JP2011173960A - Polymer micelle type photostimulation-responsive nitrogen monoxide donor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光刺激によって一酸化窒素を発生する機能を搭載した高分子ミセル形成性ポリマー誘導体およびその使用に関し、より具体的には、一酸化窒素を発生しうる低分子化合物と高分子形成性ポリマーの共有結合誘導体及びその抗ガン剤としての使用に関する。 The present invention relates to a polymer micelle-forming polymer derivative having a function of generating nitric oxide by light stimulation and use thereof, and more specifically, a low-molecular compound capable of generating nitric oxide and a polymer-forming property. The present invention relates to covalent derivatives of polymers and their use as anticancer agents.
一酸化窒素(NO)は、窒素と酸素からなる不対電子をもつフリーラジカルであり、生体内では血管拡張や神経伝達など多くの生理現象における情報伝達物質として関与している。また、免疫システムの一部を担っているマクロファージは、腫瘍細胞や病原菌を認識し、検出した際、大量のNOを放出することで、これら外敵のミトコンドリア内電子伝達系の阻害、DNA損傷を誘発させる(非特許文献1、非特許文献2)。さらにNOは細胞増殖に対し、濃度依存的な影響を及ぼすことが知られており、低濃度のNOは細胞増殖を促進するが、高濃度のNOは細胞増殖を抑制あるいは細胞死(アポトーシス)を引き起こす(非特許文献3)。つまり、ガン組織などの腫瘍部位で高濃度のNOを一時的に発生させることができれば、その増殖を抑制し、ひいては腫瘍部位を死滅させる効果が期待できるのである。 Nitric oxide (NO) is a free radical having unpaired electrons composed of nitrogen and oxygen, and is involved as a signal transmitter in many physiological phenomena such as vasodilation and nerve transmission in vivo. In addition, macrophages, which are part of the immune system, recognize tumor cells and pathogens and release large amounts of NO when they are detected, thereby inhibiting these external enemy mitochondrial electron transport systems and inducing DNA damage. (Non-patent document 1, Non-patent document 2). Furthermore, NO is known to have a concentration-dependent effect on cell growth, and low concentrations of NO promote cell growth, while high concentrations of NO inhibit cell growth or cause cell death (apoptosis). Cause (non-patent document 3). That is, if a high concentration of NO can be temporarily generated at a tumor site such as a cancer tissue, it can be expected to suppress the growth and eventually kill the tumor site.
NOは常温、常圧下では反応性の高い気体で、生体内での半減期は約5秒程度である。そのため、NOを水に溶解させ、生体内の特定の箇所で効率的に作用させることは事実上、困難である。そこで、生理条件下でNOを発生するNO供与体(NOドナー)が生体内にNOを供給する目的で開発されている。例えば、S−ニトロソ化合物、芳香族N−ニトロソ化合物、ジアゾニウムジオレート(NONOates)類、(亜)硝酸エステル化合物、金属ニトロシル、グアニジン類、オキサトリアゾリウム類などが、NOドナーとして知られているが、その殆どは生体環境下で熱やpH、血中に含まれる金属イオンやタンパクの官能基の作用、あるいは酵素による代謝によって徐々に分解され、NOを徐放するものである(非特許文献4)。上述した、NOの抗腫瘍効果を期待する場合、生体内の特定の部位で必要なタイミングでのみNOを作用させる、すなわちNO機能の時空間制御が求められるため、これら不特定の場所でNOを徐放してしまう従来のNOドナーの使用は適さない。 NO is a highly reactive gas at normal temperature and normal pressure, and its half-life in vivo is about 5 seconds. Therefore, it is practically difficult to dissolve NO in water and effectively act at a specific location in the living body. Therefore, NO donors (NO donors) that generate NO under physiological conditions have been developed for the purpose of supplying NO into the living body. For example, S-nitroso compounds, aromatic N-nitroso compounds, diazonium diolates (NONOates), (sub) nitrate compounds, metal nitrosyl, guanidines, oxatriazoliums, etc. are known as NO donors. However, most of them are gradually decomposed by heat, pH, the function of metal ions and protein functional groups contained in blood, or metabolism by enzymes in a living environment, and release NO gradually (non-patent literature). 4). When the antitumor effect of NO described above is expected, NO is allowed to act only at a necessary timing at a specific site in the living body, that is, spatiotemporal control of the NO function is required. The use of conventional NO donors that release slowly is not suitable.
生体内におけるNO機能の時空間制御を達成するため、ニトロベンゼン誘導体の光化学反応を利用したNOドナーが、Miyataら(非特許文献5、非特許文献6)および、Sortinoら(非特許文献7)の研究グループから報告されている。これらのニトロベンゼン誘導体は、光励起状態において分子内原子再配列が誘起されニトロ基の窒素と酸素がNOとして放出される。生体環境下において、熱、pH、金属イオンまたはタンパク質中の官能基によって分解されることのない安定な化合物であり、光照射時にのみ選択的にNOを発生することができる。しかしながら、これらのニトロベンゼン誘導体は概して水溶性に極めて乏しく、例えばジメチルスルホキシドなどの有機溶媒を混合した溶液へ溶解させる必要があり、生体への投与に関しては安全面から問題がある。さらに、これらのニトロベンゼン誘導体は低分子化合物であるため、仮に血中に投与できたとしても腎糸球体によるろ過排泄を受け、投与後速やかに体外に排泄されてしまう。Sortinoらは、数ナノメートルの粒径の表面がカルボキシル基で安定化された白金ナノ粒子表面に、上記ニトロベンゼン誘導体を適量導入したNOキャリアを提案しているが(非特許文献8、非特許文献8)、カルボキシル基の負電荷のみで分散している粒子の生理条件下での分散安定性は極めて低いことが予想され、また担体となる白金粒子の生体内での蓄積による長期毒性も懸念されることから、医薬として使用する際の製剤化を目指す上で大きな問題を抱えている。 In order to achieve spatiotemporal control of NO function in vivo, NO donors utilizing photochemical reactions of nitrobenzene derivatives are disclosed by Miyata et al. (Non-patent Documents 5 and 6) and Sortino et al. (Non-patent Document 7). Reported by a research group. In these nitrobenzene derivatives, intramolecular atomic rearrangement is induced in the photoexcited state, and nitrogen and oxygen of the nitro group are released as NO. It is a stable compound that is not decomposed by functional groups in heat, pH, metal ions, or proteins in a biological environment, and can selectively generate NO only during light irradiation. However, these nitrobenzene derivatives are generally very poor in water solubility, and need to be dissolved in a mixed solution of an organic solvent such as dimethyl sulfoxide. Furthermore, since these nitrobenzene derivatives are low molecular weight compounds, even if they can be administered into blood, they are excreted by renal glomeruli and are rapidly excreted outside the body after administration. Sortino et al. Have proposed a NO carrier in which an appropriate amount of the above nitrobenzene derivative is introduced onto the surface of a platinum nanoparticle whose surface has a particle diameter of several nanometers stabilized with a carboxyl group (Non-patent Document 8, Non-patent Document). 8) Dispersion stability under the physiological conditions of particles dispersed only with a negative charge of a carboxyl group is expected to be extremely low, and there is a concern about long-term toxicity due to accumulation of platinum particles as a carrier in vivo. Therefore, it has a big problem in aiming at formulation at the time of using as a medicine.
