JPWO2012117971A1 - Lipid membrane structure, method for producing lipid membrane structure, and method for encapsulating one target substance in one lipid membrane - Google Patents

Lipid membrane structure, method for producing lipid membrane structure, and method for encapsulating one target substance in one lipid membrane Download PDF

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Abstract

【課題】 簡便に製造することができ、微小かつ均一な粒子径を有する脂質膜構造体や封入する物質(目的物質)の数および脂質膜の枚数が制御された脂質膜構造体、その製造方法ならびに1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法を提供する。【解決手段】 陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体。本発明に係る脂質膜構造体やその製造方法によれば、微小かつ均一な脂質膜構造体や、封入する物質(目的物質)の数および脂質膜の枚数が制御された脂質膜構造体を得ることができる。PROBLEM TO BE SOLVED: To easily manufacture a lipid membrane structure having a fine and uniform particle size, a lipid membrane structure in which the number of substances to be encapsulated (target substance) and the number of lipid membranes are controlled, and a method for producing the same And a method for encapsulating one target substance with one lipid membrane. SOLUTION: A lipid membrane structure having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes. According to the lipid membrane structure and the method for producing the same according to the present invention, a fine and uniform lipid membrane structure, and a lipid membrane structure in which the number of substances to be encapsulated (target substance) and the number of lipid membranes are controlled are obtained. be able to.

Description

本発明は、脂質膜構造体、脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法に関し、より詳細には、陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体、当該脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法に関する。   The present invention relates to a lipid membrane structure, a method for producing a lipid membrane structure, and a method for encapsulating one target substance in a single lipid membrane, and more specifically, a lipid obtained by modifying a cationic surfactant The present invention relates to a lipid membrane structure having a single membrane or a plurality of outermost membranes, a method for producing the lipid membrane structure, and a method for encapsulating one target substance with a single lipid membrane.

タンパク質、薬剤、あるいは核酸などの物質を、生物個体の標的部位に確実に送達するためのベクターの開発が盛んに行われている。これまでに開発されたベクターは、ウイルスベクターと非ウイルスベクターとに大別される。ウイルスベクターは、一般に、目的の遺伝子を標的細胞の核内へ導入する遺伝子導入能が優れているが、大量生産の困難性、抗原性、毒性などの問題があるため、このような問題点が少ない非ウイルスベクターとして、リポソームに代表される脂質膜構造体が注目を集めている。   A vector for reliably delivering a substance such as a protein, a drug, or a nucleic acid to a target site of a living individual has been actively developed. Vectors developed so far are roughly classified into viral vectors and non-viral vectors. Viral vectors are generally excellent in gene transfer ability to introduce the target gene into the nucleus of the target cell, but there are problems such as difficulty in mass production, antigenicity, and toxicity. As a few non-viral vectors, lipid membrane structures represented by liposomes have attracted attention.

リポソームは、人工的に調製される脂質二重層からなる脂質膜を基本構成とする脂質膜構造体であり、様々な物質を内包して標的細胞内に送り込む能力を有している。リポソームは、その表面に抗体、タンパク質、糖鎖などの機能性分子を導入することにより、標的部位に対する指向性を向上させることができるという利点の他、物質が内包されるために生体内の分解作用や代謝作用から保護されるという利点や、標的以外の部位で物質が作用を奏すること(副作用)を防止するという利点を有している。これまでに、リポソームとして、例えば、連続した複数個のアルギニン残基を含むペプチドを表面に有し、核移行能を有するリポソームが開発されている(特許文献1)。   Liposomes are lipid membrane structures having a lipid membrane composed of artificially prepared lipid bilayers as a basic component, and have the ability to encapsulate various substances and send them into target cells. In addition to the advantage that liposomes can improve the directivity to the target site by introducing functional molecules such as antibodies, proteins, sugar chains, etc. on the surface, liposomes can be decomposed in vivo. It has the advantage of being protected from action and metabolic action, and the advantage of preventing the substance from acting at a site other than the target (side effects). So far, for example, a liposome having a peptide containing a plurality of continuous arginine residues on its surface and having a nuclear translocation ability has been developed (Patent Document 1).

また、遺伝子を封入した脂質膜構造体として、Stabilized plasmid−lipid particles(SPLP)が開発されている(非特許文献1)。SPLPは、正帯電性脂質と非イオン性界面活性剤とを含む緩衝液中で遺伝子をインキュベートした後、緩衝液によって透析を行うことにより製造される、粒子径60−70nmの微小な脂質膜構造体である。   Further, Stabilized plasmid-lipid particles (SPLP) have been developed as lipid membrane structures encapsulating genes (Non-patent Document 1). SPLP is produced by incubating a gene in a buffer solution containing a positively charged lipid and a nonionic surfactant, and then dialysis using the buffer solution. Is the body.

国際公開WO2005/032593号パンフレットInternational Publication WO2005 / 032593 Pamphlet

Wheeler J.J.ら、Gene Ther.、第6巻、第2号、第271−281頁、1999年Wheeler J.M. J. et al. Et al., Gene Ther. , Vol. 6, No. 2, pp. 271-281, 1999

一般に、粒子を癌や炎症といった疾患部位へ効率的に送達させるためには、粒子径は100nm〜150nm程度であることが好ましい(Liu D.ら、Biochim Biophys Acta.、第1104巻、第1号、第95−101頁、1992年;Akinc A.ら、Mol.Ther.、第17巻、第5号、第872−879頁、2009年)。しかしながら、特許文献1に記載されたリポソームは、図1上段に示すように、脂質フィルムを調製した後、これを水和させ、攪拌または超音波処理する方法(水和法)により簡便に製造することができるが、封入する物質(目的物質)の数や脂質膜の枚数を制御することが困難であるため、粒子径が平均約300nmと過大になってしまい、疾患部位へ効率的に送達させるのは困難である。   In general, in order to efficiently deliver particles to a disease site such as cancer or inflammation, the particle diameter is preferably about 100 nm to 150 nm (Liu D. et al., Biochim Biophys Acta., Vol. 1104, No. 1). 95-101, 1992; Akinc A. et al., Mol.Ther., 17, No. 5, 872-879, 2009). However, as shown in the upper part of FIG. 1, the liposome described in Patent Document 1 is easily produced by a method (hydration method) in which a lipid film is prepared and then hydrated and stirred or sonicated. However, since it is difficult to control the number of substances (target substances) to be encapsulated and the number of lipid membranes, the average particle diameter becomes excessively about 300 nm, which can be efficiently delivered to the diseased site. It is difficult.

また、非特許文献1に記載されたSPLPは、疾患部位へ効率的に送達可能な程度に微小であるが、透析操作に長時間を要することや、緩衝液のpHなどの僅かな条件の変化によって脂質膜構造体への遺伝子の封入効率が顕著に低下することなどから、実用化が困難である(Jeffs L.B.、Pharm Res.、第22巻、第3号、第362−72頁、2005年)。   The SPLP described in Non-Patent Document 1 is so small that it can be efficiently delivered to a disease site, but it takes a long time for the dialysis operation and changes in slight conditions such as pH of the buffer solution. This makes it difficult to put it to practical use because the efficiency of entrapment of the gene in the lipid membrane structure is remarkably reduced (Jeffs LB, Pharm Res., Vol. 22, No. 3, pp. 362-72). 2005).

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、簡便に製造することができ、微小かつ均一な粒子径を有する脂質膜構造体や封入する物質(目的物質)の数および脂質膜の枚数が制御された脂質膜構造体、その製造方法ならびに1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve such problems, and can be easily produced and includes a lipid membrane structure having a minute and uniform particle diameter and a substance to be encapsulated (target substance). It is an object to provide a lipid membrane structure in which the number and the number of lipid membranes are controlled, a method for producing the same, and a method for encapsulating one target substance with one lipid membrane.

本発明者らは、鋭意研究の結果、図1下段に示すように、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、微小かつ均一な粒子径を有するリポソームや封入する物質(目的物質)の数および脂質膜の枚数が制御されたリポソームが得られること、および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入することができること、ならびに陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有するリポソームのトランスフェクション活性が顕著に向上することを見出し、下記の各発明を完成した。   As a result of earnest research, the present inventors have a fine and uniform particle size by performing a hydration method using a lipid film modified with a cationic surfactant, as shown in the lower part of FIG. The ability to obtain liposomes in which the number of liposomes and substances to be encapsulated (target substances) and the number of lipid membranes are controlled, the ability to encapsulate one target substance with a single lipid membrane, and cationic surface activity The inventors found that the transfection activity of liposomes having a lipid membrane modified with an agent as a single membrane or as the outermost membrane of a plurality of membranes was remarkably improved, and completed the following inventions.

(1)陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体。 (1) A lipid membrane structure having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes.

(2)陽イオン性界面活性剤が次式(化1)

Figure 2012117971
[式中:Rはアルキル基であり、Rは疎水基である。]の陽イオン性界面活性剤である、(1)に記載の脂質膜構造体。(2) The cationic surfactant is represented by the following formula (Formula 1)
Figure 2012117971
[Wherein, R 1 is an alkyl group, and R 2 is a hydrophobic group. The lipid membrane structure according to (1), which is a cationic surfactant.

(3)Rが炭素数が12以上のアルキル基であり、かつRが次式(化2)

Figure 2012117971
または次式(化3)
Figure 2012117971
の基である、(2)に記載の脂質膜構造体。(3) R 1 is an alkyl group having 12 or more carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 2):
Figure 2012117971
Or the following formula (Formula 3)
Figure 2012117971
The lipid membrane structure according to (2), which is a group of

(4)Rが炭素数が16のアルキル基であり、かつRが次式(化4)

Figure 2012117971
の基である、(2)に記載の脂質膜構造体。(4) R 1 is an alkyl group having 16 carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 4)
Figure 2012117971
The lipid membrane structure according to (2), which is a group of

(5)負帯電性脂質膜構造体である、(1)から(4)のいずれかに記載の脂質膜構造体。 (5) The lipid membrane structure according to any one of (1) to (4), which is a negatively charged lipid membrane structure.

(6)リポソームである、(1)から(5)のいずれかに記載の脂質膜構造体。 (6) The lipid membrane structure according to any one of (1) to (5), which is a liposome.

(7)陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体を製造する方法であって、下記(i)、(ii)または(iii)の工程を有する前記方法;(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、(iii)1枚膜または複数膜の脂質膜を有する脂質膜構造体の1枚膜または複数膜の最外膜に陽イオン性界面活性剤を修飾する工程。 (7) A method for producing a lipid membrane structure having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes, comprising the following (i), (ii) Or (iii) the method having the step; (i) a step of preparing a lipid film in which a cationic surfactant is modified by mixing a lipid and a cationic surfactant; A step of preparing a lipid film in which the cationic surfactant is modified by adding a cationic surfactant; (iii) a single membrane or a plurality of lipid membrane structures having a single membrane or a plurality of membranes A step of modifying the outermost membrane of the membrane with a cationic surfactant.

(8)(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程または(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程を有する場合において、下記(iv)の工程を有する、(7)に記載の方法;(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程。 (8) (i) a step of preparing a lipid film in which a lipid and a cationic surfactant are mixed to modify the cationic surfactant; or (ii) adding a cationic surfactant to the lipid film. And (iv) a method for preparing a lipid film in which a cationic surfactant is modified, and (iv) hydrating the prepared lipid film. A step of preparing a lipid membrane structure.

(9)1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法であって、下記(i)または(ii)の工程を有する前記方法;(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程。 (9) A method of encapsulating one target substance with a single lipid membrane, the method comprising the following step (i) or (ii): (i) mixing a lipid and a cationic surfactant A step of preparing a lipid film modified with a cationic surfactant, and (ii) a step of preparing a lipid film modified with a cationic surfactant by adding a cationic surfactant to the lipid film. .

(10)下記(iv)の工程を有する、(9)に記載の方法;(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程。 (10) The method according to (9), comprising the following step (iv); (iv) a step of preparing a lipid membrane structure by hydrating the prepared lipid film.

(11)陽イオン性界面活性剤が次式(化5)

Figure 2012117971
[式中:Rはアルキル基であり、Rは疎水基である。]の陽イオン性界面活性剤である、(7)から(10)のいずれかに記載の方法。(11) The cationic surfactant is represented by the following formula (Formula 5):
Figure 2012117971
[Wherein, R 1 is an alkyl group, and R 2 is a hydrophobic group. ] The method in any one of (7) to (10) which is a cationic surfactant.

(12)Rが炭素数が12以上のアルキル基であり、かつRが次式(化6)

Figure 2012117971
または次式(化7)
Figure 2012117971
の基である、(11)に記載の方法。(12) R 1 is an alkyl group having 12 or more carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 6):
Figure 2012117971
Or the following formula (Formula 7)
Figure 2012117971
The method according to (11), wherein

(13)Rが炭素数が16のアルキル基であり、かつRが次式(化8)

Figure 2012117971
の基である、(11)に記載の方法。(13) R 1 is an alkyl group having 16 carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 8):
Figure 2012117971
The method according to (11), wherein

本発明に係る脂質膜構造体やその製造方法によれば、微小かつ均一な脂質膜構造体や、封入する物質(目的物質)の数および脂質膜の枚数が制御された脂質膜構造体を得ることができる。また、微小かつ均一な脂質膜構造体によれば、腫瘍や肝臓実質などの疾患部位へ効率的に送達させることができ、脂質膜の枚数が制御された脂質膜構造体によれば、標的部位へ効率的に送達させることができる。例えば、本発明に係る脂質膜構造体の脂質膜の枚数が3枚である場合は、3回の膜融合により核やミトコンドリアに、脂質膜の枚数が1枚である場合は、1回の膜融合により細胞質に、それぞれ目的物質を効率的に送達させることができる。さらに、本発明に係る脂質膜構造体は、目的物質を損傷させずに標的部位へ送達して、標的部位において目的物質の機能を発揮させることができるうえ、細胞毒性が低く、安全に生体に適用することができる。一方、本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法によれば、上述の特徴を有する脂質膜構造体を、穏やかな調製条件で、簡便に、かつ廉価に製造することができる。さらに、本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法によれば、目的物質のサイズに応じた脂質膜構造体を得ることができる他、この方法を1または複数回行うことにより、目的の枚数の脂質膜を有する脂質膜構造体を得ることができる。なお、本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法は、脂質の種類を問わず行うことができることから、標的とする部位や細胞腫などに応じて脂質膜の脂質組成を適宜選択することができる。   According to the lipid membrane structure and the method for producing the same according to the present invention, a fine and uniform lipid membrane structure, and a lipid membrane structure in which the number of substances to be encapsulated (target substance) and the number of lipid membranes are controlled are obtained. be able to. Moreover, according to the minute and uniform lipid membrane structure, it can be efficiently delivered to a disease site such as a tumor or liver parenchyma, and according to the lipid membrane structure in which the number of lipid membranes is controlled, the target site Can be delivered efficiently. For example, when the number of the lipid membranes of the lipid membrane structure according to the present invention is 3, the membrane or mitochondria is obtained by membrane fusion three times, and when the number of lipid membranes is one, the membrane is one time. By fusion, the target substance can be efficiently delivered to the cytoplasm. Furthermore, the lipid membrane structure according to the present invention can deliver a target substance to a target site without damaging the target substance, and can exert the function of the target substance at the target site. Can be applied. On the other hand, according to the method for producing a lipid membrane structure according to the present invention, a lipid membrane structure having the above-described characteristics can be produced easily and inexpensively under mild preparation conditions. Furthermore, according to the method of encapsulating one target substance according to the present invention with one lipid membrane, a lipid membrane structure corresponding to the size of the target substance can be obtained, and this method is performed one or more times. Thus, a lipid membrane structure having a desired number of lipid membranes can be obtained. The method for producing a lipid membrane structure according to the present invention and the method for encapsulating one target substance with a single lipid membrane can be performed regardless of the type of lipid. The lipid composition of the lipid membrane can be appropriately selected according to the above.

従来のリポソームおよび本願発明に係る陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を有する脂質膜構造体における製造方法、封入された物質(目的物質)の数ならびに脂質膜の枚数の概要を示す図である。The figure which shows the outline | summary of the manufacturing method in the lipid membrane structure which has the lipid membrane modified with the conventional liposome and the cationic surfactant based on this invention, the number of the enclosed substance (target substance), and the number of lipid membranes It is. 本発明に係る、陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜の一態様を示す図である。It is a figure which shows the one aspect | mode of the lipid membrane by which a cationic surfactant based on this invention is modified. ベンジルドデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−1)、ベンジルテトラデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−2)、ベンジルヘキサデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−3)、ベンジルオクタデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−4)、トンゾニウムブロマイド(TB)およびn−Octyl β−D−glucopyranoside(OG)の構造を示す図である。Benzyldodecyldimethylammonium bromide (BB-1), benzyltetradecyldimethylammonium bromide (BB-2), benzylhexadecyldimethylammonium bromide (BB-3), benzyloctadecyldimethylammonium bromide (BB-4), tonzonium bromide It is a figure which shows the structure of (TB) and n-Octyl (beta) -D-glucopyranoside (OG). 核酸ナノ粒子、界面活性剤が修飾されていない脂質膜を有するリポソーム(a;コントロール)、BB−1が修飾された脂質膜を有するリポソーム(b、c)、BB−2が修飾された脂質膜を有するリポソーム(d、e)、BB−3が修飾された脂質膜を有するリポソーム(f、g)、BB−4が修飾された脂質膜を有するリポソーム(h、i)およびOGが修飾された脂質膜を有するリポソーム(j、k)について、粒子径を測定した結果を示す図(AおよびB)、ならびにゼータ電位を測定した結果を示す図(CおよびD)である。Nucleic acid nanoparticles, liposomes having lipid membranes not modified with surfactant (a; control), liposomes having lipid membranes modified with BB-1 (b, c), lipid membranes modified with BB-2 (D, e) having liposomes, liposomes (f, g) having lipid membranes modified with BB-3, liposomes (h, i) having lipid membranes modified with BB-4, and OG were modified It is a figure (A and B) which shows the result of having measured the particle diameter about the liposome (j, k) which has a lipid membrane, and the figure (C and D) which shows the result of measuring a zeta potential. 核酸ナノ粒子、TB未修飾リポソーム(a)、ならびにTBの修飾濃度が11、16.5、22、27.5および55mol%であるTB修飾リポソーム(b、c、d、eおよびf)について、粒子径を測定した結果を示す図(A)、ゼータ電位を測定した結果を示す図(B)、ならびに1の核酸ナノ粒子を1枚の脂質膜で封入したリポソームの粒子径を説明する模式図(C)である。For nucleic acid nanoparticles, TB unmodified liposomes (a), and TB modified liposomes (b, c, d, e and f) with modified concentrations of 11, 16.5, 22, 27.5 and 55 mol%, A diagram showing the result of measuring the particle size (A), a diagram showing the result of measuring the zeta potential (B), and a schematic diagram for explaining the particle size of a liposome in which one nucleic acid nanoparticle is encapsulated with one lipid membrane (C). TB未修飾空リポソーム(g)、ならびにTBの修飾濃度が11、16.5、27.5、55および110mol%であるTB修飾空リポソーム(h、i、j、kおよびl)について、粒子径を測定した結果を示す図(A)およびゼータ電位を測定した結果を示す図(B)である。Particle size for TB unmodified empty liposomes (g) and TB modified empty liposomes (h, i, j, k and l) with TB modified concentrations of 11, 16.5, 27.5, 55 and 110 mol% It is a figure (B) which shows the result of having measured zeta potential, and figure (B) which shows the result of having measured zeta potential. Lipofectamine PLUS(LFN PLUS;A、B)、TB未修飾リポソーム(C、D)、11mol%TB修飾リポソーム(E、F)、16.5mol%TB修飾リポソーム(G、H)および22mol%TB修飾リポソーム(I、J)により、Enhanced Green luorescence Protein(EGFP)−ルシフェラーゼ融合タンパク質遺伝子がコードされたプラスミドDNA(pDNA)をトランスフェクションしたHeLa細胞における、ルシフェラーゼ活性を測定した結果を示す図(右図)および細胞生存率を算出した結果を示す図(左図)である。Lipofectamine PLUS (LFN PLUS; A, B), TB unmodified liposome (C, D), 11 mol% TB modified liposome (E, F), 16.5 mol% TB modified liposome (G, H) and 22 mol% TB modified liposome The figure (right figure) which shows the result of having measured the luciferase activity in the HeLa cell which transfected plasmid DNA (pDNA) by which Enhanced Green luminescence Protein (EGFP) -luciferase fusion protein gene was encoded by (I, J), and It is a figure (left figure) which shows the result of having calculated the cell viability. Nitro−2−1,3−Benzoxadiazol−4−yl(NBD)で標識したTB修飾リポソーム(a)、TB未修飾リポソーム(b)、多重膜リポソーム(MLV;c)および1枚膜リポソーム(SUV;d)について、NBDの蛍光強度を連続して測定した結果を示す図(上図)、ならびにNBDで標識したリポソームにハイドロサルファイトナトリウムを添加した際の、NBDの消光効果を説明する模式図(下図)である。TB-modified liposomes (a), TB-unmodified liposomes (b), multilamellar liposomes (MLV; c) and unilamellar liposomes (SUVs) labeled with Nitro-2-1,3-Benzoxadiazol-4-yl (NBD) The figure which shows the result of having continuously measured the fluorescence intensity of NBD about (d) (upper figure), and the schematic diagram explaining the quenching effect of NBD at the time of adding hydrosulfite sodium to the liposome labeled with NBD ( (Figure below). TB修飾正帯電性脂質フィルム(a)、TB未修飾正帯電性脂質フィルム(b)、TB修飾負帯電性脂質フィルム(c)およびTB未修飾負帯電性脂質フィルム(d)に負帯電性二枚膜リポソームの封入を行った各サンプルについて、NBDの蛍光強度を連続して測定した結果を示す図である。The TB modified positively charged lipid film (a), the TB unmodified positively charged lipid film (b), the TB modified negatively charged lipid film (c) and the TB unmodified negatively charged lipid film (d) are negatively charged. It is a figure which shows the result of having measured the fluorescence intensity of NBD continuously about each sample which sealed the membrane liposome. 1の2枚膜リポソームを1枚の脂質膜で封入して、3枚膜リポソームを調製する過程の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the process of encapsulating 1 bilamellar liposome with 1 lipid membrane and preparing a trilamellar liposome. LFN PLUS、4枚膜リポソームおよびTB修飾3枚膜リポソームにより、EGFP−ルシフェラーゼ融合タンパク質遺伝子がコードされたpDNAをトランスフェクションしたJAWSII細胞における、ルシフェラーゼ活性を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the luciferase activity in the JAWSII cell which transfected the pDNA by which the EGFP-luciferase fusion protein gene was encoded by LFN PLUS, 4 membrane liposome, and TB modification 3 membrane liposome. PLL安定化2枚膜リポソーム(a)およびBSA安定化2枚膜リポソーム(b)をそれぞれ封入したTB修飾3枚膜リポソームを調製する過程の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the process of preparing TB modification | reformation trilamellar liposome which each encapsulated PLL stabilization bilayer liposome (a) and BSA stabilization bilayer liposome (b). PLL安定化2枚膜リポソーム(a)およびBSA安定化2枚膜リポソーム(b)をそれぞれ封入したTB修飾3枚膜リポソーム、ならびに負帯電性2枚膜リポソームについて、NBDの蛍光強度を連続して測定した結果を示す図である。The fluorescence intensity of NBD was continuously measured for the TB-modified trilamellar liposome encapsulating the PLL-stabilized bilayer liposome (a) and the BSA-stabilized bilayer liposome (b) and the negatively charged bilayer liposome, respectively. It is a figure which shows the measurement result. LFN PLUS、ならびに負帯電性2枚膜リポソーム(a)、PLL安定化2枚膜リポソーム(b)およびBSA安定化2枚膜リポソーム(c)をそれぞれ封入したTB修飾3枚膜リポソームにより、EGFP−ルシフェラーゼ融合タンパク質遺伝子がコードされたpDNAをトランスフェクションしたJAWSII細胞における、ルシフェラーゼ活性を測定した結果を示す図である。LGFP PLUS and negatively charged bilayer liposome (a), PLL-stabilized bilayer liposome (b) and BSA-stabilized bilayer liposome (c) were encapsulated in EGFP- It is a figure which shows the result of having measured the luciferase activity in the JAWSII cell which transfected pDNA by which the luciferase fusion protein gene was encoded. 本発明のリポソームを透過型電子顕微鏡で観察したときの写真を示す。図中、スケールバーは50nmを示す。The photograph when the liposome of this invention is observed with a transmission electron microscope is shown. In the figure, the scale bar indicates 50 nm.

