JPWO2005095621A1 - 人工磁性体による、遺伝子導入調節法およびシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、通常の生体分子導入因子を用いて、磁力で送達位置を制御できるような技術を提供することを課題とする。この課題は、鉄コロイドのような通常使用され、人工合成可能な磁性粒子であっても、核酸導入因子とともに用いることができることを見出し、生体内における毒性もそれほどなかったことによって、解決される。従って、本発明は、磁性粒子を用いて、遺伝子ベクターなどの遺伝子送達因子を改変し、それらを目的の組織にまで誘導させて治療効果を増強するための技術および磁場制御が可能な装置が開発される。

Description

本発明は、遺伝子工学の分野にある。より詳細には、磁性を利用した、遺伝子導入に関する。

近年の先進医療技術の向上により、遺伝子治療あるいは細胞治療による難治性疾患の克服の可能性が膨らみつつある。これら次世代の治療で大きくクローズアップされるのは、「場」の概念であり、遺伝子の局所での過剰発現または「ニッチ」と呼ばれる未分化細胞の組織特異的な分化に適した環境が重要視されている。この「場」に遺伝子または細胞を人為的に集積される技術が最近にわかに必要とされてきた。

種々の疾患を治療する手段として、遺伝子治療が注目されている。遺伝子治療では、リポソームなどの遺伝子送達因子が利用されているが、特異性が低いことから、標的とする細胞、部分以外にも導入される遺伝子が送達されるという欠点がある。

特異性を高めるために、細胞に特異的に発現するマーカーなどを指標に遺伝子を送達することもまた提唱されている。しかし、そのような指標に特異的な因子は、概して宿主の体に有害であることが多く、生体適合性という観点からは、好ましくないか、あるいは、好ましかったとしても、その開発は困難である。

特許文献１は、磁性細菌のマグネトソームおよび遺伝子を含有するリポソームを開示する。しかし、この公報で使用されるマグネトソームとは、磁性細菌が菌体内に有する、寸法約５００〜１５００Åの微小なマグネタイト微粒子であり、同様のものを人工的に合成することは困難とされている。従って、従来は、自由自在に遺伝子送達因子を設計することが困難であった。また、磁性細菌は、生体にとって必ずしも安全とはいえず、医薬への応用は困難である。また、マグネタイトは、遺伝子導入ベクターなどの修飾には不向きである。

特許文献２でもまた、磁性細菌のマグネトソームの医療応用を開示する。しかし、この公報で使用されるものも、磁性細菌由来のものしか使用することができない。従って、毒性および生体適合性などの点から、医薬への応用が困難であることには変わりがない。

そのような中、安全で、磁性を用いて遺伝子を自在に導入するための技術が渇望されている。
特開平０７−２４１１９２号 特表２００１−５２７５３４号

本発明は、通常の生体分子導入因子を用いて、磁力で送達位置を制御できるような技術を提供することを課題とする。

上記課題は、鉄コロイドのような通常使用され、人工合成可能な磁性粒子を、核酸導入因子ともに用いることができることを見出すことによって解決される。

本発明によって、磁性粒子を用いて、遺伝子ベクターなどの遺伝子送達因子を改変し、それらを目的の組織にまで誘導させて治療効果を増強するための技術および磁場制御が可能な装置が開発される。

本発明によって、以下が提供される。
（１）磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物。
（２）上記生体分子は、核酸、タンパク質または低分子である、上記項目に記載の組成物。
（３）上記生体分子は、ＤＮＡ、ＲＮＡおよびその改変体からなる群より選択される、上記項目に記載の組成物。
（４）上記組成物は、遺伝子導入ベクターを含む、上記項目に記載の組成物。
（５）上記磁性粒子は、金属を含む、上記項目に記載の組成物。
（６）上記磁性粒子には、タンパク質をコードする核酸が付着される、上記項目に記載の組成物。
（７）上記磁性粒子は、コロイド状態で存在する、上記項目に記載の組成物。
（８）上記磁性粒子は、生体高分子でコーティングされる、上記項目に記載の組成物。
（９）上記磁性粒子は、硫酸プロタミン、ゼラチン、コラーゲン、およびファイブロネクチンからなる群より選択される少なくとも１つの化合物でコーティングされる、上記項目に記載の組成物。
（１０）上記磁性粒子は、硫酸プロタミンでコーティングされる、上記項目に記載の組成物。
（１１）上記磁性粒子は、鉄化合物、ニッケル化合物、コバルト化合物および電磁石からなる群より選択される少なくとも１つの化合物を含む、上記項目に記載の組成物。
（１２）上記磁性粒子は、鉄化合物を含む、上記項目に記載の組成物。
（１３）上記磁性粒子は、酸化鉄、硫酸鉄、塩化鉄または鉄アルコキシドから作製されるコロイドを含む、上記項目に記載の組成物。
（１４）上記磁性粒子は、フェライト、マグネタイトまたはマグヘマイトを含む、上記項目に記載の組成物。
（１５）上記磁性粒子は、沈降方法または加水分解して調製される磁性微粒子を含む、上記項目に記載の組成物。
（１６）上記遺伝子導入ベクターは、ウイルスベクターまたはその改変体を含む、項目４に記載の組成物。
（１７）上記ウイルスベクターまたはその改変体は、不活化される、項目１６に記載の組成物。
（１８）上記遺伝子導入ベクターは、センダイウイルスエンベロープ（ＨＶＪ−Ｅ）を含む、項目４に記載の組成物。
（１９）上記遺伝子導入ベクターは、治療的効果を有するタンパク質をコードする核酸を含む、項目４に記載の組成物。
（２０）さらに遺伝子導入試薬を含む、上記項目に記載の組成物。
（２１）上記遺伝子導入試薬は、カチオン性高分子、カチオン性脂質およびリン酸カルシウムからなる群より選択される少なくとも１つの成分を含む、項目２０に記載の組成物。
（２２）上記遺伝子導入試薬は、リポフェクタミンを含む、項目２０に記載の組成物。
（２３）さらに、特定の細胞に特異的に相互作用する成分を含む、上記項目に記載の組成物。
（２４）１０〜１５０ｅｍｕ／ｇの磁性強度を有する、上記項目に記載の組成物。
（２５）２０ｎｍ〜２００ｎｍの粒子状形態を有する、上記項目に記載の組成物。
（２６）２０ｎｍ〜５０ｎｍの粒子状形態を有する、上記項目に記載の組成物。
（２７）磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物と、磁場発生手段とを備える、装置。
（２８）上記磁場発生手段は、１０，０００エルステッド未満の強さの磁場をかける能力を有する、上記項目に記載の装置。
（２９）上記磁場発生手段は、局所的に磁場をかけることができる、上記項目に記載の装置。
（３０）上記磁場発生手段は、永久磁石である、上記項目に記載の装置。
（３１）上記磁場発生手段は、電磁石である、上記項目に記載の装置。
（３２）磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を製造する方法であって、
Ａ）金属イオンと、水酸化物イオンとを含む水酸化物水溶液を生成する工程；および
Ｂ）物理的刺激を与えて上記金属の水酸化物コロイドを生成する工程、
を包含する、方法。
（３３）上記水酸化物水溶液は、
Ａ−１）金属イオンを含む水溶液を調製する工程；および
Ａ−２）上記水溶液に水酸化物イオンを加え上記金属の水酸化物を生成する工程
によって生成される、上記項目に記載の方法。
（３４）上記水酸化物水溶液は、金属アルコキシドを加水分解して生成される、上記項目に記載の方法。
（３５）上記金属は、鉄である、上記項目に記載の方法。
（３６）上記金属イオンを含む水溶液は、塩化鉄（ＩＩ）または硫酸鉄（ＩＩ）の水溶液である、項目３３に記載の方法。
（３７）上記金属アルコキシドは、鉄アルコキシドである、項目３４に記載の方法。
（３８）上記金属イオンは、０．０１〜１ｍｏｌ／ｄｍ^３の濃度で存在する、項目３２に記載の方法。
（３９）さらに、生体分子を混合する工程を包含する、上記項目に記載の方法。
（４０）上記生体分子は、核酸を含む、項目３９に記載の方法。
（４１）磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を含む、生体分子を生体に導入するための医薬キット。
（４２）上記組成物は、遺伝子導入ベクターを含む、上記項目に記載の医薬キット。
（４３）上記組成物と、目的の生体分子とを混合して生体に投与するよう指示する指示書をさらに備える、上記項目に記載の医薬キット。
（４４）以下の工程：
Ａ）治療または予防に使用される生体分子および磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を被検体に投与する工程；および
Ｂ）上記被検体において上記生体分子の送達が所望される部位に磁場をかける工程、
を包含する、上記生体分子によって治療または予防を行うことができる疾患または障害を処置または予防するための方法。
（４５）上記生体分子は、核酸を含み、上記治療または予防は、遺伝子治療を含む、上記項目に記載の方法。
（４６）上記組成物は、遺伝子導入ベクターを含む、上記項目に記載の方法。
（４７）上記遺伝子導入ベクターは、ウイルスベクターまたはその改変体を含む、項目４６に記載の方法。
（４８）上記ウイルスベクターまたはその改変体は、不活化される、項目４７に記載の方法。
（４９）上記遺伝子導入ベクターは、センダイウイルスエンベロープ（ＨＶＪ−Ｅ）を含む、項目４６に記載の方法。
（５０）上記磁場をかける工程は、１０分から数日間の間行われる、上記項目に記載の方法。
（５１）上記磁場をかける工程は、１０分から２時間の間行われる、上記項目に記載の方法。
（５２）磁性粒子の、生体分子を導入するための組成物を調製するための、使用。

以下に、本発明の好ましい実施形態を示すが、当業者は本発明の説明および当該分野における周知慣用技術からその実施形態などを適宜実施することができ、本発明が奏する作用および効果を容易に理解することが認識されるべきである。

本発明は、任意の遺伝子をコードする核酸分子を自由に生体分子導入因子に導入して核酸を導入する技術を提供する。本発明は、生体に安全に適合し、さらに送達位置を制御可能とする生体分子導入因子を提供する。このような生体分子導入因子技術を用いることによって、遺伝子治療のより詳細な制御およびテイラーメイド治療が可能になる。特に、なお安全性に関しては、酸化鉄自体は貧血の治療薬として既に臨床で使用されており、今後磁性コロイドをＧＭＰ基準下で製造すれば充分に医療に使える素材であり、その応用範囲は広い。

マウス、ラットなどの動物、植物などでも、ＨＶＪ−Ｅなどの遺伝子導入ベクターを、維管束、脈管または血管内に注入し、磁場により目的の器官・組織まで移動させて遺伝子導入を行うことが可能である。

