(57)【要約】【課題】ＤＮＡの包蔵能力が大きい遺伝子導入剤を提供する。【解決手段】芳香族環を核とし、それから放射状に伸延した複数のカチオン性の分岐鎖を有するカチオン性分岐型重合体を有する遺伝子導入剤。該カチオン性分岐型重合体は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル基を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これに疎水性モノマーを光照射リビング重合させて疎水性ポリマーブロック鎖を形成させた後、さらに、カチオン性ビニル系モノマーを光照射リビング重合さてカチオン性ポリマーブロック鎖を形成させた分岐型重合体である。疎水性モノマーとしては、４−ビニル安息香酸メチル等が好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族環を核とし、それから放射状に伸延した複数のカチオン性の分岐鎖を有するカチオン性分岐型重合体を有する遺伝子導入剤であって、
該カチオン性分岐型重合体は、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これに疎水性モノマーを光照射リビング重合させて疎水性ポリマーブロック鎖を形成させた後、さらに、カチオン性ビニル系モノマーを光照射リビング重合させてカチオン性ポリマーブロック鎖を形成させた分岐型重合体であることを特徴とする遺伝子導入剤。
【請求項２】
請求項１において、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基を同一分子内に３個以上有する化合物は、ベンゼン環を核とし、この核に分岐鎖として３個以上の該Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基が結合していることを特徴とする遺伝子導入剤。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル基であることを特徴とする遺伝子導入剤。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記疎水性モノマーは、炭素数が５以上の非極性基を有するものであることを特徴とする遺伝子導入剤。
【請求項５】
請求項４において、前記疎水性モノマーは、９−ビニルカルバゾール、スチレン、４−アセチルアミノスチレン、４−ビニル安息香酸メチル、４−アミノスチレン及び４−ビニル安息香酸からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする遺伝子導入剤。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記疎水性ポリマーブロック鎖の分子量は１０００〜２００００であることを特徴とする遺伝子導入剤。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記カチオン性ビニル系モノマーが３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、２−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、４−Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノスチレン、及び４−アミノスチレンからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする遺伝子導入剤。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、前記カチオン性分岐型重合体の分子量は、３０００〜６０００００であることを特徴とする遺伝子導入剤。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項の遺伝子導入剤と核酸とを複合させてなる核酸複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遺伝子導入剤及び核酸複合体に係り、特にカチオン性分岐型重合体を有する遺伝子導入剤と、この遺伝子導入剤と核酸とを複合させた核酸複合体とに関する。
【背景技術】
【０００２】
安全性、品質安定性、製造コストに問題があるウイルスベクターに代わる遺伝子導入技術として、合成高分子ベクター、カチオン性脂質ベクターが研究開発されている。
【０００３】
本出願人らは、合成高分子ベクターとしてベンゼンなど芳香族環を核としてカチオン性ポリマー鎖が放射状に伸延する分岐構造のスター型ポリマーよりなるベクターがＤＮＡを高密度で凝縮させて小さな核酸複合体微粒子を形成させ、効率良く細胞へ遺伝子導入できることを発明した（下記特許文献１，２）。この複合体微粒子が細胞膜を透過するメカニズムとしては、カチオン性ポリマー鎖による陽電荷が細胞膜表面の陰電荷と静電的に結合しエンドサイトーシスにより細胞内へ取り込まれる作用に大きく依存していると考えられる。
【特許文献１】ＷＯ２００４／０９２３８８
