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WO2023190166A1 - ジスルフィド結合を有するカチオン性脂質、これを含む脂質膜構造体、これらのいずれかを含む核酸導入剤及び医薬品組成物、核酸を細胞又は標的細胞内へ導入する方法、及び細胞医薬品の製造方法 - Google Patents

ジスルフィド結合を有するカチオン性脂質、これを含む脂質膜構造体、これらのいずれかを含む核酸導入剤及び医薬品組成物、核酸を細胞又は標的細胞内へ導入する方法、及び細胞医薬品の製造方法 Download PDF

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WO2023190166A1
WO2023190166A1 PCT/JP2023/011839 JP2023011839W WO2023190166A1 WO 2023190166 A1 WO2023190166 A1 WO 2023190166A1 JP 2023011839 W JP2023011839 W JP 2023011839W WO 2023190166 A1 WO2023190166 A1 WO 2023190166A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
nucleic acid
carbon atoms
bond
compound
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/011839
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真倫 玉田
睦大 田中
晋也 玉川
耕太 丹下
悠太 中井
香澄 伊藤
英万 秋田
浩揮 田中
遊 櫻井
裕果 佐藤
Original Assignee
日油株式会社
国立大学法人千葉大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日油株式会社, 国立大学法人千葉大学 filed Critical 日油株式会社
Priority to EP23780176.6A priority Critical patent/EP4506337A1/en
Priority to US18/852,405 priority patent/US20250213478A1/en
Priority to JP2024512356A priority patent/JPWO2023190166A1/ja
Publication of WO2023190166A1 publication Critical patent/WO2023190166A1/ja

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    • C07D295/108Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by doubly bound oxygen or sulphur atoms with the ring nitrogen atoms and the doubly bound oxygen or sulfur atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings to an acyclic saturated chain
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    • C07D295/125Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly or doubly bound nitrogen atoms with the ring nitrogen atoms and the substituent nitrogen atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings
    • C07D295/13Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly or doubly bound nitrogen atoms with the ring nitrogen atoms and the substituent nitrogen atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings to an acyclic saturated chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/87Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation
    • C12N15/88Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microencapsulation, e.g. using amphiphile liposome vesicle

Definitions

  • the present invention relates to a cationic lipid having a disulfide bond, a lipid membrane structure containing the same, a nucleic acid introduction agent and a pharmaceutical composition containing any of these, a method for introducing a nucleic acid into a cell or a target cell, and a cell medicine. Regarding the manufacturing method.
  • Viral vectors are nucleic acid delivery carriers with high expression efficiency, but the development of non-viral nucleic acid delivery carriers that can be used more safely is progressing, and among these, carriers using cationic lipids are currently the most commonly used. A non-viral nucleic acid delivery carrier that has been used.
  • Cationic lipids are broadly divided into amine parts and lipid parts.
  • the cationic amine moiety and the polyanion nucleic acid interact electrostatically to form liposomes or lipid membrane structures, which promotes uptake into cells and transfers the nucleic acid into cells. to deliver within.
  • Known cationic lipids that are generally widely used include 1,2-dioleoyloxy-3-trimethylammoniumpropane (DOTAP) and 1,2-dioleoyloxy-3-dimethylaminopropane (DODAP). can be mentioned.
  • DOTAP 1,2-dioleoyloxy-3-trimethylammoniumpropane
  • DODAP 1,2-dioleoyloxy-3-dimethylaminopropane
  • a lipid membrane structure using a cationic lipid in order for a lipid membrane structure using a cationic lipid to have a practical effect in vivo as a nucleic acid delivery carrier, it must have good pharmacokinetics. Specifically, it is necessary to satisfy requirements such as high stability in blood and high accumulation in target tissues such as the liver and tumors.
  • a lipid membrane structure in which the pKa of the surface of the lipid membrane structure is adjusted to near neutrality and PEG lipid is introduced has a long blood lifespan after intravenous injection and that it accumulates at tumor sites. It has been known. Furthermore, there is an example in which the in-vivo dynamics were improved by adjusting the surface pKa of a lipid membrane structure.
  • Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3 show that the internal dynamics and distribution in each cell in the liver can be controlled by adjusting the surface pKa of a lipid membrane structure.
  • These documents show that adjusting the pKa of the surface of a lipid membrane structure promotes the escape of the lipid membrane structure from endosomes and enables efficient delivery of nucleic acids into the cytoplasm. ing.
  • Cationic lipids with improved pharmacokinetics have been developed, but due to the nature of nucleic acid delivery carriers, which generally introduce foreign substances into cells, it is desirable to have a large effect with a small amount of uptake. ing.
  • a lipid membrane structure is used as a carrier for delivering an expression vector into cells, it is necessary to increase the expression amount per unit lipid membrane structure taken into the cell and increase the expression efficiency within the cell. It is being In other words, in order to increase the efficiency of intracellular expression, it is necessary to improve not only internal dynamics but also intracellular dynamics such as uptake into cells, escape from endosomes, and nuclear membrane permeation (for example, non-patent literature (see 4).
  • Patent Documents 1 to 4 describe cationic lipids that have a biodegradable structure connected by disulfide bonds, and utilize the cleavage of disulfide bonds within cells to dissociate nucleic acids from lipid membrane structures. has been shown to improve intracellular dynamics. Such cationic lipids have shown high nucleic acid delivery efficiency compared to known cationic lipids such as DOTAP and DODAP.
  • Patent Documents 1 to 4 can improve intracellular dynamics such as improving the delivery efficiency of nucleic acids into the cytoplasm, and furthermore, they have been shown to improve toxicity by imparting degradability. A reduction effect is also expected.
  • the present invention provides a cationic lipid that can be used as a nucleic acid delivery carrier with good intracellular dynamics, a lipid membrane structure containing the same, a nucleic acid transfer agent and pharmaceutical composition containing any of these, and a nucleic acid
  • the purpose of the present invention is to provide a method for introducing into cells or target cells, and a method for producing cell medicines.
  • a cationic lipid represented by the following formula (1) can efficiently deliver nucleic acids to target cells.
  • the cationic lipid represented by the following formula (1) is an asymmetric cationic lipid in which a lipid moiety containing an aromatic ring and an amine moiety are introduced via a disulfide bond, and the disulfide bond is formed in the cell. It also has the effect of dissociating the nucleic acid from the lipid membrane structure. We also discovered that the lipid membrane structure containing this novel cationic lipid can efficiently deliver nucleic acids into the cytoplasm.
  • X represents a nitrogen-containing aliphatic group containing one or more tertiary nitrogens
  • R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 8 or less carbon atoms
  • L 1 represents an ester bond, amide bond, carbamate bond, N-alkyl carbamate bond, carbonate bond or urea bond
  • k represents 0 or 1
  • R x and R y each independently represent an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms
  • L2 represents an ester bond, amide bond, carbamate bond, carbonate bond, ether bond or urea bond
  • R 2 represents an alkylene group having 8 or less carbon atoms, or is absent
  • Y includes (i) one or more divalent groups derived from an aromatic compound that may have a heteroatom, and (ii) an ester bond and a carbonate bond on the aromatic ring of the divalent group.
  • X is the formula (2): R ⁇ ⁇ N(R ⁇ ) ⁇ (2)
  • R ⁇ represents an aliphatic hydrocarbon group
  • R ⁇ represents an aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic group containing one or more heteroatoms other than nitrogen, or an aliphatic group containing one or more tertiary amines, or R ⁇ and R ⁇ are bonded together.
  • a 3- to 8-membered nitrogen-containing alicyclic ring may be formed.
  • a cationic lipid having a disulfide bond according to [1] which is a group represented by:
  • X is a dialkylamino group (the two alkyl groups of the dialkylamino group each independently have a carbon number of 1 to 8), a cyclic group which may have a 3- to 6-membered heteroatom; represents an amino group or -N(R a )-R b , R a represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R b represents -(CH 2 )q-O-R c , R c represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, q represents an integer from 2 to 4,
  • the cationic lipid having a disulfide bond according to [1].
  • R 3 represents an alkylene group having 8 or less carbon atoms
  • L3 represents an ester bond or a carbonate bond
  • S 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, -R e -L a -R 7 ', or -R e -L a -Z'-L b -R 7 '
  • S 2 represents -R e '-L a -R 7 '' or -R e '-L a -Z''-L b -R 7 ''
  • R e and R e ' each independently represent an alkylene group having 8 or less carbon atoms
  • L a represents an ester bond or a carbonate bond
  • L b represents an ester bond or a carbonate bond
  • l represents 0 or 1
  • Z, Z' and Z'' are each independently derived from an aromatic compound having 3 to 16 carbon atoms, having at least one aromatic ring, and optionally having
  • the cationic lipid having a disulfide bond according to any one of [1] to [7], wherein R f represents a residue of a fat-soluble vitamin having a hydroxyl group.
  • a lipid membrane structure comprising the cationic lipid having a disulfide bond according to any one of [1] to [8] as a constituent lipid of the membrane.
  • a lipid membrane structure comprising the cationic lipid having a disulfide bond according to any one of [1] to [8] as a constituent lipid of the membrane, and further comprising a nucleic acid.
  • a nucleic acid introduction agent comprising the cationic lipid having a disulfide bond according to any one of [1] to [8] or the lipid membrane structure according to [10].
  • a pharmaceutical composition comprising the cationic lipid having a disulfide bond according to any one of [1] to [8] or the lipid membrane structure according to [10].
  • a method for introducing a nucleic acid into a cell which comprises contacting the cell with the nucleic acid introduction agent according to [11], in which the nucleic acid is encapsulated, in vitro.
  • a method for introducing a nucleic acid into a target cell comprising administering the nucleic acid introduction agent according to [11], which encapsulates the nucleic acid, to a living body so as to be delivered to the target cell.
  • the cationic lipid of the present invention Since the cationic lipid of the present invention has disulfide bonds that exhibit biodegradability, the disulfide bonds are cleaved in a reducing environment within cells, promoting the release of inclusions (nucleic acids). Therefore, the cationic lipid of the present invention or the lipid membrane structure containing the same can achieve high nucleic acid delivery efficiency into the cytoplasm. Therefore, it is advantageous for gene introduction into cells and living organisms, and is particularly useful as a pharmaceutical composition.
  • the above-mentioned nucleic acid transfer agent has excellent gene transfer efficiency into cells, so it can produce cells expressing a specific gene with high efficiency, and is useful in the production of cell medicines containing cells expressing a specific gene. It is.
  • cationic lipid represented by The above cationic lipids may be used alone or in combination of two or more. Note that hereinafter, "the cationic lipid having a disulfide bond represented by formula (1)” may be abbreviated as “cationic lipid (1)”. Compounds represented by other formulas may also be abbreviated in the same way.
  • X represents a nitrogen-containing aliphatic group containing one or more tertiary nitrogens
  • R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 8 or less carbon atoms
  • L 1 represents an ester bond, amide bond, carbamate bond, N-alkyl carbamate bond, carbonate bond or urea bond
  • k represents 0 or 1
  • R x and R y each independently represent an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
  • L2 represents an ester bond, amide bond, carbamate bond, carbonate bond, ether bond or urea bond
  • R 2 represents an alkylene group having 8 or less carbon atoms, or is absent
  • Y includes (i) one or more divalent groups derived from an aromatic compound that may have a heteroatom, and (ii) an ester bond and a carbonate bond on the aromatic ring of the divalent group.
  • a preferable example of X can be represented by the following general formula (2).
  • R ⁇ ⁇ N(R ⁇ ) ⁇ (2) (In the formula, R ⁇ is an aliphatic hydrocarbon group, R ⁇ is an aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic group containing one or more heteroatoms other than nitrogen, or an aliphatic group containing one or more tertiary amines, or R ⁇ and R ⁇ are bonded together. (may form a 3- to 8-membered nitrogen-containing alicyclic ring)
  • X include a dialkylamino group (the two alkyl groups in the dialkylamino group each independently have 1 to 8 carbon atoms), a cyclic group which may have a 3- to 6-membered heteroatom; is an amino group or -N(R a )-R b , R a is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R b is -(CH 2 )q-O-R c , R c is hydrogen or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, q is an integer from 2 to 4.
  • the carbon numbers of the two alkyl groups in the dialkylamino group are preferably each independently 1 to 5, more preferably each independently 1 to 4.
  • the above alkyl group may be linear, branched or cyclic. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, cyclobutyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group , tert-pentyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2-methylbutyl group, cyclopentyl group, etc.
  • each independently is a methyl group, ethyl group, propyl group or isopropyl group, more preferably each independently a methyl group or ethyl group.
  • a cyclic amino group that may have a 3- to 6-membered heteroatom is one in which the substituents of the amino group are bonded to form a ring, and the number of atoms forming the above ring is 3 to 6. and means a group that may contain a heteroatom such as oxygen.
  • the cyclic amino group which may have a 3- to 6-membered heteroatom is preferably a cyclic amino group which may have a 5- or 6-membered heteroatom, more preferably a 6-membered heteroatom. It is a cyclic amino group which may be
  • the cyclic amino group is preferably an amino group whose ring is formed only from a nitrogen atom and a methylene group (-CH 2 -), and may contain an oxygen atom therein. Specifically, they are a 1-pyrrolidinyl group, a 1-piperidyl group, and a morpholino group (4-morpholinyl group), and preferably a 1-piperidyl group and a morpholino group
  • the aliphatic hydrocarbon group having 8 or less carbon atoms in R 1 is preferably an alkylene group, an alkenylene group, or an alkynylene group, and more preferably an alkylene group or an alkenylene group.
  • the alkylene group having 8 or less carbon atoms may be linear or branched.
  • the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less.
  • the alkylene group having 8 or less carbon atoms is preferably a methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, or isopropylene group (-CH(CH 3 )CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )-).
  • isobutylene group (-C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH 2 C(CH 3 ) 2 -), pentamethylene group, or hexamethylene group, more preferably methylene group, ethylene group, trimethylene group, Isopropylene group (-CH(CH 3 )CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )-), tetramethylene group, or isobutylene group (-C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH 2 C(CH 3 ) 2 -).
  • the alkenylene group having 8 or less carbon atoms may be linear or branched.
  • the number of carbon atoms in the above alkenylene group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less.
  • L 1 is an ester bond, amide bond, carbamate bond, N-alkyl carbamate bond, carbonate bond or urea bond, preferably an ester bond, amide bond, carbamate bond, N-methyl carbamate bond or carbonate bond.
  • the N-alkyl carbamate bond represents -NR 9 -CO-O- or -O-CO-NR 9 -
  • R 9 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms may be linear, branched or cyclic.
  • the number of carbon atoms in the above alkyl group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4.
  • it is a methyl group, ethyl group, propyl group or isopropyl group, more preferably a methyl group.
  • k represents 0 or 1.
  • k being 0 means that R 1 -L 1 does not exist, that is, X and R x are directly bonded.
  • l, m, n, etc. are 0.
  • the alkylene group having 2 to 5 carbon atoms for R x and R y may be linear or branched, but preferably linear.
  • the number of carbon atoms in the above alkylene group is preferably 2 to 4, more preferably 2.
  • L 2 is an ester bond, an amide bond, a carbamate bond, a carbonate bond, an ether bond, or a urea bond, preferably an ester bond or an amide bond, and more preferably an ester bond.
  • R 2 represents an alkylene group having 8 or less carbon atoms, or is absent. The absence of R 2 means that L 2 and Y are directly bonded.
  • the alkylene group having 8 or less carbon atoms in R 2 may be linear or branched, but is preferably linear.
  • the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less.
  • the alkylene group having 8 or less carbon atoms is preferably a methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, or isopropylene group (-CH(CH 3 )CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )-).
  • isobutylene group (-C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH 2 C(CH 3 ) 2 -), pentamethylene group, or hexamethylene group, more preferably methylene group, ethylene group, trimethylene group, Isopropylene group (-CH(CH 3 )CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )-), tetramethylene group, or isobutylene group (-C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH 2 C(CH 3 ) 2 -).
  • the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in R a and R c may be linear or branched, but preferably linear.
  • the number of carbon atoms in the above alkyl group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, and isopentyl group. group, neopentyl group, tert-pentyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2-methylbutyl group, etc.
  • it is a methyl group, ethyl group, propyl group or isopropyl group, more preferably a methyl group.
  • a preferable example of Y can be represented by the following general formula (3).
  • R 3 represents an alkylene group having 8 or less carbon atoms
  • L3 represents an ester bond or a carbonate bond
  • S 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, -R e -L a -R 7 ', or -R e -L a -Z'-L b -R 7 '
  • S 2 represents -R e '-L a -R 7 '' or -R e '-L a -Z''-L b -R 7 ''
  • R e and R e ' each independently represent an alkylene group having 8 or less carbon atoms
  • L a represents an ester bond or a carbonate bond
  • L b represents an ester bond or a carbonate bond
  • l represents 0 or 1
  • Z, Z' and Z'' are each independently derived from an aromatic compound having 3 to 16 carbon atoms, having at least one aromatic ring, and optionally having
  • R 4 represents an alkylene group having 8 or less carbon atoms, or is absent. The absence of R 4 means that L x is directly bonded to the carbon atom to which R 5 and S 3 are bonded.
  • R 6 and R 6 ′ each independently represent an alkylene group having 8 or less carbon atoms, or are absent.
  • the absence of R 6 ' means that L 4 ' is directly bonded to the carbon atom to which R 4 and R 5 are bonded.
  • the alkylene group having 8 or less carbon atoms in R 3 , R 4 , R 6 , R 6 ′, R e and R e ′ may be linear or branched, but is preferably linear. .
  • the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less.
  • the alkylene group having 8 or less carbon atoms is preferably a methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, or isopropylene group (-CH(CH 3 )CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )-).
  • isobutylene group (-C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH 2 C(CH 3 ) 2 -), pentamethylene group, or hexamethylene group, more preferably methylene group, ethylene group, trimethylene group, Isopropylene group (-CH(CH 3 )CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )-), tetramethylene group, or isobutylene group (-C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH 2 C(CH 3 ) 2 -).
  • the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in R 5 and S 1 may be linear or branched, but is preferably linear.
  • the number of carbon atoms in the above alkyl group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, and isopentyl group. group, neopentyl group, tert-pentyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2-methylbutyl group, etc.
  • it is a methyl group, ethyl group, propyl group or isopropyl group, more preferably a methyl group.
  • L x , L 3 , L 4 , L 4 ′, L a and L b are ester bonds or carbonate bonds, preferably ester bonds.
  • Z, Z' and Z'' are each independently derived from an aromatic compound having 3 to 16 carbon atoms, having at least one aromatic ring, and optionally having a heteroatom Represents a divalent group.
  • the divalent group means a divalent group having a structure obtained by removing two hydrogen atoms from the above aromatic compound.
  • the above aromatic compound preferably has 6 to 12 carbon atoms, more preferably 6 to 7 carbon atoms. Further, the number of aromatic rings in the above-mentioned aromatic compound is preferably one.
  • Z, Z' and Z'' may be the same or different, but preferably Z, Z' and Z'' are the same.
  • the aromatic ring of the above aromatic compound may be either an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle.
  • the aromatic hydrocarbon ring include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring.
  • aromatic heterocycles include imidazole ring, pyrazole ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, triazine ring, pyrrole ring, furanthiophene ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, pyrazine ring, and pyridine ring.
  • the aromatic ring of the above-mentioned aromatic compound is preferably a benzene ring, a naphthalene ring or an anthracene ring, and more preferably a benzene ring.
  • the aromatic ring of the above aromatic compound may have a substituent.
  • substituents include an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms, a carbamoyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 18 carbon atoms, and an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
  • Preferred examples of the above substituents include an acetyl group, a methoxycarbonyl group, a methylcarbamoyl group, an acetoxy group, an acetamido group, a methoxycarbonylamino group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a methylsulfanyl group, and a phenylsulfonyl group.
  • Z, Z' and Z'' are preferably each independently represented by formula (4):
  • t represents an integer from 0 to 3
  • u represents an integer from 0 to 3
  • v represents an integer of 0 to 4
  • v R 8 each independently represents a substituent
  • * represents the bonding position with L 3 or L a .
  • t is preferably 0 or 1, more preferably 1.
  • u is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0.
  • v is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and even more preferably 0.
  • R 8 is, for example, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms, a carbamoyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 18 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
  • R8 include acetyl group, methoxycarbonyl group, methylcarbamoyl group, acetoxy group, propanoyloxy group, butanoyloxy group, pentanoyloxy group, hexanoyloxy group, heptanoyloxy group, octanoyloxy group.
  • R 7 , R 7 ', R 7 '' and R 7 ''' may be the same or different, respectively.
  • the residue of a fat-soluble vitamin having a hydroxyl group represents a monovalent group having a structure obtained by removing a hydrogen atom from the hydroxyl group of a fat-soluble vitamin.
  • the residue of a sterol derivative having a hydroxyl group represents a monovalent group having a structure obtained by removing a hydrogen atom from a hydroxyl group of a sterol derivative.
  • the aliphatic hydrocarbon group having 10 to 37 carbon atoms may be either linear or branched.
  • the number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is preferably 12 to 37, more preferably 13 to 37, even more preferably 15 to 37.
  • the above aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated.
  • the number of unsaturated bonds is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 to 2. be.
  • the unsaturated bond may be a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond, but is preferably a carbon-carbon double bond.
  • the aliphatic hydrocarbon group mentioned above is preferably an alkyl group or an alkenyl group.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 10 to 37 carbon atoms include decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, Heneicosyl group, docosyl group, decenyl group, undecenyl group, dodecenyl group, tridecenyl group, tetradecenyl group, pentadecenyl group, hexadecenyl group, heptadecenyl group, octadecenyl group, nonadecenyl group, icosenyl group, heneicosenyl group, heneicosenyl group, docosenyl group, dodecadie
  • the aliphatic hydrocarbon group having 10 to 37 carbon atoms is preferably undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henicosyl group, docosyl group.
  • fat-soluble vitamins having a hydroxyl group examples include retinol, ergosterol, 7-dehydrocholesterol, calciferol, colcalciferol, dihydroergocalciferol, dihydrotachysterol, tocopherol, and tocotrienol.
  • the fat-soluble vitamin having a hydroxyl group is preferably tocopherol.
  • Examples of sterol derivatives having a hydroxyl group include cholesterol, cholestanol, stigmasterol, ⁇ -sitosterol, lanosterol, and ergosterol.
