JP7245328B2 - 細胞におけるlpaの発現を抑制するための核酸 - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明は、生成物および組成物およびそれらの使用に関する。特に、本発明は、LPA遺伝子発現を妨げる、またはその発現を抑制する核酸産物に関する。このような治療的Lp(a)低下療法は、脳卒中、アテローム性動脈硬化症、血栓症ならびに冠状動脈性心疾患および大動脈弁狭窄症などの心臓血管疾患または高レベルのLp(a)粒子に関連するいずれかの他の障害、病態または症候群を罹患するリスクを防ぐまたは低減するように機能する。
発現されたmRNAに相補的に結合できる二本鎖RNA(dsRNA)は、RNA干渉(RNAi)と呼ばれている機序により遺伝子発現を阻止できることが示されている(Fire et al.,1998,Nature.1998 Feb 19;391(6669):806-11 and Elbashir et al.,2001,Nature.2001 May 24;411(6836):494-8)。短いdsRNAは、脊椎動物を含む多くの生物において遺伝子特異的、転写後サイレンシングを誘導し、遺伝子機能を研究するための有用なツールとなってきた。RNAiは、RISC複合体に組み込まれたサイレンシングトリガーに相同なメッセンジャーRNAを分解する、配列特異的多成分ヌクレアーゼであるRNA誘導サイレンシング複合体(RISC)により媒介される。siRNA、アンチセンスRNA、およびミクロRNAなどの干渉RNA(本明細書ではiRNAと呼ぶ)は、遺伝子サイレンシング、すなわちmRNA分子の分解によりタンパク質の遺伝子翻訳を阻害すること、により、タンパク質の形成を妨げるオリゴヌクレオチドである。遺伝子サイレンシング剤は、医薬の治療適用のためにますます重要になってきている。
WattsおよびCorey、Journal of Pathology(2012;Vol 226,p 365379)によると、核酸サイレンシングトリガーの設計に使用できるアルゴリズムは存在するが、これらの全ては、厳しい制約が存在する。アルゴリズムが標的mRNAの三次構造またはRNA結合タンパク質の関与などの因子を考慮していないために、効力の高いiRNAを特定するために、様々な実験方法を採用し得る。従って、最小のオフターゲット効果を有する効力の高い核酸サイレンシングトリガーを見つけることは、複雑なプロセスである。これらの高度荷電分子の医薬品開発のために、それらが経済的に合成され、標的組織に送達され、細胞に入り、毒性の許容可能な制限内で機能できることが必要である。
Lp(a)粒子は、不均一で、主に肝臓で発現される低密度リポタンパク質粒子である(Witztum and Ginsberg,J Lipid Res.2016 Mar;57(3):336-9)。それらは、ApoBポリペプチドを介してLDL様粒子に結合したアポリポタンパク質(a)(LPA遺伝子によりコードされるApo(a)またはLp(a))から構成される。遺伝的に定義された高いLp(a)粒子血清レベルは、食事および運動に影響を受けず、関連するアテローム硬化の可能性による心臓血管疾患に罹患するリスクの高まりに関連する(Alonso et al.,Journal of the American College of Cardiology Vol.63,No.19,2014)。診断および予防医学の観点では、患者のLp(a)血清レベルは、冠状動脈性心疾患および大動脈弁狭窄症について高頻度にみられる独立した遺伝的リスク因子である(Saeedi and Frohlich Clinical Diabetes and Endocrinology(2016)2:7)。現時点で、間接的な標準的一般LDL低減手段を超える、承認された特定のLp(a)粒子低減療法は存在しない。従って、脳卒中、アテローム性動脈硬化症、血栓症および冠状動脈性心疾患、大動脈弁狭窄症などの心臓血管疾患などの障害ならびにこれらに関連する障害および他の未知の関連障害、病態または症候群などの効果的な治療、予防およびこれに罹患するリスクの低減方法が、現在必要とされている。本発明は、この未充足の医療ニーズに応えるものである。
本発明の一態様は、細胞中のLPAの発現を抑制するための核酸に関し、核酸は、第1の鎖の少なくとも一部および第1の鎖に対し少なくとも部分的に相補的である第2の鎖の少なくとも一部を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、上記第1の鎖がLPA遺伝子から転写されるRNAの少なくとも一部に対し少なくとも部分的に相補的であり、上記第1の鎖が次の配列:配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41または43から選択されるヌクレオチド配列を含み、第1の鎖の5’からの位置2および14のヌクレオチドは、2’フルオロ修飾により修飾され、第1の鎖の位置11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドは、2’フルオロ修飾により修飾される。
本発明はまた、本発明のいずれかの態様の核酸または複合化核酸、および任意選択の、生理学的に許容できる賦形剤を含む組成物も提供する。
一態様は、薬物としての使用のための、LPAの発現を抑制できる核酸に関する。
疾患、障害または症候群の治療で、および/または疾患、障害、または症候群の治療のための薬物の製造で使用するための本発明のいずれかの態様による核酸または複合化核酸も提供される。
本発明は、疾患、障害または症候群を治療または予防する方法を提供し、方法は、本発明のいずれかの態様による核酸または複合化核酸を含む組成物を、治療を必要としている個体に投与することを含む。核酸または複合化核酸は、皮下で、静脈内でまたは経口、直腸または腹腔内などの任意の他の適用経路を用いて対象に投与され得る。
本発明による核酸または複合化核酸を作製する方法も含まれる。
本発明の核酸また核酸を含む組成物または複合化核酸は、疾患、障害または症候群の治療において用いられ得る。治療は、脳卒中、アテローム性動脈硬化症、血栓症、または冠状動脈性心疾患または大動脈弁狭窄症などの心臓血管疾患および高レベルのLp(a)含有粒子に関連する任意の他の疾患または病態を防止するおよびこれらに罹患するリスクを低減することであり得る。
本発明は、発現されたLPAのRNA転写物に対する二本鎖核酸、およびその組成物に関する。これらの核酸または結合核酸は、LPA遺伝子産物発現の低減が望ましい種々の疾患、障害および症候群の治療および予防で使用できる。
一態様は、細胞中のLPAの発現を抑制するための核酸に関し、核酸は、第1の鎖の少なくとも一部および第1の鎖に対し少なくとも部分的に相補的である第2の鎖の少なくとも一部を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、上記第1の鎖がLPA遺伝子から転写されるRNAの少なくとも一部に対し少なくとも部分的に相補的であり、上記第1の鎖が次の配列:配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41または43から選択されるヌクレオチド配列を含み、または好ましくはこれらからなり、第1の鎖の5’からの位置2および14のヌクレオチドは、2’フルオロ修飾により修飾され、第1の鎖の位置11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドは、2’フルオロ修飾により修飾される。
一態様は、細胞中のLPAの発現を抑制するための核酸に関し、核酸は、第1の鎖および第1の鎖に対し少なくとも部分的に相補的である第2の鎖の含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、上記第1の鎖がLPA遺伝子から転写されるRNAの少なくとも一部に対し少なくとも部分的に相補的であり、上記第1の鎖が次の配列:配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41または43から選択されるヌクレオチド配列を含み、または好ましくはこれらからなり、第1の鎖の5’からの位置2および14のヌクレオチドは、2’フルオロ修飾により修飾され、第1の鎖の位置11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドは、2’フルオロ修飾により修飾される。
このような核酸は、細胞中のLPAの発現を効率的に低減でき、かつ極めて安定である。本発明の核酸は好ましくは、細胞のLPAの発現を、同等の条件で異なる修飾パターンを有する同じ核酸と同じ、またはそれより高い程度など、類似の程度に抑制できる。より具体的には、本発明の核酸は好ましくは、同等の条件で異なる修飾パターンを有する同じ核酸に比べて80、90、100、105、110またはそれを超えるパーセントだけ、細胞のLPAの発現を抑制できる。
一態様は、核酸の全てのヌクレオチドが糖上の2’の位置で修飾される、核酸である。
一態様は、好ましくは第1の鎖の全長に沿って交互する2’O-メチル修飾および2’フルオロ修飾により修飾される、核酸に関する。
一態様は、第2の鎖の残存する修飾が、好ましくは2’O-メチルである、天然の修飾である、核酸である。換言すれば、第1の鎖の位置11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドが2’フルオロ修飾により修飾され、第2の鎖の全ての他のヌクレオチドが、好ましくは2’O-メチルである、天然の修飾により修飾される。
第2の鎖は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、38、40、42、または44のヌクレオチド配列を含み得る。
核酸は、a)両端で平滑末端であり得る;b)一端でオーバーハングを有し、他端で平滑末端を有し得る;またはc)両端でオーバーハングを有し得る。核酸は好ましくは、両端で平滑末端である。
これらの核酸は特に、前臨床および臨床開発に関連する様々な種で活性であり、および/または関連するオフターゲット効果がほとんどなく、ならびにインビボで安定であり、長期の作用継続時間を有するという利点を有する。それらはまた、比較的小数の非天然修飾ヌクレオチドを含むが、それにもかかわらず、長期間にわたり標的遺伝子を効率的に抑制できる。小数の非天然修飾ヌクレオチドを有する特異的修飾パターン(2’F修飾ヌクレオチド)はまた、それらの合成をより容易にする。
核酸は、配列番号9のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号10のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号5のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号6のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号1のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号2のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号3のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号4のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号7のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号8のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号11のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号12のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号13のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号14のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号15のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号16のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号17のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号18のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号19のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号20のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号21のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号22のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号23のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号24のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号25のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号26のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号27のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号28のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号29のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号30のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号31のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号32のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号33のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号34のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号35のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号36のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号37のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号38のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号39のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号40のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号41のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号42のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖;または配列番号43のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第1の鎖、および任意選択で、配列番号44のヌクレオチド配列を含むか、または好ましくはそれからなる第2の鎖を含み得る。
上記第1の鎖が配列番号9のヌクレオチド配列を含み、および好ましくはそれからなり、任意選択で、上記第2の鎖が配列番号10のヌクレオチド配列を含み、および好ましくはそれからなる、核酸。
LPA遺伝子は、高度反復配列を含む。極めて類似の配列を有する第1鎖核酸は従って、非常に異なるmRNAの標的部位に対し完全な配列相補性を有することができる。
一態様は、細胞中のLPAの発現を抑制するための核酸であり、核酸は、第1の鎖;および第2の鎖を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、上記第2の鎖は第1の鎖に少なくとも部分的に相補的であり、上記第1の鎖は、配列番号9、5、1、3、7、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、または43の基準配列のいずれか1つの、少なくとも15個、好ましくは少なくとも16個、より好ましくは少なくとも17個、さらにより好ましくは少なくとも18個および最も好ましくは少なくとも19個のヌクレオチドを含み、第1の鎖配列に包含される基準配列の一部に比較して、第1の鎖配列中の一塩基ミスマッチおよび/または欠失および/または挿入の数は、最大で3つ、好ましくは最大で2つ、より好ましくは最大で1つおよび最も好ましくはゼロである。しかし、配列は、ヌクレオチドの同一性を変えないいくつかの修飾により修飾され得る。例えば、核酸の主鎖の修飾は、ヌクレオチドの同一性を変えない。理由は、塩基それ自体は、基準配列中と同じままであるからである。
一態様では、核酸の第1の鎖は、基準配列のいずれか1つの、好ましくは配列番号9および5の基準配列のいずれか1つの、少なくとも18個のヌクレオチドの配列を含み、第1の鎖配列に包含される基準配列の一部に比較して、第1の鎖配列中の一塩基ミスマッチおよび/または欠失および/または挿入の数は、最大で1つおよび好ましくはゼロである。
一態様では、核酸の第1の鎖は、配列番号9および5の基準配列のいずれか1つの、少なくとも19個のヌクレオチドの配列を含む。
非修飾ヌクレオチドを含む、またはそれからなる基準配列に本明細書で言及される場合、この言及は、非修飾ヌクレオチドを有する配列に限定されない。同じ言及はまた、その中の1個の、いくつかの、2、3、4、5、6、7個のまたはそれより多い、全てを含む、などのヌクレオチドが2-OMe、2’-F、リガンド、リンカー、3’末端または5’末端修飾または任意の他の修飾などの修飾により修飾される、同じヌクレオチド配列を包含する。それはまた、その中で天然のリン酸ジエステル結合により、またはホスホロチオエートまたはホスホロジチオエート結合などの任意の他の結合により2個以上のヌクレオチドが相互に連結される配列を指す。
二本鎖核酸は、第1の鎖および第2の鎖が少なくともそれらの一部にわたり相互にハイブリダイズし、従って、各鎖の1μMの濃度にて37℃でPBS中でなどの、生理的条件下で二重鎖領域を形成できる。第1と第2の鎖は好ましくは、相互にハイブリダイズでき、従って、少なくとも15個のヌクレオチド、好ましくは16、17、18または19個のヌクレオチドの領域にわたり、二重鎖領域を形成できる。この二重鎖領域は、好ましくはワトソン・クリック塩基対合および/またはゆらぎ塩基対合(GU塩基対合など)に基づく、2つの鎖間のヌクレオチド塩基対合を含む。二重鎖領域内の2つの鎖の全てのヌクレオチドが相互に塩基対合して二重鎖領域を形成しなくてもよい。2つの鎖のヌクレオチド配列間のいくらかの数のミスマッチ、欠失または挿入は許容できる。第1のまたは第2の鎖のいずれかの端でのオーバーハングまたは二本鎖核酸のいずれかの端での不対ヌクレオチドも可能である。二本鎖核酸は好ましくは、生理的条件下で安定な二本鎖核酸であり、好ましくは45℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは、55℃以上の融解温度を有し、例えば、PBS中それぞれ濃度1μMの第1の鎖および第2の鎖は好ましくは、i)それらの長さの少なくとも一部にわたり、好ましくは、それら長さの両方の少なくとも15個のヌクレオチドにわたり、ii)第1の鎖の全長にわたり、iii)第2の鎖の全長にわたり、および/またはiv)第1および第2の鎖の両方の全長にわたり、二重鎖領域を形成できる(すなわち、相互に相補的である)。鎖が特定の長さにわたり相互に相補的であることは、鎖が、ワトソン・クリックまたはゆらぎ塩基対合により、その長さにわたり相互に塩基対形成できることを意味する。その長さのそれぞれのヌクレオチドは、生理的条件下で安定な二本鎖ヌクレオチドが形成され得る限りにおいて、必ずしも他方の鎖中のその相手方と全体の所定の長さにわたり塩基対を形成できる必要性はない。しかし、これは好ましい。
第1の(アンチセンス)鎖と標的配列の間、または第1の鎖と第2の(センス)鎖の間の一定数のミスマッチ、欠失または挿入は、siRNAとして許容でき、特定の場合では、活性を高める可能性さえあり得る。
核酸は、ヌクレオチドを含む2つの鎖を含み、遺伝子発現を妨げることができる核酸を意味する。抑制は、完全でも、または部分的でもよく、標的化された様式で遺伝子発現の下方調節をもたらす。核酸は、2つの別々のポリヌクレオチド鎖を含み、第1の鎖はガイド鎖でもあり、第2の鎖はパッセンジャー鎖でもあり得る。第1の鎖および第2の鎖は、自己相補的であり折り返して二本鎖分子を形成する同じポリヌクレオチド分子の一部であり得る。核酸はsiRNA分子であり得る。
核酸は、リボヌクレオチド、修飾リボヌクレオチド、デオキシヌクレオチド、デオキシリボヌクレオチド、または標的配列または相補鎖上の対応する塩基と「対形成」し得るようにヌクレオチドを模倣できるヌクレオチド類似体非ヌクレオチドを含み得る。核酸は、第1の鎖(当該技術分野においてガイド鎖としても既知である)の全部または一部および第2の鎖(当該技術分野においてパッセンジャー鎖としても既知である)の全部または一部により形成される二本鎖核酸部分または二重鎖領域をさらに含む。二重鎖領域は、第1の鎖と第2の鎖の間で形成される最初の塩基対で始まり、第1の鎖と第2の鎖の間で形成される最後の塩基対で終わる(両端含む)として定義される。
二重鎖領域とは、ワトソン・クリック塩基対形成、または相補的なまたは実質的に相補的なオリゴヌクレオチド鎖間の二重鎖を可能にする任意の他の方式により相互に塩基対を形成する2つの相補的なまたは実質的に相補的なオリゴヌクレオチドにおける領域を意味する。例えば、21個のヌクレオチド単位を有するオリゴヌクレオチド鎖は、21個のヌクレオチド単位の別のオリゴヌクレオチドと塩基対を形成でき、しかも、各鎖の19個のヌクレオチドのみが相補的または実質的に相補的であり、そのため「二重鎖領域」は19個の塩基対からなる。残りの塩基対は、5'および3'オーバーハングとして、または一本鎖領域として存在し得る。さらに、二重鎖領域内で、100%相補性は必要でなく、実質的相補性が二重鎖領域内で許容可能である。実質的相補性は、生物学的条件下でアニーリングできるような鎖間の相補性を指す。2つの鎖が生物学的条件下でアニーリング可能かどうかを実験的に決定する技術は、当該技術分野において周知である。あるいは、2つの鎖を合成し、生物学的条件下で一緒に添加して、それらが相互にアニールするかどうかを決定できる。
少なくとも1つの二重鎖領域を形成する第1の鎖および第2の鎖の一部は、完全に相互に相補的であるか、または少なくとも部分的に相互に相補的であり得る。
核酸の長さによっては、第1の鎖と第2の鎖の間の塩基相補性の観点からの完全一致は必ずしも必要ない。しかし、第1と第2の鎖は、生理的状態下でハイブリダイズできなければならない。
少なくとも1つの二重鎖領域における第1の鎖と第2の鎖の間の相補性は、どちらの鎖にもヌクレオチドミスマッチまたは付加/欠失ヌクレオチドが存在しないという点で、完全であり得る。あるいは、相補性は完全でなくてもよい。相補性は、約70%~約100%であり得る。より具体的には、相補性は、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%または95%、およびこれらの中間値であり得る。
本発明においては、例えば、「第1の鎖の少なくとも一部を含む1つの二重鎖領域」の場合の「の一部」は、二重鎖領域が、所与の基準鎖配列の、少なくとも10個、好ましくは少なくとも12個、より好ましくは少なくとも14個、さらにより好ましくは少なくとも16個、またさらにより好ましくは少なくとも18個および最も好ましくは全てのヌクレオチドを含むことを意味すると理解されるべきである。二重鎖領域中の基準配列の一部は、基準配列の対応する部分に、少なくとも70%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%、さらにより好ましくは少なくとも95%、最も好ましくは少なくとも100%同一である。あるいは、基準配列の一部に比較して一塩基ミスマッチの数は、最大で3つ、好ましくは最大で2つ、より好ましくは最大で1つおよび最も好ましくはゼロである。
第1の鎖および第2の鎖はそれぞれ、表1に記載の配列のいずれか1つとは3個程度のヌクレオチドだけ異なる少なくとも15個の近接ヌクレオチドを含む相補性領域を含む。
本発明による核酸の使用は、第1の鎖の全てまたは一部と標的核酸の一部の間の二重鎖領域の形成を含む。第1の鎖と標的配列の間で形成される最初の塩基対で始まりかつ第1の鎖と標的配列の間で形成される最後の塩基対で終わる(両端含む)として定義される第1の鎖と二重鎖領域を形成する標的核酸の一部は、標的核酸配列、または単純に、標的配列である。第1の鎖と第2の鎖の間で形成される二重鎖領域は、第1の鎖と標的配列の間で形成される二重鎖領域と同じである必要はない。すなわち、第2の鎖は、標的配列とは異なる配列を有し得る;しかし、少なくとも生理的条件下で、第1の鎖は、第2の鎖および標的配列の両方と二本鎖構造を形成できる必要がある。
第1の鎖と標的配列の間の相補性は、完全であり得る(どちらの核酸にもヌクレオチドミスマッチまたは付加/欠失ヌクレオチドがない)。
第1の鎖と標的配列の間の相補性は、完全でなくてもよい。相補性は、約70%~約100%であり得る。より具体的には、相補性は、少なくとも70%、80%、85%、90%または95%、およびこれらの中間値であり得る。
第1の鎖と標的配列の相補的配列の間の同一性は、約75%~約100%の範囲である。より具体的には、核酸がLPAの発現を低減または抑制できる限りにおいて、相補性は、少なくとも75%、80%、85%、90%または95%、およびこれらの中間値であり得る。
第1の鎖と標的配列の間の100%未満の相補性を有する核酸は、第1の鎖と標的配列の間で完全な相補性を有する核酸と同じレベルにLPAの発現を低減できる可能性がある。あるいは、それは、LPAの発現を、完全な相補性を有する核酸により達成される低減レベルの15%~100%のレベルに低減できる可能性がある。
一態様では、核酸は、第1の核酸鎖および第2の核酸鎖を含み、第1の鎖は、生理的条件下で配列番号10、6、2、4、8、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、または44の核酸にハイブリダイズでき、第2の鎖は、生理的条件下で、第1の鎖にハイブリダイズして二重鎖領域を形成でき、第1の鎖の5’からの位置2および14のヌクレオチドは、2’フルオロ修飾により修飾され、第1の鎖の位置11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドは、2’フルオロ修飾により修飾される。
