(57)【要約】      （修正有）【課題】短鎖ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、抗がん剤、生体内マーカーに磁性を付与することで従来の技術的問題を解決でき、実用化が容易なドラッグ・デリバリ・システムを提供する。【解決手段】下式で示される、酸化鉄、酸化コバルト等の無機化合物にシランカップリング剤を介して核酸又は薬剤を結合させた化合物。2013170133.tif 000071［式中、Ｍは酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル等の無機化合物を表し、Ｒ１は炭化水素基を表し、Ｘは核酸あるいはイブプロフェン、アミノ酸等の薬剤を表す。］【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機化合物であり、シランカップリング剤を介して核酸又は薬剤を結合させる化合物。
【請求項２】
下記化学式（１）で示される請求項１記載の化合物。
化学式（１）
【化１】
2013170133.tif 000037
但し、Ｍは無機化合物、Ｒ１は炭化水素基、Ｘは核酸又は薬剤である。
【請求項３】
下記化学式（１）で示される請求項１記載の化合物。
化学式（１）
【化１】
2013170133.tif 000038
但し、Ｍは酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、酸化コバルト又は酸化ニッケル、Ｒ１は炭化水素基、Ｘは核酸、薬剤である。
【請求項４】
前記化学式（１）のＸとして下記化学式（２）〜（６）で示される何れかの一つが結合可能である請求項２又は請求項３記載の化合物。
化学式（２）：アデニン
【化２】
2013170133.tif 000039
化学式（３）：グアニン
【化３】
2013170133.tif 000040
化学式（４）：チミン
【化４】
2013170133.tif 000041
化学式（５）：シトシン
【化５】
2013170133.tif 000042
化学式（６）：ウラシル
【化６】
2013170133.tif 000043
【請求項５】
前記化学式（１）のＸとして核酸が順次つながりＲＮＡとなる請求項２又は請求項３記載の化合物。
【請求項６】
前記化学式（１）のＸとして下記化学式（７）〜（３３）で示される何れかの一つが結合可能な請求項２又は請求項３記載の化合物。
化学式（７）：薬剤(イブプロフェンピコノール、フェニルプロピオン酸系鎮痛・消炎剤）
【化７】
2013170133.tif 000044
化学式（８）：薬剤（メフェナム酸、アントラニル酸系解熱消炎鎮痛剤）
【化８】
2013170133.tif 000045
化学式（９）：薬剤（高脂血症治療剤)
【化９】
2013170133.tif 000046
化学式（１０）：薬剤（抗菌剤）
【化１０】
2013170133.tif 000047
化学式（１１）：蛍光色素（ローダミン)
【化１１】
2013170133.tif 000048
化学式（１２）：ホルモン（エストロゲン）
【化１２】
2013170133.tif 000049
化学式（１３）：ホルモン（エストロゲン）
【化１３】
2013170133.tif 000050
化学式（１４）：薬剤（タキソール（パクリタキセル））
【化１４】
2013170133.tif 000051
化学式（１５）：アミノ酸（グリシン）
【化１５】
2013170133.tif 000052
化学式（１６）：アミノ酸（アラニン）
【化１６】
2013170133.tif 000053
化学式（１７）：アミノ酸（アルギニン）
【化１７】
2013170133.tif 000054
化学式（１８）：アミノ酸（アスパギン）
【化１８】
2013170133.tif 000055
化学式（１９）：アミノ酸（アスパラギン酸）
【化１９】
2013170133.tif 000056
化学式（２０）：アミノ酸（システイン）
【化２０】
2013170133.tif 000057
化学式（２１）：アミノ酸（グルタミン酸）
【化２１】
2013170133.tif 000058
化学式（２２）：アミノ酸（ヒスチジン）
【化２２】
2013170133.tif 000059
化学式（２３）：アミノ酸（イソロイシン）
【化２３】
2013170133.tif 000060
