WO2017094745A1 - 核酸を含む経腸投与用組成物 - Google Patents

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WO2017094745A1
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peptide
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acid sequence
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八木 清仁
昌夫 近藤
彰浩 渡利
村上 正裕
政博 永浜
隆徳 横田
永田 哲也
知恵 渡辺
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国立大学法人大阪大学
国立大学法人東京医科歯科大学
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    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
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    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/113Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing

Definitions

  • the present invention relates to a composition for enteral administration in which nucleic acid is efficiently absorbed through the epithelial cell gap pathway of the digestive tract.
  • the dosage form that can be self-administered and has the highest compliance is the oral preparation (enteral preparation), accounting for two-thirds of all pharmaceuticals used in recent years.
  • Oral delivery technology has become a bottleneck in the transition to near-future medicine centered on nucleic acid drugs that are promising as next-generation medicines.If oral administration of nucleic acid medicines becomes possible, it will be innovative. It is expected to make a significant contribution to progress.
  • Patent Document 1 discloses that a nucleic acid molecule bound with a fat-soluble vitamin or cholesterol is mixed with a medium-chain unsaturated fatty acid, a long-chain unsaturated fatty acid, or the like as a lipid. It has been reported that absorption from the large intestine can be improved by formulating as a fine particle formulation. However, in the technique of Patent Document 1, a relatively large amount of emulsifier is required to make medium-chain unsaturated fatty acid, long-chain unsaturated fatty acid and the like into fine particles, and the physical stability of the fine particles is maintained in the small intestine. It may be difficult and the action may not be stable.
  • Patent Document 2 discloses that a lipid-soluble vitamin or cholesterol is bound to a nucleic acid that suppresses the expression of a target gene, and this is administered to a vertebrate under conditions in which endogenous chylomicron production is induced, thereby It has been reported that selective delivery to is possible.
  • the technique of Patent Document 2 has low absorption in the small intestine, and further requires administration of lipids to induce endogenous chylomicron production. Large amount of emulsifier is required.
  • Non-Patent Document 1 reports that enteric absorption of antisense nucleic acid can be improved by using sodium caprate.
  • Non-Patent Document 1 the dose is 250 to 1000 mg / Kg of nucleic acid and 250 mg / Kg of sodium caprate, both of which are impractical levels.
  • a high dose of sodium caprate is used as in Non-Patent Document 1, not only the permeability of the intercellular pathway but also the permeability of the intracellular pathway is increased, and there is a concern about mucosal disorder and local irritation. .
  • further improvement is desired for the formulation technique for improving the absorption of nucleic acids in the digestive tract by oral administration.
  • the mucosal epithelial cell layer of the digestive tract is adjacent by a membrane protein called claudin involved in adhesion between adjacent two cells or Angulin involved in adhesion between adjacent three cells.
  • Tight junctions in which intestinal epithelial cells are tightly connected are formed, and a technique for improving the absorption of peptide drugs and polysaccharides in the digestive tract by controlling the tight junction function has been reported.
  • Non-Patent Document 2 and Patent Document 3 report that tight junction-binding peptides that bind to claudin and the like can improve intestinal absorption from the intercellular pathway of peptide drugs and polysaccharides. .
  • an innovative formulation technique that enhances the gastrointestinal absorbability of orally administered nucleic acids by controlling tight junctions.
  • An object of the present invention is to provide a new composition for enteral administration in which nucleic acids are efficiently absorbed through the epithelial cell gap pathway of the digestive tract.
  • the present inventor has intensively studied to solve the above-mentioned problems.
  • a lipid-soluble substance is bound to a nucleic acid, and the nucleic acid and the tight junction-binding peptide are used in combination with the tight-junction binding peptide.
  • the nucleic acid and the tight junction-binding peptide are used in combination with the tight-junction binding peptide.
  • the present invention has been completed by further studies based on these findings.
  • Item 1 A composition for enteral administration, comprising a tight junction-binding peptide and a nucleic acid to which a fat-soluble substance is bound.
  • Item 2. Item 2. The composition for enteral administration according to Item 1, wherein the tight junction-binding peptide comprises any of the following peptides (1) to (18): (1) a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, (2) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, one or several amino acids are substituted, deleted, added, or inserted, and have a tight junction binding ability equivalent to that of the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
  • one or several amino acids are substituted, deleted, added, or inserted, and have a tight junction binding ability equivalent to that of the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
  • one or several amino acids are substituted, deleted, added, or inserted, and have a tight junction binding ability equivalent to that of the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4.
  • the hydroxyl group of the side chain of the serine residue at position 7 and the carboxyl group of the isoleucine residue at position 14 form a cyclic structure by an ester bond
  • one or several amino acids are substituted, deleted, added, or inserted, and the side chain hydroxyl group of the 7th amino acid residue and the C-terminal amino acid residue And a carboxyl group of the above form a cyclic structure by an ester bond
  • the 3-hydroxydecanoyl group is an amide bond to
  • the sequence identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 is 85% or more, and the hydroxyl group of the side chain of the 7th amino acid residue and the carboxyl group of the C-terminal amino acid residue form a cyclic structure by an ester bond A peptide that is formed and has a 3-hydroxydecanoyl group amide-bonded to the amino group of the N-terminal amino acid residue, and has a tight junction binding ability equivalent to that of the peptide shown in (13) above.
  • Item 4. The composition for enteral administration according to any one of Items 1 to 3, wherein the fat-soluble substance is directly bonded to a nucleic acid by a covalent bond.
  • Item 5. The composition for enteral administration according to any one of Items 1 to 4, wherein the fat-soluble substance is a fat-soluble vitamin or cholesterol.
  • Item 6. Item 6. The composition for enteral administration according to any one of Items 1 to 5, wherein the fat-soluble substance is vitamin E.
  • Item 7. The composition for enteral administration according to any one of Items 1 to 6, which is administered by oral administration.
  • Item 9. Item 9. The use according to Item 8, wherein the enteral preparation is administered by oral administration.
  • Item 10. A method of absorbing a nucleic acid in a digestive tract, comprising a step of enterally administering a composition containing a tight junction-binding peptide and a nucleic acid bound to a fat-soluble substance to a patient who needs administration of the nucleic acid.
  • Item 11. Item 11. The method according to Item 10, wherein the enteral administration is oral administration.
  • the absorption through the intercellular pathway in the gastrointestinal tract including the small intestine can be enhanced with respect to a nucleic acid that is impermeable to the intestinal epithelium without using a relatively large amount of lipid or emulsifier.
  • innovative pharmaceutical technology that enables oral administration of nucleic acids is provided.
  • the tight junction binding peptide used in the present invention is a protease-resistant water-soluble low-molecular protein that does not recognize local hindrance, and does not require an emulsifier such as a surfactant for dissolution. Therefore, the absorbability of the nucleic acid in the digestive tract can be improved with high safety.
  • nucleic acids could be delivered to a target site in the body only by direct administration to patient tissues or invasive administration such as intravenous injection.
  • nucleic acid is non-invasive administration called oral administration.
  • it can be provided as a self-administered preparation, which can bring about innovative technological progress in the field of nucleic acid medicine, and further reduce the burden on medical staff and patients.
  • the action mechanism for improving the absorbability of the nucleic acid in the digestive tract is not desired to be limited, but is presumed as follows.
  • a nucleic acid to which a tight junction binding peptide and a fat-soluble substance are bound coexists, a complex is formed in which both are bound by noncovalent bonds such as hydrogen bonds and hydrophobic bonds.
  • the tight junction-binding peptide contained in the complex in the digestive tract specifically binds to the membrane protein constituting the tight junction to increase the permeability of the intercellular pathway, and the nucleic acid bound to the fat-soluble substance is It is released from the complex and efficiently absorbed through the intercellular pathway with enhanced permeability.
  • Nucleic acid absorbed through the intercellular pathway of the digestive tract binds to lipoproteins in blood and lymphocytes via fat-soluble substances, and is selectively delivered to the organ in which the protein is distributed. Function is demonstrated.
  • the nucleic acid delivery site can be controlled.
  • Example 1 a loop assay was performed in the mouse small intestine using siRNA bound to ⁇ -tocopherol (Toc-siRNA) and a tight junction binding peptide (C-CPE 194, m19, Ib), and transferred to the liver. It is a figure which shows the result of having observed fluorescence of Toc-siRNA.
  • Example 2 a loop assay was performed in the mouse small intestine using a DNA / RNA double-stranded heteronucleic acid (Toc-HDO) to which ⁇ -tocopherol was bound and a tight junction-binding peptide (m19), and Toc transferred to the liver.
  • FIG. 6 is a diagram showing the result of fluorescence observation of siRNA.
  • Example 3 it is a figure which shows the result of having observed the siRNA or Toc-siRNA which carried out the loop assay in the mouse
  • Example 4 it is a figure which shows the result of having evaluated the binding property of the tight junction binding peptide (C-CPE
  • composition for enteral administration of the present invention is characterized by containing a tight junction-binding peptide and a nucleic acid to which a fat-soluble substance is bound.
  • composition for enteral administration of the present invention will be described in detail.
  • Tight junction binding peptide used in the present invention binds to a membrane protein involved in the formation of tight junctions in which epithelial cells are tightly connected in the mucosal epithelial cell layer of the digestive tract. It is a peptide that enhances absorption through the intercellular pathway in the gastrointestinal tract.
  • Tight junctions are known to be formed by membrane proteins such as claudin, which is involved in adhesion between adjacent two cells, and angulin, which is involved in adhesion between adjacent three cells.
  • the tight junction binding peptide to be bound may bind to any of these membrane proteins.
  • the tight junction binding peptide used in the present invention is at least one membrane protein of claudin-1, -2, -3, -4, -5, -8, angulin-1, -3. Any material can be used as long as it can be bonded to the. From the viewpoint of more effectively improving the absorbability of nucleic acid in the digestive tract, the tight junction binding peptide used in the present invention is preferably a peptide that binds to claudin-1 and / or claudin-4 Is mentioned.
  • Tight junction binding peptides have been reported in the past.
  • conventionally known tight junction binding peptides may be used, or newly developed tight junction binding peptides may be used in the future. .
  • C-CPE enterotoxin
  • CPE enterotoxin
  • C-CPE is specifically a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
  • Specific examples of C-CPE variants include C-CPE 194 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, M19 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, and the like.
  • the peptides (C-CPE variants) shown in (i) and (ii) below, the peptides (C-CPE 194 variants) shown in (iii) and (iv) below, (v ) And (vi) peptides (as M19 variants) can also be used as tight junction binding peptides.
  • peptides (as M19 variants) can also be used as tight junction binding peptides.
  • one or several amino acids are substituted, deleted, added, or inserted, and have a tight junction binding ability equivalent to that of the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. Having peptide.
  • one or several amino acids are substituted, deleted, added, or inserted, and have a tight junction binding ability equivalent to that of the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. Having peptide.