  • the sterol derivative having a hydroxyl group is preferably cholesterol or cholestanol.
  • R f is preferably a residue of a fat-soluble vitamin having a hydroxyl group.
  • p is preferably 2.
  • l, m, n represent 0 or 1.
  • Suitable examples of the cationic lipid (1) of the present invention include the following cationic lipids.
  • X is a dialkylamino group (the two alkyl groups of the dialkylamino group each independently have 1 to 8 carbon atoms), a cyclic amino group which may have a 3- to 6-membered heteroatom; or represents -N(R a )-R b , R a represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R b represents -(CH 2 )q-O-R c , R c represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, q is an integer from 2 to 4; R 1 is an alkylene group having 6 or less carbon atoms, or an alkenylene group having 6 or less carbon atoms; L 1 is an ester bond, amide bond, carbamate bond, or carbonate bond; k is 0 or 1; R x and R y are each independently an alkylene group having 2 to 4 carbon
  • R 3 represents an alkylene group having 6 or less carbon atoms
  • L3 represents an ester bond
  • S 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, -R e -L a -R 7 ', or -R e -L a -Z'-L b -R 7 '
  • S 2 represents -R e '-L a -R 7 '' or -R e '-L a -Z''-L b -R 7 ''
  • R e and R e ' each independently represent an alkylene group having 6 or less carbon atoms
  • L a represents an ester bond
  • L b represents an ester bond
  • l represents 0 or 1
  • L x represents an ester bond or a carbonate bond
  • R 4 represents an alkylene group having 6 or less carbon atoms, or is absent
  • R 5 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
  • t represents an integer of 0 or 1
  • u represents an integer from 0 to 2
  • v represents an integer of 0 to 2
  • each of the v R 8 's independently represents an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms, or an alkoxycarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms.
  • ) is a group represented by; Cationic lipid (1).
  • the cationic lipid (1) of the present invention may exist in stereoisomers such as geometric isomers and optical isomers, tautomers, etc., but the cationic lipid (1) of the present invention includes these, It includes all possible isomers and mixtures thereof. In a mixture of multiple isomers, there is no particular limitation on the ratio of each isomer.
  • the cationic lipid (1) of the present invention may form a salt.
  • the salts are pharmacologically acceptable, such as salts with inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or acetic acid, oxalic acid, maleic acid, fumaric acid.
  • salts with organic acids such as benzoic acid and methanesulfonic acid.
  • Preferred specific examples of the compounds of the present invention include compounds described in Examples 1 to 46 below, but the present invention is not to be construed as being limited thereto.
  • the compounds described in Examples 1 to 46 are referred to as Compound 1 to Compound 46, respectively.
  • the cationic lipid (1) of the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of these, more preferably compounds 5, 7, 8, 9, 10, 11, 15, 19, 21, At least one selected from the group consisting of 22, 23, 24, 25, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 36, and 42, more preferably compounds 5, 7, 8, 9 , 10, 11, 15, 21, 22, 24, 31, 32, 34, 35, and 36, and most preferably Compound 31 or Compound 34.
  • the cationic lipid (1) of the present invention has a -SS- (disulfide) bond. Therefore, the method for producing the cationic lipid (1) of the present invention is as follows: (A) After producing the thiol represented by X-(R 1 -L 1 ) k -R x -SH and the thiol represented by HS-R y -L 2 -R 2 -Y, they are oxidized and Coupling method, and method of sequentially synthesizing necessary parts to a starting compound containing a (B)-SS- bond to finally obtain the cationic lipid (1) of the present invention. .
  • the method for producing the cationic lipid (1) of the present invention is preferably method (B).
  • the method (B) will be described below, but the method for producing the cationic lipid (1) of the present invention is not limited thereto.
  • the raw materials, reagents, and obtained compounds used in each step of the production method below may each form a salt.
  • Examples of such salts include those similar to the salts of the compounds of the present invention described above.
  • the compound obtained in each step is a free compound, it can be converted into the desired salt by a known method. Conversely, when the compound obtained in each step is a salt, it can be converted into an educt or another desired type of salt by a known method.
  • the compound obtained in each step can be used in the next reaction either as a reaction solution or after being obtained as a crude product.
  • the compounds obtained in each step can be appropriately purified from the reaction mixture by common purification methods such as extraction, recrystallization, adsorption, reprecipitation, column chromatography, and ion exchange chromatography.
  • the raw materials and reagent compounds for each step are commercially available, the commercially available products can be used as they are.
  • the reaction time is usually 1 minute to 48 hours, preferably 10 minutes to 22 hours, unless otherwise specified.
  • the reaction temperature is usually -78°C to 300°C, preferably -78°C to 150°C, unless otherwise specified.
  • the amount of reagent used is 0.5 equivalent to 20 equivalents, preferably 0.8 equivalent to 8 equivalents, relative to the substrate.
  • the amount of the reagent used is 0.001 equivalent to 1 equivalent, preferably 0.01 equivalent to 0.4 equivalent, relative to the substrate.
  • the amount of the reagent used is the solvent.
  • these reactions are carried out without a solvent or by dissolving or suspending in an appropriate solvent.
  • the solvent include those described in the examples, methanol, ethanol, isopropanol, tert-butyl alcohol, tetrahydrofuran, toluene, cyclohexane, hexane, heptane, N,N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, Examples include chloroform, dichloromethane, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, ethyl acetate, acetone, and water. Two or more of the above solvents may be used as a mixture in an appropriate ratio.
  • an acid or an acidic catalyst in the reaction of each step, use the acid or acidic catalyst described in the examples, or hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid. , pyridinium p-toluenesulfonate, boron trifluoride diethyl ether complex, and the like.
  • the protection or deprotection reaction of the functional group is carried out using known reagents and methods (for example, the reagents and methods described in GREENE'S PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS, 4th edition, WILEY-INTERSCIENCE EM), or by methods known in the art. It is carried out according to the method described in the example.
  • protective groups for hydroxyl groups such as alcohols and phenolic hydroxyl groups
  • ether-type groups such as tetrahydropyranyl ether, methoxymethyl ether, benzyl ether, p-methoxybenzyl ether, t-butyldimethylsilyl ether, and t-butyldiphenylsilyl ether.
  • Protective groups; carboxylic acid ester type protective groups such as acetate; sulfonic acid ester type protective groups such as methanesulfonic acid ester; carbonate type protective groups such as t-butyl carbonate; and the like.
  • Removal of the protecting group can be carried out using known methods such as methods using acids, bases, ultraviolet light, hydrazine, phenylhydrazine, sodium N-methyldithiocarbamate, tetrabutylammonium fluoride, palladium acetate, trialkylsilyl halide, and reduction methods. This can be done using the following method.
  • the reagents used include N,N'-disuccinimidyl carbonate (DSC), 4-nitrophenyl chloroformate (pNPCl), and a base. (basic salts, organic bases, etc.).
  • DSC N,N'-disuccinimidyl carbonate
  • pNPCl 4-nitrophenyl chloroformate
  • a base base
  • additives such as 4-dimethylaminopyridine (DMAP) may be further added.
  • methanesulfonyl chloride and a base are used as reagents.
  • the reagents used include activated carboxylic acids such as acyl halides such as acid chloride, acid anhydrides, and activated esters. can be mentioned.
  • carboxylic acid activators include carbodiimide condensing agents such as 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC), 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5- triazine-based condensing agents such as triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride n-hydrate (DMT-MM), O-(7-azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N' , N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HATU), or a combination thereof.
  • EDC 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride
  • DMT-MM 4-(4,6-dimethoxy-1,3,5- triazine-based condensing agents
  • DMT-MM O-(7
  • additives such as 1-hydroxybenzotriazole (HOBt), N-hydroxysuccinimide (HOSu), and 4-dimethylaminopyridine (DMAP) may be added to the reaction.
  • HOBt 1-hydroxybenzotriazole
  • HOSu N-hydroxysuccinimide
  • DMAP 4-dimethylaminopyridine
  • a nucleophilic substitution reaction such as amination
  • a nucleophile amines, etc.
  • a base basic salts, organic bases, etc.
  • Additional additives such as potassium iodide (KI) and tetrabutylammonium iodide (TBAI) may be added to the reaction.
  • KI potassium iodide
  • TBAI tetrabutylammonium iodide
  • the cationic lipid (1) can be produced, for example, by the following production method. Further, the salt of the cationic lipid (1) can be obtained by appropriately mixing it with an inorganic acid or an organic acid.
  • F 1 to F 10 each independently represent a reactive functional group
  • P 1 to P 4 each independently represent a protecting group
  • the lipid membrane structure of the present invention contains the cationic lipid (1) of the present invention as a constituent substance (constituent lipid) of the membrane.
  • the "lipid membrane structure” in the present invention means a structure having a membrane structure in which hydrophilic groups of amphipathic lipids are arranged toward the aqueous phase side of the interface.
  • Amphiphilic lipid means a lipid that has both hydrophilic and hydrophobic groups. Examples of amphipathic lipids include cationic lipids and phospholipids.
  • the form of the lipid membrane structure of the present invention is not particularly limited, but examples include liposomes (e.g., unilamellar liposomes, multilamellar liposomes, etc.), O /W type emulsion, W/O type emulsion, spherical micelles, string micelles, lipid nanoparticles (sometimes abbreviated as "LNP” herein), or unspecified layered structures. I can do it.
  • the lipid membrane structure of the present invention is preferably LNP.
  • the lipid membrane structure of the present invention may further contain other constituent components in addition to the cationic lipid (1) of the present invention.
  • Other constituents include, for example, lipids (phospholipids (phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidic acid, phosphatidylglycerol, phosphatidylcholine, etc.), glycolipids, peptide lipids, cholesterol, the cationic lipids of the present invention (1) ), surfactants (e.g., 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]propanesulfonate, sodium cholate, octylglycoside, N-D-gluco-N - methylalkanamides, etc.), polyethylene glycol, and proteins.
  • lipids phospholipids (phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine
  • the content of other components in the lipid membrane structure of the present invention is the total content of all the components in the lipid membrane structure of the present invention (i.e., the sum of the cationic lipid (1) of the present invention and other components). ), preferably 5 to 95 mol%, more preferably 10 to 90 mol%, and even more preferably 30 to 80 mol%.
  • the content of the cationic lipid (1) of the present invention in the lipid membrane structure of the present invention is not particularly limited, but usually when the lipid membrane structure is used as a nucleic acid introduction agent described below, nucleic acid is introduced.
  • a sufficient amount of the cationic lipid (1) of the present invention is included.
  • the content of the cationic lipid (1) of the present invention in the lipid membrane structure of the present invention is preferably 5 to 100 mol%, more preferably is 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 70 mol%.
  • the lipid membrane structure of the present invention can be prepared by dispersing the cationic lipid (1) of the present invention and other constituent components (lipids, etc.) in a suitable solvent or dispersion medium, such as an aqueous solvent or an alcoholic solvent, and It can be prepared by performing an operation that induces organization according to the needs.
  • a suitable solvent or dispersion medium such as an aqueous solvent or an alcoholic solvent
  • Examples of "operations that induce organization” include ethanol dilution using a microchannel or vortex, simple hydration, ultrasonication, heating, vortex, ether injection, French press, and cholic acid method. , Ca 2+ fusion method, freeze-thaw method, reverse phase evaporation method, and other methods known per se, but are not limited thereto.
  • the nucleic acid By encapsulating a nucleic acid in the lipid membrane structure containing the cationic lipid of the present invention and bringing it into contact with a cell, the nucleic acid can be introduced into the cell in vivo and/or in vitro. Therefore, the present invention provides a nucleic acid introduction agent containing the above-described cationic lipid (1) or lipid membrane structure.
  • the nucleic acid introduction agent of the present invention can introduce any nucleic acid into cells.
  • the nucleic acid can be one to three stranded, but is preferably single stranded or double stranded.
  • nucleic acid examples include, but are not limited to, DNA, RNA, chimeric nucleic acids of RNA, hybrids of DNA/RNA, and the like. Nucleic acids other than DNA, RNA, RNA chimeric nucleic acids, and DNA/RNA hybrids (hereinafter referred to as "other nucleic acids”) may be used.
  • nucleic acids include, for example, nucleotides having N-glycosides of purine or pyrimidine bases, oligomers having non-nucleotide backbones (such as commercially available peptide nucleic acids (PNA), etc.), or oligomers having special bonds (however, Oligomers contain nucleotides with a configuration that allows base pairing or base attachment, such as those found in DNA and RNA.
  • PNA peptide nucleic acids
  • nucleic acids may include, for example, nucleic acids with known modifications, labeled nucleic acids known in the art, capped nucleic acids, methylated nucleic acids, substitution of one or more natural nucleotides with analogs.
  • nucleic acids containing intercurrent compounds e.g., acridine, psoralen, etc.
  • nucleic acids containing chelate compounds e.g., metals, radioactive metals, boron, oxidizing metals, etc.
  • alkylating agents It may be a nucleic acid containing a modified bond, a nucleic acid having a modified bond (for example, an ⁇ -anomer type nucleic acid, etc.), or the like.
  • the type of DNA that can be used in the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose of use.
  • the DNA include plasmid DNA, cDNA, antisense DNA, chromosomal DNA, PAC, BAC, and CpG oligo.
  • plasmid DNA, cDNA, and antisense DNA are preferred, and plasmid DNA is more preferred.
  • Circular DNA such as plasmid DNA can also be appropriately digested with restriction enzymes and used as linear DNA.
  • RNA that can be used in the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose of use.
  • examples of RNA include siRNA, miRNA, shRNA, antisense RNA, messenger RNA (mRNA), single-stranded RNA genome, double-stranded RNA genome, RNA replicon, transfer RNA, ribosomal RNA, and the like.
  • siRNA, miRNA, shRNA, mRNA, antisense RNA, and RNA replicon are preferred.
  • nucleic acids used in the present invention are preferably purified by methods commonly used by those skilled in the art.
  • the nucleic acid introduction agent of the present invention encapsulating a nucleic acid can be administered in vivo, for example, for the purpose of preventing and/or treating diseases. Therefore, the nucleic acids used in the present invention preferably have prophylactic and/or therapeutic activity against a certain disease (prophylactic/therapeutic nucleic acids). Examples of such nucleic acids include nucleic acids used in so-called gene therapy.
  • the target nucleic acid and the constituent components (lipids, etc.) of the lipid membrane structure of the present invention are made to coexist, so that the lipid of the present invention encapsulates the nucleic acid.
  • a membrane structure ie, the nucleic acid introduction agent of the present invention that encapsulates the nucleic acid
  • the lipid membrane structure of the present invention when forming the lipid membrane structure of the present invention as a liposome by an ethanol dilution method, after vigorously mixing an aqueous solution of nucleic acid and an ethanol solution of the constituent components of the lipid membrane structure using a vortex or a microchannel, By diluting the obtained mixture with an appropriate buffer, the lipid membrane structure of the present invention encapsulating a nucleic acid (that is, the nucleic acid introduction agent of the present invention encapsulating a nucleic acid) can be formed.
  • a nucleic acid that is, the nucleic acid introduction agent of the present invention encapsulating a nucleic acid
  • the constituent components of the lipid membrane structure are dissolved in an appropriate organic solvent, the solution is placed in a glass container, and the solution is dried under reduced pressure. The solvent is distilled off to obtain a lipid thin film.
  • an aqueous solution of a nucleic acid is added to the obtained lipid thin film, and after hydration, the lipid membrane structure of the present invention encapsulating the nucleic acid (i.e., the nucleic acid is encapsulated) is obtained by ultrasonication using a sonicator.
  • a sealed nucleic acid introduction agent of the present invention can be formed.
  • One form of the lipid membrane structure of the present invention that encapsulates a nucleic acid includes LNP that encapsulates the nucleic acid by forming an electrostatic complex between the nucleic acid and a cationic lipid.
  • This LNP can be used for drug delivery systems to selectively deliver nucleic acids etc. into specific cells, such as DNA vaccines by introducing antigen genes into dendritic cells, gene therapy drugs for tumors, etc. , is useful for nucleic acid medicines (pharmaceutical compositions) that suppress the expression of target genes using RNA interference.
  • the particle size of the lipid membrane structure of the present invention encapsulating a nucleic acid is not particularly limited, but is preferably 10 nm to 500 nm, more preferably 30 nm to 300 nm.
  • the particle size can be measured using, for example, a particle size distribution measuring device such as Zetasizer Nano (Malvern).
  • the particle size of the lipid membrane structure can be adjusted as appropriate by the method for preparing the lipid membrane structure.
  • the zeta potential of the lipid membrane structure of the present invention encapsulating a nucleic acid is not particularly limited, but is preferably -15 to +15 mV, more preferably -5 to +15 mV.
  • particles with positively charged surfaces have been mainly used. This is useful as a method for promoting electrostatic interaction with negatively charged heparin sulfate on the cell surface and promoting its uptake into cells.
  • a positive surface charge results in (a) inhibition of the release of the nucleic acid from the carrier by interaction with the delivered nucleic acid within the cell, or (b) inhibition of protein synthesis by interaction of the mRNA with the delivered nucleic acid. there is a possibility.
  • Zeta potential can be measured using a zeta potential measuring device such as Zetasizer Nano.
  • the zeta potential of the lipid membrane structure can be adjusted by the composition of the components of the lipid membrane structure containing the cationic lipid (1) of the present invention.
  • Liposomal pKa The pKa of the lipid membrane surface of the lipid membrane structure of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as "Liposomal pKa”) is not particularly limited, but is preferably 5.0 to 9.0, more preferably 5. .3 to 8.5. Liposomal pKa is used as an index that indicates how easily a lipid membrane structure taken up by endocytosis is susceptible to protonation in the slightly acidic environment within an endosome. As described in Non-Patent Documents 2 and 3, in order to escape from endosomes and deliver nucleic acids into the cell chamber, it is important to set Liposomal pKa to a value favorable for endosomal escape.
  • Liposomal pKa By adjusting the Liposomal pKa within the above range, nucleic acids can be efficiently delivered into the cytoplasm.
  • Liposomal pKa can be adjusted as appropriate by selecting the cationic lipid (1) of the present invention to be used as a component of the lipid membrane structure.
  • the nucleic acid introduction agent of the present invention containing a nucleic acid By bringing the nucleic acid introduction agent of the present invention containing a nucleic acid into contact with cells, the nucleic acid can be introduced into the cells.
  • the type of cells is not particularly limited, and prokaryotic and eukaryotic cells can be used.
  • the cell is preferably a eukaryotic cell.
  • the types of eukaryotes are not particularly limited, and include, for example, mammals including humans (e.g., humans, monkeys, mice, rats, hamsters, cows, etc.), birds (e.g., chickens, ostriches, etc.), and amphibians (e.g., frogs).
  • the cells are more preferably animal or plant cells, and even more preferably mammalian cells.
  • the cells may be cultured cell lines containing cancer cells, cells isolated from individuals or tissues, or cells from tissues or tissue pieces. Further, the cells may be adherent cells or non-adherent cells.
  • the step of bringing the nucleic acid introduction agent of the present invention containing a nucleic acid into contact with cells in vitro will be specifically described below.
  • the cells are suspended in an appropriate medium and cultured under appropriate conditions. At the time of contact with the nucleic acid transfer agent, the cells may or may not be in the proliferative phase.
  • the culture medium used when the nucleic acid transfer agent of the present invention encapsulating a nucleic acid contacts cells may be a serum-containing medium or a serum-free medium.
  • the serum concentration in the medium is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less. If the culture medium contains excessive proteins such as serum, contact between the nucleic acid transfer agent and cells may be inhibited.
  • the cell density at the time of contact between the nucleic acid transfection agent of the present invention containing a nucleic acid and cells is not particularly limited, and can be set appropriately considering the type of cells, etc., but is usually 1 x 10 4 to 1 ⁇ 10 7 cells/mL.
  • a dispersion of the nucleic acid introduction agent of the present invention encapsulating the above-mentioned nucleic acid is added to the cells.
  • the amount of the dispersion liquid to be added is not particularly limited, and can be appropriately set in consideration of the number of cells and the like.
  • the concentration of the nucleic acid introduction agent in the dispersion when it is brought into contact with cells is not particularly limited as long as it can achieve the introduction of the target nucleic acid into the cells, but the lipid concentration in the dispersion is usually
  • the concentration of nucleic acid in the dispersion is usually 0.01 to 100 ⁇ g/mL, preferably 0.1 to 10 ⁇ g/mL.
  • the cells After adding the above dispersion to the cells, the cells are cultured. Temperature, humidity, CO 2 concentration, etc. during culturing are appropriately set in consideration of the type of cells. When the cells are of mammalian origin, the temperature is typically about 37° C., the relative humidity is about 95%, and the CO 2 concentration is about 5% by volume.
  • the culture time can be set as appropriate considering the conditions such as the type of cells used, but it is usually in the range of 0.1 to 76 hours, preferably in the range of 0.2 to 24 hours, and more preferably in the range of 0.2 to 24 hours. .5 to 12 hours. If the culture time is too short, the nucleic acid may not be sufficiently introduced into the cells, and if the culture time is too long, the cells may become weak.
  • the culture medium is preferably replaced with a fresh medium or a fresh medium is added to the medium, and the culture is continued further.
  • the fresh medium preferably contains serum or nutritional factors.
  • nucleic acid introduction agent of the present invention that encapsulates a nucleic acid
  • Subjects to which the nucleic acid transfer agent can be administered are not particularly limited, and include, for example, mammals (e.g., humans, monkeys, mice, rats, hamsters, cows, etc.), birds (e.g., chickens, ostriches, etc.), amphibians (e.g.
  • the subject to whom the nucleic acid transfer agent is administered is preferably a human or other mammal.
  • the type of target cells is not particularly limited, and by using the nucleic acid transfection agent of the present invention, various tissues (for example, liver, kidney, pancreas, lung, spleen, heart, blood, muscle, bone, brain, stomach, small intestine) can be used. , large intestine, skin, adipose tissue, lymph nodes, tumors, etc.).
  • tissues for example, liver, kidney, pancreas, lung, spleen, heart, blood, muscle, bone, brain, stomach, small intestine
  • large intestine skin, adipose tissue, lymph nodes, tumors, etc.
  • the method for administering the nucleic acid transfection agent of the present invention containing a nucleic acid to a subject is such that the nucleic acid transfection agent of the present invention reaches and contacts target cells, and the nucleic acid is introduced into the cells.