【特許文献２】特開２００７−７０５７９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの特許文献１，２では、分岐鎖が３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドを光照射により重合したものよりなり、分岐鎖は芳香族環に対し３〜６本設けられる。
【０００５】
この分岐鎖は、ＤＮＡを捕捉して包蔵するものであるから、分岐鎖の数が多いほどＤＮＡの包蔵能力が高くなることが期待される。しかしながら、種々の研究の結果、６本の分岐鎖を有する遺伝子導入剤が必ずしも４本の分岐鎖を有する遺伝子導入剤よりも高いＤＮＡ包蔵能力を示す訳ではないことが認められた。このことは、分岐鎖同士の電気的反発により、特に分岐鎖の基端側において分岐鎖の運動自由度が小さくなるためであると考えられる。
【０００６】
即ち、上記特許文献１，２のように、芳香族環に直接に３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドを重合させて分岐鎖を形成したスター型ポリマーの場合、分岐鎖の基端側にあっては、分岐鎖同士の距離が近いため、電気的斥力（カチオン同士の反発力）によって、分岐鎖の動きが制限され易いと考えられる。即ち、この分岐鎖は、芳香族環を回動中心として、動き得るものであるが、分岐鎖基端側において分岐鎖同士が反発すると、分岐鎖の基端側回動方向に動き得る範囲が狭くなる。換言するならば、分岐鎖の運動自由度が小さくなる。そして、このように分岐鎖の運動自由度が小さいと、分岐鎖がＤＮＡを包蔵する能力が低下するおそれがある。
【０００７】
このように、分岐鎖の数を多くすると、分岐鎖の運動自由度が制限されるところから、分岐鎖の数を多くしてもＤＮＡの包蔵能力は直ちには増大しない。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消し、ＤＮＡの包蔵能力が大きい遺伝子導入剤と、この遺伝子導入剤と核酸とを複合させてなる核酸複合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明（請求項１）の遺伝子導入剤は、芳香族環を核とし、それから放射状に伸延した複数のカチオン性の分岐鎖を有するカチオン性分岐型重合体を有する遺伝子導入剤であって、該カチオン性分岐型重合体は、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これに疎水性モノマーを光照射リビング重合させて疎水性ポリマーブロック鎖を形成させた後、さらに、カチオン性ビニル系モノマーを光照射リビング重合させてカチオン性ポリマーブロック鎖を形成させた分岐型重合体であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の遺伝子導入剤は、請求項１において、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基を同一分子内に３個以上有する化合物は、ベンゼン環を核とし、この核に分岐鎖として３個以上の該Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基が結合していることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の遺伝子導入剤は、請求項１又は２において、前記Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル基であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の遺伝子導入剤は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記疎水性モノマーは、炭素数が５以上の非極性基を有するものであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５の遺伝子導入剤は、請求項４において、前記疎水性モノマーは、９−ビニルカルバゾール、スチレン、４−アセチルアミノスチレン、４−ビニル安息香酸メチル、４−アミノスチレン及び４−ビニル安息香酸からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６の遺伝子導入剤は、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記疎水性ポリマーブロック鎖の分子量は１０００〜２００００であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７の遺伝子導入剤は、請求項１ないし６のいずれか１項において、前記カチオン性ビニル系モノマーが３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、２−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、４−Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノスチレン、及び４−アミノスチレンからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８の遺伝子導入剤は、請求項１ないし７のいずれか１項において、前記カチオン性分岐型重合体の分子量は、３０００〜６０００００であることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明（請求項９）の核酸複合体は、請求項１ないし８のいずれか１項の遺伝子導入剤と核酸とを複合させてなるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の遺伝子導入剤は、核となる芳香族環に疎水性モノマーを重合した後、カチオン性ビニル系モノマーを重合したものであり、スター型ポリマーの分岐鎖の基端側は疎水性ポリマーブロック鎖にて構成され、それよりも先端側はカチオン性ブロック鎖にて構成されている。
【００１９】
この遺伝子導入剤は、カチオン性ブロック鎖が、アニオン性の核酸を捕捉し、包蔵する。この遺伝子導入剤は、水溶液中において、分岐鎖の基端側を構成している各疎水性ブロック鎖同士の間に吸引力ないし凝集力が生じ、複数個のスター型ポリマーが各々の中心部（芳香族環及び分岐鎖基端側）を重畳させる如くして集合ないし凝集し、スター型ポリマー複合体を構成するものと考えられる。このスター型ポリマー複合体は、１個のスター型ポリマーの分岐鎖をｎとして、集合したスター型ポリマーの数をｍとした場合、中心部からｎ×ｍ本の分岐鎖が放射方向に伸延した、分岐鎖の数が著しく多いものとなる。
【００２０】
また、このスター型ポリマー複合体の各分岐鎖の末端側は、カチオン性であり、互いに反発するので、各分岐鎖は、相互間に距離をあけて、スター型ポリマー複合体の中心部から放射方向に伸延する。
【００２１】
このように、放射状に伸延したスター型ポリマー複合体は、単独で存在する１個のスター型ポリマーに比べて、ＤＮＡの包蔵能力が著しく高いものとなる。
【００２２】
なお、この遺伝子導入剤の疎水性ポリマーブロック鎖及びカチオン性ポリマーブロック鎖は、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基を光開裂性官能基とする光リビング重合により、２段階の反応で容易に合成できる。
【００２３】
上記Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基を同一分子内に３個以上有する化合物としては、ベンゼン環を核とし、この核に分岐鎖として３個以上の該Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基が結合しているものが好ましい。
【００２４】
また、前記Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基に含まれるジ置換部分は、アルキル基であることが好ましい。即ち、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基は、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル基が好ましい。
【００２５】
前記疎水性モノマーとしては、炭素数が５以上の非極性基を有するものが好ましく、特に９−ビニルカルバゾール、スチレン、４−アセチルアミノスチレン、４−ビニル安息香酸メチル、４−アミノスチレン及び４−ビニル安息香酸からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
本発明の遺伝子導入剤は、芳香族環を核とし、それから放射状に伸延した複数のカチオン性の分岐鎖を有するカチオン性分岐型重合体を有する遺伝子導入剤であって、該カチオン性分岐型重合体は、Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基を同一分子内に３個以上有する化合物をイニファターとし、これに疎水性モノマーを光照射リビング重合させて疎水性ポリマーブロック鎖を形成させた後、さらに、カチオン性ビニル系モノマーを光照射リビング重合させて、カチオン性ポリマーブロック鎖を形成させた分岐型重合体であることを特徴とするものである。
【００２８】
なお、本明細書において、イニファターとは、光照射によりラジカルを発生させる重合開始剤、連鎖移動剤としての機能と共に、成長末端と結合して成長を停止する機能、さらに光照射が停止すると重合を停止させる重合開始・重合停止剤として機能する分子のことである。
【００２９】