  • the introduced amino acid modification includes only one kind of modification (for example, only substitution) among substitution, addition, insertion, and deletion. It may also include two or more modifications (eg, substitution and insertion).
  • the number of introduced substitutions, additions, insertions or deletions may be one or several, for example, 1 to 18 or 1 -12, preferably 1-10, 1-8, 1-5, or 1-4, more preferably 1-3, particularly preferably 1 or 2 or 1.
  • sequence identity to each amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 1 to 3 may be 85% or more, preferably 90% or more, More preferably 95% or more, particularly preferably 99% or more.
  • sequence identity refers to BLAST PACKAGE [sgi32 bit edition, Version 2.0.12; available from National Center for Biotechnology Information (NCBI), Bl2seqpromTam. Microbiol.Lett., Vol.174, p247-250, 1999) shows the identity value of amino acid sequences.
  • the parameters may be set to Gap insertion Cost value: 11 and Gap extension Cost value: 1.
  • amino acid substitution when amino acid substitution is introduced in the peptides (i) to (vi), conservative substitution can be mentioned as an aspect of the introduced amino acid substitution. That is, as the substitution in the peptides (i) to (vi), for example, if the amino acid before substitution is a nonpolar amino acid, substitution with another nonpolar amino acid, or the amino acid before substitution is an uncharged amino acid. For example, substitution with other uncharged amino acids, substitution with other acidic amino acids if the amino acid before substitution is an acidic amino acid, and substitution with other basic amino acids if the amino acid before substitution is a basic amino acid Can be mentioned.
  • “having a tight junction binding ability equivalent to the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1” means that the binding ability to claudin-4 is the amino acid shown in SEQ ID NO: 1. It is equivalent to a peptide consisting of a sequence, and means that a digestive tract absorbability equivalent to that of a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 can be imparted to a nucleic acid to which a lipid-soluble modifying group is bonded. The same applies to the peptides (iii) to (vi).
  • C1C2 is specifically a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4.
  • peptides (C1C2 mutants) shown in the following (vii) and (viii) can also be used as tight junction binding peptides.
  • (vii) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, one or several amino acids are substituted, deleted, added, or inserted, and have a tight junction binding ability equivalent to that of the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4. Having peptide.
  • the introduced amino acid modification may include only one kind of modification (for example, only substitution) among substitution, addition, insertion, and deletion, or two or more kinds. Modification (for example, substitution and insertion) may be included.
  • the introduced substitution, addition, insertion or deletion may be one or several amino acids, for example, 1 to 4, preferably 1 to 3, more preferably One or two, particularly preferably one is mentioned.
  • sequence identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 may be 85% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and particularly preferably 99%. The above is mentioned. The method for calculating sequence identity in the peptide (vii) is as described above.
  • “having a tight junction binding ability equivalent to that of the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4” means that the binding ability to claudin-1 is the amino acid shown in SEQ ID NO: 4 It is equivalent to a peptide consisting of a sequence, and means that a digestive tract absorbability equivalent to that of a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 can be imparted to a nucleic acid to which a lipid-soluble modifying group is bonded.
  • MA206 is an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5, in which the side chain hydroxyl group of the serine residue at position 7 and the carboxyl group of the isoleucine residue at position 14 (C-terminal) are linked by an ester bond.
  • a lipostructure having a cyclic structure and a structure in which a 3-hydroxydecanoyl group is amide-bonded to the amino group of the leucine residue at the 1-position (N-terminal) and having the structure represented by the following general formula (1) It is a cyclic depsipeptide.
  • the peptides (variants of MA206) shown in (ix) and (x) below can also be used as tight junction binding peptides.
  • (ix) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5, one or several amino acids are substituted, deleted, added or inserted, and the hydroxyl group of the side chain of the 7th amino acid residue and the C-terminal amino acid residue And a carboxyl structure of the ester group form a cyclic structure, and the amino group of the N-terminal amino acid residue has an amide bond with a 3-hydroxydecanoyl group, and has a tight junction binding ability equivalent to MA206 peptide.
  • the introduced amino acid modification may include only one kind of modification (for example, only substitution) from substitution, addition, insertion, and deletion, or two or more kinds. Modification (for example, substitution and insertion) may be included.
  • the introduced substitution, addition, insertion or deletion amino acid may be one or several amino acids, for example, 1 or 2, preferably 1.
  • sequence identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 may be 85% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, particularly preferably 99%. The above is mentioned. The method for calculating sequence identity in the peptide (x) is as described above.
  • “having a tight junction binding ability equivalent to MA206” means that the binding ability to claudin-1 is equivalent to MA206, and a lipophilic modifying group is attached. It means that digestive tract absorbability equivalent to MA206 can be imparted to the nucleic acid.
  • Ib is specifically a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6.
  • the following peptides (Ib mutants) shown in (xii) and (xiii) can also be used as tight junction binding peptides.
  • (xii) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, one or several amino acids are substituted, deleted, added, or inserted, and have a tight junction binding ability equivalent to that of the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4. Having peptide.
  • the introduced amino acid modification may include only one kind of modification (for example, only substitution) among substitution, addition, insertion, and deletion, or two or more kinds. Modification (for example, substitution and insertion) may be included.
  • the number of introduced substitutions, additions, insertions or deletions may be one or several, for example, 1 to 21 or 1 to 15, preferably 1 to 10 1 to 8, 1 to 5, or 1 to 4, more preferably 1 to 3, particularly preferably 1 or 2 or 1.
  • sequence identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6 may be 85% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, particularly preferably 99%. The above is mentioned. The method for calculating sequence identity in the peptide (xiii) is as described above.
  • amino acid substitutions are introduced in the peptides (xii) and (xiii), conservative substitutions can be cited as examples of amino acid substitutions to be introduced, and specific examples thereof are as described above.
  • “having a tight junction binding ability equivalent to the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6” means that the binding ability to Angulin-1 is shown in SEQ ID NO: 6. It is equivalent to the peptide consisting of the above, and means that the digestive tract absorbability equivalent to that of the peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6 can be imparted to the nucleic acid to which the lipid-soluble modifying group is bonded.
  • the tight junction binding peptide can be used to improve the expression of a polypeptide, to give ease of purification, etc. on the N-terminal side or C-terminal side of the C-CPE, C1C2, MA206, Ib and these variants. Therefore, a polypeptide having another function, a peptide tag or the like may be added.
  • the number of amino acids added to the N-terminal side and / or C-terminal side of the polypeptide of the present invention is not particularly limited, but for example 1 to 100, preferably 1 to 50, Preferably 1 to 30 are mentioned.
  • C-CPE, C-CPE 194, M19, and mutants thereof are preferable from the viewpoint of more effectively improving the absorbability of nucleic acids in the digestive tract.
  • Preferred examples include C-CPEM194 and M19, and variants thereof, and particularly preferred are C-CPE 194 and M19.
  • these tight junction binding peptides may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the tight junction binding peptide can be produced using a known genetic engineering technique, a known peptide synthesis method, or the like.
  • a fat-soluble substance is bound to a nucleic acid that suppresses or enhances the expression of a target gene (that is, a nucleic acid drug).
  • the nucleic acid used in the present invention may be any nucleic acid that can suppress or enhance the expression of the target gene and exhibit the desired pharmacological activity.
  • nucleic acid absorbed from the digestive tract can be accumulated in the liver, so that it is expressed in the liver for the purpose of treating liver diseases. It is preferred to use a nucleic acid that targets the gene in question.
  • nucleic acid used in the present invention is not particularly limited as long as the expression of the target gene can be suppressed or enhanced, and may be either DNA or RNA, and may be either single-stranded or double-stranded. May be.
  • nucleic acids used in the present invention include siRNA (double-stranded RNA including a sense strand and an antisense strand), DNA / RNA double-stranded heteronucleic acid (antisense gapmer that binds to the target mRNA and its complement) Double-stranded nucleic acid containing typical cRNA; NatureNCommunications, Volume 6, id. 7969 (2015) and International Publication No.
  • shRNA Antisense DNA
  • Antisense RNA Antagomir
  • Nucleic acid aptamer Nucleic acid aptamer
  • Ribozyme DNA Examples include nucleic acids such as decoys and plasmids.
  • siRNA and DNA / RNA double-stranded heteronucleic acid are preferable from the viewpoint of further improving the absorbability in the digestive tract.
  • the nucleic acid used in the present invention may be variously modified so as not to be degraded in vivo.
  • the nucleic acid contains RNA
  • the ribonucleotides constituting the RNA may be subjected to treatment such as methylation or thiophosphorylation in order to provide resistance to RNase.
  • the number of deoxyribonucleotides or ribonucleotides constituting the nucleic acid is not particularly limited, and is appropriately set according to the type of nucleic acid to be used. For example, about 8 to 100, preferably 10 About about 50, more preferably about 12 to 30 can be mentioned.
  • a nucleic acid that suppresses or enhances the expression of a target gene can be designed by a known method based on information such as the base sequence of the target gene and the base sequence of a portion to which the transcription factor can bind.
  • information such as the base sequence of the target gene and the base sequence of a portion to which the transcription factor can bind.
  • siRNA JP-A-2005-168485, etc.
  • DNA / RNA double-stranded heteronucleic acid Nature Communications, Volume 6, id. 7969 (2015), International Publication No.2013 / 089283, etc.
  • nucleic acid aptamers Nature, 1990, 346 (6287): 818-22, etc .; in the case of ribozymes, FEBS Lett, 1988, 239, 285., protein nucleic acid enzyme, 1990, 35, 2191,.
  • Each base sequence can be designed based on the description of Acids Res, 1989, 17, 7059 and the like.
  • a nucleic acid that suppresses or enhances the expression of a target gene can be produced using a known synthetic technique or genetic engineering technique.
  • the nucleic acid used in the present invention is used in a state where a fat-soluble substance is bound.
  • a nucleic acid to which a hydrophobic substance is bound in this way, the nucleic acid can be physically bound to the tight junction binding peptide, and as a result, the cell gap of the digestive tract using the tight junction binding peptide. It is possible to significantly improve the permeability of nucleic acids via the.
  • the fat-soluble substance bound to the nucleic acid after the fat-soluble substance bound to the nucleic acid is absorbed from the digestive tract, it binds to a protein such as lipoprotein in blood or lymphocytes and is delivered to the organ in which the protein is distributed. It also plays a role in selectively delivering.
  • the fat-soluble substance to be bound to the nucleic acid is not particularly limited as long as it has a hydrophobic group and is pharmaceutically acceptable, and may be appropriately selected according to the site to which the nucleic acid is to be delivered.
  • examples include fat-soluble vitamins such as vitamin A, vitamin E, vitamin D, and vitamin K; lipids such as cholesterol, glycerides, glycolipids, and fatty acids; intermediate metabolites such as acylcarnitine and acyl CoA. These fat-soluble substances may be used alone or in combination of two or more. Among these, fat-soluble vitamins and lipids are preferable, and vitamin E and cholesterol are more preferable. In particular, when using vitamin E and / or cholesterol, the nucleic acid can be selectively delivered to the liver.
