WO2015182577A1 - 分岐型両親媒性ブロックポリマーを用いた分子集合体及び薬剤搬送システム - Google Patents

分岐型両親媒性ブロックポリマーを用いた分子集合体及び薬剤搬送システム Download PDF

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block polymer
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molecular
polylactic acid
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小関英一
�原功
木村俊作
上田一樹
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株式会社島津製作所
国立大学法人京都大学
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    • A61K9/51Nanocapsules; Nanoparticles

Definitions

  • Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 describe that a linear amphiphilic block polymer in which a hydrophobic block is a polylactic acid chain and a hydrophilic block is a polysarcosine chain is self-assembled in an aqueous solution and has a particle size of It is disclosed to form polylactic acid-sarcosine polymer micelles of 30 nm or more.
  • Polylactic acid-sarcosine polymer micelles using linear amphiphilic block polymers disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 and 2 have high blood retention and have been developed so far. It has been reported that the amount of accumulation in the liver is remarkably reduced compared to the polymer micelles.
  • these polylactic acid-sarcosine polymer micelles can be used in tumor (cancer) tissues in which nanoparticles with a particle size of several tens to several hundreds of nanometers staying in the blood are remarkably enhanced.
  • EPR effect Enhanced Permeation and Retention effect
  • the ABC phenomenon means that there is a possibility of inducing accumulation of polymer micelles in a site different from the target site, reduction of pharmacological effect, etc. with frequent administration. However, details of the mechanism of the ABC phenomenon have not been clarified. Non-Patent Document 3 reports that when the particle size is 30 nm or less, the occurrence of ABC phenomenon is suppressed.
  • Patent Document 3 discloses a branched amphiphilic block polymer A having a branched hydrophilic block containing sarcosine and a hydrophobic block having a polylactic acid chain, and a functional substance having a functional site and a polylactic acid chain.
  • a molecular assembly comprising F is disclosed.
  • the polylactic acid chain constituting the hydrophobic block of the amphiphilic block polymer A is composed of L-lactic acid units, and the polylactic acid chain contained in the functional substance F is D-lactic acid.
  • a polylactic acid chain constituting the hydrophobic block of the amphiphilic block polymer A is composed of a D-lactic acid unit, and the polylactic acid chain contained in the functional substance F is L-lactic acid. It consists of units.
  • a particulate molecular assembly (polymer micelle) having a particle size of 30 nm or less can be provided.
  • a molecular assembly with a small particle diameter is easy to distribute
  • the higher EPR effect makes it possible to increase the accumulation speed of the molecular assembly on the target site such as a tumor site.
  • the distribution of molecular aggregates in smaller blood vessels such as capillaries is promoted, and the background signal can be reduced by being distributed throughout the body. Thereby, the contrast ratio between the tumor site and the background can be improved. Therefore, according to the present invention, tumor imaging can be performed in a short time.
  • the hydrophilic block may have one or more structural units other than the sarcosine unit as long as the hydrophilicity as described above is not impaired.
  • structural units other than sarcosine include amino acids.
  • the amino acid may be a natural amino acid or an unnatural amino acid.
  • the amino acid may be an ⁇ -amino acid, ⁇ -amino acid, or ⁇ -amino acid, but is preferably an ⁇ -amino acid, and examples thereof include serine, threonine, lysine, aspartic acid, and glutamic acid.
  • the poly-D-lactic acid chain (A-PDLA) composed of D-lactic acid units is usually 90 mol% or more, preferably 95 mol, based on the total lactic acid units constituting the polylactic acid chain (A-PLA). % Or more, more preferably 98 mol% or more, particularly preferably 100 mol% means D-lactic acid units.
  • A-PDLA poly-D-lactic acid chain
  • F-PLLA poly L-lactic acid chain
  • the ligand is usually covalently bonded to the polylactic acid chain directly or via the spacer group described above.
  • the spacer group can be appropriately selected depending on the type of ligand.
  • the spacer group is preferably a hydrophilic group such as ethylene glycol (—O—CH 2 —CH 2 —O—) or ethylenediamine, and more preferably ethylenediamine.
  • the poly L-lactic acid chain (F-PLLA) composed of L-lactic acid units is usually 90 mol% or more, preferably based on the total lactic acid units constituting the polylactic acid chain (F-PLA), preferably It means that 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, particularly preferably 100 mol% is L-lactic acid units. With such a configuration, the obtained molecular assembly becomes stable.
  • the container used at a process (b1 ') is not specifically limited, For example, a glass container etc. can be used.
  • the shape of the container is not particularly limited.
  • the concentration of the substance F ′ in the organic solvent is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 5 to 1 ⁇ 10 ⁇ 1 % (w / v), for example, and preferably 3 ⁇ 10 ⁇ 5 to 3 ⁇ 10 ⁇ 2 % (w / V) is more preferable.
  • the hydrophilic block containing the sarcosine unit in the linear amphiphilic block polymer B can be appropriately determined by those skilled in the art so that the entire block becomes hydrophilic as described above.
  • the total number of sarcosine units contained in the hydrophilic block can usually be 1 to 90, preferably 10 to 80, more preferably 20 to 70.
  • all sarcosine units may be continuous or discontinuous, but the molecular design should be such that the entire polypeptide chain does not impair the basic characteristics described above. Is preferred.
  • the molecular assembly composed of the branched amphiphilic block polymer A is different from the polymer micelle composed of, for example, a linear amphiphilic block polymer due to the presence of a plurality of polysarcosine chains as branched chains.
  • the basic characteristics are that the density of hydrophilic groups on the surface is high and the exposure of hydrophobic sites is low.
  • Particle size measurement method by dynamic light scattering Using a particle solution with a branched amphiphilic block polymer A concentration of 0.1 to 1 mg / mL as a sample, the particle size in ultrapure water or physiological saline at 25 ° C. is measured using Zetasizer Nano- Measure using ZS (Malvern Instruments).
  • the branched amphiphilic block polymer A concentration is the concentration of the branched amphiphilic block polymer A constituting the molecular assembly.
  • the molecular assembly of the present invention can also be prepared by an injection method.
  • the injection method preferably includes the following steps.
  • a step of preparing a solution containing the branched amphiphilic block polymer A and the functional substance F in an organic solvent in a container (hereinafter, also referred to as “step (c1)”);
  • a step of dispersing the solution in water or an aqueous solution (hereinafter also referred to as “step (c2)”), and a step of removing the organic solvent (hereinafter also referred to as “step (c3)”).
  • the steps (c1) to (c3) are usually performed in this order.
  • the preparation method including the above steps (c1) to (c3) is suitably used as the method for preparing the molecular assembly of the present invention.
  • a method for preparing a molecular assembly including the steps (c1) to (c3) is also encompassed in the present invention.
  • the organic solvent is removed from water or an aqueous solution in which the organic solvent containing the branched amphiphilic block polymer A and the functional substance F is dispersed.
  • the method for removing the organic solvent in the step (c3) is not particularly limited, and can be performed by the method described above. Examples of the purification treatment include gel filtration chromatography, filtering, ultracentrifugation and the like. A combination of these can also be performed.
  • antitumor agents examples include the antitumor agents described above, for example, ibritumomab tiuxetan, imatinib-erlotinib, gefitinib, gemtuzumab ozogamicin, sunitinib, cetuximab, sorafenib, dasatinib, tamibarotene, trastuzumab , Tretinoin, panitumumab, bevacizumab, bortezomib, lapatinib, rituximab and other molecular targeting drugs; ifosfamide, cyclophosphamide, dacarbazine, temozolomide, nimustine, busulfan, melphalan and other alkylating agents; , Tegafur, tegafur uracil, nelarabine, fluorouracil, fludarabine, pemetrexed, pentostatin
  • the number of lactic acid units constituting the PLLA chain in the branched amphiphilic block polymer 15 was 50, and the number of sarcosine units per PSar chain was 62 ((PSar 62 ) 3 -PLLA 50 ).
  • ⁇ Synthesis Example 2 Synthesis of aminated poly-D-lactic acid (a-PDLA) and aminated poly-L-lactic acid (a-PLLA)> Aminated poly-lactic acid (a-PLA) was synthesized using D-lactide represented by the following formula 10 and N-carbobenzoxy-1,2-diaminoethane hydrochloride represented by the formula 12.
  • the particles composed of the branched amphiphilic block polymer 11 are also referred to as “nanoparticles S23”.
  • the particle diameter of the nanoparticle S23 was 22.3 nm.
  • the particles composed of the branched amphiphilic block polymer 12 are also referred to as “nanoparticles S33”.
  • the particle diameter of the nanoparticles S33 was 22.6 nm.
  • the particles composed of the branched amphiphilic block polymer 9 are also referred to as “nanoparticles S52”.
  • the particle diameter of the nanoparticle S52 was 24.9 nm.
  • Example 1 The pharmacokinetics of each particle prepared in Preparation Examples 1 and 2 was evaluated.
  • the animals were BALB / c nu / nu mice (CLEA Japan, Inc.) 7 weeks old, and human pancreatic cancer cells (Suit 2) were subcutaneously transplanted to the right lower limb of the mice at 5 ⁇ 10 5 cells / 0.02 mL. Two weeks later, when the cancer tissue grew to 3 to 7 mm, the mice (cancer-bearing mice) were subjected to the following contrast test.
