[发明专利]含聚(L‑精氨酸)链段的嵌段共聚物与聚阴离子性聚合物的聚离子复合物

说明书

技术领域

本发明涉及含有聚乙二醇-b-聚(L-精氨酸)或聚(L-精氨酸)-b-聚乙二醇-b-聚(L-精氨酸)和聚阴离子性聚合物而成的聚离子复合物(PIC)；这样的PIC的用途(例如其对肿瘤组织内巨噬细胞的激活方面的应用)；以及上述嵌段共聚物及其制备方法。

背景技术

肿瘤组织中不仅存在癌细胞，也存在多种免疫细胞。在肿瘤组织形成初期阶段，由于免疫细胞的抗癌活性，肿瘤组织的生长受到阻碍，癌细胞被从体内除去。但是，这样的免疫细胞带来的抗癌活性减弱时，肿瘤组织可能继续生长，直至发生肿瘤组织的转移。将为了杀死癌细胞而使存在于该肿瘤组织的免疫细胞激活的疗法称作癌症免疫疗法，近年来备受关注。在以往的癌症免疫疗法中，白细胞介素-2(IL-2)的过量给予导致细胞毒性T细胞或自然杀伤细胞被激活，但IL-2不具有被特异性摄入到肿瘤组织的机制，现状是由于过量全身给予，因此确认了严重的毒性。另外在癌细胞开始分泌被称为肿瘤生长因子或转化生长因子(TGF-β)的细胞因子的肿瘤环境中，免疫细胞的激活受到限制，这也是必须解决的课题。

发明内容

本发明人为解决上述课题，将巨噬细胞作为要激活的免疫细胞而关注。巨噬细胞非常多地浸润于肿瘤组织内，通过产生一氧化氮(NO)来诱导癌细胞的凋亡(程序性死亡)。激活的巨噬细胞在细胞内表达诱导型NO合酶(iNOS)，以L-精氨酸为底物产生NO。该酶促反应以L-精氨酸浓度作为决定反应速度的步骤，肿瘤内精氨酸浓度越增加则NO产生速度越增加，因此通过将L-精氨酸高效地递送至肿瘤组织，有望提高巨噬细胞的抗癌活性。

在这样的背景下，为了将L-精氨酸高效地传递至肿瘤组织，人们研究了使用药物递送系统(DDS)的技术来递送L-精氨酸的方法。

结果，新合成了生物降解性聚乙二醇-b-聚(L-精氨酸)[有时简称为PEG-b-P(L-Arg)或PEG-PArg]，发现通过其与聚阴离子性聚合物的静电相互作用而制作的芯鞘型聚离子复合物胶束(PIC/m)的纳米颗粒高效地聚集在肿瘤组织中，同时该共聚物具有L-精氨酸作为聚(L-Arg)链段的聚合单元，且该共聚物不仅与聚阴离子性聚合物形成PIC胶束，还与游离L-精氨酸同样，可成为iNOS的底物，并且可显著降低荷瘤的实验哺乳动物的肿瘤体积。还发现：聚(L-精氨酸)-b-聚乙二醇-b-聚(L-精氨酸)[有时简称为P(L-Arg)-b-PEG-b-P(L-Arg)或PArg-PEG-PArg]的三嵌段共聚物也与上述二嵌段共聚物同样起作用。

另一方面，以往的技术文献WO2008/104694中概括性地记载了可包含PEG-b-P(L-Arg)的接枝化氨基酸聚合物，日本特开2006-56864或许也可以说概括性地记载了可包含PEG-b-P(L-Arg)的共聚物。但是并未具体记载(或由特定的化学结构式特别规定)PEG-b-P(L-Arg)，另外不仅对于如何可高效制备这样的聚合物，对于含有这样的聚合物和聚阴离子性聚合物而成的组合物、此外对于这样的聚合物与聚阴离子性聚合物的聚离子复合物(PIC)可在水性介质中形成稳定的胶束或高分子胶束也未有任何记载或提示，也未提示可提供可作为在巨噬细胞的存在下产生的iNOS的底物的L-Arg。另一方面还已知，与构成本发明的体系不同的、聚阴离子性氨基酸(PEG-b-PAsp)与聚阳离子性氨基酸(PEG-b-PLys)的PIC形成胶束(例如参照Harada等人, Macromolecules, 28, 5294-99(1995))。

另外，关于聚精氨酸，以往合成的含有聚精氨酸链段的嵌段共聚物含有二胍等的副产物，无法进行定量的胍基取代(参照Michael S. Bernatowicz等人, Journal of Organic Chemistry, 57, 2497-2502, (1992))。还有人报道了聚精氨酸侧链具有Z保护基的嵌段共聚物，但除去Z保护基的条件严苛，虽然可以以毫克级进行，但如果以克级进行脱保护，则肽主链开裂(ERIC P.HOLOWKA等人, Nature materials, 6, 52-57, 2007))。并且这些制备方法含有侧链不是完整的胍基的基团，且分子量分布过宽，无法控制，因此可能肽键分解后的L-精氨酸单体无法起到iNOS底物的作用，或者无法形成稳定的PIC胶束。并且可以举出以下情况：以往的PIC胶束在生理条件下稳定性低，颗粒因血液中的盐浓度、聚阴离子、胎牛血清(FBS)而崩解。此外，由于以往的PIC胶束是为了将蛋白或核酸递送至肿瘤组织而设计的，纳米颗粒本身的抗癌活性等并未得到确认。