TWI698446B - 膜透過性之具肽鏈之多糖衍生物 - Google Patents

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Abstract

本發明之多糖衍生物具有下述通式(1)所表示之部分結構。較佳為構成下述通式(1)之X2之胺基酸之至少1種為鹼性胺基酸。
Figure 105105985-A0202-11-0001-1
(式中，X1表示自中性胺基酸或ω-胺基烷酸去除末端胺基及末端羧基後之殘基，X2表示自膜透過性肽去除末端胺基及末端羧基後之殘基，X3表示羥基、胺基、碳數1~4之烷氧基或苄氧基，a表示0或1之數，b表示0~50之數)

Description

膜透過性之具肽鏈之多糖衍生物
本發明係關於一種將低膜透過性化合物導入至細胞內或黏膜內之情形時有用之多糖衍生物。
近年來，進行有藉由將合成肽或蛋白質、進而DNA(Deoxyribonucleic acid，脫氧核糖核酸)或糖導入至細胞內，調節細胞內之蛋白質相互作用，並控制細胞內資訊傳遞或轉錄等而究明其等之功能或誘發特殊之功能之嘗試。利用此種方法，可期待迄今為止視為謎團之遺傳資訊之究明或病原之究明或者其治療方法之開發。又，因ES細胞(Embryonic Stem Cell，胚胎幹細胞)或iPS細胞(Induced Pluripotent Stem Cell，誘導性多能幹細胞)之開發而利用核酸或蛋白質控制細胞功能之技術之重要性逐漸增加。
一般而言，由於多肽、核酸、糖等水溶性高分子量物質具有較高之親水性，故而難以通過細胞膜。因此，作為將該等導入至細胞內之方法，已知有顯微注射法、電穿孔法、磷酸鈣法、脂轉染法、病毒載體法、膜透過性肽法等。
其中，膜透過性肽法係利用膜透過性肽誘發細胞之巨胞飲作用(macropinocytosis)之方法。作為膜透過性肽法，已知有使欲導入至細胞之目標化合物與膜透過性肽共價鍵結而導入之方法(例如參照專利文獻1及2)或使膜透過性之於側鏈具肽之高分子化合物與欲導入至細胞之目標化合物共存並僅導入目標化合物之方法(例如參照專利文獻3 及4)。使目標化合物與膜透過性肽共價鍵結而導入之方法對細胞之損害較少，但需要複雜之預處理。另一方面，使用膜透過性之於側鏈具肽之高分子化合物之方法雖簡便，但先前已知之膜透過性之於側鏈具肽之高分子化合物存在細胞毒性略高而使用濃度受到限制之情形，於提高目標化合物之導入效率之情形時成為問題。
又，亦提出有將膜透過性之於側鏈具肽之高分子應用於藥劑之自上皮之吸收性促進劑(例如參照專利文獻5)，但存在對黏膜之刺激性而成為實際使用化之情形時之課題。
另一方面，已知利用聚胺對具有羧基之多糖進行交聯之化合物(例如參照專利文獻6)於醫療、醫藥及皮膚化妝品之領域中作為增黏劑、潤滑劑、凝膠化劑等而有用。然而，並未知使具有羧基之多糖與膜透過性肽反應而成之化合物。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：US2003/229202A1
專利文獻2：日本專利特開2005-052083號公報
專利文獻3：US2010/113559A1
專利文獻4：日本專利特開2011-229495號公報
專利文獻5：日本專利特開2010-100781號公報
專利文獻6：US2004/167098A1
本發明係鑒於以上情況而完成者，目的在於提供一種可利用簡便之方法將核酸、蛋白質等水溶性高分子量物質或藥劑以較高之效率導入至細胞內或黏膜內且細胞毒性或黏膜刺激性較低之化合物。
本發明者等人發現，膜透過性之於側鏈具肽基之多糖衍生物之細胞毒性或黏膜刺激性較少，藉由使用此種化合物，可將核酸、蛋白質等水溶性高分子量物質或藥劑容易地導入至細胞內或黏膜內，從而完成了本發明。
即，本發明係一種具有下述通式(1)所表示之部分結構之多糖衍生物。
Figure 105105985-A0202-12-0003-3
(式中，X1表示自中性胺基酸或ω-胺基烷酸去除末端胺基及末端羧基後之殘基，X2表示自膜透過性肽去除末端胺基及末端羧基後之殘基，X3表示羥基、胺基、碳數1~4之烷氧基或苄氧基，a表示0或1之數，b表示0~50之數)
