JPH0672892A - ヘモグロビン含有リポソーム - Google Patents

ヘモグロビン含有リポソーム

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JPH0672892A
JPH0672892A JP4230670A JP23067092A JPH0672892A JP H0672892 A JPH0672892 A JP H0672892A JP 4230670 A JP4230670 A JP 4230670A JP 23067092 A JP23067092 A JP 23067092A JP H0672892 A JPH0672892 A JP H0672892A
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JP
Japan
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hemoglobin
blood
peptide
containing liposome
liposome
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Pending
Application number
JP4230670A
Other languages
English (en)
Inventor
Keisuke Sakaguchi
圭介 坂口
Shinichi Takara
真一 高良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Publication date
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Publication of JPH0672892A publication Critical patent/JPH0672892A/ja
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127Liposomes
    • A61K9/1271Non-conventional liposomes, e.g. PEGylated liposomes, liposomes coated with polymers

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ヘモグロビン含有リポソームに止血機能を持た
せることを目的とする。 【構成】ヘモグロビン含有リポソームの表面にアルギニ
ン-グリシン-アスパラギン酸の配列(RGD配列)を含
むペプチドを結合させたものである。 【効果】これにより、血液凝固反応時に活性化した血小
板が特異的認識を行い、ヘモグロビン含有リポソームと
ともに凝集して血液凝固物ができるので、血液が本来持
つ止血機能を積極的に補助する効果を持つのである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は大量出血等により血液成
分の多くを一時的に失った患者に投与される人工血液に
関する。
【0002】
【従来の技術】血液代替物の分野において人工赤血球の
開発が進んできている(生体材料 Vol.10 No.2 p28-3
5,1992年)。輸血には、ウイルス等の感染の可能性、血
液型の適合性、移植片対宿主病(GVHD)等の副作
用、保存の困難さ、などの問題点があるが、これらを解
決するヘモグロビン含有リポソーム(人工赤血球)が開
発され、生体内で充分機能することが動物実験で確認さ
れている(人工臓器 Vol.21 No.1 p304-308,1992
年)。
【0003】大量出血等で生命の危機的状況にある場
合、循環血液量と酸素運搬能を回復させることが重要で
あるため、代用血漿と人工赤血球を併用することで救命
できる。そのため、酸素運搬機能の優れたヘモグロビン
含有リポソームは、動物実験で救命効果が高かった。し
かし、従来のヘモグロビン含有リポソームは、血液凝固
反応に対し不活性であるため(人工臓器 Vol.20 No.2 p
620-625,1991年)、大量出血させた動物を救命できて
も、失血により不足している血小板や血液凝固因子を補
わなければ、出血傾向があり、手術部位や傷口の止血が
困難であるという欠点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】大量出血等で血液成分
の多くを失った患者を救命するための人工血液には、酸
素運搬機能の他、上述したように止血作用を補助する作
用を付加する必要がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】血小板は種々の要因で活
性化すると血小板膜上に存在する糖蛋白質GPIIbとII
Iaが複合体を形成し、フィブリノーゲンに代表される
接着性タンパクのアルギニン-グリシン-アスパラギン酸
配列(以下RGD配列と略す)を認識して血小板と接着
性タンパクが結合することが明らかになっている(Pro
c. Natl. Acad.Sci. USA Vol.82 p8057 1985年)。
【0006】人工血液に止血補助機能を持たせるために
鋭意検討を重ねた結果、この細胞接着性蛋白質に共通す
る最小活性部位(RGD配列)を含むペプチドをヘモグ
ロビン含有リポソームに結合させると、活性化した血小
板はフィブリノーゲンだけでなくヘモグロビン含有リポ
ソームにも結合できるため、フィブリノーゲンや血小板
が少ない状態でも凝集塊(血栓)が形成され、止血を補
