WO2015075942A1 - 薬剤送達用のキャリア、コンジュゲートおよびこれらを含んでなる組成物並びにこれらの投与方法 - Google Patents

薬剤送達用のキャリア、コンジュゲートおよびこれらを含んでなる組成物並びにこれらの投与方法 Download PDF

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片岡 一則
泰孝 安楽
西山 伸宏
完二郎 宮田
石井 武彦
有 松本
優 福里
明祐 溝口
隆徳 横田
宏哉 桑原
一隆 仁科
水澤 英洋
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国立大学法人 東京大学
国立大学法人東京医科歯科大学
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    • C07K2317/00Immunoglobulins specific features
    • C07K2317/90Immunoglobulins specific features characterized by (pharmaco)kinetic aspects or by stability of the immunoglobulin
    • C07K2317/94Stability, e.g. half-life, pH, temperature or enzyme-resistance

Definitions

  • the present invention relates to a carrier for drug delivery, a conjugate, a composition comprising them, and a method for producing and administering them.
  • the permeation selectivity of the blood brain barrier is high, and it can hardly pass except for some substances (for example, alcohol, caffeine, nicotine and glucose). This has made it difficult to treat brain diseases with brain therapeutic agents, diagnose brain diseases with brain diagnostic agents, or contrast the brain with contrast agents.
  • Patent Document 1 A technique for delivering an antibody to the brain by utilizing the characteristic that glucose passes through the blood-brain barrier has been developed (Patent Document 1).
  • this antibody is simply a technique for glycosylating the antibody, and its effect is limited.
  • the present invention provides carriers for drug delivery, conjugates, compositions comprising these, and methods for their administration.
  • the present inventors administer a vesicle such as a micelle whose outer surface is modified with glucose to a subject in which hypoglycemia has been induced, and then raise the blood glucose level, the vesicle is delivered to the brain very efficiently. I found out. The present invention is based on this finding.
  • a composition for administration to a subject according to a dosage regime comprising a carrier for drug delivery comprising:
  • the dosing regimen comprises administering the composition to a subject that has been fasted or induced hypoglycemia and inducing an increase in blood glucose level in the subject,
  • the composition wherein the carrier has an outer surface modified with a GLUT1 ligand.
  • a composition for administration to a subject according to a dosing schedule comprising a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand
  • the dosing regimen comprises administering the composition to a subject that has fasted or induced hypoglycemia and inducing an increase in blood glucose level in the subject.
  • composition according to (1) or (2) above for delivering a drug to the brain.
  • the composition according to (1) or (2) above which allows a drug to pass through the blood brain barrier.
  • the composition according to (1) or (2) above which allows a drug to pass through the blood nerve barrier, blood retinal barrier or blood cerebrospinal fluid barrier.
  • the composition according to (1) or (2) above for delivering a drug to cerebral vascular endothelial cells.
  • composition (9) The composition according to any one of the above (1) to (8), wherein the composition is intravenously administered by infusion and the administration of the infusion is continued for 10 minutes or more. (10) The carrier according to any one of (1) and (3) to (9) above, wherein the carrier is a vesicle and 10 to 40 mol% of the polymer forming the vesicle is modified with a GLUT1 ligand. Composition. (11) The carrier according to any one of (1) and (3) to (9) above, wherein the carrier is a vesicle, and 40 to 100 mol% of the polymer forming the vesicle is modified with a GLUT1 ligand. Composition.
  • the carrier is a vesicle, and the vesicle is a vesicle having a diameter of 400 nm or less.
  • the conjugate is formed by linking a drug and a GLUT1 ligand via a linker.
  • the GLUT1 ligand is glucose.
  • the drug is at least one drug selected from a physiologically active substance, an antibody, a nucleic acid, a biocompatible fluorescent dye, and a contrast agent. object.
  • the GLUT1 ligand is glucose.
  • glucose is conjugated with a polymer via the carbon at the 6-position.
  • a drug delivery vesicle comprising the conjugate according to any one of (17) to (20) above, A vesicle, wherein the conjugate is 40-100 mol% of the total macromolecule forming the vesicle.
  • (23) Use of a GLUT1 ligand for producing the composition according to any one of (1) to (16) above or the vesicle according to (21) or (22) above.
  • FIG. 1 shows a polyion complex micelle (PIC micelle) whose outer surface is modified with glucose and a preparation method thereof.
  • FIG. 2 shows the result of dynamic light scattering measurement (DLS) of the particle size distribution of the Glc (6) -Cy5-PIC micelle obtained in Example 1 and the particle image obtained by a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • Glc (6) indicates that it is bound to a polymer that forms a micelle at the 6th carbon of glucose.
  • FIG. 3 shows the selective and effective accumulation of Glc (6) -Cy5-PIC micelles obtained in Example 1 in the brain.
  • FIG. 4 is a graph showing accumulation of micelles in the brain obtained by binding glucose to a polymer at the 3rd or 6th carbon.
  • FIG. 5 is a diagram showing a fluorescence microscopic image (FIG. 5A) of the brain parenchyma when micelles are taken into the brain, and changes in blood glucose level and brain uptake amount (FIG. 5B).
  • FIG. 6 is a diagram showing accumulation of PICsome having a diameter of 100 nm in the brain.
  • FIG. 7 shows accumulation of siRNA micelles whose outer surface is modified with glucose in the brain.
  • FIG. 7A shows siRNA micelles and preparation methods thereof, and
  • FIG. 7B shows the transition of the amount accumulated in the brain.
  • FIG. 8 is a fluorescence microscopic image showing the accumulation of siRNA micelles in brain cells.
  • FIG. 9 is a diagram showing accumulation in the brain of a polymer conjugated with one glucose molecule.
  • FIG. 10 is a diagram showing accumulation in the brain of an IgG antibody in which glucose is linked via a linker.
  • G-IgG indicates IgG linked to glucose.
  • FIG. 11 is a graph showing changes in fluorescence intensity in the brain parenchyma when Glc (6) -Cy5-PIC micelles are administered intravenously (iv) 30 minutes after glucose is administered intraperitoneally (ip). It is.
  • FIG. 12 is a diagram showing that a part of Glc (6) -Cy5-PIC micelles can accumulate in cerebrovascular endothelial cells.
  • FIG. 13 shows the localization of PIC micelles after intravenous administration in mouse cerebral cortex.
  • FIG. 14 is a diagram showing the localization of PIC micelles after intravenous administration in a section of mouse cerebral cortex.
  • FIG. 15 is a diagram showing the temporal localization change of PIC micelles after intravenous administration in mouse cerebral cortex.
  • the “drug transporter” means a carrier for drug delivery, and includes fine particles capable of encapsulating a drug, such as vesicles, dendrimers, hydrogels, and nanospheres.
  • the drug transporter generally has a diameter of 10 nm to 400 nm.
  • vesicle means a micelle or a hollow fine particle.
  • the vesicle preferably has a biocompatible outer shell, the outer surface of which is modified with a GLUT1 ligand. This allows vesicles to interact with GLUT1.
  • micelle means a vesicle formed by a single layer of molecular film.
  • examples of micelles include micelles formed from amphiphilic molecules such as surfactants, and micelles formed from polyion complexes (PIC micelles). It is known that the micelle is preferably modified on the outer surface with polyethylene glycol from the viewpoint of residence time in blood.
  • the “liposome” means a vesicle formed by a bilayer molecular film.
  • the molecular membrane is usually a bilayer membrane made of phospholipids.
  • PICsome polyion complex type polymersome
  • PICsome means hollow fine particles formed by a polyion complex. It is known that the outer surface of PICsome is preferably modified with polyethylene glycol from the viewpoint of residence time in blood.
  • polyion complex (hereinafter, also referred to as “PIC”) means that a copolymer of PEG and an anionic block and a copolymer of PEG and a cationic block are charged in an aqueous solution. It is an ionic layer formed between the cationic block and the anionic block of both block copolymers when mixed so as to neutralize.
  • PIC polyion complex
  • the significance of linking PEG and the above-mentioned charged chain is that the polyion complex is prevented from aggregating and precipitating, and thereby the polyion complex has a monodisperse core-shell structure with a particle size of several tens of nm. Forming nano-particles.
  • one charged block copolymer does not require a PEG moiety and may be replaced with a homopolymer, surfactant, nucleic acid and / or enzyme.
  • at least one of the anionic polymer and the cationic polymer forms a copolymer with PEG, and both of them may form a copolymer with PEG.
  • RNAi RNA interference
  • the siRNA is not particularly limited, but is a double-stranded RNA consisting of 20 to 30 bp, preferably 21 to 23 bp, 25 bp, and 27 bp, and having a sequence homologous to the sequence of the target gene.
  • “for drug delivery” means being biocompatible and capable of encapsulating a drug in a vesicle.
  • “for drug delivery” may mean an application utilizing the action of prolonging the blood residence time of a drug compared to the blood residence time of a naked drug.
  • inducing hypoglycemia means lowering the blood glucose level in the subject than the blood glucose that should have been shown if the treatment was not performed.
  • examples of a method for inducing hypoglycemia include administration of a diabetic drug.
  • in inducing hypoglycemia as long as the purpose of inducing hypoglycemia is achieved, for example, taking other drugs or drinking a drink such as water is acceptable.
  • Inducing hypoglycemia may involve other treatments that do not substantially affect blood glucose.
  • fasting means fasting a subject, for example, 3 hours or more, 4 hours or more, 5 hours or more, 6 hours or more, 7 hours or more, 8 hours or more, 9 hours or more, 10 hours or more, 11 hours or more, 12 hours or more, 13 hours or more, 14 hours or more, 15 hours or more, 16 hours or more, 17 hours or more, 18 hours or more, 19 hours or more, 20 hours or more, 21 hours or more, 22 hours or more, 23 hours Or more, 24 hours or more, 25 hours or more, 26 hours or more, 27 hours or more, 28 hours or more, 29 hours or more, 30 hours or more, 31 hours or more, 32 hours or more, 33 hours or more, 34 hours or more, 35 hours or more, 36 hours or more, 37 hours or more, 38 hours or more, 39 hours or more, 40 hours or more, 41 hours or more, 42 hours or more, 43 hours or more, 44 hours or more, 45 hours or more, 46 hours or more, 47 hours It means to the upper or fasted at least 48 hours.
  • the fasting period is determined by a doctor or the like in view of the health condition of the subject. For example, it is preferable that the fasting period be a period of time longer than the time for the subject to reach fasting blood glucose.
  • the fasting period may be, for example, a period of time beyond which the expression of GLUT1 on the intravascular surface of cerebral vascular endothelial cells increases or reaches a plateau.
  • the fasting period can be, for example, the above period that is 12 hours or more, 24 hours or more, or 36 hours or more. Fasting may also involve other treatments that do not substantially affect blood glucose levels or the expression of GLUT1 on the intravascular surface.
  • “inducing an increase in blood glucose level” means increasing the blood glucose level in a subject in which hypoglycemia is induced or in a subject in which a hypoglycemic state is maintained.
  • the blood glucose level can be increased by various methods well known to those skilled in the art.
  • administration of an agent that induces an increase in blood glucose level for example, an increase in blood glucose level such as glucose, fructose (fructose), galactose, etc.
  • administration of a simple sugar administration of a polysaccharide that induces an increase in blood sugar level such as maltose, intake of a carbohydrate that induces an increase in blood sugar level such as starch, or diet.
  • blood glucose manipulation refers to inducing hypoglycemia in a subject and then raising the blood glucose level. After inducing hypoglycemia in the subject, the subject's blood glucose level can be maintained at the hypoglycemia.
  • the time for maintaining the subject's blood sugar level at low blood sugar is, for example, 0 hour or more, 1 hour or more, 2 hours or more, 3 hours or more, 4 hours or more, 5 hours or more, 6 hours or more, 7 hours or more, 8 hours or more 9 hours or more, 10 hours or more, 11 hours or more, 12 hours or more, 13 hours or more, 14 hours or more, 15 hours or more, 16 hours or more, 17 hours or more, 18 hours or more, 19 hours or more, 20 hours or more, 21 More than time, more than 22 hours, more than 23 hours, more than 24 hours, more than 25 hours, more than 26 hours, more than 27 hours, more than 28 hours, more than 29 hours, more than 30 hours, more than 31 hours, more than 32 hours, more than 33 hours 34 hours or more, 35 hours or more, 36 hours or more, 37 hours or more, 38 hours or more, 39 hours or more, 40 hours or more, 41 hours or more, 42 hours or more, 43 hours or more, 44 hours or more, 45 hours or less , 46 hours or more
  • the blood sugar level can be raised.
  • “maintaining blood glucose” is permitted to take other drugs or drink beverages such as water, for example, as long as the purpose of maintaining hypoglycemia in the subject is achieved. Inducing hypoglycemia may involve other treatments that do not substantially affect blood glucose.
  • subject refers to mammals including humans.
  • the subject may be a healthy subject or a subject suffering from some disease.
  • diseases include cranial nerve diseases such as psychotic disorders, depression, mood disorders, anxiety, sleep disorders, dementia and substance-related disorders.
  • dementia include, but are not limited to, Alzheimer's disease and Creutzfeldt-Jakob disease.
  • blood-brain barrier refers to a functional barrier that exists between the blood circulation and the brain and has selectivity for the permeation of substances.
  • the actual state of the blood-brain barrier is considered to be cerebrovascular endothelial cells.
  • substance permeability of the blood brain barrier there are many unclear points, but glucose, alcohol and oxygen are known to easily pass through the blood brain barrier, and fat-soluble substances and small molecules (for example, molecular weight less than 500) It is considered that there is a tendency to pass through more easily than water-soluble molecules and polymers (for example, molecular weight of 500 or more).
  • Many therapeutic agents and diagnostic agents for brain diseases do not pass through the blood-brain barrier, which is a major obstacle for treatment of brain diseases and brain analysis.
  • blood nerve barrier refers to a functional barrier that exists between the blood circulation and peripheral nerves and has selectivity for the permeation of substances.
  • blood cerebrospinal fluid barrier refers to a functional barrier that exists between blood circulation and cerebrospinal fluid and has selectivity for the permeation of substances.
  • blood retinal barrier refers to a functional barrier that exists between blood circulation and retinal tissue and has selectivity for the permeation of substances.
  • the entities of the blood nerve barrier, blood cerebrospinal fluid barrier, and blood retinal barrier are considered to be vascular endothelial cells existing at the respective barriers, and the functions thereof are considered to be the same as the blood brain barrier.
  • GLUT1 ligand means a substance that specifically binds to GLUT1.
  • Various ligands are known as GLUT1 ligands, including, but not limited to, molecules such as glucose and hexose, both of which are used in the present invention for the preparation of carriers or conjugates instead of glucose. be able to.
  • the GLUT1 ligand preferably has an affinity for GLUT1 that is equal to or greater than that of glucose.
  • the carrier whose outer surface has been modified with glucose exhibits accumulation in the brain even when administered to a subject. Therefore, a dosing regime according to the present invention may not induce fasting or hypoglycemia and / or may not induce an increase in blood glucose level.
  • the present inventors administer a carrier whose outer surface is modified with glucose such that glucose is exposed on the surface, specifically, vesicles such as micelles or polyion complex type polymersomes (PICsome) according to a certain administration plan. Then, it has been found that these carriers are remarkably delivered into the brain (brain parenchyma) across the blood brain barrier.
  • a dosage regimen according to the present invention preferably comprises fasting or administering the composition to a subject that has induced hypoglycemia, but more preferably, the dosage regimen according to the present invention is fasted. Or administering the composition to a subject that has induced hypoglycemia and inducing an increase in blood glucose level in the subject.
  • the composition may be administered to the subject simultaneously, sequentially or sequentially with the induction of an increase in blood glucose levels in the subject.
  • the dosing schedule may or may not have an interval between administration of the composition to the subject and induction of an increase in blood glucose level in the subject.
  • the composition When the composition is administered concurrently with inducing an increase in blood glucose level in the subject, the composition may be administered to the subject in a form mixed with an agent that causes an increase in blood glucose level.
  • the agent may be administered in a form other than the drug that induces an increase in blood glucose level in the subject.
  • the composition also induces an increase in blood glucose level in the subject and, if administered continuously or sequentially to the subject, the composition precedes the induction of an increase in blood glucose level in the subject.
  • the composition can be administered to the subject prior to inducing an increase in blood glucose levels in the subject.
  • the composition is administered to the subject within 15 minutes, within 10 minutes.
  • the composition is administered to the subject within 6 hours, within 4 hours, within 2 hours.
  • the above regimen cycle may be performed more than once.
  • the context of glucose administration and sample administration can be determined by the timing of passage through the blood brain barrier.
  • the cerebral cortex is composed of six layers. From the surface layer, the molecular layer (first layer), outer granule layer (second layer), outer cone cell layer (third layer), inner granule layer (fourth layer), inner layer There are cone cell layers (fifth layer) and polymorphic cell layers (sixth layer). According to the present invention, carriers can be delivered to the brain parenchyma in any of these layers. Among these layers, the carrier delivery according to the present invention is particularly effective in the outer cone cell layer (third layer) and the inner granule layer (fourth layer).
  • a huge carrier such as micelle or PICsome can be delivered to the brain extremely efficiently.
  • a huge carrier such as micelle or PICsome
  • various macromolecules and carriers modified with glucose are effectively passed through the blood-brain barrier by administering these macromolecules and carriers according to the above dosage regimen. It means that can be made.
  • GLUT1 is a glucose transporter expressed on the intravascular surface of brain vascular endothelial cells. Therefore, in the present invention, GLUT1 ligand can also play the same role as glucose. Further, in the present invention, the GLUT1 ligand can be bound so as to be exposed on the outer surface so that it can bind to the glucose transporter expressed on the inner blood vessel surface of the vascular endothelial cell of the brain.
  • molecules, complexes and vesicles and others that can present GLUT1 ligand to GLUT1 can bind to GLUT1, and when GLUT1 is taken up into the cell by glucose after binding, It is thought that it is taken in.
  • the taken-in vesicles pass through the blood brain barrier and migrate to the brain parenchyma. The more glucose molecules that modify the vesicles, the smaller the proportion of vesicles that reach the brain parenchyma, but decreased.
  • compositions or conjugates of the invention can be used for delivery to cerebrovascular endothelial cells.
  • the role of glucose in the present invention is also the same in the blood nerve barrier, blood retinal barrier and blood cerebrospinal fluid barrier.
  • GLUT1 is also expressed in vascular endothelial cells during hypoglycemia at the blood nerve barrier, blood retina barrier and blood cerebrospinal fluid barrier.
  • the compositions or conjugates of the invention can be used to cross the blood nerve barrier, blood retinal barrier and blood cerebrospinal fluid barrier.
  • the compositions or conjugates of the invention can also be used to deliver to vascular endothelial cells present at the blood nerve barrier, blood retinal barrier and blood cerebrospinal fluid barrier.
  • the inventor also has a polymer conjugated with glucose via its 6-position carbon (eg, FIG. 1) rather than a micelle obtained using a polymer conjugated with glucose via its 3-position carbon. It was found that micelles obtained using (a) have higher uptake efficiency into the brain. It is known that OH groups, which are substituents of carbon atoms at the 1-position, 3-position and 4-position, are strongly involved in the bond between GLUT1 and glucose. The fact that micelles obtained by modifying the polymer via the 6-position carbon atom that is not used for binding to GLUT1 tend to accumulate more effectively in the brain, indicating the involvement of GLUT1 in brain accumulation.
  • glucose is conjugated to a polymer or drug via any one of its 1, 3 and 4 carbon atoms, preferably via its 2 or 6 carbon atom. Can be gated.
  • at least the 1-, 3-, and 4-position OH groups of the conjugated glucose are reducing ends.
  • the GLUT1 ligand can be modified with other molecules so as not to lose its function as a ligand, and those skilled in the art can easily bind the drug to the drug based on the binding mode with GLUT1.
  • glucose bonded through the carbon atom at the n-position may be expressed as “Glc (n)” (where n is an integer of 1 to 4 and 6).
  • n is an integer of 1 to 4 and 6
  • glucose bonded through the carbon atom at the 6-position is expressed as “Glc (6)”
  • glucose bonded through the carbon atom at the 2-position is expressed as “Glc (2)”.
  • Glucose bonded through the 3-position carbon atom may be referred to as “Glc (3)”.
  • a glucose derivative that binds to GLUT1 may be used instead of glucose.
  • carriers whose outer surface can be modified with GLUT1 ligand include micelles for drug delivery, vesicles such as liposomes and PICsomes, and dendrimers, nanospheres, and hydrogels.
  • the advantage of using a carrier for drug delivery is, for example, that the drug is encapsulated inside the carrier and the drug concentration at the target site is increased, or the side effect due to the drug outside the target site is reduced.
  • the carrier used in the present invention is not particularly limited.
  • the diameter is 400 nm or less, 200 nm or less, 150 nm or less, 100 nm or less, or 80 nm or less, for example, 20 nm or more, 30 nm or more, or 40 nm or more.
  • the carrier used in the present invention has a diameter of, for example, 30 nm to 150 nm, or of 30 nm to 100 nm, for example.
  • micelles used in the present invention include micelles for drug delivery.
  • micelles for drug delivery micelles formed from block copolymers are known.
  • the block copolymer forming the micelle is not particularly limited, but in the case of a PIC micelle, a copolymer of a charged polymer block (for example, polyanion block or polycation block) and a biocompatible block (for example, polyethylene glycol block) It can be a combination or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
  • a biodegradable block copolymer as the block copolymer, and various copolymers are known as such copolymers, and any of them can be used in principle. It is.
  • highly biocompatible and biodegradable block copolymers include, for example, polyethylene glycol-polyaspartic acid, polyethylene glycol-polyglutamic acid, and polyethylene glycol-poly ((5-aminopentyl) -aspartic acid. )
  • a block copolymer can be used.
  • PIC micelles polyion complex micelles
  • micelles having a polyion complex layer formed by electrostatic interaction between a polyanion and a polycation are known. From the viewpoint of stabilizing the hydrophobic portions inside the micelle, each charged block may be linked with a hydrophobic portion such as a cholesteryl group at a terminal different from PEG forming the outer shell (for example, See Example siRNA micelles).
  • Labeling the block copolymer with a fluorescent dye can be performed by modifying the end opposite to the polyethylene glycol side of the block copolymer with a fluorescent dye (for example, NH 2 of the compound of FIG. 1 (a)). Terminal).
  • a fluorescent dye for example, NH 2 of the compound of FIG. 1 (a)
  • Terminal the GLUT1 ligand is exposed on the outer surface of the micelle by linking the GLUT1 ligand to the end on the PEG side.
  • the polyion complex type polymersome used in the present invention includes PICsome for drug delivery.
  • PICsome for drug delivery PICsome formed by a block copolymer is known.
  • the block copolymer forming PICsome include a block copolymer of a PEG block and a polycation block and a homopolyanion, or a block copolymer of a PEG block and a polyanion block and a homopolycation.
  • the block copolymer it is preferable to use a biodegradable block copolymer, and various copolymers are known as such copolymers, and any of them can be used in principle. .
  • a block copolymer having high biocompatibility and biodegradability for example, a poly (aspartic acid-tetraethylenepentamine (Asp-TEP)) block copolymer and a polyethylene glycol-poly (( 5-aminopentyl) -aspartic acid) block copolymers can be used.
  • Asp-TEP aspartic acid-tetraethylenepentamine
  • a polyethylene glycol-poly (( 5-aminopentyl) -aspartic acid) block copolymers can be used.
  • GLUT1 ligand is exposed on the outer surface of PICsome by linking GLUT1 ligand to the end of PEG side.
  • the salt is preferably a pharmaceutically acceptable salt.
  • n 4 and m 4 are each 5 to 20,000.
  • n 5 and m 5 are each 5 to 20,000.
  • PEG-poly ((5-aminopentyl) -aspartic acid) ⁇ Wherein n 6 and m 6 are each 5 to 20,000. ⁇
  • n 1 , n 2 , n 3 , n 4 , n 5 , n 6 , n 7 , n 8 , n 9 , N 10 , n 11 , n 12 , n 13 , n 14 , and n 15 are each independently an integer of 5 to 20,000, preferably an integer of 10 to 5,000, more preferably 40 to 500 It can be an integer, more preferably an integer of 5 to 1,000, even more preferably an integer of 10 to 200.
  • M 1 , m 2 , m 3 , m 4 , m 5 , m 6 , m 7 , m 8 , m 9 , m 10 , m 11 , m 12 , m 13 , m 14 and m 15 are independent of each other.
  • the salt is preferably a pharmaceutically acceptable salt.
  • the PIC micelle comprises a compound of formula (I) or a salt thereof, a compound of formula (X) or a salt thereof, a compound of formula (XIII) or a salt thereof, a compound of formula (IV) or a salt thereof, It can be obtained by mixing a compound of formula (VI) or a salt thereof.
  • n 1 , n 10 , n 13 , n 4 and n 6 are 44 and m 1 , m 10 , m 13 , and m 4 are 80.
  • M 6 is 72.
  • the salt is preferably a pharmaceutically acceptable salt.
  • PICsome is a compound of formula (I) or a salt thereof, a compound of formula (X) or a salt thereof, a compound of formula (XIII) or a salt thereof, a compound of formula (IV) or a salt thereof, It is obtained by mixing the compound of (IX) or a salt thereof.
  • n 1 , n 10 , n 13 , n 4 and n 9 are 44, m 1 , m 10 , m 13 and m 4 are 80; m 9 is 72.
  • the salt is preferably a pharmaceutically acceptable salt.
  • siRNA micelles are obtained by mixing cholesterol-conjugated siRNA with cholesterol conjugated Glc (6) -PEG-poly (Asp-TEP) or a salt thereof shown in Formula (XVI). It is done.
  • the salt is preferably a pharmaceutically acceptable salt.
  • the siRNA conjugated with cholesterol is not particularly limited, and is an siRNA conjugated with cholesterol at the 5 ′ end or 3 ′ end of the RNA strand, but these can be appropriately synthesized by those skilled in the art, or It is commercially available through custom synthesis and can be used in the present invention.
  • the siRNA is not particularly limited, but preferably cholesterol can be conjugated to the 3 'end of the sense strand or the 5' end or 3 'end of the antisense strand.
  • n 16 is an integer of 5 to 20,000, preferably an integer of 10 to 5,000, more preferably an integer of 40 to 500, and further preferably an integer of 5 to 1,000.
  • m 16 is an integer of 2 to 20,000, preferably an integer of 2 to 5,000, more preferably an integer of 40 to 500, still more preferably an integer of 5 to 1,000, even more preferably 10 to 200. It is an integer.
  • n 16 is 440 and m 16 is 60 in the above.