化学式（２４）：アミノ酸（ロイシン）
【化２４】
2013170133.tif 000061
化学式（２５）：アミノ酸（リシン）
【化２５】
2013170133.tif 000062
化学式（２６）：アミノ酸（メチオニン）
【化２６】
2013170133.tif 000063
化学式（２７）：アミノ酸（フェニルアラニン）
【化２７】
2013170133.tif 000064
化学式（２８）：アミノ酸（ブロリン）
【化２８】
2013170133.tif 000065
化学式（２９）：アミノ酸（セリン）
【化２９】
2013170133.tif 000066
化学式（３０）：アミノ酸（トレオニン）
【化３０】
2013170133.tif 000067
化学式（３１）：アミノ酸（トリブトファン）
【化３１】
2013170133.tif 000068
化学式（３２）：アミノ酸（チロシン）
【化３２】
2013170133.tif 000069
化学式（３３）：アミノ酸（バリン）
【化３３】
2013170133.tif 000070
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機化合物、無機化合物微粒子、無機化合物を含む薬剤、薬剤の誘導システム、磁気検出装置、及び前記薬剤を用いて化学療法が可能なＭＲＩ診断装置、磁場誘導ドラッグ・デリバリ・システム、がん温熱療法装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＮＡｉ（ＲＮＡ干渉）は、様々な生物・細胞に２本鎖ＲＮＡ（ｄｓＲＮＡ）が取り込まれることにより相補的なｍＲＮＡが分解される現象である。長い（一般的に２００塩基以上）ｄｓＲＮＡは、細胞内で、リボヌクレアーゼの一種であるＤｉｃｅｒにより短い２１〜２５塩基のｓｉＲＮＡ（short interfering RNA）に切断される。２本鎖ｓｉＲＮＡは、細胞質内でへリカーゼによる巻き戻しを受け1本鎖になり、主にアンチセンス鎖と複数のタンパク質がＲＩＳＣ（RNA induced silencing complex）複合体を形成する。ｓｉＲＮＡのアンチセンス鎖とｍＲＮＡ間の相互作用により、相補的な転写物に結合することで、ＲＩＳＣのリボヌクレアーゼ活性により、ｍＲＮＡが分解され、ジーンサイレンシング（遺伝子の発現抑制）が起こる。
【０００３】
哺乳類細胞では、長いｄｓＲＮＡをそのまま体内に導入することができないため、２１塩基の化学合成２本鎖ｓｉＲＮＡが用いられる。合成２本鎖ｓｉＲＮＡを用いた実験は、相同組み換えによるノックアウトマウス作製のような設備と時間を必要とせず、培養細胞やモデル動物の実験系でターゲットｍＲＮＡ分解によるノックダウンが簡単に行えるため、遺伝子の機能解析やターゲット遺伝子のスクリーニングに活用されている。
【０００４】
上述した化合物は、生体内に投与され患部に到達し、その患部局所において薬理効果を発揮することで治療効果を引き起こすが、薬剤が患部以外の組織（つまり正常組織）に到達しても治療にはならない。したがって、いかにして効率的に患部に薬剤を誘導するかが治療戦略上重要となる。このように薬剤患部に誘導する技術はドラッグ・デリバリと呼ばれ、近年研究開発が盛んに行われている。このドラッグ・デリバリには少なくとも二つのメリットがある。一つは患部組織において十分に高い薬剤濃度が得られることである。薬理効果は患部における薬剤濃度が一定以上でないと現れず、低い濃度では治療効果が望めないからである。二つめは薬剤を患部組織のみに誘導して、不必要に正常組織に誘導させないことである。これにより副作用を抑制することができる。
【０００５】
このようなドラッグ・デリバリが最も効果を発揮するのが、抗がん剤によるがん治療である。抗がん剤は、細胞分裂の活発ながん細胞の細胞増殖を抑制するものが大半であるため、正常組織においても細胞分裂の活発な組織、例えば骨髄あるいは毛根、消化管粘膜などの細胞増殖を抑制する。このため、抗がん剤の投与を受けたがん患者には貧血、抜け毛、嘔吐等の副作用が発生する。これらの副作用は、患者にとって大きな負担となるため投薬量を制限しなければならず、抗がん剤の薬理効果を十分に得ることができない。さらに最悪の場合、副作用によって患者が死亡してしまう可能性も否定できない。そこで、ドラッグ・デリバリによって抗がん剤をがん細胞まで誘導し、がん細胞に集中して薬理効果を発揮させることによって、副作用を抑えつつ効果的にがん治療を行うことができると期待されている。
