KR20210069698A - 활성제의 전달을 위한 생분해성 지질 - Google Patents

활성제의 전달을 위한 생분해성 지질 Download PDF

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궈 헤
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알닐람 파마슈티칼스 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 양이온성 지질의 지질 모이어티(예를 들어, 소수성 사슬)에 위치한 하나 이상의 생분해성 기를 갖는 양이온성 지질에 관한 것이다. 이들 양이온성 지질은 활성제, 예컨대, 핵산을 전달하기 위해 지질 입자에 혼입될 수 있다. 본 발명은 또한 중성 지질, 응집을 감소시킬 수 있는 지질, 본 발명의 양이온성 지질, 및 선택적으로 스테롤을 포함하는, 지질 입자에 관한 것이다. 지질 입자는 치료제, 예컨대, 핵산을 추가로 포함할 수 있다.

Description

활성제의 전달을 위한 생분해성 지질
본 출원은 2018년 10월 1일에 출원된 미국 가출원 제62/739,548호의 우선권을 주장하고, 상기 출원의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 생분해성 지질 및 핵산과 같은 활성제의 전달을 위한 이들의 용도에 관한 것이다.
치료용 핵산으로는, 예를 들어, 소간섭 RNA(small interfering RNA; siRNA), 마이크로 RNA(micro RNA; miRNA), 안티센스 올리고뉴클레오티드, 리보자임, 플라스미드, 면역 자극 핵산, 안티센스, 안타고미르, 안티미르, 마이크로RNA 모사체, 수퍼미르, U1 어댑터, 및 압타머가 포함된다. siRNA 또는 miRNA의 경우, 이들 핵산은 RNA 간섭(RNA interference; RNAi)이라 칭해지는 과정을 통해 특정 단백질의 세포내 수준을 하향 조절할 수 있다. siRNA 및 miRNA 작제물은 표적 단백질에 대해 지시된 임의의 뉴클레오티드 서열로 합성될 수 있기 때문에, RNAi의 치료적 응용은 매우 광범위하다. 지금까지, siRNA 작제물은 시험관내 모델과 생체내 모델 둘 모두에서 표적 단백질을 특이적으로 하향 조절하는 능력을 나타냈다. 또한, siRNA 작제물은 임상 연구에서 현재 평가 중이다.
그러나, siRNA 또는 miRNA 작제물이 현재 직면하고 있는 문제점 두 가지는, 첫째로, 혈장 중 뉴클레아제 분해에 대한 이들의 감수성이고, 둘째로, 자유 siRNA 또는 miRNA로 전신 투여 시 이들이 단백질 RISC를 결합할 수 있는 세포내 구획으로 접근을 달성할 수 있는 능력이 제한된다는 것이다. 양이온성 지질과 다른 지질 성분, 예컨대, 콜레스테롤 및 PEG 지질, 및 올리고뉴클레오티드(예컨대, siRNA 및 miRNA)로부터 형성된 지질 나노입자는 올리고뉴클레오티드의 세포 흡수를 용이하게 하기 위해 사용되어 왔다.
올리고뉴클레오티드의 전달을 위한 향상된 양이온성 지질 및 지질 나노입자에 대한 필요성이 여전히 존재한다. 바람직하게는, 이들 지질 나노입자는 높은 약물:지질 비를 제공하고, 핵산을 혈청 중 분해 및 청소로부터 보호하고, 전신 전달에 적합하며, 핵산의 세포내 전달을 제공할 것이다. 또한, 이들 지질-핵산 입자는 내약성이 우수하고, 충분한 치료 지수를 제공하여, 유효량의 핵산에서 환자 치료가 환자에 대한 현저한 독성 및/또는 위험과 연관되지 않아야 한다.
본 발명은 향상된 지질 입자뿐만 아니라 향상된 양이온성 지질에 관한 것이다.
일 구현예는 생분해성 양이온성 지질, 중성 지질, 스테롤, 및 응집을 감소시킬 수 있는 지질(예를 들어, PEG-변형 지질)을 포함하는, 지질 입자로서, 생분해성 양이온성 지질 대 스테롤의 몰비는 약 1.6:1 내지 약 2.0:1의 범위이고/이거나 생분해성 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 5.5:1 내지 약 5.9:1의 범위인, 지질 입자이다. 본 발명자들은 놀랍게도 스테롤 및/또는 중성 지질의 양에 대해 소정의 더 높은 함량의 생분해성 양이온성 지질을 갖는 지질 입자가 활성제(예를 들어, siRNA)의 전달에 향상된 효능을 나타낸다는 것을 발견하였다. 일 구현예에서, 생분해성 양이온성 지질은 지질 모이어티를 포함하고, 여기서 지질 모이어티는 하나 이상의 생분해성 기(예컨대, 에스테르 기(-C(O)O- 또는 -OC(O)-))를 갖는다. 한 가지 바람직한 구현예에서, 응집을 감소시킬 수 있는 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-메톡시 폴리에틸렌 글리콜(PEG-DMG), 예컨대, 2000의 평균 폴리에틸렌 글리콜 분자량을 갖는 PEG-DMG이다.