  • the liposome used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include liposomes formed with phospholipids such as dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC).
  • DMPC dimyristoylphosphatidylcholine
  • Various liposomes have been known for a long time and can be appropriately prepared by those skilled in the art.
  • a person skilled in the art can appropriately encapsulate drugs in liposomes.
  • the modification of the vesicle with the GLUT1 ligand is not particularly limited, and can be performed, for example, by modifying the polymer forming the vesicle with the GLUT1 ligand and then forming the vesicle.
  • the modified site of the polymer can be a site located on the outer surface when the vesicle is formed.
  • Such a polymer modified with a GLUT1 ligand can be appropriately prepared by those skilled in the art.
  • Glc (6) -PEG-poly (anion) block copolymer or Glc (6) -PEG-poly (cation) block copolymer Is described below.
  • Glc (6) -PEG-poly (anion) block copolymer or Glc (6) -PEG-poly (cation) block copolymer can be used, for example, after protecting hydroxyl groups on carbon other than the 6-position of glucose. It can be obtained by polymerizing a block copolymer with glucose.
  • Scheme 1A illustrates a synthetic scheme for compounds of formula (I) wherein n 1 is 44 and m 1 is 80.
  • Scheme 1A In Scheme 1A, EO represents ethylene oxide; K-Naph represents potassium naphthalene; TEA represents triethylamine; MsCl represents methanesulfonyl chloride; NH 3 aq. Represents ammonia water; NCA-BLA represents ⁇ -benzyl-L-aspartate-N-carboxylic anhydride.
  • BIG is obtained by reacting MIG with benzaldehyde and extracting with ethyl acetate.
  • Benzaldehyde is obtained by reacting MIG with benzaldehyde and extracting with ethyl acetate.
  • BIG-OH is lyophilized with benzene in a reaction vessel, and then dried under reduced pressure (for example, reduced pressure drying overnight at 70 ° C.).
  • reduced pressure for example, reduced pressure drying overnight at 70 ° C.
  • the degree of polymerization can be appropriately adjusted depending on the amount of ethylene oxide to be added.
  • the OH group of BIG-PEG-OH is aminated to obtain BIG-PEG-NH 2 , and further a polycation or polyanion or protected precursor thereof to the NH 2 group of BIG-PEG-NH 2
  • ⁇ -benzyl-L-aspartate-N-carboxylic acid anhydride BLA-NCA
  • BLA-NCA ⁇ -benzyl-L-aspartate-N-carboxylic acid anhydride
  • BLG-NCA ⁇ -Benzyl-L-glutamic acid-N-carboxylic anhydride
  • the degree of polymerization can be appropriately adjusted by the amount of polycation or polyanion or protected precursor thereof.
  • glucose and anion or cation protecting groups can be deprotected to give glucose-PEG-poly (anion) or glucose-PEG-poly (cation).
  • the glucose-linked copolymer can be used for the preparation of PIC micelles or PICsomes. Specifically, when a polymer having a polycation block and a polymer having a polyanion block are mixed in an aqueous solution at a ratio of neutralizing charges, PIC micelles or PICsomes are spontaneously formed. By doing so, the polyion complex is covered with the biocompatible portion, and the biocompatible portion can obtain PIC micelle or PICsome modified with glucose.
  • Glc (3) -PEG-poly (anion) and Glc (3) -PEG-poly (anion) are used in the above, for example, 1,2,5,6-di-O-isopropylate instead of BIG. It can be synthesized using redene- ⁇ -D-glucofuranose (DIG) as a starting material, and the other parts are exactly the same as above (see Scheme 1B). Similarly, Glc (2) -PEG-poly (anion) and Glc (2) -PEG-poly (anion) can be appropriately synthesized by those skilled in the art.
  • Scheme 1B illustrates a synthetic scheme for compounds of formula (X) wherein n 1 is 44 and m 1 is 80.
  • Scheme 1B is identical to Scheme 1A except that DIG is used instead of BIG as the starting material.
  • Scheme 1B In Scheme 1B, EO represents ethylene oxide; K-Naph represents potassium naphthalene; TEA represents triethylamine; MsCl represents methanesulfonyl chloride; NH 3 aq. Represents ammonia water; NCA-BLA represents ⁇ -benzyl-L-aspartate-N-carboxylic anhydride.
  • Formula (I) 1,2-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose represented by the formula:
  • Formula (Ib): Obtaining 1,2-O-isopropylidene 5,6-O-benzylidene- ⁇ -D-glucofuranose (BIG) represented by: (ii) BIG represented by formula (Ib) is reacted with ethylene oxide to formula (Ic): ⁇ Where n 17 is equal to n 1 .
  • Formula (I) (i) Formula (Ia): 1,2-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose represented by the formula: Formula (Ib): Obtaining 1,2-O-isopropylidene 5,6-O-benzylidene- ⁇ -D-glucofuranose (BIG) represented by: (ii) BIG represented by formula (Ib) is reacted with ethylene oxide to formula (Ic): ⁇ Where n 17 is equal to n 2 .
  • Formula (I) 1,2-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose represented by the formula:
  • Formula (Ib): Obtaining 1,2-O-isopropylidene 5,6-O-benzylidene- ⁇ -D-glucofuranose (BIG) represented by: (ii) BIG represented by formula (Ib) is reacted with ethylene oxide to formula (Ic): ⁇ Where n 17 is equal to n 3 .
  • a conjugate of formula (X) or a pharmaceutically acceptable salt thereof ⁇ Wherein n 10 and m 10 are each 5 to 20,000.
  • ⁇ Manufacturing method (i) Formula (Xa): 1,2,5,6-di-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose (DIG) represented by the formula (Xb): ⁇ Where n 18 is equal to n 10 ⁇
  • DIG-PEG-OH DIG-polyethylene glycol
  • the OH group of DIG-PEG-OH represented by the formula (Xb) is substituted with an amino group
  • a method is provided.
  • a conjugate of formula (XI) or a pharmaceutically acceptable salt thereof ⁇ Wherein n 11 and m 11 are each 5 to 20,000.
  • a conjugate of formula (XII) or a pharmaceutically acceptable salt thereof ⁇ Wherein n 12 and m 12 are each 5 to 20,000.
  • ⁇ Manufacturing method (i) Formula (Xa): 1,2,5,6-di-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose (DIG) represented by the formula (Xb): ⁇ Where n 18 is equal to n 10 ⁇
  • DIG-PEG-OH DIG-polyethylene glycol
  • the OH group of DIG-PEG-OH represented by the formula (Xb) is substituted with an amino group
  • Glc (2) -PEG-poly (anion) and Glc (2) -PEG-poly (anion) can be appropriately synthesized by those skilled in the art.
  • Glc (2) -PEG-poly (anion) and Glc (2) -PEG-poly (anion) are not limited to the following, but glucose in which OH groups other than the OH group substituting the 2-position carbon are protected.
  • the acetyl group is hydrolyzed to an OH group and protected with a silyl-based protecting group (for example, TBS group), and then the benzyl group is protected with a palladium catalyst or a platinum catalyst and hydrogen gas.
  • a silyl-based protecting group for example, TBS group
  • the benzyl group is protected with a palladium catalyst or a platinum catalyst and hydrogen gas.
  • Deprotecting and sterically inverting the OH group that replaces the carbon at the 2-position by Mitsunobu reaction to obtain glucose in which an OH group other than the OH group replacing the carbon at the 2-position is protected It will kill.
  • the molecule instead of BIG or DIG, others produce Glc (3), Glc (6) -PEG-poly (anion) and Glc (2) -PEG-poly (anion).
  • BIG 1,2-O-isopropylidene 5,6-O-benzylidene- ⁇ -D-glucofuranose
  • BIG 1,2-O-isopropylidene 5,6-O-benzylidene- ⁇ -D-glucofuranose
  • BIG 1,2-O-isopropylidene 5,6-O-benzylidene- ⁇ -D-glucofuranose
  • BIG 1,2-O-isopropylidene 5,6-O-benzylidene- ⁇ -D-glucofura
  • Vesicles can be formed by a known method using the above polymer. In general, vesicles can be obtained by stirring a solution in which the above-described polymer is dissolved at a certain concentration or higher. In the case of vesicles formed on the basis of a polyion complex, a polymer having a polycation moiety and a polymer having a polyanion moiety can be mixed at the same ratio.
  • Methods for encapsulating drugs in vesicles are well known to those skilled in the art, and methods well known in the present invention can also be used. For example, in order to encapsulate the drug in PIC micelles, the drug may be added to the micelle solution after micelle formation.
  • the drug is spontaneously encapsulated in the PIC micelle due to its charge.
  • the drug is encapsulated in PICsome by preparing a mixed solution of a polymer that forms PICsome and the drug and stirring and mixing them.
  • Liposomes can also be encapsulated in liposomes by preparing a mixture of the polymer that forms the liposomes and the drug and stirring and mixing them.
  • the cross-linking agent used for this purpose is not particularly limited.
  • 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) capable of condensing an amino group and a carboxy group is preferably used. Can be.
  • the proportion of the glucose-binding polymer in the polymer constituting the vesicle is 10 to 40%, the delivery efficiency of the composition to the brain parenchyma is particularly high, and the glucose-binding polymer in the polymer forming the vesicle is high.
  • the ratio can be 10 to 40%, preferably 20 to 30%, more preferably 22 to 28%, still more preferably 24 to 26% (for example, about 25%).
  • the ratio of the glucose binding molecule in the polymer constituting the vesicle is 40% or more, the efficiency of delivering the composition to the cerebral vascular endothelial cell is particularly high, and the glucose binding polymer in the polymer forming the vesicle
  • the proportion of can be 40 to 100%, for example 40 to 60%.
  • the vesicle can be modified with GLUT1 ligand (eg, glycosylation), but in terms of controlling the rate of GLUT1 ligand modification on the vesicle surface. It is preferable that a GLUT1 ligand is bound in advance to each polymer constituting the vesicle, and the vesicle is formed in the polymer after adjusting the blending ratio with the polymer not modified with the GLUT1 ligand. .
  • GLUT1 ligand eg, glycosylation
  • a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand can also be delivered to the brain by the blood glucose manipulation of the present invention.
  • the drug and GLUT1 ligand may be conjugated via a linker.
  • the linker can be a biocompatible linker, for example, polyethylene glycol can be used.
  • the agent may be conjugated with more than one molecule of GLUT1 ligand. More than one molecule of GLUT1 ligand can preferably be conjugated to the drug via a linker.
  • a linker When conjugating two or more GLUT1 ligands to a drug via a linker, for example, it may be conjugated using a polyamino acid (for example, polyaspartic acid) in which a plurality of GLUT1 ligands are bonded to the side chain. it can.
  • a linker such as PEG may be interposed between the drug and the polyamino acid.
  • a polyamino acid for example, polyaspartic acid
  • n 19 is an integer of 5 to 20,000, preferably an integer of 10 to 5,000, more preferably an integer of 40 to 500, still more preferably an integer of 5 to 1,000, even more preferably 10 to 200. It is an integer.
  • m 19 is an integer of 2 to 20,000, preferably an integer of 2 to 5,000, more preferably an integer of 40 to 500, still more preferably an integer of 5 to 1,000, and even more preferably 10 to 200. It is an integer. In some embodiments, n 19 is 273 and m 19 is 48.
  • a copolymer of PEG and polyaspartic acid in which a plurality of GLUT1 ligands are bound can be synthesized as follows.
  • DMF represents N, N′-dimethylformamide
  • Bn represents a benzyl group
  • EDC represents 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride.
  • Other abbreviations are as in the above scheme.
  • THP-PEG-OH 2- (2-hydroxyethoxy) tetrahydropyran and ethylene oxide are reacted to give THP-PEG-OH.
  • the OH group of THP-PEG-OH is mesylated using methanesulfonic acid chloride or the like.
  • the obtained MsO-PEG-THP is reacted with sodium azide to obtain a tetrahydropyranyl group polyethylene glycol (N 3 -PEG-THP) having an azide group at one end.
  • the THP protecting group is deprotected to obtain polyethylene glycol (N 3 -PEG-OH) having a 3-hydroxypropyl group at one terminal of the azide group represented by the formula (XIXa).
  • the degree of polymerization can be appropriately adjusted depending on the amount of ethylene oxide to be added.
  • N 3 -PEG-OH was aminated to obtain N 3 -PEG-NH 2.
  • N 3- Reaction of ⁇ -benzyl-L-aspartate-N-carboxylic anhydride (BLA-NCA) to the NH 2 group of PEG-NH 2 gives N 3 -PEG-PBLA.
  • the protecting group is deprotected by alkaline hydrolysis, and then the protected aminoglucose 6-amino-6-deoxy-1,2: 3,5-di-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose ( P-aminoglucose) is reacted with EDC in the presence of EDC to condense between the amino group of aminoglucose and the carboxy group of the aspartic acid residue. Thereafter, the protecting group is deprotected to obtain a polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer (N 3 -PEG-P (Asp)) having an azido group at one end.
  • N 3 -PEG-P (Asp) polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer having an azido group at one end.
  • 6-amino-6-deoxy-1,2 3,5-di-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose (P-aminoglucose) is, for example, Carbohydr. Res. 19, 197-210 (1971 ). According to Carbohydr. Res. 19, 197-210 (1971), P-aminoglucose is obtained according to Scheme 3 below.
  • TsCl represents toluenesulfonyl chloride.
  • 1,2-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose (1) is tosylated to give 1,2-O-isopropylidene-6-Op-toluenesulfonyl- ⁇ -D-glucofuranose ( 2) get.
  • 1,2-O-isopropylidene-6-Op-toluenesulfonyl- ⁇ -D-glucofuranose (2) is reacted with 2,2-dimethoxypropane to give 1,2: 3 , 5-Di-O-isopropylidene-6-Op-toluenesulfonyl- ⁇ -D-glucofuranose (3) is obtained.
  • 1,2 3,5-di-O-isopropylidene-6-Op-toluenesulfonyl- ⁇ -D-glucofuranose (3) is reacted with potassium phthalimide to give 6-deoxy-1,2, : 3,5-di-O-isopropylidene-6-phthalimide- ⁇ -D-glucofuranose (4) is obtained.
  • 6-Deoxy-1,2 3,5-di-O-isopropylidene-6-phthalimide- ⁇ -D-glucofuranose (4) is reacted with hydrazine hydrate to give 6-amino-6-deoxy- 1,2: 3,5-Di-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose (P-aminoglucose) (5) can be obtained.
  • the agent used in the present invention is not particularly limited, and physiologically active substances, antibodies, nucleic acids, biocompatible fluorescent dyes, and contrast agents such as ultrasound, MRI and CT contrast agents can be used.
  • a drug can be delivered to the brain with high selectivity. Accordingly, the drug is not particularly limited.
  • a physiologically active substance that enhances the physiological function of the brain a physiologically active substance that can treat a brain disease, an antibody that recognizes an antigen characteristic of the brain disease, and a brain disease-related substance.
  • Nucleic acids that regulate the expression of genes to be used, biocompatible fluorescent dyes that can stain the brain, and contrast agents such as ultrasound, MRI and CT contrast agents.
  • bioactive substances that enhance the physiological function of the brain as drugs, physiologically active substances that can treat brain diseases, antibodies that recognize antigens characteristic of brain diseases, nucleic acids that regulate the expression of genes related to brain diseases
  • the composition of the present invention used can be provided as a pharmaceutical composition.
  • the composition of the present invention using a biocompatible fluorescent dye capable of staining the brain as a drug and a contrast agent such as a contrast agent for ultrasound, MRI and CT can be provided as a diagnostic agent.
  • composition or conjugate of the present invention can be administered to a subject as it is, or can be administered based on the administration schedule according to the present invention.
  • the dosing schedule according to the present invention preferably the subject is first fasted or the subject is induced with hypoglycemia, but then the composition is administered to the subject. More preferably, in the regimen according to the invention, the subject is first fasted or hypoglycemia is induced in the subject, but then the composition is administered to the subject and the blood glucose level is increased in the subject. Induce.
  • the administration of the composition to the subject is performed simultaneously, sequentially or sequentially with the induction of an increase in blood glucose level in the subject.
  • the composition or conjugate of the present invention is extremely effective for delivery to these brains in the increase of blood glucose level in the administration subject.
  • the blood concentration of a composition (such as a carrier) or conjugate of the present invention in a subject that has been fasted or induced hypoglycemia is above a certain level, the blood glucose level is increased. Allows the composition (such as a carrier) or conjugate of the present invention to be delivered very effectively into the brain.
  • the composition (such as a carrier) or conjugate of the present invention is delivered into the subject's brain for some time after inducing an increase in blood glucose level in the subject.
  • composition or conjugate of the present invention it is preferable to administer the composition or conjugate of the present invention to a subject by infusion. By doing so, it is easy to ensure a constant blood concentration even for a composition or conjugate with a short residence time in blood.
  • siRNA micelles containing siRNA with a short residence time in blood are likely to be effective when administered to a subject by infusion.
  • Infusion administration can be preferably performed for 10 minutes or more, 15 minutes or more, 30 minutes or more, 45 minutes or more, 60 minutes or more, 90 minutes or more, or 2 hours or more. Infusion administration is preferably performed at a constant infusion rate.
  • Infusion administration may be performed simultaneously with inducing an increase in blood glucose level in the subject, or an increase in blood glucose level may be induced in the subject during infusion administration.
  • compositions or conjugates of the invention can be used to deliver drugs to the brain.
  • the compositions or conjugates of the invention can also allow the drug to pass through the blood brain barrier. Therefore, the composition or conjugate of the present invention can be applied to the brain parenchyma, which has been difficult to deliver in the past, bioactive substances, antibodies, nucleic acids, biocompatible fluorescent dyes, ultrasound, MRI and CT contrast agents, etc. Can be used to deliver agents such as contrast agents.
  • the compositions or conjugates of the invention can also cause the drug to accumulate in cerebral vascular endothelial cells.
  • the composition or conjugate of the present invention can be applied to cerebral vascular endothelial cells that have been difficult to deliver in the past, bioactive substances, antibodies, nucleic acids, biocompatible fluorescent dyes, and imaging for ultrasound, MRI and CT. It can be used to deliver agents such as contrast agents.
  • the compositions or conjugates of the present invention can also be used to deliver agents that weaken or destroy adhesion between cerebral vascular endothelial cells to cerebral vascular endothelial cells.
  • the composition or conjugate of the present invention is applied to the retina, peripheral nerves and / or cerebrospinal fluid, bioactive substances, antibodies, nucleic acids, biocompatible fluorescent dyes, ultrasound, MRI and CT contrast agents, etc. Can be used to deliver agents such as contrast agents.
  • compositions or conjugates of the present invention can also be used for bioactive substances, antibodies, nucleic acids, biocompatible fluorescent dyes, and ultrasound on vascular endothelial cells present at the blood nerve barrier, blood retinal barrier or blood cerebrospinal fluid barrier, respectively. It can be used to deliver agents such as contrast agents such as MRI and CT contrast agents.
  • the composition or conjugate of the present invention is used to deliver an agent that weakens or destroys the adhesion between vascular endothelial cells present at the blood nerve barrier, blood retinal barrier or blood cerebrospinal fluid barrier to the cerebral vascular endothelial cells, respectively. You can also. By weakening or destroying the adhesion between vascular endothelial cells, the function of the barrier is weakened, and various barriers can be passed through.
  • composition and conjugate of the present invention can be administered by oral administration and parenteral administration (for example, intravenous administration or intraperitoneal administration).
  • a method for targeting brain tissue comprising administering a drug delivery carrier whose outer surface is modified with a GLUT1 ligand to a subject according to an administration plan.
  • the present invention also provides a method of targeting cerebral vascular endothelial cells comprising administering to a subject a drug delivery carrier whose outer surface is modified with a GLUT1 ligand according to a dosing regimen.
  • a dosing schedule according to the present invention preferably comprises administering the carrier to a subject that has been fasted or induced hypoglycemia, but more preferably, the dosing schedule according to the present invention is fasted or low.
  • targeting peripheral nerve tissue, retina and / or cerebrospinal fluid comprising administering to a subject a drug delivery carrier whose outer surface is modified with a GLUT1 ligand according to a dosing regimen
  • a method is provided.
  • a method of targeting vascular endothelial cells is provided.
  • the carrier can contain a drug such as a physiologically active substance, an antibody, a nucleic acid, a biocompatible fluorescent dye, and a contrast agent such as an ultrasound, MRI and CT contrast agent.
  • a drug such as a physiologically active substance, an antibody, a nucleic acid, a biocompatible fluorescent dye, and a contrast agent such as an ultrasound, MRI and CT contrast agent.
  • the target is a brain tissue comprising administering a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand or a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand linked via a linker to a subject according to a dosing schedule.
  • a method of delivering an agent to brain tissue is provided.
  • a cerebral vascular endothelium comprising administering a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand or a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand linked via a linker to a subject according to a dosing schedule.
  • a method for targeting cells is provided.
  • a dosing schedule according to the present invention preferably comprises fasting or administering the composition to a subject that has induced hypoglycemia, but more preferably the dosing schedule according to the present invention is fasting or Administering the composition to a subject that has induced hypoglycemia and inducing an increase in blood glucose level in the subject.
  • peripheral nerve tissue comprising administering a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand or a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand linked via a linker to a subject according to a dosing schedule.
  • a blood nerve barrier comprising administering a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand or a conjugate of a drug and a GLUT1 ligand linked via a linker to a subject according to a dosing schedule.
  • a method of targeting vascular endothelial cells present at the blood retinal barrier or blood cerebrospinal fluid barrier, respectively, is provided.
  • a bioactive substance an antibody, a nucleic acid, a biocompatible fluorescent dye, and a drug such as a contrast agent such as an ultrasound, MRI and CT contrast agent can be used.
  • a drug such as a contrast agent such as an ultrasound, MRI and CT contrast agent.
  • a therapeutic or preventive drug for brain diseases can be used as a drug.
  • the method comprises administering a drug delivery carrier having an outer surface modified with a GLUT1 ligand and encapsulating a therapeutic or prophylactic agent for brain disease to a subject in need thereof according to an administration plan.
  • a method of treating or preventing brain disease is provided.
  • the present invention includes administering a drug delivery carrier whose outer surface is modified with a GLUT1 ligand and encapsulating a therapeutic or prophylactic agent for peripheral nerve disease to a subject in need thereof according to a dosage plan.
  • a method for treating or preventing brain disease is provided.
  • the method comprises administering to a subject in need thereof a drug delivery carrier having an outer surface modified with a GLUT1 ligand and encapsulating a therapeutic or prophylactic agent for retinal diseases according to a dosage plan.
  • a method of treating or preventing brain disease is provided.
  • a dosing schedule according to the present invention preferably comprises fasting or administering the composition to a subject that has induced hypoglycemia, but more preferably the dosing schedule according to the present invention is fasting or Administering the composition to a subject that has induced hypoglycemia and inducing an increase in blood glucose level in the subject.
  • a therapeutic or preventive drug for brain diseases can be used as a drug.
  • a conjugate of a therapeutic or preventive drug for brain disease and a GLUT1 ligand, or a conjugate formed by linking a therapeutic or preventive drug of brain disease and a GLUT1 ligand via a linker is provided.
  • a method for treating or preventing a brain disease comprising administering to a subject in need thereof.
  • a conjugate of a peripheral nerve disease therapeutic or prophylactic agent and a GLUT1 ligand or a conjugate of a peripheral nerve disease therapeutic or prophylactic agent and a GLUT1 ligand linked via a linker comprising administering to a subject in need thereof according to a dosing regimen.
  • a conjugate of a retinal disease therapeutic agent or prophylactic agent and a GLUT1 ligand or a conjugate of a retinal disease therapeutic agent or prophylactic agent and a GLUT1 ligand linked via a linker is administered.
  • a dosing schedule according to the present invention preferably comprises fasting or administering the composition to a subject that has induced hypoglycemia, but more preferably the dosing schedule according to the present invention is fasting or Administering the composition to a subject that has induced hypoglycemia and inducing an increase in blood glucose level in the subject.
  • a pharmaceutical composition for treating or preventing brain disease comprising a therapeutic agent or preventive agent for brain disease.
  • the uptake of a drug into the brain is improved, and it is clear that the pharmaceutical composition of the present invention is useful for treating or treating a brain disease.
  • a pharmaceutical composition for treating or preventing peripheral nerve disease comprising a therapeutic agent or preventive agent for peripheral nerve disease.
  • the uptake of drugs into peripheral nerves is improved, and it is clear that the pharmaceutical composition of the present invention is useful for the treatment or prevention of peripheral nerve diseases.
  • the present invention further provides a pharmaceutical composition for treating or preventing retinal diseases, comprising a retinal disease therapeutic agent or prophylactic agent.
  • the uptake of a drug into the retina is improved, and it is clear that the pharmaceutical composition of the present invention is useful for the treatment or prevention of retinal diseases.
  • the therapeutic agent or prophylactic agent is included in the composition in a form encapsulated in a carrier, or is conjugated to the composition in a form conjugated with or without a GLUT1 ligand. May be included.
  • brain diseases include brain diseases that can be treated by passing a blood brain barrier through a therapeutic agent for brain diseases, such as anxiety, depression, sleep disorders, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and multiple sclerosis. Therefore, in the present invention, in order to treat these brain diseases, therapeutic agents for brain diseases such as anti-anxiety agents, antidepressants, sleep-inducing agents, Alzheimer's therapeutic agents, Parkinson's disease therapeutic agents, and multiple sclerosis therapeutic agents, Prophylactic drugs can be used.
  • therapeutic agents for brain diseases such as anti-anxiety agents, antidepressants, sleep-inducing agents, Alzheimer's therapeutic agents, Parkinson's disease therapeutic agents, and multiple sclerosis therapeutic agents.
  • Alzheimer's disease therapeutic agent for example, A ⁇ antibody is well known
  • Parkinson's disease therapeutic agent for example, dopamine receptor agonist and L-dopa are well known
  • multiple sclerosis therapeutic agent for example, adrenal gland Steroid drugs, interferon ⁇ (IFN ⁇ ), and immunosuppressants are well known and these therapeutic agents can be used in the present invention.
  • Peripheral neurological diseases include peripheral neurological diseases that can be treated by passing a blood brain barrier through a therapeutic agent for peripheral neurological diseases, such as Guillain-Barre syndrome, Fisher syndrome, and chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy.
  • Retinal diseases include retinal diseases that can be treated by passing retinal disease drugs through the blood-brain barrier, such as retinitis pigmentosa, cerebral reticular retinal atrophy, choroideremia, crystallin retinopathy, congenital cataract, congenital arrest.
