KR100246839B1 - 양친매성 이미다졸리늄 유도체 - Google Patents

양친매성 이미다졸리늄 유도체 Download PDF

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디. 헤쓰 티모티
솔로딘 이고르
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벤자민 에프 맥그로우 더써드
발렌티스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 이미다졸리늄 고리계를 함유하고, 숙주 포유동물에 비-독성인 양쪽친화성 물질에 관한 것이다. 본 발명의 양쪽친화성 물질은 세포내 적으로 거대분자를 운반시키는 담체로서 유용한 리포솜을 생성시키기 위해 사용한다.

Description

양친매화성 이미다졸리늄 유도체
본원은 1992년 12월 17일에 출원된 USSN 07/991,935의 일부 계속 출원인, 1993년 11월 24일에 출원된 USSN 08/157,727의 일부 계속 출원이며, 개시 내용을 본원에 참조로서 편입한다.
본 발명은 질소-함유 양친매성 물질(amphiphile), 그리고 리포솜 및 기타의 유전자 치료에 사용되는 핵산을 포함하는 제약학적인 물질의 지질-함유 담체를 제조하는데 있어서의 상기 양친매성 물질의 용도에 관한 것이다.
리포솜은 생물학적인 담체로 사용되는 많은 지질-기재 물질중의 하나이며, 이는 많은 제약학적인 환경 및 다른 생물학적인 환경에서, 특히 약제, 방사선치료제, 효소, 바이러스, 전사 인자 및 기타의 세포성 벡터를 다양한 배양 세포주 및 동물내로 도입시키기 위한 담체로서 효과적으로 사용되어 왔다. 성공적인 임상 실험에서는 리포솜에 포획된 약제를 특정한 조직 및 특정한 세포 유형에 표적화시키는 리포솜-매개 약제 전달의 효과가 조사되었다. 예를 들면, 미합중국 특허 제 5,264,618호는 리포솜 및 제약학적인 조성물의 제조 및 임상 환경에서의 그러한 조성물의 사용을 포함하여, 지질 담체를 사용하는 것에 관한 많은 기술을 기재하고 있다. 그러나, 리포솜-매게 벡터를 사용하는 것에 관한 기본적인 방법론은 잘 개발되어 있는 반면에, 생체적합성 및 담체 공정의 효과의 관점에서, 상기 방법들에서 사용되는 물질들의 개선은 여전히 요망되고 있다.
특히, 인체 및/또는 상업적으로 중요한 다양한 동물에서 외인성 유전자의 발현은 많은 중요한 사람 질병의 예방 및/또는 치료 및 상업적으로 중요한 특성을 갖는 동물의 개발을 궁극적으로 가능하게 할 것이다. 유전자는 고분자량의 다(多) 음이온성 분자로서, 시험관내 또는 생체내에서 세포의 DNA 트랜스펙션을 위해 담체-매개 전달이 일반적으로 요구된다. 그러므로, 관심의 대상이 되는 조직 또는 세포에서 클로닝된 유전자의 전달 및 궁극적 발현을 향상시킬 트랜스펙션 지질 벡터를 개발하는데 관심이 모아지고 있다. 일부 경우에는 치료 섭생법이 유전자(또는 기타 약제품)의 반복 투여를 포함하기 때문에, 지질 담체가 반복 투여 이후에도, 숙주에 비독성인 것에 대해서도 관심이 모아지고 있다.
DNA용 담체로서 리포솜을 사용하는 기술을 기재한 문헌으로는 다음과 같은 것이 있다: Friedmann (1989), supra; Brigham, et al., (1989) Am. J. Med. Sci., 298:278-281; Nabel, et al. (1990) Science, 249:1285-1288; Hazinski, et al. (1991) Am. J. Resp. Cell Molec. Biol., 4:206-209; 및 Wang and Huang (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 84:7851-7855; 리간드-특이적인 양이온-기초 수송 시스템과 결합: Wu and Wu (1988) J. Biol. Chem., 263:14621-14624; 또는 네이키드(naked) DNA 발현 벡터의 사용: Nabel et al. (1990), supra; Wolff et al. (1990) Science, 247:1465-1468. 유전자이식 물질을 조직에 직접 주입하는 경우 오직 편재화된 발현만이 발생하였다: Rosenfeld (1992) supra; Rosenfeld et al. (1991) supra. Brigham et al. (1989) supra; Nabel (1990) supra; 및 Hazinski et al. (1991) supra. Brigham 등은 Am. J. Med. Sci. (1989) 298:278-281 및 Clinical Research (1991) 39 (초록)에서 DNA 리포솜 복합체의 정맥내 또는 기관내 투여 후의 쥐의 허파에 제한된 생체내 트랜스펙션을 보고하였다. 또한, Stribling et al. Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 89:11277-11281 (1992)에는 쥐의 허파로 이식 유전자를 에어로졸 전달하기 위한 담체로서 리포솜을 사용하는 기술이 보고 되어 있다. 아울러, Yoshimura et al. Nucleic Acids Research (1992) 20:3233-3240를 참조.
양이온성 지질 담체가 기능적 형태의 플라스미드 DNA의 세포내 전달을 매개하는 것으로 입증되었다: Felgner, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1987) 84:7413-7416; mRNA에 대해서는 Malone, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1989) 86:6077-6081; 및 정제된 전사인자에 대해서는 Debs, et al., J. Biol. Chem. (1990) 265:10189-10192.
본 발명에 따르면 신규한 생분해될 수 있는 양친매성 이미다졸리늄(amphiphilic imidazolinium) 유도체 및 그들의 사용방법이 제공된다. 양이온성 양친매성 물질(amphiphile)은 핵산 및 다른 생물학적인 화합물과 복합체를 형성할 수 있고, 핵산 복합체는 포유동물 세포를 형질전환시킬 수 있다. 본 발명의 양친매성 물질은 내인성 효소 공정의 대상이 되는 경우, 비-독성 분해 생성물을 생성한다.
본 발명은 항생제 또는 세포 형질전환 방법에서 사용되는 핵산과 같은 생물학적으로 활성인 분자에 대한 담체로 유용한, 대사가능한 양친매성 이미다졸리늄 유도체를 제공한다. 양친매성 물질을 사용하여 제조된 조성물이 이러한 목적에 특히 효과적이기 때문에, 핵산 담체로서 양친매성 물질을 사용하는 방법을 상세하게 설명한다. 그러나, 양친매성 물질은 환자의 허파로 항생제를 전달하는 것과 같은 표준 약제 전달 섭생법에도 유용하다.