  • 111 In-labeled nanoparticles (S52 + 5% AB) were administered to tumor-bearing mice at a dose of 10 MBq per mouse, the tumor-bearing mice were anesthetized with isoflurane, and SPECT / CT observation and luminescence were performed 24 hours after administration. Observations were made. In addition, the heart and lungs were removed from the mice and luminescence was observed. The result is shown in FIG. Luminescence measurement was performed by anesthetizing a tumor-bearing mouse with isoflurane, administering 0.2 mg of luciferin 10 mg / mL (Beetle Luciferin, Potassium Salt, Promega) intraperitoneally, and measuring for 1 minute 10 minutes after administration. Thereafter, the heart and lungs were removed from the mouse and luminescence was measured for 1 minute.
  • luciferin 10 mg / mL Beetle Luciferin, Potassium Salt, Promega
  • nanoparticles were administered to BALB / c nu / nu mice (manufactured by CLEA Japan, Inc.) at a dose of 0.1 mg (0.1 mL) per tail, and administered three times every other week. Blood was collected before nanoparticle administration and one week after nanoparticle administration, and plasma was collected. Each nanoparticle was prepared in the same manner as in Preparation Example 3 except that physiological saline was used as a solvent for particle formation.
  • the results are shown in FIG.
  • the result shown in FIG. 10 is expressed as an average value ⁇ standard error. Moreover, the significant difference with respect to the control group (saline solution administration group) was calculated
  • the vertical axis in FIG. 10 represents the relative tumor volume (tumor volume / day 0 tumor volume). The horizontal axis represents the time (day) after administration of each sample.

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Abstract

 下記一般式(I):(式中、各記号は明細書に記載の通りである。)で表される構造を有する、サルコシン単位を含む分岐した親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する分岐型両親媒性ブロックポリマーA、及び機能性部位とポリ乳酸鎖とを有する機能性物質Fを含み、前記両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成され、かつ前記機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成されているか、又は、前記両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成され、かつ前記機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成されている、分子集合体。

Description

分岐型両親媒性ブロックポリマーを用いた分子集合体及び薬剤搬送システム
 本発明は、超分子化学、医工薬学連携領域、及びナノメディシン分野に属する。本発明は、分子イメージング用の分子プローブとして使用できるナノキャリア、薬剤搬送用のナノキャリア、及び疎水性化合物の分散剤等に関するものである。より具体的には、本発明は、分岐型両親媒性ブロックポリマーを用いる分子集合体、それを利用する分子イメージング用分子プローブ及び薬剤搬送システム等に関するものである。
 ナノ粒子等のナノサイズの材料を食品、化粧品、医薬品等に応用することが活発に検討されている。例えば医薬分野においては、高分子ミセル等のナノ粒子を分子イメージングにおける分子プローブ、薬剤搬送システム(ドラッグデリバリーシステム(DDS))における担体等として用いるための研究が行われている。
 例えば特許文献1及び非特許文献1には、疎水性ブロックがポリ乳酸鎖、親水性ブロックがポリサルコシン鎖である直鎖型の両親媒性ブロックポリマーが、水溶液中において自己組織化し、粒子径が30nm以上のポリ乳酸-サルコシン系高分子ミセルを形成することが開示されている。
 非特許文献2には、上記の疎水性ブロックがポリL-乳酸(PLLA)鎖、親水性ブロックがポリサルコシン鎖である直鎖型の両親媒性ブロックポリマーからなるポリ乳酸-サルコシン系高分子ミセルに、立体化学の異なる3種のインドシアニングリーン(ICG)標識ポリ乳酸(ICG-PLLA、ICG-PDLA、及びICG-PDLLA)をそれぞれ包含させて、3種のポリ乳酸-サルコシン系高分子ミセルを調製したことが開示され、生体内におけるICG標識ポリ乳酸の立体化学が及ぼす挙動が開示されている。非特許文献2で使用されている高分子ミセルの粒子径は35nm以上である。
 特許文献1並びに非特許文献1及び2に開示された直鎖型両親媒性ブロックポリマーを用いるポリ乳酸-サルコシン系高分子ミセルは、高い血中滞留性を有するほか、それまでに既に開発されていた高分子ミセルと比べて肝臓への集積量が著しく減少することが報告されている。また、これらのポリ乳酸-サルコシン系高分子ミセルは、血中に滞留している、粒子径が数十~数百nmのナノ粒子が著しく血管透過性の亢進している腫瘍(癌)組織や炎症部位に蓄積しやすいという性質(Enhanced Permeation and Retention effect(EPR効果))を利用することによって、腫瘍又は炎症部位を標的とした分子イメージング又は薬剤搬送用のナノキャリアとして適用可能なものである。
 しかしながら、例えば分子イメージング等において、高分子ミセルに内包させるシグナル剤(標識剤)又は薬剤の種類又は目的によっては、標的部位に搬送されてから、比較的短時間で排泄されることが望ましい場合や、逆に標的部位での保持時間が長い方が望ましい場合がある。このため標的部位におけるシグナル剤又は薬剤の保持時間を調整することができる技術の開発が望まれている。また、より細い毛細血管への流通、及び毛細血管から小さな腫瘍等の疾病部位への侵入のし易さ、並びにより高いEPR効果の観点から、より小さい粒子径を有するナノキャリアの開発が望まれている。
 さらに、一般に、合成高分子から構成される高分子ミセルにおいて、一度生体内に投与すると免疫系が賦活化され、同じ高分子ミセルを再び投与すると、免疫系の働きによって肝臓へ集積してしまう現象、すなわちAccelerated Blood Clearance(ABC)現象が生じることが知られている。上記のポリ乳酸-サルコシン系高分子ミセルについても、粒子表面を覆っているポリサルコシンに対する抗体が産生されることが分かっており(非特許文献4)、ABC現象の発生を低減することが望まれていた。ABC現象が発生すると、免疫学的メモリー効果が低下するまでの間、高分子ミセルを複数回投与ができないという問題がある。また、ABC現象は、頻回投与に伴い標的部位と異なる部位への高分子ミセルの蓄積、薬理効果の低減等を誘導する可能性があることを意味する。しかしながらABC現象発現のメカニズムの詳細は明らかにされていない。非特許文献3には、粒子径が30nm以下になると、ABC現象の発現が抑制されたという報告がなされている。
 特許文献2には、両親媒性ブロックポリマーを、親水性ブロックが複数本のサルコシン鎖から構成される分岐構造を有するよう分子設計することによって、該ポリマーの自己組織化で形成される分子集合体を投与した場合にABC現象の発現を抑制することができ、これにより短期間での複数回投与を可能とするポリ乳酸-サルコシン系高分子ミセル製剤を創出する技術が開示されている。また特許文献2にはポリ乳酸鎖を有する機能性物質を配合することによる分子集合体の機能化、及び該分子集合体に直鎖型両親媒性ポリマーを配合することによる粒子径制御技術が開示されている。しかしながら、分子集合体を複数回投与した場合に、よりABC現象の発生を低減できることが望まれる。特許文献3には、サルコシンを含む分岐した親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する分岐型両親媒性ブロックポリマーA、及び機能性部位とポリ乳酸鎖とを有する機能性物質Fを含む分子集合体が開示されている。特許文献3の分子集合体では、前記両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックを構成するポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成され、前記機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成されているか、又は、前記両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックを構成するポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成され、前記機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成されている。
国際公開第2009/148121号パンフレット 国際公開第2012/176885号パンフレット 国際公開第2014/038558号パンフレット
バイオマテリアルズ(Biomaterials)、2009年、第30巻、p.5156-5160 Journal of Controlled Release, Volume 161, Issue 3, 10 August 2012, Pages 821-825 薬学会誌、2009年、第129巻、第12号、p.1445-1451 International Immunopharmacology, Volume 14, Issue 3, November 2012, Pages 261-266
 診断と治療の融合(Theranostics)のために複数回投与による体内動態変化がないことが重要である。本発明は、ABC現象の発生が抑制されるため、短期間での複数回投与が可能な分子集合体、好ましくは高分子ミセルを提供することを主な課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、疎水性ブロックがポリ乳酸鎖を有し、親水性ブロックが3本のポリサルコシン鎖を有する、分岐構造を有する両親媒性ブロックポリマー(分岐型両親媒性ブロックポリマー)を含む分子集合体において、該分岐型両親媒性ブロックポリマー中の疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖と、親水性ブロックに含まれるポリサルコシン鎖の組成比を変えることによって、初回投与及び複数回投与時の肝臓集積性が異なる分子集合体が形成されること、及び該ポリ乳酸鎖とポリサルコシン鎖の組成比を一定範囲に調整することによって、ABC現象の発生を効果的に抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
 より具体的には、本発明者らは、上記分岐型両親媒性ブロックポリマーにおいて、親水性ブロックを構成する3本のポリサルコシン鎖に含まれるサルコシン単位の数の合計を「n1+n2+n3」とし、疎水性ブロックを構成するポリ乳酸鎖に含まれる乳酸単位の数を「m」とした場合に、サルコシン単位の数の合計が乳酸単位の数の2.5倍以上、6倍以下(2.5m≦n1+n2+n3≦6m)となるようにすると、分岐型両親媒性ブロックポリマーを含む分子集合体を短期間(例えば、1週間以内)に複数回生体に投与してもABC現象の発生が抑制されることを見出した。さらに、ポリ乳酸鎖及びポリサルコシン鎖の組成比をこのような範囲に調整した分岐型両親媒性ブロックポリマーを含む分子集合体は、腫瘍組織に蓄積しやすく、高いEPR効果を発揮できることを見出した。なお、本明細書中、ブロックポリマー中のサルコシン単位及び乳酸単位の数(重合度)は、平均重合度である。
 本発明として、例えば、以下の分子集合体等が挙げられる。
(1)下記一般式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 
(式中、mは、10~100の数を表し、n1、n2及びn3は、これらの合計が2.5m以上、6m以下(2.5m≦n1+n2+n3≦6m)となる数を表し、Rは、水素原子又は有機基を表す)で表される構造を有する、サルコシン単位を含む分岐した親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する分岐型両親媒性ブロックポリマーA、及び
 機能性部位とポリ乳酸鎖とを有する機能性物質Fを含み、
 前記両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成され、かつ前記機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成されているか、又は、
 前記両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成され、かつ前記機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成されていることを特徴とする、分子集合体。
(2)前記分子集合体が、サルコシン単位を含む親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する直鎖型両親媒性ブロックポリマーを、分子集合体に対して20重量%以下の範囲で含む、前記(1)に記載の分子集合体。
(3)前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA中の疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖を構成する乳酸単位が20~80個である、前記(1)又は(2)に記載の分子集合体。
(4)前記機能性物質Fにおける機能性部位がシグナル剤及び薬剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する部位である、前記(1)~(3)のいずれかに記載の分子集合体。
(5)前記機能性物質Fが、金属イオンと錯体を形成する配位子を有する、前記(4)に記載の分子集合体。
(6)前記配位子が、放射性金属イオンと錯体を形成している、前記(5)に記載の分子集合体。
(7)前記放射性金属イオンが、γ線核種又はβ線核種である、前記(6)に記載の分子集合体。
(8)粒子径が10nm~100nmである、前記(1)~(7)のいずれかに記載の分子集合体。
(9)以下の工程:
 容器中に、前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を用意する工程、
 前記溶液から前記有機溶媒を除去し、前記容器の内壁に前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを含むフィルムを得る工程、及び
 前記容器中に水又は水溶液を加え、超音波処理又は加温処理を行い、前記フィルムを分子集合体に変換して分子集合体の分散液を得る工程、
を含む調製方法によって得られるものである、前記(1)~(8)のいずれかに記載の分子集合体。
(10)以下の工程:
 容器中に、ポリ乳酸鎖と、金属イオンと錯体を形成する配位子とを有する物質F’を有機溶媒中に含む溶液を用意する工程、
 前記溶液から前記有機溶媒を除去し、前記容器の内壁に前記物質F’を含むフィルムを得る工程、
 前記フィルムに放射性金属イオン水溶液を加え、物質F’と放射性金属イオンとの錯体を形成させて機能性物質Fとした後、錯体を形成していない放射性金属イオンを除く工程、
 容器中に、前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を用意する工程、
 前記溶液から前記有機溶媒を除去し、前記容器の内壁に前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを含むフィルムを得る工程、及び
 前記容器中に水又は水溶液を加え、超音波処理又は加温処理を行い、前記フィルムを分子集合体に変換して分子集合体の分散液を得る工程、
を含む調製方法によって得られるものである、前記(1)~(9)のいずれかに記載の分子集合体。
(11)以下の工程:
 容器中に、前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を用意する工程、
 前記溶液を水又は水溶液中に分散させる工程、及び
 前記有機溶媒を除去する工程、
を含む調製方法によって得られるものである、前記(1)~(8)のいずれかに記載の分子集合体。
(12)前記(1)~(11)のいずれかに記載の分子集合体を分子プローブとして非ヒト動物内に投与することを含む、腫瘍イメージングシステム。
(13)前記(1)~(11)のいずれかに記載の分子集合体を用いた薬剤搬送システム。
(14)前記(4)~(8)のいずれかに記載の分子集合体を含むことを特徴とする、腫瘍の診断剤又は予防剤若しくは治療剤。
(15)前記(14)に記載の剤と前記(4)~(8)のいずれかに記載の分子集合体に含まれる抗腫瘍剤以外の他の抗腫瘍剤とを組み合わせてなる、併用剤又はキット。
(16)前記(4)~(8)のいずれかに記載の分子集合体、又はそれと当該分子集合体に含まれる抗腫瘍剤以外の他の抗腫瘍剤とを動物に投与することを含む、腫瘍の診断方法又は治療若しくは予防方法。
(17)前記(1)~(11)のいずれかに記載の分子集合体を含むことを特徴とする、分子イメージング用分子プローブ。
 本発明によれば、抗体の産生が抑えられ、ABC現象の発生を抑制することができる。このため本発明によれば、短期間での複数回投与が可能な分子集合体(高分子ミセル)を提供することができる。また、本発明の分子集合体は、腫瘍組織等の血管病変部位以外の組織への集積性が低いため、生体に対する安全性が比較的高いものである。従って本発明によれば、例えば、低用量のシグナル剤又は薬剤の投与を可能にし、副作用を減少させることができる。本発明によれば、分子イメージングシステム及び該システムにおいて有用な分子プローブ、薬剤搬送システム及び該システムにおいて有用なナノキャリアを提供することができる。特に、腫瘍(組織)を効率よくイメージング又は治療することができる安全な分子集合体が提供される。
 また本発明によれば、分子集合体が標的の腫瘍部位に搬送されてから、分子集合体に標識又は内包されたシグナル剤(標識剤)又は薬剤は、標的部位で長い時間にわたって保持され得る。従って本発明によれば、標識又は内包させるシグナル剤又は薬剤の種類又は目的に応じて標的部位での保持時間が調整された、分子イメージングに有用な分子プローブ、及び薬剤搬送システムに有用なナノキャリアを提供することができる。これは、分子集合体において、分岐型両親媒性ブロックポリマーAに含まれるポリ乳酸鎖(以下、「ポリ乳酸鎖(A-PLA)」ともいう)と、機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖(以下、「ポリ乳酸鎖(F-PLA)」ともいう)とがステレオコンプレックスを形成し、小さい粒子径でありながらも、分子集合体の安定性が保たれるためと考えられる。また、ポリ乳酸鎖(A-PLA)と、ポリ乳酸鎖(F-PLA)とは互いに異なるヘリックス構造をとると考えられ、例えばポリ乳酸鎖(F-PLA)に結合している機能性部位が疎水性である場合には、該機能性部位が、コア/シェル構造の分子集合体の疎水性内部に保持されやすく、さらに安定性が増すものと考えられる。
 本発明によれば、ABC現象の抑制効果及びEPR効果を両立させることができる。
 本発明によれば、例えば粒子径が30nm以下の粒子状分子集合体(高分子ミセル)を提供することができる。このように粒子径が小さい分子集合体は、毛細血管へも流通しやすく、毛細血管から小さな腫瘍等の疾病部位への侵入がより容易である。このためより高いEPR効果によって、腫瘍部位等の標的部位への分子集合体の集積速度を速めることが可能となる。さらに、毛細血管等のより細い血管への分子集合体の分布が促進され、全身に分布することにより、バックグラウンドのシグナルを低下させることが可能になる。これにより、腫瘍部位とバックグラウンドとのコントラスト比を向上させることができる。従って本発明によれば、短時間での腫瘍イメージングが可能になる。
 また、本発明の分子集合体は、親水性ブロックにおける分岐構造により、表面にサルコシン鎖の稠密なポリマーブラシ構造を有するため、ABC現象の発現を抑制することができる。