  • retinal diseases include retinal diseases that can be treated by passing retinal disease drugs through the blood-brain barrier, such as retinitis pigmentosa, cerebral reticular retinal atrophy, choroideremia, crystallin retinopathy, congenital cataract, congenital arrest.
  • Superficial night blindness small mouth disease, white spotted fundus, white spotted retinopathy, pigmented paravenous choroidal atrophy, Stargardt disease, yolk macular dystrophy, juvenile retinal seizures, central ring-shaped choroidal dystrophy, occult macular Examples include dystrophies, familial exudative vitreoretinopathy and retinal pigment streaks.
  • Example 1 Production of Glc (6) -PIC micelle In Example 1, a polymer necessary for micelle formation was synthesized.
  • BIG-PEG-OH tetrahydrofuran
  • the OH group of the obtained BIG-PEG-OH was aminated to synthesize BIG-PEG-NH 2 having an aminoethyl group.
  • 2.0 g of benzene freeze-dried BIG-PEG-OH is dissolved in 20 mL of THF solution in which 0.8 mL of triethylamine is dissolved.
  • the precipitated salt was removed by filtration, and the filtrate was reprecipitated with 500 mL of a cryogen containing diethyl ether containing 10% methanol, filtered and dried under reduced pressure.
  • the obtained powder was dissolved in 100 mL of 25% aqueous ammonia solution and reacted at room temperature for 2 days. It dialyzed with the ammonium aqueous solution diluted 2000 times using the dialysis membrane (fraction molecular weight 1,000), and dialyzed with the pure water after that. Thereafter, the fraction in which amination did not proceed was removed with sephadex C-25 (GE healthcare), and freeze-dried to recover 1.6 g of BIG-PEG-NH 2 (yield 85%). No peaks due to impurities were observed in the H 1 NMR spectrum of BIG-PEG-NH 2 after purification (data not shown).
  • BIG-PEG-PBLA ⁇ -benzyl-L-aspartate
  • BIG-PEG-PBLA ⁇ -benzyl-L-aspartate-N-carboxylic acid anhydride
  • BLA-NCA ⁇ -benzyl-L-aspartate-N-carboxylic acid anhydride
  • BIG-PEG-polyaspartic acid (hereinafter referred to as “BIG-PEG-P (Asp.)”) was synthesized from the obtained BIG-PEG-PBLA.
  • the benzyl ester is hydrolyzed at room temperature while suspending 500 mg of BIG-PEG-PBLA in 0.5N sodium hydroxide. After the copolymer was dissolved, it was dialyzed in water using a dialysis membrane (fractionated molecular weight 1,000). The solution in the membrane was lyophilized to obtain 132 mg (yield 68%) of BIG-PEG-P (Asp.).
  • Glc (6) -PEG-P (Asp.) was synthesized from BIG-PEG-P (Asp.).
  • Glc (6) means that glucose is bonded to PEG at its 6th carbon.
  • 100 mg of BIG-PEG-P (Asp.) was dissolved in 10 mL of trifluoroacetic acid / pure water (8: 2) and reacted for 1 hour.
  • Dialysis was performed in the order of 0.01N NaOH and pure water using a dialysis membrane (fractionated molecular weight: 1,000). The solution in the membrane was lyophilized to obtain 70 mg (yield 70%) of Glc (6) -PEG-P (Asp.).
  • PEG-P polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer
  • PEG-P polyethylene glycol-poly ((5-aminopentyl) -aspartic acid) block copolymer
  • DAP 1,5-diaminopentane
  • DIG-PEG-OH was obtained from benzene lyophilized 1,2,5,6-di-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose (DIG). Obtained. Specifically, 0.72 g of DIG (manufactured by TCI) was dissolved in 5 mL of THF to obtain a DIG-OH solution. Thereafter, 3.5 mL of a THF solution containing 0.3 M potassium naphthalene was added dropwise to the obtained DIG-OH solution, and 2.5 mL of ethylene oxide (EO) was added in an argon atmosphere and reacted at room temperature for 48 hours.
  • EO ethylene oxide
  • DIG-PEG-OH obtained to obtain a DIG-PEG-NH 2 was aminated.
  • 3.2 g of benzene lyophilized DIG-PEG-OH is dissolved in 32 mL of THF solution in which 0.8 mL of triethylamine is dissolved.
  • a solution of 912 mg of methanesulfonyl chloride dissolved in 32 mL of cold THF was added to the above DIG-PEG-OH solution and allowed to react overnight at room temperature.
  • the precipitated salt was removed by filtration, and the filtrate was reprecipitated with 500 mL of a cryogen containing diethyl ether containing 10% methanol, filtered and dried under reduced pressure.
  • the obtained powder was dissolved in 100 mL of 25% aqueous ammonia solution and reacted at room temperature for 2 days. It dialyzed in order of the pure water in the ammonium aqueous solution diluted 2000 times using the dialysis membrane (fraction molecular weight 1,000). Thereafter, the fraction not aminated with Sephadex C-25 (GE healthcare) was removed and lyophilized to recover 2.95 g of DIG-PEG-NH 2 (yield 89%).
  • DIG-PEG-NH 2 obtained was synthesized DIG-PEG-PBLA. Specifically, 1.7 g of BLA-NCA was dissolved in 3.5 mL of DMF and diluted with 30 mL of dichloromethane. 200 mg of DIG-PEG-NH 2 after benzene lyophilization was dissolved in 4 mL of dichloromethane, and the solution was added to the BLA-NCA solution and polymerized at 35 ° C. for 40 hours in the presence of argon.
  • DIG-PEG-polyaspartic acid (DIG-PEG-P (Asp.)) was synthesized from the obtained DIG-PEG-PBLA. Specifically, benzyl ester is hydrolyzed at room temperature while suspending 500 mg of DIG-PEG-PBLA in 0.5N sodium hydroxide. After the copolymer was dissolved, it was dialyzed in water using a dialysis membrane (fractionated molecular weight 1,000). The solution in the membrane was lyophilized to obtain 145 mg (yield 54%) of DIG-PEG-P (Asp.).
  • Glc (3) -PEG-P (Asp.) was synthesized from the obtained DIG-PEG-P (Asp.).
  • Glc (3) means that glucose is bonded to PEG at the 3rd carbon.
  • Dialysis was performed in the order of 0.01N NaOH and pure water using a dialysis membrane (fractionated molecular weight: 1,000). The solution in the membrane was lyophilized to obtain 75 mg (yield 86%) of Glc (3) -PEG-P (Asp.).
  • Cy5-PIC micelle 50 mg of Cy5-PEG-P (Asp.) was dissolved in 50 mL of 10 mM phosphate buffer (PB, pH 7.4, 0 mM NaCl), and 1 mg / mL of Cy5-PEG-P (Asp.) Was dissolved. ) A solution was prepared. Similarly, 50 mg of PEG-P (Asp.-AP) was dissolved in 50 mL of PB to prepare a 1 mg / mL PEG-P (Asp.-AP) solution.
  • the size (Z average particle diameter) and polydispersity index (PDI) of the obtained Cy5-PIC micelles were measured with a Zetasizer (Malvern). Size was measured by the diffusion of particles moving by Brownian motion, and the measurement results were converted to particle size and particle size distribution using Stokes-Einstein equation. The micelle shape was evaluated using a transmission electron microscope (TEM, JEM-1400).
  • TEM transmission electron microscope
  • the Z average particle diameter is data obtained by analyzing measurement data of a dynamic light scattering method such as a particle dispersion using a cumulant analysis method. In the cumulant analysis, an average value of the particle diameter and a polydispersity index (PDI) are obtained.
  • this average particle diameter is defined as the Z average particle diameter.
  • the work of fitting a polynomial to the logarithm of the G1 correlation function obtained by measurement is called cumulant analysis.
  • the constant b in LN (G1) a + bt + ct 2 + dt 3 + et 4 +... Is called a second-order cumulant or Z-average diffusion coefficient.
  • the value obtained by converting the value of the Z average diffusion coefficient into the particle size using the viscosity of the dispersion medium and some device constants is the Z average particle size, and is a value suitable for quality control purposes as an index of dispersion stability.
  • Glc (6) -Cy5-PIC micelle 20 mg of Glc (6) -PEG- P (Asp.) And 40 mg of Cy5-PEG-P (Asp.) Were mixed with 10 mM phosphate buffer (PB, pH 7.4, 0 mM NaCl). ) Dissolved in 60 mL to prepare a mixed solution of 1 mg / mL Cy5-Glc (6) -PEG-P (Asp.) And PEG-P (Asp.).
  • PEG-P (Asp.-AP) was dissolved in 50 mL of PB to prepare a 1 mg / mL PEG-P (Asp.-AP) solution.
  • Two kinds of aqueous solutions that is, a mixture of Cy5-PEG-P (Asp.) And PEG-P (Asp.) And a PEG-P (Asp.-AP) solution, 4 mL and 7.0 mL, respectively, were added to 50 mL of conical. Added to the tube and vortexed for 2 minutes (2000 rpm).
  • Glc (6) -Cy5-PIC micelles Characterization of Glc (6) -Cy5-PIC micelles The size (Z average particle diameter) and polydispersity index (PDI) of the obtained Glc (6) -Cy5-PIC micelles were measured with a Zetasizer (Malvern). As a result, it was revealed that micelles having an average particle diameter of 40 nm and a uniform particle diameter were obtained (FIG. 2A). The micelle shape was observed after staining with uranyl acetate using a transmission electron microscope (TEM, JEM-1400) (FIG. 2B).
  • TEM transmission electron microscope
  • Glc (3) -Cy5-PIC micelle 20 mg of Glc (3) -PEG- P (Asp.) And 40 mg of Cy5-PEG-P (Asp. ) Were added to pH 7.4 10 mM phosphate buffer (PB, 0 mM NaCl). Dissolved in 60 mL, a mixed solution of 1 mg / mL Cy5-Glc (3) -PEG-P (Asp.) And PEG-P (Asp.) was prepared.
  • PEG-P (Asp.-AP) was dissolved in 50 mL of PB to prepare a 1 mg / mL PEG-P (Asp.-AP) solution.
  • Example 2 Pharmacokinetic evaluation experiment of PIC micelle
  • the micelle prepared in Example 1 was intravenously administered to mice and the pharmacokinetics thereof was examined. When micelles were administered, the effect of blood glucose manipulation was also evaluated.
  • accumulation in the brain was evaluated based on the amount (%) accumulated per gram of brain with respect to the total dose.
  • the mouse After waiting for a predetermined time, the mouse was anesthetized, and after laparotomy, blood was collected from the abdominal aorta, and the brain, liver, spleen, kidney, heart, lung and thigh muscle were taken out.
  • the collected blood is centrifuged at 15,000 rpm for 5 minutes at 4 ° C. to prepare plasma, dispensed into a 96-well plate (Thermo Fisher, USA), and the fluorescence intensity of the plasma by fluorescence measurement using Tecan Infinite M1000 PRO The micelle concentration in the blood was quantified.
  • the blood of a mouse to which no sample was administered was used as a control.
  • the pharmacokinetics of the drug was evaluated on the assumption that the total blood of the mouse was 2 mL, and the amount of plasma was 55%.
  • the accumulation efficiency (%) of micelles in each organ was quantified by fluorescence measurement using PRO.
  • Glc (6) -PIC micelles in the brain is important to reduce the blood glucose level of mice by fasting and to increase the blood glucose level of mice before and after micelle administration. It became clear. However, some micelles are taken up into the brain even after micelle administration and before resumption of feeding in fasted mice (black squares in FIG. 3A). In mice not fasted, some micelles were taken into the brain after micelle administration (open squares in FIG. 3A). Moreover, when the amount of micelles accumulated in each organ was evaluated, the amount accumulated in the brain was selectively increased by the blood glucose manipulation (FIG. 3B). Therefore, it can be understood that the increase in accumulated amount due to blood glucose manipulation is brain-specific.
  • the liver and kidney showed accumulation of about 8% and 4%, respectively, irrespective of the presence or absence of blood glucose manipulation (data not shown).
  • all of the cationic polymers used for preparing micelles (Glc (6) -PIC micelles) whose outer surface is modified via carbon at the 6-position of glucose are converted to Glc (6) -PEG-P.
  • Glc (6) -PIC micelles whose outer surface is modified via carbon at the 6-position of glucose
  • Micelles with a glucose introduction rate of 50% can be obtained, and if half of them are Glc (6) -PEG-P (Asp.)
  • Micelles with a glucose introduction rate of 25% can be obtained.
  • micelles with a glucose introduction rate of 25% showed accumulation in the brain exceeding 3%
  • micelles with a glucose introduction rate of 50% showed a brain with about 1.3%. Showed accumulation.
  • Glc (3) -PIC micelle and Glc (6) -PIC micelle whose outer surface was modified via the carbon at the 3rd position of glucose was compared.
  • Glc (6) -Cy5-PIC micelles and Glc (3) -Cy5-PIC micelles were i. v. After 6 hours of administration, feeding was resumed, and 8 hours after administration (2 hours after resumption of feeding), the brain was removed, and the accumulation amount of each sample in the brain was calculated by the method described above. Then, more Glc (6) -PIC micelles showed accumulation in the brain than Glc (3) -PIC micelles (FIG. 4B).
  • FIG. 5B (0 minutes in the graph FIG. 5B is the timing of sample administration). Then, 30 minutes after sample administration, a 20 v / v% glucose solution was injected i. p. Administered.
  • a behavior of the sample in the brain was observed in real time for about 3 hours using a laser having an excitation wavelength of 638 nm (fluorescence wavelength: 662 to 737 nm). Then, it was observed that the fluorescence observed only in the blood vessel oozes out into the brain parenchyma (for example, the dotted line portion) with time (FIG. 5A).
  • the horizontal axis is the observation elapsed time, and the vertical axis is in the ROI (region of interest) of five regions that do not overlap with the cerebral blood vessels (dotted line portion of the brain parenchyma shown in FIG. 5A)
  • the average fluorescence intensity was plotted.
  • the uptake of micelles into the brain parenchyma increased following the increase in blood glucose level (FIG. 5B).
  • the blood glucose level of the mouse is determined by i. p.
  • 20 minutes, 30 minutes, 50 minutes, or 90 minutes after administration 5 ⁇ L of blood was collected from each venule, and the blood glucose level was measured using a laboratory animal blood glucose meter.
  • FIG. 5B Since uptake of micelles into the brain occurred with a decrease in blood glucose level after an increase in blood glucose level, it is considered that micelle administration may be after an increase in blood glucose level.
  • composition of the present invention can effectively reach the brain parenchyma through the blood-brain barrier by blood glucose manipulation.
  • Example 3 Production of PICsome and pharmacokinetic evaluation experiment PICsome was produced as a hollow carrier having a diameter of about 100 nm, and the targeting effect on the brain was verified by pharmacokinetic evaluation.
  • poly ( ⁇ -benzyl-L-aspartate) (homo PBLA polymer) was obtained by polymerization of BLA-NCA.
  • BLA-NCA ⁇ -benzyl-L-aspartate-N-carboxylic anhydride
  • DMF N, N′-dimethylformamide
  • DMF dichloromethane
  • poly ((5-aminopentyl) -aspartic acid) (homo P (Asp.-AP)
  • homo P Asp.-AP
  • poly ((5-aminopentyl) -aspartic acid) was synthesized from the obtained homo PBLA polymer.
  • 1 g of benzene freeze-dried homo-PBLA is dissolved in 10 mL of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • Dissolve 17.2 mL of DAP in 17.2 mL of NMP and add to the homo PBLA solution.
  • the mixed solution was reacted for 40 minutes while maintaining at 5 ° C.
  • homo-P (Asp.-AP) was similarly dissolved in 50 mL of PB to prepare a 1 mg / mL homo-P (Asp.-AP) solution.
  • two types of aqueous solutions that is, a mixed solution of Glc (6) -PEG-P (Asp.) And Cy5-PEG-P (Asp.) And a homo P (Asp.-AP) solution, respectively.
  • 0 mL and 5.0 mL were mixed in a 50 mL conical tube and vortexed for 2 minutes (2000 rpm).
  • Fluorescence images of the sections at the positions of 0 ⁇ m, 60 ⁇ m, 200 ⁇ m, 300 ⁇ m, 500 ⁇ m or 600 ⁇ m were observed from the surface layer of the brain. Then, the migration of PIC micelles to the brain parenchyma was confirmed at any depth, but a large amount of fluorescence was localized in the brain parenchyma, particularly at 200 ⁇ m to 500 ⁇ m (FIG. 14).
  • PIC micelles whose surface is modified with glucose can be accumulated in the brain parenchyma even in the deep part of the brain (for example, 60 ⁇ m to 600 ⁇ m) when administered to a subject with the blood glucose manipulation of the present invention. It became clear that. In addition, the accumulation continued even 1 week after administration.
  • the brain has a molecular layer, an outer granule layer, an outer cone cell layer, an inner granule layer, an inner cone cell layer, and a polymorphic cell layer from the surface layer (see, for example, FIGS. 13 to 15).
  • the carrier could be delivered to the brain parenchyma.
  • carrier delivery was particularly effective in the outer cone cell layer and the inner granule layer.
  • Example 4 Production of siRNA micelle and evaluation of pharmacokinetics
  • pharmacokinetic evaluation was performed in the same manner as in Examples 2 and 3 using siRNA with a short residence time in blood and low delivery efficiency. More specifically, in this example, accumulation of siRNA in the brain was evaluated using micelles composed of glucose-conjugated PEG-polycation and fluorescently labeled siRNA.
  • Glc (6) -PEG-P (Asp-TEP) -Chol was obtained from BIG-PEG-P (Asp-TEP) -Chol.
  • 56 mg of BIG-PEG-P (Asp-TEP) -Chol was dissolved in 8 mL of a trifluoroacetic acid / pure water (8: 2) solution and reacted for 1 hour.
  • Dialysis was performed using a dialysis membrane (fractionated molecular weight: 1,000) as 0.01N NaOH as an external dialysis solution, and then dialyzed against pure water. The obtained solution was freeze-dried to obtain 67 mg of Glc (6) -PEG-P (Asp-TEP) -Chol (yield 82%).
  • Glc (6) -siRNA micelles were prepared according to the scheme of FIG. 7A. Specifically, 261.5 ⁇ L of Glc (6) -PEG-P (Asp.-TEP) -Chol (2 mg / mL) dissolved in 10 mM HEPES buffer was diluted with 437.5 ⁇ L of HEPES buffer. 279 ⁇ L of Cy5-siRNA-chol (75 ⁇ M), a scrambled siRNA manufactured by Hokkaido System Science, was diluted with 1121 ⁇ L of HEPES buffer. The obtained two liquids were mixed and pipetted 10 times to obtain Glc (6) -siRNA micelles.
  • Glc (6) -Cy5-siRNA micelles obtained by pharmacokinetic evaluation 200 ⁇ L / 2 hours were intravenously administered for 30 minutes or 2 hours using a syringe pump (Harvard). % Glucose solution was administered intraperitoneally.
  • the brain was removed, ground with a multi-bead shocker, and then evaluated for brightness using an IVIS imaging system (Xenogen). Then, as the time for intravenous administration increased, the brain brightness increased, and the accumulation in the brain by intravenous administration for 2 hours was more than the accumulation in the brain by 30 minutes intravenous administration (FIG. 7B).
  • siRNA micelles were able to deliver 1.3% of the dose to the brain (per gram) after 2 hours of intravenous administration. . Furthermore, 6 hours after the end of administration, the brain was removed and observed with a confocal microscope (LSM510), and the fluorescence intensity in the brain parenchyma was measured. Then, it became clear that siRNA micelles accumulated in brain cells (FIG. 8).
  • siRNA micelles can be delivered to the brain parenchyma even by rapid intravenous injection.
  • the amount of siRNA micelle delivered to the brain parenchyma is greatly increased by continuous intravenous injection. It became clear that it could be improved.
  • Example 5 Evaluation of Pharmacokinetics of Glucose-Modified Block Copolymer
  • Glc (6) -PEG-polyaspartic acid was administered to mice without forming micelles, and the pharmacokinetics thereof were evaluated.
  • Glc (6) -PEG-polyaspartic acid As Glc (6) -PEG-polyaspartic acid, Glc (6) -PEG-polyaspartic acid synthesized in Example 1 was used. As a control, PEG-polyaspartic acid was used.
  • Example 6 Preparation of glucose-conjugated antibody and evaluation of pharmacokinetics
  • glucose was conjugated to an antibody to evaluate pharmacokinetics.
  • the antibody also accumulated in the brain due to blood glucose manipulation.
  • antibody commercially available mouse IgG, isotype control (Southern Biotechnology Associates Inc.) was used.
  • the conjugate of antibody and glucose was prepared as follows.
  • THP-PEG-OH was synthesized. Specifically, 0.104 mL of 2- (2-hydroxyethoxy) tetrahydropyran (THP) was dissolved in 100 mL of tetrahydrofuran (THF). 2.8 mL of a THF solution containing 0.3 M potassium naphthalene was added dropwise to the THP solution, and 8.9 mL of ethylene oxide (EO) was added in an argon atmosphere and reacted at 40 ° C. for 1 day.
  • THP 2- (2-hydroxyethoxy) tetrahydropyran
  • THF tetrahydrofuran
  • EO ethylene oxide
  • reaction solution was reprecipitated with diethyl ether, and one end tetrahydropyranyl group one end 3-hydroxypropyl group polyethylene glycol (THP-PEG-OH) (molecular weight 12,000) 8.56 g (yield 95%) Got.
  • the OH group of the obtained THP-PEG-OH was mesylated. Specifically, 19.7 ⁇ L of methanesulfonic acid chloride (MsCl) was dissolved in 20 mL of THF. Further, 1.4 g of THP-PEG-OH (molecular weight 12,000) was dissolved in 10 mL of tetrahydrofuran (THF), and 89 ⁇ L of triethylamine was added thereto. To the MsCl solution cooled in the water bath, the THP-PEG-OH solution was added dropwise and stirred for 3 hours 30 minutes.
  • MsCl methanesulfonic acid chloride
  • THF tetrahydrofuran
  • the reaction mixture was dropped into 200 mL of diethyl ether, and the precipitated polymer was collected by suction filtration, washed with diethyl ether, and then vacuum-dried, whereby one end 3-methanesulfonyl group and one end tetrahydropyranyl group of polyethylene glycol (MsO -PEG-THP) (yield 100%) 1.50 g was obtained.
  • MsO -PEG-THP polyethylene glycol
  • N 3 -PEG-THP was synthesized from the obtained MsO-PEG-THP. Specifically, 15 g of MsO-PEG-THP (molecular weight 12,000) was dissolved in 100 mL of N, N′-dimethylformamide (DMF). While stirring the reaction solution at room temperature, 1.63 g of sodium azide was added. While maintaining the mixed solution at 45 ° C., the mixture was stirred for 71 hours. After returning the mixed solution to room temperature, 200 mL of pure water was added. The mixed solution was extracted six times with 200 mL of methylene chloride using a separatory funnel, and the obtained organic layer was concentrated to 150 mL with a rotary evaporator.
  • DMF N, N′-dimethylformamide
  • the concentrated solution was dropped into 2 liters of ethanol, and the precipitated polymer was collected by suction filtration and then vacuum-dried to obtain 14.3 g of polyethylene glycol (N 3 -PEG-THP) having one terminal azide group and one terminal tetrahydropyranyl group 95%).
  • N 3 -PEG-THP was deprotected to obtain N 3 -PEG-THP.
  • 14.1 g of N 3 -PEG-THP (molecular weight 12,000) was dissolved in 200 mL of methanol.
  • 24 mL of 1N HCl aqueous solution was added to the mixed solution.
  • the mixture was stirred for 4 hours while maintaining the reaction temperature at 25 ° C.
  • the reaction mixture was dropped into 2.5 L of diethyl ether, and the precipitated polymer was collected by suction filtration, washed with diethyl ether, and then vacuum-dried, whereby one end azide group and one end 3-hydroxypropyl group of polyethylene glycol (N 1-3.7 g (yield 96%) of 3- PEG-OH) was obtained.
  • N 3 -PEG-OH was aminated to give N 3 -PEG-NH 2 .
  • N 3 -PEG-OH molecular weight 12,000
  • THF tetrahydrofuran
  • 33.4 ⁇ L of triethylamine was added thereto.
  • 19.7 ⁇ L of methanesulfonic acid chloride was dissolved in 20 mL of THF, and the N 3 -PEG-OH solution was added to the N 3 -PEG-OH solution while being cooled in a room temperature water bath. The mixed solution was stirred at room temperature for 6 hours.
  • the precipitated salt was removed by filtration, the reaction mixture was added dropwise to a mixed solution of 950 mL of diethyl ether and 50 mL of 2-propanol, and the precipitated polymer was collected by suction filtration, washed with diethyl ether, and then vacuum dried.
  • the obtained powder was dissolved in 8 mL of 28% aqueous ammonia solution and reacted at room temperature for 3 days. Dialyzed with pure water using a dialysis membrane (fraction molecular weight: 6000-8000).
  • N 3 -PEG-PBLA was synthesized from N 3 -PEG-NH 2 .
  • 150 mg of N 3 -PEG-NH 2 (molecular weight 12,000) after lyophilization of benzene was dissolved in 5.4 mL of dichloromethane.
  • 218 mg of ⁇ -benzyl-L-aspartate-N-carboxylic anhydride was dissolved in 0.6 mL of DMF, and the solution was added to N 3 -PEG-NH 2 solution and polymerized at 35 ° C. for 2 days in the presence of argon. .
  • the reaction mixture was dropped into 150 mL of diethyl ether, and the precipitated polymer was collected by suction filtration, dried in vacuo, and polyethylene glycol-poly ( ⁇ - 250 mg (yield 91%) of benzyl-L-aspartate) block copolymer (N 3 -PEG-PBLA) (molecular weight 12,000) were obtained.
  • N 3 -PEG-P (Asp) was obtained from N 3 -PEG-PBLA. Specifically, 250 mg of N 3 -PEG-PBLA was dissolved in 4 mL of acetonitrile, and 5.5 mL of 0.5N aqueous sodium hydroxide solution was added thereto, followed by stirring at room temperature for 1 hour. The reaction solution was dialyzed in water using a dialysis membrane (fraction molecular weight: 6000 to 8000).
  • 6-amino-6-deoxy-1,2 3,5-di-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose (P-aminoglucose) was synthesized.
  • P-aminoglucose was synthesized based on the description of Carbohydr. Res. 19, 197-210 (1971).
  • Polyethylenecricol-polyaspartic acid block copolymer into which protected glucose was introduced was synthesized. Specifically, 137 mg of 6-amino-6-deoxy-1,2: 3,5-di-O-isopropylidene- ⁇ -D-glucofuranose (P-aminoglucose) was added to N, N′-dimethylformamide ( DMF) was dissolved in 4 mL.
