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特許7606722カチオン性脂質化合物、それを含む組成物及びその用途
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-18
(45)【発行日】2024-12-26
(54)【発明の名称】カチオン性脂質化合物、それを含む組成物及びその用途
(51)【国際特許分類】
   C07C 229/24 20060101AFI20241219BHJP
   A61K 47/18 20170101ALI20241219BHJP
   A61K 47/24 20060101ALI20241219BHJP
   A61K 47/28 20060101ALI20241219BHJP
   A61K 47/44 20170101ALI20241219BHJP
   A61P 31/00 20060101ALI20241219BHJP
   A61P 35/00 20060101ALI20241219BHJP
   A61P 37/00 20060101ALI20241219BHJP
   A61P 3/10 20060101ALI20241219BHJP
   A61P 25/00 20060101ALI20241219BHJP
   A61P 7/00 20060101ALI20241219BHJP
   A61P 3/00 20060101ALI20241219BHJP
   A61P 31/12 20060101ALI20241219BHJP
【FI】
C07C229/24 CSP
A61K47/18
A61K47/24
A61K47/28
A61K47/44
A61P31/00
A61P35/00
A61P37/00
A61P3/10
A61P25/00
A61P7/00
A61P3/00
A61P31/12
【請求項の数】 41
(21)【出願番号】P 2024538670
(86)(22)【出願日】2022-01-27
(86)【国際出願番号】 CN2022074153
(87)【国際公開番号】W WO2023133946
(87)【国際公開日】2023-07-20
【審査請求日】2024-06-24
(31)【優先権主張番号】202210034449.4
(32)【優先日】2022-01-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】524238604
【氏名又は名称】ハンチョウ ティアンロン ファーマシューティカル カンパニー、リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ソン、ゲンシェン
(72)【発明者】
【氏名】ワン、フアンユー
(72)【発明者】
【氏名】ジャン、ホンレイ
(72)【発明者】
【氏名】チェン、シーチャオ
(72)【発明者】
【氏名】ユー、シャオウェン
(72)【発明者】
【氏名】フアン、ダーウェイ
【審査官】一宮 里枝
(56)【参考文献】
【文献】特表2018-532721(JP,A)
【文献】特表2020-514366(JP,A)
【文献】特表2021-508434(JP,A)
【文献】特表2020-512316(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下式で示される化合物、又はその薬学的に許容される塩:
【化1】

【請求項2】
担体を含む組成物であって、前記担体がカチオン性脂質を含み、前記カチオン性脂質が請求項1に記載の化合物又はその薬学的に許容される塩を含有する、組成物。
【請求項3】
前記担体に対する前記カチオン性脂質のモル比が30%~70%である、請求項に記載の組成物。
【請求項4】
前記担体が中性脂質をさらに含む請求項に記載の組成物。
【請求項5】
前記カチオン性脂質と前記中性脂質とのモル比が1:1~10:1である、請求項に記載の組成物。
【請求項6】
前記中性脂質にはホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴミエリン、セラミド、ステロール及びそれらの誘導体のうちの一種又は複数種が含まれる請求項に記載の組成物。
【請求項7】
前記中性脂質が、1,2-ジリノレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DLPC)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-ホスホコリン(DMPC)、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DPPC)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)、1,2-ジウンデカノイル-sn-グリセロ-ホスホコリン(DUPC)、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(POPC)、1,2-ジ-O-オクタデセニル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(18:0 Diether PC)、1-オレオイル-2-コレステリルヘミサクシニル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(OChemsPC)、1-ヘキサデシル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(C16 Lyso PC)、1,2-ジリノレノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1,2-ジアラキドノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1,2-ジドコサヘキサエノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)、1,2-ジフィタノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(ME 16.0 PE)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジリノレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジリノレノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジアラキドノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジドコサヘキサエノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホ-rac-(1-グリセロ-ル)ナトリウム塩(DOPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPG)、パルミトイルオレオイルホスファチジルエタノールアミン(POPE)、ジステアロイル-ホスファチジル-エタノールアミン(DSPE)、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(DPPE)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DMPE)、1-ステアリル-2-オレオイル-ステアロイルエタノールアミン(SOPE)、1-ステアロイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(SOPC、1-stearoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)、スフィンゴミエリン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルエタノールアミン(LPE)、及びこれらの混合物からなる群より選択される一種又は複数種である、請求項に記載の組成物。
【請求項8】
前記中性脂質がDOPE及び/又はDSPCである、請求項に記載の組成物。
【請求項9】
前記担体が構造脂質をさらに含む請求項に記載の組成物。
【請求項10】
前記カチオン性脂質と前記構造脂質とのモル比が1:1~5:1である、請求項に記載の組成物。
【請求項11】
前記構造脂質が、コレステロール、非ステロール、シトステロール、エルゴステロール、カンペステロール、スチグマステロール、ブラシカステロール、トマチン、トマチン、ウルソール酸、α-トコフェロール、及び副腎皮質ホルモンからなる群より選択される一種又は複数種である、請求項に記載の組成物。
【請求項12】
前記構造脂質がコレステロールである、請求項11に記載の組成物。
【請求項13】
前記担体がポリマー共役脂質をさらに含む請求項に記載の組成物。
【請求項14】
担体に対する前記ポリマー共役脂質のモル比が0.5%~5%である、請求項13に記載の組成物。
【請求項15】
前記ポリマー共役脂質が、PEG修飾ホスファチジルエタノールアミン、PEG修飾ホスファチジン酸、PEG修飾セラミド、PEG修飾ジアルキルアミン、PEG修飾ジアシルグリセロール、及びPEG修飾ジアルキルグリセロールからなる群より選択される一種又は複数種である、請求項13に記載の組成物。
【請求項16】
前記ポリマー共役脂質が、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミンポリエチレングリコール2000(DSPE-PEG2000)、ジミリストイルグリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール2000(DMG-PEG2000)、及びメトキシポリエチレングリコールジテトラデシルアセトアミド(ALC-0159)からなる群より選択される一種又は複数種である、請求項15に記載の組成物。
【請求項17】
前記担体は、カチオン性脂質、中性脂質、構造脂質及びポリマー共役脂質を含み、前記カチオン性脂質と、前記中性脂質と、前記構造脂質と、前記ポリマー共役脂質とのモル比が(25~65):(5~25):(25~45):(0.5~5)である、請求項に記載の組成物。
【請求項18】
前記カチオン性脂質と、前記中性脂質と、前記構造脂質と、前記ポリマー共役脂質とのモル比が50:10:38.5:1.5である、請求項17に記載の組成物。
【請求項19】
平均粒子径が10nm~210nmであり、多分散指数が50%以下であるナノ粒子製剤である、請求項18のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項20】
平均粒子径が100nm~205nmであり、多分散指数が30%以下であるナノ粒子製剤である、請求項19に記載の組成物。
【請求項21】
前記カチオン性脂質が、一種又は複数種のイオン化可能な他の脂質化合物をさらに含む請求項18のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項22】
治療剤又は予防剤をさらに含む請求項18のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項23】
前記担体と前記治療剤又は予防剤との質量比が10:1~30:1である、請求項22に記載の組成物。
【請求項24】
前記担体と前記治療剤又は予防剤との質量比が15:1~25:1である、請求項23に記載の組成物。
【請求項25】
前記担体と前記治療剤又は予防剤との質量比が16:1である、請求項24に記載の組成物。
【請求項26】
前記治療剤又は予防剤には核酸分子、小分子化合物、ポリペプチド、およびタンパク質のうちの一種又は複数種が含まれる請求項22に記載の組成物。
【請求項27】
前記治療剤又は予防剤が免疫応答を引き起こすことができるワクチン又は化合物である、請求項22に記載の組成物。
【請求項28】
前記治療剤又は予防剤が核酸である、請求項22に記載の組成物。
【請求項29】
前記治療剤又は予防剤がリボ核酸(RNA)である、請求項28に記載の組成物。
【請求項30】
前記治療剤又は予防剤がデオキシリボ核酸(DNA)である、請求項28に記載の組成物。
【請求項31】
前記RNAが、低分子干渉RNA(siRNA)、非対称干渉RNA(aiRNA)、マイクロRNA(miRNA)、Dicer-基質RNA(dsRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)、メッセンジャーRNA(mRNA)、及びそれらの混合物からなる群より選択される請求項29に記載の組成物。
【請求項32】
前記RNAがmRNAである、請求項31に記載の組成物。
【請求項33】
薬学的に許容される賦形剤の一種又は複数種をさらに含む請求項22に記載の組成物。
【請求項34】
薬学的に許容される希釈剤の一種又は複数種をさらに含む請求項22に記載の組成物。
【請求項35】
請求項1に記載の化合物、若しくはの薬学的に許容される塩、又は、請求項34のいずれか1項に記載の組成物の、核酸医薬品、遺伝子ワクチン、低分子医薬品、ポリペプチド医薬品、又はタンパク質医薬品の製造における使用。
【請求項36】
請求項1に記載の化合物、若しくはの薬学的に許容される塩、又は、請求項34のいずれか1項に記載の組成物の、それを必要とする哺乳動物の疾患又は病態を治療するための医薬品の製造における使用であって、前記疾患又は病態が、感染症、癌及び増殖性疾患、遺伝性疾患、自己免疫疾患、糖尿病、神経変性疾患、心血管疾患と腎血管疾患、及び代謝性疾患からなる群より選択される、使用
【請求項37】
前記感染症が、コロナウイルス、インフルエンザウイルス又はHIVウイルスに起因する疾患、小児肺炎、リフトバレー熱、黄熱、狂犬病、及び複数種の疱疹からなる群より選択される請求項36に記載の使用。
【請求項38】
前記哺乳動物がヒトである請求項3637のいずれか1項に記載の使用。
【請求項39】
前記組成物が静脈内、筋肉内、皮内、皮下、鼻腔内、又は吸入によって投与される、請求項3637のいずれか1項に記載の使用。
【請求項40】
前記組成物が皮下によって投与される請求項39に記載の使用。
【請求項41】
.001mg/kg~10mg/kgの用量で前記哺乳動物に前記医薬品を投与する、請求項3637のいずれか1項に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、2022年1月13日に出願された中国特願番号第202210034449.4号に基づく優先権を主張するものであり、ここには上記中国特願に開示されている内容を本願の一部として援用される。
【0002】
本発明は、医薬分野に属する。本発明は、具体的には、カチオン性脂質化合物、それを含む組成物及びその使用に関する。
【背景技術】
【0003】
低分子医薬品、ポリペプチド、タンパク質及び核酸などの生物活性物質の効果的な標的送達、特に核酸の送達は、持続的な医学的難題である。核酸治療剤は、細胞透過性が低く、特定の核酸分子(RNAを含む)の分解に対する感受性が高いため、大きな課題に直面している。
【0004】
カチオン性脂質含有組成物、リポソーム及びリポソーム複合体(lipoplex)は送達担体として、低分子医薬品、ポリペプチド、タンパク質及び核酸などの生物活性物質を細胞及び/又は細胞内区画に送達するのに有効であることが実証されている。これらの組成物は、一般的に、1つ以上の「カチオン性」及び/又はアミノ(イオン化可能)脂質を含み、また中性脂質、構造脂質及びポリマー共役脂質も含む。カチオン性及び/又はイオン化可能な脂質には、例えば、容易にプロトン化され得るアミン含有脂質が含まれる。このような脂質含有ナノ粒子組成物は、複数種示されているが、安全性、有効性及び特異性の点で依然として改善の余地がある。なお、脂質ナノ粒子(Lipid Nanoparticle、LNP)の複雑さの増加につれてその生産が複雑になり、かつ毒性が増加するおそれがあるのは、その臨床応用を制限する主な原因となる可能性があるという点に留意すべきである。例えば、LNP siRNA粒子(例えばパチシラン)は、ステロイドおよび抗ヒスタミン薬の事前投与により不要な免疫応答を除去することが必要である(T.Coelho,D.Adams,A.Silva,et al.,Safety and efficacy of RNAi therapy for transthyretin amyloidosis,N Engl J Med,369(2013)819-829)。そのため、核酸などの治療剤及び/又は予防剤の細胞への送達に寄与する、改良されたカチオン性脂質化合物及びそれを含む組成物を開発することが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、カチオン性脂質化合物の構造と、細胞内トランスフェクト効率、細胞に対する毒性、及び動物体内での高度かつ持続的な発現、との間に明らかな対応関係がないという知見に少なくとも基づいてなるものである。構造的差別が小さい化合物でも、トランスフェクト効率及び/又は細胞に対する毒性、細胞内での高発現において非常に大きな差別がある。例えば、本願に係る化合物YK-009及びYK-010は、細胞トランスフェクト効率において60倍近くの差があり、トランスフェクトされた細胞に対する毒性において25%以上の差がある。また、化合物YK-003及びYK-010はマウス体内的発現および持続的な発現において50倍近くの差がある。
【0006】
したがって、高いトランスフェクト効率及び細胞に対する低い毒性を有するとともに、マウス体内における高発現かつ持続的な発現ができるような、適切なカチオン性脂質化合物を選別することが困難である。本開示では、例えばYK-009、YK-003、YK-006、YK-008及びYK-011などのいくつかの化合物が、従来技術の他の化合物と比較して、高い細胞トランスフェクト効率、細胞に対する低い毒性又は無毒性、及び動物体内での高発現及び持続的な発現により核酸を送達することができ、予想以外の技術効果を得ることが、独特の設計を通じて発見した。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一側面は、式(I)で示される化合物、又はそのN-酸化物、溶媒和物、薬学的に許容される塩もしくは立体異性体である新規なカチオン性脂質化合物を提供する。