以下、本発明に係る脂質膜構造体、脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法について詳細に説明する。本発明に係る脂質膜構造体は陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する。   Hereinafter, a lipid membrane structure according to the present invention, a method for producing the lipid membrane structure, and a method for encapsulating one target substance with a single lipid membrane will be described in detail. The lipid membrane structure according to the present invention has a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes.

本発明において、「脂質膜」とは、脂質膜構造体が有する、脂質を主な構成成分とする膜をいう。本発明における脂質膜は、脂質分子が疎水性部分同士を会合させて二層に並んで形成する脂質二重層(lipid bilayer)からなるものでもよく、疎水性部分を内側または外側に向けて形成する一重層からなるものでもよい。   In the present invention, the “lipid membrane” refers to a membrane having lipid as a main constituent, which the lipid membrane structure has. The lipid membrane in the present invention may be composed of a lipid bilayer in which lipid molecules are associated with each other and formed in two layers, and the hydrophobic portion is formed with the hydrophobic portion facing inward or outward. It may consist of a single layer.

本発明における脂質膜構造体の好ましい形態としては、脂質二重層からなる脂質膜を有する閉鎖小胞を挙げることができ、そのような脂質膜構造体としては、例えば、リポソームを挙げることができる。   As a preferable form of the lipid membrane structure in the present invention, a closed vesicle having a lipid membrane composed of a lipid bilayer can be mentioned, and as such a lipid membrane structure, for example, a liposome can be mentioned.

本発明において、脂質膜構造体が有する脂質膜の枚数は1枚であってもよく、2以上の複数枚であってもよい。本発明に係る脂質膜構造体が複数膜を有する場合、少なくとも最外膜に陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を有するが、最外膜のみならず、最外膜以外の1または複数の膜が陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜であってもよい。   In the present invention, the number of lipid membranes included in the lipid membrane structure may be one, or two or more. When the lipid membrane structure according to the present invention has a plurality of membranes, at least the outermost membrane has a lipid membrane in which a cationic surfactant is modified, but not only the outermost membrane but also one other than the outermost membrane. Alternatively, a plurality of membranes may be lipid membranes obtained by modifying a cationic surfactant.

本発明において、「陽イオン性界面活性剤」は、界面活性剤のうち、陽イオン性の親水基を有するものをいい、イオン価は特に限定されないが、1価であることが好ましい。陽イオン性界面活性剤としては、具体的には、例えば、トリメチルテトラデシルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイドなどのアルキルトリメチルアンモニウム塩、ドデシルエチルジメチルアンモニウムブロマイド、エチルヘキサデシルジメチルアンモニウムブロマイドなどのジアルキルジメチルアンモニウム塩、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルテトラデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルヘキサデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルオクタデシルジメチルアンモニウムブロマイド、塩化ベンザルコニウムなどのアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、トンゾニウムブロマイド、塩化ベンゼトニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化デカリニウム、第1級アミン塩、第2級アミン塩、Nメチルビスヒドロキシエチルアミン脂肪酸エステル塩酸塩などの第3級アミン塩などに由来する陽イオンを挙げることができるが、このうち、下記式(化1)

Figure 2012117971
[式中:Rはアルキル基であり、Rは疎水基である。]で示される陽イオン性界面活性剤が好ましく、上記式(化1)において、Rが炭素数が12以上のアルキル基であり、かつRが次式(化2)
Figure 2012117971
またはRが次式(化3)
Figure 2012117971
で示される陽イオン性界面活性剤であることがさらに好ましい。In the present invention, the “cationic surfactant” refers to a surfactant having a cationic hydrophilic group, and the ionic value is not particularly limited, but is preferably monovalent. Specific examples of the cationic surfactant include alkyltrimethylammonium salts such as trimethyltetradecylammonium chloride and cetyltrimethylammonium bromide, and dialkyldimethylammonium such as dodecylethyldimethylammonium bromide and ethylhexadecyldimethylammonium bromide. Salt, alkyldimethylbenzylammonium salt such as benzyldodecyldimethylammonium bromide, benzyltetradecyldimethylammonium bromide, benzylhexadecyldimethylammonium bromide, benzyloctadecyldimethylammonium bromide, benzalkonium chloride, tonzonium bromide, benzethonium chloride, cetyl chloride Pyridinium, decalinium chloride, second Grade amine salts, secondary amine salts, there may be mentioned cations such as from tertiary amine salts such as N-methyl-bis-hydroxyethyl amine fatty acid ester hydrochloride salt, of which the following formula (Formula 1)
Figure 2012117971
[Wherein, R 1 is an alkyl group, and R 2 is a hydrophobic group. In the above formula (Formula 1), R 1 is an alkyl group having 12 or more carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 2).
Figure 2012117971
Or R 2 represents the following formula (Formula 3)
Figure 2012117971
It is further preferable that the surfactant be a cationic surfactant.

なお、本発明における「疎水基」としては、例えば、上記式(化2)および(化3)で示される基のほか、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基などのアルキル基、アルケニル基、ビニール基、フェニル基やナフチル基などのアリール基といった炭化水素基や複素環、または親水基と疎水基が組み合わされて、全体として疎水性である基を挙げることができる。   The “hydrophobic group” in the present invention includes, for example, groups represented by the above formulas (Chemical Formula 2) and (Chemical Formula 3), alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group, and an alkenyl group. In addition, a hydrocarbon group such as vinyl group, aryl group such as phenyl group or naphthyl group, a heterocyclic ring, or a combination of a hydrophilic group and a hydrophobic group can be cited as a group which is hydrophobic as a whole.

本発明において、陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜の態様としては、例えば、図2に示すように、脂質膜を構成する脂質分子の間隙に陽イオン性界面活性剤が位置する態様の他、脂質膜を構成する脂質分子に、共有結合、水素結合、イオン結合、疎水結合、あるいはファンデルワールス結合により陽イオン性界面活性剤が結合する態様などを挙げることができる。   In the present invention, as an aspect of the lipid membrane in which the cationic surfactant is modified, for example, as shown in FIG. 2, the cationic surfactant is located in the gap between the lipid molecules constituting the lipid membrane. In addition to the embodiment, there may be mentioned an embodiment in which a cationic surfactant is bound to a lipid molecule constituting the lipid membrane by a covalent bond, a hydrogen bond, an ionic bond, a hydrophobic bond, or a van der Waals bond.

また、本発明において、脂質膜構造体は、正帯電性、非帯電性、両(正負)帯電性および負帯電性のいずれでもよいが、負帯電性であることが好ましい。なお、本発明における「負帯電性脂質膜構造体」とは、全体として負帯電性である脂質膜構造体をいい、例えば、脂質膜の構成脂質として正帯電性脂質や両(正負)帯電性脂質、非帯電性脂質を含むため、または陽イオン性界面活性剤が修飾されているために、局所的に正帯電性や両(正負)帯電性、非帯電性であるものであっても、全体として負帯電性であれば「負帯電性脂質膜構造体」に包含される。   In the present invention, the lipid membrane structure may be any of positive chargeability, nonchargeability, both (positive / negative) chargeability, and negative chargeability, but is preferably negatively chargeable. The “negatively charged lipid membrane structure” in the present invention refers to a lipid membrane structure that is negatively charged as a whole. For example, positively charged lipids or both (positive and negatively) chargeable lipids as lipids constituting the lipid membrane. Because it contains lipids, non-charged lipids, or because the cationic surfactant is modified, even if it is locally positively charged, both (positive and negative) charged, or uncharged, If it is negatively charged as a whole, it is included in the “negatively charged lipid membrane structure”.

本発明における脂質膜構造体を構成する脂質は、正帯電性脂質、両(正負)帯電性脂質や非帯電性脂質を含む中性脂質、負帯電性脂質のいずれでもよく、脂質の種類としては、例えば、リン脂質、糖脂質、ステロール、長鎖脂肪族アルコールあるいはグリセリン脂肪酸エステルなどを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。   The lipid constituting the lipid membrane structure in the present invention may be any of positively charged lipids, neutral (including both positive and negative) charged lipids and uncharged lipids, and negatively charged lipids. Examples thereof include phospholipids, glycolipids, sterols, long-chain aliphatic alcohols and glycerin fatty acid esters, and one or more of these can be used.

リン脂質としては、例えば、ホスファチジルコリン(例えば、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジラウロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリンなど)、ホスファチジルグリセロール(例えば、ジオレオイルホスファチジルグリセロール、ジラウロイルホスファチジルグリセロール、ジミリストイルホスファチジルグリセロール、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール、ジステアロイルホスファチジルグリセロールなど)、ホスファチジルエタノールアミン(例えば、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジラウロイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン(DSPE)、ジオレオイルグリセロフォスフォエタノールアミン(DOPE)など)、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸(PA)、カルジオリピン、またはこれらの水素添加物、卵黄、大豆その他の動植物に由来する天然脂質(例えば、卵黄レシチン、大豆レシチンなど)などを挙げることができ、これらのうちの1種または2種以上を用いることができる。   Examples of the phospholipid include phosphatidylcholine (for example, dioleoylphosphatidylcholine, dilauroylphosphatidylcholine, dimyristoylphosphatidylcholine, dipalmitoylphosphatidylcholine, distearoylphosphatidylcholine), phosphatidylglycerol (for example, dioleoylphosphatidylglycerol, dilauroylphosphatidylglycerol, Dimyristoylphosphatidylglycerol, dipalmitoylphosphatidylglycerol, distearoylphosphatidylglycerol, etc., phosphatidylethanolamine (eg dioleoylphosphatidylethanolamine, dilauroylphosphatidylethanolamine, dimyristoylphosphatidylethanolamine, dipal Toylphosphatidylethanolamine, distearoylphosphatidylethanolamine (DSPE), dioleoylglycerophosphoethanolamine (DOPE), etc.), phosphatidylserine, phosphatidylinositol, phosphatidic acid (PA), cardiolipin, or hydrogenated products thereof, egg yolk , Natural lipids derived from soybeans and other animals and plants (for example, egg yolk lecithin, soybean lecithin, etc.) and the like, and one or more of these can be used.

糖脂質としては、スフィンゴミエリン、スルホキシリボシルグリセリド、ジグリコシルジグリセリド、ジガラクトシルジグリセリド、ガラクトシルジグリセリド、グリコシルジグリセリドなどのグリセロ糖脂質、ガラクトシルセレブロシド、ラクトシルセレブロシド、ガングリオシドなどのスフィンゴ糖脂質などを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。   Examples of glycolipids include glyceroglycolipids such as sphingomyelin, sulfoxyribosyl glyceride, diglycosyl diglyceride, digalactosyl diglyceride, galactosyl diglyceride and glycosyl diglyceride, and sphingoglycolipids such as galactosyl cerebroside, lactosyl cerebroside and ganglioside. 1 type, or 2 or more types of these can be used.

ステロールとしては、コレステロール、コレステロールコハク酸、ラノステロール、ジヒドロラノステロール、デスモステロール、ジヒドロコレステロールなどの動物由来のステロール、スチグマステロール、シトステロール、カンペステロール、ブラシカステロールなどの植物由来のステロール(フィトステロール)、チモステロール、エルゴステロールなどの微生物由来のステロールなどを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。また、これらのステロールは、一般には脂質二重層を物理的または化学的に安定させるために、あるいは膜の流動性を調節するために用いることができる。   Examples of sterols include sterols derived from animals such as cholesterol, cholesterol succinic acid, lanosterol, dihydrolanosterol, desmosterol, dihydrocholesterol, sterols derived from plants such as stigmasterol, sitosterol, campesterol, and brassicasterol (tytosterol). And sterols derived from microorganisms such as ergosterol, and one or more of these can be used. In addition, these sterols can generally be used to physically or chemically stabilize the lipid bilayer or to adjust the fluidity of the membrane.

長鎖脂肪酸または長鎖脂肪族アルコールとしては、炭素数10〜20の脂肪酸またはそのアルコールを使用することができる。そのような長鎖脂肪酸または長鎖脂肪族アルコールとしては、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、アラキジン酸、マルガリン酸、ツベルクロステアリン酸などの飽和脂肪酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、アラキドン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、エレオステアリン酸などの不飽和脂肪酸、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、リノリルアルコールなどを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。   As the long-chain fatty acid or long-chain aliphatic alcohol, a fatty acid having 10 to 20 carbon atoms or an alcohol thereof can be used. Examples of such long-chain fatty acids or long-chain aliphatic alcohols include palmitic acid, stearic acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, arachidic acid, margaric acid, tuberculostearic acid and other saturated fatty acids, palmitoleic acid, Mention of unsaturated fatty acids such as oleic acid, arachidonic acid, vaccenic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, eleostearic acid, oleyl alcohol, stearyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, linolyl alcohol 1 type, or 2 or more types of these can be used.

グリセリン脂肪酸エステルとしては、モノアシルグリセリド、ジアシルグリセリド、トリアシルグリセリドを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。   Examples of the glycerin fatty acid ester include monoacyl glycerides, diacyl glycerides, and triacyl glycerides, and one or more of these can be used.

正帯電性脂質としては、上述した脂質の他、例えば、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド(dioctadecyldimethylammonium chloride、DODAC)、N−(2,3−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(N−(2,3−dioleyloxy)propyl−N,N,N−trimethylammonium、DOTMA)、ジドデシルアンモニウムブロミド(didodecylammonium bromide、DDAB)、1,2−ジオレイルオキシ−3−トリメチルアンモニウムプロパン(1,2−dioleoyloxy−3−trimethylammonio propane、DOTAP)、3β−N−(N’,N’−ジメチルアミノエタン)カルバモールコレステロール(3β−N−(N’,N’,−dimethyl−aminoethane)−carbamol cholesterol、DC−Chol)、1,2−ジミリスト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(1,2−dimyristoyloxypropyl−3−dimethylhydroxyethyl ammonium、DMRIE)、2,3−ジオレイルオキシ−N−[2(スペルミンカルボキサミド)エチル]−N,N−ジメチル−1−プロパンアンモニウムトリフルオロアセテート(2,3−dioleyloxy−N−[2(sperminecarboxamido)ethyl]−N,N−dimethyl−1−propanaminum trifluoroacetate、DOSPA)などを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。   Examples of the positively charged lipid include dioctadecyldimethylammonium chloride (DODAC), N- (2,3-oleyloxy) propyl-N, N, N-trimethylammonium (N-) in addition to the above-described lipids. (2,3-dioleoyloxy) propyl-N, N, N-trimethylammonium (DOTMA), didodecylammonium bromide (DDAB), 1,2-dioleoyloxy-3-trimethylammonium propane (1,2-dioleoyloxy) -3-trimethylaminopropane, DOTAP), 3β-N- (N ′, N′-dimethylaminoethane) ) Carbamol cholesterol (3β-N- (N ′, N ′,-dimethyl-aminoethane) -carbamol cholesterol, DC-Chol), 1,2-dimyristoyloxypropyl-3-dimethylhydroxyethylammonium (1,2- dimyristoyoxypropyl-3-dimethylhydroxyl ammonium (DMRIE), 2,3-dioleyloxy-N- [2 (sperminecarboxamido) ethyl] -N, N-dimethyl-1-propaneammonium trifluoroacetate (2,3-dioleoyloxy-N) -[2 (sperminecarboxamido) ethyl] -N, N-dimethyl-1-propanamine trifluo oacetate, DOSPA) and the like can be illustrated, may be used alone or two or more thereof.

また、両(正負)帯電性脂質や非帯電性脂質を含む中性脂質としては、上述した脂質の他、例えば、ジアシルホスファチジルコリン、ジアシルホスファチジルエタノールアミン、セラミドなどを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。また、負帯電性脂質としては、上述した脂質の他、例えば、ジアシルホスファチジルセリン、ジアシルホスファチジン酸、N−スクシニルホスファチジルエタノールアミン(N−スクシニルPE)、ホスファチジルエチレングリコール、コレステリルヘミスクシネート(CHEMS)などを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。   Examples of neutral lipids including both (positive and negative) charged lipids and non-charged lipids include diacylphosphatidylcholine, diacylphosphatidylethanolamine, ceramide and the like in addition to the above-described lipids. Or 2 or more types can be used. Examples of the negatively charged lipid include diacylphosphatidylserine, diacylphosphatidic acid, N-succinylphosphatidylethanolamine (N-succinyl PE), phosphatidylethylene glycol, cholesteryl hemisuccinate (CHEMS) and the like in addition to the lipids described above. 1 type, or 2 or more types of these can be used.

本発明に係る脂質膜構造体の脂質膜には、上述した脂質の他に、トコフェロール、没食子酸プロピル、パルミチン酸アスコルビル、ブチル化ヒドロキシトルエンなどの抗酸化剤、ステアリルアミン、オレイルアミンなどの正荷電を付与する荷電物質、ジセチルホスフェートなどの負電荷を付与する荷電物質、膜表在性タンパク質、膜内在性タンパク質などの膜タンパク質、脂質膜構造体に細胞透過能や核移行能を付与するペプチドを結合または含有させることができ、その結合量や含有量は適宜調節することができる。   In addition to the lipids described above, the lipid membrane of the lipid membrane structure according to the present invention has positive charges such as tocopherol, propyl gallate, ascorbyl palmitate, butylated hydroxytoluene, stearylamine, oleylamine and the like. Charged substances to be added, charged substances to give negative charges such as dicetyl phosphate, membrane proteins such as membrane surface proteins and integral membrane proteins, and peptides that impart cell permeability and nuclear translocation ability to lipid membrane structures It can be combined or contained, and the amount and content of the bond can be adjusted as appropriate.

本発明に係る陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体は、水和法、超音波処理法、エタノール注入法、エーテル注入法、逆相蒸発法、界面活性剤法、凍結・融解法などの公知の方法を用いて製造することができるが、特に、図1下段に示すように、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製して水和法を行うことにより、簡便に製造することができる。なお、本発明において、「脂質フィルム」は、脂質を有機溶剤に溶解させた後、有機溶剤を蒸発除去することにより、容器の底面または側面に張り付くようなかたちで形成される、脂質分子を主な構成成分とする膜をいう。   The lipid membrane structure having a lipid membrane modified with the cationic surfactant according to the present invention as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes is a hydration method, an ultrasonic treatment method, an ethanol injection method, Although it can be produced using a known method such as an ether injection method, a reverse phase evaporation method, a surfactant method, or a freezing / thawing method, in particular, as shown in the lower part of FIG. By preparing a modified lipid film and carrying out a hydration method, it can be easily produced. In the present invention, the “lipid film” is mainly composed of lipid molecules formed so as to stick to the bottom surface or side surface of the container by dissolving the lipid in the organic solvent and then evaporating and removing the organic solvent. This refers to a membrane as a constituent component.

次に、本発明は脂質膜構造体を製造する方法を提供する。本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法は、陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体を製造する方法であって、
(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、
(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、
(iii)1枚膜または複数膜の脂質膜を有する脂質膜構造体の1枚膜または複数膜の最外膜に陽イオン性界面活性剤を修飾する工程、
以上(i)、(ii)または(iii)の工程を有する。なお、本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法において、上述した本発明に係る脂質膜構造体の構成と同等または相当する構成については再度の説明を省略する。
Next, the present invention provides a method for producing a lipid membrane structure. The method for producing a lipid membrane structure according to the present invention is a method for producing a lipid membrane structure having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes. There,
(I) a step of preparing a lipid film in which a cationic surfactant is modified by mixing a lipid and a cationic surfactant;
(Ii) adding a cationic surfactant to the lipid film to prepare a lipid film in which the cationic surfactant is modified;
(Iii) modifying the cationic surfactant on the outermost membrane of one or more membranes of a lipid membrane structure having one or more membranes;
The process (i), (ii), or (iii) is included. In the method for producing a lipid membrane structure according to the present invention, the description of the same or equivalent configuration as the configuration of the above-described lipid membrane structure according to the present invention is omitted.

工程(i)において、脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する方法としては、例えば、脂質を有機溶媒に溶解させて得た溶液(脂質溶液)と陽イオン性界面活性剤を有機溶媒に溶解させて得た溶液(陽イオン性界面活性剤溶液)とを混合した後に、脂質溶液に陽イオン性界面活性剤を添加して混合ないし溶解させた後に、陽イオン性界面活性剤溶液に脂質を添加して混合ないし溶解させた後に、あるいは脂質と陽イオン性界面活性剤とを同時に有機溶媒に溶解させた後に、それぞれ有機溶剤を蒸発させて除去する方法を挙げることができる。   In the step (i), a method for preparing a lipid film in which a cationic surfactant is modified by mixing a lipid and a cationic surfactant is obtained by, for example, dissolving a lipid in an organic solvent. After mixing the solution (lipid solution) and the solution obtained by dissolving the cationic surfactant in an organic solvent (cationic surfactant solution), the cationic surfactant is added to the lipid solution. After mixing or dissolving, after adding lipid to the cationic surfactant solution and mixing or dissolving, or after dissolving lipid and cationic surfactant in the organic solvent at the same time, The method of evaporating and removing can be mentioned.

なお、本発明において、脂質および陽イオン性界面活性剤を溶解させる有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、メタノール、エタノールなどの低級アルコール類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、アセトンなどのケトン類などを、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   In the present invention, examples of the organic solvent for dissolving the lipid and the cationic surfactant include hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform, and benzene. Aromatic hydrocarbons such as toluene, lower alcohols such as methanol and ethanol, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, ketones such as acetone, etc. may be used alone or in combination of two or more. it can.

工程(ii)において、脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する方法としては、例えば、脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤溶液を添加した後、溶媒を蒸発させて除去する方法を挙げることができる。   In the step (ii), as a method for preparing a lipid film in which a cationic surfactant is modified by adding a cationic surfactant to the lipid film, for example, a cationic surfactant solution is added to the lipid film. A method of removing the solvent by evaporation after the addition can be mentioned.

工程(iii)において、1枚膜または複数膜の脂質膜を有する脂質膜構造体の1枚膜または複数膜の最外膜に陽イオン性界面活性剤を修飾する方法としては、例えば、1枚膜または複数膜の脂質膜を有する脂質膜構造体に陽イオン性界面活性剤を添加する方法を挙げることができる。   In the step (iii), as a method of modifying the cationic surfactant on the outermost membrane of the single membrane or the plural membranes of the lipid membrane structure having a single membrane or a plurality of lipid membranes, for example, Examples thereof include a method of adding a cationic surfactant to a lipid membrane structure having a membrane or a plurality of membranes.

また、本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法が、工程(i)または工程(ii)を有する場合には、
(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程、
以上(iv)の工程を有することもできる。
Moreover, when the method for producing a lipid membrane structure according to the present invention includes the step (i) or the step (ii),
(Iv) hydrating the prepared lipid film to prepare a lipid membrane structure;
The step (iv) can also be included.

工程(iv)において、脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する方法としては、例えば、脂質フィルムに水などの液体を添加して水和させた後、攪拌または超音波処理する方法、すなわち水和法を挙げることができる。   In step (iv), the lipid film structure is prepared by hydrating the lipid film. For example, a method of adding a liquid such as water to the lipid film for hydration, followed by stirring or ultrasonic treatment That is, the hydration method can be mentioned.