上述した先行技術の問題点まとめると下記のとおりである。
1)生体内にNOを供給する際にNOドナー化合物を使用すると、生体環境下での外的要因によってNOドナーが分解し、NOが徐放されてしまうため、場所やタイミングを特定してNOを生体内の特定部位に作用させることが困難である。
2)光照射によってNOを生成するNOドナーを使用すると、一般に、当該ドナーの低い水溶性、また一方で、低分子化合物あることに起因して腎糸球体による生体外へのろ過排泄が懸念される。
3)光応答性NOドナーを担体に担持させることにより開発された白金ナノ粒子キャリア表面に当該NOドナーを適量導入した構築物もしくはコンジュゲートは、実使用(生体)環境での低い分散安定性、標的部位への集積が期待できない。
The problems of the prior art described above are summarized as follows.
1) When a NO donor compound is used when supplying NO into a living body, the NO donor is decomposed due to external factors in the living environment, and NO is gradually released. It is difficult to act on a specific site in the living body.
2) When a NO donor that generates NO by light irradiation is used, there is a general concern that the donor's low water solubility and, on the other hand, low molecular weight compounds cause in vitro filtration and excretion by renal glomeruli. The
3) A structure or conjugate in which an appropriate amount of the NO donor is introduced on the surface of the platinum nanoparticle carrier developed by supporting the photoresponsive NO donor on the carrier has low dispersion stability and target in the actual use (living) environment. Accumulation at the site cannot be expected.
したがって、低毒性で高い分散安定性を持ち、体内の標的部位(例えば、ガン組織)に集積し、NOが徐放されることなく、標的部位で光照射時にのみNOを生成してその場でNOの作用効果を発揮できる化合物または構築物もしくはコンジュゲートが提供できれば当該技術分野に新たなステージを提供できるであろう。 Therefore, it has low toxicity and high dispersion stability, accumulates in the target site (for example, cancer tissue) in the body, does not release NO gradually, generates NO only at the time of irradiation with light at the target site. If a compound or construct or conjugate capable of exerting the action effect of NO can be provided, it will be possible to provide a new stage in the art.
上記の課題を解決するため、本発明者らは上記低分子NOドナーの新規な誘導体を開発すべく検討した。その結果、当該ドナーを水性媒体中で高分子ミセルを形成しうるブロック共重合体に共有結合せしめた高分子誘導体に由来する高分子ミセルは、結合されている低分子NOドナーが通常の生体環境下で分解されることなく、かつ、NOが徐放されることなく保持される一方で、光刺激に効果的に応答しその場でNOを生成できることが確認できた。 In order to solve the above problems, the present inventors have studied to develop a novel derivative of the low molecular NO donor. As a result, polymer micelles derived from polymer derivatives in which the donor is covalently bonded to a block copolymer capable of forming polymer micelles in an aqueous medium have low molecular NO donors attached to the normal biological environment. It was confirmed that NO could be generated in situ by effectively responding to light stimulation while NO was maintained without being decomposed below and without sustained release.
より具体的には、生体適合性であり、かつ、水溶性に優れるポリエチレングリコール鎖セグメントと疎水性のポリ(4−クロロメチルスチレン)鎖セグメントを含むブロック共重合体(PEG−b−PCMS)の側鎖に、光刺激応答性NOドナーを共有結合を介して
導入することで、光刺激応答性NOドナーを有するブロック共重合体(PEG−b−PCNTP)を効率よく提供できることを見出した。また、このPEG−b−PCNTPは簡便な透析法によって粒径が40nm程度の分散安定性の高い高分子ミセルを形成し、得られた高分子ミセルは生体環境下で光照射によって選択的にNOを生成すること、すなわちPEG−b−PCMSを用いて低分子NOドナーを高分子化誘導体とすることで、所望の生体内領域で、所望のタイミングでNOを発生できる高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体を極めて効率よく提供できることを見出した。さらに、好ましさが劣る場合があるもののPCMS鎖に代え一定の疎水性ポリマー鎖を用いたブロック共重合体も同様な特性を有する高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体を提供できることも見出した。
More specifically, a block copolymer (PEG-b-PCMS) comprising a polyethylene glycol chain segment and a hydrophobic poly (4-chloromethylstyrene) chain segment that are biocompatible and excellent in water solubility. It was found that a block copolymer (PEG-b-PCNTP) having a photostimulation-responsive NO donor can be efficiently provided by introducing a photostimulation-responsive NO donor into the side chain via a covalent bond. Further, this PEG-b-PCCNT forms polymer micelles having a high dispersion stability with a particle size of about 40 nm by a simple dialysis method, and the obtained polymer micelles are selectively NO by irradiation with light in a living environment. Polymeric micelle-type photostimulation response that can generate NO at a desired timing in a desired in vivo region by generating PEG-b-PCMS and using a low molecular NO donor as a polymerized derivative It has been found that a sex NO donor can be provided very efficiently. Furthermore, although it may be less preferred, it has also been found that a block copolymer using a certain hydrophobic polymer chain instead of the PCMS chain can provide a polymer micelle-type photostimulation-responsive NO donor having similar characteristics. It was.
したがって、本発明によれば、一般式(I)
A−(CH2−CH2O)m−L1−(NO−donor)−Z (I)
で表され、
式中、Aは、非置換または置換C1−C12アルコキシを表し、置換されている場合の置換基は、ホルミル基、式RaRbCH−(ここで、R1およびR2は独立して、C1−C4アルコキシまたはR1とR2は一緒になって−OCH2CH2O−、−O(CH2)3O−もしくは−O(CH2)4O−を表す。)の基を表し、
L1は、結合、−(CH2)cS−、−CO(CH2)cS−、−(CH2)cNH−、−(CH2)cCO−(ここで、各cは1〜5、好ましくは1または2の整数である。)、−CO−、−COO−及び−CONH−からなる群より選ばれる連結基を表し、
NO−donorは低分子NOドナーが側鎖に共有結合した疎水性ポリマー鎖を表し、
Zは水素原子、ヒドロキシ、非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキルコキシまたは非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキルカルボニルを表し、
mは、20〜5,000の整数を表す、
であるNOドナーの高分子化誘導体が提供される。
Thus, according to the invention, the general formula (I)
A- (CH 2 -CH 2 O) m -L 1 - (NO-donor) -Z (I)
Represented by
Wherein A represents unsubstituted or substituted C 1 -C 12 alkoxy, and when substituted, the substituent is a formyl group, the formula R a R b CH— (wherein R 1 and R 2 are independently and, C 1 -C 4 alkoxy or R 1 and R 2 are -OCH 2 CH 2 O together -, - O (CH 2) 3 O- or -O (CH 2) represents a 4 O-. )
L 1 is a bond, — (CH 2 ) c S—, —CO (CH 2 ) c S—, — (CH 2 ) c NH—, — (CH 2 ) c CO— (where each c is 1 -5, preferably an integer of 1 or 2, and represents a linking group selected from the group consisting of -CO-, -COO- and -CONH-,
NO-donor represents a hydrophobic polymer chain in which a low molecular NO donor is covalently bonded to a side chain;
Z is hydrogen atom, hydroxy, C 1 -C 12 alkyloxy optionally substituted with one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end, or substituted with one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end. Represents a good C 1 -C 12 alkylcarbonyl,
m represents an integer of 20 to 5,000,
A polymeric derivative of the NO donor is provided.
