WO2023149528A1 - 新規ブロックコポリマーを含む高分子ミセル - Google Patents

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WO2023149528A1
WO2023149528A1 PCT/JP2023/003503 JP2023003503W WO2023149528A1 WO 2023149528 A1 WO2023149528 A1 WO 2023149528A1 JP 2023003503 W JP2023003503 W JP 2023003503W WO 2023149528 A1 WO2023149528 A1 WO 2023149528A1
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WO
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block copolymer
polyamino acid
segment
cationic
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PCT/JP2023/003503
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友広 長崎
宏之 齋藤
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株式会社ブレイゾン・セラピューティクス
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    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system

Definitions

  • the present invention relates to polymeric micelles containing novel block copolymers.
  • the present invention also relates to pharmaceutical compositions comprising said polymeric micelles.
  • systemic administration of drugs by oral or intravenous injection not only delivers the drug to target organs and tissues, but also delivers the drug to non-target organs and tissues, including normal tissues.
  • side effects due to drug administration become a problem.
  • the delivery rate to the target organ or tissue is poor, and it may be difficult to accumulate the drug in the target organ or tissue in an amount that exhibits sufficient efficacy. Therefore, it is desired to develop a drug delivery system (DDS) for the purpose of reducing side effects and efficiently and selectively transporting drugs to target organs and tissues.
  • DDS drug delivery system
  • BBB blood-brain barrier
  • nucleic acid medicines can control various genes in cells, there are strong expectations that they will be applied to various diseases such as cancer and hereditary diseases that have been considered difficult to treat.
  • nucleic acid drugs require an appropriate delivery technique to target cells because the nucleic acid molecule itself has low in vivo stability.
  • a block copolymer having a hydrophilic polymer segment and a hydrophobic polymer segment forms a micelle consisting of a shell of hydrophilic polymer segments and a core of hydrophobic polymer segments in an aqueous solvent.
  • Such micelles are attracting attention as carriers for delivering drugs such as nucleic acids, since they can enclose hydrophobic drugs in the core portion.
  • Techniques have been proposed for forming a complex (polyion complex) between a nucleic acid and a block copolymer through electrostatic interaction using the block copolymer (eg, Patent Document 2, Non-Patent Documents 1 and 2).
  • a polymeric micelle that includes a polymer unit with a target binding site and a polymer unit with a drug and without a target binding site (US Pat. No. 6,200,000).
  • US Pat. No. 6,200,000 US Pat. No. 6,200,000.
  • this technique has limited applicability because the drug is bound to a polymer.
  • the polyamino acid chain of the hydrophobic polymer segment uses a polyglutamic acid and polyaspartic acid structure, there is a restriction on target tissues.
  • the object of the present invention is to provide a drug delivery system for efficiently delivering drugs to the brain.
  • the present invention provides polymeric micelles that can be used for drug delivery to the brain.
  • a first block copolymer having a specific composition capable of binding to a drug and a second block copolymer having a specific composition capable of binding to a ligand that binds to a target The inventors have found that a polymeric micelle consisting of can efficiently deliver a drug to the brain, and completed the present invention.
  • the present invention includes the following aspects.
  • a drug-binding first block copolymer comprising a hydrophilic polymer segment and a cationic polyamino acid segment
  • a polymeric micelle comprising a hydrophilic polymer segment and a second block copolymer comprising a cationic polyamino acid segment and capable of binding to a target-binding ligand
  • the cationic polyamino acid segment of the first block copolymer is from lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and (N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide) (Asp(DET))
  • the cationic polyamino acid segment of the second block copolymer is (i) a polyamino acid consisting of at least one cationic amino acid selected from the group consisting of
  • said at least one or more cationic amino acids at least some of which are polyamino acid segments having hydrophobic groups attached to their side chains, or (ii) lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(DET) and at least one cationic amino acid selected from the group consisting of leucine, optionally wherein the at least one cationic amino acid is at least partially any polyamino acid segment which may have a hydrophobic group attached to its side chain, A polymeric micelle, wherein said second block copolymer is bound to said ligand at the end of a hydrophilic polymer segment.
  • the cationic polyamino acid segment contained in the second block copolymer is at least one or more cationic amino acids (preferably is lysine), or at least one cationic amino acid selected from the group consisting of lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp (DET) (preferably lysine) and leucine
  • a cationic polyamino acid segment preferably is a cationic polyamino acid segment.
  • the hydrophobic group is selected from the group consisting of a t-butoxycarbonyl group, a benzoyl group, a C4-C18 linear, branched or cyclic alkylcarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group and a cyclopentyloxycarbonyl group.
  • the proportion of leucine in the cationic polyamino acid segment of the first block copolymer is within the range of about 10% to about 80% (preferably about 20% to about 60%, more preferably about 20% to about 50%).
  • the polymeric micelle according to any one of [1] to [6] above.
  • the cationic polyamino acid segment contained in the second block copolymer is at least one cationic amino acid selected from the group consisting of lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(DET) (preferably a cationic polyamino acid segment consisting of lysine) and leucine, wherein the proportion of leucine in the cationic polyamino acid segment is from about 10 to about 80% (preferably from about 20 to about 60%, more preferably from about 20 to 50%), the polymeric micelle according to any one of the above [1] to [7].
  • the hydrophilic polymer segments of the first block copolymer and the second block copolymer are polyethylene glycol segments.
  • the hydrophilic polymer segment of the second block copolymer is a hydrophilic polymer segment having a sulfhydryl-reactive group at its terminal. .
  • the sulfhydryl-reactive group is a group selected from the group consisting of a haloacetyl group, a maleimide group, an aziridine group, an acryloyl group, a vinylsulfone group, a pyridyl disulfide group, a TNB thiol group, and a disulfide group (preferably a maleimide group ), the polymer micelle according to [11] above.
  • the polymeric micelle according to any one of [1] to [12] above, wherein a ligand is further bound to the end of the hydrophilic polymer segment of the second block copolymer.
  • the target is a protein present in cerebral microvascular endothelial cells (preferably transferrin receptor, glucose transporter 1, insulin receptor, leptin receptor, low-density lipoprotein receptor, low-density lipoprotein receptor related proteins, amino acid transporter auxiliary subunits, transmembrane heparan sulfate proteoglycans, L-type amino acid transporter 1, L-type amino acid transporter 2, histidine transporter 1, glutathione transporter, or peptide transporter 2),
  • the polymeric micelle according to any one of [1] to [16] above.
  • a pharmaceutical composition comprising the polymeric micelle of any one of [1] to [17] above and a drug.
  • composition according to [18] above, wherein the drug is a drug selected from the group consisting of nucleic acids, proteins, peptides, small molecules and medium molecules.
  • a drug-binding first block copolymer comprising a hydrophilic polymer segment and a cationic polyamino acid segment; and a target-binding ligand comprising a hydrophilic polymer segment and a cationic polyamino acid segment.
  • a combination comprising separately a first block copolymer and a second block copolymer for preparing a polymeric micelle comprising a second block copolymer comprising:
  • the cationic polyamino acid segment of the first block copolymer is at least one cationic amino acid selected from the group consisting of lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(DET), and a polyamino acid consisting of leucine.
  • the cationic polyamino acid segment of the second block copolymer is (i) a polyamino acid consisting of at least one cationic amino acid selected from the group consisting of lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(DET).
  • said at least one or more cationic amino acids at least some of which are polyamino acid segments having hydrophobic groups attached to their side chains, or (ii) lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(DET) and at least one cationic amino acid and leucine, optionally wherein the at least one cationic amino acid is at least partially flanked by any polyamino acid segment that may have a hydrophobic group attached to the chain, A combination wherein said second block copolymer is attached to said ligand at the end of a hydrophilic polymer segment.
  • the cationic polyamino acid segment contained in the first block copolymer is a cationic polyamino acid segment consisting of lysine and leucine
  • the cationic polyamino acid segment contained in the second block copolymer comprises ( The combination according to any one of [20] to [22] above, which is either i) a polyamino acid segment consisting of lysine or (ii) a polyamino acid segment consisting of lysine and leucine.
  • the hydrophobic group is selected from the group consisting of a t-butoxycarbonyl group, a benzoyl group, a C4-C18 linear, branched or cyclic alkylcarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group and a cyclopentyloxycarbonyl group.
  • the proportion of leucine in the cationic polyamino acid segment of the first block copolymer is in the range of about 10% to about 80% (preferably about 20% to about 60%, more preferably about 20% to about 50%).
  • the proportion of leucine in the cationic polyamino acid segment of the second block copolymer is 0 to about 80% (preferably about 10 to about 80%, more preferably about 20 to about 60%, more preferably about 20 to about 50%), the combination according to any one of [20] to [24] above.
  • the hydrophilic polymer segments of the first block copolymer and the second block copolymer are polyethylene glycol segments.
  • the hydrophilic polymer segment of the second block copolymer has a sulfhydryl-reactive group (preferably a haloacetyl group, a maleimide group, an aziridine group, an acryloyl group, a vinylsulfone group, a pyridyl disulfide group, a TNB thiol group) at its terminal end. and a group selected from the group consisting of a disulfide group, more preferably a maleimide group).
  • a sulfhydryl-reactive group preferably a haloacetyl group, a maleimide group, an aziridine group, an acryloyl group, a vinylsulfone group, a pyridyl disulfide group, a TNB thiol group
  • a ligand preferably protein (preferably antibody or antibody fragment), peptide, nucleic acid or sugar chain
  • a drug-binding first block copolymer comprising a hydrophilic polymer segment and a cationic polyamino acid segment
  • a target-binding ligand-binding ligand comprising a hydrophilic polymer segment and a cationic polyamino acid segment.
  • a method for preparing a polymeric micelle comprising a second block copolymer comprising: Said first polyamino acid segment comprising at least one or more cationic amino acids selected from the group consisting of lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(DET) and leucine as said cationic polyamino acid segment a block copolymer; (i) a polyamino acid segment consisting of at least one cationic amino acid selected from the group consisting of lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(DET), wherein the at least one cationic amino acid is a polyamino acid segment, at least a portion of which has a hydrophobic group attached to its side chain, or (ii) a cationic amino acid selected from the group consisting of lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(
  • the cationic polyamino acid segment contained in the first block copolymer is a cationic polyamino acid segment consisting of lysine and leucine
  • the cationic polyamino acid segment contained in the second block copolymer comprises (i ) the polyamino acid segment consisting of lysine or (ii) the polyamino acid segment consisting of lysine and leucine.
  • the hydrophobic group is selected from the group consisting of a t-butoxycarbonyl group, a benzoyl group, a C4-C18 linear, branched or cyclic alkylcarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group and a cyclopentyloxycarbonyl group.
  • the proportion of leucine in the cationic polyamino acid segment of the first block copolymer is in the range of about 10% to about 80% (preferably about 20% to about 60%, more preferably about 20% to about 50%).
  • the present invention provides polymeric micelles that can be used to deliver drugs to the brain.
  • 24 shows the results of quantifying ASO in the brain 24 hours after administration of 5 mg/kg of ASO (ASO micelle) prepared using the polymer micelle of the present invention through the tail vein of mice.
  • ASO alone is a comparative example.
  • Data represent mean values, points (inverted triangles and filled circles) indicate data in individual subjects (mice).
  • 24 shows the results of quantifying ASO in plasma 24 hours after administration of 5 mg/kg of ASO prepared using the polymer micelle of the present invention (ASO micelle) from the tail vein of mice.
  • ASO alone is a comparative example.
  • Data represent mean values, points (inverted triangles and filled circles) indicate data in individual subjects (mice). It is the result which showed the ratio of the ASO concentration in a brain and the ASO concentration in blood.
  • Data represent mean values, inverted triangles and filled circles indicate data in individual subjects.
  • 1 shows the particle size (nm) and polydispersity of ASO (ASO micelles) prepared using the polymeric micelles of the present invention.
  • 4 shows the results of quantifying the ASO filling rate in ASO (ASO micelles) prepared using the polymer micelles of the present invention.
  • 10 shows the results of quantification of ASO in plasma 1 hour after administration of 10 mg/kg of ASO (ASO micelle) prepared using the polymer micelle of the present invention through the tail vein of mice. The figure shows the amount of ASO in plasma.
  • 10 shows the results of quantification of ASO in plasma 1 hour after administration of 10 mg/kg of ASO (ASO micelle) prepared using the polymer micelle of the present invention through the tail vein of mice.
  • the figure shows the amount of ASO in plasma per polymer dose.
  • polymeric micelle of the present invention comprises a block copolymer capable of binding to a drug (first block copolymer) and a block copolymer capable of binding to a ligand that binds to a target (second block copolymer).
  • first block copolymer a block copolymer capable of binding a drug
  • second block copolymer a block copolymer bound with a ligand that binds to a target
  • second block copolymer refers to the state in which the ligand is not bound or the state in which the ligand is bound. is used in the sense of including either of them, and in other cases, it is a polymer micelle composed of and.
  • Another embodiment of the present invention comprises a drug-bound block copolymer (drug-bound first block copolymer) and a target-binding ligand-bound block copolymer (ligand-bound second block copolymer). It is a drug-containing polymeric micelle composed of Yet another embodiment of the present invention comprises a drug-bound block copolymer (drug-bound first block copolymer) and a block copolymer capable of binding to a ligand that binds to a target (second block copolymer). drug-containing polymeric micelles.
  • the polymeric micelle of the present invention can be used as a drug carrier because a drug can be stably bound to the first block copolymer by chemical bonding or physical incorporation.
  • the polymeric micelles of the present invention can also chemically attach a target-binding ligand to the second block copolymer, and such polymeric micelles can be utilized as drug carriers to efficiently deliver drugs to targets. can.
  • the first block copolymer of the polymeric micelle of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as the first block copolymer of the present invention) is a hydrophilic polymer segment and a cationic polyamino acid segment linked together.
  • the first block copolymer of the present invention is a block in which a hydrophilic polymer segment (preferably a polyethylene glycol segment) and a cationic polyamino acid segment which may have a hydrophobic group are linked via an appropriate linking group. It is a copolymer and can be a hydrophilic-hydrophobic amphiphilic block copolymer.
  • hydrophilic Polymer Segment The hydrophilic polymer segment that is part of the first block copolymer of the invention is preferably an uncharged hydrophilic polymer segment.
  • Polymers constituting the hydrophilic polymer segment include, but are not limited to, polyalkylene glycol (eg, polyethylene glycol, polypropylene glycol), poly(2-oxazoline), polysaccharide, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide. , polymethacrylamide, polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, poly(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine), poly(N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide) (PHPMA) and derivatives thereof, etc.
  • polyalkylene glycol eg, polyethylene glycol, polypropylene glycol
  • poly(2-oxazoline) polysaccharide
  • polyvinyl alcohol polyvinylpyrrolidone
  • polyacrylamide polymethacrylamide
  • polyalkylene glycol and poly(2-oxazoline) are preferred, and polyalkylene glycol is more preferred.
  • polyalkylene glycols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol/polypropylene glycol copolymers, and the like, and polyethylene glycol (PEG) is particularly preferred.
  • the hydrophilic polymer segment may be linear or branched.
  • a hydrophilic polymer segment means a polymer segment with relatively high hydrophilicity, and can be defined, for example, by a logP value.
  • the logP value is the logarithm of the octanol/water partition coefficient (Pow), a parameter that can characterize the hydrophilicity or hydrophobicity of a wide range of compounds. Examples include, but are not limited to, polymer segments with logP values on the negative side, preferably on the negative side of -10.
  • the hydrophilic polymer segment may be a polymer having one type of repeating unit or a polymer having two or more types of repeating units.
  • the repeating number of monomer units in the polymer constituting the hydrophilic polymer segment is, for example, 10 or more, 20 or more, 50 or more, or 100 or more. good.
  • the number of repeating units in the hydrophilic polymer segment may be, for example, 10,000 or less, 2,000 or less, 1,000 or less, 700 or less, or 500 or less.
  • the molecular mass of the hydrophilic polymer segment can be, for example, 0.5 kDa or greater, 1 kDa or greater, 2 kDa or greater, or 4 kD or greater. Also, the molecular mass of the hydrophilic polymer segment may be, for example, 400 kDa or less, 100 kDa or less, 50 kDa or less, 30 kDa or less, or 20 kDa or less.
  • hydrophilic polymer segment in the first block copolymer consists of a polyethylene glycol chain
  • the hydrophilic polymer segment composed of polyethylene glycol chains (hereinafter referred to as "polyethylene glycol segment") in the first block copolymer of the present invention is a segment having a repeating structure of ethyleneoxy group (CH 2 CH 2 O) units.
  • the number of repeating ethyleneoxy group units is preferably 45 to 1200 units, preferably 50 to 1000 units, more preferably 100 to 700 units, still more preferably 100 to 500 units.
  • the obtained block copolymer may not have sufficient water solubility and may not exhibit the desired pharmacokinetics. If it exceeds, the relative content of the cationic polyamino acid segment, which is a hydrophobic polymer, becomes low, so that the desired self-associating physical property cannot be obtained, and the accompanying pharmacokinetics may not be exhibited.
  • the molecular weight of the polyethylene glycol segment is about 2.0 kDa to about 50 kDa. For units, the molecular weight is from about 4.5 kDa to about 20 kDa.
  • the molecular weight of the polyethylene glycol segment used in the present invention is the peak of the polyethylene glycol segment structure compound used in the preparation of the block copolymer of the present invention, measured by the GPC method based on a polyethylene glycol standard. Top molecular weight or peak top molecular weight measured by time-of-flight mass spectrometry (TOFMAS).
  • TOFMAS time-of-flight mass spectrometry
  • One terminal group of the hydrophilic polymer segment (preferably polyethylene glycol segment) in the first block copolymer is not particularly limited, and may be a hydrogen atom, a linear or branched chain optionally having a substituent.
  • Shaped or cyclic alkyl groups e.g., C1-C6 alkyl groups
  • optionally substituted alkynyl groups e.g., C2-C6 alkynyl groups
  • optionally substituted aralkyl groups e.g., , C7-C20 aralkyl groups
  • Linear C1-C6 alkyl group which may have a substituent includes, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and the like. be able to.
  • Branched C1-C6 alkyl groups which may have a substituent include, for example, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, isopentyl group, 2-methylbutyl group, neopentyl group, 1-ethylpropyl group, 4-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1, 2-dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group and the like.
  • Cyclic C1-C6 alkyl groups which may have a substituent include, for example, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and the like.
  • the C2-C6 alkynyl group optionally having substituents includes, for example, 2-propynyl, 3-butynyl, 4-pentynyl, and 5-hexynyl groups.
  • the optionally substituted C7-C20 aralkyl group is a linear or branched alkyl group in which one hydrogen atom is substituted with an aryl group. Examples include benzyl group, 2-phenylethyl group, 4-phenylbutyl group, 3-phenylbutyl group, 5-phenylpentyl group, 6-phenylhexyl group, 8-phenyloctyl group and the like. Benzyl group, 4-phenylbutyl group and 8-phenyloctyl group are preferred.
  • Substituents include, for example, a thiol group, a hydroxyl group, a halogeno group, a nitro group, a cyano group, an alkylthio group, a carbocyclic or heterocyclic aryl group, an arylthio group, an alkylsulfinyl group, an arylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, a sulfamoyl group, alkoxy group, aryloxy group, acyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, carbamoyloxy group, substituted or unsubstituted amino group, acylamino group, alkoxycarbonylamino group, ureido group, sulfonylamino group, sulfamoylamino group, formyl group, Acyl group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, silyl group and the
  • the other terminal group of the hydrophilic polymer segment (preferably polyethylene glycol segment) in the first block copolymer can be a linking group for bonding with the cationic polyamino acid segment.
  • the linking group is not particularly limited as long as it is a group that links two segments by a chemical bond, and is a functional group capable of bonding to each of the terminal group of the hydrophilic polymer segment and the terminal group of the cationic polyamino acid segment. Any linking group having For example, a C1-6 alkylene group having a binding functional group at the terminal group can be mentioned.
  • the bonding mode with the hydrophilic polymer segment is preferably an ether bond by the terminal oxygen atom of the polyoxyethylene group (CH 2 CH 2 O), and the bonding mode with the cationic polyamino acid segment is amide bond or An ester bond is preferred.
  • Preferred linking groups are -(CH 2 )r-NH-, -NHCH 2 CH 2 NH-, -NHCH 2 CH 2 CH 2 NH-, -COCH 2 CH 2 -NH-, -CO-, -OCO-( CH 2 )r—CO—, —NHCO—(CH 2 )r—CO—, or —(CH 2 )r—CO— (r is an integer of 1 to 6).
  • —(CH 2 )r— includes, for example, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a butylene group, a hexamethylene group and the like, and an ethylene group, a trimethylene group and an n-propylene group are particularly preferable.
  • —(CH 2 )r— may have a substituent, and examples of the substituent include a hydroxyl group, a halogeno group, an amino group, an alkylamino group, a dialkylamino group, an alkoxy group, and an aryl group.
  • the linking group can be appropriately selected depending on the terminal of the cationic polyamino acid segment.
  • the mass content (or molecular weight content) of the hydrophilic polymer segment is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, and 40% by mass or more. 80% by mass or less is more preferable, and 50% by weight or more and 80% by weight or less is more preferable. If the mass content of the hydrophilic polymer segment is less than 30% by mass, there is a concern that the water-solubility will be significantly reduced and that micellar particles cannot be formed by self-association in an aqueous solution.
  • the mass content of the hydrophilic polymer segment is more than 90% by mass, there is a concern that the micelle-forming property based on the hydrophobic interaction may decrease because the composition of the polyamino acid segment responsible for self-association is reduced.
  • the cationic polyamino acid segment (hereinafter sometimes simply referred to as a polyamino acid segment) includes lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and (N-[ N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide) (Asp(DET)), a polyamino acid segment consisting of one or more cationic amino acids and leucine, and having two specific amino acids as constituent amino acids. It is characterized in that more than one kind of amino acid is polymerized, at least one of which is leucine. Polymerization of cationic amino acids and leucines in the cationic polyamino acid segment can be random or block.
  • the polyamino acid segment may be a linear polyamino acid segment or a segment with a branched structure via side chains.