合成例1で合成された分岐型両親媒性ブロックポリマーのH NMRスペクトルである。 インドシアニングリーン(ICG)で標識したポリD-乳酸(ICG-PDLA)を含む分子集合体(ナノ粒子)をマウスに投与し、蛍光イメージングによりその体内動態を調べた結果であり、各分子集合体を初回投与後(左のバー)、2回目(初回投与から7日後)投与後(右のバー)の、肝臓とバックグラウンドである左大腿部との蛍光強度比(肝臓/バックグラウンド)を示すグラフである。 111Inで標識した分子集合体を投与したマウスの単一光子放射断層撮影(SPECT/CT)画像である。Aは、分子集合体を投与9時間後の腫瘍部分の輪切り断面像である。Bは、マウスの正面断層像及び輪切り断層像である(上段 左:投与4時間後の正面断層像、中央:投与9時間後の正面断層像、右:投与24時間後の正面断層像;下段 左:投与9時間後の腫瘍部輪切り断層像、右:投与24時間後の輪切り断層像)。 111Inで標識した分子集合体を投与したマウスのSPECT/CT画像(上段 左:投与7時間後の正面断層像、右:投与24時間後の正面断層像;下段 左:投与7時間後の腫瘍部輪切り断層像、右:投与24時間後の腫瘍部輪切り断層像)である。 111Inで標識した分子集合体を投与したマウスの発光画像及びSPECT/CT画像である。Aは、全身画像であり(左:発光、右:SPECT/CT)、Bは、組織の実体画像、及び発光画像である(上段:実体画像、下段:発光画像)。 111Inで標識した分子集合体を投与したマウスの発光画像及びSPECT/CT画像である。左図は発光画像、右図はSPECT/CT画像である。 90Yで標識した分子集合体の腫瘍体積増殖抑制効果を調べた結果(相対腫瘍体積=腫瘍体積/0日目腫瘍体積)を示すグラフである(*P<0.05)。 111Inで標識した分子集合体を投与したマウスの発光画像及びSPECT/CT画像である。左図は発光画像(腹側)、右図はSPECT/CT画像(背側)である。 未標識の分子集合体(ナノ粒子)をマウスに投与し、ポリサルコシンに対するIgM抗体量を調べた結果である。グラフAはナノ粒子初回投与1週間後のIgM抗体量を、グラフBは2回目投与1週間後のIgM抗体量を、グラフCは3回目投与1週間後のIgM抗体量を、それぞれ表す。縦軸は相対強度を示す。 マウスで腫瘍体積増殖抑制効果を調べた結果(相対腫瘍体積=腫瘍体積/0日目腫瘍体積)を示すグラフである(*P<0.001)。
 本発明の分子集合体は、前記一般式(I)で表される構造を有する分岐型両親媒性ブロックポリマーA、及び機能性物質Fを含むものである。
 本明細書中、「分子集合体」は、通常、分岐型両親媒性ブロックポリマーAの凝集若しくは自己組織化により、又は自己集合的な配向会合により形成される構造体をいう。分子集合体の形状は、通常、粒子状である。また、本発明の分子集合体の好ましい態様は、ミセルである。
1.分岐型両親媒性ブロックポリマーA
 分岐型両親媒性ブロックポリマーAは、上記一般式(I)で表される構造を有する化合物であり、サルコシン単位を含む分岐した親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する。親水性ブロックと疎水性ブロックとは、リンカー部位により連結されている。
1.1 親水性ブロック
 本発明において、分岐型両親媒性ブロックポリマーAの親水性ブロックが有する「親水性」という物性の程度は特に限定されないが、少なくとも、親水性ブロックの全体が、後述の疎水性ブロックに対して相対的に親水性が強い性質をいう。或いは、親水性ブロックが疎水性ブロックとコポリマーを形成することによって、コポリマー分子全体として両親媒性を実現することが可能となる程度の親水性をいう。さらに或いは、分岐型両親媒性ブロックポリマーAが溶媒中で自己組織化して、自己集合体、好ましくは粒子状の自己集合体を形成することが可能となる程度の親水性をいう。
 分岐型両親媒性ブロックポリマーAは、親水性ブロックにおいて3つに分岐した構造を有する。親水性ブロックの分岐それぞれには、サルコシン単位が含まれる。
 サルコシン(N-メチルグリシン)は水溶性が高く、また、サルコシンのポリマーはN置換アミドを有することから通常のアミド基に比べてシス-トランス異性化が可能であり、さらに、Cα炭素まわりの立体障害が少ないことから、高い柔軟性を有するものである。このような構造を構成ブロックとして用いることは、該ブロックに高い親水性の基本特性、又は、高い親水性と高い柔軟性とを併せ持つ基本特性が備わる点で非常に有用である。
 親水性ブロックは、上述したような親水性を損なわない限り、サルコシン単位以外の構成単位1種又は2種以上を有してもよい。サルコシン以外の構成単位として、例えば、アミノ酸が挙げられる。アミノ酸は、天然アミノ酸、非天然アミノ酸のいずれでもよい。またアミノ酸は、α-アミノ酸、β-アミノ酸、γ-アミノ酸のいずれでもよいが、好ましくはα-アミノ酸であり、例えば、セリン、スレオニン、リシン、アスパラギン酸、グルタミン酸等が挙げられる。
 サルコシン単位以外の構成単位の割合は、親水性ブロックを構成する全構成単位に対して、通常10モル%以下であり、好ましくは5モル%以下、より好ましくは2モル%以下、更に好ましくは1モル%以下、最も好ましくは0モル%である。本発明においては、親水性ブロックは、サルコシン単位からなることが好ましい。
 親水性ブロックにおいて、構成単位の種類及び比率は、ブロック全体が上述したような親水性となるように当業者が適宜決定することができる。例えば、親水性ブロックに含まれるサルコシン単位の合計は、通常30~600とすることができる。また、1つの分岐当たりのサルコシン単位数の平均は、例えば、10~200とすることができ、好ましくは20~80である。親水性ブロックに含まれるサルコシン単位数がこのような範囲であると、分岐型両親媒性ブロックポリマーAが粒子状の分子集合体を形成することができる。また、親水性ブロックに含まれるサルコシン単位数がこのような範囲であると、分子集合体を形成した場合に、形成された分子集合体が安定なものとなる。
 親水性ブロックにおいては、全てのサルコシン単位が連続していてもよく、非連続であってもよいが、該ポリペプチド鎖全体として上述の基本特性を損なわないように分子設計されたものであることが好ましい。
1.2 疎水性ブロック
 本発明において、疎水性ブロックが有する「疎水性」という物性の具体的な程度は特に限定されないが、少なくとも、疎水性ブロックが、上記の親水性ブロックの全体に対して相対的に疎水性が強い領域であり、親水性ブロックとコポリマーを形成することによって、コポリマー分子全体として両親媒性を実現することが可能となる程度の疎水性を有していれば良い。或いは、分岐型両親媒性ブロックポリマーAが溶媒中で自己組織化して、自己集合体、好ましくは粒子状の自己集合体を形成することが可能となる程度の疎水性を有していれば良い。
 分岐型両親媒性ブロックポリマーA中の疎水性ブロックは、ポリ乳酸鎖(A-PLA)を有する。
 ポリ乳酸は、優れた生体適合性及び安定性を有するものである。このため、このようなポリ乳酸を構成ブロックとした両親媒性物質から形成される分子集合体は、生体、特に人体への応用性という点で非常に有用である。また、ポリ乳酸は、優れた生分解性を有することから代謝が早く、生体内において腫瘍組織以外への組織への集積性が低い。このため、このようなポリ乳酸を構成ブロックとする両親媒性物質から得られる分子集合体は、腫瘍組織への特異的な集積性という点で有用である。
 また、ポリ乳酸は、低沸点溶媒への溶解性に優れるものであることから、このようなポリ乳酸を構成ブロックとした両親媒性物質から分子集合体を得る際に、有害な高沸点溶媒の使用を回避することが可能である。このため、本発明の分子集合体は、生体への安全性という点で有用である。
 疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖(A-PLA)は、通常分岐していないもの(直鎖状)である。疎水性ブロックにおいて構成単位の種類及び比率は、ブロック全体が上述したような疎水性となるように、当業者によって適宜決定されるものである。疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖を構成する乳酸単位の数は、具体的には、例えば10~100個であり、好ましくは20~80個、より好ましくは25~50個、更に好ましくは25~35個である。疎水性ブロックに含まれる乳酸単位数が上記範囲であると、分岐型両親媒性ブロックポリマーAによって形成される分子集合体が安定なものとなる。
 疎水性ブロックは、上述したような疎水性を損なわない限り、乳酸単位以外の構成単位を1種又は2種以上を有してもよい。乳酸単位以外の構成単位として、例えば、乳酸以外のヒドロキシル酸、アミノ酸(疎水性アミノ酸及びその他のアミノ酸を含む)を挙げることができる。ヒドロキシル酸として、例えば、グリコール酸、ヒドロキシイソ酪酸が挙げられる。アミノ酸は、天然アミノ酸、非天然アミノ酸のいずれでもよい。またアミノ酸は、α-アミノ酸、β-アミノ酸、γ-アミノ酸のいずれでもよいが、好ましくはα-アミノ酸である。また、アミノ酸は、例えば疎水性アミノ酸が好ましく、例えば、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、メチオニン、チロシン、トリプトファン等が挙げられる。
 乳酸単位以外の構成単位の割合は、疎水性ブロックを構成する全構成単位に対して、通常10モル%以下であり、好ましくは5モル%以下、より好ましくは2モル%以下、更に好ましくは1モル%以下、最も好ましくは0モル%である。本発明においては、疎水性ブロックは、乳酸単位からなることが好ましい。
 疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖(A-PLA)においては、全ての乳酸単位が連続していてもよく、非連続であってもよいが、分岐型両親媒性ブロックポリマーA全体として上述の基本特性を損なわないように分子設計されたものであることが好ましい。
 疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖(A-PLA)は、L-乳酸単位から構成されているポリL-乳酸鎖(A-PLLA)、又は、D-乳酸単位から構成されているポリD-乳酸鎖(A-PDLA)である。疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖(A-PLA)がL-乳酸単位から構成されている場合には、後述する機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖(F-PLA)はD-乳酸単位から構成されている。また、ポリ乳酸鎖(A-PLA)がD-乳酸単位から構成されている場合には、ポリ乳酸鎖(F-PLA)はL-乳酸単位から構成されている。ポリ乳酸鎖(A-PLA)と、ポリ乳酸鎖(F-PLA)との立体的相互作用により、形成される分子集合体が安定なものとなる。
 L-乳酸単位から構成されているポリL-乳酸鎖(A-PLLA)とは、ポリ乳酸鎖(A-PLA)を構成する全乳酸単位を基準として、通常90モル%以上、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、特に好ましくは100モル%がL-乳酸単位であることを意味する。分岐型両親媒性ブロックポリマーAにおける疎水性ブロックがこのようなポリL-乳酸鎖(A-PLLA)を含むことにより、機能性物質Fに含まれるポリD-乳酸鎖(F-PDLA)との立体的相互作用によって、得られる分子集合体が安定なものとなる。
 D-乳酸単位から構成されているポリD-乳酸鎖(A-PDLA)とは、ポリ乳酸鎖(A-PLA)を構成する全乳酸単位を基準として、通常90モル%以上、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、特に好ましくは100モル%がD-乳酸単位であることを意味する。このような構成により、機能性物質Fに含まれるポリL-乳酸鎖(F-PLLA)との立体的相互作用によって、得られる分子集合体が安定なものとなる。
 一般式(I)中、Rは、水素原子又は有機基を表す。有機基の炭素数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~10、更に好ましくは、1~5である。有機基として、例えば、アルキル基、アルキルカルボニル基、アルケニル基、アルキニル基、置換基を有してもよいアリール基等が挙げられる。Rは、好ましくは、炭素数1~10のアルキル基又はアルキルカルボニル基であり、より好ましくは炭素数1~5のアルキル基又はアルキルカルボニル基、更に好ましくは炭素数1~4のアルキル基である。
 炭素数1~5のアルキル基として、例えば、炭素数1~5の直鎖状、分枝鎖状又は環状アルキル基が挙げられ、具体的には、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、シクロプロピル、シクロブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル等が挙げられる。中でも、メチル又はエチルが好ましく、より好ましくはメチルである。
 アルキルカルボニル基として、ホルミル、アセチル、プロピオニル、イソプロピルカルボニル、シクロプロピルカルボニル等が挙げられる。アルケニル基として、例えば、ビニル、アリル、2-ブテニル、3-ブテニル等が挙げられる。アルキニル基として、例えば、プロパルギル、1-ブチン-3-イル、1-ブチン-3-メチル-3-イル等が挙げられる。置換基を有してもよいアリール基として、例えば、置換基を有してもよいフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
1.3 サルコシン単位数の乳酸単位数に対する比
 本発明においては、親水性ブロックに含まれるサルコシン単位の合計(n1+n2+n3)は、疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖を構成する乳酸単位の数(m)の2.5倍以上、6倍以下(2.5m≦n1+n2+n3≦6m)である。分岐型両親媒性ブロックポリマーAに含まれるサルコシン単位及び乳酸単位の割合をこのような範囲とすると、ABC現象の発生を効果的に抑制することができる。また、分子集合体が、高いEPR効果を発揮することができるものとなる。親水性ブロックに含まれるサルコシン単位の合計(n1+n2+n3)は、疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖を構成する乳酸単位の数(m)に対して、好ましくは2.5倍以上、5.5倍以下(2.5m≦n1+n2+n3≦5.5m)であり、より好ましくは2.5倍以上、5倍以下(2.5m≦n1+n2+n3≦5m)であり、より好ましくは、2.5倍以上、4.5倍以下(2.5m≦n1+n2+n3≦4.5m)であり、さらに好ましくは2.5倍以上、4倍以下(2.5m≦n1+n2+n3≦4m)であり、特に好ましくは2.5倍以上、4倍未満(2.5m≦n1+n2+n3<4m)であり、最も好ましくは、2.5倍以上、3.5倍以下(2.5m≦n1+n2+n3≦3.5m)である。
1.4 その他
 分岐型両親媒性ブロックポリマーAは、分子中に後述するシグナル剤(標識剤)、薬剤等を有さないことが好ましいが、本発明の効果を損なわない限り、シグナル剤、薬剤等を有することもできる。かかるシグナル剤及び薬剤は特に限定されないが、例えば、後述する機能性物質Fが有するシグナル剤、薬剤等が挙げられる。
1.5 分岐型両親媒性ブロックポリマーAの合成法
 分岐型両親媒性ブロックポリマーAの合成方法は特に限定されず、例えば、疎水性ブロック部(ポリ乳酸鎖)の合成、親水性ブロック部(サルコシン又はポリサルコシン鎖)の合成、及びこれらのブロックを連結するリンカー部の合成により行うことができる。
 一例として、例えば、親水性ブロックと疎水性ブロックとを連結させるリンカー試薬を合成し、それを開始剤として、サルコシン単位を形成できる単量体(以下、サルコシン単量体ともいう)の付加又はサルコシン単量体の重合反応によるポリサルコシン鎖の伸長、及び乳酸単位を形成できる単量体(以下、乳酸単量体ともいう)の重合反応によるポリ乳酸鎖の伸長を行うことによって、分岐型両親媒性ブロックポリマーAを合成することができる。
 また例えば、サルコシン単量体をリンカー試薬に付加させた後に、又は、ポリサルコシン鎖を親水性ブロックとして予め重合反応により調製し、リンカー試薬に付加させた後に、該サルコシン又はポリサルコシン鎖が付加したリンカー試薬に乳酸単量体を重合反応させてポリ乳酸鎖を伸長させることによって、分岐型両親媒性ブロックポリマーAを合成することができる。
 さらに別の態様においては、例えば、ポリサルコシン鎖、又はポリサルコシン鎖及びポリ乳酸鎖の両方をそれぞれ親水性ブロック及び疎水性ブロックとして予め用意しておき、別途合成されたリンカー試薬を用いてそれらブロックを連結させることによって、分岐型両親媒性ブロックポリマーAを合成することができる。
 リンカー試薬は、乳酸単量体又はポリ乳酸鎖と結合可能な官能基(例えば、水酸基、アミノ基等)を1個有し、且つ、サルコシン単量体又はポリサルコシンと結合可能な官能基(例えば、アミノ基)を3個有する化合物であればよく、特に限定されるものではない。
 乳酸単量体又はポリ乳酸鎖と結合可能な官能基と、サルコシン単量体又はポリサルコシンと結合可能な官能基とは、必要に応じて、それぞれ保護基によって保護されていてもよい。この場合、それぞれの保護基としては、必要に応じて選択的に脱離させることが可能なものが当業者によって適宜選択される。
 例えば、本発明における分岐型両親媒性ブロックポリマーAを合成する場合のリンカー試薬は、好ましくは、トリスヒドロキシメチルアミノメタン(Tris)構造を元に調製することができる。
 ポリサルコシン鎖及びポリ乳酸鎖の合成方法は、リンカー試薬における官能基に応じて当業者が適宜決定することができるものである。
 例えば、親水性ブロックの合成は、公知のペプチド合成法により行うことができる。例えば、リンカー試薬におけるアミノ基等の塩基性基を開始点として、サルコシン単量体を重合することによって行うことができる。サルコシン単量体として、例えば、サルコシン、N-カルボキシサルコシン無水物(サルコシン-NCA)が挙げられ、好ましくはN-カルボキシサルコシン無水物である。親水性ブロックの合成は、リンカー試薬におけるアミノ基等の塩基性基を開始点として、N-カルボキシサルコシン無水物を開環重合すること等によって行うことが好ましい。
 疎水性ブロックにおけるポリ乳酸鎖の合成は、例えば、公知のポリエステル合成法により行うことができる。例えば、リンカー試薬におけるアミノ基等の塩基性基を開始点として、乳酸単量体を重合することによって行うことができる。乳酸単量体として、例えば、乳酸、ラクチドが挙げられ、好ましくはラクチドである。ポリ乳酸鎖の合成は、例えば、リンカー試薬におけるアミノ基等の塩基性基を開始点として、ラクチドを開環重合すること等によって行うことが好ましい。ラクチドは、疎水性ブロックの所望の立体化学(光学純度)を考慮して当業者が適宜決定することができる。例えば、L-ラクチド、又はD-ラクチドから適宜選択し、ポリ乳酸鎖の所望の立体化学(光学純度)に応じて当業者が適宜使用量を決定することができる。
 ポリサルコシン鎖及びポリ乳酸鎖の鎖長の調整は、重合反応におけるリンカー試薬及び各単量体の仕込み比を調整することによって行うことができる。また、鎖長は、例えばH NMRによって確認することができる。
2.機能性部位とポリ乳酸鎖とを有する機能性物質F
 本発明の分子集合体は、機能性部位とポリ乳酸鎖とを有する機能性物質Fを含む。
 機能性物質Fが有するポリ乳酸鎖は疎水性を示し、通常、分子集合体の疎水コア部に位置する。これによって、本発明の分子集合体は、分子イメージングにおけるプローブ、薬剤搬送システムにおける担体又は製剤等として有用な構造体となる。
2.1 機能性部位
 機能性物質Fにおける機能性部位は、好ましくは、シグナル剤及び薬剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する部位である。機能性物質Fは、1分子中に2以上の機能性部位を有してもよい。機能性物質Fは、1分子中にシグナル剤及び薬剤を有してもよい。
 シグナル剤(標識剤)としては、例えば、シグナル基を有する分子若しくは物質、又はシグナル物質を用いることができる。シグナル基及びシグナル物質は、検出によりイメージングを可能にする特性を有するものであればよい。シグナル基として、例えば、蛍光基、放射性元素含有基、磁性基等が挙げられる。シグナル物質は、例えば、放射性金属イオンが挙げられる。これらの基又は物質を検出する手段は、当業者によって適宜選択されるものである。
 蛍光基としては特に限定されないが、例えば、フルオレセイン系色素、インドシアニン色素等のシアニン系色素、ローダミン系色素、量子ドット等に由来する基が挙げられる。本発明においては、近赤外蛍光基(例えばシアニン系色素、量子ドット等に由来する基)を用いることが好ましい。
 近赤外領域(700~1300nm)では、水素結合を有する各置換基の吸収が存在するものの、その吸収は比較的小さい。このため、近赤外光は生体組織を透過しやすい特性を有する。このような近赤外光の特性を利用すれば、身体に無用の負荷を与えることなく体内の情報を得ることも可能であるといえる。特に、測定対象を小動物、体表面に近い部位に特定すると、近赤外蛍光は、有用な情報を与えることが可能になる。
 近赤外蛍光基のより具体的な例として、例えば、インドシアニングリーン(ICG)等のインドシアニン系色素、Cy7、DY776、DY750、Alexa790、Alexa750等に由来する基が挙げられる。本発明の分子集合体を、例えば腫瘍を標的として用いる場合は、腫瘍への集積性という観点で、ICG等のインドシアニン系色素に由来する基が好ましい。
 放射性元素含有基としては特に限定されないが、例えば、18F、64Cu、89Zr、67Ga等の放射性核種(放射性同位体)でラベルした、糖、アミノ酸、核酸等に由来する基が挙げられる。放射性元素含有基の導入方法の具体例の一例として、モノFmoc(9-fluorenylmethyloxycarbonyl)エチレンジアミンを用いてラクチドの重合を行う工程、末端OHをシリル保護基で保護する工程、ピペリジン処理でFmocを脱離する工程、N-カルボキシサルコシン無水物の重合を行い、重合物末端をターミネーションする工程、シリル保護基を外し、スルホン酸エステル(例えば、トリフルオロメタンスルホン酸エステル、パラトルエンスルホン酸エステル等)に変換する工程、及び放射性元素含有基を導入する工程により行う方法が挙げられる。さらに、前記方法を適宜変更することもできる。
 磁性基としては、特に限定されないが、フェリクローム等の磁性体を有する基、フェライトナノ粒子、ナノ磁性粒子等を有する磁性基等が挙げられる。
 放射性金属イオンは、好ましくは、γ線核種(γ線放出核種)のイオンであり、具体的には、例えば、111In、99mTc、64Cu、89Zr、67Gaのイオンが挙げられる。中でも、111Inのイオンが好ましい。
 シグナル剤は、単独で又は複数種の組み合わせで用いることができる。
 中でも、本発明におけるシグナル剤は、インドシアニングリーン系色素等の近赤外蛍光基を有する物質、18F、11C、111In、99mTc、64Cu、89Zr、67Ga等の放射性同位体でラベルした、糖、アミノ酸、核酸等の放射性元素含有物質、放射性金属イオンが好ましい。中でも、インドシアニングリーン系色素等の近赤外蛍光基を有する物質、放射性金属イオン等がより好ましい。
 薬剤は、対象となる疾患に適したものが当業者によって適宜選択される。具体的には、例えば、抗腫瘍剤(抗がん剤)、抗菌剤、抗ウィルス剤、抗炎症剤、免疫抑制剤、ステロイド剤、ホルモン剤、血管新生阻害剤等が挙げられる。薬剤は、単独で又は複数種の組み合わせで用いることができる。