生理的条件下でハイブリダイズできる核酸は、少なくとも二重鎖領域を形成するように鎖中の向かい合ったヌクレオチドの少なくとも一部の間で、塩基対、好ましくはワトソン・クリックまたはゆらぎ塩基対を形成できる核酸である。このような二本鎖核酸は好ましくは、生理的条件下で(例えば、37℃でPBS中1μMの各鎖の濃度で)安定な二本鎖であり、このような条件下では、2つの鎖は相互にハイブリダイズしたままであることを意味する。二本鎖ヌクレオチドのTmは好ましくは、45℃以上、好ましくは、50℃以上、より好ましくは、55℃以上である。
一態様は、LPAの発現を抑制するための核酸に関し、核酸は、表1のいずれかの配列のいずれかのヌクレオチドと3個以下のヌクレオチドだけ、好ましくは2個以下のヌクレオチドだけ、より好ましくは1個以下のヌクレオチドだけ異なる、および最も好ましくは表1のいずれかの配列のいずれのヌクレオチドとも異ならない、少なくとも15個、好ましくは少なくとも16個、より好ましくは少なくとも17個、さらにより好ましくは少なくとも18個の、および最も好ましくは全てのヌクレオチドの第1の配列を含み、第1の配列は、生理的条件下で標的遺伝子転写物(mRNAなどの)にハイブリダイズできる。好ましくは、核酸は、表1のいずれかの配列のいずれかのヌクレオチドと3個以下のヌクレオチドだけ、好ましくは2個以下のヌクレオチドだけ、より好ましくは1個以下のヌクレオチドだけ異なる、および最も好ましくは表1のいずれかの配列のいずれのヌクレオチドとも異ならない、少なくとも15個、好ましくは少なくとも16個、より好ましくは少なくとも17個、さらにより好ましくは少なくとも18個の、および最も好ましくは全てのヌクレオチドの第2の配列をさらに含み、第2の配列は、生理的条件下で第1の配列にハイブリダイズでき、好ましくは核酸は、RNAi経路を介してLPA発現を抑制できるsiRNAである。
本明細書で記載の核酸は、LPAの発現を抑制できる。抑制は完全であり得る、すなわち、本発明の核酸に非存在下でのLPAの発現レベルに比較して、0%の残存する発現であり得る。LPA発現の抑制は、部分的であり得、すなわち、それは、本発明の核酸の非存在下でのLPA発現の15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または中間値であり得る。抑制のレベルは、処理試料を未処理試料とまたは、例えば、LPAを標的にしないsiRNAなどの対照で処理した試料と比較することにより測定し得る。抑制は、LPA mRNAおよび/またはタンパク質レベルまたはバイオマーカーのレベルまたはLPA存在または活性と相関する指標を測定することにより、評価し得る。それは、本明細書で記載の核酸でインビトロ処理された細胞で測定し得る。代わりに、または追加して、抑制は、前もって本明細書で開示の核酸で治療した対象から採取した、肝細胞などの細胞、または肝臓組織などの組織、または肝臓などの臓器、または血液、血清、リンパ液、もしくはいずれか他の体部位などの体液で測定し得る。好ましくは、LPA発現の抑制は、理想的条件下(適切な濃度および条件のため実施例を参照)で本明細書により開示の核酸によるインビトロ処理の24または48時間後のLPA発現細胞中で測定されたLPA mRNAレベルを、未処理またはモック処理または対照核酸で処理した同じ細胞中で測定されたLPA mRNAレベルと比較することにより決定される。
本明細書で使用される場合、遺伝子発現に関して「抑制する」、「下方制御する」、または「低減する」という用語は、遺伝子の発現、または1種または複数のタンパク質またはタンパク質サブユニットをコードするRNA分子または等価RNA分子(例えば、mRNA)のレベル、または1種または複数のタンパク質またはタンパク質サブユニットの活性が、本発明の核酸または複合化核酸の非存在下で観察されるものより、またはヒト転写物に対し既知の相同性のないsiRNA(本明細書で非サイレンシング対照と呼ばれる)を基準にして、低いことを意味する。このような対照は、類似の方法で本発明の分子に結合または修飾され、同じ経路により標的細胞に送達され得る;例えば、発現は、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、15%、または中間値に、または本発明の核酸または複合化核酸の非存在下で、または非サイレンシング対照の存在下で、観察されるもの未満に低減され得る。
核酸は、それぞれ19~25ヌクレオチド長の第1の鎖および第2の鎖を含み得る。第1の鎖および第2の鎖は、異なる長さであり得る。
第1の鎖および/または第2の鎖はそれぞれ、17~35個、好ましくは18~30個、より好ましくは19~25個および最も好ましくは19個のヌクレオチド長であり、少なくとも1つの二重鎖領域は、10~25個のヌクレオチド長、好ましくは18~23個のヌクレオチド長であり得る。二本鎖は、2つの別々の鎖を含み得、または第1の鎖および第2の鎖を含む一本鎖を含み得る。
第1の鎖は、17~25個のヌクレオチド長であり得、好ましくはそれは18~24個のヌクレオチド長であり得、それは18、19、20、21、22、23または24個のヌクレオチド長であり得る。最も好ましくは、第1の鎖は19個のヌクレオチド長である。第2の鎖は独立に17~25個のヌクレオチド長であり得、好ましくはそれは18~24個のヌクレオチド長であり得、それは18、19、20、21、22、23または24個のヌクレオチド長であり得る。より好ましくは、第2の鎖は18または19個のヌクレオチド長であり、最も好ましくはそれは18ヌクレオチド長である。
核酸は、15~25ヌクレオチド対の長さであり得る。核酸は、17~23ヌクレオチド対の長さであり得る。核酸は、17~25ヌクレオチド対の長さであり得る。核酸は、23~24ヌクレオチド対の長さであり得る。核酸は、19~21ヌクレオチド対の長さであり得る。核酸は、21~23ヌクレオチド対の長さであり得る。
核酸は、19~25ヌクレオチド塩基対からなる二重鎖領域を含み得る。二重鎖領域は17、18、19、20、21、22、23、24または25塩基対からなり得、これは近接していてよい。好ましくは、二重鎖領域は、19塩基対からなれる。
好ましくは、核酸はRNA干渉を媒介する。
一実施形態では、細胞中のLPAの発現を抑制するための核酸は、第1の鎖および第1の鎖に少なくとも部分的に相補的な第2の鎖を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、上記第1の鎖は、配列番号9、5、1、3、7、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、または43の配列のいずれか1つに少なくとも70%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%、さらにより好ましくは少なくとも95%および最も好ましくは100%の配列同一性を有する、少なくとも15個、好ましくは少なくとも16個、より好ましくは少なくとも17個、さらにより好ましくは少なくとも18個および最も好ましくは少なくとも19個のヌクレオチドを含む。
さらなる態様では、記載されているように、核酸または複合化核酸は、核酸または複合化核酸の非存在下で観察される発現に比べて、LPA発現を少なくとも15%低減し得る。いずれかの前出の態様の全ての好ましい特徴はまた、この態様にも適用される。特に、LPAの発現は、核酸もしくは複合化核酸の非存在下でまたは非サイレンシング対照の存在下で観察される発現よりも、少なくとも次の所与%または90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、15%未満またはそれ未満に低減され得る。
核酸は、一端でオーバーハングを有し、他端で平滑末端を有し得る。核酸は、両端でオーバーハングを有し得る。核酸は、両端で平滑末端であり得る。核酸は、第1の鎖の5’-末端および第2の鎖3’-末端を有する末端で、または第1の鎖の3’-末端および第2の鎖の5’-末端を有する末端で、平滑末端であり得る。
本明細書で使用される場合、「オーバーハング」は、当該技術分野において標準的なおよび通例の意味、すなわち、二本鎖核酸中の相補鎖の末端ヌクレオチドを超えて伸びる核酸の一本鎖部分の意味を有する。用語「平滑末端」は、それにより末端ヌクレオチドが塩基対であるかどうかに関係なく両鎖が同じ位置で終わる、二本鎖核酸を含む。平滑末端での第1の鎖および第2の鎖の末端ヌクレオチドは、塩基対であり得る。平滑末端での第1の鎖および第2の鎖の末端ヌクレオチドは、対でない場合がある。平滑末端での第1の鎖および第2の鎖の末端の2つのヌクレオチドは、塩基対であり得る。平滑末端での第1の鎖および第2の鎖の末端の2つのヌクレオチドは、対でない場合がある。
核酸は、3'-または5'-末端でオーバーハングを含み得る。核酸は、第1の鎖で3'-オーバーハングを有し得る。核酸は、第2の鎖で3'-オーバーハングを有し得る。核酸は、第1の鎖で5’-オーバーハングを有し得る。核酸は、第2の鎖で5'-オーバーハングを有し得る。核酸は、第1の鎖の5'-末端および3'-末端の両方でオーバーハングを有し得る。核酸は、第2の鎖の5'-末端および3'-末端の両方でオーバーハングを有し得る。核酸は、第1の鎖で5'オーバーハングを有し、第2の鎖で3'-オーバーハングを有し得る。核酸は、第1の鎖で3'オーバーハングを有し、第2の鎖で5'-オーバーハングを有し得る。核酸は、第1の鎖で3'オーバーハングを有し、第2の鎖で3'-オーバーハングを有し得る。核酸は、第1の鎖で5'オーバーハングを有し、第2の鎖で5'-オーバーハングを有し得る。
第2の鎖または第1の鎖の3’-末端または5’-末端でのオーバーハングは、1、2、3、4および5個のヌクレオチド長さからなるものから選択され得る。任意選択で、オーバーハングは、1または2個のヌクレオチドからなり得、これは、修飾されてもまたは修飾されなくてもよい。
好ましくは、核酸は、siRNAである。siRNAは、RNA干渉(RNAi)経路により標的遺伝子の発現を抑制できる低分子干渉または低分子サイレンシングRNAである。抑制は、転写後の標的遺伝子のmRNA転写物の標的化分解により起こる。siRNAはRISC複合体の一部を形成する。RISC複合体は、標的配列を有する第1の(アンチセンス)鎖の配列相補性により標的RNAを特異的に標的にする。
好ましくは、核酸はRNA干渉を媒介する(RNAi)。核酸、または少なくとも核酸の第1の鎖は従って、好ましくはRISC複合体中に組み込まれ得る。その結果、核酸、または少なくとも核酸の第1の鎖は従って、RISC複合体を、核酸または少なくとも核酸の第1の鎖が少なくとも部分的に相補的である、特異的標的RNAに誘導できる。その後RISC複合体は、この標的RNAを特異的に切断し、その結果、RNAが由来する遺伝子の発現の抑制をもたらす。
核酸修飾
非修飾ポリヌクレオチド、特に、リボヌクレオチドは、細胞内ヌクレアーゼにより分解される傾向があり得、従って、修飾/修飾ヌクレオチドは、本発明の核酸に含まれ得る。このような修飾は、核酸をヌクレアーゼに対してより高い耐性にすることによりそれらを安定化するのを助け得る。この向上された耐性は、核酸をより長い期間にわたりRNA干渉を媒介することにおいて活性であるようにさせ、核酸が治療に使用される場合に特に望ましい。
本発明の核酸の修飾は通常、限定されないが、インビトロおよびインビボ安定性および天然RNA分子に対する固有のバイオアベイラビリティを含む潜在的制約を克服するために強力なツールを提供する。本発明による核酸は、化学修飾により修飾され得る。修飾核酸はまた、ヒトでのインターフェロン活性を誘導する可能性を最小限にできる。修飾は、標的細胞への核酸の機能的送達をさらに高め得る。本発明の修飾核酸は、第1の鎖または第2の鎖の一方または両方の1個または複数の化学修飾リボヌクレオチドを含み得る。リボヌクレオチドは、塩基、糖またはホスフェート部分の化学修飾を含み得る。リボ核酸は、核酸または塩基の類似体による置換または挿入により修飾され得る。
好ましくは、核酸の少なくとも1つの第1および/または第2の鎖は、修飾ヌクレオチド、好ましくは2’-F修飾ヌクレオチドなどの好ましくは非天然ヌクレオチドである。
本発明の1個または複数のオリゴヌクレオチドは、修飾され得る。核酸は、少なくとも1個の修飾ヌクレオチドを含み得る。修飾ヌクレオチドは、第1の鎖中に存在し得る。修飾ヌクレオチドは、第2の鎖中に存在し得る。修飾ヌクレオチドは、二重鎖領域中に存在し得る。修飾ヌクレオチドは、二重鎖領域の外側、すなわち、一本鎖領域に存在し得る。修飾ヌクレオチドは、第1の鎖上に存在し得、二重鎖領域の外側に存在し得る。修飾ヌクレオチドは、第2の鎖上に存在し得、二重鎖領域の外側に存在し得る。第1の鎖の3’-末端ヌクレオチドは、修飾ヌクレオチドであり得る。第2の鎖の3’-末端ヌクレオチドは、修飾ヌクレオチドであり得る。第1の鎖の5’-末端ヌクレオチドは、修飾ヌクレオチドであり得る。第2の鎖の5’-末端ヌクレオチドは、修飾ヌクレオチドであり得る。
本発明の核酸は、1個の修飾ヌクレオチドを有し得、または本発明の核酸は約2~4個の修飾ヌクレオチドを有し得、または核酸は約4~6個の修飾ヌクレオチド、約6~8個の修飾ヌクレオチド、約8~10個の修飾ヌクレオチド、約10~12個の修飾ヌクレオチド、約12~14個の修飾ヌクレオチド、約14~16個の修飾ヌクレオチド、約16~18個の修飾ヌクレオチド、約18~20個の修飾ヌクレオチド、約20~22個の修飾ヌクレオチド、約22~24個の修飾ヌクレオチド、24~26個の修飾ヌクレオチドまたは約26~28個の修飾ヌクレオチドを有し得る、または全てのヌクレオチドは修飾され得る。それぞれの場合で、上記修飾ヌクレオチドを含む核酸は、上記修飾ヌクレオチドを含まない同じ核酸と比較して、少なくとも50%のその活性を保持する。または逆も同じ。核酸は、上記修飾ヌクレオチドを含まない同じ核酸と比較して、その活性の55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%および100%および中間値を保持し、または上記修飾ヌクレオチドを含まない同じ核酸の100%を超える活性を有し得る。
修飾ヌクレオチドは、プリンまたはピリミジンであり得る。少なくとも半分のプリンが修飾され得る。少なくとも半分のピリミジンが修飾され得る。全てのプリンが修飾され得る。全てのピリミジンが修飾され得る。修飾ヌクレオチドは、3'-末端デオキシチミン(dT)ヌクレオチド、2'-O-メチル修飾ヌクレオチド、2'修飾ヌクレオチド、2'-デオキシ修飾ヌクレオチド、ロックドヌクレオチド、脱塩基ヌクレオチド、2'-アミノ修飾ヌクレオチド、2'-アルキル修飾ヌクレオチド、モルホリノヌクレオチド、ホスホラミデート、非天然塩基含有ヌクレオチド、5'-ホスホロチオエート基含有ヌクレオチド、ヌクレオチド、5'-リン酸または5'-リン酸模倣物を含むヌクレオチド、およびコレステリル誘導体またはドデカン酸ビスデシルアミド基に結合された末端ヌクレオチドからなる群より選択され得る。
核酸は、修飾ヌクレオチドを含むヌクレオチドを含み得、塩基は、2-アミノアデノシン、2,6-ジアミノプリン、イノシン、ピリジン-4-オン、ピリジン-2-オン、フェニル、シュードウラシル、2,4,6-トリメトキシベンゼン、3-メチルウラシル、ジヒドロウリジン、ナフチル、アミノフェニル、5-アルキルシチジン(例えば、5-メチルシチジン)、5-アルキルウリジン(例えば、リボチミジン)、5-ハロウリジン(例えば、5-ブロモウリジン)、6-アザピリミジン、6-アルキルピリミジン(例えば、6-メチルウリジン)、プロピン、キューオシン、2-チオウリジン、4-チオウリジン、ワイブトシン、ウィブトキソシン、4-アセチルシチジン、5-(カルボキシヒドロキシメチル)ウリジン、5'-カルボキシメチルアミノメチル-2-チオウリジン、5-カルボキシメチルアミノメチルウリジン、ベータ-D-ガラクトシルクェオシン、1-メチルアデノシン、1-メチルイノシン、2,2-ジメチルグアノシン、3-メチルシチジン、2-メチルアデノシン、2-メチルグアノシン、N6-メチルアデノシン、7-メチルグアノシン、5-メトキシアミノメチル-2-チオウリジン、5-メチルアミノメチルウリジン、5-メチルカルボニルメチルウリジン、5-メチルオキシウリジン、5-メチル-2-チオウリジン、2-メチルチオ-N6-イソペンテニルアデノシン、ベータ-D-マンノシルクェオシン、ウリジン-5-オキシ酢酸および2-チオシチジンから選択される。
本明細書で考察の核酸としては、非修飾RNAならびに修飾されて効力が向上したRNA、およびヌクレオシド代用物のポリマーが挙げられる。非修飾RNAは、核酸の成分、すなわち、糖類、塩基、およびホスフェート部分が、天然で生ずるもの、例えば人体中で天然に生じるものと同じまたは実質的に同じである、分子を指す。本明細書で使用される場合、修飾ヌクレオチドは、1個または複数のヌクレオチドの成分、すなわち、糖類、塩基およびホスフェート部分が、天然で生じるものとは異なるヌクレオチドを指す。それらは、無論、修飾のために、修飾ヌクレオチドと呼ばれるが、この用語は、ヌクレオチドではない分子も含み、例えば、リボリン酸骨格が、鎖間のハイブリダイゼーションを可能にする非リボリン酸構築物で置換される、すなわちこの修飾されたヌクレオチドがリボリン酸骨格を模倣する、ポリヌクレオチド分子も含む。
核酸内で生じる以下に記載の多くの修飾は、塩基、もしくはホスフェート部分、またはホスフェート部分の非結合Oの修飾のように、ポリヌクレオチド分子内で反復されるであろう。いくつかの事例では、修飾は、ポリヌクレオチド中の全ての可能な位置/ヌクレオチドで生じるであろうが、多くの場合、そうではないであろう。修飾は、3'または5'末端位置でのみ生じ得、末端ヌクレオチド上の位置でまたは鎖の最後の2、3、4、5、または10個のヌクレオチド中などの末端領域でのみ生じ得る。修飾は、二本鎖領域、一本鎖領域、または両方で生じ得る。修飾は、本発明の核酸の二本鎖領域中でのみ生じ得るか、または本発明の核酸の一本鎖領域中でのみ生じ得る。非結合O位置でのホスホロチオエート修飾は、一方または両方の末端でのみ生じ得、末端領域中、例えば、末端ヌクレオチド上の位置でまたは鎖の最後の2、3、4または5個のヌクレオチド中でのみ生じ得、または二本鎖中、および/または一本鎖領域中、特に末端で生じ得る。5'末端または3'末端はリン酸化され得る。
本発明の核酸の安定性は、オーバーハング中に特定の塩基を含むことにより、または修飾ヌクレオチドを含むために、一本鎖オーバーハング中に、例えば、5'または3'オーバーハング中、または両方中に、特定の塩基を含むことにより、高め得る。プリンヌクレオチドは、オーバーハング中に含まれ得る。3'または5'オーバーハング中の全てのまたはいくつかの塩基が修飾され得る。修飾は、リボース糖の2'OH基での修飾の使用、リボヌクレオチドではなくデオキシリボヌクレオチドの使用、およびホスホロチオエート修飾などのリン酸基中の修飾の使用を含んでよい。オーバーハングは、標的配列と相同である必要はない。
ヌクレアーゼは、核酸リン酸ジエステル結合を加水分解できる。しかし、核酸に対する化学修飾は、改善された特性を付与でき、ヌクレアーゼに対するより高い安定性をオリゴリボヌクレオチドに付与できる。
本明細書で使用される場合、修飾核酸は、下記の1種または複数を含んでよい。
(i)変化、例えば、一方または両方の非結合ホスフェート酸素および/または1個または複数の結合ホスフェート酸素(本発明の核酸の5'および3'末端であっても、結合と見なされる)の置換;
(ii)変化、例えば、リボース糖の成分の置換、例えば、リボース糖上の2'ヒドロキシルの置換;
(iii)リン酸部分の「デホスホ」リンカーによる置換;
(iv)天然の塩基の修飾または置換;
(v)リボースホスフェート骨格の置換または修飾;
(vi)RNAの3'末端または5'末端の修飾、例えば、末端リン酸基の除去、修飾もしくは置換または部分の結合、例えば、RNAの3'または5'末端への蛍光標識部分の結合。
用語の置換、修飾、変化は、天然の分子からの差異を示す。
特定の修飾については、下でさらに詳細に考察する。
修飾リン酸基の例は、ホスホロチオエート、ホスホロセレン酸、ボラノリン酸、ボラノリン酸エステル、水素ホスホネート、ホスホロアミデート、アルキルまたはアリールホスホネートおよびホスホトリエステルを含む。ジチオリン酸は、硫黄により置換された両方の非結合酸素を有する。リン酸基中の1つ、それぞれのまたは両方の非結合酸素は独立に、S、Se、B、C、H、N、またはOR(Rはアルキルまたはアリール)のいずれか1つであり得る。
ホスフェートリンカーはまた、窒素(架橋ホスホロアミデート)、硫黄(架橋ホスホロチオエート)および炭素(架橋メチレンホスホネート)による結合酸素の置換により修飾できる。置換は、末端酸素で生じ得る。非結合酸素の窒素による置換が可能である。
修飾ヌクレオチドは、糖基の修飾を含み得る。2'ヒドロキシル基(OH)は、多くの異なる「オキシ」または「デオキシ」置換基で修飾または置換できる。
「オキシ」-2’ヒドロキシル基修飾の例には次記が挙げられる:アルコキシまたはアリールオキシ(OR、例えば、R=H、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖);ポリエチレングリコール(PEG)、O(CH2CH2O)CH2CH2OR;内部で2’ヒドロキシルが、例えば、メチレン架橋により、同じリボース糖の4’炭素に連結されている「ロックド」核酸(LNA);O-AMINE(AMINE=NH2;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、またはジヘテロアリールアミノ、エチレンジアミン、ポリアミノ)およびアミノアルコキシ、O(CH2)AMINE(例えば、AMINE=NH2;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、またはジヘテロアリールアミノ、エチレンジアミン、ポリアミノ)。
「デオキシ」修飾には次記が挙げられる:水素、ハロゲン、アミノ(例えば、NH2;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、またはアミノ酸);NH(CH2CH2NH)CH2CH2-AMINE(AMINE=NH2;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、またはジヘテロアリールアミノ)、-NHC(O)R(R=アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖)、シアノ;メルカプト;アルキル-チオ-アルキル;チオアルコキシ;および例えば、アミノ官能基によりで任意に置換されてもよいアルキル、シクロアルキル、アリール、アルケニルおよびアルキニル。特定の実施形態の他の置換基としては、2'-メトキシエチル、2'-OCH3、2'-O-アリル、2'-C-アリル、および2'-フルオロが挙げられる。
糖基は、リボース中の対応する炭素と逆の立体化学的配置を有する1個または複数の炭素も含んでよい。従って、修飾ヌクレオチドは、アラビノースなどの糖を含み得る。
修飾ヌクレオチドはまた、C-1'の位置の核酸塩基を欠く「脱塩基」糖を含んでよい。これらの脱塩基糖は、1個または複数の構成糖原子の修飾をさらに含んでよい。
2'修飾を1つまたは複数のホスフェートリンカー修飾(例えば、ホスホロチオエート)と組み合わせて使用し得る。
リン酸基は、非リン含有コネクターにより個別に置換できる。
リン酸基を置換できる部分の例としては、シロキサン、カーボネート、カルボキシメチル、カルバメート、アミド、チオエーテル、エチレンオキシドリンカー、スルホネート、スルホンアミド、チオホルムアセタール、ホルムアセタール、オキシム、メチレンイミノ、メチレンメチルイミノ、メチレンヒドラゾ、メチレンジメチルヒドラゾおよびメチレンオキシメチルイミノが挙げられる。特定の実施形態では、置換は、メチレンカルボニルアミノおよびメチレンメチルイミノ基を含み得る。
リン酸リンカーおよびリボース糖は、ヌクレアーゼ耐性ヌクレオチドにより置換され得る。
例としては、モルホリノ、シクロブチル、ピロリジンおよびペプチド核酸(PNA)ヌクレオシド代用物が挙げられる。特定の実施形態では、PNA代用物が使用され得る。
オリゴヌクレオチドの3'および5'を修飾できる。このような修飾は、分子の3'末端または5'末端または両末端の位置であり得る。それらは、全体末端ホスフェートまたはリン酸基の1個または複数の原子の修飾または置換を含んでよい。例えば、オリゴヌクレオチドの3'および5'末端は、標識部分、例えば、フルオロフォア(例えば、ピレン、TAMRA、フルオレセイン、Cy3またはCy5色素)または保護基(例えば、硫黄、シリコン、ホウ素またはエステル系)などの他の機能性分子実体に結合されてよい。機能的分子実体は、リン酸基および/またはリンカーを介して糖に結合されてよい。リンカーの末端原子は、糖のリン酸基またはC-3'またはC-5'のO、N、SまたはC基の結合原子に連結されるまたはこれを置換できる。あるいは、リンカーは、ヌクレオチド代用物(例えば、PNA)の末端原子に連結されるまたはこれを置換できる。これらのスペーサーまたはリンカーには、例えば、-(CH-、-(CHN-、-(CHO-、-(CHS-、-(CHCHO)CHCHO-(例えば、n=3または6)、脱塩基糖、アミド、カルボキシ、アミン、オキシアミン、オキシイミン、チオエーテル、ジスルフィド、チオ尿素、スルホンアミド、またはモルホリノ、またはビオチンおよびフルオレセイン試薬を挙げることができる。3’末端は、-OH基であり得る。
末端修飾の他の例としては次記が挙げられる:色素、挿入剤(例えば、アクリジン)、架橋剤(例えば、プソラレン、マイトマイシンC)、ポルフィリン(TPPC4、テキサフィリン、サフィリン)、多環式芳香族炭化水素(例えば、フェナジン、ジヒドロフェナジン)、人工エンドヌクレアーゼ、EDTA、親油性担体(例えば、コレステロール、コール酸、アダマンタン酢酸、1-ピレン酪酸、ジヒドロテストステロン、1,3-ビス-O(ヘキサデシル)グリセリン、ゲラニルオキシヘキシル基、ヘキサデシルグリセリン、ボルネオール、メントール、1,3-プロパンジオール、ヘプタデシル基、パルミチン酸、ミリスチン酸、O3-(オレオイル)リトコール酸、O3-(オレオイル)コレン酸、ジメトキシトリチル、またはフェノキサジン)およびペプチド複合体(例えば、アンテナペディアペプチド、Tatペプチド)、アルキル化剤、ホスフェート、アミノ、メルカプト、PEG(例えば、PEG-40K)、MPEG、[MPEG]2、ポリアミノ、アルキル、置換アルキル、放射標識マーカー、酵素、ハプテン(例えば、ビオチン)、輸送/吸収促進物質(例えば、アスピリン、ビタミンE、葉酸)、合成リボヌクレアーゼ(例えば、イミダゾール、ビスイミダゾール、ヒスタミン、イミダゾールクラスター、アクリジンイミダゾール複合体、テトラアザ大環状環のEu3+複合体)。