より具体的で、好ましい態様の本発明としては、一般式(II) As a more specific and preferred embodiment of the present invention, the general formula (II)
式中、Aは、非置換または置換C1−C12アルコキシを表し、置換されている場合の置換基は、ホルミル基または式R1R2CH−の基を表し、ここで、R1及びR2は独立して、C1−C4アルコキシまたはR1とR2は一緒になって−OCH2CH2O−、−O(CH2)3O−もしくは−O(CH2)4O−を表し、
L1は、原子化結合、−(CH2)aS−、−CO(CH2)aS−、からなる群より選ばれる連結基を表し、ここでaは1ないし5、好ましくは2の整数であり、
L2は、結合、−O−、−NH−、−(CH2)b−O−、−(CH2)b−NH−、
−(CH2)b−OCO−、−(CH2)b−NHCO−、−(CH2)b−COO−および−(CH2)b−CONH−よりなる群から選ばれる連結基(なお、結合は先頭の−がベンゼン環に結合する方向性をとる)を表し、bは0〜3の整数であり、
Rは、式
In which A represents unsubstituted or substituted C 1 -C 12 alkoxy, and when substituted, the substituent represents a formyl group or a group of formula R 1 R 2 CH—, wherein R 1 and R 2 is independently, C 1 -C 4 alkoxy or R 1 and R 2 are -OCH 2 CH 2 O together -, - O (CH 2) 3 O- or -O (CH 2) 4 O -
L 1 represents a linking group selected from the group consisting of an atomized bond, — (CH 2 ) a S—, —CO (CH 2 ) a S—, wherein a is 1 to 5, preferably 2. An integer,
L 2 represents a bond, —O—, —NH—, — (CH 2 ) b —O—, — (CH 2 ) b —NH—,
- (CH 2) b -OCO - , - (CH 2) b -NHCO -, - (CH 2) b -COO- and - (CH 2) b -CONH- become more linking group selected from the group (Note, Bond represents the direction in which the leading-bonds to the benzene ring), b is an integer of 0 to 3,
R is the formula
の基を表し、
R1−1は、少なくとも1つがニトロ基に対してオルト位に結合しており、C1−C6アルキル、1以上のハロゲン原子で置換されたC1−C6アルキル、モノもしくはジ−C1−C6アルキル、C1−C6アルキルオキシ、ジ−もしくはトリ−C1−C6アルキルシリル、フェニル、ナフチル、アントラセニル、ピレニル、フェノキシ、ピロリル、ピリジル、イミダゾール、モルホリル、チオフェニル、チアゾール、アミノ、ニトロ、シアノ、ヒドロキシル、ヒドロキシメチル、アルデヒド、カルボキシル、カルボン酸エステル、カルボン酸アミド、スルホ、スルホン酸エステル、スルホン酸アミドおよびヒドラジドよりなる群から選ばれ、
pは1〜4の整数を表し、
−X−は、結合、−(CH2)d−、および−(CH2)d−(CH=CH)e−(CH2)d−よりなる群から選ばれ、dは1〜6の整数を表し、eは0〜3の整数を表し、
L2は、結合、メチルイミノ、メチルイミノメチル、メチルオキシ、メチルオキシメチル、メチルエステル及びメチルエステルメチルからなる群より選ばれる連結基を表し、
mは、20〜5,000の整数であり、
nは、3〜1,000の整数であり、かつ、
Rは、Rの総数nの50%未満、好ましくは30%未満、より好ましくは10%未満、特に好ましくは、5%未満が水素原子であることができる、
で表されるNOドナーの高分子化誘導体が提供される。
Represents the group of
R 1-1 is at least one is bound in the ortho-position to the nitro group, C 1 -C 6 alkyl, one or more C 1 -C 6 alkyl substituted with halogen atoms, mono- or di -C 1 -C 6 alkyl, C 1 -C 6 alkyloxy, di - or tri -C 1 -C 6 alkyl silyl, phenyl, naphthyl, anthracenyl, pyrenyl, phenoxy, pyrrolyl, pyridyl, imidazole, morpholyl, thiophenyl, thiazole, amino , Nitro, cyano, hydroxyl, hydroxymethyl, aldehyde, carboxyl, carboxylic acid ester, carboxylic acid amide, sulfo, sulfonic acid ester, sulfonic acid amide and hydrazide,
p represents an integer of 1 to 4,
-X- is a bond, - (CH 2) d - , and - (CH 2) d - ( CH = CH) e- (CH 2) d - is selected from the group consisting of, d is an integer from 1 to 6 E represents an integer of 0 to 3,
L 2 represents a linking group selected from the group consisting of a bond, methylimino, methyliminomethyl, methyloxy, methyloxymethyl, methyl ester, and methyl ester methyl;
m is an integer of 20 to 5,000,
n is an integer from 3 to 1,000, and
R may be less than 50% of the total number n of R, preferably less than 30%, more preferably less than 10%, particularly preferably less than 5% are hydrogen atoms,
A polymeric derivative of the NO donor represented by:
上記のNOドナーの高分子化誘導体は、水性媒体中で高分子ミセルを形成し、かかる高分子ミセルは、
a)ナノサイズでかつ外殻(シェル)に水溶性高分子PEG鎖を有していることから、高い生体適合性と分散安定性を有する;
b)数十ナノメートルの粒径を有しているため、生体内投与時に腎糸球体によるろ過排泄を回避し、かつEnhanced permeation and retention(EPR)効果によるガン組織への集積効果が期待できる。
The above polymerized derivative of the NO donor forms a polymer micelle in an aqueous medium.
a) Since it is nano-sized and has a water-soluble polymer PEG chain in its outer shell (shell), it has high biocompatibility and dispersion stability;
b) Since it has a particle size of several tens of nanometers, filtration and excretion by the glomeruli can be avoided during in vivo administration, and an accumulation effect in cancer tissue can be expected due to the enhanced permeation and retention (EPR) effect.
また、当該高分子ミセルは、ミセル内核(コア)に、光刺激によって始めてNOを生成するNOドナー部位が存在していると予測され、EPR効果によるガン組織への集積(パッシブターゲッティング)効果に加え、NOドナー集積部位と光照射部位が一致したときにのみに効果が現れるダブルターゲティング効果も期待できる。 In addition, the polymer micelle is predicted to have an NO donor site that generates NO for the first time by light stimulation in the core (core) of the micelle. In addition to the effect of accumulation in the cancer tissue (passive targeting) by the EPR effect Also, a double targeting effect that appears only when the NO donor accumulation site and the light irradiation site match can be expected.
したがって、本発明によれば、上記NOドナーの高分子化誘導体を有効成分とし、必要により、希釈剤もしくは製薬学上常用される賦形剤を含んでなる、抗ガン剤も提供される。 Therefore, according to the present invention, there is also provided an anticancer agent comprising the above-described polymerized derivative of NO donor as an active ingredient and, if necessary, a diluent or an excipient commonly used in pharmacy.
以下、本発明の具体的な態様または本発明を規定する用語について説明する。 Hereinafter, specific aspects of the present invention or terms defining the present invention will be described.
