KR100600464B1 - 안정한 유전자 제제 - Google Patents

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다이닛본 스미토모 세이야꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

유전자치료용제제의 제조 및 보존시에 있어서의 안정성을 유지시키는 것을 목적으로 한다.
하나 이상의 당류 및/또는 하나 이상의 비소수성아미노산류 및/또는 하나 이상의 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류 (아미노산을 제외), 또는 콜라겐 또는 젤라틴을 하나 이상의하나 이상의 유전자제제에 포함시킨다.

Description

안정한 유전자 제제 {STABLE GENE PREPARATIONS}
본 발명은 유전자치료에 사용되는 안정한 유전자제제에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 제조공정중 및 조성물의 보존안정성이 양호한 유전자 또는 이 유전자를 삽입한 벡터를 함유하는 제제에 관한 것이다.
근년, 질병, 특히 유전병의 치료 또는 예방을 목적으로 유전자 치료가 시험적으로 임상응용되게 되었다. 유전자치료에 관한 연구 초기에는, 세포에 도입되는 유전자의 도입효율이 높은 것을 주된 이유로 바이러스를 벡터로 사용하는 수법이 오로지 연구되어 왔다. 그러나, 자기번역능력을 갖는 플라스미드 DNA(pDNA) 를 동물의 근육내에 직접 투여함으로써 유전정보를 발현할 수 있는 것이 발견된 이래, pDNA 가 바이러스벡터에 비하여 안전성이 높고, 또 공업적으로 생산되기 쉽기 때문에, pDNA 를 사용하는 유전자치료법이 활발히 연구되게 되었다.
pDNA 를 사용하는 유전자치료의 기초연구에 있어서 현재 최대의 관심사는, pDNA 의 세포로의 도입효율의 향상과 유전정보발현기간의 연장이다. pDNA 의 세포로의 도입효율의 향상을 목적으로서는, pDNA 를 카티온성의 리포솜에 봉입하는 방법이나 폴리머와 복합체를 형성시키는 방법이 보고되어 있다. 또, 유전정보발현기간을 연장하는 것을 목적으로서는, 생체와의 친화성이 높은 콜라겐 (일본공 개특허공보 평9-71542) 또는 폴리에틸렌비닐아세트산 (Journal of Controlled Release 47, 123, (1997)) 을 담체로 사용한 서방성제제에 관한 보고가 이루어지고 있다. 이들의 목적이 해결되었다고 하여도, 유전자를 함유하고 있는 유전자제제 자체가 일정한 고품질을 유지할 수 있고, 안정적이고 경제적으로 공급할 수 없으면, 실제로는 유전자치료를 넓게 보급시킬 수 없다.
유전자제제에 있어서의 유효성분인 유전자의 생물활성을 제제의 제조공정 또는 보존중에 안정하게 유지시키는 것은 중요하다. 폐환상의 pDNA 를 제한효소로 절단하고, 이를 근육내에 투여하면 유전정보의 발현이 폐환상의 pDNA 를 투여한 경우의 10% 정도로 저하되는 것이 알려져 있다. 따라서, 유전자의 생물활성유지를 위해 pDNA 의 1차구조를 제조공정중 또는 여러가지의 조건이 예상되는 보존중에 지지시키는 것이 중요하게 된다.
상술의 기초연구에 있어서도 pDNA 의 보존시의 안정성을 언급한 보고가 일부에 있으나 (Proceedings of National Academy of Sciences of the USA,93,7305 (1996)), 유전자제제의 제조 또는 제제의 안정성에 대하여 계통적인 검토는 지금까지 거의 실시되고 있지 않다. 후술의 시험예에 나타낸 바와 같이, pDNA 를 단독으로 함유하는, 또는 pDNA 의 도입효율을 높이기 위한 화합물 또는 유전자발현기간을 연장하기 위한 화합물을 첨가한 유전자조제물을, 제제화공정에서 일반적으로 사용되는 동결건조조건에 폭로하면, 또는 품질이 안정하게 유지될만한 보존상태에 폭로하면, 유효성분인 pDNA 는 분해를 받아, 생물활성이 현저하게 손상되어 버린다.
본 발명자들은, 안정한 유전자제제를 얻는 것을 목적으로 예의연구를 거듭한 결과, pDNA 를 함유하는 용액중에 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류 (아미노산류를 제외) 를 첨가한 경우, 또는 콜라겐 또는 젤라틴을 함유할 때에는 아미노산류를 첨가한 경우, 용액상태에서의 보존중 및/또는 당해 용액을 동결건조하는 공정중 및/또는 당해 용액의 건조품의 보존중에서의 pDNA 의 분해가 크게 억제되는 것을 발견하고, 이 지견에 근거하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 하나의 태양으로서, 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터와, 적어도 하나의 당류 및/또는 적어도 하나의 비소수성 아미노산류 및/또는 적어도 하나의 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류 (아미노산류를 제외) 를 포함하는 안정한 유전자제제에 관한 것이다.
당류는 구체적으로는 단당, 이당, 삼당 이상의 올리고당 또는 이들의 당알코올로, 보다 구체적으로는 글루코스, 갈락토스, 프룩토스, 수크로스, 말토스, 락토스, 트레하로스, 솔비톨 또는 만니톨이다.
비소수성 아미노산류는 구체적으로는 글루타민산, 아스파라긴산 또는 그 염이다.
카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류는 구체적으로는 카르복실기를 2 개 또는 3 개 갖는 유기산 또는 그 염으로, 보다 구체적으로는 시트르산 또는 타르타르산이다.
원하는 유전자를 삽입한 벡터는 구체적으로는 플라스미드 DNA 이다.
본 발명의 유전자제제는, 세포로의 유전자도입을 촉진하는 물질, 또는 의학적으로 허용되는 첨가제를 추가로 함유하여도 된다. 세로포의 유전자도입을 촉진하는 물질로서는 카티온성지질, 카티온성 폴리머 또는 소수성 폴리머가 있다. 의학적으로 허용되는 첨가제로서는 생체친화성 재료가 있다.
본 발명 유전자제제에 함유되는 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터는 생체친화성재료에 담지되어 있어도 된다. 생체친화성재료는 구체적으로는 콜라겐, 젤라틴 또는 이들의 혼합물이다.
본 발명에는, 용액상태, 겔상태 또는 현탁상태인 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터를 포함하는 조제물을 건조공정, 바람직하게는 동결건조를 함으로써 얻어지는 본발명 유전자제제가 포함된다.
또, 본 발명에는, 용액상태, 겔상태 또는 현탁상태인 유전자제제 또는 용액상태, 겔상태 또는 현탁액상태의 공정을 거쳐 제조되는 유전자제제에 있어서, 용액상태, 겔상태 또는 현탁액상태에 있어서의 당류, 비소수성아미노산류 및 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류 (아미노산류를 제외) 의 전체에 대한 함유량이 약 1w/v% 이상인 본 발명 유전자제제가 포함된다.
본 발명은 다른 태양으로서, 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터를 포함하는 유전자조제물에, 적어도 하나의 당류 및/또는 적어도 하나의 비소수성 아미노산류 및/또는 적어도 하나의 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류 (아미노산류를 제외) 를 첨가하는 것으로 이루어지는, 유전자제제를 안정화하는 방법 에 관한 것이다.
또 다른 태양으로서, 본 발명은 본 발명의 유전자제제를 생체에 투여하는 것으로 이루어지는 유전자치료방법에 관한 것이다.
본 발명은, 또 다른 태양으로서, 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터, 적어도 하나의 아미노산류, 및 생체친화성재료, 특히 콜라겐 또는 젤라틴을 함유하는 안정한 유전자제제에 관한 것이다. 이와 같은 유전자제제는, 세포로의 유전자도입을 촉진하는 물질, 예컨대, 카티온성지질, 카티온성폴리머 또는 소수성폴리머를 추가로 함유할 수 있다. 본 발명은, 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터가 생체친화성재료, 특히 콜라겐 또는 젤라틴에 담지되어 있는 것을 특징으로 하는 유전자제제를 포함한다.
본 발명은 이 태양에 있어서도, 용액상태, 겔상태 또는 현탁액상태인 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터를 함유하는 조제물을 건조상태, 특히 동결건조를 함으로써 얻어지는 본 발명 유전자제제를 포함한다.
또, 본 발명에는, 용액상태, 겔상태 또는 현탁액상태인 유전자제제 또는 용액상태, 겔상태 또는 현탁액상태의 공정을 거쳐 제조되는 유전자제제에 있어서, 용액상테, 겔상태 또는 현탁액상태에 있어서의 아미노산류의 전체에 대한 함유량이 약 1w/v% 이상인 본 발명 유전자제제가 포함된다.
다른 태양으로서, 본 발명은, 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터와 생체친화성재료, 특히 콜라겐 또는 젤라틴을 포함하는 유전자조제물에, 적어도 하나의 아미노산류를 첨가하는 것으로 이루어지는, 유전자제제를 안정화하는 방법에 관한 것이다.
또 다른 태양으로서, 본 발명은, 상기 본 발명 유전자제제를 생체에 투여하는 것으로 이루어지는 유전자치료방법에 관한 것이다.
도 1 은 아미노산을 함유하는 유전자제제 (실시예 1) 에 함유되는 pCAHST-1 의 1차구조의 평가결과를 나타내는 전기영동의 사진이다.
도 2 는 당류를 함유하는 유전자제제 (실시예 2) 에 함유되는 pCAHST-1 의 1차구조의 평가결과를 나타내는 전기영동의 사진이다.
도 3 은 카르복실기 2 개를 함유하는 유기산류 및 아미노산을 함유하는 유전자제제 (실시예 3) 에 함유되는 pCAHST-1 의 1차구조의 평가결과를 나타내는 전기영동의 사진이다.
도 4 는 당류 및 유전자 도입촉진성분을 함유하는 유전자제제 (실시예 4) 에 함유되는 pCAHST-1 의 1차구조의 평가결과를 나타내는 전기영동의 사진이다.
