法)などを使用することができる。
ポリペプチドが、リシンもしくはシステイン側鎖中のそれぞれアミン基もしくはチオール基を介してまたはN末端アミノ基によって、エーテル脂質にコンジュゲートできることは好都合である。同様に、オリゴヌクレオチドが、3’または5’末端の独特の反応性基、例えばスルフヒドリル、アミノ、ホスファート基などを介して、エーテル脂質にコンジュゲートできることは好都合である。反応性スルフヒドリル基は、(i)脂質とオリゴヌクレオチドもしくはポリペプチドの間に切断可能なジスルフィド結合を生じる、3−(2−ピリジルジチオ)プロピオン酸N−スクシンイミジル(SPDP)および長鎖SPDP(Ic−SPDP)、または(ii)脂質とオリゴヌクレオチドもしくはポリペプチドの間に切断不可能な結合を生じるヨード酢酸スクシンイミジルなどの試薬の使用を通して、遊離アミノ基(例えば、N基およびY基)を有する式Iの脂質とカップリングすることができる。上記その他のコンジュゲーション技法は当技術分野において公知である(例えば、U.S.Pat.No.5,512,439;WO01/22995;Greg Hernanson ”Bioconjugate Techniques,”Academic Press,1996;Gordon Bickerstaff”Immobilization of Enzymes and Cells,”Humana Press,1997を参照)。
当業者は、上記のコンジュゲーション方法に従って生物活性リガンドとのコンジュゲーションが起こるには、式Iのエーテル−脂質の頭部基のスペーサー基S、S、S上ののどの官能基(1つまたは複数)(例えば、アミン、カルボニルまたはカルボキシル基)を選択すべきか知っている。
コンジュゲーション方法に関する追加の一般的情報は、例えばPierce社ウェブサイトで提供され、最初に1994−95 Pierce Catalogおよびその中に引用された参考文献で公表された”Cross−Linking,”Pierce Chemical Technical Library;Wong SS,Chemistry of Protein Conjugation and Cross−linking,CRC Press Publishers,Boca Raton,1991;およびHermanson,G.T.,Bioconjugate Techniques,Academic Press,Inc.,San Diego,1996で見ることができる。1つまたは複数のリガンドを式Iのエーテル−脂質化合物にコンジュゲートさせる際に使用されるモル比は、当業者が容易に最適化することができる。典型的には、脂質化合物とリガンドが約1:1から約10:1の範囲に及ぶことがある。
上記の一般方法においては、分取逆相HPLC(RP−HPLC)、限外濾過または透析濾過などの膜濾過など適切な任意の方法を使用して、中間体のコンジュゲート化合物を精製することができる。未反応の反応剤は、ゲル濾過または平衡透析などのサイズ排除クロマトグラフィーにより除去することができる。最終のコンジュゲートは、例えばゲル濾過、限外濾過などの膜濾過、もしくはイオン交換クロマトグラフィー、またはそれらの組合せを含めて適切な任意の手段を用いて精製することもできる。
本発明の脂質−リガンドコンジュゲートは、特にリポソーム、ミセルおよびナノ粒子などの脂質性またはナノ微粒子担体系の調製において使用するのに適している。
B.脂質性担体系
別の態様において、本発明は、本発明の1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートを他の共脂質と任意選択で組み合わせて含む脂質性担体系を対象とする。
例示的な脂質性担体系は、好ましくは脂質(性)小胞(lipid(ic) vesicles)を含む。「脂質(性)小胞」(または本小胞もしくは本発明の小胞)という用語は、脂質性担体系という表現と同義に使用され、内部空隙の存在を特徴とする球状単位を指す。典型的には、本発明の小胞は、他の合成または天然の脂質(共脂質)と任意選択で組み合わせた、1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートで形成される。本発明の所与の任意の小胞において、脂質は単層または二重層の形をとることができる。1つを超える単層または二重層の場合は、単層または二重層は略同心円状である。本小胞は、通常リポソーム(すなわち、内部空隙を有する同心円状に配置された1つまたは複数の脂質二重層を含む小胞)、ミセル(すなわち、内部空隙を有する単一の脂質単層を含む小胞)などと呼ばれるような単位を含む。したがって、脂質を使用して、ユニラメラ小胞(1つの単層または二重層を含む)、オリゴラメラ小胞(約2つまたは約3つの単層または二重層を含む)またはマルチラメラ小胞(約3つを超える単層または二重層を含む)を形成することができる。
小胞の内部空隙は、一般的に、例えば、水性液体を含めた液体、気体、気体の前駆体、および/または例えば1つもしくは複数の生物活性剤を含めた固体材料、で充填される。以下も参照されたい。
いくつかの実施形態において、脂質−リガンドコンジュゲートのリガンドは、(標的指向化脂質性担体系または標的指向化リポソームを得るための)標的指向リガンドである。他の実施形態において、脂質−リガンドコンジュゲートのリガンドは、(抗原性脂質性担体系または抗原性リポソームを得るための)抗原性リガンドである。したがって、本発明は、詳細には標的指向化脂質小胞(標的指向化リポソームまたはミセルなど)であって、式Iの脂質−リガンドコンジュゲート(式中、X、X、X基の1つまたは複数が標的指向リガンドである)を他の共脂質と任意選択で組み合わせて含む小胞を対象とする。
あるいは、本発明は、詳細には、抗原性脂質小胞(抗原性リポソームまたはミセルなど)であって、式Iの脂質−リガンドコンジュゲート(式中、X、X、X基の1つまたは複数が抗原性リガンドである)を他の共脂質と任意選択で組み合わせて含む小胞を対象とする。
特定の実施形態において、本発明は、混合脂質小胞(混合リポソームまたはミセルなど)であって、式Iの脂質−リガンドコンジュゲート(式中、X、X、X基の1つまたは複数が抗原性リガンドおよび標的指向リガンドである)を他の共脂質と任意選択で組み合わせて含む小胞も対象とする。
特定の実施形態において、本発明の脂質小胞(すなわち、標的指向化脂質小胞、抗原性脂質小胞または混合脂質小胞)は、(a)本発明の脂質小胞の内部空隙内に封入され、(b)例えば本発明の脂質小胞の層もしくは壁内に含まれている脂質に散在させることによって、本発明の脂質小胞の層もしくは壁内に統合され、または(c)静電的相互作用、水素結合、ファンデルワールス力もしくは共有結合などの様々な化学的相互作用により、本発明の脂質小胞の表面に曝露され、結合もしくは吸着などをする、治療剤または診断剤または抗原剤、好ましくは治療剤または診断剤など1つまたは複数の生物活性剤をさらに含む。
当業者は、封入された抗原剤などを含む標的指向化脂質小胞など、すべての組合せが本発明の範囲内で考えられることを理解する。
特定の実施形態において、抗原性リガンドおよび/または剤を含む本発明の脂質小胞は、(a)前記脂質小胞の内部空隙内に封入され、(b)例えば前記脂質小胞の層もしくは壁内に含まれている脂質に散在させることによって、前記脂質小胞の層もしくは壁内に統合され、または(c)静電的相互作用、水素結合、ファンデルワールス力もしくは共有結合などの様々な化学的相互作用により、前記脂質小胞の表面に曝露される、1つまたは複数、好ましくは1つのアジュバントをさらに含んでもよい。
1つまたは複数のアジュバントが内部空隙に封入されることが好ましい。本明細書では「共脂質」または「小胞形成性(共)脂質」という用語は、本発明の脂質小胞において追加の脂質として任意選択で存在してもよい脂質を指し、非環式および環式の飽和または不飽和の天然または合成由来の脂質を包含することができる。本明細書では、共脂質は中性脂質、カチオン性脂質またはアニオン性脂質であってもよい。カチオン性脂質は正の実効電荷を有するものであり、N−[1−(2,3−ジオレオイルオキシ)プロピル]−N,N,N−トリメチルアンモニウム塩、例えばメチル硫酸塩(DOTAP)、DDAB、臭化ジメチルジオクタデシルアンモニウム;1,2−ジアシルオキシ−3−トリメチルアンモニウムプロパン(ジオレオイル、ジミリストイル、ジラウロイル、ジパルミトイルおよびジステアロイルを含むが、これらに限定されない;また異なる2つのアシル鎖をグリセロール主鎖に結合させることができる);N−[1−(2,3−ジオレオイルオキシ(dioloyloxy))プロピル]−N,N−ジメチルアミン(DODAP);1,2−ジアシルオキシ−3−ジメチルアンモニウムプロパン(ジオレオイル、ジミリストイル、ジラウロイル、ジパルミトイルおよびジステアロイルを含むがこれらに限定されない;また異なる2つのアシル鎖をグリセロール主鎖に結合させることができる);塩化N−[1−(2,3−ジオレイルオキシ)プロピル]−N,N,N−トリメチルアンモニウム(DOTMA);1,2−ジアルキルオキシ−3−ジメチルアンモニウムプロパン(ジオレイル、ジミリスチル、ジラウリル、ジパルミチルおよびジステアリルを含むがこれらに限定されない;また異なる2つのアルキル鎖をグリセロール主鎖に結合させることができる);ジオクタデシルアミドグリシルスペルミン(DOGS);3β−[N−(N’,N’−ジメチルアミノ−エタン)カルバモイル]コレステロール(DC−Chol);2,3−ジオレオイルオキシ−N−(2−(スペルミンカルボキサミド)−エチル)−N,N−ジメチル−1−プロパンアミニウムトリフルオロ酢酸塩(DOSPA);β−アラニルコレステロール;臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB);ジC14−アミジン;N−tert−ブチル−N’−テトラデシル−3−テトラデシルアミノ−プロピオンアミジン;14Dea2;N−(α−トリメチルアンモニオアセチル)ジドデシル−D−グルタマートクロリド(TMAG);O,O’−ジテトラデカノイル−N−(トリメチルアンモニオ−アセチル)ジエタノールアミンクロリド;1,3−ジオレオイルオキシ−2−(6−カルボキシ−スペルミル)−プロピルアミド(DOSPER);ヨウ化NN,N’,N’−テトラメチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシルエチル)−2,3−ジオレオイルオキシ−1,4−ブタンジアンモニウム;塩化1−[2−(9(Z)−オクタデセノイルオキシ)エチル]−2−(8(Z)−ヘプタデセニル−3−(2−ヒドロキシエチル)イミダゾリニウム(DOTIM)、塩化1−[2−(ヘキサデカノイルオキシ)エチル]−2−ペンタデシル−3−(2−ヒドロキシエチル)イミダゾリニウム(DPTIM)などの塩化1−[2−(アシルオキシ)エチル]2−アルキル(アルケニル)−3−(2−ヒドロキシエチル)−イミダゾリニウム誘導体(Solodin et al.(1995)Biochem.43:13537−13544に記載)、臭化1,2−ジオレオイル−3−ジメチル−ヒドロキシエチルアンモニウム(DORI)、臭化1,2−ジオレイルオキシプロピル−3−ジメチル−ヒドロキシエチルアンモニウム(DORIE)、臭化1,2−ジオレイルオキシプロピル−3−ジメチル−ヒドロキシプロピルアンモニウム(DORIE−HP)、臭化1,2−ジオレイルオキシプロピル−3−ジメチル−ヒドロキシブチルアンモニウム(DORIE−HB)、臭化1,2−ジオレイルオキシプロピル−3−ジメチル−ヒドロキシペンチルアンモニウム(DORIE−Hpe)、臭化1,2−ジミリスチルオキシプロピル−3−ジメチル−ヒドロキシルエチルアンモニウム(DMRIE)、臭化1,2−ジパルミチルオキシプロピル−3−ジメチル−ヒドロキシエチルアンモニウム(DPRIE)、臭化1,2−ジステアリルオキシプロピル(disteryloxypropyl)−3−ジメチル−ヒドロキシエチルアンモニウム(DSRIE)などの第四級アミン上にヒドロキシアルキル部分を含む2,3−ジアルキルオキシプロピル第四級アンモニウム化合物誘導体(例えば、Felgner et al.J.Biol.Chem.1994,269,2550−2561を参照);アシルカルニチンのカチオン性エステル(Santaniello et al.U.S.Pat.No.5,498,633により報告されている);ホスファチジルコリン(phospahtidylcholine)のカチオン性トリエステル、すなわち1,2−ジアシル−sn−グリセロール−3−エチルホスホコリンなどの脂質を挙げることができ、ただし炭化水素鎖は、鎖長C12〜C24で、飽和または不飽和であり、分枝状または非分枝状とすることができ、2つのアシル鎖は必ずしも同一ではない。中性またはアニオン性脂質はそれぞれ中性または陰イオンの実効電荷を有する。これらは、中性または負の実行電荷をもつコレステロール、リン脂質、リゾ脂質、リゾリン脂質、スフィンゴ脂質またはPEG化脂質などのステロールまたは脂質から選択することができる。それによって、有用な中性およびアニオン性脂質としては、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール(特定の糖に限定されない)、脂肪酸、ステロール(カルボン酸基を含む)、例えばコレステロール、コレステロール硫酸およびコレステロールヘミスクシナート;DOPEを含むがこれに限定されない1,2−ジアシル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン、1,2−ジアシル−グリセロ−3−ホスホコリン、およびスフィンゴミエリンが挙げられる。グリセロール主鎖に結合している脂肪酸は、特定の長さに限定されず、二重結合も特定の数に限定されない。リン脂質は異なる2つの脂肪酸を有するものであってもよい。