  • vitamin E When vitamin E is used as a fat-soluble substance to be bound to a nucleic acid, the type thereof is not particularly limited. , ⁇ -tocotrienol, ⁇ -tocotriere, and ester derivatives thereof (for example, acetate ester, succinate ester, etc.). These vitamin Es may be d-form, l-form, or dl-form. Among these vitamin E, ⁇ -tocopherol is preferable.
  • the binding between the nucleic acid and the fat-soluble substance may be in a state where the nucleic acid and the fat-soluble substance are directly bonded by a covalent bond, an ionic bond, a hydrogen bond, or the like, or through another substance (linker). It may be in the state where it was done. From the viewpoint of stabilizing the bond between the nucleic acid and the fat-soluble substance, it is preferable that the nucleic acid and the fat-soluble substance are directly bonded by a covalent bond.
  • the method for directly covalently bonding a nucleic acid and a fat-soluble substance is not particularly limited.
  • the fat-soluble substance is a fat-soluble substance having a hydroxyl group such as vitamin E, vitamin A, or cholesterol.
  • the hydroxyl group and a phosphate residue of a nucleotide present on the 5 ′ end side of the nucleic acid may be bound by a phosphate ester bond.
  • ⁇ -tocopherol is bound to a phosphate residue of a nucleotide present on the 5 ′ end side of a nucleic acid by a phosphate ester bond, the structural formula shown in the following general formula (2) is obtained.
  • a method of binding a fat-soluble substance having a hydroxyl group and a nucleic acid by a phosphate ester bond can be performed based on the description of Tetrahedron® Letters® 33; 2729-2732.
  • the method for binding the nucleic acid and the fat-soluble substance by ionic bond or hydrogen bond is not particularly limited.
  • a positively charged substance for example, a peptide containing an arginine residue
  • examples include a method of binding and using an ionic bond or a hydrogen bond between a positive charge of the substance and a negative charge of a nucleic acid.
  • the number of arginine residues in the peptide is usually 2 or more, preferably 3 from the viewpoint of obtaining a more stable bond with a nucleic acid. As mentioned above, More preferably, 4 or more are mentioned.
  • the method for binding the nucleic acid and the fat-soluble substance via another substance is not particularly limited.
  • the fat-soluble substance has a hydroxyl group such as vitamin E, vitamin A, or cholesterol.
  • a bifunctional linker molecule having a functional group that reacts with the hydroxyl group and a hydroxyl group or a phosphoric acid residue that the nucleic acid has is used, and is lipophilic with nucleic acid. What is necessary is just to connect a substance.
  • Ratio and content of tight junction binding peptide and nucleic acid in the composition for enteral administration of the present invention, is not particularly limited.
  • the ratio of the nucleic acid to which the fat-soluble substance is bound to 1 to 200 molecules, preferably 1 to 100 molecules, more preferably 1 to 10 molecules per molecule of the tight junction binding peptide.
  • the content of the nucleic acid to which the tight junction binding peptide and the fat-soluble substance are bound may be appropriately set so as to satisfy the above-mentioned ratio and the later-described dose.
  • composition for enteral administration of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include solid preparations such as tablets, capsules, pills, powders, granules, suppositories, etc .; liquids, injections, etc. Examples include liquid preparations.
  • composition for enteral administration of the present invention may contain bases and additives necessary for preparing various preparation forms in addition to the components described above.
  • aqueous bases such as water and physiological saline; lactose, sucrose, D-mannitol, corn Excipients such as starch, powdered cellulose, calcium hydrogen phosphate, calcium carbonate; disintegrating agents such as hydroxypropyl cellulose, carmellose calcium, pregelatinized starch, croscarmellose sodium, crospovidone, carboxymethyl starch; hydroxypropyl cellulose, Binders such as polyvinyl pyrrolidone and xanthan gum; emulsifiers such as sucrose fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, sodium lauryl sulfate and polysorbate; fats and oils such as animal fats and oils, hydrocarbons, waxes and silicone oils; Etc. .
  • composition for enteral administration of the present invention when the composition for enteral administration of the present invention is made into a pharmaceutical form such as a tablet, capsule, pill, granule or the like, it is preferably coated with an enteric coating agent and given enteric properties.
  • the enteric coating agent may be an enteric polymer that is insoluble at the pH in the stomach but at least partially soluble at the pH in the intestine.
  • enteric coating agents include enteric cellulose derivatives such as hydroxypropylmethylcellulose acetate succinate, hydroxypropylmethylcellulose phthalate, and carboxymethylethylcellulose; methacrylic acid / methyl methacrylate copolymer, methacrylic acid / Examples include ethyl acrylate copolymers and enteric acrylic copolymers such as methyl acrylate / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymers. These enteric coating agents may be used alone or in combination of two or more.
  • composition for enteral administration of the present invention may contain a nucleic acid introduction auxiliary agent as necessary so that the nucleic acid is easily transferred into the target cells.
  • a nucleic acid introduction aid include lipofectamine, oligofectamine, RNAifect, liposome, polyamine, DEAE dextran, calcium phosphate, dendrimer and the like.
  • the composition for enteral administration of the present invention is used for administering a nucleic acid to a patient in need of administration of the nucleic acid.
  • the composition for enteral administration of the present invention can be used for the purpose of treating a disease that is expected to be improved or cured by suppressing or enhancing the expression of a specific gene.
  • the nucleic acid can be selectively delivered to the disease site by selecting the type of the fat-soluble substance to be bound to the nucleic acid, the therapeutic effect of the disease is improved. Can be increased.
  • nucleic acid absorbed from the digestive tract can be accumulated in the liver and can be suitably used for the purpose of treating liver diseases.
  • the administration mode of the composition for enteral administration of the present invention is not particularly limited as long as the nucleic acid is absorbed in the intestine.
  • oral administration by internal use, suppository, insertion from the anus, or Intestinal administration by injection is mentioned.
  • the oral administration can be easily performed by the patient himself and the burden is light, and thus is suitable as an administration mode of the composition for enteral administration of the present invention.
  • the dose of the composition for enteral administration of the present invention may be appropriately set to a therapeutically effective amount depending on the type and extent of the patient's disease, the age of the patient, the type of nucleic acid used, etc.
  • An amount of 0.001 to 50 mg / kg body weight in terms of weight (weight of nucleic acid itself excluding bound fat-soluble substance) may be administered in 1 to 3 divided doses per day.
  • the present invention further provides a composition comprising a tight junction-binding peptide and a nucleic acid to which a fat-soluble substance is bound.
  • the use for the manufacture of an enteral preparation is provided.
  • the present invention also includes a step of enterally administering a composition containing a tight junction-binding peptide and a nucleic acid bound to a fat-soluble substance to a patient in need of administration of the nucleic acid.
  • siRNA SiRNA for mouse apolipoprotein B (ApoB) mRNA comprising the following sense strand and antisense strand.
  • Sense strand 5'-GuCAuCACACuGAAuACCAAUGCugG * A-3 '
  • Antisense strand 5'-ucc * A * gc * AUUGGuAuUCAGUGuGAuGAc * A * C-3 '
  • Sense strand and the antisense strand lower case letters indicate 2′-O-methylated RNA. * Indicates a thiophosphate bond.
  • Toc-siRNA An ⁇ -tocopherol-binding siRNA in which a phosphate residue at the 5 ′ end of the antisense strand of the siRNA is covalently bonded to a hydroxyl group of ⁇ -tocopherol through a phosphate ester bond.
  • the binding structure between ⁇ -tocopherol and the antisense strand in Toc-siRNA is the structure shown in the general formula (2).
  • HDO DNA / RNA double-stranded heteronucleic acid for mouse apolipoprotein B (ApoB) mRNA comprising the following DNA / LNA gapmer and cRNA.
  • DNA / LNA gapmer 5'-G * C * a * t * t * g * g * t * a * t * T * C * A-3 '
  • lower case letters indicate DNA
  • upper case letters indicate LNA (C indicates LNA methylcytosine). * Indicates a thiophosphate bond.
  • cRNA 5'-u * g * a * AUACCAAU * g * c-3 '
  • uppercase letters indicate RNA
  • lowercase letters indicate 2′-O-methylated RNA. * Indicates a thiophosphate bond.
  • Toc-HDO An ⁇ -tocopherol-binding heteronucleic acid, wherein a phosphate residue at the 5 ′ end of cRNA of the DNA / RNA double-stranded heteronucleic acid is covalently bonded to a hydroxyl group of ⁇ -tocopherol through a phosphate ester bond.
  • the binding structure between ⁇ -tocopherol and cRNA in Toc-HDO is the structure shown in the general formula (1).
  • C-CPE 194 A peptide having a His tag added to the N-terminal side of C-CPE 194 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7.
  • m19 A peptide having a His tag added to the N-terminal side of m19 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 and consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8.
  • Ib A peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4.
  • Example 1 Evaluation of enteric absorption promotion activity of Toc-siRNA by tight junction binding peptide Transmucosal absorption promotion activity by tight junction binding peptide (C-CPE 194, m19, Ib) of Toc-siRNA administered to small intestine
  • C-CPE 194, m19, Ib tight junction binding peptide
  • the drug solution (100 ⁇ L) was administered into the prepared intestinal loop and the abdomen was sutured, and then protected and protected by sterilized gauze and wrap. After 4 hours, blood was removed by refluxing with physiological saline at 4 ° C., and the mouse was sacrificed. Then, a part of the liver was excised and fixed with 4% paraformaldehyde (Wako). The next day, the paraformaldehyde solution was replaced with a 30% sucrose solution (Wako). On the next day, the liver tissue was taken out of the sucrose solution and embedded with OCT compound (Sakura Finetech Japan).
  • Liver tissue sections were prepared with cryostat (Leica), and tissue staining was performed with Alexsa488-Phalloidin (Life Technologies) and DAPI (sigma). Stained liver tissue sections were observed with a fluorescence microscope, and Toc-siRNA that migrated to the liver was observed with fluorescence (Red: Cy3 (Toc-siRNA), Blue: TO-PRO3 (nuclear staining), Green: Alexa488-Phalloidin (Actin staining).
  • Example 2 Evaluation of enteric absorption promoting activity of Toc-HDO by tight junction binding peptide
  • Example 2 (Mouse in situ loop method) In the same manner as in Example 1, an intestinal loop of about 5 cm was prepared from the mouse. Next, the drug solution (100 ⁇ L) was administered into the prepared intestinal loop, and the abdomen was sutured, and then protected and left standing with sterile gauze and wrap. After 3 hours, blood was removed by refluxing with physiological saline at 4 ° C., and thereafter, liver tissue sections were prepared and stained by the same method as in Example 1 (Red: Alexa568 (Toc -HDO), Blue: DAPI (nuclear staining), Green: Alexa488-Phalloidin (actin staining)).
  • Example 3 Evaluation of enteral absorption promoting activity of siRNA and Toc-siRNA by tight junction binding peptide
  • the specific experimental method is as follows.
