JP5713311B2 - Liposome complex, method for producing the same, and use thereof - Google Patents
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Description
本発明は、リポソーム複合体、その製造方法、その細胞への導入、及び個体の組織への導入を目的とした使用に関する。特に、リポソーム、バイオナノカプセル、及び細胞導入物質を含むリポソーム複合体、その製造方法、及びその細胞への導入を目的とした使用に関する。 The present invention relates to a liposome complex, a production method thereof, its introduction into cells, and use for the purpose of introduction into a tissue of an individual. In particular, the present invention relates to a liposome, a bio-nanocapsule, and a liposome complex containing a cell-introducing substance, a method for producing the same, and a use for the purpose of introducing it into cells.
バイオナノカプセル(BNC)は「膜透過活性(膜融合活性と同義)を有するタンパク質を提示する生物由来中空ナノ粒子及びその改変体」のことであり、その代表例としてB型肝炎ウイルスの感染機構と、細胞及び臓器認識機構を有する非ウイルス性ベクターとして開発されたB型肝炎ウイルス表面抗原Lタンパク質粒子がある(その他の例として、インフルエンザ外皮タンパク質、センダイウイルス外皮タンパク質が想定される)。このBNC(以降はB型肝炎ウイルス表面抗原Lタンパク質粒子を指す)を用いて遺伝子や薬剤等を送達するDDS技術が開発されている(特許文献1、非特許文献1)。このBNCへの遺伝子等の物質の封入は、エレクトロポレーション法を用いてBNC内部にプラスミドDNAを導入する方法が開発されていた。しかしこの方法は、遺伝子導入が非効率的であることや、遺伝子等の封入によるBNC粒子の巨大化により生体内投与に不向きであること、また医薬品をとして生産する上で巨大なエレクトロポレーション材料を製造するのが困難であるといった問題があった。
Bionanocapsule (BNC) is "biologically-derived hollow nanoparticles presenting a protein having membrane permeation activity (synonymous with membrane fusion activity) and its modified body", and its representative example is the infection mechanism of hepatitis B virus. There are hepatitis B virus surface antigen L protein particles developed as non-viral vectors having a cell and organ recognition mechanism (as other examples, influenza coat protein and Sendai virus coat protein are assumed). A DDS technique for delivering genes, drugs, and the like using this BNC (hereinafter referred to as hepatitis B virus surface antigen L protein particles) has been developed (
そこでエレクトロポレーション法に代わる新たな遺伝子等の物質封入法として、カチオン性リポソームと遺伝子の複合体(lipoplex)に上記BNCを融合させる方法が確立された(特許文献2、非特許文献2)。また、BNCには抗体提示型BNC(特許文献3)、レクチン提示型BNC(特許文献4)、成長因子提示型BNC(特許文献5)も開発されており、種々の細胞乃至組織に対して特異的な標的化能を付与することも可能となっている。
Therefore, as a method for encapsulating a substance such as a new gene in place of the electroporation method, a method of fusing the BNC with a cationic liposome and gene complex (lipoplex) has been established (
カチオン性リポソームは、カチオン性を有する脂質と、膜を安定化させる補助脂質とで構成されたリポソームであり、比較的遺伝子導入効率の高い非ウイルス性ベクターとして応用研究が盛んにおこなわれている。カチオン性リポソームは、静電的相互作用により遺伝子と複合体を形成し、さらに非特異的に細胞膜へ集積し、エンドサイトーシスによって細胞内に取り込まれる。BNCは、その膜融合活性によりlipoplexと膜融合し、BNC−lipoplex複合体を形成する。BNC−lipoplex複合体は、BNCを構成するタンパク質であるHBsAg Lのpre−S1領域に存在するヒト肝臓特異的レセプターの働きにより、肝臓細胞特異的に作用し、またHBsAg Lのアミノ末端側に存在する膜透過ペプチドの働きにより、後期エンドソームからの脱出がさらに速やかに行われると考えられる(非特許文献3)。 Cationic liposomes are liposomes composed of cationic lipids and auxiliary lipids that stabilize membranes, and application research is actively conducted as non-viral vectors with relatively high gene transfer efficiency. Cationic liposomes form a complex with a gene by electrostatic interaction, accumulate nonspecifically on the cell membrane, and are taken up into the cell by endocytosis. BNC fuses with lipoplex by its membrane fusion activity to form a BNC-lipoplex complex. The BNC-lipoplex complex acts specifically on liver cells by the action of a human liver-specific receptor present in the pre-S1 region of HBsAg L, a protein that constitutes BNC, and is present on the amino terminal side of HBsAg L. It is considered that escape from the late endosome is performed more rapidly by the action of the transmembrane peptide (Non-patent Document 3).
これまでに、細胞への物質導入を目的としたBNC−リポソーム複合体について、その複合体のDDSとしての働きを高めるために、所定の粒径とする技術(特許文献2)や、生体内での複合体の安定性に鑑みてゼロに近い表面電荷とする技術(特許文献6)が開示されているが、細胞への物質導入能自体を高める技術は何ら開発されていない。また上述のように、BNCは高い特異性で物質を導入する対象を選択することが可能であるため、高い特異性を有しつつも、細胞への物質導入能が向上したBNC−リポソーム複合体の開発が望まれている。 Until now, in order to enhance the function of DNC as a DDS for a BNC-liposome complex for the purpose of introducing a substance into a cell, a technique (Patent Document 2) having a predetermined particle size, In view of the stability of this complex, a technique for making the surface charge close to zero (Patent Document 6) has been disclosed, but no technique for improving the substance introduction ability itself into cells has been developed. Further, as described above, since BNC can select a target to introduce a substance with high specificity, BNC-liposome complex having high specificity and improved ability to introduce a substance into cells. Development is desired.
本発明の主な課題は、細胞への物質導入を目的とするBNC−リポソーム複合体の、細胞への高い特異性を有しつつも、物質導入効率を上昇させる技術を開発する点にある。 The main object of the present invention is to develop a technique for increasing the substance introduction efficiency while having high specificity to the cell of the BNC-liposome complex intended to introduce the substance into the cell.
本願発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の範囲の密度を有するリポソーム、バイオナノカプセル、及び細胞導入物質を含むリポソーム複合体が、高効率で、且つ高い特異性を持って、特定の細胞へ所望の物質を導入できることを見出した。さらに、特定の環境下にて製造した前記リポソーム複合体は、特に高い物質導入効率を示すことを見出した。本発明は、係る知見に基いて完成されたものであり、下記の態様を含むものである。 The inventor of the present application has conducted extensive research to solve the above problems, and as a result, a liposome complex having a specific range of density, a bio-nanocapsule, and a liposome complex containing a cell introduction substance have high efficiency and high specificity. And found that a desired substance can be introduced into a specific cell. Furthermore, it has been found that the liposome complex produced under a specific environment exhibits particularly high substance introduction efficiency. The present invention has been completed based on such knowledge, and includes the following aspects.