本発明の粒子で遺伝子導入ベクターの表面を修飾し磁場による遺伝子導入効率の増強が行われる。より好ましい実施形態では、磁性粒子そのものよりも磁性粒子表面を硫酸プロタミンのような生体高分子でコーティングする方が、より遺伝子導入効果が奏される。このような磁性組成物は、プラスミドなどの遺伝子をコードする核酸を含む核酸分子などと混合することにより培養細胞での遺伝子導入効率が上昇し、特に、ＨＶＪ−Ｅベクターと併用すると飛躍的に遺伝子導入効率の増強が可能になった。安全性の評価として培養上清中のＬＤＨの量を測定したところ、細胞上清中のＬＤＨ濃度の検討では、細胞約１万個あたり１０μｇの使用までであればＬＤＨの上昇は認めなかったことから、安全性も高いという効果も有する。

［図１］図１は、本発明の磁性粒子を含む組成物の構成例を示す。
［図２］図２は、磁石を用いたトランスフェクション実験例を示す。
［図３］図３は、実施例６のトランスフェクション実験結果（トランスフェクション効率（ルシフェラーゼ活性））を示す。左から、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェルのみ、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェル＋硫酸プロタミン５０μｇ／ｍｌ、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ（磁性粒子を硫酸プロタミンにまぶしたもの）１μｇ／ウェル、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １０μｇ／ウェル、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １００μｇ／ウェルを示す。
［図４］図４は、実施例６の毒性実験結果（細胞傷害性（ＬＤＨ放出））を示す。左から、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェルのみ、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェル＋硫酸プロタミン５０μｇ／ｍｌ、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ（磁性粒子を硫酸プロタミンにまぶしたもの）１μｇ／ウェル、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １０μｇ／ウェル、ＨＶＪ−Ｅ５００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １００μｇ／ウェルを示す。
［図５］図５は、実施例７のトランスフェクション実験（ルシフェラーゼ活性−低容量ＨＶＪ−Ｅの利用）結果を示す。縦軸は、タンパク質あたりの発光量（ＲＬＵ）を示す。左から、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェルのみ、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェル＋硫酸プロタミン１０μｇ／ｍｌ、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェル＋硫酸プロタミン１００μｇ／ｍｌ、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ（磁性粒子を硫酸プロタミンにまぶしたもの）３μｇ／ウェル、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １０μｇ／ウェル、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ ３０μｇ／ウェルを示す。
［図６］図６は、実施例７の毒性実験（細胞傷害性試験（ＬＤＨ放出））結果を示す。左から、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェルのみ、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェル＋硫酸プロタミン１００μｇ／ｍｌ、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ（磁性粒子を硫酸プロタミンにまぶしたもの）３μｇ／ウェル、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １０μｇ／ウェル、ＨＶＪ−Ｅ１００ＨＡＵ／ウェル＋ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ ３０μｇ／ウェルを示す。
［図７］図７は、実施例８のトランスフェクション実験結果および毒性実験結果を示す。左から、プラスミド（５μｇ／１２ウェル）、ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １μｇ／ウェル、ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １０μｇ／ウェル、ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ ３０μｇ／ウェル、ＰＳ １００μｇ／ｍｌを示す。
［図８］図８は、実施例９において、ＧＦＰまたはＦＩＴＣを用いたトランスフェクション効率の評価を示す結果である。図の上段が蛍光顕微鏡の写真であり、下段が位相顕微鏡の写真である。左半分は、ＧＦＰを使用した実施例であり、右半分はＦＩＴＣを使用した実施例である。拡大率は上下二枚の写真の拡大率を示す。
配列表の説明

配列番号１：使用したルシフェラーゼベクター（ｐＧＬ−Ｂａｓｉｃ）の配列
配列番号２：実施例９において使用された配列ＣＣＴＴＧＡＡＧＧＧＡＴＴＴＣＣＣＴＣＣ。

以下、本発明を説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞（例えば、英語の場合は「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」など）は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当上記分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書（定義を含めて）が優先する。

以下に本明細書において特に使用される用語の定義および一般技術を列挙する。

（一般技術）
本明細書において用いられる分子生物学的手法、遺伝子工学的手法、生化学的手法、微生物学的手法は、当該分野において周知であり慣用されるものであり、例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋ Ｊ．ｅｔ ａｌ．（１９８９）．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒおよびその３ｒｄ Ｅｄ．（２００１）；Ａｕｓｕｂｅｌ，Ｆ．Ｍ．（１９８７）．Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｇｒｅｅｎｅ Ｐｕｂ．Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ ａｎｄ Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ；Ａｕｓｕｂｅｌ，Ｆ．Ｍ．（１９８９）．Ｓｈｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ：Ａ Ｃｏｍｐｅｎｄｉｕｍ ｏｆ Ｍｅｔｈｏｄｓｆｒｏｍ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｇｒｅｅｎｅ Ｐｕｂ．Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ ａｎｄＷｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ；Ｉｎｎｉｓ，Ｍ．Ａ．（１９９０）．ＰＣＲ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ：Ａ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ；Ａｕｓｕｂｅｌ，Ｆ．Ｍ．（１９９２）．Ｓｈｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ：Ａ Ｃｏｍｐｅｎｄｉｕｍ ｏｆ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｒｏｍ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｙ，Ｇｒｅｅｎｅ Ｐｕｂ．Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ；Ａｕｓｕｂｅｌ，Ｆ．Ｍ．（１９９５）．Ｓｈｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ：Ａ Ｃｏｍｐｅｎｄｉｕｍ ｏｆ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｒｏｍ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｙ，Ｇｒｅｅｎｅ Ｐｕｂ．Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ；Ｉｎｎｉｓ，Ｍ．Ａ．ｅｔ ａｌ．（１９９５）．ＰＣＲ Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ；Ａｕｓｕｂｅｌ，Ｆ．Ｍ．（１９９９）．Ｓｈｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ：ＡＣｏｍｐｅｎｄｉｕｍ ｏｆ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｒｏｍ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｗｉｌｅｙ，ａｎｄａｎｎｕａｌ ｕｐｄａｔｅｓ；Ｓｎｉｎｓｋｙ，Ｊ．Ｊ．ｅｔ ａｌ．（１９９９）．ＰＣＲ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｆｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｇｅｎｏｍｉｃｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、別冊実験医学「遺伝子導入＆発現解析実験法」羊土社、１９９７などに記載されており、これらは本明細書において関連する部分（全部であり得る）が参考として援用される。本発明の遺伝子ワクチンは、当該分野において公知の技術を用いて実施することができる。そのようなワクチンの作製は、本明細書において他の場所において詳述される分子生物学的手法、生化学的手法および遺伝子工学的手法を応用することによって実施することができる。

人工的に合成した遺伝子を作製するためのＤＮＡ合成技術および核酸化学については、例えば、Ｇａｉｔ，Ｍ．Ｊ．（１９８５）．Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ；Ｇａｉｔ，Ｍ．Ｊ．（１９９０）．Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ；Ｅｃｋｓｔｅｉｎ，Ｆ．（１９９１）．Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ ａｎｄ Ａｎａｌｏｇｕｅｓ：Ａ ＰｒａｃｔｉｃａｌＡｐｐｒｏａｃｈ，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ；Ａｄａｍｓ，Ｒ．Ｌ．ｅｔ ａｌ．（１９９２）．Ｔｈｅ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅＮｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ，Ｃｈａｐｍａｎ＆Ｈａｌｌ；Ｓｈａｂａｒｏｖａ，Ｚ．ｅｔ ａｌ．（１９９４）．ＡｄｖａｎｃｅｄＯｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ；Ｂｌａｃｋｂｕｒｎ，Ｇ．Ｍ．ｅｔ ａｌ．（１９９６）．Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ ｉｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ；Ｈｅｒｍａｎｓｏｎ，Ｇ．Ｔ．（１９９６）．Ｂｉｏｃｏｎｊμｇａｔｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓなどに記載されており、これらは本明細書において関連する部分が参考として援用される。

（用語の定義）
以下に本明細書において特に使用される用語の定義を列挙する。

（磁性粒子）
本明細書において「磁性粒子」とは、磁性を有する任意の粒子（分子、化合物）を意味する。通常、磁性粒子は、金属から構成されるが、磁性を有するプラスチックも開発されており、そのようなプラスチックもまた使用され得る。好ましくは、磁性粒子は、人工的に製造されるものであり得るがそれに限定されない。磁性粒子は、例えば、正に帯電している（例えば、ζ電位（固体と液体の界面に生じた電気二重層をはさんで固体と液体の相対運動があるとき，固体と液体の間に生じる電位）が１０ｍＶ〜２０ｍＶのようなもの）ものが使用され得る。なお、磁性粒子に高分子（例えば、生体分子、遺伝子送達ベクターなど）が付与されたものは、本明細書において「磁性高分子」と呼ぶことがある。

本明細書において磁性は、ｅｍｕ／ｇで表すことができ、通常１０〜５００ｅｍｕ／ｇの磁性強度を有する粒子が使用されるがそれらに限定されない。

本明細書において「粒子」とは、一定の硬度を有し、一定の大きさ以上の大きさを有する物質をいい、本発明では、金属などによって構成されるものをいう。本発明において使用される粒子としては、例えば、鉄コロイドなどが挙げられるがそれらに限定されない。このような粒子は、通常、２０ｎｍ〜２００ｎｍのものが使用され得、例えば、２０ｎｍ〜５０ｎｍのものを使用することができるがそれらに限定されない。本発明において使用される粒子としては、例えば、鉄コロイド、塩化鉄、酸化鉄、水酸化鉄、鉄アルコキシド、硫酸鉄、フェライト粉（戸田工業などから入手可能）などが挙げられるがそれらに限定されない。従って、１つの実施形態では、本発明において用いられる磁性粒子は、磁性細菌のマグネトソームとは異なる。

本明細書において使用される金属は、磁性を付与することができる限り、どのような金属であっても使用することができることが理解される。そのような金属としては、例えば、鉄（酸化鉄、フェライト、マグネタイトまたはマグヘマイトなど）、ニッケル、コバルト、ネオジム、サマリウムなどを挙げることができるがそれらに限定されない。このような磁性粒子は、酸化鉄、硫酸鉄、塩化鉄または鉄アルコキシドから（例えば、沈降方法または加水分解により）作製され得る。

本明細書において「コロイド」は、当該分野において通常使用されるのと同じ意味で用いられ、気体、固体、液体のいずれともはっきり区別できない状態の物質であり、通常、分散媒（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｍｅｄｉｕｍ）とよばれる第１の相の中に微粒子状の第２の相として均等に分布する分散質（ｄｉｓｐｅｒｓｏｉｄ）のうち、分子より大きいが、顕微鏡などでは見ることのできない大きさのものを指す。コロイドは、例えば、水酸化金属水溶液に強アルカリ（例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム）などを加えることによって調製することができることが理解される。