추가의 구현예에서, 생분해성 양이온성 지질 대 스테롤의 몰비는 약 1.7 내지 약 1.9:1, 예컨대, 약 1.9:1이다. 또 다른 구현예에서, 생분해성 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 5.5:1 내지 약 5.8:1, 예컨대, 약 5.8:1의 범위이다.
일 구현예에서, 지질 입자는 약 55 mol % 내지 약 60 mol %, 예컨대, 약 58 mol %(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)의 생분해성 양이온성 지질을 포함한다. 지질 입자는 약 28 mol % 내지 약 33 mol %, 예컨대, 약 28 mol % 내지 약 32 mol %(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)의 스테롤을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 지질 입자는 약 3 mol % 내지 약 12 mol %, 예컨대, 약 5 mol % 내지 약 12 mol %, 약 8 mol % 내지 약 12 mol %, 또는 약 9 mol % 내지 약 11 mol %의 중성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 10 mol %의 중성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 0.5 mol % 내지 약 10 mol %, 예컨대, 약 0.5 mol % 내지 약 5 mol % 또는 약 1 mol % 내지 약 3 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(예를 들어, PEG-변형 지질)(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다.
또 다른 구현예는 생분해성 양이온성 지질, 중성 지질, 스테롤, 및 응집을 감소시킬 수 있는 지질(예를 들어, PEG-변형 지질)을 포함하는, 지질 입자로서, 약 55 mol % 내지 약 60 mol %의 생분해성 양이온성 지질 및 약 33 mol % 내지 약 28 mol %의 스테롤(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자이다. 일 구현예에서, 지질 입자는 약 58 mol %의 생분해성 양이온성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 3% 내지 약 12%의 중성 지질, 및 약 0.5 mol % 내지 약 10 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 10 mol %의 중성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 2 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 일 구현예에서, 지질 입자는 약 55 mol % 내지 약 60 mol %의 양이온성 지질, 약 3% 내지 약 12%의 중성 지질, 약 28 mol % 내지 약 33 mol %의 스테롤, 및 약 0.5 mol % 내지 약 10 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 58%의 양이온성 지질, 약 10%의 중성 지질, 약 30%의 스테롤, 및 약 2%의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 55%의 양이온성 지질, 약 10%의 중성 지질, 약 33%의 스테롤, 및 약 2%의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 한 가지 바람직한 구현예에서, 응집을 감소시킬 수 있는 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-메톡시 폴리에틸렌 글리콜(PEG-DMG), 예컨대, 2000의 평균 폴리에틸렌 글리콜 분자량을 갖는 PEG-DMG이다.