低分子NOドナーとは、ニトロベンゼン誘導体を包含するニトロ単−乃至多−環芳香族炭化水素であって、光化学反応によりNOを生成できる化合物をいう。低分子とは、重合体に対向する概念の化合物であり、本発明により高分子化した場合に、水性媒体中で形成される高分子ミセルの径が数百nm以下のオーダーになる分子サイズの化合物をいう。 The low molecular NO donor is a nitro mono- to poly-cyclic aromatic hydrocarbon including a nitrobenzene derivative, which can generate NO by a photochemical reaction. A low molecule is a conceptual compound facing a polymer, and when polymerized according to the present invention, the molecular size of the polymer micelle formed in an aqueous medium is on the order of several hundred nm or less. Refers to a compound.
通常、ニトロ単−乃至多−環芳香族炭化水素の光化学反応性は、ニトロ基の配向が大きく影響する。基底状態において、ニトロ基が芳香族環に対し面外配向した場合(芳香環が形成する平面とねじれた配向をとった場合)、ニトロ基の酸素のp軌道と、ニトロ基に隣接する芳香環炭素のp軌道との重なり生じる。これが光励起状態になると、ニトロ(NO2)基から亜硝酸エステル(−O−NO)基への窒素−酸素原子の再配列(ニトロー亜硝酸エステル光再配列)が誘導され、亜硝酸エステル基が生じる。この反応は、芳香環が形成する平面とニトロ基の配向が垂直に近いほど(すなわち、ねじれが大きいほど)起こりやすい。こうして生成した亜硝酸エステルは、光照射によって容易に炭素−窒素結合が開裂し、一酸化窒素(NO)を生成する。本発明にいう、限定されるものでないが、光反応によりNOを生成できるとは、上記のような反応機序によりNOを生成できるものをいう。したがって、典型的な低分子NOドナーまたは低分子NOドナー部分としては、例えば、上記、非特許文献6および7に記載される化合物または当該化合物から水素原子を除去した残基を挙げることができる。 Usually, the photochemical reactivity of nitro mono- or polycyclic aromatic hydrocarbons is greatly influenced by the orientation of the nitro group. In the ground state, when the nitro group is oriented out of plane with respect to the aromatic ring (when the orientation is twisted with the plane formed by the aromatic ring), the oxygen p-orbital of the nitro group and the aromatic ring adjacent to the nitro group It overlaps with the p orbital of carbon. When this is in a photoexcited state, a rearrangement of nitrogen-oxygen atoms from a nitro (NO 2 ) group to a nitrite (—O—NO) group (nitro-nitrite photorearrangement) is induced, and the nitrite group is Arise. This reaction is more likely to occur when the plane of the aromatic ring and the orientation of the nitro group are close to perpendicular (that is, the greater the twist). In the nitrite thus produced, the carbon-nitrogen bond is easily cleaved by light irradiation, and nitric oxide (NO) is produced. Although it is not limited in the present invention, the phrase “NO can be generated by photoreaction” means that NO can be generated by the reaction mechanism as described above. Therefore, typical low molecular NO donors or low molecular NO donor moieties include, for example, the compounds described in Non-Patent Documents 6 and 7, or residues obtained by removing hydrogen atoms from the compounds.
このような低分子NOドナーを高分子化して得られる、本発明に従うNOドナーの高分子化誘導体中の低分子NOドナーが側鎖に共有結合した疎水性ポリマー鎖(NO−donor)セグメントは、限定されるものでないが、下記の反応性側鎖基を有するポリマー鎖と、必要があれば、低分子NOドナーにそれ自体公知の手段により適当な官能基(−OH、−NH2、−NHNH2、−COOH等)を導入した後に反応せしめて共有結合させることにより形成できる。 A hydrophobic polymer chain (NO-donor) segment in which the low molecular NO donor in the polymerized derivative of the NO donor according to the present invention obtained by polymerizing such a low molecular NO donor is covalently bonded to the side chain, Although not limited, a polymer chain having the following reactive side group and, if necessary, suitable functional groups (—OH, —NH 2 , —NHNH) by a means known per se to a low molecular NO donor. 2 , -COOH, etc.), and then reacted and covalently bonded.
反応性側鎖基を有するポリマー鎖の例: Examples of polymer chains with reactive side groups:
ここで、pは1または2を表し、R1は非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキル基を表し、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリアミノ酸エステル鎖セグメント;
Here, p represents 1 or 2, R 1 represents a C 1 -C 12 alkyl group optionally substituted by one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end, and n represents 3 to 1,000. , Preferably 5 to 500, more preferably an integer of 10 to 300,
A polyamino acid ester chain segment of
ここで、R1は非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキル基を表し、R2は水素原子またはC1−5アルキル基、好ましくはメチル基を表し、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリ((メタ)アクリル酸エステル)鎖セグメント;
Wherein, R 1 represents one phenyl or benzhydryl optionally C 1 -C 12 alkyl group optionally substituted by a group in the non-binding end, R 2 is a hydrogen atom or a C 1 - 5 alkyl group, preferably Represents a methyl group, and n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300,
A poly ((meth) acrylate) chain segment of
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のスチレン−無水マレイン酸共重合体鎖セグメント;
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
Of styrene-maleic anhydride copolymer chain segment;
ここで、R1は非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキル基を表し、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリリンゴ酸エステル鎖セグメント;
Here, R 1 represents a C 1 -C 12 alkyl group optionally substituted by one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end, and n is 3 to 1,000, preferably 5 to 500, Preferably it represents an integer of 10 to 300,
A polymalate chain segment of
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリアミック酸鎖セグメント;
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
A polyamic acid chain segment of
ここで、R1は非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキル基を表し、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリマレイミド鎖セグメント;
Here, R 1 represents a C 1 -C 12 alkyl group optionally substituted by one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end, and n is 3 to 1,000, preferably 5 to 500, Preferably it represents an integer of 10 to 300,
A polymaleimide chain segment of
ここで、L1は塩素、臭素またはヨウ素原子を表し、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリ(ハロメチルスチレン)鎖セグメント;
Here, L 1 represents a chlorine, bromine or iodine atom, and n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
A poly (halomethylstyrene) chain segment of
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリ(塩化ビニル)鎖セグメント;
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
Of poly (vinyl chloride) chain segments;
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の
整数を表す、
のポリ(クロロプレン)鎖セグメント;
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
A poly (chloroprene) chain segment of
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリ(グリシジル メタクリレート)鎖セグメント;
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
Of poly (glycidyl methacrylate) chain segments;
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリ(2−ヒドロキシエチル メタクリレート)鎖セグメント;
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
A poly (2-hydroxyethyl methacrylate) chain segment;
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリエピクロロヒドリン鎖セグメント;
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
A polyepichlorohydrin chain segment of
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリ−3,3−ビスクロロメチルオキセタン鎖セグメント;
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
A poly-3,3-bischloromethyloxetane chain segment of
ここで、R1は非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキル基を表し、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリ(オキサゾリン)鎖セグメント;
Here, R 1 represents a C 1 -C 12 alkyl group optionally substituted by one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end, and n is 3 to 1,000, preferably 5 to 500, Preferably it represents an integer of 10 to 300,
A poly (oxazoline) chain segment of
ここで、a及びbは独立して3〜500の整数を表す、
のポリシロキサン鎖セグメント;
Here, a and b independently represent an integer of 3 to 500.