根據本發明，具有通式(1)所表示之部分結構之多糖衍生物之細胞毒性或黏膜刺激性較低，即便不進行複雜之預處理，亦可將低膜透過性化合物以較高之效率導入至細胞內或黏膜內。
以下，對本發明之實施形態之一例進行說明，但本發明並不限定於以下實施形態。再者，於本發明中，所謂低膜透過性化合物，意 指生物利用能(bioavailability)較低之化合物，具體而言，意指生物利用率(extent of bioavailability)為50%以下之化合物。生物利用率可利用以下之式算出。
生物利用率(%)=100×(藉由經口投予到達至血液中之量)/(藉由靜脈投予到達至血液中之量)
此處所言之「到達至血液中之量」係作為由血中濃度與橫軸(時間軸)所包圍之部分之面積(藥物血中濃度-時間曲線下面積：AUC)而求出。
具有通式(1)所表示之部分結構之多糖衍生物(以下存在稱為本發明之多糖衍生物之情形)具有膜透過性肽殘基，可將低膜透過性化合物高效率地組入至細胞。認為將膜透過性肽組入至細胞之機構通常係膜透過性肽誘發細胞之巨胞飲作用而組入，於周圍存在低膜透過性化合物之情形時，該等低膜透過性化合物與膜透過性肽一併被組入。於本發明之多糖衍生物中，利用膜透過性肽殘基而於細胞之複數個部位誘發巨胞飲作用，但本發明之多糖衍生物為巨大分子，又，細胞亦難以將本發明之多糖衍生物之1分子自複數個部位組入。因此，於本發明之多糖衍生物之周圍存在低膜透過性化合物之情形時，利用藉由本發明之多糖衍生物誘發巨胞飲作用之細胞而低膜透過性化合物偶發性且持續地被組入。因此，認為未必需要膜透過性肽殘基與低膜透過性化合物之間之相互作用，只要使將本發明之多糖衍生物與低膜透過性化合物混合而成者接觸細胞或黏膜，則可將低膜透過性化合物導入至細胞內或黏膜內。再者，本說明書所述之機構均為推測，並不限定本發明。
[通式(1)所表示之部分結構]
對通式(1)所表示之部分結構進行說明。通式(1)所示之糖單元可為L體或D體之任一者，通式(1)所示之糖單元與其他糖單元之鍵可為 α-糖苷鍵或β-糖苷鍵之任一者。於通式(1)中，a表示0或1之數。於a為1之情形時，於本發明之多糖衍生物之製法之方面，存在複數個膜透過性肽殘基被導入至同一糖單元，因黏度增加而導致操作性降低或低膜透過性化合物之導入效率降低之情形，因此a較佳為0之數。
於通式(1)中，X2表示自膜透過性肽去除末端胺基及末端羧基後之殘基。本發明之多糖衍生物之膜透過性肽殘基可根據細胞或黏膜、欲導入之低膜透過性化合物而適當選擇，較佳為構成膜透過性肽殘基之胺基酸之至少1種為鹼性胺基酸。又，鹼性胺基酸可為L體或D體之任一者，可根據細胞或黏膜、欲導入之低膜透過性化合物而適當選擇。
作為鹼性胺基酸，可列舉精胺酸、鳥胺酸、離胺酸、羥基離胺酸、組胺酸等，其中，較佳為含胍基之胺基酸，進而較佳為精胺酸。膜透過性肽殘基中之鹼性胺基酸之比率越高，低膜透過性化合物之導入效率越提高，因此構成膜透過性肽之鹼性胺基酸相對於總胺基酸之比率以莫耳基準計較佳為50%以上，進而較佳為70%以上。構成膜透過性肽殘基之胺基酸中除鹼性胺基酸以外之胺基酸較佳為中性胺基酸。再者，於在本說明書中記載為胺基酸之情形時，只要未特別限定，則意指α-胺基酸。
關於構成膜透過性肽殘基之胺基酸之數量，就提高低膜透過性化合物之導入效率之方面而言，較佳為5~30，進而較佳為6~20，最佳為7~15。
作為膜透過性肽之較佳之具體例，可列舉：肽鍵結有7~30個精胺酸之精胺酸低聚物、具有GRKKRRQRRRPPQ之胺基酸序列之肽(統稱HIV-1 Tat：序列編號1)、具有TRQARRNRRRRWRERQR之胺基酸序列之肽(統稱HIV-1 Rev：序列編號2)、具有RRRRNRTRRNRRRVR之胺基酸序列之肽(統稱FHV Coat：序列編號3)、具有 TRRQRTRRARRNR之胺基酸序列之肽(統稱HTLV-II Rex：序列編號4)、具有KLTRAQRRAAARKNKRNTR之胺基酸序列之肽(統稱CCMV