機能性脂質

1. Ionizable and Cationic Lipids

1-1. SS-cleavable and pH-responsive Lipids
　　 COATSOME® SS Series

日油株式会社は、薬剤の細胞内送達効率をより安全に高めることを目的としてCOATSOME® SSシリーズを新たに開発しました。COATSOME® SSシリーズは細胞内環境に応答する2つのユニットを搭載しています。1つはエンドソームやリソソームといった酸性環境に応答する三級アミンであり、もう1つ細胞質内の還元的環境に応答して切断するジスルフィド結合です。これら2つのユニットによって、内包物の効率的な細胞内送達と高い安全性を両立することができます。

SS-cleavable and pH-responsive Lipids
Product name Structure MW
COATSOME® SS-EC
(ssPalm E-P4C2)		 COATSOME® SS-EC (ssPalm E-P4C2) 1402.2
COATSOME® SS-OP
(ssPalm O-Phe)		 COATSOME® SS-OP (ssPalm O-Phe) 1173.8

Patent No. : JP6093710, JP7298850, US9708628,US120644513

Serum resistance

Membrane disruption in the cells

COATSOME® SSシリーズを用いた粒子は血清中でも安定であり、pDNAを内包することで、血清中でのpDNAの分解を防ぐことができます。そして、細胞内の環境特異的に崩壊することで、pDNAを細胞内に効率的に送達することができます。

Degradation of COATSOME® SS-OP

High degradable type COATSOME® SS-OP

HPLC analysis

HPLC analysis

In vivo toxicity in comparison to a competitor lipid

COATSOME® SS-OPを含むLNPは、イオン性脂質の易分解性により、in vivo において高い忍容性を示します。分解性の低い競合他社のイオン性脂質は、高用量において明確な肝毒性・体重減少を示しました。一方でCOATSOME® SS-OP LNPではそのような兆候は見られず、毒性リスクの低減が期待されます。

Hepatotoxicity

Body weight change

Body weight change

Feature

Examples of application

COATSOME® SSシリーズの高い生体親和性により、様々な化合物の細胞内送達を高効率で行うことが可能です。SSシリーズからなる粒子にはpDNA,siRNA,mRNAそして疎水性低分子化合物が内包でき、腫瘍や脾臓、リンパ節をターゲットとした送達の研究実績があります。下記ではその例として、siRNA肝臓送達、mRNA肝臓送達、そしてRNAワクチン用途を想定したmRNAリンパ節デリバリーのデータをご紹介します。

Formulations

Application Nucleic acid Recommended SS lipid
In vitro transfection mRNA, pDNA COATSOME® SS-OP
Liver targeting (I.V.) siRNA COATSOME® SS-OP
mRNA, pDNA COATSOME® SS-OP
Spleen targeting (I.V.) mRNA, pDNA COATSOME® SS-OP
Vaccine (cancer)
(i.m., s.c.)		 mRNA, pDNA COATSOME® SS-OP+SS-EC
Vaccine (infection)
(i.m., s.c.)		 mRNA, pDNA COATSOME® SS-OP
Topical administration mRNA, pDNA COATSOME® SS-OP

Hepatic delivery of siRNA

肝臓の肝実質細胞で合成される第VII因子(FVII)は血液凝固に関与するタンパク質であり、siRNA封入LNPをマウスに投与することでFVIIのノックダウンが確認されたことは、siRNA封入LNPが肝実質細胞に送達されたことを示唆します。FVII のノックダウン効率は、COATSOME® SS-OPで競合脂質Aと同等以下の50%有効量(ED50)値を示しました。

Hepatic delivery of siRNA

Distribution of [3H] labeled LNPSS-EC

トリチウム([3H])標識されたCOATSOME® SS-EC LNPは、野生型マウスで肝臓選択的な移行を示しました。一方で、アポリポタンパク質E(ApoE)欠損マウスでは肝臓への移行効率は大きく低下しました。これらの結果は、COATSOME® SS-EC LNPがApoEを認識する低比重リポタンパク質(LDL)受容体を介して肝実質細胞に移行することを示唆しています。

Distribution of [3H] labeled LNP SS-EC

Hepatic delivery of mRNA

mRNAを封入したCOATSOME® SS-OP LNPは、マウスの血中に投与することで、肝臓において良好な遺伝子発現を示します。競合脂質AからなるLNPと遺伝子発現効率を比較した結果、COATSOME® SS-OP LNPはより高い遺伝子発現を示しました。

Hepatic delivery of mRNA

Gene editing (CRISPR/Cas9)