【０００６】
また、抗がん剤としての用途意外では、例えば、男性勃起不全治療薬への応用が考えられる。男性勃起不全治療薬は、ニトロ製剤との併用により重篤な全身低血圧を引き起こし死亡に至る例があり、とりわけ中高年以上の心疾患をもつ男性に問題となる。これは勃起不全治療薬が必ずしも患部に集中せず、全身の血管に作用してニトロ製剤のもつ血管拡張作用を増幅してしまうためである。そこで、ドラッグ・デリバリによって男性勃起不全治療薬を患部まで誘導し、患部に集中して薬理効果を発揮させることによって、ニトロ製剤との併用による副作用の発生を抑えることができると考えられる。
【０００７】
ドラッグ・デリバリの具体的な手法としては、例えば、担体（キャリア）を用いた患部組織への誘導が検討されているが、これは患部に集中しやすい担体に薬剤を乗せて、担体に薬剤を患部まで運ばせようというものである。担体としては、例えば、各種抗体やマイクロスフェア、あるいは磁性体を使用することが検討されている。なかでも有力視されているのが磁性体であり、薬剤に磁性体である担体を付着させ、磁場によって患部に集積される方法が検討されている。この方法は、誘導方法の簡便性と患部を標的にした治療が可能であることから、細胞毒性の高い抗がん剤にはとりわけ有効な手法として考えられている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、酸化鉄微粒子に有機化合物を結合させる方法も紹介されている。（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１０９７８号公報
【非特許文献１】Nathan Kohler, Glen E. Fryxelland Miqin Zhang, “A bifunctional Poly(ethylene glycol) Silane Immobilized on MetallicOxide-Based Nanoparticles for Conjugation with Cell Targeting Agents”, J.Amer. Chem. Soc., 126 (2004) 7206-7211
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１で紹介されている手法、即ち、磁性体である担体をキャリアとして用いる場合は、経口投与が困難なこと、担体分子が一般に巨大であること、あるいは薬剤分子との結合強度、親和性に技術的な問題が指摘されており、実用化が困難である。
【００１１】
また、非特許文献１で紹介されている方法、即ち、酸化鉄微粒子に有機化合物を結合させる方法では、生理活性がないものを付与しているにすぎないのが現状である。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、短鎖ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、抗がん剤、生体内マーカーに磁性を付与することで従来の技術的問題を解決でき、実用化が容易なドラッグ・デリバリ・システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するため本発明は、無機化合物であり、シランカップリング剤を介して核酸又は薬剤を結合させる化合物を提供するものである。
【００１４】
このような化合物としては、下記化学式（１）で示されるものがある。
化学式（１）
【化１】
2013170133.tif 000002
但し、Ｍは無機化合物、Ｒ１は炭化水素基、Ｘは核酸又は薬剤である。
【００１５】
また、前記化合物としては、下記化学式（１）で示されるものがある。
化学式（１）
【化１】
2013170133.tif 000003
但し、Ｍは酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、酸化コバルト又は酸化ニッケル、Ｒ１は炭化水素基、Ｘは核酸、薬剤である。酸化鉄としては、例えば、四酸化三鉄、三酸化二鉄等が挙げられる。
【００１６】
前記化学式（１）のＸとしては、下記化学式（２）〜（６）で示される何れかの一つが挙げられる。
化学式（２）：アデニン
【化２】
2013170133.tif 000004
化学式（３）：グアニン
【化３】
2013170133.tif 000005