本明細書において「コーティング」とは、粒子について用いられるとき、その粒子の表面上にある物質の膜を形成させることおよびそのような膜をいう。コーティングは種々の目的で行われ、生体分子と磁性粒子との親和性の増強などの目的で行われる。本明細書において、そのようなコーティングのための物質は、「コーティング剤」と呼ばれる。そのようなコーティング剤としては、種々の物質が用いられ得、上述の固相支持体および基板自体に使用される物質のほか、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、脂質などの生体物質、硫酸プロタミン、ヘパリン、ポリマー（例えば、ポリ−Ｌ−リジン、疎水性フッ素樹脂）、シラン（ＡＰＳ（例えば、γ−アミノプロピルシラン））、金属（例えば、金など）が使用され得るがそれらに限定されない。そのような物質の選択は当業者の技術範囲内にあり、当該分野において周知の技術を用いて場合ごとに選択することができる。

磁性粒子は、沈降、加水分解などの任意の公知の磁性粒子製造方法によって調製することができ、当業者は、目的の粒子に応じて適宜そのような磁性粒子を作製することができることが理解される。

本明細書において「磁場発生手段」は、所望の磁性強度を発生させることができる限り、どのような手段でもよい。そのような磁場発生手段としては、例えば、永久磁石、電磁石などを挙げることができるがそれらに限定されない。電磁石のような一過性の磁石を使用することによって、所望のタイミングで所望の生体分子を局所的に送達することができることが理解される。

（生体分子）
本明細書において使用される用語「生体分子」とは、生体に関連する分子をいう。本明細書において「生体」とは、生物学的な有機体をいい、動物、植物、菌類、ウイルスなどを含むがそれらに限定されない。従って、本明細書では生体分子は、生体から抽出される分子を包含するが、それに限定されず、生体に影響を与え得る分子であれば生体分子の定義に入る。したがって、コンビナトリアルケミストリで合成された分子、医薬品として利用され得る低分子（たとえば、低分子リガンドなど）もまた生体への効果が意図され得るかぎり、生体分子の定義に入る。そのような生体分子には、タンパク質、ポリペプチド、オリゴペプチド、ペプチド、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、核酸（例えば、ｃＤＮＡ、ゲノムＤＮＡのようなＤＮＡ、ｍＲＮＡのようなＲＮＡを含む）、ポリサッカライド、オリゴサッカライド、脂質、低分子（例えば、ホルモン、リガンド、情報伝達物質、有機低分子など）、これらの複合分子（糖脂質、糖タンパク質、リポタンパク質など）などが包含されるがそれらに限定されない。生体分子にはまた、細胞への導入が企図される限り、細胞自体、組織の一部も包含され得る。好ましくは、生体分子は、核酸（ＤＮＡまたはＲＮＡ）またはタンパク質を含む。別の好ましい実施形態では、生体分子は、核酸（例えば、ゲノムＤＮＡまたはｃＤＮＡ、あるいはＰＣＲなどによって合成されたＤＮＡ）である。他の好ましい実施形態では、生体分子はタンパク質であり得る。

本明細書においてコーティングに使用される「生体分子」は、送達が意図される生体分子との親和性がある限り、どのようなものでも使用することができ、例えば、硫酸プロタミン、ヘパリン、コラーゲンなど細胞外マトリクス成分などを使用することができることが理解される。

本明細書において「遺伝子導入試薬」とは、遺伝子導入方法において、導入効率を促進するために用いられる試薬をいう。そのような遺伝子導入試薬としては、例えば、カチオン性高分子、カチオン性脂質、ポリアミン系試薬、ポリイミン系試薬、リン酸カルシウムなどが挙げられるがそれらに限定されない。トランスフェクションの際に利用される試薬の具体例としては、種々の業者から市販されている試薬が挙げられ、例えば、Ｅｆｆｅｃｔｅｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ Ｒｅａｇｅｎｔ（ｃａｔ．ｎｏ．３０１４２５，Ｑｉａｇｅｎ，ＣＡ），ＴｒａｎｓＦａｓｔＴＭ Ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ Ｒｅａｇｅｎｔ（Ｅ２４３１，Ｐｒｏｍｅｇａ，ＷＩ），ＴｆｘＴＭ−２０ Ｒｅａｇｅｎｔ（Ｅ２３９１，Ｐｒｏｍｅｇａ，ＷＩ），ＳｕｐｅｒＦｅｃｔ Ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ Ｒｅａｇｅｎｔ（３０１３０５，Ｑｉａｇｅｎ，ＣＡ），ＰｏｌｙＦｅｃｔ Ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ Ｒｅａｇｅｎｔ（３０１１０５，Ｑｉａｇｅｎ，ＣＡ），リポフェクタミン（ＬｉｐｏｆｅｃｔＡＭＩＮＥ）、ＬｉｐｏｆｅｃｔＡＭＩＮＥ ２０００ Ｒｅａｇｅｎｔ（１１６６８−０１９，Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＣＡ），ＪｅｔＰＥＩ（×４）ｃｏｎｃ．（１０１−３０，Ｐｏ１ｙｐｌｕｓ−ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ，Ｆｒａｎｃｅ）およびＥｘＧｅｎ ５００（Ｒ０５１１，Ｆｅｒｍｅｎｔａｓ Ｉｎｃ．，ＭＤ）などが挙げられるがそれらに限定されない。

本発明は、臨床または非臨床への適用に有用である。本発明の遺伝子送達技術は、制御性が高く、しかも有効性が高いという効果を奏する。本発明の遺伝子送達技術は、遺伝子治療を利用して疾患を治療または予防する治療レジメ（例えば、癌治療・癌予防など）において特に有用である。

（ウイルス）
本明細書において「ウイルス」とは、ＤＮＡまたはＲＮＡのいずれかをゲノムとして有する、感染細胞内だけで増殖する感染性の微小構造体をいう。ウイルスとしては、レトロウイルス科、トガウイルス科、コロナウイルス科、フラビウイルス科、パラミクソウイルス科、オルトミクソウイルス科、ブニヤウイルス科、ラブドウイルス科、ポックスウイルス科、ヘルペスウイルス科、バキュロウイルス科およびヘパドナウイルス科からなる群より選択される科に属するウイルスが挙げられる。本明細書において好ましくは、使用されるウイルスは、オルトミクソウイルス科のインフルエンザウイルスまたはセンダイウイルスであり得る。本明細書においてより好ましくは、使用されるウイルスは、センダイウイルスである。

本明細書において「センダイウイルス」または「ＨＶＪ」（Ｈｅｍａｇｇｌｕｔｉｎａｔｉｎｇ ｖｉｒｕｓ ｏｆ Ｊａｐａｎ）とは、互換的に用いられ、パラミクソウイルス科パラミクソウイルス属に属する、細胞融合作用を有するウイルスをいう。Ｍ．Ｋｕｒｏｙａら（１９５３）がセンダイウイルスとして報告した。ゲノムは，約１５５００塩基長のマイナス鎖ＲＮＡである。センダイウイルスのウイルス粒子にはエンベロープがあり、直径１５０〜３００ｎｍの多形性を示す。センダイウイルスは、ＲＮＡポリメラーゼを有する。熱に不安定で，ほとんどあらゆる種類の赤血球を凝集し、溶血性も示す。発育鶏卵および／または各種動物の腎臓由来培養細胞の細胞質中で増殖する。センダイウイルスは、株細胞に感染させた場合は持続感染を起こしやすい。種々の細胞を融合する能力をもつことから、細胞のヘテロカリオン形成、雑種細胞の作製などの細胞融合に広く利用されている。

本明細書において「ウイルスの一部」とは、ウイルスの全部ではないが、ウイルスが有する細胞融合能力を保持する部分（例えば、エンベロープ、コアなど）をいう。そのような能力は、任意の細胞を複数用意し、試験されるべき部分を提供したときに、細胞が融合するかどうかを判定することによって判断することができる。

本明細書において「（ウイルス）エンベロープ」とは、センダイウイルスなどの特定のウイルスに存在するヌクレオキャプシドの周囲を取り囲む脂質二重層を基本とする膜構造をいう。エンベロープは、通常、細胞から出芽によって成熟するウイルスにみられる。エンベロープは、概してウイルス遺伝子によりコードされたスパイクタンパク質からなる小突起構造物と宿主由来の脂質とからなる。本明細書において使用される細胞融合技術には、このエンベロープを使用しても良い。

本明細書において「不活化」とは、ウイルス（例えば、センダイウイルス）について言及されるとき、ゲノムが不活化されることをいう。不活化されたウイルスは、複製欠損である。不活化されたウイルスは、細胞融合能を通常保持するが、ウイルスが有していた病原性は消失していることが好ましい。不活化は、例えば、紫外線照射、Ｘ線照射、電子線照射、γ線照射、アルキル化剤での処理によって達成される。

本明細書において「アルキル化」とは、有機化合物の水素原子をアルキル基で置換する作用を有すことをいい、「アルキル化剤」（ａｌｋｙｌａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）とは、アルキル基を与える化合物をいう。アルキル化剤としては、例えば、ハロゲン化アルキル，硫酸ジアルキル、スルホン酸アルキル、アルキル亜鉛などの有機金属化合物が挙げられる。好ましいアルキル化剤としては、β−プロピオラクトン、ブチロラクトン、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸などが挙げられるがそれらに限定されない。

（ウイルスの不活化）
ウイルスの不活化が必要な場合、代表的には、以下に記載するように、紫外線照射またはアルキル化剤処理などにより行う。

紫外線照射法：ウイルス（例えば、ＨＶＪ）懸濁液１ｍｌを３０ｍｍ径のシャーレにとり、９９または１９８ミリジュール／ｃｍ^２を照射した。ガンマー線照射も利用可能である（５〜２０グレイ）が完全な不活化がおこらない。

アルキル化剤による処理：使用直前に、１０ｍＭ ＫＨ_２ＰＯ中に０．０１％ β−プロピオラクトンの調製をした。作業中は低温下に保ち素早く作業を行う。

精製直後のウイルス（例えば、ＨＶＪ）の懸濁液に最終０．０１％になるようにβ−プロピオラクトンを添加し、氷上で６０分間でインキュベートした。その後２時間、３７℃でインキュベートした。エッペンドルフチューブにチューブあたり１０，０００ＨＡＵ分ずつ分注し、１５，０００ｒｐｍ，１５分遠心し、沈澱を−２０℃で保存する。