【化1】
【0008】
はC1~6アルキレン基であり、好ましくは非置換のC2~5アルキレン基、より好ましくは非置換のCアルキレン基である。
【0009】
はC2~8アルキレン基であり、好ましくは非置換のC4~6アルキレン基、より好ましくは非置換のCアルキレン基である。
【0010】
はC1~3アルキレン基、好ましくは非置換のCアルキレン基である。
【0011】
はC6~15直鎖アルキル基であり、好ましくは非置換のC8~12直鎖アルキル基、より好ましくは非置換のC10直鎖アルキル基である。
【0012】
はC12~25分岐アルキル基、好ましくは非置換のC14~22分岐アルキル基、より好ましくは非置換のC18分岐アルキル基である。例えば、Lは、
【化2】

である。
【0013】
例えば、式(I)で示される化合物は次のような構造のうちの1つを有する。
【化3-1】

【化3-2】

【化3-3】
【0014】
本開示の他の一側面は、上記カチオン性脂質を含む担体を含む組成物を提供する。
例えば、担体に対する前記カチオン性脂質のモル比が30%~70%である。
【0015】
一実施形態において、前記担体は、中性脂質をさらに含む。例えば、前記カチオン性脂質と前記中性脂質とのモル比は1:1~10:1である。
【0016】
一実施形態において、前記中性脂質は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴミエリン、セラミド、ステロール及びそれらの誘導体中のうちの一種又は複数種を含む。
【0017】
例えば、前記中性脂質は、1,2-ジリノレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DLPC)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-ホスホコリン(DMPC)、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DPPC)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)、1,2-ジウンデカノイル-sn-グリセロ-ホスホコリン(DUPC)、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(POPC)、1,2-ジ-O-オクタデセニル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(18:0 Diether PC)、1-オレオイル-2-コレステリルヘミサクシニル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(OChemsPC)、1-ヘキサデシル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(C16 Lyso PC)、1,2-ジリノレノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1,2-ジアラキドノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1,2-ジドコサヘキサエノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)、1,2-ジフィタノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(ME 16.0 PE)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジリノレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジリノレノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジアラキドノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジドコサヘキサエノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホ-rac-(1-グリセロ-ル)ナトリウム塩(DOPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロ(DPPG)、パルミトイルオレオイルホスファチジルエタノールアミン(POPE)、ジステアロイル-ホスファチジル-エタノールアミン(DSPE)、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(DPPE)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DMPE)、1-ステアリル-2-オレオイル-ステアロイルエタノールアミン(SOPE)、1-ステアロイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(SOPC)、スフィンゴミエリン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルエタノールアミン(LPE)、及びこれらの混合物からなる群より選択される一種又は複数種である。
【0018】
好ましい実施形態において、前記中性脂質はDOPE及び/又はDSPCである。
【0019】
一実施形態において、前記担体は、構造脂質をさらに含む。例えば、前記カチオン性脂質と前記構造脂質とのモル比が1:1~5:1である。
【0020】
一実施形態において、前記構造脂質は、コレステロール、非ステロール、シトステロール、エルゴステロール、カンペステロール、スチグマステロール、ブラシカステロール、トマチン、トマチン、ウルソール酸、α-トコフェロール、及び副腎皮質ホルモンからなる群より選択される一種又は複数種である。好ましい実施形態において、前記構造脂質はコレステロールである。
【0021】
一実施形態において、前記担体は、ポリマー共役脂質をさらに含む。例えば、担体に対する前記ポリマー共役脂質のモル比が0.5%~5%である。
【0022】
一実施形態において、前記ポリマー共役脂質は、PEG修飾ホスファチジルエタノールアミン、PEG修飾ホスファチジン酸、PEG修飾セラミド、PEG修飾ジアルキルアミン、PEG修飾ジアシルグリセロール、及びPEG修飾ジアルキルグリセロールからなる群より選択される一種又は複数種である。
【0023】
例えば、前記ポリマー共役脂質は、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミンポリエチレングリコール2000(DSPE-PEG2000)、ジミリストイルグリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール2000(DMG-PEG2000)及びメトキシポリエチレングリコールジテトラデシルアセトアミド(ALC-0159)からなる群より選択される一種又は複数種である。
【0024】
一実施形態において、前記担体は、中性脂質、構造脂質、及びポリマー共役脂質を含み、前記カチオン性脂質と、前記中性脂質と、前記構造脂質と、前記ポリマー共役脂質とのモル比が(25~65):(5~25):(25~45):(0.5~5)であり、好ましくは50:10:38.5:1.5である。
【0025】
一実施形態において、前記組成物は、ナノ粒子製剤であり、前記ナノ粒子製剤の平均粒子径が10nm~210nm、好ましくは100nm~205nmであり、前記ナノ粒子製剤の多分散指数が50%以下、好ましくは30%以下である。
【0026】
一実施形態において、前記カチオン性脂質は、さらに、一種又は複数種のイオン化可能な他の脂質化合物を含む。
【0027】
一実施形態において、組成物は、治療剤又は予防剤をさらに含む。例えば、組成物中の担体と前記治療剤又は予防剤との質量比が10:1~30:1である。
【0028】
一実施形態において、前記担体と前記治療剤又は予防剤との質量比が15:1~25:1、好ましくは16:1である。
【0029】
一実施形態において、前記治療剤又は予防剤には、核酸分子、小分子化合物、ポリペプチド及びタンパク質のうちの一種又は複数種が含まれる。
例えば、前記治療剤又は予防剤は、免疫応答を引き起こすことができるワクチン又は化合物である。
【0030】
一実施形態において、前記治療剤又は予防剤は、核酸である。例えば、治療剤又は予防剤は、デオキシリボ核酸(DNA)であってもよい。
【0031】
一実施形態において、前記治療剤又は予防剤は、リボ核酸(RNA)である。
【0032】
一実施形態において、前記RNAは、低分子干渉RNA(siRNA)、非対称干渉RNA(aiRNA)、マイクロRNA(miRNA)、Dicer-基質RNA(dsRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)、メッセンジャーRNA(mRNA)、及びこれらの混合物からなる群より選択される。例えば、前記RNAは、mRNAである。
【0033】
一実施形態において、前記組成物は、薬学的に許容される賦形剤又は希釈剤のうちの一種又は複数種をさらに含む。
【0034】
本開示の他の側面は、必要とする患者に治療剤又は予防剤を送達するための上記カチオン性脂質又は組成物を提供する。
【0035】
本開示の他の側面は、核酸医薬品、遺伝子ワクチン、低分子医薬品、ポリペプチド医薬品、又はタンパク質医薬品の製造における上記カチオン性脂質又は組成物の使用を提供する。
【0036】
本開示の他の側面は、必要とする哺乳動物の疾患又は病態を治療するための医薬品の製造における上記カチオン性脂質又は組成物の使用を提供する。
【0037】
本開示の他の側面は、必要とする哺乳動物の疾患又は病態を治療するための上記カチオン性脂質又は組成物を提供する。
【0038】
本開示の他の側面は、治療有効量又は予防有効量で、上記組成物を必要とする患者又は被検者に投与することを含む、疾患又は病態を治療もしくは予防する方法を提供する。
【0039】
一実施形態において、前記疾患又は病態は、機能不全、異常なタンパク質、又は異常なポリペプチド活性を特徴とする。
例えば、前記疾患又は病態は感染症、癌及び増殖性疾患、遺伝性疾患、自己免疫疾患、糖尿病、神経変性疾患、心血管疾患及び腎血管疾患、ならびに代謝性疾患からなる群より選択される。
例えば、前記感染症は、コロナウイルス、インフルエンザウイルス又はHIVウイルスに起因する疾患、小児肺炎、リフトバレー熱、黄熱、狂犬病、又は複数種の疱疹からなる群より選択される。
【0040】
好ましい実施形態において、前記哺乳動物はヒトである。
一実施形態において、前記組成物は、静脈内、筋肉内、皮内、皮下、鼻腔内、又は吸入によって投与される。例えば、前記組成物は、皮下投与される。
【0041】
一実施形態において、前記治療剤又は予防剤が前記哺乳動物に約0.001mg/kg~約10mg/kgの用量で投与される。
【図面の簡単な説明】
【0042】
本開示の実施例の技術的解決策をより明確に説明するために、実施例の図面を以下に簡単に紹介する。もちろん、以下の説明における図面は、本開示を限定するものではなく、本開示のいくつかの例にのみ関係する。
図1図1は、LNP製剤を調製する際に担体(YK-009を含む)とmRNAを異なる重量比で用いられた細胞トランスフェクション実験結果を示し、aは担体:mRNA=4:1であり、bは担体:mRNA=16:1であり、cはブランク対照である。
図2図2は、LNP製剤を調製する際にカチオン性脂質YK-009と中性脂質DSPCを異なるモル比で用いられた細胞トランスフェクション実験結果を示し、aは1:1であり、bは5:1であり、cは10:1であり、dはブランク対照である。
図3図3は、LNP製剤を調製する際に、担体(YK-009を含む)に対するポリマー共役脂質のモル比が異なった細胞トランスフェクション実験結果を示し、aは5%であり、bは1.5%であり、cはブランク対照である。
図4図4は、調製LNP製剤を調製する際に、担体の各成分であるカチオン性脂質YK-009、中性脂質DSPC、構造脂質コレステロール、及びポリマー共役脂質DMG-PEG2000の割合が異なった細胞トランスフェクション実験結果を示し、aは65:8:25:2であり、bは50:10:38.5:1.5であり、cはブランク対照である。
図5図5は、異なるカチオン性脂質から調製されたFluc-mRNAのLNP製剤の蛍光吸収強度を示す。
図6図6は、それぞれのカチオン性脂質YK-009及び化合物25から調製されたFluc-mRNAのLNP製剤の蛍光吸収強度を示し、ここには、Fluc-mRNAの含有量はそれぞれ0.075μg、0.15μg、0.225μg及び0.3μgである。
図7図7は、異なるカチオン性脂質から調製されたFluc-mRNAのLNP製剤を添加した細胞培養液に24時間培養を行った後の細胞生存率を示す。
図8図8は、それぞれのカチオン性脂質YK-009及び化合物25から調製されたFluc-mRNAのLNP製剤(但し、Fluc-mRNAの含有量はそれぞれ0.375μg、0.75μg、1.125μg及び1.5μgであった)を添加した細胞培養液に24時間培養を行った後の細胞生存率を示す。
図9図9は、異なるカチオン性脂質から調製されたFluc-mRNAのLNP製剤についてのマウス生体撮像実験の結果を示す。
図10図10は、それぞれのカチオン性脂質YK-009及び化合物25から調製されたFluc-mRNAのLNP製剤についてのマウス生体撮像実験の結果を示し、ここには、LNP製剤におけるFluc-mRNAの含有量は異なっており、aが2.5μg、bが5μg、cが7.5μg、dが10μgである。
【発明を実施するための形態】
【0043】
本開示に係る実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、本開示に係る実施例の図面を参照しながら、本開示に係る実施例の技術案を明確かつ完全に説明する。もちろん、説明された実施例は、本開示の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。説明された本開示に係る実施例に基づいて、当業者が創造的な努力なしに得た他のすべての他の実施例は本発明の保護範囲に包含されるものとする。
【0044】
本発明は、本発明の本質的な特質から逸脱することなく、他の特定の形態で実施され得る。本発明のいずれか及び全ての実施形態は、矛盾しない限り、他の実施形態又は複数の他の実施形態における技術的特徴と組み合わせて、別の実施形態を得ることを理解されたい。このような組み合わせにより得られた別の実施形態は、本発明に包含される。
【0045】
本開示で言及されている全ての出版物及び特許は、ここではこれらの全ての内容を援用することにより本開示に組み込まれる。また、組み込まれているいずれかの出版物や特許に使用されている用途や用語は、本開示で使用されている用途や用語に衝突する場合には、本開示の用途及び用語が優先する。
【0046】
本明細書で使用されているセクションのタイトルは、記事を整理することのみを目的としており、記載された主題を限定するものとして解釈されるべきではない。
特に明記しない限り、本明細書で使用されている技術用語及び科学用語は、主題の属する分野を保護することが求められる通常の意味を有する。用語に対して複数の定義が存在する場合は、本明細書での定義が優先する。
【0047】
なお、本明細書及び特許請求の範囲に記載された定量的性質、例えばドーズ量等の全ての数字は、実施形態で説明した場合又は特別の説明がある場合以外には全ての場合において「約」で修飾されていることを理解されたい。また、本願に例示されている数値範囲は、その範囲内に包括されているすべてのサブレンジ、及び該範囲又は該サブレンジの端値の任意の組み合わせを含むことを意図していることも理解されたい。
【0048】
本開示において使用される「含む」、「含有する」又は「含まれる」等の類似する用語は、当該用語の前の要素が当該語の後に挙げれた要素及びその同等要素をカバーすることを意味し、記載されていない要素を排除するものではない。本明細書で使用されている用語「含有する」又は「含む」(含まれる)は、開放式、半密閉式及び閉鎖式であってもよい。言い換えると、前記用語には、「実質的に…からなる」又は「…から構成される」も含まれる。
【0049】
本願における「薬学的に許容される」という用語は、化合物又は組成物が、製剤を構成する他の成分と、及び/又は予防又は治療に使用されるヒト又は哺乳動物と化学的及び/又は毒物学的に適合性であることを意味する。
【0050】
本願における「被検者」又は「患者」という用語には、ヒト及び哺乳動物が含まれる。
【0051】
本明細書で使用されている「治療」という用語は疾患又は疾患の症状を患っている患者又は被検者に、疾患を治療、軽減、緩和、改善又は影響するために、1種又は複数種の薬を投与することを指す。本願の文脈では、特に反対の記載がない限り、用語「治療する」には予防も含まれる場合がある。
【0052】
本願における「溶媒和物」という用語は、組合式(I)で示される化合物又は薬学的に許容される塩と溶媒(例えば乙醇又は水)とが形成された複合体を指す。疾患又は病態の治療に使用される式I化合物の溶媒和物は、異なる性質(薬物動態特性を含む)を与える可能性があるものの、被検者に吸収されると、式Iの化合物が得られるので、式Iの化合物の使用には式Iの化合物のいずれの溶媒和物の使用も包含されることになることが理解される。
【0053】
「水和物」とは、上記用語「溶媒和物」において、溶媒が水である場合を意味する。
