JP6914860B2 - カチオン性粘液酸ポリマー系デリバリーシステム - Google Patents

Description

関連出願への相互参照

この出願は、2015年7月1日付出願の米国特許出願第62/187,366号に対する優先権の利益を主張し、その内容はここに参照することによってあらゆる目的のために組み込まれる。
政府の権利

この発明は、米国国立衛生研究所によって付与された助成番号CA151819の下での政府の支援によってなされた。政府は本発明において一定の権利を有する。
技術的分野

本開示は、生物学的物質を送るためのポリマーおよびポリマー複合体に基づくナノ粒子デリバリーシステム、およびこれらの組成物を作成および使用する方法に関する。

背景
RNA干渉（RNAi）をそれらの作用機序として使用する治療法は、ヒト疾患の処置に大きな有望性をもつ。例えば、siRNAは、治療用物質として魅力的な特色をもち、次の：（i）本質的に任意の遺伝子を標的とする能力（したがって、すべての標的は原則的に新薬の開発につながる（druggable））、（ii）十分に設計されたsiRNAsにおけるmRNA抑制のための、強力な一桁のピコモルIC₅₀（50％抑制に必要とされる濃度）（iii）有効性および標的特異性を損なうことなくオフターゲット効果および免疫刺激を最小限に抑えることができる化学修飾および配列設計、および（iv）作用の触媒的RNAi機構、その結果、mRNA標的発現の延長されたsiRNA抑制がもたらされることが含まれる。効果的および効率的な治療用物質へのsiRNAのトランスレーション（移行とも言う）の主要な障害は、標的への核酸のデリバリーであるが、siRNAベースの実験的治療用物質は臨床実習に達した。

がん治療のために研究された治療用物質は、主として全身的に施与され、およびsiRNAを送るために、いくらかのタイプの合成化合物（正に荷電した脂質またはポリマー）をそれらの調剤物において使用する。これらの調剤物の多数は、目下、ナノ粒子（NPs）と呼ばれる。CALAA-01は、がんの処置のために臨床診療所に達する最初のsiRNA系の治療用物質であった。この標的化されたナノ粒子は、ポリマー上の正電荷およびsiRNA骨格上の負電荷の間の静電相互作用を介してsiRNAにより組み立てられるシクロデキストリンベースのポリカチオン（CDP）を含む。CALAA-01は、患者においてsiRNAを固形腫瘍に送り、およびRNAi機構を用いて標的を抑制する機能的siRNAを放出することができた（ヒトでの第1の例）。CALAA-01はいくつかの積極的な特質を明らかにするが、その欠点の1つはそれが非常に限られる循環時間しかもたないことである。動物（マウス、ラット、イヌ、および非ヒト霊長類）で観察されるCALAA-01の迅速なクリアランスもまた、ヒトにおいて観察される。

概略
siRNA含有ナノ粒子の循環時間を増加させるとともに、および調剤物内での非siRNA成分の量を減少させるsiRNAデリバリーのためのポリマーシステムの開発は有利であろう。本開示は、先行技術のいくらかの欠点を克服するデリバリーシステムに指向される。本開示の態様の中には、インビボでのsiRNAデリバリーのためのジブロックおよびトリブロックコポリマーを含め、カチオン性粘液酸系ポリマー（cMAP）のファミリー、およびそれらから誘導されるナノ粒子がある。これらの化合物および構造ならびにそれらの作成および使用の方法を、この明細書内でより一層詳細に説明する。

本開示の一定の実施態様は、式（I）または式（II）または式（III）の以下の構造単位：

の1以上を含み；
式中、
Aはポリアルキレングリコールを含む非荷電セグメントであり；
Bは少なくとも1対の隣接ジオールを含む少なくとも1のポリヒドロキシ連結を含むカチオン性荷電セグメントである、交互荷電および非荷電セグメントを含むポリマーを提供する。

一定の態様において、Aは、ポリエチレングリコールおよび適切な連結基であるか、またはそれらが含まれる。他の実施態様では、ポリアルキレングリコール部分はこれらのポリマー内で約500ダルトンから約50,000ダルトンまでの範囲での公称数平均分子量を有する。

重複する態様において、Bは糖連結が含まれる少なくとも1対の隣接ジオールを含む少なくとも1のポリヒドロキシが含まれるカチオン性荷電セグメントである。いくらかの態様において、これらのポリヒドロキシ連結には、粘液酸が含まれる。Bには、式（V）の構造：

を含む少なくとも1の繰り返しサブユニットがさらに含まれてよく、
式中、mは1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5である。

他の実施態様において、これらのポリマーでは、Bには、cMAPを含む少なくとも1の繰り返しサブユニットが含まれてよく、そのサブユニット構造は式（VI）：

として代表され；
式中、
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；および
nは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、または5である。

いくらかの特定の実施態様において、ポリマーは、式（VII）の構造：

によって記載されてよく、
式中、
鎖Aは

であり、
鎖Bは

であり；
cMAPは

であり；
pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ、無関係に、約500Daから約50,000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；
nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；および
X₁およびX₂は、それぞれの存在に無関係に、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログである。

本開示の範囲内で考えられる他の構造には、式（VIII）の構造：

によって記載されるそれらのポリマーが含まれ、
式中、
cMAPは

であり；
鎖Bは

であり；
鎖Cは

であり；
末端基Dは：

であり；
pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約50,000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；
nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；
zは1に等しいか、またはそれよりも大きく（最大約2、4、6、8、または10）；および
X₂は、それぞれの存在に無関係に、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログであり；および
X₃は、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂、またはそれらの塩もしくは保護アナログである。

さらに他のポリマーは、式（IX）の構造：

によって記載されることができ、
式中、
末端基Dは：

であり；
cMAPは

であり；
鎖Cは

であり；
pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約50,000Daまで、可能なら約1000Daから約5000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；
nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；
zは1に等しいか、またはそれよりも大きく（最大約2、4、6、8、または10）；および
X₃およびX₄は、それぞれの存在に無関係に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂、またはそれらの塩もしくは保護アナログである。

また、本開示の範囲内で考えられるものは、先行する構造のいずれか一のポリマー、および式（X）の構造

が含まれる第二ボロン酸含有ポリマーそれぞれを含む、ポリマー複合体であり、
式中、
ポリマーおよび第二ボロン酸含有ポリマーは、式（X）のボロン酸部分および式（I）、（II）、（III）、（IV）、（VI）、（VII）、（VIII）、または（IX）のポリヒドロキシ連結の少なくとも1対の隣接ジオールの間のボラート縮合連結によって互いに可逆的に接続され、X₅はこの接続の遠位端にあり；
R^Aはニトロ（または他の電子吸引基）であり；
nは0、1、2、3、または4、可能なら1であり；
sは20-1200であり；
Lは、フェニル環およびポリエチレンオキシド連結の間の連結基であり；および
X₅は、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログである。

本開示にはまた、ここに記載される任意のポリマーまたはポリマー複合体を含むナノ粒子または複数のナノ粒子が含まれる。可能なら、ナノ粒子は単分散である。ナノ粒子は、カプセル化生物学的物質、たとえば、siRNAをさらに含んでよく、および/または一またはそれよりも多くの標的指向性リガンドにさらに複合体化してよい。ペイシェントに施与するとき、生物学的物質のバイオアベイラビリティは、それ自体によって施与されるときに同じ生物学的物質のバイオアベイラビリティよりも良好である。

いくらかの追加の実施態様において、ポリマー、ポリマー複合体、およびナノ粒子は、随意に、生物学的物質および/または標的指向性リガンドを含み、薬剤組成物中に調剤される。他の実施態様はこれらの調剤された組成物を、それぞれの生物学的物質を必要とするペイシェントに施与することによってペイシェントの処置を提供する。

まださらなる実施態様は、創意に富むポリマーを作成する方法を提供する。

本出願は添付の図面と併せて読むときさらに理解される。主題を例示する目的のために、主題の模範的な実施形態をこれらの図において示すが；もっとも、ここに開示される主題は、開示された特定の方法、デバイス、およびシステムに制限されない。加えて、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。図面は以下の通りである：
カチオン性ムチン酸ポリマー（cationic Mucic Acid Polymer）（cMAP）の合成の略図を示す。 cMAP-PEGコポリマーの合成の略図を示す。 mPEG-cMAP-PEGmトリブロック．ポリマーの合成の略図を示す。 5-ニトロフェニルボロン酸-PEGmの合成の略図を示す。 ムチン酸エチレンジアミンの構造を示す（テーブル1参照）。 ジメチルスベリミダートの構造を示す（テーブル2参照）。 ジメチルエステルに加水分解されたジメチルスベリミダートの構造を示す（テーブル2参照）。 片側がカルボキシラートに加水分解されたジメチルスベリミダートの構造を示す（テーブル2参照）。 カチオン性ムチン酸ポリマー（cMAP）の構造を示す。 cMAPの模範的な末端基を示す。ポリマーは、1つのアミンおよび1つのメトキシ（上段）、両方アミン（中段）、または両方メトキシ（下段）末端基をもつことができる。小量のカルボン酸もまた観察され、およびDMSの一端の加水分解から生成されるであろう。 末端基機能性に隣接するメトキシ基およびメチレン基からの共鳴を示すcMAPの¹H NMR（600MHz）スペクトルである。 RiboGreen（リボグリーン）アッセイを用いる電荷比を伴うsiRNA（cMAP、cMAP-PEG5kコポリマー、およびmPEG5k-cMAP-PEG5kmトリブロックポリマーによってカプセル化されたもの）の割合の間の関係を示す。 3.4kおよび5k PEGブロックについて、3+/-の電荷比によるsiRNAカプセル化を示すcMAP-PEGコポリマーRiboGreenアッセイを示す。 2kおよび5k PEGブロックについて3+/-の電荷比によるsiRNAカプセル化を示すmPEG-cMAP-PEGmトリブロックRiboGreenアッセイを示す。 7.4前後の生理的pHにてcMAPでの隣接ジオールとボロン酸エステルを形成するが、酸性pHで解離する5-ニトロフェニルボロン酸-PEGmのpH依存性を示す。 図16Aおよび16Bは、形成されたsiRNAを伴う種々のNPsで、次の：cMAP（I、安定でなく、および注入されない）、cMAP+5-nPBA-PEGm（A）、cMAP-PEGコポリマー（B）、cMAP-PEGコポリマー+5-nPBA-PEGm（C）、mPEG-cMAP-PEGmトリブロック（D）、およびmPEG-cMAP-PEGmトリブロック+5-nPBA-PEGm（E）を示す二つのダイアグラムの略図を示す。（注：イラストは一定の縮尺でも、または化学量論的にも描かれておらず、および粒子がどのように、−例えば、siRNAが添加される前にPEGがポリマーに最初に加えられるPEG化調剤物において、調剤されるかを反映しない）。 図16Aでの説明と同様である。 cMAP siRNA NP塩安定性データを示す。PEGを伴わないと、cMAP-siRNA NPは1×PBSではいつも不安定であったが、NPを安定化させるために5-nPBA-PEGmを用いるとき、2日間安定であった。 cMAP-PEG-cMAP純粋トリブロックsiRNA NP塩安定性を示す。5-nPBA-PEGmを添加しないと、1+/-電荷比で調剤されたcMAP-PEG3.4k-cMAP siRNA NPは1×PBSではいつも凝集するが、cMAPでの2つのジオール基当たり少なくとも1つの5-nPBA-PEGmを調剤物に添加するとき（0.5 PEG）、安定である。 cMAP-PEG-cMAP純粋トリブロックsiRNA NP塩安定性を示す。5-nPBA-PEGmを添加しないと、3+/-電荷比で調剤されたcMAP-PEG3.4k-cMAP siRNA NPは1×PBSではいつも凝集するが、cMAPでの2つのジオール基当たり少なくとも1つの5-nPBA-PEGmを調剤物に添加するとき（0.5 PEG）、安定である。 cMAP-PEG-cMAP純粋トリブロックsiRNA NP塩安定性を示す。5-nPBA-PEGmを添加しないと、1+/-電荷比で調剤されたcMAP-PEG5k-cMAP siRNA NPは1×PBSではいつも凝集するが、cMAPでの2つのジオール基当たり少なくとも1つの5-nPBA-PEGmを調剤物に添加するとき（0.5 PEG）、安定である。 NP調剤物で、次の：cMAP+5-nPBA-PEG5km（A）、cMAP-PEG5kコポリマー（B）、cMAP-PEG5k共重合体+5-nPBA-PEG5km（C）、mPEG5k-cMAP-PEG5km（D）、およびmPEG5k-cMAP-PEG5km+5-nPBA-PEG5km（E）のcryoTEMイメージを示す。 （A-E）は、DLS Nanoparticle Size Distributions（DLSナノ粒子サイズ分布）を示す：DLSによる対数正規サイズ分布（Lognormal size distribution sby DLS）で、cMAP+5-nPBA-PEGm NPについて（図22（A））；CMAP-PEGコポリマーNPについて（図22（B））；cMAP-PEGコポリマー+5-nPBA-PEGm NPについて（図22（C））；mPEG-cMAP-PEGm NPについて（図22（D））；およびmPEG-cMAP-PEGm+5-nPBA-PEGm NPについて（図22（E））。 図22-1の説明と同様である。 図22-1の説明と同様である。 （A-E）は、CryoTEMによるサイズ分布で、cMAP+5-nPBA-PEGm NPについて（図23（A））；cMAP-PEGコポリマーNPについて（図23（B））；cMAP-PEGコポリマー+5-nPBA-PEGm NPについて（図23（C））；mPEG-cMAP-PEGm NPについて（図23（D））；およびmPEG-cMAP-PEGm+5-nPBA-PEGm NPについて（図23（E））を示す。 図23-1の説明と同様である。 図23-1の説明と同様である。 図23-1の説明と同様である。 A-Cは、siRNA単独と比較した、調剤されたsiRNA NPsのPKを示す。図24Aは、CALAA-01を伴うsiRNA単独、安定化のためのAD₂-PEGを有するCDPシステム、およびAD₂-PEGおよびCALAA-01を有するCDPよりも高い安定性を示すcMAP+5-nPBA-PEGmの比較を示す。図24Bは、コポリマーおよびトリブロック調剤物に対するcMAP+5-nPBA-PEGmの比較を示す。図24Cは、過剰成分がろ過されて除去されたトリブロック調剤物に対するcMAP+5-nPBA-PEGmの比較を示す。n=3マウス。 図24-1の説明と同様である。 mPEG-cMAP-PEGmの循環時間についてデータを示し、siRNA NPは、Balb/cおよびヌードマウスにおいて同様である。n=3マウス。血清においてフラクションCy3-siRNAは時間（60分まで）の関数として残存する。

例示的な実施形態の詳細な記載
本開示は、先行技術のいくつかの欠点を克服するデリバリーシステムに指向する。

本発明者らは、ここでの他の箇所で言及される短い循環時間の原因を調べ、およびCALAA-01が腎臓において糸球体基底膜（GBM）で分解されることを示した。本発明者らは、このクリアランス機構が、カチオン性デリバリー成分およびアニオン性核酸の間の静電相互作用によって主に組み立てられる任意のNP調剤物に影響し得ると推測した。カチオン性ポリマーまたは脂質のいずれかを使用する他のsiRNAデリバリーシステムは、同様の短い循環時間および腎クリアランスを示した。