イニファターとなるＮ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基を同一分子内に３個以上有する化合物としては、ベンゼン環に該Ｎ，Ｎ−ジ置換−ジチオカルバミルメチル基、特にＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル基又はＮ，Ｎ−ジフェニル−ジチオカルバミルメチル基が３個以上分岐鎖として結合しているものが好適であり、具体的には次が例示される。即ち、３分岐鎖化合物としては、１，３，５−トリ（ブロモメチル）ベンゼンとＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミン酸ナトリウム（ナトリウムＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバメート）とをエタノール中で付加反応させて得られる１，３，５−トリ（Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンであり、４分岐鎖化合物としては、１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチル）ベンゼンとＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミン酸ナトリウム（ナトリウムＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバメート）とをエタノール中で付加反応させて得られる１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンであり、６分岐鎖化合物としては、ヘキサキス（ブロモメチル）ベンゼンとＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミン酸ナトリウム（ナトリウムＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバメート）とをエタノール中で付加反応させて得られるヘキサキス（Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル）ベンゼンが挙げられる。なお、ここで、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル基としては、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル基に限らず、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−ジチオカルバミルメチルなどのＮ，Ｎ−ジアリール−ジチオカルバミルメチル基等であってもよいが、特にエチル基等の炭素数２〜１８個のアルキル基で置換されたＮ，Ｎ−ジアルキル−ジチオカルバミルメチル基が好ましい。
【００３０】
上記のイニファターは、アルコール等の極性溶媒に対しては殆ど不溶であるが、非極性溶媒には易溶である。この非極性溶媒としては炭化水素、ハロゲン化炭化水素が好適であり、特に、ベンゼン、トルエン、クロロホルム又は塩化メチレン、中でも特にトルエンが好適である。
【００３１】
このイニファターに重合させる疎水性モノマーとしては、側鎖に炭素数が５以上、特に５〜２０の非極性基を有するものが好ましい。炭素数が５以上の非極性基としては、フェニル基、フェニル基、アルキル基、フラン環、ピリジン環等が挙げられる。
【００３２】
疎水性モノマーとしては、具体的には、９−ビニルカルバゾール、スチレン、４−アセチルアミノスチレン及び４−ビニル安息香酸メチルなどが挙げられる。また、酸性又は、アルカリ性条件下では親水性であっても、中性条件下では疎水性である４−アミノスチレン及び４−ビニル安息香酸などを用いることもできる。
【００３３】
これらの疎水性モノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。即ち、疎水性ポリマーブロック鎖は、２種以上の疎水性モノマーの共重合体であってもよい。
【００３４】
本発明では、上記イニファターに対し、まず、上記疎水性モノマーを重合させて、疎水性ホモポリマーを得、これにカチオン性ビニル系モノマーを重合させる。
【００３５】
イニファターと上記疎水性モノマーとを反応させるには、イニファター及びモノマーを含んでなる原料溶液を調製し、これに光照射することによって、イニファターに対しモノマーが結合した反応生成物を生成させる。この溶液の溶媒としては、アルカン、アルケン、アロマチック、ハロゲン化炭化水素が好適であり、具体的にはベンゼン、トルエン、クロロホルム、四塩化炭素又は塩化メチレンが挙げられ、中でもトルエン又はクロロホルムが好適である。
【００３６】
このモノマーの該原料溶液中の濃度は０．５Ｍ以上、例えば０．５〜２．５Ｍが好適である。イニファターの濃度は０．１〜１００ｍＭ程度が好適である。
【００３７】
照射する光の波長は２５０〜４００ｎｍが好適である。光の照射時間は照射強度にも依存するが、１〜６０分程度が好適であり、１μＷ／ｃｍ２〜１０ｍＷ／ｃｍ２程度の低い照射強度で１分〜３０分程度が特に好適である。
【００３８】
この光照射により、反応液中に目的とするイニファターに対し疎水性ポリマーよりなる分岐鎖が結合した分岐型重合体が生成するので、必要に応じ精製して分岐型重合体よりなる疎水性ホモポリマーを得る。
【００３９】
この疎水性ポリマーブロック鎖よりなる分岐鎖の分子量は、１０００〜２００００程度、特に３，０００〜２０，０００程度が好ましい。