【0054】
式Iで示される化合物又はその薬学的に許容される塩は、溶媒和物として単離することができ、このために前記溶媒和物はいずれも本発明の範囲に含まれることをさらに理解されたい。例えば、式Iの化合物又はその薬学的に許容される塩は、非溶媒和形態と薬学的に許容される溶媒(例えば、水、エタノールなど)との溶媒和形態で存在し得る。
【0055】
「薬学的に許容される塩」という用語は、本開示に係る化合物に対する毒性がない無機酸又は有機酸付加塩を意味する。例えば、S.M.Bergeらの「Pharmaceutical Salts”、J.Pharm.Sci.1977、66、1-19」を参照のこと。ここには、無機酸としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸等が挙げられる。有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、アセト酢酸、ピルビン酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、カプロン酸、ヘプタン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、安息香酸、サリチル酸、2-(4-ヒドロキシベンゾイル)-安息香酸、カンファー酸、ケイ皮酸、シクロペンタンプロピオン酸、D-グルカル酸、3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、ニコチン酸、パモ酸、ペクチン酸、3-フェニルプロピオン酸、ピクリン酸、ピバリン酸、2-ヒドロキシエタンスルホン酸、イタコン酸、スルファミン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ドデシル硫酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、2-ナフタレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、カンファースルホン酸、クエン酸、酒石酸、ステアリン酸、乳酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、リンゴ酸、アジピン酸、アルギン酸、マレイン酸、フマル酸、D-グルコン酸、マンデル酸、アスコルビン酸、グルコヘプタン酸、グリセロリン酸、アスパラギン酸、及びスルホサリチル酸などが挙げられる。例えば、式Iで示される化合物と、HCl(又は塩酸)、HBr(又は臭化水素酸)、メタンスルホン酸、硫酸、酒石酸又はフマル酸とを用いて薬学的に許容される塩を形成することができる。
【0056】
本開示に係る式(I)の窒素含有化合物は、酸化剤(例えば、m-クロロ過安息香酸、過酸化水素、オゾン)で処理することによりN-酸化物に変換され得る。したがって、原子価状態及び構造が許す条件下で、本願で特許請求される化合物には、構造式に示される窒素含有化合物だけでなく、それらのN-酸化物誘導体も含まれる。
【0057】
本開示の特定の化合物は、一種又は複数種の立体異性体として存在してもよい。立体異性体には、幾何異性体、ジアステレオマー及びエナンチオマーが含まれる。したがって、本開示で特許請求される化合物には、さらにラセミ混合物、単一の立体異性体、及び光学活性な混合物も含まれる。一つの立体異性体は、もう一つの立体異性体よりも良好な効果及び/又は低い副作用を有し得ることが当業者なら理解されるだろう。単一の立体異性体及び光学活性な混合物は、不斉合成法、不斉触媒、キラル分割などの方法により得られる。ラセミ体は、クロマトグラフィー分割又は化学分割によってキラルに分割できる。例えば、キラル酒石酸、キラルリンゴ酸、又は他のキラル酸分割試薬を添加して、本開示の化合物と塩を形成することで、生成物の物理化学的性質、例えば溶解度が異なることにより分離することができる。
【0058】
本発明は、本開示に係る化合物のすべての適切な同位体変異体をさらに含む。同位体変異体は、その中の少なくとも一つの原子が同じ原子番号を持つが、自然界で一般的に見られる、又は主に存在する原子質量とは異なる原子質量を持つ原子で置き換えられた化合物として定義される。本開示に係る化合物に導入可能な同位体の例としては、例えばH(重水素)、H(三重水素)、11C、13C、14C、15N、17O及び18Oなどの、水素、炭素、窒素、及び酸素の同位体が挙げられる。
【0059】
「アルキル基」という用語は、本開示において所定の炭素数を有する分枝鎖状及び直鎖状の飽和脂肪族一価炭化水素基を含むことを意味する。「アルキレン基」という用語は、本開示において所定の炭素数を有する分枝鎖状及び直鎖状の飽和脂肪族二価炭化水素基を含むことを意味する。Cn~mは、n~m個の炭素原子を有する基を指す。例えば、C2~5アルキレン基には、Cアルキレン基、Cアルキレン基、Cアルキレン基、Cアルキレン基が含まれる。
アルキル基(又はアルキレン基)は非置換されてもよい。又は、アルキル基(又はアルキレン基)は少なくとも一つの水素が他の化学基で置換されるように置換されてもよい。
【0060】
「治療有効量」は、患者に投与した際に疾患や症状を改善できる治療剤の量である。「予防有効量」は、被検者に投与した際に疾患や症状を予防できる予防剤の量である。「治療有効量」となる治療剤の量又は「予防有効量」となる予防剤の量は、治療剤/予防剤、疾患状態及びその重症度、並び日患者/治療対象の年齢及び体重によって異なる。治療有効量及び予防有効量は、当業者によって知識と本開示に基づいて普通に決定することができる。
【0061】
本願において、化合物の名称と構造式と一致しない場合には、構造式を優先する。
【0062】
なお、本願に使用される「本開示に係る化合物」という用語は、文脈によって、式Iの化合物、N-酸化物、溶媒和物、薬学的に許容される塩、立体異性体、及びこれらの混合物を含んでもよい。
【0063】
本明細書で使用されている「カチオン性脂質」という用語は、選択されたpH値で正に荷電した脂質を指す。
カチオン性脂質体は、負の電荷を帯びた核酸と結合しやすく、すなわち、静電力を通じて核酸中の負の電荷を帯びたリン酸基と相互作用することで脂質ナノ粒子(LNP)を形成する。現在、LNPは主な送達担体の一つである。
【0064】
本発明者らは、大量の化合物を選別する際に、高いトランスフェクト効率、低い細胞毒性、及びマウス体内における高度かつ持続的な発現という条件を同時に満たすという適切なカチオン性脂質化合物を選別することが非常に困難であることを見出した。本発明者らは、例えばYK-009、YK-003、YK-006、YK-008及びYK-011などのいくつかの化合物が、従来技術の化合物に比べて、細胞で高いトランスフェクト効率、細胞に対する低毒性又は無毒性、及び動物体内での高発現及び持続的な発現により核酸を送達することができることを見出した。構造的差別が小さい化合物でも、トランスフェクト効率及び/又は細胞に対する毒性、細胞内での高発現において非常に大きな差別がある。例えば、本願に係る化合物YK-009及びYK-010は、細胞トランスフェクト効率において60倍近くの差があり、トランスフェクトされた細胞に対する毒性において25%以上の差がある。また、化合物YK-003及びYK-010は、マウス体内的発現及び持続的な発現において50倍近くの差がある。
【0065】
ここで、アルナイラム製薬公司Alnylam Pharmaceuticals,Inc.(NASDAQ:ALNY)がCN102625696Bに開示されたカチオン性脂質DLin-MC3-DMA(MC3)と本発明で設計した化合物とを比較した。DLin-MC3-DMA(MC3)は、siRNAの効率的かつ安全な送達に加えて、現在、mRNAの送達にも広く使用されている。
DLin-MC3-DMA(MC3)カチオン性脂質の構造:
【化4】
【0066】
また、本開示に係る化合物は、Moderna公司が出願した特許CN110520409Aにおける構造類似化合物23、化合物25(すなわち、SM-102、CAS No.:2089251-47-6、Moderna公司の新型コロナワクチンであるmRNA-1273に使用されるカチオン性脂質)、及び化合物27と、を比較した。
【化5】
【0067】
これにより、本開示に係る化合物は、トランスフェクト効率及び/又は細胞に対する毒性の点について顕著に改善されることが判明した。例えば、化合物YK-009はmRNAをトランスフェクトしたときの細胞トランスフェクト効率が、MC3、化合物23及び化合物27よりも、それぞれ40倍、8倍及び13倍以上向上し、また、トランスフェクトされた細胞に対する毒性が、MC3、化合物23及び化合物27よりも、それぞれ12%、13%及び16%低下した。さらに、マウス体内における発現は、化合物YK-009のほうがMC3、化合物23及び化合物27よりもそれぞれ25倍、7倍及び6倍以上向上し、化合物YK-003のほうがMC3、化合物23及び化合物27よりも18倍、8倍及び7倍以上向上したことを見出した。
【0068】
化合物25と比べて、本開示に係る化合物YK-009は、mRNAをトランスフェクトした時の細胞のトランスフェクト効率が7倍向上し、トランスフェクトされた細胞に対する毒性が9%低下し、マウス体内における発現が7倍以上向上した。
【0069】
本開示の一側面は新規な治療剤又は予防剤を送達するためのカチオン性脂質化合物を提供する。本開示のカチオン性脂質化合物は、核酸分子、小分子化合物、ポリペプチド又はタンパク質を送達するために使用することができる。本開示のカチオン性脂質化合物は、公知のカチオン性脂質化合物に比較して、トランスフェクション効率が高く、細胞毒性が小さく、送達効率及び安全性が向上した。
【0070】
本開示は、式(I)で示される化合物、又はそのN-酸化物、溶媒和物、薬学的に許容される塩もしくは立体異性体であるカチオン性脂質を提供する。
【化6】

ここで、GはC1~6アルキレン基であり、好ましくは非置換のC2~5アルキレン基、より好ましくは非置換のCアルキレン基である。
はC2~8アルキレン基であり、好ましくは非置換のC4~6アルキレン基、より好ましくは非置換のCアルキレン基である。
はC1~3アルキレン基、好ましくは非置換のCアルキレン基である。
はC6~15直鎖アルキル基であり、好ましくは非置換のC8~12直鎖アルキル基、より好ましくは非置換のC10直鎖アルキル基である。
はC12~25分岐アルキル基、好ましくは非置換のC14~22分岐アルキル基、より好ましくは非置換のC18分岐アルキル基である。
【0071】
一実施形態において、Gは非置換のC2~5アルキレン基であり、好ましくは非置換のCアルキレン基、例えば-(CH-である。
【0072】
一実施形態において、Gは非置換のC4~6アルキレン基であり、好ましくは非置換のCアルキレン基、例えば-(CH-である。
【0073】
一実施形態において、Gは非置換のCアルキレン基、すなわち、-(CH-である。
【0074】
一実施形態において、Lは非置換のC8~12直鎖アルキル基であり、好ましくは非置換のC10直鎖アルキル基、例えば-(CHCHである。
【0075】
一実施形態において、Lは非置換のC14~22分岐アルキル基であり、好ましくは非置換のC18分岐アルキル基である。例えば、Lは、
【化7】

である。
【0076】
一実施形態において、Gは-(CH-、Gは-(CH-、Gは-(CH-、Lは-(CHCH、Lは、
【化8】

である。
【0077】
例としての実施形態において、前記化合物は、以下の化合物又はこれらのN-酸化物、溶媒和物、薬学的に許容される塩又は立体異性体からなる群より選択される。
【化9-1】

【化9-2】

【化9-3】
【0078】
本開示の他の側面は、担体を含む組成物を提供する。前記担体にはカチオン性脂質が含まれる。前記カチオン性脂質には上記式(I)で示される化合物又はそのN-酸化物、溶媒和物、薬学的に許容される塩、もしくは立体異性体が含まれる。
【0079】
一実施形態において、前記組成物は、ナノ粒子製剤である。前記ナノ粒子製剤の平均サイズは10nm~210nm、好ましくは100nm~205nmである。前記ナノ粒子製剤の多分散指数は50%以下、好ましくは30%以下、より好ましくは25%以下である。
【0080】
カチオン性脂質
本開示にかかる組成物/担体の一実施形態において、前記カチオン性脂質は、上記式(I)で示される化合物又はそのN-酸化物、溶媒和物、薬学的に許容される塩、もしくは立体異性体からなる群より選択された一種又は複数種である。一実施形態において、前記カチオン性脂質は、上記式(I)で示される化合物から選択される。例えば、カチオン性脂質は、化合物YK-001、YK-002、YK-003、YK-004、YK-005、YK-006、YK-007、YK-008、YK-009、YK-010、又はYK-011である。一つの好ましい実施形態において、前記カチオン性脂質は化合物YK-009である。
【0081】
本開示に係る組成物/担体の他の一実施形態において、前記カチオン性脂質には、上記式(I)で示される化合物又はそのN-酸化物、溶媒和物、薬学的に許容される塩、もしくは立体異性体からなる群より選択される一種又は複数種(a)、及び(a)とは異なる一種又は複数種の他のイオン化可能な脂質化合物(b)が含まれる。(b)カチオン性脂質化合物は市販品とするカチオン性脂質であってもよいし、又は文献に報告されているカチオン性脂質化合物であってもよい。例えば、(b)カチオン性脂質化合物はDLin-MC3-DMA(MC3)でもよい。例えば、(b)カチオン性脂質化合物はCN110520409Aにおける化合物23、25、27などであってもよい。
【0082】
一実施形態において、担体に対する前記カチオン性脂質のモル比が30%~70%であり、例えば35%、45%、50%、55%、60%、65%である。
【0083】
この担体は、例えば、治療剤又は予防剤などの活性成分を送達するために用いられる。活性成分は、担体内に封入してもよいし、担体と結合してもよい。
【0084】
例えば、前記治療剤又は予防剤には、核酸分子、小分子化合物、ポリペプチド又はタンパク質のうちの一種又は複数種が含まれる。前記核酸には、一本鎖DNA、二本鎖DNA、及びRNAが含まれるが、これらに限定されない。適切なRNAには、低分子干渉RNA(siRNA)、非対称干渉RNA(aiRNA)、マイクロRNA(miRNA)、Dicer-基質RNA(dsRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)、メッセンジャーRNA(mRNA)、及びこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。
【0085】
中性脂質
担体は、中性脂質を含んでもよい。本開示における中性脂質とは、選定されたpH値で電荷を持たない、又は両性イオンとして存在する補助的に作用する脂質を指す。当該中性脂質は、脂質相転移を促進することで効率を向上させる可能性がある一方、標的器官特異性に影響を与える可能性もある。
【0086】
一実施形態において、前記カチオン性脂質と前記中性脂質とのモル比が約1:1~10:1、例えば約9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1である。好ましい実施形態において、前記カチオン性脂質と前記中性脂質とのモル比が約5:1である。
【0087】
例えば、中性脂質には、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴミエリン、セラミド、ステロール及びそれらの誘導体のうちの一種又は複数種が含まれる。
【0088】
カチオン性脂質を含む組成物の担体成分は、一種又は複数種の中性脂質-リン脂質、例えば一種又は複数種の(多価)不飽和脂質を含むことができる。リン脂質は、1つ又は複数の脂質二重層に組み立てることができる。一般に、リン脂質は、リン脂質の部分及び1つ又は複数の脂肪酸部分を含んでもよい。
【0089】
中性脂質部分は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルグリセロ、ホスファチジルセリン、ホスファチジン酸、2-リゾホスファチジルコリン、及びスフィンゴミエリンからなる群より任意的に選択されることがあるが、これらに限定されない。脂肪酸部分は、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、α-リノレン酸、エルカ酸、フィタン酸、アラキジン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ベヘン酸、ドコサペンタエン酸、及びドコサヘキサエン酸からなる群より任意的に選択されることがあるが、これらに限定されない。また、分岐、酸化、環化及びアルキンなどの修飾と置換を有する天然物からなる非天然物も含まれる。例えば、リン脂質は、一種又は複数種のアルキン(例えば、1つ又は複数の二重結合が三重結合で置換されたアルケニル基)で官能化することができ、或いは該一種又は複数種のアルキンと架橋することができる。適切な反応条件下では、アルキニル基はアジドに曝露されると銅触媒による付加環化反応を起こすことがある。これらの反応は、膜透過又は細胞認識を促進するために組成物の脂質二重層を官能化し、又は組成物と、ターゲティングもしくはイメージング部分(例えば、色素)などの有用な成分と、をコンジュゲートするために用いることができる。
【0090】