インビボでsiRNAを送るために使用される多数の目下のポリマーおよびリポソームシステムは、多量の物質、例えば、ポリ（エチレングリコール）（PEG）の他に、それらの調剤物中に過剰のカチオン性成分を含み（正対負の電荷比は通常1より大きく）、形成されたNPsを立体的に安定化させるために使用される。過剰なカチオン性成分は、インビボで望ましくない副作用を有することがあり、有害反応、例えば、血小板凝集、補体活性化、および炎症反応などのようなものを引き起こす可能性がある。

siRNA含有ナノ粒子の循環時間を増加させ、および調剤物内の非siRNA成分の量を減少させる双方のsiRNAデリバリーのためのポリマーシステムの開発は有利であろう。インビボでのsiRNAデリバリーのためのカチオン性粘液酸ベースのポリマー（cMAP）のファミリーがここに記載される。このポリマーデリバリーシステムは、CDPシステムに類似したいくつかの特長を有し、それは後者のシステムが人間において機能したからである。ここで開発されたカチオン性ポリマーは、より一層単純な糖を使用し、シクロデキストリンよりもむしろ、粘液酸（粘膜酸、ムチン酸とも言う）として具現され、および表面機能化のための代替戦略を可能にする。アダマンタン（AD）との包接複合体（包摂錯体とも言う）形成（CDP）を介するナノ粒子表面機能化の代わりに、cMAPは、cMAPベースのナノ粒子をPEG化し、および標的化するために使用できるボロン酸についての結合部位である隣接ジオールを含む。小分子薬物のデリバリーのためにムチン酸含有ポリマーにより形成されるナノ粒子は、この組み立て方法を介して標的化剤を組み込んだ。また、基本的なcMAPは、機能化PEGと線状ブロックコポリマーにまでさらに反応させた。cMAPの末端基での、二活性化された、カルボン酸-PEG、または活性化された、カルボン酸-PEG-メトキシ（PEGm）のいずれかとの反応は、2つの可能なコポリマー（共重合体とも言う）で、次の：cMAP-PEGコポリマーまたはmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーを導く。cMAP-PEGコポリマーはsiRNAと組み合わされて表面上にPEGループを形成し、ナノ粒子を安定化することができるが、その一方で、mPEG-cMAP-PEGmトリブロックは、ナノ粒子表面でPEGブラシ構成を形成することができる。後者のトリブロックアプローチは、CDPおよびプラスミドDNA（pDNA）で以前に検討されており、およびそのトリブロックポリマーはpDNAをカプセル化する能力を有しなかった。pDNAをカプセル化するポリマーは、濃縮siRNAにおいて良好でない可能性があり、および逆もまた同様であることが示された。ここで、本発明者らは、mPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーが、マウスにおける循環時間の増加を伴うsiRNA含有ナノ粒子（それはsiRNAである調剤物のca.（約）30重量％を有することができる）を形成しうることを示す。さらに、ナノ粒子は、NPsを安定化させるために任意の追加の5-nPBA-PEGmを用いることなく、リン酸緩衝化生理的塩類溶液（PBS）において直接難なく組み立てることができる。

本開示は、添付の図および例に関連して以下の説明を参照することにより、より一層容易に理解することができ、それらのすべてがこの開示の一部分を形成する。この開示が、ここに説明または示される特定の生成物、方法、条件またはパラメータに制限されず、およびここに使用される用語が、特定の実施形態を例としてだけ説明する目的のものであり、および任意のクレームされた発明を制限することを意図するものではないことが理解されるべきである。同様に、特に明記しない限り、可能なメカニズムまたは作用のモードまたは改善についての理由に関する任意の説明は、例示的なものに過ぎないことを意味し、およびここでの開示は、任意のそのような提案されたメカニズムまたは作用のモードまたは改善についての理由の正確さまたは不正確さによって制約されるものではない。このテキストの全体にわたって、説明は組成物および前記組成物を作成および使用する方法に言及することが認識される。すなわち、本開示が、組成物または組成物を作成または使用する方法に関連する特長または実施形態を記載または請求する場合、そのような説明または請求の範囲は、これらの特長または実施形態を、これらの文脈の各々において実施形態（すなわち、組成物、作成方法、および使用方法）にまで拡げることが意図されると認められる。

本開示では、単数形「a」、「an」、および「the」は複数の参照を含み、および文脈上特に明記しない限り、特定の数値への言及は、少なくともその特定の値が含まれる。したがって、例えば、「物質」への言及は、そのような物質およびその技術において熟練する者（当業者とも言う）に知られるその等価物の少なくとも1つに対する言及である。

値が、「約」という記述子を使用して近似値として表されるとき、その特定の値が別の実施形態を形成することが理解されるであろう。包括的に、「約」という用語の使用は、開示される主題によって得られることが求められる望ましい特性に応じて変動しうる近似を指し示し、およびその機能性に基づいて、使用される特定の文脈において解釈される。当業者は、このことを日常的な問題として解釈することが可能であろう。場合によっては、特定の値について使用される有効数字の数は、単語「約」の程度を決定する非制限的な方法の1つであってもよい。他のケースでは、一連の値において用いる漸次的変化は、各値について「約」という用語に使用可能な意図された範囲を定めるために使用することができる。存在する場合、すべての範囲は包括的で、かつ組み合わせ可能である。つまり、範囲内の値への参照には、その範囲内のすべての値が含まれる。

明確にするために、ここで別個の実施態様の文脈で記載される本開示の一定の特長はまた、単一の実施態様において組み合わせて提供されうることを認めるべきである。すなわち、明白に適合性でないか、または明確に排除されない限り、各個々の実施態様は任意の他の実施態様（群）（「群」は複数も含みうることを示す）と組み合わせることが可能であるとみなされ、およびそのような組合せは別の実施態様と考えられる。逆に、簡潔さのために、単一の実施態様の文脈で説明される本開示の種々の特長は、別々に、または任意のサブコンビネーションで提供されてもよい。最後に、ある実施態様は、一連のステップの一部分またはより一層一般的な構造の一部分として説明することができる一方、前記各ステップは、他のものと組み合わせることが可能なそれ自体において無関係な実施態様と考えてもよい。

移行の用語「comprising（含まれる）」、「consisting essentially of（から本質的になる）」、および「consisting（からなる）」は、特許専門語において一般的に受け入れられる意味を内包することを意図し、すなわち、（i）「comprising」は、「including（含む）」、「containing（含有する）」、または「characterized by（によって特徴付けられる）」と同義語であり、包括的または無制限であり、および追加の、引用されてない要素または方法のステップを排除するものではなく；（ii）「consisting of（〜からなる）」は、請求項に特定されていない任意の要素、ステップ、または成分を除外し；および（iii）「consisting essentially of」は、特定の物質またはステップに、「および」特許請求される発明の「基本的、かつ新規な特徴（群）に実質影響を及ぼさないものに」クレームの範囲を制限する。「comprising」（またはその等価のもの）という語句によって記載される実施態様はまた、実施態様として、「consisting of」および「consisting essentially of」に関して無関係に記載されるものをも提供する。「consisting essentially of」によって提供されるそれらの実施態様について、基本的および新規な特徴（群）は、創意に富む物質、および物質それら自体を調製および使用するために方法（およびそのような方法に使用されるシステムおよびそれから誘導される組成物）の容易な操作可能性であり、そこでは、方法および物質は、請求の範囲に提供される要素だけを使用して強調表示される特性を提供することが可能である。すなわち、他の材料も創意に富む組成物中に存在し得るが、これらの追加の材料の存在は、それらの組成物の記載された利点を提供するために必要ではなく（すなわち、効果は相加的であり得）、および/またはこれらの追加的な物質は生成物の組成の性能を弱めない。同様に、追加のステップもまた本方法で使用することができる場合、それらの存在は記載された効果または利点を達成するために必要ではなく、および/または述べられた効果または利益を損なわない。

リストが提示されるとき、他に記載されていない限り、そのリストの各々個々の要素およびそのリストのあらゆる組合せは、別個の実施態様であると理解されるべきである。例えば、「A、B、またはC」として提示される実施態様のリストは、実施態様、「A」、「B」、「C」、「AまたはB」、「AまたはC」、「BまたはC」、または「A、B、またはC」を含むものとして解釈されるべきである。同様に、C_1-3アルキルなどのような用語にはまた、別個の実施態様として、C₁アルキル、C₂アルキル、C₃アルキル、C_1-2アルキル、およびC_2-3アルキルをも含まれる。

この明細書を通じて、関連する技術における熟練者に理解されるように、単語はそれらの通常の意味が与えられるべきである。しかし、誤解を避けるために、一定の用語の意味を明確に定義し、または明確にする。

アルコール、アルデヒド、アミン、カルボン酸、ケトン、または他の同様に反応性の官能基への言及にはまた、それらの保護されたアナログ（類似体とも言う）も含まれる。例えば、ヒドロキシまたはアルコールへの言及には、それらの置換をも含まれ、そこでは、ヒドロキシは、アセチル（Ac）、ベンゾイル（Bz）、ベンジル（Bn、Bnl）、β-メトキシエトキシメチルエーテル（MEM）、ジメトキシトリチル、[ビス-（4-メトキシフェニル）フェニルメチル]（DMT）、メトキシメチルエーテル（MOM）、メトキシトリチル[（4-メトキシフェニル）ジフェニルメチル、MMT）、p-メトキシベンジルエーテル（PMB）、メチルチオメチルエーテル、ピバロイル（Piv）、テトラヒドロピラニル（THP）、テトラヒドロフラン（THF）、トリチル（トリフェニルメチル、Tr）、シリルエーテル（最も普及しているものには、トリメチルシリル（TMS）、tert-ブチルジメチルシリル（TBDMS）、トリ-iso-プロピルシリルオキシメチル（TOM）、およびトリイソプロピルシリル（TIPS）エーテル）、エトキシエチルエーテル（EE）によって保護される。アミンへの言及にはまた、それらの置換が含まれ、そこでは、アミンは、BOCグリシン、カルボベンジルオキシ（Cbz）、p-メトキシベンジルカルボニル（MozまたはMeOZ）、tert-ブチルオキシカルボニル（BOC）、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル（FMOC）、アセチル（Ac）、ベンゾイル（Bz）、ベンジル（Bn）、カルバマート、p-メトキシベンジル（PMB）、3,4-ジメトキシベンジル（DMPM）、p-メトキシフェニル（PMP）、トシル（Ts）基、またはスルホンアミド（Nosyl＆Nps）基によって保護される。カルボニル基を含む置換への言及には、それらの置換が含まれ、そこでは、カルボニルは、アセタールまたはケタール、アシラール、またはジアタン基によって保護される。カルボン酸またはカルボキシラート基を含む置換への言及には、カルボン酸またはカルボキシラート基が、そのメチルエステル、ベンジルエステル、tert-ブチルエステル、2,6-二置換フェノールのエステル（例えば、2,6ジメチルフェノール、2,6-ジイソプロピルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチルフェノール）、シリルエステル、オルトエステル、またはオキサゾリンによって保護される置換基が含まれる。

本開示の実施態様には、式（I）または式（II）または式（III）の以下の構造単位：

の一以上を含む、交互荷電および非荷電セグメントを含むポリマーが含まれ、
式中、
Aはポリアルキレングリコールを含む非荷電セグメントであり；
Bは少なくとも一対の隣接ジオールを含む少なくとも一のポリヒドロキシ連結が含まれるカチオン性荷電セグメントである。

本開示のポリマーにおいて、用語ポリアルキレングリコールは、機能的連結：

を含む、任意のポリマーに言及し、式中、xは、1から約6までの範囲であり、それでも、実際には、および可能なら、2または3のいずれかでも、可能なら2である（xの値が高いほど、ポリアルキレングリコールは低い親水性を示す）。それで、好ましい実施態様では、Aは、ポリエチレングリコールおよび随意の（ただし好ましくは）適切な連結基であるか、またはそれらを含み、連結基は、包括的ポリマーの他の成分に結合するのに必要である。好適には、各存在において、ポリアルキレングリコール、概して、およびポリエチレングリコールは、具体的に言うと、約500ダルトンから約50,000ダルトンまでの範囲において公称（名目上のとも言う）数平均分子量（nominal number averaged molecular weight）（MW_n）をもつ。より一層具体的な実施態様では、ポリアルキレン/ポリエチレングリコールの一部分は、約500Daから約1kDaまで、約1kDaから約5kDaまで、約5kDaから約10kDaまで、約10kDaから約15kDaまで、約15kDaから約20kDaまで、約20kDaから約30kDaまで、約30kDaから約40kDaまで、約40kDaから約50kDaまで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せのMW_nの値をもつことができる。

これらの実施態様のあるものでは、Bは、少なくとも一対の隣接ジオールを含む少なくとも一のポリヒドロキシ連結が含まれるカチオン性荷電セグメントである。ポリヒドロキシ糖または糖質（炭水化物とも言う）連結がそれらの生物体適合性のために好ましいが、キラルおよびアキラルな合成ポリヒドロキシ連結も採用できる（例えば、ポリヒドロキシ（メタ）アクリル酸）。一定の好ましい実施態様では、ポリヒドロキシ連結には、ムチン酸が含まれ、ここでは、Bは式（IV）、式（IV）または（IVA）：

のいずれかとして表される構造を含む少なくとも一の繰り返しサブユニットを含む。これらの構造は互いの回転アイオソマー（rotational iosomer）であり、および本目的では機能的に等価である。ここで使用されるように、これらの構造の一の代表は、これらの構造のいずれかまたは双方を、それらの使用との関連において内包する。

他の実施態様では、Bには、式（V）の構造：

を含む少なくとも一の繰り返しサブユニットがさらに含まれ、式中、mは1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら、4-6または5である。そのような連結は、それらのカチオン特性のため、およびポリヒドロキシ（例えば、ムチン酸）の一部分をポリアルキレングリコールと連結する際のそれらの使用の便宜性のための双方に有用な連結基である。上記のムチン酸連結と組み合わせるとき、連結（IV）および（V）の組合せは、cMAPを含む少なくとも一の繰り返しサブユニットを含むサブストラクチャー（基礎構造とも言う）を提示し、それらのサブユニット構造は式（VI）：

として代表され；
式中、
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；および
nは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、または5、可能なら1である。mおよびnが必ずしもこれらの値に制限されないことに注目され、およびこれらの変数についてより一層大きな値もまた本開示の範囲内で考えられうる。

これらのビルディングブロック（基礎単位とも言う）とともに、より一層特異的なトリブロックおよびジブロックポリマーの範囲を説明することが可能である。再度、以下に記載する構造は、実施例において説明する方法を用い、そこで説明する反応物のホモログ（同族体とも言う）を用いて調製することができる。例えば、一定の実施態様では、本開示のポリマーには、式（VII）の構造：

によって記載されものが含まれ、
式中、
鎖Aは

であり、
鎖Bは

であり；
cMAPは

であり；
pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ、無関係に、約500Daから約50,000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10（またはさらにより一層高く）、可能なら4-6または5であり；
nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり（またはさらにより一層高く）；および
X₁およびX₂は、それぞれの存在に無関係に、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログ（保護類似体とも言う）である。

ここでも、pおよびqの値は、各存在にて同じでも、または異なってもよく、および互いに同じでも、または異なってもよい。nおよびrについても同様であり、すなわち、nおよびrについての値は、出現ごとに同じでも、または異なってもよく、および互いに同じでも、または異なってもよい。一定の実施態様では、mが5であり、およびnが1であるとき、pについての数値は約1から約100まで、可能なら約10から約100までの範囲に対応する。特定の実施態様には、pが約1から約10まで、約10から約25まで、約25から約50まで、約50から約75まで、約75から約100まで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せの場合のものが含まれる。引用されたMW_n範囲に対応するqについての数値には、約12から約1200までの範囲のものが含まれる。特定の実施態様には、qが約12から約100まで、約100から約400まで、約400から約800まで、約800から約1200まで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せの場合のものが含まれる。特定の実施態様では、qはまた、約100から約500までの範囲内であることができる。この実施態様の他のサブセットでは、X₁およびX₂は、それぞれの存在に無関係に、-(CH₂)_1-4-COOHおよび/または-(CH₂)_1-4-NH₂である。

鎖Aおよび鎖Bの性質を考え、そのような構造はまた、PEG-cMAP-PEGトリブロックポリマーと表すことができる。

他の実施態様では、本開示のポリマーには、式（VIII）の構造：

によって記載されるものが含まれ、
式中、
cMAPは

であり；
鎖Bは

であり；
鎖Cは

であり；
末端基Dは：

であり；
pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約50,000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；
nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；
zは1に等しいか、またはそれよりも大きく（最大約2、4、6、8、または10）；および
X₂は、それぞれの存在に無関係に、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログであり；および
X₃は、無関係に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂、またはそれらの塩もしくは保護アナログである。