化学式（４）：チミン
【化４】
2013170133.tif 000006
化学式（５）：シトシン
【化５】
2013170133.tif 000007
化学式（６）：ウラシル
【化６】
2013170133.tif 000008
【００１７】
また、本発明に係る化合物は、前記化学式（１）のＸとして核酸が順次つながりＲＮＡとなることもできる。
【００１８】
さらにまた、前記化学式（１）のＸとしては、下記化学式（７）〜（３３）で示される何れかの一つが挙げられる。
化学式（７）：薬剤(イブプロフェンピコノール、フェニルプロピオン酸系鎮痛・消炎剤）
【化７】
2013170133.tif 000009
化学式（８）：薬剤（メフェナム酸、アントラニル酸系解熱消炎鎮痛剤）
【化８】
2013170133.tif 000010
化学式（９）：薬剤（高脂血症治療剤)
【化９】
2013170133.tif 000011
化学式（１０）：薬剤（抗菌剤）
【化１０】
2013170133.tif 000012
化学式（１１）：蛍光色素（ローダミン)
【化１１】
2013170133.tif 000013
化学式（１２）：ホルモン（エストロゲン）
【化１２】
2013170133.tif 000014
化学式（１３）：ホルモン（エストロゲン）
【化１３】
2013170133.tif 000015
化学式（１４）：薬剤（タキソール（パクリタキセル））
【化１４】
2013170133.tif 000016
化学式（１５）：アミノ酸（グリシン）
【化１５】
2013170133.tif 000017
化学式（１６）：アミノ酸（アラニン）
【化１６】
2013170133.tif 000018
化学式（１７）：アミノ酸（アルギニン）
【化１７】
2013170133.tif 000019
化学式（１８）：アミノ酸（アスパギン）
【化１８】
2013170133.tif 000020
化学式（１９）：アミノ酸（アスパラギン酸）
【化１９】
2013170133.tif 000021
化学式（２０）：アミノ酸（システイン）
【化２０】
2013170133.tif 000022
化学式（２１）：アミノ酸（グルタミン酸）
【化２１】
2013170133.tif 000023
化学式（２２）：アミノ酸（ヒスチジン）
【化２２】
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化学式（２３）：アミノ酸（イソロイシン）
【化２３】
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化学式（２４）：アミノ酸（ロイシン）
【化２４】
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化学式（２５）：アミノ酸（リシン）
【化２５】
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化学式（２６）：アミノ酸（メチオニン）
【化２６】
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化学式（２７）：アミノ酸（フェニルアラニン）
【化２７】
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化学式（２８）：アミノ酸（ブロリン）
【化２８】
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化学式（２９）：アミノ酸（セリン）
【化２９】
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化学式（３０）：アミノ酸（トレオニン）
【化３０】
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化学式（３１）：アミノ酸（トリブトファン）
【化３１】
2013170133.tif 000033
化学式（３２）：アミノ酸（チロシン）
【化３２】
2013170133.tif 000034
化学式（３３）：アミノ酸（バリン）
【化３３】
2013170133.tif 000035
【００１９】
また、本発明は、下記化学式（３４）で示される化合物を提供するものである。
化学式（３４）
【化３４】
2013170133.tif 000036