これらの組成物に用いられる中性脂質は、1,2-ジリノレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DLPC)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-ホスホコリン(DMPC)、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DPPC)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)、1,2-ジウンデカノイル-sn-グリセロ-ホスホコリン(DUPC)、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(POPC)、1,2-ジ-O-オクタデセニル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(18:0 Diether PC)、1-オレオイル-2-コレステリルヘミサクシニル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(OChemsPC)、1-ヘキサデシル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(C16 Lyso PC)、1,2-ジリノレノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1,2-ジアラキドノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1,2-ジドコサヘキサエノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)、1,2-ジフィタノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(ME 16.0 PE)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジリノレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジリノレノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジアラキドノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジドコサヘキサエノイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホ-rac-(1-グリセロ-ル)ナトリウム塩(DOPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロ(DPPG)、パルミトイルオレオイルホスファチジルエタノールアミン(POPE)、ジステアロイル-ホスファチジル-エタノールアミン(DSPE)、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン(DPPE)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DMPE)、1-ステアリル-2-オレオイル-ステアロイルエタノールアミン(SOPE)、1-ステアロイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(SOPC)、スフィンゴミエリン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルエタノールアミン(LPE)、及びこれらの混合物からなる群より選択できるが、これらに限定されるものではない。
【0091】
いくつかの実施形態において、中性脂質には、DSPCが含まれる。ある特定の実施形態において、中性脂質には、DOPEが含まれる。いくつかの実施形態において、中性脂質には、DSPC及びDOPEの両方が含まれる。
【0092】
構造脂質
カチオン性脂質を含む組成物の担体は、一種又は複数種の構造脂質をさらに含んでもよい。本開示における構造脂質とは、脂質同士の隙間を埋めることにより、ナノ粒子の安定性を高める脂質を指す。
【0093】
一実施形態において、前記カチオン性脂質と前記構造脂質とのモル比が、約1:1~5:1であり、例えば、約1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1である。
【0094】
構造脂質は、コレステロール、非ステロール、シトステロール、エルゴステロール、カンペステロール、スチグマステロール、ブラシカステロール、トマチン、トマチン、ウルソール酸、α-トコフェロール、副腎皮質ホルモン、及びこれらの混合物からなる群より選択されることがあるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、構造脂質は、コレステロールである。いくつかの実施形態において、構造脂質には、コレステロール及び副腎皮質ホルモン(例えば、プレドニゾロン(prednisolone)、デキサメタゾン、プレドニゾン(prednisone)及びヒドロコルチゾン(hydrocortisone))又はこれらの組み合わせが含まれる。
【0095】
ポリマー共役脂質
カチオン性脂質を含む組成物の担体は、一種又は複数種のポリマー共役脂質をさらに含んでもよい。ポリマー共役脂質とは、主にポリエチレングリコール(PEG)で修飾された脂質を指す。親水性PEGはLNPを安定化し、脂質融合を制限することでナノ粒子サイズを制御し、マクロファージとの非特異的相互作用を減らすことでナノ粒子の半減期を増加する。
【0096】
一実施形態において、前記ポリマー共役脂質は、PEG修飾ホスファチジルエタノールアミン、PEG修飾ホスファチジン酸、PEG修飾セラミド、PEG修飾ジアルキルアミン、PEG修飾ジアシルグリセロール、及びPEG修飾ジアルキルグリセロールからなる群より選択される一種又は複数種である。PEG修飾のPEG分子量は、通常350~5000Daである。
【0097】
例えば、前記ポリマー共役脂質は、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミンポリエチレングリコール2000(DSPE-PEG2000)、ジミリストイルグリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール2000(DMG-PEG2000)及びメトキシポリエチレングリコールジテトラデシルアセトアミド(ALC-0159)からなる群より選択される一種又は複数種である。
【0098】
本開示に係る組成物/担体の一実施形態において、前記ポリマー共役脂質はDMG-PEG2000である。
【0099】
本開示に係る組成物/担体の一実施形態において、担体は、中性脂質、構造脂質、及びポリマー共役脂質を含む。前記カチオン性脂質と、前記中性脂質と、前記構造脂質と、前記ポリマー共役脂質とのモル比が(25~65):(5~25):(25~45):(0.5~5)、例えば(45~55):(9~11):(34~43):(0.5~2.5)である。
【0100】
本開示に係る組成物/担体の一実施形態において、担体は、中性脂質、構造脂質、及びポリマー共役脂質を含む。前記カチオン性脂質と、前記中性脂質と、前記構造脂と、前記ポリマー共役脂質とのモル比が50:10:38.5:1.5である。
【0101】
治療剤及び/又は予防剤
組成物は、一種又は複数種の治療剤及び/又は予防剤を含んでもよい。一実施形態において、担体と、前記治療剤又は予防剤との質量比が10:1~30:1であり、例えば15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1、21:1、22:1、23:1、24:1、25:1である。
【0102】
一実施形態において、担体と、前記治療剤又は予防剤との質量比が15:1~25:1、好ましくは16:1である。
【0103】
前記治療剤又は予防剤には、核酸分子、小分子化合物、ポリペプチド又はタンパク質のうちの一種又は複数種が含まれるが、これらに限定されない。
【0104】
例えば、前記治療剤又は予防剤は、免疫応答を引き起こすことができるワクチン又は化合物である。
【0105】
本開示の担体により、治療剤及び/又は予防剤を哺乳動物細胞又は器官に送達することができ、そのため、本開示には、哺乳動物に治療剤及び/又は予防剤を含む組成物を投与すること、及び/又は、哺乳動物細胞を組成物と接触させること、を含む、必要とする哺乳動物の疾患や症状を治療する方法も提供する。
【0106】
治療剤及び/又は予防剤には、生物活性物質が含まれ、代わりに「活性剤」とも呼ばれる。治療剤及び/又は予防剤は、細胞や器官に送達した後、この細胞や器官中、又は他の身体組織もしくはシステムにおいて所望な変化を引き起こす物質である。このような物質は、一種又は複数種の疾患、症状又は病態を治療するために使用することができる。いくつかの実施形態において、治療剤及び/又は予防剤は、特定の疾患、症状又は病態を治療するための低分子医薬品である。組成物に使用できる薬物の例として、抗異常増殖剤(例えばビンクリスチン(vincristine)、ドキソルビシン(doxorubicin)、ミトキサントロン(mitoxantrone)、カンプトテシン(camptothecin)、シスプラチン(cisplatin)、ブレオマイシン(bleomycin)、シクロホスファミド(cyclophosphamide)、メトトレキサート及びストレプトゾトシン(streptozotocin))、抗腫瘍剤(例えばアクチノマイシンD(actinomycin D)、ビンクリスチン、ビンブラスチン(vinblastine)、シトシンアラビノシド(cytosine arabinoside)、アントラサイクリン(anthracycline)、アルキル化剤、白金系化合物、代謝拮抗剤、及びヌクレオシド類似体、例えばメトトレキサート、及びプリンとピリミジン類似体など)、抗感染剤、局所麻酔剤(例えばジブカイン(dibucaine)及びクロルプロマジン(chlorpromazine))、β-アドレナリン遮断剤(例えばプロプラノロール(propranolol)、チモロール(timolol)及びラベタロール(labetalol))、降圧剤(例えばクロニジン(clonidine)及びヒドララジン(hydralazine))、抗うつ剤(例えばイミプラミン(imipramine)、アミトリプチリン(amitriptyline)及びドキセピン(doxepin))、抗けいれん剤(例えばフェニトイン(phenytoin))、抗ヒスタミン(例えばジフェンヒドラミン(diphenhydramine)、クロルフェニラミン(chlorpheniramine)及びプロメタジン(promethazine))、抗バイオティクス/抗菌剤(例えばゲンタマイシン(gentamycin)、シプロフロキサシン(ciprofloxacin)及びセフォキシチン(cefoxitin))、抗真菌剤(例えばミコナゾール(miconazole)、テルコナゾール(terconazole)、エコナゾール(econazole)、イソコナゾール(isoconazole)、ブタコナゾール(butaconazole)、クロトリマゾール(clotrimazole)、イトラコナゾール(itraconazole)、ナイスタチン(nystatin)、ナフチフィン(naftifine)及びアムホテリシンB(amphotericin B))、抗寄生虫剤、ホルモン、ホルモン拮抗剤、免疫調節剤、神経伝達物質拮抗剤、抗緑内障薬、ビタミン、鎮静剤、及び造影剤などが挙げられるが、こちらに限定されない。
【0107】
いくつかの実施形態において、治療剤及び/又は予防剤は、細胞毒素、放射性イオン、化学療法剤、ワクチン、免疫応答を引き起こす化合物及び/又は他の治療剤及び/又は予防剤である。細胞毒素又は細胞毒性剤には、細胞に有害な任意の試薬が含まれる。例として、タキソール(taxol)、サイトカラシンB(cytochalasin B)、グラミシジンD(gramicidin D)、臭化エチジウム(ethidium bromide)、エメチン(emetine)、マイトマイシン(mitomycin)、エトポシド(etoposide)、テニポシド(teniposide)、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン(colchicine)、ドキソルビシン、ダウノルビシン(daunorubicin)、ジヒドロキシアントラシンジオン(dihydroxy anthracin dione)、ミトキサントロン、ミトラマイシン(mithramycin)、アクチノマイシンD、1-デヒドロテストステロン、グルココルチコイド、プロカイン(procaine)、テトラカイン(tetracaine)、リドカイン(lidocaine)、プロプラノロール、ピューロマイシン、メイタンシノイド(maytansinoid)、例えばマイタンシノール(maytansinol)、ラケルマイシン(rachelmycin)(CC-1065)、及びこれらの類似体又は相同体などが挙げられるが、こちらに限定されない。放射性イオンには、ヨウ素(例えばヨウ素125又はヨウ素131)、ストロンチウム89、リン、パラジウム、セシウム、イリジウム、リン酸イオン、コバルト、イットリウム90、サマリウム153、及びプラセオジムが含まれるが、これらに限定されない。ワクチンには、インフルエンザ、麻疹、ヒトパピローマウイルス(HPV)、狂犬病、髄膜炎、百日咳、破傷風、ペスト、肝炎、及び結核などの感染症に関連する一種又は複数種の症状に対する免疫を与える化合物及び製剤が含まれ、また、感染性疾患由来の抗原及び/又はエピトープをコードするmRNAも含まれる。さらに、ワクチンには、癌細胞に対する免疫応答を引き起こす化合物及び製剤が含まれるし、腫瘍細胞由来の抗原、エピトープ及び/又はネオエピトープをコードするmRNAも含まれる。免疫応答を引き起こす化合物には、ワクチン、副腎皮質ホルモン(例えばデキサメタゾン)及び他の種が含まれてもよい。いくつかの実施形態において、ワクチン及び/又は化合物には、式(I)、(IA)、(IB)、(II)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIe)、(IIf)、(IIg)又は(III)に示される化合物(例えば化合物3、18、20、25、26、29、30、60、108-112又は122)を含む組成物を筋肉内投与することにより免疫応答を引き起こすことができるものが含まれる。他の治療剤及び/又は予防剤には、代謝拮抗剤(例えばメトトレキサート、6-メルカプトプリン、6-チオグアニ、シタラビン及び5-ダカルバジン(dacarbazine))、アルキル化剤(例えばメクロレタミン(mechlorethamine)、チオテパ(thiotepa)、クロランブシル(chlorambucil)、ラケルマイシン(CC-1065)、メルファラン(melphalan)、カルムスチン(carmustine、BSNU)、ロムスチン(lomustine、CCNU)、シクロホスファミド、ブスルファン(busulfan)、ジブロモマンニトール、ストレプトゾトシン、マイトマイシンC及びcis-ジクロロジアミノプラチナ(II)(DDP)、シスプラチン)、アントラサイクリン(例えばダウノルビシン(以前はダウノマイシン(daunomycin))及びドキソルビシンと呼ばれる)、抗生物質(例えばダクチノマイシン(dactinomycin)(アクチノマイシンと呼ばれたことがある)、ブレオマイシン、ミトラマイシン(mithramycin)及びアントラマイシン(Anthramycin、AMC))、及び抗有糸分裂剤(例えばビンクリスチン、ビンブラスチン、タキソール及びメイタンシノイド)、が含まれるが、これらに限定されない。
【0108】
他の実施形態において、治療剤及び/又は予防剤はタンパク質である。本開示のナノ粒子に使用できる治療用タンパク質には、ゲンタマイシン、アミカシン(amikacin)、インスリン、エリスロポエチン(EPO)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、VIR因子、黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH)類似体、インターフェロン、ヘパリン、B型肝炎表面抗原、腸チフスワクチン、及びコレラワクチンが含まれるが、これらに限定されない。
【0109】
いくつかの実施形態において、治療剤は、ポリヌクレオチド又は核酸(例えば、リボ核酸又はデオキシリボ核酸)である。「ポリヌクレオチド」という用語の最も広い意味には、オリゴヌクレオチド鎖で示すか、又はオリゴヌクレオチド鎖に組み込むことができる任意の化合物及び/又は物質が含まれる。本開示に従って使用される例示的なポリヌクレオチドには、デオキシリボ核酸(DNA)、メッセンジャーmRNA(mRNA)とそのハイブリッドを含むリボ核酸(RNA)、RNAi誘導因子、RNAi因子、siRNA、shRNA、miRNA、アンチセンスRNA、リボザイム、触媒DNA、三重らせんの形成を誘導するRNA、アプタマーなどのうちの一種又は複数種が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、治療剤及び/又は予防剤はRNAである。本明細書に記載の組成物及び方法に使用できるRNAは、ショートメーター(shortmer)、アンタゴミル(antagomir)、アンチセンスRNA、リボザイム、低分子干渉RNA(siRNA)、非対称干渉RNA(aiRNA)、マイクロRNA(miRNA)、Dicer-基質RNA(dsRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)、トランスファーRNA(tRNA)、メッセンジャーRNA(mRNA)及びそれらの混合物からなる群より任意に選択されるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、RNAはmRNAである。
【0110】
いくつかの実施形態において、治療剤及び/又は予防剤は、mRNAである。mRNAは、任意の天然、非天然又は他の修飾されたポリペプチドを含む着目のポリペプチドをコードすることができる。mRNAによってコードされるポリペプチドは、任意のサイズであり得、任意の二次構造又は活性を有しても良い。いくつかの実施形態において、mRNAによってコードされるポリペプチドは、細胞内で発現されると治療効果を有することができる。