  • the lower limit of the ratio of leucine residues to the total number of amino acid residues constituting the cationic polyamino acid segment is about 20%, preferably about 25%, More preferably about 30%, more preferably about 40%, while the upper limit is about 80%, preferably about 75%, more preferably about 70%, even more preferably about 60%. Since the micelle of the present invention contains hydrophobic leucine in the cationic polyamino acid segment in the first block copolymer, it can encapsulate a nucleic acid as a drug without containing other hydrophobic groups.
  • the number of amino acids in the cationic polyamino acid segment can be 15-100, preferably 15-80, more preferably 20-70, still more preferably 20-60.
  • One end of the cationic polyamino acid segment is bound to the aforementioned hydrophilic polymer segment.
  • the end of the cationic polyamino acid segment that binds to the hydrophilic polymer segment may be either the N-terminus or the C-terminus, but the bond between the two is preferably an amide bond.
  • the other terminal group may be an N-terminal group or a C-terminal group, an unprotected free amino group or a free carboxylic acid and salts thereof, or an N-terminal group or a C-terminal Appropriate modifications of the terminal groups may also be used. Modifications of the N-terminal group or the C-terminal group are preferred.
  • modifications of the N-terminal group include acylamide-type modifications, alkoxycarbonylamide-type modifications (urethane-type modifications), alkylaminocarbonylamide-type modifications (urea-type modifications), and the like.
  • modifications of the C-terminal group include ester-type modifications, amide-type modifications, and thioester-type modifications.
  • the modifying group of the N-terminal group or the C-terminal group is not particularly limited and may be any modifying group.
  • an optionally substituted linear, branched or cyclic chain having 1 to 6 carbon atoms which is bonded via a suitable bonding group that bonds to the N-terminal group or C-terminal group.
  • Examples include an alkyl group, an optionally substituted C6-18 aromatic group, and an optionally substituted C7-20 aralkyl group.
  • Examples of the linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms which may have substituents, and aralkyl groups having 7 to 20 carbon atoms which may have substituents include For example, those described as the terminal group of the hydrophilic polymer segment can be mentioned.
  • Examples of the optionally substituted aromatic group having 6 to 18 carbon atoms include phenyl group, pyridyl group, naphthyl group and the like.
  • the N-terminal or C-terminal modifying group may also be a labeling substance, eg a dye or a fluorescent molecule. Examples of fluorescent molecules include, but are not limited to, rodamine, Cy3, Cy5, and Alexa Fluor.
  • a cationic amino acid selected from lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp (DET), which is part of the constituent amino acids of the cationic polyamino acid segment, is attached to its side chain.
  • a hydrophobic group may be attached. Hydrophobic groups include, but are not limited to, one or more groups selected from the group consisting of alkyl groups, alkenyl groups, aralkyl groups, aryl groups, and heterocyclic aryl groups.
  • an optionally substituted linear, branched or cyclic C1-C30 alkyl group (preferably a linear, branched or cyclic C8-C20 alkyl group),
  • a linear, branched or cyclic C2-C30 alkenyl group which may have a substituent (preferably a linear, branched or cyclic C8-C20 alkenyl group), a substituent A group consisting of an optionally substituted linear or branched C7-30 aralkyl group, an optionally substituted aryl group, and an optionally substituted heterocyclic aryl group is one or more hydrophobic groups selected from A particularly preferred hydrophobic group is an optionally substituted aryl group.
  • hydrophobic groups When a plurality of hydrophobic groups are present in the cationic polyamino acid segment, a single type of group may be used, or a plurality of types of groups may be mixed. These hydrophobic groups are attached to cationic amino acids via suitable linking groups.
  • Examples of the linear, branched or cyclic C1-C30 alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group and n-pentyl group.
  • cyclopentyl group n-hexyl group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, cyclohexylethyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-hexadecyl group, n-octadecyl group, isooctyl group, isodecyl group, isododecyl group, isotetradecyl group, isohexadecyl group, isooctadecyl group, t-octyl group, t-decyl group, t-dodecyl group, t-tetradecyl group, t- hexadecyl group, t-octadecyl group and the like.
  • the linear, branched or cyclic C2-C30 alkenyl group is an alkenyl group having a carbon-carbon double bond at any one position.
  • ethenyl group 1-propenyl group, 1-butenyl group, 2-methyl-2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-methyl-1,3-butadienyl group, 1-octenyl group, 1-decenyl group, 1-tetradecenyl group, 9-hexadecenyl group, cis-9-octadecenyl group, cis, cis-9, 12-octadecadienyl group and the like.
  • the linear, branched or cyclic C7-C30 aralkyl group is a linear or branched alkyl group in which one hydrogen atom is substituted with an aryl group.
  • aryl group examples include benzyl group, 2-phenylethyl group, 4-phenylbutyl group, 3-phenylbutyl group, 5-phenylpentyl group, 6-phenylhexyl group, 8-phenyloctyl group and the like.
  • aryl group examples include a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, and a phenanthrenyl group.
  • Possible substituents for the aryl group and heterocyclic aryl group include, but are not limited to, mercapto group, hydroxyl group, halogen atom, nitro group, cyano group, carbocyclic aryl group, heterocyclic aryl group, alkylthio group.
  • arylthio group alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, sulfamoyl group, alkoxy group, aryloxy group, acyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, carbamoyloxy group, substituted or unsubstituted amino group, acylamino group, alkoxycarbonylamino group, ureido group, sulfonylamino group, sulfamoylamino group, formyl group, acyl group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group or silyl group.
  • the substitution position on the aromatic ring may be ortho-position, meta-position or para-position.
  • hydrophobic groups can be used as the hydrophobic groups bonded to the side chains of the cationic polyamino acid segments of the first block copolymer, and the hydrophobic groups are preferably t-butoxycarbonyl, benzoyl a group selected from the group consisting of a C4-C18 linear, branched or cyclic alkylcarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group and a cyclopentyloxycarbonyl group.
  • a benzyloxycarbonyl group or a cyclopentyloxycarbonyl group is more preferable.
  • Said hydrophobic group can be attached via a suitable linking group to the side chain amine (amino group or imidazoyl group) of the cationic amino acid that constitutes part of the cationic polyamino acid segment.
  • the bonding group via the bonding of the amino acid side chain such as the hydrophobic group and the amino group has one terminal that is a functional group that binds to the amino group or the like, and the other terminal that binds to the hydrocarbon group.
  • a linking group having a functional group can be used.
  • oxygen atom (-O-), -NH-, sulfur atom (-S-), -NH-(CH 2 )x-, -NH-(CH 2 )x-O-, -NH-(CH 2 )x-NH-, -NH-(CH 2 )x-S-, -O-(CH 2 )x-, -O-(CH 2 )x-O-, -O-(CH 2 )x-NH -, -O-(CH 2 )xS-, -CO-O-, -CO-NH-, -CO-(CH 2 )x-O-, -CO-(CH 2 )x-NH-, —CO—(CH 2 )x—S—, —CO—O—(CH 2 )x—O—, —CO—O—(CH 2 )x—NH— (the above x is each independently 1 to 10 shows an integer of.) and the like.
  • Amino acids may be either natural amino acids or non-natural amino acids.
  • Amino acids as binding groups include an aspect in which the C-terminal carbonyl group is amide bonded to the amino group of the polyamino acid chain, and the other N-terminal amino group is bonded to the hydrophobic group via an amide bond. .
  • the hydrophobic group can be bound to the side chains of cationic amino acids in any ratio with respect to the total number of cationic amino acids that constitute part of the cationic polyamino acid segment of the first block copolymer.
  • a hydrophobic group is bound to the side chains of the cationic amino acids.
  • the ratio of the number of cationic amino acids in the It can be 80% or more, about 90% or more, and can also have hydrophobic groups attached at a rate of 100%.
  • the proportion of cationic amino acids having hydrophobic groups attached to their side chains is preferably about 60% or more, more preferably about 85% or more, and even more preferably about 100%.
  • Hydrophobic drugs can be easily encapsulated in micelles by binding hydrophobic groups.
  • the hydrophobic group contributes to the hydrophobic property of the cationic polyamino acid segment in the first block copolymer, and the amount and rate of introduction of the hydrophobic group determine the hydrophobic property of the polyamino acid segment. .
  • Introduction of the hydrophobic group to the cationic polyamino acid segment of the first block copolymer can be appropriately selected according to the drug to which the first block copolymer binds.
  • the drug can be any choice, including, but not limited to, natural or modified nucleic acids (e.g., antisense nucleic acids, plasmid DNA, siRNA, microRNA, shRNA, decoy nucleic acids, aptamers, ribozymes, or RNAi), peptides, Polyamines, proteins (preferably antibodies or antibody fragments), toxins, vitamins, radioactive atoms or molecules, fluorescent molecules, small and medium molecule drugs can be mentioned and the introduction of hydrophobic groups can be selected accordingly.
  • nucleic acids e.g., antisense nucleic acids, plasmid DNA, siRNA, microRNA, shRNA, decoy nucleic acids, aptamers, ribozymes, or RNAi
  • peptides e.g., Polyamines, proteins
  • hydrophobic groups necessary for interaction with nucleic acids are preferably provided by leucine, and interactions between cationic amino acid segments introduced with leucine at any ratio and negatively charged nucleic acids stabilize micellar particles. can provide sexuality.
  • a hydrophobic low-molecular-weight drug, peptide, or the like it is preferable to introduce a hydrophobic group. Thereby, the interaction between the cationic amino acid into which the hydrophobic group has been introduced and the drug can be enhanced.
  • the mass content (or molecular weight content) of the cationic polyamino acid segment exhibits hydrophobicity relative to the hydrophilic polymer segments in the first block copolymer, and the first block copolymer
  • the mass content of the polyamino acid segment should be appropriately determined by the mass content of the hydrophilic polymer segment.
  • the equivalent molecular weight of the cationic polyamino acid segment is 1 kDa to 100 kDa as the segment equivalent average molecular weight.
  • the equivalent molecular weight of the cationic polyamino acid segment is preferably 2 kDa to 20 kDa, more preferably 3 kDa to 15 kDa as the average molecular weight equivalent to the segment.
  • Drugs that can be bound by the first block copolymer of the polymeric micelles of the present invention include, for example, natural or modified nucleic acids (e.g., antisense nucleic acids, plasmid DNA, siRNA, microRNA, shRNA, decoy nucleic acids, aptamers, ribozymes, or RNAi), peptides, polymers, polyamines, proteins (preferably antibodies or fragments thereof), toxins, vitamins, radioactive atoms or molecules, fluorescent molecules (fluorophores), small or medium molecules. is not limited to Polymeric micelles comprising the first block copolymer with any of these drugs attached are also included in the present invention.
  • nucleic acids e.g., antisense nucleic acids, plasmid DNA, siRNA, microRNA, shRNA, decoy nucleic acids, aptamers, ribozymes, or RNAi
  • peptides polymers
  • polyamines proteins
  • proteins preferably antibodies or fragments thereof
  • toxins
  • the binding of the first block copolymer and the drug can be performed according to the type of drug by referring to known techniques.
  • binding of the drug can be achieved by encapsulating the drug in the polymeric micelle of the present invention by non-covalent bonding or binding the drug to the cationic polyamino acid segment by covalent bond.
  • the drug is a nucleic acid
  • the interaction between the negatively charged nucleic acid and the cationic polyamino acid segment allows the nucleic acid to be encapsulated in the polymeric micelle of the present invention.
  • the polymeric micelle of the present invention can be obtained by physically adsorbing or covalently bonding them to the cationic polyamino acid segment using a known binding mode.
  • the drug can be contained in
  • the drug can be attached to the terminal or side chain of the cationic amino acid, for example, but not limited to, the carboxy group and amino group are attached using a condensing agent or by active esterification.
  • a method of binding by a sulfhydryl reaction for example, a method using maleimide and a thiol
  • a so-called click reaction using an alkyne and an azide for example, a sulfhydryl reaction, and a method using a so-called click reaction using an alkyne and an azide.
  • a more specific example of the first block copolymer using a polyethylene glycol segment as a hydrophilic polymer segment is the block copolymer represented by the following formula.
  • W is a hydrogen atom, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group (e.g., C1-C6 alkyl group), optionally having a substituent represents an alkynyl group (e.g., C2-C6 alkynyl group) or an optionally substituted aralkyl group (e.g., C7-C20 aralkyl group),
  • L is the terminal group of the polyethylene glycol segment and the cationic polyamino acid represents a functional group (for example, —(CH 2 ) r NH— (r represents an integer of 2 or 3)) capable of binding to each terminal group of the segment, and
  • Aa has a hydrophobic group in its side chain; may represent a cationic amino acid selected from lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and (N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide
  • the block copolymer represented by the following formula can be mentioned as a specific example of the first block copolymer when leucine and lysine having a hydrophobic group bonded to the side chain are used.
  • n represents an integer of 100 to 500
  • x represents an integer of 10 to 50
  • y represents an integer of 10 to 50
  • m represents an integer of 25 to 80
  • r / b is random or means block.
  • the second block copolymer of the polymeric micelle of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as the second block copolymer of the present invention) is a cationic poly in which a hydrophilic polymer segment and a hydrophobic group are bound. It is a block copolymer in which amino acid segments are linked, is a block copolymer capable of binding to a target-binding ligand (hereinafter sometimes simply referred to as a ligand), and is a hydrophilic-hydrophobic amphiphilic block copolymer.
  • the ligand may be attached to hydrophilic polymer segments (preferably polyethylene glycol segments).
  • a ligand-bound hydrophilic polymer segment preferably a polyethylene glycol segment
  • a hydrophobic group-bound cationic polyamino acid segment are combined with a suitable linking group. It is a hydrophilic-hydrophobic amphiphilic block copolymer.
  • a cationic polyamino acid segment to which a hydrophobic group is bound means a cationic polyamino acid segment containing leucine as a hydrophobic group, and a cationic amino acid containing a cationic amino acid to which a hydrophobic group is bound to the side chain. segment, or a cationic polyamino acid segment containing both leucine and cationic amino acids with hydrophobic groups attached to the side chains.
  • hydrophilic Polymer Segment The hydrophilic polymer segment that is part of the second block copolymer of the invention is preferably an uncharged hydrophilic polymer segment.
  • Polymers constituting the hydrophilic polymer segment include, but are not limited to, polyalkylene glycol (eg, polyethylene glycol, polypropylene glycol), poly(2-oxazoline), polysaccharide, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide. , polymethacrylamide, polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, poly(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine), poly(N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide) (PHPMA) and derivatives thereof, etc.
  • polyalkylene glycol eg, polyethylene glycol, polypropylene glycol
  • poly(2-oxazoline) polysaccharide
  • polyvinyl alcohol polyvinylpyrrolidone
  • polyacrylamide polymethacrylamide
  • polyalkylene glycol and poly(2-oxazoline) are preferred, and polyalkylene glycol is more preferred.
  • polyalkylene glycols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol/polypropylene glycol copolymers, and the like, and polyethylene glycol is particularly preferred.
  • the hydrophilic polymer segment may be linear or branched.
  • a hydrophilic polymer segment means a polymer segment with relatively high hydrophilicity, and can be defined, for example, by a logP value.
  • the logP value is the logarithm of the octanol/water partition coefficient (Pow), a parameter that can characterize the hydrophilicity or hydrophobicity of a wide range of compounds. Examples include, but are not limited to, polymer segments with logP values on the negative side, preferably on the negative side of -10.
  • the hydrophilic polymer segment may be a polymer having one type of repeating unit or a polymer having two or more types of repeating units.
  • the repeating number of monomer units in the polymer constituting the hydrophilic polymer segment is, for example, 10 or more, 20 or more, 50 or more, or 100 or more. good.
  • the number of repeating units of the hydrophilic polymer segment may be, for example, 10,000 or less, 2,000 or less, 1,000 or less, 700 or less, or 500 or less.
  • the molecular mass of the hydrophilic polymer segment can be, for example, 0.5 kDa or greater, 1 kDa or greater, 2 kDa or greater, or 4 kDa or greater. Also, the molecular mass of the hydrophilic polymer segment may be, for example, 400 kDa or less, 100 kDa or less, 50 kDa or less, 30 kDa or less, or 20 kDa or less.
  • hydrophilic polymer segment in the second block copolymer consists of a polyethylene glycol chain
  • the hydrophilic polymer segment composed of polyethylene glycol chains (hereinafter referred to as “polyethylene glycol segment”) in the second block copolymer of the present invention is a segment having a repeating structure of ethyleneoxy group (CH 2 CH 2 O) units.
  • the number of repeating ethyleneoxy group units is preferably 45 to 1200 units, preferably 50 to 1000 units, more preferably 100 to 700 units, still more preferably 100 to 500 units.
  • the obtained block copolymer may not have sufficient water solubility and may not exhibit the desired pharmacokinetics. If it exceeds, the relative content of the cationic polyamino acid segment, which is a hydrophobic polymer, becomes low, so that the desired self-associating physical property cannot be obtained, and the accompanying pharmacokinetics may not be exhibited.
  • the molecular weight of the polyethylene glycol segment is about 2.0 kDa to about 50 kDa. For units, the molecular weight is from about 4.5 kDa to about 20 kDa.
  • the molecular weight is the peak top molecular weight measured by the GPC method or the peak top molecular weight measured by time-of-flight mass spectrometry (TOFMAS) in the same manner as the molecular weight of the polyethylene glycol segment of the first block copolymer.
  • One terminal group of the hydrophilic polymer segment (preferably polyethylene glycol segment) in the second block copolymer is not particularly limited, and may be a hydrogen atom, a linear or branched chain optionally having a substituent.
  • Shaped or cyclic alkyl groups e.g., C1-C6 alkyl groups
  • optionally substituted alkynyl groups e.g., C2-C6 alkynyl groups
  • optionally substituted aralkyl groups e.g., , C7-C20 aralkyl groups
  • Optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group e.g., C1-C6 alkyl group
  • optionally substituted alkynyl group e.g., C2- C6 alkynyl group
  • optionally substituted aralkyl group e.g., C7-C20 aralkyl group
  • One end group of the hydrophilic polymer segment (preferably polyethylene glycol segment) in the second block copolymer can be a linking group for binding to the cationic polyamino acid segment.
  • the linking group is not particularly limited as long as it is a group that links two segments by a chemical bond, and is a functional group capable of bonding to each of the terminal group of the hydrophilic polymer segment and the terminal group of the cationic polyamino acid segment. Any linking group having Examples of the linking group are the same as those described for the hydrophilic polymer segment in the first block copolymer.
  • the mass content (or molecular weight content) of the hydrophilic polymer segment is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, and 30% by mass or more. 80% by mass or less is more preferable, and 40% by weight or more and 70% by weight or less is more preferable. If the mass content of the hydrophilic polymer segment is less than 30% by mass, there is a concern that the water-solubility will be significantly reduced and that micellar particles cannot be formed by self-association in an aqueous solution.
  • the mass content of the hydrophilic polymer segment is more than 90% by mass, there is a concern that the micelle-forming property based on the hydrophobic interaction may decrease because the composition of the polyamino acid segment responsible for self-association is reduced.
  • a hydrophilic polymer segment (preferably a polyethylene glycol segment) in the second block copolymer is capable of binding at one end thereof to a target-binding ligand.
  • Targets can be selected arbitrarily and include, for example, proteins present on the surface of cells, such as receptor molecules.
  • Ligands that bind to the target can be arbitrarily selected depending on the target, for example, small molecules, medium molecules, peptides, proteins (e.g. antibodies), protein fragments (e.g. antibody fragments) that specifically bind to their cell surface molecules. , monosaccharides, polysaccharides, but are not limited to these.
  • suitable ligands include, but are not limited to, vitamins (e.g., folic acid), proteins (e.g., transferrin, and antibodies or antibody fragments), peptides, monosaccharides (eg, galactose), polysaccharides, sugar chains.
  • vitamins e.g., folic acid
  • proteins e.g., transferrin, and antibodies or antibody fragments
  • peptides e.g., transferrin, and antibodies or antibody fragments
  • monosaccharides eg, galactose
  • polysaccharides sugar chains.
  • Substances, preferably antibodies, that bind to these proteins are selected as ligands.
  • the term "antibody or antibody fragment” includes natural and synthetic antibodies including, but not limited to, monoclonal antibodies, polyclonal antibodies or fragments thereof.
  • IgA, IgD, IgG1, IgG2, IgG3, IgM, etc. recombinant single-chain Fv fragments (scFv), disulfide-stabilized (dsFv) Fv fragments, pFv fragments, antigen-binding forms of antibodies (e.g., Fab′, F( ab')2, Fab, Fv and rlgG) and the like.
  • the binding of the terminal end of the hydrophilic polymer segment to the ligand is not particularly limited, and any method can be used.
  • any method can be used.
  • a method of bonding a carboxy group and an amino group using a condensing agent or by active esterification e.g., a method of bonding by a sulfhydryl reaction (e.g., a method of maleimide and thiol), a so-called A method using a click reaction can be mentioned.
  • the ligand is attached to the hydrophilic polymer segment by a thioether bond or an amide bond.
  • the end of the hydrophilic polymer segment may be a carboxy group or an amino group.
  • a sulfhydryl-reactive group may be introduced at the end of the hydrophilic polymer segment.
  • sulfhydryl-reactive groups include haloacetyl groups, maleimide groups, aziridine groups, acryloyl groups, vinylsulfone groups, pyridyl disulfide groups, TNB thiol groups, and disulfide groups, preferably maleimide groups.
  • Introduction of sulfhydryl-reactive groups can be performed using known methods.
  • the polymer micelle of the present invention in which a maleimide group is introduced at the end of the hydrophilic polymer segment of the second block copolymer is particularly preferable.
  • Polymeric micelles with functional groups for binding to such ligands are also included in the present invention.
  • a polymer micelle having a maleimide group is prepared by synthesizing a first block copolymer and a second block copolymer, respectively, and then mixing them to prepare a polymer micelle composed of the first block copolymer and the second block copolymer. Then, it can be obtained by introducing a maleimide group to the end of the hydrophilic polymer segment of the second block copolymer.