도 5 는 당류를 함유하는 유전자제제 (실시예 2) 를 40℃ 로 보존한 후, pCAHST-1 의 1차구조의 평가결과를 나타내는 전기영동의 사진이다.
도 6 은 당류 및 유전자도입 촉진성분을 함유하는 유전자제제 (실시예 4) 를 37℃ - 4 주간 보존한 후, pCAHST-1 의 1차구조의 평가결과를 나타내는 전기영동의 사진이다.
도 7 은 당류 및 유전자 도입촉진성분을 함유하는 용액상 유전자제제 (실시예 5) 를 40℃ - 4 주간 보존한 후, pCAHST-1 의 1차구조의 평가결과를 나타내는 전기영동의 사진이다.
도 8 은 콜라겐을 함유하는 스폰지상 유전자제제 (실시예 7) 에 함유되는 pCAHST-1 의 1차구조의 평가결과를 나타내는 전기영동의 사진이다.
도 9 는 콜라겐을 함유하는 봉상의 유전자제제 (실시예 8) 에 함유되는 pCAHST-1 의 1차구조의 평가결과를 나타내는 전기영동의 사진이다.
도 10 은 콜라겐을 함유하는 봉상의 유전자제제 (실시예 8) 에 있어서의 혈중에서의 pCAHST-1 의 검출기간을 나타낸 그래프이다.
도 11 은 콜라겐을 함유하는 봉형상의 유전자제제 (실시예 8) 에 있어서의 혈중의 HST-1 농도의 시간의 경과에 따른 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12 는 시험예 10 에 있어서의 투여부위에서의 HST-1 량의 시간의 경과에 따른 변화를 나타낸 그래프이다.
도 13 은 실시예 10 에 있어서의 혈중의 혈소판수의 시간의 경과에 따른 변화를 나타낸 그래프이다.
도 14 는 아미노산을 함유하는 유전자제제 (실시예 9) 에 함유되는 pCAHST-1 의 동결건조시의 안정화도를 나타낸 그래프이다 (시험예 11).
도 15 는 당류를 함유하는 유전자제제 (실시예 10) 에 함유되는 pCAHST-1 의 동결건조시의 안정화도를 나타낸 그래프이다 (시험예 12).
도 16 은 아테로콜라겐 및 아미노산을 함유하는 유전자제제 (실시예 11) 에 함유되는 pCAHST-1 의 동결건조시에서의 안정화도를 나타낸 그래프이다 (시험예 13).
도 17 은 아테로콜라겐 및 당류를 함유하는 유전자제제 (실시예 12)에 함유되는 pCAHST-1 의 동결건조시의 안정화도를 나타낸 그래프이다 (시험예 14).
도 18 은 아미노산을 함유하는 유전자제제 (실시예 9) 및 당류를 함유하는 유전자제제 (실시예 10) 를 40 ℃ 로 유지한 경우의 pCAHST-1 의 안정화도를 나타낸 그래프이다 (시험예 15).
도 19 는 아테로콜라겐 및 아미노산을 함유하는 유전자제제 (실시예 11) 및 아테로콜라겐 및 당류를 함유하는 유전자제제 (실시예 12) 를 40℃ 로 유지한 경우의 pCAHST-1 의 안정화도를 나타낸 그래프이다 (시험예 16).
상기와 같이, 본 발명의 요지는, 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터와 적어도 하나의 당류 및/또는 적어도 하나의 비소수성아미노산류 및/또는 적어도 하나의 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류를 함유하는 안정한 유전자제제, 및 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터, 콜라겐 또는 젤라틴 및 적어도 하나의 아미노산을 함유하는 안정한 유전자제제이다. 본 발명의 제제는 다른 국면에서는, 이들 당류, 비소수성 아미노산류 및/또는 유기산류를 포함하는, 혹은 콜라겐 또는 젤라틴 및 아미노산류를 포함하는, 함유되는 유전자 또는 벡터의 안정화 (분해억제작용) 증강제제이다.
「원하는 유전자」 로서는, 유전자치료가 가능한 유전자이면 어느 것이나 좋다. 여기에, 유전자치료란, 유전자를 사용하여 실시되는 치료를 의미한다. 예를 들면, 유전자치료시에 발현이 요구되는 단백질의 유전자정보를 코드하는 유전 자, 세포내에서 특정한 DNA 나 RNA 와 함께 유전자의 발현을 억제하는 안티센스배열을 들 수 있다. 안티센스배열은, 벡터 등에 삽입되는 일이 없이 사용할 수 있다.
「원하는 유전자를 삽입한 벡터」로서는, 세포내에 도입되었을 때, 코드한 유전정보를 세포내에서 발현하도록 구성된 형태가 바람직하고, 프로모터 등, 목적유전자의 발현에 필요한 요소를 함유하는, 또는 염색체로의 형성을 가능하게 하는 요소를 함유하는 벡터, 예컨대 pDNA 를 들 수 있다.
본 발명의 유전자제제중에는, 개별의 원하는 유전자를 삽입한 여러종류의 벡터가 동시에 존재하여도 된다. 또, 하나의 벡터에는 복수의 유전정보가 코드되어 있어도 된다. 유전자제제중에 함유되는 벡터의 양에 특별히 제한은 없다.
유전자치료시에 발현이 요구되는 단백질을 코드하는 유전자에는 유전병의 처치에 사용될 수 있는 유전자, 예컨대, 아데노신데아미나아제, 티미딘키나아제 등의 효소류, GM-CSF, IL-2 등의 사이트카인류, 또는 섬유아세포 증식인자 HST-1 (FGF4) 를 코드하는 유전자를 들 수 있으나 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 유전자치료시에 발현이 요구되는 다른 단백질을 코드하는 유전자로서, 발현되는 단백질 또는 펩티드가 항원으로서 면역을 유도하고, 감염증 또는 종양의 예방 또는 치료를 실시하는 것을 목적으로 하는 유전자, 즉 상기의 항원으로 될 수 있는 단백질 또는 펩티드를 코드하는 유전자, 예를 들면 인플루엔자 바이러스의 표면단백질인 HA 나 NA 또는 핵단백질인 NP 의 각 단백질, C형 간염바이러스의 E2 나 NS1 단백질, B형 간염바이러스의 HBs 항원단백질, A형 간염바이러스의 카프시도단백질인 VP1 이나 VP3, 또는 카프시도와 같은 단백질, 덴그바이러스의 Egp 단백질, RS 바이러스의 F 또는 G 단백질, 광견병 바이러스의 구조단백질인 G 나 N 단백질, 헤르페스바이러스의 gD 단백질, 일본뇌염바이러스의 E1 또는 pre-M 단백질, 로타바이러스의 외각당 단백질 VP7 이나 외곽 단백질 VP4, 인체 면역부전 바이러스의 gp120 이나 gp160 단백질, Leishmania major 의 주요표면항원단백질, 말라리아의 스포로조이드의 주요표면항원 (circum sporozoite protein) 단백질, 독소플라즈마의 54-kd 나 CS 단백질, 충치의 원인이 되는 Streptococcusmutans 의 균체표층단백질 PAc 를 코드하는 유전자 ; 또 MAGE-1, MAGE-3 또는 BAGE 등의 암퇴축항원이나, 티로시나제, Mart-1, gp100, gp75 등의 조직특이항원, p15, Muc1, CEA, HPV E6, E7, HPR2/neu 등을 코드하는 유전자, 및 「Immunization with DNA」 : Journal of Immunological Methods, 176권, 1994년, 145-152 면에 기재되어 있는 유전자의 핵산을 들 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다.
「당류」로서는, 의학적으로 허용되는 단당, 이당, 삼당 이상의 올리고당 또는 이들의 당알코올 또는 이들의 유도체를 들 수 있다. 본 발명의 유전자제제에 첨가됨으로써, 제제의 안정성을 개선한다면, 당류의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 또, 본 발명 유전자제제는 2 개 이상의 당류의 혼합물을 함유할 수 있다.
당류로서는 예를들면, 단당으로서 글루코스, 갈락토스, 프룩토스 등을 들 수 있고, 바람직하게는 글루코스이다. 이당으로서는, 수크로스, 말토스, 락토스, 트레하로스가 바람직한 예로 들 수 있다.
당알코올로서는 솔비톨, 만니톨 등을 들 수 있고, 바람직하게는 만니톨이다.
당유도체에는, 데옥시당, 아미노당, 인산에스테르류 등 및 이들을 구성성분으로 하는 이당이 있다.
「비소수성 아미노산류」 란, 아미노산류 중에서도, 비소수성의 성질을 갖는 아미노산류를 의미한다. 여기에, 「비소수성」이란, 물과의 친화성이 비교적 강한 성질을 의미하고, 본 발명에서는 글리신이 수친화성을 기준으로서, 그것보다도 수친화성이 강한 성질을 「비소수성」이라 한다. 또한, 수친화성을 수치화하는 지표는, 예컨대, Kyte, J.&Doolittele, R.F.,1982, J.Mol.Biol.157,105-132 에 기재되어 있다. 이 기준에 의하면, 비소수성이 아닌 아미노산은 글리신, 알라닌, 메티오닌, 페닐알라닌, 발린, 루이신, 이소루이신이다. 「비소수성아미노산류」로서, 바람직하게는 글루타민, 아스파라긴, 글루타민산나트륨, 아스파라긴산나트륨, 프롤린을 들 수 있고, 보다 바람작하게는 글루타민, 글루타민산나트륨, 아스파라긴산나트륨을 들 수 있다.