末端修飾を、活性の調節または分解に対する耐性の調節を含む、多くの理由のために付加できる。活性の調節のために有用な末端修飾は、ホスフェートまたはホスフェート類似体を用いる5'末端の修飾を含む。第1のまたは第2の鎖に基づく本発明の核酸は、5'末端で5'リン酸化され得るかまたはホスホリル類似体を含み得る。5'-ホスフェート修飾は、RISC媒介遺伝子サイレンシングと適合する修飾を含む。好適な修飾は、次記を含む:5′-モノホスフェート((HO)(O)P-O-5′);5′-ジホスフェート((HO)(O)P-O-P(HO)(O)-O-5′);5′-トリホスフェート((HO)(O)P-O-(HO)(O)P-O-P(HO)(O)-O-5′);5′-グアノシンキャップ(7-メチル化または非メチル化)(7m-G-O-5′-(HO)(O)P-O-(HO)(O)P-O-P(HO)(O)-O-5′);5′-アデノシンキャップ(Appp)、および任意の修飾または非修飾ヌクレオチドキャップ構造体(N-O-5′-(HO)(O)P-O-(HO)(O)P-O-P(HO)(O)-O-5′);5′-モノチオホスフェート(ホスホロチオエート;(HO)(S)P-O-5′);5′-モノジチオホスフェート(ホスホロジチオエート;(HO)(HS)(S)P-O-5′),5′-ホスホロチオレート((HO)2(O)P-S-5′);酸素/硫黄置換モノホスフェート、ジホスフェートおよびトリホスファテスの任意の追加の組み合わせ(例えば、5′-アルファ-チオトリホスフェート、5′-ガンマ-チオトリホスフェート、など)、5′-ホスホルアミデート((HO)2(O)P-NH-5′、(HO)(NH2)(O)P-O-5′)、5′-アルキルホスホネート(R=アルキル=メチル、エチル、イソプロピル、プロピル、など、例えば、RP(OH)(O)-O-5′-、(OH)(O)P-5′-CH-)、5'ビニルホスホネート、5′-アルキルエテルホスホネート(R=アルキルエーテル=メトキシメチル(MeOCH-)、エトキシメチル、など、例えば、RP(OH)(O)-O-5′-)。
末端修飾はまた、分布の監視のために有用であり得、このような場合、付加されるべき基としては、フルオロフォア、例えば、フルオレセインまたはAlexa色素が挙げられる。末端修飾はまた、取り込みを高めるために有用であり、このために有用な修飾としては、コレステロールが挙げられる。末端修飾はまた、RNA薬剤の別の部分への架橋のために有用である。
アデニン、グアニン、シトシンおよびウラシルは、RNAで認められる最もよくある塩基である。これらの塩基は、修飾または置換されて改善された特性を有するRNAをもたらす。例えば、ヌクレアーゼ耐性オリゴリボヌクレオチドは、これらの塩基または合成および天然の核酸塩基(例えば、イノシン、チミン、キサンチン、ヒポキサンチン、ネブラリン、イソグアノシン、またはツベルシジン(tubercidine))ならびに上記の修飾のいずれか1種を用いて調製できる。あるいは、上記塩基のいずれかの置換または修飾された類似体および「ユニバーサル塩基」を採用できる。例としては、次記が挙げられる:2-アミノアデニン、アデニンおよびグアニンの6-メチルおよび他のアルキル誘導体;アデニンおよびグアニンの2-プロピルおよび他のアルキル誘導体;5-ハロウラシルおよびシトシン;5-プロピニルウラシルおよびシトシン;6-アゾウラシル、シトシンおよびチミン;5-ウラシル(偽ウラシル)、4-チオウラシル、5-ハロウラシル、5-(2-アミノプロピル)ウラシル、5-アミノアリルウラシル;8-ハロ、アミノ、チオール、チオアルキル、ヒドロキシル、および他の8-置換アデニンおよびグアニン;5-トリフルオロメチル、および他の5-置換ウラシルおよびシトシン;7-メチルグアニン;5-置換ピリミジン;6-アザピリミジン;およびN-2、N-6、およびO-6置換プリン(2-アミノプロピルアデニンを含む);5-プロピニルウラシルおよび5-プロピニルシトシン;ジヒドロウラシル;3-デアザ-5-アザシトシン;2-アミノプリン;5-アルキルウラシル;7-アルキルグアニン;5-アルキルシトシン;7-デアザアデニン;N6,N6-ジメチルアデニン;2,6-ジアミノプリン;5-アミノ-アリル-ウラシル;N3-メチルウラシル;置換1,2,4-トリアゾール;2-ピリジノン;5-ニトロインドール;3-ニトロピロール;5-メトキシウラシル;ウラシル-5-オキシ酢酸;5-メトキシカルボニルメチルウラシル;5-メチル-2-チオウラシル;5-メトキシカルボニルメチル-2-チオウラシル;5-メチルアミノメチル-2-チオウラシル;3-(3-アミノ-3-カルボキシプロピル)ウラシル;3-メチルシトシン;5-メチルシトシン;N2-アセチルシトシン;2-チオシトシン;N6-メチルアデニン;N6-イソペンチルアデニン;2-メチルチオ-N6-イソペンテニルアデニン;N-メチルグアニン;またはO-アルキル化塩基。
本明細書で使用される場合、「非対形成ヌクレオチド類似体」という用語は、限定されないが、6脱アミノアデノシン(ネブラリン)、4-Me-インドール、3-ニトロピロール、5-ニトロインドール、Ds、Pa、N3-MeリボU、N3-MeリボT、N3-Me-dC、N3-Me-dT、N1-Me-dG、N1-Me-dA、N3-エチル-dC、N3-Me-dCなどの、非塩基対部分を含むヌクレオチド類似体を意味する。いくつかの実施形態では、非塩基対形成ヌクレオチド類似体は、リボヌクレオチドである。他の実施形態では、それはデオキシリボヌクレオチドである。
本明細書で使用される場合、「末端官能基」という用語は、限定されないが、ハロゲン、アルコール、アミン、カルボン酸、エステル、アミド、アルデヒド、ケトン、エーテル基を含む。
特定の部分は、第1の鎖または第2の鎖の5’末端に結合し得る。これらには、次記が含まれる:脱塩基リボース部分、脱塩基デオキシリボース部分、2’Oアルキル修飾を含む修飾脱塩基リボースおよび脱塩基デオキシリボース部分;逆位脱塩基リボースおよび脱塩基デオキシリボース部分およびその修飾物、C6-イミノ-Pi;L-DNAおよびL-RNAを含むミラーヌクレオチド;5’OMeヌクレオチド;および4’、5’-メチレンヌクレオチドを含むヌクレオチド類似体;1-(β-D-エリスロフラノシル)ヌクレオチド;4’-チオヌクレオチド、炭素環式ヌクレオチド;5’-アミノ-リン酸アルキル;1,3-ジアミノ-2-プロピルホスフェート、3-アミノプロピルホスフェート;6-アミノヘキシルホスフェート;12-アミノドデシルホスフェート;ヒドロキシプロピルホスフェート;1,5-アンヒドロヘキシトールヌクレオチド;アルファヌクレオチド;トレオペントフラノシルヌクレオチド;非環式3’、4’-セコヌクレオチド;3,4-ジヒドロキシブチルヌクレオチド;3,5-ジヒドロキシペンチルヌクレオチド、5-5’-逆位脱塩基部分;1,4-ブタンジオールホスフェート;5’-アミノ;および架橋または非架橋メチルホスホネートおよび5’-メルカプト部分。
本発明の核酸は、脱塩基ヌクレオチドを含み得る。本明細書で使用される場合、用語「脱塩基」は、1'位置で一つの塩基を欠くかまたは一つの塩基の代わりに他の化学基を有する部分を指し、例えば、3'、3'-結合または5'、5'-結合デオキシ脱塩基リボース誘導体である。
核酸は、修飾された第2のおよび/または第1の鎖上に1個または複数のヌクレオチドを含み得る。ヌクレオチドが交互に修飾されて、修飾ヌクレオチドを形成し得る。
本明細書に記載の交互は、規則的に代わる代わる交替して起こることを意味する。換言すれば、交互は、反復して交替で起こることを意味する。例えば、1個のヌクレオチドが修飾される場合、次の隣接ヌクレオチドは修飾されず、その次の隣接ヌクレオチドは修飾される、等々。第1と第2の修飾が異なる場合、1個のヌクレオチドは第1の修飾で修飾され得、次の隣接ヌクレオチドは第2の修飾により修飾され得、および次の隣接ヌクレオチドは第1の修飾により修飾される、等々。
本発明の核酸の第1の鎖の1個または複数の奇数ヌクレオチドが修飾され得、第1の鎖は5’側から3’側へ番号が付与され、最も5’ -側のヌクレオチドが第1の鎖のヌクレオチド番号1である。本明細書に記載の用語の「奇数」は、2で割り切れない数字を意味する。奇数の例は、1、3、5、7、9、11などである。本発明の核酸の第1の鎖の1個または複数の偶数ヌクレオチドが修飾され得、ここで第1の鎖は、5'側から3'側へ番号が付けられる。本明細書に記載の用語の「偶数」は、2で一様に割り切れる数字を意味する。偶数の例は、2、4、6、8、10、12、14などである。本発明の核酸の第2の鎖の1個または複数の奇数ヌクレオチドが修飾され得、第2の鎖は3’側から5’側へ番号が付与され、最も3’ -側のヌクレオチドが第2の鎖のヌクレオチド番号1である。本発明の核酸の第2の鎖の1個または複数の偶数ヌクレオチドが修飾され得、ここで第2の鎖は、3'側から5'側へ番号が付けられる。
第1および/または第2の鎖上の1個または複数のヌクレオチドが修飾されて、修飾ヌクレオチドを形成し得る。第1の鎖の1個または複数の奇数ヌクレオチドが修飾され得る。第1の鎖の1個または複数の偶数ヌクレオチドが少なくとも第2の修飾により修飾され得、ここで少なくとも第2の修飾は、1個または複数の奇数のヌクレオチド上の修飾とは異なる。1個または複数の修飾偶数ヌクレオチドの少なくとも1個は、1個または複数の修飾奇数ヌクレオチドの少なくとも1個に隣接し得る。
本発明の核酸では、第1の鎖中の複数の奇数ヌクレオチドが修飾され得る。第1の鎖中の複数の偶数ヌクレオチドが第2の修飾により修飾され得る。第1の鎖は、共通の修飾により修飾された隣接するヌクレオチドを含み得る。第1の鎖は、第2の異なる修飾により修飾された隣接するヌクレオチドも含み得る。
第2の鎖の1個または複数の奇数ヌクレオチドは、第1の鎖上の奇数ヌクレオチドの修飾とは異なる修飾により修飾され得る、および/または第2の鎖の1個または複数の偶数ヌクレオチドは、第1の鎖の奇数ヌクレオチドの同じ修飾により修飾され得る。第2の鎖の1個または複数の修飾偶数ヌクレオチドの少なくとも1個は、1個または複数の修飾奇数ヌクレオチドに隣接し得る。第2の鎖の複数の奇数ヌクレオチドは、共通の修飾により修飾され得、および/または複数の偶数ヌクレオチドは第1の鎖の奇数ヌクレオチド上に存在する同じ修飾により修飾され得る。第2の鎖上の複数の奇数ヌクレオチドは、第2の修飾により修飾され得、ここで第2の修飾は、第1の鎖の奇数ヌクレオチドの修飾とは異なる。
第2の鎖は、共通の修飾により修飾された隣接するヌクレオチドを含み得、これは、第1の鎖の奇数ヌクレオチドの修飾とは異なる第2の修飾であり得る。
本発明の核酸では、第1の鎖中のそれぞれの奇数ヌクレオチドおよび第2の鎖中のそれぞれの偶数ヌクレオチドは、共通の修飾により修飾され得、それぞれの偶数ヌクレオチドは、第2の修飾を有する第1の鎖中で修飾され得、それぞれの奇数ヌクレオチドは、第2の異なる修飾を有する第2の鎖中で修飾され得る。
本発明の核酸は、第2の鎖の非修飾のまたは異なって修飾されたヌクレオチドに対して、少なくとも1個のヌクレオチドだけシフトされた第1の鎖の修飾ヌクレオチドを有し得る。
1個または複数またはそれぞれの奇数ヌクレオチドは、第1の鎖中で修飾され得、1個または複数またはそれぞれの偶数ヌクレオチドは、第2の鎖中で修飾され得る。一方または両方の鎖上の1個または複数またはそれぞれの交互ヌクレオチドは、第2の修飾により修飾され得る。1個または複数またはそれぞれの偶数ヌクレオチドは、第1の鎖中で修飾され得、1個または複数またはそれぞれの偶数ヌクレオチドは、第2の鎖中で修飾され得る。一方または両方の鎖上の1個または複数またはそれぞれの交互ヌクレオチドは、第2の修飾により修飾され得る。1個または複数またはそれぞれの奇数ヌクレオチドは、第1の鎖中で修飾され得、1個または複数またはそれぞれの奇数ヌクレオチドは、第2の鎖中で共通の修飾により修飾され得る。一方または両方の鎖上の1個または複数またはそれぞれの交互ヌクレオチドは、第2の修飾により修飾され得る。1個または複数またはそれぞれの偶数ヌクレオチドは、第1の鎖中で修飾され得、1個または複数またはそれぞれの奇数ヌクレオチドは、第2の鎖中で共通の修飾により修飾され得る。一方または両方の鎖上の1個または複数またはそれぞれの交互ヌクレオチドは、第2の修飾により修飾され得る。
本発明の核酸は、1つまたは両方の鎖中で交互修飾の少なくとも2つの領域を有する一本鎖または二本鎖構築物を含み得る。これらの交互領域は、最大約12個のヌクレオチドを含み得るが、好ましくは約3~約10個のヌクレオチドを含む。交互ヌクレオチドの領域は、本発明の核酸の1つまたは両方の鎖の末端に位置し得る。核酸は、各末端(3'および5')に4~約10個のヌクレオチドの交互ヌクレオチドを含み得、これらの領域は、約5~約12個の近接した非修飾のあるいは異なってまたは共通に修飾されたヌクレオチドにより分離され得る。
第1の鎖の奇数ヌクレオチドは修飾され得、偶数ヌクレオチドは第2の修飾により修飾され得る。第2の鎖は、共通の修飾により修飾された隣接するヌクレオチドを含み得、これは、第1の鎖の奇数ヌクレオチドの修飾と同じであり得る。第2の鎖の1個または複数のヌクレオチドはまた、第2の修飾により修飾され得る。第2の修飾を有する1個または複数のヌクレオチドは、相互に、および第1の鎖の奇数ヌクレオチドの修飾と同じである修飾を有するヌクレオチドに隣接し得る。第1の鎖はまた、2個のヌクレオチドの3'末端および5'末端間で、ホスホロチオエート結合を含み得る。第2の鎖は、5’末端の2個のヌクレオチド間で、ホスホロチオエート結合を含み得る。第2の鎖はまた、5'末端でリガンドに結合され得る。
本発明の核酸は、共通の修飾により修飾された隣接ヌクレオチドを含む第1の鎖を含み得る。1個または複数のこのようなヌクレオチドは、第2の修飾により修飾され得る1個または複数のヌクレオチドに隣接し得る。第2の修飾を有する1個または複数のヌクレオチドは、隣接し得る。第2の鎖は、共通の修飾により修飾された隣接するヌクレオチドを含み得、これは、第1の鎖の1個または複数ヌクレオチドの修飾の1つと同じであり得る。第2の鎖の1個または複数のヌクレオチドはまた、第2の修飾により修飾され得る。第2の修飾を有する1個または複数のヌクレオチドは、隣接し得る。第1の鎖はまた、2個のヌクレオチドの5'末端および3'末端間で、ホスホロチオエートを含み得る。第2の鎖は、2つのヌクレオチドの3'末端で、ホスホロチオエート結合を含み得る。第2の鎖はまた、5'末端でリガンドに結合され得る。
第1の鎖上で5'側から3'側へ、および第2の鎖上で3'側から5'側へ番号が付されたヌクレオチド1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23および25は、第1の鎖上の修飾により修飾され得る。2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22および24の番号を付されたヌクレオチドは、第1の鎖上で第2の修飾により修飾され得る。1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23の番号が付されたヌクレオチドは、第2の鎖上の修飾により修飾され得る。2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22および24の番号を付されたヌクレオチドは、第2の鎖上で第2の修飾により修飾され得る。ヌクレオチドは、本発明の核酸のために、第1の鎖上で5'側から3'側へ、および第2の鎖上で3'側から5'側へ番号が付される。
2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22および24の番号を付されたヌクレオチドは、第1の鎖上の修飾により修飾され得る。1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23の番号が付されたヌクレオチドは、第1の鎖上の第2の修飾により修飾され得る。1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23の番号が付されたヌクレオチドは、第2の鎖上の修飾により修飾され得る。2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22および24の番号を付されたヌクレオチドは、第2の鎖上で第2の修飾により修飾され得る。
明らかに、第1および/または第2の鎖が19個のヌクレオチド長などの25個のヌクレオチド長より短い場合、修飾されるべき20、21、22、23、24および25の番号が付されたヌクレオチドは存在しない。当業者には、上の説明は、より短い鎖にもそれに応じて当てはまることが理解される。
第1の鎖上の1個または複数の修飾ヌクレオチドは、共通の修飾を有する第2の鎖上の修飾ヌクレオチドと対形成し得る。第1の鎖上の1個または複数の修飾ヌクレオチドは、異なる修飾を有する第2の鎖上の修飾ヌクレオチドと対形成し得る。第1の鎖上の1個または複数の修飾ヌクレオチドは、第2の鎖上の非修飾ヌクレオチドと対形成し得る。第2の鎖上の1個または複数の修飾ヌクレオチドは、第1の鎖上の非修飾ヌクレオチドと対形成し得る。換言すれば、交互ヌクレオチドは、2つの鎖上で整列させることができ、例えば、第2の鎖の交互領域中の全ての修飾は、第1の鎖中の同一の修飾と対形成され、あるいは、修飾は他の鎖中で異種修飾(すなわち、第2のまたはさらなる修飾)と対形成している1つの鎖の交互領域中で共通の修飾を有する1ヌクレオチドにより補われてよい。別の選択肢は、それぞれの鎖中で異種修飾を有することである。
第1の鎖上の修飾は、第2の鎖上で修飾ヌクレオチドに対して1ヌクレオチドだけシフトされ、それにより、共通修飾ヌクレオチドは相互に対形成されない。
修飾(単数または複数)はそれぞれ独立に、3'-末端デオキシチミン、2'-O-メチル、2'-デオキシ修飾、2'-アミノ修飾、2'-アルキル修飾、モルホリノ修飾、ホスホラミデート修飾、5'-ホスホロチオエート基修飾、5'-リン酸または5'-リン酸模倣物修飾およびコレステリル誘導体またはドデカン酸ビスデシルアミド基修飾からなる群より選択され得、および/または修飾ヌクレオチドは、ロックドヌクレオチド、脱塩基ヌクレオチドまたは非天然塩基含有ヌクレオチドのいずれか1個であり得る。
少なくとも1つの修飾は、2'-O-メチルであり得、および/または少なくとも1つの修飾は2'-Fであり得る。本明細書に記載のさらなる修飾は、第1および/または第2の鎖上に存在し得る。
本発明の説明の全体を通して、「同じまたは共通の修飾」は、いずれかのヌクレオチドに対する同じ修飾を意味し、メチル基またはフルオロ基などの基で修飾されたA、G、CまたはUがそうである。同じヌクレオチド上の同じ付加物を意味すると解釈されるべきではない。例えば、2’F-dU、2’F-dA、2’F-dC、2’F-dGは全て、同じまたは共通の修飾と見なされ、2’-OMe-rU、2’-OMe-rA;2’-OMe-rC;2’-OMe-rGも同様である。2-’F修飾は、2’-OMe修飾とは異なる修飾である。
本発明のいくつかの代表的修飾核酸配列が実施例で示される。これらの実施例は、例示を意図したものであって、限定的なものではない。
好ましくは、核酸は、修飾および第2のまたはさらなる修飾を含み得、これらは、それぞれ個別に、2'-O-メチル修飾および2'-F修飾を含む群から選択される。核酸は2’-O-メチル(2’-OMe)である第1の修飾を含み、かつ2’-Fである第2の修飾を含み得る。本発明の核酸はまた、ホスホロチオエート修飾および/またはデオキシ修飾を含み得、これらは、それぞれのまたは両鎖のそれぞれまたは任意の末端の2または3個の末端ヌクレオチド中またはその間に存在し得る。
本発明は、さらなる態様として、細胞中のLPAの発現を抑制するための核酸を提供し、核酸は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、または43のヌクレオチド配列を含み、第1の鎖のヌクレオチドは奇数番号のヌクレオチド上で第1の修飾により修飾され、かつ偶数ヌクレオチド上で第2の修飾により修飾され、および第2の鎖のヌクレオチドが偶数ヌクレオチド上で第3の修飾により修飾され、かつ奇数ヌクレオチド上で第4の修飾により修飾され、少なくとも第1の修飾は第2の修飾と異なり、第3の修飾は第4の修飾とは異なる。第3および第1の修飾は同じでもまたは異なってもよく、第2の修飾および第4の修飾は同じでもまたは異なってもよい。第1と第2の修飾は、相互に異なってよく、第3と第4の修飾は、相互に異なってよい。
第2の鎖は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、または44のヌクレオチド配列を含み得る。第1の鎖のヌクレオチドは、奇数ヌクレオチド上で第1の修飾により修飾され、偶数ヌクレオチド上で第2の修飾により修飾され、および第2の鎖は、奇数ヌクレオチド上で第2の修飾により修飾され、偶数ヌクレオチド上で第1の修飾により修飾され得る。第1の修飾は、2’OMeおよび第2の修飾2’Fであり得る。 第1の鎖は配列番号5または配列番号9のヌクレオチド配列を含み得、および/または第2の鎖は配列番号6または配列番号10のヌクレオチド配列を含み得る。修飾は、表1に記載のものであり得る。
第1の鎖の5'末端から位置2および14のヌクレオチドが2'O-メチル修飾により修飾されず、および第1の鎖の位置13に対応する第2の鎖のヌクレオチドが2'O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖上の位置に「対応する」第2の鎖上のヌクレオチドは適切には、第1の鎖上のそのヌクレオチドと塩基対を形成するヌクレオチドである。
一態様では、第1の鎖の位置13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドは、第1の鎖の位置13と塩基対を形成するヌクレオチドである。
一態様では、第1の鎖の位置11に対応する第2の鎖上のヌクレオチドは、第1の鎖の位置11と塩基対を形成するヌクレオチドである。
一態様では、第1の鎖の位置12に対応する第2の鎖上のヌクレオチドは、第1の鎖の位置12と塩基対を形成するヌクレオチドである。
この命名法は、第2の鎖の他の位置にも適用され得る。例えば、二本鎖で平滑末端である19マー核酸では、第1の鎖の位置13は、第2の鎖の位置7と対を形成するであろう。第1の鎖の位置11は、第2の鎖の位置9と対を形成するであろう。この命名法は、第2の鎖の他の位置にも適用され得る。
第1の鎖の位置13に対応するヌクレオチドは適切には、二本鎖領域の第1のヌクレオチドから出発して、第2の鎖の3'から数えて第2の鎖の位置13である。同様に、第2の鎖の位置11は適切には、二本鎖領域の第1のヌクレオチドから出発して、第2の鎖の3'から11番目である。この命名法は、第2の鎖の他の位置にも適用され得る。
一態様では、部分的に相補的な第1と第2の鎖の場合には、第1の鎖上の位置に「対応する」第2の鎖のヌクレオチドは、その位置が、ミスマッチが存在する位置である場合には、塩基対を形成するとは限らないが、命名法の原理は、まだ当てはまる。
好ましいのは、二重鎖領域全体で完全に相補的であり(全てのオーバーハング領域を無視して)かつ核酸の二本鎖領域内でミスマッチが存在しない第1と第2の鎖である。
また、好ましいのは、次の核酸である。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されず、および第1の鎖の位置11に対応する第2の鎖上のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されず、および第1の鎖の位置11および13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸。
一態様では、第1の鎖の位置12に対応する第2の鎖上のヌクレオチドは、2’O-メチル修飾により修飾されない。核酸に対するこの制限は、本明細書で記載のいずれかの他の制限でも認められ得る。
従って、本発明の別の態様は、第1の鎖の5'末端から位置2および14のヌクレオチドが2'O-メチル修飾により修飾されず、および第1の鎖の位置11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドが2'O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸である。
第1の鎖の5'末端から位置2および14のヌクレオチドが2'O-メチル修飾により修飾されず、および第1の鎖の位置11、または13、または11および13、または11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドが2'フルオロ修飾により修飾される、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’フルオロ修飾により修飾され、および第1の鎖の位置11、または13、または11および13、または11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’フルオロ修飾により修飾され、および第1の鎖の位置11または13、または11および13、または好ましくは11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドが2’フルオロ修飾により修飾される、本明細書で開示の核酸。好ましくはこの実施形態では、第1の鎖の全ての偶数ヌクレオチドは2’フルオロ修飾により修飾され、第1の鎖の全ての奇数ヌクレオチドは2’O-メチル修飾により修飾される。加えて、第1の鎖上の位置11または13、または11および13、または好ましくは11~13に対応するもの以外の第2の鎖上のヌクレオチドは、2’O-メチル修飾により修飾される。このような核酸の利点の1つは、それは比較的小数の非天然修飾ヌクレオチドを含むが、それにもかかわらず、長期間にわたり標的遺伝子を効率的に抑制できることである。このような核酸は、より多くの非天然(2’F修飾)ヌクレオチドを有する対応する核酸よりも合成が容易である。
第1および/または第2の鎖のヌクレオチドの50%超が2’O-メチル修飾を含み、例えば、好ましくは第1と第2の両方の鎖の総ヌクレオチドのパーセンテージとして測定して、第1および/または第2の鎖の55%、60%、65%、70%、75%、80%、もしくは85%またはそれ超が2’O-メチル修飾を含む、本明細書で開示の核酸。
50%超の第1および/または第2の鎖のヌクレオチドが天然のRNA修飾を含む、好ましくは第1と第2の両方の鎖の総ヌクレオチドのパーセンテージとして測定して、55%、60%、65%、70%、75%、80%、もしくは85%のまたはそれを超える第1および/または第2の鎖がこのような修飾を含むなどの、本明細書で開示の核酸。好適な天然の修飾は、2O'メチルに加えて、他の2'糖修飾、特にDNAヌクレオチドをもたらす2'H修飾を含む。
好ましくは第1と第2両方の鎖の総ヌクレオチドのパーセンテージとして、20%以下、例えば、15%以下、例えば、10%以下などの第1および/または第2の鎖上の2’Oメチル修飾ではない2’修飾を有するヌクレオチドを含む、本明細書で開示の核酸。
好ましくは両方の鎖の総ヌクレオチドのパーセンテージとして、20%以下(15%以下または10%超など)の第1および/または第2の鎖上の2'フルオロ修飾を含む、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチド、ならびに第1の鎖の位置11または13、または11および13、または好ましくは11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドを除いて、すべてのヌクレオチドが2'O-メチル修飾により修飾される、本明細書で開示の核酸。好ましくは、2'O-メチルにより修飾されないヌクレオチドは、2'位置でフルオロにより修飾される。