エンベロープに加えて、これらの薬学的組成物および医薬は、賦形剤または薬学的に使用できる製剤を調製するために、エンベロープのプロセシングを促進する他の化合物を含む、適切な、薬学的に受容可能なキャリアーを含み得る。処方および投与のための技術のさらなる詳細は、例えば、日本薬局方の最新版および最新追補、「ＲＥＭＩＮＧＴＯＮ’Ｓ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥＳ」（Ｍａａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，Ｅａｓｔｏｎ，ＰＡ）の最終版に記載されている。

（医薬）
本発明は、医薬として提供され得る。本発明は、生体分子の直接の送達剤、遺伝子治療薬として投与され得るか、あるいは、予防剤として投与され得る。

本発明の組成物が医薬として使用される場合、そのような組成物は、薬学的に受容可能なキャリアなどをさらに含み得る。本発明の医薬に含まれる薬学的に受容可能なキャリアとしては、当該分野において公知の任意の物質が挙げられる。例えば、本発明の薬学的組成物および医薬は、任意の無菌生体適合性薬学的キャリアー（生理食塩水、緩衝化生理食塩水、デキストロース、および水を含むが、それらに限定されない）中で投与され得る。これらの分子のいずれも、適切な賦形剤、アジュバント、および／または薬学的に受容可能なキャリアーと混合する薬学的組成物中にて、単独で、あるいは他の薬剤と組み合わせて患者に投与され得る。本発明のある実施形態において、薬学的に受容可能なキャリアーは薬学的に不活性である。

本発明の組成物などで用いられ得る薬学的に受容可能なキャリアとしては、例えば、抗酸化剤、保存剤、着色料、風味料、および希釈剤、乳化剤、懸濁化剤、溶媒、フィラー、増量剤、緩衝剤、送達ビヒクル、希釈剤、賦形剤および／または薬学的アジュバントが挙げられるがそれらに限定されない。代表的には、本発明の医薬は、生体分子導入因子またはその改変体もしくは誘導体を、１つ以上の生理的に受容可能なキャリア、賦形剤または希釈剤とともに含む組成物の形態で投与される。例えば、適切なビヒクルは、注射用水、生理的溶液、または人工脳脊髄液であり得、これらには、非経口送達のための組成物に一般的な他の物質を補充することが可能である。

本明細書で使用される受容可能なキャリア、賦形剤または安定化剤は、レシピエントに対して非毒性であり、そして好ましくは、使用される投薬量および濃度において不活性である。そのような非毒性および不活性のキャリアとしては、例えば、リン酸塩、クエン酸塩、または他の有機酸；アスコルビン酸、α−トコフェロール；低分子量ポリペプチド；タンパク質（例えば、血清アルブミン、ゼラチンまたは免疫グロブリン）；親水性ポリマー（例えば、ポリビニルピロリドン）；アミノ酸（例えば、グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニンまたはリジン）；モノサッカリド、ジサッカリドおよび他の炭水化物（グルコース、マンノース、またはデキストリンを含む）；キレート剤（例えば、ＥＤＴＡ）；糖アルコール（例えば、マンニトールまたはソルビトール）；塩形成対イオン（例えば、ナトリウム）；ならびに／あるいは非イオン性表面活性化剤（例えば、Ｔｗｅｅｎ、プルロニック（ｐｌｕｒｏｎｉｃ）またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ））などが挙げられるがそれらに限定されない。

本発明は、医薬組成物として提供される他に、動物薬組成物、医薬部外品、水産薬組成物、食品組成物および化粧品組成物等などとしても提供され得、そしてこれらについても公知の調製法により製造することができることが理解される。

本発明の医薬は、必要に応じて生理学的に受容可能なキャリア、賦型剤または安定化剤（日本薬局方第１４版またはその最新版、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，１８ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ａ．Ｒ．Ｇｅｎｎａｒｏ，ｅｄ．，Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，１９９０などを参照）を用いた水溶液の形態で調製され保存され得る。

経口投与のための薬学的組成物は、投与に適した投与形において当該分野で周知の薬学的に受容可能なキャリアを用いて処方され得る。このようなキャリアは、薬学的組成物が患者による摂取に適した液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁物などに処方されることを可能とする。本発明では、細胞自体の投与が目的とされることから、経口投与ではなく、非経口投与で投与することが好ましい。

非経口投与用の薬学的組成物は活性成分の水溶液または懸濁物を含む。注射のために、本発明の薬学的組成物は水溶液、好ましくはハンクスの溶液、リンゲル溶液、または緩衝化生理食塩水のような生理学的に適合する緩衝液中に処方され得る。水性注射懸濁物は、懸濁物の粘度を増加させる物質（例えば、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ソルビトール、またはデキストラン）を含有し得る。さらに、活性化合物の懸濁物は、適切な油状注射懸濁物として調製され得る。適切な親油性溶媒またはビヒクルは、ゴマ油のような脂肪酸、あるいはオレイン酸エチルまたはトリグリセリドのような合成脂肪酸エステル、またはリポソームを含む。所望により、懸濁物は、高濃度溶液の製剤を可能にする安定化剤または化合物の溶解度を増加させる適切な薬剤または試薬を含有し得る。

本発明の融合細胞、組成物、キットおよび医薬などはまた、生体親和性材料を含み得る。この生体親和性材料は、例えば、シリコーン、コラーゲン、ゼラチン、グリコール酸・乳酸の共重合体、エチレンビニル酢酸共重合体、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレートからなる群より選択される少なくとも１つを含み得る。成型が容易であることからシリコーンが好ましい。生分解性高分子の例としては、コラーゲン、ゼラチン、α−ヒロドキシカルボン酸類（例えば、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸など）、ヒドロキシジカルボン酸類（例えば、リンゴ酸など）およびヒドロキシトリカルボン酸（例えば、クエン酸など）からなる群より選択される１種以上から無触媒脱水重縮合により合成された重合体、共重合体またはこれらの混合物、ポリ−α−シアノアクリル酸エステル、ポリアミノ酸（例えば、ポリ−γ−ベンジル−Ｌ−グルタミン酸など）、無水マレイン酸系共重合体（例えば、スチレン−マレイン酸共重合体など）のポリ酸無水物などが挙げられる。重合の形式は、ランダム、ブロック、グラフトのいずれでもよく、α−ヒドロキシカルボン酸類、ヒドロキシジカルボン酸類、ヒドロキシトリカルボン酸類が分子内に光学活性中心を有する場合、Ｄ−体、Ｌ−体、ＤＬ−体のいずれでも用いることが可能である。

本発明の薬学的組成物は、細胞調製に関して当該分野で公知の様式と同様の様式（例えば、混合、溶解など）で製造され得る。

本発明の薬学的組成物は、本発明の生体分子導入因子が意図される目的を達成するのに有効な量で含有される組成物を含む。「予防有効量」、「治療有効量」または「薬理学的有効量」は当業者に十分に認識される用語であり、意図される薬理学的結果（例えば、予防、治療、再発防止など）を生じるために有効な薬剤の量をいう。従って、治療有効量は、処置されるべき疾患の徴候を軽減するのに十分な量である。予防有効量は、予防されるべき疾患の徴候を軽減するのに十分な量である。再発防止有効量は、再発防止するのに十分な量である。所定の適用のための有効量（例えば、治療有効量）を確認する１つの有用なアッセイは、標的疾患の回復の程度を測定することである。実際に投与される量は、処置が適用されるべき個体に依存し、好ましくは、所望の効果が顕著な副作用をともなうことなく達成されるように最適化された量である。有効用量の決定は十分に当業者の能力内にある。

いずれの組成物についても、有効用量は、中和抗体測定、または任意の適切な動物モデルのいずれかにおいて、最初に見積もられ得る。植物モデルおよび動物モデルはまた、所望の濃度範囲および投与経路を達成するために用いられる。次いで、このような情報を用いて、他の植物、他の動物、ヒトにおける投与に有用な用量および経路を決定することができる。

治療有効量、予防有効量などおよび毒性は、細胞培養または実験動物における標準的な薬学的手順（例えば、ＥＤ_５０、集団の５０％において治療的に有効な用量；およびＬＤ_５０、集団の５０％に対して致死的である用量）によって決定され得る。治療効果と毒性効果との間の用量比は治療係数であり、それは比率ＥＤ_５０／ＬＤ_５０として表され得る。大きな治療係数を呈する薬学的組成物が好ましい。細胞培養アッセイおよび動物実験から得られたデータが、ヒトでの使用のための量の範囲を公式化するのに使用される。このような化合物の用量は、好ましくは、毒性をほとんどまたは全くともなわないＥＤ_５０を含む循環濃度の範囲内にある。この用量は、使用される投与形態、患者の感受性、および投与経路に依存してこの範囲内で変化する。一例として、投与量は、年齢その他の患者の条件、疾患の種類、使用する細胞の種類等により適宜選択される。

ヒトで使用する場合、センダイウイルスが使用される場合は、６×１０^６細胞あたり、少なくとも１００ＨＡＵ相当の、好ましくは少なくとも５００ＨＡＵ相当の、より好ましくは１０００ＨＡＵ相当のウイルスまたはエンベロープベクターが使用され得る。この場合、融合されるべき細胞の比率は、等価が好ましいが、それに限定されず、代表的には、１：１００〜１００：１内の範囲が使用され得る。好ましくは、１：１０〜１０：１内の範囲が使用され、より好ましくは１：３〜３：１内の範囲が使用され得る。さらに好ましくは、１：２〜２：１または約１：１などを採用することもできる。

本明細書において「ＨＡＵ」とは、ニワトリ赤血球０．５％を凝集可能なウイルスの活性をいう。１ＨＡＵは、ほぼ２４００万ウイルス粒子に相当する（Ｏｋａｄａ，Ｙ．ら、Ｂｉｋｅｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ４，２０９−２１３、１９６１）。上記の量は、例えば、１回から数回に分けて使用することができる。

正確な用量は、治療されるべき患者を考慮して、個々の臨床医によって選択される。用量および投与は、十分なレベルの活性部分を提供するか、または所望の効果を維持するように調整される。考慮され得るさらなる因子としては、疾患状態の重症度（例えば、腫瘍のサイズおよび位置；患者の年齢、体重、および性別；投与の食餌制限時間、および頻度、薬物組合せ、反応感受性、および治療に対する耐性／応答）が挙げられる。特定の製剤の半減期およびクリアランス速度に応じて、持続作用性薬学的組成物は、３〜４日毎に、毎週、または２週間に１回、投与され得る。特定の用量および送達の方法に関するガイダンスは当該分野で公知の文献に提供されている。