【００４０】
なお、本明細書において、分子量とは、特記しないかぎり、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）によるポリエチレングリコール換算の数平均分子量をさす。
【００４１】
このようにして生成した疎水性ホモポリマーに対し、カチオン性ビニル系モノマーを重合させて目的とする遺伝子導入剤を生成させる。
【００４２】
このカチオン性ビニル系モノマーとしては、アクリル酸誘導体、スチレン誘導体等のビニル系モノマーが好適であり、特に、耐加水分解性に優れることから、３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドＣＨ２＝ＣＨＣＯＮＨＣ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２、２−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、４−Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノスチレン、及び４−アミノスチレンが好ましい。これらのカチオン性ビニル系モノマーは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００４３】
カチオン性ビニル系モノマーを重合させるには、上記のように合成した疎水性ホモポリマーをメタノール等の溶媒に溶解させ、これにカチオン性ビニル系モノマーを混合し、光を照射して重合させればよい。この重合反応を開始する際の溶液中における疎水性ホモポリマーの濃度は０．０１〜１０重量％程度が好適であり、カチオン性ビニル系モノマーの濃度は０．３〜３０重量％程度が好適である。光の照射条件は、光波長２５０〜４００ｎｍ、照射時間１〜１５０分、照射強度１００〜１０，０００μＷ／ｃｍ２程度が好適である。
【００４４】
前記カチオン性ポリマーブロック鎖の分子量は５，０００〜１５０，０００程度、特に１５，０００〜５０，０００程度が好ましい。
【００４５】
カチオン性ポリマーブロック鎖の分子量が上記下限未満であると、水への溶解性が落ちる問題があり、かつ、核酸をコンパクションする能力に劣り、結果、遺伝子複合体（ポリプレックス）の粒子径が大きく不安定になり遺伝子導入活性が低くなりやすく、分子量が上記上限を超えると、代謝、排泄など生体内使用における要求機能に不利となり、かつ、細胞毒性が強くなりやすい。
【００４６】
このようにして得られる本発明の遺伝子導入剤（ベクター）は、分岐鎖のカチオン性ポリマーブロック鎖が核酸を捕捉して包囲し、生体内の酵素による核酸の失活、分解を抑制することができる。
【００４７】
なお、本発明の遺伝子導入剤は、水に溶解すると疎水性ブロック鎖同士の間に吸引力ないし凝集力が生じ、複数個のスター型ポリマーが各々の中心部（芳香族環及び分岐鎖基端側）を重畳させる如くして集合ないし凝集し、スター型ポリマー複合体を構成するものと考えられる。このスター型ポリマー複合体は、１個のスター型ポリマーの分岐鎖をｎとして、集合したスター型ポリマーの数をｍとした場合、中心部からｎ×ｍ本の分岐鎖が放射方向に伸延した、分岐鎖の数が著しく多いものとなる。
【００４８】
また、このスター型ポリマー複合体の各分岐鎖の末端側は、カチオン性であり、互いに反発するので、各分岐鎖は、相互間に距離をあけて、スター型ポリマー複合体の中心部から放射方向に伸延する。
【００４９】
このように、放射状に伸延したスター型ポリマー複合体は、単独で存在する１個のスター型ポリマーに比べて、ＤＮＡの包蔵能力が著しく高いものとなる。
【００５０】
このスター型ポリマー複合体は、水溶液中において疎水性ポリマーブロック鎖をカチオン性ブロック鎖が包囲するミセルを形成するものと推察される。また、このスター型ポリマー複合体は、カチオン性ポリマーブロック鎖同士が電荷によって反発して伸延するため、３次元のデンドリマー様のミセルを形成するものと考えられる。
【００５１】
このスター型ポリマーは、疎水性ポリマーブロック鎖を有しているので、エンドソーム膜を効率よく、脂質融合するように透過して核へ外来遺伝子を運搬する作用も奏し得るものと考えられる。
【００５２】
本発明の遺伝子導入剤（ベクター）と核酸とを複合させるには、このベクターの濃度１〜１０００μｇ／ｍＬ程度の分散液に対し、常温にて核酸を添加し、混合すればよい。核酸に対してベクターを過剰量添加し、ベクターを核酸に対し飽和状態に核酸含有複合体として複合化させるのが好ましい。
【００５３】
核酸の好ましい例としては、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子（ＨＳＶ１−ＴＫ遺伝子），ｐ５３癌抑制遺伝子及びＢＲＣＡ１癌抑制遺伝子やサイトカイン遺伝子としてＴＮＦ−α遺伝子，ＩＬ−２遺伝子，ＩＬ−４遺伝子，ＨＬＡ−Ｂ７／ＩＬ−２遺伝子，ＨＬＡ−Ｂ７／Ｂ２Ｍ遺伝子，ＩＬ−７遺伝子，ＧＭ−ＣＳＦ遺伝子，ＩＦＮ−γ遺伝子及びＩＬ−１２遺伝子などのサイトカイン遺伝子並びにｇｐ−１００，ＭＡＲＴ−１及びＭＡＧＥ−１などの癌抗原ペプチド遺伝子が癌治療に利用できる。