 例えば腫瘍を標的とする場合には、抗腫瘍剤が好ましい。抗腫瘍剤は特に限定されず、公知の抗腫瘍剤、放射性金属イオン等を用いることができる。抗腫瘍剤として、例えば、カンプトテシン、エキサテカン(カンプトテシン誘導体)、ゲムシタビン、ドキソルビシン、イリノテカン、SN-38(イリノテカン活性代謝物)、5-FU、シスプラチン、オキサリプラチン、パクリタキセル、ドセタキセル等が挙げられる。放射性金属イオンとしては、例えば、131I、90Y等のβ線核種(β線放出核種)のイオン等が挙げられる。
 機能性部位は、通常、ポリ乳酸鎖に結合している。機能性部位の結合部位は、ポリ乳酸鎖のどの部分であってもよい。機能性部位は、ポリ乳酸鎖の末端構成単位に結合していてもよく、末端以外の構成単位に結合していてもよいが、末端構成単位に結合していることが好ましい。結合の形態は特に限定されず、例えば、共有結合、配位結合が挙げられる。例えば、機能性部位のシグナル剤及び薬剤は、ポリ乳酸鎖の特定の箇所に直接結合していてもよく、スペーサー基を介して結合していてもよく、配位子と配位結合して錯体を形成していてもよい。スペーサー基は特に限定されず、シグナル剤、薬剤等の種類に応じて当業者が適宜選択することができる。例えば、炭素数1~17のアルキル、カルボキシメチルセルロース、アミロース等の多糖構造、エチレンジアミン(-NH-CH-CH-NH-)等の炭素数1~4のジアミン、(ポリ)アルキレンオキシド鎖、(ポリ)エチレングリコール鎖、(ポリ)ビニルアルコール鎖等の親水性基が挙げられる。
 本発明においては、機能性物質Fは、金属イオンと錯体を形成する配位子(以下、単に配位子ともいう)を有することが好ましい。機能性物質Fが放射性金属イオンを有する場合、例えば、上述したシグナル剤又は薬剤として放射性金属イオンを用いる場合には、配位子は、該放射性金属イオンと錯体を形成していることが好ましい。このような、放射性金属イオンの錯体を有する機能性物質Fを含む分子集合体は、本発明の好ましい実施形態の1つである。
 本発明における配位子は、金属イオンと錯体を形成することができる配位子であればよく、特に限定されないが、例えば、ポリアミン、クラウンエーテル、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン等が好ましい。具体的には、例えば、エチレンジアミン4酢酸、デフェロキサミン等の線状ポリアミン;1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-テトラ酢酸(DOTA)、ポルフィリン等の環状ポリアミン;環状ポリアミド等が挙げられる。好ましくは、環状ポリアミンであり、中でも、DOTA等が好ましい。
 機能性物質Fが配位子を有する場合、該配位子は、通常、ポリ乳酸鎖に直接、又は上述したスペーサー基を介して共有結合している。スペーサー基は、配位子の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、配位子がDOTAの場合には、スペーサー基はエチレングリコール(-O-CH-CH-O-)、エチレンジアミン等の親水性基が好ましく、エチレンジアミンがより好ましい。
2.2 ポリ乳酸鎖
 機能性物質Fは、通常、上記の機能性部位とポリ乳酸鎖(F-PLA)とが結合されているものである。
 機能性物質Fを構成するポリ乳酸鎖(F-PLA)は、前述した分岐型両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖(A-PLA)との立体的相互作用のために、D-乳酸単位から構成されるポリD-乳酸鎖(F-PDLA)、又は、L-乳酸単位から構成されるポリL-乳酸鎖(F-PLLA)である。より具体的には、分岐型両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成されている場合には、機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成されている。分岐型両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成されている場合には、機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成されている。
 ここで、D-乳酸単位から構成されているポリD-乳酸鎖(F-PDLA)とは、ポリ乳酸鎖(F-PLA)を構成する全乳酸単位を基準として、通常90モル%以上、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、特に好ましくは100モル%がD-乳酸単位であることを意味する。このような構成により、得られる分子集合体が安定なものとなる。
 また、L-乳酸単位から構成されているポリL-乳酸鎖(F-PLLA)とは、ポリ乳酸鎖(F-PLA)を構成する全乳酸単位を基準として、通常90モル%以上、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、特に好ましくは100モル%がL-乳酸単位であることを意味する。このような構成により、得られる分子集合体が安定なものとなる。
 機能性物質Fを構成するポリ乳酸鎖の乳酸単位数は、通常10~60個、好ましくは25~45個、より好ましくは25~35個である。また、機能性ブロック中のポリ乳酸鎖を構成する乳酸単位数は、分岐型両親媒性ブロックポリマーA中の疎水性ブロックを構成する乳酸単位数に対して、0.8~1.2倍程度とすることが好ましく、0.9~1.1倍程度とすることがより好ましく、0.95~1.04倍程度とすることが更に好ましい。この範囲内で、機能性物質F全体の長さが上述の分岐型両親媒性ブロックポリマーAの長さを超えないように分子設計することが好ましい。より好ましくは、機能性物質F全体の長さが、分岐型両親媒性ブロックポリマーAにおける疎水性ブロックの2倍の長さを超えないように分子設計される。機能性物質Fを構成するポリ乳酸鎖の乳酸単位数が上記範囲内であると、形成される分子集合体が安定なものとなる。また、機能性物質Fのポリ乳酸鎖と分岐型両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックとの親和性がより良好となる。
2.3 その他
 機能性物質Fは、上述したポリ乳酸鎖と機能性部位とを少なくとも有するものであればよく、ポリ乳酸鎖に機能性部位が直接結合したものであってもよく、ポリ乳酸鎖と機能性部位とがリンカー部位等を介して結合していてもよい。また、機能性物質Fは、本発明の効果を損なわない限り、上述した親水性ブロックを有する両親媒性ブロックポリマーであってもよい。
 本発明の機能性物質Fの好ましい態様の一例として、ポリ乳酸鎖のいずれかの末端に、リンカー基(好ましくは、エチレンジアミン)を介して配位子(好ましくはDOTA)が結合した構造の化合物を挙げることができる。より好ましくは、配位子は、放射性金属イオンと錯体を形成している。放射性金属イオンは、分子集合体を用いる目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、上述したγ線核種、β線核種等である。より具体的には、例えば分子集合体を腫瘍イメージング等の腫瘍の診断に用いる場合には、放射性金属イオンは、111In、99mTc等のγ線核種のイオンが好ましく、中でも111In、99mTcのイオンが好ましく、111Inのイオンがより好ましい。このような放射性金属イオンを含む分子集合体は、例えば、腫瘍のイメージング用分子プローブ、腫瘍の診断剤等として有用である。また、例えば分子集合体を腫瘍の治療のために用いる場合には、放射性金属イオンは、131I、90Y等のβ線核種のイオンが好ましく、90Yのイオンがより好ましい。
 分子集合体における機能性物質Fの含有量は特に限定されるものではないが、例えば、機能性物質Fは、前記分岐型両親媒性ブロックポリマーAを基準(100モル%)として、通常20モル%以下であり、好ましくは15モル%以下、より好ましくは10モル%以下の量で含まれていることが好ましい。機能性物質Fの含有量がこのような範囲であると、分子集合体の粒子径を30nm以下とすることができる。また、分子集合体の一次粒子の分散性が良好となる。分子集合体における機能性物質Fの含有量の下限は、分岐型両親媒性ブロックポリマーAを基準として、通常、0.5モル%以上である。
2.4 機能性物質Fの調製法
 機能性物質Fの調製(製造)方法は特に限定されない。例えば、放射性金属イオンを有する機能性物質Fは、以下の方法により製造することができる。
 例えば、ポリ乳酸鎖と、金属イオンと錯体を形成する配位子とを有する物質F’を調製し、次いで、該物質F’中の配位子と放射性金属イオンとの錯体を形成させることにより、放射性金属イオンを有する機能性物質Fを得ることができる。
 ポリ乳酸鎖と、金属イオンと錯体を形成する配位子とを有する物質F’の調製方法は、例えば、アミノ基を有するポリ乳酸と、カルボン酸基を有する配位子とを脱水縮合により結合させて得ることができる。
 次いで、上記配位子を有する物質F’と、該配位子と放射性金属イオンとの錯体を形成させることにより、放射性金属イオンを有する機能性物質Fを得ることができる。錯体を形成させる方法は特に限定されないが、例えば、以下の工程を行うことにより錯体を形成させることができる。
 容器中に、ポリ乳酸鎖と、金属イオンと錯体を形成する配位子とを有する物質F’を有機溶媒中に含む溶液を用意する工程(以下、「工程(b1’)」ともいう)、
 上記溶液から前記有機溶媒を除去し、前記容器の内壁に上記物質F’を含むフィルムを得る工程(以下、「工程(b2’)」ともいう)、及び
 上記フィルムに放射性金属イオン水溶液を加え、物質F’と放射性金属イオンとの錯体を形成させて機能性物質Fとした後、錯体を形成していない放射性金属イオンを除く工程(以下、「工程(b3’)」ともいう)。
 工程(b1’)で用いられる容器は特に限定されず、例えば、ガラス容器等を用いることができる。容器の形状等も特に限定されない。有機溶媒中の物質F’の濃度は、例えば、1×10-5~1×10-1%(w/v)とすることが好ましく、3×10-5~3×10-2%(w/v)とすることがより好ましい。
 工程(b1’)で用いられる有機溶媒は、低沸点溶媒を用いることが好ましい。本発明における低沸点溶媒とは、通常、1気圧における沸点が100℃以下、好ましくは90℃以下のものをいう。具体的には、クロロホルム、ジエチルエーテル、アセトニトリル、メタノール、エタノール、アセトン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ヘキサン等が挙げられる。また、このような溶媒を2種以上混合した混合溶媒を用いてもよい。
 工程(b2’)において有機溶媒を除去する方法は特に限定されず、使用する有機溶媒の沸点等に応じ、当業者が適宜決定すればよい。例えば、減圧下における溶媒除去、自然乾燥による溶媒除去等により除去することができる。
 工程(b3’)で用いられる放射性金属イオン水溶液は、放射性金属又はそのイオンを水又は水溶液に混合することにより調製することができる。放射性金属イオンは、分子集合体を用いる用途等に応じて適宜設定することができる。好ましくは、111In、99mTc等のγ線核種のイオン;131I、90Y等のβ線核種のイオンである。水又は水溶液としては特に限定されず、例えば、分子集合体の用途に応じて適宜選択することができる。例えば、分子集合体を後述する分子イメージング又は薬剤搬送システムに用いる場合、又は分子集合体を医薬等として用いる場合等には、生化学的、薬学的に許容することができるものを当業者が適宜選択すればよい。このような水又は水溶液として、例えば、注射用蒸留水、生理食塩水、緩衝液等が挙げられる。放射性金属イオンの使用量は、例えば、物質F’に対して、モル比で放射性金属イオンを1以下とすることが好ましく、0.1以下とすることがより好ましい。
 工程(b3’)においては、通常、放射性金属イオン水溶液を加えて物質F’を含むフィルムと接触させる。これにより、物質F’と放射性金属イオンとの錯体(機能性物質F)が形成される。この際、例えば、80~100℃(好ましくは、90℃程度)で10~60分間(好ましくは、30分間程度)加温を行うことが好ましい。放射性金属イオン水溶液の添加量は特に限定されない。例えば、用いた容器の形状等に応じて適宜選択することができる。
 工程(b3’)においては、物質F’と放射性金属イオンとの錯体を形成させた後、錯体を形成していない放射性金属イオンを除く。錯体を形成していない放射性金属イオンの除去方法は特に限定されず、例えば、蒸留水等で洗浄することにより行うことができる。工程(b3’)で錯体を形成していない放射性金属イオンを除去することにより、放射性金属イオンの錯体を有する機能性物質Fが得られる。
3.その他の構成成分
 本発明における分子集合体は、本発明の目的を損なわない範囲で、分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び機能性物質F以外の物質又はポリマー等を含むことができる。例えば、親水性ブロックが分岐型ではない直鎖型の両親媒性ブロックポリマーを含むことができる。このような直鎖型両親媒性ブロックポリマーとして、サルコシン単位を含む親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する直鎖型両親媒性ブロックポリマーが好ましい。以下、サルコシン単位を含む親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する直鎖型両親媒性ブロックポリマーを、「直鎖型両親媒性ブロックポリマーB」ともいう。
 直鎖型両親媒性ブロックポリマーB中のサルコシン単位を含む親水性ブロックは、ブロック全体が上述したような親水性となるように当業者が適宜決定することができる。例えば、親水性ブロックに含まれるサルコシン単位の合計は、通常1~90とすることができ、好ましくは10~80、より好ましくは20~70である。親水性ブロックにおいては、全てのサルコシン単位が連続していてもよく、非連続であってもよいが、該ポリペプチド鎖全体として上述の基本特性を損なわないように分子設計されたものであることが好ましい。また、本発明において用いられる直鎖型両親媒性ブロックポリマーBは、親水性ブロックを構成するサルコシン単位数が、上述した分岐型両親媒性ブロックポリマーAの親水性ブロックの1つの分岐当たりのサルコシン単位数の平均((n1+n2+n3)/3)に対して、0.8~1.2倍程度であることが好ましく、0.9~1.1倍程度であることがより好ましく、0.95~1.04倍程度が更に好ましい。
 親水性ブロックは、上述したような親水性を損なわない限り、サルコシン単位以外の構成単位1種又は2種以上を有してもよい。サルコシン以外の構成単位として、例えば、分岐型両親媒性ブロックポリマーAの親水性ブロックの項で記載したアミノ酸が挙げられる。
 サルコシン単位以外の構成単位の割合は、親水性ブロックを構成する全構成単位に対して、通常10モル%以下であり、好ましくは5モル%以下、より好ましくは2モル%以下、更に好ましくは1モル%以下、最も好ましくは0モル%である。直鎖型両親媒性ブロックポリマーBにおける親水性ブロックは、サルコシン単位からなることが好ましい。
 直鎖型両親媒性ブロックポリマーB中のポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックの好ましい態様は、上述した分岐型両親媒性ブロックポリマーA中のポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックと同様である。疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖を構成する乳酸単位の数は、分岐型両親媒性ブロックポリマーA中の疎水性ブロックを構成する乳酸単位数に対して、0.8~1.2倍程度とすることが好ましく、0.9~1.1倍程度とすることが好ましく、0.95~1.04倍程度とすることが更に好ましい。また、直鎖型両親媒性ブロックポリマーB中の疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖(以下、「ポリ乳酸鎖(B-PLA)」ともいう)の立体化学は、分岐型両親媒性ブロックポリマーA中の疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖(A-PLA)の立体化学と同じであることが好ましい。換言すれば、ポリ乳酸鎖(B-PLA)の立体化学は、機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖(F-PLA)の立体化学と異なることが好ましい。より具体的には、機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖(F-PLA)がL-乳酸単位から構成されている場合には、ポリ乳酸鎖(B-PLA)がD-乳酸単位から構成されていることが好ましい。機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖(F-PLA)がD-乳酸単位から構成されている場合には、ポリ乳酸鎖(B-PLA)がL-乳酸単位から構成されていることが好ましい。
 直鎖型両親媒性ブロックポリマーBにおける疎水性ブロックは、上述したような疎水性を損なわない限り、乳酸単位以外の構成単位1種又は2種以上を有してもよい。乳酸単位以外の構成単位として、例えば、分岐型両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックの項で記載したヒドロキシル酸、アミノ酸が挙げられる。乳酸単位以外の構成単位の割合は、疎水性ブロックを構成する全構成単位に対して、通常10モル%以下であり、好ましくは5モル%以下、より好ましくは2モル%以下、更に好ましくは1モル%以下、最も好ましくは0モル%である。直鎖型両親媒性ブロックポリマーBにおける疎水性ブロックは、乳酸単位からなることが好ましい。
 直鎖型両親媒性ブロックポリマーBにおいて、親水性ブロックと疎水性ブロックとは、直接結合していてもよく、リンカー基により連結されていてもよい。リンカー基は本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、例えば、エチレングリコール(-O-CH-CH-O-)、エチレンジアミン等の親水性基が好ましく、エチレンジアミンがより好ましい。直鎖型両親媒性ブロックポリマーBの合成方法は特に限定されず、公知のペプチド合成法、ポリエステル合成法等を用いることができる。例えば、国際公開第2009/148121号に記載の方法等により直鎖型両親媒性ブロックポリマーBを製造することができる。
 分子集合体における直鎖型両親媒性ブロックポリマーBの含有量は、分子集合体に対して20重量%以下であることが好ましく、15重量%以下であることがより好ましい。例えば、サルコシン単位を含む親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する直鎖型両親媒性ブロックポリマーBを分子集合体に対して20重量%以下含む分子集合体は、本発明の好ましい実施態様の1つである。直鎖型両親媒性ブロックポリマーBの含有量は、好ましくは、分子集合体に対して0.1~20重量%、より好ましくは1~10重量%である。
 また、分岐型両親媒性ブロックポリマーAと直鎖型両親媒性ブロックポリマーBとの混合比は、モル基準で、100:1~1:1が好ましく、50:1~2:1がより好ましく、20:1~5:1が更に好ましい。
4.分子集合体
4.1 分子集合体
 本発明の分子集合体は、分岐型両親媒性ポリマーAの凝集により、或いは自己集合的な配向により構成される構造体である。本発明は、内側(コア部)が疎水性ブロック、外側(シェル部)が親水性ブロックとなるように構成されたミセル形状の分子集合体(ポリ乳酸系分岐型両親媒性ポリマーミセル)であることが実用性の観点から好ましい。本発明の分子集合体は、機能性構造(機能性部位とポリ乳酸鎖とを有する機能性物質F)を具備することによって、例えば、分子イメージングにおけるプローブとして、薬剤搬送システムにおける製剤として有用な構造体となる。
 分岐型両親媒性ブロックポリマーAは、分岐鎖としての複数のポリサルコシン鎖の存在により、直鎖型両親媒性ブロックポリマーに比べて親水性部位の分子断面積が大きくなる。このため、分岐型両親媒性ブロックポリマーから形成される分子集合体は、粒子としての安定性に優れている。さらにこの粒子は大きな曲率を備えることができる。このことから、本発明の分子集合体は、後述するように粒子の小型化が可能になるという基本的特徴を有する。
 また、分岐型両親媒性ブロックポリマーAから構成される分子集合体は、分岐鎖としての複数のポリサルコシン鎖の存在により、例えば直鎖型両親媒性ブロックポリマーから構成される高分子ミセルに比べて表面における親水性基の密度が高く、疎水性部位の露出が少ないという基本的特徴を有する。
 さらに分子集合体が上記の直鎖型両親媒性ブロックポリマーBを、分子集合体に対して20重量%以下(好ましくは0.1~20重量%、より好ましくは1~10重量%)の範囲で含むと、ABC現象の発生をより効果的に抑制することができる。
4.2 粒子径
 本発明の分子集合体の粒子径は、使用する分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び機能性物質Fの種類、割合等により適宜調整することができるが、例えば、10nm~100nmとすることができる。粒子径は、好ましくは10nm~50nm、より好ましくは10nm~30nmとすることができる。粒子径の上限は、例えば、28nm、好ましくは25nm、より好ましくは23nmとすることもできる。また、粒子径の下限値は15nmとすることもできる。本発明において、分岐型両親媒性ブロックポリマーAの鎖長を短く調整することによって、上記範囲の下限値より小さい分子集合体を得ることも可能である。
 ここで「粒子径」とは、粒子分布で最も出現頻度の高い粒径、すなわち中心粒径をいう。本発明の分子集合体は、既に述べたように、分岐型両親媒性ブロックポリマーAにおける親水性ブロックの分岐構造により、基本的に、従来の高分子ミセル等に比べて粒子径が小さい傾向にある。
 例えば、好ましいEPR効果を得るためには、分子集合体の粒子径を30nm以下とすることが好ましく、より好ましくは30nm未満とする。
 粒子径の調節の方法として、例えば、小さい粒子径に調整するための方法としては、分子集合体の分岐型両親媒性ブロックポリマーAの鎖長を短くする;直鎖型両親媒性ブロックポリマーを用いないか、配合量をできるだけ少なくする;前記機能性物質Fの量を少なくする、等が挙げられる。これらを単独で行ってもよく、2種以上を組み合わせて行うこともできる。
 本発明の分子集合体の大きさを測定するための方法は特に限定されるものではなく、当業者によって適宜選択されるものである。例えば、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope;TEM)又は原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)による観察法や、動的光散乱(Dynamic Light Scattering;DLS)法等により測定することができる。本発明では、DLSにより溶液中でブラウン運動している粒子の移動拡散係数を測定し、そのZ-平均値を粒子径とした。具体的には、分子集合体の粒子径は、以下の方法で測定した。