【0111】
他の実施形態において、治療剤及び/又は予防剤は、siRNAである。siRNAは、目的の遺伝子の発現を選択的に低下させたり、その遺伝子の発現を下方制御したりすることができる。例えば、siRNAは、このsiRNAを含む組成物を必要とする被検者に投与すると、特定の疾患、症状又は病態に関連する遺伝子がサイレントになるように選択することができる。siRNAは、目的の遺伝子又はタンパク質をコードするmRNA配列に相補的な配列を含むことができる。いくつかの実施形態において、siRNAは、免疫調節性siRNAであってもよい。
【0112】
いくつかの実施形態において、治療剤及び/又は予防剤はsgRNA及び/又はcas9 mRNAである。sgRNA及び/又はcas9 mRNAは、遺伝子編集ツールとして使用できる。例えば、sgRNA-cas9複合体は、細胞遺伝子的mRNAの翻訳に影響を与えることがある。
【0113】
いくつかの実施形態において、治療剤及び/又は予防剤は、shRNA又はそれでコードされる担体又はプラスミドである。shRNAは、適切な構築物が核に送達された後、標的細胞内で生成される。shRNAに関する構築物及び機構は、関連技術領域においてよく知られている。
【0114】
疾患又は病態
本開示の組成物/担体は、治療剤又は予防剤を被検者又は患者に送達することができる。前記治療剤又は予防剤には、核酸分子、小分子化合物、ポリペプチド又はタンパク質のうちの一種又は複数種が含まれるが、これらに限定されない。そのため、本開示の組成物は、核酸医薬品、遺伝子ワクチン、低分子医薬品、ポリペプチド医薬品、又はタンパク質医薬品の製造に使用することができる。上記治療剤又は予防剤は多種多様であるため、本開示の組成物は、様々な疾患又は病態を治療又は予防に使用することができる。
【0115】
一実施形態において、前記疾患又は病態は、機能不全、異常なタンパク質又は異常なポリペプチド活性を特徴とする。
【0116】
例えば、前記疾患又は病態は、感染症、癌及び増殖性疾患、遺伝性疾患、自己免疫疾患、糖尿病、神経変性疾患、心血管疾患及び腎血管疾患、並びに代謝性疾患からなる群より選択される。
【0117】
一実施形態において、前記感染症は、コロナウイルス、インフルエンザウイルス又はHIVウイルスに起因する疾患、小児肺炎、リフトバレー熱、黄熱、狂犬病、複数種の疱疹からなる群より選択される。
【0118】
その他の成分
組成物は、前述した部分で説明した以外の成分を一種又は複数種含んでもよい。例えば、組成物は、ビタミン(例えばビタミンA又はビタミンE)又はステロールなどの1つ又は複数の疎水性低分子を含んでもよい。
【0119】
また、組成物は、透過性増強分子、炭水化物、ポリマー、表面改変剤、又は他の成分などの1つ又は複数を含んでもよい。透過性増強分子は、例えば、米国特許出願公開第2005/0222064号に記載されている分子であってもよい。炭水化物には、単糖類、(例えばグルコース)、及び多糖類(例えばグリコーゲンとそれらの誘導体、及び類似体)が含まれてもよい。
【0120】
表面改変剤には、陰イオン性タンパク質(例えばウシ血清アルブミン)、界面活性剤(例えば、カチオン性界面活性剤である臭化ジメチルジオクタデシルアンモニウム)、糖又は糖誘導体(例えばシクロデキストリン)、核酸、ポリマー(例えばヘパリン、ポリエチレングリコール及びポロクサマー)、粘液溶解剤(例えばアセチルシステイン、ヨモギ、ブロメライン(bromelain)、パパイン、クレロデンドルム(clerodendrum)、ブロムヘキシン(bromhexine)、カルボシステイン(carbocisteine)、エプラジノン(eprazinone)、メスナ(mesna)、アンブロキソール(ambroxol)、ソブレロール(sobrerol)、ドミオドール(domiodol)、レトステイン(letosteine)、ステプロニン(stepronin)、チオプロニン(tiopronin)、ゲルソリン(gelsolin)、チモシン(thymosin)β4、ドルナーゼアルファ(dornase alfa)、ネルテネキシン(neltenexine)及びエルドステイン(erdosteine))、及びDNA酵素(例えばrhDNA酵素)が含まれるが、これらに限定されない。表面改変剤は、組成物のナノ粒子内部及び/又は表面上に(例えば、塗布、吸着、共有結合、又はその他の方法によって)配置されてもよい。
【0121】
組成物は、また一種又は複数種の官能化脂質を含んでもよい。例えば、脂質は、適切な反応条件下でアジドに曝露されると付加環化反応を起こす可能性があるアルキン基で官能化することができる。確認的に述べると、脂質二重層は、膜透過、細胞認識、又はイメージングを効果的に促進する一つ又は複数の基でこのように機能化できる。組成物の表面は、一種又は複数種の有用な抗体とさらに複合化してもよい。標的細胞送達、イメージング、及び膜透過に用いられる官能基及び複合体は、当技術分野でよく知られているものである。
【0122】
これらの成分以外、組成物には、医薬組成物に用いられるいずれの材料が含んでもよい。組成物には、例えば、溶媒、分散媒、希釈剤、分散助剤、懸濁助剤、造粒助剤、崩壊剤、充填剤、流動促進剤、液体ビヒクル、結合剤、界面活性剤、等張剤、増粘剤又は乳化剤、緩衝剤、潤滑剤、油、防腐剤、香料、着色剤などの薬学的に許容される賦形剤又は補助成分を一種又は複数種含んでもよいが、これらに限定されない。賦形剤は、例えばデンプン、ラクトース又はデキストリンである。薬学的に許容される賦形剤は、当技術分野でよく知られているものである(例えば、Remington’s The Science and Practice of Pharmacy、第21版、A.R.Gennaro;Lippincott、Williams&Wilkins、Baltimore、MD、2006を参照)。
【0123】
希釈剤の例としては、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、リン酸カルシウム、リン酸二カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸ナトリウム、乳糖、スクロース、セルロース、微結晶セルロース、カオリン、マンニトール、ソルビトール、イノシトール、塩化ナトリウム、乾燥デンプン、コーンスターチ、粉砂糖及び/又はこれらの組み合わせたものが挙げられるが、これらに限定されない。
【0124】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の脂質を一種又は複数種含む組成物は、例えばグルコピラノシル脂質アジュバント(GLA)、CpGオリゴデオキシリボヌクレオチド(例えばA類又はB類)、ポリ(I:C)、水酸化アルミニウム及びPam3CSK4などの一種又は複数のアジュバントをさらに含む。
【0125】
本開示の組成物は、錠剤、カプセル、軟膏、エリキシル剤、シロップ、溶液、乳濁液、懸濁液、注射剤、及びエアロゾルなどの固体、半固体、液体又は気体の形態として製剤化することができる。本開示の組成物は、薬学の分野で周知の方法により調製することができる。例えば、無菌注射液は、必要な量の治療剤又は予防剤、及び必要な上記他の各成分を滅菌蒸留水などの適切な溶媒に混合した後、濾過滅菌することによって調製することができる。さらに、均一な溶液又は懸濁液の形成を促進するために、界面活性剤を添加することもできる。
【0126】
例えば、本開示の組成物は、静脈内、筋肉内、皮内、皮下、鼻腔内、又は吸入によって投与されてもよい。一実施形態において、前記組成物は皮下投与される。
【0127】
本開示の組成物は治療有効量で投与される。前記治療有効量は、選択される特定の薬剤によって変化することがあるし、投与経路、治療される疾患の性質、患者の年齢及び状態によっても変化することがあるし、最終的には主治医や臨床医によって自ら決定すればよい。例えば、約0.001mg/kg~約10mg/kgの用量で前記治療剤又は予防剤を哺乳動物(例えばヒト)に投与することができる。
【実施例
【0128】
以下に、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。実施例に特定の条件が示されていない場合は、常法の条件又はメーカーが推奨する条件に従って実施しればよい。使用される試薬や器具はメーカーの指定がない場合は、いずれも市販されている従来品であればよい。
【0129】
実施例1:カチオン性脂質化合物の合成
1.6-((4-(ウンデシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)カプロン酸2-オクチルデシル(YK-001)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化10】
【0130】
ステップ1:4-ブロモ酪酸n-ウンデシル(YK-001-PM1)の合成
n-ウンデカノール(5.00g、29.02mmol)と4-ブロモ酪酸(5.14g、30.78mmol)をメチレンクロライド(40mL)に溶解した。上記溶液に、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(6.67g、34.82mmol)と4-ジメチルアミノピリジン(177mg、1.45mmol)を添加した後、30~35℃で攪拌しながら8時間反応させた。反応終了後、反応液を飽和炭酸ナトリウム及び飽和食塩水で洗浄し、NaSOで乾燥した。混合物を濾過し、濾液を真空減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、4-ブロモ酪酸n-ウンデシル(6.68g、20.79mmol、71.64%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.08(t、J=6.8Hz、2H)、3.47(t、J=6.5Hz、2H)、2.50(t、J=7.2Hz、2H)、2.18(p、J=6.8Hz、2H)、1.61(dd、J=14.2、7.0Hz、2H)、1.39-1.19(m、16H)、0.88(t、J=6.9Hz、3H).
【0131】
ステップ2:4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-ウンデシル(YK-001-PM2)の合成
4-ブロモ酪酸n-ウンデシル(2.71g、8.43mmol)及びエタノールアミン(1.40g、22.92mmol)をアセトニトリル(50mL)に溶解した。上記の系に炭酸カリウム(3.17g、22.92mmol)を加え、70℃までに加熱し、攪拌しながら2時間反応させた。反応終了後、反応液が室温まで冷却して濾過し、真空減圧下で、濾液を濃縮して溶媒を除去した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー法により精製し、4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-ウンデシル(1.47g、4.88mmol、57.89%)を得た。C1735NO、MS(ES):m/z(M+H)302.2。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.8Hz、2H)、3.67-3.60(m、3H)、2.82-2.77(m、2H)、2.69(t、J=7.0Hz、2H)、2.38(t、J=7.3Hz、2H)、2.13-2.02(m、3H)、1.84(p、J=7.2Hz、2H)、1.66-1.53(m、2H)、1.28(d、J=15.5Hz、14H)、0.89(d、J=6.7Hz、3H).
【0132】
ステップ3:6-ブロモヘキサン酸-2-オクチルデシル(YK-001-PM3)の合成
6-ブロモヘキサン酸(2.60g、13.33mmol)及び2-オクチルデカノール(3.00g、11.09mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、6-ブロモヘキサン酸2-オクチルデシル(3.05g、6.82mmol、61.50%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ3.97(d、J=5.8Hz、2H)、3.40(t、J=6.8Hz、2H)、2.33(t、J=7.4Hz、2H)、1.93-1.84(m、2H)、1.66(dt、J=20.5、7.4Hz、3H)、1.48(m、J=8.6、6.9、4.2Hz、2H)、1.35-1.19(m、28H)、0.88(t、J=6.9Hz、6H).
【0133】
ステップ4:6-((4-(ウンデシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)カプロン酸2-オクチルデシル(YK-001)の合成
6-ブロモヘキサン酸-2-オクチルデシル(200mg、0.45mmol)及び4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-ウンデシル(102mg、0.34mmol)をアセトニトリル(10mL)に溶解した。上記の系に炭酸カリウム(188mg、1.36mmol)及びヨウ化カリウム(5mg、0.03mmol)を加え、加熱70℃までに加熱し、攪拌しながら20時間反応させた。反応液が室温まで冷却して濾過し、真空減圧下で、濾液を濃縮して溶媒を除去した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、前記目的化合物(36mg、0.054mmol、14.7%)を得た。C4181NO、MS(ES):m/z(M+H)668.6。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.8Hz、2H)、3.97(d、J=5.8Hz、2H)、3.84-3.72(m、1H)、3.53-3.48(m、1H)、3.46-3.40(m、1H)、2.42(d、J=8.3Hz、1H)、2.32(dd、J=15.2、7.6Hz、4H)、2.13-2.04(m、1H)、1.70-1.57(m、6H)、1.39-1.18(m、53H)、0.88(t、J=6.8Hz、9H).
【0134】
2.6-((5-(デシルオキシ)-5-オキソペンチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)カプロン酸2-オクチルデシル(YK-002)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化11】
【0135】
ステップ1:5-ブロモペンタン酸n-デシル(YK-002-PM1)の合成
5-ブロモペンタン酸(1.81g、10.00mmol)及びn-デカノール(1.45g、9.16mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、5-ブロモペンタン酸n-デシル(2.50g、7.78mmol、84.93%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.07(t、J=6.8Hz、2H)、3.41(t、J=6.6Hz、2H)、2.34(t、J=7.3Hz、2H)、1.96-1.85(m、2H)、1.83-1.73(m、2H)、1.69-1.54(m、2H)、1.31(dd、J=18.9、15.6Hz、14H)、0.88(t、J=6.9Hz、3H).
【0136】
ステップ2:5-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)ペンタン酸n-デシル(YK-002-PM2)の合成
5-ブロモペンタン酸n-デシル(1.92g、5.98mmol)及びエタノールアミン(0.31g、5.07mmol)を原料とし、YK-001-PM2の調製方法により、5-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)ペンタン酸n-デシル(0.34g、1.13mmol、18.90%)を得た。C1735NO、MS(ES):m/z(M+H)302.3。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.05(dd、J=8.9、4.7Hz、1H)、4.00-3.92(m、1H)、3.82-3.77(m、2H)、3.63(t、J=6.7Hz、2H)、3.58-3.51(m、2H)、3.37(t、J=5.3Hz、2H)、2.41(m、2H)、1.84-1.76(m、4H)、1.66-1.51(m、4H)、1.28(d、J=14.2Hz、12H)、0.88(t、J=6.8Hz、3H).
【0137】
ステップ3:6-((5-(デシルオキシ)-5-オキソペンチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)カプロン酸2-オクチルデシル(YK-002)の合成
5-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)ペンタン酸n-デシル(151mg、0.50mmol)及び6-ブロモヘキサン酸-2-オクチルデシル(226mg、0.50mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(216mg、0.32mmol、64.0%)を得た。C4181NO、MS(ES):m/z(M+H)668.5。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.8Hz、2H)、3.97(d、J=5.8Hz、2H)、3.66-3.64(m、2H)、2.42(t、J=6.2Hz、6H)、2.32(q、J=7.1Hz、4H)、1.88-1.76(m、5H)、1.68-1.58(m、7H)、1.37-1.20(m、44H)、0.88(t、J=6.8Hz、9H).