  • Example 2 In the same manner as in Example 2, intestinal loop preparation, drug solution (100 ⁇ L) administration, liver tissue section preparation, and tissue staining were performed (Red: Cy3 (siRNA, Toc-siRNA), Blue: TO -PRO3 (nuclear staining), Green: Alexa488-Phalloidin (actin staining)).
  • Example 4 Binding analysis of tight junction binding peptide and HDO (HDO, Toc-HDO) To analyze binding properties of tight junction binding peptide (C-CPE 194) and nucleic acid (HDO, Toc-HDO) The following experiment was conducted.
  • HDO was added to PBS or PBS containing C-CPE-194 (1000 pmol) and mixed, and incubated at room temperature for 30 minutes to obtain a mixed solution.
  • Toc-HDO was added to and mixed with PBS containing C-CPE 194 (0, 100, 300, 600, 1000 pmol), and incubated at room temperature for 30 minutes to obtain a mixture.
  • Each obtained mixed solution was applied to a 15% polyacrylamide non-denaturing gel and subjected to electrophoresis. After electrophoresis, the gel was stained with ethidium bromide.
  • Example 5 Evaluation of gene suppression effect on target gene in liver of Toc-HDO absorbed from small intestine using tight junction binding peptide (m19) Absorbed from small intestine using tight junction binding peptide (m19) In order to evaluate the inhibitory effect of Toc-HDO on ApoB gene expression in the liver, the following experiment was conducted.
  • Example 2 (Mouse in situ loop method) In the same manner as in Example 1, an intestinal loop of about 5 cm was prepared from the mouse. Next, a total of 400 ⁇ L of the drug solution was administered into the prepared intestinal loop twice at 3 hour intervals, and the intestine and abdomen were sutured. After breeding for 6 days, blood was removed by refluxing with physiological saline at 4 ° C. and the mice were sacrificed, and then a part of the liver was excised and homogenized using ISOGEN (Nippon Gene Co., Ltd.). Then, after collecting total RNA, cDNA was prepared with TaqMan Universal cDNA master (Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.).
  • ApoB gene from the prepared cDNA using TaqMan Universal PCR master mix (Thermo Fisher Scientific Inc.) and FAM-labeled primer (TaqMan (R) Gene Expression Assays, Thermo Fisher Scientific Inc.) corresponding to the target gene And measured with a real-time PCR analysis system (DNA Engine Opticon 2, Bio-Rad Laboratories, Inc.).
  • the expression level of ApoB gene was corrected by the expression level of GAPDH gene, which is a housekeeping gene.

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Abstract

本発明の目的は、核酸が消化管の上皮細胞間隙経路を介して効率的に吸収される新たな経腸投与用組成物を提供することである。 タイトジャンクション結合性ペプチドと脂溶性物質を結合させた核酸とを併用することによって、消化管の上皮細胞間隙を介する核酸の吸収性を格段に向上させ得る。

Description

核酸を含む経腸投与用組成物
 本発明は、核酸が消化管の上皮細胞間隙経路を介して効率的に吸収される経腸投与用組成物に関する。
 自己投与が可能で最も服薬順守が高い剤形は経口剤(経腸投与製剤)であり、近年使用されている全医薬品の三分の二を占めている。経口送達技術は、次世代医薬品として有望な核酸医薬を中心とする近未来医療への移行のボトルネックとなっており、核酸医薬の経口投与が可能になれば、革新的であり、医療技術の進歩に多大なる貢献をもたらすことが期待される。
 従来、核酸分子の消化管からの吸収を改善する技術として、例えば、特許文献1には、脂溶性ビタミンやコレステロールを結合した核酸分子を、中鎖不飽和脂肪酸や長鎖不飽和脂肪酸等と共に脂質微粒子製剤として製剤化することによって、大腸からの吸収を改善できることが報告されている。しかしながら、特許文献1の技術では、中鎖不飽和脂肪酸や長鎖不飽和脂肪酸等を微粒子化するために比較的多量の乳化剤が必要とされ、また小腸内では微粒子の物理的安定性を維持することが難しく作用も安定しないことがある。また、特許文献2には、標的遺伝子の発現を抑制する核酸に脂溶性ビタミンやコレステロールを結合させ、これを内因性カイロミクロンの産生が誘導されている条件で脊椎動物に投与することによって、肝臓に対する選択的送達が可能になることが報告されている。しかしながら、特許文献2の技術では、小腸における吸収が低く、更に内因性カイロミクロンの産生を誘導するために脂質の投与が必要とされ、特許文献1の場合と同様に脂質を乳化させるために比較的多量の乳化剤が必要になる。また、小腸における核酸の吸収を高める技術として、非特許文献1には、カプリン酸ナトリウムを使用することによりアンチセンス核酸の経腸吸収を向上できることが報告されている。しかしながら、非特許文献1では、用量が核酸250~1000mg/Kg及びカプリン酸ナトリウム250mg/Kgになっており、双方ともに非実用的レベルである。また、非特許文献1のように高用量のカプリン酸ナトリウムを使用すると、細胞間隙経路の透過性のみならず細胞内経路の透過性も高める上に、粘膜障害性や局所刺激性も懸念される。このように、経口投与によって核酸の消化管における吸収を向上させる製剤技術については、更なる改善が望まれている。
 一方、消化器官の粘膜上皮細胞層は、隣接二細胞間の接着に関与しているクローディン(Claudin)や隣接三細胞間の接着に関与しているアンギュリン(Angulin)と呼ばれる膜タンパク質等によって隣接する腸管上皮細胞間が緊密結合したタイトジャンクションを形成しており、当該タイトジャンクション機能を制御することによって、ペプチド性薬物や多糖類の消化管における吸収を向上させる技術が報告されている。例えば、非特許文献2及び特許文献3には、クローディン等に結合するタイトジャンクション結合性ペプチドが、ペプチド性薬物や多糖類の細胞間隙経路からの腸管吸収を向上させ得ることが報告されている。しかしながら、タイトジャンクションの制御によって、経口投与された核酸の消化管吸収性を高める革新的な製剤技術については、未だ報告されていない。
Therapy-Nucleic Acids (2014) 3, e211 Biomaterials 33 (2012) 3464-3474
国際公開第2012/23291号 国際公開第2009/69313号 国際公開第2009/5000号
 本発明の目的は、核酸が消化管の上皮細胞間隙経路を介して効率的に吸収される新たな経腸投与用組成物を提供することである。
 本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行ったところ、核酸に脂溶性物質を結合させ、これをタイトジャンクション結合性ペプチドと組み合わせて使用することによって、当該核酸とタイトジャンクション結合性ペプチドが非共有結合で結合した状態になると共に、タイトジャンクション結合性ペプチドがクローディンやアンギュリンに結合し、消化管の上皮細胞間隙を介する核酸の吸収性を格段に向上させ得ることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいてさらに検討を重ねることにより完成したものである。
 即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶性物質が結合している核酸を含有することを特徴とする、経腸投与用組成物。
項2. タイトジャンクション結合性ペプチドが、以下の(1)~(18)のいずれかのペプチドを含む、項1に記載の経腸投与用組成物:
(1)配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
(2)配列番号1に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
(3)配列番号1に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
(4)配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
(5)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
(6)配列番号2に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
(7)配列番号3に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
(8)配列番号3に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号3に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
(9)配列番号3に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号3に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
(10)配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
(11)配列番号4に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
(12)配列番号4に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
(13)配列番号5に示すアミノ酸配列において、7位のセリン残基の側鎖の水酸基と14位のイソロイシン残基のカルボキシル基とがエステル結合によって環状構造を形成しており、且つ1位のロイシン残基のアミノ基に3-ヒドロキシデカノイル基がアミド結合しているペプチド、
(14)配列番号5に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、7位のアミノ酸残基の側鎖の水酸基とC末端のアミノ酸残基のカルボキシル基とがエステル結合によって環状構造を形成しており、且つN末端のアミノ酸残基のアミノ基に3-ヒドロキシデカノイル基がアミド結合しており、前記(13)に示すペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(15)配列番号5に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、7位のアミノ酸残基の側鎖の水酸基とC末端のアミノ酸残基のカルボキシル基とがエステル結合によって環状構造を形成しており、且つN末端のアミノ酸残基のアミノ基に3-ヒドロキシデカノイル基がアミド結合しており、前記(13)に示すペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(16)配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