콜라겐 또는 젤라틴을 함유하는 본 발명제제에 있어서의 「아미노산류」 로서는 의학적으로 허용되는 아미노산 및 그 염, 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 본 발명의 유전자제제에 첨가됨으로써, 제제의 안정성을 개선한다면 아미노산류는 이들에 한정되지 않는다. 아미노산류로서는 글루타민산 또는 아스파라긴산 등의 산성아미노산뿐만아니라, 일반적으로 염기성아미노산으로 분류되는 리신, 아르기닌, 히스티딘, 및 산성, 염기성아미노산 이외의 글리신, 알라닌, 메티오닌, 프롤린, 시스테인, 세린, 트레오닌, 아스파라긴, 글루타민, 이소루이신, 시스테인, 티 로신, 트립토판, 루이신도 포함된다. 따라서, 본 발명에서의 아미노산류란, 그 수용액에 있어서의 액성과는 관계가 없고, 외에 염기성 또는 중성의 측쇄가 존재하고 있는 아미노산도 포함된다. 아미노산의 염으로서는 나트륨염, 칼륨염 등을 들 수 있다. 콜라겐 또는 젤라틴을 함유하는 본 발명 제제에 있어서의 「아미노산류」로서, 바람직하게는 글루타민, 아스파라긴, 글루타민산나트륨, 아스파라긴산나트륨, 프롤린, 아르기닌, 비스티닌, 리신을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 콜라겐과 DNA 의 정전적인 상호작용을 약하게 하는 작용을 갖는 글루타민산나트륨, 아스파라긴산나트륨, 아르기닌, 히스티딘, 리신 을 들 수 있고, 더욱 바람직하게는 아르기닌, 히스티딘을 들 수 있다.
「카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기기」로서는, 의학적으로 허용되는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산 (아미노산류를 제외) 및 그 염, 그리고 이들의 유도체를 들 수 있다. 본 발명의 유전자제제에 첨가됨으로써, 제제의 안정성을 개선한다면 유기산류의 종류는 아미노산류 이외이면, 특별히 한정되지 않는다.
카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산 및 그 염으로서는, 바람직하게는 카르복실기를 2 또는 3 개 포함하는 유기산 및 그 염을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 포화 또는 불포화지방족의 이 유기산이다. 카르복실기를 2 또는 3 개 포함하는 유기산 및 그 염으로서, 예컨대, 시트르산, 타르타르산, 숙신산, 말산, 프말산 및 그 염을 들 수 있고, 바람직하게는 시트르산, 타르타르산의 염이다.
본 발명의 유전자제제에는, 상기의 당류, 비소수성아미노산류 및 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류의 어느 하나를 함유하는 제제 및 이들 중 임의의 2 자 또는 3 자 전부를 함유하는 제제가 함유되고, 또 어느 경우에서도 당류, 아미노산류 및 유기산류 모두 하나 이상을 함유할 수 있다.
본 발명의 유전자제제에 있어서의, 당류, 비소수성아미노산류, 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류의 개별의, 또는 이들을 혼합하여 사용한 경우의 전체의 함유량, 또는 콜라겐 또는 젤라틴을 포함하는 본 발명 유전자제제에 있어서의 아미노산류의 함유량은, 본 발명 제제에 함유되는 유전자 또는 벡터의 분해를 억제하는 효과를 얻을 수 있는 양 이상으로 설정하는 것이 바람직하지만, 이 유전자 또는 벡터의 농도 및 양 또는 유전자제제의 실시형태에 의해 적당히 설정할 수 있다. 예컨대, pDNA 를 10 ㎍/㎖ 의 농도로 용해한 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액을 동결건조하여 목적의 유전자제제를 얻거나, 또는 이와 같이 하여 건조한 유전자제제를 보존하는 경우에는, 1% (w/v) 이상의 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류를 용액에 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 건조전 또는 실시형태인 용액상태의 유전자제제의 통상 사용되는 pH는 pH5 ∼ pH8 의 범위이지만, 바람직하게는 pH6 ∼ pH8 의 범위이고, 보다 바람직하게는 pH7 ∼ pH8 의 범위이다.
본 발명 유전자제제에는, 의학적으로 허용되는 첨가제 또는 유전자발현을 개선할 수 있는 물질을 첨가할 수 있다. 당류, 아미노산류 및 유기산류의 양은 따라서 이들 첨가제의 종류 및 양에 따라서도 변동될 수 있다.
의학적으로 허용되는 첨가제로서, 예컨대 생체친화성재료 또는 참기름, 스쿠알렌 등의 오일류 등을 들 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다.
첨가제로서 사용하는 생체친화성재료에 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터를 담지시키면, 본 발명 유전자제제를 서방성제제로 할 수 있다. 여기에서 말하는 생체친화성재료란, 예컨대, 1) 콜라겐, 젤라틴, 피브린, 알부민, 히알루론산, 헤파린, 콘드로이틴황산, 키틴, 키토산, 알긴산, 펙틴, 아가로스 및 아라비아고무, 2) 글리콜산, 젖산, 아미노산의 중합체 및 이들의 2 이상의 공중합체, 및, 3) 하이드록시아파타이트, 폴리메타크릴산메틸, 폴리디메틸실록산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 등을 들 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 바람직한 예로서, 콜라겐, 젤라틴, 또는 그 혼합물을 들 수 있다.
여기에, 「담지시키는」이란, 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터를 생체친화성재료에 균일하게 분산 또는 포괄시키는 것을 의미한다.
유전자발현을 개선할 수 있는 물질로서는, 유전자의 세포로의 도입을 촉진하는 물질 또는 유전자의 핵으로의 이행을 촉진하는 물질을 들 수 있다. 전자의 예로서, 카티온성지질, 카티온성폴리머, 소수성폴리머 등을 들 수 있다. 「카티온성지질」로서, DOTMA (N-[1-(2,3-디올레일옥시)프로필]-N-트리메틸암모늄 클로라이드), DOSPA(2,3-디올레일옥시-N-[2-(스페르민카르복사미드)에틸]-N,N-디메틸-1-프로판아미늄트리플루오로아세테이트), DDAB(디메틸디옥타크레실암모늄브로미드), TM-TPS(N,NI,NII,NIII-테트라메틸-N,N',N'',N'''-테트라팔미틸스페르민), DMRIE(1,2-디밀리스틸옥시프로필-3-디메틸히드록시에틸암모늄브로미드), N-(α-트리메틸암모니아세틸)-디도데실-D-글루타메 이트클로라이드 (Biochemical Biophysical Research Communication, 196, 1042(1994)) 등을 들 수 있고, 이들의 카티온성지질과 DOPE (디올레오일 포스파티딜에탄올아민) 등의 중성지질로 이루어지는 카티온성 리포솜, 카티온성 지질과 콜레스테롤과의 혼합물도 사용할 수 있다. 「카티온성 폴리머」는 유전자와 정전적인 상호작용을 하는 폴리머로, 예컨대, DOGS (디옥타데실아미드글리실스페르민) 등의 리포폴리아민, AlkCWK18 등의 펩티드, 폴리리신이나 그 유도체 (Proceedings of Academy Sciences of the USA, 89, 6094(1992)) 등의 카티온성 폴리아미노산 및 그 유도체, 폴리에틸렌이민, 폴리아미드아민덴드리머 등을 들 수 있다. 「소수성 폴리머」는 유전자와 소수적인 상호작용을 하는 폴리머로, 예컨대, 폴리비닐알코올이나 폴리비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 그 외, AlkCWK18 등의 펩티드도 사용할 수 있다. 여기에, 카티온성 리포솜으로서는, 예컨대, DOSPA 와 DOPE 를 1:1 로 포함하는 LIPOFECTAMINE (등록상표, Life Technologies, Inc., 록빌, MD, USA), DOTMA 와 DOPE 를 1:1 로 함유하는 리포솜, DDAB 와 DOPE 를 1:2.5 로 함유하는 LIPOFECTACE (등록상표, Life Technologies, Inc., 록빌, MD, USA), TM-TPS 와 DOPE 를 1:1.5 F로 함유하는 CELLFECTIN (등록상표, Life Technologies, Inc., 록빌, MD, USA) 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또, 여기에서 말하는 카티온성 지질과 콜레스테롤의 혼합물이란, 예컨대, DMRIE 와 콜레스테롤의 몰비로 1:1 의 혼합물인 DMRIE-C (Life Technologies, Inc., 록빌, MD, USA) 를 들 수 있다. 또는, 유전자의 세포내에서의 엔드솜에서의 분해를 억제하기 위해, 예컨대, 엔드솜의 내용물을 방출하는 능력을 갖는 불활화한 아데노바이러스, CHEMS (콜레스테롤헤미스쿠시네이트모르폴린염) 등을 사용할 수도 있다.
유전자의 핵으로의 이행을 촉진하는 물질로서는, HMG-1, 2 혼합물 (high mobility group-1,2 mixture:실험화학, 12, 184(1994)) 등을 들 수 있다.
본 발명 유전자제제의 형상에는 특별히 제한은 없고, 예컨대 용액상, 현탁액상, 겔상, 스폰지상, 분말상, 미립자상, 봉상, 필름상 등의 형태를 취할 수 있다.
용액상의 유전자제제의 제조방법으로서는, 예컨대.
1) 필요에 따라 첨가제를 첨가한 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터의 용액에 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류를 추가하여 용해하고, 균일한 용액상태의 유전자제제를 얻는 방법, 및
2) 필요에 따라 첨가제를 첨가한 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터의 용액에 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류의 용액을 추가하여 혼합하여, 균일한 용액상태의 유전자제제를 얻는 방법을 들 수 있다.
또는, 콜라겐 또는 젤라틴을 함유하는 용액에, 필요에 따라 첨가제를 첨가한 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터의 용액 및 아미노산류 또는 아미노산류의 용액을 추가하여 용해 또는 혼합하여, 균일한 용액상태의 유전자제제를 얻는 방법도 포함된다.
미립자상의 유전자제제의 제조방법으로서는, 예컨대,
1) 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터, 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류, 추가로 필요에 따라 첨가제를 첨가한 용액을 분무건조하는 방법, 및
2) 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터, 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류, 추가로 필요에 따라 첨가제를 첨가한 용액을 동결건조하여, 얻어진 스폰지를 분쇄하는 방법을 들 수 있다.