肝臓に効率的に送達されるCOATSOME® SS-OP LNPを用いて、トランスサイレチン(TTR)を標的とするゲノム編集を達成しました。LNPにはCas9-mRNAとTTRを標的とするsgRNAを共封入し、マウスに投与後、ゲノム編集効率を確認しました。その結果、DNAレベルで50%を超える編集効率が確認され、血清中のTTRレベルは95%減少しました。本結果から、COATSOME® SS-OP は、TTR遺伝子を標的としたsiRNA医薬としても有用であると考えられます。

Gene editing (CRISPR/Cas9)

CTL activity

オボアルブミン(OVA)-mRNAを封入したCOATSOME® SS-OPとCOATSOME® SS-EC両方を含むLNPは、細胞性免疫の誘導に有効です。その効果は競合他社の脂質Bと比較してCOATSOME® SSシリーズからなるLNPの方が高くなることがわかりました。この結果から、COATSOME® SSシリーズからなるLNPはがんワクチンとして有用であることが明らかになりました。

CTL activity

Therapeutic anti-tumor effect

LNPを担がんマウスに投与し、腫瘍容積の経時変化を観察したところ、ネオ抗原(neoAg) mRNAを封入したCOATSOME® SSシリーズを含むL N P が、腫瘍の増殖を抑制することが明らかになりました。COATSOME® SS-OPとCOATSOME® SS-ECを併用したLNPはがん治療用処方としてご利用いただけます。

Therapeutic anti-tumor effect

Humoral immunity

オボアルブミン(OVA)-mRNAを封入したCOATSOME® SS-OP LNPは、マウスに筋肉内投与することで優れた抗OVA抗体価を示します。血清中の抗OVA抗体価は、競合脂質Bと比較してCOATSOME® SS-OPの方が高くなることがわかりました。この結果から、COATSOME® SS-OP LNPは感染症ワクチンとして有用であると考えられます。

Humoral immunity

Low-inflammatory LNP-based mRNA vaccine

COATSOME® SSシリーズの1つであるSS-OPを使用したLNP処方は、競合品である上市ワクチン処方と比較して同等の抗体産生能を有しています。
また、炎症性サイトカイン産生量や発熱の副反応が上市ワクチン処方より抑えられていることから、低起炎性ワクチン処方としてご利用いただけます。

Low-inflammatory LNP-based mRNA vaccine

In vitro transfection of mRNA

COATSOME® SS-OP LNPは、in vivo で優れたトランスフェクション効率を示します。Jurkat (ヒト急性T細胞性白血病細胞由来)細胞株およびMEF (マウス胎児繊維芽)細胞株において、 mRNAを含むCOATSOME® SS-OP LNPは、市販のトランスフェクション試薬に比べて優れたトランスフェクション効率を示しました。これらの結果から、一般的に使用されるがん細胞株だけでなく、白血球由来細胞株や繊維芽細胞株に遺伝子導入が可能であることが示されました。

In vitro transfection of mRNA

Luciferase

Luciferase

EGFP

EGFP

mRNA transfection efficiency of LNP is higher than that of a commercially available mRNA transfection reagent.

Splenic delivery formulation

日油株式会社のCOATSOME® SSシリーズを含むLNPは、処方変更によりマウスの肝臓だけでなく脾臓に送達することができます。適切に設計された処方において、COATSOME® SSシリーズを含むLNPは静脈内投与で肝臓への移行を最小限に抑えつつ、脾臓に移行しました。日油株式会社のLNP処方技術によって、脾臓を標的とするアプリケーションにも対応可能です。

Splenic delivery formulation

Lyophilized LNP

溶液状態のLNPは輸送時の品質劣化が懸念されており、保管には細心の注意を払う必要があります。日油株式会社のCOATSOME® SSシリーズを含むLNPは凍結乾燥することができ、作製された凍結乾燥品は4℃以下で保存することで、その機能を少なくとも1年間保持することが可能です。25℃保存においても、少なくとも3ヶ月までは安全にご使用いただけます。

Lyophilized LNP

COATSOME is a registered trademark of NOF CORPORATION in the U.S. and a registered trademark or a trademark in other countries.