助できることを見いだし本発明を完成した。
【0007】即ち、本発明は、RGD配列を含むペプチ
ドを結合したヘモグロビン含有リポソームからなる人工
血液である。
【0008】RGD配列を有するペプチドは特に限定さ
れないが、アルギニン-グリシン-アスパラギン酸の配列
(RGD配列)を含む20個以下、望ましくは10個以
下のアミノ酸がペプチド結合をもって連結した化合物が
好適に使用される。そのペプチド合成は、通常の液相及
び固相合成法を用いれば良く、また自動ペプチド合成装
置(Applied Biosystems社 430A型,等)を用いても合
成される。
【0009】RGD配列を有するペプチド(以下、RG
Dペプチドと呼ぶ)をヘモグロビン含有リポソームの膜
に結合させる方法は特に限定されないが、その方法の1
つに、RGDペプチドとリン脂質が共有結合した化合物
(以下、RGDペプチド結合リン脂質と呼ぶ)を用いる
方法がある。同様にコレステロールや脂肪酸にRGDペ
プチドを結合させた分子を用いることもできる。
【0010】本発明におけるRGDペプチド結合リン脂
質とは、リン脂質の親水部(極性頭部)にRGDペプチ
ドを共有結合した構造の分子である。RGDペプチドと
リン脂質を共有結合させるには、リン脂質の極性部に反
応活性な官能基が必要である。これにはホスファチジル
エタノールアミンのアミノ基,ホスファチジルグリセロ
ールの水酸基,ホスファチジルセリンのカルボキシル
基,あるいはアミノ基を導入したホスファチジルコリン
などがあり、ホスファチジルエタノールアミンのアミノ
基が好ましく利用される。
【0011】リン脂質の反応活性な官能基とRGDペプ
チドを共有結合させる方法としてペプチド結合があり、
公知の技術(DCC法,アジド法,混合酸無水物法,
等)により結合させる。例えば、アミノ保護基として第
三ブチルオキシカルボニル(Boc)基を導入したRGD
ペプチドとホスファチジルエタノールアミンとをN,
N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)をカ
ップリング試薬に使用して結合させる。
【0012】また、水酸基に公知の技術によりカルボキ
シル基を導入したコレステロールや脂肪酸をカルボジイ
ミドを用いてRGDペプチドを結合させ、RGDペプチ
ド結合コレステロールやRGDペプチド結合脂肪酸を合
成し、以下に述べるRGDペプチド結合リン脂質の使用
方法と同様に利用し目的の人工血液を得ることもでき
る。
【0013】本発明のRGDペプチドが膜表面に固定さ
れているヘモグロビン含有リポソームの製造は、上記の
RGDペプチド結合リン脂質をリポソーム膜構成脂質に
均一に混合し調製するか、又はヘモグロビン含有リポソ
ームの浮遊液中にRGDペプチド結合リン脂質を添加す
ることで調製できる。また、脂肪酸を荷電物質に使用し
たヘモグロビン含有リポソームを水溶性カルボジイミド
のカルボキシル基で活性化しRGDペプチドと結合させ
る方法もある。
【0014】ヘモグロビン含有リポソームの原料及び製
造方法については、特開平2-149512等に記載されている
通りである。つまり、水和したリポソーム構成リン脂質
とヘモグロビン水溶液を混和、撹拌すればよい。この
時、ヘモグロビン水溶液の濃度は30〜60%が望まし
い。このようにして製造されたヘモグロビン含有リポソ
ームは、粒子径1μ以下(平均0.2μ)、総脂質重量
濃度に対するヘモグロビン(Hb)重量濃度の値は1.
3〜2.2(Hb mg/脂質 mg),総ヘモグロビンに対す
るメトヘモグロビンの比率は5%以下,ネガティブ染色
した後の透過型電子顕微鏡による観察では2〜7枚の膜
数のヘモグロビン内包リポソーム液が得られる。
【0015】ヘモグロビン含有リポソームのRGDペプ
チド結合量は、リポソーム構成脂質の主成分であるリン
脂質に対して、モル比で0.1mol%〜50mol%、好ま
しくは0.5mol%〜20mol%、より好ましくは1mol%
〜5mol%である。この範囲を下回る場合には活性化血
小板との凝集効果が不充分となり、上回る場合にはリポ
ソームが非特異的な凝集を起こし不安定となる。
【0016】ヘモグロビン内包リポソームの脂質組成に
ついては特に限定されないが、フォスファチジルコリ
ン,フォスファチジルエタノールアミン,フォスファチジ
ルセリン,スフィンゴミエリン等に代表されるリン脂質
で、卵黄や大豆など天然物由来のもの、或は有機化学合
成手段により得られるものを主成分とする。特に天然リ
ン脂質を公知の方法で水素添加した飽和脂肪酸組成を有
するリン脂質が好適に使用される。さらに膜安定のため
に、コレステロールやコレスタノール等のステロール類
を添加したり、荷電を与えるためにジセチルフォスフェ
ート,高級脂肪酸,フォスファチジン酸を添加する。血
液凝固反応を促進させる効果を上げるために、天然物由
来のフォスファチジルセリンやフォスファチジルエタノ
ールアミンの比率を上げる方法もある。
【0017】以下、本発明を実施例によって詳しく説明
する。
【0018】
【実施例】
[実施例1] 1,RGDペプチド結合リン脂質の調製 RGDペプチドとして、テトラペプチド:アルギニン-
グリシン-アスパラギン酸-セリン ,略号:RGDS)を用
いる場合の調製法について、その実施例を挙げる。自動
ペプチド合成装置(Applied Biosystems 430A型)により
ペプチドRGDSを合成した。全保護基を外したペプチ
ド867mg(2mmol)をジオキサン-水(2:1)に溶かし、
かき混ぜながらジメチルスルホアミドとジ-t-ブチル-
ジカルボナートを加えた。減圧濃縮し、塩酸でpH2.
