ペプチド・蛋白製剤の高品位化に有用な生体適合性環状オリゴ糖の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12557206
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 上釜 兼人 熊本大学, 薬学部, 教授 (90040328)
• 研究分担者: 松岡 俊和 熊本大学, 薬学部, 助教授 (50150545) ; 平山 文俊 熊本大学, 薬学部, 助教授 (90094036)
• キーワード: 分岐型環状オリゴ糖 / 機能性薬物担体 / ペプチド・蛋白性薬物 / 生体適合性 / 凝集抑制 / 熱変性 / 安定化剤 / 可溶化剤

研究概要

本研究では、マルトシル-β-シクロデキストリン(G2-β-CyD)の分岐末端にカルボキシル基を有する6-0-α-(4-0-α-D-Glucuronyl)-D-glucosyl-β-cyclodextrin (GUG-β-CyD)の製剤への有効利用を企図して、GUG-β-CyDの物理化学的・生物学的性質を明らかにするとともに、遺伝子組換えヒト成長ホルモン(rhGH)を蛋白性薬物のモデルに選んで、タンパク質凝集抑制作用を他の親水性β-CyDsの場合と比較した。以下に、本研究で得られた知見を要約する。
1)GUG-β-CyDの水への溶解度(>2g/mL)は天然β-CyD(0.0199/mL)に比べて著しく大きく、家兎赤血球に対するGUG-β-CyDの溶血活性も天然β-CyDやG2-β-CyDに比べて弱いことが確められた。また、GUG-β-CyDやG2-β-CyDはCaco-2細胞に対して約100mMまでは傷害性を示さなかった。GUG-β-CyDは、難水溶性の塩基性薬物に対して優れた可溶化能を示し、包接能はG2-β-CyDの場合と同様にステロイド骨格を有する薬物に対して顕著であった。
2)断熱型示差走査熱量計を用いてrbGHの熱変性挙動を検討した結果、熱変性に伴いrbGHは凝集体を形成することが示唆され、分岐β-CyDsは凝集体形成を顕著に抑制した。その際、分岐β-CyDsは、rbGHの再生過程において,モルテングロビュール状態におけるrhGH分子の芳香族アミノ酸と相互作用して、隣接するrhGH分子間の疎水相互作用を弱める結果、rhGHの凝集体形成を抑制するものと推定された。
このように、GUG-β-CyDは高水溶性で生体適合性に優れており、rhGHの凝集体形成を顕著に抑制することから、タンパク製剤の溶解や熱処理時の安定化剤あるいは再生過程における構造再形成剤として注射剤への有効利用が期待される。

研究成果

• [文献書誌] Y.Nagase: "Protective Effect of Sulfobutyl Ether β-Cyclodextrin on DY-9760e Induced Hemolysis In Vitro"J. Pharm. Sci.. 91(11). 2382-2389 (2002)
• [文献書誌] H.Yano: "Colon-specific Delivery of Prednisolone-appended α-Cyclodextrin Conjugate : Alleviation of Systemic Side Effects after Oral Administration"J. Contrl. Rel.. 79(1-3). 103-112 (2002)
• [文献書誌] Y.Ikeda: "Inclusion Complex Formation of Captopril with α-and β-Cyclodextrins : NMR Spectroscopic and Molecular Dynamic Studies"J. Pharm. Sci.. 91(11). 2390-2398 (2002)
• [文献書誌] M.Kamada: "Cyclodextrin Conjugate-based Controlled Release System : Repeated-and Prolonged-release of Ketoprofen after Oral Administration in Rats"J. Control. Rel.. 82(2-3). 407-416 (2002)
• [文献書誌] F.Kihara: "Effects of Generation of Polyamidoamine Dendrimer on Gene Transfer Efficiency of the Dendrimer Conjugate with α-Cyclodextrin"Bioconjugate Chem. 13(6). 1211-1219 (2002)
• [文献書誌] S.Tavornvipas: "6-O-(4-O-α-D-Glucuronyl)-D-glucosyl-β-cyclodextrin : Solubilizing Ability and Some Cellular Effects"Int. J. Pharm., 249, 199-209 (2002). 249(1-2). 199-209 (2002)
• [文献書誌] 上釜兼人: "製剤学"南江堂. 14 (2002)