  • a maleimide group is introduced at the end of the hydrophilic polymer segment of the second block copolymer to synthesize a second block copolymer having a maleimide group, and then the first block copolymer is synthesized.
  • Polymeric micelles having maleimide groups can be obtained by mixing with block copolymers.
  • the drug can be introduced into the polymeric micelle by adding the drug in the step of mixing the first block copolymer and the second block copolymer. Mixing with the drug is appropriately selected depending on the type of the drug and the first and second block copolymers used. can be done.
  • Polymeric micelles loaded with drugs are also included in the present invention.
  • a ligand-bound polymeric micelle can be obtained by reacting the maleimide group-containing polymeric micelle thus obtained with a ligand (eg, antibody or antibody fragment). The reaction can be carried out, for example, by mixing in an acidic to alkaline solution.
  • ligand eg, antibody or antibody fragment
  • the reaction can be carried out, for example, by mixing in an acidic to alkaline solution.
  • Ligand-bound polymeric micelles are also included in the present invention.
  • Polymeric micelles with functional groups for binding to ligands can also be obtained as follows.
  • a hydrophilic polymer having a functional group e.g., maleimide group
  • the drug can be introduced into the polymeric micelle by adding the drug in the step of mixing the first block copolymer and the second block copolymer.
  • the cationic polyamino acid segment (hereinafter sometimes simply referred to as a polyamino acid segment) consists of (i) lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp (DET), wherein at least a portion of the at least one cationic amino acid has a hydrophobic group in its side chain a linked polyamino acid segment, or (ii) from the group consisting of lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and (N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide) (Asp(DET))
  • a polyamino acid segment consisting of one or more selected cationic amino acids and leucine, wherein the at least one cationic amino acid optionally at least partly has a hydrophobic group attached to
  • Polymerization when two or more cationic amino acids are involved may be random or block.
  • polyamino acid segment (ii) two or more specific amino acids are polymerized as constituent amino acids, one of which is at least leucine, and the cationic amino acid and leucine in the cationic polyamino acid segment are polymerized.
  • Polymerization may be random or block.
  • the polyamino acid segment may be a linear polyamino acid segment or a segment with a branched structure via side chains.
  • the ratio of leucine residues to the total number of amino acid residues constituting the cationic polyamino acid segment is , about 10%, preferably about 20%, more preferably about 25%, even more preferably about 30%, even more preferably about 40%, while the upper limit is about 80%, preferably about 75%, More preferably about 70%, still more preferably about 60%.
  • the leucine residues contribute to the hydrophobic property of the cationic polyamino acid segment in the second block copolymer, and the hydrophobic property of the polyamino acid segment is determined by the proportion of leucine residues. The higher the proportion of leucine residues, the higher the hydrophobic physical properties, but the degree can be arbitrarily set according to the purpose.
  • the number of amino acids in the cationic polyamino acid segment can be 15-100, preferably 15-80, more preferably 20-70, still more preferably 20-60.
  • One end of the cationic polyamino acid segment is bound to the aforementioned hydrophilic polymer segment.
  • the end of the cationic polyamino acid segment that binds to the hydrophilic polymer segment may be either the N-terminus or the C-terminus, but the bond between the two is preferably an amide bond.
  • the other terminal group may be an N-terminal group or a C-terminal group, an unprotected free amino group or a free carboxylic acid and salts thereof, or an N-terminal group or a C-terminal Appropriate modifications of the terminal groups may also be used. Modifications of the N-terminal group or the C-terminal group are preferred.
  • modifications of the N-terminal group include acylamide-type modifications, alkoxycarbonylamide-type modifications (urethane-type modifications), alkylaminocarbonylamide-type modifications (urea-type modifications), and the like.
  • modifications of the C-terminal group include ester-type modifications, amide-type modifications, and thioester-type modifications.
  • the modifying group of the N-terminal group or C-terminal group is not particularly limited and may be any modifying group.
  • an optionally substituted linear, branched or cyclic chain having 1 to 6 carbon atoms which is bonded via a suitable bonding group that bonds to the N-terminal group or C-terminal group.
  • Examples include an alkyl group, an optionally substituted C6-18 aromatic group, and an optionally substituted C7-20 aralkyl group.
  • Examples of the linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms which may have substituents, and aralkyl groups having 7 to 20 carbon atoms which may have substituents include For example, those described as the terminal group of the hydrophilic polymer segment can be mentioned.
  • Examples of the optionally substituted aromatic group having 6 to 18 carbon atoms include phenyl group, pyridyl group, naphthyl group and the like.
  • the cationic polyamino acid segment when it does not contain leucine, it is selected from lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(DET), which are some of the constituent amino acids.
  • At least a portion of the cationic amino acids that are used have hydrophobic groups bound to their side chains, while (ii) when the cationic polyamino acid segment contains leucine, one of the constituent amino acids of the cationic polyamino acid segment At least some of the cationic amino acids selected from the moieties lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and Asp(DET) may have hydrophobic groups attached to their side chains.
  • Hydrophobic groups include, but are not limited to, one or more groups selected from the group consisting of alkyl groups, alkenyl groups, aralkyl groups, aryl groups, and heterocyclic aryl groups.
  • an optionally substituted linear, branched or cyclic C1-C30 alkyl group (preferably a linear, branched or cyclic C8-C20 alkyl group),
  • a linear, branched or cyclic C2-C30 alkenyl group which may have a substituent (preferably a linear, branched or cyclic C8-C20 alkenyl group), a substituent A group consisting of an optionally substituted linear or branched C7-30 aralkyl group, an optionally substituted aryl group, and an optionally substituted heterocyclic aryl group is one or more hydrophobic groups selected from A particularly preferred hydrophobic group is an optionally substituted aryl group.
  • hydrophobic groups When a plurality of hydrophobic groups are present in the cationic polyamino acid segment, a single type of group may be used, or a plurality of types of groups may be mixed. These hydrophobic groups are attached to cationic amino acids via suitable linking groups.
  • Examples of the linear, branched or cyclic C1-C30 alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group and n-pentyl group.
  • cyclopentyl group n-hexyl group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, cyclohexylethyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-hexadecyl group, n-octadecyl group, isooctyl group, isodecyl group, isododecyl group, isotetradecyl group, isohexadecyl group, isooctadecyl group, t-octyl group, t-decyl group, t-dodecyl group, t-tetradecyl group, t- hexadecyl group, t-octadecyl group and the like.
  • the linear, branched or cyclic C2-C30 alkenyl group is an alkenyl group having a carbon-carbon double bond at any one position.
  • ethenyl group 1-propenyl group, 1-butenyl group, 2-methyl-2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-methyl-1,3-butadienyl group, 1-octenyl group, 1-decenyl group, 1-tetradecenyl group, 9-hexadecenyl group, cis-9-octadecenyl group, cis, cis-9, 12-octadecadienyl group and the like.
  • the linear, branched or cyclic C7-C30 aralkyl group is a linear or branched alkyl group in which one hydrogen atom is substituted with an aryl group.
  • aryl group examples include benzyl group, 2-phenylethyl group, 4-phenylbutyl group, 3-phenylbutyl group, 5-phenylpentyl group, 6-phenylhexyl group, 8-phenyloctyl group and the like.
  • aryl group examples include a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, and a phenanthrenyl group.
  • Possible substituents for the aryl group and heterocyclic aryl group include, but are not limited to, mercapto group, hydroxyl group, halogen atom, nitro group, cyano group, carbocyclic aryl group, heterocyclic aryl group, alkylthio group.
  • arylthio group alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, sulfamoyl group, alkoxy group, aryloxy group, acyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, carbamoyloxy group, substituted or unsubstituted amino group, acylamino group, alkoxycarbonylamino group, ureido group, sulfonylamino group, sulfamoylamino group, formyl group, acyl group, carboxy group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group or silyl group.
  • the substitution position on the aromatic ring may be ortho-position, meta-position or para-position.
  • Said hydrophobic group can be used as the hydrophobic group attached to the cationic polyamino acid segment of the second block copolymer, but the hydrophobic group is preferably a t-butoxycarbonyl group, a benzoyl group, a C4 It is a group selected from the group consisting of -C18 linear, branched or cyclic alkylcarbonyl groups, benzyloxycarbonyl groups and cyclopentyloxycarbonyl groups. A benzyloxycarbonyl group or a cyclopentyloxycarbonyl group is more preferred.
  • Said hydrophobic group can be attached via a suitable linking group to the side chain amine (amino group or imidazoyl group) of the cationic amino acid that constitutes part of the cationic polyamino acid segment.
  • the bonding group via the bonding of the amino acid side chain such as the hydrophobic group and the amino group has one terminal that is a functional group that binds to the amino group or the like, and the other terminal that binds to the hydrocarbon group.
  • a linking group having a functional group can be used.
  • oxygen atom (-O-), -NH-, sulfur atom (-S-), -NH-(CH 2 )x-, -NH-(CH 2 )x-O-, -NH-(CH 2 )x-NH-, -NH-(CH 2 )x-S-, -O-(CH 2 )x-, -O-(CH 2 )x-O-, -O-(CH 2 )x-NH -, -O-(CH 2 )xS-, -CO-O-, -CO-NH-, -CO-(CH 2 )x-O-, -CO-(CH 2 )x-NH-, —CO—(CH 2 )x—S—, —CO—O—(CH 2 )x—O—, —CO—O—(CH 2 )x—NH— (the above x is each independently 1 to 10 shows an integer of.) and the like.
  • Amino acids may be either natural amino acids or non-natural amino acids.
  • Amino acids as binding groups include an aspect in which the C-terminal carbonyl group is amide bonded to the amino group of the polyamino acid chain, and the other N-terminal amino group is bonded to the hydrophobic group via an amide bond. .
  • the hydrophobic group can bind to any proportion of the cationic amino acids with respect to the total number of cationic amino acids forming part of the cationic polyamino acid segment of the second block copolymer.
  • the ratio of the number of cationic amino acids to which a hydrophobic group is bound to the total number of cationic amino acids is, as a lower limit, about 10% or more, about 20% or more, about 30% or more, about 40% or more, about 50 % or more, about 60% or more, about 70% or more, about 80% or more, about 90% or more, or even 100% of the hydrophobic groups can be attached.
  • the proportion of cationic amino acids with attached hydrophobic groups is preferably about 60% or more, more preferably about 85% or more, and even more preferably about 100%.
  • the hydrophobic group contributes to the hydrophobic property of the cationic polyamino acid segment in the second block copolymer, and the amount and rate of introduction of the hydrophobic group determine the hydrophobic property of the polyamino acid segment. .
  • the mass content (or molecular weight content) of the cationic polyamino acid segment exhibits hydrophobicity relative to the hydrophilic polymer segments in the second block copolymer, There is no particular limitation as long as the content is such that it can provide hydrophilicity-hydrophobic amphiphilicity. Therefore, the mass content of the polyamino acid segment should be appropriately determined by the mass content of the hydrophilic polymer segment.
  • the equivalent molecular weight of the cationic polyamino acid segment is preferably 1 kDa to 100 kDa as the segment equivalent average molecular weight.
  • the equivalent molecular weight of the cationic polyamino acid segment is preferably 2 kDa to 30 kDa, more preferably 4 kDa to 20 kDa as the segment equivalent average molecular weight.
  • a more specific example of the second block copolymer using a polyethylene glycol segment as the hydrophilic polymer segment is the block copolymer represented by the following formula.
  • W′ is an optionally substituted straight chain having a haloacetyl group, a maleimide group, an aziridine group, an acryloyl group, a vinylsulfone group, a pyridyl disulfide group, a TNB thiol group, or a disulfide group , a branched or cyclic alkyl group (e.g., C1-C6 alkyl group), an optionally substituted alkynyl group (e.g., C2-C6 alkynyl group), or an optionally substituted aralkyl group group (for example, a C7-C20 aralkyl group), and L is a functional group (for example, -(CH 2 ) r NH- (r represents an integer of 2 or 3)), and Aa represents lysine, ornithine, arginine, homoarginine, histidine and (N-[N-(2 -amino
  • the block copolymer represented by the following formula can be mentioned as a specific example of the second block copolymer when lysine to which a hydrophobic group is bonded is used.
  • n represents an integer of 100-500 and x represents an integer of 25-80.
  • a block copolymer represented by the following formula can be mentioned as a specific example of the second block copolymer when leucine and lysine are used as the amino acids constituting the cationic polyamino acid segment.
  • n represents an integer of 100 to 500
  • x represents an integer of 10 to 50
  • y represents an integer of 10 to 50
  • m represents an integer of 25 to 80
  • r / b is random or means block.
  • the block copolymer represented by the following formula can be mentioned as a specific example of the second block copolymer when lysine in which leucine and a hydrophobic group are bonded is used.
  • n represents an integer of 100 to 500
  • x represents an integer of 10 to 50
  • y represents an integer of 0 or 1 to 50, preferably an integer of 10 to 50
  • m represents an integer of 25 to 80 and r/b means random or block.
  • the polymeric micelle of the present invention is composed of the above-described first block copolymer and the above-described second block copolymer, and the hydrophilic polymer segments of the first and second block copolymers are preferably the same polymer component.
  • the first block copolymer and the second block copolymer are mixed, for example, in an organic solvent and then added to an aqueous buffer solution (e.g., PBS or HEPES buffer) to form the first block copolymer and the second block copolymer.
  • a polymeric micelle of the present invention can be prepared comprising:
  • the amount ratio of the first block copolymer and the second block copolymer to be mixed can be appropriately selected depending on the purpose, but the weight ratio of the second block copolymer is preferably about 5% by weight to about 80% by weight, or more. Preferably from about 10% to about 70% by weight, more preferably from about 20% to about 60% by weight.
  • the particle size (average particle size) of the polymeric micelles of the present invention is about 10 nm to about 100 nm, preferably about 30 nm to about 60 nm.
  • Micelles of such particle size can, for example, but not limited to, exert an EPR effect on tumors and can cross membranes such as the glial limiting membrane.
  • the particle size (average particle size) of particles is measured by, for example, dynamic light scattering (DLS).
  • Introduction of the drug into the polymer micelle is not limited to this, but can be performed by adding the drug in the step of mixing the first block copolymer and the second block copolymer.
  • the conditions for mixing with the drug are appropriately selected according to the type of the drug and the first and second block copolymers used. be able to.
  • Polymeric micelles loaded with drugs are also included in the present invention.
  • compositions of the present invention comprise the first and second block copolymers described above and a drug.
  • the pharmaceutical composition of the invention can be prepared by mixing the first and second block copolymers and the drug in a buffered aqueous solution.
  • nucleic acids will be described as examples of drugs, but drugs are not limited to nucleic acids.
  • the ratio of the drug to the polymeric micelle (the total amount of the first and second block copolymers) used is appropriately selected by those skilled in the art when the drug is different.
  • the administration route of the pharmaceutical composition of the present invention is preferably parenteral administration such as subcutaneous, intravenous, arterial, intranasal, ophthalmic and topical administration, and particularly preferably intravenous injection.
  • the dosage of the pharmaceutical composition is appropriately adjusted depending on the type of drug, usage, patient age, sex, health condition, pathological condition, etc.
  • the dosage of the pharmaceutical composition of the present invention is, for example, 1 It ranges from 0.01 to 1000 mg/m 2 , preferably from 0.05 to 500 mg/m 2 , more preferably from 0.1 to 250 mg/m 2 per day.
  • nucleic acid is used as a drug
  • the drug for which the polymeric micelle of the present invention can be used is not limited to nucleic acids.
  • the polyion complex composed of the polymeric micelle and nucleic acid of the present invention there is an electrostatic charge between the positive charge derived from the side chain of the cationic polyamino acid segment of the first block copolymer and the negative charge derived from the nucleic acid. interaction occurs. The sum of the amount of positive charge from the side chain of the cationic polyamino acid segment and the amount of negative charge from the nucleic acid (resulting in an electrically neutralized polyion complex), even if (resulting in an electrically non-neutralized polyion complex).
  • the affinity to the nucleic acid is required to stably maintain the structure and obtain excellent blood retention. It is desirable to select block copolymers with high molecular weight and employ long chain polyethylene glycol (PEG) segments.
  • PEG polyethylene glycol
  • the pharmaceutical composition of the present invention comprises the first and second block copolymers and the nucleic acid in a buffered aqueous solution, preferably from 1.0 to 3.0, more preferably from 1.4 to 2.5. It can be obtained by mixing to give a C/A ratio. By setting such a C/A ratio, free nucleic acids or block copolymers are reduced, and a pharmaceutical composition containing a high content of drug-introduced polymeric micelles can be obtained. In addition, by setting the C/A ratio in the range of 1.0 to 3.0, and further in the range of 1.4 to 2.5, the content of the drug-introduced polymer micelles can be increased while electrostatically binding to the nucleic acid.
  • the recapture action of free nucleic acid by the free block copolymer and the drug-introduced polymer micelle targeting the target target can be obtained. and smooth release of nucleic acid, it is possible to remarkably achieve both an improvement in retention of nucleic acid in blood and an effect of a drug.
  • the C/A ratio means [total number of cationic groups (C) in the first and second block copolymers]/[total number of anionic groups (A) in the nucleic acid].
  • the ratio of the first and second block copolymers to the nucleic acid in the pharmaceutical composition of the present invention can also be expressed as the N/P ratio.
  • the N/P ratio means [total number of cationic groups (N) in the first and second block copolymers]/[total number of phosphate groups (P) in the nucleic acid]. If the total number of anionic groups in the nucleic acid is the same as the total number of phosphate groups, the C/A and N/P ratios will be the same. When the total number of anionic groups in a nucleic acid is the sum of phosphate groups and anionic groups such as Alexafluor, the value of N/P is greater than C/A.
  • Example 1 Synthesis of mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-Ac 500 mg of MeO-PEG-NH 2 (average molecular weight: 10,000) and 952 mg of thiourea were weighed into an eggplant flask, replaced with argon, and then treated with anhydrous dimethylformamide ( Anhydrous DMF) was dissolved in 12.5 mL. 369 mg of Lys(Tfa)-NCA and 216 mg of Leu-NCA were simultaneously added to the solution and stirred at 35° C. for 18 hours.
  • Anhydrous DMF anhydrous dimethylformamide
  • reaction solution was returned to room temperature, 95 ⁇ L of acetic anhydride was added, and the mixture was stirred at 35° C. for 2 hours. Thereafter, 6.3 mL of methanol was added to the reaction solution, and the solution was added dropwise to a mixed solution of 125 mL of hexane and 62.5 mL of ethyl acetate to allow the precipitated polymer powder to settle, and then the supernatant was removed.
  • the liquid was recovered and freeze-dried to obtain 540 mg of mPEG-pLys-r-pLeu-Ac.
  • the degree of polymerization of Lys was 24, and the degree of polymerization of Leu was 24.
  • reaction solution was added dropwise to a mixed solution of 96 mL of hexane and 48 mL of ethyl acetate to allow the precipitated polymer powder to settle, and then the supernatant was removed.
  • a mixed solution of 72 mL of hexane and 72 mL of ethyl acetate was added to the polymer powder and stirred. After allowing the precipitated polymer powder to settle, the supernatant was removed. This operation was repeated twice, and finally the polymer powder was filtered under reduced pressure and then dried under reduced pressure to obtain 740 mg of Maleimide-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Ac. Analysis of the resulting polymer by 1 H-NMR revealed that the degree of polymerization of Lys (Z) was 23, the degree of polymerization of Leu was 25, and the maleimide introduction rate was 100%.
  • ASO solution control: comparative example
  • Powdered ASO was dissolved in 8 mM PB (pH 7.4) solution containing 10% refined sucrose to obtain a 1 mg/mL solution, which was used as a control.
  • Animal Experiment The micelle solution or ASO solution prepared as described above was administered to mice via the tail vein at an ASO amount of 5 mg/kg. After 24 hours, blood and brain were collected and each ASO was quantified.
  • FIG. 1 The results of ASO concentrations in the brain are shown in FIG. 1, and the results of ASO concentrations in plasma are shown in FIG. FIG. 3 shows the ratio of brain ASO concentration to blood ASO concentration.
  • Example 2 A block polymer constituting a polymeric micelle was prepared as follows. (1) Synthesis of mPEG-pLys(Tfa)-Ac(10K-40) 300 mg of MeO-PEG-NH 2 (average molecular weight: 10,000) was weighed into an eggplant flask, and after purging with argon, anhydrous dimethylformamide (anhydrous DMF ) was dissolved in 3 mL. 338 mg of Lys(Tfa)-NCA was added to the solution and stirred at 40° C. for 20 hours. After the reaction, the reaction solution was returned to room temperature, 57 ⁇ L of acetic anhydride was added to the solution, and the mixture was stirred at 40° C. for 6 hours.
  • anhydrous dimethylformamide anhydrous DMF
  • distilled water was used as an external liquid, and the reaction liquid was put into a dialysis membrane having a molecular weight cut off of 6000 to 8000 and dialyzed (external liquid exchanged every 2 hours). After 4 times of exchanging the external solution and 8 hours or more from the start of dialysis, the solution was recovered and freeze-dried to obtain 570 mg of mPEG-pLys(Tfa)-Ac. Analysis of the resulting polymer by 1 H-NMR revealed that the degree of polymerization of Lys(Tfa) was 40.
  • reaction solution was returned to room temperature, and the reaction solution was added dropwise to a mixed solution of 100 mL of hexane and 50 mL of ethyl acetate to allow the precipitated polymer powder to settle, and then the supernatant was removed. Then, a mixed solution of 75 mL of hexane and 75 mL of ethyl acetate was added to settle the precipitated polymer powder, and then the supernatant was removed. This operation was repeated twice, and finally the polymer powder was filtered under reduced pressure and then dried under reduced pressure to obtain 1,900 mg of mPEG-pLys(Tfa)-r-pLysZ-Ac. When the obtained polymer was analyzed by 1 H-NMR, the degree of polymerization of Lys(Tfa) was 20, and the degree of polymerization of Lys(Z) was 20.