  • an azide-terminated polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer (N 3 -PEG-P (Asp)) (molecular weight 12,000) is dissolved in a mixed solvent of 4 mL of DMF and 1 mL of water, Added to the P-aminoglucose solution. Thereafter, 203 mg of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride was further added. The resulting mixed solution was stirred at room temperature for 13 hours. Thereafter, the mixed solution was dialyzed in DMSO using a dialysis membrane (fractionated molecular weight: 6,000-8,000) and then dialyzed in water. The solution in the membrane was lyophilized to obtain 49 mg (yield 96%) of a polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer into which protected glucose was introduced.
  • N 3 -PEG-P (Asp) azide-terminated polyethylene glyco
  • the glucose protecting group was deprotected to obtain a glucose-introduced polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer.
  • the copolymer obtained with DyLight 488 was labeled as a fluorescent dye. Specifically, 40 mg of glucose-introduced polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer was dissolved in 10 mL of dimethyl sulfoxide (DMSO). Further, DyLight 488 N-succinimide ester was dissolved in 5 mL of DMSO, and the solution was added to the glucose-introduced polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer solution. The mixed solution was stirred at room temperature for 48 hours. Next, the mixed solution was dialyzed in water using a dialysis membrane (fractionated molecular weight: 6,000-8,000).
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the solution in the membrane was lyophilized to give a yellow solid.
  • the obtained solid was purified with a PD-10 column (GE Healthcare).
  • the eluate was dialyzed in water using a dialysis membrane (fractionated molecular weight: 6,000-8,000).
  • the solution in the membrane was lyophilized to obtain 33 mg of DyLight 488 fluorescently labeled glucose-introduced polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer.
  • the IgG antibody was labeled with Cy5. Specifically, 5 mL of a commercially available mouse IgG, isotype control (Southern Biotechnology Associates Inc.) (5 mg / mL) solution was placed in the upper part of VIVASPIN (fractionated molecular weight 10,000). Here, after adding 0.1 M phosphate buffer (pH 8.4), the operation of centrifuging at 4 ° C. and 2000 rpm was repeated to replace the solvent with 0.1 M phosphate buffer (pH 8.4). The solution was concentrated until the solution volume became 2.5 mL.
  • dibenzylcyclooctyne DBCO
  • Cy5-IgG 0.9 mg / mL solution was placed in the upper part of VIVASPIN (fractionated molecular weight 10,000).
  • 0.1 M phosphate buffer pH 8.4
  • ultrafiltration at 4 ° C. and 2000 rpm to replace the solvent with 0.1 M phosphate buffer (pH 8.4), then It concentrated until the amount of solutions was set to 2 mL.
  • DBCO and the azide group of the copolymer obtained in 6-1 were reacted to obtain a conjugate of the antibody and the copolymer.
  • 3.5 mg of glucose-introduced DyLight 488 fluorescently labeled polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer was dissolved in 800 ⁇ L of D-PBS ( ⁇ ).
  • the resulting solution was added to 2 mL of Cy5-labeled DBCO-IgG solution.
  • the mixed solution was allowed to stand at ⁇ 30 ° C. for 36 hours, and then allowed to stand at 4 ° C. for 4 hours to slowly melt.
  • the obtained reaction liquid was put into the upper part of VIVASPIN (fraction molecular weight 50,000).
  • D-PBS (-) was added to the upper part, and ultrafiltration was repeated at 4 ° C and 2000 rpm to purify the IgG solution.
  • DyLight488 fluorescently labeled polyethylene glycol-polyaspartic acid block copolymer was converted into one antibody molecule.
  • 3 mL of a Cy5-labeled IgG (Glc-polymer conjugated IgG) solution (0.11 mg / mL) in which two molecules were bonded on average was obtained.
  • mice 6-week-old Balb / C mice were stopped from feeding for 24 hours. Eight mice were divided into A group, B group and control group (3, 3 and 2 respectively). The mice in group A were intravenously injected with 200 ⁇ L of Glc-polymer conjugated IgG and the mice of group B with Cy5-IgG at 750 nM, and 5 minutes later, 200 ⁇ L of 20% glucose solution was intraperitoneally administered. In addition, the fluorescence intensity derived from Cy5 of each antibody was equivalent.
  • mice each of group A and group B were subjected to diethyl ether anesthesia 57 minutes after antibody administration, and blood collection and organ excision (brain, liver, kidney, lung, heart, spleen and thigh muscle) were performed 3 minutes later.
  • two control groups also collected blood and removed organs.
  • the blood obtained by blood collection was centrifuged at 4 ° C. and 15,000 rpm, respectively, and the supernatant was collected.
  • the organs extracted from 8 mice were first weighed, then cut out half of the brain and approximately 200 mg of the liver, and obtained one side of the kidney and weighed the multibead shocker. The organ was placed in a tube with a metal cone.
  • 1 ⁇ Passive Lysis Buffer was 600 ⁇ L for 7 brain and liver samples excluding 1 of the control group, 300 ⁇ L for spleen, heart and thigh muscle samples, and 400 ⁇ L for kidney and lung samples. Added one by one. On the other hand, for the sample of the remaining one mouse (100% control) in the control group, the amount of sample was calculated assuming that all the intravenously injected samples were accumulated in the corresponding organ. An amount of Cy5-IgG solution was added to the organ sample, and 1 ⁇ Passive Lysis Buffer was added so that the total amount of solution added was the same as the other seven mice.
  • All organ samples were homogenized with a multi-bead shocker by repeating the operation at 2000 rpm for 30 seconds 5 times. After removing the cone from the organ tube, 100 ⁇ L of each sample was placed in each well of the multiplate, and the fluorescence intensity was measured with an excitation wavelength of 643 nm and a fluorescence wavelength of 667 nm using a multiplate reader. In the control group, the non-Cy-IgG solution was added as a blank, and the added one was calculated as 100%, and the antibody accumulation rate in each organ was calculated. ) Was calculated.
  • the glucose-conjugated antibody broke through the blood-brain barrier and reached the brain parenchyma.
  • the amount of antibody reaching the brain parenchyma was twice that of the control (Cy5-IgG) (FIG. 10).
  • PIC micelle (Example 2), PICsome (Example 3), siRNA micelle (Example 4), glucose conjugate polymer (Example 5) whose outer surface is modified with glucose And glucose-conjugated antibody (Example 6), when administered to mice with blood glucose manipulation, crossed the blood-brain barrier and accumulated significantly in the brain.
  • the substance permeability of the blood-brain barrier is limited, and many drugs cannot cross the blood-brain barrier and cannot demonstrate their original effects.
  • a drug when a drug is modified with glucose, or a vesicle encapsulating the drug is modified with glucose and administered with blood glucose manipulation, even a giant vesicle such as a micelle or PICsome is blood We were able to pass through the brain barrier.
  • This achievement provides an innovative method for delivering molecules that did not cross the blood-brain barrier to the brain, and can be applied to various existing or future brain diseases and diagnostic imaging agents. It opens up new avenues in brain disease treatment or brain imaging.
  • Example 7 Delivery to Vascular Endothelial Cells
  • micelles with a glucose introduction rate of 25% showed more than 3% accumulation in the brain, whereas micelles with a glucose introduction rate of 50% were approximately 1.3%. % Accumulation in the brain. This was considered to mean that the dissociation between the micelles taken up by the cerebral vascular endothelial cells and the cerebral vascular endothelial cells was decreased by increasing the introduction rate of glucose. Therefore, in this example, the relationship between the glucose introduction rate and the accumulation of micelles on the cerebrovascular endothelial cells was confirmed.
  • Example 1-7 and Example 2 the mixing amount of Glc (6) -PEG-P (Asp.) And PEG-P (Asp.) was adjusted, and the glucose introduction rate was 10%. Micelles, micelles with a glucose introduction rate of 25%, or micelles with a glucose introduction rate of 50%.
  • brain tissue sections were prepared by a conventional method, brain vascular endothelial cells were stained by immunofluorescence staining, and the localization of micelle fluorescence was observed.
  • Cerebrovascular endothelial cells use anti-PECAM-1 antibody (manufactured by SantaSCruz, product number: SC18916, Rat monoclonal) as the primary antibody, and Alexa488 conjugate-goat anti-rat IgG (H + L) antibody (Invitrogen) as the secondary antibody. And product number: A11006).
  • the micelles were detected by Cy5 fluorescence.
  • FIG. 12A co-localization of cerebral vascular endothelial cells and micelles was observed particularly frequently in the brains of mice administered with micelles with a glucose introduction rate of 50% (arrowheads in FIG. 12A).
  • FIG. 12B micelle co-localization to cerebral vascular endothelial cells was observed at glucose introduction rates of 10%, 25%, and 50%. The frequency of localization to vascular endothelial cells was significantly increased.
  • Examples 1 to 6 show that vesicles such as micelles whose surfaces are covered with glucose and compounds such as antibodies conjugated with glucose can be delivered very efficiently through the brain vascular endothelial cells and into the brain parenchyma.
  • some vesicles and compounds may accumulate in cerebral vascular endothelial cells.
  • the amount of micelles that escape from the cerebral vascular endothelial cells to the brain parenchyma decreases as the glucose introduction rate increases, so some of the micelles become cerebral vascular endothelial cells.
  • Example 7 it was shown that micelles also accumulate in cerebrovascular endothelial cells. It was also shown that micelles accumulated markedly in cerebral vascular endothelial cells when the glucose introduction rate was 50%.

Abstract

 本発明は、薬剤を脳に送達するための小胞、コンジュゲートおよびこれらを含んでなる組成物並びにこれらの投与方法を提供する。 薬剤送達用のキャリアを含んでなる、投与計画に従って対象に投与するための組成物であって、該投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含み、該キャリアは、その外表面がGLUT1リガンドにより修飾されている、組成物。

Description

薬剤送達用のキャリア、コンジュゲートおよびこれらを含んでなる組成物並びにこれらの投与方法 関連出願の相互参照
 本願は、特願2013-242347号(出願日:2013年11月22日)および特願2014-96935号(出願日:2014年5月8日)の優先権の利益を享受する出願であり、これらは引用することによりその全体が本明細書に取り込まれる。
 本発明は、薬剤送達用のキャリア、コンジュゲートおよびこれらを含んでなる組成物並びにこれらの製造方法および投与方法に関する。
 血液と脳との間には、物質交換を制限する血液脳関門が存在することが知られている。これは脳血管内皮細胞が密着結合を形成し、細胞の隙間が極めて狭いこと、並びに、細胞自体が選択的な物質の取り込みおよび排出を行なっていることによると考えられている。
 血液脳関門の透過選択性は高く、一部の物質(例えば、アルコール、カフェイン、ニコチンおよびグルコース)を除いてはほとんど通過することができない。そして、このことが、脳治療薬による脳疾患の治療、脳診断薬による脳疾患の診断または造影剤による脳の造影を困難なものにしてきた。
 グルコースが血液脳関門を通過する特性を利用して、抗体を脳へ送達する技術が開発されている(特許文献1)。しかしながら、この抗体は単に抗体をグリコシル化するだけの技術であり、効果は限定的である。
WO2007/068429
 本発明は、薬剤送達用のキャリア、コンジュゲートおよびこれらを含んでなる組成物並びにこれらの投与方法を提供する。
 本発明者らは、低血糖を誘発させた対象にグルコースでその外表面を修飾したミセルなどの小胞を投与し、その後、血糖値を上昇させると、小胞が脳に極めて効率良く送達されることを見出した。本発明は、この知見に基づく発明である。
 すなわち、本発明によれば以下の発明が提供される。
(1)薬剤送達用のキャリアを含んでなる、投与計画に従って対象に投与するための組成物であって、
 該投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含み、
 該キャリアは、その外表面がGLUT1リガンドにより修飾されている、組成物。
(2)薬剤とGLUT1リガンドとのコンジュゲートを含んでなる、投与計画に従って対象に投与するための組成物であって、
 該投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含む、組成物。
(3)薬剤を脳に送達するための、上記(1)または(2)に記載の組成物。
(4)薬剤に血液脳関門を通過させるための、上記(1)または(2)に記載の組成物。
(5)薬剤に血液神経関門、血液網膜関門または血液髄液関門を通過させるための、上記(1)または(2)に記載の組成物。
(6)薬剤を脳血管内皮細胞に送達するための、上記(1)または(2)に記載の組成物。
(7)血糖値の上昇がグルコース投与により誘発される、上記(1)~(6)のいずれかに記載の組成物。
(8)組成物がグルコースの投与と同時にまたはその前に投与される、上記(7)に記載の組成物。
(9)組成物が、静脈内に輸液投与され、輸液投与が10分以上継続される、上記(1)~(8)のいずれかに記載の組成物。
(10)キャリアが小胞であり、小胞を形成する高分子の10~40モル%がGLUT1リガンドにより修飾されている、上記(1)および(3)~(9)のいずれかに記載の組成物。
(11)キャリアが小胞であり、小胞を形成する高分子の40~100モル%がGLUT1リガンドにより修飾されている、上記(1)および(3)~(9)のいずれかに記載の組成物。
(12)キャリアが、送達する薬剤を内包している、上記(1)および(3)~(11)のいずれかに記載の組成物。
(13)キャリアが小胞であり、小胞が、直径400nm以下の小胞である、上記(1)および(3)~(12)のいずれかに記載の組成物。
(14)コンジュゲートが、薬剤とGLUT1リガンドとがリンカーを介して連結されてなるものである、上記(2)~(9)のいずれかに記載の組成物。
(15)GLUT1リガンドがグルコースである、上記(1)~(14)のいずれか一項に記載の組成物。
(16)薬剤が、生理活性物質、抗体、核酸、生体適合性の蛍光色素、および造影剤から選択される少なくとも1つの薬剤である、上記(1)~(15)のいずれかに記載の組成物。
(17)1分子のGLUT1リガンドと1分子の高分子とのコンジュゲートであって、コンジュゲートはGLUT1リガンドが小胞の表面に露出するように小胞を形成することができる、コンジュゲート。
(18)GLUT1リガンドがグルコースである、上記(17)に記載のコンジュゲート。
(19)グルコースがその6位の炭素を介して高分子とコンジュゲートされている、上記(18)に記載のコンジュゲート。
(20)下記式(I)、下記式(II)、下記式(III)若しくは下記式(XVI):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
{式中、n16は、5~20,000の整数、およびm16は、2~5,000の整数である。}で示される上記(19)に記載のコンジュゲートまたは薬学的に許容可能なその塩。
(21)上記(17)~(20)のいずれかに記載のコンジュゲートを含んでなる薬剤送達用小胞であって、
 該コンジュゲートが、小胞を形成する全高分子の10~40モル%である、小胞。
(22)上記(17)~(20)のいずれかに記載のコンジュゲートを含んでなる薬剤送達用小胞であって、
 該コンジュゲートが、小胞を形成する全高分子の40~100モル%である、小胞。
(23)上記(1)~(16)のいずれかに記載の組成物、または上記(21)若しくは(22)に記載の小胞を製造するための、GLUT1リガンドの使用。
図1は、外表面がグルコースで修飾されたポリイオンコンプレックス型ミセル(PICミセル)とその調製方法を示す。 図2は、実施例1で得られたGlc(6)-Cy5-PICミセルの粒径分布の動的光散乱測定(DLS)の結果と透過型電子顕微鏡(TEM)による粒子像を示す。ここで、Glc(6)は、グルコースの6位の炭素でミセルを形成する高分子と結合していることを示す。 図3は、実施例1で得られたGlc(6)-Cy5-PICミセルの脳への選択的かつ効果的蓄積を示す図である。 図4は、グルコースをその3位または6位の炭素で高分子に結合させて得たミセルの脳への蓄積を示す図である。 図5は、ミセルが脳に取り込まれる際の脳実質部の蛍光顕微鏡画像(図5A)および血糖値と脳への取り込み量の推移(図5B)を示す図である。 図6は、直径100nmのPICsomeの脳への蓄積を示す図である。 図7は、グルコースで外表面を修飾したsiRNAミセルの脳への蓄積を示す。図7Aは、siRNAミセルとその調製方法を示し、図7Bは、脳への蓄積量の推移を示す。 図8は、脳細胞内へのsiRNAミセルの蓄積を示す蛍光顕微鏡像である。 図9は、グルコース1分子をコンジュゲートした高分子の脳への蓄積を示す図である。 図10は、グルコースをリンカーを介して連結させてなるIgG抗体の脳への蓄積を示す図である。G-IgGは、グルコースを連結したIgGを示す。 図11は、グルコースを腹腔内(i.p.)投与した30分後にGlc(6)-Cy5-PICミセルを静脈内(i.v.)投与した場合の脳実質における蛍光強度変化を示す図である。 図12は、Glc(6)-Cy5-PICミセルの一部が、脳血管内皮細胞に蓄積できることを示す図である。 図13は、マウス大脳皮質における静脈投与後のPICミセルの局在を示す図である。 図14は、マウス大脳皮質の切片における静脈投与後のPICミセルの局在を示す図である。 図15は、マウス大脳皮質における静脈投与後のPICミセルの継時的局在変化を示す図である。
発明の具体的な説明
 本発明では、「薬物輸送体」とは、薬物送達のためのキャリアを意味し、薬物を内包できる微粒子、例えば、小胞、デンドリマー、ハイドロゲルおよびナノスフェアなどが挙げられる。薬物輸送体は、一般的には、直径10nm~400nmの大きさを有する。
 本明細書では、「小胞」とは、ミセルや中空微粒子を意図している。小胞は、好ましくは生体適合性の外殻を有し、その外表面がGLUT1リガンドにより修飾を受けている。これにより、小胞は、GLUT1と相互作用することができる。
 本明細書では、「ミセル」とは、1層の分子膜により形成される小胞を意味する。ミセルとしては、界面活性剤などの両親媒性分子により形成されるミセル、および、ポリイオンコンプレックスにより形成されるミセル(PICミセル)が挙げられる。ミセルは、血中滞留時間の観点では、その外表面をポリエチレングリコールで修飾することが好ましいと知られている。
 本明細書では、「リポソーム」とは、2層の分子膜により形成される小胞を意味する。分子膜は通常はリン脂質による二重膜である。
 本明細書では、「ポリイオンコンプレックス型ポリマーソーム」(以下、「PICsome」ともいう)とは、ポリイオンコンプレックスにより形成される中空の微粒子を意味する。PICsomeは、血中滞留時間の観点では、その外表面をポリエチレングリコールで修飾することが好ましいと知られている。