動的光散乱による粒子径測定方法
 分岐型両親媒性ブロックポリマーA濃度として0.1~1 mg/mLの粒子溶液を試料として、25℃の超純水又は生理食塩水中の粒子径を、Zetasizer Nano-ZS( Malvern Instruments 社製)を用いて測定する。分岐型両親媒性ブロックポリマーA濃度は、分子集合体を構成する分岐型両親媒性ブロックポリマーA濃度である。
4.3 分子集合体の作製
 本発明における分子集合体の作製方法は特に限定されず、所望する分子集合体の大きさ、特性、担持させる機能性構造の種類、性質、含有量等に応じて、当業者が適宜選択することができる。必要に応じ、下記のように分子集合体を形成した後に、得られた分子集合体に対して、公知の方法によって表面修飾を行っても良い。なお、粒子が形成されたことの確認は、通常、電子顕微鏡観察によって行うことができる。
4.3.1 フィルム法
 本発明における分岐型両親媒性ブロックポリマーAは低沸点溶媒への溶解性を有するため、例えば、フィルム法を用いて本発明の分子集合体を調製することができる。
 フィルム法は、例えば、次の工程を含む。
 容器中に、上記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び上記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を用意する工程(以下、「工程(a1)」ともいう)、
 上記溶液から上記有機溶媒を除去し、上記容器の内壁に上記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び上記機能性物質Fを含むフィルムを得る工程(以下、「工程(a2)」ともいう)、及び
 上記容器中に水又は水溶液を加え、超音波処理又は加温処理を行い、上記フィルムを分子集合体に変換して分子集合体の分散液を得る工程(以下、「工程(a3)」ともいう)
 工程(a1)~工程(a3)は、通常この順に行われる。上記工程(a1)~工程(a3)を含む調製方法は、本発明の分子集合体の調製方法として好適に用いられる。上記工程(a1)~工程(a3)を含む分子集合体の調製方法も、本発明に包含される。
 上記の工程を含む調製方法により得られる分子集合体は、本発明における好ましい態様の1つである。
 さらに、フィルム法は、分子集合体の分散液を凍結乾燥処理に供する工程を含んでも良い。
 工程(a1)で用いられる容器は特に限定されず、例えば、ガラス容器等を用いることができる。容器の形状等も特に限定されない。
 分岐型両親媒性ブロックポリマーAと機能性物質Fとを有機溶媒中に含む溶液の調製方法は特に限定されず、有機溶媒に分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び機能性物質Fを混合することによって調製してもよく、分岐型両親媒性ブロックポリマーAをあらかじめフィルムの状態でストックしておき、分子集合体を調製する際に、機能性物質Fを含む溶液を加えて該フィルムを溶解することによって調製してもよい。
 有機溶媒中の分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び機能性物質Fの濃度は、例えば、分岐型両親媒性ブロックポリマーAを5%(w/v)以下とすることが好ましく、2%(w/v)以下とすることがより好ましい。分岐型両親媒性ブロックポリマーAの濃度の下限は、例えば、0.004%(w/v)以上とすることが好ましい。機能性物質Fの濃度は、例えば、1%(w/v)以下とすることが好ましく、0.4%(w/v)以下とすることがより好ましい。機能性物質Fの濃度の下限は、例えば、0.008%(w/v)以上とすることが好ましい。また、機能性物質Fの濃度が、分岐型両親媒性ブロックポリマーAを基準として、好ましくは60モル%以下、より好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは15モル%以下、特に好ましくは10モル%以下となるようにすることが好ましい。
 フィルム法に用いる有機溶媒としては、上述した低沸点溶媒を用いることが好ましい。具体的には、クロロホルム、ジエチルエーテル、アセトニトリル、メタノール、エタノール、アセトン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ヘキサン等が挙げられる。また、このような溶媒を2種以上混合した混合溶媒を用いてもよい。このような低沸点溶媒を使用することによって、溶媒の除去が非常に簡単になる。
 工程(a2)における溶媒の除去の方法としては特に限定されず、使用する有機溶媒の沸点等に応じ、当業者が適宜決定すればよい。例えば、減圧下における溶媒除去、自然乾燥による溶媒除去等により除去することができる。
 有機溶媒が除去された後は、容器内壁に分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び機能性物質Fを含むフィルムが形成される。工程(a3)において、このフィルムが張り付いた容器中に、水又は水溶液を加える。水又は水溶液としては特に限定されず、例えば、分子集合体の用途に応じて適宜選択することができる。例えば、分子集合体を後述する分子イメージング又は薬剤搬送システムに用いる場合、又は分子集合体を医薬等として用いる場合等には、生化学的、薬学的に許容することができるものを当業者が適宜選択すればよい。このような水又は水溶液として、例えば、注射用蒸留水、生理食塩水、緩衝液等が挙げられる。水又は水溶液の添加量は、例えば、工程(a1)で使用した分岐型両親媒性ブロックポリマーAに対して、質量比で通常10~10000、好ましくは10~1000とする。
 水又は水溶液が加えられた後、超音波処理又は加温処理を行う。通常、超音波又は加温によりフィルムが容器内壁から剥がれる過程で分子集合体が形成される。加温処理は、例えば70℃~100℃、5分間~60分間の条件下で行うことができる。超音波処理は、例えば、室温~100℃で2~60分程度行うことが好ましい。超音波処理又は加温処理終了時には、分子集合体(通常、機能性物質F中のポリ乳酸鎖部分を内包した態様の分子集合体)が前記の水又は水溶液中に分散された分散液が容器中に調製される。また、工程(a3)におけるフィルムの剥離の際、超音波処理及び加温処理を併せて行ってもよい。
 また、機能性物質Fが金属イオンと錯体を形成する配位子を有し、該配位子が、放射性金属イオンと錯体を形成している分子集合体は、例えば、上記の工程(a1)~工程(a3)に先立って、前述した工程(b1’)~工程(b3’)を行うことにより調製することができる。より具体的には、このような放射性金属イオンを有する分子集合体は、例えば以下の工程を含む方法により調製することができる。
 容器中に、ポリ乳酸鎖と、金属イオンと錯体を形成する配位子とを有する物質F’を有機溶媒中に含む溶液を用意する工程(以下、「工程(b1)」ともいう)、
 上記溶液から上記有機溶媒を除去し、上記容器の内壁に前記物質F’を含むフィルムを得る工程(以下、「工程(b2」ともいう)、
 上記フィルムに放射性金属イオン水溶液を加え、物質F’と放射性金属イオンとの錯体を形成させて機能性物質Fとした後、錯体を形成していない放射性金属イオンを除く工程(以下、「工程(b3)」ともいう)、
 容器中に、上記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び上記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を用意する工程(以下、「工程(b4)」ともいう)、
 上記溶液から上記有機溶媒を除去し、上記容器の内壁に上記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び上記機能性物質Fを含むフィルムを得る工程(以下、「工程(b5)」ともいう)、及び
 上記容器中に水又は水溶液を加え、超音波処理又は加温処理を行い、上記フィルムを分子集合体に変換して分子集合体の分散液を得る工程(以下、「工程(b6)」ともいう)。
 上記工程(b1)~(b6)は、通常この順に行われる。上記工程(b1)~工程(b6)を含む分子集合体の調製方法は、本発明の分子集合体の調製方法として好適に用いられる。上記工程(b1)~工程(b6)を含む分子集合体の調製方法も、本発明に包含される。
 上記の工程を含む調製方法により得られる分子集合体は、本発明における好ましい態様の1つである。
 上記調製方法は、さらに、分子集合体の分散液を凍結乾燥処理に供する工程を含んでも良い。
 工程(b1)~(b3)及びその好ましい態様等は、上述した機能性物質Fの調製方法における工程(b1’)~(b3’)とそれぞれ同様である。
 工程(b4)~(b6)は、機能性物質Fとして工程(b1)~(b3)により得られる機能性物質Fを用いる以外は、工程(a1)~(a3)と同様である。
 工程(b6)を行うことにより、放射性金属イオンを有する分子集合体が水又は水溶液中に分散された分散液が容器中に調製される。
4.3.2 インジェクション法
 本発明の分子集合体は、インジェクション法により調製することもできる。インジェクション法は、以下の工程を含むことが好ましい。
 容器中に、上記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び上記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を用意する工程(以下、「工程(c1)」ともいう)、
 上記溶液を水又は水溶液中に分散させる工程(以下、「工程(c2)」ともいう)、及び
 上記有機溶媒を除去する工程(以下、「工程(c3)」ともいう)。
 上記工程(c1)~(c3)は、通常この順に行われる。
 上記工程(c1)~工程(c3)を含む調製方法は、本発明の分子集合体の調製方法として好適に用いられる。上記工程(c1)~工程(c3)を含む分子集合体の調製方法も、本発明に包含される。
 上記工程を含む調製方法により調製される分子集合体は、本発明の好ましい実施態様の1つである。インジェクション法においては、さらに、有機溶媒を除去する工程の前に、適宜精製処理工程を行ってもよい。
 インジェクション法に用いられる容器は特に限定されず、例えば、試験管等を用いることができる。工程(c1)において用いられる有機溶媒としては、例えばトリフルオシド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。分岐型両親媒性ブロックポリマーAと機能性物質Fとを有機溶媒中に含む溶液の調製方法は特に限定されず、上述したフィルム法における溶液の調製方法と同様の方法を採用することができる。
 工程(c2)における水又は水溶液としては特に限定されず、例えば、精製水、注射用蒸留水、生理食塩水、緩衝液等が挙げられる。水又は水溶液は、分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液に対して、通常、5~100倍(体積比)使用する。分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を、水又は水溶液中に分散させる方法は特に限定されず、例えば、ミキサー等により行うことができる。
 工程(c3)においては、分岐型両親媒性ブロックポリマーAと機能性物質Fとを含む有機溶媒が分散している水又は水溶液から、該有機溶媒を除去する。工程(c3)において有機溶媒を除去する方法は特に限定されず、上述した方法等により行うことができる。
 精製処理としては、例えばゲルろ過クロマトグラフィー、フィルタリング、超遠心等の処理が挙げられる。これらを組み合わせて行うこともできる。
 フィルム法、インジェクション法等の方法により得られた分子集合体の分散液は、直接生体に投与することができるものである。また、分散液の状態で用時まで保存することもできる。
 また、得られた分散液を凍結乾燥処理しても良い。凍結乾燥処理の方法は特に限定されず、公知の方法により行うことができる。例えば、上記のようにして得られた分子集合体の分散液を液体窒素等によって凍結させ、減圧下で昇華させることによって行うことができる。これにより、分子集合体の凍結乾燥処理物が得られる。すなわち、分子集合体を凍結乾燥処理物として保存することが可能になる。必要に応じ、この凍結乾燥物に水又は水溶液を加えて、分子集合体の分散液を得ることによって、分子集合体を使用に供することができる。水又は水溶液としては特に限定されず、例えば、分子集合体の用途に応じて適宜選択することができる。例えば、分子集合体を後述する分子イメージング又は薬剤搬送システムに用いる場合、又は分子集合体を医薬等として用いる場合等には、生化学的、薬学的に許容することができるものを当業者が適宜選択すればよい。このような水又は水溶液として、例えば、注射用蒸留水、生理食塩水、緩衝液等が挙げられる。
5.分子プローブ及びミセル製剤
 本発明の分子集合体は、例えばシグナル剤又は薬剤を有することによって、例えば、分子イメージングシステム、薬剤搬送システム等に好適に用いられるものである。
5.1 分子イメージング用分子プローブ
 本発明の分子集合体は、例えば機能性物質Fがシグナル剤を有するものである場合には、該分子集合体は分子イメージング用分子プローブとして有用なものである。上記分子集合体を含む分子イメージング用分子プローブも、本発明に包含される。シグナル剤としては上述した通りである。例えば、本発明の分子集合体は、シグナル剤が機能性物質Fにおいて共有結合により結合している形態、シグナル剤が機能性物質Fにおいて配位子と錯体を形成(配位結合)している形態を有しうる。また、分子集合体は、例えばミセルの場合には、内部にシグナル剤を含んでいる形態であってもよい。
 分子イメージング用分子プローブの具体例として、例えば、蛍光イメージング用分子プローブ、ポジトロン放出断層撮影(PET)用分子プローブ、単一光子放射断層撮影(SPECT)用分子プローブ、核磁気共鳴イメージング(MRI)用分子プローブが挙げられる。中でも、例えばSPECT用分子プローブとして好適に用いられる。
 本発明の分子イメージング用分子プローブを用いると、病変部位又は疾患部位に特異的に上記のシグナル剤を集積させることができるため、当該部位のイメージングを行うことが可能となる。中でも本発明の分子イメージング用分子プローブは、腫瘍イメージング用分子プローブとして有用である。
5.2 薬剤搬送システム用ミセル製剤
 本発明の分子集合体は、例えば機能性物質Fが薬剤を有するものである場合には、該分子集合体は疾患の予防又は治療に用いられる医薬(ミセル製剤)として有用なものである。上記分子集合体を含む医薬も、本発明に包含される。薬剤は特に限定されず、上述したもの等を挙げることができ、対象疾患に応じて適宜選択することができる。好ましくは、抗腫瘍剤であり、本発明の分子集合体は、腫瘍の治療剤として有用である。例えば、本発明の分子集合体は、薬剤が機能性物質Fにおいて共有結合により結合している形態、薬剤が機能性物質Fにおいて配位子と錯体を形成(配位結合)している形態を有しうる。また、分子集合体は、例えばミセルの場合には、内部に薬剤を含んでいる形態であってもよい。
5.3 腫瘍の診断剤及び治療剤
 本発明の分子集合体を含む腫瘍の診断剤又は予防剤若しくは治療剤も本発明に包含される。例えば上述したγ線核種、蛍光基等の腫瘍のイメージングに使用できるシグナル剤を有する機能性物質Fを含む分子集合体は、腫瘍のイメージングに好適に用いられるため腫瘍の診断剤として有用である。また、β線核種、抗腫瘍剤等の薬剤を有する機能性物質Fを含む分子集合体は、腫瘍の予防剤又は治療剤として有用である。
 更に、本発明の分子集合体を含む腫瘍の予防剤又は治療剤は、本発明の分子集合体に含まれるβ線核種、抗腫瘍剤以外の他の抗腫瘍剤と組み合わせることができる。このような本発明の分子集合体を含む腫瘍の診断剤又は予防剤若しくは治療剤と当該他の抗腫瘍剤とを組み合わせてなる併用剤又はキットも本発明に含まれる。当該他の抗腫瘍剤としては、前述した抗腫瘍剤を含めて、例えば、イブリツモマブチウキセタン、イマチニブ エルロチニブ、ゲフィチニブ、ゲムツズマブオゾガマイシン、スニチニブ、セツキシマブ、ソラフェニブ、ダサチニブ、タミバロテン、トラスツズマブ、トレチノイン、パニツムマブ、ベバシズマブ、ボルテゾミブ、ラパチニブ、リツキシマブ等の分子標的薬;イホスファミド、シクロホスファミド、ダカルバジン、テモゾロミド、ニムスチン、ブスルファン、メルファラン等のアルキル化剤;エノシタビン、カペシタビン、カルモフール、ゲムシタビン、シタラビン、テガフール、テガフール・ウラシル、ネララビン、フルオロウラシル、フルダラビン、ペメトレキセド、ペントスタチン、メトトレキサート等の代謝拮抗剤;イリノテカン、エトポシド、ソブゾキサン、ドセタキセル、ノギテカン、パクリタキセル、ビノレルビン、ビンクリスチン、ビンデシン、ビンブラスチン等の植物アルカロイド;アクチノマイシンD、アクラルビシン、イダルビシン、エピルビシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、ブレオマイシン、ペプロマイシン、マイトマイシンC、ミトキサントロン等の抗癌性抗生物質;オキサリプラチン、カルボプラチン、シスプラチン、ネダプラチン等の白金製剤;アナストロゾール、エキセメスタン、エチニルエストラジオール、クロルマジノン、ゴセレリン、タモキシフェン、ビカルタミド、フルタミド、ブレドニゾロン、リュープロレリン、レトロゾール等のホルモン剤;αインターフェロン、βインターフェロン、γインターフェロン、インターロイキン2等の生物学的応答調節剤を挙げることができる。
 本発明の診断剤又は予防剤若しくは治療剤等の医薬は、本発明の効果を損なわない限り、医薬分野で通常使用される担体等を含む医薬組成物であってもよい。このような医薬組成物は、例えば、分子集合体及び担体を混合等して、公知の製剤の製造方法により製造することができる。医薬組成物の剤形は特に限定されず、非経口投与のための製剤として、例えば、注射剤、軟膏剤、ゲル剤、クリーム剤、貼付剤、リニメント剤、座薬、噴霧剤、吸入剤、スプレー剤、点眼剤、点鼻剤が挙げられる。経口投与のための製剤としては、例えば、粉末、顆粒、錠剤、カプセル剤、シロップ剤、液剤が挙げられる。好ましくは、非経口投与のための製剤であり、中でも、注射剤が好ましい。例えば上述した分子集合体の分散液は、そのまま注射剤として使用することができるものである。
6.薬剤搬送システム・分子イメージングシステム
 本発明は、上記分子集合体を用いた分子イメージングシステムも包含する。また本発明は、上記分子集合体を用いた薬剤搬送システムも包含する。
6.1 分子集合体の投与対象
 本発明の薬剤搬送システム及び分子イメージングシステムは、通常、上記分子集合体を動物(生体)内に投与することを含む。分子集合体を投与する動物は特に限定されないが、例えば、ヒト又は非ヒト動物が挙げられる。非ヒト動物としては特に限定されないが、ヒト以外の哺乳類、具体的には例えば、霊長類、齧歯類(マウス、ラット等)、ウサギ、イヌ、ネコ、ブタ、ウシ、ヒツジ、及びウマ等が挙げられる。
 上記分子集合体は、血管病変部位(例えば、悪性腫瘍部位、炎症部位、動脈硬化部位、血管新生部位等)への特異的集積性に優れるものである。本発明の分子集合体は、EPR (enhanced permeability and retention) 効果によりこれらの部位の組織へ集積するため、その集積性は血管病変部位の組織の種類によらない。本発明の分子集合体の投与対象として、血管病変部位を有する動物又は血管病変部位を有する可能性がある動物が好適である。中でも、本発明の分子集合体の投与対象として、腫瘍を有する動物又は腫瘍を有する可能性がある動物が好ましい。本発明の分子集合体を投与する標的となりうる腫瘍は特に限定されず、例えば、肝臓がん、すい臓がん、肺がん、子宮頸がん、乳がん、大腸がん等が挙げられる。分子集合体を分子プローブとして動物に投与することを含む、腫瘍イメージングシステムも本発明に包含される。
 本発明は、β線核種等の抗腫瘍剤を有する分子集合体を動物に投与することを含む、薬剤搬送システムも包含する。当該分子集合体を動物に投与することを含む腫瘍の診断方法又は治療若しくは予防方法も、本発明に包含される。また、当該分子集合体と当該分子集合体に含まれる抗腫瘍剤以外の他の抗腫瘍剤(前記と同義)とを動物に併用投与することを含む腫瘍の診断方法又は治療若しくは予防方法も、本発明に包含される。
6.2 投与
 動物(生体内)への投与の方法としては特に限定されず、当業者が適宜決定することができる。投与の方法としては、全身投与又は局所投与のいずれでもよい。分子集合体の投与は、注射(針有型、針無型)、内服、外用のいずれの方法によっても行うことができる。投与経路は、イメージング又は治療に効果的な経路を選択することが好ましい。例えば、全身的に投与する場合は、経口投与の他、静脈内注射、皮下注射、筋肉内注射等の非経口投与により投与される。局所的に投与する場合は、例えば、皮膚、粘膜、肺、気管支、鼻腔、鼻粘膜、眼等に投与される。好ましくは、非経口投与、より好ましくは静脈内注射により投与される。
 本発明の分子集合体の投与量は特に限定されず、分子集合体が有するシグナル剤又は薬剤の種類、標的部位等に応じて適宜選択することができる。
 本発明の分子集合体は、分岐型両親媒性ブロックポリマーAの分岐構造により、粒子表面にサルコシン鎖の稠密なポリマーブラシ構造を有する。このため、従来の高分子ミセルに比べて、粒子の疎水性部位の外部環境への露出が少なくなり、粒子外部環境による異物認識が抑制される。加えて本発明の分子集合体は、分岐型両親媒性ブロックポリマーAを構成するサルコシン単位の数の合計が乳酸単位の数の2.5倍以上、6倍以下(2.5m≦n1+n2+n3≦6m)であることにより、ABC現象の発生を効果的に抑制することができるものである。このため本発明の分子集合体は、複数回の投与が可能である。例えば、同一個体に2回以上必要回数(例えば2~10回)の投与を行ってよい。また、投与スパンは例えば通常1~60日、好ましくは1~7日とすることができる。
 本発明の分子集合体は、前記分岐型両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックを構成するポリ乳酸鎖(A-PLA)の立体化学と、前記機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖(F-PLA)の立体化学が異なるものである。このことにより、前記ポリ乳酸鎖(A-PLA)と前記ポリ乳酸鎖(F-PLA)とが互いにステレオコンプレックスを形成し、例えば30nm未満の小さい粒子径であっても、分子集合体が安定なものとなる。また、前記ポリ乳酸鎖(A-PLA)と、前記ポリ乳酸鎖(F-PLA)とは互いに異なるヘリックス構造をとると考えられ、前記ポリ乳酸鎖(F-PLA)に結合している疎水性の機能性部位が、コア/シェル構造の分子集合体の疎水性内部に保持されやすく、さらに安定性が増すものと考えられる。これらの作用により、分子集合体が標的の腫瘍部位に送達されてから、分子集合体に含まれるシグナル剤又は薬剤は、標的部位で長い時間にわたって保持され得る。従って、シグナル剤又は薬剤が小さな病変部位にまで到達し、且つより長い期間シグナル剤又は薬剤の効果が発揮される。