Gag：序列編號5)等親水性之鹼性肽；具有RQIKIWFQNRRMKWKK之胺基酸序列之肽(統稱Antennapedia：序列編號6)、具有KMTRAQRRAAARRNRWTAR之胺基酸序列之肽(統稱BMW Gag：序列編號7)、具有RQIKIWFQNRRMKWKK之胺基酸序列之肽(統稱穿膜肽：序列編號8)、具有NAKTRRHERRRKLAIER之胺基酸序列之肽(統稱P22N：序列編號9)、具有DAATATRGRSAASRPTERPRAPARSASRPDDPVD之胺基酸序列之肽(統稱VP22：序列編號10)等兩親媒性之鹼性肽；具有GWTLNSAGYLLGKINLKALAALAKKIL之胺基酸序列之肽(統稱Transportan：序列編號11)、具有AGYLLGKINLKALAALAKKIL之胺基酸序列之肽(統稱TP-10：序列編號12)等疏水性之鹼性肽。該等之中，就低膜透過性化合物之導入效率優異之方面而言，較佳為親水性之鹼性肽，進而較佳為精胺酸低聚物。精胺酸低聚物之中，精胺酸之重複數較佳為7~20，進而較佳為7~15，最佳為7~10。
X1表示自中性胺基酸或ω-胺基烷酸去除末端胺基及末端羧基後之殘基，b表示0~50之數。於中性胺基酸之情形時，可為L體或D體之任一者。作為中性α-胺基酸，例如可列舉：丙胺酸、天冬醯胺、半胱胺酸、麩醯胺、甘胺酸、異白胺酸、白胺酸、甲硫胺酸、苯丙胺酸、脯胺酸、絲胺酸、蘇胺酸、色胺酸、酪胺酸、纈胺酸、羥基脯胺酸等；作為ω-胺基烷酸，可列舉：3-胺基丙酸、4-胺基丁酸、5-胺基戊酸、6-胺基己酸、7-胺基庚酸、8-胺基辛酸、9-胺基壬酸、10-胺基癸酸、11-胺基十一酸等。作為X1所應用之中性胺基酸，就提高低膜透過性化合物之導入效率之方面而言，較佳為甘胺酸、丙胺酸、纈胺酸、異白胺酸、白胺酸、絲胺酸、蘇胺酸、苯丙胺酸，進而較佳為甘 胺酸、丙胺酸、絲胺酸，最佳為甘胺酸。又，就低膜透過性化合物之導入效率之方面或合成之容易度之方面而言，b較佳為1~30之數，進而較佳為1~20之數，最佳為1~10之數。於b為2~50之數之情形時，X1可為1種中性胺基酸殘基，亦可為2種以上之組合。
於通式(1)中，X3表示羥基、胺基、碳數1~4之烷氧基或卞氧基。就低膜透過性化合物之導入效率之方面而言，作為X3，較佳為羥基、胺基、第三丁氧基、卞氧基，進而較佳為羥基、胺基，最佳為胺基。
於在本發明之多糖衍生物中存在複數個通式(1)所表示之部分結構之情形時，所存在之複數個(-CH2-O-CH2-)a、(-NH-X1-CO-)b、X2及X3可分別相同，亦可不同。
就低膜透過性化合物之導入效率之方面而言，通式(1)所表示之部分結構較佳為下述通式(2)所表示之部分結構。
Figure 105105985-A0202-12-0007-4
(式中，X1~X3及b與通式(1)同義)
[本發明之多糖衍生物]
對本發明之多糖衍生物進行說明。本發明之多糖衍生物之特徵在於具有通式(1)所表示之部分結構，於通式(1)所表示之部分結構之比率過少之情形時，低膜透過性化合物之導入效率較低，又，於過多之情形時，難以製造本發明之多糖衍生物，並且本發明之多糖衍生物 成為高黏度而低膜透過性化合物之導入效率降低，因此，本發明之多糖衍生物中之通式(1)所表示之部分結構之比率相對於本發明之多糖衍生物之總糖單元，較佳為0.001~0.8，進而較佳為0.005~0.6，最佳為0.01~0.5。此處所言之比率係指部分結構之數量相對於糖單元之數量之比率。又，此處所言之糖單元係指單糖單元。
又，於本發明之多糖衍生物之分子量過小之情形時，存在本發明之多糖衍生物自身被組入至細胞之情形，又，於過大之情形時，成為高黏度而低膜透過性化合物之導入效率降低，因此，本發明之多糖衍生物之分子量以重量平均分子量計較佳為5000~5000萬，進而較佳為1萬~4000萬，最佳為5萬~3000萬。再者，於本發明中，所謂本發明之多糖衍生物之重量平均分子量，係指使用水系溶劑進行GPC(gel permeation chromatograph，凝膠滲透層析)分析之情形之支鏈澱粉換算之重量平均分子量(下述具有通式(1a)所表示之部分結構之多糖衍生物亦同樣)。