본 발명의 양이온은 1개 이상의 음이온, 예를 들면 수산화 이온, 염화 이온, 또는 브롬화 이온 또는 보다 복잡한 유기 음이온 또는 염기와 결합하여 존재하여야 한다. 이러한 양친매성 물질을 제조하기 위한 하기 합성 기술은 양이온성 양친매성 물질의 수산화염을 초기에 생성시킨다. 그러나, 양친매성 양이온과 결합된 특정 음이온은 양친매성 양이온의 형성 또는 이용에 있어 중요하지 않고, 조성물을 사용하는 동안에 다른 음이온으로 (전체 또는 부분적으로) 대체될 수 있다. 다른 방법으로, 소망하는 음이온을 함유하는 과량의 염의 존재하에, 초기에 형성된 염 (또는 중간 염)을 용해시킴으로써, 상기 음이온은 의도적으로 교환될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 양친매성 화합물은 일반적으로 어느 특정 음이온과 관련없이 양이온의 관점에서 본 명세서에 기재되어 있다. 많은 특정한 음이온의 예 및 음이온의 선택을 위한 일반적인 지침이 제공된다. 사람에 투여하기 위해서는, 염화 이온이 바람직한 음이온이다; 또한 수용가능한 음이온은 브롬화 이온, 또는 아세테이트, 숙시네이트 및 시트레이트를 포함하는 기타의 생리학적으로 수용가능한 음이온이다. 양이온은 그 자체가 비독성이고/이거나 숙주 유기체에 비독성이거나 내인성인 부산물, 예컨대 효소 분해 생성물을 생성한다. 일반적으로, 원(original) 지질 및 이것들의 분해 생성물 모두는 숙주에 비독성이다.
본 발명은 특히 하기 화학식(I)을 가지는 질소-함유 양친매성 양이온에 관한 것이다:
상기 식에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 11개 내지 29개의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 지방족 히드로카르빌기이다. R 및 R1이 각각 독립적으로 13개 내지 23개의 탄소 원자를 함유하는 양이온이 바람직하다. R 및 R1기는 포화되거나 하나 이상의 에틸렌적으로 불포화된 결합을 가지면서 불포화되며, 서로 적합하게는 동일하거나 상이하다. -CO-기에 결합된 R1기(즉, R1-CO-)의 예로는, 라우로일, 미리스토일, 팔미토일, 스테아로일, 리놀레오일, 에이코사노일, 트리코사노일 및 노나코사노일 (이들은 라우르산, 미리스트산등의 대응하는 명칭을 가진 지방산으로부터 유도됨)이 있다. 일정한 시스템이 R1기만을 명명하는 경우, 라우르산으로부터 유도된 히드로카르빌기의 대응하는 명칭은 운데실이고; 미리스트산으로부터 유도된 것은 트리데실이고; 팔미트산으로부터 유도된 것은 펜타데실이고; 스테아르산으로부터 유도된 것은 헵타데실이고; 리놀레산으로부터 유도된 것은 시스,시스-8, 11-헵타데실디에닐이고; 에이코사노산으로부터 유도된 것은 노나데실이고; 트리코사노산으로부터 유도된 것은 디코사닐이고; 트리아콘타노산(triacontanoic acid)으로부터 유도된 것은 노나코사닐이다. R기의 예는 상기 열거된 R1기와 동일하며, 일반적으로 동일한 지방산으로부터 유도된다. 양이온의 예는 1-[9-(Z)-옥타데케노일옥시에틸]-2-[8-(Z)-헵타데케닐]-3-히드록시에틸이미다졸리늄이다. 상기 화학식(I)의 양이온의 다른 예는 화학식과 상기 의미를 가진 R 및 R1의 다른 치환으로부터 명백할 것이다.
본 발명의 화합물은 신규하게 발견된 전위 반응에 의해 합성할 수 있고, 이는 N,N-비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민으로부터 아미노-보호된 디아실화 중간체를 거쳐 원하는 생성물을 유도한다. 일반적으로, 본 발명의 방법은 물의 비점 초과의 온도의 유기용매에서 하기 화학식(Ⅱ)의 전구 화합물을 가열하여 이미다졸리늄 이온을 합성하는 단계를 포함한다:
상기 식에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 전구 화합물이 용매에서 가용성이고 R 및 R1이 상기 온도의 용매에서 반응에 대해 안정적이도록 하는 유기기를 나타낸다. 일반적인 합성 방법 (바람직한 구체예에 관한 몇개의 비필수적인 단계 및 핵심 단계전의 예비 반응을 포함)을 하기 반응 도표(I)에 도시한다.
상기 반응 도표에서, X는 히드록실기의 존재하에서 2차 아미노기와 선택적으로 반응하고 이를 보호하는 아미노 보호기이며, 바람직하게는 산 가수분해(예를 들면, HCl과 같은 강산)에 의해 제거될 수 있는 것이고; X'는 X보호기의 전구체 (예를 들면, 보호기가 아실기인 경우, 산 무수물 또는 산 염화물)이고; RCOZ는 R이 앞서 정의된 R(또는 R1)과 동일한 산 할로겐화물 또는 산 무수물이며; HY는 강산(예를 들면, 황산 또는 그것의 유도체중 하나 또는 할로겐화 수소)이다. 바람직한 아미노 보호기는 디-t-부틸-피로카르보네이트로부터의 t-부틸옥시카르보닐이다. 바람직한 아실화기는 앞서 명명되고 기재된 지방산의 산 염화물이다. 탈보호 및 전위 단계 (단일 단계로 결합될 수 있음)을 위한 바람직한 산은 염산이다. 바람직하게는, 전위 반응을 위한 열은 100 내지 200℃, 바람직하게는 100 내지 150℃의 비점을 가지는 용매에서의 환류에 의해 제공된다. 초기 이미다졸리늄 이온은 수산화 염 및/또는 염화 염 (HCl을 산으로 사용하여 제조된 경우)으로 형성되지만, 음이온(반대이온)은 전술한 바와 같이 교환에 의해 대체될 수 있다.