  • a block polymer constituting the polymeric micelle of the present invention was prepared as follows. (1) Synthesis of mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu50%-H (10K-20-20) 1,300 mg of MeO-PEG-NH 2 (average molecular weight: 10,000) was weighed into an eggplant flask and After substitution, it was dissolved in 32.5 mL of anhydrous dimethylformamide (anhydrous DMF). 767.0 mg of Lys(Tfa)-NCA and 449.5 mg of Leu-NCA were simultaneously added to the solution and stirred at 35° C. for 18 hours.
  • the reaction solution was returned to room temperature, the reaction solution was added dropwise to a mixed solution of 300 mL of hexane and 150 mL of ethyl acetate, the precipitated polymer powder was allowed to settle, and then the supernatant was removed. Then, a mixed solution of 225 mL of hexane and 225 mL of ethyl acetate was added to settle the precipitated polymer powder, and then the supernatant was removed. This operation was repeated twice, and finally the polymer powder was filtered under reduced pressure and then dried under reduced pressure to obtain 2,128 mg of mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-H. When the obtained polymer was analyzed by 1 H-NMR, the degree of polymerization of Lys (Tfa) was 21, and the degree of polymerization of Leu was 21.
  • reaction solution was returned to room temperature, and the reaction solution was added dropwise to a mixed solution of 100 mL of hexane and 50 mL of ethyl acetate to allow the precipitated polymer powder to settle, and then the supernatant was removed. Then, a mixed solution of 125 mL of hexane and 125 mL of ethyl acetate was added to settle the precipitated polymer powder, and then the supernatant was removed. This operation was repeated twice, and finally the polymer powder was filtered under reduced pressure and then dried under reduced pressure to obtain 793 mg of mPEG-pOrn(Tfa)-r-pLeu-Ac. When the obtained polymer was analyzed by 1H-NMR, the degree of polymerization of Orn (Tfa) was 21, and the degree of polymerization of Leu was 20.
  • reaction solution was added dropwise to a mixed solution of 67 mL of hexane and 33 mL of ethyl acetate to allow the precipitated polymer powder to settle, and then the supernatant was removed. Then, a mixed solution of 50 mL of hexane and 50 mL of ethyl acetate was added to settle the precipitated polymer powder, and then the supernatant was removed. This operation was repeated twice, and finally the polymer powder was filtered under reduced pressure and then dried under reduced pressure to obtain 1,006 mg of BocNH-PEG-pLys(Z)-Ac. When the obtained polymer was analyzed by 1H-NMR, the degree of polymerization of Lys(Z) was 42.
  • reaction solution was added dropwise to a mixed solution of 100 mL of hexane and 50 mL of ethyl acetate to allow the precipitated polymer powder to settle, and then the supernatant was removed.
  • a mixture of 75 mL of hexane and 75 mL of ethyl acetate was added to the polymer powder and stirred. After allowing the precipitated polymer powder to settle, the supernatant was removed. This operation was repeated twice, and finally the polymer powder was filtered under reduced pressure and then dried under reduced pressure to obtain 906 mg of Maleimide-PEG-pLys(Z)-Ac.
  • Analysis of the resulting polymer by 1 H-NMR revealed that the degree of polymerization of Lys (Z) was 42 and the maleimide introduction rate was 100%.
  • micelles containing ASO were prepared as follows.
  • the mixing ratio (cation/anion ratio: C/A) was set to 2.0.
  • (5) to (8) are examples using the polymer micelle of the present invention.
  • concentration was performed once by ultrafiltration using a centrifuge (fractional molecular weight: 100,000,430 G, stirring every 5 minutes). Finally, after adjusting the total amount to 500 ⁇ L (0.5 g) with the concentrated solution, 100 ⁇ L of 50% sucrose solution, and 10 mM PB (pH 7.4), it was passed through a 0.22 ⁇ m membrane filter to prepare a micelle solution.
  • the micelle prepared above was diluted 10-fold with 10 mM PB (pH 7.4), and 50 ⁇ L of the sample was left to stand at room temperature for 10 minutes or longer. and polydispersity index (PDI) were measured. The results are shown in FIG.
  • the polymeric micelles of the present invention exhibited good particle size (nm) and polydispersity.
  • ASO content in the micelles prepared in (1) to (7) above was measured using Shimadzu HPLC Prominence and a column: IMTAKT Cadenza CW-C18MF (2 mm x 50 mm, 3 ⁇ m, P/N: CW022F). and mobile phase A: 15 mmol/L TEA, 400 mmol/L HFIP in Water and mobile phase B: 15 mmol/L TEA, 400 mmol/L HFIP in Methanol.
  • the results are shown in FIG.
  • the micelles of the present invention exhibited excellent ASO loading efficiency.
  • ASO Animal Experiment: Quantification of ASO in Plasma
  • the micelle solution containing ASO prepared in (1) to (7) above was administered to mice via the tail vein as an ASO amount of 10 mg/kg. After 1 hour, blood was collected. The collected blood was centrifuged (4° C., 1500 ⁇ g, 10 minutes), and the supernatant was collected as plasma.
  • an ASO solution naked ASO
  • Powdered ASO was dissolved in a 10% sucrose solution in 8 mM PB (pH 7.4) to give a 2 mg/mL solution.
  • FIG. 6 shows the amount of ASO in plasma
  • FIG. 7 shows the amount of ASO in plasma per dose of polymer.
  • the present invention provides polymeric micelles that can efficiently deliver drugs to the target brain.
  • the present invention is also useful as a carrier for drugs to the brain.

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Abstract

本発明は、脳への薬物の送達を効率良く行うための薬物送達システムを提供することを目的とする。本発明により、親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる薬物に結合可能な第一のブロックコポリマーと、親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる標的に結合するリガンドに結合可能な第二のブロックコポリマーとからなる高分子ミセルであって、前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントである高分子ミセルが提供される。

Description

新規ブロックコポリマーを含む高分子ミセル
 本発明は、新規なブロックコポリマーを含む高分子ミセルに関する。本発明はまた、該高分子ミセルを含む医薬組成物に関する。
 一般に、経口や静脈内注射によって薬物を全身投与すると、標的の器官や組織に薬物が送達されるだけでなく、正常組織を初めとする標的としていない器官や組織にも薬物が送達される。この結果、薬物投与による副作用が問題となる。また、全身投与の場合、標的の器官や組織への送達率が悪く、十分な薬効を発揮する量の薬物を標的の器官や組織に集積されることが難しい場合がある。そのため、副作用の低減を目的とし、かつ標的の器官や組織に効率的に薬物を選択的に輸送する薬物送達システム(DDS)の開発が望まれている。
 薬物送達技術においては、疾患部位の細胞特異的に、薬物が取り込まれることが重要である。特に脳への薬物の送達を目的とする場合は、脳には血液脳関門(Blood Brain Barrier; BBB)が存在することから、薬物を経口投与や注射などにより投与した場合、他の臓器に比べて有効濃度が得られにくいという問題がある。一方、有効な脳内濃度を確保するために大量投与すると、末梢血液中に大過剰の薬物を注入することになり、腎障害や肝障害などの副作用の問題が生じる。
 脳への選択的薬物輸送のシステムとして多くの報告がなされている。例えば、脂溶性が高い物質ほど血液脳関門を通過しやすいという脳の血管内皮細胞の性質を利用した、薬物そのものに脂溶性の化学修飾を行い脳移行性の増大をはかる輸送システムが報告されている。しかし、かかる輸送システムは、直接細胞膜を透過させるため薬物の脳移行性は十分ではない。
 また、脳血管内皮細胞に発現している膜表面タンパク質を標的とする輸送システムが報告されている。脳は細胞間隙からの物質の浸透がないため、血液中のアミノ酸や糖分は血液脳関門上に発現するトランスポーターに結合して脳内に特異的に運搬される。そこで、トランスポーターと呼ばれるタンパク質の機能を利用して脳内に薬物を取り込ませるシステムが提案されている。例えば、特許文献1を挙げることができ、そこではグルコーストランスポーター1が利用されている。
 核酸医薬は、細胞内の様々な遺伝子を制御し得ることから、これまで治療困難とされてきた癌、遺伝性疾患等の種々の疾患への適用が強く期待されている。その一方で、核酸医薬は、核酸分子自体の生体内での安定性が低いことから、標的細胞への適切な送達技術を必要とする。
 親水性ポリマーセグメントと疎水性ポリマーセグメントとを有するブロックコポリマーは、水性溶媒中で、親水性ポリマーセグメントのシェルと疎水性ポリマーセグメントのコアからなるミセルを形成する。このようなミセルは、コア部分に疎水性薬物を封入可能なことから、核酸等の薬物送達のキャリアとして注目されている。該ブロックコポリマーを用い、核酸とブロックコポリマーとに静電的相互作用を介した複合体(ポリイオンコンプレックス)を形成させる技術が提案されている(例えば、特許文献2、非特許文献1および2)。
 また、親水性ポリマー鎖ブロックと、側鎖の一部に疎水性基が導入されたカチオン性ポリアミノ酸鎖ブロックを含んでなるブロック共重合体ならびに該共重合体と核酸分子から形成されるミセル型粒子が提案されている(特許文献3)。
 また、薬物内包アクティブターゲット型高分子ミセルが提案されている。そこでは、標的結合部位を有するポリマーユニットと、薬物を有し標的結合部位を有さないポリマーユニットとを含む高分子ミセルが開示されている(特許文献4)。しかしながら、この技術では薬物をポリマーに結合しているので適用範囲が限られる。また、疎水性ポリマーセグメントのポリアミノ酸鎖がポリグルタミン酸とポリアスパラギン酸構造を用いているため、標的とする組織に制限がある。
WO2015/75942 WO2013/162041 WO2009/113645 WO2010/013836
David Ulkoski ら、Macromol. Biosci. 2018, 18, 1800108 David Ulkoski ら、Macromol. Biosci. 2018, 18, 1800109
 本発明の目的は、脳への薬物の送達を効率良く行うための薬物送達システムを提供することである。特には、本発明は、脳への薬物の送達に用いることができる高分子ミセルを提供することである。
 本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、薬物に結合可能な、特定の組成からなる第一のブロックコポリマーと、標的に結合するリガンドに結合可能な、特定の組成からなる第二のブロックコポリマーからなる高分子ミセルが、脳への薬物の送達を効率良く達成できることを見いだし、本発明を完成した。本発明は以下の態様を含む。
[1] 親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、薬物に結合可能な第一のブロックコポリマーと、
 親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、標的に結合するリガンドに結合可能な第二のブロックコポリマーとからなる高分子ミセルであって、
 前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよび(N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide)(Asp(DET))からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上、およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであり、
 前記第二のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、(i)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上からなるポリアミノ酸セグメントであって、該少なくとも1種以上のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合したポリアミノ酸セグメント、または、(ii)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであって、場合により、該少なくとも1種以上のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合してもよいポリアミノ酸セグメント、のいずれかであって、
 前記第二のブロックコポリマーは、親水性ポリマーセグメントの末端にて前記リガンドに結合することを特徴とする、高分子ミセル。
[2] 前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントに含まれるカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基を結合している、上記[1]に記載の高分子ミセル。
[3] 前記第一のブロックコポリマーが結合する薬物が核酸である、上記[1]に記載の高分子ミセル。
[4] 前記第一のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシンおよびロイシンからなるカチオン性ポリアミノ酸セグメントである、上記[1]~[3]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[5] 前記第二のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上(好ましくはリシン)からなるカチオン性ポリアミノ酸セグメント、またはリシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上(好ましくはリシン)およびロイシンからなるカチオン性ポリアミノ酸セグメントである、上記[1]~[4]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[6] 前記疎水性基は、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、C4~C18の直鎖状、分岐状または環状のアルキルカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基およびシクロペンチルオキシカルボニル基からなる群より選ばれる基である上記[1]~[5]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[7] 前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、約10~約80%(好ましくは約20~約60%、より好ましくは約20~約50%)の範囲内である、上記[1]~[6]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[8] 前記第二のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上(好ましくはリシン)およびロイシンからなるカチオン性ポリアミノ酸セグメントであって、該カチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、約10~約80%(好ましくは約20~約60%、より好ましくは約20~約50%)の範囲内である、上記[1]~[7]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[9] 高分子ミセルの粒子径は、約10nm~約100nm(好ましくは、約30nm~約60nm)である、上記[1]~[8]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[10] 前記第一のブロックコポリマーおよび前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントが、ポリエチレングリコールセグメントである、上記[1]~[9]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[11] 前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントは、その末端にスルフヒドリル反応性基を有する親水性ポリマーセグメントである上記[1]~[10]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[12] 前記スルフヒドリル反応性基は、ハロアセチル基、マレイミド基、アジリジン基、アクリロイル基、ビニルスルホン基、ピリジルジスルフィド基、TNBチオール基、およびジスルフィド基からなる群より選ばれる基(好ましくは、マレイミド基)である上記[11]に記載の高分子ミセル。
[13] さらに、リガンドが前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントの末端に結合している上記[1]~[12]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[14] 前記リガンドは、チオエーテル結合またはアミド結合によって前記親水性ポリマーセグメントの末端に結合している上記[13]に記載の高分子ミセル。
[15] 前記リガンドは、タンパク質(好ましくは、抗体または抗体断片)、ペプチド、核酸および糖鎖からなる群より選ばれる、上記[13]または[14]に記載の高分子ミセル。
[16] 前記薬物は脳内に送達されることを特徴とする上記[1]~[15]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[17] 前記標的は、脳微小血管内皮細胞に存在するタンパク質(好ましくは、トランスフェリン受容体、グルコーストランスポーター1、インスリン受容体、レプチン受容体、低比重リポタンパク質受容体、低比重リポタンパク質受容体関連タンパク質、アミノ酸トランスポーター補助サブユニット、膜貫通型へパラン硫酸プロテオグリカン、L型アミノ酸トランスポーター1、L型アミノ酸トランスポーター2、ヒスチジントランスポーター1、グルタチオントランスポーター、またはペプチドトランスポーター2)である、上記[1]~[16]のいずれか一つに記載の高分子ミセル。
[18] 上記[1]~[17]のいずれか一つに記載の高分子ミセルと薬物からなる医薬組成物。
[19] 前記薬物は、核酸、タンパク質、ペプチド、低分子および中分子からなる群より選ばれる薬物である上記[18]に記載の医薬組成物。
[20] 親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、薬物に結合可能な第一のブロックコポリマーと、親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、標的に結合するリガンドに結合可能な第二のブロックコポリマーとからなる高分子ミセルを調製するための、第一のブロックコポリマーと第二のブロックコポリマーとを分けた状態で含む組合せ物であって、
 前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上、およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであり、
 前記第二のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、(i)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上からなるポリアミノ酸セグメントであって、該少なくとも1種以上のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合したポリアミノ酸セグメント、または、(ii)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであって、場合により、該少なくとも1種のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合してもよいポリアミノ酸セグメント、のいずれかであって、
 前記第二のブロックコポリマーは、親水性ポリマーセグメントの末端にて前記リガンドに結合することを特徴とする、組合せ物。
[21] 前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントに含まれるカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基を結合している、上記[20]に記載の組合せ物。
[22] 前記第一のブロックコポリマーが結合する薬物が核酸である、上記[20]に記載の組合せ物。
[23] 前記第一のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシンおよびロイシンからなるカチオン性ポリアミノ酸セグメントであって、前記第二のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、(i)リシンからなるポリアミノ酸セグメントまたは(ii)リシンおよびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントのいずれかである、上記[20]~[22]のいずれか一つに記載の組合せ物。
[24] 前記疎水性基は、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、C4~C18の直鎖状、分岐状または環状のアルキルカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基およびシクロペンチルオキシカルボニル基からなる群より選ばれる基である上記[20]~[23]のいずれか一つに記載の組合せ物。
[25] 前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、約10~約80%(好ましくは約20~約60%、より好ましくは約20~約50%)の範囲内であり、前記第二のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、0~約80%(好ましくは約10~約80%。より好ましくは約20~約60%、さらに好ましくは約20~約50%)の範囲内である、上記[20]~[24]のいずれか一つに記載の組合せ物。
[26] 前記第一のブロックコポリマーおよび前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントが、ポリエチレングリコールセグメントである、上記[20]~[25]のいずれか一つに記載の組合せ物。
[27] 前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントは、その末端に、スルフヒドリル反応性基(好ましくは、ハロアセチル基、マレイミド基、アジリジン基、アクリロイル基、ビニルスルホン基、ピリジルジスルフィド基、TNBチオール基、およびジスルフィド基からなる群より選ばれる基、より好ましくは、マレイミド基)を有する親水性ポリマーセグメントである上記[20]~[26]のいずれか一つに記載の組合せ物。
[28] 前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントの末端にさらにリガンド(好ましくは、タンパク質(好ましくは、抗体または抗体断片)、ペプチド、核酸または糖鎖)が結合している上記[20]~[27]のいずれか一つに記載の組合せ物。