当業者は、脂質−リガンドコンジュゲートと共脂質の比が、生物活性リガンドの性質、脂質小胞内に封入されもしくは埋め込まれ、または脂質小胞上に吸着しまたは脂質小胞に結合する任意選択の生物活性剤の性質、所期の使用(疾患の治療、診断分析など)、薬剤組成物としての製剤および投与経路によって決まることを理解する。
一実施形態において、本発明の脂質小胞は、本発明の脂質−リガンドコンジュゲートおよび他の小胞形成性脂質(共脂質)を好ましくは1:1000から1:1、好ましくは1:500から1:50の比で含んでもよい。
本発明の別の実施形態において、脂質小胞は、1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートを含んでもよく、コンジュゲートのエーテル−脂質は架橋または重合して、重合脂質小胞を形成することができる不飽和炭化水素鎖を含む。
本明細書では「重合脂質小胞」および(特に重合リポソーム)という用語は、構成要素の脂質同士が分子間相互作用により共有結合している脂質小胞を意味する。脂質は、脂質二重層の単層(小葉)内および/または二重層の2層間で結合することができる。
脂質層構造を重合すると、そのアセンブリが生体内に存在する酸、胆汁酸塩または酵素による酵素的分解に対して示す抵抗性は劇的に高くなる。さらに、(切断可能または重合可能な炭化水素鎖を有する脂質−リガンドコンジュゲートの特定の比を選択することによる)重合度および分解率、安定性、ならびに(所望の大きさの細孔を作製することによる)「漏出性」の制御は、任意選択で封入された生物活性剤の所望のエスケープ率(escape rate)に従って調整することができる。したがって、脂質小胞の設計によって、例えば特異的免疫取り込み部位(specific immune uptake site)における被包された任意の抗原剤または特異的組織または細胞部位における被包された任意の治療剤などの最適エスケープ率を調節することが可能になる。
当業者が認識するように、リポソーム、ミセルまたは他の小胞などの小胞の形の脂質性担体系は、当技術分野において公知である標準状態を用いて、本発明の脂質−リガンドコンジュゲートから容易に調製することができる。
所望の物理的諸特性に応じて、脂質小胞は、安定化脂質を含めて1つまたは複数の共脂質と任意選択で組み合わせた脂質−リガンドコンジュゲートから調製してもよい。最終的に本脂質−リガンドコンジュゲートと組み合わせる特定の安定化化合物は、得られる脂質小胞の特性を最適化するように所望に応じて選択することができる(過度の実験なしに当業者が容易に特定可能である)。
本発明によるミセル組成物は、当業者に明らかである通常の様々なミセル調製方法のいずれか1つを使用して調製することができる。これらの方法は、典型的には脂質−リガンドコンジュゲートの有機溶媒への懸濁、溶媒の蒸発、水性媒体への再懸濁、超音波処理および遠心を伴う。前述の方法および他の方法が、例えばCanfield et al.,Methods in Enzymology,Vol.189,pp.418−422(1990);El−Gorab et al,Biochem.Biophys.Acta,Vol.306,pp.58−66(1973);Colloidal Surfactant,Shinoda, et al,Academic Press,N.Y.(1963)(特に、”The Formation of Micelles”,Shinoda,Chapter 1,pp.1−88);Catalysis in Micellar and Macromolecular Systems,Fendler and Fendler,Academic Press,N.Y.(1975)に記載されている。前述の各刊行物の開示内容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。脂質−リガンドコンジュゲートと組み合わせて、それから生成するミセル組成物を安定化させる任意選択の安定化材料としては、臭化ラウリルトリメチルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、臭化ミリスチルトリメチルアンモニウム、塩化(C12〜C16)アルキルジメチルベンジルアンモニウム、臭化および塩化セチルピリジニウム、ラウリル硫酸などが挙げられる。以上に例示した材料に加えて、ミセル組成物を安定化させる他の材料は、本開示に基づいて当業者に明らかである。
本発明のリポソーム組成物は、特に生物活性剤の組織および細胞への送達用の担体または抗原提示担体として特に有効であるので、特に好ましい。
リポソーム組成物は、1つもしくは複数の脂質−リガンドコンジュゲートを、1つもしくは複数の別の共脂質および/または1つもしくは複数の安定化化合物と任意選択で組み合わせて含んでもよい。脂質−リガンドコンジュゲート(および共脂質)は、単層または二重層の形をとることがあり、単層または二重層の脂質を使用して、1つまたは複数の単層または二重層を形成することができる。1つを超える単層または二重層の場合、単層または二重層は略同心円状である。したがって、脂質−リガンドコンジュゲート(および共脂質)を使用して、ユニラメラリポソーム(1つの単層または二重層を含む)、オリゴラメラリポソーム(2または3つの単層または二重層を含む)またはマルチラメラリポソーム(3つを超える単層または二重層を含む)を形成することができる。
本発明のリポソーム脂質組成物の調製における適切な共脂質および安定化化合物の選択は当業者に明らかであるはずであり、過度の実験なしに本開示に基づいて実現することができる。
以上に例示した材料に加えて、本発明のリポソーム脂質組成物の調製に使用する他の材料は、本開示に基づいて当業者に明らかである。
本脂質−リガンドコンジュゲートと組み合わせられる例えば追加の両親媒性化合物などの安定化材料の量は、選択された本発明の特定の脂質−リガンドコンジュゲート、選択された特定の安定化材料、安定化材料の特定の使用、送達の様式などを含めて、種々の因子に応じて異なってもよい。本脂質−リガンドコンジュゲートと組み合わせられる安定化材料の量および安定化材料と脂質−リガンドコンジュゲートの比は様々であり、本開示に基づいて当業者が容易に決定できる。典型的には、脂質−リガンドコンジュゲートと安定化脂質の比は約4:1、3:1または2:1を超えることが好ましい。
本発明のリポソーム組成物の調製に関して、多種多様な方法を利用できる。したがって、当業者に明らかな通常の種々のリポソーム調製技法のいずれか1つを使用して、リポソームを調製することができる。これらの技法としては、エタノール注射、薄膜法、均質化、溶媒透析、強制水和、逆相蒸発、マイクロ乳化、および例えば通常のマイクロ乳化機器を使用する単純な凍結融解が挙げられる。本発明のリポソーム組成物を本発明の脂質−リガンドコンジュゲートから調製する追加の方法としては、例えば超音波処理、キレート透析、均質化、溶媒注入、自発的形成、溶媒気化、制御界面活性剤透析などが挙げられ、それぞれ、リポソームを様々な方式で調製するものである。典型的には、本発明のリポソーム組成物の本発明の脂質−リガンドコンジュゲートからの調製に関して、エタノール注入、薄膜法、均質化および押出を伴う方法が好ましい。
リポソームのサイズは、所望により、押出、濾過、超音波処理および均質化を含めて種々の技法で調整することができる。リポソームのサイズを調整し、得られたリポソームの生体内分布およびリポソームのクリアランスを調節する他の方法は、本開示に基づいて当業者に明らかである。好ましくは、リポソームのサイズは、加圧下で所定のサイズの細孔を通して押し出すことによって調整される。本発明のリポソーム組成物はいずれのサイズでもよく、好ましくは外径約200ナノメートル(nm)未満である。
当業者が認識するように、脂質−リガンドコンジュゲートおよび本発明の脂質−リガンドコンジュゲートを含む脂質性担体系のいずれかを、貯蔵のため凍結乾燥し、例えば水性媒体(滅菌水またはリン酸緩衝溶液または生理食塩水溶液)中、好ましくは激しい撹拌下で再構成することができる。必要なら、凍結乾燥の結果である脂質の凝集または融合を防止するために添加剤を含めてもよい。有用な添加剤としては制限なく、ソルビトール、マンニトール、塩化ナトリウム、グルコース、トレハロース、ポリビニルピロリドンおよびポリ(エチレングリコール)、例えばPEG400が挙げられる。
C.ナノ微粒子担体系
ナノ微粒子担体系は、任意の形状および任意の形態で存在することができる。ナノ微粒子担体系の例としては、ナノ粒子、ナノ粉末、ナノクラスター、ナノ結晶、ナノ球体、ナノ繊維、ナノチューブおよび他の幾何形状が挙げられる。ナノ微粒子小胞型組成物またはナノ粒子は、典型的には直径1ミクロン未満、好ましくは約25〜1000nmの範囲、より好ましくは約50〜300nmの範囲、最も好ましくは約60〜200nmの範囲の小粒子であることが一般的である。ナノ球体は、形状がおよそ球状であり、中空コアを有する種類のナノ粒子を指す。典型的には、ナノ粒子は、金属などの無機材料および生理学的に許容される重合体を含めて重合体などの有機材料を含めて、すべての種類の材料および構造を用いて形成することができるマトリクスコア構造を有する。このような重合体の例として限定されるものではないが、例えば、ポリエステル(ポリ(乳酸)、ポリ(L−リシン)、ポリ(グリコール酸)およびポリ(乳酸−コ−グリコール酸)など)、ポリ(乳酸−コ−リシン)、ポリ(乳酸−グラフト−リシン)、ポリ酸無水物(ポリ(脂肪酸二量体)、ポリ(フマル酸)、ポリ(セバシン酸)、ポリ(カルボキシフェノキシプロパン)、ポリ(カルボキシフェノキシヘキサン)、これらの単量体の共重合体など)、ポリ(無水物−コ−イミド)、ポリ(アミド)、ポリ(オルトエステル)、ポリ(イミノカルボナート)、ポリ(ウレタン)、ポリ(オルガノホスファゼン(organophasphazene))、ポリ(ホスファート)、ポリ(エチレン酢酸ビニル)と他のアシル置換酢酸セルロースおよびそれらの誘導体、ポリ(カプロラクトン)、ポリ(カルボナート)、ポリ(アミノ酸)、ポリ(アクリラート)、ポリアセタール、ポリ(シアノアクリラート)、ポリ(スチレン)、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(フッ化ビニル) (polyvinyl fluoride))、ポリ(ビニルイミダゾール) (polyvinyl imidazole))、クロロスルホン化ポリオレフィン、ポリエチレンオキシド、共重合体、ポリスチレン、ならびにそれらのブレンドまたは共重合体などが挙げられる。ナノ粒子としては、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPA)、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレンイミン、キトサン、キチン、デキストラン硫酸、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、ゼラチンなど、ならびにそれらの誘導体、共重合体、および混合物も挙げることができる。ナノ粒子を作製する方法としては限定されるものではないが、例えばU.S.Publication2003/0138490に記載されている。別の実施形態において、コア材料は、金属、合金、半金属、金属酸化物などの金属化合物、無機化合物、および炭素系材料、特にカーボンナノチューブ、1次元フラーレンC60ナノ粒子、および3次元フラーレンC70ナノ粒子から選択することができる。金属の適切な例としては、Ag、Au、Pd、Pt、Rh、Ir、RuおよびOsなどの貴金属または白金属、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ta、W、Reなどの遷移金属、ならびにAl、Ga、In、Si、Ge、Sn、Sb、Bi、Teなどの典型金属が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの典型金属、特にSiおよびGeは、よく半金属とも呼ばれることを理解されたい。合金の適切な例としては、貴金属または白金属と遷移金属の合金、特にAg/Ni、Ag/Cu、Ag/Coなどの銀と遷移金属の合金、およびPt/Cuなどの白金と遷移金属の合金、またはRu/Ptなどの貴金属もしくは白金合金が挙げられるが、これらに限定されない。無機化合物の非限定的な例としては、例えばSiO、金属化合物、特にTiOや酸化鉄などの金属酸化物などが挙げられるが、これらに限定されない。ナノ粒子は、検出可能な電気的、磁気的および/または光学的諸特性をこのようなナノ粒子に与える固有の蛍光または発光部分、プラズモン共鳴部分および磁気部分も含むことができる。