好ましいのは、核酸の全てのヌクレオチドが糖上の2’位置で修飾される、本明細書で開示の核酸である。好ましくは、これらのヌクレオチドは2'-フルオロ修飾により修飾され、修飾は2'O-メチル修飾ではない。
本発明の核酸は、2'位置で2'Hにより修飾された1個または複数のヌクレオチドを含み得、従って、核酸内にDNAヌクレオチドを有する。本発明の核酸は、第1の鎖の5’末端から数えて、第1の鎖の位置2および/または14にDNAヌクレオチドを含み得る。核酸は、第1の鎖の位置11、または13、または11および13、または11~13に対応する第2の鎖上にDNAヌクレオチドを含み得る。
一態様では、本発明の核酸当たり1個のDNAが存在する。
本発明の核酸は、1個または複数のLNAヌクレオチドを含み得る。本発明の核酸は、第1の鎖の5’末端から数えて、第1の鎖の位置2および/または14にLNAヌクレオチドを含み得る。核酸は、第1の鎖の位置11、または13、または11および13、または11~13に対応する第2の鎖上にLNAを含み得る。
一態様では、核酸は、第1の鎖上で、好ましくは全鎖に沿って、交互する2’-Oメチル修飾および2’フルオロ修飾により修飾され、位置2および14(5'末端から出発して)は2’フルオロで修飾される。好ましくは第2の鎖は、第1の鎖の位置11または13、または11および13、または好ましくは11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドで2'フルオロ修飾により修飾される。好ましくは第2の鎖は、相補(二本鎖)領域の最初の位置で開始して3'末端から数えて位置11~13で2'フルオロ修飾により修飾され、残りの修飾は天然の修飾、好ましくは2'O-メチルである。この場合少なくとも、核酸は好ましくは、少なくとも第1の鎖の5’末端を含む末端で平滑末端を有する。
例えば第1の鎖の偶数ヌクレオチドに対応する位置にある第2の鎖のヌクレオチドは、第1の鎖の偶数ヌクレオチドに塩基対合される第2の鎖のヌクレオチドである。
核酸の一態様では、第1の鎖のヌクレオチド11またはヌクレオチド13またはヌクレオチド11および13または好ましくはヌクレオチド11~13に対応する位置の第2の鎖のヌクレオチド/複数ヌクレオチドは、第4の修飾により修飾される。好ましくは、第1の鎖のヌクレオチド11またはヌクレオチド13またはヌクレオチド11および13または好ましくはヌクレオチド11~13に対応する位置のヌクレオチド/複数ヌクレオチド以外の第2の鎖の全てのヌクレオチドは、第3の修飾により修飾される。好ましくは同じ核酸中で、第1の鎖のヌクレオチド2および14または好ましくは全ての偶数ヌクレオチドは、第1の修飾により修飾される。追加で、または代わりに、第1の鎖の奇数ヌクレオチドは、第2の修飾により修飾される。第4の修飾は好ましくは、第2の修飾と異なり、および好ましくは第3の修飾と異なり、および第4修飾は好ましくは、第1の修飾と同じである。第1および第4の修飾は好ましくは、2’-OMe修飾であり、第2および第3の修飾は好ましくは、2’-F修飾である。第1の鎖の上のヌクレオチドは、第1の鎖の5’末端のヌクレオチド番号1から連続して番号を付けられる。
核酸の一態様では、第1の鎖の全ての偶数ヌクレオチドは、第1の修飾により修飾され、第1の鎖の全ての奇数ヌクレオチドは、第2の修飾により修飾され、第1の鎖のヌクレオチド11~13に対応する位置の第2の鎖の全てのヌクレオチドは、第4修飾により修飾され、第1の鎖のヌクレオチド11~13に対応するヌクレオチド以外の第2の鎖の全てのヌクレオチドは、第3の修飾により修飾され、第1および第4の修飾は2’-Fであり、第2および第3の修飾は、2’-OMeである。第1の鎖の上のヌクレオチドは、第1の鎖の5’末端のヌクレオチド番号1から連続して番号を付けられる。
核酸の一態様では、第1の鎖および第2の鎖のそれぞれのヌクレオチドは、修飾ヌクレオチドである。
一態様は、好ましくは細胞中の、LPAの発現を抑制するための二本鎖核酸であり、核酸は、第1の鎖および第2の鎖を含み、第1の鎖の配列は、配列番号9、5、1、3、7、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、または43、好ましくは配列番号9の配列のいずれか1つと3個以下のヌクレオチドだけ異なる少なくとも15個のヌクレオチドの配列を含み、第1の鎖の全ての偶数ヌクレオチドは、第1の修飾により修飾され、第1の鎖の全ての奇数ヌクレオチドは、第2の修飾により修飾され、第1の鎖のヌクレオチド11~13に対応する位置の第2の鎖の全てのヌクレオチドは、第4の修飾により修飾され、第1の鎖のヌクレオチド11~13に対応するヌクレオチド以外の第2の鎖の全てのヌクレオチドは、第3の修飾により修飾され、第1および第4の修飾は2’-Fであり、第2および第3の修飾は、2’-OMeである。
一態様は、第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されず、かつ核酸が下記の1つまたは複数または全てを含む、SiRNA分子である核酸である:
(i)好ましくは第2の鎖の3’末端で3’-3’結合の、逆位ヌクレオチド;
(ii)1つまたは複数のジチオリン酸結合;
(iii)第1の鎖の位置11または13に対応する第2の鎖のヌクレオチドであって、2’O-メチル修飾により修飾されず、好ましくはこれらの位置の一方または両方が2’フルオロ修飾を含む、第2の鎖のヌクレオチド;
(iv)全てのヌクレオチドの少なくとも80%が2’O-メチル修飾を有するヌクレオチドを含む核酸;
(v)2’フルオロ修飾を有する20%以下のヌクレオチドを含む核酸。
また、本発明で提供されるのは、第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドおよび第2の鎖の5’末端から位置7および/または9または7~9のヌクレオチドが2’フルオロ修飾により修飾され、および残りのヌクレオチドの少なくとも90%が2’Oメチル修飾されるか、または別の天然2’修飾を含む、本明細書で開示の核酸である。オーバーハングのない平滑末端化二本鎖19塩基核酸について、特に好ましい例は:
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されず、および第2の鎖の5’末端からの位置7のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸である。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されず、および第2の鎖の5’末端からの位置9のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されず、および第2の鎖の5’末端からの位置7および9のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されず、および第2の鎖の5’末端からの位置7~9のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されず、および第2の鎖の5’末端からの位置7および/または9、または7~9のヌクレオチドが2’フルオロ修飾により修飾される、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’フルオロ修飾により修飾され、および第2の鎖の5’末端からの位置7および/または9、または7~9のヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾されない、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが2’フルオロ修飾により修飾され、および第2の鎖の5’末端からの位置7および/または9、または7~9のヌクレオチドが2’フルオロ修飾により修飾される、本明細書で開示の核酸。
第1および/または第2の鎖のヌクレオチドの50%超が2’O-メチル修飾を含み、例えば、好ましくは第1と第2の両方の鎖の総ヌクレオチドのパーセンテージとして測定して、第1および/または第2の鎖の55%、60%、65%、70%、75%、80%、もしくは85%またはそれ超が2’O-メチル修飾を含む、本明細書で開示の核酸。
50%超の第1および/または第2の鎖のヌクレオチドが天然のRNA修飾を含む、好ましくは第1と第2の両方の鎖の総ヌクレオチドのパーセンテージとして測定して、55%、60%、65%、70%、75%、80%、もしくは85%のまたはそれを超える第1および/または第2の鎖がこのような修飾を含むなどの、本明細書で開示の核酸。好適な天然の修飾は、2O'メチルに加えて、他の2'糖修飾、特にDNAヌクレオチドをもたらす2'H修飾を含む。
好ましくは、第1と第2両方の鎖の総ヌクレオチドのパーセンテージとして、20%以下、例えば、15%以下、または、例えば、10%超の第1および/または第2の鎖上の2’Oメチル修飾ではない2’修飾を有するヌクレオチドを含む、本明細書で開示の核酸。
好ましくは両方の鎖の総ヌクレオチドのパーセンテージとして、20%以下(15%以下または10%超など)の第1および/または第2の鎖上の2'フルオロ修飾を含む、本明細書で開示の核酸。
第1の鎖の5’末端からの位置2および14および第2の鎖の5’末端からの位置7および/または9のヌクレオチドを除き、全てのヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾される、本明細書で開示の核酸。好ましくは、2'O-メチルにより修飾されないヌクレオチドは、2'位置でフルオロにより修飾される。
第1の鎖の5’末端からの位置2および14および第2の鎖の5’末端からの位置7~9のヌクレオチドを除き、全てのヌクレオチドが2’O-メチル修飾により修飾される、本明細書で開示の核酸。好ましくは、2'O-メチルにより修飾されないヌクレオチドは、2'位置でフルオロにより修飾される。
20塩基対二重鎖領域を含む核酸では、第2の鎖は、好ましくは第1の鎖の位置13,12および11にそれぞれ対応する二本鎖の5’末端から数えてヌクレオチド8または9または10の2’O-メチル基を有さない。
21塩基対二重鎖領域を含む核酸では、第2の鎖は、好ましくは第1の鎖の位置13,12および11にそれぞれ対応する二本鎖の5’末端から数えてヌクレオチド9または10または11の2’O-メチル基を有さない。
本発明の核酸は、第1および/または第2の鎖の1つまたは複数の末端上に1つまたは複数のホスホロチオエート修飾を含み得る。任意選択で、第1の鎖のそれぞれのまたは両方の末端は、1個または2個または3個のホスホロチオエート修飾ヌクレオチドを含み得る。任意選択で、第2の鎖のそれぞれのまたは両方の末端は、1個または2個または3個のホスホロチオエート修飾ヌクレオチドを含み得る。
一実施形態では、第1の鎖は、少なくとも1つのホスホロチオエート(ps)結合を含み得る。
一実施形態では、第1の鎖は、末端の2つの3’ヌクレオチド間のホスホロチオエート結合または末端の3つの3’ヌクレオチド間のホスホロチオエート結合をさらに含み得る。
一実施形態では、第1の鎖中の他のヌクレオチド間の結合は、リン酸ジエステル結合である。
一実施形態では、第1の鎖は、2つ以上のホスホロチオエート結合を含み得る。
さらなる実施形態では、第2の鎖は、末端の2つの3’ヌクレオチド間のホスホロチオエート結合または末端の3つの3’ヌクレオチド間のホスホロチオエート結合を含み得る。
別のさらなる実施形態では、第2の鎖は、末端の2つの5’ヌクレオチド間のホスホロチオエート結合または末端の3つの5’ヌクレオチド間のホスホロチオエート結合を含み得る。
一態様では、核酸は、1、2、3または4つのジチオリン酸結合などの、1つまたは複数のジチオリン酸結合を含む。好ましくは、第1と第2の鎖の5’および3’末端にそれぞれ1つずつ、最大で4つのジチオリン酸結合が存在する。
本発明の核酸におけるジチオリン酸結合の使用は、その同じ位置にホスホロチオエートを含む分子に比較して、核酸分子集団の立体化学における変動を低減する。ホスホロチオエート結合は実際に、キラル中心を導入し、どの非結合酸素が硫黄を置換するのかを制御するのは困難である。ホスホロジチオエートの使用は、その結合中にキラル中心が存在しないことを確実にし、それにより、核酸分子中に使用されるジチオリンおよびホスホロチオエートの数に応じて、核酸分子集団中の全ての変動を低減または除去する。
一態様では、核酸は、その末端にホスホロジチオエート結合が存在しない場合、第1の鎖上の3個の末端3’ヌクレオチドのそれぞれの間、および/または3個の末端5’ヌクレオチドのそれぞれの間、および/または第2の鎖の3個の末端3’ヌクレオチドのそれぞれの間および/または3個の末端5’ヌクレオチドのそれぞれの間でホスホロチオエート結合を含む。ホスホロジチオエート結合が末端に存在しないことは、当該の核酸末端の2個の末端ヌクレオチド間、または好ましくは3個の端末ヌクレオチド間の結合が、ホスホロジチオエート結合以外の結合であることを意味する。
本発明は、本明細書で記載の本発明のいずれかの態様による核酸もまた提供し、第1のRNA鎖は、末端5’(E)ビニルホスホネートヌクレオチドを有し、末端5’(E)ビニルホスホネートヌクレオチドは、リン酸ジエステル結合により第1の鎖中の第2のヌクレオチドに結合される。第1の鎖は、2つ以上のリン酸ジエステル結合を含み得る。一実施形態では、第1の鎖は、少なくとも末端の3個の5’ヌクレオチド間にリン酸ジエステル結合を含み得る。一実施形態では、第1の鎖は、少なくとも末端の4個の5’ヌクレオチド間にリン酸ジエステル結合を含み得る。
一実施形態では、第1の鎖は、式(IV):
(vp)-N(po)[N(po)]- (IV)
を含み得、式中、「vp」は、5’(E)ビニルホスホネートであり、「N」はヌクレオチドであり、「po」はリン酸ジエステル結合であり、nは1~(第1の鎖中のヌクレオチドの総数-2)であり、好ましくは、nは1~(第1の鎖中のヌクレオチドの総数-3)であり、より好ましくは、nは1~(第1の鎖中のヌクレオチドの総数-4)である。
一態様では、第1の鎖の最も5’側のヌクレオチドがAまたはU以外のヌクレオチドである場合、このヌクレオチドは、配列中でAまたはUにより置換される。好ましくは、第1の鎖の最も5’側のヌクレオチドがU以外のヌクレオチドである場合、このヌクレオチドは、配列中で、5’ビニルホスホネートを有するUにより置換される。
末端5’(E)ビニルホスホネートヌクレオチドは、5’-末端の天然のリン酸基がE-ビニルホスホネートで置換されているヌクレオチドであり、この場合、5’リン酸化された鎖の末端ヌクレオチドの架橋5’-酸素原子がメチニル(-CH=)基で置換されている:
Figure 0007245328000001
5’(E)ビニルホスホネートは5’-リン酸模倣物である。生物学的模倣物は、模倣されている元の分子と同じ機能を実行でき、元の分子に構造的に極めて類似する分子である。本発明の場合、5’(E)ビニルホスホネートは、正規の5’-リン酸の機能、例えば、効率的RISC担持を可能とする機能を模倣する。さらに、その僅かに変化した構造のために、5’(E)ビニルホスホネートは、ホスファターゼなどの酵素による脱リン酸化から保護することにより、5’-末端ヌクレオチドを安定化できる。
ある実施形態では、末端5’(E)ビニルホスホネートヌクレオチドは、RNAヌクレオチドである。
一態様では、核酸は:
(i)第1の鎖の末端の3個の3’ヌクレオチド間および末端の3個の5’ヌクレオチド間でホスホロチオエート結合を有する;
(ii)第2の鎖の3’末端ヌクレオチドまたは5’末端ヌクレオチド上のいずれかで三分岐リガンドに結合される;
(iii)三分岐リガンドに結合されたヌクレオチドの反対側の末端の第2の鎖の3個の末端ヌクレオチド間でホスホロチオエート結合を有する;および
(iv)第1および/または第2の鎖のヌクレオチド間の全ての残りの結合は、リン酸ジエステル結合である。
一態様では、核酸は:
(i)第1の鎖の5’末端で末端5’(E)-ビニルホスホネートヌクレオチドを有する;
(ii)第1の鎖および第2鎖上の末端の3個の3’ヌクレオチド間および第2の鎖上の端末の3個の5’ヌクレオチド間でホスホロチオエート結合を有する;
(iii)第1および/または第2の鎖のヌクレオチド間の全ての残りの結合は、リン酸ジエステル結合である。
一態様では、LPAの発現を、好ましくはRNAi経由で抑制する、好ましくはsiRNAである核酸は、下記の1個または複数を含む:
(i)修飾ヌクレオチド;
(ii)第1の鎖の5’末端から位置2および14での2’-OMe修飾ヌクレオチド以外の修飾ヌクレオチド、好ましくは2’-F修飾ヌクレオチド;
(iii)第1の鎖の5’末端から番号を付ける第1の鎖の奇数ヌクレオチドのそれぞれが2’-OMe修飾ヌクレオチドである;
(iv)第1の鎖の5’末端から番号を付ける第1の鎖の偶数ヌクレオチドのそれぞれが2’-F修飾ヌクレオチドである;
(v)第1の鎖の位置11または13に対応する第2の鎖のヌクレオチドが、2’-OMe修飾以外の修飾により修飾され、好ましくはこれらの位置の一方または両方が2’-F修飾を含む;
(vi)好ましくは第2の鎖の3’末端での3’-3’結合である、逆位ヌクレオチド;
(vii)1つまたは複数のホスホロチオエート結合;
(viii)1つまたは複数のホスホロジチオエート結合;および/または
(ix)第1鎖は、その5’末端に末端5’(E)ビニルホスホネートヌクレオチドを有し、この場合、末端5’(E)-ビニルホスホネートヌクレオチドは好ましくはウリジンであり、好ましくは、リン酸ジエステル結合により第1の鎖の第2のヌクレオチドに結合される。
本発明の核酸は、1種または複数の逆位ヌクレオチド、例えば、逆位チミジンまたは逆位アデニンを含み得る(例えば、Takei,et al.,2002.JBC 277(26):23800-06を参照)。
一態様では、本発明の核酸は、1個または複数の逆位リボヌクレオチド、好ましくは、第2の鎖の3’末端で、5’-5’結合または3’-3’結合、好ましくは3’-3’結合を用いる逆位アデニンを含む。
本発明の核酸は、1つまたはいくつかの鎖末端に逆位RNAヌクレオチドを含み得る。このような逆位ヌクレオチドは、核酸に安定性をもたらす。好ましくは、核酸は、少なくとも1つの鎖の1つまたはいくつかの3’末端に、および/または第2の鎖の5’末端に、少なくとも1個の逆位ヌクレオチドを含む。より好ましくは、核酸は、第2の鎖の3’末端に逆位ヌクレオチドを含む。最も好ましくは、核酸は、第2の鎖の3'末端に逆位RNAヌクレオチドを含み、このヌクレオチドは、好ましくは逆位Aである。逆位ヌクレオチドは、好ましくは、オーバーハングとしてではなく、他の鎖の反対側の対応するヌクレオチドとして鎖の末端に存在する。このような修飾を有する核酸は安定で、合成が容易である。
リガンド
本発明の核酸は、リガンドに結合され得る。オリゴヌクレオチド、特に本発明の二本鎖核酸の細胞への効率的インビボ送達は重要であり、特異的標的化および細胞外環境、特に血清タンパク質からの実質的保護が必要である。特異的標的化を達成する1つの方法は、リガンドを核酸に結合することである。リガンドは、必要とされる標的部位に核酸を標的化するのを助ける。結合された分子が異なる受容体依存性エンドサイトーシス経路または機能的に類似のプロセスなどの機序により標的細胞に取り込まれるように、目的の受容体分子に対する適切なリガンドを結合する必要がある。
1つの例は、種々の比率の膜ASGR1とASGR2受容体マルチマーにより構成されるアシアロ糖タンパク質受容体複合体(ASGP-R)であり、これは、肝細胞上に極めて豊富にあり、本明細書で記載のGalNAc部分に対し高い親和性を有する。結合されるリガンドとしての三分岐クラスターグリコシドの使用の最初の開示の1つは、米国特許第5,885,968号におけるものであった。3つのGalNAcリガンドを有し、リン酸基を含む複合体が既知であり、Dubber et al.(Bioconjug.Chem.2003 Jan-Feb;14(1):239-46)に記載されている。ASGP-R複合体は、D-Galよりも、N-アセチル-D-ガラクトシルアミン(GalNAc)に対し50倍高い親和性を示す。
アシアロ糖タンパク質受容体複合体(ASGP-R)は、グリコシル化タンパク質または他のオリゴ糖の末端β-ガラクトシルサブユニットを特異的に認識し(Weigel,P.H.et.al.,Biochim.Biophys.Acta.2002 Sep 19;1572(2-3):341-63)、ガラクトースまたはガラクトサミンの医薬品有効成分への共有結合により、受容体複合体を発現している肝臓の肝細胞に薬物を送達するために使用できる(Ishibashi,S.;et.al.,J Biol.Chem.1994 Nov 11;269(45):27803-6)。さらに、結合親和性は、多価効果により大きく高めることができ、これは、ターゲティング部分の反復により達成される(Biessen EA,et al.,J Med Chem.1995 Apr 28;38(9):1538-46)。
ASGP-R複合体は、末端β-ガラクトシル含有糖タンパク質の細胞のエンドソームへの能動的取り込みのためのメディエーターである。従って、ASGPRは、このようなリガンドに結合された、例えば、核酸などの薬剤候補の受容体発現細胞への標的化送達に極めて好適である(Akinc et al.,Mol Ther.2010 Jul;18(7):1357-64)。
さらに一般的にリガンドは、標的細胞上の少なくとも1つのタイプの受容体に対して親和性を有するサッカライドを含んでよい。特に、受容体は、哺乳動物肝臓細胞上にあり、例えば、前に記載した肝臓アシアロ糖タンパク質受容体複合体(ASGP-R)である。
サッカライドは、N-アセチルガラクトサミン、マンノース、ガラクトース、グルコース、グルコサミンおよびフコースから選択され得る。サッカライドは、N-アセチルガラクトサミン(GalNAc)であり得る。
従って、本発明で使用するためのリガンドは、(i)1個または複数のN-アセチルガラクトサミン(GalNAc)部分およびその誘導体、および(ii)リンカーを含み得、ここでリンカーは、前出のいずれかの態様で定義の配列にGalNAc部分を結合する。リンカーは、二価または三価または四価の分岐構造体であり得る。ヌクレオチドは、本明細書で定義のように修飾され得る。
「GalNAc」は、2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-D-ガラクトピラノースを指し、通常、文献中では、N-アセチルガラクトサミンと呼ばれる。「GalNAc」または「N-アセチルガラクトサミン」への言及は、β-型:2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-β-D-ガラクトピラノースおよびα-型:2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-α-D-ガラクトピラノースの両方を含む。β-型:2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-β-D-ガラクトピラノースおよびα-型:2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-α-D-ガラクトピラノースの両方は、互換的に使用され得る。好ましくは、本発明の化合物は、β-型、2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-β-D-ガラクトピラノースを含む。
従って、リガンドはGalNAcを含む。
リガンドは、式I:
[S-X-P-X-A-X- (I)
の化合物を含み得、式中、
Sは、サッカライドであり、ここでサッカライドは、N-アセチルガラクトサミンであり;
は、C-Cアルキレンまたは(-CH-CH-O)(-CH-であり、mは1、2、または3であり;
Pは、ホスフェートまたは修飾ホスフェート(好ましくはチオホスフェート)であり;
は、式(-CH-O-CH-のアルキレンまたはアルキレンエーテルであり、n=1~6であり;
Aは、分岐ユニットであり、
は、架橋ユニットであり;
本発明による核酸は、リン酸または修飾リン酸(好ましくはチオリン酸)を介してXに結合される。
式Iでは、分岐ユニット「A」は、3つに分岐し、3個のサッカライドリガンドを収容する。分岐ユニットは、リガンドの残りの繋留部分および核酸に共有結合される。分岐ユニットは、アルキル、アミド、ジスルフィド、ポリエチレングリコール、エーテル、チオエーテルおよびヒドロキシアミノ基から選択される基を含む分岐脂肪族基を含み得る。分岐ユニットは、アルキルおよびエーテル基から選択される基を含み得る。
分岐ユニットAは、
Figure 0007245328000002
から選択される構造を有し得、
式中、各Aは独立に、O、S、C=OまたはNHであり;および
各nは、独立に1~20の整数である。
分岐ユニットは、
Figure 0007245328000003
から選択される構造を有し得、
式中、各Aは独立に、O、S、C=OまたはNHであり;および
各nは、独立に1~20の整数である。
分岐ユニットは、
Figure 0007245328000004
から選択される構造を有し得、
式中、Aは、O、S、C=OまたはNHであり;および
各nは、独立に1~20の整数である。
分岐ユニットは、下記構造を有し得る:
Figure 0007245328000005
分岐ユニットは、下記構造を有し得る:
Figure 0007245328000006
分岐ユニットは、下記構造を有し得る:
Figure 0007245328000007
任意選択で、分岐ユニットは、炭素原子のみからなる。
「X」部分は、架橋ユニットである。架橋ユニットは直鎖であり、分岐ユニットおよび核酸に共有結合される。
は、-C-C20アルキレン-、-C-C20アルケニレン-、式(C-C20アルキレン)-O-(C-C20アルキレン)-のアルキレンエーテル、-C(O)-C-C20アルキレン-、-C-Cアルキレン(Cy)C-Cアルキレン-(式中、Cyは置換もしくは非置換5員もしくは6員シクロアルキレン、アリーレン、ヘテロシクリレンまたはヘテロアリーレン環である)、-C-Cアルキレン-NHC(O)-C-Cアルキレン-、-C-Cアルキレン-C(O)NH-C-Cアルキレン-、-C-Cアルキレン-SC(O)-C-Cアルキレン-、-C-Cアルキレン-C(O)S-C-Cアルキレン-、-C-Cアルキレン-OC(O)-C-Cアルキレン-、-C-Cアルキレン-C(O)O-C-Cアルキレン-、および-C-Cアルキレン-S-S-C-Cアルキレン-から選択され得る。
は、式-(C-C20アルキレン)-O-(C-C20アルキレン)-のアルキレンエーテルであり得る。Xは、式-(C-C20アルキレン)-O-(C-C20アルキレン)-のアルキレンエーテルであり得、上記(C-C20アルキレン)は、Zに結合する。Xは、-CH-O-C-、-CH-O-C-、-CH-O-C12-および-CH-O-C16-、特に、-CH-O-C-、-CH-O-C12-および-CH-O-C16-からなる群から選択され得、それぞれの場合で、-CH-基はAに結合される。
リガンドは、式(II):
[S-X-P-X-A-X- (II)
の化合物を含み得、式中、
Sは、サッカライドであり;
は、C-Cアルキレンまたは(-CH-CH-O)(-CH-であり、mは1、2、または3であり;
Pは、ホスフェートまたは修飾ホスフェート(好ましくはチオホスフェート)であり;