이러한 신규하게 발견된 전위 반응 및 전체 합성 방법은 특정 양이온성 양친매성 물질의 제조에 제한될 필요가 없다. 그것은 하기 일반식(III)의 이미다졸리늄 화합물의 일반적인 합성 방법을 나타낸다:
상기 식에서, X1은 도시된 바와 같은 전위 반응 후의 아실기의 잔기(H에서 복잡한 유기기)를 나타내는 반면에, X2및 X3는 독립적으로 H 또는 유기기를 나타낸다. X2는 초기에는 R-CO-를 나타내지만, 이 기는 표준 화학 반응을 사용하여 제거되거나 다른 유기기에 의해 대체될 수 있다; 초기 생성물의 2개의 잠재적인 히드록실기중 하나가 이미 보호되어 있기 때문에, X2및 X3가 서로 상이한 기를 나타내는 화합물은 용이하게 합성될 수 있다. X2및 X3가 H를 나타내는 이온이 바람직하며, 이들은 다수의 이미다졸리늄 화합물의 합성에 사용될 수 있다. 반응에 사용되는 가열 조건하에서의 용해도 또는 반응성에 의해 부과되는 것 (용이하게 알 수 있음)이외에, 일반적인 합성 방법에서 3개의 "X"기의 구조에 대해 특별한 제한은 없지만, 바람직한 유기기는 30개 이하의 탄소를 함유하는 히드로카르빌기 및 이들의 산소화된 생성물 (특히 전술한 바와 같은 지방산 및 이들의 반응 생성물, 그리고 15개 이하, 바람직하게는 10개 이하의 탄소 원자를 함유하는 기타의 히드로카르빌기 및 산소화된 생성물, 보다 바람직하게는 1개 이하의 페닐고리를 함유하고 나머지가 알킬기, 특히 5개 이하의 탄소를 갖는 알킬기로 구성된 히드로카르빌기)이다. 산소화된 히드로카르빌기로부터 형성되는 유기기는 바람직하게는, 유기기 당 1개 이하의 그러한 작용기를 함유하는 카르복실산, 알코올, 에스테르, 에테르, 케톤 및 알데히드이다. 전술한 바와 같은 합성 방법 (단순한 유기 반응을 이용한 히드록실기의 추가의 변형을 포함)에 의해 제조할 수 있는 이미다졸리늄 이온의 예로는 1,3-디히드록시에틸이미다졸리늄, 1-메톡시에틸-3-히드록시에틸이미다졸리늄, 1-히드록시에틸-2-페닐-3-메틸카르복시에틸이미다졸리늄, 1,3-디메톡시에톡시에틸이미다졸리늄, 1,3-히드록시에틸-2-트리데실이미다졸리늄 및 1-히드록시에틸-2-시스,시스-8,11-헵타데실디에닐-3-올레오일옥시에틸이미다졸리늄이 있다.
반응은 물이 제거되는 단순한 자기-축합 반응이므로, 용매 및/또는 기타 반응 조건은 전체 반응에서 중요하지 않다. 전구 화합물을 용해시킬 수 있고, 반응 압력 조건하에서 물의 비점 초과의 비점을 가지는 (비제한적임) 모든 용매가 사용될 수 있다. 반응을 촉진시키기 위하여 산 촉매를 사용하는 경우, 보다 용이하게 양성자를 교환시키기 위하여 양성자성 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 에틸렌 글리콜 및 기타 100℃ 초과의 비점을 갖는 알코올이 바람직하다.
전형적으로, 본 발명의 양이온성 지질은 항생제 또는 핵산과 같은 다양한 생물학적인 분자에 대한 담체로서 사용된다. 특히, 양이온성 지질은 세포내 전달계에서 사용되는 지질 소낭 또는 리포솜의 제조를 위한 제형에서 단독으로 또는 다른 지질과 배합하여 사용될 수 있다. 본 발명의 지질의 예측된 용도로는 리포펙틴 (LipofectinTM)과 같은 시판 양이온성 지질 제품을 포함한 양친매성 지질을 사용하는 현재 공지된 방법에 상응하는 트랜스펙션 방법 및 종래의 양이온성 지질 기술 및 방법을 이용하는 다양한 기타의 공지된 기술이 있다. 본 발명의 양이온성 지질은 약제학적 제형에서 다양한 루트에 의해 동물체의 다양한 부위로 치료제를 전달하여 원하는 치료 효과를 얻기 위해 사용될 수 있다. 의도된 용도로서 세포의 트랜스펙션을 고려하는 경우, 이미다졸리늄 이온의 유리 히드록실기는 부가의 지방산기에 의해 아실화되지 않아야 하는데, 이는 "트리-지방산"이 세포를 형질전환시키는데 있어서 비효과적인 것으로 밝혀졌기 때문이다.
상기의 기술은 당해 기술 분야에서 일반적으로 공지되어 있기 때문에, 지질을 함유하는 약제학적 조성물의 제조에 관한 배경 정보 및 기본 기술을 본 명세서에서 반복하지 않는다. 이러한 배경 정보에 익숙하지 않은 자는 상기한 관련 문헌 및 추가로 미국 특허 제 5,264,618호를 참고한다. 미국 특허 제 5,264,618호는 특정 양이온성 지질 (본 명세서에 기재된 것과는 상이함)의 사용에 관한 실시예를 포함하여, 많은 치료적 제형 및 방법을 상세하게 설명하고 있는데, 상기 특허에 기재된 양이온성 지질은 본 발명의 양이온성 지질로 치환될 수 있다. 본 발명의 조성물은 최소한 상기 특허에 기재된 방식으로 사용될 수 있지만, 당업자의 지질 제조 및 사용에 관한 지식과 본 명세서에서 본 발명의 화합물에 관해 제공된 특정 정보를 사용하여, 최적 결과를 얻기 위해서 조작 변수가 변형될 수 있다.
본 발명의 지질은 유전 물질에 의해 동물 세포를 트랜스펙션하는데 있어서 특히 유용하고 장점을 가지는 것으로 나타났다. 부가적으로, 이러한 조성물은 동물세포에서 효소 반응에 의해 세포에 통상적으로 내인성인 성분으로 분해되기 때문에, 조성물은 동일한 이미 공지된 양이온성 지질과 비교할 때, 저독성이라는 점에서 많은 장점을 제공한다. 본 발명의 상기 장점 및 다른 장점을 하기에 상세하게 설명한다. 본 설명의 나머지는 주로 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 바로 자명하지 않을 수도 있는 본 발명의 양이온성 지질에 관한 선택, 제조 및 용도 변수에 관한 것이다.