当業者は、材料の選択がナノ粒子の所期の使用に依存することを知っている。
一実施形態において、本発明は、1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートを含むナノ粒子を対象とする。1つまたは複数の脂質コンジュゲートは、表面に絡み、埋め込まれ、組み込まれ、被包され、吸着し、もしくは結合され、またはその他の方法でナノ粒子と会合することができる。
特定の一実施形態において、脂質−リガンドコンジュゲートを他の共脂質と任意選択で組み合わせて、ファンデルワールス力、イオン相互作用、疎水相互作用などの分子間力によりナノ粒子に被覆の形で結合することができる。
あるいは、ナノ粒子は、1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲート(またはスペーサーなど他の化合物)をナノ粒子の表面に共有結合させるため、例えば、カルボキシル、スルフヒドリル(sulhydryl)、ヒドロキシルまたはアミノ基などの1つまたは複数の官能基を、他の共脂質と任意選択で組み合わせて、任意選択で含むことができる。
本発明のナノ粒子を(任意選択で分散剤と共に)寄せ集めて、ナノクラスターを形成することもできる。クラスター形成前の各ナノ粒子型の独立した形態およびクラスター内のナノ粒子の特別な配置は、脂質−リガンドコンジュゲート、ひいては生物活性剤の保持および濃度の制御を可能にすることができる。
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、ナノ粒子の中実マトリクスコア内に捕捉され、埋め込まれまたは被包された追加の生物活性剤をさらに含んでもよい。
好ましい実施形態において、脂質−リガンド被覆ナノ粒子は、ナノサイズのコア粒子および本発明の1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートおよび任意選択で1つまたは複数の共脂質から形成することができる。所与の任意の脂質−リガンド被覆ナノ粒子において、脂質−リガンドコンジュゲートは、単層または二重層の形をとることができる。1つを超える単層または二重層の場合、単層または二重層は略同心円状である。ナノ粒子の被覆は、本発明の脂質−リガンドコンジュゲートを含む溶液中で、脂質−リガンドコンジュゲートがナノ粒子を被覆できるように十分な時間を与えることによって実施することが好ましい。
いくつかの実施形態において、1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートの1つまたは複数のリガンドは、1つまたは複数の抗原性リガンドである。
免疫応答を誘発するための、ナノ粒子1個当たりの抗原性リガンドの量(または抗原性リガンドの表面密度)は、免疫応答自体の性質(体液性対細胞性)、抗原リガンドの免疫原性、曝露される有機体の免疫原性構成、ならびに抗原への投与経路および曝露期間など多くの要因によって決まる。
明らかに、対象の免疫化は、複数の抗原複製物を多価表示として使用することによって増強することができ、それによって抗原濃度が部位特異的に高められ、したがって長期にわたる免疫応答が誘発される。これは、ハプテン関連の大きさの問題により投与することが困難であり、一般的には有効な免疫応答を誘発することができない低分子ペプチドまたは炭水化物などの抗原リガンドの場合に特に望ましい。
したがって、いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、1つの抗原リガンドの唯一もしくは複数の複製物または異なる抗原リガンドの組合せをその表面に(多価表示の形で)表示する。本明細書では、「多価」という用語は、担体系における抗原の1つを超える複製または種類の表示を指す。
さらに詳細には、本発明は、中実コアおよび任意選択で他のマトリクスまたは共脂質を含むナノ粒子であって、中実コアは式Iの少なくとも1つの脂質−リガンドコンジュゲートで被覆され、式中、X、X、Xの1つまたは複数は抗原性リガンドであるナノ粒子に関する。
免疫化は、ナノ粒子を適切な免疫細胞または位置に向けるために標的指向リガンドを含めることによってさらに改善することができる。
標的指向リガンドとして働くことができる化合物は、病原体の宿主細胞への付着ひいては定着成功に干渉する化合物である。このような化合物の例としては、破傷風トキソイド;大腸菌(E.coli)のP線毛;緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、ナイセリア(Neisseria)種、モラクセラ(Moraxella)種、EPEC、またはコレラ菌(Vibrio cholerae)のIV型線毛;FHA、パータクチン、百日咳菌(Bordetella pertussis)の百日咳毒素BrkAを含めて、線毛遺伝子およびいくつかの線毛アドヘシン;およびネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)のSipB−D;およびアデノウイルスアドヘシン(adenovirus adhesion);M細胞を標的指向するレオウイルスσ1タンパク質などを挙げることができる。
したがって、本発明は、中実コアおよび任意選択で他のマトリクスまたは共脂質を含むナノ粒子であって、中実コアは式Iの少なくとも1つの脂質−リガンドコンジュゲートで被覆され、式中、X、X、Xの1つまたは複数は抗原性リガンドおよび/または標的指向リガンドであるナノ粒子にも関する。
他の実施形態において、脂質−リガンド被覆ナノ粒子は、ナノ粒子の中実コア内に封入され、または埋め込まれた単一の抗原剤または抗原剤の組合せ(多価)をさらに含む。
したがって、本発明は、中実コアおよび任意選択で他のマトリクスまたは共脂質を含むナノ粒子であって、中実コアは式Iの少なくとも1つの脂質−リガンドコンジュゲートで被覆され、式中、X、X、Xの1つまたは複数は抗原性リガンドおよび/または標的指向リガンドであり、中実コアは1つまたは複数の別の抗原剤を任意選択で含むナノ粒子にも関する。
さらに他の実施形態において、ナノ粒子は、ナノ粒子の中実コア内に封入され、埋め込まれ、分散された1つまたは複数のアジュバントをさらに含む。
本明細書では「アジュバント」という用語は、特異的抗原に対する体液性および/または細胞性免疫応答を向上させることができる任意の材料を指す。適切なアジュバントをナノ粒子の表面に表示し、ナノ粒子壁に装入し、またはナノ粒子内部に被包することができる。血清および/または粘膜抗体の産生ならびに共投与された抗原に対する細胞性免疫応答を促進するために使用することができるアジュバントの例としては、大腸菌(E.coli)易熱性エンテロトキシンホロ毒素(LT)およびコレラ菌(Vibrio cholerae)エンテロトキシン(CT)ならびに(サルモネラ・ミネソタ(Salmonella Minnesota)の細胞壁に由来する)KPLアジュバントが挙げられる。
本明細書では、「表示された(displayed)」または「表面曝露された(surface exposed)」という用語は、脂質性小胞またはナノ粒子などの担体系の外表に存在し、したがって認識に利用可能な任意のリガンドを指す。炎症性疾患、感染疾患、癌、遺伝性異常、臓器移植拒絶反応、自己免疫疾患および免疫障害を含めて様々な疾患および障害を、このようなナノ粒子ワクチンコンストラクトまたはアセンブリで治療することができる。
したがって、本発明は、多価ナノ粒子を含むワクチンであって、ナノ粒子は、中実コアおよび表面曝露された1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートを含み、リガンドは1つまたは複数の抗原性および/または標的指向リガンドであり、ナノ粒子は、ナノ粒子の中実コアに埋め込まれたアジュバントおよび/または別の抗原剤を任意選択でさらに含むワクチンも包含する。
別の実施形態において、1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートの1つまたは複数のリガンドは1つまたは複数の治療剤または診断剤である。
表面曝露された脂質−リガンドコンジュゲートを含む本発明のナノ粒子の産生方法は、(a)ナノ粒子を用意するステップと、(b)1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートを吸着または付着によりナノ粒子に結合させて、脂質−リガンド被覆ナノ粒子を形成するステップとを含む。あるいは、方法は、(a)ナノ粒子を用意するステップと、(b)1つまたは複数のエーテル−脂質を吸着または付着によりナノ粒子に結合させて、脂質被覆ナノ粒子を形成するステップと、(c)1つまたは複数の生物活性リガンドを、ナノ粒子の表面と結合している1つまたは複数のエーテル−脂質に共有結合させて、脂質−リガンド被覆ナノ粒子を形成するステップとを含む。(前もって形成された)脂質被覆ナノ粒子は、同時に出願された出願の一部であり、その全体が本明細書に組み込まれる。
適切な大きさのナノ粒子を作製する典型的な方法としては、気化方法(例えば、自由噴流膨張、レーザー気化、スパーク腐食、電気爆発および化学蒸着)、機械的摩砕(例えば、パールミリング技術、Elan Nanosystems、アイルランド)を伴う物理的方法、および溶媒置換後の界面析出が挙げられる。
別の実施形態において、本発明は、1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲートを含むナノ球体も対象とする。ナノ粒子とは対照的に、中空内部としてのナノ球体は、1つまたは複数の生物活性剤を封入し、目的の細胞または組織にその後に送達するために、容易に使用することができる。このような被包された生物活性剤の放出速度は、例えば公知の技法で調節することができる。
D.薬剤組成物および製剤
本発明の担体系は、例えば生理的塩類溶液またはリン酸緩衝液など、投与経路および標準薬務に従って選択される薬剤的に許容される希釈剤、賦形剤または担体をさらに含む薬剤組成物として存在することができる。
したがって、別の態様において、本発明は、1つまたは複数の脂質性またはナノ微粒子担体系を含む薬剤組成物であって、脂質性またはナノ微粒子担体系は、リガンド−脂質コンジュゲートを、他の共脂質および薬剤的に許容される希釈剤、賦形剤または担体と任意選択で組み合わせて、含む薬剤組成物を対象とする。
好ましくは、脂質性担体系はリポソームまたはミセルなどの脂質小胞であり、ナノ微粒子担体系はナノ粒子またはナノ球体である。
「1つまたは複数の脂質−リガンドコンジュゲート」という用語は、本明細書に開示される考え得るすべての実施形態、すなわちリガンドが標的指向化リガンド、抗原性リガンド、治療用リガンドおよび診断用リガンド、ならびにそれらの混合物の1つまたは複数であるコンジュゲートを指すことが理解される。任意選択で、別の1つまたは複数の生物活性剤が、脂質性もしくはナノ微粒子担体系内に封入されもしくは埋め込まれ、または脂質性もしくはナノ微粒子担体系上に吸着し、または脂質性もしくはナノ微粒子担体系に結合する。
本発明の薬剤組成物は、細胞培養などの試験管内用途または生体内用途で使用することができる。生体内用途に関して、本発明の脂質製剤を非経口、経口または腹腔内投与を含めて選択された投与経路に適応した種々の形で患者に投与することができる。非経口投与としては、静脈内、筋肉内、間質内、動脈内、皮下、眼内、滑膜内、経上皮(経皮を含む)、肺吸入、眼(ophthalmic)、舌下および頬側、局所(眼、皮膚、眼球(ocular)、直腸を含む)、ならびにインサフレーション投与による鼻吸入が挙げられ、好ましくは静脈内投与が挙げられる。
有用な投与用量および特定の投与方法は、当業者に容易に明らかなように、予想される治療または診断用途、使用される特定の生物活性剤および脂質化合物、ならびに担体系の形、例えばミセル、リポソームまたはナノ粒子、治療する対象の年齢、体重、健康状態などの要因に応じて様々である。本発明による標的指向化薬剤組成物の使用によって、投与用量を低減して、望ましい治療効果を実現することが可能になる。