項1 リポソーム及びバイオナノカプセルを含むリポソーム複合体、又はリポソーム、バイオナノカプセル、及び細胞導入物質を含むリポソーム複合体であって、該リポソーム複合体の密度が1.07〜1.19mg/mlであるリポソーム複合体。
項2 前記バイオナノカプセルが、B型肝炎ウイルスタンパク質、又はその改変体を含む中空ナノ粒子である、上記項1に記載のリポソーム複合体。
項3 前記細胞導入物質が、核酸、タンパク質、薬剤、糖質、脂質、及び標識物質からなる群より選ばれる少なくとも一種である上記項1又は2に記載のリポソーム複合体。
項4 前記リポソームが、カチオン性リポソームであり、前記細胞導入物質が核酸である上記項3に記載のリポソーム複合体。
項5 前記リポソームが、アニオン性リポソームであり、前記細胞導入物質が薬剤又は標識物質である上記項3に記載のリポソーム複合体。
項6 前記リポソーム複合体の表面電荷が、−30〜+10mVである上記項1に記載のリポソーム複合体。
項7 前記リポソーム複合体の粒径が、50〜500nmである上記項1に記載のリポソーム複合体。
項8 上記項1に記載のリポソーム複合体と細胞を接触させ、前記細胞導入物質を細胞に導入する方法。
項9 リポソーム複合体を製造する方法であって、
(1)リポソーム、及びバイオナノカプセルを液中にて混合する工程1及び
(2)前記工程1にて得られた混合物を密度に基いて分離する工程2
を含む、リポソーム複合体の製造方法。
項10 前記工程2において、1.07〜1.19mg/mlの密度を有するリポソーム複合体を分離することを特徴とする上記項9に記載の製造方法。
項11 前記工程1における混合工程を、pHが5以下、又は10以上の液中で行う上記項9又は10に記載の方法。
項12 前記バイオナノカプセルが、B型肝炎ウイルスタンパク質、又はその改変体を含む中空ナノ粒子である、上記項9〜11のいずれかに記載の製造方法。
項13 前記工程1にて、更に細胞導入物質を混合する、上記項9〜12のいずれか1項に記載の製造方法。
項14 前記工程2の後に、更に細胞導入物質を混合する工程3が含まれる、上記項9〜12のいずれか1項に記載の製造方法。
項15 前記細胞導入物質が、核酸、タンパク質、薬剤、糖質、脂質、及び標識物質からなる群より選ばれる少なくとも一種である上記項13又は14に記載の製造方法。
項16 前記リポソームが、カチオン性リポソームであり、前記細胞導入物質が核酸である上記項15に記載の製造方法。
項17 前記リポソームが、アニオン性リポソームであり、前記細胞導入物質が薬剤又は標識物質である上記項15に記載の製造方法。
Item 6. The liposome complex according to
Item 8 A method of introducing the cell introduction substance into a cell by bringing the liposome complex according to
(1)
A method for producing a liposome complex, comprising:
Item 12 The method according to any one of
Item 13 The method according to any one of
Item 14 The method according to any one of
Item 16 The method according to
Item 17 The method according to
本発明のリポソーム複合体は、高効率で、且つ高い特異性にて細胞に物質を導入することができる。また、カチオニックリポソーム複合体に対してはゼータ電位を0mV前後からマイナスに下げるとともに、粒子径を300nm以下に抑える働きがあり、生体内投与にも向いている複合体を生成できる。 The liposome complex of the present invention can introduce a substance into cells with high efficiency and high specificity. In addition, the cationic liposome complex has a function of lowering the zeta potential from around 0 mV to minus, and suppressing the particle diameter to 300 nm or less, and can produce a complex suitable for in vivo administration.
本発明のリポソーム複合体
本発明のリポソーム複合体は、リポソーム及びバイオナノカプセルを含むリポソーム複合体、又はリポソーム、バイオナノカプセル、及び細胞導入物質を含むリポソーム複合体であって、該リポソーム複合体の密度が1.07〜1.19mg/mlであるリポソーム複合体である。
Liposome complex of the present invention The liposome complex of the present invention is a liposome complex containing a liposome and a bio-nanocapsule, or a liposome complex containing a liposome, a bio-nanocapsule, and a cell introduction substance, and the density of the liposome complex is It is a liposome complex which is 1.07-1.19 mg / ml.
本発明のリポソーム複合体の表面電位は、特に限定はされないが、通常は−30〜+10mV程度となる。このような範囲の表面電位を有するリポソーム複合体は、DDSとして生体に投与された際に有効に機能することが可能である。 The surface potential of the liposome complex of the present invention is not particularly limited, but is usually about −30 to +10 mV. A liposome complex having a surface potential in such a range can function effectively when administered to a living body as DDS.
本発明のリポソームは、アニオン性リポソーム、中性リポソーム、カチオン性リポソームのいずれであってもよく、特に限定はされない。 The liposome of the present invention may be any of an anionic liposome, a neutral liposome, and a cationic liposome, and is not particularly limited.
リポソームは一枚膜リポソームであっても、多重層リポソームであってもよく、通常40〜300nm程度の大きさである。好ましくは50〜200nm程度であり、更に好ましくは60〜150nm程度である。リポソームの大きさは、中空ナノ粒子の0.5〜2倍程度の大きさであるのが好ましい。リポソームがナノ粒子に対して大きすぎても小さすぎても円滑な複合粒子の形成が妨げられる。 Liposomes may be monolayer liposomes or multilamellar liposomes and are usually about 40 to 300 nm in size. Preferably it is about 50-200 nm, More preferably, it is about 60-150 nm. The size of the liposome is preferably about 0.5 to 2 times that of the hollow nanoparticle. If the liposome is too large or too small relative to the nanoparticle, formation of a smooth composite particle is prevented.
リポソームは超音波処理法、逆相蒸発法、凍結融解法、脂質溶解法、噴霧乾燥法等により製造することができる。 Liposomes can be produced by ultrasonic treatment, reverse phase evaporation, freeze-thaw, lipid dissolution, spray drying, and the like.
リポソームの構成成分としては、リン脂質、コレステロール類、脂肪酸等が挙げられ、具体的にはホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジン酸、カルジオリピン、スフィンゴミエリン、卵黄レシチン、大豆レシチン、リゾレシチン等の天然リン脂質、あるいはこれらを常法によって水素添加したものの他、ジステアロイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルセリン、エレオステアロイルホスファチジルコリン、エレオステアロイルホスファチジルエタノールアミン、エレオステアロイルホスファチジルセリン等の合成リン脂質が挙げられる。リン脂質は様々な飽和度を有する脂質を組み合わせて使用するのが望ましい。その他、コレステロール類としては、コレステロール、フィトステロール等が挙げられ、脂肪酸としてはオレイン酸、パルミトオレイン酸、リノール酸、或いはこれら不飽和脂肪酸を含む脂肪酸混合物が挙げられる。側鎖の小さい不飽和脂肪酸を含むリポソームは曲率の関係から小さいリポソーム作製に有効である。 Examples of liposome components include phospholipids, cholesterols, fatty acids, and the like. Specifically, phosphatidylcholine, phosphatidylserine, phosphatidylglycerol, phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine, phosphatidic acid, cardiolipin, sphingomyelin, egg yolk lecithin, soybean In addition to natural phospholipids such as lecithin and lysolecithin, or those hydrogenated by conventional methods, distearoyl phosphatidylcholine, dipalmitoyl phosphatidylcholine, dipalmitoyl phosphatidylethanolamine, dipalmitoyl phosphatidylserine, eleostearoyl phosphatidylcholine, eleostearoyl phosphatidylethanol Amine, eleostearoyl phosphatidylserine, etc. Synthetic phospholipids, and the like. It is desirable to use phospholipids in combination with lipids having various degrees of saturation. In addition, cholesterols include cholesterol, phytosterol, and the like, and fatty acids include oleic acid, palmitooleic acid, linoleic acid, or a fatty acid mixture containing these unsaturated fatty acids. Liposomes containing unsaturated fatty acids with small side chains are effective in producing small liposomes because of curvature.