次に、本発明は、1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法を提供する。本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法は、
(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、
(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、
以上(i)または(ii)の工程を有する。なお、本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法において、上述した本発明に係る脂質膜構造体または脂質膜構造体の製造方法の構成と同等または相当する構成については再度の説明を省略する。
Next, the present invention provides a method of encapsulating one target substance with one lipid membrane. The method of encapsulating one target substance according to the present invention with one lipid membrane is as follows:
(I) a step of preparing a lipid film in which a cationic surfactant is modified by mixing a lipid and a cationic surfactant;
(Ii) adding a cationic surfactant to the lipid film to prepare a lipid film in which the cationic surfactant is modified;
The step (i) or (ii) is included. In addition, in the method of encapsulating one target substance according to the present invention with a single lipid membrane, the configuration equivalent to or corresponding to the configuration of the lipid membrane structure according to the present invention or the method for producing the lipid membrane structure described above is described. The description will not be repeated.

また、本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法は、
(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程、
以上(iv)の工程を有することもできる。
Moreover, the method of encapsulating one target substance according to the present invention with one lipid membrane is as follows:
(Iv) hydrating the prepared lipid film to prepare a lipid membrane structure;
The step (iv) can also be included.

本発明において、「目的物質」とは、脂質膜構造体に封入される予定の物質または封入された物質をいう。本発明において目的物質はいかなる物質でもよく、例えば、薬剤、核酸、ペプチド、タンパク質、糖またはこれらの複合体などの種々の生理活性物質やリポソーム、ミセルなどの脂質膜構造体を挙げることができ、診断、治療などの目的に応じて適宜選択することができる。目的物質は、例えば、脂質膜構造体の製造にあたり脂質膜を水和する際に使用される水性溶媒に添加することにより、脂質膜構造体内部の水相に封入することができる。   In the present invention, the “target substance” refers to a substance to be encapsulated in a lipid membrane structure or an encapsulated substance. In the present invention, the target substance may be any substance, and examples thereof include various physiologically active substances such as drugs, nucleic acids, peptides, proteins, sugars or complexes thereof, and lipid membrane structures such as liposomes and micelles, It can select suitably according to the objectives, such as a diagnosis and treatment. The target substance can be encapsulated in the aqueous phase inside the lipid membrane structure, for example, by adding it to an aqueous solvent used when the lipid membrane is hydrated in the production of the lipid membrane structure.

例えば、本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法において、1枚の脂質膜を有するリポソームを目的物質とすれば、2枚の脂質膜を有するリポソームを得ることができ、2枚の脂質膜を有するリポソームを目的物質とすれば、3枚の脂質膜を有するリポソームを得ることができる。なお、目的物質の脂質膜構造体には、種々の機能性分子によって修飾をしてもよく、修飾物質としては、例えば、標的部位への移行性や細胞透過能を向上させるペプチド、脂質膜構造体の安定性を向上させるPLLやBSA、荷電物質などを挙げることができる。   For example, in a method of encapsulating one target substance according to the present invention with one lipid membrane, if a liposome having one lipid membrane is the target substance, a liposome having two lipid films can be obtained. If liposomes having two lipid membranes are used as the target substance, liposomes having three lipid membranes can be obtained. The lipid membrane structure of the target substance may be modified with various functional molecules. Examples of the modifying substance include peptides that improve migration to a target site and cell permeability, and lipid membrane structures. Examples include PLL, BSA, and charged substances that improve body stability.

本発明に係る脂質膜構造体は、生理食塩水、リン酸緩衝液,クエン緩衝液,酢酸緩衝液などの適当な水性溶媒に分散させて使用することができる。分散液には、糖類、多価アルコール、水溶性高分子、非イオン界面活性剤、抗酸化剤、pH調節剤、水和促進剤などの添加剤を適宜添加してもよい。また、本発明に係る脂質膜構造体は、前記の分散液を乾燥させた状態で保存することができる。さらに、本発明に係る脂質膜構造体は、経口投与することができる他、静脈、腹腔内、皮下、経鼻などへの非経口投与も可能である。   The lipid membrane structure according to the present invention can be used by being dispersed in an appropriate aqueous solvent such as physiological saline, phosphate buffer, citrate buffer, and acetate buffer. Additives such as saccharides, polyhydric alcohols, water-soluble polymers, nonionic surfactants, antioxidants, pH adjusters, and hydration accelerators may be appropriately added to the dispersion. Moreover, the lipid membrane structure according to the present invention can be stored in a state in which the dispersion is dried. Furthermore, the lipid membrane structure according to the present invention can be administered orally, and can also be administered parenterally to veins, intraperitoneally, subcutaneously, nasally and the like.

なお、これまでに記載した本発明の脂質膜構造体、脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法においては、脂質フィルムに加える陽イオン性界面活性剤の量を総脂質に対して10〜30mol%の範囲とすることで、製造される、あるいは目的物質が封入される脂質膜構造体の粒子径を、おおよそ50nm〜200nmの範囲で制御することも可能である。また、核酸などの粒子を封入するときは、封入される粒子のサイズに応じ前記の範囲で陽イオン界面活性剤の量を調節することが好ましい。   In addition, in the lipid membrane structure of the present invention described so far, the method for producing a lipid membrane structure, and the method of encapsulating one target substance in one lipid membrane, a cationic surfactant to be added to the lipid film The particle diameter of the lipid membrane structure produced or encapsulated with the target substance can be controlled in the range of approximately 50 nm to 200 nm by making the amount of the range of 10 to 30 mol% with respect to the total lipid. Is possible. In addition, when encapsulating particles such as nucleic acids, it is preferable to adjust the amount of the cationic surfactant within the above range according to the size of the encapsulated particles.

以下、本発明に係る脂質膜構造体、脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法について、実施例に基づいて説明する。なお、本発明の技術的範囲は、これらの実施例によって示される特徴に限定されない。   Hereinafter, a lipid membrane structure according to the present invention, a method for producing the lipid membrane structure, and a method for encapsulating one target substance with a single lipid membrane will be described based on examples. Note that the technical scope of the present invention is not limited to the features shown by these examples.

<実施例1>陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を有するリポソームの粒子径の検討
(1)核酸ナノ粒子の調製
[1−1]プラスミドDNA(pDNA)の調製
10mg/mLのカナマイシン水溶液10μLを添加したLB培地10mLに、CMVプロモーターの下流にEnhanced Green luorescence Protein(EGFP)−ルシフェラーゼ融合タンパク質遺伝子がコードされたプラスミドDNAを有する大腸菌(BD Bioscience Clontech社)を植菌して、37℃にて8−9時間振とう培養を行うことにより、第1大腸菌懸濁液を調製した。
<Example 1> Examination of particle diameter of liposome having lipid membrane modified with cationic surfactant (1) Preparation of nucleic acid nanoparticles [1-1] Preparation of plasmid DNA (pDNA) 10 mg / mL kanamycin Escherichia coli (BD Bioscience Clontech) having a plasmid DNA encoding an Enhanced Green luminescence protein (EGFP) -luciferase fusion protein gene downstream of the CMV promoter was inoculated into 10 mL of LB medium supplemented with 10 μL of an aqueous solution. The first E. coli suspension was prepared by shaking culture for 8-9 hours.

続いて、10mg/mLのカナマイシン水溶液1mLを添加したLB培地1Lに、第1大腸菌懸濁液5mLを添加した後、37℃にて約16時間振とう培養を行うことにより、第2大腸菌懸濁液を調製した。   Subsequently, 5 mL of the first Escherichia coli suspension was added to 1 L of LB medium supplemented with 1 mL of 10 mg / mL kanamycin aqueous solution, followed by shaking culture at 37 ° C. for about 16 hours, thereby suspending the second Escherichia coli suspension. A liquid was prepared.

次に、第2大腸菌懸濁液について、4℃、4000×gの条件下で15分間遠心分離を行った後、上清を除去して大腸菌ペレットを調製した。続いて、EndoFree Plasmid Mega Kitを用いて、添付の仕様書に従ってDNAの抽出および精製を行い、粗精製pDNA水溶液を調製した。   Next, the second E. coli suspension was centrifuged at 4 ° C. and 4000 × g for 15 minutes, and then the supernatant was removed to prepare an E. coli pellet. Subsequently, DNA was extracted and purified using Endo Free Plasmid Mega Kit in accordance with the attached specifications to prepare a crude purified pDNA aqueous solution.

続いて、粗精製pDNA水溶液17.5mLにイソプロパノール17.5mLを添加した後、直ちに、4℃、15000×gの条件下で30分間遠心分離を行った。上清を慎重に除去した後、エンドトキシン未含有水で調製した70%(v/v)エタノール水溶液7.5mLを添加し、再度4℃、15000×gの条件下で30分間遠心分離を行った。上清を慎重に除去して、得られたペレットを適度に乾燥させた後、適量の滅菌水を添加して溶解させ、これを精製pDNA水溶液とした。続いて、精製pDNA水溶液から適量をとり、これを滅菌水で200倍に希釈した後、260nmで吸光度測定を行って、精製pDNA水溶液の濃度を測定した。濃度の測定結果に基づき、滅菌水で希釈することにより、精製pDNA水溶液の濃度を1.0mg/mLに調製した。その後、エッペンドルフチューブに100μLずつ分注し、−20℃で保存した.   Subsequently, 17.5 mL of isopropanol was added to 17.5 mL of the crude purified pDNA aqueous solution, and then immediately centrifuged at 4 ° C. and 15000 × g for 30 minutes. After carefully removing the supernatant, 7.5 mL of 70% (v / v) ethanol aqueous solution prepared with endotoxin-free water was added, and centrifuged again at 4 ° C. and 15000 × g for 30 minutes. . The supernatant was carefully removed and the resulting pellet was dried appropriately, and then an appropriate amount of sterilized water was added and dissolved to obtain a purified pDNA aqueous solution. Subsequently, an appropriate amount was taken from the purified pDNA aqueous solution and diluted 200-fold with sterilized water, and then the absorbance was measured at 260 nm to measure the concentration of the purified pDNA aqueous solution. Based on the measurement result of the concentration, the concentration of the purified pDNA aqueous solution was adjusted to 1.0 mg / mL by diluting with sterilized water. Thereafter, 100 μL each was dispensed into an Eppendorf tube and stored at −20 ° C.

[1−2]核酸ナノ粒子の調製
陽イオン性ポリマーであるPoly−L−Lysine(PLL;分子量27400;Sigma−Aldrich社)を滅菌水に溶解して、1.0mg/mLのPLL水溶液を調製した。続いて、PLL水溶液および本実施例(1)[1−1]の精製pDNA水溶液を、10mmol/LのHEPES緩衝液(pH7.35−7.40)で希釈することにより、0.1mg/mLのPLL溶液および0.1mg/mLのpDNA溶液を調製した。
[1-2] Preparation of nucleic acid nanoparticles Poly-L-Lysine (PLL; molecular weight 27400; Sigma-Aldrich), which is a cationic polymer, is dissolved in sterile water to prepare a 1.0 mg / mL PLL aqueous solution. did. Subsequently, the PLL aqueous solution and the purified pDNA aqueous solution of this Example (1) [1-1] were diluted with 10 mmol / L HEPES buffer (pH 7.35-7.40) to obtain 0.1 mg / mL. PLL solution and 0.1 mg / mL pDNA solution were prepared.

ボルテックスしながら、PLL溶液に同量のpDNA溶液を穏やかに滴下することにより、PLLとpDNAとが静電的相互作用により結合して凝縮した粒子(核酸ナノ粒子)を含む溶液(核酸ナノ粒子溶液;終濃度0.05mg/mL)を調製した。   A solution (nucleic acid nanoparticle solution) containing particles (nucleic acid nanoparticles) in which PLL and pDNA are condensed by electrostatic interaction by gently dropping the same amount of pDNA solution into the PLL solution while vortexing. A final concentration of 0.05 mg / mL) was prepared.

[1−3]核酸ナノ粒子の粒子径およびゼータ電位の測定
本実施例(1)[1−2]の核酸ナノ粒子について、Zetasizer Nano ZS(Malvern Instruments社)を用いて、動的光散乱法により粒子径を、電気泳動法によりゼータ電位をそれぞれ測定した。
[1-3] Measurement of Particle Diameter and Zeta Potential of Nucleic Acid Nanoparticles For the nucleic acid nanoparticles of Example (1) [1-2], dynamic light scattering method using Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments). Were used to measure the particle size, and the zeta potential was measured by electrophoresis.

(2)脂質フィルムの調製
[2−1]界面活性剤溶液の調製
陽イオン性界面活性剤であるベンジルドデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−1;Sigma−Aldrich社)、ベンジルテトラデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−2;Sigma−Aldrich社)、ベンジルヘキサデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−3;Sigma−Aldrich社)、ベンジルヘキサデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−3;Sigma−Aldrich社)およびベンジルオクタデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−4;Sigma−Aldrich社)、ならびに非イオン性界面活性剤であるn−Octyl β−D−glucopyranoside(OG;東京化成工業社)をそれぞれ3.03mmol/Lとなるようにエタノールに溶解することにより、BB−1溶液、BB−2溶液、BB−3溶液、BB−4溶液およびOG溶液を調製した。なお、BB−1、BB−2、BB−3およびBB−4の構造を図3最上段に、OGの構造を図3最下段にそれぞれ示す。
(2) Preparation of lipid film [2-1] Preparation of surfactant solution Benzyldodecyldimethylammonium bromide (BB-1; Sigma-Aldrich) and benzyltetradecyldimethylammonium bromide (BB) which are cationic surfactants -2; Sigma-Aldrich), benzylhexadecyldimethylammonium bromide (BB-3; Sigma-Aldrich), benzylhexadecyldimethylammonium bromide (BB-3; Sigma-Aldrich) and benzyloctadecyldimethylammonium bromide (BB) -4; Sigma-Aldrich), and non-ionic surfactant n-Octyl β-D-glucopyranoside (OG; Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) BB-1 solution, BB-2 solution, BB-3 solution, BB-4 solution, and OG solution were prepared by dissolving in ethanol so that each would be 3.03 mmol / L. The structures of BB-1, BB-2, BB-3, and BB-4 are shown at the top of FIG. 3, and the structure of OG is shown at the bottom of FIG.

[2−2]混合脂質溶液の調製
両(正負)帯電性脂質であるジオレオイルグリセロフォスフォエタノールアミン(DOPE;Avanti Polar Lipids社)をエタノール:クロロホルム=1:1(v/v)となるように混合したエタノール/クロロホルム溶液に15mmol/Lとなるように溶解することにより、DOPE溶液を調製した。また、負帯電性脂質であるコレステリルヘミスクシネート(CHEMS;Sigma−Aldrich社)をエタノールに1mmol/Lとなるように溶解することにより、CHEMS溶液を調製した。
[2-2] Preparation of mixed lipid solution Dioleoylglycerophosphoethanolamine (DOPE; Avanti Polar Lipids), which is both (positive and negative) charged lipids, becomes ethanol: chloroform = 1: 1 (v / v). A DOPE solution was prepared by dissolving in an ethanol / chloroform solution mixed so as to be 15 mmol / L. Moreover, the CHEMS solution was prepared by melt | dissolving the cholesteryl hemisuccinate (CHEMS; Sigma-Aldrich) which is a negatively charged lipid in ethanol so that it might become 1 mmol / L.

DOPE溶液7.5μLとCHEMS溶液25μLとを混合して、mol比がDOPE:CHEMS=9:2である混合脂質溶液(終濃度0.55mmol/L)を11サンプル調製し、それぞれa、b、c、d、e、f、g、h、i、jおよびkとした。   The mixed lipid solution (final concentration 0.55 mmol / L) having a molar ratio of DOPE: CHEMS = 9: 2 was prepared by mixing 7.5 μL of the DOPE solution and 25 μL of the CHEMS solution, and a, b, c, d, e, f, g, h, i, j and k.

[2−3]脂質フィルムの調製
本実施例(2)[2−2]のa、b、c、d、e、f、g、h、i、jおよびkに、本実施例(2)[2−1]のBB−1溶液、BB−2溶液、BB−3溶液、BB−4溶液およびOG溶液を下記のとおり添加して、界面活性剤の脂質に対するmol%(修飾濃度)が0、11および16.5である界面活性剤/混合脂質溶液を調製した。
[2-3] Preparation of lipid film In this example (2) [2-2], a, b, c, d, e, f, g, h, i, j and k were used in this example (2). The BB-1 solution, BB-2 solution, BB-3 solution, BB-4 solution and OG solution of [2-1] are added as follows, and the mol% (modification concentration) of surfactant to lipid is 0. 11 / 16.5 surfactant / mixed lipid solutions were prepared.

修飾濃度(mol%)
a;添加せず(コントロール) 0
b;BB−1溶液 5 μL 11
c;BB−1溶液 7.5μL 16.5
d;BB−2溶液 5 μL 11
e;BB−2溶液 7.5μL 16.5
f;BB−3溶液 5 μL 11
g;BB−3溶液 7.5μL 16.5
h;BB−4溶液 5 μL 11
i;BB−4溶液 7.5μL 16.5
j;OG溶液 5 μL 11
k;OG溶液 7.5μL 16.5
Modification concentration (mol%)
a: not added (control) 0
b: BB-1 solution 5 μL 11
c; BB-1 solution 7.5 μL 16.5
d; BB-2 solution 5 μL 11
e; BB-2 solution 7.5 μL 16.5
f; BB-3 solution 5 μL 11
g; BB-3 solution 7.5 μL 16.5
h; BB-4 solution 5 μL 11
i; BB-4 solution 7.5 μL 16.5
j: OG solution 5 μL 11
k: OG solution 7.5 μL 16.5

続いて、真空ポンプを用いた減圧乾燥処理によって乾燥を行った後、250μLずつクロロホルムを添加して再溶解させ、再度、減圧乾燥処理を行うことにより、界面活性剤が修飾されていない脂質フィルム(a)、BB−1が修飾された脂質フィルム(bおよびc)、BB−2が修飾された脂質フィルム(dおよびe)、BB−3が修飾された脂質フィルム(fおよびg)、BB−4が修飾された脂質フィルム(hおよびi)ならびにOGが修飾された脂質フィルム(jおよびk)を調製した。   Subsequently, after drying by reduced-pressure drying using a vacuum pump, 250 μL of chloroform was added and dissolved again, and a reduced-pressure drying treatment was performed again, whereby a lipid film with an unmodified surfactant ( a), BB-1 modified lipid film (b and c), BB-2 modified lipid film (d and e), BB-3 modified lipid film (f and g), BB- Lipid films modified with 4 (h and i) and lipid films modified with OG (j and k) were prepared.

(3)核酸ナノ粒子を封入したリポソームの調製
本実施例(2)のa、b、c、d、e、f、g、h、i、jおよびkに、本実施例(1)[1−2]の核酸ナノ粒子溶液を250μLずつ添加して、室温にて15分間静置することにより、各脂質フィルムを水和させた。続いて、バスタイプソニケータ(AU−25C;アイワ医科工業社)を用いて超音波処理を行うことにより、核酸ナノ粒子が封入されたリポソーム(核酸ナノ粒子封入リポソーム)として、界面活性剤が修飾されていない脂質膜を有するリポソーム(a)、BB−1が修飾された脂質膜を有するリポソーム(b、c)、BB−2が修飾された脂質膜を有するリポソーム(d、e)、BB−3が修飾された脂質膜を有するリポソーム(f、g)、BB−4が修飾された脂質膜を有するリポソーム(h、i)およびOGが修飾された脂質膜を有するリポソーム(j、k)を調製した。
(3) Preparation of liposome encapsulating nucleic acid nanoparticles In this example (2), a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, and k were used. -2] was added in an amount of 250 μL each and allowed to stand at room temperature for 15 minutes to hydrate each lipid film. Subsequently, the surfactant is modified as a liposome encapsulating nucleic acid nanoparticles (liposome encapsulating nucleic acid nanoparticles) by performing ultrasonic treatment using a bath type sonicator (AU-25C; Aiwa Medical Industry Co., Ltd.). Liposome (a) having a lipid membrane not modified, liposome (b, c) having a lipid membrane modified with BB-1, liposome (d, e) having a lipid membrane modified with BB-2, BB- Liposomes (f, g) having a lipid membrane 3 modified, liposomes (h, i) having a lipid membrane modified BB-4, and liposomes (j, k) having a lipid membrane modified OG-4 Prepared.

(4)リポソームの粒子径およびゼータ電位の測定
本実施例(3)のa、b、c、d、e、f、g、h、i、jおよびkについて、本実施例(1)[1−3]に記載の方法により、粒子径およびゼータ電位を測定した。
(4) Measurement of liposome particle diameter and zeta potential For a, b, c, d, e, f, g, h, i, j and k in Example (3), Example (1) [1 The particle size and zeta potential were measured by the method described in [3].

本実施例(1)[1−2]〜(4)の実験を3回以上繰り返し、各サンプルについて得られた結果の平均値および標準偏差(SD)を算出した。その結果を下記表1に示す。また、粒子径の測定結果について、グラフ化したものを図4AおよびBに、ゼータ電位の測定結果について、グラフ化したものを図4CおよびDにそれぞれ示す。   The experiment of Example (1) [1-2] to (4) was repeated three times or more, and the average value and standard deviation (SD) of the results obtained for each sample were calculated. The results are shown in Table 1 below. 4A and B show graphs of the measurement results of the particle diameter, and FIGS. 4C and D show graphs of the measurement results of the zeta potential.

Figure 2012117971
Figure 2012117971

表1、図4AおよびBに示すように、リポソームの粒子径は、b、c、d、e、f、g、hおよびiはaと比較して小さいのに対し、jおよびkはaと比較してほとんど同じであった。また、同種の界面活性剤が修飾された脂質膜を有するリポソームにおいて比較すると、b>c、d>e、f>gおよびh>iであるのに対し、j≒kであった。   As shown in Table 1, FIGS. 4A and B, the particle size of the liposomes is small for b, c, d, e, f, g, h and i compared to a, while j and k are a and It was almost the same in comparison. In comparison with liposomes having lipid membranes modified with the same type of surfactant, b> c, d> e, f> g and h> i, whereas j≈k.

これらの結果から、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を有するリポソームは、界面活性剤が修飾されていない脂質膜を有するリポソームと比較して粒子径が小さいこと、および陽イオン性界面活性剤の修飾濃度が大きいほど粒子径が小さくなることが明らかになった。一方、非イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を有するリポソームは、界面活性剤が修飾されていない脂質膜を有するリポソームと比較して、非イオン性界面活性剤の修飾濃度にかかわらず、粒子径がほとんど同じであることが明らかになった。   From these results, the liposome having a lipid membrane modified with a cationic surfactant has a smaller particle size than the liposome having a lipid membrane not modified with a surfactant, and a cationic interface. It was found that the particle size decreases as the modified concentration of the active agent increases. On the other hand, liposomes having lipid membranes modified with nonionic surfactants, compared with liposomes having lipid membranes not modified with surfactants, regardless of the modified concentration of nonionic surfactants, It became clear that the particle size was almost the same.

すなわち、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、微小な粒子径を有するリポソームが得られることが明らかになった。   That is, it was revealed that liposomes having a minute particle diameter can be obtained by performing a hydration method using a lipid film modified with a cationic surfactant.

また、表1および図4Aに示すように、界面活性剤の修飾濃度が同じであるリポソーム同士を比較すると、粒子径はb>d>f≒hおよびc>e>g≒iであった。これらの結果から、脂質膜に修飾された陽イオン性界面活性剤が有するアルキル基の炭素数が16より小さい場合は、炭素数が大きいほどリポソームの粒子径が小さくなるのに対し、炭素数が16より大きい場合は、リポソームの粒子径はそれ以上減少せず、ほぼ一定となることが明らかになった。   Moreover, as shown in Table 1 and FIG. 4A, when comparing liposomes having the same surfactant modification concentration, the particle diameters were b> d> f≈h and c> e> g≈i. From these results, when the carbon number of the alkyl group of the cationic surfactant modified on the lipid membrane is smaller than 16, the larger the carbon number, the smaller the liposome particle size, whereas the carbon number When larger than 16, it became clear that the particle size of the liposome did not decrease any more and became almost constant.

