JP7220472B2 - リポソーム、抗癌剤及び癌治療用キット - Google Patents
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Description
[1]ミコール酸及びステロール化合物を含有するリポソーム。
[2]カチオン性脂質を更に含有する、[1]に記載のリポソーム。
[3]前記ミコール酸がケトミコール酸を含む、[1]又は[2]に記載のリポソーム。
[4]ゼータ電位がプラスである、[1]~[3]のいずれかに記載のリポソーム。
[5]直径が200nm以下である、[1]~[4]のいずれかに記載のリポソーム。
[6]多分散指数が0.3以下である、[1]~[5]のいずれかに記載のリポソーム。
[7][1]~[6]のいずれかに記載のリポソームを有効成分とする抗癌剤。
[8][7]に記載の抗癌剤と免疫チェックポイント阻害剤とを備える、癌治療用キット。
1実施形態において、本発明は、ミコール酸及びステロール化合物を含有するリポソームを提供する。
リポソームとは、両親媒性物質により構成される人工的な小胞の1種である。両親媒性物質としては、リン脂質、糖脂質、界面活性剤等が挙げられる。
本実施形態のリポソームにおいて、ミコール酸としては、免疫系を活性化できるものであれば特に制限なく用いることができる。一般的に、ミコール酸は化学合成することが困難である。このため、抗酸菌から精製して用いることが好適である。
本実施形態のリポソームは、ステロール化合物を含有する。発明者らは、ミコール酸含有リポソームにステロール化合物を含有させることにより、リポソームの粒径を小さく揃え、安定性を高めることができることを明らかにした。
本実施形態のリポソームは、ゼータ電位がプラスであることが好ましい。ゼータ電位がプラスであることにより、細胞親和性が向上し、細胞内にミコール酸を送達することが容易になる。リポソームのゼータ電位は1~20mVであることが好ましく、5~20mVであることがより好ましい。リポソームのゼータ電位は、例えば、電気泳動光散乱測定法等により測定することができる。
本実施形態のリポソームは、カチオン性であることが好ましく、直径が200nm以下であることが好ましい。リポソームの直径は、例えば動的光散乱法により測定することができる。リポソームの直径が200nm以下であること、フィルター滅菌により簡便に滅菌することが可能である。このため、生体に投与しやすい。
本実施形態のリポソームは、多分散指数(polydispersity index)が0.3以下であることが好ましい。多分散指数が小さいことはリポソームの粒径が揃っていることを意味する。リポソームの粒径が揃っていると、フィルター滅菌した場合等にロスを最小限に抑制することができる。
1実施形態において、本発明は、上述したリポソームを有効成分とする抗癌剤を提供する。実施例において後述するように、本実施形態の抗癌剤を生体に投与することにより、免疫系を活性化させ、癌細胞を傷害させることができる。したがって、本実施形態の抗癌剤は、免疫活性化剤、アジュバント等といいかえることもできる。
1実施形態において、本発明は、上述した抗癌剤と、免疫チェックポイント阻害剤とを備える、癌治療用キットを提供する。
1実施形態において、本発明は、癌の治療のためのリポソームであって、ミコール酸及びステロール化合物を含有するリポソームを提供する。ここで、リポソームはカチオン性であることが好ましい。ミコール酸、ステロール化合物としては、上述したものと同様のものを用いることができる。
(BCGからのミコール酸の精製)
《BCGの培養》
マイコバクテリウム・ボビス BCG Tokyo 172株を、ソートン培地を用いて37℃で9日間表面培養した。続いて、培地を121℃で15分間オートクレーブ滅菌した後遠心分離し、BCG加熱死菌を回収した。
続いて、BCG加熱死菌20gに5N水酸化ナトリウム水溶液100mLを加え、121℃で20分間オートクレーブした。続いて、冷却後5N塩酸を加え、pHを2に調整した。続いてヘキサンを加え、ヘキサン層を回収して純水で洗浄後、乾固することにより、総脂肪酸を得た。続いて、総脂肪酸を1mLクロロホルムに溶解し、メタノール50mLを加え、粗ミコール酸の沈殿物を形成して回収した。