リポソームの製造法の例を具体的に説明すると、例えば前記したリン脂質、コレステロール等を適当な有機溶媒に溶解し、これを適当な容器に入れて減圧下に溶媒を留去して容器内面にリン脂質膜を形成し、これに導入物質を含む水溶液、好ましくは緩衝液を加えて攪拌して、導入物質を内包したリポソームを得ることができる。該リポソームを直接、又はいったん凍結乾燥した後に、凍結乾燥処理された本発明のナノ粒子と混合することにより、リポソームとナノ粒子の複合粒子を得ることができる。 An example of a method for producing liposomes will be described in detail. For example, the above-described phospholipids, cholesterol and the like are dissolved in an appropriate organic solvent, put in an appropriate container, the solvent is distilled off under reduced pressure, and the inner surface of the container is removed. A phospholipid membrane is formed, and an aqueous solution containing an introduction substance, preferably a buffer solution, is added thereto and stirred to obtain a liposome encapsulating the introduction substance. The liposome is directly or once freeze-dried, and then mixed with the freeze-dried nanoparticles of the present invention to obtain composite particles of liposomes and nanoparticles.
本発明のバイオナノカプセルは、膜透過活性を有するタンパク質を提示する生物由来中空ナノ粒子又はその改変体と、脂質膜を構成要素であり、例として、B型肝炎ウイルス表面抗原粒子、インフルエンザ外皮タンパク質、センダイウイルス外皮タンパク質等が挙げられる。中でも粒子径性能を有するB型肝炎ウイルスL(HBsAg L)タンパク質を構成要素とする中空ナノカプセルが好ましい。 The bio-nanocapsule of the present invention is a biological hollow nanoparticle that presents a protein having membrane permeation activity or a variant thereof, and a lipid membrane, and examples thereof include hepatitis B virus surface antigen particles, influenza coat protein, Sendai virus coat protein and the like. Among these, hollow nanocapsules containing hepatitis B virus L (HBsAg L) protein having particle size performance as a constituent element are preferable.
HBsAgLタンパク質は、pre−S1領域に存在するヒト肝臓特異的レセプターの働きにより肝臓細胞特異的に作用し、またHBsAg Lタンパク質のアミノ末端側に存在する膜透過ペプチドの働きにより、後期エンドソームからの脱出がさらに速やかに行われる。 HBsAgL protein acts specifically on liver cells by the action of a human liver-specific receptor present in the pre-S1 region, and escapes from late endosomes by the action of a transmembrane peptide present on the amino terminal side of HBsAgL protein. Will be done more quickly.
HbsAg発明のタンパク質の改変体としては、特許文献1に記載された抗原性を減少させたB型肝炎ウイルス表面抗原タンパク質、特許文献3に記載された抗体結合領域を有するB型肝炎ウィルス表面抗原タンパク質などが挙げられる。
Examples of the modified HbsAg protein include hepatitis B virus surface antigen protein with reduced antigenicity described in
本発明の細胞導入物質とは、例えば細胞が有する機能を変化させる目的、細胞を標識する目的、細胞に新たな機能を付与する目的を達成させるための物質である。これらの物質として、核酸、タンパク質、脂質、糖鎖、薬剤、標識物質等が挙げられる。 The cell introduction substance of the present invention is a substance for achieving, for example, the purpose of changing the function of a cell, the purpose of labeling a cell, and the purpose of imparting a new function to a cell. Examples of these substances include nucleic acids, proteins, lipids, sugar chains, drugs, and labeling substances.
上記の核酸は、DNA(例えば、プラスミド、タンパク質又はペプチドが結合したDNA、ゲノムDNA、合成DNA又はこれらの断片等)、RNA(例えば、t−RNA、m−RNA、siRNA、miRNA、合成RNA又はこれらの断片)、アデニン、グアニン、シトシン、チミン又はウラシルを有する核酸アナログ等が挙げられる。これらの核酸は、細胞に導入されることによって、遺伝子の発現の調整の機能を発揮するという目的が達成される。 The nucleic acid described above is DNA (for example, DNA to which a plasmid, protein or peptide is bound, genomic DNA, synthetic DNA or a fragment thereof), RNA (for example, t-RNA, m-RNA, siRNA, miRNA, synthetic RNA or These fragments), nucleic acid analogs having adenine, guanine, cytosine, thymine or uracil. By introducing these nucleic acids into cells, the purpose of exerting a function of regulating gene expression is achieved.
タンパク質としては、特に限定はされないが、抗体、成長因子、ホルモン等のように、外部から細胞に刺激を与えて、細胞が有する機能を変化させるもの、細胞内部で機能を発揮するものなどであればよい。また本発明におけるタンパク質とは、アミノ酸重合度の低いペプチドであってもよい。 The protein is not particularly limited, but may be a protein such as an antibody, a growth factor, a hormone, or the like that stimulates the cell from the outside to change the function of the cell, or a protein that functions inside the cell. That's fine. The protein in the present invention may be a peptide having a low amino acid polymerization degree.
脂質及び糖鎖においても、上記タンパク質と同様に、細胞外部から細胞に刺激を与えて、差し棒が有する機能を変化させるもの、細胞乃部にて機能を発揮するものであればよく、特に限定はされない。 As with the above protein, lipids and sugar chains are not particularly limited as long as they stimulate the cell from outside the cell and change the function of the insertion rod, or function in the cell part. Not done.
薬剤としては、低分子化合物を示し、特に限定はされないが、本発明のリポソーム複合体は、DDSとしての機能を有することから、組織に特異的に送達する必要のある薬剤、又は徐放性が要求される薬物等が好適に用いられる。 The drug is a low molecular compound and is not particularly limited. However, since the liposome complex of the present invention has a function as a DDS, a drug that needs to be specifically delivered to a tissue, or has a sustained release property. The required drug or the like is preferably used.
標識物質とは、細胞を外部から認識可能とする物質であり、一般的に標識物質と呼ばれるものであれば特に限定はされない。認識するための方法は、特に限定されず、例えば、体外から特定の部位の細胞を認識するための周知の手段であればよい。このような標識物質として、具体的には蛍光物質、放射性物質、磁性物質等を挙げることができる。 The labeling substance is a substance that enables cells to be recognized from the outside, and is not particularly limited as long as it is generally called a labeling substance. The method for recognizing is not particularly limited, and may be any known means for recognizing a cell at a specific site from outside the body. Specific examples of such a labeling substance include fluorescent substances, radioactive substances, and magnetic substances.
また、本発明のリポソーム複合体は、その用途によって適宜粒子径を調整することも可能である。例えば、生体内への投与を目的とするのであれば、200nm以下の粒径に調整することが好ましい。具体的な粒子径の調整方法は、エクストルーダーを用いて、孔径の小さいフィルターを通過させることによって、粒子径の調節が可能である。 In addition, the particle size of the liposome complex of the present invention can be appropriately adjusted depending on the application. For example, if it is intended for administration into a living body, it is preferable to adjust the particle size to 200 nm or less. As a specific method for adjusting the particle diameter, the particle diameter can be adjusted by passing through a filter having a small pore diameter using an extruder.