3にし酢酸エチルで抽出する。水洗、乾燥し、第三ブチ
ルオキシカルボニル(Boc)基を導入したRGDペプチド
を得る。次いでN,N’-ジシクロヘキシルカルボジイ
ミド227mg(1.1mmol)と共に塩化メチレンとジオキサンの
混合溶媒に溶かし、濾液を再結晶化する。この結晶と水
素添加大豆ホスファチジルエタノールアミン(HSP
E)1540mg(2mmol)を塩化メチレンに溶解し4時間放置
後、結晶を得る。得られた結晶を2M 塩酸/ジオキサン
に溶かし、室温で1時間放置する。減圧濃縮し乾燥して
RGDペプチド結合リン脂質(RGDS-HSPE)1338mg(1.1
mmol)が得られた。 2,ヘモグロビン含有リポソームの調製 水素添加率90%の精製大豆フォスファチジルコリン
(HSPC),コレステロール(Chol),ミリスチン酸
(MA),α-トコフェロール(α-Toc)の均一混合粉
末[HSPC:Chol:MA:α-Toc=7:7:2:0.28(モル比),日本精化
製,商品名:プレソーム]108gに等量の精製水を加
え、60℃ 60分間加熱し振り混ぜ水和する。ヘモグ
ロビン溶液(濃度50g/dl)600mlにフィチン
酸六ナトリウム3.72g添加し溶解した後、水和した
脂質と混合し、高速撹拌機を用いて10000rpm60分間の
処理を行った。得られた液に生理食塩水を10倍量加
え、遠心分離(12000xg,30分)し、上澄みを除去し沈
殿を回収した。この沈殿を生理食塩水で懸濁し、同様に
遠心分離と上澄みの除去を行った。再度、懸濁→遠心分
離→沈殿回収を行った後、沈殿を生理食塩水で懸濁し、
液を孔径0.45μのメンブランフィルター(ミリポア
製)で濾過した。ヘモグロビン濃度5g/dlの懸濁液
1200mlが得られた。さらにホ゜リエチレンク゛リコ―ル(平均分子
量約5000)が結合した水素添加大豆フォスファチジルエ
タノールアミン(PEG-PE)の3g/dl液を40ml添加し、37
℃で1時間放置してヘモク゛ロヒ゛ン内包リホ゜ソ―ム液が調製され
た。(この液を未修飾人工血液と呼ぶ)総脂質濃度35.8
mg/ml(リン脂質濃度23.9mg/ml),ヘモグロビン濃度50
mg/ml,平均粒径206nm,メトヘモグロビン比率3.4%で
あった。 3,リポソーム表面へのRGDペプチド処理 RGDペプチド結合リン脂質(この実施例では、RGDS-H
SPE)1.0gをヘモグロビン含有リポソーム液1000
mlに溶解し37℃2時間保温させることで、リポソー
ム膜表面にRGDペプチド結合リン脂質が固定された。
遠心分離(12000xg,30分)により結合しなかったRG
D-HSPEを除き、ヘモグロビン濃度5g/dlに生理食塩
水で懸濁する。(この液をRGD人工血液と呼ぶことす
る。) [比較例]RGD配列を持たないテトラペプチド:アル
ギニン-グリシン-グルタミン酸-セリン(略号:RGE
S)を結合したリン脂質を実施例1と同様に合成し、ヘ
モグロビン内包リポソームの表面に結合させた。以下、
この液を非RGDペプチド結合人工血液と呼ぶことにす
る。
【0019】[試験]実施例1で調製した未修飾人工血
液(a液),RGDぺプチド結合人工血液(b液),非
RGDペプチド結合人工血液(c液)を次の2つの試験
で血液凝固補助機能と酸素運搬機能を調べた。
【0020】〈試験〉3.8%クエン酸ナトリウム液で抗
凝固したヒト新鮮血漿を遠心分離(800rpm,5分)し、
多血小板血漿(PRP)を得た。同時に遠心分離(3000
rpm10分)により乏血小板血漿(PPP)も得た。マ
イクロプレート上でPRPまたはPPP100μlと人工
血液50μlを混合した。さらに0.1mMアデノシン
二リン酸(ADP)溶液または生理食塩水を5μl加
え、22℃で5分間緩やかに撹拌した。肉眼及び顕微鏡
上で液を観察すると人工血液凝集物の生成は下表のよう
になった。この結果、RGDペプチド結合人工血液のみ
が活性化した血小板と反応し凝集することが証明され
た。
【表1】 〈試験〉ウサギ(♂,約3Kg)の大腿動脈と大腿静
脈にカテーテルを挿入し、動脈からの脱血と静脈への人
工血液の投与を同時に等速度(5ml/min)で行
い、ウサギの赤血球のヘマトクリット値の8%以下まで
血液交換した(約800mlの送脱血)。人工血液の代