(17)配列番号6に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
(18)配列番号6に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
項3. 前記核酸が、siRNA又はDNA/RNA2本鎖ヘテロ核酸である、項1又は2に記載の経腸投与用組成物。
項4. 前記脂溶性物質が核酸に対して共有結合で直接結合している、項1~3のいずれかに記載の経腸投与用組成物。
項5. 前記脂溶性物質が、脂溶性ビタミン又はコレステロールである、項1~4のいずれかに記載の経腸投与用組成物。
項6. 前記脂溶性物質が、ビタミンEである、項1~5のいずれかに記載の経腸投与用組成物。
項7. 経口投与によって投与される、項1~6のいずれかに記載の経腸投与用組成物。
項8. タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶性物質が結合している核酸を含有する組成物の、経腸投与製剤の製造のための使用。
項9. 前記経腸投与製剤が、経口投与によって投与される、項8に記載の使用。
項10. 核酸の投与が必要とされる患者に、タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶性物質が結合している核酸を含有する組成物を経腸投与する工程を含む、核酸を消化管で吸収させる方法。
項11. 前記経腸投与が、経口投与である、項10に記載の方法。
 本発明によれば、比較的多量の脂質や乳化剤を使用せずに、腸管上皮非透過性である核酸に対して小腸を含めた消化管における細胞間隙経路を介した吸収を高めることができるので、核酸の経口投与を実現する革新的な製剤技術が提供される。
 また、本発明で使用されるタイトジャンクション結合性ペプチドは、局所障害作用を認めず、プロテアーゼ耐性の水溶性低分子タンパク質であり、溶解に界面活性剤等の乳化剤を必要としないので、本発明によれば、高い安全性をもって消化管における核酸の吸収性の向上が図られる。
 従来技術では、核酸は、患者組織への直接投与や静脈内注射等の侵襲的投与でしか体内の標的部位に送達できなかったが、本発明によれば、経口投与という非侵襲的投与であり、且つ自己投与が可能な製剤として提供することができるので、核酸医薬の分野において、革新的な技術進歩をもたらし、更には医療従事者及び患者の負担を軽減することができる。
 本発明において、消化管における核酸の吸収性を向上させる作用機序については、限定的な解釈を望むものではないが、以下のように類推される。タイトジャンクション結合性ペプチドと脂溶性物質が結合した核酸が共存すると、両者が水素結合や疎水結合等の非共有結合により結合した複合体になる。消化管内で当該複合体に含まれるタイトジャンクション結合性ペプチドがタイトジャンクションを構成している膜タンパク質に特異的に結合して細胞間隙経路の透過性を高めると共に、脂溶性物質が結合した核酸が、複合体から遊離し、透過性が亢進した細胞間隙経路を介して効率的に吸収される。消化管の細胞間隙経路を介して吸収された核酸は、脂溶性物質を介して、血中やリンパ球中のリポタンパク質と結合し、当該タンパク質が分布する臓器に選択的に送達され、核酸の機能が発揮される。核酸に結合させる脂溶性物質の種類を適宜選択することにより、核酸の送達部位を制御することができる。
実施例1において、αトコフェロールが結合しているsiRNA(Toc-siRNA)とタイトジャンクション結合性ペプチド(C-CPE 194、m19、Ib)を併用して、マウス小腸においてループアッセイを行い、肝移行したToc-siRNAを蛍光観察した結果を示す図である。 実施例2において、αトコフェロールが結合しているDNA/RNA2本鎖ヘテロ核酸(Toc-HDO)とタイトジャンクション結合性ペプチド(m19)を併用して、マウス小腸においてループアッセイを行い、肝移行したToc-siRNAを蛍光観察した結果を示す図である。 実施例3において、siRNA又はToc-siRNAとタイトジャンクション結合性ペプチド(m19)を併用して、マウス小腸においてループアッセイを行い、肝移行したsiRNA又はToc-siRNAを蛍光観察した結果を示す図である。 実施例4において、タイトジャンクション結合性ペプチド(C-CPE 194)と核酸(HDO、Toc-HDO)の結合性をゲルシフトアッセイにより評価した結果を示す図である。 実施例5において、HDO又はToc-HDOとタイトジャンクション結合性ペプチド(m19)を併用して、マウス小腸においてループアッセイを行い、肝臓におけるターゲット遺伝子(ApoB遺伝子)の発現量を測定した結果を示す図である。
1.経腸投与用組成物
 本発明の経腸投与用組成物は、タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶性物質が結合している核酸を含有することを特徴とする。以下、本発明の経腸投与用組成物について詳述する。
タイトジャンクション結合性ペプチド
 本発明で使用されるタイトジャンクション結合性ペプチドとは、消化器官の粘膜上皮細胞層において、上皮細胞間が緊密結合しているタイトジャンクションの形成に関与している膜タンパク質に結合し、消化管における細胞間隙経路を介した吸収を高めるペプチドである。
 タイトジャンクションは、隣接二細胞間の接着に関与しているクローディン、隣接三細胞間の接着に関与しているアンギュリン等の膜タンパク質によって形成されていることが知られており、本発明で使用されるタイトジャンクション結合性ペプチドは、これらの膜タンパク質のいずれに結合するものであってもよい。
 また、クローディンについては、従来、27種の分子が同定されており、その内、クローディン-1、-2、-3、-4、-5、及び-8が消化器官におけるタイトジャンクションの形成に関与していることが知られている。また、アンギュリンについては、従来、3種の分子が同定されており、その内、アンギュリン-1、及び-3が消化器官におけるタイトジャンクションの形成に関与していることが知られている。そのため、本発明で使用されるタイトジャンクション結合性ペプチドは、クローディン-1、-2、-3、-4、-5、-8、アンギュリン-1、-3の内の少なくとも1種の膜タンパク質に結合できるものであればよい。より一層効果的に消化管における核酸の吸収性を向上させるという観点から、本発明で使用されるタイトジャンクション結合性ペプチドとして、好ましくは、クローディン-1及び/又はクローディン-4に結合するペプチドが挙げられる。
 タイトジャンクション結合性ペプチドについては従来報告されており、本発明では、従来公知のタイトジャンクション結合性ペプチドを使用してもよく、また将来新たに開発されるタイトジャンクション結合性ペプチドを使用することもできる。
 例えば、クローディン-4に結合するタイトジャンクション結合性ペプチドとしては、クロストリジウム・パーフリンジェンス(Clostridium perfiringens)が産生するエンテロトキシン(CPE)のC末断片(C-CPE)及びその変異体が知られている(Biomaterials 33 (2012) 3464-3474;国際公開第2009/5000号参照)。また、例えば、クローディン-1に結合するタイトジャンクション結合性ペプチドとしては、合成ペプチドであるC1C2(Mol. Pharm. 9 (2012) 1785-1794.参照)、及びシュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)RtIB026が産生するMA206(J Am Chem Soc. 135 (2013) 18949-56.)が知られている。また、例えば、アンギュリン-1に結合するタイトジャンクション結合性ペプチドとしては、イオタ毒素のbinding component(Ib)が知られている(Infect Immun 79 (2011)4353-60.参照)。
 C-CPEとは、具体的には、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドである。また、C-CPEの変異体としては、具体的には、配列番号2に示すアミノ酸配列からなるC-CPE 194、配列番号3に示すアミノ酸配列からなるM19等が挙げられる。
 また、本発明では、下記(i)及び(ii)に示すペプチド(C-CPEの変異体)、下記(iii)及び(iv)に示すペプチド(C-CPE 194の変異体)、下記(v)及び(vi)に示すペプチド(M19の変異体として)を、タイトジャンクション結合性ペプチドとして使用することもできる。
(i)配列番号1に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(ii)配列番号1に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(iii)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(iv)配列番号2に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(v)配列番号3に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号3に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(vi)配列番号3に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号3に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
 前記(i)、(iii)、及び(v)のペプチドにおいて、導入されるアミノ酸の改変は、置換、付加、挿入、及び欠失の中から1種類の改変のみ(例えば置換のみ)を含むものであってもよく、2種以上の改変(例えば、置換と挿入)を含んでいても良い。前記(i)、(iii)、及び(v)のペプチドにおいて、導入される置換、付加、挿入又は欠失されるアミノ酸は、1個又は数個であればよく、例えば1~18個又は1~12個、好ましくは1~10個、1~8個、1~5個、又は1~4個、更に好ましくは1~3個、特に好ましくは1又は2個或いは1個が挙げられる。
 また、前記(ii)、(iv)、及び(vi)のペプチドにおいて、配列番号1~3に示す各アミノ酸配列に対する配列同一性は、85%以上であればよいが、好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上、特に好ましくは99%以上が挙げられる。
 ここで、前記(ii)、(iv)、及び(vi)のペプチドにおいて、配列番号1~3に示す各アミノ酸配列に対する配列同一性とは、配列番号1~3に示す各アミノ酸配列と比較して算出される配列同一性である。また、「配列同一性」とは、BLAST PACKAGE[sgi32 bit edition,Version 2.0.12;available from National Center for Biotechnology Information(NCBI)]のbl2seq program(Tatiana A.Tatsusova,Thomas L.Madden,FEMS Microbiol.Lett.,Vol.174,p247-250,1999)により得られるアミノ酸配列の同一性の値を示す。パラメーターは、Gap insertion Cost value:11、Gap extension Cost value:1に設定すればよい。
 また、前記(i)~(vi)のペプチドにおいてアミノ酸置換が導入されている場合、導入されるアミノ酸置換の態様として保存的置換が挙げられる。即ち、前記(i)~(vi)のペプチドにおける置換としては、例えば、置換前のアミノ酸が非極性アミノ酸であれば他の非極性アミノ酸への置換、置換前のアミノ酸が非荷電性アミノ酸であれば他の非荷電性アミノ酸への置換、置換前のアミノ酸が酸性アミノ酸であれば他の酸性アミノ酸への置換、及び置換前のアミノ酸が塩基性アミノ酸であれば他の塩基性アミノ酸への置換が挙げられる。
 前記(i)及び(ii)のペプチドにおいて、「配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有する」とは、クローディン-4に対する結合能が配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等であり、脂溶性の修飾基が結合している核酸に対して、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等の消化管吸収性を付与できることを意味する。また、前記(iii)~(vi)のペプチドについても、同様である。
 また、C1C2とは、具体的には、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドである。本発明では、下記(vii)及び(viii)に示すペプチド(C1C2の変異体)を、タイトジャンクション結合性ペプチドとして使用することもできる。
(vii)配列番号4に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(viii)配列番号4に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
 前記(vii)のペプチドにおいて、導入されるアミノ酸の改変は、置換、付加、挿入、及び欠失の中から1種類の改変のみ(例えば置換のみ)を含むものであってもよく、2種以上の改変(例えば、置換と挿入)を含んでいても良い。前記(vii)のペプチドにおいて、導入される置換、付加、挿入又は欠失されるアミノ酸は、1個又は数個であればよく、例えば1~4個、好ましくは1~3個、更に好ましくは1又は2個、特に好ましくは1個が挙げられる。