本発明のリポソーム複合体は、上記リポソームとバイオナノカプセルが、各々が有する脂質膜等を介して結合して複合体を形成する。また、上記リポソーム、バイオナノカプセル及び細胞導入物質を含むリポソーム複合体の場合、前記細胞導入物質は、前記リポソーム又はバイオナノカプセルの内部に包含されていてもよく、リポソーム、及び/又はバイオナノカプセルの表面に結合若しくは脂質膜中に介在した形態であってもよい。 In the liposome complex of the present invention, the liposome and the bio-nanocapsule are bonded via a lipid membrane or the like that each has to form a complex. In the case of a liposome complex containing the liposome, the bio-nanocapsule, and the cell-introducing substance, the cell-introducing substance may be contained inside the liposome or the bio-nanocapsule, and is on the surface of the liposome and / or bio-nanocapsule. It may be in the form of a bond or a lipid membrane.
本発明のリポソーム複合体を構成する上記リポソームとバイオナノカプセルの重量比は、通常リポソーム:バイオナノカプセル=1:0.2〜1.5程度である。高い細胞導入効率得る観点から、1:0.7〜1.5程度とすることがより好ましい。 The weight ratio of the liposome and the bio-nanocapsule constituting the liposome complex of the present invention is usually about liposome: bio-nanocapsule = 1: 0.2 to 1.5. From the viewpoint of obtaining high cell introduction efficiency, it is more preferably about 1: 0.7 to 1.5.
本発明において特に好ましいリポソーム複合体は、リポソームとしてカチオン性リポソーム、バイオナノカプセルとしてB型肝炎ウイルスタンパク質を含む中空ナノ粒子、及び細胞導入物質としてDNAを含むリポソーム複合体があげられる。このようなリポソーム複合体の密度は、通常1.07〜1.15g/ml程度である。 Particularly preferred liposome complexes in the present invention include cationic liposomes as liposomes, hollow nanoparticles containing hepatitis B virus protein as bio-nanocapsules, and liposome complexes containing DNA as a cell introduction substance. The density of such a liposome complex is usually about 1.07 to 1.15 g / ml.
また、リポソームとしてアニオン性リポソーム、バイオナノカプセルとしてB型肝炎ウイルスタンパク質を含む中空ナノ粒子を含むリポソーム複合体も、本発明における特に好ましいリポソーム複合体である。このようなリポソーム複合体の密度は通常1.17〜1.19g/ml程度である。 In addition, an anionic liposome as a liposome and a liposome complex containing hollow nanoparticles containing a hepatitis B virus protein as a bio-nanocapsule are also particularly preferred liposome complexes in the present invention. The density of such a liposome complex is usually about 1.17 to 1.19 g / ml.
本発明のリポソーム複合体の製造方法
本発明のリポソーム複合体の製造方法は、下記の2つの工程を含むものである。
(1)リポソーム、及びバイオナノカプセルを液中にて混合する工程1。
(2)前記工程1にて得られた混合物を密度に基いて分離する工程2。
Method for Producing Liposome Complex of the Present Invention The method for producing the liposome complex of the present invention includes the following two steps.
(1)
(2)
<工程1について>
工程1では、リポソームとバイオナノカプセルを液中にて混合する工程である。リポソーム、及びバイオナノカプセルは、上述したものを用いればよい。混合する時間は、特に限定されないが、通常は10〜30分程度とすればよい。また、混合する際の温度も特に限定はされず、通常は、15〜37℃程度の室温とすればよい。
<About
In
得られるリポソーム複合体の、細胞導入効率を上昇させることを目的として、pHが5以下、又は10以上の液中で混合することが好ましい。更に細胞導入効率を向上させるためには、pHは1〜5程度又は10〜14程度が好ましい。このとき、上述の範囲のpHの液中にリポソーム又はバイオナノカプセルを調整して、その後混合してもよいが、リポソームとバイオナノカプセルを、適当なpHの液中で混合した後、直ぐに上記範囲のpHを有する液体を加えてもよい。 For the purpose of increasing the cell introduction efficiency of the resulting liposome complex, it is preferable to mix in a liquid having a pH of 5 or less, or 10 or more. In order to further improve the cell introduction efficiency, the pH is preferably about 1 to 5 or about 10 to 14. At this time, the liposome or bio-nanocapsule may be prepared in a liquid having a pH in the above-mentioned range and then mixed, but immediately after mixing the liposome and the bio-nanocapsule in a liquid having an appropriate pH, the above-mentioned range. A liquid having a pH may be added.
このような液体は、特に限定されるものではないが緩衝液を用いることが好ましく、特に比較的広いpHにて緩衝能を有するBritton Robinson bufferが好ましい。 Such a liquid is not particularly limited, but a buffer solution is preferably used, and Britton Robinson buffer having a buffering ability at a relatively wide pH is particularly preferable.
工程1では、リポソームとバイオナノカプセルの混合と同時に、上述した細胞導入物質を混合してもよい。若しくは、予め細胞導入物質と複合体を形成しているリポソームとバイオナノカプセルを混合してもよく、予め細胞導入物質と複合体を形成しているバイオナノカプセルとリポソームを混合してもよい。ここで、細胞導入物質とリポソーム、及び細胞導入物質とバイオナノカプセルの複合体とは、リポソーム或いはバイオナノカプセルの中に、細胞導入物質が内包される形態であってもよく、リポソーム或いはバイオナノカプセルの表面に結合若しくは脂質膜中に介在した形態であってもよい。
In
<工程2について>
工程2では、工程1にて得られる混合物を、密度に基いて分離する工程である。すなわち工程1にて得られる複合体は様々な組成にて形成される混合物となっているので、それらの混合物を各々の複合体が有する密度によって分ける工程である。
<About step 2>
In
分離工程は、密度に依存した分離方法を用いればよく、例えば密度勾配遠心分離法を挙げることができる。密度勾配に用いる密度勾配液として、塩化セシウム溶液、蔗糖溶液、硫酸セシウム溶液、OptiPrep,Percol等挙げることができ、各々の用途に応じて適宜選択して用いればよい。密度勾配液は、段階的密度勾配であっても、直線的密度勾配であってもよく、適宜選択して用いればよい。 For the separation step, a separation method depending on the density may be used, and examples thereof include a density gradient centrifugation method. Examples of the density gradient solution used for the density gradient include a cesium chloride solution, a sucrose solution, a cesium sulfate solution, OptiPrep, Percol, and the like, and may be appropriately selected and used according to each application. The density gradient liquid may be a stepped density gradient or a linear density gradient, and may be appropriately selected and used.