특히, 특정 세포 또는 조직으로 지질-DNA 복합체를 표적화하는 것이 바람직한 경우, 담체로서 사용되는 지질 혼합물은 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 지질 혼합물은 스테로이드와 같은 첨가제의 존재 또는 부재하에 본 발명의 양이온성 양친매성 물질로부터 제조된 조성물을 의미하며, 리포솜, 지질의 삽입된(interleaved) 이중층 등을 포함한다. 스테로이드, 예컨대 콜레스테롤 또는 에르고스테롤은 혼합물을 제조하기 위해 사용되는 경우 양이온성 양친매성 물질과 배합하여 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 지질 혼합물은 0 내지 67 몰%의 스테로이드, 바람직하게는 약 33 내지 50 몰%의 스테로이드를 갖는다. 지질-DNA 복합체는 DNA 및 지질 혼합물의 배합에 의해 얻어지는 조성물이다. 비-지질 물질(예컨대, 동물 또는 식물 세포로 전달되는 생물학적 분자 또는 표적-특이적 부분)은 소낭 형성 전 또는 후에 연결기를 통해 1개 이상의 소수성기에 예컨대 약 12개 내지 20개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 사슬을 사용하여 컨쥬게이션될 수 있다. 다양한 연결기가 화합물에 지질 사슬을 결합시키기 위해 사용될 수 있다. 특히 관심의 대상이 되는 작용기로는 티오에테르, 디술파이드, 카르복사미드, 알킬아민, 에테르 등이 있으며, 이들은 개별적으로 또는 배합하여 사용된다. 지질기에 화합물을 연결하는 구체적인 방식은 본 발명의 중요한 부분이 아니며, 문헌에 매우 다양한 그러한 방법들이 제공되어 있다. 대안적으로, 일부 화합물은 1개 이상의 지질기와 공유결합 없이 지질 혼합물과의 결합을 허용하는 소수성 영역 또는 도메인을 가진다.
대부분의 경우, 지질 혼합물에 결합되는 활성 화합물은 표적 세포에 존재하는 관심의 대상이 되는 일부 생물학적 분자에 결합할 수 있는 리간드 또는 수용체이다. 리간드는 수용체로서 언급되는 다른 화합물과 특이적으로 결합할 수 있는 모든 대상 화합물일 수 있고, 리간드 및 수용체는 상보적 쌍을 형성한다. 지질 혼합물에 결합되는 활성 화합물은 합텐 (125 내지 2000의 분자량)에서 일반적으로 약 6,000 이상, 약 백만 미만, 보다 일반적으로 약 300,000 미만의 분자량을 갖는 항원에 이르기까지 광범위하게 변할 수 있다. 세포 표면에 특이적인 상보적 결합 파트너를 갖는 단백질성 리간드 및 수용체가 특히 관심의 대상이다. 활성 화합물의 예로는 융모막 고나도트로핀, 엔세팔론, 엔돌핀, 황체형성 호르몬, 몰핀, 에피네프린, 인터페론, ACTH, 및 폴리요오도티로닌 및 원래(비-단편) 분자와 결합하는 동일한 세포 표면 결합 파트너에 결합할 수 있는 능력을 보유한 상기 화합물의 단편이 있다.
지질 혼합물에 결합되는 표적 분자(리간드 또는 수용체)의 수는 리포솜의 크기, 분자의 크기, 표적 세포 수용체 또는 리간드에 대한 상기 분자의 결합 친화도 등에 따라 다를 것이다. 일반적으로, 결합 활성 분자는 결합을 위해 혼합물에서 이용가능한 분자의 전체 수에 대한 결합 분자의 %를 기준으로 지질 혼합물에 약 0.05 내지 2 몰%, 보다 일반적으로 약 0.01 내지 1 몰%로 존재한다.
특이적인 이펙터 분자(일반적으로 세포의 외부 환경에서 가용성인 분자)에 결합하는 표면 막단백질은 수용체로서 언급된다. 이러한 상황에서, 항체 및 면역글로불린이 소정 세포의 표면에서 발견되기 때문에, 수용체는 항체 및 면역글로불린을 포함한다. 그러나, 항체는 일반적으로 표적 세포의 수용체 분자에 리포솜을 결합시키는데 사용되기 때문에, 본 발명의 양이온성 지질을 함유하는 리포솜에 결합된 항체 및 면역글로불린은 또한 리간드로 간주될 수도 있다. 면역글로불린은 단일클론성 또는 다중클론성일 수 있고, 바람직하게는 단일클론성이다. 일반적으로 면역글로불린은 lgG 및 lgM이지만, 다른 면역글로불린, 예를 들면 lgA, lgD, 및 lgE도 사용할 수 있다. 완전한 면역글로불린이 사용되거나 완전한 경쇄 또는 중쇄 뿐만 아니라 Fab, F(ab')2, Fd, 또는 Fv단편과 같은 면역글로불린의 단편만이 사용될 수도 있다.
세포-표적화 리간드로서 사용되는 항체의 경우, 관심의 대상이 되는 항체는 주요 조직적합성 복합체, 특히 HLA-A, -B, -C 및 -D를 포함하는 표면막 항원에 결합하는 것들이다. 기타의 표면 항원으로는 thy-1, leu-5 및 la가 있다.
양이온성 양친매성 물질은 음이온성 화합물, 특히 핵산과 같은 다 음이온성 고분자에 대한 담체로서 유용하다. 양친매성 물질이 생체내에서, 특히 인체내에서 사용되는 경우, 또는 반복적으로 양친매성 물질을 사용하는 것이 필요한 경우에, 비독성 부산물로 대사되고 그 자체가 비독성인 담체 또는 분해없이 생체로부터 제거되는 담체를 스크리닝하는 것이 중요하다. 조직적으로부터 상기 양친매성 양이온의 제거는 동물 실험에서 증명될 수 있다. 활성 성분(예컨대 DNA)과 착물화된 0.5 내지 10 pmole의 시험되는 지질을 함유하는 물질이 1회 이상 필요에 따라 쥐와 같은 동물에 투여될 수 있다. 투여 후 다양한 시간 별로, 동물들을 죽이고 조직을 취한 다음, 전체 지질을 적당한 용매 추출계를 사용하여 추출하고, 예컨대, HPLC를 사용하여 전체 지질을 특정 양이온성 지질 또는 이것의 부분 분해 생성물에 대해 분석한다.
양이온성 양친매성 물질은 양으로 하전되고, 단단한 전하 복합체가 양이온성 지질 담체와 다 음이온성 핵산 사이에서 형성되어, 포유동물 또는 포유동물 세포로의 전신 전달에 직접 사용될 수 있는 지질 담체-핵산 복합체가 생성될 수 있다. 전달이 에어로졸화에 의한 경우, 하전 복합체는 분무력 및 허파 기도내의 환경에 견디고, 에어로졸화된 DNA:지질 담체 복합체가 비강내 또는 구강내로 전달된 후 허파에 침착된 다음, 허파 세포를 트랜스펙션 할 수 있다.
에어로졸화 방법에서 핵산 담체로서 사용되는 특정 양친매성 양이온의 효과를 평가하고, 지질 담체-핵산 복합체의 최적 농도를 결정하는 것은 두 단계의 과정을 포함한다. 제 1단계는 성분들이 배합되는 때 또는 분무화 단계동안의 혼합물의 상당한 교반동안 응집하지 않는 지질 담체 및 지질 담체-핵산 복합체의 농도를 확인하는 단계이다. 제 2단계는 응집하지 않는 상기의 지질 중, 허파의 표적 세포에서 대상 유전자의 고수준 트랜스펙션 및 전사를 제공하는 복합체를 확인하는 것이다. 이러한 기술은 1992년 12월 17일에 출원된 WO/US PCT/US92/11008 호에 기재되어 있으며, 그 개시 내용을 본원에 참조로서 편입한다.