  • the method is not particularly limited as long as it can be introduced, and taking into consideration the type of nucleic acid to be introduced, the type and site of target cells, etc., it may be possible to use known administration methods (e.g., oral administration, parenteral administration (e.g., intravenous administration). , intramuscular administration, local administration, transdermal administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, spray, etc.) can be selected as appropriate.
  • the dosage of the nucleic acid transfer agent is not particularly limited as long as it can achieve the introduction of the nucleic acid into cells, and depends on the type of recipient, administration method, type of nucleic acid to be introduced, and type and site of target cells. It can be selected as appropriate by considering the following.
  • cationic lipid (1) and lipid membrane structure of the present invention can also be used to introduce compounds other than nucleic acids into cells.
  • the nucleic acid introduction agent containing the cationic lipid (1) or lipid membrane structure of the present invention can be formulated according to conventional methods.
  • the nucleic acid transfer agent of the present invention When the nucleic acid transfer agent of the present invention is provided as a research reagent, the nucleic acid transfer agent of the present invention combines the cationic lipid (1) of the present invention or the lipid membrane structure of the present invention with water or other physiologically an acceptable solvent (e.g., an aqueous solvent (e.g., malate buffer, etc.), an organic solvent (e.g., ethanol, methanol, DMSO, tert-butanol, etc.), or a mixed solvent of an aqueous solvent and an organic solvent) It may be provided as a sterile solution or dispersion containing the following, or it may be provided as a nucleic acid introduction agent that does not contain a solvent.
  • the nucleic acid introduction agent of the present invention can contain, as appropriate, known physiologically acceptable additives (eg, excipients, vehicles, preservatives, stabilizers, binders, etc.).
  • the nucleic acid transfer agent of the present invention comprises the cationic lipid (1) of the present invention or the lipid membrane structure of the present invention, and a known pharmaceutically acceptable additive.
  • Oral preparations e.g. tablets, capsules etc.
  • parenteral preparations e.g. injection agent, spray agent, etc.
  • the nucleic acid introduction agent of the present invention as a medicine is preferably a parenteral preparation, more preferably an injection preparation.
  • the nucleic acid transfer agent of the present invention may be either a preparation for adults or a preparation for children.
  • the nucleic acid introduction agent of the present invention in the form of a kit.
  • the kit can contain reagents used for nucleic acid introduction.
  • the nucleic acid transfer agent (or kit) of the present invention further contains a polycation (eg, protamine).
  • the present invention provides a method for producing a cell medicine containing cells expressing a specific gene, which comprises bringing the nucleic acid introduction agent of the present invention encapsulating a nucleic acid into contact with the cell and introducing the nucleic acid into the cell. I will provide a.
  • a cell expressing a specific gene refers to a cell in which a gene of interest is expressed by introducing a nucleic acid into the cell.
  • the nucleic acid can be introduced into the cell by bringing the nucleic acid introduction agent of the present invention encapsulating the nucleic acid into contact with the cell in vitro. Diseases can be treated or prevented by administering to a subject cells that express a specific gene of interest.
  • the step of bringing the nucleic acid transfer agent of the present invention encapsulating a nucleic acid into contact with cells in vitro can be performed in the same manner as described above.
  • T cells used in the production of cell medicines are not particularly limited as long as they are immune cells, and include, for example, T cells, B cells, NK cells, dendritic cells, macrophages, monocytes, and the like.
  • the T cells used in the production of cell medicines may be T cells induced to differentiate into T cells from lymphocyte precursor cells including pluripotent cells.
  • lymphocyte precursor cells including pluripotent cells include embryonic stem cells (ES cells), induced pluripotent stem cells (iPS cells), and the like.
  • ES cells embryonic stem cells
  • iPS cells induced pluripotent stem cells
  • Undifferentiated cells such as pluripotent cells can be differentiated into T cells by known methods.
  • nucleic acids used in the production of cell medicines include nucleic acids encoding chimeric antigen receptors (CARs) and T cell receptors (TCRs).
  • Nucleic acids encoding CAR used in the production of cell medicines include the antigen-binding domain, extracellular hinge domain, transmembrane domain of antibodies that can specifically recognize surface antigens that target immune cells should recognize, and intracellular T cells. Contains a signaling domain.
  • Nucleic acids encoding TCR used in the production of cell medicines are nucleic acids encoding ⁇ and ⁇ chains of TCR that can specifically recognize surface antigens to be recognized by target T cells. Examples of the types of nucleic acids encoding CAR and TCR include, but are not limited to, DNA, RNA, RNA chimeric nucleic acids, DNA/RNA hybrids, and the like.
  • a cell medicine contains cells expressing a specific gene, and may further contain pharmaceutically acceptable additives (eg, carriers, excipients, vehicles, preservatives, stabilizers, etc.).
  • the cell medicine is preferably a parenteral preparation, more preferably an injection preparation.
  • Cancers to which the medicament of the present invention is applicable are not particularly limited, and include, for example, lung cancer, breast cancer, stomach cancer, colon cancer, uterine cancer, ovarian cancer, osteosarcoma, chondrosarcoma, rhabdomyosarcoma, and smooth muscle cancer. Examples include, but are not limited to, cancer, fibrosarcoma, liposarcoma, angiosarcoma, leukemia, malignant lymphoma, and myeloma.
  • Subjects to which cell medicines can be administered are not particularly limited, and include, for example, mammals (eg, humans, monkeys, mice, rats, hamsters, cows, etc.).
  • mammals eg, humans, monkeys, mice, rats, hamsters, cows, etc.
  • the subject to whom the cell medicine is administered is preferably a human or other mammal.
  • the method of administering the cell medicine is not particularly limited as long as it allows the cells to express the target gene.
  • parenteral administration e.g., intravenous administration, Intramuscular administration, local administration, transdermal administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, spray, etc.
  • the dosage of cell medicines is not particularly limited as long as the cells can express the target gene, and can be selected appropriately taking into consideration the type of recipient, administration method, cell type, target disease, etc. can.
  • Tables 2 and 3 show the names and structures of the cationic lipids produced in the following Examples and Comparative Examples.
  • a comparative example was manufactured according to the manufacturing method of Patent Document 3.
  • Example 11 Synthesis of compound 11 ⁇ Synthesis of intermediate 6-b> Intermediate 6-b represented by the following formula was synthesized in the same manner as in Example 10 except that piperidine was used.
  • Example 12 Synthesis of compound 12 ⁇ Synthesis of intermediate 6-c> Intermediate 6-c represented by the following formula was synthesized in the same manner as in Example 10 except that dipropylamine was used.
  • Example 15 Synthesis of compound 15 ⁇ Synthesis of intermediate 10-b> Intermediate 10-b represented by the following formula was synthesized in the same manner as in Example 14 except that 4-(dimethylamino)butanoic acid hydrochloride was used.
  • Example 20 Synthesis of compound 20 ⁇ Synthesis of intermediate 15-c> Intermediate 15-c represented by the following formula was synthesized in the same manner as in Example 18 except that 4-(dimethylamino)butanoic acid hydrochloride was used.
  • Example 27 Synthesis of compound 27 ⁇ Synthesis of intermediate 17-g> Intermediate 17-g represented by the following formula was synthesized in the same manner as in Example 21 except that N,N-dibutylethylenediamine was used.
  • Example 28 Synthesis of compound 28 ⁇ Synthesis of intermediate 17-h> Intermediate 17-h represented by the following formula was synthesized in the same manner as in Example 21 except that N,N-diisopropylethylenediamine was used.
  • Example 40 Synthesis of compound 40 ⁇ Synthesis of compound 40> Compound 40 was synthesized in the same manner as in Example 38 except that 2-(ethylamino)ethanol was used. ⁇ 1H -NMR of compound 40 (600MHz, CDCl 3 )> ⁇ : 0.88 (t, 6H), 1.03 (t, 3H), 1.20-1.45 (m, 58H), 1.69-1.84 (m, 2H), 2.50- 2.59 (m, 5H), 2.88-2.97 (m, 4H), 3.23 (t, 2H), 3.55-3.58 (m, 2H), 3.63 (s, 2H), 4.28-4.38 (m, 4H), 5.97-6.00 (m, 1H), 6.95-7.05 (m, 3H), 7.27-7.30 ( m, 2H)
  • Example 41 Synthesis of compound 41 ⁇ Synthesis of compound 41> Intermediate 1, Compound 41 was synthesized by the same synthetic route as Example 1, except that 4,4'-dithiobisbutan-1-ol and 4-(dimethylamino)butanoic acid hydrochloride were used as starting materials. did.
  • the solution was washed with 150 g of 0.5 M acetate buffer (pH 4.0), 150 g of 7 wt% sodium bicarbonate solution, and 150 g of 20 wt% saline solution, and then dehydrated by adding 5.00 g of sodium sulfate. After removing sodium sulfate by filtration, the filtrate was concentrated using an evaporator to obtain 13.1 g of Intermediate 33.
  • Example 45 Synthesis of compound 45 ⁇ Synthesis of intermediate 40> 30.0 g of dichloromethane was added to Intermediate 18-b (3.00 g) and NPM (3.41 g) and dissolved at room temperature. pNPCl (3.51 g) was added to the obtained solution and reacted at 25° C. for 10 hours. DMAP (170 mg) and 1,2-isopropylidene glycol (7.37 g) were added to this reaction solution, and the reaction was carried out at 25° C. for 8 hours.
  • reaction solution was washed with 30.0 g of 7 wt% sodium bicarbonate solution and 30.0 g of 20 wt% saline solution in this order, and then dehydrated by adding 9.00 g of sodium sulfate. After removing sodium sulfate by filtration, the filtrate was concentrated using an evaporator and purified using a column to obtain 2.16 g of intermediate 40.
  • MES buffer pH 6.5
  • the resulting mixture was transferred to Amicon Ultra 4 and subjected to ultrafiltration under centrifugal conditions (25°C, 1000 g, 6 min) to reduce the volume to approximately 100 ⁇ L.
  • the obtained concentrate was diluted to 4 mL using PBS and concentrated again under centrifugal conditions (25° C., 1000 g, 6 min) twice in total.
  • the obtained concentrate was diluted with PBS so that the lipid concentration was 0.5 mM to obtain a dispersion containing LNP.
  • Fluorescence intensity (excitation: 321 nm/emission: 447 nm) was measured using a plate reader (manufactured by TECAN). The relative fluorescence intensity was calculated as a percentage, setting the maximum value of the fluorescence intensity in each LNP as 100% and the minimum value as 0%. Furthermore, the pH at which the relative fluorescence intensity was 50% was defined as Liposomal pKa. Table 4 shows the Liposomal pKa of each LNP. In the comparative example, the cationic lipids listed in Table 3 above were used.
  • DMG-PEG2k (2mM ethanol solution) was added in an amount of about 1 mole per 100 moles of the total amount of cationic lipids, DOPC, and Chol, and then ethanol was added to convert the lipids into ethanol.
  • a solution (total volume: 360 ⁇ L) was prepared.
  • MES buffer pH 6.5
  • the resulting mixture was transferred to Amicon Ultra 4 and subjected to ultrafiltration under centrifugal conditions (25°C, 1000 g, 6 min) to reduce the volume to approximately 100 ⁇ L.
  • the obtained concentrate was diluted to 4 mL using PBS and concentrated again under centrifugal conditions (25° C., 1000 g, 6 min) twice in total.
  • the obtained concentrate was diluted with PBS so that the lipid concentration was 2 mM to obtain a dispersion containing LNP.
  • HeLa cells which are human cervical cancer cells, were seeded in a 3.5 cm dish at 5.0 ⁇ 10 4 cells/2 mL/dish. After 24 hours, the medium was replaced with a culture medium containing 0.1 mM D-luciferin (D-MEM).
  • D-MEM D-luciferin
  • the prepared mRNA-encapsulated LNPs were diluted with PBS so that the mRNA concentration was approximately 8 ⁇ g/mL.
  • a diluted mRNA-encapsulated LNP solution (approximately 50 ⁇ L, mRNA: 0.4 ⁇ g) was added to a 3.5 cm dish, and the dish was set in an incubator-type luminometer KronosDio.
  • LNPs containing cationic properties of 36 and 42 showed superior gene expression activity compared to the comparative example. Therefore, the cationic properties of Examples 5, 7, 8, 9, 10, 11, 15, 19, 21, 22, 23, 24, 25, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 42 It has become clear that LNPs containing lipids are useful as LNPs that can promote mRNA expression.
  • Each prepared mRNA-encapsulated LNP dispersion was administered through the tail vein of Balb/c mice (male, 5 weeks old).
  • the dose of mRNA was 0.05 mg per 1 kg of mouse body weight, and the dose of mRNA-encapsulated LNP dispersion was 10 ⁇ L per 1 g of mouse body weight.
  • a PBS solution of D-luciferin potassium was administered into the abdominal cavity of the mouse.
  • the dose of D-luciferin potassium was 3 mg per mouse, and the dose of D-luciferin potassium solution in PBS was 200 ⁇ L per mouse.
  • mice Fifteen minutes after administering the D-luciferin potassium solution in PBS, the mice were euthanized, and the liver, spleen, kidney, heart, and lungs were removed. Luminescence in each organ was quantified using an in vivo imaging system (IVIS) with an exposure time of 10 seconds. The amount of luminescence in each organ was quantified by image analysis using Live Imaging software attached to IVIS. The amount of luminescence (photons/sec) was calculated from the acquired images, and this was used as an index of gene expression activity. The results are shown in Tables 7 and 8. Note that "E+0a" (a: integer) described in Tables 7 and 8 represents "10 a ". For example, “1.0E+02” represents “1.0 ⁇ 10 2 ”. In the comparative example, the cationic lipids listed in Table 3 above were used.