[29] 親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、薬物に結合可能な第一のブロックコポリマーと、親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、標的に結合するリガンドに結合可能な第二のブロックコポリマーとからなる高分子ミセルを調製方法であって、
 リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上、およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントを前記カチオン性ポリアミノ酸セグメントとして含む前記第一のブロックコポリマーと、
 (i)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上からなるポリアミノ酸セグメントであって、該少なくとも1種以上のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合したポリアミノ酸セグメント、または、(ii)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであって、場合により、該少なくとも1種のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合してもよいポリアミノ酸セグメント、のいずれかを前記カチオン性ポリアミノ酸セグメントとして含む前記第二のブロックコポリマーとを混合することにより前記高分子ミセルを調製する方法。
[30] 前記第一のブロックコポリマーのカチオン性アミノ酸はその少なくとも一部はその側鎖に疎水性基を結合している、上記[29]に記載の方法。
[31] 前記第一のブロックコポリマーと前記第二のブロックコポリマーとをさらに薬剤である核酸と混合することにより、核酸を含む高分子ミセルを調製する、上記[29]に記載の方法。
[32] 前記第一のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシンおよびロイシンからなるカチオン性ポリアミノ酸セグメントであり、前記第二のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、(i)リシンからなるポリアミノ酸セグメントまたは(ii)リシンおよびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントのいずれかである、上記[29]~[31]のいずれか一つに記載の方法。
[33] 前記疎水性基は、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、C4~C18の直鎖状、分岐状または環状のアルキルカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基およびシクロペンチルオキシカルボニル基からなる群より選ばれる基である上記[29]~[32]のいずれか一つに記載の方法。
[34] 前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、約10~約80%(好ましくは約20~約60%、より好ましくは約20~約50%)の範囲内であり、前記第二のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、0~約80%(好ましくは約10~約80%、より好ましくは約20~約60%、さらに好ましくは約20~約50%)の範囲内である、上記[29]~[33]のいずれか一つに記載の方法。
[35] 前記第一のブロックコポリマーおよび前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントが、ポリエチレングリコールセグメントである、上記[29]~[34]のいずれか一つに記載の方法。
 本発明により、脳への薬物の送達に用いることができる高分子ミセルが提供される。
本発明の高分子ミセルを用いて調製したASO(ASOミセル)をマウスの尾静脈からASO量として5mg/kg投与した24時間後の、脳におけるASOを定量した結果である。ASO単独は比較例である。データは平均値を表し、ポイント(逆三角および黒丸)は個々の対象(マウス)におけるデータを示す。 本発明の高分子ミセルを用いて調製したASO(ASOミセル)をマウスの尾静脈からASO量として5mg/kg投与した24時間後の、血漿中におけるASOを定量した結果である。ASO単独は比較例である。データは平均値を表し、ポイント(逆三角および黒丸)は個々の対象(マウス)におけるデータを示す。 脳内ASO濃度と血中ASO濃度の比を示した結果である。データは平均値を表し、逆三角および黒丸は個々の対象におけるデータを示す。 本発明の高分子ミセルを用いて調製したASO(ASOミセル)の粒子径(nm)及び多分散度を示している。 本発明の高分子ミセルを用いて調製したASO(ASOミセル)におけるASO充填率を定量した結果である。 本発明の高分子ミセルを用いて調製したASO(ASOミセル)をマウスの尾静脈からASO量として10mg/kg投与した1時間後の、血漿中におけるASOを定量した結果である。図は、血漿中のASO量を示している。 本発明の高分子ミセルを用いて調製したASO(ASOミセル)をマウスの尾静脈からASO量として10mg/kg投与した1時間後の、血漿中におけるASOを定量した結果である。図は、ポリマー投与量当たりの血漿中のASO量を示している。
 以下、本発明を、例示的な実施態様を例として、本発明の実施において使用することができる好ましい方法および材料とともに説明するが、本発明は以下に記載の態様に限定されるものではない。なお、文中で特に断らない限り、本明細書で用いる全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者に一般に理解されるのと同じ意味をもつ。また、本明細書に記載されたものと同等または同様の任意の材料および方法は、本発明の実施において同様に使用することができる。また、本発明に関連して本明細書中で引用される全ての刊行物および特許は、例えば、本発明で使用できる方法や材料その他を示すものとして、本明細書中に引用されそして本明細書の一部を構成するものである。
 本明細書において、数値範囲を示す「A~B」の記載は、端点であるAおよびBを含む数値範囲を意味する。また、「AないしB」についても同様である。また本明細書において、「約」とは、±10%を許容する意味で用いる。本明細書において「リガンド」と言った場合、前後の文脈から別の意味を示すことが明らかである場合を除いて「標的に結合するリガンド」と同じ意味である。また、「標的に結合するリガンド」とは、標的を指向するリガンドを意味し、標的に特定の結合定数以上で結合することは要求されない。
1.高分子ミセル
 本発明の高分子ミセルの一つの態様は、薬物に結合可能なブロックコポリマー(第一のブロックコポリマー)と、標的に結合するリガンドに結合可能なブロックコポリマー(第二のブロックコポリマー)とから構成される高分子ミセルである。
 本発明の高分子ミセルの他の一つの態様は、薬物に結合可能なブロックコポリマー(第一のブロックコポリマー)と、標的に結合するリガンドが結合したブロックコポリマー(第二のブロックコポリマーまたはリガンドが結合した第二のブロックコポリマーという。以下、明細書中において、「第二のブロックコポリマー」と言った場合、リガンドが結合していない状態または結合した状態のいずれを指すか前後の文脈から明らかな場合はそのいずれかを、それ以外の場合は、両者を含む意味で用いられる。)とから構成される高分子ミセルである。
 本発明の別の一つの態様は、薬物が結合したブロックコポリマー(薬物が結合した第一のブロックコポリマー)と、標的に結合するリガンドが結合したブロックコポリマー(リガンドが結合した第二のブロックコポリマー)から構成される薬物含有高分子ミセルである。
 本発明のさらに別の一つの態様は、薬物が結合したブロックコポリマー(薬物が結合した第一のブロックコポリマー)と、標的に結合するリガンドに結合可能なブロックコポリマー(第二のブロックコポリマー)から構成される薬物含有高分子ミセルである。
 本発明の高分子ミセルは、薬物を、第一のブロックコポリマーに、化学結合または物理的取り込みにより安定に結合させることができるので、薬物キャリアとして利用できる。
 本発明の高分子ミセルはまた、第二のブロックコポリマーに、標的に結合するリガンドを化学的に結合することができ、かかる高分子ミセルは、薬物を標的に効率的に送達する薬物キャリアとして利用できる。
2.第一のブロックコポリマー
 本発明の高分子ミセルの第一のブロックコポリマー(以下、単に本発明の第一のブロックコポリマーという場合がある)は、親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントとが連結したブロックコポリマーであって、薬物に結合可能なブロックコポリマーである。
 本発明の第一のブロックコポリマーは、親水性ポリマーセグメント(好ましくは、ポリエチレングリコールセグメント)と疎水性基を有していてもよいカチオン性ポリアミノ酸セグメントとが適当な連結基を介して結合したブロックコポリマーであり、親水性-疎水性の両親媒性ブロックコポリマーでありうる。
2-1.親水性ポリマーセグメント
 本発明の第一のブロックコポリマーの一部である親水性ポリマーセグメントは、好ましくは非電荷親水性ポリマーセグメントである。親水性ポリマーセグメントを構成するポリマーとしては、これに限定されないが、例えば、ポリアルキレングリコール(例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール)、ポリ(2-オキサゾリン)、ポリサッカライド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリ(2-メタクロイルオキシエチルホスホリルコリン)、ポリ(N-(2-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド)(PHPMA)およびそれらの誘導体等が挙げられる。中でも、ポリアルキレングリコール、ポリ(2-オキサゾリン)が好ましく、ポリアルキレングリコールがより好ましい。ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコールのコポリマー等が挙げられ、ポリエチレングリコール(PEG)が特に好ましい。親水性ポリマーセグメントは、直鎖状であってもよく、また分岐鎖状であってもよい。
 親水性ポリマーセグメントとは、比較的親水性の高いポリマーセグメントを意味し、例えば、logP値によって規定することができる。logP値は、オクタノール/水分配係数(Pow)の対数値であり、広範囲の化合物に対し、その親水性または疎水性を特徴づけることのできるパラメーターである。これに限定されないが、例えば、logP値がマイナス側、好ましくは-10よりマイナス側にあるポリマーセグメントを挙げることができる。
 親水性ポリマーセグメントは、1種の繰り返し単位を有するポリマーであってもよく、2種以上の繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。親水性ポリマーセグメントを構成するポリマーにおけるモノマー単位の繰り返し数(分岐鎖の場合は、各鎖における繰り返し数)は、例えば、10個以上、20個以上、50個以上、または100個以上であってよい。また、親水性ポリマーセグメントにおける繰り返し単位数は、例えば、10,000個以下、2,000個以下、1,000個以下、700個以下、または500個以下であってよい。親水性ポリマーセグメントの分子質量は、例えば、0.5kDa以上、1kDa以上、2kDa以上、または4kD以上であってよい。また、親水性ポリマーセグメントの分子質量は、例えば、400kDa以下、100kDa以下、50kDa以下、30kDa以下、または20kDa以下であってよい。
 以下、好ましい態様である、第一のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメントがポリエチレングリコール鎖からなる場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
 本発明の第一のブロックコポリマーにおけるポリエチレングリコール鎖からなる親水性ポリマーセグメント(以下、「ポリエチレングリコールセグメント」という)は、エチレンオキシ基(CHCHO)単位の繰り返し構造を有するセグメントである。好ましくはエチレンオキシ基単位の繰り返し数が45~1200ユニット、好ましくは50~1000ユニット、より好ましくは100~700ユニット、さらに好ましくは100~500ユニットである。エチレンオキシ基単位繰り返し数は、45ユニット未満の場合、得られるブロックコポリマーが十分な水溶性を具備しない可能性が高くなるほか、所望の体内動態を発揮しない可能性があり、また、1200ユニットを超える場合、疎水性ポリマーであるカチオン性ポリアミノ酸セグメントの相対的含有量が低くなるため、所望の自己会合性物性が得られず、これに伴う体内動態を発揮できない可能性がある。
 エチレンオキシ基単位繰り返し数が45~1200ユニットの場合、ポリエチレングリコールセグメントの分子量は約2.0kDa~約50kDaであり、100~700ユニットの場合、分子量は約4.5kDa~約30kDa、100~500ユニットの場合、分子量は約4.5kDa~約20kDaである。
 なお、本発明で用いるポリエチレングリコールセグメントの分子量とは、本発明のブロック共重合体を調製する際において、用いるポリエチレングリコールセグメント構造化合物の、ポリエチレングリコール標準品を基準としたGPC法により測定されるピークトップ分子量または飛行時間型質量分析法(TOFMAS)により測定されるピークトップ分子量である。
 第一のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメント(好ましくはポリエチレングリコールセグメント)の一方の末端基は、特に限定されるものではなく、水素原子、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基(例えば、C1~C6アルキル基)、置換基を有していてもよいアルキニル基(例えば、C2~C6アルキニル基)、置換基を有していてもよいアラルキル基(例えば、C7~C20アラルキル基)等を挙げることができる。
 置換基を有してもよい直鎖状のC1~C6アルキル基とは、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-へキシル基等を挙げることができる。置換基を有していてもよい分岐鎖状のC1~C6アルキル基としては、例えばイソプロピル基、イソブチル基、t-ブチル基、イソペンチル基、2-メチルブチル基、ネオペンチル基、1-エチルプロピル基、4-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、1-メチルペンチル基、3,3-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、1,1-ジメチルブチル基、1,2-ジメチルブチル基、1,3-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、2-エチルブチル基等が挙げられる。置換基を有していてもよい環状のC1~C6アルキル基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
 置換基を有していてもよいC2~C6アルキニル基とは、例えば、2-プロピニル、3-ブチニル基、4-ペンチニル基、5-ヘキシニル基等が挙げられる。置換基を有していてもよいC7~C20アラルキル基とは、いずれか1カ所の水素原子がアリール基で置換されている直鎖または分岐鎖アルキル基である。例えば、ベンジル基、2-フェニルエチル基、4-フェニルブチル基、3-フェニルブチル基、5-フェニルペンチル基、6-フェニルへキシル基、8-フェニルオクチル基等が挙げられる。好ましくはベンジル基、4-フェニルブチル基、8-フェニルオクチル基である。
 置換基とは、例えば、チオール基、水酸基、ハロゲノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキルチオ基、炭素環もしくは複素環アリール基、アリールチオ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、スルファモイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、置換または無置換アミノ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、ウレイド基、スルホニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基またはシリル基等を挙げることができる。
 第一のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメント(好ましくはポリエチレングリコールセグメント)のもう一方の末端基は、カチオン性ポリアミノ酸セグメントと結合するための連結基であり得る。連結基は、2つのセグメントを化学結合により連結する基であれば、特に限定されるものではなく、親水性ポリマーセグメントの末端基およびカチオン性ポリアミノ酸セグメントの末端基、のそれぞれと結合できる官能基を具備した連結基であればよい。例えば、末端基に結合官能基を有するC1~6アルキレン基を挙げることができる。親水性ポリマーセグメント(例えばポリエチレングリコールセグメント)との結合様式は、ポリオキシエチレン基(CHCHO)の末端酸素原子によるエーテル結合が好ましく、カチオン性ポリアミノ酸セグメントとの結合様式はアミド結合またはエステル結合が好ましい。好ましい連結基は、-(CH)r-NH-、-NHCHCHNH-、-NHCHCHCHNH-、-COCHCH-NH-、-CO-、-OCO-(CH)r-CO-、-NHCO-(CH)r-CO-、または-(CH)r-CO-(rはいずれも1~6の整数)である。-(CH)r-は、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、ブチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられ、特に、エチレン基、トリメチレン基、n-プロピレン基が好ましい。-(CH)r-は置換基を有していてもよく、置換基としては、水酸基、ハロゲノ基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルコキシ基、アリール基等が挙げられる。前記連結基は、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの末端に応じて適宜選択できる。
 本発明の第一のブロックコポリマーにおいて、親水性ポリマーセグメント(好ましくはポリエチレングリコールセグメント)の質量含有率(または分子量含有率)は、30質量%以上で90質量%以下が好ましく、40質量%以上で80質量%以下がさらに好ましく、50重量%以上で80重量%以下がより好ましい。親水性ポリマーセグメントの質量含有率が30質量%より少ない場合、水溶性が著しく低下してしまい水溶液中で自己会合によるミセル粒子を形成できない懸念がある。一方、親水性ポリマーセグメントの質量含有率が90質量%より多い場合、自己会合性を担うポリアミノ酸セグメントの構成が少なくなるため疎水性相互作用に基づくミセル形成性が低下してしまう懸念がある。キャリアとしての機能を発揮すると共に、結合した薬物を標的に輸送する効果を得るために、第一のブロックコポリマーは親水性ポリマーセグメントの質量含有率を特定の範囲に設定することが好ましい。
2-2.カチオン性ポリアミノ酸セグメント
 本発明の第一のブロックコポリマーにおいて、カチオン性ポリアミノ酸セグメント(以下、単にポリアミノ酸セグメントという場合がある。)は、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよび(N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide)(Asp(DET))からなる群より選ばれる1種以上のカチオン性アミノ酸、およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであり、構成アミノ酸として特定の2種以上のアミノ酸が重合しており、そのうち一つが少なくともロイシンであること特徴とする。カチオン性ポリアミノ酸セグメント中のカチオン性アミノ酸およびロイシンの重合は、ランダムであってもよく、ブロックであってもよい。ポリアミノ酸セグメントは、直鎖状ポリアミノ酸セグメントであってもよく、側鎖を介した分岐型構造のセグメントであってもよい。
 上記カチオン性ポリアミノ酸セグメントを構成する全アミノ酸残基数に対する、ロイシン残基の割合(ロイシンの残基数/全アミノ酸残基数x100)は、下限は、約20%、好ましくは約25%、より好ましくは約30%、さらに好ましくは約40%であり、一方、上限は、約80%、好ましくは約75%、より好ましくは約70%、さらに好ましくは約60%である。本発明のミセルは、第一のブロックコポリマー中のカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおいて、疎水性であるロイシンを含むので、他の疎水性基を含まなくとも、薬物として核酸を内包できる。
 カチオン性ポリアミノ酸セグメントの中のアミノ酸数は、15~100であり得、好ましくは15~80、より好ましくは20~70、さらに好ましくは20~60であり得る。
 カチオン性ポリアミノ酸セグメントの一方の末端は、前述の親水性ポリマーセグメントと結合している。親水性ポリマーセグメントと結合するカチオン性ポリアミノ酸セグメントの末端は、N末端またはC末端のいずれでもよいが、両者の結合はアミド結合が好ましい。そして、もう一方の末端基は、N末端基またはC末端基であってもよく、無保護の遊離アミノ基または遊離カルボン酸、ならびにそれらの塩であってもよく、あるいは、N末端基またはC末端基の適当な修飾体であってもよい。好ましくは、N末端基またはC末端基の修飾体である。
 N末端基の修飾体としては、アシルアミド型修飾体、アルコキシカルボニルアミド型修飾体(ウレタン型修飾体)、アルキルアミノカルボニルアミド型修飾体(ウレア型修飾体)等を挙げることができる。一方、C末端基の修飾体としては、エステル型修飾体、アミド型修飾体、チオエステル型修飾体が挙げられる。
 N末端基またはC末端基の修飾基は、特に限定されず任意の修飾基であってよい。例えば、好ましくは、N末端基またはC末端基に結合する適当な結合基を介して結合した、置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~18の芳香族基、置換基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキル基等を挙げることができる。前記置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキル基の例は、例えば、親水性ポリマーセグメントの末端基として記載したものを挙げることができる。置換基を有していてもよい炭素数6~18の芳香族基の例は、フェニル基、ピリジル基、ナフチル基等が挙げられる。
 N末端基またはC末端基の修飾基はまた、標識物質、例えば、色素や蛍光分子であってもよい。蛍光分子としては、これに限定されないが、例えば、rodamine、Cy3、Cy5、Alexa Fluorを挙げることができる。
 本発明の第一のブロックコポリマーにおいて、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの構成アミノ酸の一部であるリシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)から選ばれるカチオン性アミノ酸は、その側鎖に疎水性基を結合してもよい。疎水性基としては、これに限定されないが、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、および複素環アリール基からなる群から選ばれる1種以上の基が挙げられる。好ましくは、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のC1~C30のアルキル基(好ましくは、直鎖状、分岐鎖状または環状のC8~C20のアルキル基)、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のC2~C30のアルケニル基(好ましくは、直鎖状、分岐鎖状または環状のC8~C20のアルケニル基)、置換基を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のC7~30のアラルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、および置換基を有していてもよい複素環アリール基からなる群から選ばれる1種以上の疎水性基である。特に好ましい疎水性基は、置換基を有していてもよいアリール基である。疎水性基は、カチオン性ポリアミノ酸セグメントにおいて複数個存在する場合、単一種類の基であってもよく、複数種類の基が混在していてもよい。これらの疎水性基は、カチオン性アミノ酸に適当な結合基を介して結合される。
 前記直鎖状、分岐鎖状または環状のC1~C30のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、シクロペンチル基、n-へキシル基、シクロへキシル基、シクロへキシルメチル基、シクロへキシルエチル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基、n-ヘキサデシル基、n-オクタデシル基、イソオクチル基、イソデシル基、イソドデシル基、イソテトラデシル基、イソヘキサデシル基、イソオクタデシル基、t-オクチル基、t-デシル基、t-ドデシル基、t-テトラデシル基、t-ヘキサデシル基、t-オクタデシル基等が挙げられる。
 前記直鎖状、分岐鎖状または環状のC2~C30のアルケニル基としては、いずれか1カ所に炭素-炭素二重結合を有するアルケニル基である。例えば、エテニル基、1-プロペニル基、1-ブテニル基、2-メチル-2-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-メチル-1,3-ブタジエニル基、1-オクテニル基、1-デセニル基、1-テトラデセニル基、9-ヘキサデセニル基、cis-9-オクタデセニル基、cis、cis-9、12-オクタデカジエニル基等が挙げられる。
 前記直鎖状、分岐鎖状または環状のC7~C30のアラルキル基としては、いずれか1カ所の水素原子がアリール基で置換されている直鎖または分岐鎖アルキル基である。例えば、ベンジル基、2-フェニルエチル基、4-フェニルブチル基、3-フェニルブチル基、5-フェニルペンチル基、6-フェニルへキシル基、8-フェニルオクチル基等が挙げられる。好ましくは4-フェニルブチル基、5-フェニルペンチル基、6-フェニルへキシル基、8-フェニルオクチル基等が挙げられる。
 前記置換基を有していてもよいアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基等を挙げることができる。
 置換基を有していてもよい複素環アリール基としては、ピリジル基、キノリル基、ピリミジル基、ピラジル基、ベンゾピロリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、キノキサリル基等を挙げることができる。
 前記アリール基および複素環アリール基において可能な置換基とは、これに限定されないが、例えば、メルカプト基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素環アリール基、複素環アリール基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、置換または無置換アミノ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、ウレイド基、スルホニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基またはシリル基等を挙げることができる。芳香環上の置換位置は、オルト位でも、メタ位でも、パラ位でもよい。
 第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントの側鎖に結合している疎水性基として前記疎水性基を用いることができるが、該疎水性基は、好ましくは、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、C4~C18の直鎖、分岐または環状アルキルカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基およびシクロペンチルオキシカルボニル基からなる群より選ばれる基である。より好ましくはベンジルオキシカルボニル基またはシクロペンチルオキシカルボニル基である。
 前記疎水性基を、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの一部を構成するカチオン性アミノ酸の側鎖のアミン(アミノ基またはイミダゾイル基)に、適当な結合基を介して結合させることができる。前記疎水性基とアミノ基等のアミノ酸側鎖の結合を介する結合基とは、一方の末端がアミノ基等との結合性官能基であり、もう一方の末端が、前記炭化水素基との結合性官能基を有する連結基を用いることができる。例えば、酸素原子(-O-)、-NH-、硫黄原子(-S-)、-NH-(CH)x-、-NH-(CH)x-O-、-NH-(CH)x-NH-、-NH-(CH)x-S-、-O-(CH)x-、-O-(CH)x-O-、-O-(CH)x-NH-、-O-(CH)x-S-、-CO―O―、-CO-NH-、-CO-(CH)x-O-、-CO-(CH)x-NH-、-CO-(CH)x-S-、-CO-O-(CH)x-O-、-CO-O-(CH)x-NH-(上記xは、それぞれ独立に1~10の整数を示す。)等を挙げることができる。また、該結合基としてアミノ酸を用いても良い。アミノ酸としては、天然型アミノ酸、非天然型アミノ酸のいずれでも良い。結合基としてのアミノ酸は、C末端カルボニル基がポリアミノ酸鎖のアミノ基とアミド結合し、もう一方のN末端アミノ基が、アミド結合を介して前記疎水性基と結合した態様を挙げることができる。