再度、pおよびqの値は、各存在にて同じでも異なっていてもよく、互いに同じでも異なっていてもよい。nとrについても同様であり；すなわち、nおよびrの値は、出現ごとに同じであっても異なっていてもよく、互いに同じであっても異なっていてもよい。一定の実施態様において、mが5であり、およびnが1であるとき、pについての数値は約1から約100まで、可能なら約10から約100までの範囲に対応する。特定の実施態様には、pが約1から約10まで、約10から約25まで、約25から約50まで、約50から約75まで、約75から約100まで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せの場合のものが含まれる。引用されたMW_n範囲に対応するqについての数値には、約12から約1200までにおよぶものが含まれる。特定の実施態様には、qが約12から約100まで、約100から約400まで、約400から約800まで、約800から約1200まで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せの場合のものが含まれる。特定の実施態様では、qはまた、約100から約500までの範囲にあることができる。この実施態様の他のサブセットでは、X₁およびX₂は、それぞれの存在に無関係に、-(CH₂)_1-4-COOHおよび/または-(CH₂) _1-4-NH₂である。

種々の鎖および末端基元素の性質を考え、そのような構造は、cMAP-PEGジブロックまたはPEG-cMAPジブロックポリマーと称することもできる。

さらに他の実施態様では、本開示のポリマーには、式（IX）の構造：

によって記載されるものが含まれ、
式中、
末端基Dは：

であり；
cMAPは

であり；
鎖Cは

であり；
pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約50,000Daまで、可能なら約1000Daから約5000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；
nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；
zは1に等しいか、またはそれよりも大きく（最大約2、4、6、8、または10）；および
X₂は、それぞれの存在に無関係に、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログであり；および
X₃およびX₄は、それぞれの存在に無関係に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂、またはそれらの塩もしくは保護アナログである。

再度、pおよびqの値は、各存在にて同じでも異なっていてもよく、互いに同じでも異なっていてもよい。nとrについても同様であり；すなわち、nおよびrの値は、出現ごとに同じであっても異なっていてもよく、互いに同じであっても異なっていてもよい。一定の実施態様において、mが5であり、およびnが1であるとき、pについての数値は約1から約100まで、可能なら約10から約100までの範囲に対応する。特定の実施態様には、pが約1から約10まで、約10から約25まで、約25から約50まで、約50から約75まで、約75から約100まで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せの場合のものが含まれる。引用されたMW_n範囲に対応するqについての数値には、約12から約1200までにおよぶものが含まれる。特定の実施態様には、qが約12から約100まで、約100から約400まで、約400から約800まで、約800から約1200まで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せの場合のものが含まれる。特定の実施態様では、qはまた、約100から約500までの範囲にあることができる。この実施態様の他のサブセットでは、X₁およびX₂は、それぞれの存在に無関係に、-(CH₂)_1-4-COOHおよび/または-(CH₂) _1-4-NH₂である。

種々の鎖および末端基元素の性質を考え、そのような構造は、cMAP-PEG-cMAPトリブロックポリマーと称することもできる。

提示された構造のそれぞれにおいて、特定の無関係な実施態様には、mが無関係に4、5、または6であるものが含まれる。一定の実施態様において、mは各存在で5である。

提示された構造のそれぞれにおいて、特定の無関係な実施態様はnが1であるものを含む。

提示された構造のそれぞれにおいて、特定の無関係な実施態様には、rが無関係に2、3、または4であるものが含まれる。これらの実施態様のいくつかでは、rは各存在で3である。

提示された構造のそれぞれにおいて、特定の無関係な実施態様には、pが、約5kDaから約15kDaまで、約6kDaから約14kDaまで、7kDaないし約13kDa、約8kDaから約12kDaまで、9kDaないし約11kDa、または約10kDaの範囲においてcMAPを含むサブユニットについての数平均分子量を提供するのに十分であるものが含まれる。cMAPフラグメント（断片とも言う）がそれぞれ約420DaのMWを有する場合）、これは、約12ないし約36、約14から約33まで、約17から約31まで、約19から約29まで、約22から約26まで、または約24の範囲においてpの数値に相当する。

提示された構造のそれぞれにおいて、特定の無関係な実施態様には、qが、約500Daから約50kDaまで、約1kDaから約40kDaまで、5kDaないし約30kDa、または約5kDaから約20kDaまでの範囲においてPEGを含むサブユニットの数平均分子量を提供するのに十分である場合のものが含まれる。ポリアルキレングリコール部分がポリエチレングリコールである場合、およびエチレングリコール断片が約44DaのMWを有するとすれば、これは約11ないし約1200、約23から約910まで、約110から約680まで、または約110から約450までの範囲においてqの数値に対応する。

ここに記載されるX₁、X₂、X₃、および/またはX₄の任意の適切な規定によるm、n、p、q、r、またはzについての値の各組合せは、別個の実施態様を代表し、およびこれらの実施態様の任意の組合せは、別の実施態様の規定を提供する。

ここに記載の種々のポリマーを調製するための模範的で、非制限的なスキームを実施例において提供する。これらの合成経路の各々、ならびに具体的に記載された試薬の同族体を用いるものは、本開示の範囲内にあると考えられる。ここで使用されるように、同族体という用語は、一以上のメチレン基によって模範と異なる化合物を指す。一つの方法において、ポリマーは、ポリアルキレングリコールを含む少なくとも一の非荷電セグメントを、少なくとも一の連結基の使用を通して、少なくとも一のポリヒドロキシ連結を含む少なくとも一のカチオン性荷電セグメントと接続することによって調製され得る。カチオン的な荷電セグメントが上記のムチン酸誘導体の一である場合のケースでは、この方法は、二のPEGポリマーをムチン酸ポリマーと、二のムチン酸ポリマーを一のPEGポリマーと、または一のムチン酸ポリマーを一のPEGポリマーと、化学量論的に反応させることを含み、それぞれが適切な連結基を有して望ましいジブロックまたはトリブロックポリマーを形成する。そのようなカップリング反応は、カルボン酸/アミノ縮合反応を用いて影響を及ぼされ、ここに記載のようなアミド結合を形成することができる。

本開示のいくつかの実施態様によるナノ粒子の形成は、当業者に知られる技術および手順により分析することができる。

本開示のさらに他の実施態様には、ここに記載のcMAP/PEG含有ポリマーのポリマーコンジュゲート（ポリマー複合体とも言う）が含まれる。そのようなポリマーコンジュゲートには、任意のcMAP/PEG含有ポリマー、および式（X）の構造：

が含まれる第二ボロン酸（second boronic acid）含有ポリマーを含み、
式中、
cMAP/PEG含有ポリマーおよび第二ボロン酸含有ポリマーは、式（IX）のボロン酸部分および式（I）、（II）、（III）、（IV）、（VI）、（VII）、（VIII）、または（IX）のポリヒドロキシ連結（polyhydroxy linkages）の少なくとも一対の隣接ジオールの間のボラート縮合連結によって互いに可逆的に接続され、X₅はこの接続の遠位端にあり；
R^Aはニトロ（または他の電子吸引基）であり；
nは0、1、2、3、または4、可能なら1であり；
sは20-1200であり；
Lは、フェニル環およびポリエチレンオキシド連結の間の連結基であり；および
X₅は、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログである。

一定のこれらの実施態様において、nは1である。これらの実施態様のうち、模範的な構造には：

が含まれる。

ポリマーコンジュゲートのいくつかの実施態様において、sは、20から約120まで、約120から約240まで、約240から約480まで、約480から約720まで、約720から約960まで、約960から約1200まで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せの範囲にある。

ポリマーコンジュゲートの他の実施態様では、Lは、-(C_0-2アルキレン-)NH-C(=O)-(C_0-2アルキレン)-、-(C_0-2アルキレン)-C(=O)-NH-(C_0-2アルキレン)-、-(C_0-2アルキレン)-O-C(=O)-(C_0-2アルキレン)-または-(C_0-2アルキレン)-C(=O)-O-(C_0-2アルキレン)-である。これらのサブセットでは、Lは-NH-C(=O)-、-C(=O)-NH-、-OC(=O)-、または-C(=O)-O-である。Lの単一またはマルチプルリンキング基（多重連結基とも言う）は任意のポリマーにより採用し得る。

これまでのところ、本開示はポリマーまたはポリマーコンジュゲートに関して記載されたが、本開示の重要な要素には、これらのポリマーまたはポリマーコンジュゲートから誘導されるナノ粒子が含まれ、およびこれらのポリマーおよびポリマーコンジュゲートについて提供される規定は、関連するナノ粒子の説明において等しく有用である。これらのナノ粒子は、実質的に同様である傾向があり、および種々のcMAPまたはPEGフラグメントのサイズおよび/またはボロン酸含有ポリマーに関連する鎖の長さに依存して、約20nmから約300nmまでの範囲において断面寸法（すなわち、直径）を有する。特定の実施態様はまた、これらのナノ粒子が、約20nmから約40nmまで（以下、約20nm〜約40nmと称する）、約40nm〜約80nm、約80nm〜約120nm、約120nm〜約180nm、約180nm〜約240nm、約240nm〜約300nm、またはこれらの範囲の2以上の組合せの範囲において直径をもつと説明することができる。

同様に、単一のナノ粒子への言及は、集団または複数のナノ粒子を包含する別個の実施態様を含むと考えられるべきである。一定の実施態様では、複数のナノ粒子は、実質的に単分散であり、無関係な実施態様により、低温透過電子顕微鏡（cryo-transmission electron microscopy）（クライオTEM）によって測定されるように、平均に関して、20％、30％、40％、50％、または60％未満のナノ粒子間での断面寸法における標準偏差が提供される。粒子サイズ（粒径、粒度とも言う）および分布は、低温TEM顕微鏡写真分析を含む様々な方法によって規定することができる。この方法では、代表的な低温透過電子顕微鏡写真（典型的には、液体エタン中で凍結した3よりも多いランダムに選定された液体試料に由来する）において、粒子の平均直径を測定され、予め定めるサイズフラクション勾配（粒度勾配とも言う）内の粒子を計数し、およびそれらの数を統計的に相関させることによって、予め定められる数の粒子（100を超える）が分析される。追加情報については、実施例およびアペンディクス（付録とも言う）も参照。

これらのナノ粒子（任意の一以上の創意に富むポリマーまたはポリマーコンジュゲートを含む）は、生物学的「カーゴ」を運ぶそれらの能力について特に魅力的であり、および一定の実施態様では、これらのナノ粒子はカプセル化生物学的物質（カプセル化生物由来物質とも言う）をさらに含む。これらの生物学的物質は、ナノ粒子内またはナノ粒子によって共有結合され、または他の方法で含有されてもよい。一定の実施態様では、生物学的物質はポリヌクレオチドまたは小分子治療薬剤である。そのような治療薬剤の例には、制限されないが、小分子調合薬、抗生物質、ステロイド、ポリヌクレオチド（例えば、ゲノムDNA、cDNA、mRNA、siRNA、shRNA、miRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ウイルス、およびキメラポリヌクレオチド）、プラスミド、ペプチド、ペプチドフラグメント、小分子（例えば、ドキソルビシン）、キレート剤（例えば、デフェロキサミン（DESFERAL）、エチレンジアミン四酢酸（EDTA））、自然生成物（例えば、タキソール、アンフォテリシン）、および他の生物学的に活性なマクロ分子、例えば、タンパク質および酵素などのようなものが含まれる。また、米国特許第6,048,736号を参照し、それには、ここに記載のナノ粒子と共に治療薬剤として使用することができる活性薬剤（治療薬剤）が列挙される。小分子治療薬剤は、複合粒子内の治療薬剤であるだけでなく、さらなる実施態様では、複合体においてポリマーに共有結合してもよい。いくつかの実施態様では、共有結合は可逆的であり（例えば、プロドラッグ形態または生分解性連結、例えば、ジスルフィドなどのようなものを通し）、および治療薬剤を送る別の方法を提供する。いくつかの実施態様では、ここに記載のナノ粒子と共に送り得る治療薬剤には、化学療法剤、例えば、エポチロン、カンプトテシン系薬物、タキソールなどのようなもの、または核酸、例えば、プラスミド、siRNA、shRNA、miRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドアプタマーまたはそれらの組合せなどのようなもの、および本開示を読むことにより当業者によって識別可能な追加の薬物が含まれる。

一定の好ましい実施態様において、生物学的物質はRNA分子であるポリヌクレオチドである。これらの実施態様のいくつかにおいて、RNA分子はsiRNA分子である。

何らかの特定の理論の正確さによって拘束される意図はないが、水性媒体において分散されるとき、ナノ粒子は、それらの水性環境に親水性連結を提示し、およびカチオン性種を内部空洞において維持することによって、それら自体を組織化すると考えられる（例えば、図16Aおよび16B参照）。負に帯電したカーゴは、核酸を含み、cMAP構造での正電荷と関連し、場合によってはナノ粒子の自己集合が助けられる。

ナノ粒子が官能化された（ニトロ）ボロン酸含有ポリマー連結を含む場合、ナノ粒子は、一以上のターゲティング（標的指向性とも言う）リガンドにさらにコンジュゲートしてもよい。そのような場合、コンジュゲートは、ボロン酸含有ポリマーの遠位端および標的指向性リガンドの間の縮合連結を通して起こる。いくつかの実施態様において、この標的指向性リガンドには、抗体、トランスフェリン、細胞レセプターについてのリガンド、または細胞レセプタータンパク質、アプタマー、または抗体のフラグメント、トランスフェリン、細胞レセプターについてのリガンド、または細胞レセプタータンパク質が含まれる。特定の実施態様では、単一のタイプの標的指向性リガンドは、各ポリマーまたはナノ粒子、またはナノ粒子の集団にコンジュゲートされる。他の実施態様では、複数のタイプの標的指向性リガンドは、各ポリマーまたはナノ粒子にか、またはナノ粒子の集団内に、コンジュゲートされる。さらに他の実施態様では、標的指向性リガンドの単一の分子実体が各個々のナノ粒子にコンジュゲートされる。単一の分子実体を個々のナノ粒子にコンジュゲートさせる能力は、2013年3月1日付け出願の米国特許出願第13/782,458号に記載され、それはここに参照することによって少なくともこの目的について組み込まれる。他の実施態様では、標的指向性リガンドの複数の分子が各個々のナノ粒子にコンジュゲートされる。

上記で示唆したように、一定の実施態様では、ポリマー、ポリマーコンジュゲート、および/またはナノ粒子は、水性媒体において分散物として存在してもよく、前記水性媒体にはまた、緩衝剤、界面活性剤、または他のモディファイヤー（修飾因子、改質剤とも言う）も随意に含まれる。本開示はまた、一以上の生物学的に活性な薬剤およびここに記載のポリマーまたはポリマーコンジュゲートまたはナノ粒子または複数のナノ粒子のいずれか、および薬学的に許容可能なビヒクル、担体または賦形剤を含む薬剤組成物を企図する。

ここで使用されるように、用語「ビヒクル」は、活性成分として組成物において含まれるナノ粒子のための溶媒、担体、結合剤、賦形剤または希釈剤として通常作用する様々な媒体のいずれかを指し示す。

ここで使用されるように、用語「賦形剤」は、薬物治療の有効成分のための担体として使用される不活性物質を指し示す。ここに開示される薬剤組成物のための適切な賦形剤には、個体の本体がナノ粒子を吸収する能力を高める任意の物質が含まれる。適切な賦形剤にはまた、ナノ粒子と共に調剤物をバルクアップし、簡便で正確な投与量を可能にするために使用することができる任意の物質が含まれる。単回投与量でのそれらの使用に加え、ナノ粒子の取り扱いを助けるために賦形剤を製造プロセスで使用することができる。施与の経路、および薬物治療の形態に応じて、異なる賦形剤を使用することができる。模範的な賦形剤には、制限されないが、抗被着剤（antiadherent、抗癒着剤とも言う）、結合剤、コーティング崩壊剤（coatings disintegrant）、充填剤、風味剤（例えば、甘味料などのようなもの）および着色剤、流動促進剤（glidant、滑沢剤とも言う）、潤滑剤、保存料（防腐剤とも言う）、吸着剤が含まれる。