  • the LNPs containing cationic lipids of Examples 31 and 34 showed superior gene expression activity compared to the comparative example, especially in the spleen. Therefore, it became clear that the LNPs containing cationic lipids of Examples 31 and 34 are useful as LNPs that can promote mRNA expression.
  • the cationic lipid of the present invention is useful for nucleic acid medicine, gene therapy, biochemical experiments, etc.

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Abstract

本発明は、細胞内動態が良好な核酸送達キャリアとして用いることができるカチオン性脂質、これを含む脂質膜構造体、これらのいずれかを含む核酸導入剤及び医薬品組成物、核酸を細胞又は標的細胞内へ導入する方法、及び細胞医薬品の製造方法を提供する。式(1)で表されるカチオン性脂質(式中の記号の定義は明細書に記載した通りである)、前記カチオン性脂質を用いた脂質膜構造体、前記カチオン性脂質又は前記脂質膜構造体を用いた核酸導入剤及び医薬品組成物、前記核酸導入剤を用いて核酸を細胞又は標的細胞内へ導入する方法、及び前記核酸導入剤を用いて細胞医薬品を製造する方法。

Description

ジスルフィド結合を有するカチオン性脂質、これを含む脂質膜構造体、これらのいずれかを含む核酸導入剤及び医薬品組成物、核酸を細胞又は標的細胞内へ導入する方法、及び細胞医薬品の製造方法
 本発明は、ジスルフィド結合を有するカチオン性脂質、これを含む脂質膜構造体、これらのいずれかを含む核酸導入剤及び医薬品組成物、核酸を細胞又は標的細胞内へ導入する方法、及び細胞医薬品の製造方法に関する。
 核酸治療を実用化するために、効果的で安全な核酸送達キャリアが求められている。ウイルスベクターは、発現効率のよい核酸送達キャリアであるが、より安全に使用できる非ウイルス核酸送達キャリアの開発が進められており、そのなかでもカチオン性脂質を用いたキャリアは、現在最も一般的に使用されている非ウイルス核酸送達キャリアである。
 カチオン性脂質は大別してアミン部位と脂質部位から構成されている。このカチオン性脂質は、カチオン性を示すアミン部位とポリアニオンである核酸とが静電的に相互作用し、リポソームまたは脂質膜構造体を形成することで、細胞への取り込みを促進し、核酸を細胞内へ送達する。
 一般に広く用いられている公知のカチオン性脂質としては、1,2-ジオレオイルオキシ-3-トリメチルアンモニウムプロパン(DOTAP)や、1,2-ジオレオイルオキシ-3-ジメチルアミノプロパン(DODAP)が挙げられる。これらの公知のカチオン性脂質は、リン脂質と組み合わせることによって、正に帯電したリポソームまたは脂質膜構造体を形成し、核酸と静電的に相互作用することで、標的細胞に核酸を送達し得る(例えば、非特許文献1参照)。
 一方で、カチオン性脂質を用いた脂質膜構造体が、核酸送達キャリアとして生体内で実用的な効果を発揮するためには、体内動態が良い必要がある。具体的には、血中での安定性が高いこと、肝臓や腫瘍等の標的組織への集積性が高いことなどの要件を満たす必要がある。この課題に対し、脂質膜構造体の表面のpKaを中性付近に調整し、PEG脂質を導入した脂質膜構造体が、静脈内注射後に長い血中寿命を示すこと、腫瘍部位に集積することが知られている。さらに、脂質膜構造体の表面pKaを調整することで体内動態を改善させた例がある。
 例えば、非特許文献2および非特許文献3には、脂質膜構造体の表面pKaの調整により体内動態および肝臓内の各細胞における分布を制御できることが示されている。これらの文献には、エンドソーム脱出のため、脂質膜構造体の表面のpKaを調整することで、脂質膜構造体のエンドソームからの脱出が促進され、細胞質内へ効率よく核酸を送達できることが示されている。
米国特許第9708628号明細書 国際公開第2016/121942号 国際公開第2019/188867号 国際公開第2021/193397号
Biomaterials 29(24―25):3477―96,2008 Molecular Therapy 24(4):788-795,2016 Angewante Chemie International Edition 51:8529-8533,2012 Molecular Therapy 13(4):786―794,2006
 このように体内動態を改善したカチオン性脂質が開発されているが、一般的に外来物質を細胞内に導入するという核酸送達キャリアの性質上、少ない取り込み量で大きな効果を発揮することが望まれている。即ち、脂質膜構造体を発現ベクターの細胞内への送達キャリアとして用いた場合、細胞内に取り込まれた単位脂質膜構造体当たりの発現量を高め、細胞内での発現効率を高めることが求められている。つまり、細胞内での発現効率を高めるためには、体内動態の他に、細胞への取り込み、エンドソームからの脱出、核膜透過などの細胞内動態を改善する必要がある(例えば、非特許文献4参照)。
 また、発現効率を改善させるために、カチオン性脂質に生分解性を付与する方法がある(例えば、特許文献1~4参照)。これらの特許文献では、生分解性を示すジスルフィド結合で繋いだ構造を有するカチオン性脂質が示され、細胞内でジスルフィド結合が切断されることを利用し、核酸を脂質膜構造体から解離させることで細胞内動態が改善することが示されている。このようなカチオン性脂質は、公知のカチオン性脂質であるDOTAPやDODAPと比較して、高い核酸送達効率を示している。すなわち、特許文献1~4に記載されたカチオン性脂質は、核酸の細胞質内への送達効率の向上などの細胞内動態を改善できることが明らかとなっており、さらには、分解性の付与による毒性低減の効果も期待される。
 しかしながら、核酸治療が対象とする疾患は多岐にわたっており、各疾患に応じた治療法を確立するには、さらなる細胞内動態の改善が求められている。
 本発明は、上記課題に鑑み、細胞内動態が良好な核酸送達キャリアとして用いることができるカチオン性脂質、これを含む脂質膜構造体、これらのいずれかを含む核酸導入剤及び医薬品組成物、核酸を細胞又は標的細胞内へ導入する方法、及び細胞医薬品の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討した結果、下記式(1)で示されるカチオン性脂質において、核酸を効率よく標的細胞に送達できることを見出した。具体的には、下記式(1)で示されるカチオン性脂質は、ジスルフィド結合を介して芳香環を含む脂質部位およびアミン部位を導入した非対称型のカチオン性脂質であり、細胞内でジスルフィド結合が切断され、核酸を脂質膜構造体から解離させる効果も併せ持つ。また、この新規カチオン性脂質を含んだ脂質膜構造体は、核酸を効率よく細胞質内へ送達できることを見出した。
 即ち、本発明は、以下の内容を包含する。
[1] 式(1):
(式中、
 Xは、3級窒素を一つ以上含む含窒素脂肪族基を表し、
 Rは、炭素数が8以下の脂肪族炭化水素基を表し、
 Lは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合、N-アルキルカルバメート結合、カーボネート結合またはウレア結合を表し、
 kは、0または1を表し、
 RおよびRは、それぞれ独立して炭素数が2~5のアルキレン基を表し、
 Lは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合、カーボネート結合、エーテル結合またはウレア結合を表し、
 Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
 Yは、(i)ヘテロ原子を有していてもよい芳香族化合物から誘導される2価の基を一つ以上含み、且つ(ii)前記2価の基の芳香環上にエステル結合およびカーボネート結合からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む基を有し、且つ(iii)炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基、脂溶性ビタミン残基、およびステロール誘導体の残基からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む基を表す。)
で表されるジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
[2] Xが、式(2):
 Rα-N(Rβ)- (2)
(式中、
 Rαは、脂肪族炭化水素基を表し、
 Rβは、脂肪族炭化水素基、窒素以外のヘテロ原子を一つ以上含む脂肪族基、または3級アミンを一つ以上含む脂肪族基を表し、または
 RαおよびRβは、結合して3~8員の含窒素脂環を形成してもよい。)
で表される基である[1]に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
[3] Xが、ジアルキルアミノ基(前記ジアルキルアミノ基の二つのアルキル基の炭素数は、それぞれ独立して1~8である)、3~6員のヘテロ原子を有していてもよい環状アミノ基、または-N(R)-Rを表し、
 Rは、炭素数が1~8のアルキル基を表し、
 Rは、-(CH)q-O-Rを表し、
 Rは、水素または炭素数が1~8のアルキル基を表し、
 qは、2~4の整数を表す、
[1]に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
[4] Rが、炭素数が8以下のアルキレン基、または炭素数が8以下のアルケニレン基を表す[1]~[3]のいずれか一つに記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
[5] Yが、式(3):
(式中、
 Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表し、
 Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
 Sは、水素、炭素数が1~8のアルキル基、-R-L-R’、または-R-L-Z’-L-R’を表し、
 Sは、-R’-L-R’’または-R’-L-Z’’-L-R’’を表し、
 RおよびR’は、それぞれ独立して炭素数が8以下のアルキレン基を表し、
 Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
 Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
 lは、0または1を表し、
 Z、Z’およびZ’’は、それぞれ独立して、炭素数が3~16であり、少なくとも一つの芳香環を有し、且つヘテロ原子を有していてもよい芳香族化合物から誘導される2価の基を表し、
 Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
 Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
 Rは、水素または炭素数が1~8のアルキル基を表し、
 Sは、-R’-L’-R’’’を表し、
 mは、0または1を表し、
 RおよびR’は、それぞれ独立して炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
 LおよびL’は、それぞれ独立してエステル結合またはカーボネート結合を表し、
 R、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ独立して炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基、または-(CH)p-C(=O)-Rを表し、
 Rは、水酸基を有する脂溶性ビタミンの残基または水酸基を有するステロール誘導体の残基を表し、およびpは、2または3を表し、
 nは、0または1を表す。)
で表される基である[1]~[4]のいずれか一つに記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
[6] Z、Z’およびZ’’が、式(4):
(式中、
 tは、0~3の整数を表し、
 uは、0~3の整数を表し、
 vは、0~4の整数を表し、および
 v個のRは、それぞれ独立して置換基を表し、
 *は、LまたはLとの結合位置を表す。)
で表される基である[1]~[5]のいずれか一つに記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
[7] R及びRが、ともにエチレン基である[1]~[6]のいずれか一つに記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
[8] R、R’、R’’およびR’’’が、それぞれ独立して炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基、または-(CH-C(=O)-Rを表し、
 Rが、水酸基を有する脂溶性ビタミンの残基を表す[1]~[7]のいずれか一つに記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
[9] [1]~[8]のいずれか一つに記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質を膜の構成脂質として含む脂質膜構造体。
[10] [1]~[8]のいずれか一つに記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質を膜の構成脂質として含み、さらに核酸を含む脂質膜構造体。
[11] [1]~[8]のいずれか一つに記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質、または[10]に記載の脂質膜構造体を含む核酸導入剤。
[12] [1]~[8]のいずれか一つに記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質、または[10]に記載の脂質膜構造体を含む医薬品組成物。
[13] 生体外において、核酸を内封した[11]に記載の核酸導入剤と細胞とを接触させることを含む、当該核酸を当該細胞内へ導入する方法。
[14] 核酸を内封した[11]に記載の核酸導入剤を、標的細胞へ送達されるように、生体へ投与することを含む、当該核酸を当該標的細胞内へ導入する方法。
[15] 核酸を内封した[11]に記載の核酸導入剤と細胞とを接触させて、当該核酸を当該細胞内へ導入することを含む、特定遺伝子を発現した細胞を含有する細胞医薬品の製造方法。
 本発明のカチオン性脂質は、生分解性を示すジスルフィド結合を有するため、ジスルフィド結合が細胞内の還元的環境において切断され、内包物(核酸)の放出が促進される。そのため、本発明のカチオン性脂質、またはこれを含む脂質膜構造体は、細胞質内への高い核酸送達効率を達成することができる。したがって、細胞や生体での遺伝子導入に有利であり、特に、医薬品組成物として有用である。また、上述した核酸導入剤は、細胞への遺伝子導入効率に優れるため、特定遺伝子を発現した細胞を高効率で作製することができ、特定遺伝子を発現した細胞を含有する細胞医薬品の製造において有用である。
 以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 本発明は、式(1):
で表されるカチオン性脂質を提供する。上記のカチオン性脂質は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。なお、以下では「式(1)で表されるジスルフィド結合を有するカチオン性脂質」を「カチオン性脂質(1)」と略称することがある。他の式で表される化合物等も同様に略称することがある。
 Xは、3級窒素を一つ以上含む含窒素脂肪族基を表し、
 Rは、炭素数が8以下の脂肪族炭化水素基を表し、
 Lは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合、N-アルキルカルバメート結合、カーボネート結合またはウレア結合を表し、
 kは、0または1を表し、
 RおよびRは、それぞれ独立して炭素数が2~4のアルキレン基を表し、
 Lは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合、カーボネート結合、エーテル結合またはウレア結合を表し、
 Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
 Yは、(i)ヘテロ原子を有していてもよい芳香族化合物から誘導される2価の基を一つ以上含み、且つ(ii)前記2価の基の芳香環上にエステル結合およびカーボネート結合からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む基を有し、且つ(iii)炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基、脂溶性ビタミン残基、およびステロール誘導体の残基からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む基を表す。
 好ましいXの一例は、下記一般式(2)で表すことができる。
 Rα-N(Rβ)- (2)
(式中、
 Rαは、脂肪族炭化水素基であり、
 Rβは、脂肪族炭化水素基、窒素以外のヘテロ原子を一つ以上含む脂肪族基、または3級アミンを一つ以上含む脂肪族基であり、または
 RαおよびRβは、結合して3~8員の含窒素脂環を形成してもよい)
 より好ましいXとしては、ジアルキルアミノ基(前記ジアルキルアミノ基の二つのアルキル基の炭素数は、それぞれ独立して1~8である)、3~6員のヘテロ原子を有していてもよい環状アミノ基、または-N(Ra)-Rであり、
 Rは、炭素数が1~8のアルキル基であり、
 Rは、-(CH)q-O-Rであり、
 Rは、水素または炭素数が1~8のアルキル基であり、
 qは、2~4の整数である。
 ジアルキルアミノ基中の二つのアルキル基の炭素数は、好ましくは、それぞれ独立して1~5であり、より好ましくは、それぞれ独立して1~4である。上記のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれでもよい。
 具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、2-メチルブチル基、シクロペンチル基等を挙げることができる。好ましくは、それぞれ独立してメチル基、エチル基、プロピル基またはイソプロピル基であり、より好ましくはそれぞれ独立してメチル基またはエチル基である。
 3~6員のヘテロ原子を有していてもよい環状アミノ基とは、アミノ基の置換基が結合して環を形成しており、上記の環を形成する原子の数が3~6個であり、酸素などのヘテロ原子を含んでいてもよい基を意味する。3~6員のヘテロ原子を有していてもよい環状アミノ基は、好ましくは5または6員のヘテロ原子を有していてもよい環状アミノ基、より好ましくは6員のヘテロ原子を有していてもよい環状アミノ基である。環状アミノ基としては、環が窒素原子およびメチレン基(-CH-)のみから形成されているアミノ基が好ましく、その中に酸素原子を含んでいてもよい。具体的には、1-ピロリジニル基、1-ピペリジル基、モルホリノ基(4-モルホリニル基)であり、好ましくは、1-ピペリジル基、モルホリノ基である。
 Rにおける炭素数が8以下の脂肪族炭化水素基としては、アルキレン基、アルケニレン基、またはアルキニレン基であることが好ましく、アルキレン基またはアルケニレン基であることがより好ましい。
 炭素数が8以下のアルキレン基は、直鎖状または分岐鎖状のいずれでもよい。上記のアルキレン基の炭素数は、好ましくは6以下であり、より好ましくは4以下である。炭素数が8以下であるアルキレン基は、好ましくはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、イソプロピレン基(-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-)、イソブチレン基(-C(CHCH-、-CHC(CH-)、ペンタメチレン基、またはヘキサメチレン基であり、より好ましくはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、イソプロピレン基(-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-)、テトラメチレン基、またはイソブチレン基(-C(CHCH-、-CHC(CH-)である。
 炭素数が8以下のアルケニレン基は、直鎖状または分岐鎖状のいずれでもよい。上記のアルケニレン基の炭素数は、好ましくは6以下であり、より好ましくは4以下である。炭素数が8以下であるアルケニレン基は、好ましくはプロペニレン基(-CHCH=CH-、-CH=CHCH-)、ブテニレン基、イソプロペニレン基、イソブテニレン基、ペンテニレン基、またはヘキセニレン基であり、より好ましくはプロペニレン基(-CHCH=CH-、-CH=CHCH-)、ブテニレン基、イソプロペニレン基、またはイソブテニレン基である。
 Lは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合、N-アルキルカルバメート結合、カーボネート結合またはウレア結合であり、好ましくは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合、N-メチルカルバメート結合またはカーボネート結合である。
 本明細書中、N-アルキルカルバメート結合は、-NR-CO-O-または-O-CO-NR-を表し、Rは、炭素数が1~8のアルキル基を表す。炭素数が1~8のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれでもよい。上記のアルキル基の炭素数は、好ましくは1~6であり、より好ましくは1~4である。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、2-メチルブチル基、シクロペンチル基等を挙げることができる。好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基またはイソプロピル基であり、より好ましくはメチル基である。
 kは、0または1を表す。ここで、kが0であるとは、R-Lが存在しないこと、即ち、XとRが直接結合することを意味する。l、m、n等が0である場合も、同様の意味である。
 RおよびRについての炭素数が2~5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のいずれでもよいが、好ましくは直鎖状である。上記のアルキレン基の炭素数は、好ましくは2~4であり、より好ましくは2である。
 具体的には、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、イソプロピレン基(-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-)、またはイソブチレン基(-C(CHCH-、-CHC(CH-)であり、好ましくはエチレン基またはトリメチレン基であり、より好ましくはエチレン基である。
 Lは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合、カーボネート結合、エーテル結合またはウレア結合であり、好ましくはエステル結合またはアミド結合であり、より好ましくはエステル結合である。
 Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在しない。Rが存在しないとは、LとYが直接結合することを意味する。
 Rにおける炭素数が8以下のアルキレン基は、直鎖状または分岐鎖状のいずれでもよいが、好ましくは直鎖状である。上記のアルキレン基の炭素数は、好ましくは6以下であり、より好ましくは4以下である。炭素数が8以下であるアルキレン基は、好ましくはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、イソプロピレン基(-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-)、イソブチレン基(-C(CHCH-、-CHC(CH-)、ペンタメチレン基、またはヘキサメチレン基であり、より好ましくはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、イソプロピレン基(-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-)、テトラメチレン基、またはイソブチレン基(-C(CHCH-、-CHC(CH-)である。
 RおよびRにおける炭素数が1~8のアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のいずれでもよいが、好ましくは直鎖状である。上記のアルキル基の炭素数は、好ましくは1~6であり、より好ましくは1~4である。炭素数が1~8であるアルキル基としては、具体的にメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、2-メチルブチル基等を挙げることができる。好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基またはイソプロピル基であり、より好ましくはメチル基である。
 好ましいYの一例は、下記一般式(3)で表すことができる。
(式中、
 Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表し、
 Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
 Sは、水素、炭素数が1~8のアルキル基、-R-L-R’、または-R-L-Z’-L-R’を表し、
 Sは、-R’-L-R’’または-R’-L-Z’’-L-R’’を表し、
 RおよびR’は、それぞれ独立して炭素数が8以下のアルキレン基を表し、
 Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
 Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
 lは、0または1を表し、
 Z、Z’およびZ’’は、それぞれ独立して、炭素数が3~16であり、少なくとも一つの芳香環を有し、且つヘテロ原子を有していてもよい芳香族化合物から誘導される2価の基を表し、
 Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
 Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
 Rは、水素または炭素数が1~8のアルキル基を表し、
 Sは、-R’-L’-R’’’を表し、
 mは、0または1を表し、
 RおよびR’は、それぞれ独立して炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
 LおよびL’は、それぞれ独立してエステル結合またはカーボネート結合を表し、
 R、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ独立して炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基、または-(CH)p-C(=O)-Rを表し、
 Rは、水酸基を有する脂溶性ビタミンの残基または水酸基を有するステロール誘導体の残基を表し、およびpは、2または3を表し、
 nは、0または1を表す。
 Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在しない。Rが存在しないとは、RおよびSが結合する炭素原子とLが直接結合することを意味する。
 RおよびR’は、それぞれ独立して炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在しない。Rが存在しないとは、m=0のとき、LとLが直接結合することを意味し、m=1のとき、RおよびSが結合する炭素原子とLが直接結合することを意味する。R’が存在しないとは、RおよびRが結合する炭素原子とL’が直接結合することを意味する。
 R、R、R、R’、RおよびR’における炭素数が8以下のアルキレン基は、直鎖状または分岐鎖状のいずれでもよいが、好ましくは直鎖状である。上記のアルキレン基の炭素数は、好ましくは6以下であり、より好ましくは4以下である。炭素数が8以下であるアルキレン基は、好ましくはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、イソプロピレン基(-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-)、イソブチレン基(-C(CHCH-、-CHC(CH-)、ペンタメチレン基、またはヘキサメチレン基であり、より好ましくはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、イソプロピレン基(-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-)、テトラメチレン基、またはイソブチレン基(-C(CHCH-、-CHC(CH-)である。
 RおよびSにおける炭素数が1~8のアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のいずれでもよいが、好ましくは直鎖状である。上記のアルキル基の炭素数は、好ましくは1~6であり、より好ましくは1~4である。炭素数が1~8であるアルキル基としては、具体的にメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、2-メチルブチル基等を挙げることができる。好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基またはイソプロピル基であり、より好ましくはメチル基である。
 L、L、L、L’、LおよびLは、エステル結合またはカーボネート結合であり、好ましくは、エステル結合ある。
 Z、Z’およびZ’’は、それぞれ独立して、炭素数が3~16であり、少なくとも一つの芳香環を有し、且つヘテロ原子を有していてもよい芳香族化合物から誘導される2価の基を表す。ここで、2価の基とは、上記の芳香族化合物から二つの水素原子を除くことによって得られる構造を有する2価の基を意味する。上記の芳香族化合物の炭素数は好ましくは6~12であり、より好ましくは6~7である。また、上記の芳香族化合物の芳香環の数は、好ましくは1である。Z、Z’およびZ’’は、それぞれ同一であっても異なっていてもよいが、好ましくは、Z、Z’およびZ’’は同一である。
 上記の芳香族化合物の芳香環としては、芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環のいずれでもよい。芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等を挙げることができる。芳香族ヘテロ環としては、例えば、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、トリアジン環、ピロール環、フランチオフェン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、ピリジン環、プリン環、プテリジン環、ベンズイミダゾール環、インドール環、ベンゾフラン環、キナゾリン環、フタラジン環、キノリン環、イソキノリン環、クマリン環、クロモン環、ベンゾジアゼピン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、アクリジン環等を挙げることができる。上記の芳香族化合物の芳香環は、好ましくはベンゼン環、ナフタレン環またはアントラセン環であり、より好ましくはベンゼン環である。