但し、Ｍは無機化合物、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、酸化コバルト、又は酸化ニッケル、Ｒ２、Ｒ３は炭化水素基、Ｘは核酸又は薬剤である。なお、Ｘとしては、前述した核酸又は薬剤が挙げられる。
【００２０】
また、本発明は、前記化学式（１）で示される無機化合物微粒子であってもよい。
【００２１】
そしてまた、本発明は、前述した化合物を含み、当該化合物の組成自体に磁性を有し、対象物に投与された際に、当該対象物に加えた磁界によって目的とする組織或いは患部に誘導されるように構成した薬剤を提供するものである。
【００２２】
本発明に係る薬剤の一実施形態として、前記対象物の外表面から前記組織又は患部に磁場を与えて、前記目的とする組織又は患部に誘導されるものが挙げられる。
【００２３】
また、本発明に係る薬剤の一実施形態として、前記対象物の組織内又は患部内に磁力発生手段に磁場を与えることにより、前記目的とする組織又は前記患部に誘導されるものが挙げられる。
【００２４】
そしてまた、本発明に係る薬剤の一実施形態として、前記対象物の体液を供給する血管等の経路の途中に配置された磁力発生手段により、前記目的とする組織又は患部に誘導されるものが挙げられる。
【００２５】
さらにまた、本発明に係る薬剤の一実施形態として、前記目的とする磁場で患部へ誘導され、交流磁場が印加されることで、がん細胞周辺の温度をがん細胞殺傷温度へ上昇させ、がん細胞のみを殺すものが挙げられる。
【００２６】
また、本発明に係る薬剤は、生体マーカーであってもよい。
【００２７】
そしてまた、本発明は、体内に投与した前記薬剤を、当該薬剤の磁性を利用して前記体内の目的とする患部に誘導する誘導システムであって、前記体内の表面又は当該体内の組織又は患部に対して磁場を発生する手段を配置するようにした薬剤誘導システムを提供するものである。
【００２８】
さらにまた、本発明は、体内に投与した前記薬剤を、当該薬剤の磁性を利用して前記体内の目的とする患部に誘導する誘導システムであって、前記体内に対して磁場を発生する手段と、前記磁場を前記目的とする組織又は患部に誘導する手段と、を備える薬剤誘導システムを提供するものである。
【００２９】
また、前記磁場を発生する手段は、２つの磁石を対にして当該二つの磁石の間に、前記目的とする組織又は患部を置き、当該目的とする組織又は患部に磁束を集中させるように構成することができる。
【００３０】
さらにまた、前記目的とする組織又は患部は、ＭＲＩ又はＣＴによって同定することができる。
【００３１】
また、本発明は、体内に投与した前記薬剤の磁性を検出することで、当該薬剤の体内動態を検知する磁気検出装置を提供するものである。この場合、前記磁性は、例えば、磁気共鳴誘導によって検出することができる。
【００３２】
そしてまた、本発明は、前述した薬剤を用いて化学療法が可能なＭＲＩ診断装置、磁場誘導ドラッグ・デリバリ・システム、がん温熱療法装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、短鎖ＲＮＡ(ｓｉＲＮＡ)、抗がん剤、生体内マーカーに磁性を付与することで従来の技術的問題を解決でき、実用化が容易なドラッグ・デリバリ・システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】磁場における薬剤の所在を検証する実験システムの概要を示す図である。
【図２】磁場における薬剤濃度の変動に基づく、細胞数の測定結果を示す特性図である。
【図３】本発明に係わる誘導装置の実施形態の一例を示す斜視図である。
【図４】マウスの腎臓に対するＭＲＩ測定結果（Ｔ１強調信号）のグラフである。
【図５】ハイパーサーミア（がん温熱治療法）を示す模式図である。
【図６】薬剤に交流磁場を印加したときの温度上昇のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【００３６】
本発明では短鎖ＲＮＡ(ｓｉＲＮＡ)、抗がん剤、生体内マーカーが磁性を有することを特徴とする。また、本発明では、磁気検出装置に係わる解決手段として、体内に投与された薬剤の磁性を検出することで、本発明薬剤の体内動態を検知することを特徴とする。
【００３７】
(実施例１)