또는 콜라겐 또는 젤라틴을 함유하는 용액에, 필요에 따라 첨가제를 첨가한 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터의 용액 및 아미노산류 또는 아미노산류의 용액을 첨가하여 용해 또는 혼합하여 얻은 용액을 분무건조하거나, 또는 이 용액을 동결건조하여 이 동결건조품을 분쇄하는 방법도 포함된다.
봉상의 유전자제제의 제조방법으로서는, 예를 들면,
1) 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터, 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류, 추가로 필요에 따라 첨가제를 첨가한 용액을 분무건조하여 얻어진 미립자를 봉상으로 압축성형하는 방법,
2) 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터, 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류, 추가로 필요에 따라 첨가제를 첨가한 용액을 동결건조하여, 얻어진 스폰지를 분쇄하여 얻어진 미립자를 봉상으로 압축성형하는 방법,
3) 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터, 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류, 추가로 필요에 따라 첨가제를 첨가한 용액을 동결건조하여, 얻어진 스폰지를 봉상으로 압축성형하는 방법,
4) 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터, 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류, 추가로 필요에 따라 첨가제를 첨가한 용액을 동결건조하여, 얻어진 스폰지에 물 등을 첨가한 후, 반죽하여, 노즐로부터 봉상으로 압출하여, 건조하는 방법, 및
5) 원하는 유전자 또는 이 유전자를 함유하는 벡터, 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류, 추가로 필요에 따라 첨가제를 첨가한 용액을 분무건조하여, 얻어진 미립자를 액상 또는 혼점가능한 정도로 부드러운 고무상의 실리콘과 혼합하고, 경화제를 첨가하여, 노즐로부터 봉상으로 압출하는 방법을 들 수 있다.
또는, 콜라겐 또는 젤라틴을 함유하는 경우에는, 상기 방법에 콜라겐 또는 젤라틴 및 아미노산류를 사용하는 것 이외에는 동일한 방법이 포함된다.
본 발명의 유전자제제는, 치료목적의 질환, 표적장기 등에 따라, 여러가지의 방법으로 투여할 수 있다. 예컨대, 피하, 근육내 등에 투여할 수 있고, 또, 신장, 간장, 폐, 뇌 등의 질환의 대상부위에 직접 투여할 수 있다. 질환부위에 직접 투여하면 장기선택적으로 치료할 수 있다.
본 발명에 의해 얻어지는 유전자제제의 효과를, 원하는 유전자를 함유하는 벡터로서 플라스미드 DNA (pDNA) 를 사용한 경우를 예로 이하에 설명한다.
1) pDNA 단독 또는 pDNA 와 당류, 비소수성 아미노산류 및 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류 이외의 첨가물 (의학적으로 허용되는 첨가제, 생체친화성재료, 유전자도입을 촉진하는 물질 등) 을 함유한 용액을 제제화하기 위해 일반적으로 사용되는 동결건조를 한 경우, 어느 경우도 동결건조후에 pDNA 의 분해를 볼 수 있으나, 당류 및/또는 비소수성아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류를 함유하는 조성으로 동결건조한 경우, 이들을 함유하지 않은 조성으로 동결건조한 경우에 비하여, pDNA 의 분해가 억제되었다.
2) pDNA 단독 또는 pDNA 와 당류, 비소수성아미노산류 및 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류 이외의 첨가물 (의학적으로 허용되는 첨가제, 생체친화성재료, 유전자도입을 촉진하는 물질 등) 을 함유한 용액을 건조시켜 얻은 건조품을 40℃ 로 보존한 경우, 어느 경우도 pDNA의 분해를 볼 수 있으나, 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류를 함유하는 조성의 용액을 건조시켜 얻은 건조품을 보존한 경우, 이들을 함유하지 않은 경우에 비하여, pDNA 의 분해가 억제되었다.
3) pDNA 와 콜라겐 또는 젤라틴을 함유하는 용액을 제제화하기 위해 일반적으로 사용되는 동결건조를 한 경우, 어느 경우에도 동결건조후에 pDNA 의 분해를 볼 수 있으나, 아미노산류를 함유하는 조성으로 동결건조한 경우, 이들을 함유하지 않은 조성으로 동결건조한 경우에 비하여, pDNA 의 분해가 억제되었다.
4) pDNA 와 콜라겐 또는 젤라틴을 함유하는 용액을 건조시켜 얻은 건조품을 40℃ 로 보존한 경우, 어느 경우도 pDNA의 분해를 볼 수 있으나, 아미노산류를 함유하는 조성의 용액을 건조시켜 얻은 건조품을 보존한 경우, 이들을 함유하지 않은 경우에 비하여, pDNA 의 분해가 억제되었다.
이와 같은 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류를 함유하는 조성에 의한 pDNA 의 안정화효과는, 상기와 같은 건조공정 및 건조상태에서의 보존시뿐만아니라, 용액상태에서도 얻을 수 있다. 특히, 유전자의 도입효율을 향상시키는 것을 목적으로 사용되는 카티온지질류를 함유한 조성에서 그 효과가 현저하다. 즉,
5) pDNA 단독 또는 pDNA 와 당류, 비소수성 아미노산류 및 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류 이외의 첨가물 (의학적으로 허용되는 첨가제, 생체친화성재료, 유전자도입을 촉진하는 물질 등) 및 카티온지질류를 함유한 조성의 용액을 용액상태로 보존한 경우, 어느 경우도 pDNA 의 분해를 볼 수 있으나, 당류 및/또는 비소수성 아미노산류 및/또는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류를 함유하는 조성의 용액을 보존한 경우, 이들을 함유하지 않은 경우에 비하여, pDNA 의 분해가 억제되었다.
상기 본 발명제제의 유전자분해억제 (안정화) 효과는, 후술의 시험예와 표 9 에 구체적으로 나타나 있다.
또, 본 발명에서 얻어진 HST-1/FGF4 를 코드하는 pDNA 와 콜라겐 및 글루코스로 이루어지는 봉상의 유전자제제를 마우스의 근육내에 투여한 경우, 투여후 38 일간에 걸쳐 혈중에 pDNA 가 검출되고, 투여후 60일이상에 걸쳐 HST-1 유전자의 발 현이 혈중 및 투여부위에서 볼 수 있었다. 한편, 용액에서 pDNA 를 투여한 경우에는, 투여후 30일간밖에 HST-1 유전자의 발현을 볼 수 없었다. 이 결과는, pDNA 는 콜라겐 및 글루코스로 이루어지는 봉상의 유전자제제로부터 서방된 것과 동시에, 유전자제제내에서 장기간 안정하게 보존되어 있는 것을 나타내고 있다.
(실시예)
이하에 실시예, 참고예 및 시험예를 들어, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이들의 실시예 및 시험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예에 있어서는, 섬유아세표증식인자 HST-1 (FGF4) 의 유전자 (Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 84, 2980-1984(1987)) 를 삽입한 플라스미드벡터 pCAHST-1 을 함유하는 제제의 조제에 대하여 설명한다. HST-1 유전자산물은 거핵구에 대하여 혈소판 증식인자로서 작용하는 것으로, 암의 화학치료나 방사선치료시의 중독한 부작용인 부작용인 혈소판감소증을 효과적으로 억제하는 것이 밝혀지고 있다 (J. Clin.Invest.,96:1125-2230, 1995, Oncogene, 13:9-19, 1996). pCHAST-1 은, 발현벡터 pCAGGS (Gene, 108, 193-200(1991)) 의 CAG 프로모터부와 폴리A 배열과의 사이에 HST-1 유전자를 삽입한 플라스미드벡터이다. 또한, CGA프로모터는, 고발현 벡터로서 일본 공개특허공보 평3-168087 호에 기재되어 있다.
실시예 1
아미노산을 함유하는 유전자제제 (건조상태)
10 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1 및 10 ㎎/㎖ 의 글리신, 알라닌, 글루타민산-나트륨 또는 리신염산염을 함유하는 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액을 각각 조 제하였다. 조제한 용액의 1 ㎖ 를 -40 ℃ 로 동결시킨 후, 음압하실온에서 하룻밤 건조하였다. 이와 같이 동결건조에 의해, 건조상태의 유전자제제를 조제하였다.
실시예 2
당류를 함유하는 유전자제제 (건조상태)
10 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1 및 10 ㎎/㎖ 의 글루코스, 수크로스, 말토스, 락토스 또는 만니톨을 함유하는 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액을 각각 조제하였다. 조제한 용액의 1 ㎖ 를 -40 ℃ 로 동결시킨 후, 음압하실온에서 하룻밤 건조하였다. 이와 같이 동결건조에 의해, 건조상태의 유전자제제를 조제하였다.
실시예 3
카르복실기를 2 개 이상을 함유하는 유기산류 및 아미노산을 함유하는 유전자제제 (건조상태)
10 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1 및 10 ㎎/㎖ 의 글루타민산-나트륨, 아스파라긴산나트륨, 타르타르산나트륨 2수화물 또는 시트르산3나트륨 2수화물을 함유하는 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액을 조제하였다. 조제한 용액의 1 ㎖ 를 -40 ℃ 로 동결시킨 후, 음압하실온에서 하룻밤 건조하였다. 이와 같이 동결건조에 의해, 건조상태의 유전자제제를 조제하였다
실시예 4
당류 및 카티온성 지질을 함유하는 유전자제제 (건조상태)
3 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1, 24 ㎍/㎖ 의 DMRIE-C (Gibco BRL사 제조, 유전자도입촉진성분) 및 10 ㎎/㎖ 의 수크로스를 함유하는 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액을 각각 조제하였다. 조제한 용액의 1 ㎖ 를 -40 ℃ 로 동결시킨 후, 음압하실온에서 하룻밤 건조하였다. 이와 같이 동결건조에 의해, 건조상태의 유전자제제를 조제하였다.