また、表1、図4CおよびDに示すように、ゼータ電位について、核酸ナノ粒子が正であるのに対し、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jおよびkはいずれも負であった。これらの結果から、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を有するリポソームは、修飾濃度が少なくとも11mol%および16.5mol%の場合は、界面活性剤が修飾されていない脂質膜を有するリポソームおよび非イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を有するリポソームと同様に、構成脂質に由来する負帯電性が維持された負帯電性リポソームとなることが明らかになった。   Also, as shown in Table 1, FIGS. 4C and D, the nucleic acid nanoparticles are positive for zeta potential, whereas a, b, c, d, e, f, g, h, i, j and k. Were both negative. From these results, the liposome having a lipid membrane modified with a cationic surfactant has a lipid membrane with no surfactant modified when the modification concentration is at least 11 mol% and 16.5 mol%. It was also revealed that negatively charged liposomes that maintain the negative chargeability derived from the constituent lipids were obtained in the same manner as liposomes having lipid membranes modified with nonionic surfactants.

<実施例2>トンゾニウムブロマイド(TB)が修飾された脂質膜を有するリポソームの粒子径の検討
(1)核酸ナノ粒子の調製
実施例1(1)[1−2]および[1−3]に記載の方法により、核酸ナノ粒子を調製して、粒子径およびゼータ電位を測定した。
<Example 2> Examination of particle diameter of liposome having lipid membrane modified with tonzonium bromide (TB) (1) Preparation of nucleic acid nanoparticles Example 1 (1) [1-2] and [1-3] ], Nucleic acid nanoparticles were prepared, and the particle diameter and zeta potential were measured.

(2)脂質フィルムの調製
[2−1]界面活性剤溶液の調製
陽イオン性界面活性剤であるトンゾニウムブロマイド(TB;Sigma−Aldrich社)を3.03mmol/Lとなるようにエタノールに溶解することにより、TB溶液を調製した。なお、TBの構造を図3中段に示す。
(2) Preparation of lipid film [2-1] Preparation of surfactant solution Tonzonium bromide (TB; Sigma-Aldrich), which is a cationic surfactant, was added to ethanol so as to have a concentration of 3.03 mmol / L. A TB solution was prepared by dissolving. The structure of TB is shown in the middle part of FIG.

[2−2]混合脂質溶液の調製
実施例1(2)[2−2]に記載の方法により、混合脂質溶液を6サンプル調製し、それぞれa、b、c、d、eおよびfとした。
[2-2] Preparation of Mixed Lipid Solution Six samples of mixed lipid solutions were prepared by the method described in Example 1 (2) [2-2], which were designated as a, b, c, d, e, and f, respectively. .

[2−3]脂質フィルムの調製
本実施例(2)[2−2]のa、b、c、d、eおよびfについて、実施例1(2)[2−3]に記載の方法により、脂質フィルムの調製を行った。ただし、BB−1溶液、BB−2溶液、BB−3溶液、BB−4溶液およびOG溶液に代えて、本実施例(2)[2−1]のTB溶液を用いた。また、TB溶液を添加した量およびTBの修飾濃度は下記のとおりとした。
[2-3] Preparation of lipid film About a, b, c, d, e and f of Example (2) [2-2], the method described in Example 1 (2) [2-3] A lipid film was prepared. However, instead of the BB-1 solution, the BB-2 solution, the BB-3 solution, the BB-4 solution, and the OG solution, the TB solution of Example (2) [2-1] was used. The amount of TB solution added and the modification concentration of TB were as follows.

修飾濃度(mol%)
a;添加せず(コントロール) 0
b;TB溶液 5 μL 11
c;TB溶液 7.5μL 16.5
d;TB溶液 10 μL 22
e;TB溶液 12.5μL 27.5
f;TB溶液 25 μL 55
Modification concentration (mol%)
a: not added (control) 0
b: TB solution 5 μL 11
c: TB solution 7.5 μL 16.5
d: TB solution 10 μL 22
e; TB solution 12.5 μL 27.5
f; TB solution 25 μL 55

(3)核酸ナノ粒子を封入したリポソームの調製、ならびに粒子径およびゼータ電位の測定
本実施例(2)[2−3]のa、b、c、d、eおよびfについて、実施例1(3)に記載の方法により、核酸ナノ粒子封入リポソームとして、TBが修飾されていない脂質膜を有するリポソーム(TB未修飾リポソーム;a)ならびにTBが修飾された脂質膜を有するリポソーム(TB修飾リポソーム;b、c、d、eおよびf)を調製した。その後、実施例1(1)[1−3]に記載の方法により、粒子径およびゼータ電位を測定した。
(3) Preparation of liposome encapsulating nucleic acid nanoparticles, and measurement of particle diameter and zeta potential Example 1 (2) About a, b, c, d, e and f of [2-3] According to the method described in 3), as a liposome encapsulating a nucleic acid nanoparticle, a liposome having a lipid membrane not modified with TB (TB unmodified liposome; a) and a liposome having a lipid membrane modified with TB (TB modified liposome; b, c, d, e and f) were prepared. Thereafter, the particle diameter and zeta potential were measured by the method described in Example 1 (1) [1-3].

本実施例(1)〜(3)の実験を3回以上繰り返し、各サンプルについて得られた結果の平均値および標準偏差(SD)を算出した。その結果を下記表2に示す。また、粒子径の測定結果について、グラフ化したものを図5Aに、ゼータ電位の測定結果について、グラフ化したものを図5Bにそれぞれ示す。   The experiment of this Example (1)-(3) was repeated 3 times or more, and the average value and standard deviation (SD) of the result obtained about each sample were computed. The results are shown in Table 2 below. Further, a graph of the measurement result of the particle diameter is shown in FIG. 5A, and a graph of the measurement result of the zeta potential is shown in FIG. 5B.

Figure 2012117971
Figure 2012117971

表2および図5Aに示すように、リポソームの粒子径は、a>b>c>d≒e≒fであった。   As shown in Table 2 and FIG. 5A, the particle size of the liposome was a> b> c> d≈e≈f.

これらの結果から、TB修飾リポソームは、TB未修飾リポソームと比較して、粒子径が小さくなることが明らかになった。また、TBの修飾濃度が少なくとも22mol%より小さい場合は、修飾濃度が大きいほど、リポソームの粒子径が小さくなるのに対し、少なくとも22mol%より大きい場合は、リポソームの粒子径はそれ以上減少せず、ほぼ一定となることが明らかになった。   From these results, it was clarified that the TB modified liposome has a smaller particle size than the TB unmodified liposome. When the modification concentration of TB is at least 22 mol%, the liposome particle size decreases as the modification concentration increases. On the other hand, when the modification concentration is at least 22 mol%, the liposome particle size does not decrease any more. It became clear that it was almost constant.

さらに、表2および図5Aに示すように、d、eおよびfの粒子径は、約130nmであり、核酸ナノ粒子の粒子径である約100nmにかなり近い値であった。ここで、図5Cに示すように、脂質膜の厚さは約4nmであり、これに内水相の厚さを合わせると約15nmであることから、1の核酸ナノ粒子を1枚の脂質膜で封入したリポソームの粒子径は、約100nm+約15nm×2=約130nmとなると考えられる。このことから、d、eおよびfは、1の核酸ナノ粒子を1枚の脂質膜で封入したリポソームであることが明らかになった。すなわち、TBが少なくとも22mol%程度修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより得られたリポソームは、1の目的物質が1枚の脂質膜で封入されたリポソームであることが明らかになった。   Furthermore, as shown in Table 2 and FIG. 5A, the particle diameters of d, e, and f were about 130 nm, which was a value that was very close to about 100 nm, which is the particle diameter of nucleic acid nanoparticles. Here, as shown in FIG. 5C, the thickness of the lipid membrane is about 4 nm, and the total thickness of the inner aqueous phase is about 15 nm. Therefore, one nucleic acid nanoparticle is added to one lipid membrane. The particle diameter of the liposome encapsulated in is considered to be about 100 nm + about 15 nm × 2 = about 130 nm. From this, it became clear that d, e, and f are liposomes in which one nucleic acid nanoparticle is encapsulated with one lipid membrane. That is, it is clear that the liposome obtained by performing the hydration method using a lipid film in which TB is modified by at least about 22 mol% is a liposome in which one target substance is encapsulated by one lipid membrane. became.

以上の結果から、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、1の目的物質を1枚の脂質膜で封入することができることが明らかになった。   From the above results, it has been clarified that one target substance can be encapsulated with one lipid membrane by performing a hydration method using a lipid film modified with a cationic surfactant.

また、表2および図5Bに示すように、ゼータ電位は、核酸ナノ粒子は正であるのに対し、a、b、c、d、eおよびfはいずれも負であった。これらの結果から、TBの修飾濃度が55mol%より小さいTB修飾リポソームは、TB未修飾リポソームと同様に、構成脂質に由来する負帯電性が維持された負帯電性リポソームとなることが明らかになった。   In addition, as shown in Table 2 and FIG. 5B, the zeta potential was positive for nucleic acid nanoparticles, whereas a, b, c, d, e, and f were all negative. From these results, it becomes clear that TB-modified liposomes having a modified TB concentration of less than 55 mol% become negatively charged liposomes that maintain the negative chargeability derived from the constituent lipids, as in the case of TB-unmodified liposomes. It was.

(4)核酸ナノ粒子を封入していないリポソーム(空リポソーム)の調製、ならびに粒子径およびゼータ電位の測定
[4−1]混合脂質溶液の調製
実施例1(2)[2−2]に記載の方法により、混合脂質溶液を6サンプル調製し、それぞれg、h、i、j、kおよびlとした。
(4) Preparation of liposome without encapsulating nucleic acid nanoparticles (empty liposome) and measurement of particle diameter and zeta potential [4-1] Preparation of mixed lipid solution As described in Example 1 (2) [2-2] According to the above method, 6 samples of mixed lipid solutions were prepared, which were designated as g, h, i, j, k, and l, respectively.

[4−2]脂質フィルムの調製
本実施例(4)[4−1]のg、h、i、j、kおよびlについて、本実施例(2)[2−3]に記載の方法により、脂質フィルムの調製を行った。ただし、TB溶液を添加した量およびTBの修飾濃度は下記のとおりとした。
[4-2] Preparation of lipid film For g, h, i, j, k, and l of Example (4) [4-1], the method described in Example (2) [2-3] was used. A lipid film was prepared. However, the amount of TB solution added and the modified concentration of TB were as follows.

修飾濃度(mol%)
g;添加せず(コントロール) 0
h;TB溶液 5 μL 11
i;TB溶液 7.5μL 16.5
j;TB溶液 10 μL 27.5
k;TB溶液 12.5μL 55
l;TB溶液 25 μL 110
Modification concentration (mol%)
g; not added (control) 0
h; TB solution 5 μL 11
i: TB solution 7.5 μL 16.5
j: TB solution 10 μL 27.5
k: TB solution 12.5 μL 55
l; TB solution 25 μL 110

[4−3]空リポソームの調製、ならびに粒子径およびゼータ電位の測定
本実施例(4)[4−1]のg、h、i、j、kおよびlについて、実施例1(3)に記載の方法において、核酸ナノ粒子溶液を滅菌水に代えて、核酸ナノ粒子を封入していないリポソーム(空リポソーム)として、TBが修飾されていない脂質膜を有するリポソーム(TB未修飾空リポソーム;g)ならびにTBが修飾された脂質膜を有するリポソーム(TB修飾空リポソーム;h、i、j、kおよびl)を調製した。その後、実施例1(1)[1−3]に記載の方法により、粒子径およびゼータ電位を測定した。
[4-3] Preparation of empty liposomes and measurement of particle diameter and zeta potential In this example (4), g, h, i, j, k, and l of [4-1] are described in Example 1 (3). In the described method, a liposome having a lipid film not modified with TB (TB unmodified empty liposome; g) as a liposome not encapsulating nucleic acid nanoparticles (empty liposome), replacing the nucleic acid nanoparticle solution with sterile water; ) And liposomes with TB-modified lipid membranes (TB-modified empty liposomes; h, i, j, k and l). Thereafter, the particle diameter and zeta potential were measured by the method described in Example 1 (1) [1-3].

本実施例(4)[4−1]〜[4−3]の実験を3回以上繰り返し、各サンプルについて得られた結果の平均値および標準偏差(SD)を算出した。その結果を表3に示す。また、粒子径の測定結果について、グラフ化したものを図6Aに、ゼータ電位の測定結果について、グラフ化したものを図6Bにそれぞれ示す。   The experiment of this example (4) [4-1] to [4-3] was repeated three times or more, and the average value and standard deviation (SD) of the results obtained for each sample were calculated. The results are shown in Table 3. In addition, FIG. 6A shows a graph of the measurement result of the particle diameter, and FIG. 6B shows a graph of the measurement result of the zeta potential.

Figure 2012117971
Figure 2012117971

表3および図6Aに示すように、空リポソームの粒子径は、h、i、j、kおよびlのいずれも、gの粒子径と比較して小さかった。また、h>i>k>j>lであった。これらの結果から、TB修飾空リポソームは、TB未修飾空リポソームと比較して、粒子径が小さくなることが明らかになった。   As shown in Table 3 and FIG. 6A, the particle size of empty liposomes was smaller than that of g in all of h, i, j, k and l. Further, h> i> k> j> l. From these results, it was revealed that TB-modified empty liposomes have a smaller particle size than TB unmodified empty liposomes.

すなわち、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、目的物質が封入されているか否かにかかわらず、微小な粒子径を有するリポソームが得られることが明らかになった。   That is, by performing a hydration method using a lipid film modified with a cationic surfactant, a liposome having a minute particle size can be obtained regardless of whether the target substance is encapsulated or not. It was revealed.

また、図6Bに示すように、ゼータ電位は、g、h、iおよびjはいずれも負であるのに対し、kおよびlは正であった。これらの結果から、TBの修飾濃度が少なくとも55mol%以上であるTB修飾空リポソームは、正帯電性リポソームとなるのに対し、TBの修飾濃度が55mol%より小さいTB修飾空リポソームは、TB未修飾空リポソームと同様に、構成脂質に由来する負帯電性が維持された負帯電性リポソームとなることが明らかになった。   Further, as shown in FIG. 6B, the zeta potential was negative for g, h, i, and j, but positive for k and l. From these results, TB-modified empty liposomes having a modified TB concentration of at least 55 mol% or more are positively charged liposomes, whereas TB-modified empty liposomes having a modified TB concentration of less than 55 mol% are not modified with TB. It became clear that it becomes a negatively charged liposome in which the negatively charged property derived from the constituent lipid is maintained, like the empty liposome.

<実施例3>TB修飾リポソームのトランスフェクション活性の検討
(1)R8/TB修飾リポソームの調製
[1−1]TB修飾リポソームおよびTB未修飾リポソームの調製
実施例2(1)、(2)[2−1]、[2−2]、[2−3]および(3)に記載の方法により、核酸ナノ粒子封入リポソームとして、TB未修飾リポソーム、修飾濃度11mol%、16.5mol%および22mol%のTB修飾リポソーム(11mol%TB修飾リポソーム、16.5mol%TB修飾リポソームおよび22mol%TB修飾リポソーム)を調製した。
<Example 3> Examination of transfection activity of TB modified liposome (1) Preparation of R8 / TB modified liposome [1-1] Preparation of TB modified liposome and TB unmodified liposome Example 2 (1), (2) [ 2-1], [2-2], [2-3] and (3), as a nucleic acid nanoparticle-encapsulated liposome, TB unmodified liposome, modified concentrations of 11 mol%, 16.5 mol% and 22 mol% TB modified liposomes (11 mol% TB modified liposome, 16.5 mol% TB modified liposome and 22 mol% TB modified liposome) were prepared.

[1−2]R8の修飾
リポソームに一定の細胞透過能を付与することが知られているペプチドであるR8(RRRRRRRR;配列番号6)(小暮健太郎、薬学雑誌、第127巻、第10号、第1685−1691頁、2007年)のC末にステアリン酸(STR)が付加されたペプチド修飾脂肪酸(STR−R8)をKUROBO社より購入し、滅菌水に2.0mg/mLとなるよう溶解してSTR−R8溶液を調製した。
[1-2] Modification of R8 R8 (RRRRRRRR: SEQ ID NO: 6), a peptide known to confer a certain cell permeability to liposomes (Kentaro Kogure, Pharmaceutical Journal, Vol. 127, No. 10, Peptide 1685-1691, 2007) Peptide-modified fatty acid (STR-R8) with stearic acid (STR) added to the C-terminal is purchased from KUROBO and dissolved in sterile water to 2.0 mg / mL. Thus, an STR-R8 solution was prepared.

本実施例(1)[1−1]の各リポソームを含む溶液100mLに、STR−R8溶液を2.33mLずつ添加して混和した後、室温にて30分間インキュベーションすることにより、リポソームの全脂質の5mol%にR8を修飾した。   In this example (1) [1-1], 100 mL of the liposome-containing solution was mixed with 2.33 mL of the STR-R8 solution, and then incubated at room temperature for 30 minutes, whereby the total lipids of the liposomes were obtained. R8 was modified to 5 mol%.

(2)トランスフェクション活性の検討
[2−1]培地の調製
抗生物質を含有しないDulbecco’s modified Eagle medium(DMEM)を常法に従って調製した後、クリーンベンチ内で濾過滅菌を行い、これをDMEM(−)培地とした。また、DMEMに20%(v/v)となるようFetal bovine serum(FBS)を添加し、これをDMEM(+)培地とした。DMEM(−)培地およびDMEM(+)培地は使用時まで4 ℃で保存した。
(2) Examination of Transfection Activity [2-1] Preparation of Medium After preparing Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM) containing no antibiotics according to a conventional method, filter sterilization is performed in a clean bench, and this is DMEM. (-) Medium was used. Moreover, Fetal bovine serum (FBS) was added to DMEM so that it might become 20% (v / v), and this was made into the DMEM (+) culture medium. DMEM (−) medium and DMEM (+) medium were stored at 4 ° C. until use.

[2−2]リポソーム含有培地の調製
本実施例(1)[1−2]の各リポソームについて、pDNA0.04μg相当量およびpDNA0.1μg相当量を本実施例(2)[2−1]のDMEM(−)培地に添加して、0.25mLのリポソーム含有培地を調製し、a−1、a−2、b−1、b−2、c−1、c−2、d−1およびd−2とした。各リポソーム含有培地に含まれるリポソームの種類およびpDNA量は下記のとおりである。
[2-2] Preparation of Liposome-Containing Medium For each liposome of Example (1) [1-2], 0.04 μg pDNA equivalent and 0.1 μg pDNA equivalent of Example (2) [2-1] were used. 0.25 mL of liposome-containing medium is prepared by adding to DMEM (−) medium, and a-1, a-2, b-1, b-2, c-1, c-2, d-1 and d -2. The types of liposomes and the amount of pDNA contained in each liposome-containing medium are as follows.

リポソームの種類 pDNA量
a−1;TB未修飾リポソーム 0.04μg
a−2;TB未修飾リポソーム 0.1 μg
b−1;11mol%TB修飾リポソーム 0.04μg
b−2;11mol%TB修飾リポソーム 0.1 μg
c−1;16.5mol%TB修飾リポソーム 0.04μg
c−2;16.5mol%TB修飾リポソーム 0.1 μg
d−1;22mol%TB修飾リポソーム 0.04μg
d−2;22mol%TB修飾リポソーム 0.1 μg
Liposome type pDNA amount a-1; TB unmodified liposome 0.04 μg
a-2; TB unmodified liposome 0.1 μg
b-1; 0.04 μg of 11 mol% TB-modified liposome
b-2; 11 mol% TB-modified liposome 0.1 μg
c-1; 16.5 mol% TB-modified liposome 0.04 μg
c-2; 16.5 mol% TB-modified liposome 0.1 μg
d-1; 22 mol% TB modified liposome 0.04 μg
d-2; 22 mol% TB-modified liposome 0.1 μg

[2−3]HeLa細胞の前培養
ヒト子宮頸癌由来のHeLa細胞懸濁液0.5mL(4×10 個相当)を24ウェルプレート(Corning社)に播種したものを12枚調製し、A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、KおよびLとした。これらに本実施例(2)[2−1]のDMEM(+)培地を添加して、37℃、5%COの環境下で24時間前培養した。
[2-3] Pre-culture of HeLa cells Twelve plates prepared by seeding 0.5 mL (equivalent to 4 × 10 4 ) of HeLa cell suspension derived from human cervical cancer in a 24-well plate (Corning), A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, and L. To these, the DMEM (+) medium of Example (2) [2-1] was added and pre-cultured in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 for 24 hours.

[2−4]HeLa細胞へのトランスフェクション
本実施例(2)[2−3]のA、B、C、D、E、F、G、H、I、J、KおよびLの培地を除去し、0.5mLずつPBSを添加して洗浄した。次に、AおよびBについて、市販のトランスフェクション試薬であるLipofectamine PLUS(LFN PLUS)を用いて、添付の仕様書に従い、実施例1(1)[1−1]の精製pDNA水溶液のpDNA0.04μg相当量およびpDNA0.1μg相当量をそれぞれトランスフェクションした。また、C、D、E、F、G、H、IおよびJには、a−1、a−2、b−1、b−2、c−1、c−2、d−1、d−2をそれぞれ添加し、KおよびLには実施例1(1)[1−1]の精製pDNA水溶液のpDNA0.04μg相当量およびpDNA0.1μg相当量をそれぞれ添加して、37℃、5%COの環境下で3時間インキュベートすることにより、リポソームを用いたトランスフェクションを行った。
[2-4] Transfection into HeLa cells The media of A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, and L in Example (2) [2-3] are removed. Then, 0.5 mL of PBS was added and washed. Next, for A and B, using commercially available transfection reagent Lipofectamine PLUS (LFN PLUS), according to the attached specifications, 0.04 μg of pDNA of the purified pDNA aqueous solution of Example 1 (1) [1-1]. Equivalent amounts and pDNA equivalents of 0.1 μg were each transfected. C, D, E, F, G, H, I and J include a-1, a-2, b-1, b-2, c-1, c-2, d-1, d-. 2 was added, and K and L were respectively added with an amount corresponding to 0.04 μg pDNA and an amount corresponding to 0.1 μg pDNA of the purified pDNA aqueous solution of Example 1 (1) [1-1]. Transfection using liposomes was performed by incubating in the environment of 2 for 3 hours.

その後、A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、KおよびLの培地を本実施例(2)[2−1]のDMEM(+)培地に交換し、同環境下でさらに21時間後培養した。   Thereafter, the medium of A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, and L was replaced with the DMEM (+) medium of Example (2) [2-1]. Culturing was further carried out after 21 hours in the environment.

(3)ルシフェラーゼ活性の測定および細胞生存率の算出
本実施例(2)[2−4]のA、B、C、D、E、F、G、H、I、J、KおよびLの培地を除去した後、0.5mLずつPBSを添加して細胞を洗浄し、reporter lysis buffer(Promega社)を75μLずつ添加した。パラフィルムを用いて24ウェルプレートに封をした後、−80℃にて30分間以上インキュベートした。その後、4℃、15000×gの条件下で5分間遠心分離を行って、上清を50μLずつ回収し、各サンプルの細胞ライセートとした。
(3) Measurement of luciferase activity and calculation of cell viability Medium of A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K and L of Example (2) [2-4] Then, 0.5 mL of PBS was added to wash the cells, and reporter lysis buffer (Promega) was added in an amount of 75 μL. After sealing a 24-well plate using parafilm, the plate was incubated at −80 ° C. for 30 minutes or more. Thereafter, centrifugation was performed at 4 ° C. and 15000 × g for 5 minutes, and 50 μL of the supernatant was collected and used as a cell lysate for each sample.