一般指針として、担体系中の脂質−リガンドコンジュゲートの比は0.05〜5モル%に及び、0.1〜2モル%の比がより好ましく、特定の抗原剤、治療剤または診断剤はそれぞれ、患者の体重1キログラム当たり約0.01mgから約10mgの間を投与することが適切であり得るが、上回る量および下回る量を使用してもよい。
E.使用方法
前に示したように、特定の一実施形態において、標的指向化脂質−リガンドコンジュゲート、特に標的指向化小胞(すなわち、リポソームおよびミセル)およびこれらを含む標的指向化ナノ粒子、ならびにそれらのそれぞれの薬剤組成物は、特に1つまたは複数の生物活性剤、好ましくは治療剤、診断剤および/または抗原剤の標的指向型送達用担体として使用するのに適している。
したがって、本発明の標的指向化脂質−リガンドコンジュゲートは、1つまたは複数の特異的生物活性剤、好ましくは、治療剤、診断剤および/または抗原剤の組織または細胞への標的指向型送達が望ましくまたは必要とされる疾患の治療方法において特に試験管内および/または生体内での使用に適用可能である。
標的指向化ナノ粒子およびそれらの薬剤組成物の場合、1つまたは複数の生物活性剤は、好ましくは中実コア内に捕捉されている。
標的指向化脂質小胞およびそれらの薬剤組成物の場合、1つまたは複数の生物活性剤は、好ましくは、内部空隙内に封入されまたは脂質二重層に組み込まれている。
別の態様において、本発明は、診断用化合物または生物活性化合物を、膜を通して輸送する方法、特に1つまたは複数の生物活性剤の細胞内送達方法であって、細胞と本発明の薬剤組成物を接触させるステップを含む方法も包含する。
別の特定の実施形態において、抗原性小胞(すなわち、リポソームおよびミセル)およびこれらを含む抗原性ナノ粒子、ならびにそれらのそれぞれの薬剤組成物は、特に抗原表示系として使用するのに適している。したがって、本発明の抗原性脂質−リガンドコンジュゲートは、例えば免疫方法における使用および/または試験管内/生体内診断用途に特に適用可能である。任意選択で、抗原性小胞(すなわち、リポソームおよびミセル)および抗原性ナノ粒子は、1つまたは複数の生物活性剤をさらに含んでもよい。抗原性ナノ粒子の場合に、1つまたは複数の生物活性剤は、好ましくは中実コア内に捕捉されている。標的指向化脂質小胞およびそれらの薬剤組成物の場合に、1つまたは複数の生物活性剤は、好ましくは内部空隙内に封入され、または脂質二重層に組み込まれている。
したがって、もう1つの態様において、本発明は、予防ワクチンおよび治療ワクチン用の抗原表示系であって、1つまたは複数の抗原性脂質−リガンドコンジュゲートを他の共脂質と任意選択で組み合わせて含む抗原性脂質小胞または抗原性ナノ粒子を含み、抗原性脂質小胞または抗原性ナノ粒子は、1つまたは複数のアジュバントおよび/または1つまたは複数の生物活性剤を任意選択で含む抗原表示系を対象にする。
また、対象において抗原に対する免疫応答を引き起こしまたは調節する方法であって、抗原を抗原提示細胞、特に樹状細胞、マクロファージ、B細胞および内皮細胞に表示するステップと、その後、前記抗原提示細胞を対象に投与するステップとを含む方法も、本発明に包含される。本発明の他の態様は、本発明の担体系を使用して、生物活性化合物を膜を通して輸送する方法および/または生物活性化合物を細胞中に送達する方法を含む。
予想される別の用途としては、例えば細胞の成長促進および分化の試験管内用途ならびにバイオリアクターで製造された生物学的製剤の発現プロファイルおよび翻訳後修飾パターンの改変が挙げられる。
F.キット
さらに別の態様において、本発明は、キットの様々な要素を保持するために区画化された容器を備えるキットに関する。一区画には、所定量の脂質−リガンドコンジュゲートまたはその調製された担体系を含めることができる。リポソームなどの担体系の場合、これらは、組成物のpHを生理的範囲の約7〜約8に調整するためのpH緩衝剤を含みまたは含まず、あるいは凍結乾燥またはフリーズドライされた形をとり、使用時に再構成することができる。また、キット内に他の試薬および使用指示書も含める。
本発明を下記の例でさらに説明する。

材料:1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DOPC)はMerck&Cie(Schaffhausen、スイス)から入手する。コレステロール、DOPE、DSPC、POPC、MPEG2000−DOPE(880130)、ならびに蛍光脂質NBD−DOPE(1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン−N−(7−ニトロ−2−1,3−ベンゾオキサジアゾール−4−イル)(アンモニウム塩))(810145P)およびPhB−DOPE(810150)は、Avanti Polar Lipids(Alabaster、アルバニア)から購入する。官能化PEGプロピオン酸(PA)誘導体Fmoc−NH−PEG12−PA−COOH(851024)はNovabiochemから入手し、Fmoc−NH−PEG−PA−COOH(PEG1830)、Fmoc−NH−PEG36−PA−COOH(PEG4400)およびMPEG(2kDa)−アミン(PEG1152)は、IRIS Biotech GmbHから入手する。ジフェニルジアゾメタン樹脂(D−2230)はBachem AGから入手し、H−Thr(tBu)−2−CITrt樹脂(RRA−1251)はCBL Patrasから入手し、H−Gly−2−CITrt樹脂(856053)およびSieber樹脂(855008)は、Novabiochemから入手する。他の化学薬品および溶媒はすべて、A.R.グレード以上である。
アザ−ペプチドMichael受容体トランス−Cbz−D−Ala−D−Ala−2−アザ−Asn−アクリル酸(RR11a−OH)およびN−ヒドロキシスクシンイミドとのその活性型エステル(RR11a−NHS)は、WuXi AppTec Co.Ltd.により合成される(Ekici et al,2004,J.Med.Chem.47,1889−1892;Reisfeld et al.,Nanomedicine:Nanotechnology,Biology and Medicine 7,Issue 6,2011,665−673)。
2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロパン−1−アミンは、Kokotos et al.Chemistry−A European Journal,2000,vol.6,#22,4211−4217に従って合成する。同様に、ビス(3−((Z)−オクタデカ−9−エニルオキシ)プロピル)アミンは、メタンスルホン酸オレイルおよびビス(3−ヒドロキシプロピル)アミンから得られる(MaGee et al.,J.Journal of Organic Chemistry,2000,vol.65,#24,8367−8371を参照)。
細胞培養:Cell Culture Strain Collection(Merck KGaA、ダルムシュタット、独国)から入手したM21ヒトメラノーマ細胞を、10%ウシ胎仔血清を補充したDMEM(High Glucose)培地(Life Technologies、カールスバッド、カリフォルニア)中で5%CO雰囲気下、37℃で維持する。細胞を定期的に継代し、実験の16時間前に6ウェル培養プレートに培地2ml中0.3×10細胞で播種する。M21細胞をOpti−MEM血清不含培地中リポソームと共に37℃で1時間インキュベートし、次いでOpti−MEMで1回洗浄した後、細胞解離緩衝液(Life Technologies、カールスバッド、カリフォルニア)を使用して収穫する。NBD−DOPEの共局在は、Guava easyCyte 8HT(EMD Millipore Corp.、ビレリカ、マサチューセッツ)によって決まる。
統計分析:統計分析はスチューデントのt検定で行う。平均値間の差は、p値<0.01で統計的に有意であると考えられる。
例1:(2S)−2−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−グルタミン酸−α−tert−ブチルエステル−γ−2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル−アミドの合成
15gのFmoc−Glu(OSu)OtBu((2S)−Nα−(9−フルオレニルメチルオキシカルボニル)−グルタミン酸α−tert−ブチルエステルγ−Ν−ヒドロキシスクシンイミドエステル)を、ジクロロメタンに室温で溶解する。15.3gの2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロパン−1−アミンを添加した後、混合物を17時間撹拌し、蒸発乾固する。残渣を最少量のジクロロメタンに溶解し、カラムクロマトグラフィーで固相としてSiO、および溶離液としてメチルtert−ブチルエーテル/ヘキサン/7:3を使用して精製する。生成物画分の蒸発後、25.5gの(2S)−2−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−グルタミン酸−α−tert−ブチルエステル−γ−2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル−アミドが無色固体として得られる。
例2:(2S)−2−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−グルタミン酸−γ−2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル−アミドの合成
100mlのフラスコ中で、4.6g(5.1mmol)の(2S)−2−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−グルタミン酸−α−tert−ブチルエステル−γ−2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル−アミドを25mlのジクロロメタンに溶解し、25mlのトリフルオロ酢酸で処理する。1時間後、エステル基が完全に切断されると、溶液を50mlの冷水に注ぎ込む。有機層を抽出し、中性pHになるまで水洗し、NaSOで脱水する。有機層を濾取し、溶媒を蒸発させて、4.2gの所望の生成物を得る(5.0mmol、収率98%、TLC:MtBE/ヘキサン 7:3;Rf=0.43。
例3:(2S)−グルタミン酸−γ−(2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル)アミドの合成
5gの(2S)−2−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−グルタミン酸−α−tert−ブチルエステル−γ−2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル−アミドを、85mlのN,N−ジメチルホルムアミドに添加する。この混合物に、2.6mlのピペリジンを添加する。混合物を室温で3時間撹拌し、次いで真空下で蒸発乾固して、5.2gの(2S)−グルタミン酸−γ−(2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル)アミドを無色固体として得る。これを脂質小胞の調製または活性剤もしくはスペーサー基による前誘導体化に使用することができる。
例4:(R)−2−アミノ−N1−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチル)−N4,N4−ビス(3−((Z)−オクタデカ−9−エニルオキシ)プロピル)スクシンアミドの合成
(a)N−(2−アミノエチル)−4−メトキシベンズアミドの合成
3.0gの塩化4−メトキシベンゾイルを−78℃でジクロロメタン中30mLの1,2−ジアミノエタンに添加し、続いて23℃まで温まらせた。水性酸−塩基ワークアップおよび真空下での蒸発乾固により、1.65gのN−(2−アミノエチル)−4−メトキシベンズアミド(淡黄色油)が得られる。
(b)(R)−tert−ブチル3−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−4−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチルアミノ)−4−オキソブタノアートの合成