本發明之多糖衍生物之中，就低膜透過性化合物之導入效率較高之方面而言，較佳為通式(3)~(5)之任一者所表示之多糖衍生物，進而較佳為通式(3)所表示之多糖衍生物。
Figure 105105985-A0202-12-0008-5
(式中，c及d表示：c+d使通式(3)所表示之多糖衍生物之重量平均分子量成為5000~5000萬，且d/(c+d)成為0.002~1之數，X1~X3 及b與通式(1)同義；其中，c之單元與d之單元呈無規狀連結)
Figure 105105985-A0202-12-0009-6
(式中，e、f及g表示：e+f+g使通式(4)所表示之多糖衍生物之重量平均分子量成為5000~5000萬之數，且g/(e+f+g)成為0.001~1之數，X1~X3及b與通式(1)同義；其中，e之單元、f之單元及g之單元呈無規狀連結)
Figure 105105985-A0202-12-0009-7
(式中，h、j、k及m表示：h+j+k+m使通式(5)所表示之多糖衍生物之重量平均分子量成為5000~5000萬之數，且(k+m)/(h+j+k+m)成為0.001~1之數，X1~X3及b與通式(1)同義；其中，h之單元、j之單元、k之單元及m之單元呈無規狀連結)
[本發明之多糖衍生物之製法]
本發明之多糖衍生物例如可藉由使具有下述通式(1a)所表示之部分結構之多糖衍生物之羧基與下述通式(1a)所表示之肽化合物之胺基 進行肽反應而獲得。羧基與胺基之反應利用公知之方法即可，例如可列舉於利用N-羥基琥珀醯亞胺使羧基琥珀醯亞胺酯化後使胺基反應之方法等。
Figure 105105985-A0202-12-0010-8
(式中，a與通式(1)同義)
Figure 105105985-A0202-12-0010-9
(式中，X1~X3及b與通式(1)同義)
具有通式(1a)所表示之部分結構之多糖衍生物中，作為a為0之化合物，可列舉果膠或果膠酸、玻尿酸、海藻酸等；作為a為1之化合物，可列舉羧甲基化澱粉、羧甲基化纖維素、羧甲基化β葡萄糖等羧甲基化多糖衍生物。再者，可分別自玻尿酸獲得通式(3)所表示之多糖衍生物，自果膠或果膠酸獲得通式(4)所表示之多糖衍生物，自海藻酸獲得通式(5)所表示之多糖衍生物。
[低膜透過性化合物]
藉由將本發明之多糖衍生物用作用以將低膜透過性化合物導入至細胞內或黏膜內之導入劑，可導入各種低膜透過性化合物。作為此種低膜透過性化合物，例如可列舉：胰島素及胰島素分泌促進劑(例 如Exendin-4、GLP-1)等肽、蛋白性醫藥品；類固醇激素、非類固醇系鎮痛抗炎症劑、精神穩定劑、抗高血壓藥、虛血性心疾患治療藥、抗組織胺藥、抗哮喘藥、抗帕金森藥、腦循環改善藥、抗噁心劑、抗抑鬱藥、抗心律不整藥、抗凝固藥、抗痛風藥、抗真菌藥、抗癡呆藥、Sjogren症候群治療藥、麻藥性鎮痛藥、β遮斷藥、β1激動劑、β2激動劑、副交感神經激動劑、抗腫瘤藥、利尿藥、抗血栓藥、組織胺H1受體拮抗藥、組織胺H2受體拮抗藥、抗過敏劑、戒煙輔助藥、維生素等醫藥品；脫氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)及該等之類似物或衍生物(例如肽核酸(PNA)、硫代磷酸酯DNA等)等核酸化合物；酵素、抗體、糖蛋白質、轉錄因子等肽化合物；支鏈澱粉(pullulan)、支鏈澱粉(amylopectine)、直鏈澱粉、肝糖、環糊精、葡聚糖、羥乙基葡聚糖、甘露聚糖、纖維素、澱粉、海藻酸、甲殼素、聚葡萄胺糖、玻尿酸等多糖衍生物及其等之衍生物等。
可應用本發明之多糖衍生物之細胞可為動物、植物、細菌等任一者之細胞，就低膜透過性化合物之導入效率之方面而言，較佳為人等哺乳類之細胞。就低膜透過性化合物之導入效率之方面而言，可應用本發明之多糖衍生物之黏膜亦較佳為人等哺乳類之細胞。
[細胞]
藉由使用本發明之多糖衍生物，可將低膜透過性化合物導入至各種細胞內，亦可將低膜透過性化合物導入至分散於培養液(亦稱為液體培養基)等中之細胞、接著於固定培養基等之細胞、生物體組織之細胞等任一細胞。細胞可大致分為形成組織細胞或神經細胞等之接著系之細胞與血球細胞等浮游系之細胞。無法對浮游系之細胞應用顯微注射法或電穿孔法，而可應用磷酸鈣法、脂轉染法、病毒載體法 等，但導入效率並不令人滿意。本發明之導入方法不僅是對接著系之細胞，對於浮游系之細胞，亦能以較高之導入效率導入低膜透過性化合物。