ここで使用されるように、用語「希釈剤」は、組成物の活性成分を希釈するか、または有効にするために支給されるダイルーティング剤（diluting agent、賦形剤とも言う）を示す。適切な希釈剤には、医薬調剤物の粘度を低下させることができる任意の物質が含まれる。

組成物の適切な担体剤または補助剤の識別、およびキットの包括的な製造およびパッケージングに関するさらなる詳細は、本開示を読むことによって当業者によって確認され得る。

本開示の生物学的に活性な薬剤およびポリマー、ポリマーコンジュゲート、および/またはナノ粒子を含む組成物は、その薬剤組成物を含め、特に創意に富むポリマー、ポリマーコンジュゲート、および/またはナノ粒子によって発生される高められたバイオアベイラビリティ（生物学的利用能とも言う）のため、処置の必要があるペイシェント（患者ことを指すことが多い）を処置するために有用である。そのような組成物のバイオアベイラビリティの改善の程度は、それ自体によるか、またはcMAPと共にそれ自体によるかのいずれも、同じ生物学的に活性な薬剤または薬剤群のデリバリーと比較して、驚くほど高かった。実施例を参照。したがって、重要な実施態様には、本開示の生物学的に活性な薬剤およびポリマー、ポリマーコンジュゲート、および/またはナノ粒子を含む組成物が、その薬剤組成物を含め、生物学的に活性な薬剤を施与されるのを必要とするペイシェントに施与されるものが含まれる。

以下の実施態様のリストは、上記の説明を置き換えるか、または上回るというよりはむしろ、補足することを意図する。

実施態様1。式（I）または式（II）または式（III）の以下の構造単位：

の一以上を含み、
式中、
Aはポリアルキレングリコールを含む非荷電セグメントであり；
Bは少なくとも一対の隣接ジオールを含む少なくとも一のポリヒドロキシ連結が含まれるカチオン性荷電セグメントである、交互荷電および非荷電セグメントを含むポリマー。一定のサブセットの実施態様において、AおよびBは、無関係に、500Daないし約5000Da、5000daより大きく約10kDaまで、10kDaより大きく約20kDaまで、20kDaより大きく約30kDaまで、30kDaより大きく約40kDaまで、40kDaより大きく約50kDaまでより大きい、またはそれらの任意の組合せの範囲において数平均分子量を有する。他のサブセットでは、AまたはBのいずれか、またはAおよびBの双方は、5000Daより大きく約50,000Daまでの範囲において数平均分子量を有する。

実施態様2。Aは、ポリエチレングリコールおよび適切な連結基であるか、またはそれらが含まれる、実施態様1のポリマー。

実施態様3。ポリアルキレングリコールは約500ダルトンから約50,000ダルトンまでの範囲において公称数平均分子量を有する、実施態様1または2のポリマー。この実施態様の一定のサブセットでは、ポリアルキレングリコールは、約500Daから約1kDaまで、1kDaより大きく約5kDaまで、5kDaより大きく約10kDaまで、10kDaより大きく約15kDaまで、15kDaより大きく約20kDaまで、20kDaより大きく約30kDaまで、30kDaより大きく約40kDaまで、40kDaより大きく約50kDaまで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せの範囲において公称数平均分子量を有する。

実施態様4。Bは少なくとも一対の隣接ジオールを含む少なくとも一のポリヒドロキシ糖連結が含まれるカチオン性荷電セグメントである、実施態様1ないし3のいずれか一のポリマー。

実施態様5。Bには、式（IV）の構造：

を含む少なくとも一の繰り返しサブユニットが含まれる、実施態様1ないし4のいずれか一のポリマー。次の

として表される構造が式（IV）において示すものと機能的に等価であり、およびこの代表物が双方に言及することを意図することは注目される。

実施態様6。Bには、式（V）の構造：

を含む少なくとも一の繰り返しサブユニットがさらに含まれ、
式中、mは1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5である、実施態様1ないし5いずれか一のポリマー。

実施態様7。Bには、cMAPを含む少なくとも一の繰り返しサブユニットが含まれ、そのサブユニット構造は式（VI）：

として代表され、
式中、
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；および
nは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、または5である、実施態様1ないし6のいずれか一のポリマー。他の関連する実施態様において、mおよびnはより一層大きく、例えば、約10までであることができる。

実施態様8。式（VII）の構造：

によって記載され、
式中、
鎖Aは

であり、
鎖Bは

であり；
cMAPは

であり；
pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ、無関係に、約500Daから約50,000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；
nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；および
X₁およびX₂は、それぞれの存在に無関係に、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログである、実施態様1ないし7のいずれか一のポリマー。
分子量制限を満たすために、pについての数値は約1から約100まで、可能なら約10から約100までの範囲に対応し、およびqについての数値は約12から約1200までの範囲として対応することに注目される。これらの実施態様のサブセットにおいて、qはまた、約100から約500までの範囲にあり得る。この実施態様の一定のサブセットにおいて、pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約1000Daまで、1000Daより大きく約5000Daまで、約5000Daより大きく約10,000Daまで、10,000より大きく約25,000Daまで、25,000Daより大きく約50,000Daまで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せ、ならびにこれらのMW_nの範囲の対応する数値の範囲において提供するのに十分である。この実施態様の他のサブセットでは、X₁およびX₂は、無関係に、-(CH₂)_1-4-COOHおよび-(CH₂)_1-4-NH₂である。

実施態様9。式（VIII）の構造：

によって記載され、
式中、
cMAPは

であり；
鎖Bは

であり；
鎖Cは

であり；
末端基Dは：

であり；
pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約50,000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；
nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；
zは1に等しいか、またはそれよりも大きく（最大約2、4、6、8、または10）；および
X₂は、それぞれの存在に無関係に、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログであり；および
X₃は、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂、またはそれらの塩もしくは保護アナログである、実施態様1ないし7のいずれか一のポリマー。

再度、実施態様9においてのように、分子量制限を満たすために、pについての数値は約1から約100まで、可能なら約10から約100までの範囲に対応し、およびqについての数値は約12から約1200までの範囲として対応する。これらの実施態様のサブセットにおいて、qはまた、約100から約500までの範囲にあり得る。この実施態様の一定のサブセットにおいて、pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約1000Daまで、1000Daより大きく約5000Daまで、約5000Daより大きく約10,000Daまで、10,000より大きく約25,000Daまで、25,000Daより大きく約50,000Daまで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せ、ならびにこれらのMW_nの範囲の対応する数値の範囲において提供するのに十分である。この実施態様の他のサブセットでは、X₁およびX₂は、無関係に、-(CH₂)_1-4-COOHおよび-(CH₂)_1-4-NH₂である。

実施態様10。式（IX）の構造：

によって記載され、
式中、
末端基Dは：

であり；
cMAPは

であり；
鎖Cは

であり；
pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約50,000Daまで、可能なら約1000Daから約5000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、可能なら4-6または5であり；
nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；
zは1に等しいか、またはそれよりも大きく（最大約2、4、6、8、または10）；および
X₃およびX₄は、それぞれの存在に無関係に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂、またはそれらの塩もしくは保護アナログである、実施態様1ないし7のいずれか一のポリマー。

再度、実施態様9および10におけるように、分子量制限を満たすために、pについての数値は約1から約100まで、可能なら約10から約100までの範囲に対応し、およびqについての数値は約12から約1200までの範囲として対応する。これらの実施態様のサブセットにおいて、qはまた、約100から約500までの範囲にあり得る。この実施態様の一定のサブセットにおいて、pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約1000Daまで、1000Daより大きく約5000Daまで、約5000Daより大きく約10,000Daまで、10,000より大きく約25,000Daまで、25,000Daより大きく約50,000Daまで、またはこれらの範囲の2以上の任意の組合せ、ならびにこれらのMW_nの範囲の対応する数値の範囲において提供するのに十分である。この実施態様の他のサブセットでは、X₁およびX₂は、無関係に、-(CH₂)_1-4-COOHおよび-(CH₂)_1-4-NH₂である。

実施態様11。mは4、5、または6、可能なら5である、実施態様6ないし10のいずれか一のポリマー。

実施態様12。nは1である、実施態様7ないし11のいずれか一のポリマー。

実施態様13。rは2、3、または4、可能なら3である、実施態様7ないし12のいずれか一のポリマー。

実施態様14。pは、cMAPを含むサブユニットについて数平均分子量を、約または5kDaを超えてから約15kDaまで、約または6kDaを超えてから約14kDaまで、約または7kDaを超えてから13kDaまで、約または8kDaを超えてから約12kDaまで、約または9kDaから約11kDaまで、または約10kDaの範囲において提供するのに十分である、実施態様8ないし13のいずれか一に従うポリマー。いくつかのサブセットの実施態様では、例えば、cMAPフラグメントが約420DaのMW_nを有する場合、これは、約12ないし約36、約14から約33まで、約17から約31まで、約19から約29まで、約22から約26まで、または約24の範囲において数値を有するpに対応する。

実施態様15。qは、PEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、約または500Daを超えてから約50kDaまで、約または1kDaを超えてから約40kDaまで、約または5kDaを超えてから約30kDa、または約または5kDaを超えてから約20kDaまでの範囲において提供するのに十分である、実施態様8ないし13のいずれか一に従うポリマー。これらの実施態様のいくらかでは、たとえば、エチレングリコールフラグメントが約44DaのMWnを有すると仮定すると、これは約11ないし約1200、約23から約910まで、約110から約680まで、または約110から約450までの範囲において数値を有するqに対応する。

実施態様16。実施態様1ないし15のいずれか一のポリマーおよび式（X）の構造

が含まれる第二ボロン酸含有ポリマーを含み、
式中、
ポリマーおよび第二ボロン酸含有ポリマーは、式（IX）のボロン酸部分および式（I）、（II）、（III）、（IV）、（VI）、（VII）、（VIII）、または（IX）のポリヒドロキシ連結の少なくとも一対の隣接ジオールの間のボラート縮合連結によって互いに可逆的に接続され、X₅はこの接続の遠位端にあり；
R^Aはニトロ（または他の電子吸引基）であり；
nは0、1、2、3、または4、可能なら1であり；
sは20-1200であり；
Lは、フェニル環およびポリエチレンオキシド連結の間の連結基であり；および
X₅は、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログである、ポリマー複合体（ポリマーコンジュゲートとも言う）。模範的な構造は、次の：

として提供される。

実施態様17。Lは、-(C_0-2アルキレン-)NH-C(=O)-(C_0-2アルキレン)-、-(C_0-2アルキレン)-C(=O)-NH-(C_0-2アルキレン)-、-(C_0-2アルキレン)-O-C(=O)-(C_0-2アルキレン)-または-(C_0-2アルキレン)-C(=O)-O-(C_0-2アルキレン)-である、実施態様16のポリマー複合体。

実施態様18。Lは-NH-C(=O)-、-C(=O)-NH-、-OC(=O)-、または-C(=O)-O-である、実施態様17のポリマー複合体。

実施態様19。実施態様1ないし15のいずれか一のポリマーを含むナノ粒子。

実施態様20。実施態様16ないし18のいずれか一のポリマー複合体を含むナノ粒子。

実施態様21。前記ナノ粒子は実質球形であり、および約20nmから約300nmまでの範囲において断面寸法を有する、出願時請求項10ないし16いずれか一のナノ粒子。

実施態様22。各個々のナノ粒子が実施態様19ないし21のいずれか一の組成物によって記載される複数のナノ粒子。

実施態様23。各個々のナノ粒子は、実施態様19ないし22のいずれか一の組成物によって記載され、複数のナノ粒子は、実質単分散であり、低温透過電子顕微鏡法（cryo-TEM）によって測定して20％、30％、40％、50％、または60％未満のナノ粒子間の断面寸法（即ち、直径）での標準偏差を見せる、複数のナノ粒子。

実施態様24。カプセル化生物学的物質（encapsulated biological agent）をさらに含む、実施態様1ないし15のいずれか一のポリマーまたは出願時請求項16ないし18のポリマー複合体を含むナノ粒子。

実施態様25。生物学的物質はポリマーまたはポリマー複合体に共有結合される、実施態様24のナノ粒子。

実施態様26。生物学的物質はポリヌクレオチドまたは小分子治療薬剤（small molecule therapeutic agent）である、実施態様24または25のナノ粒子。

実施態様27。生物学的物質はRNA分子であるポリヌクレオチドである、実施態様24または25のナノ粒子。

実施態様28。RNA分子はsiRNA分子である、実施態様27のナノ粒子。

実施態様29。標的指向性リガンドにさらに複合体化（コンジュゲートとも言う）し、複合体化はボロン酸含有ポリマーの遠位端および標的指向性リガンドの間の縮合連結を通して起こる、実施態様20ないし28のいずれか一のナノ粒子。

実施態様30。単一の標的指向性リガンドは各ポリマーに複合体化される、実施態様29のナノ粒子。

実施態様31。複数の標的指向性リガンドは各ポリマーに複合体化される、実施態様29のナノ粒子。

実施態様32。生物学的に活性な薬剤および出願時請求項1ないし18のいずれか一のポリマーまたはポリマーコンジュゲート、および薬学的に許容可能な担体または賦形剤を含む、薬剤組成物。

実施態様33。生物学的に活性な薬剤および実施態様19ないし31のいずれか一のナノ粒子または複数のナノ粒子および薬学的に許容可能な担体または賦形剤を含む、薬剤組成物。

実施態様34。実施態様24ないし28のいずれか一のナノ粒子をペイシェントに施与することを含み、生物学的物質のバイオアベイラビリティは生物学的物質それ自体による施与と比較して改善される、方法。

実施態様35。ポリアルキレングリコールを含む少なくとも一の非荷電セグメントを、少なくとも一の連結基の使用により少なくとも一のポリヒドロキシ連結を含む少なくとも一のカチオン性荷電セグメントと共有結合的に接続させることを含む、実施態様1ないし15のいずれか一のポリマーの調製方法。模範的な方法は、実施例および付録に提供される。これらの方法は、引用される特定の反応体の同族体を反応させることを含み、また本開示の範囲内と考えられる。

実施態様36。少なくとも一のポリヒドロキシ連結はムチン酸を含み、および少なくとも一の連結基はアミドである、実施態様35の方法。

例

以下の例は、この開示内に記載された概念のいくらかを例示するために提供する。各例は、組成物、調製方法および使用の特定の個々の実施態様を提供すると考えられる一方、例のいずれも、ここに記載のより一層包括的な実施態様を制限すると考えるべきではない。

以下の例では、使用される数（例えば、量、温度など）に関して正確さを確実にする努力がなされたが、いくらかの実験誤差および偏差が考慮されるべきである。他に指示がない限り、温度は℃であり、圧力は大気圧またはそれに近い。他に言及しない限り、分子量への言及は、数平均分子量を参照することを意図する。

実験結果の概略

ムチン酸およびジメチルスベリミデートに基づく繰り返し単位を備える新しいカチオン性ポリマーを合成し、およびcMAPと表示した。mPEGに隣接するcMAP、mPEG-cMAP-PEGmを有するトリブロックポリマーへのcMAPのさらなる修飾により、分子量がca.（およそ）20kDaの明確に規定されたポリマーをもたらした。このトリブロックポリマーは、2+/-以上の電荷比でsiRNAを十分にカプセル化（封入とも言う）することができた。このトリブロックポリマーとsiRNAで構成された安定なNPsは、およそ30nmの直径（DLSとCryoTEMの両方によって）、および10mMリン酸緩衝剤pH7.4および1mM KCl pH5.5の両方においておよそ0.4mVのわずかに正の表面電荷を伴いPBSにおいて直接調剤され得る。マウスへの注射の際、mPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーで形成されたこれらのNPsは、cMAPおよびcMAP-PEGコポリマーで調剤されたNPsと比較して延長された循環を示し、1時間後に循環中に調剤物の5-10％が残った。余剰のトリブロックポリマーの一部分を調剤物から除去するとき、循環時間は同じままであった。何らの過剰のカチオン性ポリマーも存在しないことは、これらの実体がインビボで引き起こすあらゆる有害作用を最小にするために有利である。