はC-Cアルキレンであり;
Aは;
Figure 0007245328000008
から選択される分岐ユニットであり、Xは、架橋ユニットであり;
本発明による核酸は、ホスフェートまたは修飾ホスフェート(好ましくはチオホスフェート)を介してXに結合される。
分岐ユニットAは、構造:
Figure 0007245328000009
を有し得る。
分岐ユニットAは、構造:
Figure 0007245328000010
を有し得、式中、Xは、窒素原子に結合される。
はC-C20アルキレンであり得る。好ましくは、Xは、-C-、-C-、-C12-および -C16-、特に、-C-、-C12-および-C16-からなる群から選択される。
リガンドは、式(III):
[S-X-P-X-A-X- (III)
の化合物を含み得、式中、
Sは、サッカライドであり;
は、C-Cアルキレンまたは(-CH-CH-O)(-CH-であり、mは1、2、または3であり;
Pは、ホスフェートまたは修飾ホスフェート(好ましくはチオホスフェート)であり;
は、式-C-O-CH-のアルキレンエーテルであり;
Aは、分岐ユニットであり、
は、-CH-O-CH-、-CH-O-C-、-CH-O-C-、-CH-O-C-、-CH-O-C10-、-CH-O-C12-、-CH-O-C14-、および-CH-O-C16-からなる群から選択される式のアルキレンエーテルであり、それぞれの場合で、-CH-基はAに結合され;
は、ホスフェートまたは修飾ホスフェート(好ましくはチオホスフェート)により本発明による核酸に結合される。
分岐ユニットは、炭素を含み得る。好ましくは、分岐ユニットは炭素である。
は、-CH-O-C-、-CH-O-C10-、-CH-O-C12-、-CH-O-C14-、および-CH-O-C16-からなる群から選択され得る。好ましくは、Xは、-CH-O-C-、-CH-O-C12-および-CH-O-C16-からなる群より選択される。
上記態様のいずれかに対し、Pが修飾リン酸基である場合、Pは、
Figure 0007245328000011
により表すことができ、式中、
およびYは、それぞれ独立に、=O、=S、-O、-OH、-SH、-BH、-OCHCO、-OCHCO、-OCHC(S)OR、および-ORであり、式中、Rは、C-Cアルキルであり、
Figure 0007245328000012
は、化合物の残りの部分に対する結合を示す。
修飾ホスフェートは、1個または複数の非結合酸素が置換されるリン酸基を意味する。修飾リン酸基の例は、ホスホロチオエート、ホスホロセレン酸、ボラノリン酸、ボラノリン酸エステル、水素ホスホネート、ホスホロアミデート、アルキルまたはアリールホスホネートおよびホスホトリエステルを含む。ジチオリン酸は、硫黄により置換された両方の非結合酸素を有する。リン酸基中の1つ、それぞれのまたは両方の非結合酸素は独立に、S、Se、B、C、H、N、またはOR(Rはアルキルまたはアリール)のいずれか1つであり得る。
ホスフェートはまた、結合酸素の窒素(架橋ホスホロアミデート)、硫黄(架橋ホスホロチオエート)および炭素(架橋メチレンホスホネート)での置換により修飾できる。置換は、末端酸素で生じ得る。窒素での非結合酸素の置換が可能である。
例えば、Yは-OHであり、Yは=Oまたは=Sであり得;または
は-Oであり、Yは=Oまたは=Sであり得;
は=Oであり、Yは-CH、-SH、-OR、または-BHであり得、
は=Sであり、Yは-CH、-ORまたは-SHであり得る。
当業者なら、特定の事例では、YとYの間で非局在化が存在することを理解するであろう。
好ましくは、修飾ホスフェート基は、チオホスフェート基である。チオホスフェート基としては、ビチオホスフェート(bithiophosphate)(すなわち、YはSであり、Yは-Sである)およびモノチオホスフェート(すなわち、Yは-Oであり、Yは=Sであるか、またはYは=Oであり、Yは-Sである)が挙げられる。好ましくは、Pはモノチオホスフェートである。発明者らは、リン酸基の代わりにチオホスフェート基を有する複合体が、改善された効力およびインビボ作用持続時間を有することを発見した。
Pは、エチルホスフェートであってもよい(すなわち、Yは=Oであり、YはOCHCHである)。
サッカライドは、標的細胞上の少なくとも1つのタイプの受容体に対して親和性を有するように選択され得る。特に、受容体は、哺乳動物肝臓細胞上にあり、例えば、肝臓アシアロ糖タンパク質受容体複合体(ASGP-R)である。
上記のいずれかの態様に対し、サッカライドは、ガラクトサミン、マンノース、ガラクトース、グルコース、グルコサミンおよびフコースの1種または複数を有するN-アセチルから選択され得る。通常、本発明で使用されるべきリガンドは、N-アセチルガラクトサミン(GalNAc)を含み得る。好ましくは、本発明の化合物は3つのリガンドを有し得、これらは、それぞれ、好ましくはN-アセチルガラクトサミンを含む。
「GalNAc」は、2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-D-ガラクトピラノースを指し、通常、文献中では、N-アセチルガラクトサミンと呼ばれる。「GalNAc」または「N-アセチルガラクトサミン」への言及は、β-型:2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-β-D-ガラクトピラノースおよびα-型:2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-α-D-ガラクトピラノースの両方を含む。特定の実施形態では、β-型:2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-β-D-ガラクトピラノースおよびα-型:2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-α-D-ガラクトピラノースの両方は、互換的に使用され得る。好ましくは、本発明の化合物は、β-型、2-(アセチルアミノ)-2-デオキシ-β-D-ガラクトピラノースを含む。
Figure 0007245328000013
Figure 0007245328000014
Figure 0007245328000015
上記式(III)の化合物のいずれかに対し、Xは(-CH-CH-O)(-CH-であり得る。Xは(-CH-CH-O)(-CH-であり得る。Xは(-CH-CH-O)(-CH-であり得る。最も好ましくは、Xは、(-CH-CH-O)(-CH-である。あるいは、XはC-Cアルキレンである。Xはプロピレンであり得る。Xはブチレンであり得る。Xはペンチレンであり得る。Xはヘキシレンであり得る。好ましくは、アルキルは直鎖アルキレンである。特に、Xはブチレンであり得る。
式(III)の化合物に対して、Xは、式-C-O-CH-のアルキレンエーテル、すなわち、Cアルコキシメチレン、または-CHCHCHOCH-である。
本発明は、下記の構造の内の1つを有する複合化核酸を提供する。
Figure 0007245328000016
Figure 0007245328000017
Figure 0007245328000018
Figure 0007245328000019
式中、Zは、前に本明細書で定義の核酸であり、好ましくは核酸の第2の鎖の5’末端に結合される。
好ましくは、複合化核酸は次の構造を有し:
Figure 0007245328000020
式中、Zは、前に本明細書で定義の核酸であり、好ましくは第2の鎖の5’末端に結合される。
式(I)、(II)または(III)のリガンドは、第1の(アンチセンス)鎖の3’-末端および/または第2の(センス)鎖の3’-および/または5’-末端のいずれかに結合できる。核酸は、2個以上の式(I)、(II)、または(III)のリガンドを含むことができる。しかし、式(I)、(II)または(III)の単一のリガンドが好ましい。理由は、単一のこのようなリガンドは、核酸を標的細胞へと効率的に標的化するために十分であるためである。好ましくはこの場合、リガンドが結合される核酸の末端の少なくとも最後の2個、好ましくは少なくとも最後の3個およびより好ましくは少なくとも最後の4個のヌクレオチドがリン酸ジエステル結合により結合される。
第1の(アンチセンス)鎖の5’-末端は、この位置のリガンドが核酸の生物活性を妨げる可能性があるために、式(I)、(II)または(III)のリガンドに結合されないのが好ましい。
式(I)、(II)または(III)の単一リガンドを鎖の5’-末端に有する核酸は、3’-末端に同じリガンドを有する同じ核酸よりも、合成がより容易で、従ってより安価である。従って、式(I)、(II)または(III)のいずれかの単一リガンドが、核酸の第2の鎖の5’-末端に結合する(複合化する)のが好ましい。
一実施形態では、核酸は、脂質を含むリガンド、より好ましくは、コレステロールを含むリガンドに結合される。
あるいは、本発明による核酸は、次の構造のリガンドに結合され得る。
Figure 0007245328000021
本発明の複合体は、本明細書で開示のいずれかのリガンドに結合された、本明細書で開示の任意の核酸を含んでよい。
本発明はまた、細胞中のLPA遺伝子の発現を抑制するための複合体に関し、上記複合体は、本発明の任意の態様の核酸を含む核酸部分および少なくとも1つのリガンド部分を含み、上記核酸部分は、第1のRNA鎖の少なくとも一部および第1の鎖に少なくとも部分的に相補的な第2のRNA鎖の少なくとも一部を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、ここで上記第1の鎖が上記LPA遺伝子から転写されるRNAの少なくとも一部に対し少なくとも部分的に相補的であり、上記少なくとも1つのリガンド部分がリンカー部分、好ましくはセリノール由来リンカー部分、および細胞のインビボ標的化のための標的化リガンドを含み、一方または両方のRNA鎖の3'および/または5'末端のみに結合され、ここで第1のRNA鎖の5'末端は結合されず、
(i)第2のRNA鎖は、標的化リガンドの5’末端に結合され、(a)第2のRNA鎖はまた、標的化リガンドの3’末端でも結合され、第1のRNA鎖の3’末端は結合されず;または(b)第1のRNA鎖は、3’末端で標的化リガンドに対し結合され、第2のRNA鎖の3’末端は結合されず;または(c)第2のRNA鎖および第1のRNA鎖の両方はまた、3’末端で標的化リガンドに対し結合され;もしくは
(ii)第2のRNA鎖および第1のRNA鎖の両方は、3’末端で標的化リガンドに対し結合され、第2のRNA鎖の5’末端は結合されない。
リガンドは、単量体または多量体(例えば、二量体、三量体、など)であり得る。
適切には、リガンドは単量体であり、これにより単一標的化リガンド部分、例えば、単一GalNAc部分を含む。
あるいは、リガンドは、二量体リガンドであり得、このリガンド部分は、セリノール由来リンカー部分または非セリノールリンカー部分などの2つのリンカー部分を含み、それぞれが単一の標的化リガンド部分に結合する。
リガンドは、三量体リガンドであり得、この場合、リガンドは、セリノール由来リンカー部分または非セリノールリンカー部分などの3個のリンカー部分を含み、それぞれが単一の標的化リガンド部分に結合する。2個または3個のセリノール由来リンカー部分は、直列に、例えば、以下に示すように、結合し得る:
Figure 0007245328000022
式中、nは1または2であり、YはSまたはOである。
好ましくは、リガンドは単量体である。
適切には、複合化RNA鎖は、追加のリンカーを含むリンカー部分を介して標的化リガンドに結合され、追加のリンカーは、飽和非分岐または分岐C1-15アルキル鎖であるか、またはこれを含み、任意選択で、1個または複数の炭素(例えば、1、2または3個の炭素、好適には、1個または2個、特に1個)がO、N、S(O)から選択されるヘテロ原子により置換され(pは0、1または2である)(例えば、CH基がO、またはNH、またはS、またはSOで置換され、または鎖の末端または分岐部上の-CH基がOHまたはNHで置換される)、上記鎖は、1個または複数のオキソ基(例えば、1~3個、例えば、1個の基)で任意に置換されてもよい。
適切には、リンカー部分は、セリノール由来リンカー部分である。
用語「セリノール由来リンカー部分」は、リンカー部分が次の構造を有することを意味する:
Figure 0007245328000023
上記構造体のO原子は通常、RNA鎖に結合し、N原子は通常、標的化リガンドに結合する。
より適切には、追加のリンカーには、飽和非分岐C1-15アルキル鎖を含み、1個または複数の炭素(例えば、1、2または3個の炭素、好適には、1個または2個、特に1個)が酸素原子により置換される。
より好適には、追加のリンカーは、PEG鎖を含む。
より好適には、追加のリンカーは、飽和非分岐C1-15アルキル鎖を含む。
より好適には、追加のリンカーは、飽和非分岐C1-6アルキル鎖を含む。
より好適には、追加のリンカーは、飽和非分岐CまたはCアルキル鎖、例えば、Cアルキル鎖を含む。
本発明のある実施形態では、第1のRNA鎖は、式(X):
Figure 0007245328000024
の化合物であり、式中、bは0または1であり;および
第2のRNA鎖は、式(XI):
Figure 0007245328000025
の化合物であり、式中、
cおよびdは、独立に0または1であり;
およびZは、それぞれ第1および第2のRNA鎖のRNA部分であり;
YはOまたはSであり;
nは0、1、2または3であり;および
は、リガンドが結合するリンカーであり;
およびb+c+dは、2または3である。
適切には、第1のRNA鎖は、式(XV):
Figure 0007245328000026
の化合物であり、式中、
bは0または1であり;および
第2のRNA鎖は、式(XVI):
Figure 0007245328000027
の化合物であり、cおよびdは独立に0または1であり;
およびZは、それぞれ第1および第2のRNA鎖のRNA部分であり;
YはOまたはSであり;
はHまたはメチルであり;
nは0、1、2または3であり;および
Lは、式(XV)および(XVI)で同じまたは異なり、Lは、
-(CH-C(O)-、r=2~12;
-(CH-CH-O)-CH-C(O)-、s=1~5;
-(CH-CO-NH-(CH-NH-C(O)-、tは独立に1~5であり;
-(CH-CO-NH-(CH-C(O)-、uは独立に1~5であり;および
-(CH-NH-C(O)-、vは2~12である;
からなる群より選択され;末端C(O)(存在する場合)は、NH基に結合され;
およびb+c+dは、2または3である。
適切には、第1のRNA鎖は、式(XII):
Figure 0007245328000028
の化合物であり、式中、bは0または1であり;および
第2のRNA鎖は、式(XIII):
Figure 0007245328000029
の化合物であり、式中、
cおよびdは、独立に0または1であり;
およびZは、それぞれ第1および第2のRNA鎖のRNA部分であり;
YはOまたはSであり;
nは0、1、2または3であり;および
は、式(XII)および(XIII)で同じまたは異なり、Lは、b、cおよびdの括弧内の部分で同じまたは異なり、Lは、下記からなる群より選択され:
Figure 0007245328000030
または
nは0であり、Lは:
Figure 0007245328000031
が形成され、式中、
Fは、飽和分枝または非分枝(例えば、非分岐)C1-8アルキル(例えば、C1-6アルキル)鎖であり、炭素原子の1個が酸素原子で任意に置換されてもよいが、但し、上記酸素原子が、別のヘテロ原子(例えば、OまたはN原子)から少なくとも2個の炭素原子分だけ離されていることが条件である。
Lは、式(XII)および(XIII)で同じまたは異なり、Lは、
-(CH-C(O)-、r=2~12;
-(CH-CH-O)-CH-C(O)-、s=1~5;
-(CH-CO-NH-(CH-NH-C(O)-、tは独立に1~5であり;
-(CH-CO-NH-(CH-C(O)-、uは独立に1~5であり;および
-(CH-NH-C(O)-、vは2~12であり;
からなる群より選択され;末端C(O)(存在する場合)は、NH基に結合され;
およびb+c+dは、2または3である。
GalNAcが存在する上記式のいずれか1つでは、GalNAcは、任意の他の標的化リガンド、例えば、本明細書で記載のもので置換されてもよい。
適切には、bは0でcは1でdは1であり;bは1でcは0でdは1であり;bは1でcは1でdは0であり;またはbは1でcは1でdは1である。
より適切には、bは0でありcは1でありdは1であり;bは1でありcは0でありdは1であり;またはbは1でありcは1でありdは1である。
最も適切には、bは0でありcは1でありdは1である。
一実施形態では、YはOである。別の実施形態では、YはSである。
一実施形態では、RはHまたはメチルである。一実施形態では、RはHである。別の実施形態では、Rはメチルである。
一実施形態では、nは0、1、2または3である。適切には、nは0である。
一実施形態では、Lは、下記の群から選択される:
-(CH-C(O)-、r=2~12;
-(CH-CH-O)-CH-C(O)-、s=1~5;
-(CH1-CO-NH-(CHt-NH-C(O)-、tは独立に1~5であり;

-(CH-CO-NH-(CH-C(O)-、uは独立に1~5であり;および
-(CH-NH-C(O)-、vは2~12であり;
末端C(O)は、NH基に結合される。
適切には、Lは、-(CH-C(O)-であり、r=2~12である。適切には、r=2~6である。より適切には、r=4または6、例えば、4である。
適切には、Lは、下記である:
Figure 0007245328000032
F部分の例には、(CH1-6、例えば、(CH1-4、例えば、CH、(CH、(CH、または(CH、またはCHO(CH2-3、例えば、CHO(CH)CHが挙げられる。
適切には、Lは、下記である:
Figure 0007245328000033
適切には、Lは、下記である:
Figure 0007245328000034
適切には、Lは、下記である:
Figure 0007245328000035
適切には、Lは、下記である:
Figure 0007245328000036
適切には、nは0であり、L2は:
Figure 0007245328000037
であり、末端OH基が存在せず、その結果、次の部分:
Figure 0007245328000038
が形成され、式中、Yは本明細書の別の箇所で定義の通りである。
b、cおよびdの括弧で括られた部分内で、Lは通常同じである。b、cおよびdの括弧で括られた部分間で、Lは同じかまたは異なり得る。ある実施形態では、cの括弧で括られた部分のLは、dの括弧で括られた部分のLと同じである。ある実施形態では、cの括弧で括られた部分のLは、dの括弧で括られた部分のLとは同じではない。ある実施形態では、例えば、リンカー部分がセリノール由来リンカー部分である場合、b、cおよびdの括弧で括られた部分のLは同じである。
セリノール由来リンカー部分は、任意の立体化学、すなわち、L-セリン異性体、D-セリン異性体、ラセミセリンまたは異性体の他の組み合わせ由来の立体化学のセリノールに基づいてよい。本発明の好ましい態様では、セリノール-GalNAc部分(SerGN)は、次の立体化学を有する:
Figure 0007245328000039
すなわち、L-セリン異性体由来の(S)セリノールアミダイトまたは(S)セリノールスクシネート固体担持構成単位をベースにしている。
一実施形態では、標的細胞は肝細胞である。
一態様は、細胞中のLPAの発現を抑制するための核酸であり、核酸は、第1の鎖の少なくとも一部および第1の鎖に対し少なくとも部分的に相補的である第2の鎖の少なくとも一部を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、上記第1の鎖はLPA遺伝子から転写されるRNAの少なくとも一部に対し少なくとも部分的に相補的であり、上記第1の鎖は次の配列:配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、または43から選択されるヌクレオチド配列を含み、核酸はリガンドに結合される。第2の鎖は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、または44のヌクレオチド配列を含み得る。第1および/または第2の鎖のヌクレオチドは、本明細書で記載のように修飾され得る。
好ましくは、核酸は、式(I)(上述の)のリガンドに結合した配列番号5または配列番号9および配列番号6または配列番号10を含み、リガンドは、記載のように核酸に結合し、第1の鎖は、奇数ヌクレオチド上で2’OMe修飾により修飾され、および偶数ヌクレオチド上で2’Fにより修飾され、さらに第2の鎖は、偶数ヌクレオチド上で2’OMeにより修飾され、および奇数ヌクレオチド上で2’Fにより修飾される。
特に好ましいのは、第1の鎖が配列番号165を含む、または好ましくはそれからなり、かつ第2の鎖が任意選択で、配列番号163を含む、または好ましくはそれからなる、核酸である。この核酸は、リガンドにさらに結合できる。さらにより好ましいのは、第1の鎖が配列番号165を含む、または好ましくはそれからなり、かつ第2の鎖が任意選択で、配列番号164を含む、または好ましくはそれからなる、核酸である。最も好ましいのは、配列番号165および配列番号164からなるsiRNAである。本発明の一態様は、複合体21である。
組成物、使用および方法
本発明はまた、本発明の核酸または複合化核酸を含む組成物も提供する。
医薬組成物は、薬物または診断薬として、単独で、または他の薬剤と組み合わせて使用され得る。例えば、本発明の1種または複数核酸複合体は、送達担体(例えば、リポソーム)および/または担体、希釈剤などの賦形剤と組み合わせることができる。防腐剤および安定剤などの他の薬剤も添加できる。核酸の送達方法は、当技術分野において既知であり、当業者の知識の範囲内にある。
本発明はまた、安定化剤、保存剤、希釈剤、緩衝剤などの生理学的に/薬学的に許容可能な賦形剤中の本発明による1種または複数の核酸または複合化核酸を含む医薬組成物も含む。
医薬組成物は、無菌注射可能水性懸濁液または水溶液、または凍結乾燥形態であり得るか、またはペレット、錠剤、カプセル、ナノ粒子、ゲル、錠剤、ビーズまたは類似の構造物などの任意の他の好適な生薬担体物質にまたはその中に接着、吸収または包含され得る。
一態様は、薬物としの使用のための、好ましくは細胞中で、LPAの発現を抑制できる二本鎖核酸に関する。
本発明のさらなる態様は、疾患、障害または症候群、好ましくは、Lp(a)含有粒子の高いレベルに関連する疾患、障害または症候群の治療における使用のための、本発明の核酸もしくは複合化核酸または本発明の核酸もしくは複合化核酸を含む医薬組成物に関する。治療は、脳卒中、アテローム性動脈硬化症、血栓症、または冠状動脈性心疾患または大動脈弁狭窄症などの心臓血管疾患および高レベルのLp(a)含有粒子に関連する任意の他の疾患または病態に罹患するリスクを防ぐおよび/または低減するおよび/またはこれらを治療することであり得る。治療は、アテローム性動脈硬化症、心臓血管疾患、アテローム硬化性脳血管疾患、高脂血症、および脂質代謝異常に罹患するリスクを防ぐおよび/または低減する、および/またはこれらを治療することであり得、好ましくは疾患は高レベルのLp(a)含有粒子に関連している。治療は、石灰沈着性大動脈弁狭窄症、虚血性脳卒中、冠動脈疾患、末梢動脈疾患、腹部大動脈瘤、虚血性心筋症に続発する心不全、または家族性高コレステロール血症に罹患するリスクを防ぐおよび/または低減する、および/またはこれらを治療することであり得、好ましくは疾患は高レベルのLp(a)含有粒子に関連している。好ましくは、治療は、石灰沈着性大動脈弁狭窄症などの大動脈弁狭窄症、または家族性高コレステロール血症に罹患するリスクを防ぐおよび/または低減する、および/またはこれらを治療することであり、好ましくはそれぞれの場合で、疾患または障害は高レベルのLp(a)含有粒子に関連している。血清中のLp(a)含有粒子の望ましいレベルは通常、14mg/dL未満のレベルといわれている。高レベルのLp(a)含有粒子は、少なくとも14、好ましくは少なくとも20、より好ましくは少なくとも30、より好ましくは少なくとも40および最も好ましくは少なくとも50mg/dLの対象の血清中のLp(a)含有粒子のレベルである。
本発明は、安定化剤、保存剤、希釈剤、緩衝剤などの生理学的に/薬学的に許容可能な賦形剤中の本発明による1種または複数の核酸または複合化核酸を含む医薬組成物を含む。
用語「Lp(a)含有粒子」および「Lp(a)粒子」は、本開示を通して同じ意味で用いられる。
本発明の医薬組成物および薬物は、薬学的有効量で哺乳動物対象に投与し得る。哺乳動物は、ヒト、非ヒト霊長類、サルまたは原猿類、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ブタ、ヤギ、ヒツジ、マウス、ラット、ハムスター、ヘッジホッグ、およびモルモット、またはその他の適合種から選択され得る。この基準に基づいて、本明細書で使用される用語「LPA」または「LPA(イタリック)」は、上述した種のいずれかにおける、天然にまたは人工的に発現される場合の核酸またはタンパク質を意味するが、好ましくはこの用語は、ヒト核酸またはタンパク質を意味する。
本発明の核酸または複合化核酸はまた、他の治療化合物と組み合わせて、例えば組み合わされた単位用量として、別々にまたは同時に投与されてよい。さらなる治療薬は、オリゴヌクレオチド、小分子、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体およびペプチドを含む群から選択できる。ペプチド、細胞性もしくは人工リガンドまたは小さいおよび大きい分子などの他の生物学的に活性な分子実体への分子複合化もまた可能である。
本発明の薬物および医薬組成物の投与量レベルは、定型的実験により当業者により決定できる。一実施形態では、単位用量は、約0.01mg/kg体重~約100mg/kg体重の核酸または複合化核酸を含み得る。あるいは、投与量は、10mg/kg体重~25mg/kg体重、または1mg/kg体重~10mg/kg体重、または0.05mg/kg体重~5mg/kg体重、または0.1mg/kg体重~5mg/kg体重、または0.1mg/kg体重~1mg/kg体重、または0.1mg/kg体重~0.5mg/kg体重、または0.5mg/kg体重~1mg/kg体重であり得る。あるいは、投与量は、約0.5mg/kg~約10mg/kg体重、または約0.6mg/kg~約8mg/kg体重、または約0.7mg/kg~約5mg/kg体重、または約0.8mg/kg~約4mg/kg体重、または約0.9mg/kg~約3.5mg/kg体重、または約1mg/kg~約3mg/kg体重、または約1mg/kg体重、または約3mg/kg体重であり得、「約」は、示される値の最大30%、好ましくは最大20%、より好ましくは最大10%、さらにより好ましくは最大5%および最も好ましくは0%のずれである。投与量レベルはまた、例えば、体表面積などのほかのパラメーターによっても計算され得る。