6.3 分子集合体の検出
 本発明の分子イメージングは、投与された分子集合体に由来するシグナルを検出する工程を含む。投与された分子集合体を検出することによって、体外から標的組織の様子(特に腫瘍等の組織の位置及び大きさ)を観測することができる。
 検出方法としては、投与された分子集合体を可視化させることができるあらゆる手段を用いることができる。当該手段としては、分子集合体が有するシグナル基又はシグナル物質の種類に応じて、当業者が適宜決定することができる。
 例えば、蛍光イメージング等の場合は、分子集合体を投与された生体を励起光照射し、体内の分子集合体が有するシグナル剤に基づく蛍光等のシグナルを検出することができる。励起波長、検出すべき蛍光波長等のパラメータは、投与される分子集合体が有するシグナル剤の種類、及びイメージングの標的の種類に応じて適宜決定することができる。
 ポジトロン放出断層撮影(PET)及び単一光子放射断層撮影(SPECT)の場合は、γ線検出器を用いて、体内の分子集合体が有するシグナル剤から消滅γ線を検出することができる。
 核磁気共鳴イメージング(MRI)の場合は、受信コイルを用いて、体内の分子集合体が有するシグナル剤の磁性体によって生じる局所磁場歪をMRI信号の変化として検出することができる。
 分子集合体を投与してから検出開始までの時間は、分子集合体の粒子径、投与される分子集合体が有する機能性物質Fの種類、及び投与ターゲットの種類等に応じて当業者が適宜決定することができる。例えば、分子集合体の粒子径が30nmより大きい場合は、通常、投与後1~24時間とすることができる。上記時間であれば、投与ターゲットと他の部位(バックグラウンド)とを明確に区別することができる。また、上記時間であれば、分子集合体が投与ターゲットに保持されている。
 本発明の分子集合体は、必須構成要素である分岐型両親媒性ブロックポリマーAの分岐構造、及び分岐型両親媒性ブロックポリマーAのポリ乳酸鎖(A-PLA)と機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖(F-PLA)の立体化学の特定組み合わせにより粒子としての安定性に優れ、従来よりも小粒子径の分子集合体、例えば30nm以下の粒子径の粒子状分子集合体の調製が可能である。粒子径の小さい分子集合体を生体に投与した際、EPR効果によるターゲット組織への分子集合体の集積速度の加速化、及び腎臓による分子集合体の対外排出の加速化が可能になる。分子集合体の粒子径が例えば30nm以下である場合、投与から検出開始までの時間は、例えば、通常1~24時間とすることができ、好ましくは1~9時間とすることができる。本発明においては、分子集合体の粒子径の小型化を可能にしたため、血中投与後短時間の間に、腫瘍部位とバックグラウンドとのコントラスト比が向上し、短時間での腫瘍部位選択的なイメージングが可能になる。
 分子集合体の検出は、正確性の観点から、生体の一方向からではなく、複数の方向からの測定によって行うことが好ましい。具体的には、少なくとも3方向、より好ましくは少なくとも5方向からの測定を行うことが好ましい。5方向からの測定を行う場合は、例えば、左右両腹側から、左右両体側から、及び背中側からの測定を行うことができる。
 以下に本発明をより詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。実施例において、特に記載しない場合には、操作は室温で行った。
<合成例1:分岐型両親媒性ブロックポリマーの合成>
 本合成例においては、1本のポリ乳酸(L-ポリ乳酸;PLLA)鎖に3本のポリサルコシン(Psar)鎖が結合した分岐型両親媒性ブロックポリマーの合成を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
 概略として、まず、リンカー試薬の合成を行った。リンカー試薬は、PLLA重合の開始点となるアミノ基1つと、サルコシン部位のNCA(N-carboxy anhydride)重合法のための開始点となる水酸基3つとを有するトリスヒドロキシメチルアミノメタン(Tris)(上記式1で表される化合物。以下、「Tris1」ともいう)から合成した。さらに、Tris1のアミノ基及び水酸基を必要に応じて脱保護することができるように、適切な保護基を付加した。具体的には、2-エトキシ-1-エトキシカルボニル-1,2-ジヒドロキノリン(EEDQ)存在下、N-tert-ブトキシカルボニルグリシン(Boc-Gly-OH)を用い、Boc基を有する保護基でアミノ基が保護された式2で表される化合物(以下、「化合物2」という)を得た。さらに、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)及びジメチルアミノピリジン(DMAP)存在下、化合物2にベンジルオキシカルボニルサルコシン(Cbz-Sar-OH)を反応させて、Cbz基を有する保護基で水酸基が保護された式3で表される化合物(以下、「化合物3」という)をリンカー試薬として得た。HCl-Dioxaneを用いてリンカー試薬(化合物3)のBoc基のみを選択的に脱保護することにより式4で表されるアミノ基含有化合物(以下、「化合物4」という)を得た。
 具体的な合成手順は以下の通りである。
<化合物2>
 トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン 1.9 g(0.016 mol)のエタノール(EtOH)溶液(75 mL)にBoc-Gly-OH 2.5g(0.014 mol)とEEDQ 6.0g(0.024 mol)とを加え、リフラックス(95℃)しながら4.5時間撹拌した。反応終了後、濾紙で沈殿物を取り除き、EtOHを減圧留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製を行った(溶離液は、CHCl/メタノール(MeOH)混合比(v/v)が1/0~4/1のグラジエント)。得られた化合物2の重量は3.2g(0.012 mol)、収率82%であった。
<化合物3>
 化合物2(278 mg, 1.0 mmol)、Cbz-Sar-OH(804 mg, 3.6 mmol)、DCC(887 mg, 4.3mmol)、及びDMAP(26 mg, 0.21 mmol)の混合物に氷冷したジクロロメタンを10mL加えた後、室温にて一晩撹拌した。反応終了後、酢酸エチルにて洗浄し、白色沈殿(ウレア)を除去した後、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製を行った(溶離液は、n-ヘキサン/酢酸エチル混合比(v/v)が3/1~0/1のグラジエント)。これにより、目的とする化合物3(719 mg)を収率84%で得た。
<化合物4>
 氷冷した化合物3(710 mg)に4mol/L HCl/Dioxane(7.0 mL)を加えて溶解させた後、室温で5分撹拌した。その後、反応溶液から溶媒を減圧留去し、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製を行った(溶離液は、CHCl/MeOH混合比(v/v)が1/0~10/1のグラジエント)。
 得られた白色沈殿をクロロホルムに溶解させ、1N NaOH水溶液と分液操作をすることによって、末端アミノ基のHCl塩の脱塩操作を行った。引き続き、無水硫酸マグネシウムにて脱水し、セライト(登録商標)濾過によって硫酸マグネシウムを除去することで化合物4を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 
 次に、化合物4を開始剤とし、式5で表されるラクチド(以下、「ラクチド5」という)を重合反応に供することによって、PLLA鎖の合成を行い、式6で表される化合物(以下、「化合物6」という)を得た。化合物6の残りの保護基であるCbz基を、HBr-AcOHで脱保護すると同時にPLLA末端の水酸基をアセチル基で保護した。式7で表される化合物(以下、「化合物7」という)における3つのアミノ基を開始点として、N-カルボキシサルコシン無水物(サルコシン-NCA)をN-カルボキシ無水物重合反応に供することによって、ポリサルコシン鎖(PSar鎖)の合成を行い、式8で表される化合物(以下、「化合物8」という)を得た。さらに、化合物8に、グリコール酸、O-(ベンゾトリアゾル-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩(HATU)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)を加えてカルボキシル基を導入し、式9で表される分岐型両親媒性ブロックポリマー(以下、「分岐型両親媒性ブロックポリマー9」という)を得た。化合物6~8及び分岐型両親媒性ブロックポリマー9を合成した反応の概要を、上記反応式に示す。なお、上記式6~9中、重合数の表記を省略している。
 化合物6~8及び分岐型両親媒性ブロックポリマー9の具体的な合成手順は以下の通りである。
<化合物6>
 化合物4(471 mg, 0.59 mmol)の溶解したDMF溶液(1.6 mL)に化合物4に対して15当量(1.28 g, 8.9 mmol)のL-ラクチド(ラクチド5)とDMAP(87 mg, 0.71 mmol)とを加えた後、アルゴン雰囲気下中、40℃で3日間撹拌した。得られた反応溶液から減圧留去によって反応溶媒であるDMFをある程度除去、濃縮した後、得られた溶液を冷メタノール中に滴下した。得られた白色沈殿を遠心分離することによって回収することで、化合物6(929 mg, 0.314 mmol)を得た。
<化合物7>
 化合物6(384 mg、0.13 mmol)をジクロロメタン1.7 mLに溶解させ、反応溶液を0℃に冷却した後、25% HBr-AcOHを3.4 mL加えた。この反応溶液を、室温で3.5時間撹拌した。得られた反応溶液をヘキサン/ジエチルエーテル=1/1溶液(100mL)に滴下し、析出した固体を遠心分離により回収した。得られた固体を減圧下乾燥することで化合物7(372 mg, 0.13 mmol)を得た。
<化合物8及び分岐型両親媒性ブロックポリマー9>
 化合物7をマクロイニシエーターとして親水性部位の重合反応を行った。化合物7(372 mg)のDMF溶液に、開始剤(化合物7)に対して180当量のサルコシン-NCA(Sar-NCA)を加えた後、Sar-NCA濃度が0.50Mとなるように調整した。30℃にて3日間撹拌し化合物8を得た後、グリコール酸とHATU及びDIEAとをそれぞれ加え、更に3日間間撹拌した。反応終了後、サイズ排除クロマトグラフィー(Sephadex(登録商標) LH20(GEヘルスケアバイオサイエンス社製),溶離液:DMF)を用いて濃縮した反応溶液を精製し、淡黄色個体(1.9 g)を得た。
 得られた淡黄色個体をフィルム法により蒸留水を用いて粒子化した。得られた粒子溶液を10倍量の蒸留水で透析処理を行った(透析膜として、polyethersulfone, biomax (登録商標) 100K膜、ミリポア社製を使用)。透析膜内の粒子溶液を凍結乾燥することにより、目的の分岐型両親媒性ブロックポリマー9(1.3 g, 100 mmol)を得た。
 得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー9のH NMR測定結果を図1に示す。図1中に、各シグナルの帰属も示した。図1より、本合成で得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー9の組成は、PLLA鎖が乳酸単位30個、PSar鎖一本あたりのサルコシン単位52個((PSar52-PLLA30)であると同定した。ただし、PSar鎖一本あたりのサルコシン単位の数(重合度)及びPLLA鎖を構成する乳酸単位の数(重合度)は、いずれも平均重合度である。
 上記と同様にして、以下のサルコシン鎖長の異なる分岐型両親媒性ブロックポリマー10~15を得た。なお、分岐型両親媒性ブロックポリマー10~15中のサルコシン単位及び乳酸単位の数(重合度)は、いずれも平均重合度である。
<分岐型両親媒性ブロックポリマー10>
 分岐型両親媒性ブロックポリマー9の合成において、化合物8を合成する際に、化合物7のDMF溶液に、開始剤(化合物7)に対して30当量のSar-NCAを加えた後、Sar-NCA濃度が0.5Mとなるように調整した以外は、同様に操作を行って分岐型両親媒性ブロックポリマー10を得た。H NMR測定により、得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー10中のPLLA鎖を構成する乳酸単位は30個、PSar鎖一本あたりのサルコシン単位は10個((PSar10-PLLA30)であると同定した。
<分岐型両親媒性ブロックポリマー11>
 分岐型両親媒性ブロックポリマー9の合成において、化合物8を合成する際に、化合物7のDMF溶液に、開始剤(化合物7)に対して70当量のSar-NCAを加えた後、Sar-NCA濃度が0.5Mとなるように調整した以外は、同様に操作を行って分岐型両親媒性ブロックポリマー11を得た。H NMR測定により、得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー11中のPLLA鎖を構成する乳酸単位は30個、PSar鎖一本あたりのサルコシン単位は23個((PSar23-PLLA30)であると同定した。
<分岐型両親媒性ブロックポリマー12>
 分岐型両親媒性ブロックポリマー9の合成において、化合物8を合成する際に、化合物7のDMF溶液に、開始剤(化合物7)に対して100当量のSar-NCAを加えた後、Sar-NCA濃度が0.5Mとなるように調整した以外は、同様に操作を行って分岐型両親媒性ブロックポリマー12を得た。H NMR測定により、得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー12中のPLLA鎖を構成する乳酸単位は30個、PSar鎖一本あたりのサルコシン単位は33個((PSar33-PLLA30)であると同定した。
<分岐型両親媒性ブロックポリマー13>
 分岐型両親媒性ブロックポリマー9の合成において、化合物8を合成する際に、化合物7のDMF溶液に、開始剤(化合物7)に対して300当量のSar-NCAを加えた後、Sar-NCA濃度が0.5Mとなるように調整した以外は、同様に操作を行って分岐型両親媒性ブロックポリマー13を得た。H NMR測定により、得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー13中のPLLA鎖を構成する乳酸単位は30個、PSar鎖一本あたりのサルコシン単位は85個((PSar85-PLLA30)であると同定した。
<分岐型両親媒性ブロックポリマー14>
 分岐型両親媒性ブロックポリマー9の合成において、化合物8を合成する際に、化合物7のDMF溶液に、開始剤(化合物7)に対して140当量のSar-NCAを加えた後、Sar-NCA濃度が0.5Mとなるように調整した以外は、同様に操作を行って分岐型両親媒性ブロックポリマー14を得た。H NMR測定により、得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー14中のPLLA鎖を構成する乳酸単位は30個、PSar鎖一本あたりのサルコシン単位は42個((PSar42-PLLA30)であると同定した。
<分岐型両親媒性ブロックポリマー15>
 分岐型両親媒性ブロックポリマー9の合成において、化合物8を合成する際に、化合物7(50量体)のDMF溶液に、開始剤(化合物7)に対して300当量のSar-NCAを加えた後、Sar-NCA濃度が0.5Mとなるように調整した以外は、同様に操作を行って分岐型両親媒性ブロックポリマー15を得た。H NMR測定により、得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー15中のPLLA鎖を構成する乳酸単位は50個、PSar鎖一本あたりのサルコシン単位は62個((PSar62-PLLA50)であると同定した。
<合成例2:アミノ化ポリD-乳酸(a-PDLA)、及びアミノ化ポリL-乳酸(a-PLLA)の合成>
 下記式10で表されるD-ラクチドと式12で表されるN-カルボベンゾキシ-1,2-ジアミノエタン塩酸塩とを用いて、アミノ化ポリ-乳酸(a-PLA)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 
 重合開始剤であるN-カルボベンゾキシ-1,2-ジアミノエタン塩酸塩(式12で表される化合物)(310 mg, 1.60 mmol)に、オクタン酸スズ(6.91 mg)をトルエン(1.0 mL)に拡散させたものを加えた。トルエンを減圧留去した後、D-ラクチド(式10で表される化合物)(3.45 g, 24 mmol)を加え、アルゴン雰囲気下、120℃にて重合反応を行った。12時間後、反応容器を室温に空冷した。得られた黄白色固体を少量のクロロホルム(10 mL程度)に溶解させた。クロロホルムを冷メタノール(100 mL)に滴下することにより白色沈殿を得た。得られた白色沈殿を遠心分離により回収し、減圧乾燥した。
 得られた白色沈殿(500 mg)のジクロロメタン(1 mL)溶液に25v/v%臭化水素/酢酸(2.0 mL)を加え、遮光、乾燥空気下にて2時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を冷メタノール(100 mL)に滴下し、析出してきた沈殿を遠心分離にて回収した。得られた白色沈殿をクロロホルムに溶解させた後、飽和NaHCO水溶液にて洗浄し、無水MgSOにて脱水操作を行った。セライト(登録商標)濾過によりMgSOを除去した後、真空乾燥することにより、白色のアモルファス状粉末のa-PDLA(440 mg)を得た。H NMR測定により、得られたa-PDLAを構成する乳酸単位数(重合度)は30であると同定した。なお、乳酸単位数は、平均重合度である。
 アミノ化ポリL-乳酸(a-PLLA)は、D-ラクチドの代りにL-ラクチドを用いたことを除いて上述と同様の方法で調製した。
<合成例3:ICG標識ポリD-乳酸(ICG-PDLA)の合成>
 反応の概要を、下記反応式に示す。合成例2で得たアミノ化ポリD-乳酸(a-PDLA)にICG標識を行い、ICG標識ポリD-乳酸(ICG-PDLA)を得た。具体的には、a-PDLAを1.9 mg (1.0 eq)含むDMF溶液に、式13で表されるインドシアニングリーン誘導体(ICG-sulfo-OSu)1mg (1.3 eq)を溶かしたDMF溶液を加え、室温で約20時間攪拌した。その後、溶媒を減圧留去し、Sephadex(登録商標) LH20(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)カラムにて精製を行い、ICG標識ポリD-乳酸(ICG-PDLA)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 
<合成例4:直鎖型両親媒性ブロックポリマーの合成>
 合成例2で得たアミノ化ポリL-乳酸(a-PLLA)(1.67 g, 0.74 mmol)とサルコシン-NCA(Sar-NCA)(8.49 g, 73.8 mmol) に、アルゴン雰囲気下、ジメチルホルムアミド(DMF)(120 mL)を加え、室温にて12時間攪拌した。反応溶液を0℃に冷却した後、グリコール酸(281 mg, 3.69 mmol)、O-(ベンゾトリアゾル-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩(HATU)(1.40 g, 3.69 mmol)、及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)(1.29 mL, 7.38 mmol)を加え、室温にて18時間反応させた。溶媒を減圧溜去した後、Sephadex(登録商標)LH20カラム(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)にて精製を行った。UV270 nmにてピークが検出されたフラクションを回収・濃縮し、サイズ排除クロマトグラフィー(Sephadex(登録商標) LH20(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)、溶離液:DMF)を用いて精製し、淡黄色個体(5.1 g)を得た。
 得られた淡黄色個体をフィルム法により蒸留水を用いて粒子化し、粒子溶液の10倍量の蒸留水で透析処理を行った(透析膜として、polyethersulfone, biomax(登録商標) 300K膜、ミリポア社製を使用)。透析膜内の粒子溶液を凍結乾燥することにより、目的の直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar54-PLLA30)(2.7 g, 440 mmol)を得た。H NMR測定により、直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar54-PLLA30)中のPLLA鎖を構成する乳酸単位は30個、PSar鎖を構成するサルコシン単位は54個と同定した。
 また、サルコシン-NCA量をa-PLLA量に対して36等量添加することを除いては、上述の方法と同様にして、直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)を合成した。H NMR測定により、直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)中のPLLA鎖を構成する乳酸単位は30個、PSar鎖を構成するサルコシン単位は33個と同定した。
 なお、PSar鎖一本あたりのサルコシン単位の数(重合度)及びPLLA鎖を構成する乳酸単位の数(重合度)は、いずれも平均重合度である。
<合成例5:111In標識ポリD-乳酸(111In標識DOTA-PDLA)の調製>
1.DOTA-PDLAの合成
 合成例2で得たa-PDLAと、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸トリ-tert-ブチルとを用いて、DOTA(3OtBu)ポリD-乳酸(DOTA(3OtBu)- PDLA、下記反応式中、「DOTA(3OtBu)-PDLA30」で示される化合物)を合成した。DOTA(3OtBu)- PDLAを合成するための反応式を、以下に示す。次いで、DOTA(3OtBu)- PDLAからtert-ブチル基を脱保護することにより、DOTA-PDLAを製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 