 疎水性基は、第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントの一部を構成するカチオン性アミノ酸の全体に対し、任意の割合のカチオン性アミノ酸の側鎖に結合できる。第一のブロックコポリマーにおいて、カチオン性アミノ酸の側鎖に疎水性基が結合することは必須ではないが、疎水性基が結合する場合は、例えば、カチオン性アミノ酸の全数に対する疎水性基が結合しているカチオン性アミノ酸の数の割合は、下限として、約10%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上、約50%以上、約60%以上、約70%以上、約80%以上、約90%以上であり得、また、100%の割合にて疎水性基を結合することもできる。側鎖に疎水性基が結合したカチオン性アミノ酸の割合は、好ましくは約60%以上、より好ましくは約85%以上、さらに好ましくは約100%である。疎水性基を結合することにより、疎水性の薬物を容易にミセル内に内包することができる。
 前記疎水性基は、第一のブロックコポリマーにおいて、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの疎水性物性に寄与するものであり、疎水性基の導入量および導入率によりポリアミノ酸セグメントの疎水性物性が決定される。疎水性基の導入量が多く、また疎水性基の導入率が高い程、高い疎水性物性となるが、疎水性基の導入の程度や数は、目的に応じて任意に設定できる。
 第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントへの疎水性基の導入は、第一のブロックコポリマーが結合する薬物に応じて適宜選択することができる。薬物は任意に選択でき、これに限定されないが、例えば、天然もしくは修飾された核酸(例えば、アンチセンス核酸、プラスミドDNA、siRNA、microRNA、shRNA、デコイ核酸、アプタマー、リボザイム、またはRNAi)、ペプチド、ポリアミン、タンパク質(好ましくは抗体または抗体断片)、毒素、ビタミン、放射性原子もしくは分子、蛍光分子、低分子および中分子薬物を挙げることができ、それに応じて疎水性基の導入を選択できる。
 例えば、薬物として核酸を用いる場合は、カチオン性アミノ酸の側鎖への疎水性基の導入は、無くてよくまたあってもよい。核酸との相互作用に必要な疎水性基はロイシンにより提供されるのが好ましく、任意の割合でロイシンが導入されたカチオン性アミノ酸セグメントと負電荷を持つ核酸との相互作用により、ミセル粒子の安定性を提供することができる。一方、これに限定されないが、例えば、薬物として疎水性の低分子薬物やペプチド等を用いる場合は、疎水性基を導入するのが好ましい。それにより、疎水性基が導入されたカチオン性アミノ酸と薬物との相互作用を増強することができる。
 本発明の第一のブロックコポリマーにおいて、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの質量含有率(または分子量含有率)は、第一のブロックコポリマー中の親水性ポリマーセグメントに対し疎水性を示し、第一のブロックコポリマーが親水性-疎水性の両親媒性を示すことができる程度の疎水性を提供し得る程度の含有率であれば、特に制限がない。よって、ポリアミノ酸セグメントの質量含有率は、親水性ポリマーセグメントの質量含有率によって適宜決定されるべきである。
 第一のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメント(好ましくはポリエチレングリコールセグメント)の平均分子量が、1kDa~100kDaである場合、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの相当分子量は、セグメント相当の平均分子量として1kDaン~100kDaが好ましい。例えば、ポリエチレングリコールセグメントの平均分子量が、約5kDa~約20kDaである場合、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの相当分子量は、セグメント相当の平均分子量として2kDa~20kDaが好ましく、3kDa~15kDaがより好ましい。
 本発明の高分子ミセルの第一のブロックコポリマーが結合可能な薬物は、例えば、天然もしくは修飾された核酸(例えば、アンチセンス核酸、プラスミドDNA、siRNA、microRNA、shRNA、デコイ核酸、アプタマー、リボザイム、またはRNAi)、ペプチド、ポリマー、ポリアミン、タンパク質(好ましくは抗体またはその断片)、毒素、ビタミン、放射性原子もしくは分子、蛍光分子(フルオロフォア)、低分子、または中分子を挙げることができるが、これに限定されない。これらの任意の薬物が結合した第一のブロックコポリマーを含む高分子ミセルも本発明に含まれる。
 第一のブロックコポリマーと薬剤の結合は、公知の技術を参照し、薬剤の種類に応じて行うことができる。例えば、これに限定されないが、薬剤の結合は、薬剤を本発明の高分子ミセルに非共有結合により内包することや、薬剤をカチオン性ポリアミノ酸セグメントに共有結合により結合することにより行うことができる。具体的には、薬剤が核酸の場合は、負電荷をもつ核酸とカチオン性ポリアミノ酸セグメントの相互作用により、核酸を本発明の高分子ミセルに内包できる。薬剤が、ペプチドやタンパクまたは低分子や中分子などの分子の場合は、公知の結合様式を用いて、それらをカチオン性ポリアミノ酸セグメントに物理的吸着または共有結合させることにより本発明の高分子ミセルに内包できる。薬剤を共有結合させる場合は、薬剤をカチオン性アミノ酸の末端や側鎖に結合でき、例えば、これに限定されないが、カルボキシ基とアミノ基を、縮合剤を用いてまたは活性エステル化して結合させる方法、スルフヒドリル反応により結合させる方法(例えば、マレイミドとチオールによる方法)、アルキンとアジドによる所謂クリック反応よる方法が挙げられる。
 親水性ポリマーセグメントとしてポリエチレングルコールセグメントを用いた第一のブロックコポリマーのより具体的なものとして、以下の式で表すブロックコポリマーを挙げることができる。
 上記式中、Wは、水素原子、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基(例えば、C1~C6アルキル基)、置換基を有していてもよいアルキニル基(例えば、C2~C6アルキニル基)または置換基を有していてもよいアラルキル基(例えば、C7~C20アラルキル基)を表し、Lは、ポリエチレングルコールセグメントの末端基およびカチオン性ポリアミノ酸セグメントの末端基のそれぞれと結合できる官能基(例えば、-(CHNH-(rは2または3の整数を表す。))を表し、Aaは、側鎖に疎水性基を有してもよい、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよび(N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide)(Asp(DET))から選ばれるカチオン性アミノ酸を表し、Zは、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基(例えば、C1~C6アルキル基)、置換基を有していてもよいアルキニル基(例えば、C2~C6アルキニル基)、または置換基を有していてもよいアラルキル基(例えば、C7~C20アラルキル基)を表し、nは100~500の整数を表し、xは10~50の整数を表し、yは10~50の整数を表し、mは25~80の整数を表し、r/bはランダムまたはブロックを意味する。
 カチオン性ポリアミノ酸セグメントを構成するアミノ酸として、ロイシンと側鎖に疎水性基が結合したリシンを用いた場合の第一ブロックコポリマーの具体的として以下の式で表すブロックコポリマーを挙げることができる。
 上記式中、nは100~500の整数を表し、xは10~50の整数を表し、yは10~50の整数を表し、mは25~80の整数を表し、r/bはランダムまたはブロックを意味する。
3.第二のブロックコポリマー
 本発明の高分子ミセルの第二のブロックコポリマー(以下、単に本発明の第二のブロックコポリマーという場合がある)は、親水性ポリマーセグメントと疎水性基が結合したカチオン性ポリアミノ酸セグメントとが連結したブロックコポリマーであって、標的に結合するリガンド(以下、単にリガンドという場合がある)に結合可能なブロックコポリマーであり、親水性-疎水性の両親媒性ブロックコポリマーである。第二のブロックコポリマーリガンドにおいて、リガンドは親水性ポリマーセグメント(好ましくは、ポリエチレングリコールセグメント)に結合し得る。
 本発明の第二のブロックコポリマーの一つの態様は、リガンドが結合した親水性ポリマーセグメント(好ましくは、ポリエチレングリコールセグメント)と、疎水性基が結合したカチオン性ポリアミノ酸セグメントとが適当な連結基を介して結合したブロックコポリマーであり、親水性-疎水性の両親媒性ブロックコポリマーである。
 ここで、「疎水性基が結合したカチオン性ポリアミノ酸セグメント」とは、疎水性基としてロイシンを含むカチオン性ポリアミノ酸セグメント、側鎖に疎水性基を結合したカチオン性アミノ酸を含むカチオン性ポリアミノ酸セグメント、またはロイシンおよび側鎖に疎水性基を結合したカチオン性アミノ酸の両者を含むカチオン性ポリアミノ酸セグメントの何れかであり得る。
3-1.親水性ポリマーセグメント
 本発明の第二のブロックコポリマーの一部である親水性ポリマーセグメントは、好ましくは非電荷親水性ポリマーセグメントである。親水性ポリマーセグメントを構成するポリマーとしては、これに限定されないが、例えば、ポリアルキレングリコール(例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール)、ポリ(2-オキサゾリン)、ポリサッカライド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリ(2-メタクロイルオキシエチルホスホリルコリン)、ポリ(N-(2-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド)(PHPMA)およびそれらの誘導体等が挙げられる。中でも、ポリアルキレングリコール、ポリ(2-オキサゾリン)が好ましく、ポリアルキレングリコールがより好ましい。ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコールのコポリマー等が挙げられ、ポリエチレングリコールが特に好ましい。親水性ポリマーセグメントは、直鎖状であってもよく、また分岐鎖状であってもよい。
 親水性ポリマーセグメントとは、比較的親水性の高いポリマーセグメントを意味し、例えば、logP値によって規定することができる。logP値は、オクタノール/水分配係数(Pow)の対数値であり、広範囲の化合物に対し、その親水性または疎水性を特徴づけることのできるパラメーターである。これに限定されないが、例えば、logP値がマイナス側、好ましくは-10よりマイナス側にあるポリマーセグメントをあげることができる。
 親水性ポリマーセグメントは、1種の繰り返し単位を有するポリマーであってもよく、2種以上の繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。親水性ポリマーセグメントを構成するポリマーにおけるモノマー単位の繰り返し数(分岐鎖の場合は、各鎖における繰り返し数)は、例えば、10個以上、20個以上、50個以上、または100個以上であってよい。また、親水性ポリマーセグメントの繰り返し単位数は、例えば、10,000個以下、2,000個以下、1,000個以下、700個以下、または500個以下であってよい。親水性ポリマーセグメントの分子質量は、例えば、0.5kDa以上、1kDa以上、2kDa以上、または4kDa以上であってよい。また、親水性ポリマーセグメントの分子質量は、例えば、400kDa以下、100kDa以下、50kDa以下、30kDa以下、または20kDa以下であってよい。
 以下、好ましい態様である、第二のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメントがポリエチレングリコール鎖からなる場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
 本発明の第二のブロックコポリマーにおけるポリエチレングリコール鎖からなる親水性ポリマーセグメント(以下、「ポリエチレングリコールセグメント」という)は、エチレンオキシ基(CHCHO)単位の繰り返し構造を有するセグメントである。好ましくはエチレンオキシ基単位の繰り返し数が45~1200ユニット、好ましくは50~1000ユニット、より好ましくは100~700ユニット、さらに好ましくは100~500ユニットである。エチレンオキシ基単位繰り返し数は、45ユニット未満の場合、得られるブロックコポリマーが十分な水溶性を具備しない可能性が高くなるほか、所望の体内動態を発揮しない可能性があり、また、1200ユニットを超える場合、疎水性ポリマーであるカチオン性ポリアミノ酸セグメントの相対的含有量が低くなるため、所望の自己会合性物性が得られず、これに伴う体内動態を発揮できない可能性がある。
 エチレンオキシ基単位繰り返し数が45~1200ユニットの場合、ポリエチレングリコールセグメントの分子量は約2.0kDa~約50kDaであり、100~700ユニットの場合、分子量は約4.5kDa~約30kDa、100~500ユニットの場合、分子量は約4.5kDa~約20kDaである。分子量については、第一のブロックコポリマーのポリエチレングリコールセグメントの分子量と同様にGPC法により測定されるピークトップ分子量または飛行時間型質量分析法(TOFMAS)により測定されるピークトップ分子量である。
 第二のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメント(好ましくはポリエチレングリコールセグメント)の一方の末端基は、特に限定されるものではなく、水素原子、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基(例えば、C1~C6アルキル基)、置換基を有していてもよいアルキニル基(例えば、C2~C6アルキニル基)、置換基を有していてもよいアラルキル基(例えば、C7~C20アラルキル基)等を挙げることができる。「置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基(例えば、C1~C6アルキル基)」、「置換基を有していてもよいアルキニル基(例えば、C2~C6アルキニル基)」、および「置換基を有していてもよいアラルキル基(例えば、C7~C20アラルキル基)」、ならびにそれらの置換基は、第一のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメントにおいて記載したものと同様である。
 第二のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメント(好ましくはポリエチレングリコールセグメント)の一方の末端基は、カチオン性ポリアミノ酸セグメントと結合するための連結基であり得る。連結基は、2つのセグメントを化学結合により連結する基であれば、特に限定されるものではなく、親水性ポリマーセグメントの末端基およびカチオン性ポリアミノ酸セグメントの末端基、のそれぞれと結合できる官能基を具備した連結基であればよい。連結基の例は、第一のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメントにおいて記載したものと同様のものを挙げることができる。
 本発明の第二のブロックコポリマーにおいて、親水性ポリマーセグメント(好ましくはポリエチレングリコールセグメント)の質量含有率(または分子量含有率)は、30質量%以上で90質量%以下が好ましく、30質量%以上で80質量%以下がさらに好ましく、40重量%以上で70重量%以下がより好ましい。親水性ポリマーセグメントの質量含有率が30質量%より少ない場合、水溶性が著しく低下してしまい水溶液中で自己会合によるミセル粒子を形成できない懸念がある。一方、親水性ポリマーセグメントの質量含有率が90質量%より多い場合、自己会合性を担うポリアミノ酸セグメントの構成が少なくなるため疎水性相互作用に基づくミセル形成性が低下してしまう懸念がある。キャリアとしての機能を発揮すると共に、結合した薬物を標的に輸送する効果を得るために、第二のブロックコポリマーは親水性ポリマーセグメントの質量含有率を特定の範囲に設定することが好ましい。
 第二のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメント(好ましくはポリエチレングリコールセグメント)は、その一方の末端にて、標的に結合するリガンドに結合可能である。
 標的は任意に選択でき、例えば、細胞表面に存在するタンパク質、例えば受容体分子を挙げることができる。標的に結合するリガンドは、標的に応じて任意に選択でき、例えば、それらの細胞表面分子に特異的に結合する低分子、中分子、ペプチド、タンパク質(例えば抗体)、タンパク質断片(例えば抗体断片)、単糖、多糖を挙げることができるが、これらに限定されない。
 例えば,標的として、血管内皮細胞の細胞表面に存在する受容体分子を標的とする場合、好適なリガンドの例としては、これらに限定されないが、ビタミン(例えば、葉酸)、タンパク質(例えば、トランスフェリン、および抗体または抗体断片)、ペプチド、単糖(例えば、ガラクトース)、多糖、糖鎖を挙げることができる。脳へのデリバリーを目的とする場合は、標的として、好ましくは脳微小血管内皮細胞に存在するタンパク質が選択され、例えば、トランスフェリン受容体、グルコーストランスポーター-1、インスリン受容体、レプチン受容体、低比重リポタンパク質受容体、低比重リポタンパク質受容体関連タンパク質、アミノ酸トランスポーター補助サブユニット、膜貫通型へパラン硫酸プロテオグリカン、L型アミノ酸トランスポーター1、L型アミノ酸トランスポーター2、ヒスチジントランスポーター1、グルタチオントランスポーター、ペプチドトランスポーター2などが挙げられる。リガンドは、これらのタンパク質に結合する物質、好ましくは抗体が選択される。
 用語「抗体または抗体断片」とは、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体またはこれらの断片が挙げられるが、これらに限定されない天然および合成抗体が挙げられる。例えば、IgA、IgD、IgG1、IgG2、IgG3、IgMなど、組換え単鎖Fv断片(scFv)、ジスルフィド安定化(dsFv)Fv断片、pFv断片、抗体の抗原結合形態(例えば、Fab’、F(ab’)2、Fab、FvおよびrlgG)などを挙げることができる。
 親水性ポリマーセグメント末端のリガンドへの結合は、特に限定されず、任意の方法を用いることができる。例えば、これに限定されないが、カルボキシ基とアミノ基を、縮合剤を用いてまたは活性エステル化して結合させる方法、スルフヒドリル反応により結合させる方法(例えば、マレイミドとチオールによる方法)、アルキンとアジドによる所謂クリック反応よる方法が挙げられる。好ましくは、リガンドは、チオエーテル結合またはアミド結合によって親水性ポリマーセグメントに結合している。
 カルボキシ基とアミノ基を結合させる方法の場合は、親水性ポリマーセグメントの末端がカルボキシ基またはアミノ基であればよい。
 スルフヒドリル反応により結合させる方法の場合は、親水性ポリマーセグメントの末端に、スルフヒドリル反応性基を導入すればよい。スルフヒドリル反応性基は、例えば、ハロアセチル基、マレイミド基、アジリジン基、アクリロイル基、ビニルスルホン基、ピリジルジスルフィド基、TNBチオール基、ジスルフィド基を挙げることができ、好ましくは、マレイミド基である。スルフヒドリル反応性基の導入は、公知の方法を用いて行うことができる。リガンドとしてタンパク質(例えば、抗体または抗体断片)またはチオール基を有するペプチドを用いる場合は、第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントの末端にマレイミド基が導入された本発明の高分子ミセルが特に好ましい。このようなリガンドとの結合のための官能基をもつ高分子ミセルも本発明に含まれる。
 以下、リガンドへの結合のための官能基としてマレイミド基をもつ高分子ミセルを例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
 マレイミド基をもつ高分子ミセルは、第一のブロックコポリマーと第二のブロックコポリマーをそれぞれ合成した後、それらを混合して第一のブロックコポリマーと第二のブロックコポリマーからなる高分子ミセルを調製し、次いで、第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントの末端にマレイミド基を導入することにより得ることができる。あるいは、第二のブロックコポリマーを合成した後、第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントの末端にマレイミド基を導入することによりマレイミド基を有する第二のブロックコポリマーを合成し、次いで、第一のブロックコポリマーと混合することにより、マレイミド基をもつ高分子ミセルを得ることができる。これに限定されないが、薬物の高分子ミセルへの導入は、第一のブロックコポリマーと第二のブロックコポリマーを混合する工程において薬物を加えることにより行うことができる。薬物との混合は、用いる薬物や第一および第二のブロックコポリマーの種類に応じて適宜選択されるが、例えば、緩衝水溶液(例えば、PBSやHEPES緩衝液)中で混合することにより調製することができる。薬物が導入された高分子ミセルも本発明に含まれる。
 このようにして得たマレイミド基をもつ高分子ミセルをリガンド(例えば、抗体または抗体断片)と反応させることにより、リガンドが結合した高分子ミセルを得ることができる。反応は、例えば、酸性~アルカリ性溶液中で混合することにより行うことができる。リガンドが結合した高分子ミセルも本発明に含まれる。
 リガンドへの結合のための官能基をもつ高分子ミセルはまた、以下のようにしても得ることができる。親水性ポリマーセグメントの末端にリガンドを導入できるような官能基(例えば、マレイミド基)を有する親水性ポリマーを用いて第二のブロックコポリマーの合成を行い、次いで第一のブロックコポリマーと混合することにより、官能基をもつ高分子ミセルを得ることができる。これに限定されないが、薬物の高分子ミセルへの導入は、第一のブロックコポリマーと第二のブロックコポリマーを混合する工程において薬物を加えることにより行うことができる。
3-2.カチオン性ポリアミノ酸セグメント
 本発明の第二のブロックコポリマーにおいて、カチオン性ポリアミノ酸セグメント(以下、単にポリアミノ酸セグメントという場合がある。)は、(i)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上からなるポリアミノ酸セグメントであって、該少なくとも1種以上のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合したポリアミノ酸セグメント、または、(ii)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよび(N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide)(Asp(DET))からなる群より選ばれる1種以上のカチオン性アミノ酸およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであって、該少なくとも1種のカチオン性アミノ酸は、場合により、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合してもよいポリアミノ酸セグメント、のいずれかである。2種以上のカチオン性アミノ酸を含む場合の重合は、ランダムであってもよく、ブロックであってもよい。(ii)のポリアミノ酸セグメントにおいては、構成アミノ酸として特定の2種以上のアミノ酸が重合しており、そのうち一つが少なくともロイシンであること特徴とし、カチオン性ポリアミノ酸セグメント中のカチオン性アミノ酸およびロイシンの重合は、ランダムであってもよく、ブロックであってもよい。ポリアミノ酸セグメントは、直鎖状ポリアミノ酸セグメントであってもよく、側鎖を介した分岐型構造のセグメントであってもよい。
 カチオン性ポリアミノ酸セグメントがロイシンを含む場合、上記カチオン性ポリアミノ酸セグメントを構成する全アミノ酸残基数に対する、ロイシン残基の割合(ロイシンの残基数/全アミノ酸残基数x100)は、下限は、約10%、好ましくは約20%、より好ましくは約25%、さらに好ましくは約30%、よりさらに好ましくは約40%であり、一方、上限は、約80%、好ましくは約75%、より好ましくは約70%、さらに好ましくは約60%である。ロイシン残基は、第二のブロックコポリマーにおいて、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの疎水性物性に寄与するものであり、ロイシン残基の割合によりポリアミノ酸セグメントの疎水性物性が決定される。ロイシン残基の割合が多い程、高い疎水性物性となるが、その程度は、目的に応じて任意に設定できる。
 カチオン性ポリアミノ酸セグメントの中のアミノ酸数は、15~100であり得、好ましくは15~80、より好ましくは20~70、さらに好ましくは20~60であり得る。
 該カチオン性ポリアミノ酸セグメントの一方の末端は、前述の親水性ポリマーセグメントと結合している。親水性ポリマーセグメントと結合するカチオン性ポリアミノ酸セグメントの末端は、N末端またはC末端のいずれでもよいが、両者の結合はアミド結合が好ましい。そして、もう一方の末端基は、N末端基またはC末端基であってもよく、無保護の遊離アミノ基または遊離カルボン酸、ならびにそれらの塩であってもよく、あるいは、N末端基またはC末端基の適当な修飾体であってもよい。好ましくは、N末端基またはC末端基の修飾体である。
 N末端基の修飾体としては、アシルアミド型修飾体、アルコキシカルボニルアミド型修飾体(ウレタン型修飾体)、アルキルアミノカルボニルアミド型修飾体(ウレア型修飾体)等を挙げることができる。一方、C末端基の修飾体としては、エステル型修飾体、アミド型修飾体、チオエステル型修飾体が挙げられる。
 N末端基またはC末端基の修飾基は、特に限定されず任意の修飾基であってよい。例えば、好ましくは、N末端基またはC末端基に結合する適当な結合基を介して結合した、置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6~18の芳香族基、置換基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキル基等を挙げることができる。前記置換基を有していてもよい炭素数1~6の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7~20のアラルキル基の例は、例えば、親水性ポリマーセグメントの末端基として記載したものを挙げることができる。置換基を有していてもよい炭素数6~18の芳香族基の例は、フェニル基、ピリジル基、ナフチル基等が挙げられる。
 本発明の第二のブロックコポリマーにおいて、(i)カチオン性ポリアミノ酸セグメントがロイシンを含まない場合は、構成アミノ酸の一部であるリシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)から選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも一部は、その側鎖に疎水性基を結合しており、一方、(ii)カチオン性ポリアミノ酸セグメントがロイシンを含む場合は、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの構成アミノ酸の一部であるリシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)から選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも一部は、その側鎖に疎水性基を結合してもよい。疎水性基としては、これに限定されないが、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、および複素環アリール基からなる群から選ばれる1種以上の基が挙げられる。好ましくは、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のC1~C30のアルキル基(好ましくは、直鎖状、分岐鎖状または環状のC8~C20のアルキル基)、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のC2~C30のアルケニル基(好ましくは、直鎖状、分岐鎖状または環状のC8~C20のアルケニル基)、置換基を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のC7~30のアラルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、および置換基を有していてもよい複素環アリール基からなる群から選ばれる1種以上の疎水性基である。特に好ましい疎水性基は、置換基を有していてもよいアリール基である。疎水性基は、カチオン性ポリアミノ酸セグメントにおいて複数個存在する場合、単一種類の基であってもよく、複数種類の基が混在していてもよい。これらの疎水性基は、カチオン性アミノ酸に適当な結合基を介して結合される。
 前記直鎖状、分岐鎖状または環状のC1~C30のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、シクロペンチル基、n-へキシル基、シクロへキシル基、シクロへキシルメチル基、シクロへキシルエチル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基、n-ヘキサデシル基、n-オクタデシル基、イソオクチル基、イソデシル基、イソドデシル基、イソテトラデシル基、イソヘキサデシル基、イソオクタデシル基、t-オクチル基、t-デシル基、t-ドデシル基、t-テトラデシル基、t-ヘキサデシル基、t-オクタデシル基等が挙げられる。
 前記直鎖状、分岐鎖状または環状のC2~C30のアルケニル基としては、いずれか1カ所に炭素-炭素二重結合を有するアルケニル基である。例えば、エテニル基、1-プロペニル基、1-ブテニル基、2-メチル-2-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-メチル-1,3-ブタジエニル基、1-オクテニル基、1-デセニル基、1-テトラデセニル基、9-ヘキサデセニル基、cis-9-オクタデセニル基、cis、cis-9、12-オクタデカジエニル基等が挙げられる。
 前記直鎖状、分岐鎖状または環状のC7~C30のアラルキル基としては、いずれか1カ所の水素原子がアリール基で置換されている直鎖または分岐鎖アルキル基である。例えば、ベンジル基、2-フェニルエチル基、4-フェニルブチル基、3-フェニルブチル基、5-フェニルペンチル基、6-フェニルへキシル基、8-フェニルオクチル基等が挙げられる。好ましくは4-フェニルブチル基、5-フェニルペンチル基、6-フェニルへキシル基、8-フェニルオクチル基等が挙げられる。