続いて、粗ミコール酸100mgに、ヘキサン・メタノール(ヘキサン:メタノール=20:1,v/v)10mL、10%トリメチルシリルジアゾメタン250μLを加え、室温に30分静置し、ミコール酸をメチルエステル化した。得られたメチルエステルミコール酸を、シリカゲルコートガラス薄層クロマトグラフィー(TLC)プレート(20×20cm)、ヘキサン・酢酸エチル溶媒(ヘキサン:酢酸エチル=20:1,v/v)で4回展開し、ヨウ素で呈色させた。
(質量分析によるミコール酸のサブクラスの確認)
実験例1で精製した各サブクラスのミコール酸メチルエステルの分子量を、MALDI-TOF質量分析装置(型式「Voyager DE-STR」、アプライドバイオシステムズ社)により解析した。
(ミコール酸含有リポソームの作製1)
実験例1で精製した、α-ミコール酸、メトキシミコール酸、ケトミコール酸を用いて、表2に示す組成で製造例1~7のリポソームをそれぞれ作製した。表2中、DOPCはジオレオイルホスファチジルコリンを表す。また、カチオン性脂質として、下記化学式(1)で表されるデンドロン脂質(型式「D22」、ヒュギエイアバイオサイエンス社)を使用した。
(ミコール酸含有リポソームの解析)
実験例3で作製した各リポソームについて、分子特性評価装置(型式「ZEN3600」、マルバーン社)を用いて、直径、多分散指数、ゼータ電位をそれぞれ測定した。
(ミコール酸含有リポソームの細胞への取り込みの検討1)
コレステロールとして、蛍光色素であるNBDで標識されたコレステロール(アバンティポーラリピッド社)を使用した以外は実験例3と同様にして、下記表4の組成で製造例8~11のリポソームを作製した。以下、製造例8のリポソームを「α-ミコール酸含有リポソーム」といい、製造例9のリポソームを「メトキシミコール酸含有リポソーム」といい、製造例10のリポソームを「ケトミコール酸含有リポソーム」といい、製造例11のリポソームを「対照リポソーム」という場合がある。
(ミコール酸含有リポソームの細胞傷害活性の検討)
実験例5と同様にして作製した、α-ミコール酸含有リポソーム、メトキシミコール酸含有リポソーム、ケトミコール酸含有リポソーム及び対照リポソームを、50μg/mLの終濃度でヒト膀胱癌細胞株T24、マウス膀胱癌細胞株MBT-2及びマウス膀胱癌細胞株MB49の培地にそれぞれ添加し、細胞傷害活性を検討した。
(マウス皮下腫瘍モデルによるミコール酸含有リポソームの抗腫瘍効果の検討1)
マウス皮下腫瘍モデルを用いてミコール酸含有リポソームの抗腫瘍効果を検討した。図6は、実験スケジュールを説明する図である。まず、実験初日(0日目)に、実験例5と同様にして作製した、α-ミコール酸含有リポソーム、メトキシミコール酸含有リポソーム若しくはケトミコール酸含有リポソーム0.44mg、対照リポソーム0.5mg、又はPBS0.1mLを、それぞれ500,000個のマウス膀胱癌細胞株MB49と混合し、C57BL/6Jマウスの背側の皮下に投与した(n=5又は6)。続いて、腫瘍体積を継時的に測定した。また、実験開始後3日目、5日目及び7日目に、各試薬のみ(実験例5と同様にして作製した、α-ミコール酸含有リポソーム、メトキシミコール酸含有リポソーム、ケトミコール酸含有リポソーム、対照リポソーム又はPBS)をそれぞれ追加で同じ部位に皮下投与した。
(マウス皮下腫瘍モデルによるミコール酸含有リポソームの抗腫瘍効果の検討2)
C57BL/6Jマウスの代わりにBeigeマウスを用いた以外は実験例7と同様にして、マウス皮下腫瘍モデルを用いてミコール酸含有リポソームの抗腫瘍効果(抗腫瘍活性)を検討した。BeigeマウスはChediak-Higashi症候群のモデル動物として知られており、NK細胞が欠損している。
(ミコール酸含有リポソームの作製2)
カチオン性脂質として、下記化学式(2)で表されるデンドロン脂質(型式「D12」、ヒュギエイアバイオサイエンス社)を用いた以外は実験例3と同様にして、表5に示す組成で製造例12のリポソーム(以下、「D12リポソーム」という場合がある。)を作製した。表5中、DOPCはジオレオイルホスファチジルコリンを表す。
(ミコール酸含有リポソームの細胞への取り込みの検討2)
コレステロールとして、蛍光色素であるNBDで標識されたコレステロール(アバンティポーラリピッド社)を使用した以外は実験例9と同様にして、下記表7の組成で製造例13のリポソームを作製した。表7中、DOPCはジオレオイルホスファチジルコリンを表す。
(マウス皮下腫瘍モデルによるミコール酸含有リポソームの抗腫瘍効果の検討3)