 より具体的には、以下の方法によりDOTA-PDLAを製造した。a-PDLA (265 mg, 0.117 mmol)と1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸トリ-tert-ブチル(100 mg, 0.175 mmol)とをDMF(2 mL)に溶解し、DMF 1 mLに溶解した4-(4,6-Dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium Chloride n-Hydrate (DMT-MM) (48 mg, 0.175 mmol)を加え、アルゴン雰囲気下25℃で反応を開始し、さらにDMF 2 mLを反応溶液に加えた後18時間撹拌した。反応終了後の溶液は、冷メタノール50 mLに滴下し、析出した沈殿を2,600 g×7分間遠心することにより除去し、上清を回収した。減圧下溶媒を留去し、得られた白色沈殿をジエチルエーテルで2回洗浄し、溶媒を減圧下留去することでDOTA(3OtBu)- PDLA(240 mg)を得た。得られたDOTA(3OtBu)- PDLAをトリフルオロ酢酸に溶解し、室温で1時間撹拌した。溶媒を減圧下留去し、得られた固体をジイソプロピルエーテルで洗浄し、溶媒を減圧下留去し、目的とするDOTA-PDLAを得た。
2.111In標識DOTA-PDLAの合成
 DOTA-PDLA 2 μgをアセトニトリル又はクロロホルム200 μLに溶解し、試験管(ポリスチレン製又はガラス製)に移し、溶媒を減圧留去した。この試験管に10 mM酢酸アンモニウム水溶液(pH 4.3)200 μLと塩化インジウム注(111InCl3、日本メジフィジックス社製)100 μL(約10 MBq)とを添加し、90℃にて30分加熱処理した。放冷後、上澄み液を除去し、続けて蒸留水700 μLを加えて上澄み液を除去する操作を3回繰り返し、111In標識DOTA-PDLAを洗浄した。これを真空乾燥し、水分を除去することで111In標識DOTA-PDLA(7.2 MBq)を得た。
<合成例6:90Y標識ポリD-乳酸の調製>
 合成例5の1.で得られたDOTA-PDLA 2 μgをアセトニトリル又はクロロホルム200 μLに溶解し、試験管(ポリスチレン製又はガラス製)に移し、溶媒を減圧留去した。この試験管に10 mM酢酸アンモニウム水溶液(pH 5.2)200 μLと90Y NOMINAL SOLUTION(千代田テクノル社製)10 μL(約10 MBq)とを添加し、90℃にて30分加熱処理した。放冷後、上澄み液を除去し、続けて蒸留水700 μLを加えて上澄み液を除去する操作を3回繰り返し、90Y標識DOTA-PDLAを洗浄した。これを真空乾燥し、水分を除去することで90Y標識DOTA-PDLA(5.9 MBq)を得た。
 以下の調製例では、上記の合成例で得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー、ICG標識ポリD-乳酸(ICG-PDLA)等を用いて、粒子状分子集合体(高分子ミセル)を作製した。得られた粒子状分子集合体の粒子径(Z-平均値)は、Zetasizer Nano-ZS(Malvern Instruments 社製)を用いて、動的散乱法(DLS)によって以下の方法により測定した。
<粒子径測定方法>
 分岐型両親媒性ブロックポリマーの濃度が0.1~1 mg/mLの粒子溶液を試料として、25℃の超純水又は生理食塩水中の粒子径を、Zetasizer Nano-ZS( Malvern Instruments 社製)を用いて測定した。
<調製例1>
 分岐型両親媒性ブロックポリマーとして、分岐型両親媒性ブロックポリマー9(PLLA鎖が乳酸単位30個、ポリサルコシン鎖一本あたりのサルコシン単位が52個のもの((PSar52-PLLA30))を用いた。
 ガラス試験管に分岐型両親媒性ブロックポリマー9(MW=13160)2mg及びICG-PDLA 6μgを秤量し、クロロホルム0.5mLに溶解し、溶媒を減圧下留去し、ガラス壁面にフィルムを形成させた。得られたフィルムに生理食塩水を2mL加え、85℃で20分間加温処理を行うことにより粒子化を行った。得られた粒子溶液は、孔径100 nmのメンブレンフィルタ(Acrodisc(登録商標)、Pall社製)を通し、分岐型両親媒性ブロックポリマー9及びICG-PDLAからなる粒子(粒子状分子集合体)の分散液を得た。この分岐型両親媒性ブロックポリマー9及びICG-PDLAからなる粒子を、以下「ICG標識ナノ粒子S52」ともいう。ICG標識ナノ粒子S52の粒子径は、22.4nmであった。
 上記のICG標識ナノ粒子S52の作製において、分岐型両親媒性ブロックポリマー9の代わりに、分岐型両親媒性ブロックポリマー10(PLLA鎖が乳酸単位30個、Psar鎖一本あたりのサルコシン単位が10個のもの((PSar10-PLLA30))(MW=4632)、分岐型両親媒性ブロックポリマー11(PLLA鎖が乳酸単位30個、Psar鎖一本あたりのサルコシン単位が23個のもの((PSar23-PLLA30))(MW=7404)、分岐型両親媒性ブロックポリマー12(PLLA鎖が乳酸単位30個、Psar鎖一本あたりのサルコシン単位が33個のもの((PSar33-PLLA30))(MW=9536)、分岐型両親媒性ブロックポリマー13(PLLA鎖が乳酸単位30個、Psar鎖一本あたりのサルコシン単位が85個のもの((PSar85-PLLA30))(MW=20620)、分岐型両親媒性ブロックポリマー14(PLLA鎖が乳酸単位30個、Psar鎖一本あたりのサルコシン単位が42個のもの((PSar42-PLLA30))(MW=11455)、又は分岐型両親媒性ブロックポリマー15(PLLA鎖が乳酸単位50個、Psar鎖一本あたりのサルコシン単位が62個のもの((PSar62-PLLA50))(MW=17161)をそれぞれ用いた以外は同様に操作を行って各分岐型両親媒性ブロックポリマー及びICG-PDLAからなる粒子(粒子状分子集合体)の分散液を得た。
 得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー10及びICG-PDLAからなる粒子を、以下「ICG標識ナノ粒子S10」ともいう。ICG標識ナノ粒子S10の粒子径は25.1nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー11及びICG-PDLAからなる粒子を、以下「ICG標識ナノ粒子S23」ともいう。ICG標識ナノ粒子S23の粒子径は22.6nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー12及びICG-PDLAからなる粒子を、以下「ICG標識ナノ粒子S33」ともいう。ICG標識ナノ粒子S33の粒子径は18.6nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー13及びICG-PDLAからなる粒子を、以下「ICG標識ナノ粒子S85」ともいう。ICG標識ナノ粒子S85の粒子径は29.7nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー14及びICG-PDLAからなる粒子を、以下「ICG標識ナノ粒子S42」ともいう。ICG標識ナノ粒子S42の粒子径は25.0nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー15及びICG-PDLAからなる粒子を、以下「ICG標識ナノ粒子S62-L50」ともいう。ICG標識ナノ粒子S62-L50の粒子径は31.1nmであった。
<調製例2>
 ガラス試験管に分岐型両親媒性ブロックポリマー9 2mg、直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar54-PLLA30)(MW=6160) 0.047 mg及びICG-PDLA 6μgを秤量し、クロロホルム0.5mLに溶解し、溶媒を減圧下留去し、ガラス壁面にフィルムを形成させた。得られたフィルムに生理食塩水を2mL加え、85℃で20分間加温処理を行うことにより粒子化を行った。得られた粒子溶液は、孔径100 nmのメンブレンフィルタ(Acrodisc(登録商標)、Pall社製)を通し、分岐型両親媒性ブロックポリマー9、PSar54-PLLA30及びICG-PDLAからなる粒子(粒子状分子集合体)の分散液を得た。この分岐型両親媒性ブロックポリマー9、PSar54-PLLA30及びICG-PDLAからなる粒子を、以下「ICG標識ナノ粒子(S52+5%AB)」ともいう。ICG標識ナノ粒子(S52+5%AB)の粒子径は、23.0nmであった。
 上記のナノ粒子(ICG標識ナノ粒子(S52+5%AB))の調製方法において、分岐型両親媒性ブロックポリマー9の代わりに分岐型両親媒性ブロックポリマー12を用い、直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar54-PLLA30)の代わりに直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)(MW=4668)を用い、該直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)の使用量を0.098 mgとした以外は同様に操作を行って、分岐型両親媒性ブロックポリマー12、ICG-PDLA及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)からなる粒子(粒子状分子集合体)を得た。この粒子を、以下「ICG標識ナノ粒子(S33+10%AB)」ともいう。ICG標識ナノ粒子(S33+10%AB)の粒子径は18.9nmであった。
<調製例3>
 上記調製例1及び調製例2のICG標識ナノ粒子の調製方法において、ICG-PDLAを添加せずに、粒子化の溶媒として超純水を使用し、粒子化の際にULTRASONIC CLEANER VS-100III(アズワン社製)により、85℃で2分間(28kHz、45 kHz、100 kHz各1秒を40サイクル)超音波処理を行うこと以外は同様にして、未標識のナノ粒子の分散液を得た。
 得られた分岐型両親媒性ブロックポリマー10からなる粒子を、以下「ナノ粒子S10」ともいう。ナノ粒子S10の粒子径は20.5nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー11からなる粒子を、以下「ナノ粒子S23」ともいう。ナノ粒子S23の粒子径は22.3nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー12からなる粒子を、以下「ナノ粒子S33」ともいう。ナノ粒子S33の粒子径は22.6nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー9からなる粒子を、以下「ナノ粒子S52」ともいう。ナノ粒子S52の粒子径は24.9nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー13からなる粒子を、以下「ナノ粒子S85」ともいう。ナノ粒子S85の粒子径は27.3nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー12及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)からなる粒子を、以下「ナノ粒子(S33+10%AB)」ともいう。ナノ粒子(S33+10%AB)の粒子径は22.9nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー9及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar54-PLLA30)からなる粒子を、以下「ナノ粒子(S52+5%AB)」ともいう。ナノ粒子(S52+5%AB)の粒子径は25.7nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー14からなる粒子を、以下「ナノ粒子S42」ともいう。ナノ粒子S42の粒子径は23.5nmであった。
 分岐型両親媒性ブロックポリマー15からなる粒子を、以下「ナノ粒子S62-L50」ともいう。ナノ粒子S62-L50の粒子径は28.3nmであった。
 調製例3で製造した各ナノ粒子(粒子状分子集合体)について、構成分子の分子量、粒子径、粒子の分子量、1粒子あたりの分子数、ポリサルコシン表面密度を、表1に示す。なお、直鎖型両親媒性ブロックポリマーを混合した場合の構成分子の分子量は、混合量に対応した見かけの分子量とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 
 粒子の分子量はZetasizer Nano-ZS(Malvern Instruments 社製)を用いて、静的光散乱法(SLS)によって測定した。
 1粒子あたりの分子数は粒子の分子量を構成分子の分子量で除算することにより算出した。
 ポリサルコシン表面密度は、粒子表面のサルコシン鎖本数を、粒子径の値から算出した表面積で除算することにより算出した。
 表1に示した通り、分岐型両親媒性ブロックポリマーのサルコシン鎖の長さが長くなるに従って、1粒子あたりの分子数及びポリサルコシン表面密度が減少する傾向があった。それに対して、分岐型両親媒性ブロックポリマーに少量の直鎖型両親媒性ブロックポリマーを混合した場合に、1粒子あたりの分子数及びポリサルコシン表面密度が増加した。
<調製例4>
 合成例5で得た111In標識DOTA-PDLAを2.5μg、アセトニトリルに溶解させ、試験管(ガラス製)に移し、続けてアセトニトリルに溶解させた分岐型両親媒性ブロックポリマー9を 1 mg及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar54-PLLA30)を0.023 mg添加した。次に溶媒を減圧下留去又は圧縮空気を吹き付けて除去し、真空乾燥によって111In標識DOTA-PDLAと分岐型両親媒性ブロックポリマー9とが混合したフィルムを得た。このフィルムに生理食塩水1 mLを添加後、85℃にて2分間超音波照射を行い、孔径100 nmのメンブレンフィルタ(Acrodisc(登録商標)、Pall社製)を通し、111In標識ナノ粒子(7.0 MBq)を得た。この111In標識ナノ粒子は、分岐型両親媒性ブロックポリマー9、111In標識DOTA-PDLA及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar54-PLLA30)からなる粒子(分子集合体)である。得られた粒子(粒子状分子集合体)を、以下「111In標識ナノ粒子(S52+5%AB)」ともいう。
 上記のナノ粒子(111In標識ナノ粒子(S52+5%AB))の調製方法において、分岐型両親媒性ブロックポリマー9の代わりに分岐型両親媒性ブロックポリマー12を用い、直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)の使用量を(0.049 mg)とした以外は同様に操作を行って、分岐型両親媒性ブロックポリマー12、111In標識DOTA-PDLA及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)からなる粒子(粒子状分子集合体)を得た。この粒子を、以下「111In標識ナノ粒子(S33+10%AB)」ともいう。
<調製例5>
 合成例6で得た90Y標識DOTA-PDLAを2.5 μg、アセトニトリルに溶解させ、試験管(ガラス製)に移し、続けてアセトニトリルに溶解させた分岐型両親媒性ブロックポリマー12を 1 mg及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)を0.049mg添加した。次に溶媒を減圧下留去又は圧縮空気を吹き付けて除去し、真空乾燥によって90Y標識DOTA-PDLA、分岐型両親媒性ブロックポリマー12及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)が混合したフィルムを得た。このフィルムに生理食塩水1 mLを添加後、85℃にて2分間超音波照射を行い、孔径100 nmのメンブレンフィルタ(Acrodisc(登録商標)、Pall社製)を通し、90Y標識された分子集合体(5.7 MBq)を得た。この分子集合体は、90Y標識DOTA-PDLA、分岐型両親媒性ブロックポリマー12及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar33-PLLA30)からなる粒子である。得られた粒子を、以下「90Y標識ナノ粒子(S33+10%AB)」ともいう。
 上記のナノ粒子(90Y標識ナノ粒子(S33+10%AB))の調製方法において、分岐型両親媒性ブロックポリマー12の代わりに分岐型両親媒性ブロックポリマー9を用い、PSar33-PLLA30の代わりに直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar54-PLLA30)を0.023 mg添加した以外は同様に操作を行って、分岐型両親媒性ブロックポリマー9、90Y標識DOTA-PDLA及び直鎖型両親媒性ブロックポリマー(PSar54-PLLA30)からなる粒子(粒子状分子集合体)を得た。この粒子を、以下「90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)」ともいう。
<実施例1>
 調製例1及び2で調製した各粒子の体内動態を評価した。
 動物は、BALB/c nu/nu mice (日本クレア社製) 7週齢を用い、ヒトすい臓がん細胞(Suit2)を、マウスの右下肢に5×105個/0.02 mL皮下移植した。2週間後にがん組織が3~7 mmに成長した時点で、マウス(担がんマウス)を下記造影試験に供した。
 各ICG標識ナノ粒子を、担がんマウスに1匹あたり分岐型両親媒性ブロックポリマー量として0.1 mg/0.1 mL投与し、投与5分後にICGの蛍光強度を観察した。ICG標識ナノ粒子の投与は、合計2回行った(初回(1回目)投与後、7日後に2回目の投与を行った)。撮影は、Clairvivo OPT(製品名、島津製作所社製)を使用して、全身を5方向、すなわち、マウスの左腹、左体側、背中、右体側及び右腹の全ての方向から行った。蛍光剤は785nmで励起して、845nm付近の蛍光を測定した。
 結果を図2に示す。図2に示す結果は、平均値±標準誤差として表している(n=3)。図2中の「S10」、「S23」、「S33」、「S33+10%AB」、「S52」、「S52+5%AB」、「S85」、「S42」、「S62 -L50」は、それぞれ「ICG標識ナノ粒子S10」、「ICG標識ナノ粒子S23」、「ICG標識ナノ粒子S33」、「ICG標識ナノ粒子(S33+10%AB)」、「ICG標識ナノ粒子S52」、「ICG標識ナノ粒子(S52+5%AB)」、「ICG標識ナノ粒子S85」、「ICG標識ナノ粒子S42」及び「ICG標識ナノ粒子S62-L50」を示す。
 いずれのナノ粒子についても、初回投与時(左側のバー)は肝臓/バックグランド比が1.0であり、肝臓への集積は観察されなかった(ステルス性)。
 2回目(初回投与から7日後)投与では、ICG標識ナノ粒子S23、ICG標識ナノ粒子S33、ICG標識ナノ粒子S42、ICG標識ナノ粒子S52及びICG標識ナノ粒子S62-L50は、肝臓集積が軽減されていた。つまりナノ粒子S23、ナノ粒子S33、ナノ粒子S42、ナノ粒子S52及びナノ粒子S62-L50は、ABC現象の発生を抑制することができた。特に、ICG標識ナノ粒子S33、ICG標識ナノ粒子S42及びICG標識ナノ粒子S52は、肝臓集積が顕著に軽減されていた。また、直鎖型両親媒性ブロックポリマーを混合した場合も、ABC現象の発生を抑制することができた。
 この結果から、分岐型両親媒性ブロックポリマーの親水部に含まれる全サルコシン単位数(n1+n2+n3)と、疎水部に含まれるポリ乳酸鎖を構成する乳酸単位数(m)の比率を、2.5m≦(n1+n2+n2)≦6mの範囲とすると、該ブロックポリマーを含むナノ粒子のステルス性を向上させることができるため、ABC現象の発生を効果的に抑制することができることが分かった。
<実施例2>
 調製例4で調製した111In標識ナノ粒子のSPECT/CT観察による体内動態評価を行った。
 動物は、ICR mice (日本クレア社製) 7週齢を用い、マウス乳がん細胞(4T1-Luc(ルシフェラーゼ発現細胞))を、マウスの右下肢に5×105個/0.02 mL皮下移植した。2週間後にがん組織が3~7 mmに成長した時点で、マウス(担がんマウス)を下記造影試験に供した。
 111In標識ナノ粒子(S33+10%AB)又は111In標識ナノ粒子(S52+5%AB)を、担がんマウスに1匹あたり放射線量として15 MBq投与し、担がんマウスをイソフルランにより麻酔し、経時的にγ線強度及びX線CTを観察した。撮影は、前臨床用画像システムFX3000(Gamma Medica-Ideas社製)を使用した。
 その結果得られたSPECT画像を、図3及び図4に示す。図3及び図4においては、ガンマ線強度の違い(強弱)を、色調の変化として示している。
 図3のBは、111In標識ナノ粒子(S33+10%AB)を投与した4時間後、9時間後及び24時間後のマウスをSPECT/CTにより撮影した画像である。図3のAは、投与9時間後の腫瘍部分(図3のBの上段中央図の破線部)の断面図である。図3のBの上段の図は正面断層像であり、左から順に111In標識ナノ粒子投与から4時間後、9時間後及び24時間後の測定結果である。図3のBの下段は、腫瘍断面の画像(輪切り断層像)である。
 図3のA及びBから、111In標識ナノ粒子は、9時間まで肝集積が観察されず、一方で腫瘍集積は確認できた。
 図4は、111In標識ナノ粒子(S52+5%AB)を投与した7時間後及び24時間後のマウスをSPECT/CTにより撮影した画像(上段は正面断層像、下段は輪切り断層像)である。111In標識ナノ粒子(S52+5%AB)の場合でも、肝臓集積が抑制され、かつ腫瘍集積が観察された。
 動物はBALB/c nu/nu mice (日本クレア社製) 8週齢を用いて、マウス乳がん細胞(4T1-Luc(ルシフェラーゼ発現細胞))を、マウスの心腔中に5×105個/0.02 mL移植し、2週間後にルシフェリンを腹腔内投与し発光観察により腫瘍ができていることを確認した担がんマウスをSPECT撮像及び発光観察に使用した。発光観察はIVIS SPECTRUM (パーキンエルマー社製)を用いた。SPECTには、前臨床用画像システムFX3000(Gamma Medica-Ideas社製)を使用した。
 111In標識ナノ粒子(S52+5%AB)を、担がんマウスに1匹あたり放射線量として10 MBq投与し、担がんマウスをイソフルランにより麻酔し、投与から24時間後にSPECT/CT観察、及び発光観察を行った。また、マウスから心臓及び肺を摘出して発光を観察した。その結果を図5に示す。発光測定は、担がんマウスをイソフルランにより麻酔し、ルシフェリン10 mg/mL(Beetle Luciferin, Potassium Salt、プロメガ社製)を0.2 mL腹腔内投与し、投与10分後に1分間測定を行った。その後、マウスから心臓及び肺を摘出し1分間発光測定を行った。
 図5のAは、左から発光撮像の結果及びSPECT/CT撮像の結果である。図5のAの右上図おいては、ガンマ線強度の違い(強弱)を、色調の変化として示している。図5のBは、摘出後の心臓及び肺の明視野画像(上段)及び発光撮像結果(下段)である。図5のAから、ナノ粒子(S52+5%AB)は肝臓への集積がないことが分かる。さらに、図5のA及びBから、ナノ粒子(S52+5%AB)を用いると、心臓、肺への転移癌のイメージングが可能となることが分かる。