한 예로서, 리포터 유전자 CAT(chloramphenicol acetyltransferase)가 발현 카세트에 삽입되고 관심의 대상이 되는 각 지질 담체 조성물을 평가하기 위해 사용될 수 있다. DNA:지질 담체 복합체는 멸균수와 같이 그 자체가 DNA:지질 담체 복합체의 응집을 유도하지 않는 용액에 혼합된다. 발현 카세트(DNA)는 다수의 상이한 비율, 예컨대 4:1 내지 1:10 (㎍의 DNA 대 nmole의 양이온성 지질 또는 지질 혼합물이 존재하는 경우, 전체 지질)의 비율로 시험되는 지질 담체의 각각과 함께 혼합된다. 얻어진 혼합물의 안정도 조사는 어떤 비율이 DNA:지질 담체 복합체의 응집을 초래하여 생체내에서 사용하는데 유용하지 않으며, 어떤 복합체가 에어로졸화에 적합한 형태로 유지되는지에 관한 정보를 제공한다. 응집을 유발하지 않는 비율은 동물 모델에서 시험되어 생체내에서 가장 높은 수준의 이식유전자 발현을 주는 DNA:지질 담체 비율이 결정된다. 예를 들어, 에어로졸-기초 트랜스펙션의 경우, N-[1,(2,3-디올레일옥시)프로필]-N,N,N-트리에틸암모늄 클로라이드(DOTMA) :디올레오일포스파티딜에탄올아민(DOPE) (이 혼합물의 성분들은 1:1 중량비로 존재) 및 디메틸 디옥타데실 암모늄 브로마이드(DDAB):콜레스테롤(1:1)과 같은 지질 혼합물에 대한 최적 DNA:지질 담체 비율은 1 대 1 이다.
양이온성 양친매성 물질이 주사에 사용되는 경우에는, 양이온성 양친매성 물질이 표적 세포의 트랜스펙션에 효과적인지 여부에 대해서만 평가될 필요가 있다. 콜레스테롤과의 중량비가 1:1인 1-[9-(Z)옥타데케노일옥시에틸]-2-[8-(Z)-헵타데케닐]-3-히드록시에틸이미다졸리늄의 경우, 바람직한 DNA:지질 담체 비율은 1:2 내지 1:7이다 (마이크로그램 DNA:나노몰 양이온성 지질).
특정 세포는 지질-혼합물 담체의 제조에 특정 양이온성 지질을 사용, 예컨대 허파 세포를 선택적으로 표적화하기 위해 E-DMPC를 사용하거나, 부위-유도 (site-directing) 분자를 사용하여 특정 형태의 세포로 유도되도록 양친매성 물질을 변형시킴으로써 표적화될 수 있다. 따라서, 특정 수용체에 대한 항체 또는 리간드가 사용되어, 특정 표면 단백질과 결합된 세포를 표적화할 수 있다. 특정 리간드 또는 항체는 지질 이중층으로 합체되는 지질에 부위-유도 분자를 컨쥬게이션시키거나 부위-유도 화합물의 작용기에 연결시키기 위해 이중층에 존재하는 지질에 연결기를 제공함으로써, 통상적인 기술에 따라 양이온성 양친매성 물질에 컨쥬게이션될 수 있다. 상기의 기술은 당해 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 잘 공지되어 있다.
지질 담체가 리보솜인 다양한 지질 담체-핵산 복합체는 당해 기술 분야에서 잘 공지된 방법을 사용하여 제조된다. 침전이 전혀 형성되지 않음을 확인하기 위해, 생성된 지질-DNA 혼합물을 가시적으로 조사하여 혼합 조건을 최적화할 수 있다. 지질-DNA 복합체를 더욱 가시적이도록 하기 위해서, 복합체는 그 자체가 응집을 일으키지 않지만, DNA 또는 지질을 염색시킬 수 있는 염료로 염색될 수 있다. 예를 들어, 수단 블랙(지질을 염색시킴)은 응집이 일어났는가를 결정하기 위해 지질-DNA 혼합물을 조사하기 위한 보조물로 사용될 수 있다. 또한 입자 크기는 전자 현미경 기술, 레이저광 산란, 코울터TM(CoulterTM) 카운팅/사이징 등을 포함하는 당해 기술 분야에 공지된 방법으로 연구될 수 있다. 표준 크기의 비드가 모든 리포솜 또는 형성되는 응집체의 크기를 결정하는데 표지로서 포함될 수 있다. "지질 담체-핵산 복합체"는 일반적으로 하기에 논의되는 바와 같은 지질 담체 제조물의 표면에 결합된 상기의 핵산 서열을 의미한다. 또한, 지질 담체 제조물은 통합, 전사 및 번역에 필요한 효소 또는 보조인자와 같은 다른 물질을 포함할 수도 있다. 아울러, 지질 담체-핵산 복합체는 특정 세포 또는 조직 유형에 복합체를 전달하기 위하여 표적화제를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 핵산 물질은 다층 소낭(multi-lamellar vesicle, MLV) 또는 작은 단층 소낭(small unilamellar vesicle, SUV), 일반적으로 음파 파쇄에 의해 형성되는 SUV일 수 있는 미리 형성된 리포솜의 현탁액에 첨가된다. 리포솜 자체는 멸균수 또는 멸균수에 용해된 10mM Tris/NaCl 또는 5% 덱스트로스와 같은 등장 완충 용액과 같은 적당한 혼합 용액에 재현탁되고 리포솜을 형성시키기 위해 음파 파쇄된 건조 지질 필름으로부터 제조된다. 그 때, 미리 형성된 지질 담체는 DNA와 직접 혼합된다.
지질-DNA 복합체의 혼합 및 제조는 지질 및 DNA가 배합되는 순서에 의해 결정적으로 영향받을 수 있다. 일반적으로, 1:2 이하의 DNA:지질(㎍의 DNA:nmole의 양이온성 지질)의 비율로 DNA에 지질을 첨가하는 것이 바람직하다 (응집을 최소화하기 위함). DNA:지질의 비율이 1:4 이상인 경우에, 일반적으로 더욱 양호한 결과가 지질에 DNA를 첨가함으로써 얻어진다. 어느 경우이든지, 혼합은 작은 부피에 대해서는 진탕 또는 와동에 의해, 큰 부피에 대해서는 빠른 혼합 시스템을 사용함으로써 신속하게 달성되어야 한다. 지질 담체 및 DNA는 양이온성 지질 담체에 음으로 하전된 DNA가 결합되기 때문에 매우 안정한 복합체를 형성한다. SUV는 작은 핵산 단편 뿐만 아니라 큰 범위의 DNA(≥250kb)에도 사용된다.