本明細書で記載の核酸は、LPAの発現を抑制可能である。本明細書で記載の核酸は、LPAの発現を部分的に抑制可能である。抑制は完全、すなわち、本発明の核酸に非存在下でのLPAの発現レベルに比較して、0%であり得る。LPA発現の抑制は、部分的であり得、すなわち、発現は、本発明の核酸の非存在下でのLPA発現の15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または中間値であり得る。抑制は、ヒト患者などの対象で使用した場合、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、8週間、10週間、11週間、12週間、13週間、14週間、または最大3ヶ月間継続する。本発明の核酸または複合化核酸、またはこれらを含む組成物は、毎週1回もしくは2回、毎週1回、2週毎に1回、3週毎に1回、4週毎に1回、5週毎に1回、6週毎に1回、7週毎に1回、または8週毎に1回の治療を含む投与計画、または前述の間隔の組み合わせなどの変動する投与頻度の投与計画での治療を含む投与計画での使用のためであり得る。核酸は、皮下に、静脈内で使用するため、または経口、直腸または腹腔内などの任意の他の適用経路で使用するため、好ましくは皮下で使用するためであり得る。
本発明の核酸または複合化核酸で治療されるまたはこれを受けている細胞および/または対象では、LPA発現が、未治療の細胞および/または対象に比べて、15%~最大100%の範囲だけ抑制され得るが、少なくとも、約30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、もしくは100%またはこれらの中間値だけ抑制され得る。抑制のレベルは、LPA発現または過剰発現に関連する疾患の治療を可能にし得、またはLPA遺伝子産物の機能および生理学的役割をさらに調査するのに役立ち得る。
本発明のさらなる態様は、上記のものまたは高レベルのLp(a)に関連する追加の病態、もしくはLPA発現の抑制が望ましい追加の治療手法などの疾患、障害または症候群を治療するための薬物の製造における本発明の核酸もしくは複合化核酸に関する。
また、本発明には、上記のものなどの疾患、障害または症候群の治療または予防方法が含まれ、方法は、治療を必要としている個体(このような病態を改善するために)への、本明細書に記載の核酸または複合化核酸の投与を含む。核酸組成物は、週2回、週1回、2週毎に1回、3週毎に1回、4週毎に1回、5週毎に1回、6週毎に1回、7週毎に1回、または8週毎に1回、または8週毎に2回以上の投与間隔の治療を含む投与計画、または前述の間隔の組み合わせなどの変動する投与頻度の投与計画での治療を含む投与計画で投与され得る。核酸または複合化核酸は、皮下でもしくは静脈内で、または経口、直腸または腹腔内などの任意の他の適用経路で使用するためであり得る。好ましくは核酸または複合化核酸は、皮下に注射される。
本発明の核酸または複合化核酸は、化学合成または核酸のインビトロ(例えば、ラン・オフ転写)またはインビボでの発現を含む当該技術分野における定型的方法を用いて作成できる。例えば、固相化学合成を用いて、またはウイルス誘導体または部分的なまたは完全な合成発現系を含む核酸ベースの発現ベクターを用いて、作製できる。一実施形態では、発現ベクターを用いて、中間体宿主生物または細胞型内で、中間体または最終生物内で、または目的の標的細胞内で、本発明の核酸をインビトロで産生できる。本明細書で記載の核酸の作製(合成または酵素転写)方法は、当業者には既知である。
全ての核酸の特徴は、本明細書で開示の全ての他の本発明の態様と組み合わせることができる。
本発明はまた、本明細書で開示の全ての修飾配列の非修飾配列にも関する。
本発明は、ここで以下の非限定的な図および実施例を参照して記載される。
図1は、ヒトRT-4細胞におけるLPA mRNA発現の抑制についての非複合化SiRNA分子スクリーニングの結果を示す。 図2Aおよび2Bは、ヒトRT-4細胞における非複合化LPA標的化siRNA分子のLPA mRNA発現に対する用量反応を示す。 図3は、受容体媒介取り込みにより送達された種々の投与量のGalNAc-L1 LPA-1038複合化SiRNA分子によるヒトおよびカニクイザル初代培養肝細胞中のLPA mRNA発現の抑制を示す。 図4は、受容体媒介取り込みにより送達された初代培養ヒト肝細胞におけるL6-複合化GalNAc siRNAによるLPA-mRNAのノックダウンの代表的例を示す。 図5は、A0268の合成を示し、これは、3’モノGalNAc複合化一本鎖オリゴヌクレオチドであり、複合体1および複合体3の合成の出発材料である。(ps)は、ホスホロチオエート結合を意味する。 図6は、A0006の合成を示し、これは、基準複合体4の合成に使用される、5’三分岐GalNAc複合化一本鎖オリゴヌクレオチドである。(ps)は、ホスホロチオエート結合を意味する。 図7は、TTRノックダウンのインビトロ測定を示す。特に、図7Aは、基準複合体(RC)1および3、ならびに未処理対象「UT」によるTTRノックダウンのインビトロ測定を示す;図7Bは、基準複合体(RC)2および3、ならびに未処理対照「UT」によるTTRノックダウンのインビトロ測定を示す;図7Cは、複合体1、2および3、ならびにRC3および未処理対象「UT」によるTTRノックダウンのインビトロ測定を示す。基準複合体1および2は、比較複合体である。基準複合体3は、非標的化GalNAc siRNAであり、「未処理」(「UT」)は、未処理細胞である。RC3およびUTの両方は、陰性対照である。mRNAレベルはPtenIIに対して正規化した。 図8は、1mg/kgの複合体1~3、基準複合体(RC)1、2および4による皮下治療後7、14、および27日でのn=4のc57BL/6マウスコホート、ならびにモック治療(PBS)個体における血清TTRの経時変化を示す。 図9は、3’および5’GalNAc複合化オリゴヌクレオチド前駆物質(例えば、化合物X0385B-prec)のオリゴヌクレオチド合成を示す。 図10は、初代培養カニクイザル肝細胞において、第2の鎖に結合した2つの単一GalNAcユニットを有するLPA標的化siRNAによるノックダウンは、第2の鎖の5’位置の三分岐GalNAcユニットの場合と比較して、同等の用量反応を示す。 図11は、TTRノックダウンのインビトロ測定を示す。特に、図11Aは、「Luc」(基準複合体3)ならびに未処理対照「UT」と比較した、複合体4、5、6および2によるTTRノックダウンのインビトロ測定を示す;図11Bは、「Luc」(基準複合体3)ならびに未処理対照「UT」と比較した、複合体7および2によるTTRノックダウンのインビトロ測定を示す。Lucまたは基準複合体3(RC3)は、非標的化GalNAc siRNAであり、「未処理」(「UT」)は、未処理細胞である。RC3およびUTの両方は、陰性対照である。mRNAレベルはPtenIIに対して正規化した。 図12は、TTRノックダウンのインビトロ測定を示す。特に、図12Aは、「Luc」(基準複合体3)ならびに未処理対照「UT」と比較した、複合体8、9、10、11および2によるTTRノックダウンのインビトロ測定を示す;図12Bは、「Luc」(基準複合体3)ならびに未処理対照「UT」と比較した、複合体12および2によるTTRノックダウンのインビトロ測定を示す。Lucまたは基準複合体3は、非標的化GalNAc siRNAであり、「未処理」(「UT」)は、未処理細胞である。RC3およびUTの両方は、陰性対照である。mRNAレベルはPtenIIに対して正規化した。 図13は、対照と比較した複合体19によるLPA mRNAノックダウンのインビトロ測定を示す。Ctrは、非標的化GalNAc siRNAであり、「未処理」(「UT」)は、未処理細胞である。CtrよびUTの両方は、陰性対照である。mRNAレベルはACTBに対して正規化した。 図14は、1mg/kgの複合体15、基準複合体(RC)6による皮下治療の14、28および42日後のn=6のc57BL/6マウスコホート、ならびにモック治療(PBS)個体におけるAldh2肝臓mRNAレベルの経時変化を示す。mRNAレベルはPtenに対して正規化した。 図15は、1mg/kgの複合体16、基準複合体(RC)7による皮下治療後14、28および42日でのn=6のc57BL/6マウスコホート、ならびにモック治療(PBS)個体におけるAldh2肝臓mRNAレベルの経時変化を示す。mRNAレベルはPtenに対して正規化した。 図16は、1mg/kgの複合体18、基準複合体(RC)8による皮下治療の14、28および42日後のn=6のc57BL/6マウスコホート、ならびにモック治療(PBS)個体におけるTmprss6肝臓mRNAレベルの経時変化を示す。 mRNAレベルはPtenに対して正規化した。 図17は、3日間にわたる37℃での複合体4、5、6、7および2、ならびに未処理対照(UT)の血清安定性を示す。 図18は、3日間にわたる37℃での複合体8、9、10、11、12および2、ならびに未処理対照(UT)の血清安定性を示す。 図19は、複合体21による初代培養ヒト肝細胞中のLPA mRNAの減少を示す。 図20は、複合体21による初代培養カニクイザル肝細胞中のLPA mRNAの減少を示す。 図21は、複合体21が、APOB遺伝子発現のレベルに影響を与えないことを示す。 図22は、複合体21が、PLG遺伝子発現のレベルに影響を与えないことを示す。 図23は、異なる投与量の複合体21によるカニクイザルの血清Lp(a)抑制の29日間にわたる経時変化を示す。 図24は、カニクイザルにおける29日目の血清Lp(a)の減少を示す複合体21の用量反応曲線を示す。
実施例
各実施例で言及されるナンバリングは、上記実施例に特異的である。
実施例1
機能的実施例のために使用されるいくつかの修飾および複合化SiRNA分子が本明細書で示される。
LPA-1038誘導体:
GalNAc-LPA-1038-L1
第1の鎖(配列番号119、配列番号5ベース)
OMeA-(ps)-FU-(ps)-OMeA-FA-OMeC-FU-OMeC-FU-OMeG-FU-OMeC-FC-OMeA-FU-OMeU-FA-OMeC-(ps)-FC-(ps)-OMeA 3’
第2の鎖(配列番号120、配列番号6ベース)
5’[ST23(ps)]3ロングトレブラー(ps)FU-OMeG-FG-OMeU-FA-OMeA-FU-OMeG-FG-OMeA-FC-OMeA-FG-OMeA-FG-OMeU-FU-(ps)-OMeA-(ps)-FU3’
GalNAc-LPA-1038-L6
第1の鎖(配列番号121、配列番号5ベース)
OMeA-(ps)-FU-(ps)-OMeA-FA-OMeC-FU-OMeC-FU-OMeG-FU-OMeC-FC-OMeA-FU-OMeU-FA-OMeC-(ps)-FC-(ps)-OMeA3’
第2の鎖(配列番号122、配列番号6ベース)
5’[ST23(ps)]3 ST43(ps)FU-OMeG-FG-OMeU-FA-OMeA-FU-OMeG-FG-OMeA-FC-OMeA-FG-OMeA-FG-OMeU-FU-(ps)-OMeA-(ps)-FU3’
FN(N=A、C、G、U)は、2’フルオロ、2’デオキシヌクレオシドを意味する。
OMeN(N=A、C、G、U)は、2'Oメチルヌクレオシドを意味する。
(ps)は、ホスホロチオエート結合を示す。
ST23およびST43は以下の通りである。
さらなる例は、LPA 1041誘導体である:
GalNAc-LPA-1041-L1
第1の鎖(配列番号123、配列番号9ベース)
5’ OMeA-(ps)-FU-(ps)-OMeA-FA-OMeC-FU-OMeC-FU-OMeG-FU-OMeC-FC-OMeA-FU-OMeU-FA-OMeC-(ps)-FC-(ps)-OMeG3’
第2の鎖(配列番号124、配列番号10ベース)
5’[ST23(ps)]3 ロングトレブラー(ps)FC-OMeG-FG-OMeU-FA-OMeA-FU-OMeG-FG-OMeA-FC-OMeA-FG-OMeA-FG-OMeU-FU-(ps)-OMeA-(ps)-FU3’
GalNAc-LPA-1041-L6
第1の鎖(配列番号125、配列番号9ベース)
5’ OMeA-(ps)-FU-(ps)-OMeA-FA-OMeC-FU-OMeC-FU-OMeG-FU-OMeC-FC-OMeA-FU-OMeU-FA-OMeC-(ps)-FC-(ps)-OMeG3’
第2の鎖(配列番号126、配列番号10ベース)
5´[ST23(ps)]3 ST43(ps)FC-OMeG-FG-OMeU-FA-OMeA-FU-OMeG-FG-OMeA-FC-OMeA-FG-OMeA-FG-OMeU-FU-(ps)-OMeA-(ps)-FU3’
FN(N=A、C、G、U)は、2’フルオロ、2’デオキシヌクレオシドを意味する。
OMeN(N=A、C、G、U)は、2'Oメチルヌクレオシドを意味する。
(ps)は、ホスホロチオエート結合を示す。
全てのオリゴヌクレオチドは、市販のオリゴヌクレオチド製造業者(Biospring,Frankfurt,Germany,or RiboBio,Guangzhou,Guangdong,PRC)から得たか、または標準的ホスホラミダイト化学を使ってAKTA oligopilot合成装置(社内)で合成した。商業的に入手できる固体担体および2'O-メチルRNAホスホラミダイト、2'フルオロDNAホスホラミダイト(全て標準的保護)および商業的に入手できるロングトレブラーホスホラミダイト(Glen research)を使用した。合成は、乾燥アセトニトリル中のホスホラミダイトの0.1M溶液を用いて実施し、ベンジルチオテトラゾール(BTT)(アセトニトリル中の0.3M)を活性化剤として使用した。その他の全ての試薬は商業的に入手できる標準的試薬であった。
それぞれのGalNAcシントン(例えば、ST23、ST41またはST43)の複合化を、標準的ホスホラミダイトカップリング条件下で、それぞれのホスホラミダイトをオリゴ鎖の5'末端にカップリングすることにより達成した。ホスホロチオエートを、標準的な商業的に入手できるチオール化試薬(EDITH,Link technologies)を用いて導入した。
一本鎖を、メチルアミン(40%水溶液)を用いることによりCPGから切断し、得られた粗製オリゴヌクレオチドを、塩化ナトリウム勾配を用いてAKTA Pure HPLC Systemのイオン交換クロマトグラフィー(Resource Q、6mL、GE Healthcare)により精製した。生成物含有画分をプールし、サイズ排除カラム(Zetadex,EMP Biotech)で脱塩し、凍結乾燥した。
アニーリングのために、等モル量のそれぞれの一本鎖を水に溶解し、80℃に5分間加熱した。徐々に室温に冷却後、得られた二本鎖を凍結乾燥した。
得られた核酸(siRNA)の配列を下表1に記載する。
Figure 0007245328000040
Figure 0007245328000041
ヌクレオチド修飾は、次の番号で示される(列4)、1=2’F-dU;2=2’F-dA;3=2’F-dC;4=2’F-dG;5=2’-OMe-rU;6=2’-OMe-rA;7=2’-OMe-rC;8=2’-OMe-rG。

Figure 0007245328000042
実施例2
ヒトRT-4細胞におけるLPA mRNA発現の抑制に対する非複合化siRNA分子(表1)スクリーニング。
リポソームトランスフェクション複合体を、1.5μl RNAiMax(ThermoFisher)/80pmolの示したsiRNA分子の比で3通り調製した。複合体をそれぞれ、示した2.5nMおよび25nMの濃度に希釈した(値はペアにして明および暗灰色のバーとして示した)。内在性にLPAを発現しているRT4ヒト膀胱移行細胞乳頭腫細胞を、示した濃度で予め播種したトランスフェクション複合体の上に、24ウェルフォーマットで125,000細胞/ウェルの濃度で播種した(リバーストランスフェクション)。トランスフェクションの24時間後に、全RNAをSpin Cell Mini Kit 250(Stratec)を用いて単離した。LPA mRNAレベルを、ハウスキーピング転写物としてのそれぞれの試料中のPPIB mRNA発現と比較して、qRT-PCRにより測定した。値を未処理細胞中で検出されるLPA mRNAの量に対し正規化した(プレート内)。非サイレンシングsiRNA化合物を追加の対照としてトランスフェクトした。正規化した3回の繰り返し値の平均およびSDを示す。結果を図1に示す。
実施例3
ヒトRT-4細胞における非複合化LPA標的化siRNA化合物のLPA mRNA発現に対する用量反応。
RT4ヒト膀胱移行細胞乳頭腫細胞を上述のようにリバーストランスフェクションし(実施例2)、標識した種々の非複合化siRNA化合物(表1)を用いて、示された濃度(100nM~0.2nMの範囲)で処理した。トランスフェクションの24時間後に、全RNAをSpin Cell Mini Kit 250(Stratec)を用いて単離した。LPA mRNAレベルを、ハウスキーピング転写物としてのそれぞれの試料中のPPIB mRNA発現と比較して、qRT-PCRにより測定した。値を未処理細胞中で検出されるLPA mRNAの量に対し正規化した。バーは、それぞれのデータポイントに対する残留LPA mRNA発現を表す。結果を図2に示す。
実施例4
受容体媒介取り込みにより送達された種々の投与量のGalNAc-L1 LPA-1038複合化SiRNA分子によるヒトおよびカニクイザル初代培養肝細胞中のLPA mRNA発現の抑制。
初代培養肝細胞(ThermoFisher)をコラーゲンコート96ウェルプレートに45,000細胞/ウェル(カニクイザル)および30,000細胞/ウェル(ヒト)の濃度で播種した。GalNAc-L1-複合化LPA-1038を示された濃度(nM)で播種直後に加えた。siRNA処理の24時間後に、全RNAをInviTrap RNA細胞HTS96ウェルキット(Stratec)を用いて単離した。LPA mRNAレベルを、ハウスキーピング転写物としてのそれぞれの試料中のアクチン(カニクイザル)またはApoB(ヒト)mRNA発現レベルと比較して、qRT-PCRにより測定した。値を未処理細胞中のLPA発現に対し正規化した。残留LPA mRNAレベルの正規化した3回の繰り返し値の平均およびSDを黒色バーで示す。結果を図3に示す。
実施例5
受容体媒介送達時の初代培養ヒト肝細胞中の種々の示されるL6-GalNAc複合化siRNAによるヒト初代培養肝細胞中のLPA-mRNAのノックダウン。
初代培養ヒト肝細胞(ThermoFisher)を30,000細胞/ウェルでコラーゲンコート96ウェルプレートに播種した(96ウェルフォーマット)。非サイレンシング対照を含むGalNAc-L6-複合化siRNAを、2種の示された濃度で細胞播種の直後に加えた。siRNA処理の24時間後に、全RNAをInviTrap RNA細胞HTS96ウェルキット(Stratec)を用いて単離した。LPA mRNA発現レベルを、ハウスキーピング転写物としてのApoB mRNAと比較して、qRT-PCRにより測定した。値を未処理細胞中のLPA mRNA発現に対し正規化し、残留LPA mRNAレベルをペアにしてバーとして表した(100nM 黒色バー、20nM 灰色バー)。正規化した3回の繰り返し値の平均およびSDを図4に示す。
実施例6-種々のTTR siRNA GalNAc複合体のTTRノックダウンのインビトロ測定
マウス初代培養肝細胞を30,000細胞/ウェルの濃度で、コラーゲンプリコート96ウェルプレート(Thermo Fisher Scientific、#A1142803)に播種し、10nM~0.0001nMの範囲の濃度のsiRNA複合体で処理した。処理の24時間後、細胞を溶解しInviTrap(登録商標)RNA Cell HTS 96キット/C24x96preps(Stratec #7061300400)を用いて、製品プロトコルに従って、RNAを抽出した。TTRおよびハウスキーピングmRNA(PtenII)の転写物レベルをTaqMan分析により定量化した。
本発明の複合体、複合体1~3による処理の24時間後のマウス初代培養細胞中の標的遺伝子発現は、図7に示すように、陰性対照(「UT」バーおよび基準複合体3のバーを参照)に比較して、複合体の用量が増加するに伴い、標的遺伝子発現が減少することを示した。これは、第1の鎖が標的遺伝子に結合し、それにより遺伝子発現を低減させることを示す。図7はまた、対照薬複合体として機能する基準複合体1および2の標的遺伝子発現レベルを示す。図7Aと7C、および7Bと7C中のデータ間の比較から認められるように、本発明の複合体(複合体1~3)は、基準複合体1および2に比べて、標的遺伝子発現を低減させる。0.01nMで最も効果的な複合体は、複合体2であるように見える。0.1nM、0.5nM、1nMおよび10nMで最も効果的な複合体は、複合体3であるように見える。
実施例7-マウスの血清TTRのインビボ経時変化
C57BL/6マウスを、0日目に1mg/kgのsiRNA複合体で皮下治療した。血清試料を眼窩洞出血により、7、14、および27日目に採取し、分析まで-20℃で貯蔵した。血清TTR定量化を、製造業者のプロトコル(試料希釈 1:8000または1:800)に従いMouse Prealbumin ELISA(ALPCO,41-PALMS/lot 22,2008003B)を用いて実施した。
1mg/kgの複合体1~3、基準複合体1、2および4による皮下治療の7、14、および27日後のn=4のc57BL/6マウスコホート、ならびにモック治療(PBS)個体における血清TTRの経時変化の結果を図8に示す。図8のデータにより示されるように、本発明の複合体は、陰性対照(PBS)および基準複合体1、2に比べて、また、特に基準複合体4に比べて、標的遺伝子発現の低減に特に効果的である。複合体2および3もまた、基準複合体1、2および4より効果的である。最も効果的な複合体は、複合体2である。従って、複合体3の投与レベルは、同じ初期ノックダウンを達成するために約3倍低く、基準複合体4に比べて、より長い期間のノックダウンをもたらすであろうことが予測される。
より具体的には、複合体2は、野生型マウスでの等モル投与量で基準複合体4に比べて、7日目で血清中の3倍低い標的タンパク質レベルおよび27日目で血清中の4倍低い標的タンパク質レベルをもたらした。さらに、複合体2は、基準複合体4の等モル量による36%の低減に比べて、単回射出後の27日目で標的血清タンパク質レベルの85%の低減をもたらした。
実施例8
カニクイザル初代培養肝細胞において、第2の鎖に結合した2つの単一GalNAcユニットを有するLPA標的化siRNAによるノックダウンは、第2の鎖の5’位置の三分岐GalNAcユニットの場合と比較して、同等の用量反応である。
siRNAは、交互2’-OMe/2’-Fにより修飾され、5‘および3’末端の2つのヌクレオチド間結合の位置に、それぞれ2つのホスホロチオエート(PS)ヌクレオチド間結合を含む。複合体19では、1つのセリノール-GalNAcユニットそれぞれが、PS結合を介して、第2の鎖の5’および3’に結合される。複合体20では、第2の鎖の2つの末端5’ヌクレオチド間がリン酸ジエステルであり、三分岐GalNAcリンカーは、PS結合を介してこの末端に結合される。
カニクイザル初代培養肝細胞におけるLPAノックダウンの用量反応を、100、20、4、0.8、0.16、0.032、および0.006nMのsiRNAによる治療の24時間後に評価した。参照対照は構築物2であり、非標的化対照はCtrと命名される。各治療群の転写物ct値をハウスキーピング遺伝子ACTB(Δct)に対し、およびut(ΔΔct)と呼ばれる未処理肝細胞に対し正規化した。
データを図10に示す。
材料および方法:
siRNA
Figure 0007245328000043
凡例
mA、mU、mC、mG 2’-O-メチルRNA
fA、fU、fC、fG 2’-デオキシ-2’-フルオロRNA
(ps) ホスホロチオエート
(po) リン酸ジエステル

プライマー:
Figure 0007245328000044
一般的方法
インビトロ実験
マウス初代培養肝細胞(Thermo Scientific:GIBCO Lot:#MC798)を解凍し、凍結保存培地を、5%FBS、1μMのデキサメタゾン、2mMのGlutaMax、1%のPenStrep、4mg/mlのヒト組換えインスリン、15mMのHEPESを補充したWilliams E培地と交換した。細胞密度を250000細胞/1mlに調節した。100μl/ウェルのこの細胞懸濁液をコラーゲンプリコート96ウェルプレートに播種した。試験品を各濃度に対し、同じ培地中で前希釈し(5倍濃縮)、この前希釈siRNAまたは培地のみの25μlを細胞に加えた。細胞を5%CO下、37℃で培養した。処理の24時間後に、上清を廃棄し、細胞を冷PBSで洗浄し、250μlのRNAリシスバッファーS(Stratec)を加えた。15分の室温でのインキュベーション後、プレートを製造業者のプロトコルに従ってRNA単離を行うまで-80℃で貯蔵した。
TaqMan分析
mTTRおよびPTENマルチプレックスTaqMan分析のために、各治療群の10μlの単離RNAを、600nMのmTTR-プライマー、400nMのApoBプライマーおよび200nMの各プローブならびに0.2ユニットのRNAアーゼ阻害剤含有0.5ユニットのEuroscript II RTポリメラーゼを含む10μlのPCRマスターミックス(TAKYON low Rox)と混合した。48℃で10分のRTステップ、95℃で3分の初期変性ならびに95℃で10秒および60℃で1分の40サイクルにより、384ウェルプレート中でTaqMan分析を実施した。プライマーは、BHQ1、FAMおよびYYの内の2つを、配列のそれぞれの末端に1つずつ含む。
TMPRSS6およびApoBマルチプレックスTaqMan分析のために、各治療群の10μlの単離RNAを、800nMのTMPRSS6プライマー、100nMのApoBプライマーおよび200nMのどちらかのプローブならびに0.2ユニットのRNアーゼ阻害剤含有0.5ユニットのEuroscript II RTポリメラーゼを含む10μlのPCRマスターミックス(TAKYON low Rox)と混合した。TaqMan分析を、48℃で10分のRTステップ、95℃で3分の初期変性ならびに95℃で10秒および60℃で1分の40サイクルにより、384ウェルプレート中で実施した。
インビボ実験
種々のsiRNA複合体のインビボ効力を比較するために、PBSに溶解した1mg/kgのsiRNAをC57BL/6マウスの肩甲部の皮下に投与した。n=6のコホートを、1日目に、Aldh2またはTmprss6を標的とするsiRNAで治療し、治療後の選択した時点で屠殺した。肝臓試料を、液体窒素中で急速凍結し、製造業者のマニュアルに従うInviTrap Spin Tissue RNA Mini Kit(stratec)でのRNA抽出まで、-80℃で貯蔵した。続けて、Aldh2、Tmprss6およびPtenの転写物レベルを上述のように定量した。
トリトソーム安定性アッセイ