3.0gのN−(2−アミノエチル)−4−メトキシベンズアミド(ステップ(a)で得られた)およびDMF中1.70mLのN−メチルモルホリン(0℃)を、6.35gのFmoc−Asp(OtBu)−OH、1.70mLのN−メチルモルホリンおよび酢酸エチル中2.00mLのイソブチルクロロホルマート(−12℃)の溶液に添加し、23℃まで温まらせながら、3時間撹拌する。得られた懸濁液を酢酸エチルで希釈し、その後に続いて水性酸−塩基ワークアップおよび真空下で蒸発乾固すると、9.55gの(R)−tert−ブチル3−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−4−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチルアミノ)−4−オキソブタノアートが得られる。この粗材料をイソプロピルエーテルに23時間懸濁し、次いで濾取し、乾燥して、4.47gの(R)−tert−ブチル3−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−4−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチルアミノ)−4−オキソブタノアートを白色結晶として得る。
(c)(R)−3−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−4−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチルアミノ)−4−オキソブタン酸酢酸ナトリウムの合成
ジクロロメタン中3.0gの(R)−tert−ブチル3−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−4−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチルアミノ)−4−オキソブタノアート(ステップ(b)で得られた)に、30.0mLのトリフルオロ酢酸を、23℃で添加する。反応が完了次第、NaHCO水溶液を添加すると、白色沈澱物が得られる。これをジクロロメタンで洗浄し、乾燥して、2.55gの(R)−3−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−4−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチルアミノ)−4−オキソブタン酸酢酸ナトリウムを白色粉末として得る。
(d)(9H−フルオレン−9−イル)メチル(R,Z)−1−(4−メトキシフェニル)−10−(3−((Z)−オクタデカ−9−エニルオキシ)プロピル)−1,6,9−トリオキソ−14−オキサ−2,5,10−トリアザドトリアコンタ−23−エン−7−イルカルバマートの合成
ジメチルホルムアミド中0.48gの(R)−3−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−4−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチルアミノ)−4−オキソブタン酸酢酸ナトリウム(ステップ(c)で得られた)を10℃に冷却し、次いで0.46gのビス(3−((Z)−オクタデカ−9−エニルオキシ)プロピル)アミン、0.37gのCOMUおよび0.20gのDIPEAを続けて添加する。23℃で20時間撹拌した後、溶液をAloxパッドに通して濾過し、これをわずかなジメチルホルムアミドですすぐ。濾液を酢酸エチルで希釈し、水で洗浄し、真空下で蒸発乾固して、1.12gの橙色油を得る。この油をカラムクロマトグラフィー精製して、0.41gの(9H−フルオレン−9−イル)メチル(R,Z)−1−(4−メトキシフェニル)−10−(3−((Z)−オクタデカ−9−エニルオキシ)プロピル)−1,6,9−トリオキソ−14−オキサ−2,5,10−トリアザドトリアコンタ−23−エン−7−イル−カルバマートを得た。
(e)(R)−2−アミノ−N1−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチル)−N4,N4−ビス(3−((Z)−オクタデカ−9−エニルオキシ)プロピル)スクシンアミドの合成
ジクロロエタン中2.12gの(9H−フルオレン−9−イル)メチル(R,Z)−1−(4−メトキシフェニル)−10−(3−((Z)−オクタデカ−9−エニルオキシ)プロピル)−1,6,9−トリオキソ−14−オキサ−2,5,10−トリアザドトリアコンタ−23−エン−7−イル−カルバマート(ステップ(d)で得られた)に、0.75gのジエチルアミンを添加し、26時間撹拌し、その後に続いて真空下で蒸発乾固して、1.90gの粗材料を得る。これを20gのDowexモノスフィアーへの吸着およびその後のエタノール中アンモニアによる脱着により精製して、1.09gの(R)−2−アミノ−N1−(2−(4−メトキシベンズアミド)エチル)−N4,N4−ビス(3−((Z)−オクタデカ−9−エニルオキシ)プロピル)スクシンアミドを得る。
例5:N,N,N−ジメチルアミノメチレン−10−ホルミル−葉酸−α−tert−ブチルエステル−γ−2,3ビス(テトラデシルオキシ)プロピルアミドの合成
2.2gのN,N,N−ジメチルアミノメチレン−10−ホルミル−プテロイン酸を、46mlのN,N−ジメチルホルムアミドに添加する。3.2gのO−ベンゾトリアゾール−N,N,N’,N’−テトラメチル−ウロニウム−ヘキサフルオロ−ホスファートを添加した後、混合物を室温で20分間撹拌する。次いで、5.0gの(2S)−グルタミン酸−γ−(2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル)アミドと50mlのN,N−ジメチルホルムアミドの混合物を滴下する。室温で17時間撹拌した後、固形物を濾過で除去し、濾液を真空中40℃で蒸発乾固する。残渣を100mlのジクロロメタンに溶解する。ジクロロメタン溶液を、25mlのクエン酸水溶液、25mlの5%炭酸水素ナトリウム水溶液および25mlの水で洗浄する。各水相をジクロロメタンで抽出する。ジクロロメタン相を合わせて、硫酸マグネシウムで脱水し、蒸発乾固すると、黄色い泡が得られる。これをジクロロメタン/メタノール/95:5の混合物に溶解し、40℃で15分間撹拌する。固形物を濾過で除去し、濾液をカラムクロマトグラフィーで固相としてSiO、溶離液としてジクロロメタン/メタノール/95:5を使用して精製する。生成物画分の蒸発後に、2.7gの黄色い泡が得られる。これを上述されたようにカラムクロマトグラフィーで再精製すると、淡黄色の泡のN,N,N−ジメチルアミノメチレン−10−ホルミル−葉酸−α−tert−ブチルエステル−α−(2,3ビス(テトラデシルオキシ)プロピル)アミド2.2gが得られる。
例6:葉酸−γ−(2,3ビス(テトラデシルオキシ)プロピル)アミドの合成
2.1gのN,N,N−ジメチルアミノメチレン−10−ホルミル−γ葉酸−α−tert−ブチルエステル−γ−2,3ビス(テトラデシルオキシ)プロピルアミドを、105mlのジクロロメタンに溶解する。105mlのトリフルオロ酢酸を添加した後、混合物を室温で1時間撹拌し、次いで40℃で蒸発乾固すると、3.4gの黄色い泡が得られる。この黄色い泡を105mlのテトラヒドロフランに溶解し、105mlの1M水酸化ナトリウム水溶液を撹拌しながら滴下する。混合物を50℃で2.5時間加熱する。室温まで冷却した後、有機層を分離し、蒸発乾固する。残渣に105mlのジクロロメタンおよび105mlの1M塩酸水溶液を添加する。混合物を室温で5分間撹拌し、沈殿生成物を吸い取り、500mlの水で洗浄し、次いで真空中40℃で乾燥させると、黄色固体の葉酸−γ−(2,3ビス(テトラデシルオキシ)プロピル)アミド1.76gが得られる。
例7:(2S,47S)−47−[2−N−(ジメチルアミノ)メチレン]−10−ホルミルプテロイルアミノ−2−[3−[[2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル]アミノ]−3−オキソプロピル]−4,44−ジオキソ−7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40−ドデカオキサ−3,43−ジアザオクタテトラコンタン−1,48−二酸の合成
(a)Fmoc−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂の合成
100mlのSPPS反応器中3.85gのジフェニルジアゾメタン樹脂(3.3mmol)を30mlのDCMで2回洗浄し、30mlのDCM中4.2gの(2S)−2−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−グルタミン酸−γ−2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル−アミド(例2を参照のこと、1.5当量、5.0mmol)溶液で終夜処理する。溶液を濾取し、残渣をDCMで4回洗浄する。最終的に未反応のジフェニルジアゾメタンを破壊するために、残渣を30mlのDCM中125μlの酢酸(0.5当量、2.2mmol)で15分間処理し、その後30mlのジメチルホルムアミドおよびイソプロパノールで交互に3回洗浄する。残渣をジイソプロピルエーテルで2回洗浄し、真空で終夜乾燥する。所望の生成物が6.7g得られる(>理論値の100%、理論上の収量6.5g)。樹脂の負荷量をFmoc切断生成物の304nmにおけるUV測定により0.49mmol/gに決定する(理論上の最大負荷量0.51mmol/g)。
(b)H−Glu−OtBu−NH−PEG12−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂の合成:
H−Glu−OtBu−NH−PEG12−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂は、通常の固相合成により以下の反応順序で得られる:
(1)DMF中ピペリジンによるFmoc−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂のFmoc基の切断
(2)DMFおよびDIPEA中HTBUを使用するFmoc−NH−PEG12−PA−COOHとの縮合
(3)DMF中ピペリジンによるFmoc−NH−PEG12−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂のFmoc基の切断
(4)DMFおよびDIPEA中HBTUを使用するFmoc−Glu−OtBuとの縮合、最後に
(5)DMF中ピペリジンによるFmoc−Glu−OtBu−NH−PEG12−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂のFmoc基の切断。
(c)[2−N−(ジメチルアミノ)メチレン]−10−ホルミルプテロイル−Glu−OtBu−NH−PEG12−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂の合成:
DMF中のH−Glu−OtBu−NH−PEG12−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂と[2−N−(ジメチルアミノ)メチレン]−10−ホルミルプテロイン酸、HATUおよびDIPEAを反応させることによって、通常の固相合成により[2−N−(ジメチルアミノ)メチレン]−10−ホルミルプテロイル−Glu−OtBu−NH−PEG12−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂を得る。
(d)(2S,47S)−47−[2−N−(ジメチルアミノ)メチレン]−10−ホルミルプテロイルアミノ−2−[3−[[2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル]アミノ]−3−オキソプロピル]−4,44−ジオキソ−7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40−ドデカオキサ−3,43−ジアザオクタテトラコンタン−1,48−二酸の合成:
4.5gの[2−N−(ジメチルアミノ)メチレン]−10−ホルミルプテロイル−Glu−OtBu−NH−PEG12−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂を45mlのジクロロメタンで洗浄し、濾取し、45mlのジクロロメタンに再懸濁する。次いで、41.4mlのトリフルオロ酢酸(trifluaroacetic acid)、その後続いて2.25mlのトリイソプロピルシランを添加する。懸濁液を室温で1時間撹拌し、次いで濾過する。残渣を各ジクロロメタン45mlで3回洗浄する。濾液を合わせて、真空中で蒸発させると、5.75gのコハク色の油が得られる。HPLC:90.7面積%、ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=1718.1、Mw[M−H]=1718.0。