回収した細胞ライセート20μLに luciferase assay reagent(Promega社)を50μLずつ添加した後、ルミノメーター(Luminescencer−PSN;ATTO社)を用いて、添付の仕様書に従って発光量を測定した。また、細胞ライセートのタンパク質濃度を、BCA protein assay kit(PIERCE社)を用いて、添付の仕様書に従って測定した。これらの結果に基づき、下記式(1)を用いて、ルシフェラーゼ活性の値を求めた。   After adding 50 μL of luciferase assay reagent (Promega) to 20 μL of the collected cell lysate, the amount of luminescence was measured using a luminometer (Luminescence-PSN; ATTO) according to the attached specifications. In addition, the protein concentration of the cell lysate was measured using a BCA protein assay kit (PIERCE) according to the attached specifications. Based on these results, the value of luciferase activity was determined using the following formula (1).

式(1);ルシフェラーゼ活性(RLU/mg)=発光量(RLU/20μL)×50/タンパク質濃度(mg/mL)   Formula (1); Luciferase activity (RLU / mg) = Luminescence (RLU / 20 μL) × 50 / Protein concentration (mg / mL)

また、A、C、E、GおよびIに対してはKを、B、D、F、HおよびJに対してはLをそれぞれ100%として、下記式(2)を用いて細胞生存率を算出した。   Further, the cell viability is calculated using the following formula (2), assuming that K is set to 100% for A, C, E, G and I, and L is set to 100% for B, D, F, H and J, respectively. Calculated.

式(2);細胞生存率(%)={A、B、C、D、E、F、G、H、IまたはJのタンパク質濃度(mg/mL)/KまたはLのタンパク質濃度(mg/mL)}×100   Formula (2); cell viability (%) = {A, B, C, D, E, F, G, H, I or J protein concentration (mg / mL) / K or L protein concentration (mg / mL)} × 100

本実施例(1)および(2)[2−2]〜(3)の実験を3回以上繰り返し、各サンプルについて得られた結果の平均値および標準偏差(SD)を算出した。ルシフェラーゼ活性の測定結果を下記表4に、細胞生存率の算出結果を表5にそれぞれ示す。また、ルシフェラーゼ活性について、グラフ化したものを図7左図に、細胞生存率の算出結果について、グラフ化したものを図7右図にそれぞれ示す。   The experiments of Examples (1) and (2) [2-2] to (3) were repeated three times or more, and the average value and standard deviation (SD) of the results obtained for each sample were calculated. The measurement results of luciferase activity are shown in Table 4 below, and the calculation results of cell viability are shown in Table 5, respectively. In addition, a graph of the luciferase activity is shown in the left diagram of FIG. 7, and a graph of the calculation result of the cell viability is shown in the right diagram of FIG.

Figure 2012117971
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Figure 2012117971
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表4および図7左図に示すように、0.04μgのDNAをトランスフェクションした場合のルシフェラーゼ活性は、C<A<E<G<Iであった。また、0.1μgのDNAをトランスフェクションした場合のルシフェラーゼ活性は、D<F<H<B<Jであった。   As shown in Table 4 and the left figure of FIG. 7, the luciferase activity when 0.04 μg of DNA was transfected was C <A <E <G <I. Further, the luciferase activity when 0.1 μg of DNA was transfected was D <F <H <B <J.

これらの結果から、0.04μgのDNAをトランスフェクションする場合、TB修飾リポソームは、TB未修飾リポソームおよび市販のトランスフェクション試薬と比較して、細胞の核へ遺伝子を導入する活性(トランスフェクション活性)が高いことが明らかになった。また、0.1μgのDNAをトランスフェクションする場合も、TB修飾リポソームは、TB未修飾リポソームと比較して、トランスフェクション活性が高いことが明らかになった。さらに、0.1μgのDNAをトランスフェクションする場合、22mol%TB修飾リポソームは市販のトランスフェクション試薬と比較してトランスフェクション活性が高いことが明らかになった。   From these results, when 0.04 μg of DNA is transfected, the TB modified liposome has an activity to introduce a gene into the nucleus of the cell (transfection activity) as compared with the TB unmodified liposome and a commercially available transfection reagent. Became clear. In addition, when 0.1 μg of DNA was transfected, TB modified liposomes were found to have higher transfection activity than TB unmodified liposomes. Furthermore, when 0.1 μg of DNA was transfected, it was revealed that 22 mol% TB-modified liposomes had higher transfection activity than commercially available transfection reagents.

すなわち、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜として有するリポソームのトランスフェクション活性が顕著に向上することが明らかになった。   That is, it has been clarified that the transfection activity of liposomes having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or multiple membranes is remarkably improved.

また、表5および図7右図に示すように、細胞生存率はA、B、C、D、E、F、G、H、I、J、KおよびLのいずれも80%より大きかった。これらの結果から、修飾濃度が少なくとも11mol%、16.5mol%および22mol%であるTB修飾リポソームはいずれも細胞毒性がないことが明らかになった。   Moreover, as shown in Table 5 and the right figure of FIG. 7, the cell viability was larger than 80% in all of A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, and L. From these results, it was revealed that TB modified liposomes having modified concentrations of at least 11 mol%, 16.5 mol% and 22 mol% are not cytotoxic.

<実施例4>リポソームの脂質膜の枚数についての検討
(1)脂質フィルムの調製
蛍光色素であるNitro−2−1,3−Benzoxadiazol−4−yl(NBD)が結合したDOPE(NBD標識DOPE;Avanti Polar Lipids社)をエタノールに0.1mmol/Lとなるように溶解することにより、NBD標識DOPE溶液を調製した。
<Example 4> Examination of the number of lipid membranes of liposomes (1) Preparation of lipid film DOPE (NBD-labeled DOPE) to which a fluorescent dye, Nitro-2-1,3-Benzoxadiazol-4-yl (NBD) is bound; NBD-labeled DOPE solution was prepared by dissolving (Avanti Polar Lipids) in ethanol so as to be 0.1 mmol / L.

続いて、実施例1(2)[2−2]に記載の方法により調製した混合脂質溶液にNBD標識DOPE溶液を添加して、全脂質のうち1mol%がNBD標識DOPEであるNBD混合脂質溶液を4サンプル調製し、a、b、cおよびdとした。   Subsequently, an NBD-labeled DOPE solution was added to the mixed lipid solution prepared by the method described in Example 1 (2) [2-2], and 1 mol% of the total lipid was NBD-labeled DOPE. Were prepared as a, b, c and d.

次に、a、b、cおよびdについて、実施例2(2)[2−3]に記載の方法において、TB溶液を添加した量およびTBの修飾濃度を下記のとおりとして、TBが修飾された脂質フィルム(a)ならびにTBが修飾されていない脂質フィルム(b、cおよびd)を調製した。   Next, with respect to a, b, c and d, in the method described in Example 2 (2) [2-3], the amount of TB solution added and the modification concentration of TB were changed as follows, and TB was modified. Lipid films (a) and lipid films (b, c and d) not modified with TB were prepared.

修飾濃度(mol%)
a;TB溶液 10 μL 22
b;添加せず 0
c;添加せず 0
d;添加せず 0
Modification concentration (mol%)
a: TB solution 10 μL 22
b; not added 0
c; not added 0
d; not added 0

(2)TB修飾リポソームおよびTB未修飾リポソームの調製
本実施例(1)のaおよびbについて、実施例1(3)に記載の方法により、NBDで標識した核酸ナノ粒子封入リポソームとして、TB修飾リポソーム(a)およびTB未修飾リポソーム(b)を調製した。
(2) Preparation of TB modified liposome and TB unmodified liposome About a and b of this Example (1), TB modification was carried out as a nucleic acid nanoparticle enclosure liposome labeled with NBD by the method as described in Example 1 (3). Liposomes (a) and TB unmodified liposomes (b) were prepared.

(3)多重膜リポソーム(MLV)の調製
本実施例(1)のcに、10mmol/LのHEPES緩衝液(pH7.4)250μLを添加して、室温にて15分間静置することにより、脂質フィルムを水和させた。続いて、ボルテックスを1分間行うことにより、NBDで標識した多重膜リポソーム(MLV)を調製した。
(3) Preparation of multilamellar liposomes (MLV) By adding 250 μL of 10 mmol / L HEPES buffer (pH 7.4) to c of Example (1), and allowing to stand at room temperature for 15 minutes, The lipid film was hydrated. Subsequently, NBD-labeled multilamellar liposomes (MLV) were prepared by vortexing for 1 minute.

(4)1枚膜リポソーム(SUV)の調製
本実施例(1)のdに、10mmol/LのHEPES緩衝液(pH7.4)2mLを添加して、室温にて15分間静置することにより、脂質フィルムを水和させた。続いて、バスタイプソニケータ(AU−25C;アイワ医科工業社)を用いて1分間超音波処理を行った。さらに、プローブタイプソニケーターを用いて、氷水冷却下にて10分間超音波処理を行った。次に、全量を2.0mL容量のエッペンドルフチューブへ移して、4℃、15000rpmの条件下で5分間遠心分離行い、超音波処理によって発生したチタンナノ粒子を沈降させた。下層の100μLを残して上清を回収し、別のエッペンドルフチューブへ移した。この遠心分離および上清回収の操作を計3回行うことにより、NBDで標識した1枚膜リポソーム(SUV)を調製した。
(4) Preparation of single membrane liposome (SUV) By adding 2 mL of 10 mmol / L HEPES buffer solution (pH 7.4) to d of Example (1), and allowing to stand at room temperature for 15 minutes. The lipid film was hydrated. Subsequently, ultrasonic treatment was performed for 1 minute using a bus type sonicator (AU-25C; Aiwa Medical Industry Co., Ltd.). Furthermore, using a probe type sonicator, ultrasonic treatment was performed for 10 minutes under cooling with ice water. Next, the whole amount was transferred to a 2.0 mL capacity Eppendorf tube and centrifuged at 4 ° C. and 15000 rpm for 5 minutes to precipitate titanium nanoparticles generated by ultrasonication. The supernatant was collected leaving 100 μL of the lower layer and transferred to another Eppendorf tube. NBD-labeled single membrane liposomes (SUV) were prepared by performing this centrifugation and supernatant recovery operation three times in total.

(5)蛍光強度測定
1mmol/LのTris緩衝液(pH10)に0.5mol/Lとなるようハイドロサルファイトナトリウム(和光純薬社)を溶解してハイドロサルファイトナトリウム溶液を調製した。
(5) Fluorescence intensity measurement Hydrosulfite sodium (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 1 mmol / L Tris buffer solution (pH 10) to a concentration of 0.5 mol / L to prepare a hydrosulfite sodium solution.

本実施例(2)のaおよびb、本実施例(3)のc、ならびに本実施例(4)のdについて、ルミノメーターを用いてNBDの蛍光強度を200秒間連続して測定した。その間の測定開始から10秒経過時に、ハイドロサルファイトナトリウム溶液を各サンプルに2.75μLずつ添加して5秒間混和した。さらに、測定開始から105秒経過時に10%(v/v)Triton X−100溶液を各サンプルに12.5μLずつ添加して5秒間混和した。その結果を下記表6に示す。また、蛍光強度の測定結果を図8上図に示す。   With respect to a and b in this Example (2), c in this Example (3), and d in this Example (4), the fluorescence intensity of NBD was continuously measured for 200 seconds using a luminometer. During 10 seconds from the start of the measurement, 2.75 μL of the hydrosulfite sodium solution was added to each sample and mixed for 5 seconds. Furthermore, 12.5 μL of a 10% (v / v) Triton X-100 solution was added to each sample at the elapse of 105 seconds from the start of measurement and mixed for 5 seconds. The results are shown in Table 6 below. Moreover, the measurement result of fluorescence intensity is shown in the upper diagram of FIG.

Figure 2012117971
Figure 2012117971

なお、ハイドロサルファイトナトリウムは還元作用によってNBDの発色団を還元し、その蛍光を消失させる消光剤である。図8下図に示すように、ハイドロサルファイトナトリウムは脂質膜透過性をもたないため、本実施例において、リポソーム溶液に添加したハイドロサルファイトナトリウムはリポソームの最外膜の脂質二重層のうち外水相と接触する側の層に存在するNBDの蛍光のみを消失させる。従って、リポソームが有する脂質膜の枚数が多いほど、ハイドロサルファイトナトリウム添加後の蛍光強度が大きいと考えられる。   Hydrosulfite sodium is a quencher that reduces the NBD chromophore by a reducing action and loses its fluorescence. As shown in the lower figure of FIG. 8, since hydrosulfite sodium does not have lipid membrane permeability, in this example, hydrosulfite sodium added to the liposome solution is the outermost lipid bilayer of the liposome. Only the fluorescence of NBD present in the layer in contact with the aqueous phase disappears. Therefore, it is considered that the greater the number of lipid membranes possessed by the liposome, the greater the fluorescence intensity after addition of hydrosulfite sodium.

表6および図8上図に示すように、ハイドロサルファイトナトリウム添加後、TritonX−100を添加するまでの間の蛍光強度はc>b>d>aであった。これらの結果から、TB修飾リポソームは、TB未修飾リポソームおよび従来の方法により調製したリポソームであるMLVよりも、脂質膜の枚数が少ないことが明らかになった。   As shown in Table 6 and the upper diagram of FIG. 8, the fluorescence intensity between the addition of sodium hydrosulfite and the addition of Triton X-100 was c> b> d> a. From these results, it became clear that TB modified liposomes have fewer lipid membranes than TB unmodified liposomes and MLV which is a liposome prepared by a conventional method.

すなわち、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより得られたリポソームでは、脂質膜の枚数が抑制されることが明らかになった。   That is, it has been clarified that the number of lipid membranes is suppressed in liposomes obtained by performing hydration using a lipid film modified with a cationic surfactant.

なお、1枚膜リポソームであるSUVと比較してTB修飾リポソームの蛍光強度が小さいのは、TB修飾リポソームにおいては、脂質膜にTBが修飾されていることにより脂質分子のflip−flopが起こり、内水相と接触する側に存在していたNBDがリポソーム表面へ露出して消光されたためであると考えられる。   Note that the fluorescence intensity of TB-modified liposomes is smaller than that of SUV, which is a single-membrane liposome, because, in TB-modified liposomes, lipid-molecule flip-flop occurs due to the modification of TB to the lipid membrane, This is probably because the NBD existing on the side in contact with the inner aqueous phase was exposed to the liposome surface and quenched.

<実施例5>TB修飾脂質膜でのリポソームの封入
(1)負帯電性2枚膜リポソームの調製
既報(国際公開WO2007/037444号パンフレット)に従って、負帯電性2枚膜リポソームを調製した。具体的には、まず、エタノール:クロロホルム=1:1(v/v)となるように混合したエタノール/クロロホルム溶液に、負帯電性脂質であるホスファチジン酸(PA)を1mmol/Lとなるように溶解することにより、PA溶液を調製した。また、実施例1(2)[2−2]に記載の方法により、DOPE溶液およびCHEMS溶液を、実施例4(1)に記載の方法によりNBD標識DOPE溶液をそれぞれ調製した。
<Example 5> Encapsulation of liposomes with TB-modified lipid membrane (1) Preparation of negatively charged bilayer liposomes Negatively charged bilayer liposomes were prepared according to a previous report (International Publication WO2007 / 037444). Specifically, first, phosphatidic acid (PA) which is a negatively charged lipid is added to an ethanol / chloroform solution mixed so that ethanol: chloroform = 1: 1 (v / v) to 1 mmol / L. A PA solution was prepared by dissolving. In addition, a DOPE solution and a CHEMS solution were prepared by the method described in Example 1 (2) [2-2], and an NBD-labeled DOPE solution was prepared by the method described in Example 4 (1).

DOPE溶液60μL、CHEMS溶液200μLおよびPA溶液120μLを混合して、mol比がDOPE:CHEMS:PA=9:2:1.2である負帯電性混合脂質溶液(計152.5nmol)を調製した。ここに、NBD標識DOPE溶液を添加して、全脂質のうち1mol%がNBD標識DOPEであるNBD負帯電性混合脂質溶液(計152.5nmol)を調製した。   A negatively charged mixed lipid solution (total 152.5 nmol) having a molar ratio of DOPE: CHEMS: PA = 9: 2: 1.2 was prepared by mixing 60 μL of the DOPE solution, 200 μL of the CHEMS solution, and 120 μL of the PA solution. An NBD-labeled DOPE solution was added thereto to prepare an NBD negatively charged mixed lipid solution (total 152.5 nmol) in which 1 mol% of the total lipid was NBD-labeled DOPE.

NBD負帯電性混合脂質溶液について、実施例4(4)に記載の方法によりSUVを調製した。このSUVを含む溶液に、半量(v/v)の、実施例1(1)[1−1]および[1−2]に記載の方法により調製した核酸ナノ粒子溶液を穏やかに添加した後、5秒間ボルテックスを行うことにより、核酸ナノ粒子を封入してNBDで標識した負帯電性2枚膜リポソームを調製した。   For the NBD negatively charged mixed lipid solution, an SUV was prepared by the method described in Example 4 (4). After gently adding a half amount (v / v) of the nucleic acid nanoparticle solution prepared by the method described in Example 1 (1) [1-1] and [1-2] to the SUV-containing solution, By vortexing for 5 seconds, negatively charged bilayer liposomes encapsulating nucleic acid nanoparticles and labeled with NBD were prepared.

(2)脂質膜でのリポソームの封入
[2−1]正帯電性混合脂質溶液の調製
非帯電性脂質であるコレステロール(Chol)およびを正帯電性脂質である1,2−ジオレイルオキシ−3−トリメチルアンモニウムプロパン(1,2−dioleoyloxy−3−trimethyl ammonio propane;DOTAP;Avanti Polar Lipids社)をそれぞれエタノールおよびエタノール/クロロホルム=1:1(v/v)となるように混合したエタノール/クロロホルム溶液に15mmol/Lとなるように溶解することにより、Chol溶液およびDOTAP溶液を調製した。また、実施例1(2)[2−2]に記載の方法により、DOPE溶液を調製した。
(2) Encapsulation of liposomes with lipid membrane [2-1] Preparation of positively charged mixed lipid solution Cholesterol, which is an uncharged lipid, and 1,2-dioleyloxy-3, which is a positively charged lipid -Ethanol / chloroform solution in which trimethylammonium propane (1,2-dioleoyl-3-trimethylammiopropane; DOTAP; Avanti Polar Lipids) was mixed in ethanol and ethanol / chloroform = 1: 1 (v / v), respectively. A Chol solution and a DOTAP solution were prepared by dissolving the solution to 15 mmol / L. Moreover, the DOPE solution was prepared by the method as described in Example 1 (2) [2-2].

DOPE溶液29.4μL、DOTAP溶液22μLおよびChol溶液22μLを混合して、mol比がDOPE:CHEMS:Chol=3:4:3である正帯電性混合脂質溶液(計137.5nmol)を2サンプル調製し、それぞれaおよびbとした。   29.4 μL of DOPE solution, 22 μL of DOTAP solution and 22 μL of Chol solution were mixed to prepare 2 samples of positively charged mixed lipid solution (total 137.5 nmol) having a molar ratio of DOPE: CHEMS: Chol = 3: 4: 3 And a and b, respectively.

[2−2]負帯電性混合脂質溶液の調製
本実施例(1)に記載の方法により、mol比がDOPE:CHEMS:PA=9:2:1.2である負帯電性混合脂質溶液を2サンプル調製し、それぞれcおよびdとした。
[2-2] Preparation of negatively charged mixed lipid solution A negatively charged mixed lipid solution having a molar ratio of DOPE: CHEMS: PA = 9: 2: 1.2 was prepared by the method described in this Example (1). Two samples were prepared, designated c and d, respectively.

[2−3]負帯電性脂質フィルムおよび正帯電性脂質フィルムの調製
本実施例(2)[2−1]のaおよびb、ならびに本実施例(2)[2−2]のcおよびdについて、実施例2(2)[2−3]に記載の方法において、TB溶液を添加した量およびTBの修飾濃度を下記のとおりとして、TBが修飾された正帯電性脂質フィルム(a;TB修飾正帯電性脂質フィルム)、TBが修飾されていない正帯電性脂質フィルム(b;TB未修飾正帯電性脂質フィルム)、TBが修飾された負帯電性脂質フィルム(c;TB修飾負帯電性脂質フィルム)およびTBが修飾されていない負帯電性脂質フィルム(d;TB未修飾負帯電性脂質フィルム)を調製した。
[2-3] Preparation of Negatively Charged Lipid Film and Positively Charged Lipid Film a and b of Example (2) [2-1] and c and d of Example (2) [2-2] In the method described in Example 2 (2) [2-3], the amount of added TB solution and the modified concentration of TB are as follows, and the positively charged lipid film (a; TB modified with TB) Modified positively charged lipid film), positively charged lipid film not modified with TB (b; TB unmodified positively charged lipid film), negatively charged lipid film with modified TB (c; TB modified negatively charged) Lipid film) and negatively charged lipid film (d; TB unmodified negatively charged lipid film) not modified with TB were prepared.

修飾濃度(mol%)
a;TB溶液 10 μL 22
b;添加せず 0
c;TB溶液 10 μL 22
d;添加せず 0
Modification concentration (mol%)
a: TB solution 10 μL 22
b; not added 0
c: TB solution 10 μL 22
d; not added 0

[2−4]リポソームの封入
本実施例(2)[2−3]のTB修飾正帯電性脂質フィルム(a)、TB未修飾正帯電性脂質フィルム(b)、TB修飾負帯電性脂質フィルム(c)およびTB未修飾負帯電性脂質フィルム(d)に、本実施例(1)の負帯電性2枚膜リポソームを含む溶液を250μLずつ添加して、室温にて15分間インキュベーショトすることにより、負帯電性2枚膜リポソームの封入を行った。
[2-4] Encapsulation of liposomes TB modified positively charged lipid film (a), TB unmodified positively charged lipid film (b), TB modified negatively charged lipid film of Example (2) [2-3] Add 250 μL each of the solution containing the negatively charged bilayer liposome of Example (1) to (c) and the TB unmodified negatively charged lipid film (d), and incubate at room temperature for 15 minutes. Thus, negatively charged bilayer liposomes were encapsulated.

(3)蛍光強度測定
本実施例(2)[2−4]のa、b、c、dおよび本実施例(1)の負帯電性2枚膜リポソームについて、実施例4(5)に記載の方法により、蛍光強度測定を行った。その結果を下記表7に示す。また、a、bおよび負帯電性2枚膜リポソームについての結果をグラフ化したものを図9Aに、c、dおよび負帯電性2枚膜リポソームについての結果をグラフ化したものを図9Bにそれぞれ示す。
(3) Fluorescence Intensity Measurement This example (2) a, b, c, d of [2-4] and the negatively chargeable bilayer liposome of this example (1) are described in Example 4 (5). The fluorescence intensity was measured by this method. The results are shown in Table 7 below. In addition, FIG. 9A shows a graph of results for a, b and negatively charged bilayer liposomes, and FIG. 9B shows a graph of results for c, d and negatively charged bilayer liposomes. Show.

Figure 2012117971
Figure 2012117971

なお、a、b、c、dはNBDで標識したリポソーム(標識リポソーム)をNBDで標識していない脂質膜(未標識脂質膜)で封入することを意図して調製したリポソームである。従って、ハイドロサルファイトナトリウムの添加によりNBDの蛍光が減少した場合は、標識リポソームが未標識脂質膜で封入されていないか、または標識リポソームの脂質膜と未標識脂質膜とが膜融合を生じたと考えられる。一方、ハイドロサルファイトナトリウムの添加によるNBDの蛍光減少の程度が標識リポソームよりも小さい場合は、標識リポソームが未標識脂質膜で封入されたと考えられる。   In addition, a, b, c, and d are liposomes prepared with the intention of encapsulating liposomes labeled with NBD (labeled liposomes) with lipid membranes not labeled with NBD (unlabeled lipid membranes). Therefore, when the fluorescence of NBD is reduced by the addition of sodium hydrosulfite, the labeled liposome is not encapsulated with the unlabeled lipid membrane, or the membrane fusion between the lipid membrane of the labeled liposome and the unlabeled lipid membrane occurs. Conceivable. On the other hand, when the degree of decrease in NBD fluorescence due to the addition of sodium hydrosulfite is smaller than that of the labeled liposome, it is considered that the labeled liposome was encapsulated with an unlabeled lipid membrane.