１つの実施形態において、本発明の組成物、キットおよび医薬などは、徐放性形態で提供され得る。徐放性形態の剤型は、本発明において使用され得る限り、当該分野で公知の任意の形態であり得る。そのような形態としては、例えば、ロッド状（ペレット状、シリンダー状、針状など）、錠剤形態、ディスク状、球状、シート状のような製剤であり得る。徐放性形態を調製する方法は、当該分野において公知であり、例えば、日本薬局方、米国薬局方および他の国の薬局方などに記載されている。徐放剤（持続性投与剤）を製造する方法としては、例えば、複合体から薬物の解離を利用する方法、水性懸濁注射液とする方法、油性注射液または油性懸濁注射液とする方法、乳濁製注射液（ｏ／ｗ型、ｗ／ｏ型の乳濁製注射液など）とする方法などが挙げられる。

本発明の組成物および医薬は、通常は医師の監督のもとで実施されるが、その国の監督官庁および法律が許容する場合は、医師の監督なしに実施することができる。

本発明の薬学的組成物および医薬の投与は、経口または非経口により達成される。非経口送達の方法としては、局所、動脈内（例えば、頚動脈を介する）、筋肉内、皮下、髄内、クモ膜下腔内、脳室内、静脈内、腹腔内、または鼻孔内の投与が挙げられる。本発明は、処置部位に到達する経路であれば、どのような経路でもよい。本発明に係るワクチンの投与経路は、特に限定されないが、非経口的に投与することが好ましい。例示されるべき非経口投与としては、例えば、静脈内、動脈内、皮下、真皮内、筋肉内または腹腔内の投与が挙げられる。

本発明におけるワクチンの投与は、どのような手法を用いて行ってもよいが、好ましくは、針無し注射を用いることが有利である。患者に過度の負担を与えることなく投与を行えるからである。

ここで本発明における針無注射器とは、注射針を用いずに、ガス圧または弾性部材の弾力によりピストンを移動させて薬液を皮膚に噴射し、薬剤成分を皮下、より好ましくは皮下の細胞内に投与する医療機器を意味する。

具体的には例えば、シマジェット^ＴＭ（島津製作所製）、メディ・ジェクタービジョン（Ｍｅｄｉ−ＪｅｃｔｏｒＶｉｓｉｏｎ）^ＴＭ、（Ｅｌｉｔｅｍｅｄｉｃａｌ社製）、ペンジェット（ＰｅｎＪｅｔ）^ＴＭ（ＰｅｎＪｅｔ社製）などが市販されている。このような針無し注射については、
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．Ｓｈｉｍａｄｚｕ．ｃｏ．ｊｐ／ｅｐ／ｏｔｈｅｒ／Ｓｈｉｍａｊｅｔ／Ｓｈｉｍａｊｅｔｔｏｐ．ｈｔｍｌ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｌｉｔｅｍｅｄｉｃａｌ．ｃｏｍ／ｅｈｍｓｌ／ｍｅｄｃｈｏｉｃ．ｈｔｍｌ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｅｎｊｅｔ．ｃｏｍ／ｐａｇｅｓ／ｐｒ＿ｄｒｙｍｉｘ．ｈｔｍｌ
などを参照することができる。
なお遺伝子銃（パーティクルガン）とは、ＤＮＡを被覆した金やタングステン等の高密度粒子をヘリウム等のガス圧を利用して加速し、ｉｎｖｉｖｏ遺伝子導入が可能な医療／実験機器である。遺伝子銃の利点は、少量のＤＮＡでも効率良く細胞導入できることと、異なる操作者でも安定した結果が得られることである。

具体的には、例えば米国Ｂｉｏ−Ｒａｄ社製のＨｅｌｉｏｓ Ｇｅｎｅ Ｇｕｎなどが市販されており、利用することができる。

本発明の方法による予防処置の終了の判断は、市販のアッセイもしくは機器使用によって惹起される抗体を確認することによって行うことができる。

このような治療活性または予防活性は、本発明のワクチンについて判定されるとき、好ましくは、ヒトでの使用の前にインビトロで、そして次いでインビボで試験される。例えば、本発明の遺伝子ワクチンの、治療有用性または予防有用性を証明するためのインビトロアッセイとしては、細胞株または患者組織試料に対するワクチンの特異的結合の効果が挙げられる。そのような試験は、当業者に公知である技術（例えば、ＥＬＩＳＡなどの免疫学的アッセイ）を利用して決定され得る。インビボ試験としては、例えば、中和抗体を惹起する能力があるかどうかを試験する方法が挙げられるがそれらに限定されない。

本発明は、患者への有効量の本発明の遺伝子ワクチンの投与による処置、阻害および予防の方法を提供する。好ましい局面において、本発明の遺伝子ワクチンは実質的に精製されたものであり得る（例えば、その効果を制限するかまたは望ましくない副作用を生じる物質が実質的に存在しない状態が挙げられる）。

本発明が対象とする生物は、遺伝子を有するものであれば、どの生物（例えば、原核生物、植物（裸子植物、被子植物）、シダ類、コケ類、真菌、動物（たとえば、脊椎動物、無脊椎動物）など）でもよい。好ましくは、局所的な遺伝子送達が所望される多細胞生物が対象とされ、特に、脊椎動物（たとえば、メクラウナギ類、ヤツメウナギ類、軟骨魚類、硬骨魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳動物など）が対象とされる。より好ましくは、哺乳動物（例えば、単孔類、有袋類、貧歯類、皮翼類、翼手類、食肉類、食虫類、長鼻類、奇蹄類、偶蹄類、管歯類、有鱗類、海牛類、クジラ目、霊長類、齧歯類、ウサギ目など）であり得る。例示的な患者としては、例えば、ウシ、ブタ、ウマ、ニワトリ、ネコ、イヌなどの動物が挙げられるがそれらに限定されない。さらに好ましくは、霊長類（たとえば、チンパンジー、ニホンザル、ヒト）が対象とされる。最も好ましくはヒトが対象とされる。

（好ましい実施形態の説明）
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。以下に提供される実施形態は、本発明のよりよい理解のために提供されるものであり、本発明の範囲は以下の記載に限定されるべきでないことが理解される。従って、当業者は、本明細書中の記載を参酌して、本発明の範囲内で適宜改変を行うことができることは明らかである。

（生体分子導入組成物）
１つの局面において、本発明は、磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を提供する。この組成物において送達されるべき生体分子は、核酸、タンパク質または低分子であり得る。

好ましくは、生体分子は、ＤＮＡ、ＲＮＡおよびその改変体（ＤＮＡとＲＮＡとの複合体、ＰＮＡなど）などの核酸であり得ることが理解される。核酸は、好ましくは、遺伝子導入ベクターを用いて送達されることから、本発明の組成物は、遺伝子導入ベクターを含み得ることが理解される。

本発明の１つの実施形態では、使用される磁性粒子は、金属を含んでいてもよい。磁性は、通常、金属によって付与されることが多いからである。そのような金属としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ネオジム、サマリウムなど通常磁性を有するとして知られている金属またはその化合物を利用することができるがそれらに限定されないことが理解される。そのような金属は、好ましくは、生体にとって有毒でない方が有利である。本発明は、生体分子を生体に局所的に送達するために使用され、その効果を発揮するには、生体にとって有毒でないことが都合がよいからである。ただし、生体内において送達された後その場所で毒性の存在が所望される場合は、そのような毒性はあってもよいことが理解される。

本発明の１つの実施形態では、使用される磁性粒子は、マグネトソームともマグネタイト粒子とは異なり、人工的に合成可能な粒子であり得る。細菌由来のものを使用することは、生体にとって安全とはいえないことから、細菌など異種生物由来のものを含まないことが本発明において好ましい。

１つの実施形態において、本発明の磁性粒子には、上述のような生体分子として、タンパク質をコードする核酸が付着されることが好ましい。このような付着は直接の結合によっても達成され得るが、好ましくは、硫酸プロタミンなどの生体分子（好ましくは、生体高分子）を粒子にコーティングした上で行うことが都合がよい。

１つの実施形態において、本発明において使用される磁性粒子は、コロイド状態で存在する。このようなコロイドは、本明細書において記載され、実施例などにおいて例示されるように、当該分野において公知の任意の手法を用いて調製することができることが理解される。

磁性粒子は、単独の化合物から作製されてもよいが、混合物であってもよいことが理解される。従って、天然に存在する磁鉄鉱などもまた使用され得ることが理解され得る。そのような混合物に含まれるべき組成は、当業者は任意に選択することができる。

本発明において使用される磁性粒子としては、鉄化合物、ニッケル化合物、コバルト化合物およびその混合物などを挙げることができるがそれらに限定されない。

好ましい実施形態では、鉄化合物が磁性粒子として使用される。鉄は、磁性を発揮する最も典型的な物質であり、その扱いも容易であること、生体内での安全性が確認されている化合物が多いことなどの利点があることが知られている。

そのような鉄化合物としては、例えば、酸化鉄、硫酸鉄、塩化鉄または鉄アルコキシドから作製されるコロイドを挙げることができるがそれらに限定されない。鉄化合物はまた、例えば、フェライト、マグネタイトまたはマグヘマイトなどであってもよいことが理解される。

本発明の磁性粒子は、当該分野において公知の任意の方法を用いて調製され得、例えば、沈降方法または加水分解などが例示される。

本発明において使用される遺伝子導入ベクターは、好ましくは、ウイルスベクターまたはその改変体を含み得る。そのようなウイルスベクターまたはその改変体は、不活化されていることが好ましい。生体内での安全性がより高まるからである。

好ましい実施形態では、本発明で用いられる遺伝子導入ベクターは、センダイウイルスエンベロープ（ＨＶＪ−Ｅ）を含み得る。本発明では、磁性を用いることによって、ＨＶＪ−Ｅの高送達性が、局所送達においても維持されていることが確認されており、従来では達成できなかった、高送達性および局所性の両方の効果を達成したという点で本発明は注目すべきである。

このような遺伝子導入ベクターは、治療的効果を有するタンパク質をコードする核酸を含み得る。

好ましい実施形態では、本発明の組成物は、さらなる遺伝子導入試薬を含んでいてもよい。そのような遺伝子導入試薬としては、カチオン性高分子、カチオン性脂質およびリン酸カルシウムなどを挙げることができる。好ましくは、そのような遺伝子導入試薬としては、例えば、リポフェクタミンが使用される。さらなる遺伝子導入試薬の含有によって、局所的な送達効率をさらに上げることができる。

好ましい実施形態では、本発明の組成物は、さらに、特定の細胞に特異的に相互作用する成分を含み得る。磁性でのコントロールの他、別の手段によって特異性、局所性をコントロールすることができるからである。

本発明の組成物は、磁力による局所送達をすることができる限り、どのような磁性強度を有しており、通常１０〜１５０ｅｍｕ／ｇの磁性強度を有しており、好ましい範囲としては、２０〜１００ｅｍｕ／ｇなどを挙げることができる。扱いが容易である磁性の強度といわれているからである。