例8:(2S,47S)−47−プテロイルアミノ−2−[3−[[2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル]アミノ]−3−オキソプロピル]−4,44−ジオキソ−7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40−ドデカオキサ−3,43−ジアザオクタテトラコンタン−1,48−二酸の合成
4.6gの(2S,47S)−47−[2−N−(ジメチルアミノ)メチレン]−10−ホルミルプテロイルアミノ−2−[3−[[2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル]アミノ]−3−オキソプロピル]−4,44−ジオキソ−7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40−ドデカオキサ−3,43−ジアザオクタテトラコンタン−1,48−二酸を、460mlの1N NaOHと共に50℃で2時間撹拌する。32%icのNaOHを59.2g添加することによって、反応混合物のpHを12.5にする。褐色溶液を、0.46gの活性炭を用いて50℃で15分間処理し、熱濾過し、濾液に37%icのHClを3.2g添加することによって、pHを1にする。生じた沈殿物を濾過で回収し、水で洗浄し、真空中室温で乾燥すると、1.2gの緑黄色固体が得られる。HPLC:89.9面積%、ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=1635.0、Mw[M−H]=1634.1。
例9:RGD脂質ペンタペプチドであるシクロ[−Asp−hGlu(DMA)−D−Val−Arg−Gly−]の合成:
(a)Fmoc−hGlu(OBzl)−OHの合成:
市販のホモグルタミン酸(H−hGlu−OH)は、公表されたプロトコル(Benoiton L.,Can.J.Chem.,40,570(1962))に従って側鎖がδ−ベンジルエステルとして保護されている(収量:19.8g、理論量の26%、TLC(CHCl/MeOH/32%酢酸5:3:1)R=0.62)。さらに精製を行うことなく、H−hGlu(OBzl)−OH(19.7g、77.6mmole)をジオキサン/水の混合物(1:2、300ml)に溶解し、NaHCO(12.8g、155mmole)およびFmoc−OSu(26.2g、77.6mmole)の添加によってFmocを保護する。完了後に、反応混合物をジイソプロピルエーテルで3回抽出する。生成物を含有する水層をHClでpH 2に調整し、生成物を酢酸エチルで3回抽出する。有機層を合わせて、HOで洗浄して、中性のpHにする。酢酸エチルを蒸発させ、残存水をアセトニトリルとの共沸混合物として除去する。したがって、生成物は乾燥フォーム(foam)として得られる:34.9g、73.7mmole、理論量の95%、ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=473.2、Mw[M+H]=474.1。
(b)H−Asp(OtBu)−hGlu(OBzl)−D−Val−Arg(Pbf)−Gly−OHの合成:
固相ペプチド合成を、Fmoc/tBu戦略(Atherton E., et.al.,J.Chem.Soc.,Chem.Comm.,539(1978))に従って実施し、H−Gly−2−CITrt(46g、34.5mmole)を原樹脂として使用し、カップリングを、Fmoc−Xaa−OH/DIC/HOBt(2当量:4当量:3当量)によって終夜行い、Fmoc保護の除去を5分および10分後にDMF中20%ピペリジンで実現する。ジメチルホルムアミド/イソプロパノールで交互に洗浄するステップを各カップリングおよび脱保護ステップの後にそれぞれ3回行う。経時的な順で使用されるアミノ酸誘導体は、Fmoc−Arg(Pbf)−OH、Fmoc−D−Val−OH、Fmoc−homoGlu(OBzl)−OHおよびFmoc−Asp(OtBu)−OHである。Fmoc−SPPSは73.4gの直鎖ペプチド樹脂を生じる(樹脂の重量増加27.4g、理論量の87%、理論量=31.5g)。
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール/ジクロロメタン 1:4の混合物(700ml)による、側鎖保護直鎖ペンタペプチドの樹脂(72.0g)からの切断は3回繰り返してされる。合わせた濾液の溶媒を減圧下で除去し、得られた油を冷メチル−t−ブチルエーテル(1L)中で撹拌すると、灰白色沈殿物が得られる。これを濾取し、メチル−t−ブチルエーテルで3回洗浄し、真空乾燥する:23.6g、23.9mmole、原樹脂の使用量に対して理論量の70%、HPLCで>40面積%、保持時間14.1分(HPLC条件:カラム=Halo(登録商標)ペプチドES−C18、4.6×150mm、2.7μm、グラジエント:アセトニトリル25%から90%Bへ30分のリニアグラジエント、緩衝液A=水中0.1%TFAおよび2%アセトニトリル、緩衝液B=アセトニトリル中0.1%TFA、波長=210nm)、ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=986.5、Mw[M+H]=987.6。
(c)シクロ[−Asp(OtBu)−hGlu(OBzl)−D−Val−Arg(Pbf)−Gly−]の合成:
線状側鎖保護ペンタペプチドH−Asp(OtBu)−hGlu(OBzl)−D−Val−Arg(Pbf)−Gly−OH(23.6g、23.9mmole)および現場活性化試薬PyBOP(12.4g、23.9mmol)を、10Lのジメチルホルムアミド(DMF)に溶解し、追加のPyBOP(24.9g、47.8mmole)およびヒューニッヒ塩基(16.4ml、95.6mmole)のDMF(5L)溶液に3時間以内に滴下する。得られた溶液を終夜撹拌する。DMFを真空除去し、得られた油を1.8Lのエタノールに還流下で溶解し、3.2Lの水を−18℃で添加することによって結晶化させる。沈殿物を濾取し、水およびエーテルで洗浄する。さらに、シリカゲルクロマトグラフィー(150gのシリカゲル60、溶離液:ジクロロメタン/メタノール 9:1)でさらに精製すると、3.6gの環式ペンタペプチドがHPLCによる純度>91面積%で得られる(HPLC条件:カラム=Halo(登録商標)ペプチドES−C18、4.6×150mm、2.7μm、グラジエント:アセトニトリル25%から90%Bへ30分のリニアグラジエント、緩衝液A=水中0.1%TFAおよび2%アセトニトリル、緩衝液B=アセトニトリル中0.1%TFA、波長=210nm);3.7mmole、理論量の15%、保持時間15.8分、ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=968.4、Mw[M+H]=969.5。
(d)シクロ[−Asp(OtBu)−hGlu−D−Val−Arg(Pbf)−Gly−]の合成:
ベンジルエステルを水素化分解により特異的に切断する。このために、3.6g(3.7mmole)のシクロ[−Asp(OtBu)−hGlu(OBzl)−D−Val−Arg(Pbf)−Gly−]を20mlのDMFに溶解し、2Lのメタノールで希釈する。5gの5%パラジウム担持活性炭をこの溶液に添加した後、混合物を水素化する。完了次第、触媒を濾取し、溶液を減圧濃縮する。生成物はメチル−t−ブチルエーテル中で沈澱し、3.0gの所望の生成物が得られる:3.4mmole、理論量の93%の収量、HPLCによる純度:75面積%(HPLC条件:カラム=Halo(登録商標)ペプチドES−C18、4.6×150mm、2.7μm、グラジエント:アセトニトリル25%から90%Bへ30分のリニアグラジエント、緩衝液A=水中0.1%TFAおよび2%アセトニトリル、緩衝液B=アセトニトリル中0.1%TFA、波長=210nm)、保持時間13.8分。
(e)シクロ[−Asp−hGlu(DMA)−D−Val−Arg−Gly−]の合成:
1.5g(1.7mmole)のシクロペンタペプチドであるシクロ[−Asp(OtBu)−hGlu−D−Val−Arg(Pbf)−Gly−]を、PyBOP/DIPEA活性化(0.9g、1.7mmol/0.6ml、3.4mmole)によって、100mlのDMF中2,3−ジミリスチル−1−アミノ−sn−グリセロール(DMA;1.0g、2.0mmole)にコンジュゲートさせる。反応混合物を終夜撹拌する。次いで、200mlのジクロロメタンを添加し、有機相を50mlの2%KHSOで3回、水で3回抽出する。有機層を減圧下で蒸発させ、残存水をアセトニトリルとの共沸混合物として除去する。得られた泡を最終切断カクテルTFA/HO/トリイソプロピルシラン/ジチオエリトリトール(92.5:2.5:2.5:2.5)で1.5時間直接処理し、その後所望の生成物を沈澱させるために溶液を冷ジイソプロピルエーテル(5℃)に滴下する。次いで、残渣を濾過で分離し、ジイソプロピルエーテルで2回洗浄し、さらに真空乾燥すると、0.5gの表題化合物が得られる:0.5mmole、理論量の30%、HPLCによって>93.0面積%(HPLC条件:カラム=Zorbax SB−C3、4.6×250mm、5μm、グラジエント:アセトニトリル30%から100%Bへ25分のリニアグラジエント、緩衝液A=水中0.1%TFAおよび2%アセトニトリル、緩衝液B=アセトニトリル中0.1%TFA、波長=210nm)、保持時間22.0分、ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=1035.8、Mw[M+H]=1037.1。
例10:pVision−RFP−Cベクターを含むホラート修飾リポソームの調製
478.2mgのPOPC、58.8mgのChol、13.5mgのホラート−脂質(例8を参照)および2μgの7−ニトロベンゾフラザン標識DOPEを、60℃で750μLのエタノール(96%)に溶解し、4.25mLのRFPプラスミド含有PBS、pH 7.4(RFP−プラスミド1.27mg/mL)に注入する。脂質の使用モル比は、77.99:18.83:1.02:0.27である。200nmのポリカルボナート膜を5回、100nmのポリカルボナート膜を5回通して押し出し、透析濾過した後、リポソームの平均サイズは161nmであり、PDIは0.13である。HPLC分析によると、POPC:Cholのモル比は77.99:15.76であり、ホラート−脂質含有量は502μg/ml(目標770μg/ml)である。
例11:アニスアミドで修飾されたリポソームの調製
470mgのPOPC、60mgのCholおよび13.5mgのアニスアミド脂質(例4を参照)を、55℃で750μlのエタノール(96%)に溶解し、4.25mLのPBS(pH7.4)に注入する。脂質の使用モル比は、77.99:18.83:1.02:0.27である。100nmのポリカルボナート膜を通して押し出した後、リポソームの平均サイズは110nmであり、PDIは0.068である。HPLC分析によれば、アニスアミド脂質含有量は理論値の72%である。
例12:RGD修飾リポソームの調製
DOPC、Chol、NBD−DOPE、および例9で得られたRGD−脂質のDOPC:Chol:NBD−DOPE:RGD−脂質のモル比66:33:0.5:0〜5の混合物を使用して、HEPES緩衝液中、乾燥塗膜方法によって、その後続いてLipofast押出機(Avestin、Inc.、オタワ、カナダ)を使用して、200nmのポリカルボナート膜を5回、100nmのポリカルボナート膜を21回通して押し出すことによって、リポソームを調製する。得られたリポソームを、使用時まで4℃で貯蔵する。
例13:RGD修飾リポソームの細胞取り込み
M21細胞における(例12で得られた)RGD修飾リポソームの細胞取り込みの程度を、Guava easyCyte 8HTフローサイトメーターで検出されるNBD−DOPEシグナルを基準として評価し、図1および表1に示す。
RGD標的指向リポソーム(5%DMA−RGD)では、非標的指向リポソーム(0%DMA−RGD)に比べて、細胞取り込みが約16倍増強していることが観察される。x軸はリポソーム中のDMA−RGDのモル比(%)を表す。y軸はNBD陽性細胞(%)を表す。図1は、RGD部分がM21細胞上で発現された標的受容体(インテグリンαβ受容体)を認識できることを示す(p<0.01)。
例14:(5S,8S,45S,E)−11−(2−アミノ−2−オキソエチル)−45−(3−((2.3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル)アミノ)−3−オキソプロピル)−5,8−ジメチル−3,6,9,12,15,43−ヘキサオキソ−1−フェニル−2,19,22,25,28,31,34,37,40−ノナオキサ−4,7,10,11,16,44−ヘキサアザヘキサテトラコンタ−13−エン−46−酸の合成