 また、前記(viii)のペプチドにおいて、配列番号4に示すアミノ酸配列に対する配列同一性は、85%以上であればよいが、好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上、特に好ましくは99%以上が挙げられる。なお、前記(vii)のペプチドにおける配列同一性の算出方法については前記の通りである。
 また、前記(vii)及び(viii)のペプチドにおいてアミノ酸置換が導入されている場合、導入されるアミノ酸置換の態様として保存的置換が挙げられ、その具体的態様については前記の通りである。
 前記(vii)及び(viii)のペプチドにおいて、「配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有する」とは、クローディン-1に対する結合能が配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等であり、脂溶性の修飾基が結合している核酸に対して、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等の消化管吸収性を付与できることを意味する。
 また、MA206とは、具体的には、配列番号5に示すアミノ酸配列において、7位のセリン残基の側鎖の水酸基と14位(C末端)のイソロイシン残基のカルボキシル基とがエステル結合によって環状構造を形成しており、且つ1位(N末端)のロイシン残基のアミノ基に3-ヒドロキシデカノイル基がアミド結合した構造を有し、下記一般式(1)に示す構造を有するリポ環状デプシペプチドである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 本発明では、下記(ix)及び(x)に示すペプチド(MA206の変異体)を、タイトジャンクション結合性ペプチドとして使用することもできる。
(ix)配列番号5に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、7位のアミノ酸残基の側鎖の水酸基とC末端のアミノ酸残基のカルボキシル基とがエステル結合によって環状構造を形成しており、且つN末端のアミノ酸残基のアミノ基に3-ヒドロキシデカノイル基がアミド結合しており、MA206と同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(x)配列番号5に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、7位のアミノ酸残基の側鎖の水酸基とC末端のアミノ酸残基のカルボキシル基とがエステル結合によって環状構造を形成しており、且つN末端のアミノ酸残基のアミノ基に3-ヒドロキシデカノイル基がアミド結合しており、MA206と同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
 前記(ix)のペプチドにおいて、導入されるアミノ酸の改変は、置換、付加、挿入、及び欠失の中から1種類の改変のみ(例えば置換のみ)を含むものであってもよく、2種以上の改変(例えば、置換と挿入)を含んでいても良い。前記(ix)のペプチドにおいて、導入される置換、付加、挿入又は欠失されるアミノ酸は、1個又は数個であればよく、例えば1又は2個、好ましくは1個が挙げられる。
 また、前記(x)のペプチドにおいて、配列番号5に示すアミノ酸配列に対する配列同一性は、85%以上であればよいが、好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上、特に好ましくは99%以上が挙げられる。なお、前記(x)のペプチドにおける配列同一性の算出方法については前記の通りである。
 また、前記(x)及び(xi)のペプチドにおいてアミノ酸置換が導入されている場合、導入されるアミノ酸置換の態様として保存的置換が挙げられ、その具体的態様については前記の通りである。
 前記(x)及び(xi)のペプチドにおいて、「MA206と同等のタイトジャンクション結合能を有する」とは、クローディン-1に対する結合能がMA206と同等であり、脂溶性の修飾基が結合している核酸に対して、MA206と同等の消化管吸収性を付与できることを意味する。
 また、Ibとは、具体的には、配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチドである。本発明では、下記(xii)及び(xiii)に示すペプチド(Ibの変異体)を、タイトジャンクション結合性ペプチドとして使用することもできる。
(xii)配列番号6に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
(xiii)配列番号6に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
 前記(xii)のペプチドにおいて、導入されるアミノ酸の改変は、置換、付加、挿入、及び欠失の中から1種類の改変のみ(例えば置換のみ)を含むものであってもよく、2種以上の改変(例えば、置換と挿入)を含んでいても良い。前記(xii)のペプチドにおいて、導入される置換、付加、挿入又は欠失されるアミノ酸は、1個又は数個であればよく、例えば1~21個又は1~15個、好ましくは1~10個、1~8個、1~5個、又は1~4個、更に好ましくは1~3個、特に好ましくは1又は2個或いは1個が挙げられる。
 また、前記(xiii)のペプチドにおいて、配列番号6に示すアミノ酸配列に対する配列同一性は、85%以上であればよいが、好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上、特に好ましくは99%以上が挙げられる。なお、前記(xiii)のペプチドにおける配列同一性の算出方法については前記の通りである。
 また、前記(xii)及び(xiii)のペプチドにおいてアミノ酸置換が導入されている場合、導入されるアミノ酸置換の態様として保存的置換が挙げられ、その具体的態様については前記の通りである。
 前記(xii)及び(xiii)のペプチドにおいて、「配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有する」とは、アンギュリン-1に対する結合能が配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等であり、脂溶性の修飾基が結合している核酸に対して、配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等の消化管吸収性を付与できることを意味する。
 また、タイトジャンクション結合性ペプチドは、前記C-CPE、C1C2、MA206、Ib、及びこれらの変異体のN末端側又はC末端側に、ポリペプチドの発現の向上、精製の容易性の付与等のために、他の機能を有するポリペプチド、ペプチドタグ等が付加されているものであってもよい。このような目的で、本発明のポリペプチドのN末端側及び/又はC末端側に付加されるアミノ酸の数については、特に制限されないが、例えば1~100個、好ましくは1~50個、更に好ましくは1~30個が挙げられる。
 これらのタイトジャンクション結合性ペプチドの中でも、より一層効果的に消化管における核酸の吸収性を向上させるという観点から、好ましくは、C-CPE、C-CPE 194、M19、及びこれらの変異体、更に好ましくはC-CPE 194、M19、及びこれらの変異体、特に好ましくはC-CPE 194及びM19が挙げられる。また、これらのタイトジャンクション結合性ペプチドは、1種単独で使用してもよく、2種以上組み合わせて使用してもよい。
 タイトジャンクション結合性ペプチドは、公知の遺伝子工学的手法、公知のペプチド合成法等を用いて製造することができる。
脂溶性物質が結合している核酸
 本発明の経腸投与用組成物では、標的遺伝子の発現を抑制又は増強させる核酸(即ち、核酸医薬)に、脂溶性物質を結合させて使用する。
 本発明で使用される核酸としては、標的遺伝子の発現を抑制又は増強でき、所望の薬理活性を発揮できるものであればよい。また、核酸に結合させる脂溶性物質として、ビタミンE又はコレステロールを使用する場合であれば、消化管から吸収された核酸を肝臓に集積させることができるので、肝疾患の治療目的で、肝臓で発現している遺伝子を標的とする核酸を使用することが好ましい。
 本発明で使用される核酸としては、標的遺伝子の発現を抑制又は増強できることを限度として特に制限されず、DNA又はRNAのいずれであってもよく、また1本鎖又は2本鎖のいずれであってもよい。本発明で使用される核酸として、具体的には、siRNA(センス鎖とアンチセンス鎖を含む二本鎖RNA)、DNA/RNA2本鎖ヘテロ核酸(標的mRNAに結合するアンチセンスgapmerとこれと相補的なcRNAを含む二本鎖核酸;Nature Communications, Volume 6, id. 7969 (2015)及び国際公開第2013/089283号)、shRNA、アンチセンスDNA、アンチセンスRNA、アンタゴミア、核酸アプタマー、リボザイム、DNAデコイ、プラスミド等の核酸が挙げられる。これらの中でも、消化管における吸収性をより一層向上させるという観点から、好ましくはsiRNA及びDNA/RNA2本鎖ヘテロ核酸が挙げられる。
 本発明で使用される核酸は、生体内で分解されにくいように各種の改変が施されていてもよい。例えば、核酸がRNAを含む場合であれば、RNaseに対する耐性を備えさせるために、RNAを構成しているリボヌクレオチドに対してメチル化やチオリン酸化等の処理が施されていてもよい。
 本発明で使用される核酸において、構成するデオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチドの数については、特に制限されず、使用する核酸の種類に応じて適宜設定されるが、例えば、8~100程度、好ましくは10~50程度、更に好ましくは12~30程度が挙げられる。
 また、標的遺伝子の発現を抑制又は増強する核酸は、標的遺伝子の塩基配列、その転写因子が結合し得る部分の塩基配列等の情報に基づいて公知の手法により設計することができる。例えば、siRNAの場合であれば特開2005-168485号公報等、DNA/RNA2本鎖ヘテロ核酸の場合であればNature Communications, Volume 6, id. 7969 (2015)、国際公開第2013/089283号等;核酸アプタマーの場合であればNature, 1990, 346(6287):818-22等;リボザイムの場合であればFEBS Lett, 1988, 239, 285.、タンパク質核酸酵素, 1990, 35, 2191.、Nucl Acids Res, 1989, 17, 7059等の記載に基づいて、各塩基配列を設計することができる。また、標的遺伝子の発現を抑制又は増強する核酸は、公知の合成手法や遺伝子工学的手法を用いて製造することができる。
 また、本発明で使用される核酸は、脂溶性物質が結合している状態で使用される。このように疎水性物質が結合した核酸を使用することにより、当該核酸がタイトジャンクション結合性ペプチドと物理的に結合することができ、その結果、タイトジャンクション結合性ペプチドを利用した消化管の細胞間隙を介する核酸の透過性を格段に向上させることが可能になる。また、核酸に結合させた脂溶性物質は、消化管から吸収された後に、血中やリンパ球中のリポタンパク質等のタンパク質と結合して、当該タンパク質が分布する臓器に送達されるので、核酸を選択的に送達する役割も果たす。
 核酸に結合させる脂溶性物質としては、疎水性を示す基を有し、薬学的に許容されることを限度として特に制限されず、核酸を送達させるべき部位に応じて適宜選定すればよいが、例えば、ビタミンA、ビタミンE、ビタミンD、ビタミンK等の脂溶性ビタミン;コレステロール、グリセリド、糖脂質、脂肪酸等の脂質;アシルカルニチン、アシルCoA等の中間代謝物等が挙げられる。これらの脂溶性物質は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、好ましくは脂溶性ビタミン、脂質、更に好ましくはビタミンE、コレステロールが挙げられる。特に、ビタミンE及び/又はコレステロールを使用する場合であれば、核酸を肝臓に選択的に送達させることが可能になる。
 核酸に結合させる脂溶性物質としてビタミンEを使用する場合、その種類については、特に制限されないが、例えば、α-トコフェロール、β-トコフェロール、γ-トコフェロール、δ-トコフェロール、α-トコトリエノール、β-トコトリエノール、γ-トコトリエノール、δ-トコトリエール、及びこれらのエステル誘導体(例えば、酢酸エステル、コハク酸エステル等)が挙げられる。これらのビタミンEは、d体、l体、又はdl体のいずれであってもよい。これらのビタミンEの中でも、好ましくはα-トコフェロールが挙げられる。
 核酸と脂溶性物質との結合は、核酸と脂溶性物質が共有結合、イオン結合、水素結合等によって直接結合している状態であってもよく、また、他の物質(リンカー)を介して結合された状態であってもよい。核酸と脂溶性物質との結合を安定化させるという観点から、好ましくは核酸と脂溶性物質が共有結合により直接結合していることが望ましい。
 核酸と脂溶性物質とを直接的に共有結合させる方法については、特に制限されないが、例えば、脂溶性物質が、ビタミンE、ビタミンA、コレステロール等の水酸基を有している脂溶性物質の場合であれば、当該水酸基と核酸の5'末端側に存在するヌクレオチドのリン酸残基とをリン酸エステル結合によって結合させればよい。例えば、α-トコフェロールを核酸の5'末端側に存在するヌクレオチドのリン酸残基とリン酸エステル結合によって結合させた場合、以下の一般式(2)に示す構造式になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 このように、水酸基を有している脂溶性物質と核酸とをリン酸エステル結合によって結合させる方法は、Tetrahedron Letters 33; 2729-2732. 1992等の記載に基づいて行うことができる。