 上記の芳香族化合物の芳香環は置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、炭素数が2~4のアシル基、炭素数が2~4のアルコキシカルボニル基、炭素数が2~4のカルバモイル基、炭素数が2~18のアシルオキシ基、炭素数が2~4のアシルアミノ基、炭素数が2~4のアルコキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素数が1~4のアルキルスルファニル基、炭素数が1~4のアルキルスルホニル基、炭素数が6~10のアリールスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、シアノ基、炭素数が1~4のアルキル基、炭素数が1~4のウレイド基、炭素数が1~4のアルコキシ基、炭素数が6~10のアリール基、炭素数が6~10のアリールオキシ基等を挙げることができる。上記の置換基の好ましい例としては、アセチル基、メトキシカルボニル基、メチルカルバモイル基、アセトキシ基、アセトアミド基、メトキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、メチルスルファニル基、フェニルスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、ウレイド基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、tert-ブトキシ基、フェニル基、フェノキシ基等を挙げることができる。
 Z、Z’およびZ’’は、好ましくはそれぞれ独立して、式(4):
(式中、
 tは、0~3の整数を表し、
 uは、0~3の整数を表し、
 vは、0~4の整数を表し、および
 v個のRは、それぞれ独立して置換基を表し、
 *は、LまたはLとの結合位置を表す。)
 tは、好ましくは0または1であり、より好ましくは1である。
 uは、好ましくは0~2の整数であり、より好ましくは0である。
 vは、好ましくは0~2の整数であり、より好ましくは0または1であり、さらに好ましくは0である。
 Rとしては、例えば、炭素数が2~4のアシル基、炭素数が2~4のアルコキシカルボニル基、炭素数が2~4のカルバモイル基、炭素数が2~18のアシルオキシ基、炭素数が2~4のアシルアミノ基、炭素数が2~4のアルコキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素数が1~4のアルキルスルファニル基、炭素数が1~4のアルキルスルホニル基、炭素数が6~10のアリールスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、シアノ基、炭素数が1~4のアルキル基、炭素数が1~4のウレイド基、炭素数が1~4のアルコキシ基、炭素数が6~10のアリール基、炭素数が6~10のアリールオキシ基等を挙げることができる。Rの好ましい例としては、アセチル基、メトキシカルボニル基、メチルカルバモイル基、アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ペンタノイルオキシ基、ヘキサノイルオキシ基、ヘプタノイルオキシ基、オクタノイルオキシ基、ノナノイルオキシ基、デカノイルオキシ基、ウンデカノイルオキシ基、ドデカノイルオキシ基、トリデカノイルオキシ基、テトラデカノイルオキシ基、ペンタデカノイルオキシ基、ヘキサデカノイルオキシ基、ヘプタデカノイルオキシ基、オクタデカノイルオキシ基、オクタデセノイルオキシ基、オクタデカジエノイルオキシ基、アセトアミド基、メトキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、メチルスルファニル基、フェニルスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、ウレイド基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、tert-ブトキシ基、フェニル基、フェノキシ基等を挙げることができる。Rが複数存在する場合、複数のRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
 R、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ独立して炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基または-(CH)p-C(=O)-Rを表し、Rは、水酸基を有する脂溶性ビタミンの残基または水酸基を有するステロール誘導体の残基を表し、およびpは、2または3を表す。R、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
 本明細書中、水酸基を有する脂溶性ビタミンの残基とは、脂溶性ビタミンの水酸基から水素原子を除くことによって得られる構造を有する1価の基を表す。また、水酸基を有するステロール誘導体の残基とは、ステロール誘導体の水酸基から水素原子を除くことによって得られる構造を有する1価の基を表す。
 炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基は、直鎖状または分岐鎖状のいずれでもよい。上記の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは12~37であり、より好ましくは13~37であり、さらに好ましくは15~37である。
 上記の脂肪族炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよい。上記の脂肪族炭化水素基が不飽和脂肪族炭化水素基である場合、その不飽和結合の数は、好ましくは1~6個、より好ましくは1~3個、さらに好ましくは1~2個である。不飽和結合は、炭素-炭素二重結合または炭素-炭素三重結合のいずれでもよいが、好ましくは炭素-炭素二重結合である。上記の脂肪族炭化水素基は、好ましくはアルキル基またはアルケニル基である。
 炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基としては、例えば、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ヘンエイコセニル基、ドコセニル基、ドデカジエニル基、トリデカジエニル基、テトラデカジエニル基、ペンタデカジエニル基、ヘキサデカジエニル基、ヘプタデカジエニル基、オクタデカジエニル基、ノナデカジエニル基、イコサジエニル基、ヘンイコサジエニル基、ヘンエイコサジエニル基、ドコサジエニル基、オクタデカトリエニル基、イコサトリエニル基、イコサテトラエニル基、イコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、イソステアリル基、1-ヘキシルヘプチル基、1-ヘキシルノニル基、1-オクチルノニル基、1-オクチルウンデシル基、1-デシルウンデシル基、1-ドデシルトリデシル基、1-テトラデシルペンタデシル基、1-ヘキサデシルヘプタデシル基、1-オクタデシルノナデシル基等を挙げることができる。
 炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基は、好ましくはウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ヘンエイコセニル基、ドコセニル基、ドデカジエニル基、トリデカジエニル基、テトラデカジエニル基、ペンタデカジエニル基、ヘキサデカジエニル基、ヘプタデカジエニル基、オクタデカジエニル基、ノナデカジエニル基、イコサジエニル基、ヘンイコサジエニル基、ヘンエイコサジエニル基、ドコサジエニル基、オクタデカトリエニル基、イコサトリエニル基、イコサテトラエニル基、イコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、イソステアリル基、1-ヘキシルヘプチル基、1-ヘキシルノニル基、1-オクチルノニル基、1-オクチルウンデシル基、1-デシルウンデシル基、1-ドデシルトリデシル基、1-テトラデシルペンタデシル基、1-ヘキサデシルヘプタデシル基、1-オクタデシルノナデシル基であり、特に好ましくはペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、ヘプタデセニル基、ドデカジエニル基、トリデカジエニル基、テトラデカジエニル基、ペンタデカジエニル基、ヘキサデカジエニル基、ヘプタデカジエニル基、オクタデカジエニル基、ノナデカジエニル基、イコサジエニル基、ヘンイコサジエニル基、ヘンエイコサジエニル基、ドコサジエニル基、オクタデカトリエニル基、イコサトリエニル基、イコサテトラエニル基、イコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、イソステアリル基、1-ヘキシルヘプチル基、1-ヘキシルノニル基、1-オクチルノニル基、1-オクチルウンデシル基、1-デシルウンデシル基、1-ドデシルトリデシル基、1-テトラデシルペンタデシル基、1-ヘキサデシルヘプタデシル基、1-オクタデシルノナデシル基である。
 水酸基を有する脂溶性ビタミンとしては、例えばレチノール、エルゴステロール、7-デヒドロコレステロール、カルシフェロール、コルカルシフェロール、ジヒドロエルゴカルシフェロール、ジヒドロタキステロール、トコフェロール、トコトリエノール等を挙げることができる。水酸基を有する脂溶性ビタミンは、好ましくはトコフェロールである。
 水酸基を有するステロール誘導体としては、例えばコレステロール、コレスタノール、スチグマステロール、β-シトステロール、ラノステロール、エルゴステロール等を挙げることができる。水酸基を有するステロール誘導体は、好ましくはコレステロール、またはコレスタノールである。
 Rは、好ましくは水酸基を有する脂溶性ビタミンの残基である。pは、好ましくは2である。
 l、m、nは、0または1を表す。好ましいl、m、nの組み合わせとしては、
  l=0、m=0、n=0
  l=0、m=0、n=1
  l=0、m=1、n=1
  l=1、m=0、n=0
であり、特に好ましくは
  l=0、m=0、n=0
  l=0、m=1、n=1
  l=1、m=0、n=0
である。
 本発明のカチオン性脂質(1)の好適な例としては、以下のカチオン性脂質が挙げられる。
 Xは、ジアルキルアミノ基(前記ジアルキルアミノ基の二つのアルキル基の炭素数は、それぞれ独立して1~8である)、3~6員のヘテロ原子を有していてもよい環状アミノ基、または-N(R)-Rを表し、
 Rは、炭素数が1~8のアルキル基を表し、
 Rは、-(CH)q-O-Rを表し、
 Rは、水素または炭素数が1~8のアルキル基を表し、
 qは、2~4の整数であり;
 Rは、炭素数が6以下のアルキレン基、または炭素数が6以下のアルケニレン基であり;
 Lは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合またはカーボネート結合であり
 kは、0または1であり;
 RおよびRは、それぞれ独立して炭素数が2~4のアルキレン基であり;
 Lは、エステル結合またはアミド結合であり;
 Rは、炭素数が6以下のアルキレン基であるか、または存在せず;
 Yが式(Y):
(式中、
 Rは、炭素数が6以下のアルキレン基を表し、
 Lは、エステル結合を表し、
 Sは、水素、炭素数が1~8のアルキル基、-R-L-R’、または-R-L-Z’-L-R’を表し、
 Sは、-R’-L-R’’または-R’-L-Z’’-L-R’’を表し、
 RおよびR’は、それぞれ独立して炭素数が6以下のアルキレン基を表し、
 Lは、エステル結合を表し、
 Lは、エステル結合を表し、
 lは、0または1を表し、
 Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
 Rは、炭素数が6以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
 Rは、水素または炭素数が1~8のアルキル基を表し、
 Sは、-R’-L’-R’’’を表し、
 mは、0または1を表し、
 RおよびR’は、それぞれ独立して炭素数が6以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
 LおよびL’は、共にエステル結合を表し、
 R、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ独立して炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基、または-(CH)p-C(=O)-Rを表し、
 Rは、水酸基を有する脂溶性ビタミンの残基または水酸基を有するステロール誘導体の残基を表し、およびpは、2または3を表し、
 nは、0または1を表す。)
で表される基であり;
 Z、Z’およびZ’’は、それぞれ独立して、式(Z):
(式中、
 tは、0または1の整数を表し、
 uは、0~2の整数を表し、
 vは、0~2の整数を表し、および
 v個のRは、それぞれ独立して炭素数が2~4のアシル基、炭素数が2~4のアルコキシカルボニル基、炭素数が2~4のカルバモイル基、炭素数が2~18のアシルオキシ基、炭素数が2~4のアシルアミノ基、炭素数が2~4のアルコキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素数が1~4のアルキルスルファニル基、炭素数が1~4のアルキルスルホニル基、炭素数が6~10のアリールスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、シアノ基、炭素数が1~4のアルキル基、炭素数が1~4のウレイド基、炭素数が1~4のアルコキシ基、炭素数が6~10のアリール基、または炭素数が6~10のアリールオキシ基を表す。)
で表される基である;
カチオン性脂質(1)。
 本発明のカチオン性脂質(1)は、幾何異性体、光学異性体等の立体異性体、互変異性体等が存在し得るが、本発明のカチオン性脂質(1)は、これらを含め、全ての可能な異性体およびそれらの混合物を包含する。複数の異性体の混合物において、各異性体の割合に特に限定はない。
 本発明のカチオン性脂質(1)は塩を形成していてもよい。薬理学的に許容される塩であれば特に限定されず、例えば、塩酸、臭化水素酸、硝酸、硫酸、リン酸などの無機酸との塩、もしくは酢酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、メタンスルホン酸などの有機酸との塩が挙げられる。
 本発明の化合物の好ましい具体例としては、後記する実施例1~実施例46に記載の化合物が挙げられるが、本発明がこれにより限定して解釈されるものではない。実施例1~実施例46に記載の化合物は、それぞれ化合物1~化合物46と称する。
 本発明のカチオン性脂質(1)は、好ましくは、これらからなる群から選ばれる少なくとも一つであり、より好ましくは、化合物5、7、8、9、10、11、15、19、21、22、23、24、25、28、29、30、31、32、34、35、36、および42からなる群から選ばれる少なくとも一つであり、さらに好ましくは、化合物5、7、8、9、10、11、15、21、22、24、31、32、34、35、および36からなる群から選ばれる少なくとも一つであり、最も好ましくは、化合物31又は化合物34である。
 次に本発明のカチオン性脂質(1)の製造方法について説明する。
 本発明のカチオン性脂質(1)は、-S-S-(ジスルフィド)結合を有している。そのため、本発明のカチオン性脂質(1)の製造方法としては、
 (A)X-(R-L-R-SHで表されるチオールおよびHS-R-L-R-Yで表されるチオールを製造した後、これらを酸化およびカップリングする方法、並びに
 (B)-S-S-結合を含む出発化合物に、必要な部分を順次合成していき、最終的に本発明のカチオン性脂質(1)を得る方法
等が挙げられる。本発明のカチオン性脂質(1)の製造方法は、好ましくは、(B)の方法である。
 以下、(B)の方法を説明するが、本発明のカチオン性脂質(1)の製造方法は、これに限定されない。
 以下の製造方法における各工程で用いられた原料、試薬および得られた化合物は、それぞれ塩を形成していてもよい。このような塩としては、例えば、前述の本発明の化合物における塩と同様のものが挙げられる。
 各工程で得られた化合物が遊離化合物である場合には、公知の方法により、目的とする塩に変換することができる。逆に各工程で得られた化合物が塩である場合には、公知の方法により、遊離体または目的とする他の種類の塩に変換することができる。
 各工程で得られた化合物は反応液のままか、または粗生成物として得た後に、次反応に用いることもできる。あるいは、各工程で得られた化合物を、反応混合物から抽出、再結晶、吸着、再沈殿、カラムクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーなどの一般的な精製法によって、適宜精製することができる。
 各工程の原料や試薬の化合物が市販されている場合には、市販品をそのまま用いることができる。
 各工程の反応において、反応時間は、特に記載の無い場合、通常1分~48時間、好ましくは10分~22時間である。
 各工程の反応において、反応温度は、特に記載が無い場合、通常-78℃~300℃、好ましくは-78℃~150℃である。
 各工程の反応において、試薬は、特に記載が無い場合、基質に対して0.5当量~20当量、好ましくは0.8当量~8当量が用いられる。試薬を触媒として使用する場合、試薬は基質に対して0.001当量~1当量、好ましくは0.01当量~0.4当量が用いられる。試薬が反応溶媒を兼ねる場合、試薬は溶媒量が用いられる。
 各工程の反応において、特に記載が無い場合、これらの反応は、無溶媒、あるいは適当な溶媒に溶解または懸濁して行われる。溶媒の具体例としては、実施例に記載されている溶媒、あるいはメタノール、エタノール、イソプロパノール、tert-ブチルアルコール、テトラヒドロフラン、トルエン、シクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタン、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、クロロホルム、ジクロロメタン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、酢酸エチル、アセトン、水などが挙げられる。上記溶媒は、二種以上を適宜の割合で混合して用いてもよい。
 各工程の反応において塩基を用いる場合、実施例に記載されている塩基、あるいは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、トリエチルアミン、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)、イミダゾール、ピペリジン、ナトリウムエトキシド、カリウムtert-ブトキシド、ナトリウムtert-ブトキシド、水素化リチウムなどが挙げられる。
 各工程の反応において酸または酸性触媒を用いる場合、実施例に記載されている酸や酸性触媒、あるいは塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸ピリジニウム、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体などが挙げられる。
 各工程において、官能基の保護または脱保護反応は、公知の試薬および方法(例えば、GREENE’S PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS、第4版、WILEY-INTERSCIENCEMに記載されている試薬および方法)、あるいは実施例に記載された方法に準じて行われる。
 アルコールなどの水酸基やフェノール性水酸基の保護基としては、例えば、テトラヒドロピラニルエーテル、メトキシメチルエーテル、ベンジルエーテル、p-メトキシベンジルエーテル、t-ブチルジメチルシリルエーテル、t-ブチルジフェニルシリルエーテルなどのエーテル型保護基;酢酸エステルなどのカルボン酸エステル型保護基;メタンスルホン酸エステルなどのスルホン酸エステル型保護基;t-ブチルカルボネートなどの炭酸エステル型保護基などが挙げられる。
 保護基の除去は、例えば、酸、塩基、紫外光、ヒドラジン、フェニルヒドラジン、N-メチルジチオカルバミン酸ナトリウム、テトラブチルアンモニウムフルオリド、酢酸パラジウム、トリアルキルシリルハライドを使用する方法や還元法など、公知の方法を用いて行うことができる。
 各工程において、カーボネート化反応、あるいはカルバメート化反応を行う場合、使用される試薬としては、炭酸 N,N’-ジスクシンイミジル(DSC)、クロロぎ酸4-ニトロフェニル(pNPCl)などと塩基(塩基性塩類、有機塩基類など)が挙げられる。カーボネート化を行う場合、4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)などの添加剤をさらに加えてもよい。
 各工程において、メシル化反応を行う場合、使用される試薬としては、塩化メタンスルホニルと塩基(塩基性塩類、有機塩基類など)が用いられる。
 各工程において、エステル化反応、アミド化反応、あるいはウレア化反応を行う場合、使用される試薬としては、酸クロリドなどのハロゲン化アシル体、酸無水物、活性エステル体など活性化されたカルボン酸類が挙げられる。カルボン酸の活性化剤としては、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)などのカルボジイミド系縮合剤、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリドn水和物(DMT-MM)などのトリアジン系縮合剤、O-(7-アザベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩(HATU)、あるいはこれらの組み合わせなどが挙げられる。カルボジイミド系縮合剤を用いる場合、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)、N-ヒドロキシコハク酸イミド(HOSu)、4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)などの添加剤をさらに反応に加えてもよい。
 各工程において、アミノ化などの求核置換反応を行う場合、試薬としては、求核剤(アミン類など)と塩基(塩基性塩類、有機塩基類など)が用いられる。ヨウ化カリウム(KI)やテトラブチルアンモニウムヨージド(TBAI)などの添加剤をさらに反応に加えてもよい。
 カチオン性脂質(1)は、例えば、以下の製法によって製造することができる。また、カチオン性脂質(1)の塩は、無機酸、有機酸との適切な混合により得ることができる。
 製法A:k=1, l=0, m=0, n=0であり、RおよびRがともにエチレン基のとき
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 製法B:k=1, l=0, m=1, n=1であり、RおよびRがともにエチレン基のとき
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 製法C:k=1, l=1, m=0, n=0であり、RおよびRがともにエチレン基であり、Sが水素またはアルキル基のとき
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 製法D:k=0, l=0, m=0, n=0であり、RおよびRがともにエチレン基のとき
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 上記の式中、F~F10はそれぞれ独立して、反応性官能基を表し、P~Pはそれぞれ独立して、保護基を表す。
 具体的な製造方法を、後述の実施例1~46に記載する。当業者であれば、適宜原料を選択し、実施例1~46に記載する方法に準じて反応を行うことにより、所望のカチオン性脂質(1)を製造することができる。
 次に本発明の脂質膜構造体について説明する。
 本発明の脂質膜構造体とは、本発明のカチオン性脂質(1)を膜の構成物質(構成脂質)として含有するものである。ここで、本発明における「脂質膜構造体」とは、両親媒性脂質の親水基が界面の水相側に向かって配列した膜構造を有する構造体を意味する。「両親媒性脂質」とは、親水性基および疎水性基の両方を有する脂質を意味する。両親媒性脂質としては、例えば、カチオン性脂質やリン脂質等を挙げることができる。
 本発明の脂質膜構造体の形態は特に限定されないが、例えば、水系溶媒に本発明のカチオン性脂質(1)が分散した形態として、リポソーム(例えば一枚膜リポソーム、多重層リポソームなど)、O/W型エマルション、W/O型エマルション、球状ミセル、ひも状ミセル、脂質ナノ粒子(Lipid Nanoparticle、本明細書中「LNP」と略称することがある)または不特定の層状構造物などを挙げることができる。本発明の脂質膜構造体は、好ましくはLNPである。
 本発明の脂質膜構造体は、本発明のカチオン性脂質(1)に加え、その他の構成成分をさらに含有してもよい。その他の構成成分としては、例えば、脂質(リン脂質(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、ホスファチジルセリン、ホスファチジン酸、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルコリン等)、糖脂質、ペプチド脂質、コレステロール、本発明のカチオン性脂質(1)以外のカチオン性脂質、PEG脂質等)、界面活性剤(例えば、3-[(3-コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]プロパンスルホネート、コール酸ナトリウム塩、オクチルグリコシド、N-D-グルコ-N-メチルアルカンアミド類等)、ポリエチレングリコール、タンパク質などが挙げられる。本発明の脂質膜構造体中のその他の構成成分の含有量は、本発明の脂質膜構造体中の全ての構成成分(即ち、本発明のカチオン性脂質(1)およびその他の構成成分の合計)に対して、好ましくは5~95mol%であり、より好ましくは10~90mol%であり、さらに好ましくは、30~80mol%である。
 本発明の脂質膜構造体中の本発明のカチオン性脂質(1)の含有量は特に限定されないが、通常は、脂質膜構造体を後述の核酸導入剤として用いた場合に、核酸を導入するために十分な量の本発明のカチオン性脂質(1)が含まれる。例えば、本発明の脂質膜構造体中の本発明のカチオン性脂質(1)の含有量は、本発明の脂質膜構造体中の全ての脂質に対して、好ましくは5~100mol%、より好ましくは10~90mol%、さらに好ましくは20~70mol%である。
 本発明の脂質膜構造体は、本発明のカチオン性脂質(1)およびその他の構成成分(脂質等)を適当な溶媒または分散媒、例えば、水性溶媒やアルコール性溶媒中に分散させ、必要に応じて組織化を誘導する操作を行うことにより調製することができる。
 「組織化を誘導する操作」としては、例えば、マイクロ流路またはボルテックスを用いたエタノール希釈法、単純水和法、超音波処理、加熱、ボルテックス、エーテル注入法、フレンチ・プレス法、コール酸法、Ca2+融合法、凍結-融解法、逆相蒸発法等の自体公知の方法が挙げられるが、これらに限定されない。
 本発明のカチオン性脂質を含む脂質膜構造体に核酸を内封させ、これを細胞へ接触させることにより、生体内および/または生体外において核酸を該細胞内へ導入することができる。従って、本発明は、上述のカチオン性脂質(1)または脂質膜構造体を含む、核酸導入剤を提供する。
 本発明の核酸導入剤は、任意の核酸を細胞内へ導入することができる。核酸は1~3本鎖のいずれも用いることができるが、好ましくは1本鎖または2本鎖である。
 核酸としては、例えば、DNA、RNA、RNAのキメラ核酸、DNA/RNAのハイブリッド等を挙げることができるが、これらに限定されない。DNA、RNA、RNAのキメラ核酸、DNA/RNAのハイブリッド以外の核酸(以下「他の核酸」と記載する)を使用してもよい。他の核酸としては、例えば、プリンまたはピリミジン塩基のN-グリコシドを有するヌクレオチド、非ヌクレオチド骨格を有するオリゴマー(例えば、市販のペプチド核酸(PNA)等)、または特殊な結合を有するオリゴマー(但し、該オリゴマーはDNAやRNA中に見出されるような塩基のペアリングや塩基の付着を許容する配置を持つヌクレオチドを含有する)等を挙げることができる。
 さらに核酸は、例えば、公知の修飾が付加された核酸、当該分野で知られた標識のある核酸、キャップの付いた核酸、メチル化された核酸、1個以上の天然ヌクレオチドを類縁物で置換した核酸、分子内で架橋されたヌクレオチドを有する核酸、非荷電結合(例えば、メチルスルホネート、ホスホトリエステル、ホスホルアミデート、カルバメート等)を持つ核酸、電荷を有する結合または硫黄含有結合(例えば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート等)を有する核酸、例えば蛋白質(例えば、ヌクレアーゼ、ヌクレアーゼ・インヒビター、トキシン、抗体、シグナルペプチド、ポリ-L-リジン等)や糖(例えば、モノサッカライド等)等の側鎖基を有する核酸、インターカレント化合物(例えば、アクリジン、プソラレン等)を含有する核酸、キレート化合物(例えば、金属、放射活性を持つ金属、ホウ素、酸化性の金属等)を含有する核酸、アルキル化剤を含有する核酸、修飾された結合を有する核酸(例えば、αアノマー型の核酸等)等であってもよい。
 本発明において使用できるDNAの種類は特に制限されず、使用の目的に応じて適宜選択することができる。DNAとしては、例えば、プラスミドDNA、cDNA、アンチセンスDNA、染色体DNA、PAC、BAC、CpGオリゴ等が挙げられる。これらの中で、プラスミドDNA、cDNA、アンチセンスDNAが好ましくは、プラスミドDNAがより好ましい。プラスミドDNA等の環状DNAは、適宜制限酵素等により消化され、線形DNAとして用いることもできる。
 本発明において使用できるRNAの種類は特に制限されず、使用の目的に応じて適宜選択することができる。RNAとしては、例えば、siRNA、miRNA、shRNA、アンチセンスRNA、メッセンジャーRNA(mRNA)、一本鎖RNAゲノム、二本鎖RNAゲノム、RNAレプリコン、トランスファーRNA、リボゾーマルRNA等が挙げられる。これらの中で、siRNA、miRNA、shRNA、mRNA、アンチセンスRNA、RNAレプリコンが好ましい。
 本発明において用いられる核酸は、当業者が通常用いる方法により精製されていることが好ましい。
 核酸を内封した本発明の核酸導入剤は、例えば疾患の予防および/または治療を目的として、生体内(in vivo)投与することができる。従って、本発明において用いられる核酸は、ある所定の疾患に対して予防および/または治療活性を有するもの(予防・治療用核酸)が好ましい。そのような核酸としては、例えば、いわゆる遺伝子治療に用いられる核酸などが挙げられる。
 本発明の脂質膜構造体を形成する際に、目的とする核酸と、本発明の脂質膜構造体の構成成分(脂質等)とを共存させることにより、当該核酸を内封した本発明の脂質膜構造体(即ち、当該核酸を内封した本発明の核酸導入剤)を形成することができる。
 例えば、エタノール希釈法によりリポソームとして本発明の脂質膜構造体を形成する場合、核酸の水溶液と、脂質膜構造体の構成成分のエタノール溶液とをボルテックスやマイクロ流路等で激しく混合した後で、得られた混合物を、適切な緩衝液で希釈することによって、核酸を内封した本発明の脂質膜構造体(即ち、核酸を内封した本発明の核酸導入剤)を形成することができる。
 また、単純水和法によりリポソームとして本発明の脂質膜構造体を形成する場合、脂質膜構造体の構成成分を適切な有機溶媒に溶解し、該溶液をガラス容器に入れ、減圧乾燥することにより溶媒を留去し、脂質薄膜を得る。次いで、得られた脂質薄膜に、核酸の水溶液を加え、水和させた後に、ソニケーターで超音波処理することによって、当該核酸を内封した本発明の脂質膜構造体(即ち、当該核酸を内封した本発明の核酸導入剤)を形成することができる。
 核酸を内封した本発明の脂質膜構造体の一形態として、核酸とカチオン性脂質との間の静電的複合体を形成することによって、当該核酸を内封したLNPが挙げられる。このLNPは、核酸等を特定の細胞内に選択的に送達するためのドラッグデリバリーシステムのために用いることができ、例えば、樹状細胞への抗原遺伝子導入によるDNAワクチンや腫瘍の遺伝子治療薬や、RNA干渉を利用した標的遺伝子の発現を抑制する核酸医薬品(医薬品組成物)などに有用である。
 核酸を内封した本発明の脂質膜構造体の粒子径は、特に制限は無いが、好ましくは10nm~500nmであり、より好ましくは30nm~300nmである。この粒子径の測定は、例えばZetasizer Nano(Malvern社)などの粒度分布測定装置を用いて行うことができる。脂質膜構造体の粒子径は、脂質膜構造体の調製方法により、適宜調整することができる。
 核酸を内封した本発明の脂質膜構造体のゼータ電位は、特に制限は無いが、好ましくは-15~+15mV、さらに好ましくは-5~+15mVである。従前の遺伝子導入においては、表面がプラスに荷電された粒子が主に用いられてきた。これは、負電荷を有する細胞表面のヘパリン硫酸との静電的相互作用を促進し、細胞への取り込みを促進するための方法としては有用である。しかし、正の表面電荷によって、(a)細胞内において送達核酸との相互作用によるキャリアからの核酸の放出の抑制、または(b)mRNAと送達核酸との相互作用によるタンパク質合成の抑制が、生じる可能性がある。ゼータ電位を上記の範囲内に調整することにより、この問題を解決し得る。ゼータ電位の測定は、例えばZetasizer Nanoなどのゼータ電位測定装置を用いて行うことができる。脂質膜構造体のゼータ電位は、本発明のカチオン性脂質(1)を含む脂質膜構造体の構成成分の組成により、調整することができる。