일 구현예는 하기 화학식 (A)를 갖는 양이온성 지질 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
[화학식 (A)]
Figure pct00001
상기 식에서,
R'는 부재이거나, 수소, 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이고;
R1 및 R2와 관련하여,
(i) R1 및 R2는 각각, 독립적으로, 선택적으로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬알킬, 헤테로사이클, 또는 R10이거나;
(ii) R1 및 R2는, 이들이 결합되는 질소 원자와 함께, 선택적으로 치환된 헤테로사이클릭 고리를 형성하거나;
(iii) R1 및 R2 중 하나는 선택적으로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬, 또는 헤테로사이클이고, 다른 하나는 (a) 인접한 질소 원자 및 (b) 질소 원자에 인접한 (R)a 기와 함께 4원 내지 10원 헤테로사이클릭 고리 또는 헤테로아릴(예를 들어, 6-원 고리)을 형성하고;
R의 각 경우는, 독립적으로, -(CR3R4)-이고;
R3 및 R4의 각 경우는, 독립적으로, H, 할로겐, OH, 알킬, 알콕시, -NH2, R10, 알킬아미노, 또는 디알킬아미노이고(한 가지 바람직한 구현예에서, R3 및 R4의 각 경우는, 독립적으로, H 또는 C1-C4 알킬임);
R10의 각 경우는 독립적으로 PEG 및 폴리(옥사졸린), 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(비닐 알코올), 폴리(글리세롤), 폴리(N-비닐피롤리돈), 폴리[N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아미드] 및 폴리(아미노산)들을 기반으로 한 폴리머로부터 선택되고, 여기서 (i) PEG 또는 폴리머는 선형 또는 분지형이고, (ii) PEG 또는 폴리머는 n 서브유닛에 의해 중합되고, (iii) n은 10 내지 200 단위의 수-평균 중합도이고, (iv) 화학식의 화합물은 최대 두 개의 R10 기(바람직하게는 최대 1개의 R10 기)를 갖고;
Q에 대한 파선은 부재이거나 결합이고;
Q에 대한 파선이 부재인 경우, Q는 부재이거나 -O-, -NH-, -N(R5)-, -S-, -C(O)-, -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)N(R4)-, -N(R5)C(O)-, -S-S-, -OC(O)O-, -O-N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -OC(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)O-, -C(O)S-, -C(S)O- 또는 -C(R5)=N-O-C(O)-이거나;
Q에 대한 파선이 결합인 경우, (i) b는 0이고, (ii) Q 및 이에 인접한 3차 탄소(C*)는 5개 내지 10개의 고리 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 모노- 또는 바이-사이클릭 헤테로사이클릭 기를 형성하고(예를 들어, 헤테로사이클릭 기에서 헤테로원자는 O 및 S, 바람직하게는 O로부터 선택됨);
R5의 각 경우는, 독립적으로, H 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이고;
X는 알킬렌 또는 알케닐렌(예를 들어, C4 내지 C20 알킬렌 또는 C4 내지 C20 알케닐렌)이고;
M1은 생분해성 기(예를 들어, -OC(O)-, -C(O)O-, -SC(O)-, -C(O)S-, -OC(S)-, -C(S)O-, -S-S-, -C(R5)=N-, -N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -O-N=C(R5)-, -C(O)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -C(S)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -OC(O)O-, -OSi(R5)2O-, -C(O)(CR3R4)C(O)O-, -OC(O)(CR3R4)C(O)-, 또는
Figure pct00002
(여기서, R11은 C2-C8 알킬 또는 알케닐임))이고;
a는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고;
b는 0, 1, 2, 또는 3이고;
Z1은 C6-C14 분지형 알킬 기이고;
Z2는 C4-C20 알케닐이고, 여기서 알케닐 기는 이중 결합과 Z2의 말단 사이에 있는 이중 결합에 대한 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 선택적으로 치환될 수 있다(예를 들어,
Figure pct00003
).
R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b- 기는 하기 표 1에 나타나 있는 것들, 및 이의 염을 포함하여, 본원에 기재된 임의의 헤드 기일 수 있다. 한 가지 바람직한 구현예에서, R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b-는 (CH3)2N-(CH2)2-, (CH3)2N-(CH2)3-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-NH-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-OC(O)-NH-, 또는 (CH3)2N-(CH2)3-C(CH3)=N-O-이다. 바람직한 구현예에서, R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b-는 (CH3)2N-(CH2)2-이다.
일 구현예에서, R1 및 R2는 둘 모두 알킬(예를 들어, 메틸, 에틸 또는 이들의 조합)이다. 일 구현예에서, R1 및 R2는 둘 모두 메틸이다. 또 다른 구현예에서, R1 및 R2 중 하나는 메틸이고, R1 및 R2 중 다른 하나는 에틸이다.
추가의 구현예에서, a는 2이다. 또 다른 구현예에서, b는 0이다. 또 다른 구현예에서, Q는 부재이다. 추가의 또 다른 구현예에서, a는 2이고, b는 0이고, Q는 부재이다. 추가의 또 다른 구현예에서, a는 4이고, b는 0이고, Q는 -O-이다.
또 다른 구현예에서, X는 -(CH2)n-이고, 여기서 n은 4 내지 20, 예를 들어, 4 내지 18, 4 내지 16, 또는 4 내지 12이다. 일 구현예에서, n은 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이다. 일 구현예에서, X는 -(CH2)7-9-이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X는 -(CH2)7-이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X는 -(CH2)8-이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X는 -(CH2)9-이다.
추가의 구현예에서, M1은 -OC(O)- 또는 -C(O)O-이다. 예를 들어, 일 구현예에서, M1은 -C(O)O-이다. 또 다른 구현예에서, M1은 -OC(O)-이다.