本発明のリポソーム製造方法において、工程1にて細胞導入物質をリポソーム、バイオナノカプセルと共に混合していない場合、工程2にて得られたリポソーム複合体と細胞導入物質を混合して、リポソーム、バイオナノカプセル及び細胞導入物質を含むリポソーム複合体を製造してもよい。混合時の条件等は、特に限定されるものではなく、例えば15〜37℃で10〜30分程度混合すればよい。混合の後に、複合体を形成しなかった工程2にて得られるリポソーム複合体、又は細胞導入物質は、ゲル濾過カラム等を用いて、適宜分離してリポソーム、バイオナノカプセル、及び細胞導入物質を含むリポソーム複合体を精製してもよい。
In the liposome production method of the present invention, when the cell introduction substance is not mixed with the liposome and the bio-nanocapsule in
工程2の後に得られるリポソーム複合体は、その使用目的に応じて透析処理等を行ってもよい。
The liposome complex obtained after
本発明のリポソーム複合体の使用
本発明のリポソーム複合体は、細胞導入能を有する。また、本発明のリポソーム複合体が上述の細胞導入物質を含む場合は、該細胞導入物質を細胞へ導入することができる。「細胞導入」なる用語は、細胞の中にリポソーム複合体の全体が侵入すること、細胞膜とリポソーム複合体が脂質膜融合等によって結合し、リポソーム複合体の一部が細胞に侵入すること、又は細胞膜の近傍にリポソーム複合体が接触して、前記細胞導入物質複合体を形成する成分の一部が細胞に侵入することを意味する。
Use of Liposome Complex of the Present Invention The liposome complex of the present invention has a cell introduction ability. Moreover, when the liposome complex of the present invention contains the above-mentioned cell introduction substance, the cell introduction substance can be introduced into the cells. The term “cell introduction” means that the entire liposome complex enters the cell, the cell membrane and the liposome complex are bound by lipid membrane fusion, etc., and a part of the liposome complex enters the cell, or It means that the liposome complex comes into contact with the vicinity of the cell membrane, and a part of the components forming the cell introduction substance complex enters the cell.
本発明のリポソーム複合体は、例えばDDSの用途に用いることができる。即ち、生体内に本発明のリポソーム複合体を投与した場合、生体内の組織を構成する細胞にリポソーム複合体が導入される。また、本発明のリポソーム複合体は、培養細胞等に対する遺伝子導入試薬として用いることも可能である。
本発明のリポソーム複合体をDDSとして用いることによって、病気に対する治療、若しくは診断に用いることが可能となる。
The liposome complex of the present invention can be used for, for example, DDS. That is, when the liposome complex of the present invention is administered in vivo, the liposome complex is introduced into cells constituting tissue in the body. The liposome complex of the present invention can also be used as a gene introduction reagent for cultured cells and the like.
By using the liposome complex of the present invention as DDS, it can be used for treatment or diagnosis of diseases.
例えば、ドキソルビシン等の抗がん剤を細胞導入物質としたリポソーム複合体は、細胞に対して抗がん剤を導入することが可能である。 For example, a liposome complex using an anticancer drug such as doxorubicin as a cell introduction substance can introduce an anticancer drug into cells.
<バイオナノカプセル(BNC)の作製>
本実施例にて用いるBNCは、BNC発現プラスミドpGLDLIIP39−RcTを保有するSaccharomyces cerevisiae AH22R−株から、特開2007−209307号公報に記載された、バイオナノカプセルの効率的な精製法に従って作製した。なお、BNCは凍結乾燥処理を施して保存した。
<Preparation of Bionanocapsule (BNC)>
BNC used in this example, Saccharomyces cerevisiae AH22R harboring BNC expression plasmid pGLDLIIP39-RcT - from strain, described in JP 2007-209307 was prepared according to an efficient method for purifying bio-nanocapsules. BNC was freeze-dried and stored.
作製した1mLのBNC(タンパク質量として1mg/1mL)を、Amersham FluoroLink(登録商標) Cy3 Reactive Dye(GE Healthcare UK Ltd. Buckinghamshire UK)1tubeに全量添加し、室温にて遮光して60分間静置した後、1mMのTris−HCl(pH7.4−7.5)を50μl添加し、5分間の静置によって、その反応を停止させた。この工程によって、Cy3によって標識されたBNC(Cy3−BNC)が作製された。 1 mL of the prepared BNC (1 mg / 1 mL as the amount of protein) was added to an Amersham FluoroLink (registered trademark) Cy3 Reactive Dye (GE Healthcare UK Ltd. Buckinghamshire UK) 1 tube at room temperature, and kept at room temperature for 60 minutes. Thereafter, 50 μl of 1 mM Tris-HCl (pH 7.4-7.5) was added, and the reaction was stopped by standing for 5 minutes. By this step, BNC labeled with Cy3 (Cy3-BNC) was produced.
引き続いて、上記の反応物をSephadex G−25 Fine(GE Healthcare)、及びPBSを用いたゲルろ過クロマトグラフィーに供して、Cy3−BNCの精製を行った。 Subsequently, the reaction product was subjected to gel filtration chromatography using Sephadex G-25 Fine (GE Healthcare) and PBS to purify Cy3-BNC.
得られたCy3−BNC溶液は、分光光度計によりタンパク質の吸光度(A280)及びCy3の吸光度(A552)を測定し、タンパク質濃度としてのBNC濃度を定量した。具体的には、Cy3−BNC溶液のA280からA552の8%(Cy3によるバックグラウンド)を差し引いた値をタンパク質の吸光度とし、あらかじめ測定しておいた未標識のBNC(タンパク質量として1mg/ml)のA280の値をStandardとしてBNC濃度を算出した。
The obtained Cy3-BNC solution was measured for protein absorbance (A 280 ) and Cy3 absorbance (A 552 ) with a spectrophotometer to quantify the BNC concentration as the protein concentration. Specifically, Cy3-
この定量結果に基づいて、Cy3−BNC溶液をBNC量が100μg/tube(タンパク質量として)になるように凍結乾燥用チューブに分注し、250mg/mlスクロース溶液を20μl/tube添加し、液体窒素で5分から10分間凍結させた後、凍結乾燥機(東京理化器械株式会社)に連結した角型ドライチャンバー(東京理化器械株式会社)内で48時間凍結乾燥させた。 Based on the quantification result, the Cy3-BNC solution was dispensed into a freeze-drying tube so that the BNC amount was 100 μg / tube (as the protein amount), 250 μg / ml sucrose solution was added at 20 μl / tube, and liquid nitrogen was added. And then freeze-dried for 48 hours in a square dry chamber (Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) connected to a freeze dryer (Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.).
<カチオン性リポソームの作製>
3.3mMのDC−6−14(相互薬工株式会社)を801.8μL、3.3mMのDOPE(日油)を601.4μL、3.3mMのCholesterol(Sigma)を581.3μL、2mg/mLの濃度の22−(N−(7−nitrobenz−2−oxa−1,3−diazol−4−yl)amino)−23,24−bisnor−5−cholen−3β−olを16.4μL準備し、これら全てを50mLのナスフラスコに入れ、減圧乾固した後に蒸留水2mLで水和した。
<Preparation of cationic liposome>
3.3mM DC-6-14 (Mutaku Pharmaceutical Co., Ltd.) 801.8 μL, 3.3 mM DOPE (NOF) 601.4 μL, 3.3 mM Cholesterol (Sigma) 581.3 μL, 2 mg / 16.4 μL of 22- (N- (7-nitrobenzo-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) amino) -23,24-bisnor-5-cholen-3β-ol at a concentration of mL was prepared. All of these were put into a 50 mL eggplant flask, dried under reduced pressure, and then hydrated with 2 mL of distilled water.
引き続いて液体窒素による凍結と融解を5回繰り返し、更にアントラソン超音波細胞破砕機(Misonix Inc.)を用いて超音波処理する工程を経て、最終濃度2mg/mlのNBD標識カチオン性リポソームを得た。 Subsequently, freezing and thawing with liquid nitrogen were repeated 5 times, and further, a sonication process was performed using an anthrason ultrasonic cell crusher (Misonix Inc.) to obtain an NBD-labeled cationic liposome having a final concentration of 2 mg / ml. .