Of polysiloxane chain segments;
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリ(ビニルフェニルボロン酸)鎖セグメント;
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
A poly (vinylphenylboronic acid) chain segment of
ここで、nはそれぞれ3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
の1−ナイロン鎖セグメント;及び
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300,
A 1-nylon chain segment of
ここで、nは3〜1,000、好ましくは5〜500、より好ましくは10〜300の整数を表す、
のポリ(ビニルベンズアルデヒド)鎖セグメント。
Here, n represents an integer of 3 to 1,000, preferably 5 to 500, more preferably 10 to 300.
Poly (vinylbenzaldehyde) chain segment.
さらに、上記式(I)において、
Zは水素原子、ヒドロキシ、非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキルコキシまたは非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキルカルボニルを表す、ジブロック共重合体を挙げることができる。
Furthermore, in the above formula (I),
Z is hydrogen atom, hydroxy, C 1 -C 12 alkyloxy optionally substituted with one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end, or substituted with one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end. Mention may be made, for example, of diblock copolymers representing C 1 -C 12 alkylcarbonyl.
しかし、特に、ブロック共重合体の反応性基を担持する疎水性鎖セグメントが、式 However, in particular, the hydrophobic chain segment carrying the reactive group of the block copolymer has the formula
ここで、L1は塩素、臭素またはヨウ素原子を表し、nは3〜1,000の整数を表す、のポリ(ハロメチルスチレン)鎖セグメントである、ブロック共重合体を好ましく使用できる。 Here, a block copolymer which is a poly (halomethylstyrene) chain segment in which L 1 represents a chlorine, bromine or iodine atom and n represents an integer of 3 to 1,000 can be preferably used.
このようなブロック共重合体の一部は公知であり、例えば、疎水性セグメントがポリアミノ酸エステル鎖セグメントを表すものは特許第2690276号公報(または米国特許第5,449,513号明細書)等により、また、ポリ((メタ)アクリル酸エステル鎖セグメントを表すものは特許文献3により公知である。その他のブロック共重合体は上記ブロック共重合体の製造方法または本明細書に後述する製造例1を参照すれば当業者にとって容易に取得できるであろう。なお、本発明で使用するブロック共重合体を規定する一般式中の連結基または反復単位を式で表す場合には、記載されている方向性でそれが一般式中組込まれることが意図されている。 Some of such block copolymers are known, for example, those in which the hydrophobic segment represents a polyamino acid ester chain segment are disclosed in Japanese Patent No. 2690276 (or US Pat. No. 5,449,513), etc. In addition, those representing poly ((meth) acrylic ester chain segments are known from Patent Document 3. Other block copolymers are the above-described block copolymer production methods or production examples described later in this specification. It can be easily obtained by those skilled in the art with reference to 1. It should be noted that when the linking group or repeating unit in the general formula defining the block copolymer used in the present invention is represented by a formula, it is described. It is intended to be incorporated into the general formula in a certain direction.
こうして提供できる、低分子NOドナーが側鎖に共有結合した疎水性ポリマー鎖(NO−donor)セグメントを含む本発明に従うNOドナーの高分子化誘導体の好ましい態様は、上記の一般式(II)で表される化合物である。このような一般式(II)における、上記式 A preferred embodiment of the polymerized derivative of the NO donor according to the present invention comprising a hydrophobic polymer chain (NO-donor) segment in which a low molecular NO donor is covalently bonded to the side chain can be provided in the above general formula (II). It is a compound represented. In the general formula (II), the above formula
の基の好ましいものとしては、限定されるものでないが、Xに結合するフェニル基を基準にすると、
(i)3−(C1−C6アルキル)−4−ニトロフェニル、3−(C1−C6分岐アルキル)−4−ニトロフェニル、3,5−ジ−(C1−C6アルキル)−4−ニトロフェニル、
(ii)3−[1個以上のハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素もしくはヨウ素)で置換されたC1−C6アルキル]−4−ニトロフェニル、3,5−ジ−[1個以上のハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素もしくはヨウ素)で置換されたC1−C6アルキル]−4−ニトロフェニル、
(iii)3−(モノ−もしくはジ−C1−C6アルキル)アミノ−4−ニトロフェニル、3,5−ジ−(モノ−もしくはジ−C1−C6アルキル)アミノ−4−ニトロフェニル、
(iv)3−(C1−C6アルキル)オキシ−4−ニトロフェニル、3,5−ジ−(C1−C6アルキル)オキシ−4−ニトロフェニル
から選ばれるフェニル基がXに結合したものを挙げることができる。
Preferred examples of the group include, but are not limited to, based on the phenyl group bonded to X,
(I) 3- (C 1 -C 6 alkyl) -4-nitrophenyl, 3- (C 1 -C 6 branched alkyl) -4-nitrophenyl, 3,5-di- (C 1 -C 6 alkyl) -4-nitrophenyl,
(Ii) 3- [C 1 -C 6 alkyl substituted with one or more halogen atoms (fluorine, chlorine, bromine or iodine)]-4-nitrophenyl, 3,5-di- [one or more halogens atom (fluorine, chlorine, bromine or iodine) C 1 -C 6 alkyl substituted with] -4-nitrophenyl,
(Iii) 3- (mono- - or di -C 1 -C 6 alkyl) amino-4-nitrophenyl, 3,5-di - (mono - or di -C 1 -C 6 alkyl) amino-4-nitrophenyl ,
(Iv) A phenyl group selected from 3- (C 1 -C 6 alkyl) oxy-4-nitrophenyl and 3,5-di- (C 1 -C 6 alkyl) oxy-4-nitrophenyl bonded to X Things can be mentioned.
以上の化合物を特定する各基または各基の部分について、例えばC1−C12アルコキシまたはC1−C6アルキルオキシにおけるアルキル部分は、直鎖もしくは分枝のアルキルであり、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−オクチルおよびn−ドデシル等であることができる。したがって、C1−C6アルキルには、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチルおよびn−ヘキシル等が包含される。 For each group or part of each group that identifies the above compounds, for example, the alkyl moiety in C 1 -C 12 alkoxy or C 1 -C 6 alkyloxy is a straight or branched alkyl, such as methyl, ethyl N-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-octyl, n-dodecyl and the like. Accordingly, C 1 -C 6 alkyl includes, for example, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl and the like.
1個以上のハロゲン原子で置換されたC1−C6アルキルにいうハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素である。かようなハロゲン原子で置換されたアルキル基としては、限定されるものでないが、例えば、トリフルオロメチル、トリクロロメチル、トリブロモメチル、ジクロロマチル、ジブロモメチル、テトラフルオロエチル、テトラクロロエチルおよびテトラブロモエチル等を挙げることができる。 A halogen atom referred to in C 1 -C 6 alkyl substituted with one or more halogen atoms is fluorine, chlorine, bromine or iodine. Examples of such an alkyl group substituted with a halogen atom include, but are not limited to, trifluoromethyl, trichloromethyl, tribromomethyl, dichloromatyl, dibromomethyl, tetrafluoroethyl, tetrachloroethyl, and tetrabromoethyl. Etc.