ミコール酸含有リポソームに含有させるカチオン性脂質として、上記化学式(1)で表されるデンドロン脂質(型式「D22」、ヒュギエイアバイオサイエンス社)を用いた場合、及び上記化学式(2)で表されるデンドロン脂質(型式「D12」、ヒュギエイアバイオサイエンス社)を用いた場合の抗腫瘍効果を検討した。
(腫瘍組織の組織学的検討)
実験例11のマウス皮下腫瘍モデルにおいて、実験開始後10日目のD22リポソーム投与群のマウス及び対照リポソーム投与群のマウスを用いて、腫瘍組織へのTリンパ球の浸潤を検討した。
(マウス皮下腫瘍モデルによるミコール酸含有リポソームの抗腫瘍効果の検討4)
実験例7、8、11のマウス皮下腫瘍抑制効果モデルでは、腫瘍細胞の接種と同時にミコール酸含有リポソームの投与を開始していた。そこで、腫瘍が形成された後にミコール酸含有リポソームの投与を開始した場合に腫瘍抑制効果が認められるか否かについて検討した。
(ミコール酸含有リポソームの作製3)
ミコール酸として、トレハロースジミコール酸(TDM、ミコール酸のトレハロースジエステル)を用いたミコール酸含有リポソーム(以下、「TDMリポソーム」という場合がある。)を作製した。
(マウス皮下腫瘍モデルによるミコール酸含有リポソームの抗腫瘍効果の検討5)
実験例13と同様のマウス皮下腫瘍モデルを用いて、実験例14で作製した各TDMリポソームの抗腫瘍効果を検討した。
(TDMリポソームによるMincle依存的なサイトカイン産生の検討)
Macrophage-inducible C-type lectin(Mincle)は、C型レクチン受容体の1種である。Mincleのリガンドとしては、損傷自己、真菌、結核菌由来のトレハロースジミコール酸(TDM)等が知られている。
野生型マウス又はMincle-/-マウスから調製した骨髄由来樹状細胞(BDMC)を、それぞれ、96ウェルプレートに、1×105個/ウェルの細胞密度で播種した。続いて、各細胞の培地に、実験例14で作製したBCG-TDMリポソーム又はM.phlei-TDMリポソームをそれぞれ100μg/mLの終濃度となるように添加し、48時間培養した。また、比較のために、実験例5と同様にして作製した対照リポソームを100μg/mLの終濃度となるように添加した群、及び何も添加しなかった群も用意した。続いて、ELISA法により培地中に放出されたTNFの濃度を測定した。
実験例14で作製したBCG-TDMリポソーム及びM.phlei-TDMリポソームを、96ウェルプレートに、それぞれ0.3μg/ウェルとなるように添加してウェル表面をコートした。また、比較のために、実験例5と同様にして作製した対照リポソームを0.3μg/ウェルとなるようにコートした群、何もコートしなかった群、市販のTDM(ナカライテスク社)を1μg/ウェルでコートした群、リポポリサッカライド(LPS)を10ng/mLの終濃度で培地に添加した群も用意した。
野生型マウス又はMincle-/-マウスから調製した骨髄由来マクロファージ(BMM)を、それぞれ、96ウェルプレートに、1×105個/ウェルの細胞密度で播種した。続いて、各細胞の培地に、実験例14で作製したBCG-TDMリポソーム又はM.phlei-TDMリポソームをそれぞれ100μg/mLの終濃度となるように添加し、48時間培養した。また、比較のために、実験例5と同様にして作製した対照リポソームを100μg/mLの終濃度となるように添加した群、何も添加しなかった群、市販のTDM(ナカライテスク社)を1μg/ウェルでコートした群、リポポリサッカライド(LPS)を10ng/mLの終濃度で培地に添加した群も用意した。続いて、ELISA法により培地中に放出されたTNFの濃度を測定した。
(TDMリポソームの大量調製)
表10に示す組成で製造例17のTDMリポソームを工業的に大量調製した。TDMとしては、実験例14で精製したBCG-TDMを使用した。具体的には、BCG-TDM 15.0mg、コレステロール15.0mg、カチオン性脂質(型式「D22」、ヒュギエイアバイオサイエンス社)5.0mgを秤量し、ガラスバイアルへ投入した。
(マウス皮下腫瘍モデルによるミコール酸含有リポソームの抗腫瘍効果の検討6)
実験例7と同様のマウス皮下腫瘍モデルを用いて、実験例17で作製した製造例17のTDMリポソームの抗腫瘍効果を検討した。
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