(a)Fmoc−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂の合成(例7を参照、1.1当量、3.05mmol)
(b)RR11a−NH−PEG−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂の合成:
RR11a−NH−PEG−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂は、通常の固相合成により以下の反応順序で得られる:
(1)DMF中ピペリジンによるFmoc−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂のFmoc基の切断、
(2)DMFおよびDIPEA中PyBOPを使用するFmoc−NH−PEG−PAとの縮合、
(3)DMF中ピペリジンによるFmoc−NH−PEG−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂のFmoc基の切断、最後に
(4)DMFおよびDIPEA中PyBOPを使用するRR11a−OHとの縮合。
(c)(5S,8S,45S,E)−11−(2−アミノ−2−オキソエチル)−45−(3−((2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル)アミノ)−3−オキソプロピル)−5,8−ジメチル−3,6,9,12,15,43−ヘキサオキソ−1−フェニル−2,19,22,25,28,31,34,37,40−ノナオキサ−4,7,10,11,16,44−ヘキサアザヘキサテトラコンタ−13−エン−46−酸の合成:
7.15gのRR11a−NH−PEG−PA−Glu(DMA)−ジフェニルメチル樹脂を、50mlのジクロロメタンでそれぞれ洗浄し、濾取し、50mlのジクロロメタンに再懸濁し、真空乾燥する。次いで、5%icトリフルオロ酢酸のジクロロメタン溶液70mlを添加した。懸濁液を室温で3.5時間撹拌し、次いで100mlの冷ジイソプロピルエーテルに濾過する。樹脂をジクロロメタン/ジイソプロピルエーテル(1/1)ですすぐ。濾液を合わせて、真空中で蒸発させ、t−BuOHから凍結乾燥すると、4.15g(92%)のコハク色固体が得られる。ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=1481.9、Mw[M−H]=1480.2。
例15:(5S,8S,45S,E)−11−(2−アミノ−2−オキソエチル)−45−(3−((2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル)アミノ)−3−オキソプロピル)−5,8−ジメチル−3,6,9,12,15,43−ヘキサオキソ−1−フェニル−2,19,22,25,28,31,34,37,40−ノナオキサ−4,7,10,11,16,44−ヘキサアザヘキサテトラコンタ−13−エン−46−酸の合成
7.15gのRR11a−NH−PEG−PA−Glu(DMA)−OH(例14の生成物)および1.50mlのDIPEAを70mlのジクロロメタンに溶解する。次いで、4.32gのMeO−PEG−NHおよび1.67gのPyBOPを添加し、溶液を終夜撹拌する。褐色溶液を蒸発させ、残渣を300gのシリカゲル(Merck 60、0.040〜0.063mm)でのカラムクロマトグラフィーで、酢酸エチル(ethylacetat)、メタノールおよびトリエチルアミンの16:3.1の比と17:2:1の比の混合物をそれぞれ使用して、2回精製する。生成物を含む画分を合わせ、蒸発させ、得られた粘性残渣をt−BuOHから凍結乾燥すると、4.5g(60%)の黄色がかった固体が得られる。MALDI−MS:モノアイソトピックMw計算値−=3476.2、Mw[M+Na]=3500、M=3363.2、Mw=3384.5、PDI=1.01。
例16:((2S,5S,14S,E)−8−(2−アミノ−2−オキソエチル)−14−カルバモイル−5−メチル−3,6,9,12,17−ペンタオキソ−20−(テトラデシルオキシ)−22−オキサ−4,7,8,13,18−ペンタアザヘキサトリアコンタ−10−エン−2−イル)カルバミン酸ベンジルの合成
(a)Fmoc−Glu(DMA)−Sieber樹脂の合成:
100mlのSPPS反応器で、5.0gのSieber樹脂(3.1mmol)を50mlのDMFで2回洗浄し、20%icピペリジンのDMF溶液で15分にわたって処理し、50mlのDMFと50mlのiPrOHで交互に3回洗浄する。次いで、3.2gの(2S)−2−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニルアミノ)−グルタミン酸−γ−2,3−ビス(テトラデシルオキシ)プロピル−アミド(例2を参照のこと、1.25当量、3.8mmol)と2.48gのPyBOP(1.5当量)のDMF(50ml)溶液、および1.62mlのDIPEA(2.5当量)、2.5時間。溶液を濾取し、残渣を50mlのDMFと50mlのiPrOHで交互に3回洗浄する。
(b)RR11a−Glu(DMA)−Sieber樹脂の合成:
RR11a−Glu(DMA)−Sieber樹脂は、通常の固相合成により以下の反応順序で得られる:
(1)DMF中ピペリジンによるFmoc−Glu(DMA)−Sieber樹脂のFmoc基の切断(真空乾燥後の樹脂5.6g)。
(2)DMF中DIPEAを使用するRR11a−NHSとの縮合。
(c)生成物の樹脂からの切断:
2.6gのRR11a−Glu(DMA)−Sieber樹脂をジクロロメタン中5%icトリフルオロ酢酸20mlで2時間処理する。懸濁液を100mlの冷ジイソプロピルエーテルに濾過する。濾液を真空中で蒸発させ、t−BuOHから凍結乾燥すると、660mgの黄色がかった固体が得られる。ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=1056.7、Mw[M−H]=1056.0。
例17:((2S,5S,42S,E)−8−(2−アミノ−2−オキソエチル)−42−カルバモイル−5−メチル−3,6,9,12,40,45−ヘキサオキソ−48−(テトラデシルオキシ)−16,19,22,25,28,31,34,37,50−ノナオキサ−4,7,8,13,41,46−ヘキサアザテトラヘキサコンタ−10−エン−2−イル)カルバミン酸ベンジルの合成
(a)Fmoc−Glu(DMA)−Sieber樹脂の合成:(例16を参照)
(b)NH−PEG−PA−Glu(DMA)−Sieber樹脂の合成:
NH−PEG−PA−Glu(DMA)−Sieber樹脂は、通常の固相合成により以下の反応順序で得られる:
(1)DMF中ピペリジンによるFmoc−Glu(DMA)−Sieber樹脂のFmoc基の切断
(2)DMFおよびDIPEA中HTBUを使用するFmoc−NH−PEG−PAとの縮合、最後に
(3)DMF中ピペリジンによるFmoc−NH−PEG−PA−Glu(DMA)−Sieber樹脂のFmoc基の切断
(c)NH−PEG−PA−Glu(DMA)−アミドの合成:
生成物は、ジクロロメタン中トリフルオロ酢酸を使用してNH−PEG−PA−Glu(DMA)−Sieber樹脂から切断される。ESI−MS:モノアイソトピックMw(計算値)=1034.8、M[M+H]=1035.9。
(d)((2S,5S,42S,E)−8−(2−アミノ−2−オキソエチル)−42−カルバモイル−5−メチル−3,6,9,12,40,45−ヘキサオキソ−48−(テトラデシルオキシ)−16,19,22,25,28,31,34,37,50−ノナオキサ−4,7,8,13,41,46−ヘキサアザテトラヘキサコンタ−10−エン−2−イル)カルバミン酸ベンジルの合成:
メカニカルスターラを装備した5mlの丸底フラスコに、2mlのジクロロメタン中42mgのNH−PEG8−PA−Glu(DMA)−アミド(40.6mmol)を加える。次いで、0.01mlのトリエチルアミン(95mmol)を加える。2〜3分間撹拌すると、明黄色溶液が生じ、23mgのRR11a−NHS(41mmol)を3分かけて添加する。溶液を1時間撹拌し、減圧下で蒸発させると、灰白色固体生成物が得られる。生成物はTLCで単一のスポットを示す。Mw計算値=1480.0、Mw[M+H]=1482およびMw[M+Na]=1504.0。
例18:((2S,5S,126S,E)−8−(2−アミノ−2−オキソエチル)−126−カルバモイル−5−メチル−3,6,9,12,124,129−ヘキサオキソ−132−(テトラデシルオキシ)−16,19,22,25,28,31,34,37,40,43,46,49,52,55,58,61,64,67,70,73,76,79,82,85,88,91,94,97,100,103,106,109,112,115,118,121,134−ヘプタトリアコンタオキサ−4,7,8,13,125,130−ヘキサアザオクタテトラコンタヘクタ−10−エン−2−イル)カルバミン酸ベンジルの合成
(a)Fmoc−Glu(DMA)−Sieber樹脂の合成:(例16を参照)。
(b)RR11a−NH−PEG36−PA−Glu(DMA)−Sieber樹脂の合成:
RR11a−NH−PEG36−PA−Glu(DMA)−Sieber樹脂は、通常の固相合成により以下の反応順序で得られる:
(1)DMF中ピペリジンによるFmoc−Glu(DMA)−Sieber樹脂のFmoc基の切断、
(2)DMFおよびDIPEA中PyBOPを使用するFmoc−NH−PEG36−PAとの縮合、
(3)DMF中ピペリジンによるFmoc−NH−PEG36−PA−Glu(DMA)−Sieber樹脂のFmoc基の切断、最後に
(4)DMF中DIPEAを使用するRR11a−NHSとの縮合。
(c)((2S,5S,126S,E)−8−(2−アミノ−2−オキソエチル)−126−カルバモイル−5−メチル−3,6,9,12,124,129−ヘキサオキソ−132−(テトラデシルオキシ)−16,19,22,25,28,31,34,37,40,43,46,49,52,55,58,61,64,67,70,73,76,79,82,85,88,91,94,97,100,103,106,109,112,115,118,121,134−ヘプタトリアコンタオキサ−4,7,8,13,125,130−ヘキサアザオクタテトラコンタヘクタ−10−エン−2−イル)カルバミン酸ベンジルの合成:
7.0gのRR11a−NH−PEG36−PA−Glu(DMA)−Sieber樹脂を2%icトリフルオロ酢酸のジクロロメタン溶液70mlで処理する。懸濁液を室温で3時間撹拌し、次いで70mlの冷ジイソプロピルエーテルに濾過する。濾液を真空中で蒸発させ、t−BuOHから凍結乾燥すると、1.25gの白色固体が得られる。ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=2713.7、Mw[M+Na+H]2+=1380.1。
例19:RR11a修飾リポソームの調製
RR11a修飾リポソーム(MS 15−4)および対照リポソーム(MS 15−0)は、以下の脂質溶液から構成される:
3mlのスクリューキャップガラスバイアル(Teflonライニングキャップ)に、上記の脂質を加え、短時間ボルテックスする。脂質の不透明な膜が得られるまで、クロロホルムをアルゴン気流下で蒸発させる。次いで、バイアルを真空下のデシケーターに10分間入れる。乾燥塗膜に、1000μLのDPBS 1Xを添加し、均質で乳状の懸濁液が得られるまで(3〜4分)内容物をボルテックスする。この後、Branson 1510モデルの超音波槽で5分間超音波処理して、曇った懸濁液を得る。次いで、この懸濁液をBranson Model 4C15で全振幅の30%にて30秒間プローブ超音波処理して(起泡を回避する)、ほぼ半透明のリポソーム懸濁液を得る。懸濁液を100nmのポリカルボナート膜(Avanti No 610005)を通して高圧押出する。最後に、懸濁液を0.22μmのMillex−GVメンブランフィルターを通して無菌濾過し、無菌バイアル中、4℃で貯蔵する。MS−15−0および15−4のZ平均流体力学的径はそれぞれ、101および99μmである(Malvern ZetaSizer装置)。
例20:RR11a修飾リポソームのレグマイン標的指向
例19のリポソーム製剤を使用して、レグマイン標的指向実験を以下のプロトコルに従って行う:
1日目 3.12×10の4T1細胞/cmを無処理のスライドガラスに播種する
2日目 100μM CoClを添加する;24時間インキュベートする