 また、核酸と脂溶性物質とをイオン結合や水素結合等によって結合させる方法については、特に制限されないが、例えば、正電荷を有する物質(例えば、アルギニン残基を含むペプチド等)を脂溶性物質に結合させ、当該物質の正電荷と、核酸が有する負電荷とのイオン結合や水素結合を利用して結合させる方法が挙げられる。なお、正電荷を有する物質としてアルギニン残基を含むペプチドを使用する場合、当該ペプチドにおけるアルギニン残基の数としては、核酸とのより安定的な結合を得る観点から、通常2以上、好ましくは3以上、更に好ましくは4以上が挙げられる。
 また、核酸と脂溶性物質とを他の物質(リンカー)を介して結合させる方法については、特に制限されないが、例えば、脂溶性物質が、ビタミンE、ビタミンA、コレステロール等の水酸基を有している脂溶性物質の場合であれば、当該水酸基と反応する官能基と、核酸が有する水酸基又はリン酸残基と反応する官能基とを有する2官能性のリンカー分子を用いて、核酸と脂溶性物質とを連結させればよい。
タイトジャンクション結合ペプチドと核酸の比率及び含有量
 本発明の経腸投与用組成物において、タイトジャンクション結合性ペプチドと、脂溶物質が結合している核酸との比率については、特に制限されないが、たとえば、タイトジャンクション結合性ペプチド1分子当たり、脂溶物質が結合している核酸が1~200分子、好ましくは1~100分子、更に好ましくは1~10分子となる比率が挙げられる。
 本発明の経腸投与用組成物において、タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶物質が結合している核酸の含有量については、前述する比率や後述する用量を充足するように適宜設定すればよい。
製剤形態
 本発明の経腸投与用組成物の製剤形態については、特に制限されず、例えば、錠剤、カプセル剤、丸剤、散剤、顆粒剤、坐剤等の固形製剤;液剤、注射剤等の液状製剤等が挙げられる。
 本発明の経腸投与用組成物は、前述する成分の他に、各種の製剤形態に調製するために必要とされる基剤や添加剤が含まれていてもよい。
 このような基剤や添加剤の種類については、薬学的に許容されることを限度として特に制限されないが、例えば、水、生理食塩水等の水性基剤;乳糖、白糖、D-マンニトール、トウモロコシデンプン、粉末セルロース、リン酸水素カルシウム、炭酸カルシウム等の賦形剤;ヒドロキシプロピルセルロース、カルメロースカルシウム、アルファー化デンプン、クロスカルメロースナトリウム、クロスポビドン、カルボキシメチルスターチ等の崩壊剤;ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、キサンタンガム等の結合剤;ショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリソルベート等の乳化剤;動物油脂、炭化水素類、ロウ類、シリコーン油等の油脂類;pH調整剤;緩衝剤等が挙げられる。
 また、本発明の経腸投与用組成物を錠剤、カプセル剤、丸剤、顆粒剤等の製剤形態にする場合には、腸溶性コーティング剤で被覆され、腸溶性が付与されていることが望ましい。腸溶性コーティング剤としては、胃内のpHでは不溶性であるが、腸内のpHでは少なくとも部分的に可溶性を示す腸溶性ポリマーであればよい。このような腸溶性コーティング剤としては、具体的には、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、カルボキシメチルエチルセルロース等の腸溶性セルロース誘導体;メタクリル酸・メタクリル酸メチル共重合体、メタクリル酸・アクリル酸エチル共重合体、アクリル酸メチル・メタクリル酸メチル・メタクリル酸コポリマー等の腸溶性アクリル酸共重合体等が挙げられる。これらの腸溶性コーティング剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 更に、本発明の経腸投与用組成物は、核酸が標的細胞内に移行され易いように、必要に応じて核酸導入補助剤が含まれていてもよい。核酸導入補助剤としては、具体的には、リポフェクタミン、オリゴフェクタミン、RNAiフェクト、リポソーム、ポリアミン、DEAEデキストラン、リン酸カルシウム、デンドリマー等が挙げられる。
用法・用量
 本発明の経腸投与用組成物は、核酸の投与が必要とされる患者に対して、核酸を投与するのに使用される。具体的には、例えば、本発明の経腸投与用組成物は、特定の遺伝子の発現を抑制又は増強することにより、改善又は治癒が見込まれる疾患の治療目的で使用することができる。特に、本発明の経腸投与用組成物では、核酸に結合させる脂溶性物質の種類を選定することにより、疾患部位に対して選択的に核酸を送達させることができるので、疾患の治療効果を高めることができる。例えば、核酸に結合させる脂溶性物質として、ビタミンE又はコレステロールを使用する場合であれば、消化管から吸収された核酸を肝臓に集積させることができ、肝疾患の治療目的で好適に使用できる。
 本発明の経腸投与用組成物の投与態様については、腸において前記核酸が吸収される態様であることを限度として、特に制限されないが、例えば、内服による経口投与、坐剤、肛門から挿入又は注入による腸内投与が挙げられる。これらの中でも、経口投与は、患者自身で容易に行うことができ、負担も軽いので、本発明の経腸投与用組成物の投与態様として好適である。
 本発明の経腸投与用組成物の用量については、患者の疾患の種類や程度、患者の年齢、使用する核酸の種類等に応じて、治療有効量に適宜設定すればよいが、例えば、核酸(結合している脂溶性物質を除く核酸自体の重量)の重量換算で0.001~50 mg/kg-体重となる量を1日当たり1~3回に分けて投与すればよい。
2.経腸投与製剤の製造のための使用、及び核酸を消化管で吸収させる方法
 本発明は、更に、タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶性物質が結合している核酸を含有する組成物の、経腸投与製剤の製造のための使用を提供する。また、本発明は、核酸の投与が必要とされる患者に、タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶性物質が結合している核酸を含有する組成物を経腸投与する工程を含む、核酸を消化管で吸収させる方法を提供する。当該使用及び方法における具体的内容については、前記「1.経口投与用組成物」の欄に記載した通りである。
 以下、実施例を挙げて本発明を説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定して解釈されるものではない。
 以下の実施例で使用した各試験材料は、以下の通りである。なお、実施例1~3で使用したsiRNA、Toc-siRNA、HDO、及びToc-HDOについては、各種蛍光物質で予め標識しておいた。
siRNA
 以下のセンス鎖及びアンチセンス鎖からなるマウスアポリポプロテインB(ApoB)mRNAに対するsiRNA。
センス鎖:5'-GuCAuCACACuGAAuACCAAUGCugG*A-3'
アンチセンス鎖:5'-ucc*A*gc*AUUGGuAuUCAGUGuGAuGAc*A*C-3'
 前記センス鎖及びアンチセンス鎖において、小文字は2'-O-methyl化されたRNAを示す。*は、チオリン酸結合を示す。
Toc-siRNA
 前記siRNAのアンチセンス鎖の5'末端のリン酸残基が、α-トコフェロールの水酸基とリン酸エステル結合で共有結合している、α-トコフェロール結合siRNA。
 Toc-siRNAにおけるα-トコフェロールとアンチセンス鎖との結合構造は、前記一般式(2)に示す構造である。
HDO
 以下のDNA/LNA gapmer及びcRNAからなるマウスアポリポプロテインB(ApoB)mRNAに対するDNA/RNA2本鎖ヘテロ核酸。
DNA/LNA gapmer:5'-G*C*a*t*t*g*g*t*a*t*T*C*A-3'
 前記DNA/LNA gapmerにおいて、小文字はDNA、大文字はLNA(CはLNAメチルシトシンを示す)を示す。*は、チオリン酸結合を示す。
cRNA:5'-u*g*a*AUACCAAU*g*c-3'
 前記cRNAにおいて、大文字はRNA、小文字は2'-O-methyl化されたRNAを示す。*は、チオリン酸結合を示す。
Toc-HDO
 前記DNA/RNA2本鎖ヘテロ核酸のcRNAの5'末端のリン酸残基が、α-トコフェロールの水酸基とリン酸エステル結合で共有結合している、α-トコフェロール結合ヘテロ核酸。
 Toc-HDOにおけるα-トコフェロールとcRNAとの結合構造は、前記一般式(1)に示す構造である。
C-CPE 194
 配列番号2に示すアミノ酸配列からなるC-CPE 194のN末端側に、Hisタグが付加されているペプチドであり、配列番号7に示すアミノ酸配列からなるペプチド。
m19
 配列番号3に示すアミノ酸配列からなるm19のN末端側に、Hisタグが付加されているペプチドであり、配列番号8に示すアミノ酸配列からなるペプチド。
Ib
 配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチド。
実施例1:タイトジャンクション結合性ペプチドによるToc-siRNAの経腸吸収促進活性の評価
 小腸投与されたToc-siRNAのタイトジャンクション結合性ペプチド(C-CPE 194、m19、Ib)による経粘膜吸収促進活性を評価するために、以下の実験を行った。
1.実験方法
 マウス小腸においてループアッセイ(loop assay)を行った。先ず、小腸に蛍光標識したToc-siRNAと各種タイトジャンクション結合性ペプチドの混合液を投与し、4時間後のマウス肝臓を回収した。次いで、回収した肝臓の組織切片を作製し、肝移行したToc-siRNAを蛍光観察した。具体的な実験手法については、以下の通りである。
(投与薬液の調製)
 Toc-siRNA(10 mg/kg)とタイトジャンクション結合性ペプチド(C-CPE 194:200 μg/mL、m19:50 μg/mL、Ib:50 μg/mL)をpH 6.5のリン酸緩衝液(PBS;20 mM Na2HPO4、47 mM KH2PO4、100mM NaCl)に溶解させ、総容量100 μLに調整した。なお、対照実験にはToc-siRNAのみをPBSに溶解したものを用いた。
(マウスin situ loop 法)
 実験開始前の12時間、水のみを自由に与えて絶食させたマウス(雄Slc:ICR、日本エスエルシー株式会社)にミルクを0.3 mL×3回(30分間隔)経口投与した。ミルク最終投与から20分後、5 mg/mlペントバルビタールナトリウム溶液(Sigma-Aldrich)を250 μL/30g腹腔内に投与した。ペントバルビタールナトリウム溶液の投与5-10分後に、麻酔下において開腹し、37℃の生理食塩水(大塚製薬)にて腸内を洗浄した。絹糸により腸管を2カ所結紮し、約5 cmの腸管ループを作製した。
 次いで、作製した腸管ループ内に前記薬液(100 μL)を投与し、腹部を縫合した後、滅菌ガーゼとラップで保護し静置した。4時間後、4℃の生理食塩水にて脱血還流を行い、マウスを犠牲にした後、肝臓の一部を切り出して4%パラホルムアルデヒド(和光)にて固定した。翌日、パラホルムアルデヒド液を30%スクロース溶液(和光)に置換した。翌日、肝臓組織をスクロース液から取り出し、OCTコンパウンド(サクラファインテックジャパン)にて包埋した。クリオスタット(ライカ)にて肝組織切片を作製し、Alexsa488-Phalloidin(Life Technologies)、及びDAPI(sigma)にて組織染色を行った。染色を施した肝組織切片を蛍光顕微鏡にて観察し、肝移行したToc-siRNAを蛍光観察した(Red: Cy3(Toc-siRNA), Blue:TO-PRO3(核染色), Green: Alexa488-Phalloidin (アクチン染色))。
2.実験結果
 得られた結果を図1に示す。この結果から、タイトジャンクション結合性ペプチド(C-CPE 194、m19、Ib)と共にToc-siRNAを投与した場合には、Toc-siRNAを単独で投与した場合に比べて、肝臓内に送達されたToc-siRNA量が格段に高まっていることが確認された。即ち、本実験結果から、タイトジャンクション結合性ペプチドによって、脂溶性物質を結合させたsiRNAの小腸吸収が促進されることが明らかとなった。
実施例2:タイトジャンクション結合性ペプチドによるToc-HDOの経腸吸収促進活性の評価
 小腸投与されたToc-HDOのタイトジャンクション結合性ペプチド(m19)による経粘膜吸収促進活性を評価するために、以下の実験を行った。
1.実験方法
 マウス小腸においてループアッセイ(loop assay)を行った。先ず、小腸に蛍光標識したToc-HDOと各種タイトジャンクション結合性ペプチドの混合液を投与し、3時間後のマウス肝臓を回収した。次いで、回収した肝臓の組織切片を作製し、肝移行したToc-HDOを蛍光観察した。具体的な実験手法については、以下の通りである。
(投与薬液の調製)
 Toc-HDO(5 mg/kg)とm19(100 μg/mL)をpH 6.5のリン酸緩衝液(PBS ; 20 mM Na2HPO4, 47 mM KH2PO4, 100mM NaCl)に溶解させ総容量100 μLに調整した。なお、対照実験にはToc-HDOのみをPBSに溶解したものを用いた。
(マウスin situ loop 法)