本発明に従う、NOドナーの高分子化誘導体は、水性媒体、例えば、水、燐酸化生理食塩水、または水混和性有機溶媒(N,N−ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、アセトン、ジメチルアセトアミド、メタノール等)を含有した水溶液中で高分子ミセルを形成できる。 In accordance with the present invention, polymerized derivatives of NO donors can be used in aqueous media such as water, phosphorylated saline, or water-miscible organic solvents (N, N-dimethylformamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, acetone, dimethyl). Polymer micelles can be formed in an aqueous solution containing acetamide, methanol, etc.).
こうして形成された高分子ミセルを、本明細書では、高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体ともいうが、これらは通常、平均径が100nm以下のサイズであり、これを構成する高分子誘導体(ブロック共重合体)の1本あたり約10から20個程度のNO生成部位が導入されているものが、例えば、製薬学的製剤の有効成分として好ましく使用できる。製薬学的製剤には、必要により、希釈剤、精製水、生理条件下で常用されている緩衝剤による緩衝化水溶液等の希釈剤、または単糖、二糖、オリゴ糖、ポリエチレングリコール、等の当該技術分野で常用されている賦形剤を含めることもできる。 The polymer micelles thus formed are also referred to herein as polymer micelle-type photostimulation-responsive NO donors, but these are usually polymer derivatives having an average diameter of 100 nm or less and constituting the same. Those in which about 10 to about 20 NO generating sites are introduced per (block copolymer) can be preferably used as an active ingredient of a pharmaceutical preparation, for example. For pharmaceutical preparations, if necessary, diluents, purified water, diluents such as buffered aqueous solutions with buffers commonly used under physiological conditions, or monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, polyethylene glycols, etc. Excipients commonly used in the art can also be included.
以下、本発明をさらに具体的に説明するために特定の具体例を記載するが、これは発明の説明を簡潔にするためであり、本発明をこれらの態様に限定することを意味するものでない。 In the following, specific examples are described in order to more specifically explain the present invention, but this is for the purpose of simplifying the description of the invention and does not mean that the present invention is limited to these embodiments. .
光刺激応答性NOドナーを有するブロック共重合体の製造
(a)片末端にチオール基を有するポリエチレングリコール(PEG−SH,Mn=5000)1g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル17mgを反応容器に加え、反応容器内の窒素置換を3回繰り返した。さらに、反応容器内に窒素ブローしながらp−クロロメチルスチレン1.5g(1.4ml)、トルエン12mlを加えた。密閉した反応容器を60℃まで加熱し、24時間撹拌した。反応混合物を600mlのヘキサンに滴下し、生じた白色の沈殿をろ過によって回収した。回収物は、ジエチルエーテルで3回洗浄を行った後、ベンゼン凍結乾燥を行った。収量は1.2gであり、収率は48.2%であった。得られたポリエチレングリコール−ポリクロロメチルスチレンブロック共重合体(PEG−b−PCMS)の組成は、1H−NMRの測定結果(図1参照)からPEGセグメントの分子量が5000g/mol、PCMSセグメントの分子量が約1830g/mol(重合度n=12)と決定した。
Production of block copolymer having photo-stimulatory NO donor (a) 1 g of polyethylene glycol having a thiol group at one end (PEG-SH, M n = 5000), 2,2′-azobisisobutyronitrile 17 mg Was added to the reaction vessel, and nitrogen substitution in the reaction vessel was repeated three times. Further, 1.5 g (1.4 ml) of p-chloromethylstyrene and 12 ml of toluene were added while blowing nitrogen into the reaction vessel. The sealed reaction vessel was heated to 60 ° C. and stirred for 24 hours. The reaction mixture was added dropwise to 600 ml of hexane, and the resulting white precipitate was collected by filtration. The recovered material was washed three times with diethyl ether and then freeze-dried with benzene. The yield was 1.2 g, and the yield was 48.2%. The composition of the obtained polyethylene glycol-polychloromethylstyrene block copolymer (PEG-b-PCMS) is that the molecular weight of the PEG segment is 5000 g / mol from the measurement result of 1 H-NMR (see FIG. 1). The molecular weight was determined to be about 1830 g / mol (polymerization degree n = 12).
(b)PEG−b−PCMS150mg、4−ニトロ−(3−トリフルオロメチル)フェノール(NTP)128mg、炭酸カリウム256mgをそれぞれはかり取り、5mlのジメチルホルムアミドに溶解させた後、遮光条件下で90℃に加熱して1晩撹拌した。不溶物をろ過で除去した後、ろ液を分画分子量3500の透析膜に入れ、メタノールに対して透析を行った。透析膜内液を回収し、エバポレートした後の残渣をベンゼンに溶解し、凍結乾燥してPEG−b−PCMSの側鎖にさらに、3−トリフルオロメチル−4−ニトロフェノキシ−メチル基の導入された高分子化誘導体(PEG−b−PCNTP)の黄色粉末を得た。回収量は161mg、回収率は82.5%であった。PEG−b−PCNTPの構造はFT−IR(図3参照)および1H−NMRによって確認を行い、PEG−b−PCMSの全てのクロロメチル基にNTPが導入されていることを確認した(図2参照)。 (B) PEG-b-PCMS 150 mg, 4-nitro- (3-trifluoromethyl) phenol (NTP) 128 mg, and potassium carbonate 256 mg were respectively weighed and dissolved in 5 ml of dimethylformamide, and then subjected to 90 ° C. under light-shielding conditions. And stirred overnight. After insoluble matter was removed by filtration, the filtrate was put into a dialysis membrane having a molecular weight cut off of 3500 and dialyzed against methanol. The dialysis membrane solution was recovered and the residue after evaporation was dissolved in benzene, lyophilized and further introduced with a 3-trifluoromethyl-4-nitrophenoxy-methyl group on the side chain of PEG-b-PCMS. A yellow powder of a polymerized derivative (PEG-b-PCNTP) was obtained. The recovered amount was 161 mg, and the recovery rate was 82.5%. The structure of PEG-b-PCCNTP was confirmed by FT-IR (see FIG. 3) and 1 H-NMR, and it was confirmed that NTP was introduced into all chloromethyl groups of PEG-b-PCMS (FIG. 2).
高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体の製造
PEG−b−PCNTP10mgをはかり取り、2mlのジメチルホルムアミドに溶解させた。これを分画分子量3500の透析膜に入れ、室温下、暗所にて純水に対し透析を行った。透析膜内液を回収し、当該ミセル溶液とした。ミセル溶液の濃度は、所定量のミセル溶液を凍結乾燥し、そこに含まれるポリマー重量を測定することによって決定した。得られたミセル溶液の動的光散乱測定から、平均粒径が約40nmの単峰性の粒度分布を有するミセル様会合体の形成を確認した(図4参照)。
Production of Polymeric Micelle Type Photostimulus-responsive NO Donor 10 mg of PEG-b-PCNTP was weighed and dissolved in 2 ml of dimethylformamide. This was put in a dialysis membrane having a molecular weight cut off of 3500 and dialyzed against pure water at room temperature in the dark. The dialysis membrane solution was recovered and used as the micelle solution. The concentration of the micelle solution was determined by lyophilizing a predetermined amount of the micelle solution and measuring the weight of the polymer contained therein. From the dynamic light scattering measurement of the obtained micelle solution, formation of a micelle-like aggregate having a monomodal particle size distribution with an average particle size of about 40 nm was confirmed (see FIG. 4).