【００５４】
また、ＶＥＧＦ遺伝子，ＨＧＦ遺伝子及びＦＧＦ遺伝子などのサイトカイン遺伝子並びにｃ−ｍｙｃアンチセンス，ｃ−ｍｙｂアンチセンス，ｃｄｃ２キナーゼアンチセンス，ＰＣＮＡアンチセンス，Ｅ２Ｆデコイやｐ２１（ｓｄｉ−１）遺伝子が血管治療に利用できる。また、上記のようなＤＮＡの導入、遺伝子発現のみならず、細胞内のｍＲＮＡを破壊するＲＮＡ干渉をｓｉＲＮＡの導入で行うことも可能である。かかる一連の遺伝子は当業者には良く知られたものである。
【００５５】
核酸含有複合体の粒径は５０〜４００ｎｍ程度が好適である。これよりも小さいと、核酸含有複合体内部の核酸にまで酵素の作用が及ぶおそれ、あるいは腎臓にて濾過排出されるおそれがある。また、これよりも大きいと、細胞に導入されにくくなるおそれがある。
【００５６】
核酸は、細胞に導入されることによりその細胞内で機能を発現することができるような形態で用いる。例えばＤＮＡの場合、導入された細胞内で当該ＤＮＡが転写され、それにコードされるポリペプチドの産生を経て機能発現されるように当該ＤＮＡが配置されたプラスミドとして用いる。好ましくは、プロモーター領域、開始コドン、所望の機能を有する蛋白質をコードするＤＮＡ、終止コドンおよびターミネーター領域が連続的に配列されている。
【００５７】
所望により２種以上の核酸をひとつのプラスミドに含めることも可能である。
【００５８】
本発明において、核酸を導入する対象として望ましい「細胞」としては、当該核酸の機能発現が求められるものであり、このような細胞としては、例えば使用する核酸（すなわちその機能）に応じて種々選択され、例えば心筋細胞、平滑筋細胞、繊維芽細胞、骨格筋細胞、血管内皮細胞、骨髄細胞、骨細胞、血球幹細胞、血球細胞等が挙げられる。また、単球、樹状細胞、マクロファージ、組織球、クッパー細胞、破骨細胞、滑膜Ａ細胞、小膠細胞、ランゲルハンス細胞、類上皮細胞、多核巨細胞等、消化管上皮細胞・尿細管上皮細胞などである。
【００５９】
本発明のベクターを用いた核酸含有複合体は任意の方法で生体に投与することができる。
【００６０】
当該投与方法としては静脈内又は動脈内への注入が特に好ましいが、筋肉内、脂肪組織内、皮下、皮内、リンパ管内、リンパ節内、体腔（心膜腔、胸腔、腹腔、脳脊髄腔等）内、骨髄内への投与の他に病変組織内に直接投与することも可能である。
【００６１】
この核酸含有複合体を有効成分とする医薬は、更に必要に応じて製剤上許容し得る担体（浸透圧調整剤，安定化剤、保存剤、可溶化剤、ｐＨ調整剤、増粘剤等）と混合することが可能である。これら担体は公知のものが使用できる。
【００６２】
また、この核酸含有複合体を有効成分とする医薬は、含まれる核酸の種類が異なる２種以上の核酸含有複合体を含めたものも包含される。このような複数の治療目的を併せ持つ医薬は、多様化する遺伝子治療の分野で特に有用である。
【００６３】
投与量としては、動物、特にヒトに投与される用量は目的の核酸、投与方法および治療される特定部位等、種々の要因によって変化する。しかしながら、その投与量は治療的応答をもたらすに十分であるべきである。
【００６４】
この核酸含有複合体は、好ましくは遺伝子治療に適用される。適用可能な疾患としては、当該複合体に含められる核酸の種類によって異なるが、末梢動脈疾患、冠動脈疾患、動脈拡張術後再狭窄等の病変を生じる循環器領域での疾患に加え、癌（悪性黒色腫、脳腫瘍、転移性悪性腫瘍、乳癌等）、感染症（ＨＩＶ等）、単一遺伝病（嚢胞性線維症、慢性肉芽腫、α１−アンチトリプシン欠損症、Gaucher病等）等が挙げられる。
【００６５】
また、この核酸を複合した遺伝子導入剤の水溶液を基材に塗布などにより付着させ、必要に応じ乾燥させることにより、核酸を担持したポリマーのコーティング等が形成される。
【００６６】
上記の核酸複合遺伝子導入剤を基材に付着させる場合、基材としてはシート状のものが好適である。このシート状基材の厚さは０．０５〜１０ｍｍ程度であることが好ましく、シート面の大きさは、方形の場合、一辺が１〜２０ｍｍであり他辺が１〜２０ｍｍであり、円形又は楕円形の場合、径は１〜２０ｍｍ程度が好ましい。基材の材料としては、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、シリコン樹脂、フッ素樹脂などの合成樹脂が好適である。この基材は多孔質であってもよい。
【００６７】
この基材に対する核酸複合遺伝子導入剤の付着量は、基材表面１ｃｍ２当り０．００１〜１０ｍｇ程度が好ましい。
【００６８】
核酸複合遺伝子導入剤を担持させた基材よりなる遺伝子導入材料は、皮下組織、心筋組織、病変組織、病変血管を包囲するようにシート状基材を配置したり、カバードステントのフィルムへ塗布することによって生体内に配置したり、生体外面に粘着テープを用いて貼り付けたりするようにして用いられる。
【実施例】
【００６９】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００７０】
＜実施例１＞
ｉ）イニファターの合成