 本発明の脂質膜構造体の脂質膜表面のpKa(以下「Liposomal pKa」と略称することがある)は、特に制限はないが、好ましくは5.0~9.0であり、さらに好ましくは5.3~8.5である。Liposomal pKaは、エンドサイトーシスで取り込まれた脂質膜構造体がエンドソーム内の弱酸性環境下において、脂質膜構造体のプロトン化の受け易さを示す指標とされている。非特許文献2および3に記載されているように、エンドソームから脱出し、核酸を細胞室内へ送達するためには、Liposomal pKaをエンドソーム脱出のために好ましい値とすることが重要である。Liposomal pKaを、上記範囲内に調整することにより、効率よく細胞質内へ核酸の送達を行うことができる。Liposomal pKaは、脂質膜構造体の構成成分として用いる本発明のカチオン性脂質(1)を選択することにより、適宜調整することができる。
 核酸を内封した本発明の核酸導入剤と細胞とを接触させることで、当該核酸を当該細胞内へ導入することができる。当該細胞の種類は、特に限定されず、原核生物および真核生物の細胞を用いることができる。当該細胞は、好ましくは真核生物の細胞である。真核生物の種類も、特に限定されず、例えば、ヒトを含む哺乳類(例えば、ヒト、サル、マウス、ラット、ハムスター、ウシ等)、鳥類(例えば、ニワトリ、ダチョウ等)、両生類(例えば、カエル等)、魚類(例えば、ゼブラフィッシュ、メダカ等)等の脊椎動物、昆虫(蚕、蛾、ショウジョウバエ等)等の無脊椎動物、植物、微生物(例えば、酵母等)等が挙げられる。当該細胞は、より好ましくは動物または植物の細胞、さらに好ましくは哺乳動物の細胞である。当該細胞は、癌細胞を含む培養細胞株、個体または組織より単離された細胞、あるいは組織または組織片の細胞であってもよい。また、当該細胞は、接着細胞であっても、非接着細胞であってもよい。
 生体外(in vitro)において核酸を内封した本発明の核酸導入剤と細胞とを接触させる工程を、以下、具体的に説明する。
 細胞は、核酸を内封した本発明の核酸導入剤との接触の数日前に適当な培地に懸濁し、適切な条件で培養する。当該核酸導入剤との接触時において、細胞は増殖期にあってもよいし、そうでなくてもよい。
 核酸を内封した本発明の核酸導入剤と細胞との接触時の培養液は、血清含有培地であっても、血清不含培地であってもよい。培地中の血清濃度は、30重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがより好ましい。培地中に過剰な血清等の蛋白質が含まれていると、当該核酸導入剤と細胞との接触が阻害される可能性がある。
 核酸を内封した本発明の核酸導入剤と細胞との接触時の細胞密度は、特には限定されず、細胞の種類等を考慮して適宜設定することが可能であるが、通常1×10~1×10細胞/mLの範囲である。
 細胞に、例えば、上述の核酸を内封した本発明の核酸導入剤の分散液を添加する。該分散液の添加量は、特に限定されず、細胞数等を考慮して適宜設定することが可能である。細胞へ接触させる際の、分散液中の当該核酸導入剤の濃度は、目的とする核酸の細胞内への導入が達成可能な限り、特には限定されないが、分散液中の脂質濃度は、通常1~100nmol/mL、好ましくは10~50nmol/mLであり、分散液中の核酸の濃度は、通常0.01~100μg/mL、好ましくは0.1~10μg/mLである。
 上述の分散液を細胞に添加した後、該細胞を培養する。培養時の温度、湿度、CO濃度等は、細胞の種類を考慮して適宜設定する。細胞が哺乳動物由来の細胞である場合は、通常、温度は約37℃、相対湿度は約95%、CO濃度は約5体積%である。また、培養時間も用いる細胞の種類等の条件を考慮して適宜設定できるが、通常0.1~76時間の範囲であり、好ましくは0.2~24時間の範囲であり、より好ましくは0.5~12時間の範囲である。上記培養時間が短すぎると、核酸が十分細胞内へ導入されず、培養時間が長すぎると、細胞が弱ることがある。
 上述の培養により、核酸が細胞内へ導入されるが、好ましくは培地を新鮮な培地と交換するか、または培地に新鮮な培地を添加して更に培養を続ける。細胞が哺乳動物由来の細胞である場合は、新鮮な培地は、血清または栄養因子を含むことが好ましい。
 核酸を内封した本発明の核酸導入剤を用いることで、生体外(in vitro)のみならず、生体内(in vivo)においても核酸を細胞内へ導入することが可能である。即ち、当該核酸導入剤を対象へ投与することにより、当該核酸導入剤が標的細胞へ到達および接触し、生体内で核酸が細胞内へ導入される。当該核酸導入剤を投与可能な対象としては、特に限定されず、例えば、哺乳類(例えば、ヒト、サル、マウス、ラット、ハムスター、ウシ等)、鳥類(例えば、ニワトリ、ダチョウ等)、両生類(例えば、カエル等)、魚類(例えば、ゼブラフィッシュ、メダカ等)等の脊椎動物、昆虫(例えば、蚕、蛾、ショウジョウバエ等)等の無脊椎動物、植物等を挙げることができる。当該核酸導入剤の投与対象は、好ましくはヒトまたは他の哺乳動物である。
 標的細胞の種類は特に限定されず、本発明の核酸導入剤を用いることで、種々の組織(例えば、肝臓、腎臓、膵臓、肺、脾臓、心臓、血液、筋肉、骨、脳、胃、小腸、大腸、皮膚、脂肪組組織、リンパ節、腫瘍等)中の細胞へ、核酸を導入することが可能である。
 核酸を内封した本発明の核酸導入剤の対象(例えば、脊椎動物、無脊椎動物など)への投与方法は、標的細胞へ本発明の核酸導入剤が到達および接触し、核酸を細胞内へ導入可能な方法であれば特に限定されず、導入する核酸の種類、標的細胞の種類や部位等を考慮して、自体公知の投与方法(例えば、経口投与、非経口投与(例えば、静脈内投与、筋肉内投与、局所投与、経皮投与、皮下投与、腹腔内投与、スプレー等)等)を適宜選択することができる。当該核酸導入剤の投与量は、核酸の細胞内への導入を達成可能な範囲であれば、特に限定されず、投与対象の種類、投与方法、導入する核酸の種類、標的細胞の種類や部位等を考慮して適宜選択することができる。
 なお、本発明のカチオン性脂質(1)および脂質膜構造体は、核酸以外の化合物を細胞に導入するためにも用いることができる。
 本発明のカチオン性脂質(1)または脂質膜構造体を含む核酸導入剤は、常套手段に従って製剤化することができる。
 本発明の核酸導入剤が研究用試薬として提供される場合、本発明の核酸導入剤は、本発明のカチオン性脂質(1)または本発明の脂質膜構造体と、水または他の生理学的に許容し得る溶媒(例えば、水溶性溶媒(例えば、リンゴ酸緩衝液、等)、有機溶媒(例えば、エタノール、メタノール、DMSO、tert-ブタノールなど)、または水溶性溶媒と有機溶媒との混合溶媒)とを含む無菌性溶液または分散液として提供されてもよく、溶媒を含まない核酸導入剤として提供されてもよい。本発明の核酸導入剤は、適宜、自体公知の生理学的に許容し得る添加剤(例えば、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、安定剤、結合剤等)を含むことができる。
 本発明の核酸導入剤が医薬として提供される場合、本発明の核酸導入剤は、本発明のカチオン性脂質(1)または本発明の脂質膜構造体と、医薬上許容される公知の添加剤(例えば、担体、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、安定剤、結合剤等)とを混合することによって得られる経口剤(例えば、錠剤、カプセル剤等)または非経口剤(例えば注射剤、スプレー剤等)として提供されてもよく、公知の添加剤を含まない核酸導入剤として提供されてもよい。医薬としての本発明の核酸導入剤は、好ましくは非経口剤、より好ましくは注射剤である。また、本発明の核酸導入剤は、成人用の製材または小児用の製剤のいずれでもよい。
 本発明の核酸導入剤を、キットの態様で提供することも可能である。当該キットには、本発明のカチオン性脂質(1)または脂質膜構造体に加えて、核酸導入の際に使用する試薬を含むことができる。一態様において、本発明の核酸導入剤(またはキット)は、ポリカチオン(例、プロタミン)を更に含む。当該態様の本発明の核酸導入剤(またはキット)を用いることにより、核酸およびポリカチオン(例、プロタミン)の静電的複合体を本発明の脂質膜構造体に封入し、これによって核酸をより効率的に細胞内に導入することができる。
 本発明は、核酸を内封した本発明の核酸導入剤と細胞とを接触させて、当該核酸を当該細胞内へ導入することを含む、特定遺伝子を発現した細胞を含有する細胞医薬品の製造方法を提供する。
 特定遺伝子を発現した細胞とは、細胞内へ核酸を導入することによって、目的の遺伝子を発現させた細胞をいう。
 生体外において核酸を内封した本発明の核酸導入剤と細胞とを接触させることで、当該核酸を当該細胞内へ導入することができる。目的の特定遺伝子を発現した細胞を対象に投与することによって、疾患を治療または予防し得る。生体外において核酸を内封した本発明の核酸導入剤と細胞とを接触させる工程は、前記の説明と同様の方法で行うことができる。
 細胞医薬品の製造で使用される細胞としては、免疫細胞であれば特に限定されず、例えば、T細胞、B細胞、NK細胞、樹状細胞、マクロファージ、単球細胞などを挙げることができる。細胞医薬品の製造で使用されるT細胞は、多能性細胞を含むリンパ球の前駆細胞からT細胞に分化誘導されたT細胞であってもよい。多能性細胞を含むリンパ球の前駆細胞としては、例えば、胚性幹細胞(ES細胞)、人工多能性幹細胞(iPS細胞)などが挙げられる。多能性細胞などの未分化細胞は、公知の方法によりT細胞に分化させることができる。
 細胞医薬品の製造で使用される核酸としては、例えば、キメラ抗原受容体(CAR)やT細胞受容体(TCR)をコードする核酸などが挙げられる。
 細胞医薬品の製造で使用されるCARをコードする核酸は、標的免疫細胞が認識すべき表面抗原を特異的に認識し得る抗体の抗原結合ドメイン、細胞外ヒンジドメイン、膜貫通ドメイン及び細胞内T細胞シグナル伝達ドメインを含む。
 細胞医薬品の製造で使用されるTCRをコードする核酸は、標的T細胞が認識すべき表面抗原を特異的に認識し得るTCRのα鎖及びβ鎖をコードする核酸である。
 CARやTCRをコードする核酸の種類としては、例えば、DNA、RNA、RNAのキメラ核酸、DNA/RNAのハイブリッド等を挙げることができるが、これらに限定されない。
 細胞医薬品は、特定遺伝子を発現した細胞を含有し、さらに医薬上許容される添加剤(例えば、担体、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、安定剤等)を含有してもよい。細胞医薬品は、好ましくは非経口剤、より好ましくは注射剤である。
 細胞医薬品は、がん等の疾患の治療または予防に使用することができる。本発明の医薬の適用対象となるがんは特に制限されず、例えば、肺がん、乳がん、胃がん、大腸がん、子宮がん、卵巣がん、骨肉腫、軟骨肉腫、横紋筋肉腫、平滑筋肉腫、線維肉腫、脂肪肉腫、血管肉腫、白血病、悪性リンパ腫、骨髄腫などが挙げられるが、それらに限定されない。
 細胞医薬品を投与可能な対象としては、特に限定されず、例えば、哺乳類(例えば、ヒト、サル、マウス、ラット、ハムスター、ウシ等)等を挙げることができる。細胞医薬品の投与対象は、好ましくはヒトまたは他の哺乳動物である。
 細胞医薬品の投与方法は、細胞が目的の遺伝子を発現し得る方法であれば、特に限定されず、細胞の種類、対象疾患等を考慮して、例えば、非経口投与(例えば、静脈内投与、筋肉内投与、局所投与、経皮投与、皮下投与、腹腔内投与、スプレー等)等を適宜選択することができる。細胞医薬品の投与量は、細胞が目的の遺伝子を発現し得る範囲であれば、特に限定されず、投与対象の種類、投与方法、細胞の種類、対象疾患等を考慮して適宜選択することができる。
 以下に本発明の実施例について更に詳細に説明するが、本発明は当該実施例に何ら限定されない。
 実施例の説明において使用している略語の意味は、それぞれ以下の通りである。
 DCM:ジクロロメタン
 THF:テトラヒドロフラン
 IPA:2-プロパノール
 DHP:3,4-ジヒドロ-2H-ピラン
 PPTS:p-トルエンスルホン酸ピリジニウム
 THP:2-テトラヒドロピラニル
 DMAP:4-ジメチルアミノピリジン
 DMT-MM:4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリドn水和物
 DSC:炭酸ジ(N-スクシンイミジル)
 EDC: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
 TEA:トリエチルアミン
 TBAI:テトラブチルアンモニウムヨージド
 DIPEA:N,N-ジイソプロピルエチルアミン
 NPM:4-フェニルモルホリン
 MsCl:塩化メタンスルホニル
 Ms:メタンスルホニル
 pNPCl:クロロぎ酸4-ニトロフェニル
 mRNA:メッセンジャーRNA
 Chol:コレステロール
 DMG-PEG2k:1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-メトキシポリエチレングリコール(ポリエチレングリコール鎖の重量平均分子量:2000)
 DOPC:1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン
 PBS:リン酸緩衝生理食塩水
 MES:2-モルホリノエタンスルホン酸
 TNS:6-(p-トルイジノ)-2-ナフタレンスルホン酸ナトリウム
 表2および3に、以下の実施例および比較例で製造したカチオン性脂質の名称と構造を示す。比較例は、特許文献3の製造方法に準じて製造した。
[実施例1]化合物1の合成
 化合物1を以下の合成経路で製造したが、本発明は、このような合成経路に限定されない。
<中間体1の合成>
 4―ヒドロキシフェニル酢酸(75.0g)およびPPTS(12.4g)をジクロロメタン400gに室温で溶解させ、得られた溶液を10~20℃まで冷却した。そこへ、DHP(207g)をジクロロメタン100gに溶解することによって得られた溶液を滴下により加えた後、25℃で2時間反応を行った。反応溶液を10~20℃に冷却し、DMAP(30.1g)を加えて、クエンチを行った。クエンチ後の溶液に2-プロパノール590gを加えた後、10~20℃まで冷却した。冷却後の溶液に、400g/L水酸化ナトリウム水溶液98.8gおよびイオン交換水307gの溶液を滴下により加え、25℃で2時間反応を行った。反応溶液をエバポレーターにより濃縮し、ジクロロメタンおよび2-プロパノールを留去した。得られた濃縮物を、クロロホルム750gで2回洗浄した後、6N塩酸を加えて、pH5.0の溶液を得た。得られた溶液を、クロロホルム750gで2回抽出した後、有機層を、硫酸ナトリウム75.0gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、98.2gの中間体1を得た。
<中間体2の合成>
 中間体1(10.2g)、ビス(2-ヒドロキシエチル)ジスルフィド(9.99g)およびDMAP(1.06g)をクロロホルム153gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(12.4g)を加えて、25℃で2時間反応させた。反応溶液を20重量%食塩水102gで洗浄した後、硫酸ナトリウム5.1gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、得られた粗生成物をカラムで精製することで、9.01gの中間体2を得た。
<中間体3-aの合成>
 中間体2(350mg)、ジメチルグリシン塩酸塩(144mg)、トリエチルアミン(143mg)およびDMAP(23.0mg)をクロロホルム5.25mLに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(270mg)を加えて室温で2時間反応させた。反応溶液を0.5Mリン酸緩衝液(pH4.0)3.5g、7重量%重曹水3.5g、20重量%食塩水3.5gの順に洗浄した後、硫酸ナトリウム175mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、378mgの中間体3-aを得た。
<中間体4-aの合成>
 中間体3-a(363mg)を3.27gのTHFに溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)13.1gを加えて室温で2時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム5.45gを加えて洗浄した。洗浄後の水層に1N水酸化ナトリウム水溶液を添加し、そのpHを6.0に調整した後、pH調整後の水層をクロロホルム5.45gで抽出した。有機層に硫酸ナトリウム180mgを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、187mgの中間体4-aを得た。
<化合物1の合成>
 中間体4-a(187mg)、2-ヘキシルデカン酸(128mg)およびDMAP(12.0mg)をクロロホルム2.81gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(144mg)を加えて、25℃で2時間反応を行った。反応溶液を20重量%食塩水1.87gで洗浄した後、硫酸ナトリウム93.0mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、得られた粗生成物をカラムで精製することで159mgの化合物1を得た。
<化合物1のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.86-0.90(m、6H)、1.20-1.45(m、22H)、1.69-1.75(m、2H)、2.36(s、6H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.19(s、2H)、3.63(s、2H)、4.34-4.42(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例2]化合物2の合成
<化合物2の合成>
 中間体4-aおよび2-デシルドデカン酸を用いて実施例1と同様の合成経路で、化合物2を合成した。
<化合物2のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、34H)、1.69-1.75(m、2H)、2.36(s、6H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.19(s、2H)、3.63(s、2H)、4.34-4.42(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例3]化合物3の合成
<化合物3の合成>
 中間体4-aおよび2-テトラデシルヘキサデカン酸を用いて実施例1と同様の合成経路で、化合物3を合成した。
<化合物3のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、50H)、1.69-1.75(m、2H)、2.36(s、6H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.19(s、2H)、3.63(s、2H)、4.34-4.42(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例4]化合物4の合成
<中間体3-bの合成>
 4-(ジメチルアミノ)ブタン酸塩酸塩を用いたこと以外は実施例1と同様にして、下記式で表される中間体3-bを合成した。
<中間体4-bの合成>
 中間体3-bを用いたこと以外は実施例1と同様にして、下記式で表される中間体4-bを合成した。
<化合物4の合成>
 中間体4-bを用いたこと以外は実施例1と同様にして、化合物4を合成した。
<化合物4のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.86-0.90(m、6H)、1.20-1.45(m、22H)、1.69-1.82(m、4H)、2.21(s、6H)、2.28(t、2H)、2.35(t、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例5]化合物5の合成
<化合物5の合成>
 中間体4-bおよび2-デシルドデカン酸を用いて実施例1と同様の合成経路で、化合物5を合成した。
<化合物5のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、34H)、1.69-1.84(m、4H)、2.21(s、6H)、2.28(t、2H)、2.35(t、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例6]化合物6の合成
<化合物6の合成>
 中間体4-bおよび2-ドデシルテトラデカン酸を用いて実施例1と同様の合成経路で、化合物6を合成した。
<化合物6のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、42H)、1.69-1.84(m、4H)、2.21(s、6H)、2.28(t、2H)、2.35(t、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例7]化合物7の合成
<化合物7の合成>
 中間体4-bおよび2-テトラデシルヘキサデカン酸を用いて実施例1と同様の合成経路で、化合物7を合成した。
<化合物7のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、50H)、1.69-1.84(m、4H)、2.21(s、6H)、2.28(t、2H)、2.35(t、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例8]化合物8の合成
<化合物8の合成>
 中間体4-bおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例1と同様の合成経路で、化合物8を合成した。
<化合物8のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、4H)、2.21(s、6H)、2.28(t、2H)、2.35(t、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例9]化合物9の合成
<化合物9の合成>
 中間体4-bおよび2-オクタデシルエイコサン酸を用いて実施例1と同様の合成経路で、化合物9を合成した。
<化合物9のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、66H)、1.69-1.84(m、4H)、2.21(s、6H)、2.28(t、2H)、2.35(t、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例10]化合物10の合成
<中間体5の合成>
 中間体2(5.10g)、4-ブロモ酪酸(2.52g)およびDMAP(335mg)をクロロホルム76.5gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(3.94g)を加えて25℃で2時間反応させた。反応溶液を20重量%食塩水51.0gで洗浄した後、硫酸ナトリウム2.55gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、6.07gの中間体5を得た。
<中間体6-aの合成>
 ジエチルアミン(258mg)をTHF 1.04gに室温で溶解させた。そこへ、中間体5(230mg)をTHF 780mgに溶解することによって得られた溶液を滴下により加えた後、50℃で15時間反応させた。反応溶液にクロロホルム3.45gを加えた後、0.5M酢酸緩衝液(pH4.0)2.30g、7重量%重曹水2.30g、20重量%食塩水2.30gの順に洗浄した。硫酸ナトリウム130mgを加えて脱水した後、硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し130mgの中間体6-aを得た。
<中間体7-aの合成>
 中間体6-aを用いて実施例1の中間体4-aと同様の方法で、中間体7-aを合成した。
<化合物10の合成>
 中間体7-aおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例1の化合物1と同様の方法で、化合物10を合成した。
<化合物10のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.00(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、4H)、2.28-2.60(m、9H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例11]化合物11の合成
<中間体6-bの合成>
 ピペリジンを用いたこと以外は実施例10と同様にして、下記式で表される中間体6-bを合成した。
<中間体7-bの合成>
中間体6-bを用いたこと以外は実施例10と同様にして、下記式で表される中間体7-bを合成した。
<化合物11の合成>
 中間体7-bおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例10と同様の合成経路で、化合物11を合成した。
<化合物11のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、60H)、1.45-1.60(m、4H)、1.69-1.84(m、4H)、2.20-2.50(m、8H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例12]化合物12の合成
<中間体6-cの合成>
ジプロピルアミンを用いたこと以外は実施例10と同様にして、下記式で表される中間体6-cを合成した。
<中間体7-cの合成>
中間体6-cを用いたこと以外は実施例10と同様にして、下記式で表される中間体7-cを合成した。
<化合物12の合成>
 中間体7-cおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例10と同様の合成経路で、化合物12を合成した。
<化合物12のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.86-0.92(m、12H)、1.20-1.45(m、62H)、1.69-1.84(m、4H)、2.28-2.60(m、9H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例13]化合物13の合成
<化合物13の合成>
 中間体2と3-(ジメチルアミノ)-2-メチルプロピオン酸塩酸塩を出発原料として用いたこと以外は実施例8と同様の合成経路で、化合物13を合成した。
<化合物13のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.13(d、3H)、1.20-1.45(m、58H)、1.68-1.78(m、2H)、2.18-2.22(m、7H)、2.52-2.70(m、3H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例14]化合物14の合成
<中間体8の合成>
 3,4―ジヒドロキシフェニル酢酸(3.00g)およびPPTS(448mg)をジクロロメタン40.0gに室温で溶解させ、得られた溶液を20℃まで冷却した。そこへ、DHP(7.50g)を滴下により加えた後、室温で2時間反応を行った。反応溶液を20℃に冷却し、DMAP(1.09g)を加えて、クエンチを行った。クエンチ後の溶液に2-プロパノール47.0gを加えた後、10~20℃まで冷却した。冷却後の溶液に、1N水酸化ナトリウム水溶液30.0gを滴下により加え、25℃で2時間反応を行った。反応溶液をエバポレーターにより濃縮し、ジクロロメタンおよび2-プロパノールを留去した。得られた濃縮物を、クロロホルム30.0gで洗浄した後、6N塩酸を加えて、pH5.0の溶液を得た。得られた溶液を、クロロホルム30.0gで抽出した後、有機層を、硫酸ナトリウム1.50gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、4.98gの中間体8を得た。
<中間体9の合成>
 中間体8(800mg)、ビス(2-ヒドロキシエチル)ジスルフィド(550mg)およびDMAP(58.0mg)をクロロホルム12.0gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(684mg)を加えて、25℃で2時間反応させた。反応溶液を20重量%食塩水8.00gで洗浄した後、硫酸ナトリウム400mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、得られた粗生成物をカラムで精製することで、530mgの中間体9を得た。
<中間体10-aの合成>
 中間体9(525mg)、ジメチルグリシン塩酸塩(171mg)、トリエチルアミン(169mg)およびDMAP(27.0mg)をクロロホルム7.90gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(319mg)を加えて室温で2時間反応させた。反応溶液を0.5Mリン酸緩衝液(pH4.0)5.25g、7重量%重曹水5.25g、20重量%食塩水5.25gの順に洗浄した後、硫酸ナトリウム250mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、558mgの中間体10-aを得た。
<中間体11-aの合成>
 中間体10-a(550mg)を4.95gのTHFに溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)19.8gを加えて室温で2時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム8.25gを加えて洗浄した。洗浄後の水層に1N水酸化ナトリウム水溶液を添加し、そのpHを6.5に調整した後、pH調整後の水層をクロロホルム8.25gで抽出した。その有機層に硫酸ナトリウム300mgを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、503mgの中間体11-aを得た。
<化合物14の合成>
 中間体11-a(190mg)、オレイン酸(289mg)およびDMAP(24.0mg)をクロロホルム2.85gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(234mg)を加えて25℃で2時間反応を行った。反応溶液を20重量%食塩水1.90gで洗浄した後、硫酸ナトリウム100mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで291mgの化合物14を得た。
<化合物14のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.22-1.42(m、40H)、1.69-1.83(m、6H)、1.99-2.05(m、8H)、2.36(s、6H)、2.50-2.53(m、4H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.34-4.42(m、4H)、5.32-5.38(m、4H)、7.10-7.17(m、3H)
[実施例15]化合物15の合成
<中間体10-bの合成>
 4-(ジメチルアミノ)ブタン酸塩酸塩を用いたこと以外は実施例14と同様にして、下記式で表される中間体10-bを合成した。
<中間体11-bの合成>
 中間体10-bを用いたこと以外は実施例14と同様にして、下記式で表される中間体11-bを合成した。
<化合物15の合成>
 中間体11-bおよびオレイン酸を用いて実施例14と同様の合成経路で、化合物15を合成した。
<化合物15のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.22-1.42(m、40H)、1.69-1.83(m、6H)、1.99-2.05(m、8H)、2.26(s、6H)、2.33-2.54(m、4H)、2.50-2.53(m、4H)、2.88-2.97(m、4H)、3.63(s、2H)、4.34-4.42(m、4H)、5.32-5.38(m、4H)、7.10-7.17(m、3H)
[実施例16]化合物16の合成
<中間体12の合成>
 中間体2(5.00g)およびトリエチルアミン(2.72g)をクロロホルム125gに室温で溶解させた。得られた溶液に塩化メタンスルホニル(2.31g)を加えて25℃で3時間反応させた。反応溶液を7重量%重曹水75.0gで洗浄し、硫酸ナトリウム5.00gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで4.42gの中間体12を得た。