분무화용 지질 담체-핵산 복합체를 제조하는데 있어서, 지질 담체-핵산 복합체의 응집 형성을 촉진하는 화합물들을 혼합 용액으로부터 배제하는 것에 유의해야 한다. 일반적으로 큰 입자는 분무기에 의해 에어로졸화되지 않을 것이고, 에어로졸화되는 경우에도 너무 크기 때문에 큰 기도를 통과하지 못할 것이다. 지질 담체-핵산 복합체의 응집은 DNA 대 지질 담체의 비율을 조절하고, 용액내에서 DNA:지질 담체 복합체의 전체 농도를 최소화하고 (일반적으로 5mg DNA/8ml 용액 미만), 거대-응집을 촉진하는 경향이 있는 EDTA와 같은 킬레이트제 및/또는 상당한 양의 염의 사용을 피함으로써 방지된다. 바람직한 부형제는 물, 덱스트로스/물 또는 낮거나 제로의 이온 강도를 갖는 기타 용액이다. 아울러, 부피는 숙주 포유동물의 허파에 침착되는데 필요한 최소량으로 조절되어야 하며, 동시에 응집체가 형성될 수 있는 농도의 용액이 되지 않도록 주의해야 한다. 증가된 부피를 수용하는 숙주 동물을 위해 흡입 시간을 증가시킬 필요가 있기 때문에 용액의 부피를 증가시키는 것은 가능한 피해야 한다. 일부 경우에, 흡입을 위해 지질 담체-핵산 복합체를 동결 건조시키는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 물질은 상기에서 언급된 복합체와 같이 제조되지만, 다만 만니톨 또는 트레할로스와 같은 저온방지제가 지질 담체-DNA 복합체의 제조에 사용되는 완충 용액에 포함된다. 바람직하게는 상기 완충 용액에 일반적으로 포함되는 모든 글루코오스가 생략된다. 지질 및 DNA의 혼합 후에, 지질 담체 복합체는 신속하게 동결건조된다. 혼합물은 멸균수로 재구성될 수 있고, 숙주 동물에 바로 투여할 수 있는 조성물이 얻어진다.
양친매성 물질이 리포솜을 형성하는 경우, 리포솜은 통상적인 기술에 의해서 원하는 크기로 될 수 있다. 일부 경우에, 동물의 혈류에 주사된 거대 리포솜은 간 세포와 비교하여 허파 세포에 대해서 더 높은 친화도를 갖는다. 그러므로, 구체적인 크기 범위는 숙주 동물에 다양한 입자 크기의 지질-핵산 복합체를 투여하고 원하는 결과를 제공하는 입자 크기를 결정함으로써 의도된 표적 조직에 따라 평가될 수 있다.
본 발명의 핵산과 착물화된 양이온성 양친매성 물질은 정맥내, 근육내, 피하내, 경피부, 국소적, 복막내, 혈관내, 분무 후의 에어로졸 등과 같은 다양한 방식으로 숙주에 투여될 수 있다. 일반적으로, 양친매성 물질은 용액 상태로 주사되는데, 리포솜에 결합되거나 포획된 화합물의 농도가 투여되는 양을 규정한다. 상기의 양은 투여되는 화합물의 효능, 원하는 효과를 위해 요구되는 농도, 투여 횟수 등에 따라 변할 것이다. 일부 경우에, 특히 에어로졸 투여의 경우에, 지질-DNA 복합체는 동결 건조된 분말형으로 투여될 수 있다.
양친매성 물질이 투여될 때, 표적화 부분이 사용되는 경우, 양친매성 물질은 리포솜에 결합된 화합물에 상보적인 세포 표면 인자에 우선적으로 결합된다. 표적화 부분이 리포솜에 결합되지 않은 경우, 양친매성 물질은 친유성 상호작용에 의해 세포 표면에 결합된다. 일반적으로 리포솜은 세포 내흡입작용 (endocytosis)에 의해 세포로 이동한다.
양이온성 양친매성 물질은 핵산 또는 단백질의 착물화에 사용되어 생체내에서 상기 고분자를 운반한다. 핵산은 DNA, RNA, 앤티센스 RNA 또는 기타 앤티센스 분자를 포함할 수 있다. 또한, 리포솜을 형성하는 양이온성 양친매성 물질은 약제의 전달에 사용되며, 약제는 리포솜내에 포획되거나 리포솜 외부에 결합될 수 있다.
하기의 실시예는 본 발명을 한정하는 것이 아니라 설명을 위해 제공된다.
[실시예 1]
[1-아실옥시에틸-2-알킬(알케닐)-3-히드록시에틸이미다졸리늄 유도체의 합성]
디-3차-부틸피로카르보네이트를 사용하여 상업적으로 입수가능한 N,N-비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민을 N,N-디보호하고, 후속하여 적당한 아실 염화물을 사용하여 O,O-디아실화하였다. 디옥산 중의 4M HCl을 사용하여 N-BOC 보호기를 절단하고, 수득한 염산염을 적당한 고비점 용매에서 열적 전위 반응시켜 1-아실옥시에틸-2-알킬(알케닐)-3-히드록시에틸이미다졸리늄 유도체를 수득하였다 (반응 도포(Ⅱ) 참조):
[실시예] (a) 1-[9-(Z)-옥타데카노일옥시에틸]-2-[8-(Z)-헵타데케닐]-3-히드록시에틸이미다졸리늄 히드록사이드의 합성
[N,N'-디-BOC-디아민 (2.)]
100ml의 CHCl3중의 1.48g (0.01몰)의 N,N'-비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민 (1.) 용액에 4.57g (0.021몰)의 디-3차-부틸 피로카르보네이트 및 5ml의 포화 NaHCO3수용액을 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 5시간동안 교반시킨 후, 유기층을 분리하여 물(25ml × 2)로 세척한 후, MgSO4상에서 건조시키고 회전식 증발기에서 증발시켰다. 얻어진 흰색 결정을 헥산(25ml × 2)으로 세척하고 진공하에서 건조시켜, 2.8g (80%)의 생성물을 얻었다.
[N,N'-디-BOC-에스테르 (3.)]