下記反応式に従って、イニファターとしての１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼンを次のようにして合成した。
【００７１】
１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチルベンゼン）５．０ｇとＮ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル酸ナトリウム３４．０ｇをエタノール１００ｍＬ中へ加え、遮光下で室温で４日間攪拌した。沈殿物を濾過し、３リットルのメタノールへ投入して３０分間攪拌して濾過した。この操作を繰り返して合計４回行った。沈殿物をトルエン２００ｍＬへ溶解した後、１００ｍＬのメタノールを加えて５０℃に加温し、熱濾過後、冷蔵庫中で１５時間保管して再結晶させ、結晶を濾別後に大量のメタノールで洗浄した。結晶を室温で減圧乾燥して、白色の１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼンの針状結晶を得た（収率９０％）。高速液体クロマトグラフィーにより、原料ピークが消失し、精製物が単一物質であることを確認した。
【００７２】
１Ｈ  ＮＭＲ（ｉｎ  ＣＤＣｌ３）の測定結果はδ１．２６−１．３１ｐｐｍ（ｔ，２４Ｈ，ＣＨ２ＣＨ３），δ３．６９−３．７７ｐｐｍ（ｑ，８Ｈ，Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）２），δ３．９９−４．０７ｐｐｍ（ｑ，８Ｈ，Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）２），δ４．５７ｐｐｍ（ｓ，８Ｈ，Ａｒ−ＣＨ２），δ７．４９ｐｐｍ（ｓ，２Ｈ，Ａｒ−Ｈ）となった。
【００７３】
【化１】
2009274999.tif 000003
【００７４】
ii)  ４分岐型スター型疎水性ホモポリマーの合成
４−ビニル安息香酸メチルを疎水性モノマーとして用い、以下の反応式に従って、１，２，４，５−テトラキス［（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル）−ポリ−４−メトキシカルボニルスチレン−メチル］ベンゼンの合成を行った。
【００７５】
即ち、上記ｉ）により合成した１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼン４５．６ｍｇを２０ｍＬのトルエンへ溶解し、４−ビニル安息香酸メチル２．０グラムを加えて混合し、全量をトルエンで５０ｍＬに調整した。３ｍｍ厚軟質ガラスセル中で激しく攪拌しながら高純度窒素ガス（Ｇ１グレード，流量は２Ｌ／分）で１０分間パージした後に、３００Ｗショートアークキセノンランプ（朝日分光社製、ＭＡＸ−３０１）で２５０ｎｍ−４００ｎｍの混合紫外線を２０分間照射した。
【００７６】
照射強度はウシオ電機社のＵＩＴ−１５０へＵＶＤ−Ｃ４０５（検出波長範囲３２０ｎｍ〜４７０ｎｍ）を装着して２．５ｍＷ／ｃｍ２に調整した。重合溶液をエバポレーターで濃縮し、ジエチルエーテルで重合物を再沈殿させ、クロロホルム／ジエチルエーテル系で３回再沈殿を繰り返して精製し、エーテルを蒸散させた後に真空乾燥させて４分岐型スター型疎水性ホモポリマーを得た（重合率２０％）。分子量はＧＰＣにより９，０００（Ｍｗ／Ｍｎ＝１．２８）と測定された。
【００７７】
【化２】
2009274999.tif 000004
【００７８】
iii）  ４分岐型スター型疎水性／カチオン性ブロック共重合体の合成
３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド（以下、３−Ｎ，Ｎ−ＤＭＡＰＡＡｍと略記する場合がある。）をカチオン性ビニル系モノマーとして用い、下記反応式に従って、１，２，４，５−テトラキス［（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミル）ポリ（３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド）−４−メトキシカルボニルスチレン−メチル］ベンゼンの合成を行った。
【００７９】
即ち、上記ii）で合成した疎水性ホモポリマーの１．０ｇ及び３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド７．９グラムを約３０ｍＬのトルエンへ溶解した。
【００８０】
ガラス容器中で激しく攪拌しながら高純度窒素ガス（Ｇ１グレード，流量は２Ｌ／分）で１０分間パージした後に、光照射時間を４０分とした以外は上記ii）と同様の手法で光照射重合を行い、クロロホルム／ジエチルエーテル系で３回再沈殿処理を行い、エーテルを蒸散させた後に少量の水へ溶解し、０．２μｍフィルターで濾過してから凍結乾燥させて４分岐型スター型疎水性／カチオン性ブロック共重合体を得た（重合率２８％）。分子量はＧＰＣにより６１，０００（Ｍｗ／Ｍｎ＝１．６６）と測定された。以上より、ベンゼンを中心核として放射状に４−ビニル安息香酸メチルのポリマーブロック鎖（分子量９，０００）と３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドのポリマーブロック鎖（分子量５２，０００）とが導入された４分岐型スター型疎水性／カチオン性ブロック共重合体が合成されたことが確認された。