【0138】
3. 6-((6-(デシルオキシ)-6-オキソヘキシル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)カプロン酸2-オクチルデシル(YK-003)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化12】
【0139】
ステップ1:6-ブロモヘキサン酸n-デシル(YK-003-PM1)の合成
6-ブロモヘキサン酸(1.95g、10.00mmol)及びn-デカノール(1.45g、9.16mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、6-ブロモヘキサン酸n-デシル(2.41g、7.19mmol、78.49%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.7Hz、2H)、3.41(t、J=6.8Hz、2H)、2.32(t、J=7.4Hz、2H)、1.94-1.81(m、2H)、1.73-1.56(m、3H)、1.54-1.41(m、2H)、1.39-1.19(m、15H)、0.88(t、J=6.9Hz、3H).
【0140】
ステップ2:6-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)カプロン酸n-デシル(YK-003-PM2)の合成
6-ブロモヘキサン酸n-デシル(1.12g、3.34mmol)、エタノールアミン(8.20g、134.25mmol)をエタノール(15mL)に溶解し、室温で攪拌しながら16時間反応させた。反応液は、真空減圧下で濃縮して溶媒を除去した後、エチルアセテート(80mL)で希釈し、飽和食塩水(50mL×3)で洗浄した。減圧下で、有機相を濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィー法により精製し、6-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)カプロン酸n-デシル(0.66g、2.09mmol、 62.6%)を得た。C1837NO、MS(ES):m/z(M+H)316.3。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.05(t、J=6.8Hz、2H)、3.93-3.88(m、1H)、3.72-3.70(m、1H)、3.66-3.56(m、1H)、3.55-3.50(m、1H)、3.34(s、2H)、2.83(d、J=5.1Hz、1H)、2.72-2.68(m、1H)、2.31(t、J=7.4Hz、2H)、1.69-1.54(m、6H)、1.35-1.21(m、16H)、0.88(t、J=6.9Hz、3H).
【0141】
ステップ3:6-((6-(デシルオキシ)-6-オキソヘキシル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)カプロン酸2-オクチルデシル(YK-003)の合成
6-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)カプロン酸n-デシル(157mg、0.50mmol)及び6-ブロモヘキサン酸-2-オクチルデシル(226mg、0.50mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(140mg、0.21mmol、42.00%)を得た。C4283NO、MS(ES):m/z(M+H)682.8。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.8Hz、2H)、3.97(d、J=5.8Hz、2H)、3.72(q、J=7.0Hz、1H)、3.64(t、J=6.6Hz、1H)、2.32(td、J=7.4、2.4Hz、5H)、1.73-1.54(m、14H)、1.41-1.19(m、49H)、0.89(d、J=6.6Hz、9H).
【0142】
4.4-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸2-オクチルデシル(YK-004)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化13】
【0143】
ステップ1:4-ブロモ酪酸n-デシル(YK-004-PM1)の合成
4-ブロモ酪酸(15.00g、89.82mmol)及び1-デカノール(12.90g、81.50mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、4-ブロモ酪酸n-デシル(10.52g、34.2mmol、42.0%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.07(d、J=6.8Hz、2H)、3.47(t、J=6.5Hz、2H)、2.50(t、J=7.2Hz、2H)、2.18(dd、J=12.5、5.5Hz、2H)、1.62(t、J=7.2Hz、2H)、1.30-1.20(m、14H)、0.88(t、J=6.9Hz、3H).
【0144】
ステップ2:4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-デシル(YK-004-PM2)の合成
4-ブロモ酪酸n-デシル(8.00g、26.04mmol)及びエタノールアミン(4.78g、78.26mmol)を原料とし、YK-001-PM2の調製方法により、4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-デシル(4.40g、15.3mmol、58.8%)を得た。C1633NO、MS(ES):m/z(M+H)288.2。
H NMR(400MHz、CDCl)δ3.76(t、J=5.2Hz、2H)、3.62(dd、J=8.3、4.9Hz、4H)、3.50(t、J=7.1Hz、2H)、3.45-3.36(m、2H)、2.91-2.76(m、2H)、2.44(d、J=8.0Hz、2H)、2.08(dd、J=15.1、7.5Hz、2H)、1.67-1.51(m、2H)、1.27(s、12H)、0.88(t、J=6.5Hz、3H).
【0145】
ステップ3:4-ブロモ酪酸-2-ヘプチルノニル(YK-004-PM3)の合成
2-ヘプチルノナノール(390mg、1.45mmol)及び4-ブロモ酪酸(265mg、1.59mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、4-ブロモ酪酸-2-ヘプチルノニル(500mg、1.19mmol、82.07%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ3.99(d、J=5.8Hz、2H)、3.47(t、J=6.5Hz、2H)、2.51(t、J=7.2Hz、2H)、2.18(t、J=6.9Hz、2H)、1.29(d、J=21.2Hz、29H)、0.88(t、J=6.8Hz、6H).
【0146】
ステップ4:4-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸2-オクチルデシル(YK-004)の合成
4-ブロモ酪酸-2-ヘプチルノニル(250mg、0.60mmol)及び4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-デシル(172mg、0.60mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(50mg、0.081mmol、13.3%)を得た。C3875NO、MS(ES):m/z(M+H)626.6。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.8Hz、2H)、3.97(d、J=5.9Hz、2H)、3.61-3.58(m、2H)、2.33(t、J=6.9Hz、4H)、1.81(s、3H)、1.65-1.55(m、3H)、1.35-1.18(m、50H)、0.87(d、J=7.0Hz、9H).
【0147】
5.8-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)オクタン9-ヘプタデシル(YK-005)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化14】
【0148】
ステップ1:8-ブロモオクタン酸-9-ヘプタデシル(YK-005-PM1)の合成
8-ブロモオクタン酸(2.87g、12.86mmol)及び9-ヘプタデシルアルコール(3.00g、11.70mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、8-ブロモオクタン酸-9-ヘプタデシル(3.15g、6.82mmol、58.3%)を得た。
【0149】
ステップ2:8-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)オクタン9-ヘプタデシル(YK-005)の合成
4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-デシル(150mg、0.52mmol)及び8-ブロモオクタン酸-9-ヘプタデシル(285mg、0.62mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(140mg、0.21mmol、40.4%)を得た。C4181NO、MS(ES):m/z(M+H)668.6。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.8Hz、2H)、3.63(t、J=5.0Hz、2H)、2.71(t、J=4.8Hz、2H)、2.67-2.54(m、4H)、2.35(t、J=7.1Hz、2H)、2.28(t、J=7.5Hz、2H)、1.89-1.80(m、2H)、1.61(dd、J=12.7、5.9Hz、5H)、1.50(d、J=5.9Hz、6H)、1.38-1.18(m、45H)、0.90-0.84(m、9H).
【0150】
6.5-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ペンタン酸2-オクチルデシル(YK-006)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化15】
【0151】
ステップ1:5-ブロモペンタン酸-2-ヘプチルノニル(YK-006-PM1)の合成
2-ヘプチルノナノール(300mg、1.11mmol)及び5-ブロモペンタン酸(220mg、1.22mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、5-ブロモペンタン酸-2-ヘプチルノニル(438mg、1.01mmol、91.0%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ3.98(d、J=5.8Hz、2H)、3.41(t、J=6.6Hz、2H)、2.35(t、J=7.2Hz、2H)、1.90(ddd、J=13.6、7.7、3.7Hz、2H)、1.84-1.72(m、2H)、1.29(d、J=21.6Hz、29H)、0.88(t、J=6.8Hz、6H).
【0152】
ステップ2:5-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ペンタン酸2-オクチルデシル(YK-006)の合成
5-ブロモペンタン酸-2-ヘプチルノニル(200mg、0.46mmol)及び4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-デシル(133mg、0.46mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(65mg、0.10mmol、21.7%)を得た。C3977NO、MS(ES):m/z(M+H)640.6。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.8Hz、2H)、3.97(d、J=5.8Hz、2H)、3.55-3.50(m、2H)、2.65-2.45(m、3H)2.33(t、J=6.7Hz、4H)、2.01(s、1H)、1.61(d、J=6.8Hz、10H)、1.39-1.10(m、44H)、0.88(t、J=6.8Hz、9H).
【0153】
7.6-((2-ヒドロキシエチル)(6-オキソ-6-(ウンデシルオキシ)ヘキシル)アミノ)カプロン酸2-オクチルデシル(YK-007)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化16】
【0154】
ステップ1:6-ブロモヘキサン酸-1-ウンデシル(YK-007-PM1)の合成
6-ブロモヘキサン酸(2.50g、12.82mmol)及び1-ウンデカノール(2.00g、11.61mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、6-ブロモヘキサン酸1-ウンデシル(2.40g、6.87mmol、59.2%)を得た。
【0155】
ステップ2:6-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸ウンデシル(YK-007-PM2)の合成
6-ブロモヘキサン酸1-ウンデシル(2.25g、6.44mmol)及びエタノールアミン(1.18g、19.29mmol)を原料とし、YK-001-PM2の調製方法により、ウンデシル6-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサノエート(855mg、2.59mmol、40.2%)を得た。C1939NO、MS(ES):m/z(M+H)330.3。
【0156】
ステップ3:6-((2-ヒドロキシエチル)(6-オキソ-6-(ウンデシルオキシ)ヘキシル)アミノ)カプロン酸2-オクチルデシル(YK-007)の合成
6-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸ウンデシル(300mg、0.91mmol)及び6-ブロモヘキサン酸2-オクチルデシル(488mg、1.09mmol)を原料とし、YK-001の方法調製により、前記目的化合物(260mg、0.37mmol、41.1%)を得た。C4385NO、MS(ES):m/z(M+H)696.6。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.09-4.02(m、2H)、3.97(d、J=5.8Hz、2H)、3.53 -3.48(m、2H)、2.35-2.29(m、4H)、2.01(dd、J=12.6、6.9Hz、2H)、1.74-1.55(m、6H)、1.28(d、J=14.7Hz、58H)、0.89(d、J=6.5Hz、9H).
【0157】
8.6-((4-(ノニルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸2-オクチルデシル(YK-008)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化17】
【0158】
ステップ1:4-ブロモ酪酸n-ノニル(YK-008-PM1)の合成
n-ノナノール(5.00g、34.66mmol)及び4-ブロモ酪酸(6.11g、36.59mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、4-ブロモ酪酸n-ノニル(3.66g、12.5mmol、36.0%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.08(t、J=6.8Hz、2H)、3.47(t、J=6.5Hz、2H)、2.50(t、J=7.2Hz、2H)、2.18(p、J=6.7Hz、2H)、1.61(dd、J=14.1、7.0Hz、2H)、1.40-1.19(m、12H)、0.88(t、J=6.9Hz、3H).
【0159】
ステップ2:4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-ノニル(YK-008-PM2)の合成
4-ブロモ酪酸n-ノニル(2.46g、8.39mmol)及びエタノールアミン(1.28g、20.96mmol)を原料とし、YK-001-PM2の調製方法により、4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-ノニル(1.22g、4.46mmol、53.2%)を得た、C1531NO、MS(ES):m/z(M+H)274.2。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.8Hz、2H)、3.53-3.47(m、3H)、2.68(t、J=7.0Hz、2H)、2.43(t、J=8.1Hz、2H)、2.37(s、1H)、2.12-2.01(m、2H)、1.83(m、2H)、1.67-1.51(m、2H)、1.40-1.21(m、10H)、0.88(t、J=6.9Hz、3H).
【0160】
ステップ3:6-((4-(ノニルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸2-オクチルデシル(YK-008)の合成
6-ブロモヘキサン酸-2-オクチルデシル(200mg、0.45mmol)と4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-ノニル(102mg、0.37mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(30mg、0.047mmol、13.5%)を得た。C3977NO、MS(ES):m/z(M+H)640.6。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.06(t、J=6.8Hz、2H)、3.97(d、J=5.8Hz、2H)、3.68-3.62(m、2H)、2.32(dd、J=15.2、7.6Hz、4H)、1.63(dd、J=15.1、7.6Hz、6H)、1.39-1.17(m、52H)、0.87(d、J=7.0Hz、9H).
【0161】
9.6-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸2-オクチルデシル(YK-009)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化18】
【0162】
ステップ1:6-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸2-オクチルデシル(YK-009)の合成
4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-デシル(1.00g、3.48mmol)及び6-ブロモヘキサン酸2-オクチルデシル(1.87g、4.18mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(0.92g、1.41mmol、40.5%)を得た。C4079NO、MS(ES):m/z(M+H)654.6。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.07(t、J=6.8Hz、4H)、3.96(d、J=5.8Hz、2H)、2.49(t、J=5.7Hz、2H)、2.34(t、J=7.3Hz、2H)、2.27-2.17(m、2H)、2.01(d、J=5.7Hz、2H)、1.68-1.62(m、9H)、1.46-1.43(m、3H)、1.36-1.15(m、44H)、0.87(d、J=7.0Hz、9H).
【0163】
10.6-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸2-ヘプチルノニル(YK-010)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化19】
【0164】
ステップ1:6-ブロモヘキサン酸2-ヘプチルノニル(YK-010-PM1)の合成
6-ブロモヘキサン酸(290mg、1.49mmol)及び2-ヘプチルノナノール(300mg、1.24mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、6-ブロモヘキサン酸2-ヘプチルノニル(280mg、0.67mmol、54.0%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ3.97(d、J=5.8Hz、2H)、3.41(t、J=6.8Hz、2H)、2.33(t、J=7.4Hz、2H)、1.93-1.84(m、2H)、1.66(dt、J=20.5、7.4Hz、3H)、1.52-1.43(m、2H)、1.36-1.20(m、24H)、0.88(t、J=6.9Hz、6H).
【0165】
ステップ2:6-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸2-ヘプチルノニル(YK-010)の合成
4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-デシル(150mg、0.52mmol)及び6-ブロモヘキサン酸2-ヘプチルノニル(260mg、0.62mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(150mg、0.24mmol、46.2%)を得た。C3875NO、MS(ES):m/z(M+H)626.7。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.27(qd、J=11.0、5.8Hz、2H)、4.13-4.01(m、2H)、3.97(d、J=5.8Hz、2H)、2.33(dt、J=12.5、7.3Hz、4H)、1.86-1.81(m、1H)、1.78-1.68(m、2H)、1.67-1.59(m、4H)、1.33-1.17(m、49H)、0.88(t、J=4.6Hz、9H).