わりに生理食塩水を使用した場合には、血液交換途中ま
たは交換後24時間以内に酸素不足のため死亡したが、
人工血液では、a液、b液、c液ともに長期間(1年以
上)生存した。血液交換後、頚部の毛を剃り、メス刃で
皮膚を深さ1.5mm、長さ1cmの傷をつけ、1分間
ガーゼで圧迫した。RGDペプチド結合人工血液(b
液)で血液交換したウサギの場合、傷口からの出血はす
ぐに凝固し止血したが、未修飾人工血液(a液)と非R
GDペプチド結合人工血液のウサギの場合には、傷口か
らの出血は止まらなかった。血液交換後の血小板数は、
約4万個/μl,フィブリノーゲン濃度約35mg/d
lで共に1/8程度になっていたが、RGDペプチド結
合人工血液で血液交換した場合には、止血機能が正常に
近いことが証明された。
【0021】[実施例2]RGDペプチドに、ペンタペ
プチド:グリシン-アルギニン-グリシン-アスパラギン
酸-フェニルアラニン(略号:GRGDF)を合成し、
実施例1と同様にRGDペプチド結合リン脂質を合成
し、ヘモグロビン含有リポソームに結合させた。この人
工血液の止血補助機能を試験,で試験したところ、
実施例1と同様の作用を有することが示された。
【0022】[実施例3]へモグロビン内包リポソーム
の製法で、ポリエチレングルコールを用いない以外は実
施例1と同様にRGDペプチドが結合したヘモグロビン
含有リポソームを作成した。この人工血液について止血
補助機能を試験で試験したところ、実施例1と同様の
作用を有することが確認された。
【0023】[実施例4]実施例1と同様にヘモグロビ
ン含有リポソームを調製した後、水溶性カルボジイミド
でリポソーム膜表面上のミリスチン酸のカルボキシル基
を活性化し、次いでテトラペプチド:アルギニン-グリシ
ン-アスパラギン酸-セリン(略号:RGDS)0.4g
を加えて18時間撹拌した。生理食塩水で希釈し遠心分
離(12000xg,30分)し、沈殿を懸濁してRGDペプチ
ド結合人工血液を製造した。この人工血液を試験,
で止血補助機能を調べたところ、実施例1と同様の作用
が確認できた。
【0024】
【発明の効果】以上 詳しく説明したように、本発明に
よれば、ヘモグロビン含有リポソームの表面にRGD配
列を有するペプチドを結合させることにより、活性化し
た血小板と凝集できる人工血液を提供することができ
る。大量失血で血小板や血漿中の血液凝固因子が失われ
た場合に、本発明の人工血液を用いれば、残存する血小
板が出血部位で活性化し、RGDペプチド結合ヘモグロ
ビン含有リポソームと共に凝集するので、少ない血小板
が人工血液と共に有効に機能して血液が凝固できる。ま
た、血小板が活性化しない限り、ヘモグロビン含有リポ
ソームは凝集しないので、安全性が高い。以上のよう
に、酸素運搬能だけでなく止血補助機能を有する安全性
の優れた人工血液を提供可能となる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルギニン-グリシン-アスパラギン酸の配
    列を含むペプチドを膜表面に結合させたヘモグロビン含
    有リポソーム。
JP4230670A 1992-08-31 1992-08-31 ヘモグロビン含有リポソーム Pending JPH0672892A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2058398A1 (en) 2007-11-09 2009-05-13 Nipro Corporation Production of recombinant human hemoglobin using pichia yeast

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2058398A1 (en) 2007-11-09 2009-05-13 Nipro Corporation Production of recombinant human hemoglobin using pichia yeast

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Effective date: 20040302