【００８１】
【化３】
2009274999.tif 000005
【００８２】
＜比較例１＞
iv）  ４分岐型スター型カチオン性ホモポリマーの合成
上記実施例１のｉ）により合成した１，２，４，５−テトラキス（Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミルメチル）ベンゼン４５．６ｍｇを３０ｍＬのトルエンへ溶解し、３−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド７．９グラムを加えて混合し、全量をトルエンで５０ｍＬに調整した。ガラス容器中で激しく攪拌しながら高純度窒素ガス（Ｇ１グレード，流量は２Ｌ／分）で１０分間パージした後に、光照射時間を４０分とした以外は実施例１のii）と同様の手法で光照射重合を行い、クロロホルム／ジエチルエーテル系で３回再沈殿処理を行い、エーテルを蒸散させた後に少量の水へ溶解し、０．２μｍフィルターで濾過してから凍結乾燥させて４分岐型スター型カチオン性ホモポリマーを得た（重合率３４％）。分子量はＧＰＣにより５８，０００（Ｍｗ／Ｍｎ＝１．３１）と測定された。
【００８３】
＜ブロック共重合体の解析＞
上記iii）で合成した４分岐型スター型疎水性／カチオン性ブロック共重合体の１Ｈ  ＮＭＲを重水中で測定すると、重クロロホルム中では観察された安息香酸メチルに由来する芳香環水素、メチル基水素のＮＭＲシグナルが観察されず、疎水性ブロック全体がカチオン性ブロックで遮蔽されていることが示唆された。すなわち、ポリマーミセルが形成されていると考えられる。
【００８４】
次に、静的光散乱装置（MALVERN  ZETA-SIZER  NANO）による粒子径の測定結果は、疎水性／カチオン性ブロック共重合体で９．２ｎｍと測定された。上記iv）で合成した分子量５８，０００の４分岐型カチオン性ホモポリマーが粒子径５．９ｎｍであることから、疎水性／カチオン性ブロック共重合体の分子量（粒子径）がＧＰＣによる計算値とは大きな差があり、疎水性／カチオン性ブロック共重合体は水中で複数の分子が会合してミセルを形成するような、即ち、デンドリマー様の３Ｄ放射状の構造体を形成していることが示唆される。
【００８５】
また、上記ii）において、４−ビニル安息香酸メチルの光重合時間を２０分から４０分まで延長していくと、疎水性ポリマーブロック鎖長を分子量９，０００から３５，０００まで延長することができた。なお、４−ビニル安息香酸メチルの濃度を上げれば、より長いブロック鎖を得ることができると推察される。疎水性ブロック鎖を延長したものに関してもiii）と同様の手法でカチオン性ブロック鎖を導入することができるが、疎水性ブロック鎖の分子量が１７，０００を超えたものに関しては、分子量約５０，０００のカチオン性ブロック鎖を導入してもその４分岐型スター型疎水性／カチオン性ブロック共重合体は水に不溶性（乳濁する）のものとなってしまった。
【００８６】
＜遺伝子導入活性＞
インビトロでの細胞遺伝子導入実験を行った。細胞にはＣＯＳ-１細胞を使用し、ＤＮＡにはｐＧＬ３コントロールベクターを使用した。いずれも２４Ｗｅｌｌ培養皿へ播種し、培養２４時間後に遺伝子導入を行った。
【００８７】
上記iii)で合成した４分岐型スター型疎水性／カチオン性ブロック共重合体（実施例１）または上記iv)で合成した４分岐型スター型カチオンホモポリマー（比較例１）を遺伝子導入剤として使用した。遺伝子導入剤中の単位重量あたりの陽電荷数は、ＧＰＣによる疎水性ブロックおよびカチオン性ブロックの各分子量とカチオン性ポリマーのモノマー単位の分子量１５６から計算して求めた。ＤＮＡ中の単位重量あたりの陰電荷数は配列マップによる塩基対数と核酸塩基の平均的分子量６６０とから計算した。
【００８８】
この遺伝子導入剤をＤＮＡと１５０μＬのＯＰＴＩ−ＭＥＭ中で３０分間インキュベートした。混合比は電荷数の関係が陽電荷数が陰電荷数の２０倍となるように調整し、０．５μｇのＤＮＡが各Ｗｅｌｌへ投与されるように溶液を調整し、培養細胞へ加えた。トランスフェクションの４８時間後にルシフェラーゼアッセにより遺伝子導入活性の評価を行った（プロメガ社、アッセイキット試薬)。補正はタンパク濃度で行い、タンパク定量はＢｉｏＲａｄ社のＢｒａｄｆｏｒｄ試薬で行った。結果を図１に示す。
【００８９】
本発明の４分岐型スター型疎水性／カチオン性ブロック共重合体が、分子量１０，０００以下のブロック鎖長において、均質な水溶液となり、その水溶液中で疎水性ブロックの会合とカチオン性ポリマー鎖の静電的な反発によりデンドリマー様の３Ｄ構造が自己形成され、遺伝子導入活性に対して構造的優位性が発現されることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施例１及び比較例１における遺伝子導入活性の評価結果を示すグラフである。
【図１】
2009274999.tif 000006