 本明細書では、「ポリイオンコンプレックス」(以下、「PIC」ともいう)とは、PEGとアニオン性ブロックとの共重合体と、PEGとカチオン性ブロックとの共重合体とを水溶液中で荷電を中和するように混合すると両ブロック共重合体のカチオン性ブロックとアニオン性ブロックとの間で形成されるイオン層である。PEGと上記の荷電性連鎖とを結合させる意義は、ポリイオンコンプレックスが凝集して沈殿することを抑制すること、および、それにより、ポリイオンコンプレックスが粒径数十nmの単分散なコア-シェル構造を有するナノ微粒子を形成することである。この際、PEGはナノ微粒子の外殻(シェル)を覆うため、生体適合性が高く、血中滞留時間を向上させる点で都合がよいことでも知られている。また、ポリイオンコンプレックス形成において、一方の荷電性ブロックコポリマーは、PEG部分を必要とせず、ホモポリマー、界面活性剤、核酸および/または酵素に置き換えてもよいことが明らかとなっている。そして、ポリイオンコンプレックス形成においては、アニオン性ポリマーおよびカチオン性ポリマーの少なくとも1つがPEGとの共重合体を形成しており、その両方がPEGとの共重合体を形成していてもよい。また、PEG含有量を増加させるとPICミセルが形成されやすく、PEG含有量を低減させるとPICsomeが形成されやすいことがよく知られている。ポリイオンコンプレックスの作製によく用いられるアニオン性ポリマーまたはブロックとしては、例えば、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸および核酸(例えば、DNA、mRNAおよびsiRNA)が挙げられ、カチオン性ポリマーまたはブロックとしては、例えば、ポリリジンおよびポリ(5-アミノペンチルアスパラギン酸)が挙げられる。ここで、mRNAとは、翻訳によりタンパク質合成に用いられるメッセンジャーRNAを意味し、siRNAとは、RNA干渉(RNAi)を誘導することができる二本鎖RNA(核酸)を意味する。siRNAは、特に限定されないが、20~30bp、好ましくは、21~23bp、25bp、27bpからなる二本鎖RNAであって、標的遺伝子の配列と相同な配列を有する二本鎖RNAである。
 本明細書では、「薬剤送達用の」とは、生体適合性であること、および、薬剤を小胞に内包できることを意味する。本明細書では、「薬剤送達用の」とは、薬剤の血中滞留時間を、裸の薬剤の血中滞留時間と比べて長期化する作用を利用した用途を意味することがある。
 本明細書では、「低血糖を誘発させる」とは、対象において、その処置がされなければ示したはずの血糖よりも血糖値を低下させることをいう。低血糖を誘発させる方法としては、糖尿病薬の投与などが挙げられる。例えば、低血糖を誘発させる際に、低血糖を誘発させるという目的を達する限りにおいて、例えば、他の薬剤を摂取し、または水などの飲料を飲むことは許容される。低血糖を誘発させることは、血糖に実質的に影響しない他の処置を伴ってもよい。
 本明細書では、「絶食させる」とは、対象に絶食、例えば、3時間以上、4時間以上、5時間以上、6時間以上、7時間以上、8時間以上、9時間以上、10時間以上、11時間以上、12時間以上、13時間以上、14時間以上、15時間以上、16時間以上、17時間以上、18時間以上、19時間以上、20時間以上、21時間以上、22時間以上、23時間以上、24時間以上、25時間以上、26時間以上、27時間以上、28時間以上、29時間以上、30時間以上、31時間以上、32時間以上、33時間以上、34時間以上、35時間以上、36時間以上、37時間以上、38時間以上、39時間以上、40時間以上、41時間以上、42時間以上、43時間以上、44時間以上、45時間以上、46時間以上、47時間以上または48時間以上の絶食をさせることを意味する。絶食により対象は低血糖を引き起こす。絶食期間は、対象の健康状態に鑑みて医師等により決定され、例えば、対象が空腹時血糖に達する時間以上の期間とすることが好ましい。絶食期間は、例えば、脳血管内皮細胞の血管内表面でのGLUT1の発現が増大する、またはプラトーに達する以上の時間としてもよい。絶食期間は、例えば、12時間以上、24時間以上または36時間以上である上記期間とすることができる。また、絶食は、血糖値やGLUT1の血管内表面での発現に実質的に影響しない他の処置を伴ってもよい。
 本明細書では、「血糖値の上昇を誘発させる」とは、低血糖を誘発させた対象、または、低血糖状態を維持させた対象において血糖値を上昇させることをいう。血糖値は、当業者に周知の様々な方法により上昇させることができるが、例えば、血糖値の上昇を誘発するものの投与、例えば、グルコース、フルクトース(果糖)、ガラクトースなどの血糖値の上昇を誘発する単糖の投与、マルトースなどの血糖値の上昇を誘発する多糖の投与、若しくは、デンプンなどの血糖値の上昇を誘発する炭水化物の摂取、または、食事により上昇させることができる。
 本明細書では、「血糖操作」とは、対象に対して、低血糖を誘発させ、その後、血糖値を上昇させることをいう。対象に対して低血糖を誘発させた後は、対象の血糖値を低血糖に維持することができる。対象の血糖値を低血糖に維持する時間は、例えば、0時間以上、1時間以上、2時間以上、3時間以上、4時間以上、5時間以上、6時間以上、7時間以上、8時間以上、9時間以上、10時間以上、11時間以上、12時間以上、13時間以上、14時間以上、15時間以上、16時間以上、17時間以上、18時間以上、19時間以上、20時間以上、21時間以上、22時間以上、23時間以上、24時間以上、25時間以上、26時間以上、27時間以上、28時間以上、29時間以上、30時間以上、31時間以上、32時間以上、33時間以上、34時間以上、35時間以上、36時間以上、37時間以上、38時間以上、39時間以上、40時間以上、41時間以上、42時間以上、43時間以上、44時間以上、45時間以上、46時間以上、47時間以上、48時間以上とすることができる。その後、血糖値を上昇させることができる。本明細書では、「血糖を維持する」とは、対象において低血糖を維持するという目的を達する限りにおいて、例えば、他の薬剤を摂取し、または水などの飲料を飲むことは許される。低血糖を誘発させることは、血糖に実質的に影響しない他の処置を伴ってもよい。
 本明細書では、「対象」とは、ヒトを含む哺乳動物である。対象は、健常の対象であってもよいし、何らかの疾患に罹患した対象であってもよい。ここで疾患としては、脳神経疾患、例えば、精神病性障害、うつ病、気分障害、不安、睡眠障害、認知症および物質関連障害が挙げられる。また、認知症としては、特に限定されないがアルツハイマー病およびクロイツフェルト・ヤコブ病が挙げられる。
 本明細書では、「血液脳関門」とは、血行と脳の間に存在して物質の透過に対して選択性を持つ機能的障壁をいう。血液脳関門の実態は、脳血管内皮細胞などであると考えられている。血液脳関門の物質透過性については、不明な点が多いが、グルコース、アルコールおよび酸素は血液脳関門を通過し易いことが知られ、脂溶性物質や小分子(例えば、分子量500未満)は、水溶性分子や高分子(例えば、分子量500以上)に比べて通過し易い傾向があると考えられている。多くの脳疾患治療薬や脳診断薬が血液脳関門を通過せず、このことが脳疾患の治療や脳の分析等の大きな障害となっている。本明細書では、「血液神経関門」とは、血行と末梢神経の間に存在して物質の透過に対して選択性を持つ機能的障壁をいう。本明細書では、「血液髄液関門」とは、血行と脳脊髄液との間に存在して物質の透過に対して選択性を持つ機能的障壁をいう。本明細書では、「血液網膜関門」とは、血行と網膜組織の間に存在して物質の透過に対して選択性を持つ機能的障壁をいう。血液神経関門、血液髄液関門および血液網膜関門の実体は、それぞれの関門に存在する血管内皮細胞などであると考えられており、その機能は血液脳関門と同様であると考えられている。
 本明細書では、「GLUT1リガンド」とは、GLUT1と特異的に結合する物質を意味する。GLUT1リガンドとしては、様々なリガンドが知られ、特に限定されないが例えば、グルコースおよびヘキソースなどの分子が挙げられ、GLUT1リガンドは、いずれも本発明でグルコースの代わりにキャリアまたはコンジュゲートの調製に使用することができる。GLUT1リガンドは、好ましくはGLUT1に対してグルコースと同等またはそれ以上の親和性を有する。2-N-4-(1-アジ-2,2,2-トリフルオロエチル)ベンゾイル-1,3-ビス(D-マンノース-4-イルオキシ)-2-プロピルアミン(ATB-BMPA)、6-(N-(7-ニトロベンズ-2-オキサ-1,3-ジアゾール-4-イル)アミノ)-2-デオキシグルコース(6-NBDG)、4,6-O-エチリデン-α-D-グルコース、2-デオキシ-D-グルコースおよび3-O-メチルグルコースもGLUT1と結合することが知られ、これらの分子もGLUT1リガンドとして本発明に用いることができる。
 本発明によれば、グルコースでその外表面を修飾した上記キャリアは、対象に投与するだけでも脳への蓄積を示すことを見出した。従って、本発明による投与計画では、絶食若しくは低血糖を誘発させなくてよく、および/または、血糖値の上昇を誘発させなくてもよい。また、本発明者らは、グルコースが表面に露出するようにグルコースでその外表面を修飾したキャリア、具体的にはミセルまたはポリイオンコンプレックス型ポリマーソーム(PICsome)などの小胞をある投与計画に従って投与すると、顕著にこれらのキャリアが血液脳関門を超えて脳内(脳実質部)に送達されることを見出した。従って、本発明による投与計画は、好ましくは、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することを含むが、より好ましくは、本発明による投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含む。本発明による投与計画では、該組成物は、該対象における血糖値の上昇の誘発と、同時に、連続してまたは逐次的に該対象に投与され得る。投与計画は、該対象への組成物の投与と該対象における血糖値の上昇の誘発との間にインターバルを有してもよいし、有さなくてもよい。該組成物が該対象における血糖値の上昇の誘発と同時に投与される場合には、該組成物は、血糖値の上昇の誘発を引き起こす薬剤と混合した形態で該対象に投与してもよいし、該対象における血糖値の上昇の誘発を引き起こす薬剤とは別の形態で投与してもよい。また、該組成物は、該対象における血糖値の上昇の誘発と、連続してまたは逐次的に該対象に投与される場合には、該組成物は該対象における血糖値の上昇の誘発より前に該対象に投与してもよいし、後に投与してもよいが、好ましくは、該組成物は該対象における血糖値の上昇の誘発より前に該対象に投与することができる。該対象への該組成物の投与よりも先に該対象において血糖値の上昇を誘発させる場合には、該対象において血糖値の上昇を誘発させてから、1時間以内、45分以内、30分以内、15分以内または10分以内に該対象に該組成物を投与することが好ましい。また、該対象への該組成物の投与よりも後に該対象において血糖値の上昇を誘発させる場合には、該対象に該組成物を投与してから、6時間以内、4時間以内、2時間以内、1時間以内、45分以内、30分以内、15分以内または10分以内に該対象において血糖値の上昇を誘発させることが好ましい。上記の投与計画のサイクルは、2回以上行なってもよい。グルコース投与とサンプル投与の前後関係は、血液脳関門を通過させるタイミングにより決定することができる。
 大脳皮質は6層で構成され、表層から、分子層(第1層)、外顆粒層(第2層)、外錐体細胞層(第3層)、内顆粒層(第4層)、内錐体細胞層(第5層)および多形細胞層(第6層)が存在するが、本発明によれば、これらのいずれの層においても脳実質にキャリアを送達することができる。これらの層の中では特に、外錐体細胞層(第3層)および内顆粒層(第4層)において本発明によるキャリアの送達が顕著に有効である。
 本発明では、ミセルまたはPICsomeのような巨大なキャリア(直径約40nm~100nm)が、極めて効率良く脳に送達できることもまた、非常に大きな驚きであった。このような小胞でさえ脳に送達できたという事実は、グルコースで修飾した様々な巨大分子およびキャリアを上記投与計画に従って投与することにより、これら巨大分子およびキャリアに血液脳関門を効果的に通過させ得ることを意味する。
 以下、本発明におけるグルコースの血液脳関門における役割を説明する。本発明におけるグルコースの役割は、脳の血管内皮細胞の血管内表面に発現するグルコーストランスポーターであるGLUT1に結合することであると考えられる。従って、本発明では、GLUT1リガンドもグルコースと同じ役割を果たすことができる。また、本発明では、GLUT1リガンドは、脳の血管内皮細胞の血管内表面に発現するグルコーストランスポーターに結合することができるように、その外表面に露出するように結合させることができる。従って、GLUT1にGLUT1リガンドを提示することができる分子、複合体および小胞その他であれば、GLUT1と結合し得、結合後にグルコースによりGLUT1が細胞内に取り込まれる際に、一緒に血管内皮細胞内に取り込まれるものと考えられる。また、血管内皮細胞に取り込まれると、取り込まれた小胞は、血液脳関門を通過して脳実質に移行する。小胞を修飾するグルコース分子が多いと、脳実質に到達する小胞の割合がわずかであるが低下した。このことは、小胞を修飾するグルコース分子が多いと、小胞がエンドサイトーシスにより細胞に取り込まれ、そのまま、細胞を脳実質に向けて通過すること、および、小胞が血管内皮細胞から脳実質に移行する際に、小胞と血管内皮細胞との解離の効率が低下することを示唆するものである。言い換えれば、エンドサイトーシスにより細胞に取り込まれた小胞の一部は、脳血管内皮細胞と解離せず、脳血管内皮細胞に蓄積する。従って、本発明の組成物またはコンジュゲートは、脳血管内皮細胞に送達することに用いることができる。また、本発明におけるグルコースの役割は、血液神経関門、血液網膜関門および血液髄液関門においても、同様である。特に、血液神経関門、血液網膜関門および血液髄液関門においても、低血糖時の血管内皮細胞にはGLUT1が発現する。従って、本発明の組成物またはコンジュゲートは、血液神経関門、血液網膜関門および血液髄液関門を通過させるために用いることができる。本発明の組成物またはコンジュゲートはまた、血液神経関門、血液網膜関門および血液髄液関門に存在する血管内皮細胞に送達することに用いることもできる。
 本発明者はまた、グルコースをその3位の炭素を介してコンジュゲートした高分子を用いて得られるミセルよりも、グルコースをその6位の炭素を介してコンジュゲートした高分子(例えば、図1(a)参照)を用いて得られるミセルの方が脳への取り込み効率が高いことを見出した。GLUT1とグルコースとの結合には、1位、3位および4位の炭素原子の置換基であるOH基が強く関与していることが知られている。GLUT1との結合に使われない6位の炭素原子を介して高分子を修飾して得たミセルの方がより効果的に脳に蓄積しやすいことは、脳蓄積へのGLUT1の関与を示す。また、GLUT1との認識に重要と言われる3位の炭素原子を介して高分子を修飾して得たミセルでも脳への蓄積を示した。このことは、GLUT1との結合への関与が低い2位の炭素原子を介して高分子を修飾して得たミセルではより多くのミセルの脳への蓄積が起こることを示す。従って、グルコースは、その1位、3位および4位の炭素原子のいずれか1つの炭素原子を介して、好ましくはその2位の炭素または6位の炭素原子を介して高分子や薬剤とコンジュゲートさせることができる。ある態様では、コンジュゲートしたグルコースの少なくとも、1位、3位および4位のOH基が還元末端である。このように本発明では、GLUT1リガンドは、そのリガンドとしての機能を失わないように他の分子を修飾させることができ、当業者であればGLUT1との結合様式に基づき容易に薬剤との結合箇所を決定できる。本明細書では、n位の炭素原子を介して結合したグルコースを「Glc(n)」{但し、nは、1~4および6のいずれかの整数である}と表記することがある。例えば、本明細書では、6位の炭素原子を介して結合したグルコースを「Glc(6)」と表記し、2位の炭素原子を介して結合したグルコースを「Glc(2)」と表記し、3位の炭素原子を介して結合したグルコースを「Glc(3)」と表記することがある。
 本発明では、グルコースの代わりにGLUT1に結合するグルコースの誘導体を用いてもよいであろう。
 本発明では、外表面をGLUT1リガンドで修飾することができるキャリアとしては、薬剤送達用のミセル、リポソームおよびPICsomeなどの小胞、並びにデンドリマー、ナノスフェアおよびハイドロゲルが挙げられる。本発明において、薬剤送達用のキャリアを用いる利点は、例えば、キャリア内部に薬剤を内包させ、標的部位での薬剤濃度を高めること、または、標的部位以外での薬剤による副作用を低減することである。本発明で用いられるキャリアは、特に限定されないが、例えば、その直径が400nm以下、200nm以下、150nm以下、100nm以下または80nm以下であり、例えば、20nm以上、30nm以上または40nm以上である。本発明で用いられるキャリアは、例えば30nm~150nm、または、例えば30nm~100nmの直径を有する。
 本発明で用いられるミセルとしては、薬剤送達用のミセルが挙げられる。薬剤送達用のミセルとしては、ブロック共重合体により形成されるミセルが知られている。ミセルを形成するブロック共重合体は、特に限定されないが、PICミセルの場合、荷電性ポリマーブロック(例えば、ポリアニオンブロックまたはポリカチオンブロック)と生体適合性ブロック(例えば、ポリエチレングリコールブロック)との共重合体または薬学的に許容可能なその塩とすることができる。また、ブロック共重合体としては、生分解性であるブロック共重合体を用いることが好ましく、そのような共重合体としては様々な共重合体が知られ、いずれを用いることも原理的に可能である。例えば、生体適合性が高く、生分解性であるブロック共重合体としては、例えば、ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸、ポリエチレングリコール-ポリグルタミン酸、およびポリエチレングリコール-ポリ((5-アミノペンチル)-アスパラギン酸)ブロック共重合体などを用いることができる。ポリイオンコンプレックス型ミセル(PICミセル)として、ポリアニオンとポリカチオンとの静電的相互作用により形成されるポリイオンコンプレックス層を有するミセルが知られている。疎水性部分同士をミセル内部で安定化させる観点で、それぞれの荷電性ブロックには、外殻を形成するPEGとは別の末端にコレステリル基などの疎水性部分を連結させてもよい(例えば、実施例のsiRNAミセルを参照)。蛍光色素でのブロック共重合体へのラベルは、ブロック共重合体のポリエチレングリコール側と反対の末端を蛍光色素で修飾することにより行なうことができる(例えば、図1(a)の化合物のNH末端)。PICミセルでは、PEG側の末端にGLUT1リガンドを連結させることで、GLUT1リガンドはミセルの外表面に露出する。
 本発明で用いられるポリイオンコンプレックス型ポリマーソームとしては、薬剤送達用のPICsomeが挙げられる。薬剤送達用のPICsomeとしては、ブロック共重合体により形成されるPICsomeが知られている。PICsomeを形成するブロック共重合体としては、PEGブロックとポリカチオンブロックとのブロック共重合体およびホモポリアニオン、または、PEGブロックとポリアニオンブロックとのブロック共重合体およびホモポリカチオンが挙げられる。ブロック共重合体としては、生分解性であるブロック共重合体を用いることが好ましく、そのような共重合体としては様々な共重合体が知られ、いずれを用いることも原理的に可能である。例えば、生体適合性が高く、生分解性であるブロック共重合体としては、例えば、ポリ(アスパラギン酸-テトラエチレンペンタアミン(Asp-TEP))ブロック共重合体、および、ポリエチレングリコール-ポリ((5-アミノペンチル)-アスパラギン酸)ブロック共重合体を用いることができる。PICsomeでは、PEG側の末端にGLUT1リガンドを連結させることで、GLUT1リガンドはPICsomeの外表面に露出する。
 本発明によれば、下記式(I)~(XV)で表される化合物またはその塩がそれぞれ提供される。塩は、好ましくは薬学的に許容可能な塩である。
Glc(6)-PEG-ポリアスパラギン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
Glc(6)-PEG-ポリグルタミン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
Glc(6)-PEG-ポリ((5-アミノペンチル)-アスパラギン酸)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
PEG-ポリアスパラギン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
PEG-ポリグルタミン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
PEG-ポリ((5-アミノペンチル)-アスパラギン酸)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
ポリアスパラギン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
{式中、mは、5~20,000である。}
ポリグルタミン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
{式中、mは、5~20,000である。}
ポリ((5-アミノペンチル)-アスパラギン酸)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
{式中、mは、5~20,000である。}
Glc(3)-PEG-ポリアスパラギン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
{式中、n10およびm10はそれぞれ、5~20,000である。}
Glc(3)-PEG-ポリグルタミン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
{式中、n11およびm11はそれぞれ、5~20,000である。}
Glc(3)-PEG-ポリ((5-アミノペンチル)-アスパラギン酸)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
{式中、n12およびm12はそれぞれ、5~20,000である。}
Glc(2)-PEG-ポリアスパラギン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
{式中、n13およびm13はそれぞれ、5~20,000である。}
Glc(2)-PEG-ポリグルタミン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
{式中、n14およびm14はそれぞれ、5~20,000である。}
Glc(2)-PEG-ポリ((5-アミノペンチル)-アスパラギン酸)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
{式中、n15およびm15はそれぞれ、5~20,000である。}
 上記式(I)~式(XV)の化合物またはその塩は、その外表面がグルコースで修飾されたPICミセルまたはPICsomeを形成することに用いることができる。上記式(I)~式(XV)の化合物の塩にポリイオンコンプレックスを形成させるためには、n、n、n、n、n、n、n、n、n、n10、n11、n12、n13、n14、およびn15は、それぞれ独立して5~20,000の整数、好ましくは10~5,000の整数、より好ましくは40~500の整数、さらに好ましくは5~1,000の整数、さらにより好ましくは10~200の整数とすることができる。また、m、m、m、m、m、m、m、m、m、m10、m11、m12、m13、m14およびm15は、それぞれ独立して、2~20,000の整数、好ましくは2~5,000の整数、より好ましくは40~500の整数、さらに好ましくは5~1,000の整数、さらにより好ましくは10~200の整数とすることができる。塩は、好ましくは、薬学的に許容可能な塩である。
 PICミセルは、ある態様では、式(I)の化合物若しくはその塩、式(X)の化合物若しくはその塩または式(XIII)の化合物若しくはその塩と、式(IV)の化合物若しくはその塩と、式(VI)の化合物若しくはその塩とを混合して得られる。PICミセルの更なる特定の態様では、上記式においてn、n10、n13、nおよびnは、44であり、m、m10、m13、およびmは、80であり、mは、72である。塩は、好ましくは、薬学的に許容可能な塩である。
 PICsomeは、ある態様では、式(I)の化合物若しくはその塩、式(X)の化合物若しくはその塩または式(XIII)の化合物若しくはその塩と、式(IV)の化合物若しくはその塩と、式(IX)の化合物若しくはその塩とを混合して得られる。PICsomeの更なる特定の態様では、上記式においてn、n10、n13、nおよびnは、44であり、m、m10、m13、およびmは、80であり、mは、72である。塩は、好ましくは、薬学的に許容可能な塩である。
 siRNAミセルは、ある態様では、コレステロールをコンジュゲートしたsiRNAと、式(XVI)に示されるコレステロールをコンジュゲートしたGlc(6)-PEG-ポリ(Asp-TEP)またはその塩とを混合して得られる。塩は、好ましくは、薬学的に許容可能な塩である。コレステロールをコンジュゲートしたsiRNAは、特に限定されないが、RNA鎖の5’末端または3’末端にコレステロールがコンジュゲートしたsiRNAであるが、これらは当業者であれば適宜合成することができ、または、カスタム合成により商業的に入手可能であり、本発明で用いることができる。siRNAは、特に限定されないが、好ましくは、センス鎖の3’末端またはアンチセンス鎖の5’末端若しくは3’末端にコレステロールをコンジュゲートさせることができる。
Glc(6)-PEG-ポリ(Asp-TEP)-Chol
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
{式中、n16およびm16はそれぞれ、5~20,000である。}
 n16は、5~20,000の整数、好ましくは10~5,000の整数、より好ましくは40~500の整数、さらに好ましくは5~1,000の整数である。m16は、2~20,000の整数、好ましくは2~5,000の整数、より好ましくは40~500の整数、さらに好ましくは5~1,000の整数、さらにより好ましくは10~200の整数である。siRNAミセルの更なる特定の態様では、上記においてn16は440であり、m16は60である。
 本発明で用いられるリポソームとしては、特に限定されないが、リン脂質、例えば、ジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)により形成されるリポソームが挙げられる。リポソームは、古くから様々なものが知られ、当業者であれば適宜調製することが可能である。当業者であれば、リポソームに薬剤を適宜内包させることができる。
 GLUT1リガンドによる小胞の修飾は、特に限定されないが、例えば小胞を形成する高分子をGLUT1リガンドにより修飾してから小胞を形成させることにより行なうことができる。小胞の外表面に露出させる観点からは、高分子の修飾部位は、小胞を形成させたときに外表面に位置する部位とすることができる。このようなGLUT1リガンドにより修飾された高分子は、当業者であれば適宜調製することができる。一例として、グルコースにより修飾された高分子(特に、Glc(6)-PEG-ポリ(アニオン)ブロック共重合体またはGlc(6)-PEG-ポリ(カチオン)ブロック共重合体)の調製方法の例を以下に説明する。Glc(6)-PEG-ポリ(アニオン)ブロック共重合体またはGlc(6)-PEG-ポリ(カチオン)ブロック共重合体は、例えば、グルコースの6位以外の炭素上の水酸基を保護した上で、グルコースにブロック共重合体を重合させて得ることができる。
 スキーム1Aは、nが44であり、mが80である、式(I)の化合物の合成スキームを例示する。
スキーム1A
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 スキーム1Aでは、EOは、エチレンオキサイドを示し;K-Naphは、カリウムナフタレンを示し;TEAは、トリエチルアミンを示し;MsClは、メタンスルホニルクロリドを示し;NHaq.は、アンモニア水を示し;NCA-BLAは、β-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物を示す。
 以下、スキーム1Aを簡単に説明する。グルコースの保護基の導入は、例えば、1,2-O-イソプロピリデン5,6-O-ベンジリデン-α-D-グルコフラノース(以下、「BIG」という)により達成される。例えば、PICミセルまたはPICsomeを作製する場合には、BIGにエチレンオキサイドを重合させて、BIG-PEG-OHを合成する。BIGは、例えば、1,2-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(以下、「MIG」という)の3位と5位の炭素の置換基であるOH基をベンジル基で保護することにより得られる。具体的には、BIGは、MIGとベンズアルデヒドを反応させ、酢酸エチルで抽出することにより得られる。次に、PEGの分子量を一定に揃える観点では、重合反応前に、反応容器内でBIG-OHをベンゼンで凍結乾燥させ、その後、減圧乾燥(例えば、70℃で一晩の減圧乾燥)させて、BIG-OHを容器壁面に付着させることが好ましい。また、重合度は添加するエチレンオキサイドの量により適宜調節することができる。重合後、BIG-PEG-OHのOH基をアミノ化してBIG-PEG-NHを得て、さらに、BIG-PEG-NHのNH基に対してポリカチオン若しくはポリアニオンまたは保護されたその前駆体(例えば、ポリアスパラギン酸の保護された単量体であるβ-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物(BLA-NCA)または、ポリグルタミン酸の保護された単量体である、γ-ベンジル-L-グルタミン酸-N-カルボン酸無水物(BLG-NCA))を重合させて、BIG-PEG-ポリ(アニオン)またはBIG-PEG-ポリ(カチオン)を得ることができる。重合度は、ポリカチオン若しくはポリアニオンまたは保護されたその前駆体の量により適宜調節することができる。最後にグルコースおよびアニオンまたはカチオンの保護基を脱保護して、グルコース-PEG-ポリ(アニオン)またはグルコース-PEG-ポリ(カチオン)を得ることができる。グルコースを結合した共重合体は、PICミセルまたはPICsomeの調製に用いることができる。具体的には、水溶液中で電荷を中和する比率でポリカチオンブロックを有するポリマーとポリアニオンブロックを有するポリマーとを混合すると、PICミセルまたはPICsomeが自発的に形成される。このようにすることで、ポリイオンコンプレックスが生体適合性部分により覆われ、その生体適合性部分はグルコースにより修飾を受けたPICミセルまたはPICsomeを得ることができる。
 同様に、Glc(3)-PEG-ポリ(アニオン)およびGlc(3)-PEG-ポリ(アニオン)は、上記においてBIGの代わりに、例えば、1,2,5,6-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(DIG)を出発物質として用いて合成することができ、その他の部分は、上記と全く同一である(スキーム1B参照)。また、同様に、Glc(2)-PEG-ポリ(アニオン)およびGlc(2)-PEG-ポリ(アニオン)も当業者であれば適宜合成することができる。
 スキーム1Bでは、nが44であり、mが80である、式(X)の化合物の合成スキームを例示する。スキーム1Bは、出発物質としてBIGの代わりにDIGを用いる以外は、スキーム1Aと同一である。
スキーム1B
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 スキーム1Bでは、EOは、エチレンオキサイドを示し;K-Naphは、カリウムナフタレンを示し;TEAは、トリエチルアミンを示し;MsClは、メタンスルホニルクロリドを示し;NHaq.は、アンモニア水を示し;NCA-BLAは、β-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物を示す。