<カチオン性リポソーム複合体の作製>
NBDで標識したカチオン性リポソームを、脂質量で200μgずつエッペンドルフチューブに分注し、pCAG−Luc3ベクター(CAGプロモーターの下流にルシフェラーゼ遺伝子が配置された発現プラスミド)を44.2μg添加し、15分間室温静置して、DNA−カチオン性リポソーム複合体(以後、lipoplexとする)を作製した。このとき、二者の重量比は、pCAG−Luc3ベクター:リポソーム=1:4.53であった。
<Preparation of cationic liposome complex>
Cationic liposomes labeled with NBD are dispensed in an amount of 200 μg of lipids into Eppendorf tubes, and 44.2 μg of pCAG-Luc3 vector (expression plasmid in which a luciferase gene is placed downstream of the CAG promoter) is added for 15 minutes at room temperature. The mixture was allowed to stand to prepare a DNA-cationic liposome complex (hereinafter referred to as lipoplex). At this time, the weight ratio of the two was pCAG-Luc3 vector: liposome = 1: 4.53.
次に、作製したlipoplexと、既に作製した100μgのCy3−BNCを混合し、pH3、5、7、及び9のBritton Robinson buffer(0.1Mホウ酸、0.1M酢酸、0.1Mリン酸、0.5M水酸化ナトリウム水溶液によりpH調製)をそれぞれ加え、30分間37℃でインキュベートしてBNC−lipoplex複合体を作製した。
Next, the prepared lipoplex and 100 μg of Cy3-BNC already prepared were mixed, and Britton Robinson buffer (0.1 M boric acid, 0.1 M acetic acid, 0.1 M phosphoric acid,
引き続いて、得られたBNC−lipoplex複合体を、塩化セシウム密度勾配遠心法に供して分画操作を行った。塩化セシウム密度勾配遠心法による分画は、10%、15%、20%、30%、及び40%(w/v)の塩化セシウム溶液(このときの溶媒はPBS)を、各2mlずつP40ST用の遠心管に充填し、分離用超遠心機CP100MX(日立工機)を用いて、室温のもと、回転数24,000rpmで16時間、遠心分離処理を行った。 Subsequently, the obtained BNC-lipoplex complex was subjected to a cesium chloride density gradient centrifugation to perform a fractionation operation. Fractionation by cesium chloride density gradient centrifugation is 10%, 15%, 20%, 30%, and 40% (w / v) cesium chloride solution (in this case, PBS is 2 ml each) for P40ST. Were centrifuged for 16 hours at room temperature at a rotational speed of 24,000 rpm using a separation ultracentrifuge CP100MX (Hitachi Koki).
遠心分離の後、遠心管の上層から500μlずつ分取して各フラクションを得た。各フラクションは、Varioscan(Thermo Fisher Scientific)を用いて、リポソームを標識するNBD由来の蛍光(測定波長530nm)と、BNCを標識するCy3由来の蛍光(測定波長552nm)を測定し、BNC−lipoplex複合体を最も多く含有するピークフラクションを分取した。各フラクションのNBD及びCy3の蛍光強度を図1及び2にて示す。 After centrifugation, 500 μl was collected from the upper layer of the centrifuge tube to obtain each fraction. Each fraction was measured by using Variosscan (Thermo Fisher Scientific) to measure the fluorescence derived from NBD that labels liposomes (measurement wavelength 530 nm) and the fluorescence derived from Cy3 that labels BNC (measurement wavelength 552 nm), and BNC-lipoplex complex The peak fraction containing the most body was collected. The fluorescence intensity of NBD and Cy3 in each fraction is shown in FIGS.
本実施例において、pH2の条件下で作製したBNC−lipoplex複合体は7及び8番目のフラクションを、pH4の条件下のものは8及び9番目のフラクションを、pH6の条件下のものは9番目のフラクションを、pH8の条件下のものは10番目のフラクションを、pH10の条件下のものは8、9及び10番目のフラクションを、そしてpH12の条件下のものは5、6及び7番目のフラクションを回収した。また、pH3の条件下で作製したBNC−lipoplex複合体は6、7及び8番目のフラクションを、pH5の条件下のものは8及び9番目のフラクションを、pH7の条件下のものは9番目のフラクションを、pH9の条件下のものは10番目のフラクションを、そしてpH11の条件下のものは7番目のフラクションを回収した。回収したそれぞれのピークフラクションは、500mlのPBSにて数回透析した後に4℃にて保存した。
In this example, the BNC-lipoplex complex prepared under
これらのフラクションに含まれるBNC−lipoplex複合体の各種性状について測定した。BNCの定量(タンパク質量として)は、Micro BCA assay kit(Promega)を用いたBCA assayにより評価した。また、複合体に含まれるDNAの定量は、Platinum SYBR Green qPCR SuperMix−UDG with ROX(Invitrogen)を用いて、Applied Biosystems 7300リアルタイムPCRシステム(Life Technologies)によって行った。具体的には、マイクロチューブにPlatinum SYBR Green qPCR SuperMix−UDG with ROXを12.5μlずつ、各10μMのForward Primer(配列番号1)及びReverse Primer(配列番号2)を各0.5μlずつ添加し、そこにテンプレートをそれぞれ5μlずつ加え、蒸留水で25μlにメスアップしたものを、RT−QPCR(Real time−Quantitative PCR)に供した。 Various properties of the BNC-lipoplex complex contained in these fractions were measured. BNC quantification (as protein amount) was evaluated by BCA assay using Micro BCA assay kit (Promega). In addition, DNA contained in the complex was quantified by an Applied Biosystems 7300 real-time PCR system (Platinum SYBR Green qPCR SuperMix-UDG with ROX (Invitrogen)) using an Applied Biosystems 7300 real-time PCR system. Specifically, 12.5 μl of Platinum SYBR Green qPCR SuperMix-UDG with ROX, 10 μM each of Forward Primer (SEQ ID NO: 1) and Reverse Primer (SEQ ID NO: 2) were added to each microtube, and 0.5 μl each. 5 μl of each template was added thereto, and the volume up to 25 μl with distilled water was used for RT-QPCR (Real time-Quantitative PCR).
テンプレートについては、2μlのBNC−lipoplex複合体と同量の2%(v/v)TX−100を混合し、30分室温で置いたものを200倍希釈して用い、スタンダードであるpCAG−Luc3は、濃度が0.025、0.25、2.5、及び25pg/μlのものを使用した。なお、反応液中に混入するTriton X−100の濃度は5×10-3%(v/v)以下とした。この濃度は、RT−QPCRを阻害しないことを別途確認している。なお、PCR反応のサーマルプログラムについては、上記システムのプロトコルに従って行った。 For the template, 2 μl of BNC-lipoplex complex and 2% (v / v) TX-100 in the same amount were mixed, and placed at room temperature for 30 minutes, diluted 200 times and used as a standard pCAG-Luc3 Used concentrations of 0.025, 0.25, 2.5, and 25 pg / μl. The concentration of Triton X-100 mixed in the reaction solution was 5 × 10 −3 % (v / v) or less. It has been separately confirmed that this concentration does not inhibit RT-QPCR. The PCR reaction thermal program was performed according to the protocol of the above system.