 前記置換基を有していてもよいアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基等を挙げることができる。
 置換基を有していてもよい複素環アリール基としては、ピリジル基、キノリル基、ピリミジル基、ピラジル基、ベンゾピロリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、キノキサリル基等を挙げることができる。
 前記アリール基および複素環アリール基において可能な置換基とは、これに限定されないが、例えば、メルカプト基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素環アリール基、複素環アリール基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、置換または無置換アミノ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、ウレイド基、スルホニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基またはシリル基等を挙げることができる。芳香環上の置換位置は、オルト位でも、メタ位でも、パラ位でもよい。
 第二のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントに結合している疎水性基として前記疎水性基を用いることができるが、該疎水性基は、好ましくは、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、C4~C18の直鎖、分岐または環状アルキルカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基およびシクロペンチルオキシカルボニル基からなる群より選ばれる基である。より好ましくはベンジルオキシカルボニル基またはシクロペンチルオキシカルボニル基である。
 前記疎水性基を、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの一部を構成するカチオン性アミノ酸の側鎖のアミン(アミノ基またはイミダゾイル基)に、適当な結合基を介して結合させることができる。前記疎水性基とアミノ基等のアミノ酸側鎖の結合を介する結合基とは、一方の末端がアミノ基等との結合性官能基であり、もう一方の末端が、前記炭化水素基との結合性官能基を有する連結基を用いることができる。例えば、酸素原子(-O-)、-NH-、硫黄原子(-S-)、-NH-(CH)x-、-NH-(CH)x-O-、-NH-(CH)x-NH-、-NH-(CH)x-S-、-O-(CH)x-、-O-(CH)x-O-、-O-(CH)x-NH-、-O-(CH)x-S-、-CO―O―、-CO-NH-、-CO-(CH)x-O-、-CO-(CH)x-NH-、-CO-(CH)x-S-、-CO-O-(CH)x-O-、-CO-O-(CH)x-NH-(上記xは、それぞれ独立に1~10の整数を示す。)等を挙げることができる。また、該結合基としてアミノ酸を用いても良い。アミノ酸としては、天然型アミノ酸、非天然型アミノ酸のいずれでも良い。結合基としてのアミノ酸は、C末端カルボニル基がポリアミノ酸鎖のアミノ基とアミド結合し、もう一方のN末端アミノ基が、アミド結合を介して前記疎水性基と結合した態様を挙げることができる。
 疎水性基は、第二のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントの一部を構成するカチオン性アミノ酸の全体に対し、任意の割合のカチオン性アミノ酸に結合できる。例えば、カチオン性アミノ酸の全数に対する疎水性基が結合しているカチオン性アミノ酸の数の割合は、下限として、約10%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上、約50%以上、約60%以上、約70%以上、約80%以上、約90%以上であり得、また、100%の割合にて疎水性基を結合することもできる。疎水性基が結合したカチオン性アミノ酸の割合は、好ましくは約60%以上、より好ましくは約85%以上、さらに好ましくは約100%である。
 前記疎水性基は、第二のブロックコポリマーにおいて、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの疎水性物性に寄与するものであり、疎水性基の導入量および導入率によりポリアミノ酸セグメントの疎水性物性が決定される。疎水性基の導入量が多く、また疎水性基の導入率が高い程、高い疎水性物性となるが、疎水性基の導入の程度や数は、目的に応じて任意に設定できる。
 本発明の第二のブロックコポリマーにおいて、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの質量含有率(または分子量含有率)は、第二のブロックコポリマー中の親水性ポリマーセグメントに対し疎水性を示し、第二のブロックコポリマーが親水性-疎水性の両親媒性を示すことができる程度の疎水性を提供し得る程度の含有率であれば、特に制限がない。よって、ポリアミノ酸セグメントの質量含有率は、親水性ポリマーセグメントの質量含有率によって適宜決定されるべきである。
 第二のブロックコポリマーにおける親水性ポリマーセグメント(好ましくはポリエチレングリコールセグメント)の平均分子量が、1kDa~100kDaである場合、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの相当分子量は、セグメント相当の平均分子量として1kDa~100kDaが好ましい。例えば、ポリエチレングリコールセグメントの平均分子量が、約5kDa~約20kDaである場合、カチオン性ポリアミノ酸セグメントの相当分子量は、セグメント相当の平均分子量として2kDa~30kDaが好ましく、4kDa~20kDaがより好ましい。
 親水性ポリマーセグメントとしてポリエチレングルコールセグメントを用いた第二のブロックコポリマーのより具体的なものとして、以下の式で表すブロックコポリマーを挙げることができる。
 上記式中、W’は、ハロアセチル基、マレイミド基、アジリジン基、アクリロイル基、ビニルスルホン基、ピリジルジスルフィド基、TNBチオール基、またはジスルフィド基を有する、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基(例えば、C1~C6アルキル基)、置換基を有していてもよいアルキニル基(例えば、C2~C6アルキニル基)または置換基を有していてもよいアラルキル基(例えば、C7~C20アラルキル基)を表し、Lは、ポリエチレングルコールセグメントの末端基およびカチオン性ポリアミノ酸セグメントの末端基のそれぞれと結合できる官能基(例えば、-(CHNH-(rは2または3の整数を表す。))を表し、Aaは、側鎖に疎水性基を有している、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよび(N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide)(Asp(DET))から選ばれるカチオン性アミノ酸を表し、Zは、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基(例えば、C1~C6アルキル基)、置換基を有していてもよいアルキニル基(例えば、C2~C6アルキニル基)、または置換基を有していてもよいアラルキル基(例えば、C7~C20アラルキル基)を表し、nは100~500の整数を表し、xは10~50の整数を表し、yは0または1~50の整数、好ましくは10~50の整数を表し、mは25~80の整数を表し、r/bはランダムまたはブロックを意味する。
 カチオン性ポリアミノ酸セグメントを構成するアミノ酸として、疎水性基が結合したリシンを用いた場合の第二ブロックコポリマーの具体的として以下の式で表すブロックコポリマーを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 上記式中、nは100~500の整数を表し、xは25~80の整数を表す。
 カチオン性ポリアミノ酸セグメントを構成するアミノ酸として、ロイシンとリシンを用いた場合の第二ブロックコポリマーの具体的として以下の式で表すブロックコポリマーを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 上記式中、nは100~500の整数を表し、xは10~50の整数を表し、yは10~50の整数を表し、mは25~80の整数を表し、r/bはランダムまたはブロックを意味する。
 カチオン性ポリアミノ酸セグメントを構成するアミノ酸として、ロイシンと疎水性基が結合したリシンを用いた場合の第二ブロックコポリマーの具体的として以下の式で表すブロックコポリマーを挙げることができる。
 上記式中、nは100~500の整数を表し、xは10~50の整数を表し、yは、0または1~50の整数、好ましくは10~50の整数を表し、mは25~80の整数を表し、r/bはランダムまたはブロックを意味する。
 本発明の高分子ミセルは、上記した第一のブロックコポリマーと上記した第二のブロックコポリマーからなるが、第一および第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントは同じポリマー成分であるのが好ましい。
 第一のブロックコポリマーと第二のブロックコポリマーを、例えば、有機溶媒中で混合した後に、緩衝水溶液(例えば、PBSやHEPES緩衝液)に加えることにより、第一のブロックコポリマーと第二のブロックコポリマーとからなる本発明の高分子ミセルを調製することができる。混合する第一のブロックコポリマーと第二のブロックコポリマーの量比は、目的に応じて適宜選択できるが、第二のブロックコポリマーの重量比は、好ましくは約5重量%~約80重量%、より好ましくは約10重量%~約70重量%、さらに好ましくは約20重量%~約60重量%である。
 本発明の高分子ミセルの粒子径(平均粒子径)は、約10nm~約100nm、好ましくは約30nm~約60nmである。このような粒子径のミセルは、これに限定されないが、例えば、腫瘍に対してEPR効果を発揮することができ、また、グリア限界膜などの膜を通過することできる。本発明において粒子の粒子径(平均粒子径)は、例えば、動的光散乱法(Dynamic Light Scattering:DLS)により測定される。
 薬物の高分子ミセルへの導入は、これに限定されながい、第一のブロックコポリマーと第二のブロックコポリマーを混合する工程において薬物を加えることにより行うことができる。薬物との混合条件は、用いる薬物や第一および第二のブロックコポリマーの種類に応じて適宜選択されるが、例えば、緩衝水溶液(例えば、PBSやHEPES緩衝液)中で混合することにより調製することができる。薬物が導入された高分子ミセルも本発明に含まれる。
4.医薬組成物
 本発明の医薬組成物は、上記の第一のブロックコポリマーおよび第二のブロックコポリマー、ならびに薬物を含む。1つの実施形態において、本発明の医薬組成物は、緩衝化された水溶液中で、上記第一および第二のブロックコポリマーと薬物とを混合して調製することができる。以下、薬物として核酸を例に説明するが、薬物は核酸に限らない。また、薬物が核酸である場合に用いられた薬物と高分子ミセル(第一および第二のブロックコポリマーの総量)の量比は、薬物が異なる場合、当業者が適宜選択するものである。
 本発明の医薬組成物の投与ルートは、皮下、静脈、動脈、経鼻、点眼、局所といった非経口投与が好ましく、静脈内注射が特に好ましい。医薬組成物の投与量は、薬物の種類、用法、患者の年齢、性別、健康状態、病態等によって適宜調整されるが、本発明の医薬組成物の投与量は、薬物成分として、例えば、1日当たり、0.01~1000mg/m、好ましくは0.05~500mg/m、より好ましくは0.1~250mg/mの範囲である。
 薬物として核酸を用いる場合を以下に記載するが、本発明の高分子ミセルを用いることができる薬物は核酸に限られない。
 本発明の高分子ミセルと核酸から構成されるポリイオンコンプレックスにおいては、第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントの側鎖由来の正の電荷と、核酸由来の負の電荷との間に静電的相互作用が生じる。カチオン性ポリアミノ酸セグメントの側鎖由来の正の電荷量と、核酸由来の負の電荷量の合計は、相殺されていても(電気的に中和されているポリイオンコンプレックスを生じる)、相殺されていなくてもよい(電気的に中和されていないポリイオンコンプレックスを生じる)。カチオン性ポリアミノ酸セグメントの側鎖由来の正電荷と核酸由来の負電荷とが相殺されない場合は、その構造を安定に維持して、優れた血中滞留性を得るために、核酸に対して親和性を有するブロックコポリマーを選択し、かつ、長鎖のポリエチレングリコール(PEG)セグメントを採用することが望ましい。
 本発明の医薬組成物は、緩衝化された水溶液中で上記第一および第二のブロックコポリマーと核酸とを、好ましくは1.0~3.0、より好ましくは1.4~2.5のC/A比となるように混合することによって得られ得る。このようなC/A比とすることにより、遊離の核酸またはブロックコポリマーが減少し、薬物を導入した高分子ミセルを高い含有率で含む医薬組成物が得られ得る。また、C/A比を1.0~3.0、さらには1.4~2.5の範囲に設定することで、薬物を導入した高分子ミセルの含有率を高めつつ核酸と静電結合していないブロックコポリマー(遊離のブロックコポリマー)を一定量含ませた医薬組成物にすれば、遊離のブロックコポリマーによる遊離核酸の再捕捉作用と、対象標的に向けた薬物を導入した高分子ミセルからの円滑な核酸リリースとを達成させることができるため、核酸の血中滞留性の向上と薬物による効果をより顕著に両立できる。ここで、C/A比とは、[第一および第二のブロックコポリマー中のカチオン性基の総数(C)]/[核酸中のアニオン性基の総数(A)]を意味する。なお、本発明の医薬組成物における、上記第一および第二のブロックコポリマーと核酸の比は、N/P比として表すこともできる。N/P比とは、[第一および第二のブロックコポリマー中のカチオン性基の総数(N)]/[核酸中のリン酸基の総数(P)]を意味する。核酸中のアニオン性基の総数がリン酸基の総数と同じである場合、C/A比とN/P比は同じになる。核酸中のアニオン性基の総数がリン酸基とAlexafluor等のアニオン性基の合計である場合、C/AよりもN/Pの値が大きくなる。
 以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
(1)mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-Acの合成
 MeO-PEG-NH(平均分子量:10,000)500mgとチオウレア952mgをナスフラスコに量り取り、アルゴン置換後、無水ジメチルホルムアミド(無水DMF)12.5mLにて溶解した。その溶液に、Lys(Tfa)-NCA 369mgとLeu-NCA 216mgを同時に添加し、35℃で18時間攪拌した。反応後、反応液を室温に戻し、無水酢酸95μLを添加し、35℃で2時間攪拌した。その後、反応液にメタノール6.3mLを添加し、その溶液をヘキサン125mL、酢酸エチル62.5mLの混合溶液に滴下し、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。次いで、ポリマー粉末にメタノール10mLを加え溶解させたのち、ヘキサン94mL、酢酸エチル94mLの混合溶液を加え、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-Ac 720mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が25、Leuの重合度が25であった。
(2)mPEG-pLys-r-pLeu-Acの合成
 mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-Ac 720mgをジメチルホルムアミド18mLに溶解し、1M NaOH 7.2mLを添加し、35℃で18時間攪拌した。反応後、0.01M HClを外液とし、分画分子量6000~8000の透析膜に反応液を入れ透析を行った(1時間ごとに外液交換)。その後、外液を蒸留水に代え透析を行った。透析膜内のポリマー水溶液が中性になったことを確認して液を回収し凍結乾燥を行い、mPEG-pLys-r-pLeu-Ac 540mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lysの重合度が24、Leuの重合度が24であった。
(3)BocNH-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Acの合成
 BocNH-PEG-NH(平均分子量:10,000)500mgとチオウレア952mgをナスフラスコに量り取り、アルゴン置換後無水ジメチルホルムアミド(無水DMF)12.5mLにて溶解した。その溶液に、Lys(Z)-NCA 413.5mgとLeu-NCA 216.1mgを同時に添加し、35℃で18時間攪拌した。反応後、反応液を室温に戻し、無水酢酸95μLを添加し、35℃で2時間攪拌した。その後、反応液にメタノール6.3mLを添加し、その溶液をヘキサン125mL、酢酸エチル62.5mLの混合溶液に滴下し、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。次いで、ポリマー粉末にメタノール10mLを加え溶解させたのち、ヘキサン94mL、酢酸エチル94mLの混合溶液を加え、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、BocNH-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Ac 930mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Z)の重合度が23、Leuの重合度が25であった。
(4)TFA-NH-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Acの合成
 BocNH-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Ac 925mgをサンプル瓶に量り取り、ジクロロメタン14.8mLに溶解した。次いで、トリフルオロ酢酸(TFA)3.7mLを添加し、室温で2時間攪拌した。反応後、反応液をヘキサン185mLに添加し約45分間攪拌し、上清を除去した。次いで、沈殿物にジエチルエーテル185mLを加え攪拌した後、上清を除去。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、TFA-NH-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Ac 808mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Z)の重合度が23、Leuの重合度が25であった。
(5)Maleimide-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Acの合成
 TFA-NH-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Ac 805mgを容器に量り取り、無水DMF 8.1mLに溶解しトリエチルアミン59.2μLを添加した。この溶液を、あらかじめ無水DMF 1.3mLに溶解したN-(6-Maleimidocaproyloxy)succinimide(EMCS)の溶液に添加し、室温、遮光下1時間攪拌した。その後、反応液をヘキサン96mL、酢酸エチル48mLの混合溶液に滴下し、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。次いで、このポリマー粉末にヘキサン72mL、酢酸エチル72mLの混合溶液を加え攪拌した。析出したポリマー粉末を沈下させた後、上清を除去した。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、Maleimide-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Ac 740mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Z)の重合度が23、Leuの重合度が25、Maleimide導入率は100%であった。
(6)ミセル調製
 mPEG-pLys-r-pLeu-AcとMaleimide-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-Acをそれぞれ別々のサンプル瓶に20mgずつ量り取りDMF 1mLを加え溶解した{mPEG-pLys-r-pLeu-AcのDMF溶液を(A)液(第1のブロックコポリマー液)、Maleimide-PEG-pLys(Z)-r-pLeu-AcのDMF溶液を(B)液(第2のブロックコポリマー液)とする}。(A)液から800μL、(B)液から227μLを分取し、混合後、この溶液の257μLをC/A比2.0(N/P比2.4)となるアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)が溶解した4.88mLの10mM PB(pH6.5)溶液に加え室温にて約4分間攪拌した。次いで、抗トランスフェリンレセプター(Tf-R)抗体(BioXCellより購入)を酵素処理して調製したFab’を含む溶液を加え、常法に従い反応を行った。反応後、システインを加え、未反応のマレイミド基と反応させた。その後、遠心機を用いた限外ろ過(分画分子量:100,000,500G,60分)で8回精製を行い、最終的に10%精製白糖含有8mMPB(pH7.4)溶液で全量を1.0mLに調製後、0.22μmのメンブレンフィルターに通液し、ミセル溶液を調製した。
(7)ASO溶液(対照:比較例)
 粉末のASOを10%精製白糖含有8mMPB(pH7.4)溶液に溶解し、1mg/mL溶液とし、対照とした。
(8)動物実験
 上記のようにして調製したミセル溶液またはASO溶液をマウスの尾静脈からASO量として5mg/kg投与した。24時間後、血液および脳を採取し、それぞれのASOを定量した。脳内のASO濃度の結果を図1に、血漿中のASO濃度の結果を図2に示す。また、脳内ASO濃度と血中ASO濃度の比を図3に示す。本発明のミセルに内包して投与することにより、ASOの脳内移行性が約37倍に上昇した。
(実施例2)
A.以下のようにして、高分子ミセルを構成するブロックポリマーを調製した。
(1)mPEG-pLys(Tfa)-Ac(10K-40)の合成
 MeO-PEG-NH(平均分子量:10,000)300mgをナスフラスコに量り取り、アルゴン置換後、無水ジメチルホルムアミド(無水DMF)3mLにて溶解した。その溶液に、Lys(Tfa)-NCA 338mgを添加し、40℃で20時間攪拌した。反応後、反応液を室温に戻し、その液に無水酢酸57μLを添加し、40℃で6時間攪拌した。反応後、蒸留水を外液とし、分画分子量6000~8000の透析膜に反応液を入れ透析を行った(2時間ごとに外液交換)。外液交換4回および透析開始から8時間以上経過した後、液を回収し凍結乾燥を行い、mPEG-pLys(Tfa)-Ac 570mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が40であった。
(2)mPEG-pLys(Tfa)-Ac(5K-40)の合成
 MeO-PEG-NH(平均分子量:5,000)2g、無水DMF 20mL、Lys(Tfa)-NCA 4.51g、無水酢酸 378μLを使用し、mPEG-pLys(Tfa)-Ac(10K-40)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(Tfa)-Ac 5.5gを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が41であった。
(3)mPEG-pLys(HCl)-Ac(10K-40)の合成
 mPEG-pLys(Tfa)-Ac(10K-40)570mgをサンプル瓶に量り取り、メタノール 11mLに溶解した。その溶液に、1M NaOH 2mLを添加し、35℃で16時間攪拌した。反応後、0.01M HClを外液とし、分画分子量6000~8000の透析膜に反応液を入れ透析を行った(1時間ごとに外液交換)。その後、外液を蒸留水に変え透析を行った。透析膜内のポリマー水溶液が中性になったことを確認して液を回収し凍結乾燥を行い、mPEG-pLys(HCl)-Ac 390mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lysの重合度が41であった。
(4)mPEG-pLys(HCl)-Ac(5K-40)の合成
 mPEG-pLys(Tfa)-Ac(5K-40)5.5g、メタノール 550mg、1M NaOH 35mLを使用し、mPEG-pLys(HCl)-Ac(10K-40)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(HCl)-Ac 4gを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lysの重合度が41であった。
(5)mPEG-pLys(HCl)-r-pLysZ50%-Ac(5K-20-20)の合成
 mPEG-pLys(HCl)-Ac(5K-40)100mgをサンプル瓶に量り取り、無水ジメチルスルホキシド(無水DMSO)6mLを添加し、室温で1時間攪拌した。その溶液に、トリエチルアミン48μLを添加後、あらかじめ無水DMSO 1mLに溶解したN-Carbobenzoxyoxysuccinimide(Z-NHS)138mgの溶液を344μL添加し、室温で4時間攪拌した。反応後、反応液に蒸留水1mLを添加した後、蒸留水を外液とし、分画分子量6000~8000の透析膜に反応液とサンプル瓶内を蒸留水1mLで洗い込んだ溶液を入れ透析を行った(1時間ごとに外液交換。計6回交換)。液を回収し、液量を10mLにした後、凍結乾燥を行い、mPEG-pLys(HCl)-r-pLysZ-Acを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lysの重合度が39で、Z導入率55%であった。
(6)mPEG-pLys(HCl)-r-pLysCP50%-Ac(5K-20-20)の合成
 mPEG-pLys(HCl)-Ac(5K-40)100mg、無水DMSO 6mL、トリエチルアミン48μL、あらかじめ無水DMSO 1mLに溶解したN-(Cyclopentyloxycarbonyloxy)succinimide(CP-NHS)138mgの溶液313μLを使用し、mPEG-pLys(HCl)-r-PlysZ50%-Ac(5K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(HCl)-r-pLysCP-Acを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lysの重合度が40で、CP導入率57%であった。
(7)mPEG-pLys(HCl)-r-pLysCP50%-Ac(10K-20-20)の合成
 mPEG-pLys(HCl)-Ac(10K-40)100mg、無水DMSO 6mL、トリエチルアミン34μL、あらかじめ無水DMSO 1mLに溶解したN-(Cyclopentyloxycarbonyloxy)succinimide(CP-NHS)220mgの溶液313μLを使用し、mPEG-pLys(HCl)-r-pLysZ50%-Ac(5K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(HCl)-r-pLysCP-Acを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lysの重合度が39で、CP導入率58%であった。
(8)mPEG-pLys(Tfa)-r-pLysZ50%-Ac(10K-20-20)の合成
 MeO-PEG-NH(平均分子量:10,000)1,000mgをナスフラスコに量り取り、アルゴン置換後、無水ジメチルホルムアミド(無水DMF)10mLにて溶解した。その溶液に、Lys(Tfa)-NCA 590.0mgとLys(Z)-NCA 673.9mgを添加し、40℃で16時間攪拌した。反応後、反応液を室温に戻し、その液に無水酢酸95μLを添加し、40℃で6時間攪拌した。その後、反応液を室温に戻し、反応液をヘキサン100mL、酢酸エチル50mLの混合溶液に滴下し、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。次いで、ヘキサン75mL、酢酸エチル75mLの混合溶液を加え、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLysZ-Ac 1,900mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が20、Lys(Z)の重合度が20であった。
(9)mPEG-pLys(HCl)-r-pLysZ50%-Ac(10K-20-20)の合成
 mPEG-pLys(Tfa)-r-pLysZ50%-Ac(10K-20-20)1,850mgをサンプル瓶に量り取り、メタノール10mLとジメチルスルホキシド10mL、アセトニトリル10mLにて溶解した。その溶液に1M NaOH 3.2mLを添加し、35℃で16時間攪拌した。反応後、0.01M HClを外液とし、分画分子量6000~8000の透析膜に反応液を入れ透析を行った(1時間ごとに外液交換)。その後、外液を蒸留水に代え透析を行った。透析膜内のポリマー水溶液が中性になったことを確認して液を回収し凍結乾燥を行い、mPEG-pLys(HCl)-r-pLysZ-Ac 1750mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(HCl)の重合度が21、Lys(Z)の重合度が20であった。
B.以下のようにして、本発明の高分子ミセルを構成するブロックポリマーを調製した。
(1)mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu50%-H(10K-20-20)の合成