本発明の組成物は、通常、２０ｎｍ〜２００ｎｍの粒子状形態を有する。組成物の大きさは、実質的に磁性粒子の大きさに依存することから、本発明において使用される磁性粒子もまた、通常、２０ｎｍ〜２００ｎｍの大きさを有し、好ましくは、２０ｎｍ〜５０ｎｍの大きさを有する。本発明の粒子は、細菌マグネトソームに比べて、粒子径が一定であること、工業的な大量生産が可能なこと、安定した品質を保持することができること、不純物混入の恐れがないこと、生体適合性のある粒子を提供できること、毒性がないことが確認された粒子を提供できることなどの種々の利点を挙げることができる。

（生体分子送達装置）
別の局面において、本発明は、磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物と、磁場発生手段とを備える、装置を提供する。

ここで使用される組成物は、本明細書において上記される任意の形態を採り得ることが理解される。

１つの実施形態において、本発明において使用される磁場発生手段は、１００００エルステッド未満、好ましくは、５００〜６０００エルステッドの強さの磁場をかける能力を有し得る。

１つの実施形態において、本発明において使用される磁場発生手段は、局所的に磁場をかけることができる能力を有する。局所的に磁場をかけるためには、例えば、ある一定以下の大きさを有すること、磁場発生のオンオフが可能なことなどの条件を挙げることができるがそれらに限定されず、一定の大きさ、オンオフが必ずしも必要であるというわけではない。

そのような磁場発生手段の例としては、例えば、永久磁石、電磁石などを挙げることができる。

（生体分子送達組成物製造法）
別の局面において、本発明は、磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を製造する方法を提供する。この方法は、Ａ）金属イオンと、水酸化物イオンとを含む水酸化物水溶液を生成する工程；およびＢ）物理的刺激を与えて該金属の水酸化物コロイドを生成する工程、を包含する。ここで、物理的刺激は、例えば、攪拌、混合、懸濁などを挙げることができるがそれらに限定されない。

ここで、例えば、水酸化物水溶液は、例えば、Ａ−１）金属イオンを含む水溶液（例えば、塩化鉄（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）などの水溶液）を調製する工程；およびＡ−２）該水溶液に水酸化物イオンを加え該金属の水酸化物を生成する工程によって生成され得る。

あるいは、水酸化物水溶液は、金属アルコキシド（例えば、鉄エトキシド、鉄メトキシドなどのような鉄アルコキシド）を加水分解して生成され得る。

好ましい実施形態において、本発明の製造法において使用される金属イオンは、通常、０．０１〜１ｍｏｌ／ｄｍ^３の濃度、好ましくは０．０５〜０．５ｍｏｌ／ｄｍ^３の濃度、さらに好ましくは約０．１ｍｏｌ／ｄｍ^３の濃度で存在し得る。

さらに好ましくは、本発明の製造法では、送達されるべき生体分子を混合する工程を包含してもよい。そのような送達されるべき生体分子としては、例えば、核酸を挙げることができ、そのような核酸は、遺伝子送達ベクター（例えば、ウイルスベクター）を挙げることができいる。そのような核酸はさらに、リポソーム、ウイルスエンベロープなどを含んでいてもよいことが理解される。

好ましい実施形態において、本発明は、さらに、磁性粒子をコーティングする工程を包含し得る。そのようなコーティングの材料には、例えば、硫酸プロタミン、ゼラチン、コラーゲン、およびファイブロネクチンなどを挙げることができるがそれらに限定されない。コーティング材料はこれらの材料には限定されないが、細胞表面は負に荷電していることから、コーティングにはゼータ電位が高いもの（＋電荷のもの）が適している。従って、これらの中では、最もカチオニックな硫酸プロタミンがより好ましい。コーティングの方法もまた、公知の方法を使用することができる。

（キット）
別の局面において、本発明は、磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を含む、生体分子を生体に導入するための医薬キットを提供する。ここで使用される組成物は、本明細書において上記される任意の形態を採ることができることが理解される。

従って、好ましい実施形態では、本発明の組成物は、遺伝子導入ベクターを含むことが有利である。遺伝子導入ベクターは、さらに、ＨＶＪ−Ｅのようなウイルスエンベロープを含んでもよいことが理解される。

本発明の医薬キットは、本発明の組成物と、目的の生体分子とを混合して生体に投与するよう指示する指示書をさらに備えることが好ましい。そのような指示書は、本明細書において説明した任意の形態を採ることができることが理解される。

（治療法・予防法）
別の局面において、本発明は、Ａ）治療または予防に使用される生体分子および磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を被検体に投与する工程；およびＢ）該被検体において該生体分子の送達が所望される部位に磁場をかける工程、を包含する、該生体分子によって治療または予防を行うことができる疾患または障害を処置または予防するための方法を提供する。ここで使用される組成物は、本明細書において上記に説明される任意の形態を採ることができることが理解される。

好ましい実施形態では、本発明の方法において使用される組成物は、核酸を含み、この核酸は、遺伝子治療のために用いられる。従って、本発明の治療または予防方法は、遺伝子治療において好ましく使用されることが理解される。

従って、好ましい実施形態において、本発明の方法において使用される組成物は、遺伝子導入ベクターを含むことが好ましい。

好ましい実施形態では、本発明において使用される遺伝子導入ベクターは、ウイルスベクターまたはその改変体を含むことが都合がよい。このウイルスベクターまたはその改変体は、不活化されていることが好ましい。この不活化は、限外濾過、アルキル化、紫外線照射などの技術を利用して行うことができる。

さらに好ましい実施形態では、本発明において使用される遺伝子導入ベクターは、センダイウイルスエンベロープ（ＨＶＪ−Ｅ）を含む。このエンベロープは、硫酸プロタミンを粒子にコーティングして用いられることが好ましい。

本発明の治療または予防方法において磁場をかける時間は、達成されるべき効果などの因子によって依存する。そのような因子は、当業者が任意に設定することができるが、例えば、１０分から数日間の間、好ましくは１０分から２時間の間行われ得る。生命体に強磁場をかけることが好ましくない情況もあることから、磁場は、所望の効果が達成され得る最低限の時間だけかけられることが好ましい。そのような磁場をかける時間は、磁場の強度によっても変動することが理解される。

特定の実施形態において、本発明の磁性粒子は、疾患または障害を処置、阻害または予防するために、遺伝子治療の目的で投与される。遺伝子治療とは、タンパク質を発現する、または発現可能な核酸を、被験体へ投与することにより行われる治療をいう。本発明のこの実施形態において、核酸は、それらにコードされたタンパク質を産生し、そのタンパク質は治療効果を有する。

当該分野で利用可能な遺伝子治療のための任意の方法が、本発明に従って使用され得る。例示的な方法は、以下のとおりである。

遺伝子治療の方法の一般的な概説については、Ｇｏｌｄｓｐｉｅｌら，Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｐｈａｒｍａｃｙ １２：４８８−５０５（１９９３）；ＷｕおよびＷｕ，Ｂｉｏｔｈｅｒａｐｙ ３：８７−９５（１９９１）；Ｔｏｌｓｔｏｓｈｅｖ，Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．Ｔｏｘｉｃｏｌ．３２：５７３−５９６（１９９３）；Ｍｕｌｌｉｇａｎ，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６０：９２６−９３２（１９９３）；ならびにＭｏｒｇａｎおよびＡｎｄｅｒｓｏｎ，Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．６２：１９１−２１７（１９９３）；Ｍａｙ，ＴＩＢＴＥＣＨ １１（５）：１５５−２１５（１９９３）を参照のこと。遺伝子治療において使用される一般的に公知の組換えＤＮＡ技術は、Ａｕｓｕｂｅｌら（編），Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，ＮＹ（１９９３）；およびＫｒｉｅｇｌｅｒ，Ｇｅｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ，Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，Ｓｔｏｃｋｔｏｎ Ｐｒｅｓｓ，ＮＹ（１９９０）に記載される。

（使用）
別の局面において、本発明は、磁性粒子の、生体分子を導入するための組成物を調製するための、使用を提供する。医薬を製造する方法には、任意の方法を使用することができる。ここで使用されるべき組成物は、本明細書において説明される任意の形態を採るべきことが理解される。

本明細書において引用された、科学文献、特許、特許出願などの参考文献は、その全体が、各々具体的に記載されたのと同じ程度に本明細書において参考として援用される。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

以下、実施例により、本発明の構成をより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下において使用した試薬類は、特に言及した場合を除いて、和光純薬、Ｓｉｇｍａ、Ｐｒｏｍｅｇａから市販されているものを使用した。マウスなどは、日本チャールズリバーなどから入手した。

（実施例１：磁性粒子の製造例）
本発明の磁性粒子の代表例として、磁性コロイドを調製した。この調製は、本実施例では、水溶液中での沈降反応を利用した。代表的には、０．１ｍｏｌ／ｄｍ^３の硫酸鉄（ＩＩ）を１００ｃｍ^３の蒸留水中に溶解した。硫酸鉄（ＩＩ）が完全に溶解した後、５ｍｏｌ／ｄｍ^３水酸化カリウム水溶液を上記硫酸鉄（ＩＩ）水溶液に、１：２（Ｆｅ：ＯＨ）のモル比で加えた。水酸化鉄（ＩＩ）（緑錆色；Ｆｅ（ＯＨ）_２）の粒子が、混合後すぐに形成された。ついで、混合溶液を懸濁させ、水酸化鉄（ＩＩ）の沈澱を３０分間攪拌すると、室温（２５±３℃）で空気によって水酸化鉄（ＩＩ）の沈澱が酸化鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）コロイドに変化した。市販のマグネタイト粒子（戸田工業）をコントロールの磁性コロイド粒子の比較として用いた。

生成した磁性粒子は、１０〜５００ｅｍｕ／ｇの磁性を有し、直径２０〜５０ｎｍの間のものであった。

（実施例２：磁性粒子の別の製造例）
本発明の別の磁性粒子として、強磁性酸化鉄コロイド溶液を次のように調製した。

ここでは、硫酸鉄（ＩＩ）の代わりに塩化鉄（ＩＩ）を用いた。

１）実施例１に記載のように、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩化鉄（ＦｅＣｌ_２）水溶液に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液または水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液をＦｅ：ＯＨのモル比が１：２になるように添加して水酸化鉄（ＩＩ）（Ｆｅ（ＯＨ）_２）を生成させた。