[向細胞內之導入方法]
於使用本發明之多糖衍生物將低膜透過性化合物導入至細胞內之情形時，只要使含有本發明之多糖衍生物與低膜透過性化合物之水性溶液或水性分散液與細胞接觸即可，無需病毒載體法或使用膜透過性肽之先前之導入方法般之複雜之預處理，又，幾乎不會對細胞造成惡劣影響則可將低膜透過性化合物導入至細胞內。
作為供本發明之多糖衍生物與低膜透過性化合物溶解或分散而成為含有該等之水性溶液或水性分散液之水性介質，除蒸餾水、細胞培養通常使用之培養液以外，可列舉生理鹽水、5質量%葡萄糖水溶液等等張水，就對細胞之影響較少之方面而言，較佳為培養液、生理鹽水及5質量%葡萄糖水溶液。
於使細胞懸浮於水性溶液或水性分散液中之情形時，只要使細胞懸浮於含有低膜透過性化合物與本發明之多糖衍生物之水性溶液或水性分散液中即可，亦可視需要對含有該等3者之懸濁液進行攪拌或振盪。又，於因細胞接著於固體培養基等或細胞組織較大等原因而無法使細胞懸浮於水性溶液或水性分散液中之情形時，只要使細胞浸漬於含有低膜透過性化合物與本發明之多糖衍生物之水性溶液或水性分散液中即可。
於將低膜透過性化合物導入至細胞內之情形時，本發明之多糖衍生物之使用濃度並無特別限定，於水性溶液或水性分散液中較佳為設為0.1μg/mL~10mg/mL。又，所導入之低膜透過性化合物之濃度亦並無特別限定，於水性溶液或水性分散液中較佳為設為0.5μg/mL~10mg/mL。進而，使細胞懸浮於將培養液或者生理鹽水等作為介 質之水性溶液或水性分散液中之情形時之細胞之濃度亦無限定，於水性溶液或水性分散液中較佳為設為1萬~200萬cells/mL。
使本發明之多糖衍生物、欲導入之低膜透過性化合物、及細胞之3者共存之時間並無特別限定，較佳為設為30分鐘~24小時。
[黏膜]
藉由於黏膜內使用本發明之多糖衍生物，可將低膜透過性化合物導入至各種黏膜內。作為黏膜，可列舉鼻黏膜、口腔黏膜、陰道黏膜、直腸黏膜、眼黏膜、胃黏膜、腸管黏膜等。先前之膜透過性之於側鏈具有肽之高分子化合物對黏膜之刺激性較大，因此存在例如當使用於鼻黏膜時會產生癌癢之情形，但於本發明之多糖衍生物中此種瘙癢得以減輕。
[向黏膜內之導入方法]
於使用本發明之多糖衍生物將低膜透過性化合物導入至黏膜內之情形時，只要使本發明之多糖衍生物與低膜透過性化合物之混合物密接於黏膜即可，只要為該混合物難以自黏膜剝離之劑形，則劑形並無限定。較佳之劑形因黏膜而有所不同，例如可列舉丸劑、片劑、口含錠劑、貼附劑、栓劑、糊劑等。本發明之多糖衍生物與低膜透過性化合物之混合物只要根據劑形選擇液狀、乳狀、懸浮狀、凝膠狀、粉末狀、固體狀等形狀即可。低膜透過性化合物可根據目的而僅導入1種，亦可將2種以上組合。又，亦可視需要將賦形劑、乳化劑、分散劑、凝膠化劑、保濕劑等併用。
[小突起陣列之利用]
本發明之多糖衍生物雖無法經由皮膚將低膜透過性化合物導入至細胞內，但可利用小突起陣列(於片材上配設有微細之突起之藥劑傳遞構件；例如參照US2005025778A1、日本專利特開2008-006178等)將低膜透過性化合物導入至皮膚下之細胞內。例如，將本發明之 多糖衍生物與低膜透過性化合物之混合物塗佈於表面之小突起陣列或具有含有本發明之多糖衍生物與低膜透過性化合物之混合物之小突起之小突起陣列貼附於皮膚表面，利用微細之突起貫通皮膚，使本發明之多糖衍生物與低膜透過性化合物滲透至皮膚下，藉此可將低膜透過性化合物導入至皮膚下之細胞內。
實施例
以下，利用實施例對本發明進而詳細地進行說明，但本發明並不受該等實施例限定。再者，只要未特別限定，則實施例中之「份」或「%」係依據質量基準者。
<製造例1：多糖衍生物1>
將50mg之玻尿酸(重量平均分子量：5000~150000)溶解於1mL之二甲基亞碸(DMSO)中。向該溶液中添加溶解於0.5mL之DMSO之47mg之N-羥基琥珀醯亞胺，進而添加溶解於0.5mL之DMSO之82mg之二環己基碳二醯亞胺(DCC)並於室溫(25℃)下攪拌24小時進行反應。藉由過濾將所析出之固體濾出，並添加0.5mL之DMSO，獲得經琥珀醯亞胺酯化之玻尿酸之DMSO溶液2.5mL。