3日目 100μlのリポソーム(1012NPs/ml)を添加する;2時間インキュベートする;5μg/ml Hoechst 33342を添加する;20分インキュベートする;蛍光顕微鏡に載せ、分析する。
細胞培地:10%FBS、10mM Hepes、0.075%w/v炭酸水素ナトリウムおよび1mMピルビン酸ナトリウムを補充した、L−グルタミン含有RPMI 1640(1倍)。
写真は、63倍の対物レンズを使用して、2×2binで、Hoechstでは500ms、RhodBでは1000ms、およびクリア視野では100msで、各ポータオブジェクト(portaobjects)の各ランダム視野から取得され、20〜30の画像が、画像デコンボリューション分析のために、高さ0.5μmのフォーカスステップで核焦点の周りに蓄積する。図2は、中間焦点を示す、デコンボリューション後のスタックからの20〜30画像の1つを表す。明らかに、データはRhB−DOPEと細胞の共局在を示し、したがってRR−11a−8PEG−PA−Glu(DMA)−アミドで作製されたリポソームは、非標的指向化対照に比べて効率的にこれらの細胞を標的にすることを示す。
例21:抗体(Fc単位)標的指向脂質、ジスルフィド架橋デカペンタペプチドH−Glu(DMA)−Ala−Asp−Cys−Ala−Trp−His−Leu−Gly−Glu−Leu−Val−Trp−Cys−Thr−OHの合成
(a)線状H−Glu(DMA)−Ala−Asp−Cys−Ala−Trp−His−Leu−Gly−Glu−Leu−Val−Trp−Cys−Thr−OHの合成:
固相ペプチド合成は、固相合成装置ABI 431Aを用いて、Fmoc/tBu戦略(Atherton E.,et.al.,J.Chem.Soc.,Chem.Comm.,539(1978))に従って実施され、H−Thr(tBu)−2−CITrt(0.5g、0.25mmole)が原樹脂として使用される。経時的な順で使用されるアミノ酸誘導体は、Fmoc−Cys(Trt)−OH、Fmoc−Trp(Boc)−OH、Fmoc−Val−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−His(Trt)−OH、Fmoc−Trp(Boc)−OH、Fmoc−Ala−OH、Fmoc−Cys(Trt)−OH、Fmoc− Asp(OtBu)−OH、Fmoc−Ala−OHおよびFmoc−Glu(DMA)−OHである。カップリングはFmoc−Xaa−OH/トリメチルピリジン/HBTU(4当量:4当量:3.6当量)によって行われる。ただし、Fmoc−Glu(DMA)−OHはDIPEA/PyBOPを使用してカップリングされる(4.8当量:7.2当量:4.8当量)。Fmoc保護の除去は、DMF中20%ピペリジンによって実現する。ジメチルホルムアミドで交互に洗浄するステップを、各カップリングおよび脱保護ステップの後にそれぞれ3回行う。Fmoc−SPPSによって、1.4gの線状ペプチド樹脂が得られる。線状デカペンタペプチドは、トリフルオロ酢酸(trifluoroaceti acid)/トリイソプロピルシラン/ジチオエリトリトール/水(92.5:2.5:2.5:2.5、14ml)の混合物によって樹脂から2.5時間の間に切断される。濾過した後、濾液を140mlのジイソプロピルエーテルで希釈する。褐色がかった固体を濾取し、真空乾燥する:485mg、理論量の37%、ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=2198.2、Mw[M+2H]2+=1099.6。
(b)ジスルフィド架橋H−Glu(DMA)−Ala−Asp−Cys−Ala−Trp−His−Leu−Gly−Glu−Leu−Val−Trp−Cys−Thr−OHの合成:
例21 a)の下で得られた10mgの褐色がかった固体を、10mlのメタノールに溶解し、DIPEAを添加することによってpH8にする。溶液を酸素雰囲気中で終夜撹拌する。溶液を蒸発させると、最終生成物を褐色がかった固体として定量的収率で得られる。ESI−MS:モノアイソトピックMw計算値=2196.2、Mw[M+2H]2+=1098.6。
例22:押出を行わないRR11a修飾リポソームの調製
RR11a修飾リポソーム(MS−32−1〜MS−32−10)は以下の脂質溶液から構成される:
3mlのスクリューキャップガラスバイアル(Teflonライニングキャップ)に、上記の脂質を加え、短時間ボルテックスする。脂質の不透明な膜が得られるまで、クロロホルムをアルゴン気流下で蒸発させる。次いで、バイアルを真空下のデシケーターに10分間入れる。乾燥塗膜に、1000μLのDPBS 1Xを添加し、均質で乳状の懸濁液が得られるまで(10分)、内容物をボルテックスする。この後、Branson 1510モデルの超音波槽で5分間超音波処理して、曇った懸濁液を得る。次いで、この懸濁液をBranson Model 4C15で全振幅の40%にて30秒間プローブ超音波処理して(起泡を回避する)、ほぼ半透明のリポソーム懸濁液を得る。最後に、懸濁液を0.22μmのMillex−GVメンブランフィルターを通して無菌濾過し、無菌バイアル中、4℃で貯蔵する。Z平均流体力学的径およびPDIは、Malvern ZetaSizer装置を使用して決定される:

Claims (18)

  1. リポソーム形状の脂質性担体小胞であって、
    該脂質性担体小胞は、リポソームの二重層構造の形成に使用される、成分の一つとして、式Iaまたは式Ibの脂質−リガンドコンジュゲートを含む:
    (式中、
    Yは、O、NH、またはSを表し、
    、S、Sは、互いに独立して、共有結合またはスペーサー基を表し、
    、X、Xは、互いに独立して、Hまたはリガンド基を表し、
    Lは、式(b)の基であり:
    (式中、破線はNへの結合を表し、
    、Rは、互いに独立して、飽和または不飽和で直鎖または分枝状の炭化水素鎖を表す)、
    mは、1、2または3であり、
    ただし、X、X、Xの少なくとも1つはリガンド基である);
    (式中、
    Yは、O、NH、またはSを表し、
    、S、Sは、互いに独立して、共有結合またはスペーサー基を表し、
    、X、Xは、互いに独立して、Hまたはリガンド基を表し、
    は、式−(CH−ORもしくは−(CH−ORの基を表し、
    その際、R は、互いに独立して、飽和または不飽和で直鎖または分枝状の炭化水素鎖を表しており、
    mは、1、2または3であり、
    ただし、X、X、Xの少なくとも1つはリガンド基である)。
  2. −Y−S−Xは、−OHまたは−NHを表し、
    但し、XまたはXの少なくとも1つは、リガンド基である
    ことを特徴とする、請求項1に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞。
  3. −S−Xならびに、−S−Xは、Hを表し、
    但し、Xは、リガンド基である
    ことを特徴とする、請求項1に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞。
  4. −S−Xは、Hを表し、
    但し、Xは、リガンド基である
    ことを特徴とする、請求項1に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞。
  5. 、Rが互いに独立して、直鎖または分枝状のC(10〜22)アルキル、C(10〜22)アルケニルまたはC(10〜22)アルキニルである
    ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞。
  6. C(10〜22)アルケニルおよびC(10〜22)アルキニルが、1、2、3または4個、好ましくは1または2個の不飽和結合を有する
    ことを特徴とする、請求項5に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞。
  7. 該リポソーム形状の脂質性担体小胞は、
    少なくとも1つの式(Ia)あるいは式(Ib)の脂質−リガンドコンジュゲートと、
    任意選択で1つまたは複数の他の共脂質を含む、リポソームである
    ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞。
  8. 、X、Xの少なくとも1つが、標的指向リガンドもしくは抗原性リガンド、もしくは治療用リガンドもしくは診断用リガンドまたはそれらの組合せである
    ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞。
  9. スペーサー基が、ポリエチレングリコールまたはエンドキャップされたポリエチレングリコールであり、
    前記スペーサー基として使用される、ポリエチレングリコール原子団は、−CO−(CH −CH −O) −CH −CH −NH−である
    ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞。
  10. 脂質性担体小胞は、その内部空隙内に封入され、もしくは、埋め込まれ、または、その表面に吸着する、もしくは、結合する、少なくとも1つの生物活性剤をさらに含む
    ことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞を含む医薬組成物。
  12. 請求項1〜10のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞の、医薬組成物の調製における使用であって、
    前記リポソーム形状の脂質性担体小胞は、医薬組成物の調製のため、薬物送達系、診断系または抗原表示系として使用される
    ことを特徴とする、使用。
  13. 請求項1〜10のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞において使用するための、式Iaまたは式Ibの脂質−リガンドコンジュゲート:
    (式中、
    Yは、O、NH、またはSを表し、
    、S、Sは、互いに独立して、共有結合またはスペーサー基を表し、
    、X、Xは、互いに独立して、Hまたはリガンド基を表し、
    Lは、式(b)の基であり:
    (式中、破線はNへの結合を表し、
    、Rは、互いに独立して、飽和または不飽和で直鎖または分枝状の炭化水素鎖を表す)、
    mは、1、2または3であり、
    ただし、X、X、Xの少なくとも1つはリガンド基である);
    (式中、
    Yは、O、NH、またはSを表し、
    、S、Sは、互いに独立して、共有結合またはスペーサー基を表し、
    、X、Xは、互いに独立して、Hまたはリガンド基を表し、
    は、式−(CH−ORもしくは−(CH−ORの基を表し、
    その際、R は、互いに独立して、飽和または不飽和で直鎖または分枝状の炭化水素鎖を表しており、
    mは、1、2または3であり、
    ただし、X、X、Xの少なくとも1つはリガンド基である)。
  14. 治療剤に応答する疾患の治療において使用するための、請求項1〜10のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞であって、
    、X、Xの少なくとも1つが、前記治療剤から誘導される基に相当する、治療用リガンド基である
    ことを特徴とする、リポソーム形状の脂質性担体小胞。
  15. 疾患特異的診断剤を使用する疾患の診断において使用するための、請求項1〜10のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞であって、
    、X、Xの少なくとも1つが、前記診断剤から誘導される基に相当する、診断用リガンド基である
    ことを特徴とする、リポソーム形状の脂質性担体小胞。
  16. 抗原剤を利用して、免疫応答を調節する際に使用するための、請求項1〜10のいずれか一項に記載のリポソーム形状の脂質性担体小胞であって、
    、X、Xの少なくとも1つが、前記抗原剤から誘導される基に相当する、抗原性リガンド基である
    ことを特徴とする、リポソーム形状の脂質性担体小胞。
  17. 、Rが互いに独立して、直鎖または分枝状のC(10〜22)アルキル、C(10〜22)アルケニルまたはC(10〜22)アルキニルである
    ことを特徴とする、請求項13に記載の脂質−リガンドコンジュゲート。
  18. 、X、Xの少なくとも1つが、標的指向リガンドもしくは抗原性リガンド、もしくは治療用リガンドもしくは診断用リガンドまたはそれらの組合せである
    ことを特徴とする、請求項13または17に記載の脂質−リガンドコンジュゲート。
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