例1。材料および方法。

ムチン酸および塩化オキサリルは、Sigma-Aldrich（シグマ-アルドリッチ社）から、N-boc-エチレンジアミンはAK Scientific（AKサイエンティフィック社）から、ジメチルスベリミダートはThermo Fisher Scientific（サーモフィッシャー・サイエンティフィック社）またはSigma-Aldrichから、および3-カルボキシル-5-ニトロフェニルボロン酸はAlfa-Aesar（アルファ・エイサー社）から購入した。ポリエチレングリコール試薬は、Jenkem Technology USA（ジェンケム・テクノロジーUSA社）またはLaysan Bio, Inc.（ライサン・バイオ社）のいずれかから購入した。ジメチルスベリミダートは、ムチン酸エチレンジアミンを重合させた荷電モノマーであり、Thermo ScientificまたはSigma-Aldrichから購入して使用した。cMAPのプロトンおよび炭素スペクトルにピークを割り当てるために、スベリミダートジメチルのNMRスペクトルを取得した。DMSのプロトンおよび炭素の双方のNMRスペクトルは予想よりも複雑であり、若干の加水分解が新たに開けたボトルに存在したことが示唆される。テーブル2を参照。

核磁気共鳴（NMR）スペクトルは、500MHzまたは600MHzでスピンすることなく、Varian（バリアン）300MHz、500MHz、または600MHz機器で25のセルシウス度で（25℃とも言う）で取得した。ほとんどの¹Hプロトンスペクトルについて、1-1.5秒の遅延時間を使用し；ポリマーの定量的集積のために、25秒の遅延を用いた。¹³Cの炭素スペクトルは、デフォルト設定により500MHzで得られた。¹H-¹³C異種核単一量子コヒーレンス（HSQC）、¹H-¹H相関分光法（COSY）、および¹H-¹³C異核多重結合相関分光法（HMBC）スペクトルを、デフォルトVNMRJ3.0 HSQCAD、COSY、およびHMBC設定を用いて取得した。さらに、拡散勾配長4.0ms、および拡散遅延100.0msを伴うVNMRJ3.0において、両極性パルス対誘導エコー（bipolar pulse pair stimulated echo）と共に対流補償（Dbppste_cc）法を用いる拡散秩序分光法（DOSY）スペクトルを、合成したポリマーについて取得した。

Finnigan（フィニガン）LCQイオントラップ質量分析計を使用して、小分子のエレクトロスプレーイオン化質量を取得した。ポリマーについてマトリクス支援レーザー脱離/イオン化-飛行時間型（Matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight）（MALDI-TOF）質量スペクトルを、10mg/mLのα-シアノ-4-ヒドロキシ桂皮酸マトリクスを用いて、Applied Biosystems Voyager（アプライド・バイオシステムズ・ボイジャー）DE-PROにて取得した。

例2：ムチン酸含有ポリマーの合成。

例2.1。カチオン性ムチン酸ポリマー（cMAP）の合成（図1）。撹拌棒を含む500mLの丸底フラスコにおいてメタノール（360mL）をムチン酸（15g、71mmol、1当量）に添加した。濃硫酸（1.2mL、22.5mmol、0.3当量）をこの懸濁物に加え、一晩撹拌し、および85℃で還流した。混合物を室温に冷却し、およびWhatman（ワットマン）＃5ろ紙を用い、ブフナー漏斗を通してろ過した。固体を600mLのメタノールで洗浄し、および次いで500mLの丸底フラスコに戻した。240mLのメタノールおよび1.5mLのトリエチルアミンを添加し、および固体を85℃の還流で1時間再結晶させた。混合物を室温まで冷却し、ブフナー漏斗を通してろ過し、およびメタノールの600mLにより洗浄した。固体を75℃で一晩減圧下に乾燥させ、ムチン酸ジメチルエステル（13.72g、収率80％）、白色固体を与えた。¹H NMR（300MHz、DMSO-d6）：4.91(d、2H)、4.80(q、2H)、4.29(d、2H)、3.76(q、2H)、3.62(s、6H)。

撹拌棒を含む500mLの丸底フラスコにおいて、メタノール（220mL）をムチン酸ジメチルエステル（13.72g、57.6mmol、1当量）に添加した。トリエチルアミン（20.9mL、150mmol、2.6当量）を加え、および混合物を撹拌し、および85℃で30分間還流し、その時間の間に黄色の懸濁物が形成された。メタノール（55mL）におけるN-boc-エチレンジアミン（23.7mL、150mmol、2.6当量）を懸濁物に添加し、および撹拌し、85℃で還流を一晩再開した。混合物を室温に冷却し、およびWhatman＃5ろ紙を用いてブフナー漏斗を通してろ過した。固体をメタノール（750mL）により洗浄し、およびメタノール（350mL）により85℃で1.5時間再結晶させた。混合物を再び室温に冷却し、ブフナー漏斗を通してろ過し、およびメタノール（750mL）で洗浄した。固体を75℃で一晩減圧下に乾燥させ、N-boc保護されたムチン酸エチレンジアミン（19.27g、収率68％）、白色固体を与えた。¹H NMR（300MHz、DMSO-d6）：7.71（t、2H）、6.81（t、2H）、5.13（d、2H）、4.35（q、2H）、4.10（d、2H）、3.77（q、2H）、3.13（m、4H）、2.97（m、4H）、1.36（s、18H）。ESI 495.1[M+H]⁺、517.4[M+Na]⁺。

撹拌棒を含む500mLの丸底フラスコ中のN-boc保護されたムチン酸エチレンジアミン（19.2g）を水浴中に置いた。メタノール（260mL）を、次いで濃12N塩酸（65mL）をフラスコに添加して、メタノール中3N HClを生成した。反応フラスコをセプタム（隔壁とも言う）でシールし、およびニードルで通気した。水浴を25℃に設定し、および懸濁物を6-8時間撹拌した。反応は、CH₂Cl₂中の1％メタノールの移動相を用いる薄層クロマトグラフィー（TLC）によってモニタし、およびスポットをヨウ素タンクにおいて可視化した。反応の完了はまたESIによって確認した。スラリーはガラスフリットを通して微細な粒でろ過し、およびろ液が中性pHに近づくまでメタノール（750mL）で洗浄した。固体を80℃で一晩減圧下に乾燥させてムチン酸エチレンジアミン（12.96g、収率91％）を白色固体として与えた。¹H NMR（500MHz、DMSO-d6）：7.97-7.83（m、8H）、5.30（d、2H）、4.55（d、2H）、4.16（d、2H）、3.82（m、2H）、2.85（m、4H）。¹³C NMR（500MHz、DMSO-d^¬6）：174.79、71.39、70.98、39.25、36.76。ESI 295.1[M+H]⁺、588.93[2M+H]⁺。

ムチン酸エチレンジアミン（100mg、0.3mmol、1当量）を、撹拌棒を有する4mLガラスバイアルに添加した。ナノ純水（1mL）中の0.5M炭酸ナトリウム溶液をバイアルに加え、および溶液を5分間撹拌した。次いで、ジメチルスベリミダート（DMS）（74.4mg、0.3mmol、1当量）を混合物に添加し、および反応物を25℃で一晩16時間撹拌した。反応物をナノ純水（10mL）で希釈し、および1N HClを滴下してpHを4に調整した。得られる溶液を、ろ液のpHが中性になるまで、ナノピュア水に対して15mLのAmicon Ultra（アミコン・ウルトラ）3kDスピンフィルターで透析した。ポリマーの溶液を3-4mLに濃縮し、0.2umのPVDFシリンジフィルターを通して予め秤量した20mLのガラスバイアル中にろ過し、および凍結乾燥させてカチオン性ムチン酸ポリマーを白色固体として与え（29.2mg、収率16％）、これを-20℃のアルゴン下で貯蔵した。¹H NMR（600MHz、DMSO-d6）：9.59-8.74、7.92、5.40、4.53、4.16、3.82、3.55、3.26、2.86-2.00、1.60、1.28。¹³C NMR（125MHz、DMSO-d^¬¬6）：174.61、168.12、71.19、70.96、51.67、42.09、36.71、32.48、27.84、26.65。

例2.2。cMAP-PEGコポリマーの合成（図2）。出発物質を-20℃の冷凍庫から取り出した後、室温に1時間平衡させた。撹拌棒を備えたオーブン乾燥した10mLフラスコにcMAP（50mg、0.009mmol、2当量）およびジ-SPA-PEG-3.5kD（スクシンイミジルプロピオン酸エステル、15.7mg、0.0046mmol、1当量）を秤量した。フラスコをセプタムでキャップし、2つの固体を真空下で1時間乾燥し、および次いでフラスコをアルゴンで満たした。ニードルとシリンジを用いて無水DMSO（2mL）を加えて2つの白色固体を溶解し、および溶液を24時間撹拌した。ナノピュア水（20mL）を加えてDMSOを希釈し、および溶液を10kD MWCO Amicon Ultraフィルターを8回より多く使用してナノピュア水に対して透析した。残余分、cMAP-PEG3.4kコポリマーを0.2umPVDF膜を通してろ過し、および凍結乾燥して白色粉体（29.6mg、収率45％）にした。¹H NMR（600MHz、DMSO-d6）：9.84-8.48、7.90、5.41、4.53、4.15、3.82、3.55、3.49（PEG）、3.26、2.86-2.00、1.59、1.27。¹³C NMR（125MHz、DMSO-d6）：174.66、168.17、71.24、71.00、70.24、67.22、51.69、42.11、36.75、32.58、27.89、26.66。同様の手順を、透析のために15kD SpectraPor 7 MWCO膜（Spectrum Labs（スペクトラム・ラボズ社））を用いてcMAP-PEG5kコポリマーを合成するために、5kDジ-SVA-PEG（スクシンイミジル吉草酸エステル）を用いた。

cMAP-PEG-cMAPトリブロックポリマーを、種々のMWCOの遠心スピンフィルターによる分画によってcMAP-PEGコポリマーから分離した。cMAP-PEG3.4kコポリマー（共重合体とも言う）を20kD MWCO遠心スピンフィルターを用いて透析し、および次いでろ液を10kD MWCOスピンフィルターを通して透析してcMAP-PEG3.4K-cMAPを分離し、それを0.2um PVDF膜を通してろ過し、および白色粉体にまで凍結乾燥した（10.6mg、収率16％）。cMAP-PEG5k-cMAPを同様にして分離した。

例2.3。mPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーの合成（図3）。出発物質を-20℃のフリーザー（冷凍庫とも言う）から取り出した後、室温に1時間平衡にさせた。撹拌棒を備えたオーブン乾燥した10mLフラスコに、cMAP（40mg、0.006mmol、2当量）およびmPEG 5k-SVA（85.7mg、0.017mmol、3当量）を秤量した。フラスコをセプタムでキャップし、2つの固体を真空下で1時間乾燥し、および次いでフラスコをアルゴンで満たした。ニードルとシリンジを用いて無水DMSO（4mL）を加えて2つの白色固体を溶解し、および溶液を48時間撹拌した。ナノピュア水（40mL）を添加しDMSOを希釈し、および溶液を20kD MWCO遠心スピンフィルターを用いて>8回透析した。残余分、mPEG5k-cMAP-PEG5kmを0.2umPVDF膜を通してろ過し、および凍結乾燥して白色粉体とした（11.3mg、収率9％）。¹H NMR（600MHz、DMSO-d6）：9.84-8.48、7.90、5.41、4.53、4.15、3.82、3.55、3.49（PEG）、3.26、3.20、2.86-2.00、1.59、1.27。

2kDブロックによりmPEG-cMAP-PEGmを合成するために2kD mPEG-SVAを用いて同様の手順を続けた。2kD PEGの場合、10kD MWCO遠心スピンフィルターを用いてトリブロックポリマーを分離した。

例2.4。5-ニトロフェニルボロン酸-PEGm（5-nPBA-PEGm）の合成（図4）。

ドライスターラーバー（乾燥撹拌棒とも言う）を含むオーブン乾燥した2口の10mL丸底フラスコに、3-カルボキシル-5-ニトロフェニルボロン酸（200mg、0.95mmol、1当量）を添加した。フラスコをアルゴンにより排気し、およびゴム製のセプタムで密閉した。BHTインヒビター（5mL）と共に無水テトラヒドロフラン、続いて無水DMF（14.7uL、0.19mmol、0.2当量）を加えてボロン酸を溶解した。フラスコを氷水浴中で0℃に冷却した。次いで、塩化オキサリル（195.4uL、2.28mmol、2.4当量）を反応混合物に滴下した。塩化オキサリルの添加が完了した後、氷水浴を除去し、および反応物を室温で2時間撹拌し続け、アルゴン通気口を用いて揮発性物質の逃散を可能にした。溶媒およびDMFは、ロータリーエバポレーターを介して除去し、および次いで暗条件下で2日間真空下に除去し、3-アシルクロライド-5-ニトロフェニルボロン酸（217.5mg、100％収率）を黄色固体として与えた。
ドライスターラーバーを含むオーブン乾燥25mL丸底フラスコに、3-アシルクロライド-5-ニトロフェニルボロン酸（27.5mg、0.12mmol、2当量）を加えた。フラスコをゴム製セプタムで密閉し、アルゴンによりはけ口を与え、および氷水浴において0℃に冷却した。無水ジクロロメタン（4mL）を加えてボロン酸を溶解した。アルゴンで通気したオーブン乾燥した10mL丸底フラスコ中の5kD mPEG-アミン（300mg、0.06mmol、1当量）は、無水ジクロロメタン（5mL）およびジイソプロピルエチルアミン（DIPEA、20.9uL、0.12mmol、2当量）において溶解され、ボロン酸溶液にゆっくり添加した。反応フラスコを氷水浴中に放置してゆっくりと室温に温め、および反応物を暗条件下で一晩撹拌した。溶媒およびDIPEAは、ロータリーエバポレーターを介して除去し、および次いで暗下で2日間真空下に除去した。固体残渣を0.5N HCl（5mL）において再構成し、および15分間撹拌した。得られる懸濁物を0.2μmのSupor syringe filter（スーポア・シリンジ・フィルター）でろ過し、および得られる透明な溶液を、pHが一定になるまで、15mLのAmicon Ultra 3kDスピンフィルターでナノ純水に対して透析した。ポリマーの溶液を3-4mLに濃縮し、0.2μmのPVDFシリンジフィルターを通して予め秤量した20mLガラスバイアル中にろ過し、および凍結乾燥し乾固して5-ニトロフェニルボロン酸-PEGm（219.2mg、収率70％）をふわふわした白色の固体として与えた。¹H NMR（600MHz、DMSO-d6）：8.89（t、1H）、8.72（m、1H）、8.68（m、1H）、8.64（m、1H）、8.60（s、2H）、3.5（s-PEG、510H）、3.22（s、3H）。¹¹B NMR（160MHz、10mMリン酸緩衝剤、D₂O中のpH7.4）：11.26（ブロードs）。MALDI：5825.5。

例3。ポリマー特性

例3.1。ゲル浸透クロマトグラフィー。バイナリポンプおよびインジェクタを備えたAgilent（アジレント）1100 HPLCを、Wyatt DAWN HELEOS（ワイアット・ドーン・ヘレオス）光散乱およびWyatt Optilab Rex（ワイアット・オプティラボ・レックス）屈折率検出を備えたTosoh（トーソー）TSKgel G3000PWXL-CPサイズ排除カラムに接続した。凍結乾燥されたポリマーを0.1MのNaNO₃において6つの異なる濃度で溶解し、dn/dc測定のためにシリンジポンプを介して屈折率検出器に直接注入した。光散乱による絶対分子量測定のために、100μLのポリマー溶液をカラムに対して注入し、および検出されたポリマーピークをASTRA（アストラ）Vソフトウェアを用いて分析した。

例3.2。第一級アミンについてのcMAPのTNBSAアッセイ。メタノールストック溶液において2,4,6-トリニトロベンゼンスルホン酸5％w/vを用いたThermo Scientific（サーモ・サイエンティフィック）の指示は、次に記載のような修飾により続いた。簡潔には、cMAPおよびグリシンをそれぞれ反応緩衝剤において溶解し、および2ないし0.0039mg/mLおよび20ないし0.00195mg/mLの濃度範囲についてそれぞれ連続希釈した。100μLの各試料濃度および50μLのTNBSAワーキングソリューション（作業溶液、希釈標準溶液とも言う）を96ウェルプレートに三通り加え、および短時間振とうした。吸光度をTecan infinite M200 plate reader（テカン・インフィニットM200プレート・リーダー）にて波長335nmで読み取り、37セルシウス度で2時間インキュベートし、および再度読み取った。グリシンを陽性コントロールとして用いた。