【0166】
11.6-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸2-ヘキシルオクチル(YK-011)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化20】
【0167】
ステップ1:6-ブロモヘキサン酸2-ヘキシルオクチル(YK-011-PM1)の合成
6-ブロモヘキサン酸(290mg、1.49mmol)及び2-ヘキシルオクタノール(300mg、1.40mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、6-ブロモヘキサン酸2-ヘキシルオクチル(240mg、0.61mmol、41.6%)を得た。
H NMR(400MHz、CDCl)δ3.97(d、J=5.8Hz、2H)、3.41(t、J=6.8Hz、2H)、2.33(t、J=7.4Hz、2H)、1.92-1.83(m、2H)、1.66(dt、J=20.5、7.4Hz、3H)、1.48(ddd、J=8.6、6.8、4.2Hz、2H)、1.37-1.20(m、20H)、0.88(t、J=6.8Hz、6H).
【0168】
ステップ2:6-((4-(デシルオキシ)-4-オキソブチル)(2-ヒドロキシエチル)アミノ)ヘキサン酸2-ヘキシルオクチル(YK-011)の合成
4-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)酪酸n-デシル(150mg、0.52mmol)及び6-ブロモヘキサン酸2-ヘキシルオクチル(240mg、0.61mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(120mg、0.20mmol、38.5%)を得た。C3671NO、MS(ES):m/z(M+H)598.5。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.09-4.03(m、4H)、3.56-3.53(m、2H)、2.41(t、J=6.8Hz、2H)、2.22(t、J=7.1Hz、2H)、1.71-1.63(m、3H)、1.58-1.54(m、2H)、1.42-1.19(m、47H)、0.88(t、J=6.8Hz、9H).
【0169】
12.8-((2-ヒドロキシエチル)(10-((9-ヘプタデシル)オキシ)-10-オキソデシル)アミノ)オクタン酸ノニル(化合物23)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化21】
【0170】
ステップ1:8-ブロモオクタン酸n-ノニル(化合物23-PM1)の合成
8-ブロモオクタン酸(2.50g、11.21mmol)及びn-ノナノール(1.47g、10.19mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、8-ブロモオクタン酸n-ノニル(1.85g、5.30mmol、52.0%)を得た。
【0171】
ステップ2:8-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)オクタン酸ノニル(化合物23-PM2)の合成
上記調製された8-ブロモオクタン酸n-ノニル(1.50g、4.29mmol)及びエタノールアミン(7.96g、130.32mmol)を原料とし、YK-001-PM2の方法により、8-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)オクタン酸ノニル(610mg、1.85mmol、43.1%)を得た。C1939NO、MS(ES):m/z(M+H)330.3。
【0172】
ステップ3:10-ブロモデカン酸-9-ヘプタデシル(化合物23-PM3)の合成
10-ブロモデカン酸(3.23g、12.86mmol)及び9-ヘプタデカノール(3.00g、11.70mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、10-ブロモデカン酸-9-ヘプタデシル(3.10g、6.72mmol、57.4%)を得た。
【0173】
ステップ4:8-(10-((9-ヘプタデシル)オキシ)-10-オキソデシル)アミノ)オクタン酸ノニル(化合物23)の合成
8-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)オクタン酸ノニル(500mg、1.52mmol)及び10-ブロモデカン酸-9-ヘプタデシル(840mg、1.72mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(520mg、0.70mmol、46.1%)を得た。C4691NO、MS(ES):m/z(M+H)738.8。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.88-4.86(m、1H)、4.05(t、J=6.8Hz、2H)、3.97(d、J=5.8Hz、2H)、2.77-2.69(m ,5H)、2.25(m,4H)、1.61(dd、J=13.5、6.6Hz、13H)、1.38-1.18(m、55H)、0.88(t、J=6.8Hz、9H).
【0174】
13.8-((2-ヒドロキシエチル)(6-((9-ヘプタデシル)オキシ)-6-オキソヘキシル)アミノ)オクタン酸ノニル(化合物27)の合成
合成経路は、以下の通りである。
【化22】
【0175】
ステップ1:6-ブロモヘキサン酸-9-ヘプタデシル(化合物27-PM1)の合成
6-ブロモヘキサン酸(2.51g、12.87mmol)及び9-ヘプタデカノール(3.00g、11.70mmol)を原料とし、YK-001-PM1の調製方法により、6-ブロモヘキサン酸-9-ヘプタデシル(2.77g、6.39mmol、54.6%)を得た。
【0176】
ステップ2:8-(6-((9-ヘプタデシル)オキシ)-6-オキソヘキシル)アミノ)オクタン酸ノニル(化合物27)の合成
8-((2-ヒドロキシエチル)アミノ)オクタン酸ノニル(500mg、1.52mmol)及び6-ブロモヘキサン酸-9-ヘプタデシル(760mg、1.75mmol)を原料とし、YK-001の調製方法により、前記目的化合物(471mg、0.69mmol、45.4%)を得た。C4283NO、MS(ES):m/z(M+H)682.6。
H NMR(400MHz、CDCl)δ4.83-4.81(m、1H)、4.05-4.00(m、2H)、3.77-3.69(m、2H)、2.75-2.59(m、5H)、2.25-2.19(m、4H)、1.59(dd、J=13.3、6.3Hz、13H)、1.34-1.03(m、47H)、0.87(t、J=6.7Hz、9H).
【0177】
実施例2:ナノ脂質粒子(LNP製剤)の調製条件の好適化
1.担体(リポソーム)とmRNAの比率の好適化
【化23】

実施例1で合成されたカチオン性脂質化合物YK-009、DSPC(艾偉拓(上海)医薬科技有限公司)、コレステロール(艾偉拓(上海)医薬科技有限公司)、及びDMG-PEG2000を50:10:38.5:1.5のモル比でエタノールにそれぞれに溶解してエタノール脂質の溶液を調製した。エタノール脂質の溶液をエタノール注入法によりクエン酸緩衝液(pH=4~5)を速やかに添加し、30秒間ボルテックスした。eGFP-mRNA(上海起発実験試剤有限公司から購入)をクエン酸緩衝液(pH=4~5)で希釈してmRNA水溶液を得た。固定体積のリポソーム溶液とmRNA水溶液を用いて総脂質とmRNAの重量比がそれぞれ4:1、10:1、16:1、24:1、及び30:1となるようにリポソームを調製した。25℃で15分間(超音波周波数40kHz、超音波出力800W)超音波処理した。得られたリポソームをPBSで10倍の体積に希釈した後、300KDa限外濾過チューブで限外濾過してエタノールを除去した。その後、PBSで固定容積にしてカチオン性脂質YK-009/DSPC/コレステロール/DMG-PEG2000(モル百分率が50:10:38.5:1.5)を用いてeGFP-mRNAを封入したLNP製剤を得た。
【0178】
細胞のトランスフェクトの実験結果、担体とmRNAの重量比率が10:1~30:1の範囲にあった場合は、すべてのトランスフェクト効果が良好であった。その中で、重量比率が16:1範囲であった場合、トランスフェクト効果が最も良好であったが、重量比率が4:1であった場合、トランスフェクト効果が低かったので、この比率でmRNAの担持に使用することはできなかった(図1)。
【0179】
2.カチオン性脂質と中性脂質の比率の好適化
第1項における方法により、eGFP-mRNAを封入したLNP製剤を調製し、ここで、カチオン性脂質YK-009と中性脂質DSPCとのモル比がそれぞれ1:1、5:1及び10:1であった。
細胞トランスフェクト実験により、カチオン性脂質と中性脂質のモル比が1:1~10:1であった場合は、いずれもトランスフェクト効果があり、その中で、モル比が5:1であった場合は、トランスフェクト効率が最も高かったことが分かった。(図2
【0180】
3.担体(リポソーム)に対するポリマー共役脂質の比率の好適化
第1項における方法により、eGFP-mRNAを封入したLNP製剤を調製し、担体中のカチオン性脂質がYK-009であり、担体に対するポリマー共役脂質DMG-PEG2000のモル比がそれぞれ0.5%、1.5%、2.5%、3.5%及び5%であった。
【0181】
細胞トランスフェクト実験により、担体に対するポリマー共役脂質のモル比が0.5%~5%範囲にあった場合、いずれもトランスフェクト効果があり、また、トランスフェクト効率は、モル比が1.5%であった場合に最も高く、モル比が0.5%であった場合に最も低かったことが示された(図3)。
【0182】
4.担体(リポソーム)中の各成分の比率の好適化
第1項における方法により、eGFP-mRNAを封入したLNP製剤を調製し、カチオン性脂質YK-009と、中性脂質DSPCと、構造脂質コレステロールと、ポリマー共役脂質DMG-PEG2000とのモル比がそれぞれ65:8:25:2、50:10:38.5:1.5、40:17.5:40:2.5及び25:35:35:5であった。
【0183】
細胞トランスフェクト実験により、カチオン性脂質と、中性脂質と、構造脂質と、ポリマー共役脂質とのモル比が50:10:38.5:1.5であった場合は、トランスフェクト効果が最も高く、モル比が65:8:25:2であった場合は、効果がわずかに悪くなったが、それでもトランスフェクトできた(図4)。
【0184】
実施例3:eGFP-mRNAのLNP製剤の細胞トランスフェクト実験
細胞復活と継代:293T細胞を復活させ、培養皿で培養し、必要な細胞数まで継代した。
播種プレート:培養皿内の細胞を消化し、計数した。細胞は、1ウェル当たり10,000で96ウェルプレートにプレーティングし、1ウェル当たり150,000で12ウェルプレートにプレーティングした後、細胞が壁に接着するまで一晩培養した。
【0185】
細胞トランスフェクト実験:実施例2で調製された1.5μgのeGFP-mRNAを含むLNP製剤(担体中のカチオン性脂質はYK-009である)、及びeGFP-mRNAを含むLipofectamin2000製剤をそれぞれ12ウェルプレートの細胞培養培地に添加した。24h培養を継続した後、蛍光顕微鏡で観察し、蛍光強度により、さまざまなサンプルのトランスフェクト効率を調査した。
【0186】
実験の結果から、ナノ脂質粒子(LNP製剤)の調製条件が最終的に決定された。即ち、担体とmRNAの比率を16:1とし、カチオン性脂質と中性脂質とのモル比を5:1とし、リポソームに占めるポリマー共役脂質を1.5%とし、カチオン性脂質と、中性脂質と、構造脂質と、ポリマー共役脂質とのモル比を50:10:38.5:1.5とする条件で、次の実験でナノ脂質粒子(LNP製剤)を調製した。
【0187】
実施例4:ナノ脂質粒子(LNP製剤)の調製(最適な比率)
【表1-1】

【表1-2】

【表1-3】

表1に記載のカチオン性脂質、DSPC(艾偉拓(上海)医薬科技有限公司)、コレステロール(艾偉拓(上海)医薬科技有限公司)、及びDMG-PEG2000を50:10:38.5:1.5のモル比でエタノールにそれぞれに溶解してエタノール脂質の溶液を調製した。エタノール脂質の溶液をエタノール注入法によりクエン酸緩衝液(pH=4~5)を速やかに添加し、30秒間ボルテックスした。eGFP-mRNA(上海起発実験試剤有限公司から購入)又はFluc-mRNA(上海起発実験試剤有限公司から購入)をクエン酸緩衝液(pH=4~5)で希釈してmRNA水溶液を得た。固定体積のリポソーム溶液とmRNA水溶液を用いて総脂質とmRNAの重量比が16:1となるようにリポソームを調製した。25℃で15min(超音波周波数40kHz、超音波出力800W)超音波処理した。得られたリポソームをPBSで10倍の体積に希釈した後、300KDa限外濾過チューブで限外濾過してエタノールを除去した。その後、PBSで固定容積にしてカチオン性脂質YK-009/DSPC/コレステロール/DMG-PEG2000(モル百分率が50:10:38.5:1.5)を用いてeGFP-mRNA又はFluc-mRNAを封入したLNP製剤を得た。
【0188】
実施例5:ナノ脂質粒子の粒子径及び多分散指数(PDI)の測定
粒子径及び多分散指数(PDI)は、Malvernレーザー粒子径分析装置を使用した動的光散乱によって測定した。
10μLのリポソーム溶液を取り出し、RNaseを含まない脱イオン水で1mLに希釈し、サンプルプールに加えた。各サンプルを3回測定した。測定条件は、散乱角90°、25℃であった。測定結果を以下の表に示した。
【表2】
【0189】
実施例4で調製されたナノ脂質粒子の粒子径は110~210nmであり、いずれもmRNAの送達に使用することができた。そして、化合物23及びYK-003から調製された粒子の粒子径が最も小さく、それぞれが114.12nm、119.91nmであるが、YK-008とMC3から調製された粒子の粒子径が最も大きく、それぞれが205.00nm、205.20nmである。すべてのナノ脂質粒子の多分散指数は5%~30%であり、YK-004の多分散指数は9.7%で最小であり、YK-002の多分散指数は27.7%で最大である。
【0190】
実施例6:インビトでのLNP送達担体の性能の検証
細胞復活と継代:実施例3の方法と同じである。
播種プレート:実施例3の方法と同じである。
【0191】
1.Fluc-mRNAの蛍光測定
0.3μgのFluc-mRNAを含むLNP製剤(LNP製剤の担体成分は、モル比50:10:38.5:1.5のカチオン性脂質、中性脂質、構造脂質及びポリマー共役脂質であり、ここで、カチオン性脂質は表1に記載のカチオン性脂質である)を96ウェルプレート的細胞培養培地に加え、さらに24時間培養した後、Gaussia Luciferase Assay Kitの説明書に従って対応する試薬を添加し、IVIS蛍光測定システムにより各ウェルの蛍光発現強度を検出した。この実験では、細胞におけるLNP製剤のトランスフェクト効率を検証した。結果を表3に示す。
【0192】
さらに、細胞におけるカチオン性脂質YK-009及び化合物25から調製したLNP製剤のトランスフェクト効率を比較するために、それぞれ0.3μg、0.225μg、0.15μg及び0.075μgのFluc-mRNA含有量を有するLNP製剤(LNP製剤の担体成分はモル比50:10:38.5:1.5のカチオン性脂質、中性脂質、構造脂質及びポリマー共役脂質であり、ここで、カチオン性脂質はYK-009又は化合物25である)を調製し、上記と同じ方法で、調製したLNP製剤の細胞内トランスフェクト活性を検出した。結果を表4に示す。