スピントラップ法による高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体のNO生成能の評価
硫酸第一鉄22mgとN−(ジチオカルバモイル)−N−メチル−D−グルカミンナトリウム塩(MGD)5.5mgを十分に脱酸素処理した純水中で混合し、Fe(II)(MGD)2錯体水溶液を調製した。実施例2で調製した高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体中のNTP部位とFe(II)(MGD)2錯体のモル比が1:20となるよう混和し、サンプル溶液を調製した。サンプル溶液を石英セルに入れ、高圧水銀灯を用いて紫外線(365nmにて54mW/cm2)を照射した後、この溶液のESRスペクトルの測定を行ったところ、ニトロソ化されたFe(II)(MGD)2錯体由来のシグナルが確認され、光照射に伴い高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体からNOが生成していることが確認された(図5参照)。
Evaluation of NO generation ability of polymer micelle type photo-stimulated NO donor by spin trap method Ferrous sulfate 22mg and N- (dithiocarbamoyl) -N-methyl-D-glucamine sodium salt (MGD) 5.5mg Were mixed in pure water sufficiently deoxygenated to prepare an aqueous solution of Fe (II) (MGD) 2 complex. The sample solution was prepared by mixing so that the molar ratio of the NTP site and the Fe (II) (MGD) 2 complex in the polymer micelle-type photostimulation-responsive NO donor prepared in Example 2 was 1:20. The sample solution was put in a quartz cell, irradiated with ultraviolet rays (54 mW / cm 2 at 365 nm) using a high-pressure mercury lamp, and then the ESR spectrum of this solution was measured. As a result, nitrosated Fe (II) (MGD ) A signal derived from the 2 complex was confirmed, and it was confirmed that NO was generated from the polymer micelle-type photostimulation-responsive NO donor with light irradiation (see FIG. 5).
グリース試験法による高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体の評価
実施例2で製造した高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体溶液を、NTPユニット換算で1mMとなるように濃度を調製し、石英セルに移して高圧水銀灯を用いて紫外線を照射した。照射を開始してから5、10、15および30分後に溶液をサンプリングし、グリース試験法によって溶液中のNO濃度を比色定量した。グリース試験とは、水中で生成したNOが水や溶存酸素との反応を経てNO2−、NO3−となることを利用して、溶液中のNO2−、NO3−を定量することによってNO濃度を換算するものである。尚、グ
リース試験は、Dojindo社製のNO2/NO3Assay Kit−CII(Colorimetric)“Griess Reagent Kit”を用い、同社推奨プロトコルに従って行った。溶液中におけるNOの生成量は、照射時間および照射光強度によって変化した。例えば、365nmにて54mW/cm2の紫外線照射を行った場合、開始後10分で約20M、30分で約60MのNOの生成を確認した(図6参照)。
Evaluation of polymer micelle-type photostimulation-responsive NO donor by grease test method The concentration of the polymer micelle-type photostimulation-responsive NO donor solution produced in Example 2 was adjusted to 1 mM in terms of NTP units. Then, it was transferred to a quartz cell and irradiated with ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp. The solution was sampled 5, 10, 15 and 30 minutes after the start of irradiation, and the NO concentration in the solution was colorimetrically determined by the grease test method. The grease test is based on quantifying NO 2− and NO 3− in a solution by utilizing the fact that NO generated in water becomes NO 2− and NO 3− through reaction with water and dissolved oxygen. The NO concentration is converted. The grease test was conducted using Dojindo's NO 2 / NO 3 Assay Kit-CII (Colorimetric) “Gries Reagent Kit” according to the company's recommended protocol. The amount of NO produced in the solution varied with the irradiation time and irradiation light intensity. For example, when ultraviolet irradiation of 54 mW / cm 2 was performed at 365 nm, it was confirmed that NO was generated at about 20 M in 10 minutes and about 60 M in 30 minutes after the start (see FIG. 6).
高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体の細胞毒性評価
96wellプレートに、5x103個/wellとなるようにマウス由来結腸ガン細胞(colon 26)を播種し、24時間培養した。ここに実施例2で製造した高分子ミセル型光刺激応答性NO供与体溶液を添加し、24時間接触させた後、新しい培地に交換し、水銀ランプを用いて紫外光(300−390nm,34mW/cm2)を一定時間(最大で10分間)照射した。その後、さらに培養を続け24時間後の生細胞数をDojindo社製Cell Counting Kit−8を用いて評価した。その結果、当該NO供与体は、紫外光を照射しなければ0.4mg/mlの濃度でも全く細胞毒性を示さないのに対し、同じ条件下でcolon 26と接触させた後、紫外線を照射したものは、有意に生細胞数が減少することが確認された。当該ミセルと接触させなかったcolon 26に対し、同様の紫外線を照射しても細胞毒性は全く見られなかったことから、ここで見られた細胞毒性は、当該NO供与体を取り込んだcolon 26細胞に紫外線が照射されることによって、細胞内でNOが大量に生成し、ガン細胞の増殖が抑制あるいはアポトーシスが誘発されたことに起因するものと考えられる(図7参照)。
Cytotoxicity Evaluation of Polymeric Micelle Type Photostimulus-responsive NO Donor Mouse-derived colon cancer cells (colon 26) were seeded on a 96-well plate at 5 × 10 3 cells / well and cultured for 24 hours. The polymer micelle-type photostimulation-responsive NO donor solution produced in Example 2 was added thereto, and after contacted for 24 hours, the medium was replaced with a new medium, and ultraviolet light (300-390 nm, 34 mW) was used using a mercury lamp. / Cm 2 ) for a certain time (maximum 10 minutes). Thereafter, the culture was further continued, and the number of viable cells after 24 hours was evaluated using Cell Counting Kit-8 manufactured by Dojindo. As a result, the NO donor showed no cytotoxicity even at a concentration of 0.4 mg / ml unless irradiated with ultraviolet light, whereas it was irradiated with ultraviolet light after contacting with colon 26 under the same conditions. It was confirmed that the number of living cells was significantly reduced. Since no cytotoxicity was observed even when the same ultraviolet rays were irradiated to colon 26 which was not brought into contact with the micelles, the cytotoxicity observed here was the colon 26 cells incorporating the NO donor. It is considered that a large amount of NO is generated in the cells by irradiating the cells with ultraviolet rays, and the proliferation of cancer cells is suppressed or apoptosis is induced (see FIG. 7).
以上より、本発明に従う、NO供与体のNO生成能を評価したところ、光非照射時(暗所)ではNOは全く生成しないのに対し、300nm以上の紫外光を照射した場合にのみNOを生成し、その量は照射波長や強度、時間に依存することが明らかとなった。 As described above, when the NO generating ability of the NO donor according to the present invention was evaluated, NO was not generated at all in the absence of light (in the dark), whereas NO was only applied when irradiated with ultraviolet light of 300 nm or more. It was clarified that the amount depends on the irradiation wavelength, intensity, and time.
さらに当該光刺激応答性NO供与体を、ガン細胞に一定時間接触させた後、紫外光を照射しその影響を評価したところ、当該ミセルから生成したNOに起因する顕著な抗ガン効果が確認された。 Furthermore, when the photostimulation-responsive NO donor was brought into contact with cancer cells for a certain period of time and then irradiated with ultraviolet light, the effect was evaluated. As a result, a remarkable anticancer effect due to NO generated from the micelles was confirmed. It was.