インビトロで肝臓細胞のエンドソーム/リソソームコンパートメント中のRNアーゼ安定性を調べるために、siRNAをスプラーグドーリーラットラット肝臓トリトソーム(Tebu-Bio,CatN.:R0610.LT,lot:1610405,pH:7.4,2.827Units/ml)中で0時間、4時間、24時間または72時間にわたりインキュベートした。酸性化環境を模擬するために、トリトソームを1:10で低pH緩衝剤(1.5M酢酸、1.5M酢酸ナトリウム pH4.75)と混合した。10μlのsiRNA(20μM)を30μlのこの酸性化トリトソームと混合後、37℃で示した時間にわたりインキュベートした。インキュベーション後、RNAを、生体液用の製品プロトコルに従いClarity OTX Starter Kit-Cartriges(Phenomenex CatNo:KSO-8494)で単離した。凍結乾燥RNAを30μlのHO中で再構成し、4xローディングバッファーと混合し、分離、定性的半定量分析のために、5μlを20%TBE-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)にロードした。PAGEを120Vで2時間実施し、RNAを、臭化エチジウム染色とこれに続くBiorad Imaging systemを用いるデジタル画像化により可視化した。
実施例9-複合体の合成
化合物例を、下記の方法および当業者に既知の方法に従って合成した。オリゴヌクレオチド鎖およびリンカー構成単位の構築を、ホスホラミダイト法を適用して固相合成により実施した。GalNAc複合化は、必要な数の結合されたアミノ修飾リンカー構成単位を有する、以前に構築され精製されたオリゴヌクレオチドへのGalNAc-カルボン酸構成単位のペプチド結合形成により達成された。
オリゴヌクレオチド合成、脱保護および精製は、当技術分野において既知の標準的手順に従った。
全てのオリゴヌクレオチドを、標準的ホスホラミダイト化学を用いて、AKTA oligopilot合成装置で合成した。商業的に入手できる固体担体および2'O-メチルRNAホスホラミダイト、2'フルオロ、2'デオキシRNAホスホラミダイト(全て標準的保護、ChemGenes,LinkTech)および商業的に入手できる3'-アミノ修飾剤TFAアミノC-6 lcaa CPG 500Å(Chemgenes)、Fmoc-アミノ-DMT C-7 CEホスホラミダイト(GlyC3Am)、3'-アミノ修飾剤C-3 lcaa CPG 500Å(C3Am)、Fmoc-アミノ-DMT C-3 CEDホスホラミダイト(C3Am)およびTFA-アミノC-6 CEDホスホラミダイト(C6Am)(Chemgenes)、3'-アミノ-修飾剤C7 CPG(C7Am)(Glen Research)、非ヌクレオシドTFAアミノホスホラミダイト(Pip)、非ヌクレオシドTFAアミノ固体担体(PipAm)(AM Chemicals)を使用した。過アセチル化ガラクトースアミン8は商業的に入手できる。
付随的な試薬を、EMP Biotechから購入した。合成を、乾燥アセトニトリル中のホスホラミダイトの0.1M溶液を用いて実施し、ベンジルチオテトラゾール(BTT)(アセトニトリル中の0.3M)を活性化剤として使用した。カップリング時間は15分であった。Cap/OX/CapまたはCap/チオ/Capサイクルを適用した(Cap:AcO/NMI/ルチジン/アセトニトリル、酸化剤:ピリジン/HO中の0.1MのI)。ホスホロチオエートを、標準的な商業的に入手できるチオール化試薬(EDITH,Link technologies)を用いて導入した。DMT切断を、トルエン中の3%ジクロロ酢酸での処理により行った。プログラム合成繰り返しの完了時に、ジエチルアミン(DEA)洗浄を実施した。全てのオリゴヌクレオチドをDMTオフモードで合成した。
セリノール由来リンカー部分の結合を、塩基担持(S)-DMT-セリノール(TFA)-スクシネート-lcaa-CPG 10または(S)-DMT-セリノール(TFA)ホスホラミダイト 7を使用して達成した(合成は、文献:Hoevelmann et al.(Chem.Sci.,2016,7,128-135に記載のように行った)。三分岐GalNAcクラスター(ST23/C4XLTまたはST23/C6XLT)を、それぞれのtreblerアミダイト誘導体(C4XLT-phosまたはC6XLT-phos)とそれに続く、GalNAcアミダイト(ST23-phos)の連続的カップリングにより導入した。
アミノ修飾部分(非セリノール由来リンカー)の結合を、それぞれの商業的に入手できるアミノ修飾構成単位CPGまたはアミダイトの使用により達成した。
一本鎖を、40%のメチルアミン水溶液処理によりCPGから切断した。得られた粗製オリゴヌクレオチドを、塩化ナトリウム勾配を用いて、AKTA Pure HPLC Systemのイオン交換クロマトグラフィー(Resource Q、6mL、GE Healthcare)により精製した。生成物含有画分をプールし、サイズ排除カラム(Zetadex,EMP Biotech)で脱塩し、凍結乾燥した。
個別の一本鎖をHO中の60OD/mLの濃度に溶解した。両方の個別のオリゴヌクレオチドを反応容器に一緒に加えた。反応監視を容易にするために、滴定を行った。第1の鎖を、260nmでのUV-吸収により測定して、第2の鎖に比べて25%過剰で添加した。反応混合物を、80℃に5分間加熱後、ゆっくり室温に冷却した。二本鎖形成をイオン対逆相HPLCにより監視した。残留一本鎖UV面積から、第2の鎖の必要量を計算し、反応混合物に添加した。反応物を80℃に再度加熱し、ゆっくり室温に冷却した。この手順を、10%未満の残留一本鎖が検出されるまで反復した。
化合物2~10の合成
化合物2~5および(S)-DMT-セリノール(TFA)-ホスホラミダイト7を、文献に発表された方法により合成した(Hoevelmann et al.Chem.Sci.,2016,7,128-135)。
(S)-4-(3-(ビス(4-メトキシフェニル)(フェニル)メトキシ)-2-(2,2,2-トリフルオロアセトアミド)プロポキシ)-4-オキソブタン酸(6)。
ピリジン中の5の溶液に、無水コハク酸、続いてDMAPを加えた。得られた混合物を室温で一晩撹拌した。TLCにより判断して、全ての出発材料が消費された。反応物を濃縮した。粗製材料を、DCM(+1%トリエチルアミン)中の0%~5%メタノール勾配を用いて、シリカゲルでクロマトグラフ処理して、1.33gの6を得た(収率=38%)。m/z(ESI-):588.2(100%)、(C30H29F3NO8としての計算値 [M-H] 588.6)。1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ[ppm]=7.94(d,1H,NH),7.39-7.36(m,2H,CHアリール),7.29-7.25(m,7H,CHアリール),6.82-6.79(m,4H,CHアリール),4.51-4.47(m,1H),4.31-4.24(m,2H),3.77(s,6H,2xDMTr-OMe),3.66-3.60(m,16H,HNEt ),3.26-3.25(m,2H),2.97-2.81(m,20H,NEt),2.50-2.41(4H,m),1.48-1.45(m,26H,HNEt ),1.24-1.18(m,29H,NEt)。
(S)-DMT-セリノール(TFA)-スクシネート-lcaa-CPG(10)
(S)-DMT-セリノール(TFA)-スクシネート(159mg、270umol)およびHBTU(113mg、299umol)をCHCN(10mL)に溶解した。ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA、94μL、540umol)をその溶液に加え、混合物を2分間かきまぜた後、続けて、天然のアミノ-lcaa-CPG(500A、3g、アミノ含量:136umol/g)を加えた。懸濁物を16時間wrist-action shaker上で室温にて静かに振盪させた後、濾過し、DCMおよびEtOHで洗浄した。固体担体を減圧下で2時間乾燥させた。担体上の未反応アミンを、無水酢酸/ルチジン/N-メチルイミダゾールと共に室温で撹拌することによりキャップした。担体の洗浄を上記のように反復した。固体を減圧下で乾燥して、固体担体10を得た(3g、26umol/g担持量)。
GalNAcシントン(9)
GalNAcシントン9の合成を、Nair et al.J.Am.Chem.Soc.,2014,136(49),pp 16958-16961に記載の方法に従って実施した(2つのステップで46%収率)。
特徴付けるデータは、発表データと一致した。
オリゴヌクレオチドの合成
全ての一本鎖オリゴヌクレオチドは、上記および図5および6に記載の反応条件に従って合成され、表3および4に概要が示されている。
全ての最終一本鎖生成物をAEX-HPLCにより分析して、それらの純度を証明した。純度は、%FLP(完全長生成物の%)で示され、これは、最終生成物のAEX-HPLC分析のUV出力における帰属生成物シグナル下のUV面積のパーセンテージである。それぞれの一本鎖生成物(非修飾、アミノ修飾、前駆物質またはGalNAc複合化オリゴヌクレオチド)の確認を、LC-MS分析により実施した。
Figure 0007245328000045
5’1xNH2は、複合化に利用可能な遊離セリノール由来アミノ基の位置(5’末端)および数(1xNH2)を意味する。例えば、A0264上の1x3’NH2は、鎖A0264の3’末端でGalNAcシントン9と反応することができる遊離アミノ基が存在することを意味する。3’5’1xNH2は、鎖の3’末端および5’末端でGalNAcリンカー9と反応できるセリノール由来遊離アミノ基が存在することを意味する。
Figure 0007245328000046
同様に、3’5’1xNH2は、複合化に利用可能な遊離アミノ基の位置(3’および5’末端)および数(それぞれ1xNH2)を意味する。例えば、A0561上の3’5’1xNH2は、鎖A0561の3’末端でGalNAcシントン9と反応することができる2個の遊離アミノ基(3’末端に1個、および5’末端に1個)が存在することを意味する。
本発明の特定の複合体および基準複合体1~2の合成
GalNAcシントン(9)の複合化は、ペプチドカップリング剤を用いて、それぞれのオリゴヌクレオチド鎖11のセリノールアミノ官能基へのカップリングにより達成された。従って、それぞれのアミノ修飾前駆物質分子11をHOに溶解し(500OD/mL)、DMSO(DMSO/HO、2/1、v/v)を加え、続けて、DIPEA(総体積の2.5%)を加える。別の反応容器中を用いて、DMSO中の8当量のDIPEAの存在下で、2当量(アミノ修飾前駆物質オリゴヌクレオチド11中でアミノ官能基当たり)のカルボン酸成分を、2当量のHBTUと反応させることにより、GalN(Ac4)-C4-酸(9)の予備活性化を実施した。2分後に、予備活性化化合物9がそれぞれのアミノ修飾前駆物質分子の溶液に添加された。30分後に、反応の進行をLCMSまたはAEX-HPLCでモニターした。複合化反応の完結時、10x iPrOH 0.1x2M NaClの添加により粗生成物を沈殿させて、遠心分離およびデカンテーションにより回収した。GalNAc部分中のアセチル化ヒドロキシル基を解放するために、得られたペレットを40%のMeNH2中に溶解し(1mL/500OD)、室温で15分後、HOで希釈し(1:10)、アニオン交換およびサイズ排除クロマトグラフィーにより最終的に再度精製し、凍結乾燥して、最終生成物12(表5)を得た。
Figure 0007245328000047
本発明の特定複合体の合成
GalNAcシントン(9)の複合化は、ペプチドカップリング剤を用いて、それぞれのオリゴヌクレオチド鎖14のアミノ官能基にカップリングすることにより達成された。従って、それぞれのアミノ修飾前駆物質分子14をHOに溶解し(500OD/mL)、DMSO(DMSO/HO、2/1、v/v)を加え、続けて、DIPEA(総体積の2.5%)を加える。別の反応容器中で、GalN(Ac4)-C4-酸(9)の予備活性化を、DMSO中の8当量のDIPEAの存在下で2当量(アミノ修飾前駆物質オリゴヌクレオチド14中のアミノ官能基当たり)のカルボン酸成分を2当量のHBTUと反応させることにより実施した。2分後に、予備活性化化合物9がそれぞれのアミノ修飾前駆物質分子の溶液に添加された。30分後に、反応の進行をLCMSまたはAEX-HPLCでモニターした。複合化反応の完結時、10x iPrOH 0.1x2M NaClの添加により粗生成物を沈殿させて、遠心分離およびデカンテーションにより回収した。GalNAc部分中のアセチル化ヒドロキシル基を解放するために、得られたペレットを40%のMeNH2中に溶解し(1mL/500OD)、室温で15分後、HOで希釈し(1:10)、アニオン交換およびサイズ排除クロマトグラフィーにより最終的に再度精製し、凍結乾燥して、最終生成物15(表6)を得た。
Figure 0007245328000048
二本鎖形成
二本鎖形成を上記の方法に従い実施した。
二本鎖純度は、%二本鎖で与えられ、これは、IP-RP-HPLC分析のUV出力における帰属生成物シグナル下のUV面積のパーセンテージである(表7)。
Figure 0007245328000049
配列
次の配列に対する修飾の凡例:
fは、2’フルオロ 2’デオキシリボヌクレオチドまたは2’-フルオロリボヌクレオチドを意味する(これらの用語は、互換性がある)。
mは、2'Oメチルリボヌクレオチドを意味する。
(ps)は、ホスホロチオエート結合を意味する。
FAM=6-カルボキシフルオレセイン
BHQ=Black Hole Quencher 1
YY=Yakima Yellow
定義
Ser(GN)は、セリノール由来リンカー部分:
Figure 0007245328000050
に結合されたGalNAc-C4構成単位であり、式中、O---は、酸素原子と、例えば、H、リン酸ジエステル結合またはホスホロチオエート結合の間の結合である。
GNは:
Figure 0007245328000051
であり、
C4XLTは:
Figure 0007245328000052
であり、
C6XLTは:
Figure 0007245328000053
であり、
ST23は:
Figure 0007245328000054
であり。
C4XLT(C4XLT-phos)、C6XLT(C6XLT-phos)ならびにST23(ST23-phos)のホスホラミダイト誘導体の合成は、国際公開第2017/174657号に記載されるように行われてよい。
C4XLT-phosは:
Figure 0007245328000055
であり、
C6XLT-phosは:
Figure 0007245328000056
であり、
ST23-phosは:
Figure 0007245328000057
である。
Figure 0007245328000058
式中、G=H(複合化前)またはG=GN(複合化後)である。
複合体1
アンチセンス鎖-STS16001AL33(配列番号127)
5’ mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU(ps)Ser(GN)3’
センス鎖-STS16001BL20(配列番号128)
5' Ser(GN)(ps)fA mA fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA 3'
複合体2
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU
センス鎖-STS16001BV1L42(配列番号130)
Ser(GN)(ps)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA(ps)Ser(GN)
複合体3
アンチセンス鎖-STS16001AL33(配列番号127)
5’ mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU(ps)Ser(GN)3’
センス鎖-STS16001BV1L42(配列番号130)
5' Ser(GN)(ps)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA(ps)Ser(GN)3´
複合体4
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU
センス鎖-STS16001BV1L75(配列番号142)
5’ Ser(GN)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA Ser(GN)3’
複合体5
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU
センス鎖-STS16001BV16L42(配列番号143)
5’ Ser(GN)(ps)fA mA fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU mA fA(ps)Ser(GN)3’
複合体6
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU
センス鎖-STS16001BV20L75(配列番号144)
5’ Ser(GN)fA mA fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU mA fA Ser(GN)3’
複合体7
アンチセンス鎖-(配列番号129)
mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU
センス鎖-STS16001BV1L94(配列番号145)
5’ Ser(GN)(ps)Ser(GN)(ps)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA(ps)Ser(GN)(ps)Ser(GN)3’
複合体8
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
5’ mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU 3’
センス鎖-STS16001V1BL96(配列番号146)
5’ C6Am(GN)(ps)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA(ps)C7Am(GN)3’
複合体9
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
5’ mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU 3’
センス鎖-STS16001V1BL97(配列番号147)
5’ GlyC3Am(GN)(ps)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA(ps)GlyC3Am(GN)3’
複合体10
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
5’ mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU 3’
アンチセンス鎖-(配列番号148)
5’ PipAm(GN)(ps)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA(ps)PipAm(GN)3’
複合体11
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
5’ mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU 3’
センス鎖-STS16001V1BL88(配列番号149)
5´ C3Am(GN)(ps)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA(ps)C3Am(GN)3´
複合体12
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
5’ mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU 3’
センス鎖-STS16001V1BL87(配列番号150)
5´ C6Am(GN)(ps)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA(ps)GlyC3Am(GN)3´
複合体15
アンチセンス鎖(配列番号151)
mU(ps)fC(ps)mU fU mC fU mU fA mA fA mC fU mG fA mG fU mU(ps)fU(ps)mC
センス鎖(配列番号152)
Ser(GN)(ps)fG(ps)mA(ps)fA mA fC mU fC mA fG mU fU mU fA mA fG mA fA(ps)mG(ps)fA(ps)Ser(GN)
複合体16
アンチセンス鎖(配列番号153)
mA(ps)fU(ps)mG fU mA fG mC fC mG fA mG fG mA fU mC fU mU(ps)fC(ps)mU
センス鎖(配列番号154)
Ser(GN)(ps)fA(ps)mG(ps)fA mA fG mA fU mC fC mU fC mG fG mC fU mA fC(ps)mA(ps)fU(ps)Ser(GN)
複合体18
アンチセンス鎖(配列番号155)
mA(ps)fA(ps)mC fC mA fG mA fA mG fA mA fG mC fA mG fG mU(ps)fG(ps)mA
センス鎖(配列番号156)
Ser(GN)(ps)fU(ps)mC(ps)fA mC fC mU fG mC fU mU fC mU fU mC fU mG fG(ps)mU(ps)fU(ps)Ser(GN)
複合体19
アンチセンス鎖(配列番号135)
mA(ps)fU(ps)mA fA mC fU mC fU mG fU mC fC mA fU mU fA mC(ps)fC(ps)mG
センス鎖(配列番号136)
Ser(GN)(ps)fC(ps)mG(ps)fG mU fA mA fU mG fG mA fC mA fG mA fG mU fU(ps)mA(ps)fU(ps)Ser(GN)
基準複合体1
アンチセンス鎖-STS16001A(配列番号129)
mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU
センス鎖-STS16001BL20(配列番号128)
Ser(GN)(ps)fA mA fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA
基準複合体2
アンチセンス鎖-STS16001AL33(配列番号127)
mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU(ps)Ser(GN)
センス鎖-STS16001BV1(配列番号157)
fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA
基準複合体3-「Luc」
アンチセンス鎖-STS18001A(A0130、配列番号132)
mU(ps)fC(ps)mG fA mA fG mU fA mU fU mC fC mG fC mG fU mA(ps)fC(ps)mG
センス鎖-STS18001BL4(A0131、配列番号133)
[(ST23)(ps)] C4XLT(ps)fC mG fU mA fC mG fC mG fG mA fA mU fA mC fU mU fC(ps)mG(ps)fA
基準複合体4
アンチセンス鎖-STS16001AL33(配列番号127)
mU(ps)fU(ps)mA fU mA fG mA fG mC fA mA fG mA fA mC fA mC fU mG(ps)fU(ps)mU
センス鎖-STS16001BL4(配列番号134)
5’[(ST23)(ps)] C4XLT(ps)fA(ps)mA(ps)fC mA fG mU fG mU fU mC fU mU fG mC fU mC fU mA fU(ps)mA(ps)fA
基準複合体5-「Ctr」
アンチセンス鎖(配列番号138)
mC(ps)fU(ps)mU fA mC fU mC fU mC fG mC fC mC fA mA fG mC(ps)fG(ps)mA
センス鎖(配列番号139)
[(ST23)(ps)]3(C6XLT)(ps)fU mC fG mC fU mU fG mG fG mC fG mA fG mA fG mU fA(ps)mA(ps)fG
基準複合体6
アンチセンス鎖(配列番号151)
mU(ps)fC(ps)mU fU mC fU mU fA mA fA mC fU mG fA mG fU mU(ps)fU(ps)mC
センス鎖(配列番号158)
[ST23(ps)]3 ltrb(ps)fG mA fA mA fC mU fC mA fG mU fU mU fA mA fG mA fA(ps)mG(ps)fA
基準複合体7
アンチセンス鎖(配列番号153)
mA(ps)fU(ps)mG fU mA fG mC fC mG fA mG fG mA fU mC fU mU(ps)fC(ps)mU
センス鎖(配列番号159)
[ST23(ps)]3 ltrb(ps)fA mG fA mA fG mA fU mC fC mU fC mG fG mC fU mA fC(ps)mA(ps)fU
基準複合体8
アンチセンス鎖(配列番号160)
mU(ps)fA(ps)mC fC mA fG mA fA mG fA mA fG mC fA mG fG mU(ps)fG(ps)mA
センス鎖(配列番号161)
[ST23(ps)]3 ST41(ps)fU mC fA mC fC mU fG mC fU mU fC mU fU mC fU mG fG(ps)mU(ps)fA
基準複合体9
アンチセンス鎖(配列番号135)
mA(ps)fU(ps)mA fA mC fU mC fU mG fU mC fC mA fU mU fA mC(ps)fC(ps)mG
センス鎖(配列番号162)
[ST23(ps)]3 C6XLT(ps)fC mG fG mU fA mA fU mG fG mA fC mA fG mA fG mU fU(ps)mA(ps)fU
実施例10-種々のTTR siRNA GalNAc複合体のTTRノックダウンのインビトロ測定
複合体4~7
一般的方法セクションの「インビトロ実験」下での上記方法に従った。
本発明の複合体、複合体4~7による、0.01nM、0.1nM、0.5nM、1nMおよび10nMでの処理の24時間後のマウス初代培養細胞中の標的遺伝子発現は、図11に示すように、標的遺伝子発現が陰性対照(「UT」バーおよびLuc[基準複合体3]を参照)に比較して、複合体の用量が増加するに伴い減少することを示した。これは、第1の鎖が標的遺伝子に結合し、それにより遺伝子発現を低減させることを示す。
インビトロデータは、複合体4~7のセンス鎖の5’および3’末端で与えられる1つまたは2つのセリノール由来リンカー部分の場合、末端ヌクレオチドとリンカーとの間の、および/またはセンス鎖の末端の3個のヌクレオチド間のホスホロチオエート(PS)結合は、標的遺伝子発現を低減させる効力を維持しながら、変更できることを示す。
複合体8~12および19
一般的方法セクションの「インビトロ実験」下での上記方法に従った。
本発明の複合体、複合体8~12による、0.01nM、0.1nM、0.5nM、1nMおよび10nMでの処理の24時間後のマウス初代培養細胞中の標的遺伝子発現は、図12に示すように、標的遺伝子発現が陰性対照(「UT」バーおよびLuc[基準複合体3]を参照)に比較して、複合体の用量が増加するに伴い減少することを示した。これは、第1の鎖が標的遺伝子に結合し、それにより遺伝子発現を低減させることを示す。特に、複合体8、9、10および11は、0.01nMで最も効果的な複合体であることが以前に示された複合体2と同等であるまたは複合体2よりも良好であるように見える。