실시예 5
당류 및 유전자도입촉진성분을 함유하는 유전자제제 (용액상)
150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액에, pCAHST-1, DMRIE-C (Gibco BRL사 제조) 및 글루코스를 각각의 최종농도가 3 ㎍/㎖, 24 ㎍/㎖, 10 ㎎/㎖ 이 되도록 혼합하였다. 이와 같이 하여, 액상의 유전자제제를 얻었다.
실시예 6
서방성유전자제제 (겔상)
0.1 w/w% 아테로콜라겐용액 (500 ㎎) 에 100 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1 용액 (200 ㎕) 및 10 ㎎/㎖ 의 글루코스, 수크로스 또는 글루타민산-나트륨용액 (500 ㎕) 을 첨가하여, 혼합후 37℃ 로 보온함으로써, 겔상의 유전자제제를 조제하였다. 또한, 본 실시예 및 이하의 실시예·참고예에서 사용한 아테로콜라겐은 (주)다카켄 으로부터 입수할 수 있다.
실시예 7
서방성 유전자제제 (스폰지상)
실시예 6 에서 조제한, 글루코스를 함유하는 겔상의 유전자제제를 동결건조 하였다. 이로써 500 ㎍ 의 아테로콜라겐, 20 ㎍ 의 pCAHST-1, 5 ㎎ 의 글루코스, 수크로스 또는 글루타민산나트륨염을 함유하는 스폰지상의 유전자제제를 얻었다.
실시예 8
서방성유전자제제 (봉상)
0.86 w/w% 아테로콜라겐용액 (29.1g) 에 물 (60g), 11 ㎎/㎖ 의 글루코스용액 (10 ㎖) 를 첨가하여 혼합한 후, 100 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1 용액 (80 ㎖) 을 첨가하여 혼합하였다. 얻어진 용액을 동결건조한 후, 이 동결건조품에 적당량의 증류수를 첨가하여 반죽하였다. 그 후, 반죽품을 실린지에 넣어 압출을 실시하고, 다시 건조하여 pCAHST-1 의 수율 74% 의 제제를 얻었다. 즉, 1 ㎎ 당 17 ㎍ 의 pCAHST-1, 300㎍ 의 글루코스를 함유하는 봉상의 유전자제제를 얻었다.
참고예 1
아미노산을 첨가하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 에 기재된 조작에 따라 건조상태의 조성물을 조제하였다.
참고예 2
수크로스를 첨가하지 않은 것 이외에는, 실시예 4 에 기재된 조작에 따라 건조상태의 조성물을 조제하였다.
참고예 3
글루코스를 첨가하지 않은 것 이외에는, 실시예 5 에 기재된 조작에 따라 액상의 조성물을 얻었다.
참고예 4
당류의 용액 또는 글루타민산-나트륨용액을 추가하지 않은 것 이외에는, 실시예 6 및 7 에 기재된 조작에 따라, 500 ㎍ 의 아테로콜라겐 및 20 ㎍ 의 pCAHST-1 을 함유하는 스폰지상의 조성물을 얻었다.
참고예 5
글루코스용액을 첨가하지 않은 것 이외에는, 실시예 8 에 기재된 조작에 따라, 1 ㎎ 당 20 ㎍ 의 pCAHST-1 을 함유하는 봉상의 건조조성물을 얻었다.
참고예 6
pCAHST-1 용액을 첨가하지 않은 것 이외에는, 실시예 8 에 기재된 조작에 따라 1 ㎎ 당 300 ㎍ 의 글루코스를 함유하는 봉상의 건조조성물을 얻었다.
시험예 1
동결건조시에 있어서의 아미노산의 유전자분해억제효과
실시예 1 의 유전자제제 및 참고예 1 의 조성물을, 동결건조직후에 물에 용해하고, 아가로스 전기영동으로 pCAHST-1 의 1차구조를 평가하였다.
아가로스전기영동은 수평형 전기영동 유닛 (Mupid, (주)아도반스) 으로, TAE 완충액중에서 0.8% 아가로스겔을 사용하여 실시하였다. 전기영동후, 에티듐브로마이드로 겔을 염색하고, 트랜스일루미네이터상에서 촬영하였다. 그 영상을 사진스캐너로 받아, 1차구조가 유지된 슈퍼코일 pDNA (CC) 와 절단된 pDNA (OC) 의 밴드를 포함하는 모든 밴드의 강도를 해석소프트로 산출하고, CC 의 비율, 즉 1차구조 유지율 (CC 유지율) 을 계산하였다. 이 경우, 무처리의 pDNA 의 CC 유지 율을 100 으로 하였다. 시험예 2 이후에 있어서도 아가로스전기영동을 실시하는 경우에는 이 방법을 사용하였다.
얻어진 결과를 이하의 표 1 및 도 1 에 나타낸다. 도면중, CC 는 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pCAHST-1 을 나타내고, OC 는 절단된 pCAHST-1 을 나타낸다. 각 레인은 다음을 의미한다.
레인 1 : 분자량 마커 (λHind Ⅲ)
레인 2 : 무첨가 (참고예 1)
레인 3 : 글루타민산-나트륨 (실시예 1)
레인 4 : 글리신 (실시예 1)
레인 5 : 알라닌 (실시예 1)
레인 6 : 페닐알라닌
레인 7 : 리신염산염 (실시예 1)
레인 8 : 무처리
아미노산을 함유하는 pCAHST-1 용액의 동결건조후의 CC 유지율 (% 무처리)
처방 CC유지율 (%무처리)
무첨가 (실시예 1) 글루타민산-나트륨 (실시예 1) 글리신 (실시예 1) 알라닌 (실시예 1) 페닐알라닌 리신염산염 (실시예 1) 무처리 72 96 79 83 73 84 100
결과는, 글루타민산-나트륨을 제제에 추가함으로써, 아미노산무첨가의 제제에 비하여, pCAHST-1 의 분해가 억제되는 것을 나타내고 있다.
시험예 2
동결건조시에 있어서의 당류의 유전자분해억제효과
실시예 2 의 유전자제제 및 참고예 1 의 조성물을, 동결건조직후에 물에 용해하고, 시험예 1 의 조작에 따라, 아가로스전기영동으로 pCAHST-1 의 1 차구조를 평가하였다. 얻어진 결과를 이하의 표 2 및 도 2 에 나타낸다. 결과는, 글루코스, 수크로스, 말토스, 락토스 및 만니톨을 제제에 추가함으로써, 당류무첨가의 제제에 비하여 pCAHST-1 의 분해가 대폭적으로 억제되는 것을 나타내고 있다.
당류를 함유하는 pCAHST-1 용액의 동결건조후의 CC 유지율 (% 무처리)
처방 CC유지율 (%무처리)
무첨가 (참고예 1) 글루코스 (실시예 2) 수크로스 (실시예 2) 말토스 (실시예 2) 락토스 (실시예 2) 만니톨 (실시예 2) 무처리 78 95 96 95 100 95 100
도 2 중, CC 는 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pCAHST-1 을 나타내고, OC 는 절단된 pCAHST-1 을 나타낸다. 각 레인은 다음을 의미한다 ;
레인 1 : 분자량 마커 (λHind Ⅲ)
레인 2 : 무첨가 (참고예 1)
레인 3 : 글루코스 (실시예 2)
레인 4 : 수크로스 (실시예 2)
레인 5 : 말토스 (실시예 2)
레인 6 : 락토스 (실시예 2)
레인 7 : 만니톨 (실시예 2)
레인 8 : 무처리
시험예 3
동결건조시에 있어서의 카르복실기 2 개 이상을 함유하는 유기산류 및 아미노산의 유전자분해억제효과
실시예 3 의 유전자제제 및 참고예 1 의 조성물을, 동결건조직후에 물에 용해하고, 시험예 1 에 기재된 조작에 따라, 아가로스전기영동으로 pCAHST-1 의 1 차구조를 평가하였다. 얻어진 결과를 이하의 표 3 및 도 3 에 나타낸다. 결과는, 글루타민산-나트륨, 아스파라긴산나트륨, 타르타르산나트륨2수화물 또는 시트르산3나트륨2수화물을 제제에 첨가함으로써, 유기산류 무첨가의 제제에 비하여 pCAHST-1 의 분해가 대폭적으로 억제되는 것을 나타내고 있다.
카르복실기 2 개 이상을 함유하는 유기산류 및 아미노산을 함유하는 pCAHST-1 완충액의 동결건조후의 CC 유지율 (% 무처리)
처방 CC유지율 (%무처리)
무첨가 (참고예 1) 글루타민산-나트륨 (실시예3) 아스파라긴산나트륨 (실시예 3) 타르타르산나트륨2수화물 (실시예 3) 시트르산3나트륨2수화물 (실시예 3) 무처리 76 103 91 95 102 100
도 3 중, CC 는 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pCAHST-1 을 나타내고, OC 는 절단된 pCAHST-1 을 나타낸다. 각 레인은 다음을 의미한다 ;
레인 1 : 분자량 마커 (λHind Ⅲ)
레인 2 : 무첨가 (참고예 1)
레인 3 : 글루타민산-나트륨 (실시예3)
레인 4 : 아스파라긴산나트륨 (실시예 3)
레인 5 : 타르타르산나트륨2수화물 (실시예 3)
레인 6 : 시트르산3나트륨2수화물 (실시예 3)
레인 7 : 무처리
시험예 4
카티온성 지질을 함유하는 유전자용액의 동결건조시에 있어서의 수크로스의 유전자분해억제효과
실시예 4 의 유전자제제 및 참고예 2 의 조성물을 동결건조직후에 물로 용해하고, 시험예 1 의 조작에 따라, 아가로스전기영동으로 pCAHST-1 의 1 차구조를 평가하였다. 얻어진 결과를 이하의 표 4 및 도 4 에 나타낸다. 결과는, 수크로스를 제제에 첨가함으로써, 무첨가의 제제에 비하여 pCAHST-1 의 분해가 억제되는 것을 나타내고 있다.