BNC−lipoplex複合体の粒子径とζ電位は、ゼータサイザーナノシリーズZS(Malvern Instruments Ltd.)を用いて測定した。具体的には、ブラウン運動中の粒子群にレーザー光を当て、その散乱光を光電子倍増管にて検出するDLS法(動的光散乱法)による粒子径測定と、M3(mixed mode measurement)測定技術と、PALS(Phase Analysis Light Scattering)法をあわせたM3−PALSによるζ電位測定を行った。 The particle size and ζ potential of the BNC-lipoplex complex were measured using a Zetasizer Nano series ZS (Malvern Instruments Ltd.). Specifically, particle size measurement by DLS method (dynamic light scattering method) in which laser light is applied to a particle group in Brownian motion and the scattered light is detected by a photomultiplier tube, and mixed mode measurement (M3) measurement Ζ potential measurement was performed by M3-PALS, which is a combination of the technology and the PALS (Phase Analysis Light Scattering) method.
各pH環境下にて製造しその後、密度勾配遠心にて分画した後に回収した上記各フラクションに含まれるBNC−lipoplex複合体の各種性状について、下記の表1に示す。 Table 1 below shows various properties of the BNC-lipoplex complex contained in each of the above fractions, which were produced after each pH environment and then fractionated by density gradient centrifugation.
また、比較実験例として、上記のlipoplexとCy3−BNCを4.53:7.48の重量比で混合し、10分間室温にて静置して作製し、塩化セシウム密度勾配遠心法に供さないサンプルを、後の細胞導入効率実験における比較実験例として用いた。 As a comparative experimental example, the above-mentioned lipoplex and Cy3-BNC were mixed at a weight ratio of 4.53: 7.48, and left standing at room temperature for 10 minutes, and subjected to cesium chloride density gradient centrifugation. No sample was used as a comparative experimental example in a subsequent cell transfer efficiency experiment.
<リポソーム複合体を用いた細胞導入効率実験>
細胞への遺伝子導入効率は、細胞内のルシフェラーゼ活性を基にして測定した。
導入細胞として、Huh7(ヒト肝臓癌由来細胞)、及びHEK293細胞(ヒト腎臓由来細胞)を用いた。これらの細胞を、24穴well−plate(AGCテクノガラス)に5×104/well播種し、10%(v/v)FBS含有DMEM培地で37℃、5%(v/v)CO2存在下で24時間培養した。次に、上述の密度勾配遠心法に供した後のBNC−lipoplex複合体を、DNA量が3ng/wellになるよう細胞に添加し、72時間培養した。
<Cell transfer efficiency experiment using liposome complex>
The efficiency of gene transfer into cells was measured based on intracellular luciferase activity.
As the introduced cells, Huh7 (human liver cancer-derived cells) and HEK293 cells (human kidney-derived cells) were used. These cells were seeded at 5 × 10 4 / well in a 24-well well-plate (AGC technoglass), and 10% (v / v) FBS-containing DMEM medium was present at 37 ° C. and 5% (v / v) CO 2. The cells were cultured for 24 hours. Next, the BNC-lipoplex complex after being subjected to the above-described density gradient centrifugation was added to the cells so that the amount of DNA was 3 ng / well, and cultured for 72 hours.
また比較実験例として、lipoplex、及び上述の密度勾配遠心法に供していないlipoplex−BNC複合体を各Well当り3ngとなるように細胞へ添加した。ルシフェラーゼ活性は、Luciferase Assay System(Promega)を用いて測定した。具体的には、ルシフェラーゼ発現細胞をPBSで1回洗浄し、Passive Lysis Bufferを100 μl/well加え、BioShaker(TAITEC)を用いて室温で5分間振とうさせ、その後細胞溶解液を回収した。次に、細胞溶解液5μlにルシフェラーゼ基質100μlを加え、ルミノメーター(Lumat LB9507)を用いて10秒間の発光量を測定し、ルシフェラーゼ活性を相対的発光量ユニット(RLU)で表わした。
なお、Micro BCA Protein Assay Kit(SIGMA)により、各サンプルのタンパク質濃度を定量し、細胞数を反映するとして換算し、RLU値を補正した。結果を、図3、4に示す。測定は、6回ずつ行ってその平均値を算出して用いた。
In addition, as a comparative experimental example, lipoplex and a lipoplex-BNC complex not subjected to the above-described density gradient centrifugation were added to the cells so as to be 3 ng per well. Luciferase activity was measured using Luciferase Assay System (Promega). Specifically, luciferase-expressing cells were washed once with PBS, Passive Lysis Buffer was added at 100 μl / well, and shaken at room temperature for 5 minutes using BioShaker (TAITEC), and then the cell lysate was collected. Next, 100 μl of luciferase substrate was added to 5 μl of cell lysate, and the amount of luminescence for 10 seconds was measured using a luminometer (Lumat LB9507), and the luciferase activity was expressed in relative luminescence units (RLU).
In addition, the protein concentration of each sample was quantified by Micro BCA Protein Assay Kit (SIGMA), converted to reflect the number of cells, and the RLU value was corrected. The results are shown in FIGS. The measurement was performed 6 times, and the average value was calculated and used.
密度勾配遠心法に供したBNC−lipoplex複合体の遺伝子導入効率は、全ての複合体作製時の全てのpH条件において従来法よりも高くなった。中でも、低いpH条件下又は高いpH条件下にて作製したBNC−lipoplex複合体は飛躍的に同効率が向上した。また,従来法のBNC−lipoplex複合体は、lipoplexよりも低い遺伝子導入効率を示す傾向にあったのに対し、密度勾配遠心法に供したBNC−lipoplex複合体は、lipoplexよりも遺伝子導入効率が高くなった。また、密度勾配遠心法に供したBNC−lipoplex複合体の肝臓細胞特異性は、従来法のBNC−lipoplex複合体に比べて飛躍的に向上した。 The gene transfer efficiency of the BNC-lipoplex complex subjected to density gradient centrifugation was higher than that of the conventional method under all pH conditions at the time of preparing all the complexes. Among these, the BNC-lipoplex complex produced under low pH conditions or high pH conditions dramatically improved the efficiency. In addition, the conventional BNC-lipoplex complex tended to exhibit lower gene transfer efficiency than lipopolex, whereas the BNC-lipoplex complex subjected to density gradient centrifugation had a gene transfer efficiency higher than that of lipoplex. It became high. Moreover, the liver cell specificity of the BNC-lipoplex complex subjected to the density gradient centrifugation method was dramatically improved as compared with the conventional BNC-lipoplex complex.
具体的にHuh7細胞に対する実験において、lipoplexのみのRLU値は4243、従来の混合しただけで、密度勾配遠心法に供さないBNC−lipoplex複合体のRLU値は2058であった。本実施例のように密度勾配遠心法に供したBNC−lipoplex複合体のうち、pH2の条件下にて調整したもののRLU値は844559、pH4では405935、pH6では277470、pH8では147597、pH10では279063、pH12では342588であった。以上の結果から、中性以外のpH環境下にて作製したBNC−lipoplex複合体が、特に高い遺伝子導入能を有することが明らかとなった。
Specifically, in the experiment on Huh7 cells, the RLU value of only lipoplex was 4243, and the RLU value of the BNC-lipoplex complex that was not subjected to density gradient centrifugation was 2058, which was just mixed. Among the BNC-lipoplex complexes subjected to density gradient centrifugation as in this example, the RLU values of those adjusted under
また、比較実験として行った、一般的に遺伝子導入剤として用いられるFugeneのRLU値の結果は84579であった。 In addition, as a comparative experiment, the RLU value of Fugene, which is generally used as a gene introduction agent, was 84579.