２）その後、実施例１に記載のように、室温（２５℃±３℃）にて３０分間空気酸化させて強磁性酸化鉄コロイドを調製した。

（実施例３：磁性粒子のさらなる製造例）
本発明の別の磁性粒子として、強磁性酸化鉄コロイド溶液金属（アルコキシド（鉄アルコキシド）を用いた場合）を調製した。

１）実施例１に記載のように、鉄アルコキシドを溶解させた水−アルコール（メタノール、エタノールまたはプロパノール）の混合溶液に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）および／または水酸化アンモニウム（ＮＨ_４ＯＨ）の一種または複数の水溶液を、Ｆｅ：ＯＨのモル比が１：２になるように添加して水酸化鉄（ＩＩ）（Ｆｅ（ＯＨ）_２）を生成させた。

２）その後、実施例１に記載のように、室温（２５±３℃）で３０分間空気酸化させて強磁性酸化鉄コロイドを調製した。

（実施例４：ウイルスエンベロープの調製）
ＨＶＪ（Ｚ種）を、ニワトリ卵の漿尿膜液から遠心分離することによって精製し、力価を公知の技術を用いて決定した。

ＨＶＪの種ウイルスを、ＳＰＦ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｐａｔｈｏｇｅｎ ｆｒｅｅ）の受精卵を使って増殖させ分離・精製したＨＶＪ（Ｚ種）を細胞保存用チューブに分注し、１０％ＤＭＳＯを加えて液体窒素中に保存し、調製した。

受精直後のニワトリ卵を入荷し、インキュベーター（ＳＨＯＷＡ−ＦＵＲＡＮＫＩ Ｐ−０３型；約３００鶏卵収容）に入れ、３６．５℃、湿度４０％以上の条件で１０〜１４日飼育した。暗室内で、検卵器（電球の光が口径約１．５ｃｍの窓を通して出るようになっているもの）を用いて、胚の生存および気室と漿尿膜を確認し、漿尿膜の約５ｍｍ上方に鉛筆でウイルス注入箇所の記しをつけた（太い血管を除いた場所を選定する）。ポリペプトン溶液（１％ポリペプトン、０．２％ＮａＣｌを混合し、１ＭＮａＯＨでｐＨ７．２に調整してオートクレーブ滅菌し、２℃〜６℃保存したもの）で種ウイルス（液体窒素から取り出したもの）を５００倍に希釈し、２℃〜６℃に置いた。卵をイソジンおよびアルコールで消毒し、ウイルス注入箇所に千枚通しで小孔をあけ、希釈した種ウイルス０．１ｍｌを２６ゲージの針付き１ｍｌシリンジを用いて、漿尿腔内に入るように注入した。溶かしたパラフィン（融点５０〜５２℃）をパスツールピペットを用いて孔の上に置きこれをふさいだ。卵をインキュベーターに入れ、３４〜３６．５℃、湿度４０％以上の条件で３日飼育した。次に、接種卵を一晩２℃〜６℃に置いた。翌日、卵の気室部分をピンセットで割り、１８ゲージの針を付けた１０ｍｌシリンジを漿尿膜の中に入れて、漿尿液を吸引し、滅菌ボトルに集め、２℃〜６℃に保存した。

ＨＶＪの濃縮を必要に応じて行った。上記工程で得たＨＶＪ含有漿尿液（ＨＶＪ含有のニワトリ卵の漿尿液を集め２℃〜６℃にて保存）の約１００ｍｌを広口の駒込ピペットで約５０ｍｌの遠心チューブ２本に入れ、低速遠心機で３，０００ｒｐｍ、１０分、２℃〜６℃で遠心し（ブレーキはオフ）、卵の組織片を除去した。

遠心後、上清を３５ｍｌ遠心チューブ４本（高速遠心用）に分注し、アングルローターで２７，０００ｇ、３０分遠心した（アクセル、ブレーキはオン）。上清を除き、沈澱にＢＳＳ（１０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ７．５）、１３７ｍＭ ＮａＣｌ、５．４ｍＭ ＫＣｌ；オートクレーブし、２℃〜６℃保存）（ＢＳＳのかわりにＰＢＳでも可能）をチューブ当たり約５ｍｌ加え、そのまま２℃〜６℃で一晩静置した。広口の駒込ピペットでゆるやかにピペッティングして沈澱をほぐし、１本のチューブに集め、同様にアングルローターで２７，０００ｇ、３０分遠心した。上清を除き、沈澱にＢＳＳを約１０ｍｌ加え、同様に２℃〜６℃で一晩静置した。広口の駒込ピペットでゆるやかにピペッティングして沈澱をほぐし、低速遠心機で３，０００ｒｐｍ、１０分、２℃〜６℃で遠心し（ブレーキはオフ）、除ききれなかった組織片やウイルスの凝集塊をのぞいた。上清を新しい滅菌済みチューブに入れ、ＨＶＪ濃縮液として２℃〜６℃で保存した。

このＨＶＪ濃縮液０．１ｍｌにＢＳＳを０．９ｍｌ加え、分光光度計で５４０ｎｍの吸光度を測定し、ウイルス力価を赤血球凝集活性（ＨＡＵ）に換算した。５４０ｎｍの吸光度１がほぼ１５，０００ＨＡＵに相当した。ＨＡＵは融合活性とほぼ比例するようである。

（ウイルスの不活化）
ウイルスを、紫外線照射によって不活化した（９９ｍＪ／ｃｍ^２）。不活化は、使用直前に行ったが、使用直前に行わなくても良い。

（実施例５：磁性粒子のコーティングおよび遺伝子導入組成物の調製）
次に、実施例１で調製した磁性粒子を硫酸プロタミンを用いてコーティングした。そのプロトコールおよび結果を以下に示す。

（ベクターの準備）
図１のように磁性付加した径２０〜５０ｎｍの粒子表面を硫酸プロタミンでコーティングしたもの（本明細書以下、ＰＳ−ｍａｇｎｅｔともいう）を遺伝子導入に用いた。ＨＶＪ−Ｅにプラスミドを封入した後に、このＰＳ−ｍａｇｎｅｔを混合し１０分間静置し（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ＨＶＪ−Ｅともいう）細胞遺伝子導入に用いた。

また、ＰＳ−ｍａｇｎｅｔを直接プラスミドと混合し１０分間静置したものも同様に使用した。

遺伝子導入ベクターとして、ルシフェラーゼ遺伝子をコードするｌｕｃを含む、例えばｐＧＬ３−Ｂａｓｉｃ（Ｐｒｏｍｅｇａ；配列番号１）を用いて、実施例１において調製した磁性粒子の能力を測定した。

トランスフェクションは、実施例４において調製したＨＶＪ−Ｅを用いたものと用いていないもの、ネガティブコントロールとして、磁性粒子のみ、磁性粒子を含んでいない遺伝子導入ベクター（ＨＶＪ−Ｅ有り無し）、さらにそれらにリポフェクタミンを含むものと含まないものとを調製して試験した。比較例として、さらに、硫酸プロタミン（ＰＳ）の遺伝子ベクターを用いた。

ルシフェラーゼ活性は、例えば、Ｐｒｏｍｅｇａのキット（ルシフェラーゼ定量システムカタログ番号Ｅ１４８３）を用いて測定した。

以下に結果を示す。

コントロールではルシフェラーゼ活性が見られなかったのに対して、ＰＳ（硫酸プロタミン・磁性粒子・遺伝子導入ベクター）では、顕著に導入活性が亢進していた。また、コロイド粒子（コロイド粒子・磁性粒子・遺伝子導入ベクター）を使用したときには、１μｇでもすでに導入亢進活性が見られ、１０μｇ用いたときにはその１０倍の活性がみられ、１００μｇ用いたときにもその増加傾向が観察された。従って、磁性粒子は多ければ多いほど、その遺伝子送達活性を促進することが理解される。これは、細胞に接着する遺伝子導入分子がより多くなるからであると考えられる。

（実施例６：細胞への遺伝子導入）
ＢＨＫ細胞（Ｐｅｒｃｅｌｌ Ｂｉｏｌｙｔｉｃａから入手可能）を１２ウェル培養皿にまき、そこにＧＬ２（ルシフェラーゼ（Ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ））遺伝子を封入したＭａｇｎｅｔ ＨＶＪ−Ｅを添加した。培養皿下には磁石をおき１０分間静置したのちに、磁石をはずし培養液（１０％血清）を交換し３７度５％ＣＯ_２の状態で２４時間培養した。翌日、細胞を剥がしとりルシフェラーゼ活性を測定し（上記Ｐｒｏｍｅｇａ社のキットを利用）、遺伝子導入効率を調べた。
同時に培養上清のＬＤＨ活性を測定し細胞障害を観察した。

また、ＰＳ−ｍａｇｎｅｔを直接ＧＬ２遺伝子と混合したものも同様に培養皿下に磁石をおき、２４時間、３７℃５％ＣＯ_２の状態で培養してルシフェラーゼ活性を測定し遺伝子導入効率を調べた。

同時に培養上清のＬＤＨ活性を測定し、細胞傷害を観察した。模式図を図２に示す。

本実施例では、以下のようなプロトコールを使用して、実験した。

１：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅ（５００ＨＡＵ）に封入したものを細胞上清に添加した。

２：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅに封入したものに硫酸プロタミン５０μｇ／ｍｌを加えて細胞上清に添加した。

３：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅに封入したものにＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。

４：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅに封入したものにＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １０μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。

５：ＧＬ２２０μｇをＨＶＪ−Ｅに封入したものにＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １００μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。

なお、ＨＶＪ−Ｅ １００ ＨＡＵ（ｈｅｍａｇｇｌｕｔｉｎａｔｉｎｇ ｕｎｉｔ）は３×１０^７粒子に相当する。

毒性については、ＬＤＨ活性を確認することによって判定した。

（結果）
硫酸プロタミンは過去の報告どおりに遺伝子導入効率を向上させた。一方、ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔは濃度依存性に遺伝子導入効率を向上させ、硫酸プロタミンと同等あるいはそれ以上の効果を示した。なお、高濃度のＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ（１００μｇ／ウェル）は遺伝子導入効率を増加させた反面、細胞毒性も引き起こした。トランスフェクションの結果を図３に示す。毒性に関するデータを図４に示す。

（実施例７：ＢＨＫ細胞１２ウェル培養皿での実証）
次に、ＢＨＫ細胞を用いて、１２ウェル培養皿で同様の効果が見られるかどうかを確認した。
１：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅ（１００ＨＡＵ）に封入したものを細胞上清に添加した。
２：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅに封入したものに硫酸プロタミン１０μｇ／ｍｌを加えて細胞上清に添加した。
３：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅに封入したものに硫酸プロタミン１００μｇ／ｍｌを加えて細胞上清に添加した。
４：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅに封入したものにＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ ３μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。
５：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅに封入したものにＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １０μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。
６：ＧＬ２ ２０μｇをＨＶＪ−Ｅに封入したものにＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ ３０μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。