複合体19もまた、図13に示すように、陰性対照に比較して、標的遺伝子発現を低減することが示された(「UT」バーおよび非標的化siRNAであり、基準複合体5とも呼ばれるCtrを参照)。これは、第1の鎖が標的遺伝子に結合し、それにより遺伝子発現を低減させることを示す。
複合体8~12および19に対するインビトロデータは、構造上多様で、センス鎖の両端に結合しているリンカーの数が標的遺伝子発現を低減させるのに効果的であることを示す。複合体8~12および19は、基準複合体3(複合体8~12に対して)である「Luc」、基準複合体5(複合体19に対して)である「Ctr」および未処理対照よりも効果的に標的遺伝子発現を低減する。
実施例11-マウスの血清Ttr、Aldh2およびTmprss6のインビボ経時変化
複合体15~18
一般的方法セクションの「インビボ実験」下での上記方法に従った。
1mg/kgの複合体15~16、基準複合体6および7による皮下治療の14、28および42日後のn=6のc57BL/6マウスコホート、ならびにモック治療(PBS)個体における血清Aldh2の経時変化の結果を図14および15に示す。図14および15のデータにより示すように、本発明の複合体は、陰性対照(PBS)および基準複合体6および7にそれぞれ比べて、標的遺伝子発現の低減に特に効果的である。
1mg/kgの複合体18、基準複合体8による皮下治療の14、28および42日後のn=6のc57BL/6マウスコホート、ならびにモック治療(PBS)個体における血清Tmprss6の経時変化の結果を図16に示す。図16のデータにより示すように、本発明の複合体は、陰性対照(PBS)および基準複合体8に比べて、標的遺伝子発現の低減に特に効果的である。
全体として、インビボデータは、第2の鎖の両端に結合している種々のリンカー例が、標的遺伝子のインビボ発現を低減させるのに効果的であることを示す。第2の鎖の5’末端位置の三分岐GalNAcリンカー対照(基準複合体6、7および8)と比較すると、リンカーの位置決めは、複合体のインビボ効力を改善する。
実施例12-血清安定性試験
一般的方法セクションの「トリトソーム安定性アッセイ」下での上記方法に従った。
図17は、複合体2、4、5、6および7に関する血清安定性試験から得られた結果を示す。図18は、複合体2、8、9、10、11および12の血清安定性を示す。
試験した本発明の全ての複合体は、対照に比べて、血清中でより安定である。
全ての試験複合体は、5’末端にそれぞれ1つのGalNAcリンカーユニットおよび別のユニットを第2の鎖の3’末端に含む。別義が示されない限り、siRNAは、交互2’-OMe/2’-Fにより修飾され、5‘および3’末端の2つのヌクレオチド間結合の位置に、それぞれ2つのホスホロチオエート(PS)ヌクレオチド間結合を含む。
複合体4では、セリノール-GalNAcユニットは、リン酸ジエステル結合を介して結合される。複合体5では、セリノール-GalNAcユニットは、PSを介して結合され、一方、第2の鎖中のヌクレオチド間結合はリン酸ジエステルである。複合体6では、第2の鎖はPSを含まない。複合体7では、2つのセリノール-GalNAcユニットはそれぞれの末端でPS結合を介してそれぞれの第2の鎖末端におよび相互に結合される。複合体8では、第2の鎖の5'でのC6-アミノ-修飾剤および3'末端でのC7-アミノ-修飾剤がリガンド結合のために適用された。複合体9ではGly-C3-アミノ-修飾剤が、複合体10ではピペリジル-アミノ-修飾剤が、複合体11ではC3-アミノ-修飾剤が、および複合体2ではセリノール-GalNAcユニットが、第2の鎖の両端への結合のためにリンカーとして使用された。複合体2では、両方の末端ヌクレオチド間結合ならびにヌクレオチド-セリノール結合はPSである。複合体12では、5’でのC6-アミノ-修飾剤が、および第2の鎖の3’末端でのGlyC3-アミノ-修飾剤が、リガンド結合のために適用される。「ut」は、他の試料が正規化の基準とする未処理試料を示す。「Luc」は、siRNA標的化ルシフェラーゼ(基準複合体3)を示し、これは、非標的化対照として用いられ、標的mRNAレベルを低減しない。
データは、センス鎖の5'および3'末端で与えられるセリノール由来リンカー部分の場合、末端ヌクレオチドとリンカーの間の、および/またはセンス鎖中の末端の3個のヌクレオチド間のホスホロチオエート(PS)結合は、血清中の安定性を維持しながら、変更できることを示す。
実施例13
初代培養ヒト(ロットHu1823)およびカニクイザル(ロットCY367)肝細胞および培地をLife Technologiesから調達した。製造業者により記載のように、初代培養肝細胞を解凍し、5%ウシ胎仔血清、DMSO中の1μMデキサメタゾン(DMSO最終濃度=0.01%)および3.6%v/vの解凍/播種カクテルA(Thermo Fisher Scientific、CM3000)を補充したウイリアムスE培地からなる播種培地(Life Technologies)に播種した
ヒト初代培養肝細胞を30,000細胞/ウェルの密度で、コラーゲンIコート96ウェルプレート(Life Technologies)に播種した。カニクイザル肝細胞を45,000細胞/ウェルの密度で播種した。複合体21および対照GalNAc複合化siRNAを0.006~100nMの濃度範囲で5倍系列希釈し、播種培地に播種後直ぐに加えた。その後、プレートを5%CO雰囲気中、37℃で24時間インキュベートした。その後、細胞を溶解し、下で説明する方法を使用してRNAを単離した。
複合体21の配列
アンチセンス鎖-複合体21(配列番号165)
5’ mA(ps)fU(ps)mA fA mC fU mC fU mG fU mC fC mA fU mU fA mC(ps)fC(ps)mG 3’
センス鎖-STS16001BL20(配列番号164)
5´ [ST23(ps)]3 C6XLT(ps)mC mG mG mU mA mA fU fG fG mA mC mA mG mA mG mU mU(ps)mA(ps)mU 3´
総RNAを、プロトコルに対し下記の変更を行い製造業者の説明書に従い、InviTrap HTS 96ウェルキット(Stratec Molecular GmbH,Berlin,Germany)を用いて抽出した:最後の洗浄ステップ後に、プレートを20分間6,000rpmで遠心分離した。その後、RNA結合プレートを溶出プレートの上に置き、RNAを、30μlの溶出バッファーを加え室温で2分間のインキュベーションに続く1,000rpmで1分間の遠心分離を2ラウンド行うことにより溶出した。最終溶出ステップを、1700g(4,000rpm)で3分間遠心分離することにより実施し、RNAを-80℃で貯蔵した。
10μlのRNA溶液を、LPA、ACTB(Eurogentec Deutschland GmbH,Cologne,Germany)、APOBおよびPLG(BioTez GmbH,Berlin,Germany)のためのアンプリコンセット/配列を用いて実施される逆転写定量的ポリメラーゼ連鎖反応(RT-qPCR)による発現分析に使用した。
RT-qPCR反応を、RT-PCR用の標準的プロトコル(48℃30分、95℃10分、95℃で15秒の40サイクルに続いて60℃で1分)を用いてABI StepOne Plus(Applied Biosystems,part of Thermo Fisher Scientific,Massachusetts,USA)により実施した。
初代培養肝細胞で、シングルプレックスアッセイでLPAおよびPLG分析を実施した(プライマー:300nM、プローブ:100nM)。APOB(200nM)およびACTB(300nM)を、100nMの各プローブを標準混合物に加えるマルチプレックスアッセイで実施した。
データを、2-ΔΔCt法としても知られる比較CT法(Livak and Schmittgen,2001 and Schmittgen and Livak,2008)を用いて計算した。ここで、標準物質(非処理対照)に対して内在性基準ACTBに正規化したAPOB、LPAまたはPLG mRNAの量は、次式により与えられる:
倍率変化=2-ΔΔCt
特に断りのない限り、実施例で示される全ての値は、平均±SDを意味する。IC50値を、GraphPad Prism7でシグモイド型4パラメーター用量反応曲線を使い計算した。
図19は、siRNA処理の24時間後のヒト初代培養肝細胞中への受容体媒介取込を介した複合体21によるLPA mRNAのノックダウンを示す(IC50=3.6nM)。LPA mRNA発現レベルを、RT-qPCRにより測定されたACTBおよび非標的化siRNA対照で処理された細胞に対して正規化した。データを、単一実験の平均±SDとして表す。図20は、siRNA処理の24時間後のカニクイザル初代培養肝細胞への受容体媒介取込を介した複合体21によるLPA mRNAのノックダウンを示す(IC50=0.7nM)。LPA mRNA発現レベルを、RT-qPCRにより測定されたACTBおよび非標的化siRNA対照で処理された細胞に対して正規化した。データを、単一実験の平均±SDとして表す。
図21は、siRNA処理の24時間後のヒト初代培養肝細胞中への受容体媒介取込を介した複合体21によるAPOB mRNAのノックダウンを示す。APOB mRNA発現レベルを、RT-qPCRにより測定されたACTBおよび非標的化siRNA対照で処理された細胞に対して正規化した。データを、単一実験の平均±SDとして表す。
図22は、siRNA処理の24時間後のヒト初代培養肝細胞中への受容体媒介取込を介した複合体21によるPLG mRNAのノックダウンを示す。PLG mRNA発現レベルを、RT-qPCRにより測定されたACTBおよび非標的化siRNA対照で処理された細胞に対して正規化した。データを、単一実験の平均±SDとして表す。
複合体21は、APOBおよびPLG mRNAのレベルに影響を与えることなく、高レベルのLPA mRNA抑制を実現する。
実施例14
複合体21のインビボ抗力を試験するために、雄カニクイザルを使って、薬力学的調査を実施した。動物を各群当り3匹の動物を含む4つの群に分類した。投与の前に、血清を調製して各動物に対しベースラインLp(a)レベルを確立した。1日目に、複合体21を0.9%生理食塩水中に配合し、各動物は、0.1、0.3、1.0および3.0mg/kgの投与量の複合体21の単回投与を受けた。
連続試料を29日間にわたり服用させて、Lp(a)レベルをELISA(Mercodia,Catalogue No.10-1106-01Lot:27736;Uppsala,Sweden)により測定した。全ての値を各個別の動物の投与前のベースライン値に正規化し、開始レベルのパーセンテージとして表した(図23)。1.0および3.0mg/kgの投与は、血清Lp(a)レベルの顕著な低下を示した(29日後でそれぞれ、69.4および77.3%)。用量依存性効果は、0.56mg/kgのED50投与量をもたらす(図24)。これらのデータは、血清Lp(a)の有意で持続的な低下が、複合体21の単回投与により達成可能であることを示す。このデータに基づき、投与は、低頻度であると予測され、2ヶ月毎に1回よりも高い頻度ではないであろう。
発明の記載
以下は、本発明の記載である。
1.細胞のLPAの発現を抑制するための核酸であって、第1の鎖の少なくとも一部および第1の鎖に対し少なくとも部分的に相補的である第2の鎖の少なくとも一部を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、上記第1の鎖がLPA遺伝子から転写されたRNAの少なくとも一部に対し少なくとも部分的に相補的であり、上記第1の鎖が次の配列:配列番号9、5、1、3、7、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41または43から選択されるヌクレオチド配列を含む、核酸。
2.上記第1の鎖が配列番号9のヌクレオチド配列を含み、任意選択で上記第2の鎖が配列番号10のヌクレオチド配列を含み、または上記第1の鎖が配列番号5のヌクレオチド配列を含み、任意選択で上記第2の鎖が配列番号6のヌクレオチド配列を含む、記載1の核酸。
3.細胞中のLPAの発現を抑制するための核酸であって、第1の鎖の少なくとも一部および第1の鎖に対し少なくとも部分的に相補的である第2の鎖の少なくとも一部を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、上記第1の鎖が、LPA遺伝子から転写されるRNAの少なくとも一部に対し少なくとも部分的に相補的であり、上記第1の鎖が、次の配列:配列番号9または5から選択されるヌクレオチド配列を含む、核酸。
4.上記第1の鎖および/または上記第2の鎖が、それぞれ17~35ヌクレオチド長である、記載1~3のいずれかの核酸。
5.少なくとも1つの二重鎖領域が、17~25個、好ましくは19~25個の連続ヌクレオチド塩基対からなる、記載1~4のいずれかの核酸。
6.
a)両端で平滑末端であり;または
b)一端でオーバーハングを有し、他端で平滑末端を有し;または
c)両端でオーバーハングを有する、
記載1~5のいずれかの核酸。
7.第1および/または第2の鎖上の1個または複数のヌクレオチドが修飾されて、修飾ヌクレオチドを形成する、記載1~6のいずれかの核酸。
8.第1および/または第2の鎖の一方または両方の末端の1、2または3個の末端3’ヌクレオチド間および/または5’ヌクレオチド間にホスホロチオエート結合を含む、記載1~7のいずれかの核酸。
9.リガンドに結合される、記載1~8のいずれかの核酸。
10.リガンドが、(i)1個または複数のN-アセチルガラクトサミン(GalNAc)部分またはその誘導体、および(ii)リンカーを含み、リンカーが、少なくとも1個のGalNAc部分またはその誘導体を核酸に結合する、記載9の核酸。
11.核酸が、式(I):
[S-X-P-X-A-X- (I)
の化合物を含むリガンドに結合され、式中、
Sは、サッカライドであり、好ましくはサッカライドはN-アセチルガラクトサミンであり;
は、C-Cアルキレンまたは(-CH-CH-O)(-CH-であり、mは1、2、または3であり;
Pは、ホスフェートまたは修飾ホスフェート、好ましくはチオホスフェートであり;
は、式(-CH-O-CH-のアルキレンまたはアルキレンエーテルであり、n=1~6であり;
Aは、分岐ユニットであり;
は、架橋ユニットであり;
記載1~8のいずれかで定義される核酸が、ホスフェートまたは修飾ホスフェート、好ましくはチオホスフェートを介してXに結合される、
記載9~10のいずれかの核酸。
12.第1のRNA鎖は、式(X):
Figure 0007245328000059
の化合物であり、式中、bは0または1であり;および
第2のRNA鎖は、式(XI):
Figure 0007245328000060
の化合物であり、式中、
cおよびdは、独立に0または1であり;
およびZは、それぞれ第1および第2のRNA鎖のRNA部分であり;
YはOまたはSであり;
nは0、1、2または3であり;および
は、リガンドが結合するリンカーであり;および
b+c+dは、2または3である、記載9~10のいずれかの核酸。
13. 細胞のLPAの発現を抑制するための核酸であって、第1の鎖の少なくとも一部および第1の鎖に対し少なくとも部分的に相補的である第2の鎖の少なくとも一部を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、上記第1の鎖がLPA遺伝子から転写されたRNAの少なくとも一部に対し少なくとも部分的に相補的であり、上記第1の鎖が、配列番号9のヌクレオチド配列を含む、および好ましくはそれからなり、および任意選択で、上記第2の鎖が配列番号10のヌクレオチド配列を含む、および好ましくはそれからなる、核酸。
14.リガンドに結合され、次の構造:
Figure 0007245328000061
を有し、式中、Zは、記載13による核酸であり、好ましくは第2の鎖の5’末端に結合される、記載13の核酸。
15.第1の鎖上の3個の3’末端ヌクレオチドのそれぞれの間、および3個の5’末端ヌクレオチドのそれぞれの間で2つのホスホロチオエート結合、および第2の鎖の3’末端の3個の末端ヌクレオチド間で2つのホスホロチオエート結合を含み、リガンドが第2の鎖の5’末端に結合される、記載14の核酸。
16.リガンドに結合され、第1のRNA鎖が式(XV):
Figure 0007245328000062
の化合物であり、式中、
bは0または1であり;および
第2のRNA鎖は、式(XVI):
Figure 0007245328000063
の化合物であり、cおよびdは独立に0または1であり;
式中、
およびZは、それぞれ第1および第2のRNA鎖のRNA部分であり;
YはOまたはSであり;
はHまたはメチルであり;
nは0、1、2または3であり;および
Lは、式(XV)および(XVI)で同じまたは異なり、およびLは、
-(CH-、q=2~12;
-(CH-C(O)-、r=2~12;
-(CH-CH-O)-CH-C(O)-、s=1~5;
-(CH-CO-NH-(CH-NH-C(O)-、tは独立に1~5であり;
-(CH-CO-NH-(CH-C(O)-、uは独立に1~5であり;および
-(CH-NH-C(O)-、vは2~12であり;
存在する場合、末端C(O)はNH基に結合され;
およびb+c+dは、2または3である、記載13の核酸。
17.以下に示す配列および修飾を含む、記載13~16のいずれかの核酸:
Figure 0007245328000064

式中、特定の修飾は、下記番号で示される:
1=2'F-dU、
2=2’F-dA、
3=2'F-dC、
4=2'F-dG、
5=2'-OMe-rU;
6=2'-OMe-rA;
7=2'-OMe-rC;
8=2'-OMe-rG。
18.第1の鎖の5’末端から位置2および14のヌクレオチドが、2’フルオロ修飾により修飾され、および第1の鎖の位置11、または13、または11および13、または11~13に対応する第2の鎖上のヌクレオチドが、2’フルオロ修飾により修飾される、記載13~16のいずれかの核酸。
19.薬物としての使用のための、好ましくは疾患または病態の予防または治療またはリスク低減のための、記載1~18のいずれかの核酸および任意選択で、送達担体および/または生理学的に許容可能な賦形剤および/または担体および/または希釈剤および/または緩衝液および/または保存剤を含む組成物であって、疾患または病態が好ましくは、心臓血管疾患であり、心臓血管疾患が好ましくは、脳卒中、アテローム性動脈硬化症、血栓症、冠状動脈性心疾患または大動脈弁狭窄症および/または高レベルのLp(a)含有粒子に関連するいずれか他の疾患または病態である、組成物。
20.記載1~18のいずれかの核酸を含み、送達ビークル、好ましくはリポソームおよび/または生理学的に許容可能な賦形剤および/または担体および/または希釈剤をさらに含む医薬組成物。
21.疾患または病態の予防または治療またはリスク低減のための、記載1~18のいずれかの核酸または記載20の医薬組成物の使用であって、疾患または病態が好ましくは、心臓血管疾患であり、心臓血管疾患が好ましくは、脳卒中、アテローム性動脈硬化症、血栓症、冠状動脈性心疾患または大動脈弁狭窄症および高レベルのLp(a)含有粒子に関連するいずれか他の疾患または病態である、使用。
22.記載1~18のいずれかの核酸を含む組成物または記載19~20の組成物を、治療を必要としている個体に投与することを含む、疾患、障害または症候群を予防または治療する方法であって、好ましくは核酸または組成物が、皮下に、静脈内にまたは経口、直腸または腹腔内経路などのいずれか他の適用経路を用いて対象に投与される、方法。



Figure 0007245328000065
Figure 0007245328000066
Figure 0007245328000067
Figure 0007245328000068
Figure 0007245328000069
Figure 0007245328000070
Figure 0007245328000071
Figure 0007245328000072
Figure 0007245328000073
Figure 0007245328000074
Figure 0007245328000075
単一配列は2つ以上の名称を有し得る。これらの場合、これらの名前の1つが、要約配列表に示される。
特定のリンカーおよび/または修飾結合が、(ps)および[ST23(ps)]3ST41(ps)などのRNA配列内で与えられる場合、これらは、配列の任意選択部分であるが、その配列の好ましい実施形態である。
特に配列一覧表では、以下の略語が使用され得る。
Figure 0007245328000076
Figure 0007245328000077
Figure 0007245328000078

Claims (15)

  1. 細胞中のLPAの発現を抑制するための核酸であって、第1の鎖の少なくとも一部および前記第1の鎖に対し少なくとも部分的に相補的である第2の鎖の少なくとも一部を含む少なくとも1つの二重鎖領域を含み、前記第1の鎖が、LPA遺伝子から転写されるRNAの少なくとも一部に対し少なくとも部分的に相補的であり、前記第1の鎖が、
    5’ mA(ps)fU(ps)mA fA mC fU mC fU mG fU mC fC mA fU mU fA mC(ps)fC(ps)mG 3’ (配列番号165)
    のヌクレオチド配列を含み、前記第2の鎖が、
    5’ mC mG mG mU mA mA fU fG fG mA mC mA mG mA mG mU mU(ps) mA(ps) mU 3’(配列番号163)
    のヌクレオチド配列を含み、
    fA、fC、fGおよびfUは、2’-デオキシ2’-フルオロリボヌクレオチドを意味し、
    mA、mC、mGおよびmUは、2’-O-メチルリボヌクレオチドを意味し、かつ
    (ps)は、ホスホロチオエート結合を意味する、核酸。
  2. 前記第1の鎖が、
    5’ mA(ps)fU(ps)mA fA mC fU mC fU mG fU mC fC mA fU mU fA mC(ps)fC(ps)mG 3’ (配列番号165)
    のヌクレオチド配列からなり、
    fA、fC、fGおよびfUは、2’-デオキシ2’-フルオロリボヌクレオチドを意味し、
    mA、mC、mGおよびmUは、2’-O-メチルリボヌクレオチドを意味し、かつ
    (ps)は、ホスホロチオエート結合を意味する、請求項1に記載の核酸。
  3. 前記第2の鎖が、
    5’ mC mG mG mU mA mA fU fG fG mA mC mA mG mA mG mU mU(ps) mA(ps) mU 3’(配列番号163)
    のヌクレオチド配列からなり、
    fA、fC、fGおよびfUは、2’-デオキシ2’-フルオロリボヌクレオチドを意味し、
    mA、mC、mGおよびmUは、2’-O-メチルリボヌクレオチドを意味し、かつ
    (ps)は、ホスホロチオエート結合を意味する、請求項1または2に記載の核酸。
  4. リガンドに結合されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の核酸を含む、複合化核酸。
  5. 前記リガンドが、(i)1個または複数のN-アセチルガラクトサミン(GalNAc)部分、および(ii)リンカーを含み、前記リンカーが、前記核酸に少なくとも1個のGalNAc部分を結合する、請求項4に記載の複合化核酸。
  6. 前記核酸が、式(I):
    [S-X-P-X-A-X- (I)
    の化合物を含むリガンドに結合され、式中、
    Sは、N-アセチルガラクトサミンであり;
    は、C-Cアルキレンまたは(-CH-CH-O)(-CH-を表し、mは、1、2、または3であり;
    Pは、ホスフェートまたはチオホスフェートであり;
    は、n=1~6である式(-CH-O-CH-のアルキレンまたはアルキレンエーテルであり;
    Aは、分岐ユニットであり;
    は、架橋ユニットを表し;
    前記核酸が、ホスフェートまたはチオホスフェートを介してXに結合されている、請求項4または5に記載の複合化核酸。
  7. 前記核酸が、前記第2の鎖の5’末端を介してX に結合されている、請求項6に記載の複合化核酸。
  8. リガンドに結合された核酸を含み、かつ次の構造:
    Figure 0007245328000079
    を有する複合化核酸であって、式中、Zは、請求項1~のいずれか1項に記載の核酸である複合化核酸。
  9. 前記リガンドが、前記核酸の前記第2の鎖の5’末端に結合されている、請求項8に記載の複合化核酸。
  10. 前記第2の鎖が、
    5´ [ST23(ps)]3 C6XLT(ps)mC mG mG mU mA mA fU fG fG mA mC mA mG mA mG mU mU(ps)mA(ps)mU 3´(配列番号164)
    のヌクレオチド配列を含み、
    fA、fC、fGおよびfUは、2’-デオキシ2’-フルオロリボヌクレオチドを意味し、
    mA、mC、mGおよびmUは、2’-O-メチルリボヌクレオチドを意味し、
    (ps)は、ホスホロチオエート結合を意味し、かつ
    [ST23(ps)]3 C6XLT(ps)は、
    Figure 0007245328000080
    を意味する、請求項4~のいずれか1項に記載の複合化核酸。
  11. 前記第2の鎖が、
    5´ [ST23(ps)]3 C6XLT(ps)mC mG mG mU mA mA fU fG fG mA mC mA mG mA mG mU mU(ps)mA(ps)mU 3´(配列番号164)
    のヌクレオチド配列からなり、
    fA、fC、fGおよびfUは、2’-デオキシ2’-フルオロリボヌクレオチドを意味し、
    mA、mC、mGおよびmUは、2’-O-メチルリボヌクレオチドを意味し、
    (ps)は、ホスホロチオエート結合を意味し、かつ
    [ST23(ps)]3 C6XLT(ps)は
    Figure 0007245328000081
    を意味する、請求項10に記載の複合化核酸。
  12. 薬物として使用するための、請求項1~11のいずれか1項に記載の核酸または複合化核酸、および任意選択で送達担体および/または生理学的に許容可能な賦形剤および/または担体および/または希釈剤および/または緩衝液および/または保存剤を含む組成物。
  13. 前記組成物は、疾患または病態の予防または治療またはリスク低減に使用するための組成物であって、前記疾患または病態が心臓血管疾患である、請求項12に記載の組成物。
  14. 前記心臓血管疾患が、脳卒中、アテローム性動脈硬化症、血栓症、冠状動脈性心疾患若しくは大動脈弁狭窄症、または高レベルのLp(a)粒子に関連するいずれか他の疾患または病態である、請求項13に記載の組成物。
  15. 請求項1~11のいずれか1項に記載の核酸または複合化核酸を含みかつ送達担体および/または生理学的に許容可能な賦形剤および/または担体および/または希釈剤をさらに含む、医薬組成物。
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