ラットＬ６細胞が３０％のコンフルエントの状態の時に、化学式（１）で示されるＦｅ錯体粉末を磁石に引き寄せられるのが目視できる程度の量を培地にふりかけて４８時間後に培地の状態を写真撮影した。なお、図１は、磁場における薬剤の所在を検証する実験システムの概要を示す図であり、具体的には、ラットＬ６細胞の培地がある角型フラスコに棒磁石を接触させた状態を示す図である。
【００３８】
次いで、４８時間後角型フラスコ底面の一端から他端までを撮影し、細胞数を算出した結果を図２に示す。なお、図２は、磁場における薬剤濃度の変動に基づく、細胞数の測定結果を示す特性図であり、図２において、「磁石から近位」とは、角型フラスコ底面における磁石端面の投影面積内を示し、「磁石から遠位」とは、角型フラスコ底面において磁石端面と反対側にある領域を示す。
【００３９】
図２に示すように、磁石から近位では鉄錯体が引き寄せられて鉄錯体の濃度が増し鉄錯体のＤＮＡ抑制作用によって細胞数が遠位よりも極端に低いことが分かる。この結果、本発明による、磁性を持った薬剤と、磁気発生手段とを備えたシステムとによって、対象物の目的とする患部や組織に薬剤を集中して存在させることが可能となることが分かる。
【００４０】
次に、本発明に係る誘導装置の一例を説明する。この誘導装置は、図３に示すように、重力方向に互いに向き合う一対の磁石２３０及び２３２がスタンド２３４とクランプ２３５とによって支持されており、磁石２３０と磁石２３２との間には金属板２３６が配置されている。一対の磁石２３０と磁石２３２との間に金属板２３６、特に鉄板を配置することにより、局所的に一様で強力な磁界を作り出すことができる。この誘導装置は、磁石の代わりに電磁石を用いて発生磁力を可変にすることができる。また、ＸＹＺ方向に一対の磁力発生手段を移動できるようにして、テーブル上の固体の目的とする位置に磁力発生手段を移動させることができる。
【００４１】
この磁界の領域に対象物の組織を置くことにより、この組織に薬剤を集中させることができる。例えば、体重約３０グラムのマウスに既述の金属錯体（薬剤濃度５ｍｇ／ｍｌ（１５ｍＭ））を静注して開腹し、右の腎臓を前記一対の磁石の間に来るようにマウスを鉄板の上に置く。なお、使用した磁石は、信越化学工業株式会社製
品番：Ｎ５０（ネオジウム系永久磁石）、残留磁束密度；１．３９〜１．４４Ｔである。このとき、右側の腎臓に与えられた磁場は、約０．３Ｔであり、左側の腎臓に与えられる磁場は、その約１／１０である。
【００４２】
左の腎臓及び磁界を適用しない腎臓（コントロール）と共に、マウスの右腎に磁界を加えて１０分後ＭＲＩでＳＮＲをＴ１モード及びＴ２モードで測定した。その結果、図４に示すように、磁界を加えた右腎（ＲＴ）が左腎（ＬＴ）及びコントロールに比較して薬剤を組織内に留め置くことができることが確認された。
【００４３】
また、薬剤に磁場強度２０００ｅ（エルステッド）、周波数５０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの交流磁場を印加したところ、図６に示すように、薬剤の温度が２℃〜１０℃上昇した。これは、体内投与時の温度に換算したところ３９℃〜４７℃に相当し、がん細胞を殺傷することが可能な温度域であることが確認された。
【００４４】
また、図５に示すように、がん組織に本発明に係る薬剤を誘導し、この誘導された薬剤に電磁波を当てることで、局所的に温度を上昇させ、がん細胞を特異的に殺傷することができる（がん温熱治療法）ことが確認された。
【００４５】
以上から、本発明に係る一つの薬剤で、機能診断、がん化学療法、がん温熱療法を行うことができることが分かる。
【００４６】
本発明によれば、薬剤そのものに磁性をもたせることができるため、従来のように磁性体からなる担体を用いることなく、薬剤自体が有する磁性を利用して体内の患部まで薬剤を誘導することができる。また、薬剤に交流磁場を印加することにより温度を上昇させ、がん細胞を殺傷することも可能である。その結果、従来における、経口投与が困難なこと、担体分子が一般的に巨大であること、あるいは薬剤分子との結合強度、親和性に技術的な問題があることを解決することができ、実用化が容易なドラッグ・デリバリ・システムを実現することができる。
【符号の説明】
【００４７】
２３０、２３２…磁石、２３４…スタンド、２３５…クランプ、２３６…金属板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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