0℃에서 100ml의 디클로로메탄 중의 0.5g (0.0014몰)의 N,N'-디-BOC-디아민 (2.) 용액에 0.7ml (0.005몰)의 트리에틸아민을 첨가하고, 후속하여 1.2ml (0.0037몰)의 올레오일 클로라이드를 교반하면서 10분간 첨가하였다. 혼합물을 0℃에서 30분간 교반시킨 후, 실온에서 45분간 교반시켰다. 수득한 용액을 10%의 시트르산(50ml × 2), 10%의 중탄산 나트륨 수용액(50ml × 2)으로 세척한 후, MgSO4상에서 건조시키고 여과한 다음, 여액을 회전식 증발기에서 증발시켰다. 잔여물을 0 내지 15%의 EtOAc/헥산을 이용하여 실리카겔상에서 크로마토그래피하여 1.2g (94%)의 N,N'-디-BOC-에스테르 (3.)를 얻었다.
[디아미노 에스테르 (4.)
1.2g(0.00136몰)의 N,N'-디-BOC-에스테르 (3.)에 12ml의 디옥산 중의 4M HCl 용액을 첨가하고, 혼합물을 실온에서 2시간동안 교반시켰다. 수득한 현탁액을 회전식 증발기에서 증발시킨 후, 에테르(20ml)로 희석하고 여과시킨 다음, 에테르(15ml × 2)로 세척하고 진공하에서 증발시켜 1.07g (100%)의 디아미노 에스테르 (4.)를 수득하였다.
[1-[9-(Z)-옥타데케노일옥시에틸]-2-[8-(Z)-헵타데케닐]-3-히드록시에틸이미다졸리늄 히드록사이드 (5.)]
1.16g (0.00149몰)의 디아미노 에스테르 (4.)의 혼합물에 3ml의 에틸렌 글리콜을 첨가하고, 혼합물을 110℃ (오일 중탕)에서 30분간 교반시켰다. 수득한 용액을 150ml의 CHCl3에 용해시키고, MeOH를 사용하는 5%의 NaCl(50ml × 3)로 세척하였다. 유기층을 분리하여 MgSO4상에서 건조시킨 다음, 회전식 증발기에서 증발시키고, 잔여물을 5 내지 20% MeOH/CHCl3를 사용하여 실리카겔상에서 크로마토그래피하여 0.95g(75%)의 생성물을 황색 오일로서 수득하였다.
[(b) 1-[9-(Z)옥타데케노일옥시에틸]-2-[8-(Z)-헵타데케닐]-3-히드록시에틸이미다졸리늄 화합물 (5.)를 함유하는 리포솜을 이용한 트랜스펙션]
화합물 5와 콜레스테롤을 1:1의 몰 비율로 함유하는 리포솜을 마우스에서 유전자 전달 및 발현을 위한 DNA 담체로서 테스트하였다. 사용된 플라스미드는 pZN51이었다. 사용된 방법 및 플라스미드는 WO93/24640에 보다 상세하게 기재되어 있다. 리포솜은 5% 덱스트로오스 중의 10mM 원액으로 존재하였다. 응집이 존재하는 리포솜:플라스미드 DNA 비율을 스크리닝하였다. 1:2 내지 1:7의 비율 (㎍의 플라스미드 DNA 대 나노몰의 양이온성 지질)이 스크리닝되었다. 후속하여, 응집을 생성하지 않았던 DNA:리포솜 비율을 마우스에서 테스트하였다. 양성 대조군으로 100㎍의 pZN51을 500나노몰의 DDAB:콜레스테롤 리포솜에 착물화시키고, 음성 대조군 (N)으로는 비-주사된 마우스를 사용하였다.
생체내 연구를 위해 ICR 암컷 마우스 (25g)를 사용하였다. 0.2ml의 5% 덱스트로오스 수용액 중의 100㎍의 플라스미드 DNA를 1회 투여량으로 하여 마우스의 꼬리 정맥에 주사하였다.
24시간후에 허파, 심장, 간, 신장 및 비장을 제거하였다. 각 기관을 0.3ml의 0.25M Tris-HCl pH 7.8, 5mM EDTA에서 균질화시키고, 생성된 추출물을 원심분리한 다음, 동결-해동의 사이클을 3회 반복한 후, 20분간 65℃로 처리하였다. 허파, 심장, 간 및 신장 추출물의 단백질 농도를 닌히드린-기초 단백질 분석법 (Bio-Rad, Berkeley, CA)을 이용하여 정량하고, CAT 분석에서 각 조직 추출물로부터의 동일한 양의 전체 단백질을 10㎕의 20mM 아세틸 CoA+12㎕의14C-클로람페니콜 (25μCi/ml, 55mCi/mmole, Amersham)과 함께 37℃에서 13시간동안 첨가하였다.
허파, 심장, 간, 신장 및 비장에서 최고 수준의 CAT 활성은 리포솜 대 DNA의 비율이 1:6인 경우에 생성되었다. 상기 CAT 활성은 1:5 비율의 DDAB:CHOL에 의해 생성된 활성에 비해 높은 것으로 보인다.
본 명세서에서 언급한 모든 간행물 및 특허 출원은 이들 각각이 구체적으로 그리고 개별적으로 참조로서 편입된다고 기재되어 있는 것과 동일한 정도로 본원에 참조로서 편입된다.
본 발명이 이제 완전하게 기술되었으므로, 본 발명의 당업자에게 첨부된 특허청구의 범위의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이 많은 변화 및 변형이 가능하다는 사실은 명백할 것이다.

Claims (13)

  1. 하기 일반식(I)의 질소-함유 양친매성 물질(amphiphile):
    상기 식에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 11 내지 29개의 탄소 원자를 가지는 직쇄 지방족 히드로카르빌기이다.
  2. 제1항에 있어서, R이 독립적으로 13 내지 23개의 탄소 원자를 가지는 것을 특징으로 하는 양친매성 물질.
  3. 제1항에 있어서, R이 헵타데실이거나 R1이 옥타데카노일인 것을 특징으로 하는 양친매성 물질.
  4. 제1항에 있어서, R이 트리데실이거나 R1이 테트라데카노일인 것을 특징으로 하는 양친매성 물질.
  5. 제1항에 있어서, R이 펜타데실이거나 R1이 헥사데카노일인 것을 특징으로 하는 양친매성 물질.
  6. 제1항에 있어서, R이 헵타데케닐이거나 R1이 옥타데카노일인 것을 특징으로 하는 양친매성 물질.
  7. 제1항에 있어서, 양친매성 물질이 1-[9-(Z)-옥타데케노일옥시에틸]-2-[8-(Z)-헵타데케닐]-3-히드록시에틸이미다졸리늄인 것을 특징으로 하는 양친매성 물질.