<アニオン性リポソームの作製>
アニオン性リポソームは、下記のようにして作製した。ジパルミトイルフォスファチジルコリン(DPPC;日油)、ジパルミトイルフォスファチジルエタノールアミン(DPPE;日油)、ジパルミトイルフォスファチジルグリセロールナトリウム(DPPG−Na;日油)及びコレステロール(Chol;ナカライテスク)を、クロロホルム/メタノール(4:1(v/v))混合液に溶解させ、DPPC:DPPE:DPPG−Na:Cholが、モル比で15:15:30:40となるようにナス方フラスコに加え、後にロータリー式エバポレーターで減圧乾固して半球状の脂質フィルムを作製した。このフィルムに蒸留水を加え、引き続いてアントラソン超音波破砕機を用いて室温にて6分間超音波処理を行った。なお、NBDで標識されたアニオン性リポソームは、上述のDPPE代えて、N−(7−nitrobenz−2−oxa−1,3−diazol−4−yl)−1,2−dihexadecanoyl−sn−glycero−3−phosphoethanolamine(NBD−DHPE;Invitrogen)を用いた。
<Preparation of anionic liposome>
Anionic liposomes were prepared as follows. Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC; NOF), dipalmitoylphosphatidylethanolamine (DPPE; NOF), dipalmitoylphosphatidylglycerol sodium (DPPG-Na; NOF) and cholesterol (Chol; Nacalai Tesque) Is dissolved in a chloroform / methanol (4: 1 (v / v)) mixed solution, and DPPC: DPPE: DPPG-Na: Chol is added to the eggplant flask so that the molar ratio is 15: 15: 30: 40. In addition, a hemispherical lipid film was produced by drying under reduced pressure using a rotary evaporator. Distilled water was added to the film, followed by sonication for 6 minutes at room temperature using an anthrason ultrasonic crusher. In addition, an anionic liposome labeled with NBD is replaced with the above-mentioned DPPE by N- (7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) -1,2-dihexadecanyl-sn-glycero- 3-phosphoethanolamine (NBD-DHPE; Invitrogen) was used.
<BNC−アニオン性リポソーム複合体の作製>
上述のNBDで標識したアニオン性リポソームと、上述のCy3にて標識したBNCをそれぞれ重量比で2:1となる量にてpHが3、5、7、及び9のBritton−Robinson bufferに添加し、37℃にて30分間インキュベートした。
<Preparation of BNC-anionic liposome complex>
The above-mentioned NBD-labeled anionic liposome and the above-mentioned Cy3-labeled BNC are added to Britton-Robinson buffer having a pH ratio of 3, 5, 7, and 9 in an amount of 2: 1, respectively. And incubated at 37 ° C. for 30 minutes.
後に、上述した<カチオン性リポソーム複合体の作製>と同様に、塩化セシウム密度勾配遠心法に供した。塩化セシウム密度勾配遠心法で得られた各フラクションが呈する蛍光強度を、複合体作製時のそれぞれのpH条件下ごとに図5に示す。 Later, as in <Preparation of Cationic Liposome Complex> described above, it was subjected to a cesium chloride density gradient centrifugation method. The fluorescence intensity exhibited by each fraction obtained by the cesium chloride density gradient centrifugation is shown in FIG. 5 for each pH condition at the time of preparing the complex.
pH3の条件下で作製したBNC−アニオン性リポソーム複合体は8番目のフラクションを、pH5の条件下のものは8番目のフラクションを、pH7の条件下のものは8番目のフラクションを、pH9の条件下のものは8番目のフラクションを回収した。回収したそれぞれのピークフラクションは、500mlのPBSにて数回透析した後に4℃にて保存した。
The BNC-anionic liposome complex prepared under
得られたBNC−アニオン性リポソームのうち、pH3の条件下にて作製したものは、1.18g/mLの密度を有することが明らかとなった。
Of the obtained BNC-anionic liposomes, those prepared under the condition of
<BNC−アニオン性リポソーム複合体の細胞への導入能>
上述のBNC−アニオン性リポソーム複合体のうち、pH3の条件下にて作製し、塩化セシウム密度勾配遠心法にて分画したもの(タンパク質濃度で10μg/ml)を、約1×104細胞のHuh7又はHeLa細胞に添加し、氷上で1時間インキュベートした。比較実験として、同じタンパク質濃度のCy3−BNC、同じ脂質濃度のNBDにて標識したアニオン性リポソームを上記細胞に添加して、同様にインキュベートした。その後細胞を冷PBSにて数回洗浄し、4%(w/v)のパラホルムアルデヒドにて固定し、各測定サンプルとした。
<Introduction ability of BNC-anionic liposome complex into cells>
Among the above-mentioned BNC-anionic liposome complexes, those prepared under the condition of
各測定サンプルを、共焦点レーザー顕微鏡FV−1000D(オリンパス)にて観察し、Cy3及びNBDの蛍光強度を測定した。それぞれの蛍光強度は、MetaMorph softwareversion6.1r2.を用いて解析した。なお、得られた蛍光強度値は細胞数にて標準化した。結果を図6に示す。 Each measurement sample was observed with a confocal laser microscope FV-1000D (Olympus), and the fluorescence intensity of Cy3 and NBD was measured. Each fluorescence intensity was analyzed using MetaMorph softwarewareversion 6.1r2. In addition, the obtained fluorescence intensity value was standardized by the number of cells. The results are shown in FIG.
BNC−アニオン性リポソーム複合体を細胞に作用させた場合、Hela細胞に比べてHuh7細胞ではCy3の蛍光強度を基にすると約44倍もの量で、またNBDの蛍光強度を基にすると約59倍もの量で、BNC−アニオン性リポソーム複合体が細胞内に吸着乃至取り込まれることが明らかとなった。またHuh7細胞に対して、BNC−アニオン性リポソーム複合体は、BNC単独と比較して約6倍、アニオン性リポソーム単独と比較すれば約200倍もの量で、細胞に対して吸着乃至取り込まれることが判明した。 When the BNC-anionic liposome complex is allowed to act on cells, the amount of Huh7 cells is about 44 times higher than that of Hela cells, and about 59 times higher based on the fluorescence intensity of NBD. It was clarified that the BNC-anionic liposome complex was adsorbed or taken up into the cell in a certain amount. In contrast to Huh7 cells, the BNC-anionic liposome complex is adsorbed or taken up by cells in an amount of about 6 times that of BNC alone and about 200 times that of anionic liposome alone. There was found.
Claims (3)
(1)カチオン性リポソーム、B型肝炎ウイルスタンパク質を含む中空ナノ粒子、及び核酸を液中にて混合する工程1、及び
(2)前記工程1にて得られた混合物を密度に基いて分離する工程2を含み、
工程1における混合工程を、pHが5以下又は10以上の液中で行うことを特徴とする、
リポソーム複合体の製造方法。 A method for producing a liposome complex, comprising:
(1) Cationic liposomes, B-type hollow nanoparticles comprising hepatitis viral proteins, and step 1 is mixed nucleic acids at the liquid, and (2) separated on the basis of the mixture obtained in the step 1 to the density Including step 2
The mixing step in step 1 is performed in a liquid having a pH of 5 or less or 10 or more,
A method for producing a liposome complex.
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