 前記実施例1と同様の方法で、マウスから約5 cmの腸管ループを作製した。次いで、作製した腸管ループ内に前記薬液(100 μL)を投与し、腹部を縫合した後、滅菌ガーゼとラップで保護し静置した。3時間後、4℃の生理食塩水にて脱血還流を行い、それ以降は、前記実施例1と同様の方法で、肝組織切片を作成し、組織染色を行った(Red: Alexa568(Toc-HDO), Blue: DAPI(核染色), Green: Alexa488-Phalloidin (アクチン染色))。
2.実験結果
 得られた結果を図2に示す。この結果から、タイトジャンクション結合性ペプチド(m19)と共にToc-HDOを投与した場合には、Toc-HDOを単独で投与した場合に比べて、肝臓内に送達されたToc-HDO量が格段に高まっていることが確認された。即ち、本実験結果から、タイトジャンクション結合性ペプチドによって、脂溶性物質を結合させたDNA/RNA2本鎖ヘテロ核酸の小腸吸収が促進されることが明らかとなった。
実施例3:タイトジャンクション結合性ペプチドによるsiRNA及びToc-siRNAの経腸吸収促進活性の評価
 小腸投与されたsiRNA及びToc-siRNAのタイトジャンクション結合性ペプチド(m19)による経粘膜吸収促進活性を評価し、トコフェロールによる小腸吸収促進への影響を検証するために、以下の実験を行った。
1.実験方法
 マウス小腸においてループアッセイ(loop assay)を行った。先ず、小腸に蛍光標識したsiRNA及びToc-siRNAとm19の混合液を投与し、4時間後のマウス肝臓を回収した。次いで、回収した肝臓の組織切片を作製し、肝移行したsiRNA及びToc-siRNAを蛍光観察した。具体的な実験手法については、以下の通りである。
(投与薬液の調製)
 siRNA又はToc-siRNA(340 μM)とm19(50 μg/mL)をpH 6.5のリン酸緩衝液(PBS ; 20 mM Na2HPO4, 47 mM KH2PO4, 100mM NaCl)に溶解させ総容量100 μLに調整した。
(マウスin situ loop 法)
 前記実施例2と同様の方法で、腸管ループの作製、薬液(100 μL)の投与、肝組織切片の作製、及び組織染色を行った(Red: Cy3(siRNA, Toc-siRNA), Blue: TO-PRO3(核染色), Green: Alexa488-Phalloidin (アクチン染色))。
2.実験結果
 得られた結果を図3に示す。この結果から、m19とToc-siRNAを投与した場合には、m19とsiRNAを場合に比べて、肝臓内への送達量が格段に高まっていることが確認された。即ち、本実験結果から、タイトジャンクション結合性ペプチドと共に、脂溶性物質を結合させた核酸を投与することにより、当該核酸の小腸吸収が促進されることが明らかとなった。
実施例4:タイトジャンクション結合性ペプチドとHDO (HDO、Toc-HDO)の結合性解析
 タイトジャンクション結合性ペプチド(C-CPE 194)と核酸(HDO、Toc-HDO)の結合性を解析するために、以下の実験を行った。
1.実験方法
 タイトジャンクション結合性ペプチド(C-CPE 194)と核酸(HDO、Toc-HDO)の結合性をゲルシフトアッセイにより評価した。具体的な実験手法は以下の通りである。
 HDOを、PBS又はC-CPE 194(1000 pmol)を含むPBSに添加して混合し、室温で30分間インキュベートし、混合液を得た。また、別途、Toc-HDOを、C-CPE 194(0, 100, 300, 600, 1000 pmol)を含むPBSに添加して混合し、室温で30分間インキュベートし、混合液を得た。得られた各混合液を15%ポリアクリルアミド非変性ゲルにアプライし、電気泳動を行った。電気泳動後、ゲルをエチジウムブロマイドで染色した。
2.実験結果
 得られた結果を図4に示す。HDOとC-CPE 194を含む混合液では、HDOを単独で含む液と同じ部位に、HDOに由来するバンドが確認された。一方、Toc-HDOとC-CPE 194を含む混合液では、C-CPE 194の濃度依存的にHDO単体サイズのバンドが消失した。即ち、本結果から、C-CPE 194はToc-HDOに対して高い結合性を示すことが明らかとなった。
実施例5:タイトジャンクション結合性ペプチド(m19)を用いて小腸から吸収されたToc-HDOの肝臓でのターゲット遺伝子に対する遺伝子抑制効果の評価
 タイトジャンクション結合性ペプチド(m19)を用いて小腸から吸収されたToc-HDOの肝臓でのApoB遺伝子発現抑制効果を評価するため、以下の実験を行った。
1.実験方法
 マウス小腸においてループアッセイ(loop assay)を行った。先ず、小腸にToc-HDOとタイトジャンクション結合性ペプチド(m19)の混合液を2回投与し(3時間間隔)、6日後のマウス肝臓を回収した。次いで、回収した肝臓の組織切片からtotal RNAを回収し、cDNAを作製した。次いで、Toc-HDOのターゲット遺伝子であるApoB遺伝子の発現をリアルタイムPCR(q PCR)により測定した。具体的な実験手法については、以下の通りである。
(投与薬液の調製)
 Toc-HDO(10 mg/kg)とタイトジャンクション結合性ペプチド(m19:100 μg/mL)をpH 6.5のリン酸緩衝液(PBS;20 mM Na2HPO4、47 mM KH2PO4、100mM NaCl)に溶解させ、総容量400 μLに調整した。なお、対照実験には、Toc-HDOの代わりにHDOを使用したものを用いた。
(マウスin situ loop 法)
 前記実施例1と同様の方法で、マウスから約5 cmの腸管ループを作製した。次いで、作製した腸管ループ内に、3時間間隔で2回に分けて前記薬液を合計400 μL投与し、腸管及び腹部を縫合した。6日間飼育した後、4℃の生理食塩水にて脱血還流を行い、マウスを犠牲にした後、肝臓の一部を切り出し、ISOGEN(ニッポンジーン株式会社)を用いてホモジナイズした。その後、全RNAを回収した後、TaqMan Universal cDNA master (サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社)にてcDNAを作製した。作製したcDNAよりApoB遺伝子の発現をTaqMan Universal PCR master mix (サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社)および目的遺伝子に対応するFAM標識プライマー(TaqMan(R) Gene Expression Assays、サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社)を用いて、リアルタイムPCR解析システム(DNA Engine Opticon 2, バイオ・ラッド ラボラトリーズ株式会社 )にて測定した。なお、ApoB遺伝子の発現量は、ハウスキーピング遺伝子であるGAPDH遺伝子の発現量で補正を行った。
2.実験結果
 得られた結果を図5に示す。HDOとm19を含む薬液(HDO/m19)を投与した場合には、コントロールに比べて、ApoB遺伝子の発現抑制効果は認められなかった。これに対して、Toc-HDOとm19を含む薬液(Toc-HDO/m19)を投与した場合には、コントロール、及びHDOとm19を含む薬液を投与した場合に比べて、有意にApoB遺伝子の発現を抑制できていた。即ち、本結果から、タイトジャンクション結合性ペプチドと、脂溶性物質が結合している核酸とを併用することによって、消化管における核酸の吸収性を格段に向上できることが明らかとなった。
実施例1~5の結果に基づく考察
 実施例1~5の結果を踏まえると、タイトジャンクション結合性ペプチドは、脂溶性物質が結合している核酸と結合することにより、当該核酸の小腸における吸収性を高めていると推測される。

Claims (11)

  1.  タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶性物質が結合している核酸を含有することを特徴とする、経腸投与用組成物。
  2.  タイトジャンクション結合性ペプチドが、以下の(1)~(18)のいずれかのペプチドを含む、請求項1に記載の経腸投与用組成物:
    (1)配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
    (2)配列番号1に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
    (3)配列番号1に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号1に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
    (4)配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
    (5)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
    (6)配列番号2に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号2に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
    (7)配列番号3に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
    (8)配列番号3に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号3に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
    (9)配列番号3に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号3に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
    (10)配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
    (11)配列番号4に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
    (12)配列番号4に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号4に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
    (13)配列番号5に示すアミノ酸配列において、7位のセリン残基の側鎖の水酸基と14位のイソロイシン残基のカルボキシル基とがエステル結合によって環状構造を形成しており、且つ1位のロイシン残基のアミノ基に3-ヒドロキシデカノイル基がアミド結合しているペプチド、
    (14)配列番号5に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、7位のアミノ酸残基の側鎖の水酸基とC末端のアミノ酸残基のカルボキシル基とがエステル結合によって環状構造を形成しており、且つN末端のアミノ酸残基のアミノ基に3-ヒドロキシデカノイル基がアミド結合しており、前記(13)に示すペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
    (15)配列番号5に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、7位のアミノ酸残基の側鎖の水酸基とC末端のアミノ酸残基のカルボキシル基とがエステル結合によって環状構造を形成しており、且つN末端のアミノ酸残基のアミノ基に3-ヒドロキシデカノイル基がアミド結合しており、前記(13)に示すペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
    (16)配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチド、
    (17)配列番号6に示すアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されてなり、配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド、
    (18)配列番号6に示すアミノ酸配列に対する配列同一性が85%以上であり、且つ、配列番号6に示すアミノ酸配列からなるペプチドと同等のタイトジャンクション結合能を有するペプチド。
  3.  前記核酸が、siRNA又はDNA/RNA2本鎖ヘテロ核酸である、請求項1又は2に記載の経腸投与用組成物。
  4.  前記脂溶性物質が核酸に対して共有結合で直接結合している、請求項1~3のいずれかに記載の経腸投与用組成物。
  5.  前記脂溶性物質が、脂溶性ビタミン又はコレステロールである、請求項1~4のいずれかに記載の経腸投与用組成物。
  6.  前記脂溶性物質が、ビタミンEである、請求項1~5のいずれかに記載の経腸投与用組成物。
  7.  経口投与によって投与される、請求項1~6のいずれかに記載の経腸投与用組成物。
  8.  タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶性物質が結合している核酸を含有する組成物の、経腸投与製剤の製造のための使用。
  9.  前記経腸投与製剤が、経口投与によって投与される、請求項8に記載の使用。
  10.  核酸の投与が必要とされる患者に、タイトジャンクション結合性ペプチド、及び脂溶性物質が結合している核酸を含有する組成物を経腸投与する工程を含む、核酸を消化管で吸収させる方法。
  11.  前記経腸投与が、経口投与である、請求項10に記載の方法。
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