카티온성 지질을 함유하는 pCAHST-1 용액의 동결건조후의 CC 유지율 (% 무처리)
처방 CC유지율 (%무처리)
무첨가 (참고예 2) 수크로스 (실시예 4) 무처리 69 100 100
도 4 중, CC 는 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pCAHST-1 을 나타내고, OC 는 절단된 pCAHST-1 을 나타낸다. 각 레인은 다음을 의미한다 ;
레인 1 : 분자량 마커 (λHind Ⅲ)
레인 2 : 무첨가 (참고예 2)
레인 3 : 수크로스 (실시예 4)
레인 4 : 무처리
시험예 5
40℃ 보존시에 있어서의 글루코스의 유전자분해억제효과 (1)
실시예 2 의 유전자제제 중 글루코스처방의 건조상태의 제제 및 참고예 1 의 조성물을 40℃ 에서, 1,2 및 4 주간 보존하였다. 보존후의 pCAHST-1 의 1차구조를 시험예 1 의 조작에 따라 아가로스전기영동으로 평가하였다. 얻어진 결과를 이하의 표 5 및 도 5 에 나타낸다. 결과는, 글루코스를 제제에 첨가함으로써, 글루코스 무첨가의 제제에 비하여, 이와 관련된 조건하에서의 pCAHST-1 의 보존안정성이 대폭적으로 개선되는 것을 나타내고 있다.
글루코스를 함유하는 pCAHST-1 건조품의 40℃ 보존후의 CC 유지율 (% 무처리)
처방 CC유지율 (%무처리)
무첨가 (참고예 1/40℃-1주간) 무첨가 (참고예 1/40℃-2주간) 무첨가 (참고예 1/40℃-4주간) 글루코스 (실시예2/40℃-1주간) 글루코스 (실시예2/40℃-2주간) 글루코스 (실시예2/40℃-4주간) 무처리 67 56 34 92 91 71 100
도 5 중, CC 는 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pCAHST-1 을 나타내고, OC 는 절단된 pCAHST-1 을 나타낸다. 각 레인은 다음을 의미한다 ;
레인 1 : 분자량 마커 (λHind Ⅲ)
레인 2 : 무첨가 (참고예 1/40℃-1주간)
레인 3 : 무첨가 (참고예 1/40℃-2주간)
레인 4 : 무첨가 (참고예 1/40℃-4주간)
레인 5 : 글루코스 (실시예2/40℃-1주간)
레인 6 : 글루코스 (실시예2/40℃-2주간)
레인 7 : 글루코스 (실시예2/40℃-4주간)
레인 8 : 무처리
시험예 6
37℃ 보존시에 있어서의 수크로스의 유전자분해억제효과
실시예 4 의 유전자제제 및 참고예 2 의 조성물을 37℃ 에서 4 주간 보존하였다. 보존후의 pCAHST-1 의 구조를 시험예 1 의 기재의 아가로스전기영동으로 평가하였다. 얻어진 결과를 이하의 표 6 및 도 6 에 나타낸다. 결과는, 수크로스를 제제에 추가함으로써, 수크로스무첨가의 제제에 비하여, 이와 관련되는 조건하에서의 pCAHST-1 의 보존안정성이 대폭적으로 개선되는 것을 나타내고 있다.
카티온성 지질을 함유하는 pCAHST-1 용액의 건조품 37℃-4주간 보존후의 CC 유지율 (% 무처리)
처방 CC유지율 (%무처리)
무첨가 (참고예 2/37℃-4주간) 수크로스 (실시예 4/37℃-4주간) 무처리 8.5 67 100
도 6 중, CC 는 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pCAHST-1 을 나타내고, OC 는 절단된 pCAHST-1 을 나타낸다. 각 레인은 다음을 의미한다 ;
레인 1 : 분자량 마커 (λHind Ⅲ)
레인 2 : 무첨가 (참고예 2/37℃-4주간)
레인 3 : 수크로스 (실시예 4/37℃-4주간)
레인 4 : 무처리
시험예 7
40℃ 보존시에 있어서의 글루코스의 유전자분해억제효과 (2)
실시예 5 의 액상 유전자제제 및 참고예 3 의 조성물을 40℃ 에서 4 주간 보존하였다. 보존후의 pCAHST-1 의 1 차구조를 시험예 1 기재의 아가로스전기영동으로 평가하였다. 얻어진 결과를 도 7 에 나타낸다. 결과는, 시험예 5 에 있어서의 건조제제와 마찬가지로, 글루코스를 제제에 추가함으로써, 글루코스무첨가의 제제에 비하여, 이와 관련되는 조건하에서의 pCAHST-1 의 보존안정성이 대폭적으로 개선되는 것을 나타내고 있다.
도 7 중, CC 는 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pCAHST-1 을 나타내고, OC 는 절단된 pCAHST-1 을 나타낸다. 각 레인은 다음을 의미한다 ;
레인 1 : 무처리
레인 2 : 글루코스 (실시예 5/40℃-4주간)
레인 3 : 무첨가 (참고예 3/40℃-4주간)
레인 4 : 분자량 마커 (λHind Ⅲ)
시험예 8
콜라겐함유시에 있어서의 당류 등의 유전자분해억제효과 (1)
실시예 7 의 스폰지상의 유전자제제 및 참고예 4 의 스폰지상의 조성물을 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액으로 가온하에 용해하고, 콜라게나아제 로 처리하였다. 처리후, 시험예 1 에 기재와 같은 방법으로 하여 아가로스전기영동으로 pCAHST-1 의 1 차구조를 평가하였다. 그 결과, 글루코스, 수크로스 및 글루타민산-나트륨을 제제에 추가함으로써, 당류무첨가의 제제에 비하여 pCAHST-1 의 분해를 대폭적으로 억제할 수 있었다 (도 8, 표 7).
콜라겐, 당류 및 아미노산을 함유하는 pCAHST-1 용액의 동결건조후의 CC 유지율 (% 무처리)
처방 CC유지율 (%무처리)
무첨가 (참고예 4) 글루코스 (실시예 7) 수크로스 (실시예 7) 글루타민산-나트륨 (실시예 7) 무처리 85 94 95 95 100
도 8 중, CC 는 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pCAHST-1 을 나타내고, OC 는 절단된 pCAHST-1 을 나타낸다. 각 레인은 다음을 의미한다 ;
레인 1 : 분자량 마커 (λHind Ⅲ)
레인 2 : 글루코스 (실시예 7)
레인 3 : 수크로스 (실시예 7)
레인 4 : 글루타민산-나트륨 (실시예 7)
레인 5 : 무첨가 (참고예 4)
레인 6 : 무처리
시험예 9
콜라겐함유시에 있어서의 당류 등의 유전자분해억제효과 (2)
실시예 8 의 봉상의 유전자제제 및 참고예 5 의 봉상의 조성물을 137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 25 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액으로 가온하에서 용해하고, 콜라게 나아제로 처리하였다. 처리후, 시험예 1 에 기재와 같은 방법으로 하여 아가로스전기영동으로 pCAHST-1 의 구조를 평가하였다. 그 결과, 글루코스를 제제에 추가함으로써, 글루코스무첨가의 제제에 비하여 pCAHST-1 의 분해를 대폭적으로 억제할 수 있었다 (도 9, 표 8).
봉상 조성물중에 함유되는 pCAHST-1 의 CC 유지율 (% 무처리)
처방 CC유지율 (%무처리)
무첨가 (참고예 5) 글루코스 (실시예 8) 무처리 66 92 100
도 9 중, CC 는 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pCAHST-1 을 나타내고, OC 는 절단된 pCAHST-1 을 나타낸다. 각 레인은 다음을 의미한다 ;
레인 1 : 분자량 마커 (λHind Ⅲ)
레인 2 : 무첨가 ① (참고예 5)
레인 3 : 무첨가 ② (참고예 5)
레인 4 : 글루코스 ① (실시예 8)
레인 5 : 글루코스 ② (실시예 8)
레인 6 : 무처리
시험예 10
안정한 유전자제제를 사용한 유전자도입
실시예 8 의 봉상의 유전자제제 (아가로스겔/글루코스-pCAHST-1) 및 참고예 5 의 봉상의 조성물 (아테로콜라겐-pCAHST-1) 을 각각 50 ㎍ 의 pCAHST-1 을 함유하도록 절단하였다. 이들을 ICR 마우스 (웅성, 생후 6-7주) 의 우대퇴부 근육 내에 투여하였다 (투여군 1 : 실시예 8 의 유전자제제, 투여군 2 : 참고예 5 의 조성물). 또, 50 ㎍ 의 pCAHST-1 을 함유하는 인산완충액 100 ㎕ 도 마우스 우대퇴부 근육내에 투여하였다 (투여군 3).
인비보에 있어서의 서방효과를 조사하기 위해, 혈중 pCAHST-1 의 검출, 혈중 및 투여부위의 HST-1량 및 혈중의 혈소판수의 3 개의 측정값을 이용하였다. 혈중의 pCAHST-1 은 PCR 법으로 검출하여, 혈중 및 투여부위 (근육조직중) 의 HST-1량은 ELISA 법으로 측정하여, 혈중의 혈소판수는 현미경하에서의 카운트로, 각각 시간의 경과에 따라 실시하였다.
PCR 법에서는, pCAHST-1 (약 8 kbp) 중의 262 bp 를 검출하는 프로브를 사용하여, Ampridirect 법 (시마쓰세이사쿠쇼) 을 사용하였다. 측정한계는, 서던블롯팅으로 1 pg/5 ㎕, 에티듐염색으로 2 pg/5 ㎕ 이었다. ELISA 법에서는, FGF4 키트 (R&D 시스템스사, 아메리카합중국, 검출한계 20 pg/㎖) 를 사용하였다. 혈소판수의 측정은, 채혈후, 혈소판이외의 혈구성분을 분해처리하여, 현미경하에서 카운트함으로써 실시하였다.