將八聚精胺酸之末端羧基經醯胺化之化合物(GL Biochem公司製造，商品名：RRRRRRRR-NH2，[R=D-Arg]TFA Salt)之DMSO溶液(500mg/mL)0.4mL混合於經琥珀醯亞胺酯化之玻尿酸之DMSO溶液1mL中，於60℃下攪拌24小時進行反應。反應後，將反應溶液添加至纖維素透析管(無縫纖維素管，和光純藥公司製造)並將管之兩口紮緊後，使用離子交換水進行2天透析。其後，將管之內容物冷凍乾燥，獲得102mg之本發明之多糖衍生物1。多糖衍生物1係通式(3)之b為0、X2為自八聚精胺酸去除末端胺基及末端羧基後之殘基、X3為胺基且d/(c+d)為0.58之化合物。再者，d/(c+d)之值係根據NMR(Nuclear Magnetic Resonance，核磁共振)之積分值而求出。根據該d/(c+d)之 值算出多糖衍生物1之通式(1)所表示之部分結構相對於總糖單元之比率為0.29。多糖衍生物1之重量平均分子量為22萬。
<製造例2：多糖衍生物2>
於製造例1中，使用於通式(1b)中b為4、X1為自甘胺酸去除末端胺基及末端羧基後之殘基、X2為八聚精胺酸殘基、X3為胺基之化合物(RS Synthesis公司製造，商品名：H-(Gly)4-(D-Arg)8-NH2(Purity：90%)，TFA Salt)之DMSO溶液(320mg/mL)0.5mL代替八聚精胺酸之末端羧基經醯胺化之化合物之DMSO溶液(500mg/mL)0.4mL，除此以外，進行與製造例1同樣之操作而獲得60mg之本發明之多糖衍生物2。多糖衍生物2係通式(3)之b為4、X1為自甘胺酸去除末端胺基及末端羧基後之殘基、X2為自八聚精胺酸去除末端胺基及末端羧基後之殘基、X3為胺基、且d/(c+d)為1.0之化合物。再者，d/(c+d)之值係根據NMR之積分值而求出。根據該d/(c+d)之值算出多糖衍生物2之通式(1)所表示之部分結構相對於總糖單元之比率為0.5。又，多糖衍生物2之重量平均分子量為37萬。
<比較化合物1>
依據日本專利特開2011-229495號公報之製造例1進行製造，獲得比較化合物1。比較化合物1係具有下述結構之化合物。(式中，R表示精胺酸殘基)
Figure 105105985-A0202-12-0015-10
<比較化合物2>
依據US2010113559A1之製造例，使用重量平均分子量約10萬之聚葡萄胺糖製造比較化合物2。比較化合物2係具有下述結構之化合物。(式中，R表示精胺酸殘基，x：y=80：20)
Figure 105105985-A0202-12-0016-11
<細胞>
CHO細胞：源自中國倉鼠卵巢之細胞
<培養基>
Ham'sF12培養基(商品名，和光公司製造)
Opti-MEM培養基(商品名，Life Technologies公司製造)
<試劑>
胰蛋白酶/EDTA溶液：0.25%之胰蛋白酶，1mmol/L之EDTA水溶 液<細胞毒性試驗套組>
Cell Counting Kit-8(商品名，同仁化學公司製造)
<低膜透過性化合物>
FITC-BSA：螢光素標記-牛血清白蛋白(Sigma-Aldrich公司製造)
<向細胞內之導入效率>
於24孔盤之各阱中播種CHO細胞之Ham'sF12培養基懸濁液(2×105cells/mL)500μL，於二氧化碳培養箱中預培養24小時。於去除上清液之培養基後，添加FITC-BSA之Opti-MEM培養基溶液(10μg/mL)250μL，進而添加多糖衍生物1~2、或比較化合物1~2之Opti-MEM培養 基溶液(100μg/mL)250μL，於二氧化碳培養箱中培養1小時。去除上清液之培養基溶液，並利用磷酸緩衝生理鹽水500μL清洗2次後，添加胰蛋白酶/EDTA溶液100μL，使所培養之CHO細胞自盤剝離並分散。繼而，添加0.08%錐蟲藍溶液100μL使細胞懸浮，並回收至微型管中。使所回收之細胞懸濁液通過細胞濾器，並利用流式細胞儀測定MFI(平均螢光強度)。又，將未使用多糖衍生物者作為空白樣品。將結果示於表1。