Freeze-thaw LNP

上市品のLNPと同様に、日油株式会社のCOATSOME® SS シリーズを含むLNPは凍結保存が可能です。日油株式会社で作製されたLNP凍結品は少なくとも1ヶ月は安定であり、保管後の品質劣化の懸念なく、ご使用いただけます。

Freeze-thaw LNP

Reference List

Liver targeting ( 1 ) Hepatic pDNA delivery : M. Ukawa et al., Adv. Healthc. Mater., 3, 1222-1229 (2014) ( 2 ) Hepatic siRNA delivery : H. Akita et al., ACS Biomater. Sci. Eng., 1, 834–844 (2015) ( 3 ) Hepatic mRNA delivery by SS-OP LNP : H. Tanaka et al., Adv. Funct. Mater., 1910575 (2020) ( 4 ) Hepatic oligonucleotide delivery : H. Tanaka et al., Pharmaceutics, 13, 544-561 (2021) Spleen targeting ( 5 ) Splenic mRNA delivery by PS loaded LNPs : Y. Sakurai et al., Adv. Healthc. Mater., Dec 19, e2202528 (2022) ( 6 ) Self-Antigen mRNA delivery for treatment of EAE model : M. Gomi et al., Pharmaceuticals, 16, 1270 (2023) Vaccine (cancer and infection) ( 7 ) DNA vaccine for cancer immunotherapy (S.C.) : H. Akita et al., Nanomedicine, 14, 2587-2597 (2018) ( 8 ) DNA vaccine for cancer and Protozoan infection : M. Maeta et al., Mol. Pharm., 17, 1237-1247 (2020) ( 9 ) mRNA vaccine for infectious disease : A. Kawai et al., Mol. Ther., 33, 529-547 (2025) (10) RNA cancer vaccine : J. Anindita et al., J. Control. Release, 389, 114414 (2026) Active targeting (ligand modified LNP) (11) Lung delivery by peptide ligand LNP (I.V.) : S. Santiwarangkool et al., J. Pharm. Sci., 106, 2420-2427 (2017) (12) Targeted delivery of LNP to lymphatic endothelial cells : Y. Sakurai et al., J. Control. Release, 349, 379-387 (2022) Lymphatic endothelial cell targeting (13) siRNA delivery to lymphatic endothelial cells : Y. Sakurai et al., J. Control. Release, 353, 125-133 (2023) Brain targeting (14) pDNA delivery to brain (lCV injection) : H. Akita et al., Int. J. Pharm., 490, 142-145 (2015) (15) mRNA delivery to brain (ICV injection) : H. Akita et al., Mol. Pharm., 15, 2060−2067 (2018) (16) Efficient mRNA transfection in brain capillary endothelial cells : Y. Sakurai et al., Pharmaceutics, 14, 1560-1571 (2022) Tumor targeting (17) Tumor pDNA delivery : H. Akita et al., J. Control. Release, 200, 97–105 (2015) In vitro transfection (18) In vitro pDNA delivery : H. Akita et al., Adv. Healthc. Mater., 2, 1120-1125 (2013) (19) Efficient mRNA transfection in T cell line : H. Tanaka et al., Pharmaceutics, 13, 2097-2112 (2021) Others (20) Small molecule drug encapsulated particle : H. Tanaka et al., Colloids Surf. B, 151, 95-101 (2017) (21) Inflammatory site small molecule delivery (I.V.) : A. Watanabe et al., Int. J. Pharm., 509, 118–122 (2016) (22) Lyophilized LNP encapsulating siRNA : D. Shirane et al., Biol. Pharm. Bull., 41, 1291-1294 (2018) (23) Improvement of gene expression activity by anti-inflammatory drug delivery (I.V. injection) : T. Ohto et al., Biol. Pharm. Bull., 42, 299-302 (2019)

LNP Formulation Development

日油株式会社はPhosphorex社との協業により、日油株式会社独自のイオン性脂質であるCOATSOME® SS Seriesを使用したイオン性脂質のスクリーニングと処方最適化サービスを提供します。

Phosphorex社は、製剤設計、プロセス開発、cGMP臨床製造のためのスケールアップを含むナノ粒子ベースのドラッグデリバリーソリューションを専門とするCDMOです。NOFの脂質技術とPhosphorexの脂質ナノ粒子（LNP）ベースのドラッグデリバリーソリューションの開発とスケールアップの経験を組み合わせることで、顧客により迅速で、より費用対効果が高く、再現性のある結果を提供します。

LNP Formulation Development

イオン性脂質スクリーニング

お客様の用途に最適なイオン性脂質のスクリーニングサービスを提供します。日油株式会社で開発済みの既存処方をベースに、ポテンシャルの高いイオン性脂質ライブラリーを用いて製剤設計を行い、お客様の核酸を内封したLNPを提供します。