【0193】
【表3】
【0194】
【表4】
【0195】
表3及び図5から分かれるように、異なるカチオン性脂質から調製されたFluc-mRNAのLNP製剤では、YK-009は蛍光吸収が最も強く、RLU値が5479373であり、YK-001、YK-002、YK-005、YK-006及びYK-008の蛍光吸収も非常に強く、いずれも10~10であった。YK-009、YK-006、YK-001、YK-005、YK-002及びYK-008のRLU値はぞれぞれ化合物23の8.4倍、4.1倍、3.4倍、2.2、2.0倍及び1.9倍であった。YK-010は、蛍光吸収が最も弱く、RLU値が93801であった。YK-004、化合物23、化合物27及びMC3の蛍光吸収も非常に弱かった。YK-009のRLU値がぞれぞれYK-010、YK-004、化合物23、化合物27及びMC3の58倍、39倍、8倍、13倍及び42倍であった。
【0196】
表4及び図6から、YK-009及び化合物25から調製されたLNP製剤の蛍光吸収には大きな差別があり、0.075μg、0.15μg、0.225μg及び0.3μgのFluc-mRNAを含むLNP製剤、YK-009製剤の蛍光吸収がそれぞれ化合物25製剤の3.7倍、4.0倍、7.0倍及び4.4倍であったことが分かった。
【0197】
GraphPad Prismソフトウェアを使用してデータを分析した。ここで、YK-009、YK-006、YK-001、YK-005、YK-002及びYK-008は化合物23と有意差があり、YK-009、YK-006、YK-001、YK-005、YK-002及びYK-008は化合物27と有意差があった。YK-004及びYK-010以外の全ての化合物は、MC3と有意差があった。0.075μg、0.15μg、0.225μg及び0.3μgのFluc-mRNAを含むLNP製剤、YK-009は、化合物25といずれも有意差があった。
【0198】
構造の点から見ると、YK-009と比較して、YK-001は、L基におけるCが1つ多いが他の構造が全く同一であり、YK-002はG基におけるCが1つ多いが他の構造が全く同一であり、YK-004はG基におけるCが2つ少ないが他の構造が全く同一であり、YK-006はG基におけるCが1つ少ないが他の構造が全く同一であり、YK-010はL基の各二本鎖におけるCがそれぞれ1つ少ないが他の構造が全く同一であり、化合物23はG基におけるCが4つ多く、L基におけるCが1つ少なく、G基におけるCが4つ多く、L基の一本鎖におけるCが1つ少ないが他の構造が全く同一であり、化合物25はG基におけるCが2つ多く、L基におけるCが1つ多く、G基におけるCが2つ多く、L基の一本鎖におけるCが1つ少ないが他の構造が全く同一であり、化合物27はG基におけるCが4つ多く、L基におけるCが1つ少なく、L基の一本鎖におけるCが1つ少ないが他の構造が全く同一である。
【0199】
これにより、化合物の構造と細胞内のトランスフェクト効率との間に対応関係がなく、構造的差異が小さい化合物はトランスフェクション効率に非常に大きな差異を有する可能性が高いことが分かる。例えば、YK-009と比較すると、YK-010、YK-004、化合物23及び化合物27は構造がわずかに異なるが、YK-009の細胞トランスフェクト効率はそれぞれこれらのカチオン性脂質化合物の58倍、39倍、8倍及び13倍であった。YK-009と化合物25は構造の違いがわずかで、細胞トランスフェクト効率の差が7倍にもなった。したがって、構造が似ている化合物が同様のトランスフェクション効率を持たなければならないというわけではなく、トランスフェクション効率は大きく異なる可能性がある。トランスフェクション効率の高いカチオン性脂質化合物を選別することは容易ではなく、さまざまな設計と多くの創造的な努力が必要である。
【0200】
2.細胞生存率の測定
1.5μgのFluc-mRNAを含むLNP製剤(LNP製剤の担体成分は、モル比50:10:38.5:1.5のカチオン性脂質、中性脂質、構造脂質及びポリマー共役脂質であり、ここで、カチオン性脂質は表1に記載のカチオン性脂質である)を96ウェルプレート的細胞培養培地に加え、さらに24時間培養した後、CCK-8溶液を各ウェルに10μL添加し、培養プレートをインキュベーター内で1時間インキュベートした。450nmにおける吸光度をマイクロプレートリーダーで測定した。結果を表4に示す。
【0201】
カチオン性脂質YK-009及び化合物25から調製されたLNP製剤の細胞毒性を比較するために、1.5μg、1.125μg、0.75μg及び0.375μgのFluc-mRNA含有量を有するLNP製剤(LNP製剤の担体成分はモル比50:10:38.5:1.5のカチオン性脂質、中性脂質、構造脂質及びポリマー共役脂質であり、ここで、カチオン性脂質はYK-009又は化合物25である)を調製した。細胞生存率の測定方法は上記と同じである。結果を表6に示す。
【0202】
【表5】
【0203】
【表6】
【0204】
表5及び図7から、異なるカチオン性脂質によって調製されたFluc-mRNAのLNP製剤は非常に異なる細胞毒性を有することが分かった。細胞生存率は、YK-009が100%で最も高く、YK-011が98%であったが、YK-010が77%、YK-003が84%、YK-001が85%、化合物23が87%、化合物27が84%、MC3が88%であった。これらは明らかにYK-009よりも低かった。
【0205】
表6及び図8から、YK-009及び化合物25から調製されたLNP製剤は、細胞に対して非常に異なる阻害活性を有していたことが分かった。ここで、1.5μg、1.125μg、0.75μg及び0.375μgのFluc-mRNA含有量を有するLNP製剤、YK-009製剤は細胞生存率がいずれも100%であるが、細胞に対する化合物25製剤の阻害活性は、YK-009製剤の阻害活性よりも最大9%低かった。
GraphPad Prismソフトウェアを使用してデータを分析した。ここで、YK-009、YK-011、YK-006及びYK-007は、化合物23、化合物27及びMC3と比べて細胞毒性において有意差があった。
【0206】
以上の実験結果から、カチオン性脂質化合物の構造と細胞毒性との間に対応関係がなく、構造的差異が小さい化合物は細胞毒性に非常に大きな差異を有することが分かった。例えば、YK-009と比較すると、YK-010はL基の各二本鎖におけるCがそれぞれ1つ少なく、他の構造が全く同一であるが、細胞生存率が23%低下した。YK-002はG基におけるCが1つ多く、他の構造が全く同一であるが、細胞生存率が11%低下した。化合物23は、G基におけるCが4つ多く、L基におけるCが1つ少なく、G基におけるCが4つ多く、L2基の一本鎖におけるCが1つ少なく、他の構造が全く同一であるが、細胞生存率が13%低下した。化合物25はG基におけるCが2つ多く、L基におけるCが1つ多く、G基におけるCが2つ多く、L基の一本鎖におけるCが1つ少なく、他の構造が全く同一であるが、細胞生存率が9%低下した。化合物27はG基におけるCが4つ多く、L基におけるCが1つ少なく、L基の一本鎖におけるCが1つ少なく、他の構造が全く同一であるが、細胞生存率が16%低下した。YK-009はYK-010、YK-002、化合物23、化合物27及び化合物25と構造が似ているが、細胞毒性がそれぞれ23%、11%、13%、16%及び9%と低かった。このように、微小の構造違いを有するカチオン性脂質は、著しく異なる細胞毒性をもたらす可能性があることが分かった。
【0207】
実施例7:インビボでカチオン性脂質(LNP)が送達担体としての性能の検証
さらに、本発明者らの設計したカチオン性脂質送達担体によってマウスに送達されるmRNAのタンパク質発現及び持続期間も検証した。インビボ実験では、さらに、本発明のLNP送達担体がmRNAを効果的に体内に送達し、効率的かつ持続的に発現できることが証明された。
【0208】
10μgの Fluc-mRNAを含むLNP製剤を4~6週齢、体重17~19gの雌BALB/Cマウス体内に筋肉内注射した。投与後、所定の時点(3時間、6時間、24時間、48時間、及び72時間)でマウスに蛍光イメージング基質を腹腔内注射した。マウスを5分間自由に移動させた後、小動物ライブイメージャーを使用して、LNPによって運ばれるmRNAによってマウスにおいて発現されたタンパク質の平均放射線強度(蛍光発現強度に相当)を検出した。検出結果を表5及び図7に示す。
【0209】
カチオン性脂質YK-009及び化合物25から調製されたLNP製剤のマウスにおけるタンパク質発現及び持続期間を比較するために、10μg、7.5μg、5μg及び2.5μgのFluc-mRNA含有量を有するLNP製剤(LNP製剤の担体成分はモル比50:10:38.5:1.5のカチオン性脂質、中性脂質、構造脂質及びポリマー共役脂質であり、ここで、カチオン性脂質はYK-009又は化合物25である)をそれぞれ調製した。マウス生体撮像の実験方法は上記と同じである。結果を表8に示す。
【0210】
【表7】
【0211】
【表8】
【0212】
表7及び図9から、異なるカチオン性脂質から調製されたFluc-mRNAのLNP製剤は、マウス体内での発現強度が大きく異なることが分かった。3hから72hまでに、YK-003及びYK-009の発現強度がいずれも最も高いから、それにより調製されたLNP製剤がインビボで高度かつ持続的に発現されたことが示された。3hの場合に、YK-003及びYK-009の平均放射線強度はそれぞれ1500820及び1234280であり、YK-004及びYK-010のほうがそれぞれ69640及び60100で最低であった。この四つが持っているmRNAは、動物体内における発現の最高値と最低値の間でFluc-mRNA発現が20倍以上異なっていた。72hの場合に、YK-003及びYK-009の平均放射線強度はそれぞれ39538与29435であり、YK-004及びYK-010の平均放射線強度は2066及び810.2で最低であった。この四つが持っているmRNAは、動物体内における発現の最高値と最低値の間でFluc-mRNA発現が50倍以上異なっていた。化合物23及び27の値は、3hの時点でそれぞれ554600及び632450であるが、6h~48hの間に急速に減少し、72hの時点で4801及び5512だけであるから、それらにより調製されたLNP製剤が持っているmRNAがマウス体内で急速に分解され、又は代謝されたことが分かった。MC3が持っているmRNAは、いずれの時点でも発現が非常に低かったことから、これが持っているmRNAがインビボで低発現され、かつ発現が持続していなかったことが示された。
【0213】
表8及び図10から、マウス体内において、YK-009及び化合物25から調製されたLNP製剤の発現には大きな差別があり、2.5μg、5.0μg、7.5μg及び10μgのFluc-mRNA含有量を有するLNP製剤では、YK-009の発現は、3h時点で化合物25の1.6~2.1倍、6h時点で1.4~1.7倍、24h時点で5.2~5.5倍、48h時点で6.5~7.1倍、72h時点で6.1~6.8倍となった。異なるFluc-mRNA含有量のLNP製剤では、YK-009製剤はいずれも体内で長時間高度に発現し、化合物25製剤は、3h及び6h時点でより高い発現を維持できるが、6~48h時点で急速に減少した。
【0214】
GraphPad Prismソフトウェアを使用してデータを分析した。ここで、LNPが持っているmRNAの動物体内での高発現及び持続発現の点で、YK-003及びYK-009は、化合物23とは有意差があり、YK-003及びYK-009は、化合物25とは有意差があり、YK-003及びYK-009は、化合物27とは有意差があり、YK-003及びYK-009は、MC3とは有意差があった。
【0215】
以上の実験結果から、カチオン性脂質化合物の構造とLNPが持っているmRNAが動物体内における高発現かつ持続発現との間に対応関係がないことが分かった。構造的差異が小さいカチオン性脂質化合物は、マウス体内においてmRNA発現促進に大きな差別がある。例えば、YK-009と比較すると、YK-004は、G基におけるCが2つ少ないが他の構造が全く同一であり、YK-010はL基の各二本鎖におけるCがそれぞれ1つ少ないが他の構造が全く同一であり、化合物23はG基におけるCが4つ多く、L基におけるCが1つ少なく、G基におけるCが4つ多く、L基の一本鎖におけるCが1つ少ないが他の構造が全く同一であり、化合物27はG基におけるCが4つ多く、L基におけるCが1つ少なく、L基の一本鎖におけるCが1つ少ないが他の構造が全く同一である。しかし、3hの時点で、この四つが持っているmRNAは、動物体内における発現の点で、最高値と最低値が20倍以上異なった。72hの時点で、この四つが持っているmRNAは、動物体内における発現の点で、最高値と最低値が50倍以上異なった。
【0216】
YK-009と比較すると、化合物25は、G基におけるCが2つ多く、L基におけるCが1つ多く、G基におけるCが2つ多く、L基の一本鎖におけるCが1つ少なく、他の構造が全く同一であるが、YK-009及び化合物25から調製された、2.5μg、5.0μg、7.5μg及び10μgのFluc-mRNA含有量を有するそれぞれのLNP製剤は、3hの時点で、YK-009が最高で化合物25の2.1倍となり、6h時点で、YK-009が最高で化合物25の1.7倍となり、24h時点で、YK-009が最高で化合物25の5.5倍となり、48h時点で、YK-009が最高で化合物25の7.1倍となり、72h時点で、YK-009が最高で化合物25の7.2倍となった。
【0217】
結論
上記インビトロ及びインビボでLNP送達担体の性能を検証するための実験により、カチオン性脂質化合物の構造と、細胞内トランスフェクト効率、細胞に対する毒性、及び動物体内での高度かつ持続的な発現との間に明らかな対応関係がないことが明らかになった。構造的差別が小さい化合物でも、トランスフェクト効率及び/又は細胞に対する毒性、細胞内での高発現において非常に大きな差別がある可能性がある。例えば、本願に係る化合物YK-009及びYK-010は、細胞トランスフェクト効率において60倍近くの差があり、トランスフェクトされた細胞に対する毒性において25%以上の差がある。また、化合物YK-003及びYK-010はマウス体内的発現かつ持続的な発現において50倍近くの差がある。したがって、高いトランスフェクト効率及び細胞に対する毒性を有するとともに、マウス体内における高度かつ持続的な発現ができるように、適切なカチオン性脂質化合物を選別することが困難である。
【0218】
本願では、独特の設計及び多量のスクリーニングにより、例えばYK-009、YK-003、YK-006、YK-008及びYK-011などのいくつかの化合物を発見した。これらの化合物は、従来技術の他の化合物と比較して、高い細胞トランスフェクト効率、低い細胞に対する毒性又は無毒性、並びに動物体内での高発現及び持続的な発現により核酸を送達することができ、予想以外の技術効果が得られた。
【0219】
上記の説明は、本開示の例示的な実施形態にすぎず、添付の特許請求の範囲によって決定される本開示の保護範囲を限定することを意図したものではない。

【要約】
本開示は、式(I)で示される化合物又はそのN-酸化物、溶媒和物、薬学的に許容される塩もしくは立体異性体を提供する。また、前記化合物の組成物、及びこれらが治療剤又は予防剤の送達における使用が含まれることも提供する。
図1
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図10