PCR 법에 의한 혈중 pCAHST-1 의 측정결과를 도 10 에 나타낸다. 투여군 (1) 에서는, 혈중에서 pCAHST-1 은 투여후 6 시간부터 검출되고, 그 후 38 일간에 걸쳐 검출되었다. 투여군 (2) 에서는, 혈중에서 pCAHST-1 는 투여후 6 시간부터 검출되고, 그 후 18 일간에 걸쳐 검출되었다. 투여군 (3) 에서는, 혈중에서 pCAHST-1 는 투여후 7일간만 검출되었다.
혈중 및 투여부위에서의 HST-1량의 측정결과를 각각 도 11, 도 12 에 나타낸 다. 도 11 중, 각 기호는 다음을 의미한다 ; 백색원 : 아테로콜라겐/글루코스-pCAHST-1 (투여군 (1), 실시예 8), 흑색원 : 아테로콜라겐 -pCAHST-1 (투여군 2, 참고예 5), 흑색사각 : pCAHST-1 를 함유하는 인산완충액 (투여군 3, 대조예), 백색사각 : 아테로콜라겐/글루코스 (참고예 6).
도 12 중, 각 기호는 다음을 의미한다 ; 백색원 : 아테로콜라겐/글루코스-pCAHST-1 (투여군 1, 실시예 8), 흑색원 : 아테로콜라겐 -pCAHST-1 (투여군 2, 참고예 5), 흑색사각 : pCAHST-1 를 함유하는 인산완충액 (투여군 3, 대조예), 백색사각 : 아테로콜라겐/글루코스 (참고예 6).
투여군 1 에서는, HST-1량은 혈중 및 투여부위 모두 투여후 증가하고, 30일후에 최대에 도달한 후 서서히 감소했으나, 60일후도 검출되었다. 투여군 2 에서는, 투여군 1 과 마찬가지로 혈중 및 투여부위에서의 HST-1량은 투여후 증가하고, 30 일후에 최대에 도달한 후 서서히 감소하여 40일후 거의 검출한계로 되어, 총체적으로 투여군 1 에 비하여 생산된 HST-1 양은 적었다. 투여군 3 에서는, 혈중 및 투여부위에서의 HST-1 양은, 투여후 증가하고, 10일 후에 최대에 도달한 후 서서히 감소하고, 30일후에는 검출되지 않았다.
혈중의 혈소판수를 시간에 경과에 따라 측정한 결과 (도 13), 투여군 1 에서는, 혈소판수는 투여후 증가하고, 30일후에 최대로 도달한 후 서서히 감소했으나, 60일후도 증가경향을 유지하였다. 투여군 2 에서는, 혈소판수는 투여후 서서히 증가하고, 14일후에 최대에 도달한 후 감소하고, 28일 이후도 낮은 값이지만 증가경향을 유지하였다. 투여군 3 에서는, 혈소판수는 투여후 증가하고, 10일후에 최대에 도달한 후 서서히 감소하고, 25일간에 정상치로 복귀되었다.
도 13 중, 각 기호는 다음을 의미한다. 백색원 : 아테로콜라겐/글루코스-pCAHST-1 (투여군 1, 실시예 8), 흑색원 : 아테로콜라겐-pCAHST-1 (투여군 2, 참고예 5), 흑색사각 : pCAHST-1 를 함유하는 인산완충액 (투여군 3, 대조예), 백색사각 : 아테로콜라겐/글루코스 (참고예 6).
대조로서, pCAHST-1 를 함유하지 않은 참고예 6 의 조성물도 마찬가지로 마우스 우대퇴부 근육내에 투여하고, 투여후, 혈중 및 투여부위의 HST-1 양을 ELISA 법으로 측정하여, 혈중의 혈소판수를 시간이 경과에 따라 측정하였다. 그 결과, 측정기간중, 혈중 및 투여부위에서 HST-1 은 검출되지 않았다. 또, 측정기간중, 혈소판수는 증가하지 않았다. 이 것은, 실시예 8 의 유전자제제를 사용하여 얻어진 투여군 1 및 투여군 2 에서의 HST-1 의 생산 및 혈소판수의 증가가, 제제중에 함유된 pCAHST-1 가 세포내에 도입되고, 세포내에서 HST-1 의 유전정보를 발현한 것에 의해 발생한 것을 나타내고 있다.
투여군 1 과 투여군 3 의 결과로부터, pCAHST-1 를 단독으로 투여한 경우, HST-1 의 체내에서의 발현 및 생산된 HST-1 에 의한 생물학적인 효과는 일과적인 것에 대하여, 실시예 8 의 유전자제제에서는 장기간 pCAHST-1 를 서방함과 동시에, 안정하게 체내에서 유지하여 HST-1 의 발현기간을 연장하고, 또한 생산된 HST-1 에 의한 생물학적인 효과를 장기간 유지할 수 있는 것을 알 수 있었다.
투여군 1 과 투여군 2 의 결과로부터, 실시예 8 과 참고예 5 의 유전자제제에서는 모두, pCAHST-1 를 단독으로 투여한 경우에 비하여, pCAHST-1 를 서방함과 동시에 HST-1 의 발현기간을 연장할 수 있으나, 글루코스를 함유하는 실시예 8 의 유전자제제에서는 참고예 5 의 유전자제제에 비하여, pCAHST-1 를 안정적으로 체내에 유지하고, HST-1 이 발현기간을 높은 생산량으로 연장유지하며, 그로써 HST-1 에 의한 생물학적인 효과를 보다 높은 상태에서 장기간 유지할 수 있는 것을 알 수 있었다.
이하, 실시예 9-12 에 의해 조제한 조제물에 대하여 시험예 11-16 을 실시하여, 콜라겐의 존재 또는 비존재하에서의 아미노산 또는 당류의 유전자에 대한 안정성의 기여를 주로 조사하였다.
실시예 9
아미노산을 함유하는 유전자제제 (건조상태)
10 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1 및 10 ㎎/㎖ 의 아르기닌, 리신염산염, 아스파라긴, 아스파라긴산나트륨, 글루타민, 글루타민산나트륨, 히스티틴, 프롤린, 세린, 트레오닌, 글리신, 알라닌, 메티오닌, 발린, 이소루이신 또는 5 ㎎/㎖ 의 루이신을 함유하는 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액을 각각 조제하였다. 조제한 용액의 1 ㎖ 를 -40 ℃ 로 동결시킨 후, 음압하실온에서 하룻밤 건조하였다. 이와 같이 동결건조에 의해, 건조상태의 유전자제제를 조제하였다.
실시예 10
당류를 함유하는 유전자제제 (건조상태)
10 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1 및 10 ㎎/㎖ 의 트레하로스, 말티톨, 락토스, 말토스, 글루코스, 솔비톨, 콘드로이틴황산나트륨 또는 크실리톨을 함유하는 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액을 각각 조제하였다. 조제한 용액의 1 ㎖ 를 -40 ℃ 로 동결시킨 후, 음압하실온에서 하룻밤 건조하였다. 이와 같이 동결건조에 의해, 건조상태의 유전자제제를 조제하였다.
실시예 11
아미노산을 함유하는 서방성유전자제제 (스폰지상)
0.1 w/w% 아테로콜라겐용액 (500 ㎎) 에 20 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1 용액 (1 ㎖) 및 40 ㎎/㎖ 의 아르기닌, 리신염산염, 아스파라긴, 아스파라긴산나트륨, 글루타민, 글루타민산나트륨, 히스티딘, 프롤린, 세린, 트레오닌, 글리신, 알라닌, 메티오닌, 발린, 이소루이신 또는 20 ㎎/㎖ 의 루이신용액 (125 ㎕) 을 혼합한 용액을 각각 조제하였다. 조제한 용액의 1 ㎖ 를 -40 ℃ 로 동결시킨 후, 음압하실온에서 하룻밤 건조하였다. 이와 같이 동결건조에 의해, 스폰지상의 유전자제제를 조제하였다.
실시예 12
당류를 함유하는 서방성 유전자제제 (스폰지상)
0.1 w/w% 아테로콜라겐용액 (500 ㎎) 에 20 ㎍/㎖ 의 pCAHST-1 용액 (1 ㎖) 및 40 ㎎/㎖ 의 트레하로스, 말티톨, 락토스, 말토스, 글루코스, 솔비톨, 콘드로이틴황산나트륨 또는 크실리톨용액 (125 ㎕) 을 혼합한 용액을 각각 조제하였다. 조제한 용액의 1 ㎖ 를 -40 ℃ 로 동결시킨 후, 음압하실온에서 하룻밤 건조하였다. 이와 같이 동결건조에 의해, 스폰지상의 유전자제제를 조제하였다.
시험예 11
동결건조시에 있어서의 아미노산의 유전자분해억제효과
실시예 9 의 유전자제제 및 참고예 1 의 조성물을, 동결건조 직후에 물에 용해하고, 시험예 1 의 조작에 따라, 아가로스 전기영동으로 pCAHST-1 의 1차구조를 해석하였다. 전기영동후, 에티듐브로마이드로 겔을 염색하고, 트랜스일루미네이터상에서 촬영하였다. 그 영상을 사진스캐너로 받아, 1차구조가 유지된 슈퍼코일형 pDNA (CC) 와 한군데가 절단된 릴럭스형 pDNA (OC), 또한 절단되어 개환상으로 된 직쇄형 DNA (LS) 의 밴드의 강도를 해석소프트로 산출하고, 하기식에 따라 아미노산의 첨가에 의한 안정화도를 계산하였다. 결과를 도 14 에 나타냈다. 도 14 중의 아미노산의 순서는, 소수친수도 (Kyte, J.& Doolittele, R.F., 1982, J. Mol. Biol. 157, 105-132) 의 순이다. 결과는, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파라긴산나트륨, 글루타민, 글루타민산나트륨, 히스티딘, 프롤린, 세린 또는 트레오닌을 제제에 추가함으로써, 아미노산 무첨가의 제제에 비하여 pCAHST-1 의 분해가 억제되고 있는 것을 나타내고 있다.