表7および図9Aに示すように、ハイドロサルファイトナトリウム添加後、TritonX−100を添加するまでの間において、負帯電性2枚膜リポソームが一定の蛍光強度を有するのに対し、aおよびbは、ハイドロサルファイトナトリウム添加後まもなく蛍光強度が著しく低下して、TritonX−100を添加する直前においては、ほとんど蛍光が検出されなかった。これらの結果から、負帯電性2枚膜リポソームを正帯電性脂質膜で封入する場合は、正帯電性脂質膜におけるTBの修飾の有無にかかわらず、膜融合が生じてしまうことが明らかになった。   As shown in Table 7 and FIG. 9A, the negatively charged bilayer liposome has a constant fluorescence intensity during the period from the addition of sodium hydrosulfite to the addition of Triton X-100, whereas a and b Shortly after the addition of sodium hydrosulfite, the fluorescence intensity decreased significantly, and almost no fluorescence was detected immediately before adding Triton X-100. From these results, when negatively charged bilayer liposomes are encapsulated with a positively charged lipid membrane, it becomes clear that membrane fusion occurs regardless of the presence or absence of TB modification in the positively charged lipid membrane. It was.

一方、表7および図9Bに示すように、ハイドロサルファイトナトリウム添加後、TritonX−100を添加するまでの間において、cの蛍光強度は負帯電性2枚膜リポソームと比較して大きく、dの蛍光強度は負帯電性2枚膜リポソームと比較してほぼ同じであった。これらの結果から、負帯電性2枚膜リポソームを負帯電性脂質膜で封入する場合は、負帯電性脂質膜にTBが修飾されていれば封入することができるのに対し、TBが修飾されていなければ封入することができないことが明らかになった。   On the other hand, as shown in Table 7 and FIG. 9B, between the addition of sodium hydrosulfite and the addition of Triton X-100, the fluorescence intensity of c is larger than that of the negatively charged bilayer liposome, The fluorescence intensity was almost the same as that of the negatively charged bilayer liposome. From these results, when negatively charged bilayer liposomes are encapsulated with a negatively charged lipid membrane, they can be encapsulated if TB is modified in the negatively charged lipid membrane, whereas TB is modified. It became clear that it could not be sealed without it.

以上の結果より、陽イオン性界面活性剤が修飾された負帯電性脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、負帯電性脂質膜で負帯電性リポソームを封入することができることが明らかになった。   From the above results, it is clear that negatively charged liposomes can be encapsulated with a negatively charged lipid membrane by performing a hydration method using a negatively charged lipid film modified with a cationic surfactant. became.

すなわち、図10に示すように、既報に従い2枚膜リポソームを得た後、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、1の2枚膜リポソームを1枚の脂質膜で封入して、3枚膜リポソームを得ることができることが明らかになった。   That is, as shown in FIG. 10, after obtaining a bilayer liposome according to the previous report, a hydration method is performed using a lipid film in which a cationic surfactant is modified, whereby one bilayer liposome is obtained. It was revealed that a triple membrane liposome can be obtained by encapsulating with a single lipid membrane.

<実施例6>TB修飾3枚膜リポソームのトランスフェクション活性の検討
(1)TB修飾3枚膜リポソームの調製
実施例5(1)に記載の方法により、核酸ナノ粒子を封入した負帯電性2枚膜リポソームを調製した。ただし、NBD標識DOPE溶液は添加しなかった。続いて、実施例5(2)[2−2]、[2−3]および[2−4]に記載の方法により、TB修飾負帯電性脂質フィルムに負帯電性2枚膜リポソームを封入して、これをTB修飾3枚膜リポソームとした。続いて、実施例3(1)[1−2]に記載の方法により、TB修飾3枚膜リポソームにR8の修飾を行った。
Example 6 Examination of Transfection Activity of TB Modified Trilamellar Liposomes (1) Preparation of TB Modified Trilamellar Liposomes Negatively charged 2 encapsulating nucleic acid nanoparticles by the method described in Example 5 (1) Sheet membrane liposomes were prepared. However, NBD-labeled DOPE solution was not added. Subsequently, negatively charged bilayer liposomes were encapsulated in a TB-modified negatively charged lipid film by the method described in Example 5 (2) [2-2], [2-3] and [2-4]. This was designated as a TB-modified trilamellar liposome. Subsequently, R8 was modified on the TB-modified trilamellar liposome by the method described in Example 3 (1) [1-2].

(2)4枚膜リポソームの調製
既報(Akita H.ら、Biomaterials、第15号、第30巻、第2940−2949頁、2009年)に記載の方法において、脂質膜の組成をDOPE:CHEMS:PA=9:2:1.2として、R8が修飾された4枚膜リポソームを調製した。
(2) Preparation of quadrilamellar liposomes In the method described in a previous report (Akita H. et al., Biomaterials, No. 15, Vol. 30, Nos. 2940-2949, 2009), the lipid membrane composition was changed to DOPE: CHEMS: Four membrane liposomes modified with R8 were prepared with PA = 9: 2: 1.2.

(3)トランスフェクション活性の検討
[3−1]培地の調製
α−modified minimal essential medium(α−MEM)に下記の試薬を下記の終濃度となるよう添加し、これをα−MEM(−)培地とした。
(3) Examination of transfection activity [3-1] Preparation of medium The following reagent is added to α-modified minimal essential medium (α-MEM) so as to have the following final concentration, and this is added to α-MEM (−). The medium was used.

L−グルタミン 4mmol/L
ピルビン酸ナトリウム 1mmol/L
Granulocyte macrophage colony−stimulating factor
5ng/mL
L-glutamine 4mmol / L
Sodium pyruvate 1mmol / L
Granulocyte macrophage colony-stimulating factor
5 ng / mL

また、α−MEMに下記の試薬を下記の終濃度となるよう添加し、これをα−MEM(+)培地とした。   Moreover, the following reagent was added to α-MEM so as to have the following final concentration, and this was used as α-MEM (+) medium.

非働化FBS 20%(v/v)
L−グルタミン 4mmol/L
ピルビン酸ナトリウム 1mmol/L
ペニシリン 100U/mL
ストレプトマイシン 100μg/mL
Deactivated FBS 20% (v / v)
L-glutamine 4mmol / L
Sodium pyruvate 1mmol / L
Penicillin 100 U / mL
Streptomycin 100 μg / mL

α−MEM(−)培地およびα−MEM(+)培地は使用時まで4 ℃で保存した。   α-MEM (−) medium and α-MEM (+) medium were stored at 4 ° C. until use.

[3−2]リポソーム含有培地の調製
本実施例(1)のTB修飾3枚膜リポソームおよび本実施例(2)の4枚膜リポソームについて、pDNA0.04μg相当量を、本実施例(3)[3−1]のα−MEM(−)培地に添加して、0.25mLの3枚膜リポソーム含有培地および4枚膜リポソーム含有培地を調製した。
[3-2] Preparation of liposome-containing medium About the TB-modified trilamellar liposome of Example (1) and the tetralamellar liposome of Example (2), an equivalent amount of 0.04 μg of pDNA was used in this Example (3). [3-1] α-MEM (−) medium was added to prepare 0.25 mL of trilamellar liposome-containing medium and tetralamellar liposome-containing medium.

[3−3]JAWSII細胞の前培養
非分裂細胞であるJAWSII細胞(American Type Culture Collection)を24ウェルプレート(Corning社)に1.6×10 個/ウェルとなるよう播種したものを3枚調製し、A、BおよびCとした。これらに本実施例(3)[3−1]のα−MEM(+)培地を添加して、37℃、5%COの環境下で48時間前培養した。
[3-3] Pre-culture of JAWSII cells Three non-dividing JAWSII cells (American Type Culture Collection) seeded in a 24-well plate (Corning) at 1.6 × 10 4 cells / well Prepared as A, B and C. The α-MEM (+) medium of Example (3) [3-1] was added thereto, and precultured in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 for 48 hours.

[3−4]JAWSII細胞へのトランスフェクション
本実施例(3)[3−2]のA、BおよびCの培地を除去し、0.5mLずつPBSを添加して洗浄した。次に、Aについて、LFN PLUSを用いて、添付の仕様書に従い、実施例1(1)[1−1]の精製pDNA水溶液のpDNA0.04μg相当量をトランスフェクションした。また、BおよびCには、本実施例(3)[3−2]の3枚膜リポソーム含有培地および4枚膜リポソーム含有培地をそれぞれ添加して、37℃、5%COの環境下で3時間インキュベートすることにより、トランスフェクションを行った。
[3-4] Transfection into JAWSII cells The medium of A, B and C in Example (3) [3-2] was removed, and 0.5 mL of PBS was added and washed. Next, with respect to A, an amount corresponding to 0.04 μg of pDNA in the purified pDNA aqueous solution of Example 1 (1) [1-1] was transfected using LFN PLUS according to the attached specifications. Further, to B and C, the three-membrane liposome-containing medium and the four-membrane liposome-containing medium of Example (3) [3-2] were added, respectively, in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2. Transfection was performed by incubating for 3 hours.

その後、A、BおよびCの培地を本実施例(3)[3−1]のα−MEM(+)培地に交換し、同環境下でさらに21時間後培養した。   Thereafter, the medium of A, B and C was replaced with the α-MEM (+) medium of Example (3) [3-1], and further cultured for 21 hours in the same environment.

(4)ルシフェラーゼ活性の測定
本実施例(3)[3−3]のA、BおよびCについて、実施例4(3)に記載の方法により、ルシフェラーゼ活性を測定した。
(4) Measurement of luciferase activity About A, B, and C of this Example (3) [3-3], the luciferase activity was measured by the method as described in Example 4 (3).

本実施例(1)、(2)および(3)[3−2]〜(4)の実験を3回以上繰り返し、各サンプルについて得られた結果の平均値および標準偏差(SD)を算出した。その結果を図11に示す。   The experiments of Examples (1), (2) and (3) [3-2] to (4) were repeated three times or more, and the average value and standard deviation (SD) of the results obtained for each sample were calculated. . The result is shown in FIG.

図11に示すように、ルシフェラーゼ活性は、Aは3.3×106(3258833)、Bは1.2×10およびCは7.5×10であった。これらの結果から、TB修飾3枚膜リポソームのトランスフェクション活性は、市販のトランスフェクション試薬よりは低いものの、4枚膜リポソームと比較して、約6倍も高いことが明らかになった。As shown in FIG. 11, the luciferase activity was 3.3 × 10 6 (3258833) for A, 1.2 × 10 5 for B, and 7.5 × 10 5 for C. From these results, it was revealed that the transfection activity of TB-modified trilamellar liposomes is lower than that of commercially available transfection reagents, but is about 6 times higher than that of tetralamellar liposomes.

すなわち、HeLa細胞などの分裂細胞においてのみならず、非分裂細胞においても、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を複数膜の最外膜として有するリポソームのトランスフェクション活性が顕著に向上することが明らかになった。   That is, not only in dividing cells such as HeLa cells, but also in non-dividing cells, the transfection activity of liposomes having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as the outermost membrane of multiple membranes is significantly improved. It became clear.

<実施例7>TB修飾3枚膜リポソームの最適化の検討
(1)PLL安定化2枚膜リポソームおよびBSA安定化2枚膜リポソームの調製
実施例5(1)に記載の方法により負帯電性2枚膜リポソームを含む溶液を調製した。この負帯電性2枚膜リポソームを含む溶液を100μLずつ2サンプル調製し、このうち片方に実施例1(1)[1−2]に記載の方法により調製した1.0mg/mLのPLL溶液4.0μLを添加し、残りの片方には、0.5mg/mLのウシ血清アルブミン(BSA)溶液を添加した。その後、室温にて15分間インキュベートすることにより、PLLを静電気的に結合させて安定化した負帯電性2枚膜リポソーム(PLL安定化2枚膜リポソーム)を含む溶液およびBSAを非特異的に吸着させて安定化した負帯電性2枚膜リポソーム(BSA安定化2枚膜リポソーム)を含む溶液を調製した。
<Example 7> Examination of optimization of TB-modified trilamellar liposome (1) Preparation of PLL-stabilized bilayer liposome and BSA-stabilized bilamellar liposome Negative chargeability by the method described in Example 5 (1) A solution containing bilamellar liposomes was prepared. Two samples of 100 μL each of the solution containing the negatively charged bilayer liposome were prepared, and one of them was prepared as 1.0 mg / mL PLL solution 4 prepared by the method described in Example 1 (1) [1-2]. 0.0 μL was added and 0.5 mg / mL bovine serum albumin (BSA) solution was added to the other half. Then, the solution containing negatively charged bilayer liposomes (PLL-stabilized bilayer liposomes) stabilized by electrostatically binding PLL and non-specifically adsorbing BSA are incubated at room temperature for 15 minutes. A solution containing negatively charged bilayer liposomes (BSA-stabilized bilayer liposomes) that had been stabilized was prepared.

(2)TB修飾3枚膜リポソームの調製
実施例5(2)[2−3]に記載の方法により、TBが修飾された負帯電性脂質フィルムを2サンプル調製し、aおよびbとした。続いて、実施例5(2)[2−4]に記載の方法において、実施例5(1)の負帯電性2枚膜リポソームを含む溶液に代えて、aについては本実施例(2)のPLL安定化2枚膜リポソームを含む溶液を、bについてはBSA安定化2枚膜リポソームを含む溶液をそれぞれ添加して、TB修飾3枚膜リポソームを調製した。これらのTB修飾3枚膜リポソームの調製過程の概要を図12に示す。
(2) Preparation of TB-modified trilamellar liposomes By the method described in Example 5 (2) [2-3], two samples of negatively charged lipid films modified with TB were prepared as a and b. Subsequently, in the method described in Example 5 (2) [2-4], instead of the solution containing the negatively charged bilayer liposome of Example 5 (1), a is used in this Example (2). A solution containing a PLL-stabilized bilayer liposome was added, and for b, a solution containing a BSA-stabilized bilayer liposome was added to prepare a TB-modified trilamellar liposome. The outline of the preparation process of these TB modified trilamellar liposomes is shown in FIG.

(3)蛍光強度測定
本実施例(2)のa、bおよび本実施例(1)の負帯電性2枚膜リポソームについて、実施例4(5)に記載の方法により、蛍光強度測定を行った。その結果を下記表8に示す。また、蛍光強度の測定結果を図13に示す。
(3) Fluorescence intensity measurement For a and b of this Example (2) and the negatively chargeable bilayer liposome of this Example (1), the fluorescence intensity was measured by the method described in Example 4 (5). It was. The results are shown in Table 8 below. Moreover, the measurement result of fluorescence intensity is shown in FIG.

Figure 2012117971
Figure 2012117971

表8および図13に示すように、ハイドロサルファイトナトリウム添加後、TritonX−100を添加するまでの間において、aの蛍光強度は負帯電性2枚膜リポソームと比較して小さいのに対し、bの蛍光強度は負帯電性2枚膜リポソームと比較して大きかった。   As shown in Table 8 and FIG. 13, between the addition of sodium hydrosulfite and the addition of Triton X-100, the fluorescence intensity of a is smaller than that of negatively charged bilayer liposomes, whereas b The fluorescence intensity of was higher than that of negatively charged bilayer liposomes.

これらの結果から、TBが修飾された負帯電性脂質フィルムを用いて封入する際に、PLL安定化2枚膜リポソームは膜融合を生じさせるのに対し、BSA安定化2枚膜リポソームは膜融合をほとんど生じさせずに封入することができることが明らかになった。   From these results, when encapsulated with a negatively charged lipid film modified with TB, PLL-stabilized bilayer liposomes cause membrane fusion, whereas BSA-stabilized bilayer liposomes membrane-fuse. It became clear that it was possible to encapsulate with almost no generation.

<実施例8>最適化したTB修飾3枚膜リポソームのトランスフェクション活性の検討
(1)TB修飾3枚膜リポソームの調製
実施例7(1)に記載の方法により、負帯電性2枚膜リポソーム、PLL安定化2枚膜リポソームおよびBSA安定化2枚膜リポソームをそれぞれ含む溶液を調製した。ただし、NBD標識DOPE溶液は添加しなかった。
<Example 8> Examination of transfection activity of optimized TB-modified trilamellar liposomes (1) Preparation of TB-modified trilamellar liposomes By the method described in Example 7 (1), negatively charged bilayer liposomes Then, a solution containing each of the PLL-stabilized bilayer liposome and the BSA-stabilized bilayer liposome was prepared. However, NBD-labeled DOPE solution was not added.

次に、実施例5(2)[2−3]に記載の方法により、TBが修飾された負帯電性脂質フィルムを3サンプル調製し、a、bおよびcとした。続いて、実施例5(2)[2−4]に記載の方法において、実施例5(1)の負帯電性2枚膜リポソームを含む溶液に代えて、aについては負帯電性2枚膜リポソームを含む溶液を、bについてはPLL安定化2枚膜リポソームを含む溶液を、cについてはBSA安定化2枚膜リポソームを含む溶液をそれぞれ添加して、TB修飾3枚膜リポソームを調製した。   Next, three samples of negatively charged lipid films modified with TB were prepared by the method described in Example 5 (2) [2-3], and designated as a, b, and c. Subsequently, in the method described in Example 5 (2) [2-4], instead of the solution containing the negatively charged bilayer liposome of Example 5 (1), a is a negatively charged bilayer membrane. A solution containing liposomes, a solution containing PLL-stabilized bilayer liposomes for b, and a solution containing BSA-stabilized bilayer liposomes for c were added to prepare TB-modified trilamellar liposomes.

続いて、a、bおよびcについて、実施例3(1)[1−2]に記載の方法により、R8の修飾を行った。   Subsequently, R8 was modified for a, b and c by the method described in Example 3 (1) [1-2].

(2)トランスフェクション活性の検討
本実施例(1)のa、bおよびcを用いて、実施例6(3)[3−1]、[3−2]および[3−3]に記載の方法により、JAWSII細胞へのトランスフェクションを行った。その後、実施例4(3)に記載の方法により、ルシフェラーゼ活性を測定した。
(2) Examination of transfection activity Using a, b and c of this Example (1), it is described in Example 6 (3) [3-1], [3-2] and [3-3]. The method was used to transfect JAWSII cells. Thereafter, the luciferase activity was measured by the method described in Example 4 (3).

本実施例(1)および(2)の実験を3回以上繰り返し、各サンプルについて得られた結果の平均値および標準偏差(SD)を算出した。その結果を図14に示す。   The experiments of Examples (1) and (2) were repeated three times or more, and the average value and standard deviation (SD) of the results obtained for each sample were calculated. The result is shown in FIG.

図14に示すように、aおよびbによりトランスフェクションを行った場合のルシフェラーゼ活性は、市販のトランスフェクション試薬と比較して低いのに対し、cによりトランスフェクションを行った場合のルシフェラーゼ活性は、市販のトランスフェクション試薬と比較して同等であった。   As shown in FIG. 14, the luciferase activity when transfection is performed with a and b is lower than that of a commercially available transfection reagent, whereas the luciferase activity when transfection is performed with c is commercially available. Compared to the transfection reagent.

これらの結果から、BSA安定化2枚膜リポソームを封入したTB修飾3枚膜リポソームのトランスフェクション活性は、PLL安定化2枚膜リポソームおよび安定化していない負帯電性2枚膜リポソームを封入したTB修飾3枚膜リポソームと比較して高く、市販のトランスフェクション試薬と同等であることが明らかになった。   From these results, the transfection activity of TB-modified trilamellar liposomes encapsulating BSA-stabilized bilayer liposomes is as follows: TB-encapsulated PLL-stabilized bilayer liposomes and non-stabilized negatively charged bilayer liposomes It was found to be higher than the modified trilamellar liposome and equivalent to a commercially available transfection reagent.

すなわち、2枚膜リポソームをBSAによって安定化することにより、陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを用いてその2枚膜リポソームを封入した3枚膜リポソームのトランスフェクション活性が、顕著に向上することが明らかになった。   That is, by stabilizing the bilamellar liposomes with BSA, the transfection activity of the trilamellar liposomes encapsulating the bilamellar liposomes using a lipid film modified with a cationic surfactant is remarkably increased. It became clear that it improved.

<実施例9>1枚膜リポソームの顕微鏡写真
実施例2(3)で調製した本発明であるTB修飾リポソームd/HEPES懸濁液10μLを、液体窒素を用いて急速凍結し、固定操作を行なわずそのまま透過型電子顕微鏡で観察した。その観察写真の一部を図15に示す。
<Example 9> Photomicrograph of single-membrane liposome 10 μL of the TB modified liposome d / HEPES suspension of the present invention prepared in Example 2 (3) was rapidly frozen using liquid nitrogen and fixed. The observation was made with a transmission electron microscope. A part of the observation photograph is shown in FIG.

顕微鏡視野において観察される粒子(本発明のリポソーム)の平均粒子径は50〜100nmの範囲内にあった。この値は、急速凍結によってTB修飾リポソームの内部に封入されている液体が除去されることを考慮すれば、実施例2(3)で測定した粒子径測定のデータと整合する値である。また、観察された粒子は全て内側の黒い輪郭と外側の白い輪郭とを有していた。黒い輪郭は封入されたコア粒子に相当すると考えられる。また白い輪郭部分は約3.5nmの厚みを有していたが、この値は脂質膜一枚の理論的な厚みである4.0nmに近似するものである。   The average particle size of the particles (the liposome of the present invention) observed in a microscopic field was in the range of 50 to 100 nm. This value is consistent with the particle diameter measurement data measured in Example 2 (3), considering that the liquid encapsulated in the TB modified liposome is removed by rapid freezing. In addition, all the observed particles had an inner black outline and an outer white outline. The black outline is considered to correspond to the encapsulated core particle. The white outline had a thickness of about 3.5 nm, and this value approximates the theoretical thickness of one lipid membrane of 4.0 nm.

以上の顕微鏡観察結果は、本発明のリポソームが一枚の脂質膜を備えていることを示すものである。   The above-mentioned microscopic observation results show that the liposome of the present invention has a single lipid membrane.

【0001】
技術分野
[0001]
本発明は、脂質膜構造体、脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法に関し、より詳細には、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体、当該脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法に関する。
背景技術
[0002]
タンパク質、薬剤、あるいは核酸などの物質を、生物個体の標的部位に確実に送達するためのベクターの開発が盛んに行われている。これまでに開発されたベクターは、ウイルスベクターと非ウイルスベクターとに大別される。ウイルスベクターは、一般に、目的の遺伝子を標的細胞の核内へ導入する遺伝子導入能が優れているが、大量生産の困難性、抗原性、毒性などの問題があるため、このような問題点が少ない非ウイルスベクターとして、リポソームに代表される脂質膜構造体が注目を集めている。
[0003]
リポソームは、人工的に調製される脂質二重層からなる脂質膜を基本構成とする脂質膜構造体であり、様々な物質を内包して標的細胞内に送り込む能力を有している。リポソームは、その表面に抗体、タンパク質、糖鎖などの機能性分子を導入することにより、標的部位に対する指向性を向上させることができるという利点の他、物質が内包されるために生体内の分解作用や代謝作用から保護されるという利点や、標的以外の部位で物質が作用を奏すること(副作用)を防止するという利点を有している。これまでに、リポソームとして、例えば、連続した複数個のアルギニン残基を含むペプチドを表面に有し、核移行能を有するリポソームが開発されている(特許文献1)。
[0001]
Technical field [0001]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lipid membrane structure, a method for producing a lipid membrane structure, and a method for encapsulating one target substance with a single lipid membrane, and more particularly, a lipid membrane modified with a cationic surfactant. The present invention relates to a lipid membrane structure having a single membrane or a plurality of outermost membranes, a method for producing the lipid membrane structure, and a method for encapsulating one target substance in a single lipid membrane.
Background art [0002]
A vector for reliably delivering a substance such as a protein, a drug, or a nucleic acid to a target site of a living individual has been actively developed. Vectors developed so far are roughly classified into viral vectors and non-viral vectors. Viral vectors are generally excellent in gene transfer ability to introduce the target gene into the nucleus of the target cell, but there are problems such as difficulty in mass production, antigenicity, and toxicity. As a few non-viral vectors, lipid membrane structures represented by liposomes have attracted attention.
[0003]
Liposomes are lipid membrane structures having a lipid membrane composed of artificially prepared lipid bilayers as a basic component, and have the ability to encapsulate various substances and send them into target cells. In addition to the advantage that liposomes can improve the directivity to the target site by introducing functional molecules such as antibodies, proteins, sugar chains, etc. on the surface, liposomes can be decomposed in vivo. It has the advantage of being protected from action and metabolic action, and the advantage of preventing the substance from acting at a site other than the target (side effects). So far, for example, a liposome having a peptide containing a plurality of continuous arginine residues on its surface and having a nuclear translocation ability has been developed (Patent Document 1).