<中間体13-aの合成>
 中間体12(600mg)をジメチルアミン(2.0mol/L in THF)5.40gに溶解させ、TBAI(49.0mg)を加えて、25℃で20時間反応させた。反応溶液にクロロホルム9.00gを加え、0.5M酢酸緩衝液(pH4.0)6.00gを用いて洗浄し、硫酸ナトリウム300mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、そのろ液をエバポレーターを用いて濃縮し、470mgの中間体13-aを得た。
<中間体14-aの合成>
 中間体13-aを用いたこと以外は実施例1の中間体4-aと同様にして、中間体14-aを合成した。
<化合物16の合成>
 中間体14-aおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例1の化合物1と同様の方法で、化合物16を合成した。
<化合物16のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.25(s、6H)、2.52-2.60(m、3H)、2.80(t、2H)、2.90(t、2H)、3.63(s、2H)、4.35(t、2H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例17]化合物17の合成
<中間体13-bの合成>
 中間体12(600mg)およびジエチルアミン(779mg)にTHF 4.20gを加えて室温で溶解させた。得られた溶液にTBAI(49.0mg)を加えて25℃で3時間反応させた。反応溶液にクロロホルム9.00gを加え、0.5M酢酸緩衝液(pH4.0)6.00gを用いて洗浄し、硫酸ナトリウム300mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、そのろ液をエバポレーターを用いて濃縮し、下記式で表される中間体13-bを473mg得た。
<中間体14-bの合成>
 中間体13-bを用いたこと以外は実施例16と同様にして、下記式で表される中間体14-bを合成した。
<化合物17の合成>
 中間体14-bおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例16と同様の合成経路で、化合物17を合成した。
<化合物17のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.03(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.53-2.57(m、5H)、2.75-2.80(m、4H)、2.91(t、2H)、3.63(s、2H)、4.35(t、2H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例18]化合物18の合成
<中間体15-aの合成>
 シスタミン二塩酸塩(227mg)、DIPEA(391mg)およびジメチルグリシン塩酸塩(141mg)をメタノール4.54gに室温で溶解させた。得られた溶液にDMT-MM(837mg)を加えて、25℃で2時間反応させた。その後、反応溶液に中間体1(239mg)を加えて、25℃で2時間反応させた。反応溶液を濃縮した後、クロロホルム3.40gを加え、0.5Mリン酸緩衝液(pH 6.0)2.27g、7重量%重曹水2.27g、20重量%食塩水2.27gの順に洗浄した。得られた溶液に硫酸ナトリウム100mgを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、748mgの中間体15-aを粗生成物として得た。
<中間体16-aの合成>
 中間体15-aの粗生成物を用いたこと以外は実施例1の中間体4-aと同様にして、中間体16-aを合成した。
<化合物18の合成>
 中間体16-aおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例1と同様の合成経路で、化合物18を合成した。
<化合物18のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.30(s、6H)、2.52-2.59(m、1H)、2.76-2.82(m、4H)、2.95(s、2H)、3.50-3.60(m、6H)、6.34(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)、7.50(s、1H)
[実施例19]化合物19の合成
<中間体15-bの合成>
 3-(ジメチルアミノ)プロピオン酸塩酸塩を用いたこと以外は実施例18と同様にして、下記式で表される中間体15-bを合成した。
<中間体16-bの合成>
 中間体15-bを用いたこと以外は実施例18と同様にして、下記式で表される中間体16-bを合成した。
<化合物19の合成>
 中間体16-bおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例18と同様の合成経路で、化合物19を合成した。
<化合物19のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.28(s、6H)、2.33-2.38(m、2H)、2.52-2.59(m、3H)、2.76-2.82(m、4H)、3.50-3.60(m、6H)、6.34(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)、7.50(s、1H)
[実施例20]化合物20の合成
<中間体15-cの合成>
 4-(ジメチルアミノ)ブタン酸塩酸塩を用いたこと以外は実施例18と同様にして、下記式で表される中間体15-cを合成した。
<中間体16-cの合成>
 中間体15-cを用いたこと以外は実施例18と同様にして、下記式で表される中間体16-cを合成した。
<化合物20の合成>
 中間体16-cおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例18と同様の合成経路で、化合物20を合成した。
<化合物20のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.80(m、4H)、2.25-2.38(m、8H)、2.52-2.59(m、1H)、2.76-2.82(m、4H)、3.50-3.60(m、6H)、6.34(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)、7.50(s、1H)
[実施例21]化合物21の合成
<中間体17-aの合成>
 中間体2(393mg)およびトリエチルアミン(235mg)にジクロロメタン7.10gを加えて室温で溶解させた。得られた溶液にDSC(541mg)を加えて、25℃で2時間反応を行った。反応溶液中に残存したDSCをろ過により除去した後、ろ液にN,N-ジメチルエチレンジアミン(112mg)を加えて、25℃で1時間反応を行った。反応後の溶液を0.5M酢酸緩衝液(pH4.0)5.90g、7重量%重曹水5.90g、20重量%食塩水5.90gの順で洗浄した後、硫酸ナトリウム200mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、472mgの中間体17-aを得た。
<中間体18-aの合成>
 中間体17-aを用いたこと以外は実施例1の中間体4-aと同様にして、中間体18-aを合成した。
<化合物21の合成>
 中間体18-aおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例1の化合物1と同様の方法で、化合物21を合成した。
<化合物21のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.22(s、6H)、2.38-2.42(m、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.26(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例22]化合物22の合成
<中間体17-bの合成>
 N,N-ジエチルエチレンジアミンを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体17-bを合成した。
<中間体18-bの合成>
 中間体17-bを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体18-bを合成した。
<化合物22の合成>
 中間体18-bおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例21と同様の合成経路で、化合物22を合成した。
<化合物22のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.00(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.47-2.57(m、7H)、2.88-2.97(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.28(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例23]化合物23の合成
<中間体17-cの合成>
 N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミンを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体17-cを合成した。
<中間体18-cの合成>
 中間体17-cを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体18-cを合成した。
<化合物23の合成>
 中間体18-cおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例21と同様の合成経路で、化合物23を合成した。
<化合物23のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、4H)、2.24(s、6H)、2.38-2.42(m、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.70(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例24]化合物24の合成
<中間体17-dの合成>
 N,N,N’-トリメチル-1,3-プロパンジアミンを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体17-dを合成した。
<中間体18-dの合成>
 中間体17-dを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体18-dを合成した。
<化合物24の合成>
 中間体18-dおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例21と同様の合成経路で、化合物24を合成した。
<化合物24のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、4H)、2.24(s、6H)、2.38-2.42(m、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、7H)、3.22-3.26(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例25]化合物25の合成
<中間体17-eの合成>
 N,N-ジメチル-1,4-ブタンジアミンを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体17-eを合成した。
<中間体18-eの合成>
 中間体17-eを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体18-eを合成した。
<化合物25の合成>
 中間体18-eおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例21と同様の合成経路で、化合物25を合成した。
<化合物25のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.50-1.62(m、4H)、1.69-1.84(m、2H)、2.20-2.42(m、8H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.70(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例26]化合物26の合成
<中間体17-fの合成>
 4-(2-アミノエチル)モルホリンを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体17-fを合成した。
<中間体18-fの合成>
 中間体17-fを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体18-fを合成した。
<化合物26の合成>
 中間体18-fおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例21と同様の合成経路で、化合物26を合成した。
<化合物26のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.40-2.46(m、6H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.26(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例27]化合物27の合成
<中間体17-gの合成>
 N,N-ジブチルエチレンジアミンを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体17-gを合成した。
<中間体18-gの合成>
 中間体17-gを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体18-gを合成した。
<化合物27の合成>
 中間体18-gおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例21と同様の合成経路で、化合物27を合成した。
<化合物27のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.87-0.93(m、12H)、1.20-1.45(m、66H)、1.69-1.84(m、2H)、2.39-2.57(m、7H)、2.88-2.97(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.28(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例28]化合物28の合成
<中間体17-hの合成>
 N,N-ジイソプロピルエチレンジアミンを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体17-hを合成した。
<中間体18-hの合成>
 中間体17-hを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体18-hを合成した。
<化合物28の合成>
 中間体18-hおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例21と同様の合成経路で、化合物28を合成した。
<化合物28のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、0.95-1.03(d、12H)、1.20-1.45(m、58H)、1.60-1.84(m、6H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-3.00(m、6H)、3.22-3.26(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.28(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例29]化合物29の合成
<中間体17-iの合成>
 N,N-ジエチル-N’-メチルエチレンジアミンを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体17-iを合成した。
<中間体18-iの合成>
 中間体17-iを用いたこと以外は実施例21と同様にして、下記式で表される中間体18-iを合成した。
<化合物29の合成>
 中間体18-iおよび2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例21と同様の合成経路で、化合物29を合成した。
<化合物29のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.00(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.47-2.57(m、7H)、2.88-2.97(m、7H)、3.22-3.26(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.28(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例30]化合物30の合成
<中間体19の合成>
 中間体2(510mg)およびNPM(670mg)にジクロロメタン5.10gを加えて室温で溶解させた。得られた溶液にpNPCl(690mg)を加えて、25℃で2時間反応させた。この反応溶液にDMAP(33.0mg)および2-(ジメチルアミノ)エタノール(976mg)を加え、25℃で6時間反応させた。反応後の溶液を0.5M酢酸緩衝液(pH4.0)5.10g、7重量%重曹水5.10g、20重量%食塩水5.10gの順に洗浄した後、硫酸ナトリウム250mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、287mgの中間体19を得た。
<中間体20の合成>
 中間体19を用いたこと以外は実施例1の中間体4-aと同様にして、中間体20を合成した。
<化合物30の合成>
 中間体20および2-ヘキサデシルオクタデカン酸を用いて実施例1の化合物1と同様の方法で、化合物30を合成した。
<化合物30のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.28(s、6H)、2.58-2.61(m、3H)、2.91-2.94(m、4H)、3.63(s、2H)、4.23(t、2H)、4.32-4.38(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例31]化合物31の合成
<中間体21の合成>
 中間体18-b(1.00g)、2,2,5-トリメチル-1,3-ジオキサン-5-カルボン酸(445mg)およびDMAP(57.0mg)をクロロホルム15.0gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(668mg)を加えて、25℃で2時間反応させた。反応溶液を20重量%食塩水10.0gで洗浄した後、硫酸ナトリウム500mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで1.25gの中間体21を得た。
<中間体22の合成>
 中間体21(1.25g)をTHF 11.3gに溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)45.0gを加えて40℃で22時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム18.8gを加えて洗浄した。洗浄後の水層に400g/L水酸化ナトリウム水溶液を添加し、そのpHを6.0に調整した後、水層をクロロホルム18.8gで抽出した。抽出した有機層に硫酸ナトリウム600mgを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、908mgの中間体22を得た。
<化合物31の合成>
 中間体22(200mg)、ミリスチン酸(175mg)およびDMAP(18.0mg)をクロロホルム3.00gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(175mg)を加えて25℃で2時間反応を行った。反応溶液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで106mgの化合物31を得た。
<化合物31のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.35(m、40H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、2.36(t、4H)、2.52-2.58(m、6H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、2H)、4.30-4.40(m、8H)、5.28(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例32]化合物32の合成
<化合物32の合成>
 中間体22およびパルミチン酸を用いて実施例31と同様の合成経路で、化合物32を合成した。
<化合物32のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.35(m、48H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、2.36(t、4H)、2.52-2.58(m、6H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、2H)、4.30-4.40(m、8H)、5.28(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例33]化合物33の合成
<化合物33の合成>
 中間体22およびステアリン酸を用いて実施例31と同様の合成経路で、化合物33を合成した。
<化合物33のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.35(m、56H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、2.36(t、4H)、2.52-2.58(m、6H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、2H)、4.30-4.40(m、8H)、5.28(s、1H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例34]化合物34の合成
<化合物34の合成>
 中間体22およびオレイン酸を用いて実施例31と同様の合成経路で、化合物34を合成した。
<化合物34のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.38(m、40H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、1.99-2.05(m、8H)、2.36(t、4H)、2.52-2.58(m、6H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、2H)、4.30-4.40(m、8H)、5.32-5.38(m、5H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例35]化合物35の合成
<化合物35の合成>
 中間体22およびリノール酸を用いて実施例31と同様の合成経路で、化合物35を合成した。
<化合物35のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.38(m、28H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、1.99-2.05(m、8H)、2.36(t、4H)、2.52-2.58(m、6H)、2.75-2.78(m、4H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、2H)、4.30-4.40(m、8H)、5.32-5.38(m、9H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例36]化合物36の合成
<中間体23の合成>
 中間体2(2.0g)およびトリエチルアミン(1.20g)にジクロロメタン36.0gを加えて室温で溶解させた。得られた溶液にDSC(2.75g)を加えて、25℃で2時間反応を行った。反応溶液中に残存したDSCをろ過により除去した後、ろ液にエタノールアミン(394mg)を加えて、25℃で1時間反応を行った。反応後の溶液を0.5M酢酸緩衝液(pH4.0)30.0gで洗浄した後、硫酸ナトリウム1.00gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、1.41gの中間体23を得た。
<中間体24の合成>
 中間体23(1.35g)およびトリエチルアミン(594mg)をクロロホルム20.0gに室温で溶解させた。得られた溶液に塩化メタンスルホニル(505mg)を加えて室温で3時間反応させた。反応溶液を7重量%重曹水15.0gで洗浄し、硫酸ナトリウム500mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、1.34gの中間体24を得た。
<中間体25の合成>
 中間体2(1.31g)を、THF 11.8gとIPA 13.1gの混合溶媒に溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)47.2gを加えて40℃で2時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム19.7gを加えて洗浄した。洗浄後の水層に400g/L水酸化ナトリウム水溶液を添加し、中和した後、水層にクロロホルム19.7gを加えて抽出した。抽出した有機層に硫酸ナトリウム3.0gを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、939mgの中間体25を得た。
<中間体26の合成>
 中間体25(930mg)、2,2,5-トリメチル-1,3-ジオキサン-5-カルボン酸(393mg)およびDMAP(50.0mg)をクロロホルム15gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(590mg)を加えて25℃で2時間反応を行った。反応溶液を20重量%食塩水9.30gで洗浄した後、硫酸ナトリウム500mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで1.06gの中間体26を得た。
<中間体27の合成>
 中間体26(1.00g)をTHF 9.00gとIPA 9.00gの混合溶媒に溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)40.0gを加えて40℃で2時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム15.0gを加えて洗浄した。洗浄後の水層に400g/L水酸化ナトリウム水溶液を添加し、中和した後、水層にクロロホルム15.0gを加えて抽出した。有機層に硫酸ナトリウム500mgを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、785mgの中間体27を得た。
<中間体28の合成>
 中間体27(770mg)、オレイン酸(802mg)およびDMAP(66.0mg)をクロロホルム11.6gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(648mg)を加えて25℃で2時間反応を行った。反応溶液を20重量%食塩水8.00gで洗浄した後、硫酸ナトリウム2.0gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで1.15gの中間体28を得た。
<化合物36の合成>
 中間体28(250mg)をTHF 2.50gに溶解させ、2-(メチルアミノ)エタノール(137mg)およびTBAI(17.0mg)を加えて40℃で8時間反応させた。その反応溶液にクロロホルム3.75gを加え、0.5M酢酸緩衝液(pH4.0)2.50g、7重量%重曹水2.50g、20重量%食塩水2.50gの順に洗浄した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで79mgの化合物36を得た。
<化合物36のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.25-1.38(m、40H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、1.99-2.05(m、8H)、2.30-2.40(m、7H)、2.52-2.58(m、4H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.58-3.63(m、4H)、4.30-4.40(m、8H)、5.32-5.38(m、5H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例37]化合物37の合成
<化合物37の合成>
 中間体28および3-(メチルアミノ)-1-プロパノールを用いて実施例36と同様の合成経路で、化合物37を合成した。
<化合物37のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.25-1.38(m、40H)、1.42(s、3H)、1.55-1.72(m、6H)、1.99-2.05(m、8H)、2.30-2.40(m、7H)、2.52-2.58(m、4H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.58-3.63(m、4H)、4.30-4.40(m、8H)、5.32-5.38(m、5H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例38]化合物38の合成
<中間体29の合成>
 中間体2(2.00g)、(E)-4-ブロモクロトン酸(974mg)およびDMAP(131mg)をクロロホルム30.0gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(1.54g)を加えて25℃で2時間反応させた。反応溶液を20重量%食塩水9.0mLで洗浄した後、硫酸ナトリウム2.0gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、2.26gの中間体29を得た。
<中間体30の合成>
 中間体29(2.25g)を、THF 20.23gとIPA 22.5gの混合溶媒に溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)81.0gを加えて40℃で2時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム34.0gを加えて洗浄した。洗浄後の水層に400g/L水酸化ナトリウム水溶液を添加し、中和した後、水層にクロロホルム34.0gを加えて抽出した。抽出した有機層に硫酸ナトリウム1.00gを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、1.51gの中間体30を得た。
<中間体31の合成>
 中間体30(1.40g)、2-ヘキサデシルオクタデカン酸(1.80g)およびDMAP(79.0mg)をクロロホルム21.0gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(925mg)を加えて25℃で2時間反応を行った。反応溶液をエバポレーターにて濃縮し、中間体31の粗生成物2.98gを得た。
<化合物38の合成>
 中間体31の粗生成物500mgおよびジメチルアミン(2.0mol/L in THF)2.30gをTHF 5.00gに溶解させ、ヨウ化カリウム(0.12 mmol)を加えて25℃で10時間反応させた。不溶物をろ過により除去した後、ろ液にクロロホルム7.50gを加え、0.5M酢酸緩衝液(pH4.0)5.00g、7重量%重曹水5.00g、20重量%食塩水5.00gの順に洗浄した。硫酸ナトリウム250mgを加えて脱水した後、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで270mgの化合物38を得た。