 本発明によれば、式(I)で表されるコンジュゲートまたは薬学的に許容可能なその塩:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}の製造方法であって、(i)式(Ia):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
で表される1,2-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノースとベンズアルデヒドとを反応させて、
 式(Ib):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
で表される1,2-O-イソプロピリデン5,6-O-ベンジリデン-α-D-グルコフラノース(BIG)を得ることと、
(ii)式(Ib)で表されるBIGとエチレンオキシドとを反応させて式(Ic):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
{式中、n17は、nとは等しい。}
で表されるBIG-ポリエチレングリコール(BIG-PEG-OH)を得ることと、
(iii)式(Ic) で表されるBIG-PEG-OHをアミノ化して式(Id):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
で表されるBIG-PEG-NHを得ることと、
(iv) 式(Id)で表されるBIG-PEG-NHにβ-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物を重合させることと、その後、保護基を脱保護すること
を含んでなる方法が提供される。
 本発明によれば、式(II) で表されるコンジュゲートまたは薬学的に許容可能なその塩:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}の製造方法であって、(i) (i)式(Ia):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
で表される1,2-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノースとベンズアルデヒドとを反応させて、
式(Ib):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
で表される1,2-O-イソプロピリデン5,6-O-ベンジリデン-α-D-グルコフラノース(BIG)を得ることと、
(ii)式(Ib)で表されるBIGとエチレンオキシドとを反応させて式(Ic):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
{式中、n17は、nとは等しい。}
で表されるBIG-ポリエチレングリコール(BIG-PEG-OH)を得ることと、
(iii)式(Ic) で表されるBIG-PEG-OHをアミノ化して式(Id):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
で表されるBIG-PEG-NHを得ることと、
(iv) BIG-PEG-NHとγ-ベンジル-L-グルタミン酸-N-カルボン酸無水物を反応させることと、その後、保護基を脱保護することとを含んでなる、方法が提供される。
 本発明によれば、式(III)で表されるコンジュゲートまたは薬学的に許容可能なその塩:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
{式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}の製造方法であって、(i)式(Ia):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
で表される1,2-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノースとベンズアルデヒドとを反応させて、
式(Ib):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
で表される1,2-O-イソプロピリデン5,6-O-ベンジリデン-α-D-グルコフラノース(BIG)を得ることと、
(ii)式(Ib)で表されるBIGとエチレンオキシドとを反応させて式(Ic):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
{式中、n17は、nとは等しい。}
で表されるBIG-ポリエチレングリコール(BIG-PEG-OH)を得ることと、
(iii)式(Ic) で表されるBIG-PEG-OHをアミノ化して式(Id):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
で表されるBIG-PEG-NHを得ることと、
(iv) 式(Id)で表されるBIG-PEG-NHにβ-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物を重合させることと、
(v)得られた化合物と1,5-ジアミノペンタン(DAP)とを反応させることと、その後、保護基を脱保護することと
を含んでなる方法が提供される。
 本発明によれば、式(X)で表されるコンジュゲートまたは薬学的に許容可能なその塩:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
{式中、n10およびm10はそれぞれ、5~20,000である。}の製造方法であって、
(i)式(Xa):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
で表される1,2,5,6-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(DIG)とエチレンオキサイドとを反応させて式(Xb):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
{式中、n18は、n10と等しい。}
で表されるDIG-ポリエチレングリコール(DIG-PEG-OH)を合成することと、
(ii)式(Xb)で表されるDIG-PEG-OHのOH基をアミノ基に置換して、式(Xc):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
で表されるDIG-PEG-NHを得ることと、
(iii) DIG-PEG-NHのアミノ基に、β-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物を重合させることと、その後、保護基を脱保護することとを含んでなる、方法が提供される。
 本発明によれば、式(XI)で表されるコンジュゲートまたは薬学的に許容可能なその塩:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
{式中、n11およびm11はそれぞれ、5~20,000である。}の製造方法であって、
(i)式(Xa):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
で表される1,2,5,6-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(DIG)とエチレンオキサイドとを反応させて式(Xb):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
{式中、n18は、n11と等しい。}
で表されるDIG-ポリエチレングリコール(DIG-PEG-OH)を合成することと、
(ii)式(Xb)で表されるDIG-PEG-OHのOH基をアミノ基に置換して、式(Xc):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
で表されるDIG-PEG-NHを得ることと、
(iii) DIG-PEG-NHのアミノ基に、とγ-ベンジル-L-グルタミン酸-N-カルボン酸無水物を反応させることと、その後、保護基を脱保護することとを含んでなる、方法が提供される。
 本発明によれば、式(XII)で表されるコンジュゲートまたは薬学的に許容可能なその塩:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
{式中、n12およびm12はそれぞれ、5~20,000である。}の製造方法であって、
(i)式(Xa):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
で表される1,2,5,6-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(DIG)とエチレンオキサイドとを反応させて式(Xb):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
{式中、n18は、n10と等しい。}
で表されるDIG-ポリエチレングリコール(DIG-PEG-OH)を合成することと、
(ii)式(Xb)で表されるDIG-PEG-OHのOH基をアミノ基に置換して、式(Xc):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
で表されるDIG-PEG-NHを得ることと、
(iii) DIG-PEG-NHのアミノ基に、β-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物を重合させることと、
(iv)得られた化合物と1,5-ジアミノペンタン(DAP)とを反応させることと、その後、保護基を脱保護することと、その後、保護基を脱保護することとを含んでなる、方法が提供される。
 同様に、Glc(2)-PEG-ポリ(アニオン)およびGlc(2)-PEG-ポリ(アニオン)も当業者であれば適宜合成することができる。Glc(2)-PEG-ポリ(アニオン)およびGlc(2)-PEG-ポリ(アニオン)は、以下に限られないが、2位の炭素を置換するOH基以外のOH基が保護されたグルコースを出発物質として用いて合成することができ、例えば、1,3,4,6-テトラ-O-アセチル-β-D-マンノピラノースを出発化合物として用いて、2位の炭素を置換するOH基をベンジル基により保護し、その後、アセチル基をアルカリ加水分解してOH基にし、シリル系化保護基(例えば、TBS基)により保護した後に、ベンジル基をパラジウム触媒または白金触媒と水素ガスにより脱保護して、光延反応により2位の炭素を置換するOH基を立体的に反転させて、2位の炭素を置換するOH基以外のOH基が保護されたグルコースを得ることができるであろう。そして、当該分子をBIGやDIGの代わりに用いて、その他は、Glc(3)やGlc(6)-PEG-ポリ(アニオン)およびGlc(2)-PEG-ポリ(アニオン)を製造するのと同一の方法により合成することができることは当業者であれば容易に理解できることであろう。
 本発明によれば、式(XVI)で表されるコンジュゲートの製造方法:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
{式中、n16およびm16はそれぞれ、5~20,000である。}であって、(i)式(Ia):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
で表される1,2-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノースとベンズアルデヒドとを反応させて、
式(Ib):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
で表される1,2-O-イソプロピリデン5,6-O-ベンジリデン-α-D-グルコフラノース(BIG)を得ることと、
(ii)式(Ib)で表されるBIGとエチレンオキシドとを反応させて式(Ic):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
{式中、n17は、nとは等しい。}
で表されるBIG-ポリエチレングリコール(BIG-PEG-OH)を得ることと、
(iii)式(Ic) で表されるBIG-PEG-OHをアミノ化して式(Id):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
で表されるBIG-PEG-NHを得ることと、
(iv) 式(Id)で表されるBIG-PEG-NHにβ-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物を重合させてBIG-PEG-PBLAを得ることと、
(v) BIG-PEG-PBLAと4-コレステリルアミノ-4-ブタン酸を反応させて、式(XVIa):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
で表される、BIG-PEG-PBLA-Cholを得ることと、
(vi) BIG-PEG-PBLA-Cholとテトラエチレンペンタアミン(TEP)とを反応させて、式(XVIb):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
で表されるBIG-PEG-ポリ(Asp-TEP)-cholを得ることと、その後、保護基を脱保護することと
を含んでなる方法が提供される。
 小胞は、上記重合体を用いて周知の方法により形成させることができる。一般的に小胞は、上記のような重合体を一定濃度以上の濃度で溶解させた溶液を攪拌して得ることができる。また、ポリイオンコンプレックスに基づいて形成される小胞の場合は、ポリカチオン部分を有する高分子とポリアニオン部分を有する高分子とを同割合で混合して得ることができる。小胞に薬剤を内包させる方法は当業者に周知であり、本発明でも周知の方法を用いることができる。例えば、PICミセルに薬剤を内包させるには、ミセル形成後、薬剤をミセル溶液に添加すればよい。薬剤は、その荷電により自発的にPICミセルに内包される。また、例えば、PICsomeの場合は、PICsomeを形成する高分子と薬剤との混合液を調製し、攪拌混合すれば、薬剤はPICsomeに内包される。リポソームも、リポソームを形成する高分子と薬剤との混合液を調製し、攪拌混合すれば、薬剤はリポソームに内包される。ポリイオンコンプレックスのアニオン性ブロックとカチオン性ブロックとを架橋することもできる。この目的に用いられる架橋剤としては、特に限定されないが例えば、アミノ基とカルボキシ基とを縮合させることができる1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)が好ましく用いられ得る。
 小胞を構成する高分子中におけるグルコース結合高分子の割合が10~40%であるときには、とりわけ組成物の脳実質への送達効率が高く、小胞を形成する高分子におけるグルコース結合高分子の割合は、10~40%、好ましくは20~30%、より好ましくは22~28%、さらに好ましくは24~26%(例えば、約25%)とすることができる。また、小胞を構成する高分子中におけるグルコース結合分子の割合が40%以上のときには、とりわけ組成物の脳血管内皮細胞への送達効率が高く、小胞を形成する高分子におけるグルコース結合高分子の割合は、40~100%、例えば、40~60%とすることができる。小胞の外表面をGLUT1リガンドで修飾するためには、小胞を対象としてGLUT1リガンド修飾(例えば、グリコシル化)することもできるが、小胞表面上のGLUT1リガンド修飾の割合を制御する観点では、小胞を構成する高分子それぞれにあらかじめGLUT1リガンドを結合させておき、GLUT1リガンドによる修飾のなされていない高分子との配合比を調節した上で、高分子に小胞を形成させることが好ましい。
 本発明では、薬剤とGLUT1リガンドとのコンジュゲートも本発明の血糖操作により脳へ送達することができる。薬剤とGLUT1リガンドとは、リンカーを介してコンジュゲートさせてもよい。リンカーは、生体適合性のリンカーとすることができ、例えば、ポリエチレングリコールを用いることができる。薬剤は2分子以上のGLUT1リガンドとコンジュゲートされていてもよい。2分子以上のGLUT1リガンドは、好ましくは、リンカーを介して薬剤にコンジュゲートされ得る。2分子以上のGLUT1リガンドをリンカーを介して薬剤にコンジュゲートする場合には、例えば、側鎖に複数のGLUT1リガンドを結合させたポリアミノ酸(例えば、ポリアスパラギン酸)を用いてコンジュゲートすることができる。薬剤とポリアミノ酸との間には、PEGなどのリンカーを介在させてもよい。側鎖に複数のGLUT1リガンドを結合させたポリアミノ酸(例えば、ポリアスパラギン酸)としては、例えば、下記式(XIX):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
{式中、n19は、5~20,000の整数、およびm19は、2~5,000の整数である。}
で表される化合物を用いることができる。n19は、5~20,000の整数、好ましくは10~5,000の整数、より好ましくは40~500の整数、さらに好ましくは5~1,000の整数、さらにより好ましくは10~200の整数である。m19は、2~20,000の整数、好ましくは2~5,000の整数、より好ましくは40~500の整数、さらに好ましくは5~1,000の整数、さらにより好ましくは10~200の整数である。ある態様では、n19は、273であり、m19は、48である。
 PEGと複数のGLUT1リガンドを結合させたポリアスパラギン酸との共重合体は、以下のように合成することができる。
スキーム2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 DMFは、N,N’-ジメチルホルムアミドを表し、Bnは、ベンジル基を表し、EDCは、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩を示す。その他の略称は、上述のスキームの通りである。
 以下、スキーム2を簡単に説明する。スキーム2の出発化合物である、式(XIXa)で表される化合物は以下のように得ることができる:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
{式中、n19は、5~20,000の整数である。}。
 2-(2-ヒドロキシエトキシ)テトラヒドロピランとエチレンオキシドとを反応させ、THP-PEG-OHを得る。次に、THP-PEG-OHのOH基をメタンスルホン酸クロライドなどを用いてメシル化する。得られたMsO-PEG-THPをアジ化ナトリウムと反応させて、アジド基を片末端に有するテトラヒドロピラニル基のポリエチレングリコール(N-PEG-THP)を得る。その後、THP保護基を脱保護して、式(XIXa)で表されるアジド基片末端3-ヒドロキシプロピル基のポリエチレングリコール(N-PEG-OH)を得る。重合度は添加するエチレンオキサイドの量により適宜調節することができる。
 上記のようにして、式(XIXa)で表される化合物を得た後は、N-PEG-OHのOH基をアミノ化してN-PEG-NHを得て、さらに、N-PEG-NHのNH基に対してβ-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物(BLA-NCA)を反応させて、N-PEG-PBLAを得る。アルカリ加水分解により保護基を脱保護して、その後、保護したアミノグルコースである6-アミノ-6-デオキシ-1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(P-アミノグルコース)とEDC存在下で反応させてアミノグルコースのアミノ基とアスパラギン酸残基のカルボキシ基との間で縮合させる。その後、保護基を脱保護することにより、片末端がアジド基のポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体(N-PEG-P(Asp))が得られる。
 6-アミノ-6-デオキシ-1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(P-アミノグルコース)は、例えば、Carbohydr. Res. 19, 197-210 (1971)の記載に基づいて作製することができる。Carbohydr. Res. 19, 197-210 (1971)によれば、P-アミノグルコースは、以下のスキーム3により得られる。
スキーム3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 TsClは、塩化トルエンスルホニルを表す。
 以下、スキーム3を簡単に説明する。まず、1,2-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(1)をトシル化して、1,2-O-イソプロピリデン-6-O-p-トルエンスルホニル-α-D-グルコフラノース(2)を得る。次に、得られた1,2-O-イソプロピリデン-6-O-p-トルエンスルホニル-α-D-グルコフラノース(2)と2,2-ジメトキシプロパンとを反応させて1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-6-O-p-トルエンスルホニル-α-D-グルコフラノース(3)を得る。その後、1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-6-O-p-トルエンスルホニル-α-D-グルコフラノース(3)をフタルイミドカリウムと反応させて、6-デオキシ-1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-6-フタルイミド-α-D-グルコフラノース(4)を得る。6-デオキシ-1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-6-フタルイミド-α-D-グルコフラノース(4)をヒドラジン水和物と反応させて、6-アミノ-6-デオキシ-1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(P-アミノグルコース)(5)を得ることができる。
 本発明では、式(XIX)で表されるマルチグルコースポリマー:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
{式中、n19は、5~20,000の整数、およびm19は、2~5,000の整数である。}
の製造方法であって、(i) 式(XIXa):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
で表されるN-PEG-OHのOH基をアミノ化して式(XIXb):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
で表されるN-PEG-NHを得ることと、
(ii)得られたN-PEG-NHをβ-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物と反応させて、式(XIXc):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
{式中、Bnは保護基であるベンジル基を表す}
で表されるN-PEG-PBLAを得ることと、
(iii) 得られたN-PEG-PBLAの保護基をアルカリ加水分解により脱保護することと、
(iv)得られたN-PEG-ポリアスパラギン酸のカルボキシ基と6-アミノ-6-デオキシ-1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノースのアミノ基と縮合させることと、その後、OH基の保護基を脱保護することと、
を含む、方法が提供される。
 本発明で用いられる薬剤としては、特に限定されないが、生理活性物質、抗体、核酸、生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤を用いることができる。本発明では、薬剤を選択性高く脳に送達することができる。従って、薬剤としては、特に限定されないが、例えば、脳の生理機能を高める生理活性物質、脳の疾患を処置し得る生理活性物質、脳疾患に特徴的な抗原を認識する抗体、脳疾患に関連する遺伝子の発現を調節する核酸、脳を染色できる生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤を用いることができる。例えば、薬剤として脳の生理機能を高める生理活性物質、脳の疾患を処置し得る生理活性物質、脳疾患に特徴的な抗原を認識する抗体、脳疾患に関連する遺伝子の発現を調節する核酸を用いた本発明の組成物は、医薬組成物として提供され得る。薬剤として脳を染色できる生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤を用いた本発明の組成物は、診断薬として提供され得る。
 本発明の組成物またはコンジュゲートは、対象にそのまま投与することもできるし、本発明による投与計画に基づき投与することもできる。本発明による投与計画では、好ましくは、まず、対象に絶食させるか、または対象に低血糖を誘発させるが、その後、該対象に該組成物を投与する。本発明による投与計画では、より好ましくは、まず、対象に絶食させるか、または対象に低血糖を誘発させるが、その後、該対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させる。ここで、本発明による投与計画では、該対象への該組成物の投与は、該対象における血糖値の上昇の誘発と、同時に、連続してまたは逐次的に行なわれる。低血糖状態の誘発は、GLUT1を血管内皮細胞(例えば、脳血管内皮細胞)の内表面に発現させるために有用であると考えられる。但し、本発明によれば、本発明の組成物またはコンジュゲートは、投与対象における血糖値の上昇がこれらの脳への送達に極めて効果的である。本発明によれば、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象における本発明の組成物(キャリアなど)またはコンジュゲートの血中濃度が一定値以上であるときに、血糖値を上昇させることにより、本発明の組成物(キャリアなど)またはコンジュゲートが極めて効果的に脳内に送達できるのである。また、本実施例によれば、対象において血糖値の上昇を誘発させた後もしばらくの間は本発明の組成物(キャリアなど)またはコンジュゲートは該対象の脳内へ送達される。
 本発明の組成物(キャリアなど)またはコンジュゲートの血中濃度を一定値以上に保つ観点では、本発明の組成物またはコンジュゲートを対象に輸液投与することが好ましい。このようにすることで、血中滞留時間の短い組成物またはコンジュゲートであっても、一定の血中濃度を確保し易い。例えば、血中滞留時間の短いsiRNAを内包するsiRNAミセルは、輸液により対象に投与すると効果を上げやすい。輸液投与は、好ましくは、10分以上、15分以上、30分以上、45分以上、60分以上、90分以上、または2時間以上行なうことができる。輸液投与は、好ましくは一定の輸液速度で行なう。例えば、精密投与ポンプを用いれば、一定の輸液速度による投与が可能である。輸液投与は、対象における血糖値の上昇の誘発と同時になされてもよく、輸液投与中に対象において血糖値の上昇を誘発させてもよい。
 本発明の組成物またはコンジュゲートは、本発明による投与計画に基づき投与すると、脳への送達効率が選択的に高まる。従って、本発明の組成物またはコンジュゲートは、脳に薬剤を送達するために用いることができる。本発明の組成物またはコンジュゲートはまた、薬剤に血液脳関門を通過させることができる。従って、本発明の組成物またはコンジュゲートは、従来は送達が困難であった脳実質に、生理活性物質、抗体、核酸、生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤などの薬剤を送達することに用いることができる。本発明の組成物またはコンジュゲートはまた、薬剤を脳血管内皮細胞に蓄積させることができる。従って、本発明の組成物またはコンジュゲートは、従来は送達が困難であった脳血管内皮細胞に、生理活性物質、抗体、核酸、生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤などの薬剤を送達することに用いることができる。また、本発明の組成物またはコンジュゲートは、脳血管内皮細胞間の接着を弱める、または破壊する薬剤を脳血管内皮細胞に送達することに用いることもできる。同様に、本発明の組成物またはコンジュゲートは、網膜、末梢神経および/または髄液に、生理活性物質、抗体、核酸、生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤などの薬剤を送達するために用いることができる。本発明の組成物またはコンジュゲートはまた、血液神経関門、血液網膜関門または血液髄液関門にそれぞれ存在する血管内皮細胞に生理活性物質、抗体、核酸、生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤などの薬剤を送達するために用いることができる。本発明の組成物またはコンジュゲートは、血液神経関門、血液網膜関門または血液髄液関門にそれぞれ存在する血管内皮細胞間の接着を弱める、または破壊する薬剤を脳血管内皮細胞に送達することに用いることもできる。血管内皮細胞間の接着を弱め、または破壊することにより、関門の機能を弱め、様々な薬剤に関門を通過させることができるようになる。
 本発明の組成物およびコンジュゲートは、経口投与および非経口投与(例えば、静脈内投与または腹腔内投与)により投与することができる。
 本発明によれば、外表面がGLUT1リガンドにより修飾されている薬剤送達用キャリアを投与計画に従って対象に投与することを含んでなる、脳組織を標的化する方法が提供される。本発明によればまた、外表面がGLUT1リガンドにより修飾されている薬剤送達用キャリアを投与計画に従って対象に投与することを含んでなる、脳血管内皮細胞を標的化する方法が提供される。本発明による投与計画は、好ましくは、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該キャリアを投与することを含むが、より好ましくは、本発明による投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含む。同様に本発明によれば、外表面がGLUT1リガンドにより修飾されている薬剤送達用キャリアを投与計画に従って対象に投与することを含んでなる、末梢神経組織、網膜および/または髄液を標的化する方法が提供される。本発明によればまた、外表面がGLUT1リガンドにより修飾されている薬剤送達用キャリアを投与計画に従って対象に投与することを含んでなる、血液神経関門、血液網膜関門または血液髄液関門にそれぞれ存在する血管内皮細胞を標的化する方法が提供される。
 本発明によれば、キャリアには、生理活性物質、抗体、核酸、生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤などの薬剤を内包することができ、これにより、キャリアに内包された薬剤を脳、末梢神経組織、網膜および/または髄液に効果的に送達することが可能である。
 本発明によれば、薬剤とGLUT1リガンドとのコンジュゲートまたは薬剤とGLUT1リガンドとがリンカーを介して連結してなるコンジュゲートを、投与計画に従って対象に投与することを含んでなる、脳組織を標的化する方法または脳組織に薬剤を送達する方法が提供される。本発明によればまた、薬剤とGLUT1リガンドとのコンジュゲートまたは薬剤とGLUT1リガンドとがリンカーを介して連結してなるコンジュゲートを、投与計画に従って対象に投与することを含んでなる、脳血管内皮細胞を標的化する方法が提供される。本発明による投与計画は、好ましくは、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することを含むが、より好ましくは、本発明による投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含む。同様に本発明によれば、薬剤とGLUT1リガンドとのコンジュゲートまたは薬剤とGLUT1リガンドとがリンカーを介して連結してなるコンジュゲートを投与計画に従って対象に投与することを含んでなる、末梢神経組織、網膜および/または髄液を標的化する方法が提供される。本発明によればまた、薬剤とGLUT1リガンドとのコンジュゲートまたは薬剤とGLUT1リガンドとがリンカーを介して連結してなるコンジュゲートを、投与計画に従って対象に投与することを含んでなる、血液神経関門、血液網膜関門または血液髄液関門にそれぞれ存在する血管内皮細胞を標的化する方法が提供される。