참고예 1 의 CC유지율(%)=(참고예 1 의 CC 의 밴드강도/참고예 1 의 전밴드 강도의 총합(CC+LS+OC)) X 100
참고예 1 의 CC유지율(%)=(참고예 1 의 CC 의 밴드강도/참고예 1 의 전밴드 강도의 총합(CC+LS+OC)) X 100
안정화도(%)=((실시예 9의 CC유지율-참고예 1 의 CC 유지율)/(100-참고예 1 의 CC 유지율))X 100
시험예 12
동결건조시에 있어서의 당류의 유전자분해억제효과
실시예 10 의 유전자제제 및 참고예 1 의 조성물을, 동결건조직후에 물에 용해하여, 시험예 11 의 조작에 따라, 아가로스전기영동으로 pCAHST-1 의 1차구조를 해석하였다. 시험예 11 과 동일하게 안정화도를 산출하여, 그 결과를 도 15 에 나타냈다. 결과는, 당류를 제제에 추가함으로써, 당류무첨가의 제제에 비하여 pCAHST-1 의 분해가 억제되고 있는 것을 나타내고 있다.
시험예 13
콜라겐함유시에 있어서의 아미노산류의 유전자분해억제효과
실시예 11 의 스폰지상의 유전자제제 및 참고예 4 의 스폰지상의 조성물을 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액으로 가온하에 용해하고, 콜라게나아제로 처리하였다. 처리후, 시험예 11 에 기재한 바와 같이 아가로스전기영동으로 pCAHST-1 의 1차구조를 평가하였다. 시험예 11 과 마찬가지로 안정화도를 산출하여, 그 결과를 도 16 에 나타냈다. 도 16 중의 아미노산의 순서는, 소수친수도 (Kyte, J.& Doolittele, R.F., 1982, J. Mol. Biol. 157, 105-132) 의 순이다. 결과는, 아미노산류를 제제에 추가함으로써, 아미노산류 무첨가의 제제에 비하여 pCAHST-1 의 분해를 대폭적으로 억제할 수 있었던 것을 나타내고 있다.
시험예 14
콜라겐 함유시에 있어서의 당류의 유전자분해억제효과
실시예 12 의 스폰지상의 유전자제제 및 참고예 4 의 스폰지상의 조성물을 150 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl (pH7.4) 용액으로 가온하에 용해하고, 콜라게나아제 로 처리하였다. 처리후, 시험예 11 에 기재한 바와 같이 아가로스전기영동으로 pCAHST-1 의 1차구조를 평가하였다. 시험예 11 과 마찬가지로 안정화도를 산출하여, 그 결과를 도 17 에 나타냈다. 당류를 제제에 추가함으로써, 당류무첨가의 제제에 비하여 pCAHST-1 의 분해를 대폭적으로 억제할 수 있었다.
시험예 15
40℃ 보존시에 있어서의 아미노산류 및 당류의 유전자분해억제효과
실시예 9 의 유전자제제 중 아스파라긴산나트륨, 글루타민산-나트륨, 프롤린, 글루타민 처방의 건조상태의 제제와 실시예 10 의 유전자제제 중 글루코스, 수크로스, 말토스, 락토스, 만니톨 처방의 건조상태의 제제 및 참고예 1 의 조성물을 40℃ 에서, 1, 2 및 4 주간 보존하였다. 보존후의 pCAHST-1 의 1 차구조를 시험예 1 의 조작에 따라 아가로스전기영동으로 평가하였다. 얻어진 결과를 도 18 에 나타낸다. 결과는, 비소수성아미노산류 또는 당류를 제제에 추가함으로써, 무첨가의 제제에 비하여, 이와 같은 조건하에서의 pCAHST-1 의 보존안정성이 대폭적으로 개선되는 것을 나타내고 있다.
시험예 16
40 ℃ 보존시에 있어서의 콜라겐함유 유전자제제에 대한 아미노산류 및 당류의 유전자분해억제효과
실시예 11 의 스폰지상의 유전자제제중 리신, 글루타민, 아르기닌, 히스티딘 처방의 건조상태의 제제와 실시예 12 의 스폰지상 유전자제제중 글루코스, 수크로스, 말토스, 락토스, 만니톨 처방의 건조상태의 제제 및 참고예 4 의 스폰지상의 조성물을 40℃ 에서 1, 2 및 4 주간 보존하였다. 보존후의 pCAHST-1 의 1 차구조를 시험예 13 의 조작에 따라 아가로스전기영동으로 평가하였다. 얻어진 결과는 도 19 에 나타낸다. 결과는, 아미노산류 또는 당류를 제제에 추가함으로써, 무첨가의 제제에 비하여, 이와 같은 조건하에서의 pCAHST-1 의 보존안정성이 대폭적으로 개선되는 것을 나타내고 있다.
(발명의 효과)
시험예 1 내지 9 에서 얻어진 본 발명제제의 유전자분해억제 (안정화) 효과를 이하의 표 9 에 정리한다.
[표 9]
본 발명 제제에 있어서의 유전자분해억제효과
(1) 동결건조시의 안정성
① 첨가제가 없는 경우
a) b)
컨트롤 72% (76%)
아미노산류 : 글리신 79%
알라닌 83%
리신 84%
아스파라긴산 (91%)
글루타민산 96% (103%)
c)
콘트롤 78%
당류 : 글루코스 95%
수크로스 96%
말토스 95%
락토스 100%
만니톨 95%
b)
컨트롤 76%
유기산류 : 타르타르산 95%
시트르산 102%
② 첨가제가 있는 경우 :
(콜라겐) d)
컨트롤 85%
안정화제 : 글루코스 94%
수크로스 95%
글루타민산 95%
(DMRIE-C) e)
컨트롤 69%
안정화제 : 수크로스 100%
[주] a)시험예1 (표 1), b)시험예3 (표 3), c) 시험예2 (표 2), d) 시험예8 (표 7), e) 시험예4 (표 4)
(2) 동결건조제제의 보존안정성
① 첨가제가 없는 경우 :
(40℃) (동건시) 1주간후 2주간후 4주간후
컨트롤 (78%) 67% 56% 34%
안정화제 : 글루코스
(95%) 92% 91% 71%
② 첨가제 (DMRIE-C) 가 있는 경우 :
(37℃) e) g)
(동건시) 4주간후
컨트롤 (69%) 8.5%
안정화제 : 수크로스
(100%) 67%
[주] f) 시험예5 (표 5), g) 시험예6 (표 6)
(3) 겔화·반죽시의 안정성
(동건품의 반죽에 의한 봉상제제형성시)
d) h)
(동건시) 봉상제제형성후
컨트롤 (85%) 66%
안정화제 : 글루코스
첨가제 : 콜라겐 (95%) 92%
[주] h) 시험예 8 (표 8)
(4) 수용액제제의 보존안정성 I)
(40℃) 4주간후
컨트롤 벡터소실
안정화제 : 글루코스
첨가제 : DMRE-C 벡터잔존
[주] I) 시험예7 (도 7)
안정성이 보강된 유전자 또는 유전자를 삽입한 벡터를 함유하는 안정한 유전자제제는, 앞으로 이용빈도가 높아질 것으로 생각되는 유전자치료에 안전하고 용이하게 이용된다. 본 발명제제는, 유전자체료가 넓게 보급되기 위한 기반을 제공할 수 있다. 특히 본 발명제제는 유전자 또는 유전자를 삽입한 벡터를 상온에서 유통 또는 보관하는 것을 가능하게 하고, 콜드체인이 정비되어 있지 않은 지역에서 사용가능한 DNA 백신을 제공할 수 있다.

Claims (29)

  1. 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터와, 하나 이상의 시트르산, 타르타르산, 숙신산, 말산, 프말산 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류를 포함하는 안정한 유전자제제.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 원하는 유전자를 삽입한 벡터가 플라스미드 DNA 인 유전자제제.
  8. 제 1 항에 있어서, 용액상태, 겔상태 또는 현탁상태인 유전자제제 또는 용액상태, 겔상태 또는 현탁액상태의 공정을 거쳐 제조되는 유전자제제에 있어서, 용액상태, 겔상태 또는 현탁액상태에 있어서의 하나 이상의 시트르산, 타르타르산, 숙신산, 말산, 프말산 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류의 전체에 대한 함유량이 약 1w/v% 이상인 유전자제제.
  9. 제 1 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 세포로의 유전자도입을 촉진하는 물질을 추가로 함유하는 유전자제제.
  10. 제 9 항에 있어서, 세포로의 유전자 도입을 촉진하는 물질이 카티온성 지질, 카티온성 폴리머 또는 소수성 폴리머인 유전자제제.
  11. 제 1 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 의학적으로 허용되는 첨가제를 추가로 함유하는 유전자제제.
  12. 제 11 항에 있어서, 첨가제가 생체 친화성 재료인 유전자제제.
  13. 제 12 항에 있어서, 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터가 생체 친화성 재료에 담지되어 있는 것을 특징으로 하는 유전자제제.
  14. 제 12 항에 있어서, 생체 친화성 재료가 콜라겐, 젤라틴 또는 이들의 혼합물인 유전자제제.
  15. 제 1 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 항에 있어서, 건조상태에 있는 유전자제제.
  16. 제 1 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 용액상태, 겔상태 또는 현탁상태인 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터를 포함하는 조제물을 건조공정함으로써 얻어지는 유전자제제.
  17. 제 16 항에 있어서, 건조공정이 동결건조인 유전자제제.
  18. 원하는 유전자 또는 원하는 유전자를 삽입한 벡터를 포함하는 유전자 조제물에, 하나 이상의 시트르산, 타르타르산, 숙신산, 말산, 프말산 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 카르복실기를 2 개 이상 갖는 유기산류를 첨가하는 것으로 이루어지는, 유전자제제를 안정화하는 방법.
  19. 삭제
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