例3.3。ポリマーsiRNAカプセル化アッセイ。siRNAをカプセル化（封入とも言う）するcMAPポリマーの能力を、2つの方法、次の：ゲル遅延度アッセイおよびRiboGreen assay（リボグリーン・アッセイ）を用いて分析した。ゲル遅延度アッセイのために、0.5mg/mLポリマーの増加させる容量を、水中で15μLの合計容量について、0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、および5の（+/-）電荷比で、1μLの1mg/mL siRNAと混合した。混合物を短時間ボルテックス（かき混ぜとも言う）し、遠心分離にかけてダウン（降下とも言う）させ、および室温で15分間放置した。3μLの6×DNAローディング色素を各混合物に添加し、次いでそれを1重量％アガロースゲルに負荷し、および0.5×TBE緩衝剤において1.5時間95Vで作動させた。ゲルをUVP BioDoc-It Imaging System（UVPバイオドク-イット・イメージングシステム）にて画像化した。

RiboGreenアッセイは、ゲル遅延度アッセイと同様の方法で実行したが、96ウェルプレートにおいて合計容量100μLについて水中で0.1mg/mLのポリマーおよび1μLの0.1mg/mL siRNAの容量を増加させることの使用は除いた。これらの混合物のそれぞれに対して、100μLのQuant（クアント）-iT RiboGreen RNA試薬の作業溶液を、キットのプロトコールに従って調製し、添加した。プレートを短時間振盪し、暗所において室温で5分間インキュベートし、および蛍光強度を、Tecan infinite M200 plate readerにて、励起波長480nmおよび発光波長520nmで読み取った。測定は三重に行った。

例4。ナノ粒子調剤物および特徴付け。

例4.1。ナノ粒子調剤物。cMAP NPsは、最初に、10mMリン酸緩衝剤pH7.4においてcMAP隣接ジオール対5-nPBA-PEGmの1：1モル比（1mgのcMAP対22mgの5-nPBA-mPEG）に混合し、短時間ボルテックスし、遠心分離にかけてダウンし、および混合物を室温で15分間放置することによって調剤した。次いで、等量のRNAseフリー水におけるsiRNAを、cMAP対siRNAの3：1の電荷比で、および最大0.8mg/mLまでのsiRNAの濃度で添加した。cMAP-PEGコポリマー、cMAP-PEG-cMAPトリブロック、およびmPEG-cMAP-PEGmトリブロック調剤物も同様の方法で作成したが、電荷比を、ポリマー対siRNAの電荷比の3：1から1：1まで降下させ、および最大1mg/mLの濃度のsiRNAに変動させた。任意の5-nPBA-PEGmを含まない調剤物について、等しい容量のポリマーとsiRNAを単純に適切な電荷比で混合した。マウスへの注射のために、0.1容量の10×リン酸塩緩衝化生理的塩類溶液（PBS）を添加して、最終濃度0.73mg/mLのsiRNAと共に、1×PBS溶液を達成した。PBSにおいて調剤されたcMAP-PEGコポリマーおよびmPEG-cMAP-PEGm NPsについて、ポリマーおよびsiRNA溶液の両方がPBS中にあり、および次いで一緒に混合され；これはマウスに直接注射することができた。過剰の成分（すなわち、ポリマー、PEG）の除去のために、NP調剤物を0.5mLの30kD MWCO Amicon Ultraスピンフィルターに入れ、および2000rpmにて10分間5-10回PBSで透析した。

例4.2。ナノ粒子のサイズおよびゼータ電位。NPサイズは、2つの異なる方法：動的光散乱（DLS）および低温透過電子顕微鏡（cryoTEM）を用いて決定した。DLSは、Brookhaven Instruments Corporation（ブルックヘーヴン・インスツルメンツ・コーポレーション）（BIC）のZeta（ゼータ）-PALSでBIC Particle Sizing Software（BICパーティクル・サイジング・ソフトウェア）と共に行った。粒子は、安定したサイズが10回の1分間の測定について記録されるまで、調剤物に応じて、0.2mg/mLの濃度のsiRNAに至るまで希釈された。少なくとも10回の測定の結果を平均した。

2s（2秒）のブロット時間（ブロット力6）および1sのドレン時間を有するFEI Mark（マーク）IV Vitrobot（ビトロボット）を使用して、ろ紙でブロッティングした後、液体エタン中のR2/2 Quantifoil（クオンティホイル）グリッド上で凍結した溶液において粒子についてCryoTEMイメージングを行った。画像は、Gatan 2k x 2k UltraScan CCD（ガタン・2k×2kウルトラスキャンCCD）カメラおよびSerial EM（シリアルEM）自動化ソフトウェアを備えたTecnai 120-keV（テクナイ120-keV）透過型電子顕微鏡で収集した。取得した画像を、ImageJ（イメージJ）ソフトウェアを使用してNP直径を測定するために分析した。

NPsの表面電荷、またはゼータ電位は、Brookhaven水性電極アセンブリを加えたDLSに使用したのと同じZeta-PALSを用いて測定した。10μLの粒子調剤物をキュベット中の10mMリン酸緩衝剤（pH7.4）または1mM塩化カリウム（pH5.5）のいずれかの1.5mLと混合した。電極をキュベット中に挿入し、およびBIC PALS Zeta Potential Analyzer（BIC PALSゼータ・ポテンシャル・アナライザー）ソフトウェアを使用して標的残留物の0.012と共にゼータ電位を測定した。少なくとも10回の測定の結果を平均した。

例4.3。ナノ粒子化学量論。

例4.3.1。NPに結合した5-nPBA-PEGmの定量。NPsを5-nPBA-PEGmと共に調剤し、および過剰成分を上記のように除去した。30kD MWCOスピンフィルターからのろ液（過剰成分を含む）50μLを、Phenomenex Gemini C18（フェノメネクス・ジェミニC18）逆相カラムおよび多波長検出器に接続した四次ポンプおよびオートサンプラーを備えたAgilent 1200 HPLC（アジレント1200 HPLC）に注入した。254nmでの吸光度を記録し、および5-nPBA-PEGmの検量線と比較した。

例4.3.2。NPに結合したカチオン性ポリマーの定量。5-nPBA-PEGmの不存在下でNPsを調剤した。cMAPについて、上記のようにして凝集したNPsから過剰のカチオン性ポリマーを除去した。NPに結合したカチオン性ポリマーは、NPsを含む30kD MWCOスピンフィルターからの残余分（保持液とも言う）を取り出し、およびBcMag^TM（BcMag^商品名）SAX（Strong Anion Exchange（ストロング・アニオン・イクスチェンジ））磁気ビーズ（Bioclone Inc（バイオクローン社））を用いてsiRNAを分解し、および封鎖することによって直接定量した。cMAPを含む液体50μLは上記のGPC設定に注入し、およびNPに結合したポリマーの量は、cMAP検量線と比較し、屈折率信号を用いて直接決定した。cMAP-PEGコポリマーおよびmPEG-cMAP-PEGmについて、50μLの調剤物を上記のGPC設定に注入した。NPに結合していないポリマーに対応する屈折率信号を記録し、および同じカチオン性ポリマーの検量線と比較した。この量は、NPに結合したポリマーのパーセントを決定するために調剤物について使用したポリマーの合計量から差し引いた。

例5。インビボマウス薬物動態（PK）調査。

すべての動物調査は、カルテック（カリフォルニア工科大学）でのInstitutional Animal Care and Use Committee（インスティティーショナル・アニマル・ケア・アンド・ユース・コミッティ）（動物実験委員会とも言う）によって承認された。NPsは、siRNAの20％がCy3-フルオロフォア標識siRNAで置換されたことを除いて、上記のように調剤した。NP調剤物はマウス尾部静脈を介してマウス1kgあたり5mgのsiRNAの用量で静脈内注射した。Balst/cマウス（Taconic and Jackson Labs（タコニック・アンド・ジャクソン・ラボズ））の後肢を、Sarstedt Microvette CB300（サーステッド・マイクロベッテCB300）キャピラリーチューブを含むレッドトップクロットアクチベーター（赤い頂部クロット活性化剤とも言う）において伏在静脈から採血するために剃毛した。血液は、NP注射の2分後に開始する様々な時点で、1マウスあたり最大6点で収集した。チューブを14,000xgで15分間4℃にて遠心分離し、およびチューブ上部の血清を、励起波長530nmおよび発光波長570nmで、マウス血清においてNP調剤物の標準曲線と比較し、Cy3蛍光の分析に用いた。血清において残るCy3-siRNAの画分は、マウス重量および注入された調剤物の量に基づいて血清容量を用いて計算した。データポイントは、1調剤物あたり3匹のマウスからのものである。

例6。結果および考察

例6.1。cMAP合成、NMR特徴付け、および末端基の決定。カチオン性ムチン酸ポリマー（cMAP）を、図1に概略的に例示する一連の反応を用いることによって合成した。ムチン酸およびムチン酸エチレンジアミンの調製に至る中間反応生成物を十分に特徴付けた（テーブル1）。

ムチン酸エチレンジアミンおよびジメチルスベリミダート（DMS）の縮合反応によりcMAP物質が生成された。DMSは重合に使用されるものに似た条件で加水分解することができるために、本発明者らはこの反応および形成された生成物について反応経路を研究した（テーブル2）。

この情報はcMAP生成物の特徴付けにおいて支持された。

cMAPのNMR分析（¹H-¹³C HSQC NMR、¹H-¹H COSY NMR、および¹H-¹³C HMBC NMRデータを含む）（テーブル3-4）は、ポリマーにおいて様々な炭素および水素環境へのすべての共鳴の割当てを可能にした。cMAP-PEGコポリマーまたはmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーを形成するために、官能化PEGを伴うその後の反応にこれらの官能性が利用されるので、重要なのはcMAPの末端基組成の識別であった。

cMAP末端基には、メトキシエステルのメトキシ、アミン、および小量のカルボン酸が含まれる（図10）。cMAPの¹H NMR分析は3.55ppmにて特徴的にシャープなメトキシピークの存在を示し（図11）、およびこの割当ては¹H-¹³C HSQC NMR測定によって支持される（示さず）。メトキシ基は、DMSのイミデート基からの加水分解を通したアンモニアの損失に起因し（テーブル2、図6-8）、および以前に報告された。メトキシに隣接するメチレン基は、¹H NMRスペクトルにおいて2.25ppmにてトリプレット（三重項とも言う）として観察することができる（図11）。ムチン酸エチレンジアミンに由来するアミン末端基は、¹H NMRで直接観察することはできない。しかしながら、モノマーのNMRスペクトルおよびcMAPのHMBC NMRスペクトルの分析により、2.85ppmでのトリプレットのアミン官能基に隣接するメチレン基からである割当てが可能にされた。さらに、第一級アミンについてのTNBSAアッセイは陽性であり、そのようにしてcMAPが末端基として末端第一級アミンを有することが確認された。最後に、メチルエステルの十分な加水分解または出発DMSにおいて不純物として生じる末端基として小量のカルボン酸が存在した。カルボン酸に隣接するメチレン基は、¹H NMRスペクトルにおいて2.00ppmにて小さなトリプレットとして観察される（図11）。cMAPのバッチにおいてこれらの末端基の比は、2.85（アミン）、2.25（メトキシ）、および2.00（カルボキシラート）のppmでのトリプレットの積分を比較することによって決定することができ、およびテーブル5において8バッチについて示される。％アミン、％メトキシ、および％カルボキシラートについて平均値はそれぞれ49％、42％、および9％である。

例6.1。cMAP-PEGコポリマーおよびmPEG-cMAP-PEGmトリブロック。cMAPを、PEG、たとえば、スクシンイミジルプロピオン酸エステル（SPA）またはスクシンイミジル吉草酸エステル（SVA）などのようなものでの活性化カルボン酸末端基と反応させた。cMAPは、PEG長さがそれぞれ2、3.4、または5kDを有するジ-SPA-PEGまたはmPEG-SVA生成コポリマーまたはトリブロックポリマーと反応した。

著しい量のジアミン末端ポリマー鎖がcMAP混合物において存在するので、ジ-SPA-PEG（図2）との反応により、大きなサイズ分布を有するcMAP-PEGコポリマーがもたらされた（10kDよりも少しだけ大きなジブロックcMAP-PEGコポリマーから、cMAPsにてメチルエステルまたはカルボン酸によって終結されたcMAP-PEG-cMAPトリブロックポリマーまで、100kDを超える長さのポリマーにまでのさまざまなコポリマー；テーブル6-7において報告されるサイズ分布は、連続的に小さい分子量カットオフ遠心スピンフィルターを通して粗ポリマーを分画することによって得られるポリマー収率からのものである）。

そのような大きな分子量を有するポリマーは、生体内で実質的な毒性を課すことがあるため、適度な長さの明確に定義されたポリマーを合成するために、cMAP-PEG-cMAPトリブロックポリマー種をこの分画法を用いてコポリマーから分離した。PEGまたはPLAポリマーに隣接するカチオン性ポリマーのこの繰り返し構造の他のトリブロックポリマーは、遺伝子および酸化鉄-カーボンナノチューブデリバリーのために以前に検討された。

cMAPをmPEG-SVAと反応させると、得られる生成物の構造はmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーに制限された（図3）。いくらかのcMAP-PEGmジブロックポリマーもまた存在し、および分画によって望ましいトリブロックから分けられた。

例6.2。GPCによるポリマーの分子量。ゲル浸透クロマトグラフィーを用いてcMAPの分子量を特徴付けた。ポリマーの溶出時間はそのサイズに相関することができるが、新しいカチオン性ポリマーでは、キャリブレーションに理想的なサイズ基準が存在しない。したがって、本発明者らは、マルチアングル光散乱検出器を用いてポリマーの絶対分子量を定めた。この方法の利点は、ポリマーの散乱能力およびその濃度にのみ依存することであり；それは比較のための標準を必要としない。cMAPの濃度、dn/dcに関し、示差屈折率を決定し（テーブル8）、および分子量を測定するために使用した。cMAPの9バッチの平均分子量は6kD前後であり、1.1未満の多分散指数（PDI）であった（テーブル8）。個々のバッチからの結果はテーブル9に見出すことができる。

同様の方法を用いて、5k cMAP-PEGコポリマーは、1.4のPDI、および42kDのMwおよび29kDのMnを有するより一層大きなサイズ分布を有した（テーブル8）。5k mPEG-cMAP-PEGmトリブロックは、約21kDであり、PDIは1.1未満であった（テーブル8）。さらに、3.4kD PEG cMAP-PEGコポリマーおよび2kD PEG mPEG-cMAP-PEGmトリブロック、ならびにcMAP-PEGコポリマーの分画に由来するcMAP-PEG-cMAPトリブロックの結果をすべてテーブル10に報告する。

例6.3。cMAP系ポリマーによるsiRNAカプセル化。siRNAをカプセル化するためのcMAP、cMAP-PEGコポリマー、およびmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーの能力を、RiboGreenアッセイおよびゲル遅延アッセイの双方を用いて確認した。cMAPは、1+/-の電荷比（+/-）にてsiRNAをカプセル化することができ、およびcMAP-PEG5kコポリマーおよびmPEG5k-cMAP-PEG5kmトリブロックは双方とも、3または2の電荷比のそれぞれによって、蛍光RiboGreenアッセイが用いられ、siRNAを十分にカプセル化することができる（図12）。同様のsiRNAカプセル化データが、図13-14での他のPEG長のコポリマーおよびトリブロックポリマーについて報告される。RiboGreenアッセイの結果はおそらくより一層高感度であるが、ゲル遅延アッセイのものと同等である。