【0003】
に低下することなどから、実用化が困難である(Jeffs L.B.、Pharm Res.、第22巻、第3号、第362−72頁、2005年)。
[0009]
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、簡便に製造することができ、微小かつ均一な粒子径を有する脂質膜構造体や封入する物質(目的物質)の数および脂質膜の枚数が制御された脂質膜構造体、その製造方法ならびに1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010]
本発明者らは、鋭意研究の結果、図1下段に示すように、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、微小かつ均一な粒子径を有するリポソームや封入する物質(目的物質)の数および脂質膜の枚数が制御されたリポソームが得られること、および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入することができること、ならびに陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有するリポソームのトランスフェクション活性が顕著に向上することを見出し、下記の各発明を完成した。
[0011]
(1)陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体。
[0012]
(2)陽イオン性界面活性剤が次式(化1)
[化1]

Figure 2012117971
[式中:Rはアルキル基であり、Rは疎水基である。]の陽イオン性界面活性剤である、(1)に記載の脂質膜構造体。
[0013]
(3)Rが炭素数が12以上のアルキル基であり、かつRが次式(化2)[0003]
Therefore, it is difficult to put it to practical use (Jeffs LB, Pharm Res., Vol. 22, No. 3, 362-72, 2005).
[0009]
The present invention has been made in order to solve such problems, and can be easily produced and includes a lipid membrane structure having a minute and uniform particle diameter and a substance to be encapsulated (target substance). It is an object to provide a lipid membrane structure in which the number and the number of lipid membranes are controlled, a method for producing the same, and a method for encapsulating one target substance with one lipid membrane.
Means for Solving the Problems [0010]
As a result of earnest research, the present inventors have a fine and uniform particle size by performing a hydration method using a lipid film modified with a cationic surfactant as shown in the lower part of FIG. The ability to obtain liposomes in which the number of liposomes and substances to be encapsulated (target substances) and the number of lipid membranes are controlled, the ability to encapsulate one target substance with a single lipid membrane, and cationic surface activity The inventors found that the transfection activity of liposomes having a lipid membrane modified with an agent as a single membrane or as the outermost membrane of a plurality of membranes was remarkably improved, and completed the following inventions.
[0011]
(1) A lipid membrane structure having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes.
[0012]
(2) The cationic surfactant is represented by the following formula (Formula 1)
[Chemical 1]
Figure 2012117971
[Wherein, R 1 is an alkyl group, and R 2 is a hydrophobic group. The lipid membrane structure according to (1), which is a cationic surfactant.
[0013]
(3) R 1 is an alkyl group having 12 or more carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 2):

【0004】
[化2]

Figure 2012117971
または次式(化3)
[化3]
Figure 2012117971
の基である、(2)に記載の脂質膜構造体。
[0014]
(4)Rが炭素数が16のアルキル基であり、かつRが次式(化4)
[化4]
Figure 2012117971
の基である、(2)に記載の脂質膜構造体。
[0015]
(5)負帯電性脂質膜構造体である、(1)から(4)のいずれかに記載の脂質膜構造体。
[0016]
(6)リポソームである、(1)から(5)のいずれかに記載の脂質膜構造体。
[0017]
(7)陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を1枚膜としてまたは[0004]
[Chemical formula 2]
Figure 2012117971
Or the following formula (Formula 3)
[Chemical formula 3]
Figure 2012117971
The lipid membrane structure according to (2), which is a group of
[0014]
(4) R 1 is an alkyl group having 16 carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 4)
[Chemical formula 4]
Figure 2012117971
The lipid membrane structure according to (2), which is a group of
[0015]
(5) The lipid membrane structure according to any one of (1) to (4), which is a negatively charged lipid membrane structure.
[0016]
(6) The lipid membrane structure according to any one of (1) to (5), which is a liposome.
[0017]
(7) A lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or

【0005】
複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体を製造する方法であって、下記(i)、(ii)または(iii)の工程を有する前記方法;(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程、(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程、(iii)1枚膜または複数膜の脂質膜を有する脂質膜構造体の1枚膜または複数膜の最外膜に陽イオン性界面活性剤を修飾する工程。
[0018]
(8)(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程または(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程を有する場合において、下記(iv)の工程を有する、(7)に記載の方法;(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程。
[0019]
(9)1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法であって、下記(i)または(ii)の工程を有する前記方法;(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程、(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程。
[0020]
(10)下記(iv)の工程を有する、(9)に記載の方法;(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程。
[0021]
(11)陽イオン性界面活性剤が次式(化5)
[化5]

Figure 2012117971
[式中:Rはアルキル基であり、Rは疎水基である。]の陽イオン性界面[0005]
A method for producing a lipid membrane structure having an outermost membrane of a plurality of membranes, the method comprising the following steps (i), (ii) or (iii): (i) a lipid and a cationic surfactant To prepare a lipid film modified with a cationic surfactant, and (ii) adding a cationic surfactant to the lipid film to form a lipid film modified with a cationic surfactant A step of preparing, (iii) a step of modifying a cationic surfactant on the outermost membrane of a single membrane or a plurality of membranes of a lipid membrane structure having a single membrane or a plurality of membranes.
[0018]
(8) (i) a step of preparing a lipid film modified with a cationic surfactant by mixing a lipid and a cationic surfactant; or (ii) adding a cationic surfactant to the lipid film. And (iv) a method of preparing a lipid film modified with a cationic surfactant, and (iv) hydrating the prepared lipid film. A step of preparing a lipid membrane structure.
[0019]
(9) A method of encapsulating one target substance with a single lipid membrane, the method comprising the following step (i) or (ii): (i) mixing a lipid and a cationic surfactant A step of preparing a lipid film modified with a cationic surfactant, and (ii) a step of preparing a lipid film modified with a cationic surfactant by adding a cationic surfactant to the lipid film .
[0020]
(10) The method according to (9), comprising the following step (iv); (iv) a step of preparing a lipid membrane structure by hydrating the prepared lipid film.
[0021]
(11) The cationic surfactant is represented by the following formula (Formula 5):
[Chemical formula 5]
Figure 2012117971
[Wherein, R 1 is an alkyl group, and R 2 is a hydrophobic group. ] Cationic interface

【0007】
膜構造体や、封入する物質(目的物質)の数および脂質膜の枚数が制御された脂質膜構造体を得ることができる。また、微小かつ均一な脂質膜構造体によれば、腫瘍や肝臓実質などの疾患部位へ効率的に送達させることができ、脂質膜の枚数が制御された脂質膜構造体によれば、標的部位へ効率的に送達させることができる。例えば、本発明に係る脂質膜構造体の脂質膜の枚数が3枚である場合は、3回の膜融合により核やミトコンドリアに、脂質膜の枚数が1枚である場合は、1回の膜融合により細胞質に、それぞれ目的物質を効率的に送達させることができる。さらに、本発明に係る脂質膜構造体は、目的物質を損傷させずに標的部位へ送達して、標的部位において目的物質の機能を発揮させることができるうえ、細胞毒性が低く、安全に生体に適用することができる。一方、本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法によれば、上述の特徴を有する脂質膜構造体を、穏やかな調製条件で、簡便に、かつ廉価に製造することができる。さらに、本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法によれば、目的物質のサイズに応じた脂質膜構造体を得ることができる他、この方法を1または複数回行うことにより、目的の枚数の脂質膜を有する脂質膜構造体を得ることができる。なお、本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法は、脂質の種類を問わず行うことができることから、標的とする部位や細胞腫などに応じて脂質膜の脂質組成を適宜選択することができる。
図面の簡単な説明
[0025]
[図1]従来のリポソームおよび本願発明に係る陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を有する脂質膜構造体における製造方法、封入された物質(目的物質)の数ならびに脂質膜の枚数の概要を示す図である。
[図2]本発明に係る、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜の一態様を示す図である。
[図3]ベンジルドデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−1)、ベンジルテトラデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−2)、ベンジルヘキサデシルジメチルアンモニウムブロマイド(BB−3)、ベンジルオク
[0007]
A membrane structure, a lipid membrane structure in which the number of substances to be encapsulated (target substance) and the number of lipid membranes are controlled can be obtained. Moreover, according to the minute and uniform lipid membrane structure, it can be efficiently delivered to a disease site such as a tumor or liver parenchyma, and according to the lipid membrane structure in which the number of lipid membranes is controlled, the target site Can be delivered efficiently. For example, when the number of the lipid membranes of the lipid membrane structure according to the present invention is 3, the membrane or mitochondria is obtained by membrane fusion three times, and when the number of lipid membranes is one, the membrane is one time. By fusion, the target substance can be efficiently delivered to the cytoplasm. Furthermore, the lipid membrane structure according to the present invention can deliver a target substance to a target site without damaging the target substance, and can exert the function of the target substance at the target site. Can be applied. On the other hand, according to the method for producing a lipid membrane structure according to the present invention, a lipid membrane structure having the above-described characteristics can be produced easily and inexpensively under mild preparation conditions. Furthermore, according to the method of encapsulating one target substance according to the present invention with one lipid membrane, a lipid membrane structure corresponding to the size of the target substance can be obtained, and this method is performed one or more times. Thus, a lipid membrane structure having a desired number of lipid membranes can be obtained. The method for producing a lipid membrane structure according to the present invention and the method for encapsulating one target substance with a single lipid membrane can be performed regardless of the type of lipid. The lipid composition of the lipid membrane can be appropriately selected according to the above.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0025]
[FIG. 1] Production method in conventional liposome and lipid membrane structure having lipid membrane modified with cationic surfactant according to the present invention, number of encapsulated substance (target substance) and number of lipid membranes It is a figure which shows an outline.
FIG. 2 is a view showing one embodiment of a lipid membrane modified with a cationic surfactant according to the present invention.
[FIG. 3] Benzyldodecyldimethylammonium bromide (BB-1), benzyltetradecyldimethylammonium bromide (BB-2), benzylhexadecyldimethylammonium bromide (BB-3), benzyloctane

【0010】
ンしたJAWSII細胞における、ルシフェラーゼ活性を測定した結果を示す図である。
[図15]本発明のリポソームを透過型電子顕微鏡で観察したときの写真を示す。図中、スケールバーは50nmを示す。
発明を実施するための形態
[0026]
以下、本発明に係る脂質膜構造体、脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法について詳細に説明する。本発明に係る脂質膜構造体は陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する。
[0027]
本発明において、「脂質膜」とは、脂質膜構造体が有する、脂質を主な構成成分とする膜をいう。本発明における脂質膜は、脂質分子が疎水性部分同士を会合させて二層に並んで形成する脂質二重層(lipid bilayer)からなるものでもよく、疎水性部分を内側または外側に向けて形成する一重層からなるものでもよい。
[0028]
本発明における脂質膜構造体の好ましい形態としては、脂質二重層からなる脂質膜を有する閉鎖小胞を挙げることができ、そのような脂質膜構造体としては、例えば、リポソームを挙げることができる。
[0029]
本発明において、脂質膜構造体が有する脂質膜の枚数は1枚であってもよく、2以上の複数枚であってもよい。本発明に係る脂質膜構造体が複数膜を有する場合、少なくとも最外膜に陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を有するが、最外膜のみならず、最外膜以外の1または複数の膜が陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜であってもよい。
[0030]
本発明において、「陽イオン性界面活性剤」は、界面活性剤のうち、陽イオン性の親水基を有するものをいい、イオン価は特に限定されないが、1価であることが好ましい。陽イオン性界面活性剤としては、具体的には、例えば、トリメチルテトラデシルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイドなどのアルキルトリメチルアンモニウム塩、ドデシルエチルジメチルアンモニウムブロマイド、エチルヘキサデシルジメチルアン
[0010]
It is a figure which shows the result of having measured the luciferase activity in the JAWSII cell which carried out.
FIG. 15 shows a photograph of the liposome of the present invention observed with a transmission electron microscope. In the figure, the scale bar indicates 50 nm.
MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [0026]
Hereinafter, a lipid membrane structure according to the present invention, a method for producing the lipid membrane structure, and a method for encapsulating one target substance with a single lipid membrane will be described in detail. The lipid membrane structure according to the present invention has a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes.
[0027]
In the present invention, the “lipid membrane” refers to a membrane having lipid as a main constituent, which the lipid membrane structure has. The lipid membrane in the present invention may be composed of a lipid bilayer in which lipid molecules are associated with each other and formed in two layers, and the hydrophobic portion is formed with the hydrophobic portion facing inward or outward. It may consist of a single layer.
[0028]
As a preferable form of the lipid membrane structure in the present invention, a closed vesicle having a lipid membrane composed of a lipid bilayer can be mentioned, and as such a lipid membrane structure, for example, a liposome can be mentioned.
[0029]
In the present invention, the number of lipid membranes included in the lipid membrane structure may be one, or two or more. When the lipid membrane structure according to the present invention has a plurality of membranes, at least the outermost membrane has a lipid membrane modified with a cationic surfactant, but not only the outermost membrane but also 1 or other than the outermost membrane A plurality of membranes may be lipid membranes modified with a cationic surfactant.
[0030]
In the present invention, the “cationic surfactant” refers to a surfactant having a cationic hydrophilic group, and the ionic value is not particularly limited, but is preferably monovalent. Specific examples of the cationic surfactant include alkyltrimethylammonium salts such as trimethyltetradecylammonium chloride and cetyltrimethylammonium bromide, dodecylethyldimethylammonium bromide, and ethylhexadecyldimethylan.

【0012】
[化3]

Figure 2012117971
で示される陽イオン性界面活性剤であることがさらに好ましい。
[0031]
なお、本発明における「疎水基」としては、例えば、上記式(化2)および(化3)で示される基のほか、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基などのアルキル基、アルケニル基、ビニール基、フェニル基やナフチル基などのアリール基といった炭化水素基や複素環、または親水基と疎水基が組み合わされて、全体として疎水性である基を挙げることができる。
[0032]
本発明において、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜の態様としては、例えば、図2に示すように、脂質膜を構成する脂質分子の間隙に陽イオン性界面活性剤が位置する態様の他、脂質膜を構成する脂質分子に、共有結合、水素結合、イオン結合、疎水結合、あるいはファンデルワールス結合により陽イオン性界面活性剤が結合する態様などを挙げることができる。
[0033]
また、本発明において、脂質膜構造体は、正帯電性、非帯電性、両(正負)帯電性および負帯電性のいずれでもよいが、負帯電性であることが好ましい。なお、本発明における「負帯電性脂質膜構造体」とは、全体として負帯電性である脂質膜構造体をいい、例えば、脂質膜の構成脂質として正帯電性脂質や両(正負)帯電性脂質、非帯電性脂質を含むため、または陽イオン性界面活性剤が修飾されているために、局所的に正帯電性や両(正負)帯電性、非帯電性であるものであっても、全体として負帯電性であれば「負帯電性脂質膜構造体」に包含される。
[0034]
本発明における脂質膜構造体を構成する脂質は、正帯電性脂質、両(正負)帯電性脂質や非帯電性脂質を含む中性脂質、負帯電性脂質のいずれでもよ[0012]
[Chemical formula 3]
Figure 2012117971
It is further preferable that the surfactant be a cationic surfactant.
[0031]
The “hydrophobic group” in the present invention includes, for example, groups represented by the above formulas (Chemical Formula 2) and (Chemical Formula 3), alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group, and an alkenyl group. In addition, a hydrocarbon group such as vinyl group, aryl group such as phenyl group or naphthyl group, a heterocyclic ring, or a combination of a hydrophilic group and a hydrophobic group can be cited as a group which is hydrophobic as a whole.
[0032]
In the present invention, as an embodiment of the lipid membrane modified with a cationic surfactant, for example, as shown in FIG. 2, an embodiment in which a cationic surfactant is located in the gap between lipid molecules constituting the lipid membrane. In addition, examples include a mode in which a cationic surfactant is bound to a lipid molecule constituting the lipid membrane by a covalent bond, a hydrogen bond, an ionic bond, a hydrophobic bond, or a van der Waals bond.
[0033]
In the present invention, the lipid membrane structure may be any of positive chargeability, nonchargeability, both (positive / negative) chargeability, and negative chargeability, but is preferably negatively chargeable. The “negatively charged lipid membrane structure” in the present invention refers to a lipid membrane structure that is negatively charged as a whole. For example, positively charged lipids or both (positive and negatively) chargeable lipids as lipids constituting the lipid membrane. Because it contains lipids, non-charged lipids, or because the cationic surfactant is modified, even if it is locally positively charged, both (positive and negative) charged, or uncharged, If it is negatively charged as a whole, it is included in the “negatively charged lipid membrane structure”.
[0034]
The lipid constituting the lipid membrane structure in the present invention may be a positively charged lipid, a neutral lipid containing both (positive and negative) charged lipids and an uncharged lipid, or a negatively charged lipid.

【0016】
膜構造体に細胞透過能や核移行能を付与するペプチドを結合または含有させることができ、その結合量や含有量は適宜調節することができる。
[0043]
本発明に係る陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体は、水和法、超音波処理法、エタノール注入法、エーテル注入法、逆相蒸発法、界面活性剤法、凍結・融解法などの公知の方法を用いて製造することができるが、特に、図1下段に示すように、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製して水和法を行うことにより、簡便に製造することができる。なお、本発明において、「脂質フィルム」は、脂質を有機溶剤に溶解させた後、有機溶剤を蒸発除去することにより、容器の底面または側面に張り付くようなかたちで形成される、脂質分子を主な構成成分とする膜をいう。
[0044]
次に、本発明は脂質膜構造体を製造する方法を提供する。本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法は、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体を製造する方法であって、
(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程、
(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程、
(iii)1枚膜または複数膜の脂質膜を有する脂質膜構造体の1枚膜または複数膜の最外膜に陽イオン性界面活性剤を修飾する工程、
以上(i)、(ii)または(iii)の工程を有する。なお、本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法において、上述した本発明に係る脂質膜構造体の構成と同等または相当する構成については再度の説明を省略する。
[0045]
工程(i)において、脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する方法としては、例えば、脂質を有機溶媒に溶解させて得た溶液(脂質溶液)と陽イオン性界面活性剤を有機溶媒に溶解させて得た溶液(陽イオン性界面活性剤溶液)とを混合し
[0016]
A peptide that imparts cell permeability and nuclear translocation ability can be bound or contained in the membrane structure, and the binding amount and content can be appropriately adjusted.
[0043]
A lipid membrane structure having a lipid membrane modified with a cationic surfactant according to the present invention as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes comprises a hydration method, an ultrasonic treatment method, an ethanol injection method, an ether Although it can be produced using a known method such as injection method, reverse phase evaporation method, surfactant method, freezing / thawing method, etc., it is particularly modified with a cationic surfactant as shown in the lower part of FIG. The prepared lipid film is prepared and subjected to a hydration method, whereby it can be easily produced. In the present invention, the “lipid film” is mainly composed of lipid molecules formed so as to stick to the bottom surface or side surface of the container by dissolving the lipid in the organic solvent and then evaporating and removing the organic solvent. This refers to a membrane as a constituent component.
[0044]
Next, the present invention provides a method for producing a lipid membrane structure. The method for producing a lipid membrane structure according to the present invention is a method for producing a lipid membrane structure having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes. And
(I) a step of preparing a lipid film modified with a cationic surfactant by mixing a lipid and a cationic surfactant;
(Ii) adding a cationic surfactant to the lipid film to prepare a lipid film modified with the cationic surfactant;
(Iii) modifying the cationic surfactant on the outermost membrane of one or more membranes of a lipid membrane structure having one or more membranes;
The process (i), (ii), or (iii) is included. In the method for producing a lipid membrane structure according to the present invention, the description of the same or equivalent configuration as the configuration of the above-described lipid membrane structure according to the present invention is omitted.
[0045]
In the step (i), as a method for preparing a lipid film modified with a cationic surfactant by mixing a lipid and a cationic surfactant, for example, it was obtained by dissolving a lipid in an organic solvent. A solution (lipid solution) and a solution obtained by dissolving a cationic surfactant in an organic solvent (cationic surfactant solution) are mixed.

【0017】
た後に、脂質溶液に陽イオン性界面活性剤を添加して混合ないし溶解させた後に、陽イオン性界面活性剤溶液に脂質を添加して混合ないし溶解させた後に、あるいは脂質と陽イオン性界面活性剤とを同時に有機溶媒に溶解させた後に、それぞれ有機溶剤を蒸発させて除去する方法を挙げることができる。
[0046]
なお、本発明において、脂質および陽イオン性界面活性剤を溶解させる有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、メタノール、エタノールなどの低級アルコール類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、アセトンなどのケトン類などを、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
[0047]
工程(ii)において、脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する方法としては、例えば、脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤溶液を添加した後、溶媒を蒸発させて除去する方法を挙げることができる。
[0048]
工程(iii)において、1枚膜または複数膜の脂質膜を有する脂質膜構造体の1枚膜または複数膜の最外膜に陽イオン性界面活性剤を修飾する方法としては、例えば、1枚膜または複数膜の脂質膜を有する脂質膜構造体に陽イオン性界面活性剤を添加する方法を挙げることができる。
[0049]
また、本発明に係る脂質膜構造体を製造する方法が、工程(i)または工程(ii)を有する場合には、
(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程、
以上(iv)の工程を有することもできる。
[0050]
工程(iv)において、脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する方法としては、例えば、脂質フィルムに水などの液体を添加して水和させた後、攪拌または超音波処理する方法、すなわち水和法を挙げることができる。
[0017]
After adding a cationic surfactant to the lipid solution and mixing or dissolving it, after adding the lipid to the cationic surfactant solution and mixing or dissolving it, or after adding the lipid to the cationic interface An example is a method in which an activator is dissolved in an organic solvent at the same time and then the organic solvent is removed by evaporation.
[0046]
In the present invention, examples of the organic solvent for dissolving the lipid and the cationic surfactant include hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform, and benzene. Aromatic hydrocarbons such as toluene, lower alcohols such as methanol and ethanol, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, ketones such as acetone, etc. may be used alone or in combination of two or more. it can.
[0047]
As a method for preparing a lipid film modified with a cationic surfactant by adding a cationic surfactant to the lipid film in step (ii), for example, a cationic surfactant solution is added to the lipid film. A method of removing the solvent by evaporation after the addition can be mentioned.
[0048]
In the step (iii), as a method of modifying the cationic surfactant on the outermost membrane of the single membrane or the plural membranes of the lipid membrane structure having a single membrane or a plurality of lipid membranes, for example, Examples thereof include a method of adding a cationic surfactant to a lipid membrane structure having a membrane or a plurality of membranes.
[0049]
Moreover, when the method for producing a lipid membrane structure according to the present invention includes the step (i) or the step (ii),
(Iv) hydrating the prepared lipid film to prepare a lipid membrane structure;
The step (iv) can also be included.
[0050]
In step (iv), the lipid film structure is prepared by hydrating the lipid film. For example, a method of adding a liquid such as water to the lipid film for hydration, followed by stirring or ultrasonic treatment That is, the hydration method can be mentioned.