なお、ＨＶＪ−Ｅ １００ＨＡＵ（ｈｅｍａｇｇｌｕｔｉｎａｔｉｎｇ ｕｎｉｔ）は３ｘ１０^７粒子に相当する。

（結果）
ＨＶＪ−Ｅの濃度を５分の１にしたところ、ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔは濃度依存性に遺伝子導入効率を向上させ、硫酸プロタミン以上の効果を示した。なお、ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ ３０μｇ／ウェルでは、細胞毒性は認められなかった。トランスフェクションの結果を図５に示す。毒性に関するデータを図６に示す。

（実施例８：ＢＨＫ細胞１２ウェル培養皿を使用した別の例）
次に、同様の条件で、本発明の効果を実証した。
１：ＧＬ２ ５μｇを細胞上清に添加した。
２：ＧＬ２ ５μｇにＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。
３：ＧＬ２ ５μｇにＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ １０μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。
４：ＧＬ２ ５μｇにＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ ３０μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。
５：ＧＬ２ ５μｇに硫酸プロタミン１００μｇ／ｍｌを加えて細胞上清に添加した。

（結果）
ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔは濃度依存性に遺伝子導入効率を向上させた。なお、ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ ３０μｇ／ウェルで２４時間静置しておくと、細胞毒性が認められた。トランスフェクションの結果および毒性に関するデータをまとめて図７に示す。

上記の結果、本発明の磁性粒子を用いた組成物は、マウスなどの動物を用いたときに、血管に投与した後、所望の臓器に移動させても効果を有することが示された。

（実施例９：ＢＨＫ細胞 １２ウェル培養皿を使用した別の例）
次に、同様の条件で、ＢＨＫ細胞について、１２ウェル培養皿を使用して、実験した。

ここでは、グリーン蛍光タンパク質（ＧＦＰ）２０μｇまたはフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）標識オリゴヌクレオチド４μｇをＨＶＪ−Ｅに封入した物にＰＳ−Ｍａｇｎｅｔ ３０μｇ／ウェルを加えて細胞上清に添加した。また、使用したオリゴヌクレオチドの配列は、ＣＣＴＴＧＡＡＧＧＧＡＴＴＴＣＣＣＴＣＣ（配列番号２）であり、５’末端をＦＩＴＣ標識した。

遺伝子導入後２４時間にて蛍光顕微鏡および位相差顕微鏡で観察して確認を行った。

蛍光顕微鏡下で緑色に発色するＧＦＰタンパク質またはＦＩＴＣオリゴヌクレオチドがほぼすべての細胞において確認することができた。

従って、図８に示されるように、ＧＦＰまたはＦＩＴＣ標識オリゴヌクレオチドを用いた場合もまた、同様に本発明の磁性粒子を用いた組成物を用いることによって、局所送達することができることが示されており、遺伝子に拘らず、本発明の組成物に効果があることが示された。

（実施例１０：別の磁性粒子を用いた場合の実証）
実施例２および３において調製した別の磁性粒子を用いて、実施例５〜８に記載された実施例と同様の実験を行う。

実施例５と同様に磁性粒子のコーティングおよび遺伝子導入組成物の調製を行ったところ、実施例２および３で調製した磁性粒子を用いても、コントロールではルシフェラーゼ活性が見られなかったのに対して、ＰＳ（硫酸プロタミン・磁性粒子・遺伝子導入ベクター）では、顕著に導入活性が亢進していることが示される。

実施例６と同様に、細胞への遺伝子導入の実験を行ったところ、濃度依存性に遺伝子導入効率を向上させ、硫酸プロタミンと同等あるいはそれ以上の効果を示すことが実証される。

さらに、実施例７と同様に、ＢＨＫ細胞１２ウェル培養皿での効果を調べたところ、ＨＶＪ−Ｅの濃度を５分の１にしたところ、ＰＳ−Ｍａｇｎｅｔは濃度依存性に遺伝子導入効率を向上させ、硫酸プロタミン以上の効果を示すことが実証される。

実施例８または９と同様に、ＢＨＫ細胞１２ウェル培養皿を使用した別の実験を行ったところ、本発明の磁性粒子を用いた組成物は、マウスなどの動物を用いたときに、血管に投与した後、所望の臓器に移動させても効果を有することが示される。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、所望の生体分子を、所望の部位に自在に送達することができる技術を提供する。

Claims (52)

1. 磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物。
2. 前記生体分子は、核酸、タンパク質または低分子である、請求項１に記載の組成物。
3. 前記生体分子は、ＤＮＡ、ＲＮＡおよびその改変体からなる群より選択される、請求項１に記載の組成物。
4. 前記組成物は、遺伝子導入ベクターを含む、請求項１に記載の組成物。
5. 前記磁性粒子は、金属を含む、請求項１に記載の組成物。
6. 前記磁性粒子には、タンパク質をコードする核酸が付着される、請求項１に記載の組成物。
7. 前記磁性粒子は、コロイド状態で存在する、請求項１に記載の組成物。
8. 前記磁性粒子は、生体高分子でコーティングされる、請求項１に記載の組成物。
9. 前記磁性粒子は、硫酸プロタミン、ゼラチン、コラーゲン、およびファイブロネクチンからなる群より選択される少なくとも１つの化合物でコーティングされる、請求項１に記載の組成物。
10. 前記磁性粒子は、硫酸プロタミンでコーティングされる、請求項１に記載の組成物。
11. 前記磁性粒子は、鉄化合物、ニッケル化合物、コバルト化合物および電磁石からなる群より選択される少なくとも１つの化合物を含む、請求項１に記載の組成物。
12. 前記磁性粒子は、鉄化合物を含む、請求項１に記載の組成物。
13. 前記磁性粒子は、酸化鉄、硫酸鉄、塩化鉄または鉄アルコキシドから作製されるコロイドを含む、請求項１に記載の組成物。
14. 前記磁性粒子は、フェライト、マグネタイトまたはマグヘマイトを含む、請求項１に記載の組成物。
15. 前記磁性粒子は、沈降方法または加水分解して調製される磁性微粒子を含む、請求項１に記載の組成物。
16. 前記遺伝子導入ベクターは、ウイルスベクターまたはその改変体を含む、請求項４に記載の組成物。
17. 前記ウイルスベクターまたはその改変体は、不活化される、請求項１６に記載の組成物。
18. 前記遺伝子導入ベクターは、センダイウイルスエンベロープ（ＨＶＪ−Ｅ）を含む、請求項４に記載の組成物。
19. 前記遺伝子導入ベクターは、治療的効果を有するタンパク質をコードする核酸を含む、請求項４に記載の組成物。
20. さらに遺伝子導入試薬を含む、請求項１に記載の組成物。
21. 前記遺伝子導入試薬は、カチオン性高分子、カチオン性脂質およびリン酸カルシウムからなる群より選択される少なくとも１つの成分を含む、請求項２０に記載の組成物。
22. 前記遺伝子導入試薬は、リポフェクタミンを含む、請求項２０に記載の組成物。
23. さらに、特定の細胞に特異的に相互作用する成分を含む、請求項１に記載の組成物。
24. １０〜１５０ｅｍｕ／ｇの磁性強度を有する、請求項１に記載の組成物。
25. ２０ｎｍ〜２００ｎｍの粒子状形態を有する、請求項１に記載の組成物。
26. ２０ｎｍ〜５０ｎｍの粒子状形態を有する、請求項１に記載の組成物。
27. 磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物と、磁場発生手段とを備える、装置。
28. 前記磁場発生手段は、１０，０００エルステッド未満の強さの磁場をかける能力を有する、請求項２７に記載の装置。
29. 前記磁場発生手段は、局所的に磁場をかけることができる、請求項２７に記載の装置。
30. 前記磁場発生手段は、永久磁石である、請求項２７に記載の装置。
31. 前記磁場発生手段は、電磁石である、請求項２７に記載の装置。
32. 磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を製造する方法であって、
    Ａ）金属イオンと、水酸化物イオンとを含む水酸化物水溶液を生成する工程；および
    Ｂ）物理的刺激を与えて該金属の水酸化物コロイドを生成する工程、
    を包含する、方法。
33. 前記水酸化物水溶液は、
    Ａ−１）金属イオンを含む水溶液を調製する工程；および
    Ａ−２）該水溶液に水酸化物イオンを加え該金属の水酸化物を生成する工程
    によって生成される、請求項３２に記載の方法。
34. 前記水酸化物水溶液は、金属アルコキシドを加水分解して生成される、請求項３２に記載の方法。
35. 前記金属は、鉄である、請求項３２に記載の方法。
36. 前記金属イオンを含む水溶液は、塩化鉄（ＩＩ）または硫酸鉄（ＩＩ）の水溶液である、請求項３３に記載の方法。
37. 前記金属アルコキシドは、鉄アルコキシドである、請求項３４に記載の方法。
38. 前記金属イオンは、０．０１〜１ｍｏｌ／ｄｍ^３の濃度で存在する、請求項３２に記載の方法。
39. さらに、生体分子を混合する工程を包含する、請求項３２に記載の方法。
40. 前記生体分子は、核酸を含む、請求項３９に記載の方法。
41. 磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を含む、生体分子を生体に導入するための医薬キット。
42. 前記組成物は、遺伝子導入ベクターを含む、請求項４１に記載の医薬キット。
43. 前記組成物と、目的の生体分子とを混合して生体に投与するよう指示する指示書をさらに備える、請求項４１に記載の医薬キット。
44. 以下の工程：
    Ａ）治療または予防に使用される生体分子および磁性粒子を含む、生体分子を導入するための組成物を被検体に投与する工程；および
    Ｂ）該被検体において該生体分子の送達が所望される部位に磁場をかける工程、
    を包含する、該生体分子によって治療または予防を行うことができる疾患または障害を処置または予防するための方法。
45. 前記生体分子は、核酸を含み、前記治療または予防は、遺伝子治療を含む、請求項４４に記載の方法。
46. 前記組成物は、遺伝子導入ベクターを含む、請求項４４に記載の方法。
47. 前記遺伝子導入ベクターは、ウイルスベクターまたはその改変体を含む、請求項４６に記載の方法。
48. 前記ウイルスベクターまたはその改変体は、不活化される、請求項４７に記載の方法。
49. 前記遺伝子導入ベクターは、センダイウイルスエンベロープ（ＨＶＪ−Ｅ）を含む、請求項４６に記載の方法。
50. 前記磁場をかける工程は、１０分から数日間の間行われる、請求項４４に記載の方法。
51. 前記磁場をかける工程は、１０分から２時間の間行われる、請求項４４に記載の方法。
52. 磁性粒子の、生体分子を導入するための組成物を調製するための、使用。

Images