Figure 105105985-A0202-12-0017-12
細胞外之FITC-BSA因錐蟲藍而失活從而不會發出螢光，僅導入至細胞內之FITC-BSA發出螢光。MFI表示各細胞之每1次螢光強度之平均值，因此MFI之值越大，表示於細胞內越組入有水溶性高分子化合物且為低膜透過性化合物之FITC-BSA。根據表1之結果得知，多糖衍生物1及2使水溶性高分子量物質向細胞內之導入效率較高。
<細胞毒性試驗>
於96孔盤之各阱中播種CHO細胞之Ham'sF12培養基懸濁液(2×105cells/mL)100μL，並於二氧化碳培養箱中預培養24小時。添加多糖衍生物1~2、或比較化合物1~2之Opti-MEM培養基溶液(2g/mL)10μL，於二氧化碳培養箱中培養1小時，進而添加Cell Counting Kit-8 10μL並於二氧化碳培養箱中靜置1小時。此後，測定450nm下之吸光度，將添加有多糖衍生物1~2、或比較化合物1~2之情形時之吸光度 相對於未添加之情形時之吸光度之比率(%)作為細胞生存率。將結果示於表2。再者，細胞生存率越低，表示細胞毒性越高。
Figure 105105985-A0202-12-0018-13
根據表2之結果得知，多糖衍生物1及2相比於比較化合物1及2，細胞生存率較高且細胞毒性較低。
<110> 常翔學園教育基金會艾迪科公司
<120> 膜透過性之具肽鏈之多糖衍生物
<130> A1506
<160> 12
<170> 專利版本3.5
<210> 1
<211> 13
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 親水性鹼性肽
<400> 1
Figure 105105985-A0202-12-0019-14
<210> 2
<211> 17
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 親水性鹼性肽
<400> 2
Figure 105105985-A0202-12-0019-15
<210> 3
<211> 15
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 親水性鹼性肽
<400> 3
Figure 105105985-A0202-12-0020-16
<210> 4
<211> 13
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 親水性鹼性肽
<400> 4
Figure 105105985-A0202-12-0020-17
<210> 5
<211> 19
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 親水性鹼性肽
<400> 5
Figure 105105985-A0202-12-0020-18
<210> 6
<211> 16
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 兩親性鹼性肽
<400> 6
Figure 105105985-A0202-12-0021-19
<210> 7
<211> 19
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 兩親性鹼性肽
<400> 7
Figure 105105985-A0202-12-0021-20
<210> 8
<211> 16
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 兩親性鹼性肽
<400> 8
Figure 105105985-A0202-12-0021-21
<210> 9
<211> 17
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 兩親性鹼性肽
<400> 9
Figure 105105985-A0202-12-0022-22