本発明によれば、生体内のガン組織へ集積し、且つ集積箇所に光照射を行った時にのみNOを生成する高分子ミセル型NO供与体が提供できる。かような高分子ミセル型NO供与体は正常組織への副作用の少ない新しい光線力学療法によるガン治療開発が期待できる。したがって、本発明は、医薬製造業で利用可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polymeric micelle type | mold NO donor which produces | generates NO only when it accumulate | stores in the cancer structure | tissue in a biological body and light is irradiated to an accumulation | aggregation location can be provided. Such a polymeric micelle-type NO donor can be expected to develop cancer treatment by a new photodynamic therapy with few side effects on normal tissues. Therefore, the present invention can be used in the pharmaceutical manufacturing industry.
Claims (3)
A−(CH2−CH2O)m−L1−(NO−donor)−Z (I)
上式中、Aは、非置換または置換C1−C12アルコキシを表し、置換されている場合の置換基は、ホルミル基、式RaRbCH−(ここで、R1およびR2は独立して、C1−C4アルコキシまたはR1とR2は一緒になって−OCH2CH2O−、−O(CH2)3O−もしくは−O(CH2)4O−を表す。)の基を表し、
L1は、結合、−(CH2)cS−、−CO(CH2)cS−、−(CH2)cNH−、−(CH2)cCO−(ここで、各cは1〜5、好ましくは1または2の整数である。)、−CO−、−COO−及び−CONH−からなる群より選ばれる連結基を表し、
NO−donorは低分子NOドナーが側鎖に共有結合した疎水性ポリマー鎖を表し、
Zは水素原子、ヒドロキシ、非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキルコキシまたは非結合末端において1個のフェニル基もしくはベンズヒドリル基により置換されていてもよいC1−C12アルキルカルボニルを表し、
mは、20〜5,000の整数を表す、
で示されるNOドナーの高分子化誘導体。 Formula (I)
A- (CH 2 -CH 2 O) m -L 1 - (NO-donor) -Z (I)
In the above formula, A represents unsubstituted or substituted C 1 -C 12 alkoxy, and when substituted, the substituent is a formyl group, the formula R a R b CH— (where R 1 and R 2 are independently, C 1 -C 4 alkoxy or R 1 and R 2 are -OCH 2 CH 2 O together -, - O (CH 2) 3 O- or -O (CH 2) represents a 4 O- )) Group,
L 1 is a bond, — (CH 2 ) c S—, —CO (CH 2 ) c S—, — (CH 2 ) c NH—, — (CH 2 ) c CO— (where each c is 1 -5, preferably an integer of 1 or 2, and represents a linking group selected from the group consisting of -CO-, -COO- and -CONH-,
NO-donor represents a hydrophobic polymer chain in which a low molecular NO donor is covalently bonded to a side chain;
Z is hydrogen atom, hydroxy, C 1 -C 12 alkyloxy optionally substituted with one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end, or substituted with one phenyl group or benzhydryl group at the non-bonding end. Represents a good C 1 -C 12 alkylcarbonyl,
m represents an integer of 20 to 5,000,
A polymerized derivative of an NO donor represented by:
L1は、原子化結合、−(CH2)aS−、−CO(CH2)aS−、からなる群より選ばれる連結基を表し、ここでaは1ないし5、好ましくは2の整数であり、
L2は、結合、−O−、−NH−、−(CH2)b−O−、−(CH2)b−NH−、−(CH2)b−OCO−、−(CH2)b−NHCO−、−(CH2)b−COO−および−(CH2)b−CONH−よりなる群から選ばれる連結基(なお、結合は先頭の−がベンゼン環に結合する方向性をとる)を表し、bは0〜3の整数であり、
Rは、式
R1−1は、少なくとも1つがニトロ基に対してオルト位に結合しており、C1−C6
アルキル、1以上のハロゲン原子で置換されたC1−C6アルキル、モノもしくはジ−C1−C6アルキル、C1−C6アルキルオキシ、ジ−もしくはトリ−C1−C6アルキルシリル、フェニル、ナフチル、アントラセニル、ピレニル、フェノキシ、ピロリル、ピリジル、イミダゾール、モルホリル、チオフェニル、チアゾール、アミノ、ニトロ、シアノ、ヒドロキシル、ヒドロキシメチル、アルデヒド、カルボキシル、カルボン酸エステル、カルボン酸アミド、スルホ、スルホン酸エステル、スルホン酸アミドおよびヒドラジドよりなる群から選ばれ、
pは1〜4の整数を表し、
−X−は、結合、−(CH2)d−、および−(CH2)d−(CH=CH)e−(CH2)d−よりなる群から選ばれ、dは1〜6の整数を表し、eは0〜3の整数を表し、
L2は、メチルイミノ、メチルイミノメチル、メチルオキシ、メチルオキシメチル、メチルエステル及びメチルエステルメチルからなる群より選ばれる連結基を表し、
mは、20〜5,000の整数であり、
nは、3〜1,000の整数であり、かつ、
Rは、Rの総数nの50%未満が水素原子であることができる、
で示されるNOドナーの高分子化誘導体。 Formula (II)
L 1 represents a linking group selected from the group consisting of an atomized bond, — (CH 2 ) a S—, —CO (CH 2 ) a S—, wherein a is 1 to 5, preferably 2. An integer,
L 2 represents a bond, —O—, —NH—, — (CH 2 ) b —O—, — (CH 2 ) b —NH—, — (CH 2 ) b —OCO—, — (CH 2 ) b. A linking group selected from the group consisting of —NHCO—, — (CH 2 ) b —COO—, and — (CH 2 ) b —CONH— (note that the bond has a direction in which the leading-is bonded to the benzene ring). B is an integer from 0 to 3,
R is the formula
At least one R 1-1 is bonded to the ortho position with respect to the nitro group, and C 1 -C 6
Alkyl, C 1 -C 6 alkyl substituted with one or more halogen atoms, mono- or di-C 1 -C 6 alkyl, C 1 -C 6 alkyloxy, di- or tri-C 1 -C 6 alkylsilyl, Phenyl, naphthyl, anthracenyl, pyrenyl, phenoxy, pyrrolyl, pyridyl, imidazole, morpholyl, thiophenyl, thiazole, amino, nitro, cyano, hydroxyl, hydroxymethyl, aldehyde, carboxyl, carboxylic acid ester, carboxylic acid amide, sulfo, sulfonic acid ester , Selected from the group consisting of sulfonic acid amides and hydrazides,
p represents an integer of 1 to 4,
-X- is a bond, - (CH 2) d - , and - (CH 2) d - ( CH = CH) e- (CH 2) d - is selected from the group consisting of, d is an integer from 1 to 6 E represents an integer of 0 to 3,
L 2 represents a linking group selected from the group consisting of methylimino, methyliminomethyl, methyloxy, methyloxymethyl, methyl ester and methyl ester methyl,
m is an integer of 20 to 5,000,
n is an integer from 3 to 1,000, and
R may be less than 50% of the total number n of Rs being hydrogen atoms,
A polymerized derivative of an NO donor represented by:
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