<化合物38のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.25(s、6H)、2.52-2.59(m、1H)、2.88-2.97(m、4H)、3.07(t、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.97-6.00(m、1H)、6.95-7.05(m、3H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例39]化合物39の合成
<化合物39の合成>
 ジエチルアミンを用いたこと以外は実施例38と同様にして、化合物39を合成した。<化合物39のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.03(t、6H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.50-2.59(m、5H)、2.88-2.97(m、4H)、3.23(t、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.97-6.00(m、1H)、6.95-7.05(m、3H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例40]化合物40の合成
<化合物40の合成>
 2-(エチルアミノ)エタノールを用いたこと以外は実施例38と同様にして、化合物40を合成した。
<化合物40のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.03(t、3H)、1.20-1.45(m、58H)、1.69-1.84(m、2H)、2.50-2.59(m、5H)、2.88-2.97(m、4H)、3.23(t、2H)、3.55-3.58(m、2H)、3.63(s、2H)、4.28-4.38(m、4H)、5.97-6.00(m、1H)、6.95-7.05(m、3H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例41]化合物41の合成
<化合物41の合成>
 中間体1、4,4’-ジチオビスブタン-1-オールおよび4-(ジメチルアミノ)ブタン酸塩酸塩を出発原料として用いたこと以外は、実施例1と同様の合成経路で化合物41を合成した。
<化合物41のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.20-1.50(m、64H)、1.69-1.84(m、4H)、2.21(s、6H)、2.28(t、2H)、2.35(t、2H)、2.52-2.59(m、1H)、2.59-2.70(m、4H)、3.63(s、2H)、4.22-4.33(m、4H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例42]化合物42の合成
<中間体32の合成>
 ビス(2-ヒドロキシエチル)ジスルフィド(33.2g)、2,2,5-トリメチル-1,3-ジオキサン-5-カルボン酸(25.0g)およびDMAP(3.50g)をクロロホルム250gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(41.0g)を加えて25℃で2時間反応させた。反応溶液を20重量%食塩水9.0mLで洗浄した後、硫酸ナトリウム25.0gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで、21.8gの中間体32を得た。
<中間体33の合成>
 中間体32(10.0g)およびトリエチルアミン(7.17g)にジクロロメタン180gを加えて室温で溶解させた。得られた溶液にDSC(16.5g)を加えて、25℃で2時間反応を行った。反応溶液中に残存したDSCをろ過により除去した後、ろ液にN,N-ジエチルエチレンジアミン(5.00g)を加えて、25℃で1時間反応を行った。反応後溶液を0.5M酢酸緩衝液(pH 4.0)150g、7重量%重曹水150g、20重量%食塩水150gの順で洗浄した後、硫酸ナトリウム5.00gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、13.1gの中間体33を得た。
<中間体34の合成>
 中間体33(13.0g)をTHF 49.0gに溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)195gを加えて40℃で3時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム120gを加えて洗浄した。洗浄後の水層に400g/L水酸化ナトリウム水溶液を添加し、そのpHを7.0に調整した後、水層をクロロホルム195gで抽出した。抽出した有機層に硫酸ナトリウム6.50gを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、5.01gの中間体34を得た。
<中間体35の合成>
 中間体34(5.00g)、中間体1(6.01g)およびDMAP(592mg)をクロロホルム75.0gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(5.81g)を加えて25℃で2時間反応させた。反応溶液を20重量%食塩水50.0gで洗浄した後、硫酸ナトリウム2.50gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、中間体35の粗生成物6.25gを得た。
<中間体36の合成>
 中間体35の粗生成物6.25gをTHF 56.3gに溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)225gを加えて25℃で2時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム94.0gを加えて洗浄した。洗浄後の水層に400g/L水酸化ナトリウム水溶液を添加し、そのpHを6.0に調整した後、水層をクロロホルム94.0gで抽出した。抽出した有機層に硫酸ナトリウム3.00gを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、3.7gの中間体36を得た。
<化合物42の合成>
 中間体36(500mg)、オレイン酸(436mg)およびDMAP(36.0mg)をクロロホルム7.50gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(352mg)を加えて25℃で2時間反応を行った。反応溶液を20重量%食塩水5.00gで洗浄した後、硫酸ナトリウム250mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで453mgの化合物42を得た。
<化合物42のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.88(t、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.38(m、40H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、1.99-2.05(m、8H)、2.36(t、4H)、2.52-2.58(m、6H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、4H)、4.30-4.40(m、8H)、5.32-5.38(m、5H)、7.02-7.05(m、4H)、7.27-7.30(m、4H)
[実施例43]化合物43の合成
<化合物43の合成>
 中間体36およびミリスチン酸を用いて実施例42と同様の合成経路で、化合物43を合成した。
<化合物43のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.35(m、40H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、2.36(t、4H)、2.52-2.58(m、6H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、4H)、4.30-4.40(m、8H)、5.32(s、1H)、7.02-7.05(m、4H)、7.27-7.30(m、4H)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
[実施例44]化合物44の合成
<中間体37の合成>
 中間体34(1.60g)、中間体1(4.19g)およびDMAP(165mg)をクロロホルム24.0gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(1.95g)を加えて25℃で2時間反応させた。反応溶液を20重量%食塩水16.0gで洗浄した後、硫酸ナトリウム500mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで1.85gの中間体37を得た。
<中間体38の合成>
 中間体37(450mg)、オレイン酸(241mg)およびDMAP(19.0mg)をクロロホルム6.75gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(223mg)を加えて25℃で2時間反応を行った。反応溶液を20重量%食塩水4.5gで洗浄した後、硫酸ナトリウム2.0gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、中間体38の粗生成物670mgを得た。
<中間体39の合成>
 中間体38の粗生成物(670mg)をTHF 4.00gとIPA 4.00gの混合溶媒に溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)16.2gを加えて40℃で3時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム13.5gを加えて抽出した後、有機層に0.5Mリン酸緩衝液(pH6.5)9.00gを加えて洗浄した。洗浄後の有機層に硫酸ナトリウム300mgを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで240mgの中間体39を得た。
<化合物44の合成>
 中間体39(150mg)、ラウリン酸(41.0mg)およびDMAP(5.0mg)をクロロホルム2.25gに室温で溶解させた。得られた溶液にEDC(53.0mg)を加えて25℃で2時間反応を行った。反応溶液を20重量%食塩水1.50gで洗浄した後、硫酸ナトリウム50.0mgを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで116mgの化合物44を得た。
<化合物44のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.80-0.92(m、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.38(m、36H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、1.99-2.05(m、4H)、2.36(t、2H)、2.52-2.58(m、6H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、4H)、4.30-4.40(m、8H)、5.32-5.36(m、3H)、7.02-7.05(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
[実施例45]化合物45の合成
<中間体40の合成>
 中間体18-b(3.00g)およびNPM(3.41g)にジクロロメタン30.0gを加えて室温で溶解させた。得られた溶液にpNPCl(3.51g)を加えて、25℃で10時間反応させた。この反応溶液にDMAP(170mg)および1,2-イソプロピリデングリコール(7.37g)を加え、25℃で8時間反応を行った。反応溶液を7重量%重曹水30.0g、20重量%食塩水30.0gの順に洗浄した後、硫酸ナトリウム9.00gを加えて脱水した。硫酸ナトリウムをろ過により除去した後、ろ液をエバポレーターにて濃縮し、カラムで精製することで2.16gの中間体40を得た。
<中間体41の合成>
 中間体40(2.16g)をTHF 11.3gに溶解させた後、0.5Mリン酸緩衝液(pH2.0)45.0gを加えて40℃で2時間反応を行った。反応溶液にクロロホルム19.0gを加えて洗浄した。洗浄後の水層に400g/L水酸化ナトリウム水溶液を添加し、そのpHを6.0に調整した後、水層をクロロホルム19.0gで抽出した。抽出した有機層に硫酸ナトリウム1.20gを加えて脱水し、硫酸ナトリウムをろ過により除去した。ろ液をエバポレーターにて濃縮し、850mgの中間体41を得た。
<化合物45の合成>
 中間体41およびオレイン酸を用いたこと以外は、実施例42と同様の合成経路で化合物45を合成した。
<化合物45のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.38(m、40H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、1.99-2.05(m、8H)、2.36(t、4H)、2.52-2.58(m、6H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、2H)、4.30-4.50(m、8H)、5.28-5.38(m、6H)、6.97-7.00(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[実施例46]化合物46の合成
<化合物46の合成>
 中間体41およびミリスチン酸を用いたこと以外は、実施例42と同様の合成経路で化合物46を合成した。
<化合物46のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ:0.89(t、6H)、1.04(t、6H)、1.25-1.35(m、32H)、1.42(s、3H)、1.55-1.65(m、4H)、2.36(t、4H)、2.52-2.58(m、6H)、2.92-2.96(m、4H)、3.22-3.26(m、2H)、3.66(s、2H)、4.30-4.50(m、8H)、5.28-5.31(m、2H)、6.97-7.00(m、2H)、7.27-7.30(m、2H)
[比較例]O-Ph-P4C2の合成
 特許文献3の実施例3に記載の合成経路にて合成した。
<O-Ph-P4C2のH-NMR(600MHz、CDCl)>
δ0.88(t、6H)、1.22-1.42(m、46H)、1.54-1.76(m、12H)、1.94-2.03(m、12H)、2.52-2.56(m、4H)、2.62-2.66(m、4H)、2.80-2.89(m、8H)、3.59(s、4H)、4.13(t、4H)、5.34-5.37(m、4H)、7.02-7.05(m、4H)、7.27-7.30(m、4H)
[試験例1]Liposomal pKaの測定
 Liposomal pKaの評価には、核酸を含まない脂質ナノ粒子(LNP)を使用した。
1.マイクロ流路法によるLNPの調製
(1)脂質のエタノール溶液の調製
 エッペンドルフチューブにカチオン性脂質の10mMエタノール溶液、DOPCの5mMエタノール溶液、Cholの10mMエタノール溶液を総脂質量720nmolとなるように目的の割合(カチオン性脂質:DOPC:Chol=52.5:7.5:40(モル比))で混合した。得られた混合物に、さらにDMG-PEG2k(2mMエタノール溶液)を、カチオン性脂質、DOPCおよびCholの総量100モルに対して1.5モル程度の量で添加し、次いでエタノールを添加して、脂質のエタノール溶液(全量:360μL)を調製した。
(2)マイクロ流路を用いたLNPの調製
 終濃度30mMのNaClを含む酸性リンゴ酸バッファー(20mM,pH3.0)1080μLおよび脂質のエタノール溶液360μLをそれぞれシリンジにはかり取った。超高速ナノ医薬作成装置NanoAssmblr(Precision NanoSystems製)を用いて、酸性バッファー溶液の添加速度:3mL/min、脂質のエタノール溶液の添加速度:1mL/min、およびシリンジホルダー温度:25℃の条件にて、LNPを調製し、15mLチューブへ回収した。15mLチューブへMES緩衝液(pH6.5)を3000μL加えた後、得られた混合物を、Amicon Ultra 4へ移し、遠心条件(25℃,1000g,6min)で限外濾過を行って、約100μLまで濃縮した。得られた濃縮物を、PBSを用いて4mLまで希釈し、再度、遠心条件(25℃,1000g,6min)で濃縮する操作を計2回行った。得られた濃縮物を、PBSを用いて脂質濃度が0.5mMになるよう希釈して、LNPを含む分散液を得た。
2.Liposomal pKaの測定
 pH3.0~10.0の範囲で種々のpHに合わせた、終濃度150mMのNaClを含む20mMのクエン酸緩衝液、リン酸ナトリウム緩衝液およびトリスHCl緩衝液を用意した。TNS(Sigma製)溶液は、0.6mMとなるように超純水で希釈した。黒色96wellプレートにTNS溶液を2μL、[試験例1]1.で調製したLNPを含む分散液を12μL、および種々のpHに調整した緩衝液を186μL加えた。プレートを遮光し、400rpmで10分間振盪した。プレートリーダー(TECAN製)を用いて、蛍光強度(励起:321nm/発光:447nm)を測定した。各LNPにおける蛍光強度の最大値を100%、最小値を0%として、相対蛍光強度を百分率で算出した。また、相対蛍光強度が50%であるpHをLiposomal pKaとした。各LNPのLiposomal pKaを表4に示す。比較例は、前記の表3に記載のカチオン性脂質を使用した。
3.結果
 いずれのLNPのLiposomal pKaも、エンドソーム脱出のために好ましいpKa(5.0~9.5)の範囲内であった。
[試験例2]mRNA封入粒子の調製と物性評価
1.マイクロ流路法によるLNPの調製
(1)脂質のエタノール溶液の調製
 エッペンドルフチューブにカチオン性脂質の10mMエタノール溶液、DOPCの5mMエタノール溶液、Cholの10mMエタノール溶液を総脂質量720nmolとなるように目的の割合(カチオン性脂質:DOPC:Chol=55:5:40(モル比))で混合した。得られた混合物に、さらにDMG-PEG2k(2mMエタノール溶液)を、カチオン性脂質、DOPCおよびCholの総量100モルに対して1モル程度の量で添加し、次いでエタノールを添加して、脂質のエタノール溶液(全量:360μL)を調製した。
(2)核酸の酸性バッファー溶液の調製
 5mLチューブに0.6mg/mLのmRNA溶液を7.2μgとなるようにはかり取り、これに、終濃度30mMのNaClを含む酸性リンゴ酸バッファー(20mM,pH3.0)を加えることで、核酸の酸性バッファー溶液(全量:1080μL)を調製した。
(3)マイクロ流路を用いたLNPの調製
 核酸の酸性バッファー溶液および脂質のエタノール溶液をそれぞれシリンジにはかり取った。超高速ナノ医薬作成装置NanoAssmblr(Precision NanoSystems製)を用いて、核酸の酸性バッファー溶液の添加速度:3mL/min、脂質のエタノール溶液の添加速度:1mL/min、およびシリンジホルダー温度:25℃の条件にて、LNPを調製し、15mLチューブへ回収した。15mLチューブへMES緩衝液(pH6.5)を3000μL加えた後、得られた混合物を、Amicon Ultra 4へ移し、遠心条件(25℃,1000g,6min)で限外濾過を行って、約100μLまで濃縮した。得られた濃縮物を、PBSを用いて4mLまで希釈し、再度、遠心条件(25℃,1000g,6min)で濃縮する操作を計2回行った。得られた濃縮物を、PBSを用いて脂質濃度が2mMになるよう希釈して、LNPを含む分散液を得た。
2.mRNA封入LNPの粒子径、PdIおよびゼータ電位の測定
 上記1.の方法で調製したmRNA封入LNPの粒子径、PdI(多分散度、Polydispersity Index)、およびゼータ電位を、動的光散乱法(Zetasizer Nano;Malvern社)により測定した。結果を表5に示す。比較例は、前記の表3に記載のカチオン性脂質を使用した。
3.結果
 いずれのmRNA封入LNPも好ましい形態である粒子径30~300nmであり、生理的pHでの電荷(ゼータ電位)も、好ましい範囲(-15~+15mV)であった。
[試験例3]インビトロでのHeLa細胞における遺伝子発現の評価
1.mRNA封入LNPの調製
 ルシフェラーゼを発現するmRNAを封入したLNP(カチオン性脂質:DOPC:Chol:DMG-PEG2k=55:5:40:1(モル比))を[試験例2]1.に記載の方法で調製した。
2.HeLa細胞における遺伝子発現の経時評価
 トランスフェクション24時間前にヒト子宮頚がん細胞であるHeLa細胞を5.0×10cells/2mL/Dishとなるように3.5cmディッシュに播種した。24時間後、培地を0.1mMのD-ルシフェリンを含む培養培地(D-MEM)へ交換した。調製したmRNA封入LNPを、mRNAの濃度が約8μg/mLとなるようにPBSで希釈した。希釈したmRNA封入LNP溶液(約50μL、mRNA:0.4μg)を3.5cmディッシュに加え、インキュベーター型ルミノメーターKronosDioにセットした。ルシフェラーゼの発光強度を1時間ごとに2分間計測した。得られた発現の時間変化から、24時間の累積ルシフェラーゼ発光強度を算出した。結果を表6に示す。なお、表6に記載の「E+0a」(a:整数)は「10」を表す。例えば「1.0E+06」は「1.0×10」を表す。比較例は、前記の表3に記載のカチオン性脂質を使用した。
3.結果
 表6に示すように、実施例5、7、8、9、10、11、15、19、21、22、23、24、25、28、29、30、31、32、34、35、36、42のカチオン性を含むLNPは、比較例に対して優れた遺伝子発現活性を示した。よって、実施例5、7、8、9、10、11、15、19、21、22、23、24、25、28、29、30、31、32、34、35、36、42のカチオン性脂質を含むLNPは、mRNAの発現を促進し得るLNPとして有益であることが明らかとなった。
[試験例4]インビボにおける遺伝子発現の評価
1.mRNA封入LNPの調製
 ルシフェラーゼを発現するmRNAを封入したLNP(カチオン性脂質:DOPC:Chol:DMG-PEG2k=55:5:40:1(モル比))を[試験例2]1.に記載の方法で調製した。
2.インビボにおける遺伝子発現の評価
 Balb/cマウス(雄、5週齢)の尾静脈から、調製した各mRNA封入LNP分散液を投与した。mRNAの投与量をマウスの体重1kgあたり0.05mgとし、mRNA封入LNP分散液の投与量をマウスの体重1gあたり10μLとした。mRNA封入LNP分散液の投与から4.5時間後、マウスの腹腔へD-ルシフェリンカリウムのPBS溶液を投与した。D-ルシフェリンカリウムの投与量をマウス一匹あたり3mgとし、D-ルシフェリンカリウムのPBS溶液の投与量をマウス一匹あたり200μLとした。D-ルシフェリンカリウムのPBS溶液を投与してから15分後にマウスを安楽死させ、肝臓、脾臓、腎臓、心臓および肺を摘出した。各臓器における発光をIn vivo imaging system(IVIS)を用いて露光10secで定量した。各臓器における発光量は、IVIS付属のLive Imagingソフトウェアを用いた画像解析により定量した。取得した画像から発光量(photons/sec)を算出し、これを遺伝子発現活性の指標とした。結果を表7および表8に示す。なお、表7および表8に記載の「E+0a」(a:整数)は「10」を表す。例えば「1.0E+02」は「1.0×10」を表す。比較例は、前記の表3に記載のカチオン性脂質を使用した。
3.結果
 表8に示すように、実施例31、34のカチオン性脂質を含むLNPが、特に脾臓において、比較例に対して優れた遺伝子発現活性を示した。よって、実施例31、34のカチオン性脂質を含むLNPは、mRNAの発現を促進し得るLNPとして有益であることが明らかとなった。
 本発明のカチオン性脂質は、核酸医薬、遺伝子治療、生化学実験等に有用である。
 本出願は、日本で出願された特願2022-051912を基礎としており、その内容は本明細書にすべて包含されるものである。

Claims (15)

  1.  式(1):
    (式中、
     Xは、3級窒素を一つ以上含む含窒素脂肪族基を表し、
     Rは、炭素数が8以下の脂肪族炭化水素基を表し、
     Lは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合、N-アルキルカルバメート結合、カーボネート結合またはウレア結合を表し、
     kは、0または1を表し、
     RおよびRは、それぞれ独立して炭素数が2~5のアルキレン基を表し、
     Lは、エステル結合、アミド結合、カルバメート結合、カーボネート結合、エーテル結合またはウレア結合を表し、
     Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
     Yは、(i)ヘテロ原子を有していてもよい芳香族化合物から誘導される2価の基を一つ以上含み、且つ(ii)前記2価の基の芳香環上にエステル結合およびカーボネート結合からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む基を有し、且つ(iii)炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基、脂溶性ビタミン残基、およびステロール誘導体の残基からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む基を表す。)
    で表されるジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
  2.  Xが、式(2):
     Rα-N(Rβ)- (2)
    (式中、
     Rαは、脂肪族炭化水素基を表し、
     Rβは、脂肪族炭化水素基、窒素以外のヘテロ原子を一つ以上含む脂肪族基、または3級アミンを一つ以上含む脂肪族基を表し、または
     RαおよびRβは、結合して3~8員の含窒素脂環を形成してもよい。)
    で表される基である請求項1に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
  3.  Xが、ジアルキルアミノ基(前記ジアルキルアミノ基の二つのアルキル基の炭素数は、それぞれ独立して1~8である)、3~6員のヘテロ原子を有していてもよい環状アミノ基、または-N(R)-Rを表し、
     Rは、炭素数が1~8のアルキル基を表し、
     Rは、-(CH)q-O-Rを表し、
     Rは、水素または炭素数が1~8のアルキル基を表し、
     qは、2~4の整数を表す、
    請求項1に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
  4.  Rが、炭素数が8以下のアルキレン基、または炭素数が8以下のアルケニレン基を表す請求項1~3のいずれか一項に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
  5.  Yが、式(3):
    (式中、
     Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表し、
     Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
     Sは、水素、炭素数が1~8のアルキル基、-R-L-R’、または-R-L-Z’-L-R’を表し、
     Sは、-R’-L-R’’または-R’-L-Z’’-L-R’’を表し、
     RおよびR’は、それぞれ独立して炭素数が8以下のアルキレン基を表し、
     Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
     Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
     lは、0または1を表し、
     Z、Z’およびZ’’は、それぞれ独立して、炭素数が3~16であり、少なくとも一つの芳香環を有し、且つヘテロ原子を有していてもよい芳香族化合物から誘導される2価の基を表し、
     Lは、エステル結合またはカーボネート結合を表し、
     Rは、炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
     Rは、水素または炭素数が1~8のアルキル基を表し、
     Sは、-R’-L’-R’’’を表し、
     mは、0または1を表し、
     RおよびR’は、それぞれ独立して炭素数が8以下のアルキレン基を表すか、または存在せず、
     LおよびL’は、それぞれ独立してエステル結合またはカーボネート結合を表し、
     R、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ独立して炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基、または-(CH)p-C(=O)-Rを表し、
     Rは、水酸基を有する脂溶性ビタミンの残基または水酸基を有するステロール誘導体の残基を表し、およびpは、2または3を表し、
     nは、0または1を表す。)
    で表される基である請求項1~4のいずれか一項に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
  6.  Z、Z’およびZ’’が、式(4):
    (式中、
     tは、0~3の整数を表し、
     uは、0~3の整数を表し、
     vは、0~4の整数を表し、および
     v個のRは、それぞれ独立して置換基を表し、
     *は、LまたはLとの結合位置を表す。)
    で表される基である請求項1~5のいずれか一項に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
  7.  R及びRが、ともにエチレン基である請求項1~6のいずれか一項に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
  8.  R、R’、R’’およびR’’’が、それぞれ独立して炭素数が10~37の脂肪族炭化水素基、または-(CH-C(=O)-Rを表し、
     Rが、水酸基を有する脂溶性ビタミンの残基を表す請求項1~7のいずれか一項に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質。
  9.  請求項1~8のいずれか一項に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質を膜の構成脂質として含む脂質膜構造体。
  10.  請求項1~8のいずれか一項に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質を膜の構成脂質として含み、さらに核酸を含む脂質膜構造体。
  11.  請求項1~8のいずれか一項に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質、または請求項10に記載の脂質膜構造体を含む核酸導入剤。
  12.  請求項1~8のいずれか一項に記載のジスルフィド結合を有するカチオン性脂質、または請求項10に記載の脂質膜構造体を含む医薬品組成物。
  13.  生体外において、核酸を内封した請求項11に記載の核酸導入剤と細胞とを接触させることを含む、当該核酸を当該細胞内へ導入する方法。
  14.  核酸を内封した請求項11に記載の核酸導入剤を、標的細胞へ送達されるように、生体へ投与することを含む、当該核酸を当該標的細胞内へ導入する方法。
  15.  核酸を内封した請求項11に記載の核酸導入剤と細胞とを接触させて、当該核酸を当該細胞内へ導入することを含む、特定遺伝子を発現した細胞を含有する細胞医薬品の製造方法。
PCT/JP2023/011839 2022-03-28 2023-03-24 ジスルフィド結合を有するカチオン性脂質、これを含む脂質膜構造体、これらのいずれかを含む核酸導入剤及び医薬品組成物、核酸を細胞又は標的細胞内へ導入する方法、及び細胞医薬品の製造方法 WO2023190166A1 (ja)

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