<210> 10
<211> 34
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 親水性鹼性肽
<400> 10
Figure 105105985-A0202-12-0022-23
<210> 11
<211> 27
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 疏水性鹼性肽
<400> 11
Figure 105105985-A0202-12-0022-24
Figure 105105985-A0202-12-0023-25
<210> 12
<211> 21
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 疏水性鹼性肽
<400> 12
Figure 105105985-A0202-12-0023-26
Figure 105105985-A0202-11-0002-2

Claims (14)

  1. 一種多糖衍生物，其具有下述通式(1)所表示之部分結構，
    Figure 105105985-A0305-02-0026-1
     (式中，X1表示自中性胺基酸或ω-胺基烷酸去除末端胺基及末端羧基後之殘基，X2表示自膜透過性肽去除末端胺基及末端羧基後之殘基，X3表示羥基、胺基、碳數1~4之烷氧基或苄氧基，a表示0或1之數，b表示2~50之數；X1所表示之中性胺基酸為選自天冬醯胺、半胱胺酸、麩醯胺、甘胺酸、甲硫胺酸、苯丙胺酸、脯胺酸、蘇胺酸及羥基脯胺酸之至少一種；構成上述膜透過性肽之鹼性胺基酸相對於總胺基酸之比率以莫耳基準計為50%以上)。
  2. 如請求項1之多糖衍生物，其中構成上述通式(1)之X2之胺基酸之至少1個為鹼性胺基酸。
  3. 如請求項1之多糖衍生物，其中上述通式(1)之a為0之數。
  4. 如請求項1之多糖衍生物，其中相對於多糖衍生物之總糖單元，上述通式(1)所表示之部分結構之比率為0.001~0.8。
  5. 如請求項1之多糖衍生物，其中上述通式(1)所表示之部分結構為下述通式(2)所表示之部分結構，
    Figure 105105985-A0305-02-0026-2
     (式中，X1~X3及b與通式(1)同義)。
  6. 如請求項5之多糖衍生物，其中具有上述通式(2)所表示之部分結構之多糖衍生物為下述通式(3)所表示之多糖衍生物，
    Figure 105105985-A0305-02-0027-3
     (式中，c及d表示：c+d使通式(3)所表示之多糖衍生物之重量平均分子量成為5000~5000萬，且d/(c+d)成為0.002~1之數，X1~X3及b與通式(1)同義；其中，c之單元與d之單元呈無規狀連結)。
  7. 一種導入劑，其係用以將低膜透過性化合物導入至細胞內或黏膜內之導入劑，且包含如請求項1至6中任一項之多糖衍生物。
  8. 一種用以將低膜透過性化合物導入至生物體外之細胞內之方法，其使用如請求項7之導入劑。
  9. 一種用以將低膜透過性化合物導入至生物體外之黏膜組織內之方法，其使用如請求項7之導入劑。
  10. 如請求項1之多糖衍生物，其中X3為胺基、碳數1~4之烷氧基或苄氧基。
  11. 一種用以將低膜透過性化合物導入至生物體外之細胞內之方法，其使用用以將低膜透過性化合物導入至細胞內之導入劑，上述導入劑包含如請求項1之多糖衍生物，低膜透過性化合物為蛋白性醫藥品、酵素、抗體或糖蛋白質。
  12. 如請求項11之方法，其中X3為胺基、碳數1~4之烷氧基或苄氧基。
  13. 一種用以將低膜透過性化合物導入至生物體外之黏膜組織內之方法，其使用用以將低膜透過性化合物導入至黏膜內之導入劑，上述導入劑包含如請求項1之多糖衍生物，低膜透過性化合物為蛋白性醫藥品、酵素、抗體或糖蛋白質。
  14. 如請求項13之方法，其中X3為胺基、碳數1~4之烷氧基或苄氧基。
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