  8. 포유동물 세포를 시험관내에서 형질전환시키는 방법으로서, 상기 세포를 발현 카세트 및 제1항의 질소-함유 양친매성 물질을 포함하는 다수의 복합체와 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 복합체가 상기 포유동물의 하나 이상의 조직에서 세포의 형질전환을 제공하며 내인성 효소에 의해 비-독성 생성물로 절단될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 포유동물 세포를 트랜스펙션시키는 방법으로서, 상기 세포를 전사 카세트 또는 발현 카세트 및 제1항의 질소-함유 양친매성 물질을 포함하는 복합체와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
  10. 하기 화학식(II)의 전구 화합물을 물의 비점 초과의 온도의 유기 용매에서 가열하는 단계를 포함하는 이미다졸리늄 이온(imidazolinium ion)의 합성 방법:
    상기 식에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 상기 전구 화합물이 상기 용매에서 가용성이고, 상기 R 및 R1이 상기 온도의 상기 용매에서 반응에 대해 안정적이도록 하는 유기기를 나타낸다.
  11. 제10항에 있어서, 용매가 양성자성 용매인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 가열이 산의 존재하에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 산이 염산인 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5948767A (en) * 1994-12-09 1999-09-07 Genzyme Corporation Cationic amphiphile/DNA complexes
US5840710A (en) * 1994-12-09 1998-11-24 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles containing ester or ether-linked lipophilic groups for intracellular delivery of therapeutic molecules
US6383814B1 (en) 1994-12-09 2002-05-07 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles for intracellular delivery of therapeutic molecules
US5910487A (en) * 1994-12-09 1999-06-08 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles and plasmids for intracellular delivery of therapeutic molecules
US5767099A (en) * 1994-12-09 1998-06-16 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles containing amino acid or dervatized amino acid groups for intracellular delivery of therapeutic molecules
US5719131A (en) * 1994-12-09 1998-02-17 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles containing dialkylamine lipophilic groups for intracellular delivery of therapeutic molecules
US5650096A (en) * 1994-12-09 1997-07-22 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles for intracellular delivery of therapeutic molecules
US5747471A (en) * 1994-12-09 1998-05-05 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles containing steroid lipophilic groups for intracellular delivery of therapeutic molecules
US6331524B1 (en) 1994-12-09 2001-12-18 Genzyme Corporation Organ-specific targeting of cationic amphiphile / DNA complexes for gene therapy
US5830878A (en) * 1995-06-07 1998-11-03 Megabios Corporation Cationic lipid: DNA complexes for gene targeting
US5935936A (en) * 1996-06-03 1999-08-10 Genzyme Corporation Compositions comprising cationic amphiphiles and co-lipids for intracellular delivery of therapeutic molecules
US6093816A (en) * 1996-06-27 2000-07-25 Isis Pharmaceuticals, Inc. Cationic lipids
US5925628A (en) * 1997-03-31 1999-07-20 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles for intracellular delivery of therapeutic molecules
US5912239A (en) * 1997-04-04 1999-06-15 Genzyme Corporation Imidazole-containing cationic amphiphiles for intracellular delivery of therapeutic molecules
US6235310B1 (en) 1997-04-04 2001-05-22 Valentis, Inc. Methods of delivery using cationic lipids and helper lipids
US5948925A (en) * 1997-05-06 1999-09-07 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles containing linkers derived from neutral or positively charged amino acids
US5952516A (en) * 1997-05-08 1999-09-14 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles containing multiplesteroid lipophilic groups
US5942634A (en) * 1997-05-09 1999-08-24 Genzyme Corporation Cationic amphiphiles for cell transfections
US6121457A (en) * 1997-11-14 2000-09-19 Megabios Corporation Compositions and methods using novel substituted imidazolium lipids
US9034329B2 (en) 1999-02-22 2015-05-19 Georgetown University Preparation of antibody or an antibody fragment-targeted immunoliposomes for systemic administration of therapeutic or diagnostic agents and uses thereof
ES2366100T3 (es) 1999-02-22 2011-10-17 Georgetown University Inmunoliposomas dirigidos mediante un fragmento de anticuerpo para la administración sistémica de genes.
US7780882B2 (en) 1999-02-22 2010-08-24 Georgetown University Simplified and improved method for preparing an antibody or an antibody fragment targeted immunoliposome for systemic administration of a therapeutic or diagnostic agent
DE60228842D1 (de) * 2001-04-02 2008-10-23 Univ Georgetown Vereinfachtes und verbessertes verfahren zur herstellung eines antikörper- oder antikörperfragment-targeted immunoliposoms oder polyplex für die systemische verabreichung eines therapeutischen oder diagnostischen mittels
US7297712B2 (en) * 2002-03-27 2007-11-20 Council Of Scientific And Industrial Research Cationic amphiphiles for intracellular delivery of therapeutic molecules and its composition, process and method of treatment
CA2652222A1 (en) 2006-05-15 2007-12-13 Georgetown University Preparation of antibody- or antibody-fragment-targeted immunoliposomes for systemic administration of therapeutic or diagnostic agents and uses thereof
US8044215B2 (en) * 2009-04-29 2011-10-25 Juvaris Biotherapeutics, Inc. Methods for the preparation of amphillic nitrogen containing imidazolinium derivative compounds
KR102307174B1 (ko) 2013-07-16 2021-10-01 더 보드 어브 트러스티스 어브 더 리랜드 스탠포드 주니어 유니버시티 골 이식편의 골형성 잠재력 강화
CA2984696C (en) * 2015-05-04 2024-02-06 Bayer Animal Health Gmbh Process for the preparation of amphiphilic imidazolinium compounds

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2945821A (en) * 1956-10-24 1960-07-19 Nalco Chemical Co Process of inhibiting corrosion
US3186912A (en) * 1959-08-03 1965-06-01 Robert L Beamer Cosmetic emulsion
US3210312A (en) * 1961-07-25 1965-10-05 Geigy Chem Corp Anti-electrostatic imidazoline salts for resin compositions
NL281319A (ko) * 1961-07-25
US3205092A (en) * 1962-02-20 1965-09-07 Geigy Chem Corp Magnetic tape having improved antistatic properties
US3216957A (en) * 1962-08-14 1965-11-09 Union Carbide Corp Antistatic thermoplastic vinyl resin compositions comprising oxyalkylated imidazolines
US5264618A (en) * 1990-04-19 1993-11-23 Vical, Inc. Cationic lipids for intracellular delivery of biologically active molecules

Also Published As

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CA2176713A1 (en) 1995-06-01
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US5736395A (en) 1998-04-07
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JP2918693B2 (ja) 1999-07-12
AU1099995A (en) 1995-06-13
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AU691217B2 (en) 1998-05-14

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