【0018】
[0051]
次に、本発明は、1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法を提供する。本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法は、
(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程、
(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを調製する工程、
以上(i)または(ii)の工程を有する。なお、本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法において、上述した本発明に係る脂質膜構造体または脂質膜構造体の製造方法の構成と同等または相当する構成については再度の説明を省略する。
[0052]
また、本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法は、
(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程、
以上(iv)の工程を有することもできる。
[0053]
本発明において、「目的物質」とは、脂質膜構造体に封入される予定の物質または封入された物質をいう。本発明において目的物質はいかなる物質でもよく、例えば、薬剤、核酸、ペプチド、タンパク質、糖またはこれらの複合体などの種々の生理活性物質やリポソーム、ミセルなどの脂質膜構造体を挙げることができ、診断、治療などの目的に応じて適宜選択することができる。目的物質は、例えば、脂質膜構造体の製造にあたり脂質膜を水和する際に使用される水性溶媒に添加することにより、脂質膜構造体内部の水相に封入することができる。
[0054]
例えば、本発明に係る1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法において、1枚の脂質膜を有するリポソームを目的物質とすれば、2枚の脂質膜を有するリポソームを得ることができ、2枚の脂質膜を有するリポソームを目的物質とすれば、3枚の脂質膜を有するリポソームを得ることができる。なお、目的物質の脂質膜構造体には、種々の機能性分子によって修飾をしてもよく、修飾物質としては、例えば、標的部位への移行性や細胞透過能を向上
[0018]
[0051]
Next, the present invention provides a method of encapsulating one target substance with one lipid membrane. The method of encapsulating one target substance according to the present invention with one lipid membrane is as follows:
(I) a step of preparing a lipid film modified with a cationic surfactant by mixing a lipid and a cationic surfactant;
(Ii) adding a cationic surfactant to the lipid film to prepare a lipid film modified with the cationic surfactant;
The step (i) or (ii) is included. In addition, in the method of encapsulating one target substance according to the present invention with a single lipid membrane, the configuration equivalent to or corresponding to the configuration of the lipid membrane structure according to the present invention or the method for producing the lipid membrane structure described above is described. The description will not be repeated.
[0052]
Moreover, the method of encapsulating one target substance according to the present invention with one lipid membrane is as follows:
(Iv) hydrating the prepared lipid film to prepare a lipid membrane structure;
The step (iv) can also be included.
[0053]
In the present invention, the “target substance” refers to a substance to be encapsulated in a lipid membrane structure or an encapsulated substance. In the present invention, the target substance may be any substance, and examples thereof include various physiologically active substances such as drugs, nucleic acids, peptides, proteins, sugars or complexes thereof, and lipid membrane structures such as liposomes and micelles, It can select suitably according to the objectives, such as a diagnosis and treatment. The target substance can be encapsulated in the aqueous phase inside the lipid membrane structure, for example, by adding it to an aqueous solvent used when the lipid membrane is hydrated in the production of the lipid membrane structure.
[0054]
For example, in a method of encapsulating one target substance according to the present invention with one lipid membrane, if a liposome having one lipid membrane is the target substance, a liposome having two lipid films can be obtained. If liposomes having two lipid membranes are used as the target substance, liposomes having three lipid membranes can be obtained. The lipid membrane structure of the target substance may be modified with various functional molecules. Examples of the modified substance include improved migration to the target site and cell permeability.

【0019】
させるペプチド、脂質膜構造体の安定性を向上させるPLLやBSA、荷電物質などを挙げることができる。
[0055]
本発明に係る脂質膜構造体は、生理食塩水、リン酸緩衝液,クエン緩衝液,酢酸緩衝液などの適当な水性溶媒に分散させて使用することができる。分散液には、糖類、多価アルコール、水溶性高分子、非イオン界面活性剤、抗酸化剤、pH調節剤、水和促進剤などの添加剤を適宜添加してもよい。また、本発明に係る脂質膜構造体は、前記の分散液を乾燥させた状態で保存することができる。さらに、本発明に係る脂質膜構造体は、経口投与することができる他、静脈、腹腔内、皮下、経鼻などへの非経口投与も可能である。
[0056]
なお、これまでに記載した本発明の脂質膜構造体、脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法においては、脂質フィルムに加える陽イオン性界面活性剤の量を総脂質に対して10〜30mol%の範囲とすることで、製造される、あるいは目的物質が封入される脂質膜構造体の粒子径を、おおよそ50nm〜200nmの範囲で制御することも可能である。また、核酸などの粒子を封入するときは、封入される粒子のサイズに応じ前記の範囲で陽イオン界面活性剤の量を調節することが好ましい。
[0057]
以下、本発明に係る脂質膜構造体、脂質膜構造体の製造方法および1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法について、実施例に基づいて説明する。なお、本発明の技術的範囲は、これらの実施例によって示される特徴に限定されない。
実施例
[0058]
<実施例1>陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を有するリポソームの粒子径の検討
(1)核酸ナノ粒子の調製
[1−1]プラスミドDNA(pDNA)の調製
10mg/mLのカナマイシン水溶液10μLを添加したLB培地10mLに、CMVプロモーターの下流にEnhanced Green luor
[0019]
Peptide, lipid membrane structure, PLL, BSA, and charged substance that improve the stability of the lipid membrane structure.
[0055]
The lipid membrane structure according to the present invention can be used by being dispersed in an appropriate aqueous solvent such as physiological saline, phosphate buffer, citrate buffer, and acetate buffer. Additives such as saccharides, polyhydric alcohols, water-soluble polymers, nonionic surfactants, antioxidants, pH adjusters, and hydration accelerators may be appropriately added to the dispersion. Moreover, the lipid membrane structure according to the present invention can be stored in a state in which the dispersion is dried. Furthermore, the lipid membrane structure according to the present invention can be administered orally, and can also be administered parenterally to veins, intraperitoneally, subcutaneously, nasally and the like.
[0056]
In addition, in the lipid membrane structure of the present invention described so far, the method for producing a lipid membrane structure, and the method of encapsulating one target substance in one lipid membrane, a cationic surfactant to be added to the lipid film The particle diameter of the lipid membrane structure produced or encapsulated with the target substance can be controlled in the range of approximately 50 nm to 200 nm by making the amount of the range of 10 to 30 mol% with respect to the total lipid. Is possible. In addition, when encapsulating particles such as nucleic acids, it is preferable to adjust the amount of the cationic surfactant within the above range according to the size of the encapsulated particles.
[0057]
Hereinafter, a lipid membrane structure according to the present invention, a method for producing the lipid membrane structure, and a method for encapsulating one target substance with a single lipid membrane will be described based on examples. Note that the technical scope of the present invention is not limited to the features shown by these examples.
Example [0058]
<Example 1> Examination of particle diameter of liposome having lipid membrane modified with cationic surfactant (1) Preparation of nucleic acid nanoparticles [1-1] Preparation of plasmid DNA (pDNA) 10 mg / mL kanamycin To 10 mL of LB medium supplemented with 10 μL of aqueous solution, Enhanced Green luor downstream of the CMV promoter

【0024】
を図4CおよびDにそれぞれ示す。
[0074]
[表1]

Figure 2012117971
[0075]
表1、図4AおよびBに示すように、リポソームの粒子径は、b、c、d、e、f、g、hおよびiはaと比較して小さいのに対し、jおよびkはaと比較してほとんど同じであった。また、同種の界面活性剤が修飾された脂質膜を有するリポソームにおいて比較すると、b>c、d>e、f>gおよびh>iであるのに対し、j≒kであった。
[0076]
これらの結果から、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を有するリポソームは、界面活性剤が修飾されていない脂質膜を有するリポソームと比較して粒子径が小さいこと、および陽イオン性界面活性剤の修飾濃度が大きいほど粒子径が小さくなることが明らかになった。一方、非イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を有するリポソームは、界面活性剤が修飾されていない脂質膜を有するリポソームと比較して、非イオン性界面活性剤の修飾濃度にかかわらず、粒子径がほとんど同じであることが明らかになった。
[0077]
すなわち、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、微小な粒子径を有するリポソームが得られることが明らかになった。
[0078]
また、表1および図4Aに示すように、界面活性剤の修飾濃度が同じであるリポソーム同士を比較すると、粒子径はb>d>f≒hおよびc>e>g≒iであった。これらの結果から、脂質膜に修飾された陽イオン性界面活性剤が有するアルキル基の炭素数が16より小さい場合は、炭素数が大きいほ[0024]
Are shown in FIGS. 4C and D, respectively.
[0074]
[Table 1]
Figure 2012117971
[0075]
As shown in Table 1, FIGS. 4A and B, the particle size of the liposomes is small for b, c, d, e, f, g, h and i compared to a, while j and k are a and It was almost the same in comparison. In comparison with liposomes having lipid membranes modified with the same type of surfactant, b> c, d> e, f> g and h> i, whereas j≈k.
[0076]
These results indicate that liposomes with lipid membranes modified with a cationic surfactant have a smaller particle size than liposomes with lipid membranes that are not modified with a surfactant, and cationic interfaces. It was found that the particle size decreases as the modified concentration of the active agent increases. On the other hand, liposomes having lipid membranes modified with nonionic surfactants, compared with liposomes having lipid membranes not modified with surfactants, regardless of the modified concentration of nonionic surfactants, It became clear that the particle size was almost the same.
[0077]
That is, it was revealed that liposomes having a minute particle diameter can be obtained by performing a hydration method using a lipid film modified with a cationic surfactant.
[0078]
Moreover, as shown in Table 1 and FIG. 4A, when comparing liposomes having the same surfactant modification concentration, the particle diameters were b>d> f≈h and c>e> g≈i. From these results, when the carbon number of the alkyl group of the cationic surfactant modified on the lipid membrane is smaller than 16, the carbon number is larger.

【0025】
どリポソームの粒子径が小さくなるのに対し、炭素数が16より大きい場合は、リポソームの粒子径はそれ以上減少せず、ほぼ一定となることが明らかになった。
[0079]
また、表1、図4CおよびDに示すように、ゼータ電位について、核酸ナノ粒子が正であるのに対し、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jおよびkはいずれも負であった。これらの結果から、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質膜を有するリポソームは、修飾濃度が少なくとも11mol%および16.5mol%の場合は、界面活性剤が修飾されていない脂質膜を有するリポソームおよび非イオン性界面活性剤が修飾された脂質膜を有するリポソームと同様に、構成脂質に由来する負帯電性が維持された負帯電性リポソームとなることが明らかになった。
[0080]
<実施例2>トンゾニウムブロマイド(TB)が修飾された脂質膜を有するリポソームの粒子径の検討
(1)核酸ナノ粒子の調製
実施例1(1)[1−2]および[1−3]に記載の方法により、核酸ナノ粒子を調製して、粒子径およびゼータ電位を測定した。
[0081]
(2)脂質フィルムの調製
[2−1]界面活性剤溶液の調製
陽イオン性界面活性剤であるトンゾニウムブロマイド(TB;Sigma−Aldrich社)を3.03mmol/Lとなるようにエタノールに溶解することにより、TB溶液を調製した。なお、TBの構造を図3中段に示す。
[0082]
[2−2]混合脂質溶液の調製
実施例1(2)[2−2]に記載の方法により、混合脂質溶液を6サンプル調製し、それぞれa、b、c、d、eおよびfとした。
[0083]
[2−3]脂質フィルムの調製
本実施例(2)[2−2]のa、b、c、d、eおよびfについて、実施例1(2)[2−3]に記載の方法により、脂質フィルムの調製を行った。
[0025]
It was revealed that the particle size of the liposome is small, whereas when the carbon number is larger than 16, the particle size of the liposome does not decrease any more and becomes almost constant.
[0079]
Also, as shown in Table 1, FIGS. 4C and D, the nucleic acid nanoparticles are positive for zeta potential, whereas a, b, c, d, e, f, g, h, i, j and k. Were both negative. From these results, the liposome having a lipid membrane modified with a cationic surfactant has a lipid membrane whose surfactant is not modified when the modification concentration is at least 11 mol% and 16.5 mol%. It was also revealed that negatively charged liposomes that maintain the negative chargeability derived from the constituent lipids were obtained in the same manner as liposomes having lipid membranes modified with nonionic surfactants.
[0080]
<Example 2> Examination of particle diameter of liposome having lipid membrane modified with tonzonium bromide (TB) (1) Preparation of nucleic acid nanoparticles Example 1 (1) [1-2] and [1-3] ], Nucleic acid nanoparticles were prepared, and the particle diameter and zeta potential were measured.
[0081]
(2) Preparation of lipid film [2-1] Preparation of surfactant solution Tonzonium bromide (TB; Sigma-Aldrich), which is a cationic surfactant, was added to ethanol so as to have a concentration of 3.03 mmol / L. A TB solution was prepared by dissolving. The structure of TB is shown in the middle part of FIG.
[0082]
[2-2] Preparation of Mixed Lipid Solution Six samples of mixed lipid solutions were prepared by the method described in Example 1 (2) [2-2], which were designated as a, b, c, d, e, and f, respectively. .
[0083]
[2-3] Preparation of lipid film About a, b, c, d, e and f of Example (2) [2-2], the method described in Example 1 (2) [2-3] A lipid film was prepared.

【0027】
[表2]

Figure 2012117971
[0088]
表2および図5Aに示すように、リポソームの粒子径は、a>b>c>d≒e≒fであった。
[0089]
これらの結果から、TB修飾リポソームは、TB未修飾リポソームと比較して、粒子径が小さくなることが明らかになった。また、TBの修飾濃度が少なくとも22mol%より小さい場合は、修飾濃度が大きいほど、リポソームの粒子径が小さくなるのに対し、少なくとも22mol%より大きい場合は、リポソームの粒子径はそれ以上減少せず、ほぼ一定となることが明らかになった。
[0090]
さらに、表2および図5Aに示すように、d、eおよびfの粒子径は、約130nmであり、核酸ナノ粒子の粒子径である約100nmにかなり近い値であった。ここで、図5Cに示すように、脂質膜の厚さは約4nmであり、これに内水相の厚さを合わせると約15nmであることから、1の核酸ナノ粒子を1枚の脂質膜で封入したリポソームの粒子径は、約100nm+約15nm×2=約130nmとなると考えられる。このことから、d、eおよびfは、1の核酸ナノ粒子を1枚の脂質膜で封入したリポソームであることが明らかになった。すなわち、TBが少なくとも22mol%程度修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより得られたリポソームは、1の目的物質が1枚の脂質膜で封入されたリポソームであることが明らかになった。
[0091]
以上の結果から、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、1の目的物質を1枚の脂質膜で封入することができることが明らかになった。[0027]
[Table 2]
Figure 2012117971
[0088]
As shown in Table 2 and FIG. 5A, the particle size of the liposome was a>b>c> d≈e≈f.
[0089]
From these results, it was clarified that the TB modified liposome has a smaller particle size than the TB unmodified liposome. When the modification concentration of TB is at least 22 mol%, the liposome particle size decreases as the modification concentration increases. On the other hand, when the modification concentration is at least 22 mol%, the liposome particle size does not decrease any more. It became clear that it was almost constant.
[0090]
Furthermore, as shown in Table 2 and FIG. 5A, the particle diameters of d, e, and f were about 130 nm, which was a value that was very close to about 100 nm, which is the particle diameter of nucleic acid nanoparticles. Here, as shown in FIG. 5C, the thickness of the lipid membrane is about 4 nm, and the total thickness of the inner aqueous phase is about 15 nm. Therefore, one nucleic acid nanoparticle is added to one lipid membrane. The particle diameter of the liposome encapsulated in is considered to be about 100 nm + about 15 nm × 2 = about 130 nm. From this, it became clear that d, e, and f are liposomes in which one nucleic acid nanoparticle is encapsulated with one lipid membrane. That is, it is clear that the liposome obtained by performing the hydration method using a lipid film in which TB is modified by at least about 22 mol% is a liposome in which one target substance is encapsulated by one lipid membrane. became.
[0091]
From the above results, it has been clarified that one target substance can be encapsulated with one lipid membrane by performing a hydration method using a lipid film modified with a cationic surfactant.

【0029】
ム;h、i、j、kおよびl)を調製した。その後、実施例1(1)[1−3]に記載の方法により、粒子径およびゼータ電位を測定した。
[0097]
本実施例(4)[4−1]〜[4−3]の実験を3回以上繰り返し、各サンプルについて得られた結果の平均値および標準偏差(SD)を算出した。その結果を表3に示す。また、粒子径の測定結果について、グラフ化したものを図6Aに、ゼータ電位の測定結果について、グラフ化したものを図6Bにそれぞれ示す。
[0098]
[表3]

Figure 2012117971
[0099]
表3および図6Aに示すように、空リポソームの粒子径は、h、i、j、kおよびlのいずれも、gの粒子径と比較して小さかった。また、h>i>k>j>lであった。これらの結果から、TB修飾空リポソームは、TB未修飾空リポソームと比較して、粒子径が小さくなることが明らかになった。
[0100]
すなわち、陽イオン性界面活性剤で修飾された脂質フィルムを用いて水和法を行うことにより、目的物質が封入されているか否かにかかわらず、微小な粒子径を有するリポソームが得られることが明らかになった。
[0101]
また、図6Bに示すように、ゼータ電位は、g、h、iおよびjはいずれも負であるのに対し、kおよびlは正であった。これらの結果から、TBの修飾濃度が少なくとも55mol%以上であるTB修飾空リポソームは、正帯電性リポソームとなるのに対し、TBの修飾濃度が55mol%より小さいTB修飾空リポソームは、TB未修飾空リポソームと同様に、構成脂質に由来する負帯電性が維持された負帯電性リポソームとなることが明らかになった。
[0102]
<実施例3>TB修飾リポソームのトランスフェクション活性の検討[0029]
H; i, j, k and l) were prepared. Thereafter, the particle diameter and zeta potential were measured by the method described in Example 1 (1) [1-3].
[0097]
The experiment of this example (4) [4-1] to [4-3] was repeated three times or more, and the average value and standard deviation (SD) of the results obtained for each sample were calculated. The results are shown in Table 3. In addition, FIG. 6A shows a graph of the measurement result of the particle diameter, and FIG. 6B shows a graph of the measurement result of the zeta potential.
[0098]
[Table 3]
Figure 2012117971
[0099]
As shown in Table 3 and FIG. 6A, the particle size of empty liposomes was smaller than that of g in all of h, i, j, k and l. Further, h>i>k>j> l. From these results, it was revealed that TB-modified empty liposomes have a smaller particle size than TB unmodified empty liposomes.
[0100]
That is, by performing a hydration method using a lipid film modified with a cationic surfactant, liposomes having a minute particle size can be obtained regardless of whether the target substance is encapsulated or not. It was revealed.
[0101]
Further, as shown in FIG. 6B, the zeta potential was negative for g, h, i, and j, but positive for k and l. From these results, TB-modified empty liposomes having a modified TB concentration of at least 55 mol% or more are positively charged liposomes, whereas TB-modified empty liposomes having a modified TB concentration of less than 55 mol% are not modified with TB. It became clear that it becomes a negatively charged liposome in which the negatively charged property derived from the constituent lipid is maintained, like the empty liposome.
[0102]
<Example 3> Examination of transfection activity of TB modified liposome

Claims (13)

陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体。   A lipid membrane structure having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes. 陽イオン性界面活性剤が次式(化1)
Figure 2012117971
[式中:
はアルキル基であり、
は疎水基である。]
の陽イオン性界面活性剤である、請求項1に記載の脂質膜構造体。
The cationic surfactant is represented by the following formula (Formula 1)
Figure 2012117971
[Where:
R 1 is an alkyl group;
R 2 is a hydrophobic group. ]
The lipid membrane structure according to claim 1, which is a cationic surfactant.
が炭素数が12以上のアルキル基であり、かつRが次式(化2)
Figure 2012117971
または次式(化3)
Figure 2012117971
の基である、請求項2に記載の脂質膜構造体。
R 1 is an alkyl group having 12 or more carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 2)
Figure 2012117971
Or the following formula (Formula 3)
Figure 2012117971
The lipid membrane structure according to claim 2, which is a group of
が炭素数が16のアルキル基であり、かつRが次式(化4)
Figure 2012117971
の基である、請求項2に記載の脂質膜構造体。
R 1 is an alkyl group having 16 carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 4)
Figure 2012117971
The lipid membrane structure according to claim 2, which is a group of
負帯電性脂質膜構造体である、請求項1から請求項4のいずれかに記載の脂質膜構造体。   The lipid membrane structure according to any one of claims 1 to 4, which is a negatively charged lipid membrane structure. リポソームである、請求項1から請求項5のいずれかに記載の脂質膜構造体。   The lipid membrane structure according to any one of claims 1 to 5, which is a liposome. 陽イオン性界面活性剤が修飾されてなる脂質膜を1枚膜としてまたは複数膜の最外膜として有する脂質膜構造体を製造する方法であって、下記(i)、(ii)または(iii)の工程を有する前記方法;
(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、
(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、
(iii)1枚膜または複数膜の脂質膜を有する脂質膜構造体の1枚膜または複数膜の最外膜に陽イオン性界面活性剤を修飾する工程。
A method for producing a lipid membrane structure having a lipid membrane modified with a cationic surfactant as a single membrane or as an outermost membrane of a plurality of membranes, comprising the following (i), (ii) or (iii) The method comprising the steps of
(I) a step of preparing a lipid film in which a cationic surfactant is modified by mixing a lipid and a cationic surfactant;
(Ii) adding a cationic surfactant to the lipid film to prepare a lipid film in which the cationic surfactant is modified;
(Iii) A step of modifying a cationic surfactant on the outermost membrane of a single membrane or a plurality of membranes of a lipid membrane structure having a single membrane or a plurality of membranes.
(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程または(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程を有する場合において、下記(iv)の工程を有する、請求項7に記載の方法;
(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程。
(I) preparing a lipid film in which a lipid and a cationic surfactant are mixed to modify the cationic surfactant; or (ii) adding a cationic surfactant to the lipid film to form a cation. The method according to claim 7, which comprises the following step (iv) when the functional surfactant has a step of preparing a modified lipid film;
(Iv) A step of preparing a lipid membrane structure by hydrating the prepared lipid film.
1の目的物質を1枚の脂質膜で封入する方法であって、下記(i)または(ii)の工程を有する前記方法;
(i)脂質と陽イオン性界面活性剤とを混合して陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程、
(ii)脂質フィルムに陽イオン性界面活性剤を加えて陽イオン性界面活性剤が修飾された脂質フィルムを調製する工程。
A method of encapsulating one target substance with one lipid membrane, the method comprising the following step (i) or (ii):
(I) a step of preparing a lipid film in which a cationic surfactant is modified by mixing a lipid and a cationic surfactant;
(Ii) A step of preparing a lipid film in which a cationic surfactant is modified by adding a cationic surfactant to the lipid film.
下記(iv)の工程を有する、請求項9に記載の方法;
(iv)前記調製した脂質フィルムを水和させて脂質膜構造体を調製する工程。
The method according to claim 9, which comprises the following step (iv):
(Iv) A step of preparing a lipid membrane structure by hydrating the prepared lipid film.
陽イオン性界面活性剤が次式(化5)
Figure 2012117971
[式中:
はアルキル基であり、
は疎水基である。]
の陽イオン性界面活性剤である、請求項7から請求項10のいずれかに記載の方法。
The cationic surfactant is represented by the following formula (Formula 5):
Figure 2012117971
[Where:
R 1 is an alkyl group;
R 2 is a hydrophobic group. ]
The method according to any one of claims 7 to 10, which is a cationic surfactant.
が炭素数が12以上のアルキル基であり、かつRが次式(化6)
Figure 2012117971
または次式(化7)
Figure 2012117971
の基である、請求項11に記載の方法。
R 1 is an alkyl group having 12 or more carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 6):
Figure 2012117971
Or the following formula (Formula 7)
Figure 2012117971
The method according to claim 11, wherein
が炭素数が16のアルキル基であり、かつRが次式(化8)
Figure 2012117971
の基である、請求項11に記載の方法。
R 1 is an alkyl group having 16 carbon atoms, and R 2 is represented by the following formula (Formula 8):
Figure 2012117971
The method according to claim 11, wherein
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