 本発明によれば、コンジュゲートに含まれる薬剤として生理活性物質、抗体、核酸、生体適合性の蛍光色素、並びに超音波、MRIおよびCT用造影剤などの造影剤などの薬剤を用いることができ、これにより、薬剤を脳、末梢神経組織、網膜および/または髄液に効果的に送達することが可能である。
 本発明によれば、薬剤として脳疾患治療薬または予防薬を用いることができる。この場合、本発明によれば、外表面がGLUT1リガンドにより修飾され、かつ脳疾患治療薬または予防薬を内包した薬剤送達用キャリアを投与計画に従ってその必要のある対象に投与することを含んでなる、脳疾患の治療または予防方法が提供される。同様に、本発明によれば、外表面がGLUT1リガンドにより修飾され、かつ末梢神経疾患治療薬または予防薬を内包した薬剤送達用キャリアを投与計画に従ってその必要のある対象に投与することを含んでなる、脳疾患の治療または予防方法が提供される。同様に、本発明によれば、外表面がGLUT1リガンドにより修飾され、かつ網膜疾患治療薬または予防薬を内包した薬剤送達用キャリアを投与計画に従ってその必要のある対象に投与することを含んでなる、脳疾患の治療または予防方法が提供される。本発明による投与計画は、好ましくは、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することを含むが、より好ましくは、本発明による投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含む。
 本発明によれば、薬剤として脳疾患治療薬または予防薬を用いることができる。この場合、本発明によれば、脳疾患治療薬若しくは予防薬とGLUT1リガンドとのコンジュゲートまたは脳疾患治療薬若しくは予防薬とGLUT1リガンドとがリンカーを介して連結してなるコンジュゲートを、投与計画に従ってその必要のある対象に投与することを含んでなる、脳疾患の治療または予防方法が提供される。同様に、本発明によれば、末梢神経疾患治療薬若しくは予防薬とGLUT1リガンドとのコンジュゲートまたは末梢神経疾患治療薬若しくは予防薬とGLUT1リガンドとがリンカーを介して連結してなるコンジュゲートを、投与計画に従ってその必要のある対象に投与することを含んでなる、末梢神経疾患の治療または予防方法が提供される。同様に、本発明によれば、網膜疾患治療薬若しくは予防薬とGLUT1リガンドとのコンジュゲートまたは網膜疾患治療薬若しくは予防薬とGLUT1リガンドとがリンカーを介して連結してなるコンジュゲートを、投与計画に従ってその必要のある対象に投与することを含んでなる、網膜疾患の治療または予防方法が提供される。本発明による投与計画は、好ましくは、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することを含むが、より好ましくは、本発明による投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含む。
 従って、本発明によれば、脳疾患治療薬または予防薬を含んでなる、脳疾患を処置または予防するための医薬組成物が提供される。本発明によれば、薬剤の脳への取り込みが向上し、本発明の医薬組成物は脳疾患の治療または治療に有用であることが明らかである。本発明によればまた、末梢神経疾患治療薬若しくは予防薬を含んでなる、末梢神経疾患を処置または予防するための医薬組成物が提供される。本発明によれば、薬剤の末梢神経への取り込みが向上し、本発明の医薬組成物は末梢神経疾患の治療または予防に有用であることが明らかである。本発明によればさらに、網膜疾患治療薬若しくは予防薬を含んでなる、網膜疾患を処置または予防するための医薬組成物が提供される。本発明によれば、薬剤の網膜への取り込みが向上し、本発明の医薬組成物は網膜疾患の治療または予防に有用であることが明らかである。本発明によれば、上記治療薬または予防薬は、キャリアに内包された形態で組成物に含まれるか、または、GLUT1リガンドとリンカーを介してまたは介さずにコンジュゲートされた形態で組成物に含まれ得る。
 脳疾患としては、脳疾患治療薬に血液脳関門を通過させることで治療できる脳疾患、例えば、不安、うつ病、睡眠障害、アルツハイマー病、パーキンソン病および多発性硬化症などが挙げられる。従って、本発明では、これらの脳疾患を治療するために、抗不安剤、抗うつ剤、睡眠導入剤、アルツハイマー治療薬、パーキンソン病治療薬および多発性硬化症治療薬などの脳疾患治療薬または予防薬が用いられ得る。アルツハイマー病治療薬としては、例えば、Aβ抗体がよく知られ、パーキンソン病治療薬としては、例えば、ドーパミン受容体アゴニストおよびL-ドーパがよく知られ、多発性硬化症治療薬としては、例えば、副腎ステロイド薬、インターフェロンβ(IFNβ)、および免疫抑制剤がよく知られ、これらの治療薬が本発明で用いられ得る。末梢神経疾患としては、末梢神経疾患治療薬に血液脳関門を通過させることで治療できる末梢神経疾患、例えば、ギランバレー症候群、フィッシャー症候群および慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチーが挙げられる。網膜疾患としては、網膜疾患治療薬に血液脳関門を通過させることで治療できる網膜疾患、例えば、網膜色素変性症、脳回状網脈膜萎縮、コロイデレミア、クリスタリン網膜症、先天黒内障、先天性停在性夜盲、小口病、白点状眼底、白点状網膜症、色素性傍静脈網脈絡膜萎縮、スターガルト病、卵黄状黄斑ジストロフィー、若年網膜分離症、中心性輪紋状脈絡膜ジストロフィー、オカルト黄斑ジストロフィー、家族性滲出性硝子体網膜症および網膜色素線条が挙げられる。
実施例1:Glc(6)-PICミセルの作製
 実施例1では、ミセル形成に必要な高分子の合成を行なった。
1-1.Glc(6)-PEG-P(Asp)の合成
 まず、1,2-O-イソプロピリデン-5,6-O-ベンジリデン-α-D-グルコフラノース(以下、「BIG-OH」という)を合成した。具体的には、1,2-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(以下、「MIG」という)(和光純薬工業社製)10g、ベンズアルデヒド40mLをフラスコ中で混合し、ロータリーエバポレーターで4時間回転させながら混合し、反応させた。反応後、酢酸エチル 66mLを加え、蒸留水 120mLで洗浄し、有機層(酢酸エチル層)のみを回収し、ヘキサン 500mLに加えて0℃で再結晶し、BIG-OH 9.2g(収率85%)を得た。
 次に、得られたBIG-OHからBIG-ポリエチレングリコール(BIG-PEG-OH)を合成した。具体的には、BIGを反応容器のガラス壁面に均一に付着させるために、ベンゼン凍結乾燥後、70℃で一晩減圧乾燥したBIG-OH 0.72gをテトラヒドロフラン(THF)5mLに溶解した。これにより、分子量の揃った単峰性のピークを有するゲル浸透クロマトグラムが得られた(データ非掲載)。0.3Mのナフタレンカリウムを含んだTHF溶液3.3mLをBIG-OH溶液に滴下し、エチレンオキシド(EO)2.2mLをアルゴン雰囲気下で添加し常温で48時間反応させる。その後、1mLのメタノールを反応液に添加し、10%メタノールを含む冷却エーテルで再沈殿させBIG-PEG-OH 2.8g(収率89%)を回収した。
 さらに、得られたBIG-PEG-OHのOH基をアミノ化して、アミノエチル基を有するBIG-PEG-NHを合成した。具体的には、ベンゼン凍結乾燥したBIG-PEG-OH 2.0gを0.8mLのトリエチルアミンを溶解したTHF溶液20mLに溶解する。メタンスルホニルクロリド570mgを冷THF 20mLに溶解した溶液を上記のBIG-PEG-OH溶液に添加し、室温で一晩反応させた。沈殿した塩を濾過により取り除き、ろ液を10%メタノールを含むジエチルエーテルを含む寒剤500mLで再沈殿させ、濾過後、減圧乾燥した。得られた粉末を25%アンモニア水溶液100mLに溶解し、室温で2日間反応させた。透析膜(分画分子量1,000)を用いて2000倍希釈したアンモニウム水溶液で透析し、その後、純水で透析した。その後、sephadex C-25(GE healthcare)でアミノ化が進まなかったフラクションを除去し、凍結乾燥を行いBIG-PEG-NH 1.6g(収率85%)を回収した。精製後のBIG-PEG-NHのH NMRスペクトルには不純物に起因するピークは観察されなかった(データ非掲載)。
 さらに、得られたBIG-PEG-NHからBIG-PEG-ポリ(β-ベンジル-L-アスパルテート)(以下、「BIG-PEG-PBLA」という)を合成した。具体的には、β-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物(以下、「BLA-NCA」という) 1.7gをDMF3.5mLに溶解し、30mLのジクロロメタンで希釈した。ベンゼン凍結乾燥後のBIG-PEG-NH 200mgを4 mLのジクロロメタンに溶解し、その溶液をBLA-NCA溶液に加え、アルゴン存在下、35℃で40時間重合した。IR分析で重合反応が終了したことを確認したのち、反応混合物をヘキサン/酢酸エチル=6:4 500mLに滴下して沈澱したポリマーを吸引濾過により回収し、真空乾燥してBIG-PEG-PBLA 1.39g(収率58%)を得た。得られたBIG-PEG-PBLAは、分子量の揃った単峰性のピークを有するゲル浸透クロマトグラムを示した(データ非掲載)。
 さらに、得られたBIG-PEG-PBLAからBIG-PEG-ポリアスパラギン酸(以下、「BIG-PEG-P(Asp.)」という)を合成した。BIG-PEG-PBLA 500mgを0.5N水酸化ナトリウムに懸濁しながら室温でベンジルエステルを加水分解する。コポリマーが溶解した後、透析膜(分画分子量1,000)を用いて水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥してBIG-PEG-P(Asp.) 132mg(収率68%)を得た。
 その後、BIG-PEG-P(Asp.)からGlc(6)-PEG-P(Asp.)を合成した。ここで、Glc(6)は、グルコースがその6位の炭素でPEGに結合していることを意味する。BIG-PEG-P(Asp.)100mgをトリフエルオロ酢酸/純水(8:2)10mLに溶解し、1時間反応させた。透析膜(分画分子量1,000)を用いて0.01N NaOH、純水の順で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥してGlc(6)-PEG-P(Asp.)70mg(収率70%)を得た。
1-2.PEG-P(Asp)およびPEG-P(Asp.-AP)の合成
 まず、ポリエチレングリコール-ポリ(β-ベンジル-L-アスパルテート)ブロック共重合体(PEG-PBLA)をβ-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物(BLA-NCA)(中央化製品社に製造委託して得た)の重合により得た。具体的には、BLA-NCA 18.9gをN,N’-ジメチルホルムアミド(DMF)20mLに溶解する。メトキシ基の末端とアミノエチル基の末端を有するポリエチレングリコール(PEG-NH)(分子量2,000)2.0gをDMF 20mLに溶解し、その溶液をBLA-NCA溶液に加える。混合溶液を35℃に保ちながら40時間重合した。赤外分光(IR)分析で重合反応が終了したことを確認した後、反応混合物をジエチルエーテル2Lに滴下して沈澱したポリマーを吸引濾過により回収し、ジエチルエーテルで洗浄した後に真空乾燥してPEG-PBLA 15.51g(収率79%)を得た。
 次に、PEG-PBLAからポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体(PEG-P(Asp.)を合成した。具体的には、PEG-PBLA 1.0gを0.5N水酸化ナトリウムに懸濁しながら室温でベンジルエステルを加水分解した。コポリマーが溶解した後、透析膜(分画分子量6,000-8,000)を用いて水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥してPEG-P(Asp.) 654mg(収率78%)を得た。
 次に、PEG-PBLAからポリエチレングリコール-ポリ((5-アミノペンチル)-アスパラギン酸)ブロック共重合体(PEG-P(Asp.-AP))を合成した。具体的には、ベンゼン凍結乾燥をしたPEG-PBLA 1gをDMF 10mLに溶解する。1,5-ジアミノペンタン(DAP) 8mLをPEG-PBLA溶液に加えた。混合溶液を5℃に保ちながら1時間反応させた。その後、反応液に20重量%の酢酸水溶液15.2mLを添加し、透析膜(分画分子量6,000-8,000)を用いて水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥してPEG-P(Asp.-AP) 954mg(収率81%)を得た。
1-3.蛍光ラベル化ポリマーCy5-PEG-P(Asp.)の合成
 上記で得られたPEG-PBLA 500mgをジメチルスルフォオキシド(DMSO) 20mLに溶解した。スルホ型Cy5-N-ヒドロキシスクシイミドエステル(Lumiprobe社製、製品番号:43320)25mgを、PEG-PBLA溶液に加え、常温で2日間反応させた。その後、0.5N水酸化ナトリウムを75mL添加し、室温でベンジルエステルを加水分解した。透析膜(分画分子量6,000-8,000)を用いてエタノール、水の順で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥してCy5-PEG-P(Asp.) 456mg(収率86%)を得た。
1-4.Glc(3)-PEG-P(Asp)の合成
 まず、ベンゼン凍結乾燥した1,2,5,6-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(DIG)からDIG-PEG-OHを得た。具体的には、DIG(TCI社製) 0.72gをTHF 5mLに溶解して、DIG-OH溶液を得た。その後、0.3Mのナフタレンカリウムを含んだTHF溶液 3.5mLを得られたDIG-OH溶液に滴下し、エチレンオキシド(EO)2.5mLをアルゴン雰囲気下で添加し常温で48時間反応させた。その後、1mLのメタノールを反応液に添加し、10%メタノールを含むエーテルを寒剤でよく冷やしたもので再沈殿させDIG-PEG-OH 3.2g(収率86%)を回収した。
 次に、得られたDIG-PEG-OHをアミノ化してDIG-PEG-NHを得た。具体的には、ベンゼン凍結乾燥したDIG-PEG-OH 3.2gを0.8mLのトリエチルアミンを溶解したTHF溶液 32mLに溶解する。メタンスルホニルクロリド912mgを冷THF 32mLに溶解した溶液を上記のDIG-PEG-OH溶液に添加し、室温で一晩反応させた。沈殿した塩を濾過により取り除き、ろ液を10%メタノールを含むジエチルエーテルを含む寒剤500mLで再沈殿させ、濾過後減圧乾燥した。得られた粉末を25%アンモニア水溶液100mLに溶解し、室温で2日間反応させた。透析膜(分画分子量1,000)を用いて2000倍希釈したアンモニウム水溶液中、純水の順番で透析した。その後、sephadex C-25(GE healthcare)でアミノ化がすすんでいないフラクションを除き凍結乾燥を行いDIG-PEG-NH 2.95g(収率89%)を回収した。
 さらに、得られたDIG-PEG-NHからDIG-PEG-PBLAを合成した。具体的には、BLA-NCA 1.7gをDMF 3.5mLに溶解し、30mLのジクロロメタンで希釈した。ベンゼン凍結乾燥後のDIG-PEG-NH 200mgを4mLのジクロロメタンに溶解し、その溶液をBLA-NCA溶液に加え、アルゴン存在下、35℃で40時間重合した。IR分析で重合反応が終了したことを確認したのち、反応混合物をヘキサン/酢酸エチル(ヘキサン:酢酸エチル=6:4) 500mLに滴下して、沈澱したポリマーを吸引濾過により回収し、真空乾燥してDIG-PEG-PBLA 1.32g(収率70%)を得た。
 さらに、得られたDIG-PEG-PBLAからDIG-PEG-ポリアスパラギン酸(DIG-PEG-P(Asp.))を合成した。具体的には、DIG-PEG-PBLA 500mgを0.5N水酸化ナトリウムに懸濁しながら室温でベンジルエステルを加水分解する。コポリマーが溶解した後、透析膜(分画分子量1,000)を用いて水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥してDIG-PEG-P(Asp.) 145mg(収率54%)を得た。
 さらに、得られたDIG-PEG-P(Asp.)からGlc(3)-PEG-P(Asp.)を合成した。ここで、Glc(3)は、グルコースがその3位の炭素でPEGに結合していることを意味する。具体的には、DIG-PEG-P(Asp.) 100mgをトリフエルオロ酢酸/純水(トリフルオロ酢酸:水=8:2) 10mLに溶解し、1時間反応させた。透析膜(分画分子量1,000)を用いて0.01N NaOH、純水の順で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥してGlc(3)-PEG-P(Asp.) 75mg(収率86%)を得た。
1-5.Cy5-PICミセルの調製
 Cy5-PEG-P(Asp.)50mgを10mM リン酸緩衝液(PB、pH 7.4、0mM NaCl)50mLに溶解し、1mg/mLのCy5-PEG-P(Asp.)溶液を調製した。PEG-P(Asp.-AP) 50mgも同様にPB 50mLに溶解し、1mg/mLのPEG-P(Asp.-AP)溶液を調製した。2種類の水溶液Cy5-PEG-P(Asp.)とPEG-P(Asp.-AP)それぞれ4mLと7.0mLを50mLのコニカルチューブに添加し、ボルテックスで2分間撹拌した(2000rpm)。その後、水溶性の縮合剤である1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)(10mg/mL)を含有するPB溶液5.6mLを加え、一晩静置しポリイオンコンプレクスのコアを架橋した。その後、分画分子量100,000の膜のついた限外濾過チューブを用いて、ミセル形成に関与していないポリマーおよびEDCの副生成物などを除去した。
1-6.得られたCy5-PICミセルのキャラクタリゼーション
 得られたCy5-PICミセルのサイズ(Z平均粒子径)および多分散指数(PDI)は、ゼータサイザー(Malvern)で測定した。サイズはブラウン運動により移動している粒子の拡散を測定し、その測定結果をストークス・アインシュタインの式を用いて粒子径と粒度分布に変換した。またミセルの形状は、透過型電子顕微鏡(TEM、JEM-1400)を用いて評価した。ここで、Z平均粒子径とは、粒子分散 物等の動的光散乱法の測定データを、キュムラント解析法を用いて解析したデータである。キュムラント解析においては、粒子径の平均値と多分散指数(PDI)が得られ、本発明においては、この平均粒子径をZ平均粒子径と定義する。厳密には、測定で得られたG1相関関数の対数に、多項式をフィットさせる作業を、キュムラント解析といい、下式:
 LN(G1)=a+bt+ct+dt+et+・・・における定数bが、二次キュムラントまたは、Z平均拡散係数と呼ばれる。Z平均拡散係数の値を分散媒の粘度と幾つかの装置定数を用いて粒子径に換算した値がZ平均粒子径であり、分散安定性の指標として品質管理目的に適した値である。
1-7.Glc(6)-Cy5-PICミセルの調製
 Glc(6)-PEG-P(Asp.)20mgとCy5-PEG-P(Asp.)40mgを10mM リン酸緩衝液(PB、pH7.4、0mM NaCl)60mLに溶解し、1mg/mLのCy5-Glc(6)-PEG-P(Asp.)とPEG-P(Asp.)混合溶液を調製した。PEG-P(Asp.-AP)50mgも同様にPB 50mLに溶解し、1mg/mLのPEG-P(Asp.-AP)溶液を調製した。2種類の水溶液、すなわち、Cy5-PEG-P(Asp.)とPEG-P(Asp.)との混合液とPEG-P(Asp.-AP)溶液のそれぞれ4mLと7.0mLを50mLのコニカルチューブに添加して、ボルテックスにより2分間撹拌した(2000rpm)。その後、水溶性の縮合剤であるEDC(10mg/mL)を含有するPB溶液 5.6mLを加え、一晩静置しポリイオンコンプレクスのコアを架橋した。その後、分画分子量100,000の膜のついた限外濾過チューブを用いて、ミセル形成に関与していないポリマー、EDCの副生成物などを除去した。
1-8.Glc(6)-Cy5-PICミセルのキャラクタリゼーション
 得られたGlc(6)-Cy5-PICミセルのサイズ(Z平均粒子径)および多分散指数(PDI)は、ゼータサイザー(Malvern)で測定した。その結果、平均粒径40nmであり、粒径が均一なミセルを得たことが明らかとなった(図2A)。また、ミセルの形状は、透過型電子顕微鏡(TEM、JEM-1400)を用いて、酢酸ウラニルで染色後に観察した(図2B)。
1-9.Glc(3)-Cy5-PICミセルの調製
 Glc(3)-PEG-P(Asp.)20mgとCy5-PEG-P(Asp.)40mgをpH7.4 10mMリン酸緩衝液 (PB、0mM NaCl)60mLに溶解し、1mg/mLのCy5-Glc(3)-PEG-P(Asp.)とPEG-P(Asp.)混合溶液を調製した。PEG-P(Asp.-AP) 50mgも同様にPB 50mLに溶解し、1mg/mLのPEG-P(Asp.-AP)溶液を調製した。2種類の水溶液Cy5-PEG-P(Asp.)、PEG-P(Asp.)混合液とPEG-P(Asp.-AP)溶液のそれぞれ4mLと4.3mLを50mLのコニカルチューブに添加して、ボルテックスで2分間撹拌した(2000rpm)。その後、水溶性の縮合剤であるEDC(10mg/mL)を含有するPB溶液5.6mLを加え、一晩静置しポリイオンコンプレクスのコアを架橋した。その後、分画分子量100,000の膜のついた限外濾過チューブを用いて、ミセル形成に関与していないポリマー、EDCの副生成物などを除去した。得られたGlc(6)-Cy5-PICミセルのサイズ(Z平均粒子径)および多分散指数(PDI)は、ゼータサイザー(Malvern)で測定した。またミセルの形状は、透過型電子顕微鏡(TEM、JEM-1400)を用いて評価した。得られたミセルは、直径32nm(PDI=0.043)であった(データ非掲載)。
実施例2.PICミセルの体内動態評価実験
 実施例1で作製したミセルをマウスに静脈投与してその体内動態を調べた。ミセルを投与する際には、血糖操作の効果も加えて評価した。
 以下の実施例において、脳への蓄積は、全投与量に対する脳1g当りに蓄積する量(%)に基づいて評価した。
 上記の各ミセル溶液(すなわち、Glc(6)-Cy5-PICミセル、Glc(3)-Cy5-PICミセルまたはCy5-PICミセルの溶液(濃度1mg/mL))の容量200μLを24時間給餌しなかった絶食マウス(Balb/c ♀6週齢)と自由に給餌をしたマウスにそれぞれ200μLずつ静脈投与(i.v.)した。ここで示す1mg/mLとはそれぞれのポリアニオンに結合してあるCy5由来の蛍光をNanoDropで測定した結果求められた値である。なお、絶食したマウス群は、ミセル溶液投与6時間後に給餌を再開した。所定の時間経過を待った後、マウスに麻酔を施し開腹後、腹部大動脈から血液を採取し、更に脳、肝臓、脾臓、腎臓、心臓、肺および大腿筋を取り出した。採取した血液を4℃、15,000rpmにて5分間遠心して血漿を調製し、96穴プレート(Thermo Fisher,米国)に分注して、Tecan Infinite M1000 PROを用いた蛍光測定によって血漿の蛍光強度から血中のミセル濃度を定量した。このとき対照として、サンプルが投与されなかったマウスの血液を使用した。また、マウスの全血を2mL、うち血漿の量を55%と仮定し、薬物の体内動態を評価した。脳、肝臓、脾臓、腎臓、心臓、肺および大腿筋にそれぞれ溶解緩衝液とメタルコーンを加え、破砕して懸濁液とし、96穴プレート(Thermo Fisher、米国)にそれぞれ注入し、Tecan Infinite M1000 PROを用いた蛍光測定によってミセルの各臓器への蓄積効率(%)を定量した。
 その結果、グルコースの6位の炭素を介してその外表面が修飾されたミセル(Glc(6)-PICミセル)は、絶食させてからマウスに投与した場合には、給餌の再開と同時に脳へのミセルの蓄積量が顕著に増大し、脳1gに対して最大で全投与ミセル量の約3.8%が蓄積した(図3A)。このとき、血中ミセル濃度は給餌の再開と同時に減少した(データ非掲載)。このような脳へのミセルの蓄積量の増大は、グルコースでその外表面が修飾されていないミセルでは、観察されなかった。従って、この結果から、脳へのGlc(6)-PICミセルの蓄積は、絶食によりマウスの血糖値を低下させることと、ミセル投与前後に該マウスの血糖値を上昇させることとが重要であることが明らかとなった。ただし、絶食させたマウスにおいてミセル投与後、給餌再開前であっても一部のミセルは脳に取り込まれている(図3Aの黒い四角)。また、絶食させていないマウスにおいてもミセル投与後、一部のミセルは脳に取り込まれた(図3Aの白抜き四角)。また、ミセルの各臓器への集積量を評価したところ、血糖操作により脳への蓄積量が選択的に増大した(図3B)。従って、血糖操作による蓄積量の増大は、脳特異的であることが理解できる。なお、肝臓や腎臓は、血糖操作の有無によらず、それぞれ約8%および4%の蓄積を示した(データ非掲載)。また、グルコースの6位の炭素を介してその外表面が修飾されたミセル(Glc(6)-PICミセル)を調製する際に用いられるカチオン性高分子のすべてをGlc(6)-PEG-P(Asp.)とすると、グルコース導入率50%のミセルを得ることができ、半分をGlc(6)-PEG-P(Asp.)とすると、グルコース導入率25%のミセルを得ることができる。得られたミセルを上記方法で投与すると、グルコース導入率25%のミセルは3%を超える脳への蓄積を示したのに対して、グルコース導入率50%のミセルは約1.3%の脳への蓄積を示した。
 さらに、グルコースの3位の炭素を介してその外部表面が修飾されたミセル(Glc(3)-PICミセルとGlc(6)-PICミセル)の脳への蓄積量を比較した。具体的には、上記の方法でGlc(6)-Cy5-PICミセルとGlc(3)-Cy5-PICミセルを絶食マウスにi.v.投与し、6時間後に給餌を再開し、投与から8時間後(給餌再開から2時間後)に脳を摘出し、上記の方法でそれぞれのサンプルの脳への集積量を算出した。すると、Glc(3)-PICミセルよりも多くのGlc(6)-PICミセルが脳への蓄積を示した(図4B)。
 さらに脳内へのミセルの蓄積部位を詳細に調べるため、In vivo共焦点顕微鏡観察を行なった。具体的には、まず、2.5%イソフルラン麻酔下で24時間絶食したマウス(Balb/c、♀、6週齢)の開頭を行なった。次に、麻酔を維持しながら、サンプルのi.v.投与用のカテーテルを微静脈にセットし、また、グルコース溶液の腹腔内投与(i.p.)用のカテーテルを腹腔内にセットし、共焦点顕微鏡(Nikon A1R)のステージにセットした。観察開始から5分後にGlc(6)-Cy5-PICミセル(1mg/mL、200μL)をカテーテルを通してi.v.投与した(グラフ図5Bの0分は、サンプル投与のタイミングである)。次いで、サンプル投与から30分後に20v/v%グルコース溶液をカテーテルを通してi.p.投与した。蛍光は励起波長638nmのレーザーを用いて約3時間にわたり脳内におけるサンプルの挙動をリアルタイム観察した(蛍光波長662~737nm)。すると、血管内にのみ観察された蛍光が、時間経過と共に脳実質(例えば、点線部)にしみ出すようすが観察された(図5A)。上記の観察で得られた動画を基に、横軸を観察経過時間とし、縦軸を脳血管と重ならない5つの領域(図5Aに示す脳実質の点線部)のROI(region of interest)における蛍光強度の平均をプロットした。すると、血糖値の上昇に追随してミセルの脳実質への取り込みが上昇した(図5B)。なお、マウスの血糖値は、グルコース溶液をi.p.投与する直前、投与20分後、30分後、50分後または90分後に血液を5μLずつ微静脈より採取し、実験動物用血糖値測定器を用いて、血糖値を測定して求めた(図5B)。ミセルの脳への取り込みは、血糖値の上昇後の血糖値の低下と共に起こったことから、ミセルの投与は血糖値上昇の後であってもよいと考えられる。
 次に、ミセルの投与を血糖値上昇の後に行っても、ミセルが脳実質に移行することを確認した。具体的には、まず、2.5%イソフルラン麻酔下で24時間絶食したマウス(Balb/c、♀、6週齢)の開頭を行なった。次に、麻酔を維持しながら、グルコース溶液の腹腔内投与(i.p.)用のカテーテルを腹腔内にセットし、共焦点顕微鏡(Nikon A1R)のステージにセットした。20v/v%グルコース溶液をカテーテルを通してi.p.投与し、次いで、グルコース投与から30分後にGlc(6)-Cy5-PICミセル(1mg/mL、200μL)をカテーテルを通してi.v.投与して、またはカテーテルを用いずにi.p.投与して観察を開始した(グラフ図11Bの0分は、サンプル投与のタイミングを示す)。蛍光は励起波長638nmのレーザーを用いて約3時間にわたり図11Aに示される4つの脳実質領域におけるサンプルの蓄積を蛍光強度を指標としてリアルタイム観察した(蛍光波長662~737nm)。すると、図11Bに示されるように、サンプルのi.v.投与直後から脳実質内へのサンプルの取り込みが観察され、時間経過に従って穏やかに取り込み量が増大し、3時間にわたり取り込みが持続した。グルコース投与とサンプル投与の前後関係を変えることにより、サンプルの脳実質への取り込み量の経時パターンが変化した。このことは、グルコース投与とサンプル投与の前後関係を変えることにより、血液脳関門を通過させるタイミングが制御可能であることを意味する。
 このことから、本発明の組成物は、血糖操作により血液脳関門を通過して効果的に脳実質に到達し得ることが明らかとなった。
実施例3.PICsomeの作製と体内動態評価実験
 直径約100nmの中空キャリアとしてPICsomeを作製し、体内動態評価により脳への標的化効果を検証した。
3-1.ホモP(Asp.-AP)の合成
 まず、ポリ(β-ベンジル-L-アスパルテート)(ホモPBLAポリマー)をBLA-NCAの重合により得た。具体的には、β-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物(BLA-NCA)20gをN,N’-ジメチルホルムアミド(DMF)33.3mL、ジクロロメタン300mLに溶解する。N-ブチルアミン89.0μLを上記BLA-NCA溶液に加える。混合溶液を35℃に保ちながら40時間重合した。赤外分光(IR)分析で重合反応が終了したことを確認したのち、反応混合物をヘキサン/酢酸エチル溶液(ヘキサン:酢酸エチル=6:4)1Lに滴下して沈澱したポリマーを吸引濾過により回収し、ジエチルエーテルで洗浄した後に真空乾燥してホモPBLAポリマー 14.82g(79%)を得た。
 次に、得られたホモPBLAポリマーからポリ((5-アミノペンチル)-アスパラギン酸)(ホモP(Asp.-AP))を合成した。具体的には、ベンゼン凍結乾燥をしたホモPBLA 1gをN-メチル-2-ピロリドン(NMP)10mLに溶解する。DAP 17.2mLをNMP 17.2mLに溶解し、ホモPBLA溶液に加える。混合溶液を5℃に保ちながら40分反応した。その後、反応液に20重量%の酢酸水溶液10mLを添加し、透析膜(分画分子量6,000-8,000)を用いて水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥してP(Asp.-AP) 0.76g(82%)を得た。
3-2.Glc(6)-Cy5-PICsomeの調製
 実施例1で得たGlc(6)-PEG-P(Asp.)20mgとCy5-PEG-P(Asp.)40mgを10mM リン酸緩衝液(PB、pH7.4、0mM NaCl)60mLに溶解し、1mg/mLのGlc(6)-PEG-P(Asp.)とCy5-PEG-P(Asp.)との混合溶液を調製した。また、ホモP(Asp.-AP)50mgも同様にPB 50mLに溶解し、1mg/mLのホモP(Asp.-AP)溶液を調製した。次に、2種類の水溶液、すなわち、Glc(6)-PEG-P(Asp.)とCy5-PEG-P(Asp.)との混合液およびホモP(Asp.-AP)溶液のそれぞれ4.0mLおよび5.0mLを50mLのコニカルチューブ中で混合し、ボルテックスにより2分間撹拌した(2000rpm)。その後、水溶性の縮合剤であるEDC(10mg/mL)を含有するPB溶液5.6mLを加え、一晩静置してポリイオンコンプレクスのコアを架橋した。その後、分画分子量100,000の膜のついた限外濾過チューブを用いて、PICsome形成に関与していないポリマー、EDCの副生成物などを除去した。得られたGlc(6)-Cy5-PICsomeのサイズ(Z平均粒子径)および多分散指数(PDI)は、ゼータサイザー(Malvern)で測定した。またミセルの形状は、透過型電子顕微鏡(TEM、JEM-1400)を用いて、酢酸ウラニルで染色後に観察した。すると、直径100nm(PDI=0.086)のPICsomeを得たことが明らかとなった(データ非掲載)。