イオン性脂質スクリーニング

処方最適化

実験計画法とマテリアルズ・インフォマティクスによる効率的な処方とプロセスの最適化サービスを提供します。お客様のご要望に応じた粒子特性、生物活性およびプロセスパラメーターの最適化。可能性を最大限に引き出し、スケーラブルで再現性の高いLNPを提供します。

処方最適化

Dose Response

日油株式会社のイオン性脂質ライブラリ品のうち代表的な１つについて、遺伝子発現と毒性の用量依存性を確認しました。mRNA doseとして1.0-7.2 mg/kgの用量範囲においてdoseに応じた遺伝子発現を示しました。また本試験を実施した用量範囲においては、全てのLNP投与群で血清中のALTレベルは正常範囲内であり、本LNPに肝毒性がないことを示唆します。

Dose Response

Stability Test

日油株式会社のイオン性脂質ライブラリ品から4種の異なるLNP凍結剤を作製し、安定性試験を行いました。その結果、4種のLNP凍結剤は、処方によらず1ヶ月間安定であることがわかりました。用量反応の結果と合わせて、日油株式会社のイオン性脂質ライブラリ品は良好な遺伝子発現・安定性と低い毒性を同時に達成する材料であると期待されます。

Stability Test

1-2. 高純度カチオン脂質

DOTAP

DOTAP
  Product name Description Purity MW
DOTAP COATSOME® CL-8181TA 1,2-Dioleoyloxy-3-trimethylammonium propane chloride 99%up 698.5

DOTMA


  Product name Description Purity MW
DOTMA COATSOME® CL-E8181TA 1,2-Dioleyloxy-3-trimethylammonium propane chloride 99%up 670.6

DODAP


  Product name Description Purity MW
DODAP COATSOME® CL-8181DA 1,2-Dioleoyloxy-3-dimethylaminopropane 99%up 648.1

DODMA


  Product name Description Purity MW
DODMA COATSOME® CL-E8181DA 1,2-Dioleyloxy-3-dimethylaminopropane 99%up 620.1

2. PEG Lipids

3. 合成リン脂質

原料の脂肪酸を日油株式会社で高純度に精製して、各種リン脂質誘導体を製造していますので、様々な脂肪酸組成の誘導体を合成することができます。日油株式会社の合成リン脂質は、FDAの認可を受けたGMP管理下の工場で製造していますので、安心して医薬品に使うことが出来ます。
新しいリン脂質誘導体についても受託合成し、新規誘導体のDMF登録も数多く行っていますので、試薬ステージから臨床ステージ、さらには承認医薬品用途まで供給できます。

4. PEGリン脂質

PEGリン脂質は、体内投与において血中滞留性を高める目的でリポソーム薬剤に用いることができます。ポリエチレングリコールでリポソーム表面を覆うことにより、細網内皮系への取り込みを抑え、血中での滞留時間を延長することができます。
また、乳化剤および水溶液中での微粒子の安定剤としても使用することができます。

PEGylated Lipids

Example of Active Targeting to Lymphatic Endothelial Cells

COATSOME® SSシリーズを含むLNPにはクリックケミストリーで抗体を導入可能です(DSPE-PEG-DBCO + Azidated-Ab)。下の例では、リンパ管内皮細胞に選択的に発現するポドプラニン(PDPN)を標的とする抗体修飾LNP (tLNP)を作製し、非修飾LNP (ntLNP)とターゲティング能を比較しています。

Example of Active Targeting to Lymphatic Endothelial Cells

SUNBRIGHT及びCOATSOMEは、日油株式会社の登録商標です。

よくあるご質問

Q納入までにどのくらいかかりますか。
A在庫がある場合は７－１０日程度で納品いたします。
在庫がない場合は納入まで時間が掛かる場合がございます。
正確な納期については弊社までお問い合わせ下さい。
Q在庫の有無が知りたいのですが。
Aご希望の製品名と数量およびご使用者様名を弊社まで連絡願います。
確認することは可能ですが、在庫を確保することはできません。
（確認いただいた際、在庫ありと御報告させていただいても、ご注文いただいた時に在庫があるとは限りません。）
Q初めて注文するのですが、どのようにすればいいですか。
A弊社までお問い合わせ下さい。
Q値段を知りたいのですが。
Aご希望の製品名と数量およびご使用者様名を弊社まで連絡願います。
Q医療品、食品、家庭用品として使えますか。
A使用できません。試薬は、試験・研究の目的にのみ使用されます。
（例外：高純度ポリソルベート８０は日本薬局方品）
Q毒物、劇物に該当しますか。
A該当いたしません。
Q保管はどのようにすればいいですか。
A弊社までお問い合わせ下さい。
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