 動物はBALB/c nu/nu mice (日本クレア社製) 8週齢を用いて、マウスメラノーマ由来細胞(B16 F10-Luc(ルシフェラーゼ発現細胞))を、マウスの右足甲皮下に1×105個/0.01 mL移植し、3週間後にルシフェリンを腹腔内投与し発光観察により、右足付け根のリンパ節に腫瘍ができていることを確認した担がんマウスをSPECT撮像及び発光観察に使用した。発光観察はIVIS SPECTRUM (パーキンエルマー社製)を用いた。SPECTには、前臨床用画像システムFX3000(Gamma Medica-Ideas社製)を使用した。
 111In標識ナノ粒子(S52+5%AB)を、担がんマウスに1匹あたり放射線量として13 MBq投与し、担がんマウスをイソフルランにより麻酔し、投与から24時間後にSPECT/CT観察、及び発光観察を行った。その結果を図6に示す。
 図6は、左から発光撮像の結果及びSPECT/CT撮像の結果である。図6の右図おいては、ガンマ線強度の違い(強弱)を、色調の変化として示している。図6の結果から、ナノ粒子(S52+5%AB)は肝臓への集積がないことが分かる。さらに、図6の右図から、ナノ粒子(S52+5%AB)を用いると、リンパ節への転移癌のイメージングが可能となることが分かる。
<実施例3>
 動物は、BALB/c nu/nu mice (日本クレア社製) 7週齢を用い、マウス乳がん細胞(4T1-Luc(ルシフェラーゼ発現細胞))を、マウスの乳腺に5×105個/0.02 mL同所移植した。5日後にがん組織が40~50 mm3に成長した時点で、マウスを下記腫瘍体積増殖抑制効果の評価実験に供した。
 投与したサンプル及びその1日当たりの投与量、並びに試験に用いたマウス個体数(n)は、以下のとおりである。例えばナノ粒子(S33+10%AB)の場合、1日当たり、ナノ粒子(S33+10%AB)0.5mgを生理食塩水に溶解させた溶液100μLを投与した。
・生理食塩水(100μL)、n=6
90YCl(1MBq/100μL)、n=6
・ナノ粒子(S33+10%AB)(0.5mg/100μL)、n=6
90Y標識ナノ粒子(0.5MBq/0.25mg/50μL)、n=6
90Y標識ナノ粒子(1MBq/0.5mg/100μL)、n=6
 結果を図7に示す。図7に示す結果は、平均値±標準誤差として表している。また、コントロール群(生理食塩水投与群)に対する有意差を、two-way ANOVA検定により統計処理を行って求めた(*P<0.05)。
 図7の縦軸は、相対腫瘍体積(腫瘍体積/0日目腫瘍体積)を示す。横軸は、各サンプルを投与後の時間(日(day))を示す。コントロール(◇)は、生理食塩水を投与したマウス、S33+10%AB(□)は、ナノ粒子(S33+10%AB)を投与したマウス、90YCl(×)は、90YClを投与したマウス、90Y-(S33+10%AB)(0.5MBq)(○)は、90Y標識ナノ粒子を0.5MBq/0.25mg/50μL投与したマウス、90Y-(S33+10%AB)(1MBq)(△)は、90Y標識ナノ粒子を1MBq/0.5mg/100μL投与したマウスである。
 90Y標識ナノ粒子を1MBqの用量で投与すると、有意な腫瘍の増殖抑制効果が観察された。また、データは示さないが、腫瘍部にナノ粒子が集積していた。
<調製例6>
 ガラス試験管にDOTA-PDLA 9.25μgと分岐型両親媒性ブロックポリマー14 2 mgをクロロホルム0.5 mLに溶解し、溶媒を減圧下留去し、ガラス壁面にフィルムを形成させた。得られたフィルムに超純水2 mLを加え、85℃で2分間超音波処理を行うことにより粒子化を行った。得られた粒子溶液は、孔径100 nmのメンブレンフィルタを通し、分岐型両親媒性ブロックポリマー14およびDOTA-PDLAからなる粒子(DOTA-PDLA内包S42粒子)の分散液を得た。得られた粒子分散液をガラス試験管1本当たり0.5 mgもしくは1 mgとなるように分注し、凍結乾燥した。
 塩化インジウム注(111InCl3、日本メジフィジックス社製)と、酢酸ナトリウム水溶液もしくは酢酸-酢酸ナトリウム緩衝液を混合してpHを4.5~5.0に調整した溶液を、凍結乾燥したDOTA-PDLA内包S42粒子と混合し、90℃で30分間加温処理を行うことで111In標識を行った。111In標識後の粒子溶液は、PD-10カラム(GEヘルスケア社製)処理を行い、溶媒を生理食塩水に置換後、孔径100 nmのメンブレンフィルタを通し、111In標識S42ナノ粒子の分散液を得た。
 表2に111In標識結果を示す。Sample 1-6は酢酸-酢酸ナトリウム緩衝液 pH5.0を用い、Sample7-9は酢酸-酢酸ナトリウム緩衝液 pH5.7を用い、Sample 10-12は酢酸ナトリウム溶液を用いてpH調整を行った。なお、収率(%)は標識反応後の放射能量に対するPD-10カラムから溶出された放射能量の割合を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 
 Sample1-6の結果から、酢酸-酢酸ナトリウム緩衝液の濃度が増加すると111Inの標識収率が低下する傾向があることが分かる。また、Sample1 7-9の結果から、凍結乾燥粒子量が少なくなると111Inの標識収率が低下する傾向があり、また111InCl3溶液及び酢酸-酢酸ナトリウム緩衝液の添加量が増加すると111Inの標識収率が低下する傾向があることが分かる。結果、粒子1 mg当たりの標識量が最大となる条件はSample 12の条件であった。
<実施例4>
 動物はBALB/c nu/nu mice (日本クレア社製) 12週齢を用いて、マウス乳がん細胞(4T1-Luc(ルシフェラーゼ発現細胞))を、マウスの左乳腺に5×105個/0.02 mL同所移植し、6日後にルシフェリンを腹腔内投与し発光観察により腫瘍ができていることを確認した担がんマウスをSPECT撮像及び発光観察に使用した。発光観察はIVIS SPECTRUM (パーキンエルマー社製)を用いた。SPECTには、前臨床用画像システムFX3000(Gamma Medica-Ideas社製)を使用した。
 調製例6で調製したSample 9の111In標識S42ナノ粒子を、担がんマウスに1匹あたり放射線量として14.5 MBq投与し、担がんマウスをイソフルランにより麻酔し、投与から24時間後にSPECT/CT観察、及び発光観察を行った。その結果を図8に示す。
 図8は、左から発光撮像の結果及びSPECT/CT撮像の結果である。図8の右図おいては、ガンマ線強度の違い(強弱)を、色調の変化として示している。図8の右図から、S42ナノ粒子を用いると、乳腺同所移植腫瘍のイメージングが可能となることが分かる。
<実施例5>
 非特許文献4に記載の通り、直鎖型両親媒性ポリマーを用いて調製したポリ乳酸-サルコシン系高分子ミセル(AB型ナノ粒子(PSar60-PLLA30))を生体に投与すると、粒子表面を覆っているポリサルコシンに対する抗体が生産されることが分かっている。そこで、分岐型両親媒性ポリマーを用いて調製したナノ粒子S10、ナノ粒子S33、ナノ粒子S42、ナノ粒子S52およびナノ粒子S85について、ポリサルコシンに対するIgM抗体量評価を行った。具体的には、ナノ粒子をBALB/c nu/nu mice (日本クレア社製)に1回あたり0.1 mg (0.1 mL)尾静脈投与し、1週間おきに3回投与を行った。ナノ粒子投与前およびナノ粒子投与1週間後に採血し、血漿を回収した。また、各ナノ粒子は、粒子化の溶媒として生理食塩水を用いた以外は調製例3と同様にして調製した。
 得られた血漿はEnzyme-Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA)法によりIgM抗体量を評価した。96 wellプレート(UV-Star 96ウェルプレート、Greiner社製)に分岐型両親媒性ブロックポリマー9のアセトニトリル溶液を各wellに0.5μgとなるように添加し乾燥させることにより、分岐型両親媒性ブロックポリマー9をプレートに固定し、PBS (pH7.4)で調製した2%濃度の牛血清アルブミン溶液でブロッキング処理を行った。その後、PBSで調製した0.1%濃度の牛血清アルブミン溶液で1000倍希釈した血漿を各サンプル3 wellに添加し、プレートに固定したポリマーと2時間反応させた後、0.05%のTween 20を混合したPBSで洗浄した。血漿と反応させたプレートに、HRP標識抗マウスIgM抗体(Goat Anti-Mouse IgM-HRP、 SouthernBiotech社製)をPBSで調製した0.1%濃度の牛血清アルブミン溶液で5000倍に希釈して1 well当たり50μLプレートに添加し2時間反応させた。プレート内の溶液を廃棄し、0.05%のTween 20を混合したPBSで洗浄し、o-phenylenediamine 12.5 mgをCitrate phosphate buffer (pH 5.0) 25 mLに溶解し、30% H2O2 を6.25 μL添加した溶液を1 well当たり100 μLプレートに添加し、室温で10分間反応した。2N H2SO4溶液を1 well当たり50 μLプレートに添加し反応を停止し、プレートリーダー(Multiscan Spectrum Microplate Photometer、Thermo Scientific社製)で490 nmの吸光度と620 nmの吸光度を測定し、490 nmの吸光度から620 nmの吸光度を差し引いた値を解析に使用した。
 解析結果を図9に示す。図9に示す結果は、平均値±標準誤差として表している(n=6~10)。図9のA、B、Cはそれぞれナノ粒子初回投与1週間後、2回目投与1週間後および3回目投与1週間後の血漿中のIgM量を示す。縦軸の相対強度は(各血漿サンプルの値-各ナノ粒子投与前の値)/(AB型ナノ粒子の値-AB型ナノ粒子投与前の値)として示した。結果、ナノ粒子初回投与1週間後では、ポリサルコシン鎖長の依存性は明確ではないが、2回目投与1週間後および3回目投与1週間後の血漿中のIgM量を比較すると、ナノ粒子S33からナノ粒子S52の間のポリサルコシンに対するIgM抗体量が減少していることが明らかとなった。
<実施例6>
 動物は、BALB/c nu/nu mice (日本クレア社製) 7週齢を用い、マウス乳がん細胞(4T1-Luc(ルシフェラーゼ発現細胞))を、マウスの乳腺に1×105個/0.01 mL同所移植した。3日後にがん組織が約30 mm3に成長した時点で、腫瘍部分に直接無水エタノールを0.05 mL投与した(Percutaneous Ethnol Injection Therapy (PEIT))後、24時間後にマウスを下記腫瘍体積増殖抑制効果の評価実験に供した。
 本実施例では、90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)投与12時間後に、市販のナノ粒子型抗ガン剤であるドキシル(登録商標、ヤンセンファーマ社製)を投与し、併用効果について評価した。投与したサンプル及びその1日当たりの投与量、並びに試験に用いたマウス個体数(n)は、以下のとおりである。例えば90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)の場合、1日当たり、90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)0.5mgを生理食塩水に溶解させた溶液100μLを投与した。
・生理食塩水(100μL)、n=5
90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)(4MBq/0.5mg/100μL)、n=4
・ドキシル(0.2mg/100μL)、n=4
90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)(1MBq/0.5mg/100μL)+ドキシル(0.2mg/100μL)、n=5
 結果を図10に示す。図10に示す結果は、平均値±標準誤差として表している。また、コントロール群(生理食塩水投与群)に対する有意差を、two-way ANOVA検定により統計処理を行って求めた(*P<0.001)。図10の縦軸は、相対腫瘍体積(腫瘍体積/0日目腫瘍体積)を示す。横軸は、各サンプルを投与後の時間(日(day))を示す。コントロール(◇)は、生理食塩水を投与したマウス、Y-90 Lactosome(□)は、90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)を投与したマウス、Doxil(×)は、ドキシルを投与したマウス、Y-90 Lactosome+Doxil(○)は、90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)を投与した12時間後にドキシルを投与したマウスである。
 結果、コントロール群と比較して、ドキシル投与群及び90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)を投与した12時間後にドキシルを投与した群で有意に腫瘍体積の増加が抑制された。また、投与18日後の相対腫瘍体積はコントロール群に対して、90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)投与群で81%、ドキシル投与群で56%、90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)を投与した12時間後にドキシルを投与した群で21%であった。この結果から、90Y標識ナノ粒子(S52+5%AB)とドキシルを併用することにより、相乗効果が示された。
 本発明は、例えば、医薬等の分野において有用である。

Claims (17)

  1.  下記一般式(I):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
    (式中、mは、10~100の数を表し、n1、n2及びn3は、これらの合計が2.5m以上、6m以下(2.5m≦n1+n2+n3≦6m)となる数を表し、Rは、水素原子又は有機基を表す)で表される構造を有する、サルコシン単位を含む分岐した親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する分岐型両親媒性ブロックポリマーA、及び
     機能性部位とポリ乳酸鎖とを有する機能性物質Fを含み、
     前記両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成され、かつ前記機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成されているか、又は、
     前記両親媒性ブロックポリマーAの疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖がD-乳酸単位から構成され、かつ前記機能性物質Fに含まれるポリ乳酸鎖がL-乳酸単位から構成されていることを特徴とする、分子集合体。
  2.  前記分子集合体が、サルコシン単位を含む親水性ブロックと、ポリ乳酸鎖を有する疎水性ブロックとを有する直鎖型両親媒性ブロックポリマーを、分子集合体に対して20重量%以下の範囲で含む、請求項1に記載の分子集合体。
  3.  前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA中の疎水性ブロックに含まれるポリ乳酸鎖を構成する乳酸単位が20~80個である、請求項1又は2に記載の分子集合体。
  4.  前記機能性物質Fにおける機能性部位がシグナル剤及び薬剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する部位である、請求項1~3のいずれかに記載の分子集合体。
  5.  前記機能性物質Fが、金属イオンと錯体を形成する配位子を有する、請求項4に記載の分子集合体。
  6.  前記配位子が、放射性金属イオンと錯体を形成している、請求項5に記載の分子集合体。
  7.  前記放射性金属イオンが、γ線核種又はβ線核種である、請求項6に記載の分子集合体。
  8.  粒子径が10nm~100nmである、請求項1~7のいずれかに記載の分子集合体。
  9.  以下の工程:
     容器中に、前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を用意する工程、
     前記溶液から前記有機溶媒を除去し、前記容器の内壁に前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを含むフィルムを得る工程、及び
     前記容器中に水又は水溶液を加え、超音波処理又は加温処理を行い、前記フィルムを分子集合体に変換して分子集合体の分散液を得る工程、
    を含む調製方法によって得られるものである、請求項1~8のいずれかに記載の分子集合体。
  10.  以下の工程:
     容器中に、ポリ乳酸鎖と、金属イオンと錯体を形成する配位子とを有する物質F’を有機溶媒中に含む溶液を用意する工程、
     前記溶液から前記有機溶媒を除去し、前記容器の内壁に前記物質F’を含むフィルムを得る工程、
     前記フィルムに放射性金属イオン水溶液を加え、物質F’と放射性金属イオンとの錯体を形成させて機能性物質Fとした後、錯体を形成していない放射性金属イオンを除く工程、
     容器中に、前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を用意する工程、
     前記溶液から前記有機溶媒を除去し、前記容器の内壁に前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを含むフィルムを得る工程、及び
     前記容器中に水又は水溶液を加え、超音波処理又は加温処理を行い、前記フィルムを分子集合体に変換して分子集合体の分散液を得る工程、
    を含む調製方法によって得られるものである、請求項1~9のいずれかに記載の分子集合体。
  11.  以下の工程:
     容器中に、前記分岐型両親媒性ブロックポリマーA及び前記機能性物質Fを有機溶媒中に含む溶液を用意する工程、
     前記溶液を水又は水溶液中に分散させる工程、及び
     前記有機溶媒を除去する工程、
    を含む調製方法によって得られるものである、請求項1~8のいずれかに記載の分子集合体。
  12.  請求項1~11のいずれかに記載の分子集合体を分子プローブとして非ヒト動物内に投与することを含む、腫瘍イメージングシステム。
  13.  請求項1~11のいずれかに記載の分子集合体を用いた薬剤搬送システム。
  14.  請求項4~8のいずれかに記載の分子集合体を含むことを特徴とする、腫瘍の診断剤又は予防剤若しくは治療剤。
  15.  請求項14に記載の剤と請求項4~8のいずれかに記載の分子集合体に含まれる抗腫瘍剤以外の他の抗腫瘍剤とを組み合わせてなる、併用剤又はキット。
  16.  請求項4~8のいずれかに記載の分子集合体、又はそれと当該分子集合体に含まれる抗腫瘍剤以外の他の抗腫瘍剤とを動物に投与することを含む、腫瘍の診断方法又は治療若しくは予防方法。
  17.  請求項1~11のいずれかに記載の分子集合体を含むことを特徴とする、分子イメージング用分子プローブ。
     
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180214570A1 (en) * 2015-07-28 2018-08-02 Shimadzu Corporation Gel composition and method for producing gel composition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010526917A (ja) * 2007-05-09 2010-08-05 日東電工株式会社 複数種の薬物を有するポリグルタミン酸塩複合体及びポリグルタミン酸塩−アミノ酸複合体
JP2011507863A (ja) * 2007-12-19 2011-03-10 イミューノメディクス、インコーポレイテッド タンパク質、ペプチド、および他の分子のf−18標識のための改良された方法および組成物
JP2014012731A (ja) * 2010-02-10 2014-01-23 Fujifilm Ri Pharma Co Ltd 放射性金属標識抗カドヘリン抗体
WO2014038558A1 (ja) * 2012-09-04 2014-03-13 株式会社 島津製作所 分岐型両親媒性ブロックポリマーを用いた分子集合体及び薬剤搬送システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014105161A (ja) * 2012-11-25 2014-06-09 Shimadzu Corp 金属イオン含有両親媒性ブロックポリマー及び金属イオン含有ナノ粒子、並びに前記ナノ粒子を用いた分子イメージング用プローブ及び薬剤搬送システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010526917A (ja) * 2007-05-09 2010-08-05 日東電工株式会社 複数種の薬物を有するポリグルタミン酸塩複合体及びポリグルタミン酸塩−アミノ酸複合体
JP2011507863A (ja) * 2007-12-19 2011-03-10 イミューノメディクス、インコーポレイテッド タンパク質、ペプチド、および他の分子のf−18標識のための改良された方法および組成物
JP2014012731A (ja) * 2010-02-10 2014-01-23 Fujifilm Ri Pharma Co Ltd 放射性金属標識抗カドヘリン抗体
WO2014038558A1 (ja) * 2012-09-04 2014-03-13 株式会社 島津製作所 分岐型両親媒性ブロックポリマーを用いた分子集合体及び薬剤搬送システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EIICHI OZEKI: "Kobunshi Micelle 'Lactosome TM' no Shindan-Chiryo Oyo ni Muketa Bunshi Sekkei", BIO CLINICA, vol. 29, no. 3, 10 March 2014 (2014-03-10), pages 281 - 284 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180214570A1 (en) * 2015-07-28 2018-08-02 Shimadzu Corporation Gel composition and method for producing gel composition

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