 MeO-PEG-NH(平均分子量:10,000)1,300mgをナスフラスコに量り取り、アルゴン置換後、無水ジメチルホルムアミド(無水DMF)32.5mLにて溶解した。その溶液に、Lys(Tfa)-NCA 767.0mgとLeu-NCA 449.5mgを同時に添加し、35℃で18時間攪拌した。反応後、反応液を室温に戻し、反応液をヘキサン300mL、酢酸エチル150mLの混合溶液に滴下し、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。次いで、ヘキサン225mL、酢酸エチル225mLの混合溶液を加え、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-H 2,128mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が21、Leuの重合度が21であった。
(2)mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu38%-H(10K-25-15)の合成
 MeO-PEG-NH(平均分子量:10,000)800mg、無水DMF 20mL、Lys(Tfa)-NCA 590.0mg、Leu-NCA 207.5mgを使用し、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu50%-H(10K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-H 1,338mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が26、Leuの重合度が16であった。
(3)mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu38%-H(5K-25-15)の合成
 MeO-PEG-NH(平均分子量:5,000)600mg、無水DMF 20mL、Lys(Tfa)-NCA 885.0mg、Leu-NCA 311.2mgを使用し、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu50%-H(10K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-H 1,439mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が25、Leuの重合度が15であった。
(4)mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)の合成
 mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu50%-H(10K-20-20)1,128mgをナスフラスコに量り取り、アルゴン置換後、無水ジメチルホルムアミド(無水DMF)10mLにて溶解した。その溶液に、無水酢酸 124.8μLを添加し、35℃で2時間攪拌した。反応後、反応液を室温に戻し、反応液をヘキサン100mL、酢酸エチル50mLの混合溶液に滴下し、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。次いで、ヘキサン125mL、酢酸エチル125mLの混合溶液を加え、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-Ac 1,064mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が21、Leuの重合度が21であった。
(5)mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu38%-Ac(10K-25-15)の合成
 mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu38%-H(10K-25-15)666mg、無水DMF 6.7mL、無水酢酸71.4μLを使用し、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu50%-H(10K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-Ac 610mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が26、Leuの重合度が16であった。
(6)mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu38%-Ac(5K-25-15)の合成
 mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu38%-H(5K-25-15)715mg、無水DMF 7mL、無水酢酸109.9μLを使用し、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu50%-H(10K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu-Ac 644mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Tfa)の重合度が27、Leuの重合度が17であった。
(7)mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)の合成
 mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)1,060mgをサンプル瓶に量り取り、ジメチルホルムアミド(DMF) 26.5mLに溶解した。その溶液に、1M NaOH 10.6mLを添加し、35℃で18時間攪拌した。反応後、0.01M HClを外液とし、分画分子量6000~8000の透析膜に反応液を入れ透析を行った(1時間ごとに外液交換)。その後、外液を蒸留水に代え透析を行った。透析膜内のポリマー水溶液が中性になったことを確認して液を回収し凍結乾燥を行い、mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu-Ac 983mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(HCl)の重合度が19、Leuの重合度が20であった。
(8)mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu38%-Ac(10K-25-15)の合成
 mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu38%-Ac(10K-25-15)606mg、DMF 15.2mL、1M NaOH 6.1mLを使用し、mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu-Ac 537mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(HCl)の重合度が26、Leuの重合度が16であった。
(9)mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu38%-Ac(5K-25-15)の合成
 mPEG-pLys(Tfa)-r-pLeu38%-Ac(5K-25-15)640mg、DMF 16mL、1M NaOH 6.4mLを使用し、mPEG-pLys-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu-Ac 547mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(HCl)の重合度が27、Leuの重合度が16であった。
(10)mPEG-pOrn(Tfa)-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)の合成
 MeO-PEG-NH(平均分子量:10,000)500mgをナスフラスコに量り取り、アルゴン置換後、無水ジメチルホルムアミド(無水DMF)12.5mLにて溶解した。その溶液に、Orn(Tfa)-NCA 279.6mgとLeu-NCA 172.9mg を同時に添加し、35℃で18時間攪拌した。反応後、反応液を室温に戻し、その液に無水酢酸95μLを添加し、35℃で2時間攪拌した。その後、反応液を室温に戻し、反応液をヘキサン100mL、酢酸エチル50mLの混合溶液に滴下し、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。次いで、ヘキサン125mL、酢酸エチル125mLの混合溶液を加え、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、mPEG-pOrn(Tfa)-r-pLeu-Ac 793mgを得た。得られたポリマーを1H-NMRにて分析を行ったところ、Orn(Tfa)の重合度が21、Leuの重合度が20であった。
(11)mPEG-pOrn(HCl)-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)の合成
 mPEG-pOrn(Tfa)-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)788mg、DMF 19.7mL、1M NaOH 7.9mLを使用し、mPEG-pLys-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pOrn(HCl)-r-pLeu-Ac 719mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Orn(HCl)の重合度が19、Leuの重合度が20であった。Orn(Tfa)が残留していた場合は、mPEG-pOrn(Tfa)-r-pLeu-Acに対して40mg/mLのDMFで溶解後、DMFに対して40%容量の1M NaOHを添加し、35℃で6時間攪拌後、mPEG-pLys-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20)の合成と同様の操作を行い、mPEG-pOrn(HCl)-r-pLeu-Acを得る。
(12)BocNH-PEG-pLys(Z)-Ac(10K-40)の合成
 BocNH-PEG-NH(平均分子量:10,000)500mgをナスフラスコに量り取り、アルゴン置換後、無水ジメチルホルムアミド(無水DMF)5mLにて溶解した。その溶液に、Lys(Z)-NCA 673.9mgを添加し、35℃で18時間攪拌した。反応後、反応液を室温に戻し、無水酢酸95μLを添加し、35℃で2時間攪拌した。その後、反応液をヘキサン67mL、酢酸エチル33mLの混合溶液に滴下し、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。次いで、ヘキサン50mL、酢酸エチル50mLの混合溶液を加え、析出した析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、BocNH-PEG-pLys(Z)-Ac 1,006mgを得た。得られたポリマーを1H-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Z)の重合度が42であった。
(13)TFA-NH-PEG-pLys(Z)-Ac(10K-40)の合成
 BocNH-PEG-pLys(Z)-Ac(10K-40)1,002mgをサンプル瓶に量り取り、ジクロロメタン16mLに溶解した。次いで、トリフルオロ酢酸(TFA)4mLを添加し、室温で2時間攪拌した。反応後、反応液をヘキサン200mLに添加し約45分間攪拌し、上清を除去した。次いで、沈殿物にジエチルエーテル200mLを加え攪拌した後、上清を除去。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、TFA-NH-PEG-pLys(Z)-Ac 980mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Z)の重合度が42であった。
(14)Maleimide-PEG-pLys(Z)-Ac(10K-40)の合成
 TFA-NH-PEG-pLys(Z)-Ac(10K-40)976mgを容器に量り取り、無水DMF 10mLに溶解しトリエチルアミン64.6μLを添加した。この溶液に、あらかじめ無水DMF 1mLに溶解したN-(6-Maleimidocaproyloxy)succinimide(EMCS)141.8mgの溶液を添加し、室温、遮光下1時間攪拌した。その後、反応液をヘキサン100mL、酢酸エチル50mLの混合液に滴下し、析出したポリマー粉末を沈下させたのち、上清を除去した。次いで、このポリマー粉末にヘキサン75mL、酢酸エチル75mLの混合液を加え攪拌した。析出したポリマー粉末を沈下させた後、上清を除去した。この操作を2回繰り返し行い、最後にポリマー粉末を減圧ろ過、その後減圧乾燥を行い、Maleimide-PEG-pLys(Z)-Ac 906mgを得た。得られたポリマーをH-NMRにて分析を行ったところ、Lys(Z)の重合度が42、Maleimide導入率100%であった。
C.上記で合成したブロックコポリマーを用いて、以下のようにしてASOを含有するミセルを調製した。混合比(カチオン/アニオン比:C/A)は2.0とした。(5)から(8)が本発明の高分子ミセルを用いた例である。
(1)Null ASO micelle,C/A 2.0(mPEG-pLys(HCl)-r-pLysCP50%-Ac(5K-20-20/10K-40):Null-PEG5K-pLys-pLysCP50%)のミセルの調製
 mPEG-pLys(HCl)-r-pLysCP50%-Ac(5K-20-20)20mgをサンプル瓶に量り取り、DMF 0.5mLを加え溶解し、この溶液を(A)液とする(第1のブロックコポリマー液)。Maleimide-PEG-pLys(Z)-Ac(10K-40) 10mgをサンプル瓶に量り取りDMF 0.25mLを加え溶解し、この溶液を(B)液とする(第2のブロックコポリマー液)。(A)液から400μL、(B)液から162μLを分取し混合し、この溶液を(C)液とする。あらかじめ10mM PB(pH7.4)1mLにAlexa647標識アンチセンスヌクレオチド(ASO)1mgを溶解した溶液1mLをサンプル瓶に分取し、10mM PB(pH7.4)1.5mLを添加した後、この液に(C)液154μLを添加し、室温で約5分間混合した。次いで、あらかじめ10mM PB(pH6.5)3mLにL-システイン3mgを溶解した溶液を41μL加え、室温で30分攪拌し、未反応のマレイミド基と反応させた。反応後、10mM PB(pH7.4)を外液とし、分画分子量50,000の透析膜に反応液を入れ透析を行った(外液交換3回、計18~24時間透析)。その後、遠心機を用いた限外ろ過(分画分子量:100,000,430G,5分毎に攪拌)で1回濃縮を行った。最終的に濃縮液と50%スクロース溶液100μL、10mM PB(pH7.4)で全量を500μL(0.5g)に調製後、0.22μmのメンブレンフィルターに通液し、ミセル溶液を調製した。
(2)Null ASO micelle,C/A 2.0(mPEG-pLys(HCl)-r-pLysCP50%-Ac(10K-20-20/10K-40):Null-PEG10K-pLys-pLysCP50%)のミセルの調製
(A液:mPEG-pLys(HCl)-r-pLysCP50%-Ac(10K-20-20))400μLと、上記の(B液)119μLとを分取し混合して調製した(C液)207μL、およびL-システイン溶液43μLを使用し、(1)に記載のミセル調製と同様の操作を行い、ミセル溶液を調製した。
(3)Null ASO micelle,C/A 2.0(mPEG-pLys(HCl)-pLysZ50%-Ac(5K-20-20/10K-40):Null-PEG5K-pLys-pLysZ50%)のミセルの調製
(A液:mPEG-pLys(HCl)-r-pLysZ50%-Ac(5K-20-20))400μLと、上記の(B液)157μLとを分取し混合して調製した(C液)149μL、およびL-システイン溶液38μLを使用し、(1)に記載のミセル調製と同様の操作を行い、ミセル溶液を調製した。
(4)Null ASO micelle,C/A 2.0(mPEG-pLys(HCl)-pLysZ50%-Ac(10K-20-20/10K-40):Null-PEG10K-pLys-pLysZ50%)のミセルの調製
(A液:mPEG-pLys(HCl)-r-pLysZ50%-Ac(10K-20-20))400μLと、上記の(B液)113μLとを分取し混合して調製した(C液)163μL、およびL-システイン溶液33μLを使用し、(1)に記載のミセル調製と同様の操作を行い、ミセル溶液を調製した。
(5)Null ASO micelle,C/A 2.0(mPEG-pLys(HCl)-pLeu-Ac(5K-25-15/10K-40):Null-PEG5K-pLys-pLeu38%)のミセルの調製
(A液:mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu38%-Ac(5K-25-15))400μLと、上記の(B液)188μLとを分取し混合して調製した、(C液)88μL、およびL-システイン溶液25μLを使用し、(1)に記載のミセル調製と同様の操作を行い、ミセル溶液を調製した。
(6)Null ASO micelle,C/A 2.0(mPEG-pLys(HCl)-pLeu38%-Ac(10K-25-15/10K-40):Null-PEG10K-pLys-pLeu38%)のミセルの調製
(A液:mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu38%-Ac(10K-25-15))400μLと、上記の(B液)132μLとを分取し混合して調製した、(C液)118μL、およびL-システイン溶液26μLを使用し、(1)に記載のミセル調製と同様の操作を行い、ミセル溶液を調製した。
(7)Null ASO micelle,C/A 2.0(mPEG-pLys(HCl)-pLeu50%-Ac(10K-20-20/10K-40):Null-PEG10K-pLys-pLeu50%)のミセルの調製
(A液:mPEG-pLys(HCl)-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20))400μLと、上記の(B液)138μLとを分取し混合して調製した、(C液)156μL、およびL-システイン溶液41μLを使用し、(1)に記載のミセル調製と同様の操作を行い、ミセル溶液を調製した。
(8)Null ASO micelle,C/A 2.0(mPEG-pOrn(HCl)-pLeu50%-Ac(10K-20-20/10K-40):Null-PEG10K-pOrn-pLeu50%)のミセルの調製
(A液:mPEG-pOrn(HCl)-r-pLeu50%-Ac(10K-20-20))400μLと、上記の(B液)141μLとを分取し混合して調製した、(C液)145μL、およびL-システイン溶液35μLを使用し、(1)に記載のミセル調製と同様の操作を行い、ミセル溶液を調製した。
D.粒子径および多分散度の測定
 上記で調製したミセルを10mM PB(pH7.4)で10倍希釈し、室温で10分以上静置したサンプル50μLをUVディスポセルに入れ、ゼータサイザーUltraで粒子径及び多分散度(PDI)を測定した。結果を図4に示す。本発明の高分子ミセルは、良好な粒子径(nm)と多分散度を示した。
E.製剤中のASO定量
 上記(1)から(7)で調製したミセル中のASO含有量を、島津 HPLC Prominenceとカラム:IMTAKT Cadenza CW-C18MF(2mm×50mm,3μm,P/N:CW022F)を使用し、移動相A:15mmol/L TEA,400mmol/L HFIP in Waterおよび移動相B:15mmol/L TEA,400mmol/L HFIP in Methanolで定量した。結果を図5に示す。本発明のミセルは、優れたASO充填効率を示した。
F.動物実験:血漿中ASO定量
 上記(1)から(7)で調製したASOを含有するミセル溶液をマウスの尾静脈からASO量として10mg/kg投与した。1時間後、血液を採取した。採取した血液を遠心処理(4℃,1500×g,10分)し、上清を血漿として回収した。
 対照として、以下のようにして調製したASO溶液(Naked ASO)を用いた。粉末のASOを8mM PB(pH7.4)の10%スクロース溶液で溶解し、2mg/mL溶液とした。
 回収した血漿をPlate reader:TECAN Microplate Reader Infinite M1000 PROで測定し、Alexa647標識されたASOの蛍光強度で定量した。図6は、血漿中のASO量を、図7は、ポリマー投与量当たりの血漿中のASO量を示している。
 上記の詳細な記載は、本発明の目的および対象を単に説明するものであり、添付の特許請求の範囲を限定するものではない。添付の特許請求の範囲から離れることなしに、記載された実施態様に対しての、種々の変更および置換は、本明細書に記載された教示より当業者にとって明らかである。
 本発明により、標的である脳に薬物を効率良くの送達できる高分子ミセルが提供される。本発明は脳への薬物のキャリアとしても有用である。

Claims (26)

  1.  親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、薬物に結合可能な第一のブロックコポリマーと、
     親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、標的に結合するリガンドに結合可能な第二のブロックコポリマーとからなる高分子ミセルであって、
     前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよび(N-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide)(Asp(DET))からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上、およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであり、
     前記第二のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、(i)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上からなるポリアミノ酸セグメントであって、該少なくとも1種以上のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合したポリアミノ酸セグメント、または、(ii)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上、およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであって、場合により、該少なくとも1種のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合してもよいポリアミノ酸セグメント、のいずれかであって、
     前記第二のブロックコポリマーは、親水性ポリマーセグメントの末端にて前記リガンドに結合することを特徴とする、高分子ミセル。
  2.  前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントに含まれるカチオン性アミノ酸はその少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合している、請求項1に記載の高分子ミセル。
  3.  前記第一のブロックコポリマーが結合する薬物が核酸である、請求項1に記載の高分子ミセル。
  4.  前記第一のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシンおよびロイシンからなるカチオン性ポリアミノ酸セグメントである、請求項1に記載の高分子ミセル。
  5.  前記第二のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシンからなるポリアミノ酸セグメント、またはリシンおよびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントである、請求項1に記載の高分子ミセル。
  6.  前記疎水性基は、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、C4~C18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基およびシクロペンチルオキシカルボニル基からなる群より選ばれる基である請求項1に記載の高分子ミセル。
  7.  前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、約10~約80%の範囲内である、請求項1に記載の高分子ミセル。
  8.  前記第二のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシンおよびロイシンからなるカチオン性ポリアミノ酸セグメントであって、前記第二のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、約10~約80%の範囲内である、請求項1に記載の高分子ミセル。
  9.  高分子ミセルの粒子径は、約10nm~約100nmである、請求項1に記載の高分子ミセル。
  10.  前記親水性ポリマーセグメントが、ポリエチレングリコールセグメントである、請求項1に記載の高分子ミセル。
  11.  前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントは、その末端にスルフヒドリル反応性基を有する親水性ポリマーセグメントである請求項1に記載の高分子ミセル。
  12.  前記スルフヒドリル反応性基は、ハロアセチル基、マレイミド基、アジリジン基、アクリロイル基、ビニルスルホン基、ピリジルジスルフィド基、TNBチオール基、およびジスルフィド基からなる群より選ばれる基である請求項11に記載の高分子ミセル。
  13.  さらに、リガンドが、前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントの末端に結合している請求項1に記載の高分子ミセル。
  14.  前記リガンドは、チオエーテル結合またはアミド結合によって前記親水性ポリマーセグメントの末端に結合している請求項13に記載の高分子ミセル。
  15.  前記リガンドは、タンパク質、ペプチド、核酸および糖鎖からなる群より選ばれる、請求項13に記載の高分子ミセル。
  16.  前記薬物は脳内に送達されることを特徴とする請求項1に記載の高分子ミセル。
  17.  前記標的は、脳微小血管内皮細胞に存在するタンパク質である、請求項16に記載の高分子ミセル。
  18.  請求項1~17のいずれか一つに記載の高分子ミセルと薬物からなる医薬組成物。
  19.  前記薬物は、核酸、タンパク質、ペプチド、低分子および中分子からなる群より選ばれる薬物である請求項18に記載の医薬組成物。
  20.  親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、薬物に結合可能な第一のブロックコポリマーと、親水性ポリマーセグメントとカチオン性ポリアミノ酸セグメントからなる、標的に結合するリガンドに結合可能な第二のブロックコポリマーとからなる高分子ミセルを調製方法であって、
     リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上、およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントを前記カチオン性ポリアミノ酸セグメントとして含む前記第一のブロックコポリマーと、
     (i)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上からなるポリアミノ酸セグメントであって、該少なくとも1種以上のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合したポリアミノ酸セグメント、または、(ii)リシン、オルニチン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジンおよびAsp(DET)からなる群より選ばれるカチオン性アミノ酸の少なくとも1種以上、およびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントであって、場合により、該少なくとも1種のカチオン性アミノ酸は、その少なくとも一部はその側鎖に疎水性基が結合してもよいポリアミノ酸セグメント、のいずれかと前記カチオン性ポリアミノ酸セグメントとして含む前記第二のブロックコポリマーとを混合することにより前記高分子ミセルを調製する方法。
  21.  前記第一のブロックコポリマーのカチオン性アミノ酸はその少なくとも一部はその側鎖に疎水性基を結合している、請求項20に記載の方法。
  22.  前記第一のブロックコポリマーと前記第二のブロックコポリマーとをさらに薬剤である核酸と混合することにより、核酸を含む高分子ミセルを調製する、請求項20に記載の方法。
  23.  前記第一のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、リシンおよびロイシンからなるカチオン性ポリアミノ酸セグメントであり、前記第二のブロックコポリマーに含まれるカチオン性ポリアミノ酸セグメントは、(i)リシンからなるポリアミノ酸セグメントまたは(ii)リシンおよびロイシンからなるポリアミノ酸セグメントである、請求項20または22に記載の方法。
  24.  前記疎水性基は、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、C4~C18の直鎖状、分岐状または環状のアルキルカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基およびシクロペンチルオキシカルボニル基からなる群より選ばれる基である請求項20または22に記載の方法。
  25.  前記第一のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、約10~約80%の範囲内であり、前記第二のブロックコポリマーのカチオン性ポリアミノ酸セグメントにおけるロイシンの割合は、0~約80%の範囲内である、請求項20または22に記載の方法。
  26.  前記第一のブロックコポリマーおよび前記第二のブロックコポリマーの親水性ポリマーセグメントが、ポリエチレングリコールセグメントである、請求項20または22に記載の方法。
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