3-3.体内動態評価
 PICミセルの代わりに得られたPICsomeを投与する以外は実施例2と全く同じ方法で、PICsomeをマウスに投与し、脳へのPICsomeの蓄積を観察した。すると、グルコースでその外表面が修飾されたPICsomeのみが給餌後、急激に脳内に蓄積する様子が観察された(図6)。グルコースでその外表面が修飾されたPICsomeの脳1g当りの蓄積量は約2%であった(図6)。
 このことから、小胞は直径100nmでも問題無く血液脳関門を通過し得ることが明らかとなった。
 さらに、脳(大脳皮質)の深部における小胞の局在を2光子顕微鏡(高速共焦点レーザー顕微鏡用多光子励起レーザー Nikon A1RMP-IS-S33)を用いて観察した。得られた結果は図13に示される通りであった。すなわち、脳表層におけるよりも、脳深部においてPICミセル由来の強い蛍光が観察された。
 脳の表層から0μm、60μm、200μm、300μm、500μmまたは600μmの位置における切片の蛍光像を観察した。すると、いずれの深さにおいてもPICミセルの脳実質への移行が確認されたが、特に200μm~500μmにおいて大量の蛍光が脳実質に局在した(図14)。
 さらに大脳皮質における継時的な蛍光強度変化を確認した。図15に示されるように、1日後~1週間後において、脳実質に大量の蛍光が局在した。
 これらのことから、グルコースで該表面を修飾したPICミセルは、本発明の血糖操作を伴って対象に投与されると、脳深部(例えば、60μm~600μm)においても脳実質に蓄積させることが可能であることが明らかとなった。また、その蓄積は、投与1週間後でも持続した。脳は、表層から、分子層、外顆粒層、外錐体細胞層、内顆粒層、内錐体細胞層および多形細胞層が存在するが(例えば、図13~図15参照)、これらのいずれの層においても脳実質にキャリアを送達することができた。これらの層の中では特に、外錐体細胞層および内顆粒層においてキャリアの送達が顕著に有効であった。
実施例4:siRNAミセルの作製と体内動態評価
 本実施例では、血中滞留時間が短く送達効率の低いsiRNAを用いて実施例2および3と同様に体内動態評価を行なった。より具体的には、本実施例では、グルコースをコンジュゲートしたPEG-ポリカチオンと蛍光標識siRNAからなるミセルを用いて、siRNAの脳への蓄積を評価した。
4-1.Glc(6)-PEG-P(Asp.-TEP)-Cholの合成
 まず、実施例1に記載の方法により得たBIG-PEG-PBLAからBIG-PEG-PBLA-Cholを合成した。具体的には、BIG-PEG-PBLA 120mgをNMP 10mLに溶解し、PBLAの末端のアミノ基に対し10等量の4-コレステリルアミノ-4-ブタン酸および触媒量のジメチルアミノピリジンを添加し、その後、室温にて6時間撹拌した。反応溶液をジエチルエーテル/2-プロパノール(9:1)溶液に滴下し、目的物を沈殿させた。沈殿物をろ過後減圧乾燥させてBIG-PEG-PBLA-Cholを130mg得た(収率95%)。
 次に、得られた(BIG)-PEG-PBLA-CholからBIG-PEG-P(Asp-TEP)-Cholを合成した。具体的には、BIG-PEG-PBLA-Chol 100mgをNMP 5mLに溶解し、NMPで希釈したテトラエチレンペンタアミン(TEP)溶液に対しポリマー溶液を滴下し、その後20℃にて1時間反応した。反応溶液を氷冷した1N 塩酸に対して滴下し、分画分子量12,000-14,000の透析膜を用いて、4℃で透析した。透析外液としては、0.01N塩酸を用い、その後、透析外液として純水を用いて透析したのち、得られた溶液を凍結乾燥して、56mgのBIG-PEG-P(Asp-TEP)-Cholを回収した(収率73%)。
 最後に、BIG-PEG-P(Asp-TEP)-CholからGlc(6)-PEG-P(Asp-TEP)-Cholを得た。具体的には、BIG-PEG-P(Asp-TEP)-Chol 56mgをトリフルオロ酢酸/純水(8:2)溶液 8mLに溶解し、1時間反応させた。透析膜(分画分子量1,000)を用いて透析外液として0.01N NaOHを用いて透析し、次いで純水で透析した。得られた溶液を凍結乾燥して67mgのGlc(6)-PEG-P(Asp-TEP)-Chol(収率82%)を得た。
4-2.Glc(6)-siRNAミセルの調製
 Glc(6)-siRNAミセルは、図7Aのスキームに従って調製した。具体的には、10mM HEPES緩衝液中に溶解させたGlc(6)-PEG-P(Asp.-TEP)-Chol(2mg/mL) 262.5μLをHEPES緩衝液437.5μLで希釈した。北海道システム・サイエンス社製のスクランブルsiRNAであるCy5-siRNA-chol(75μM) 279μLをHEPES緩衝液1121μLで希釈した。得られた2液を混合して10回ピペッティングし、Glc(6)-siRNAミセルを得た。In vivo実験直前に2.1mLのミセル溶液に65μLの5M NaCl溶液を加え、ピペッティングすることで等張液にしてから投与に用いた。得られたGlc(6)-Cy5-siRNAミセルのサイズ(Z平均粒子径)および多分散指数(PDI)は、ゼータサイザー(Malvern)で測定した。またミセルの形状は、透過型電子顕微鏡(TEM、JEM-1400)を用いて、酢酸ウラニルで染色後に観察した。結果、直径80nm(PDI=0.104)のsiRNAミセルが得られたことが明らかとなった。
4-3.体内動態評価
 得られたGlc(6)-Cy5-siRNAミセル 200μL/2時間を静脈投与により30分または2時間にわたりシリンジポンプ(Harvard社)を用いて精密持続静注し、投与開始5分後に20%グルコース溶液を腹腔内投与した。siRNAミセルの投与終了から1時間後に脳を摘出し、マルチビーズショッカーで粉砕後に、IVISイメージングシステム(Xenogen社)をもちいてそれぞれの輝度を評価した。すると、静脈投与の時間が長くなると、脳の輝度が上昇し、2時間の静脈投与による脳への蓄積は、30分の静脈投与による脳への蓄積よりも多かった(図7B)。また、脳への蓄積量を算出すると、siRNAミセルでは、2時間の静脈投与において、その投与量の1.3%を脳(1g当り)に送達することができていることが明らかとなった。さらに、投与終了から6時間後に脳を摘出し、共焦点顕微鏡(LSM510)で観察を行い、脳実質における蛍光強度を測定した。すると、siRNAミセルは、脳細胞内に蓄積していることが明らかとなった(図8)。
 実施例4の結果から、血中滞留時間が短く、送達効率の低いsiRNAのような物質であっても、本発明の方法により極めて効果的に脳に送達できることが明らかとなった。本発明の血糖操作によれば急速静注によってもsiRNAミセルを脳実質に送達することは可能であるが、本実施例では、持続静注により、siRNAミセルの脳実質への送達量を大幅に改善できることが明らかとなった。
実施例5:グルコース修飾したブロック共重合体の体内動態評価
 本実施例では、Glc(6)-PEG-ポリアスパラギン酸をミセルを形成させずにマウスに投与してその体内動態を評価した。
 Glc(6)-PEG-ポリアスパラギン酸としては、実施例1で合成したGlc(6)-PEG-ポリアスパラギン酸を用いた。対照としては、PEG-ポリアスパラギン酸を用いた。
 Balb/cマウス(♀、6週齢、n=3)に対して、それぞれ3mg/mLのGlc(6)-PEG-ポリアスパラギン酸および対照を200μLずつ静脈内投与した。投与は、2時間かけて一定速度で行なった。投与開始5分後に20%グルコース溶液を腹腔内投与した。Glc(6)-PEG-ポリアスパラギン酸および対照の投与が終了して1時間後にグルコース修飾したブロック共重合体の体内動態を分析した。
 結果は図9に示す通りであった。図9に示されるように、グルコースをコンジュゲートしていないPEG-ポリアスパラギン酸は、脳への蓄積を示さなかったのに対して、グルコースをコンジュゲートしたGlc(6)-PEG-ポリアスパラギン酸は、脳1g当り全投与量の0.4%の脳の蓄積を示した。このように、上記ポリマーは1分子のグルコースで修飾されれば、脳への送達に十分であった。とりわけ血液脳関門を突破しやすいと言われるドネペジル塩酸塩ですら、全投与量に対して脳1g当り0.13%しか蓄積しない(Drug Metabolism and Disposition, 1999, 27 (12):1406-1414)。
実施例6:グルコースコンジュゲート抗体の調製と体内動態評価
 本実施例では、抗体にグルコースをコンジュゲートさせ、体内動態を評価した。すると、抗体も血糖操作により脳への蓄積を示した。
 抗体としては、市販のマウスIgG、アイソタイプコントロール(Southern Biotechnology Associates Inc.)を用いた。抗体とグルコースとのコンジュゲートは以下のように作製した。
6-1.DyLight488蛍光標識化グルコース導入ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体の合成
 まず、THP-PEG-OHを合成した。具体的には、2-(2-ヒドロキシエトキシ)テトラヒドロピラン(THP)0.104mLをテトラヒドロフラン(THF)100mLに溶解した。0.3Mのナフタレンカリウムを含んだTHF溶液2.8mLをTHP溶液に滴下し、エチレンオキシド(EO)8.9mLをアルゴン雰囲気下で添加し40℃で1日間反応させた。その後、反応液をジエチルエーテルで再沈殿させ、片末端テトラヒドロピラニル基片末端3-ヒドロキシプロピル基のポリエチレングリコール(THP-PEG-OH)(分子量12,000) 8.56g(収率95%)を得た。
 次に、得られたTHP-PEG-OHのOH基をメシル化した。具体的には、メタンスルホン酸クロライド(MsCl) 19.7μLをTHF 20mLに溶解した。また、THP-PEG-OH(分子量12,000) 1.4gをテトラヒドロフラン(THF) 10mLに溶解し、そこにトリエチルアミン89μLを加えた。水浴で冷却したMsCl溶液に対して、THP-PEG-OH溶液を滴下し、3時間30分撹拌した。反応混合物をジエチルエーテル200mLに滴下して沈殿したポリマーを吸引濾過により回収し、ジエチルエーテルで洗浄した後に真空乾燥することで、片末端3-メタンスルホニル基片末端テトラヒドロピラニル基のポリエチレングリコール(MsO-PEG-THP)(収率100%)1.50gを得た。
 次に、得られたMsO-PEG-THPからN-PEG-THPを合成した。具体的には、MsO-PEG-THP(分子量12,000) 15gをN,N’-ジメチルホルムアミド(DMF) 100mLに溶解した。反応溶液を室温で撹拌しながら、アジ化ナトリウム 1.63gを加えた。混合溶液を45℃に保ちながら、71時間撹拌した。混合溶液を室温に戻した後、純水200mLを加えた。混合溶液に対して、分液ロートを用いて、塩化メチレン200mLで6回抽出を行い、得られた有機層をロータリーエバポレーターにより150mLまで濃縮した。濃縮液をエタノール2Lに滴下して沈殿したポリマーを吸引濾過により回収した後に真空乾燥して片末端アジド基片末端テトラヒドロピラニル基のポリエチレングリコール(N-PEG-THP) 14.3g(収率95%)を得た。
 次に、N-PEG-THPを脱保護してN-PEG-THPを得た。具体的には、N-PEG-THP(分子量12,000)14.1gを メタノール200mLに溶解した。室温下、混合溶液中に1N HCl水溶液を24mL加えた。反応温度を25 ℃に保ちながら、4時間撹拌した。反応混合物をジエチルエーテル2.5Lに滴下して沈殿したポリマーを吸引濾過により回収し、ジエチルエーテルで洗浄した後に真空乾燥することで、片末端アジド基片末端3-ヒドロキシプロピル基のポリエチレングリコール(N-PEG-OH) 13.7g(収率96%)を得た。
 次に、N-PEG-OHをアミノ化してN-PEG-NHを得た。具体的には、N-PEG-OH(分子量12,000) 1.02gをテトラヒドロフラン(THF) 30mLに溶解し、そこにトリエチルアミン47.4μLを加えた。メタンスルホン酸クロライド19.7μLをTHF 20mLに溶解し、N-PEG-OH溶液を室温の水浴で冷却しながら、N-PEG-OH溶液に加えた。混合溶液を室温で6時間撹拌した。沈殿した塩を濾過により取り除き、反応混合物をジエチルエーテル950mLと2-プロパノール50mLの混合溶液に滴下して沈殿したポリマーを吸引濾過により回収し、ジエチルエーテルで洗浄した後に真空乾燥した。得られた粉末を28%アンモニア水溶液8mLに溶解し、室温で3日間反応させた。透析膜(分画分子量6000-8000)を用いて、純水で透析した。その後、sephadex C-25 (GE healthcare)でアミノ化が進まなかったフラクションを除去し、凍結乾燥を行い、片末端アジド基片末端3-アミノプロピル基のポリエチレングリコール(N-PEG-NH)620mg(収率61%)を回収した。
 次に、N-PEG-NHからN-PEG-PBLAを合成した。具体的には、ベンゼン凍結乾燥後のN-PEG-NH(分子量12,000)150mgを5.4mLのジクロロメタンに溶解した。β-ベンジル-L-アスパルテート-N-カルボン酸無水物218mgをDMF 0.6mLに溶解し、その溶液をN-PEG-NH溶液に加え、アルゴン存在下、35℃で2日間重合した。IR分析で重合反応が終了したことを確認したのち、反応混合物をジエチルエーテル150mLに滴下して沈殿したポリマーを吸引濾過により回収し、真空乾燥して片末端アジド基のポリエチレングリコール-ポリ(β-ベンジル-L-アスパルテート)ブロック共重合体(N-PEG-PBLA)(分子量12,000)250mg(収率91%)を得た。
 次に、N-PEG-PBLAからN-PEG-P(Asp)を得た。具体的には、N-PEG-PBLA 250mgをアセトニトリル4mLに溶解し、そこに0.5N水酸化ナトリウム水溶液を5.5mL加え、室温で1時間撹拌した。反応液を、透析膜(分画分子量6000-8000)を用いて、水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥して、片末端アジド基のポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体(N-PEG-P(Asp))(分子量12,000)189mg(収率89%)を得た。
 次に、6-アミノ-6-デオキシ-1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(P-アミノグルコース)を合成した。P-アミノグルコースは、Carbohydr. Res. 19, 197-210 (1971)の記載に基づいて合成した。
 保護グルコースを導入したポリエチレンクリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体を合成した。具体的には、6-アミノ-6-デオキシ-1,2:3,5-ジ-O-イソプロピリデン-α-D-グルコフラノース(P-アミノグルコース)137mgをN,N’-ジメチルホルムアミド(DMF)4mLに溶解した。片末端がアジド基のポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体(N-PEG-P(Asp))(分子量12,000)40mgをDMF 4mLおよび水1mLの混合溶媒に溶解し、その溶液を上記P-アミノグルコース溶液に加えた。その後、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩203mgをさらに加えた。得られた混合溶液を室温下で13時間撹拌した。その後、混合溶液を透析膜(分画分子量6,000-8,000)を用いて、DMSO中で透析し、次いで水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥して、保護グルコースを導入したポリエチレンクリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体49mg(収率96%)を得た。
 次に、グルコースの保護基を脱保護して、グルコース導入ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体を得た。具体的には、保護グルコース導入ポリエチレンクリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体49mgに対して、トリフルオロ酢酸および水をそれぞれ18mLおよび2mL混合した溶液を加え、室温で20分撹拌した。その後、透析膜(分画分子量6,000-8,000)を用いて、4℃に保ちながら水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥して、グルコース導入ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体40mg(収率87%)を得た。
 さらに、蛍光色素としてDyLight488で得られた共重合体を標識した。具体的には、グルコース導入ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体40mgをジメチルスルホキシド(DMSO)10mLに溶解した。また、DyLight488 N-スクシンイミドエステルをDMSO 5mLに溶解し、その溶液をグルコース導入ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体溶液に加えた。混合溶液を室温下48時間撹拌した。次に、混合溶液を透析膜(分画分子量6,000-8,000)を用いて、水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥し、黄色の固体が得られた。得られた固体をPD-10カラム(GE Healthcare社)により、精製した。溶出液を透析膜(分画分子量6,000-8,000)を用いて、水中で透析した。膜内の溶液を凍結乾燥して、DyLight488蛍光標識化グルコース導入ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体33mgを得た。
6-2.グルコース導入抗体の調製
 次に、得られたDyLight488蛍光標識化グルコース導入ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体と抗体とをコンジュゲートさせてグルコース導入抗体を得た。具体的には以下の通りである。
 まず、IgG抗体をCy5標識した。具体的には、市販のマウスIgG、アイソタイプコントロール(Southern Biotechnology Associates Inc.)(5mg/mL)溶液の5mLをVIVASPIN(分画分子量10,000)の上部パーツに入れた。ここで、0.1Mリン酸バッファー(pH8.4)を加えた後に、4℃、2000rpmで遠心する操作を繰り返して、溶媒を0.1Mリン酸バッファー(pH8.4)に置換して、その後、溶液量が2.5mLとなるまで濃縮した。次に、Cy5 N-スクシンイミドエステル(Cy5-NHS エステル)(1mgタンパク質ラベル用)(GE Health care社)にN,N-ジメチルホルムアミド300μLを加え、ピペッティングを行い、そのうち250μLをIgG溶液に加えた。その後、混合溶液を室温で4時間穏やかに震盪した。そして、VIVASPIN(分画分子量10,000)を用いて、4℃、2000rpmで限外濾過を繰り返し、IgG溶液の精製を行うと共に、溶媒をD-PBS(-)へと置換し、Cy5標識化されたIgG(Cy5-IgG)(0.9mg/mL)溶液5mLを得た。
 次に、抗体と6-1で得た共重合体とのコンジュゲートを得るため、抗体にジベンジルシクロオクチン(DBCO)を導入した。具体的には、Cy5-IgG 0.9mg/mL溶液2mLをVIVASPIN(分画分子量10,000)の上部パーツに入れた。上部パーツに0.1Mリン酸バッファー(pH8.4)を加えた後に、4℃、2000rpmで限外濾過を繰り返し、溶媒を0.1Mリン酸バッファー(pH8.4)に置換して、その後、溶液量が2mLとなるまで濃縮した。次に、IgG溶液にジベンジルシクロオクチン-N-スクシンイミドエステル(DBCO-NHSエステル)の0.41mg/mL DMF溶液を200μL加えた。混合溶液を室温下4時間穏やかに震盪させた。反応終了後、反応液をVIVASPIN(分画分子量10,000)の上部ユニットに入れ、D-PBS(-)を加えた後に、4℃、2000rpmで限外濾過を繰り返し、IgG溶液の精製を行うと共に、溶媒をD-PBS(-)へと置換し、4mLのDBCOが導入されたCy5標識-IgG(Cy5標識DBCO-IgG)溶液を得た。
 さらに、DBCOと6-1で得た共重合体のアジド基を反応させて、抗体と共重合体とのコンジュゲートを得た。具体的には、まず、グルコース導入DyLight488蛍光標識化ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体3.5mgをD-PBS(-)800μLに溶解した。得られた溶液をCy5標識DBCO-IgG溶液2mLに加えた。混合溶液を-30℃で36時間静置し、その後、4℃で4時間静置して、ゆっくりと融解させた。得られた反応液をVIVASPIN(分画分子量50,000)の上部パーツに入れた。上部パーツにD-PBS(-)を加え、4℃、2000rpmで限外濾過を繰り返して、IgG溶液の精製を行い、DyLight488蛍光標識化ポリエチレングリコール-ポリアスパラギン酸ブロック共重合体が抗体1分子に対して平均2分子結合したCy5標識IgG(Glc-polymer conjugated IgG)溶液(0.11mg/mL)3mLを得た。
6-3.抗体の体内動態評価
 6週齢のBalb/C♀マウス8匹の給餌を24時間止めた。8匹のマウスをA群、B群およびコントロール群(それぞれ3匹、3匹および2匹)に分けた。A群のマウスにはGlc-polymer conjugated IgGを、B群のマウスにはCy5-IgGをそれぞれ750nMで200μLずつ静脈内注射し、その5分後に20%グルコース溶液200μLを腹腔内投与した。なお、各抗体のCy5に由来する蛍光強度は同等であった。A群およびB群のマウス3匹ずつを抗体投与から57分後にジエチルエーテル麻酔にかけ、その3分後に採血と臓器摘出(脳、肝臓、腎臓、肺、心臓、脾臓および大腿筋)を行った。コントロール群2匹も別途、採血と臓器摘出を行った。採血により得られた血液は、それぞれ4℃、15,000rpmで遠心をし、上清を回収した。8匹のマウスの摘出した臓器はまず全体の重量の測定を行った後、脳は半分、肝臓はおよそ200mgを切りとり、また、腎臓は片側を取得して、重量の測定を行い、マルチビーズショッカー用のチューブに臓器を金属のコーンとともに入れた。また、コントロール群のうちの1匹を除いた7匹の脳および肝臓のサンプルには1×Passive Lysis Bufferを600μL、脾臓、心臓および大腿筋のサンプルには300μL、腎臓および肺のサンプルには400μLずつ加えた。一方、コントロール群のうちの残った1匹のマウス(100%コントロール)の臓器のサンプルには、静脈内注射したサンプル全てが該当する臓器に集積したと仮定した時のサンプル量を計算し、その量のCy5-IgG溶液を臓器のサンプルに加え、さらに加える溶液量の合計が他の7匹のマウスと同じになるように1×Passive Lysis Bufferを加えた。全ての臓器サンプルをマルチビーズショッカーにより、2000rpmで30秒動作を5回繰り返し、臓器をホモシナイズした。臓器のチューブからコーンを除いた後、それぞれのサンプルを100μLずつマルチプレートの各ウェルに入れ、マルチプレートリーダーで励起波長643nm、蛍光波長667nmとして蛍光強度の測定を行った。コントロール群のうちCy5-IgG溶液を加えていない方をブランクとし、加えた方を100%として各臓器の抗体の集積率を計算し、血液以外は、得られた集積率を臓器の重量(g)で除した値を算出した。
 すると、グルコースをコンジュゲートさせた抗体は、血液脳関門を突破し、脳実質に到達した。脳実質への抗体の到達量は、対照(Cy5-IgG)の2倍であった(図10)。
 上記実施例1~6によれば、外表面をグルコースで修飾したPICミセル(実施例2)、PICsome(実施例3)、siRNAミセル(実施例4)、グルコースコンジュゲート高分子(実施例5)およびグルコースコンジュゲート抗体(実施例6)は、血糖操作を伴ってマウスに投与すると、血液脳関門を通過し、顕著に脳に蓄積した。血液脳関門の物質透過性は限定的であり、多くの薬剤は血液脳関門を通過することができず、その本来の効果を示すことができない。本発明によれば、薬剤をグルコースで修飾し、または薬剤を内包する小胞をグルコースで修飾して、血糖操作を伴って投与すると、ミセルやPICsomeのような巨大な小胞であっても血液脳関門を通過させることができた。この成果は、従来血液脳関門を通過しなかった分子を脳に送達する画期的な手法を提供するものであり、様々な既存のまたは今後生み出される脳疾患薬および脳画像診断薬に適用可能であり、脳疾患治療または脳画像診断における新たな途を切り拓くものである。
実施例7.血管内皮細胞への送達
 上記実施例2によれば、グルコース導入率25%のミセルは3%を超える脳への蓄積を示したのに対して、グルコース導入率50%のミセルは約1.3%の脳への蓄積を示した。このことは、グルコースの導入率が増加することにより、脳血管内皮細胞に取り込まれたミセルと脳血管内皮細胞との解離が低下することを意味すると考えられた。そこで、本実施例では、グルコース導入率と脳血管内皮細胞へのミセルの蓄積との関係を確認した。
 まず、実施例1-7および実施例2に記載の通り、Glc(6)-PEG-P(Asp.)とPEG-P(Asp.)との混合量を調節して、グルコース導入率10%のミセル、グルコース導入率25%のミセルまたはグルコース導入率50%のミセルを調製した。
 得られたミセルをそれぞれマウスにi.v.投与して2日後に、常法により脳の組織切片(厚み:14μm)を作成し、免疫蛍光染色により脳血管内皮細胞を染色し、ミセルの蛍光との局在を観察した。脳血管内皮細胞は、一次抗体として抗PECAM-1抗体(Santa Cruz社製、製品番号:SC18916, Rat monoclonal)を用い、二次抗体としてAlexa488コンジュゲート-ヤギ抗ラットIgG(H+L)抗体(インビトロジェン社製、製品番号:A11006)を用いて検出した。また、ミセルはCy5の蛍光により検出した。
 すると、図12Aに示されるように、グルコース導入率50%のミセルを投与したマウスの脳では、脳血管内皮細胞とミセルとの共局在が特に頻繁に観察された(図12A内の矢じり)。また、図12Bに示されるように、グルコース導入率10%、25%および50%のいずれでも脳血管内皮細胞へのミセルの共局在が観察されたが、グルコース導入率50%のときに脳血管内皮細胞への局在頻度が顕著に増加した。
 実施例1~6により、表面をグルコースで覆ったミセルなどの小胞や、グルコースをコンジュゲートした抗体などの化合物は、脳血管内皮細胞を通過して脳実質内に極めて効率良く送達できることが示されたが、一方で、脳血管内皮細胞内にも一部の小胞や化合物が蓄積する可能性が示唆されていた。特に、表面をグルコースで覆ったミセルについては、グルコースの導入率が高まるほど、脳血管内皮細胞から脳実質に脱出するミセルの量が低下することから、ミセルはその一部が脳血管内皮細胞にも蓄積できることが示されていた。実施例7でこの事実をさらにしたところ、確かに、ミセルが脳血管内皮細胞にも蓄積することが示された。また、グルコース導入率が50%のときに顕著に脳血管内皮細胞にミセルが蓄積することが示された。

Claims (23)

  1.  薬剤送達用のキャリアを含んでなる、投与計画に従って対象に投与するための組成物であって、
     該投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含み、
     該キャリアは、その外表面がGLUT1リガンドにより修飾されている、組成物。
  2.  薬剤とGLUT1リガンドとのコンジュゲートを含んでなる、投与計画に従って対象に投与するための組成物であって、
     該投与計画は、絶食させるか、または低血糖を誘発させた対象に該組成物を投与することおよび該対象において血糖値の上昇を誘発させることを含む、組成物。
  3.  薬剤を脳に送達するための、請求項1または2に記載の組成物。
  4.  薬剤に血液脳関門を通過させるための、請求項1または2に記載の組成物。
  5.  薬剤に血液神経関門、血液網膜関門または血液髄液関門を通過させるための、請求項1または2に記載の組成物。
  6.  薬剤を脳血管内皮細胞に送達するための、請求項1または2に記載の組成物。
  7.  血糖値の上昇がグルコース投与により誘発される、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
  8.  組成物がグルコースの投与と同時にまたはその前に投与される、請求項7に記載の組成物。
  9.  組成物が、静脈内に輸液投与され、輸液投与が10分以上継続される、請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
  10.  キャリアが小胞であり、小胞を形成する高分子の10~40モル%がGLUT1リガンドにより修飾されている、請求項1および3~9のいずれか一項に記載の組成物。
  11.  キャリアが小胞であり、小胞を形成する高分子の40~100モル%がGLUT1リガンドにより修飾されている、請求項1および3~9のいずれか一項に記載の組成物。
  12.  キャリアが送達する薬剤を内包している、請求項1および3~11のいずれか一項に記載の組成物。
  13.  キャリアが小胞であり、小胞が直径400nm以下の小胞である、請求項1および3~12のいずれか一項に記載の組成物。
  14.  コンジュゲートが、薬剤とGLUT1リガンドとがリンカーを介して連結されてなるものである、請求項2~9のいずれか一項に記載の組成物。
  15.  GLUT1リガンドがグルコースである、請求項1~14のいずれか一項に記載の組成物。
  16.  薬剤が、生理活性物質、抗体、核酸、生体適合性の蛍光色素、および造影剤から選択される少なくとも1つの薬剤である、請求項1~15のいずれか一項に記載の組成物。
  17.  1分子のGLUT1リガンドと1分子の高分子とのコンジュゲートであって、コンジュゲートはGLUT1リガンドが小胞の表面に露出するように小胞を形成することができる、コンジュゲート。
  18.  GLUT1リガンドがグルコースである、請求項17に記載のコンジュゲート。
  19.  グルコースがその6位の炭素を介して高分子とコンジュゲートされている、請求項18に記載のコンジュゲート。
  20.  下記式(I)、下記式(II)、下記式(III)若しくは下記式(XVI):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
    {式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
    {式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
    {式中、nおよびmはそれぞれ、5~20,000である。}
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
    {式中、n16は、5~20,000の整数、およびm16は、2~5,000の整数である。}
    で示される請求項19に記載のコンジュゲートまたは薬学的に許容可能なその塩。
  21.  請求項17~20のいずれか一項に記載のコンジュゲートを含んでなる薬剤送達用小胞であって、
     該コンジュゲートが、小胞を形成する全高分子の10~40モル%である、小胞。
  22.  請求項17~20のいずれか一項に記載のコンジュゲートを含んでなる薬剤送達用小胞であって、
     該コンジュゲートが、小胞を形成する全高分子の40~100モル%である、小胞。
  23.  請求項1~16のいずれか一項に記載の組成物、または請求項21若しくは22に記載の小胞を製造するための、GLUT1リガンドの使用。
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