例7。ナノ粒子調剤物および特性。

例7.1。調剤物。5-ニトロフェニルボロン酸-PEGm（5-nPBA-PEGm）は、この5kD PEGの一方の端部が6.8を超えるpHでcMAPのムチン酸上の隣接ジオール基に結合して図15に示すようなNPsを含むsiRNAの立体安定化をもたらすことを可能にするボロン酸基を含む。追加の5-nPBA-PEGmを含むか、または含まないcMAP、cMAP-PEGコポリマー、およびmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーを使用する様々なNP調剤物を、図16（A-B）に示す。5-nPBA-PEGmの添加なしに3+/-電荷比でcMAPおよびsiRNAを混合することによって調製されるNPは、水においては安定であるが、PBSにおいて不安定である（調剤物に添加されたジオールあたり一つの5-nPBA-PEGm、図17）。

cMAP単独とは対照的に、cMAP-PEGコポリマーおよびmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーは、追加的な5-nPBA-PEGmなしで安定な粒子を形成することができた。しかし、cMAP-PEGコポリマーから分離された純粋なcMAP-PEG-cMAPトリブロックポリマーは、おそらく、NPの十分なシールド（遮蔽とも言う）および立体的安定化に足りるPEGを含有しなかったため、5-nPBA-PEGmを添加しないで安定なsiRNA含有NPsを形成することができなかった（テーブル11および図18-20）。

cMAP-PEGコポリマーおよびmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーはPBSにおいて安定なNPsを形成したが、余分なPEGがインビボで試験したときNPsに対してより一層大きな立体安定性を提供するかどうかを試験するために、追加の5-nPBA-PEGmを有する調剤物もまた調製した。NPsに結合したPEGの量はおおよそ20％であった（テーブル13）。NPのポリマー成分を等量のsiRNAと一緒に混合して、0.8-1mgのsiRNA/mLの濃度でNPsを形成させた。さらに、cMAP-PEGコポリマーおよびmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーは、直接PBSにおいて安定したNPsを調剤することができ、低い塩の緩衝剤において安定した粒子を最初に調剤し、次いでPBSの添加（cMAPによって求められる）を続ける必要が排除される。

例7.2。ナノ粒子サイズ。調剤されたNPsのサイズは、動的光散乱（DLS）および低温透過電子顕微鏡（CryoTEM）によって特徴付けられた。これらのNPsの直径はすべてDLSおよびCryoTEMの両方によって決定されるようにca.30-40nmである（テーブル12）。NPsは球状の形態を有した（CryoTEMイメージング、図21に示す）。追加の画像およびDLSおよびCryoTEMの双方によるサイズの分布を図22および23に報告する。

例7.3。ナノ粒子ゼータ電位。NPsのゼータ電位（NP表面電荷の尺度）は、異なるpHの2つの溶液において測定した：5-nPBA-PEGmがcMAP上の隣接ジオールに結合するときpH7.4で緩衝された10mMリン酸塩；および5-nPBA-PEGmがムチン酸のジオールから解離するとき、pH5.5での1mMのKClである。5-nPBA-mPEGを有するcMAP-siRNA NPsは、5-nPBA-mPEGがNP上に存在したとき、pH7.4のリン酸塩緩衝剤において-3mVにてわずかに負のゼータ電位を有した。しかし、これらのNPsをpH5.5にて1mM KClに配置したとき、ゼータ電位は約+1mVであった。これらの結果は、cMAP上の正電荷を遮蔽し、pH7.4での四面体ボロナート錯体を形成するためにムチン酸でのジオールへのボロン酸結合と、および酸性pH5.5にてNPから解離するボロン酸と一致していた。同様の効果が、5-nPBA-PEGmを伴う、および伴わないcMAP-PEGコポリマーおよびmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーにより観察された（テーブル12）。

例7.4。ナノ粒子化学量論。NPsに結合したcMAPおよびコポリマーの量をテーブル13に示す。3つのポリマー（cMAP、cMAP-PEGコポリマー、およびmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマー）のすべてについて、調剤物のために使用された合計ポリマーのおおよそ33％が1+/-の効果的なNP電荷比用に結合した。安定化のために過剰のPEGを含有するNP調剤物で存在する5-nPBA-PEGmの量もまたテーブル13に示す。cMAP+5-nPBA-PEGm NPに結合した5-nPBA-PEGmの量は、約34％、またはジオールあたり1つのPEGであった（テーブル13）。PEGの約20％が、cMAP-PEGコポリマーおよびmPEG-cMAP-PEGmトリブロックポリマーNP調剤物のためにNPに結合することが見出された。粒子が3+/-電荷比で調剤されたとき、存在する過剰なカチオン性ポリマーを考慮し、および有効なNP電荷比が1+/-であるため、このことは、NPでジオール当たりわずかに1未満のPEGしか存在しないことを意味した。siRNA封入に関するデータにおいて上記に示されたように、実質的にすべてのsiRNAがNPsにおいて封入された（図12）。

例8。マウスにおけるインビボ薬物動態学的研究。

Balb/cマウスへの尾静脈注射により、NPsの安定な調剤物をインビボで試験した。注射された用量では、いかなる調剤物からも毒性は観察されなかった。種々のNPsのPKsを測定し、およびその結果を図24（A-C）に例示する。

cMAPポリマーおよび3+/-電荷比にて混合され、および5-nPBA-PEGmで安定化されたsiRNAから構成されるNPを試験したが、このNP調剤物は臨床研究に使用されたCDP調剤物に類似したからである（CALAA-01）。cMAP系NPは、CALAA-01よりもわずかに長い循環時間を有する（図5A）。CALAA-01はCDPおよびアダマンタン-PEG（AD-PEG）の相互作用に包接錯体を使用したため、循環中にAD-PEGがNPから離脱してNPが安定性を失う可能性があった。他のものはAD₂-PEGを合成し、およびこの化合物が元のCALAA-01調剤物においてAD-PEGよりもCDP系NPsを安定化する能力が高いことを示した。このことは、1つのPEGあたり2つのアダマンタンの（2つのCDsへの）結合の増強によるものであり、その結果、循環中により一層の立体的な安定化がもたらされると考えられる（図24A）。本cMAPボロン酸システムと共に、PEG化合物およびポリマーの間の相互作用は、NPに結合したPEGのca.30％を伴い、ポリマーでのボロン酸およびジオールから形成されるボロン酸エステルを通して首尾よく終わる。NPを調剤するために使用されるcMAPの1/3だけしか粒子に結合しなかったので（テーブル3）、このことは、ジオールあたりに存在する1つのPEGと大体同等であった。ボロン酸-ジオール相互作用は、アダマンチンとシクロデキストリンとの間の包接錯体よりも予想以上に強く、その結果、5-nPBA-PEGmはCDPに対してのAD-PEGよりも長くcMAPに付着したままで、より一層高い立体安定性および循環時間において向上をもたらすことが可能であった。

cMAP-PEGコポリマーを用いて形成されたNPsは、5-nPBA-mPEGを使用することなく、NP中への3+/-電荷比でのPBSにおいてsiRNAにより安定に調剤することができる（上記参照）。cMAP-PEGコポリマーにおいてPEGは、NPコアを遮蔽するPEGループを形成すると考えられる。追加的な5-nPBA-mPEGはNPsのさらなる安定化のために使用することができる。pH7.4での陰性からpH5.5での陽性に切り替わるゼータ電位は、粒子に結合した20％PEGに加え、過剰なPEGのろ過された量を測定することによって5-nPBA-PEGmがNP調剤物においてcMAP-PEGコポリマーと相互作用することができたことを示した。cMAP-PEGコポリマーにより調剤されたNPsは、5-nPBA-PEGmが添加されたか否かにかかわらず、cMAP：5-nPBA-PEGmベースのNPsを超えてより一層長い循環時間を提供しなかった（図24B）。

mPEG-cMAP-PEGmトリブロックを使用して形成されたNPsは、PBSにおいて安定なNPsを形成し（上記参照）、およびNPsの表面でPEGのブラシ様配置を有すると考えられる。図24Bにおいて提供されるデータによって示されるように、これらのNPsのマウスへの注入は、他のすべてのcMAP系NPsと比較して改善されたPKプロファイルをもたらし、60分後にNPsのおおよそ5-10％をマウス循環に残した（他の調剤物は60分によって検出限界より下であった）。同様の結果が、ヌードマウスにおいてこの調剤物により観察される（図25）。これらのより一層長い循環時間は、推定上NPsの表面でのPEGポリマーのブラシ配置に由来する立体安定性の程度がより大きいNPsと一致する。トリブロックポリマー-siRNA NPへの5-nPBA-PEGmの添加は、循環時間での改善をもたらさなかった（図24B）。さらに、3+/-NP調剤物から66％過剰のトリブロックポリマーのいくらかを除去することによって得られる2+/-の電荷比を有するsiRNA含有NP調剤物は、配合物を30kD MWCO膜でスピンろ過することによって、循環時間での減少をもたらさなかった（図24C）。この精製の方法を使用して、過剰なポリマーをすべて除去することは困難であった。これらの結果は、NP内に含まれないポリマーがPKを変えなかったことを示唆した。

ここで検討したポリマーの変形のうち、mPEG-cMAP-PEGm NPは最も長い循環時間を提供し、および循環時間は追加の結合5-nPBA-PEGmと共に増加しなかった。5-nPBA-PEGmのcMAPでのジオールとの相互作用は、アダマンタンとCDPとの間の相互作用よりも強力である可能性が高いが、NPからいくらかの量のPEGが排出される（some amount of PEG shedding from the NP）可能性が依然としてあった。他方で、トリブロックポリマーは、cMAP単位当たり2個のPEGsを有し、良好なブラシ層に必要なNP表面でのPEG密度を達成することができた可能性がある。しかし、このトリブロックポリマーでの共有結合したPEGの量は、cMAP+5-nPBA-PEGm NPでのものよりも少なかった。これらのシステムからのPKデータは、循環中のPEG排出が依然として起こったが、CDP-アダマンタンシステムで起こるものよりも少なかったことを示唆した。5-nPBA-PEGmの若干は、循環中にNPs上にとどまっていなければならない。

NPsが循環中に無傷のままであるというさらなる証拠を提供するために、投薬から20分後にマウスから採取した血清をゲルにて泳動させ、およびエチジウムブロマイドまたはTyphoon imager（タイフーン・イメージャ）でのフルオロフォア標識siRNAのいずれかによってsiRNAを視覚化した。これらの実験からの結果は、インビボで循環しながら、siRNAおよび蛍光標識siRNAが無傷のNPsにおいて残ることを示した。

以下の参考文献は、本開示の一定の態様を理解する上で有用であり得る：
1．Wu（ウー）, S.Y.、Lopez-Berestein（ロペズ-ベレスタイン）, G.、Calin（カリン）, G.A. ＆ Sood（スー）, A.K.（2014）RNAi Therapies: Drugging the Undruggable（RNAi治療法：アンドラガブルの施薬）。Science Transl. Med.（サイエンス・トランスレーショナル・メディシン）6, 240ps7。
2．Kanasty（カナスティー）, R.、Dorkin（ドーキン）, J. R.、Vegas（ベガス）, A. ＆ Anderson（アンダーソン）, D.（2013）Delivery materials for siRNA therapeutics（siRNA治療薬のためのデリバリー材料）Nat. Mater.（ネイチャー・マテリアルズ）12, 967-977。
3．Davis（デイビス）, M.E.（2009）The First Targeted Delivery of siRNA in Humans via a Self-Assembling Cyclodextrin Polymer-Based nanoparticle: From Concept to Clinic.（自己組織化シクロデキストリンポリマーベースのナノ粒子を介するヒトにおけるsiRNAの最初の標的化デリバリー：コンセプトから臨床まで）Mol. Pharm.（モレキュラー・ファーマスーティクス）6, 659-668。
4．Davis, M.E.ら(2010) Evidence of RNAi in humans from systemically administered siRNA via targeted nanoparticles.（標的化ナノ粒子を介する全身投与されたsiRNAからのヒトにおけるRNAiの証拠。）Nature（ネイチャー）464, 1067-1070。
5．Zuckerman（ズッカーマン）, J.E.ら(2014) Correlating animal and human phase Ia/Ib clinical data with CALAA-01, a targeted, polymer-based nanoparticle containing siRNA.（CALAA-01、標的化、ポリマーベースのナノ粒子含有siRNAによる、動物およびヒトのIa/Ib臨床データの相関。）Proc. Natl. Acad. Sci. USA（プロシーディングス・オブ・ザ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンシーズ・オブ・ザ・ユナイテッド・ステーツ・オブ・アメリカ）111, 11449-11454。
6．Zuckerman, J.E.、Choi（チョウイ）, C.H.J.、Han（ハン）, H.、およびDavis, M.E.(2012) Polycation-siRNA nanoparticles can disassemble at the kidney glomerular basement membrane.（ポリカチオン-siRNAナノ粒子は腎糸球体基底膜で分解することができる。）Proc. Natl. Acad. Sci. 109, 3137-3142。
7．Naeye（ネアイ）, B.、Deschout（デスハウ）, H.、Caveliers（ケイブリエル）, V.、Descamps（デカン）, B.、Braeckmans（ブレエックマンズ）, K.、Vanhove（ヴァンホーブ）, C.、Demeester（デームエスター）, J.、Lahoutte（ラハウテ）, T.、De Smedt（デ・スメデ）, S.C.、Raemdonck（ラムドンク）, K.(2013) In vivo disassembly of IV administered siRNA matrix nanoparticles at the renal filtration barrier.（IV投与siRNAマトリクスナノ粒子の腎臓ろ過障壁における生体内分解。）Biomaterials（バイオマテリアルズ）、34, 2350-2358。
8．Christie（クリスティ）, R.J.、Matsumoto（マツモト）, Y.、Miyata（ミヤタ）, K.、Nomoto（ノモト）, T.、Fukushima（フクシマ）, S.、Osada（オサダ）, K.、Halnaut（ハルノート）, J.、Pittella（ピッテラ）, F.、Kim（キム）, H.J.、Nishiyama（ニシヤマ）, N.、およびKataoka（カタオカ）, K.(2012) Targeted polymeric micelles for siRNA treatment of experimental cancer by intravenous injection.（静脈注射による実験的がんのsiRNA治療のための標的化高分子ミセル。）ACS Nano.（ACSナノ）、6, 5174-5189。
9．Nelson（ネルスン）, C.E.、Kintzing（キンツィン）, J.R.、Hanna（ハンナ）, A.、Shannon（シャノン）, J.M., Gupta（グプタ）, M.K.、およびDuvall（デュバル）, C.L.(2013) Balancing cationic and hydrophobic content of PEGylated siRNA polyplexes enhances endosome escape, stability, blood circulation time, and bioactivity in vivo.（PEG化siRNAポリプレックスのカチオン性および疎水性の内容のバランスは、インビボでのエンドソームのエスケープ、安定性、血液循環時間、および生物活性を向上させる。）ACS Nano.、7, 8870-8880。
10．Barrett（バレット）, S.E.ら(2014) Development of a liver-targeted siRNA delivery platform with a broad therapeutic window utilizing biodegradable polypeptide-based polymer conjugates.（生分解性ポリペプチドをベースとしたポリマー複合体を利用した広範な治療ウインドウを有する肝臓標的化siRNA送達プラットフォームの開発。）Journal of Controlled Release（ジャーナル・オブ・コントロールド・リリース）、183, 124-137。
11．Gallas（ガラス）, A.、Alexander（アレクサンダー）, C.、Davies（デービーズ）, M.C.、Puri（プリ）, S.、およびAllen（アレン）, S.(2012) Chemistry and formulations for siRNA therapeutics.（siRNA治療薬のための化学および調剤。）Chem. Soc. Rev.（ケミカル・ソサエティ・レビューズ）、42, 7983-7997。
12．Barros（バロス）, S.A.、およびGollob（ゴロブ）, J.A.(2012) Safety profile of RNAi nanomedicines.（RNAiナノメディシンの安全性プロファイル。）Advanced Drug Delivery Reviews（アドバンスド・ドラッグ・デリバリー・レビューズ）、64, 1730-1737。
13．Ballarin-Gonzalez（バルラーリン-ゴンザレス）, B.およびHoward（ハワード）, K.A.(2012) Polycation-based nanoparticle delivery of RNAi therapeutics: Adverse effects and solutions.（RNAi治療薬のポリカチオンベースのナノ粒子送達：有害作用および解決策。）Advanced Drug Delivery Reviews、64, 1717-1729。
14．Gomes-da-Silva（ゴメス-ダシルバ）, L.C.、Simoes（シモンイス）, S., Moreira（モレイラ）, J.N.(2013) Challenging the future of siRNA therapeutics against cancer: the crucial role of nanotechnology.（がんに対するsiRNA治療薬の未来への挑戦：ナノテクノロジーの重要な役割。）Cell. Mol. Life. Sci.（セルラー・アンド・モレキュラー・ライフ・サイエンシーズ）、71, 1417-1438。
15．Han, H.およびDavis, M.E.(2013) Targeted nanoparticles assembled via complexation of boronic acid-containing targeting moieties to diol-containing polymers.（ボロン酸含有ターゲッティング部分のジオール含有ポリマーとの複合化を介して組み立てられた標的ナノ粒子。）Bioconjugate Chem.（バイオコンジュゲート・ケミストリー）24, 669-677。
16．Han, H.およびDavis, M.E.(2013) Single-Antibody, Targeted Nanoparticle Delivery of Camptothecin.（単一抗体、カンプトテシンの標的ナノ粒子の送達。）Mol. Pharmaceutics（モレキュラー・ファーマシューティクス）10, 2558-2567。
17．Pun（パン）, S.H.およびDavis, M.E.(2002) Development of a nonviral gene delivery vehicle for systemic application.（全身適用のための非ウイルス遺伝子送達ビヒクルの開発。）Bioconjugate Chem. 13, 630-639。
18．Brissault（ブルソルト）, B.、Leborgne（レボグネ）, C.、Scherman（シャーマン）, D.、Guis（ガイズ）, C.、およびKichler（キチラー）, A.(2011) Synthesis of poly(propylene glycol)-block-polyethylenimine tri block copolymers for the delivery of nucleic acids.（核酸の送達のためのポリ（プロピレングリコール）-ブロック-ポリエチレンイミントリブロックコポリマーの合成。）Macromol. Biosci.（マクロモレキュラー・バイオサイエンス）、11, 652-661。
19．Xue（シュエ）, L.、Ingle（イングル）, N.P.、Reineke（ライネケ）, T.M.(2013) Highlighting the role of polymer length, carbohydrate size, and nucleic acid type in potency of glycopolycation agents for pDNA and siRNA delivery.（pDNAおよびsiRNA送達のためのグリコポリカチオン剤の効力におけるポリマー長、糖質サイズ、および核酸タイプの役割の強調。）Biomacromolecules（バイオマクロモレキュルズ）、14, 3903-3915。
20．Yuthavong（ユタボン）, Y.、Feldman（フェルトマン）, N.、およびBoyer（ボアイエ）, P.(1975) Some chemical characteristics of dimethylsuberimidate and its effect on sarcoplasmic reticulum vesicles.（ジメチルスベリミダートのいくつかの化学的特徴およびその筋小胞体ベシクルでの効果）Biochimica et Biophysica Acta（バイオキミカ・エト・バイオフィジカ・アクタ）、382, 116-124
21．Zhong（チョン）, Z.、Feijen（フェイジェン）, J.、Lok（ロク）, M.C.、Hennink（エナンク）, W.E.、Christensen（クリステンセン）, L.V.、Yockman（ヤクマン）, J.W.、Kim, Y.-H.、およびKim, S.W.(2005) Low molecular weight linear polyethyleneimine-b-poly(ethylene glycol)-b^¬-polyethyleneimine triblock copolymers: Synthesis, characterization, and in vitro gene transfer properties.（低分子量線状ポリエチレンイミン-b-ポリ（エチレングリコール）-b-ポリエチレンイミントリブロックコポリマー：合成、特徴付け、およびインビトロ遺伝子移入特性。）Biomacromolecules、6, 3440-3448。
22．Adeli（アデリ）, M.、Ashiri（アシリ）, M.、Chegeni（チェゲニ）, B.K.、およびSasanpour（ササンポア）, P.(2013) Tumor-targeted drug delivery systems based on supramolecular interactions between iron oxide-carbon nanotubes PAMAM-PEG-PAMAM linear-dendritic copolymers.（酸化鉄-炭素ナノチューブPAMAM-PEG-PAMAM線状樹状共重合体間の超分子相互作用に基づく腫瘍標的ドラッグデリバリーシステム。）J. Iran. Chem. Soc.（ジャーナル・オブ・ジ・イラニアン・ケミカル・ソサエティ）、10, 701-708。
23．Zhu（チュー）, Y.、Sheng（シヨウ）, R.、Luo（ルオ）, T., Li（リー）, H.、Sun（サン）, W., Li, Y.、およびCao（カウン）, A.(2011) Amphiphilic cationic [dendritic poly(L-lysine)]-block-poly(L-lactide)-block-[dendritic poly(L-lysine)]s in aqueous solution: Self-aggregation and interaction with DNA as gene delivery carries.（水溶液中の両親媒性カチオン性[樹状ポリ（L-リジン）-ブロック-ポリ（L-ラクチド）-ブロック-[樹状ポリ（L-リジン）]s：遺伝子送達としての自己凝集およびDNAとの相互作用。）Macromol. Biosci.、11, 174-186。
24．Sato（サトー）, A.、Choi（チョウイ）, S.W.、Hirai（ヒライ）, M., Yamayoshi（ヤマヨシ）, A.、Moriyama（モリヤマ）, R., Yamano（ヤマノ）, T.、Takagi（タカギ）, M.、Kano（カノ）, A.、Shimamoto（シマモト）, A.、Maruyama（マルヤマ）, A.(2007) Polymer brush-stabilized polyplex for a siRNA carrier with long circulatory half-life.（長い循環半減期を有するsiRNAキャリア用ポリマーブラシ安定化ポリプレックス。）Journal of Controlled Release、122, 209-216。
25．D’Addio（ダディオウ）, S.M.、Saad（サアド）, W.、Ansell（アンセル）, S.M.、Squiers（スクエアズ）, J.J.、Adamson（アダムソン）, D.H.、Herrera-Alonso（エレラ-アロンゾ）, M.、Wohl（ウォール）, A.R.、Hoye（ホウヤ）, T.R.、Macosko（マコスコ）, C.W.、Mayer（マイヤー）, L.D.、Vauthier（ボーティエ）, C.、およびPrud’homme（プルーデホーム）, R.K.(2012) Effects of block copolymer properties on nanocarrier protection from in vivo clearance.（インビボクリアランスからのナノキャリア保護に対するブロックコポリマー特性の影響。）Journal of Controlled Release、162, 208-217。
26．Han, H. Development of targeted, polymeric delivery vehicles for camptothecin and siRNA via boronic acid-diol complexation.（ボロン酸-ジオール錯体形成を介するカンプトテシンおよびsiRNAのための標的化された高分子送達媒体の開発。）Ph.D. Thesis, California Institute of Technology（博士論文、カリフォルニア工科大学）、Pasadena（パサデナ）、CA（米国カリフォルニア州）、2012。
27．Eriksen（エリクセン）, F. Relationship between in vitro stability and in vivo pharmacokinetic behavior of a polymeric gene delivery system.（ポリマー性遺伝子送達システムのインビトロ安定性およびインビボ薬物動態学的挙動の関係。）M.S. Thesis, ETH, Zurich, Switzerland（M.S.論文、ETH、チューリッヒ、スイス）、2011。

当業者に理解されるであろうように、本開示の多数の修飾および変形がこれらの教示に照らして可能であり、およびそのすべてがここに考慮される。たとえば、ここに記載された実施態様に加えて、本開示は、本開示の特徴を補完する、ここに引用された開示の特徴と引用された先行技術文献との組合せから生じる発明を企図し、および請求する。同様に、任意の記載された物質、特長、または物品は、任意の他の物質、特長、または物品と組み合わせて使用されてもよく、およびそのような組合せは本開示の範囲内と考えられる。

この文書において引用または記載された各特許、特許出願、および刊行物の開示は、すべての目的のために、それぞれがその全体においてここに参照することによりここに組み込まれる。既に言及した参考文献に加え、本開示は、2009年8月12日付け出願の米国特許出願第12/540,319号で、目下の米国特許第8,557,292号；第13/782,458号で、2013年3月1日に出願されたもの；第13/782,486号で、2013年3月1日に出願されたもの；第13/852,303号で、出願が：2013年3月28日のもの；および国際出願第PCT/US2009/053620号で、2009年8月12日に出願されたものに関連する主題を含み、それらの内容は、すべての目的のために、化学物質、適用、およびそこに記載されるblcok（ブロックか?）コポリマーの作成および使用の方法のそれらの教示を含めて、参照することによって組み込まれる。

Claims (18)

1. 式（I）または式（II）または式（III）の以下の構造単位：
   

   

   
   
   の一以上を含み；
   式中、
   Aはポリメチレングリコール、ポリエチレングリコール又はポリエチレングリコールのエーテル連結基を含む非荷電セグメントであり；
   Bは少なくとも一対の隣接ジオール及び少なくとも一対の連結したアミニジウムカチオン連結基を含むポリヒドロキシ糖、キラル又はアキラルな合成ポリヒドロキシ化合物が含まれる荷電セグメントである、
   交互荷電および非荷電セグメントを含むポリマー。
2. （ａ）Aには、ポリエチレングリコールおよび適切な連結基が含まれ、及び／又は、
   （ｂ）前記ポリメチレングリコール、ポリエチレングリコール又はポリエチレングリコール連結基は、公称重量を約500ダルトンから約50,000ダルトンまでの範囲においてもつ、
   請求項１のポリマー。
3. Bは少なくとも一対の隣接ジオールを含む少なくとも一のポリヒドロキシ糖連結が含まれる荷電セグメントである、
   請求項１のポリマー。
4. （ａ）Bには、式（IV）の構造：
   

   

   
   を含む少なくとも一の繰り返しサブユニット及び、
   式（V）の構造：
   

   

   
   
   
   式中、mは1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10であるか、或いはmは4、5、または6である、
   を含む少なくとも一の繰り返しサブユニットが含まれ、
   又は、
   （ｂ）Bには、cMAPを含む少なくとも一の繰り返しサブユニットが含まれ、そのサブユニット構造は式（VI）：
   

   

   として代表され；
   式中、
   mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、或いは、ｍは4-6であり；および
   nは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、または5であり、或いは、nは1である、
   請求項１のポリマー。
5. Bは少なくとも一つのポリヒドロキシ（メタ）アクリル酸を含む荷電セグメントである、
   請求項１のポリマー。
   
   
6. 式（VII）の構造：
   

   

   によって記載され、
   式中、
   鎖Aは
   

   

   
   であり、
   鎖Bは
   

   

   
   であり；
   cMAPは
   

   

   
   であり；
   pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ、
   無関係に、約500Daから約50,000Daまでの範囲において提供するのに十分であり、或いは、pは、cMAPを含むサブユニットの数平均分子量を、約5kDaから約15kDaまでの範囲において提供するのに十分であり、或いは、qは、PEGを含むサブユニットの数平均分子量を、約500Daから約50kDaまでの範囲において提供するのに十分であり；
   mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、或いは、ｍは4-6であり；
   nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり、或いは、rは、2、3、または4であり；および
   X₁およびX₂は、それぞれの存在に無関係に、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログである、
   請求項１のポリマー。
7. 式（VIII）の構造：
   

   

   によって記載され、
   式中、
   cMAPは
   

   

   であり；
   鎖Bは
   

   

   であり；
   鎖Cは
   

   

   
   であり；
   末端基Dは：
   

   

   
   であり；
   pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約50,000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
   mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、或いは、ｍは4-6であり；
   nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；
   zは1に等しいか、またはそれよりも大きく、および最大10であり；および
   X₂は、それぞれの存在に無関係に、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログであり；および
   X₃は、-NH₂、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、またはそれらの塩もしくは保護アナログである、
   請求項１のポリマー。
8. 式（IX）の構造：
   

   

   によって記載され、
   式中、
   末端基Dは：
   

   

   であり；
   cMAPは
   

   

   であり；
   鎖Cは
   

   

   
   であり；
   pおよびqは、cMAPおよびPEGを含むサブユニットについて数平均分子量を、それぞれ無関係に、約500Daから約50,000Daまでの範囲において提供するのに十分であり；
   mは、それぞれの存在に無関係に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10、或いは、ｍは4-6であり；
   nおよびrは、それぞれの存在に無関係に、0、1、2、3、4、または5であり；
   zは1に等しいか、またはそれよりも大きく、最大10であり、および
   X₃およびX₄は、それぞれの存在に無関係に、-NH₂、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、またはそれらの塩もしくは保護アナログである、
   請求項１のポリマー。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリマーおよび式（X）の構造
   

   

   が含まれる第二ボロン酸含有ポリマーを含み、
   式中、
   ポリマーおよび第二ボロン酸含有ポリマーは、式（X）のボロン酸部分および式（I）、（II）、または（III）のポリヒドロキシ連結の少なくとも一対の隣接ジオールの間のボラート縮合連結によって互いに可逆的に接続され、X₅はこの接続の遠位端にあり；
   R^Aはニトロであり；
   nは0又は1であり；
   sは20-1200であり、
   Lは、フェニル環およびポリエチレンオキシド連結の間の連結基であり；および
   X₅は、C_1-6アルキルで、随意に、-OH、-COOH、-C(=O)O(アルキル)、-C(=O)O(アリール)、-NH₂、-NH(アルキル)、-N(アルキル)₂により置換され、またはそれらの塩もしくは保護アナログである、
   ポリマー複合体。
10. Lは、-(C_0-2アルキレン-)NH-C(=O)-(C_0-2アルキレン)-、-(C_0-2アルキレン)-C(=O)-NH-(C_0-2アルキレン)-、-(C_0-2アルキレン)-O-C(=O)-(C_0-2アルキレン)-または-(C_0-2アルキレン)-C(=O)-O-(C_0-2アルキレン)-であり、或いは、Lは-NH-C(=O)-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-、または-C(=O)-O-である、請求項９に記載のポリマー複合体。
11. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリマーを含むナノ粒子。
12. 請求項９又は１０に記載のポリマー複合体を含むナノ粒子。
13. 前記ナノ粒子は実質球形であり、および約20nmから約300nmまでの範囲において断面寸法をもつ、請求項１１又は１２に記載のナノ粒子。
14. 請求項１１又は１２に記載の複数のナノ粒子であって、
    任意選択的に、該複数のナノ粒子は、実質単分散であり、低温透過電子顕微鏡法（cryo-TEM）によって測定して20％、30％、40％、50％、または60％未満のナノ粒子間の断面寸法での標準偏差を示す、
    複数のナノ粒子。
15. カプセル化生物学的物質がさらに含まれる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリマーまたは請求項９又は１０に記載のポリマー複合体を含むナノ粒子であって、
    （ａ）生物学的物質はポリマーまたはポリマー複合体に共有結合される、又は、
    （ｂ）生物学的物質はポリヌクレオチドまたは小分子治療薬剤である、又は、
    （ｃ）生物学的物質はRNA分子であるポリヌクレオチドであり、或いは、RNA分子はsiRNA分子である、
    ナノ粒子。
16. 標的指向性リガンドにさらに複合体化し、複合体化はボロン酸含有ポリマーの遠位端および標的指向性リガンドの間の縮合連結を通して起こる、請求項１２に記載のナノ粒子であって、
    （ａ）単一の標的指向性リガンドは各ポリマーに複合体化される、又は、
    （ｂ）複数の標的指向性リガンドは各ポリマーに複合体化される、
    ナノ粒子。
17. 生物学的に活性な薬剤および請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリマーまたは請求項９又は１０に記載のポリマー複合体または請求項１１〜１６のいずれか一項に記載のナノ粒子若しくは複数のナノ粒子および薬学的に許容可能な担体または賦形剤を含む、薬剤組成
    物。
18. 請求項１５に記載のナノ粒子をペイシェントに施与することを含む方法に使用するためのナノ粒子であって、生物学的物質のバイオアベイラビリティは生物学的物質それ自体による施与と比較して改善される、ナノ粒子。
    

Images