또 다른 구현예에서, Z1은 C6-C10 분지형 알킬 기, 예를 들어, -CH(CH2CH3)(CH2CH2CH2CH3), -CH2CH(iPr)(CH2CH2 iPr) 또는 -CH2CH(n-Bu)2이다.
또 다른 구현예에서, Z2는 1개 또는 2개의 이중 결합을 함유하는 C19 알케닐이다. 예를 들어, Z2는 -(CH2)9CH=CHCH2CH=CH(CH2)4CH3이다.
추가의 또 다른 구현예는 하기로부터 선택된 양이온성 지질 및 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
.
또 다른 구현예는 하기 화학식 (A-I)을 갖는 화합물 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
[화학식 (A-I)]
Figure pct00007
상기 식에서,
s, t, u, v 및 q는 각각, 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7이고;
W는 헤드 기(예를 들어, 약 4 내지 약 11, 예컨대, 약 4 내지 약 7, 약 5 내지 약 7, 또는 약 5.5 내지 약 6.8의 pKa를 갖는 양성자성 아민 기)이다.
적합한 헤드 기는 임의의 본원에 기재된 것들을 포함한다(예를 들어, 표 1A 참조).
소정의 구현예에서, 헤드 기는 (CH3)2N-(CH2)2-, (CH3)2N-(CH2)3-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-NH-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-OC(O)-NH-, 또는 (CH3)2N-(CH2)3-C(CH3)=N-O-이다. 일 구현예에서, 헤드 기는 (CH3)2N-(CH2)2-이다.
일 구현예에서, 변수 s는 3 내지 5, 예컨대, 4이다.
일 구현예에서, 변수 t는 4 내지 6, 예컨대, 5이다.
일 구현예에서, 변수 q는 2 내지 4, 예컨대, 3이다.
일 구현예에서, 변수 u는 0 내지 2, 예컨대, 1이다.
일 구현예에서, 변수 v는 0 내지 2, 예컨대, 1이다.
추가의 또 다른 구현예는 하기 화학식 (A-II)를 갖는 화합물 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
[화학식 (A-II)]
Figure pct00008
상기 식에서,
b는 0, 1, 2 또는 3이고;
s는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고;
R200은 C12-C22 알킬, C12-C22 알케닐, 또는 C12-C22 알키닐이고;
R100은 C5-C15 알킬, C5-C15 알케닐, 또는 C5-C15 알키닐이다.
일 구현예에서, b는 1이다.
일 구현예에서, s는 2, 3, 또는 4, 예컨대, 3이다.
일 구현예에서, R100은 C8-C12 알킬이다.
일 구현예에서, R200은 C12-C14 알킬, C12-C14 알케닐, 또는 C12-C14 알키닐이다.
또 다른 구현예에서, R200은 C18-C20 알킬, C18-C20 알케닐, 또는 C18-C20 알키닐이다.
본원에 기재된 이들 양이온성 지질은 지질 입자에 혼입될 수 있다. 일 구현예는 양이온성 지질, 예컨대, 상술된 것들(화학식 (A), 화학식 (A-I) 및 화학식 (A-II)의 것들을 포함)을 포함하는 지질 입자이다. 각각의 본원에 기재된 양이온성 지질은 하나 이상의 생분해성 기를 포함한다. 생분해성 기는 양이온성 지질의 지질 모이어티(예를 들어, 소수성 사슬)에 위치한다. 이들 양이온성 지질은 활성제, 예컨대, 핵산(예를 들어, siRNA)을 전달하기 위해 지질 입자에 혼입될 수 있다. 지질에 대한 생분해성 기(들)의 혼입은 표적 부위로의 활성제 전달 후 보다 신속한 신진대사 및 신체로부터 지질의 제거를 야기한다. 결과적으로, 이들 지질은 생분해성 기가 없는 유사한 지질보다 낮은 독성을 갖는다.
본원에 기재된 지질 입자는 활성제를 추가로 포함할 수 있다. 활성제의 비-제한적 예는 핵산, 예컨대, 플라스미드, 면역자극 올리고뉴클레오티드, siRNA, 안티센스 올리고뉴클레오티드, 마이크로RNA, 안타고미르, 압타머, 및 리보자임을 포함한다. 한 가지 바람직한 구현예에서, 핵산은 siRNA이다.
본원에 기재된 지질 입자는 약제학적 조성물에 혼입될 수 있다. 일 구현예는 본원에 기재된 지질 입자 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는, 약제학적 조성물이다. 지질 입자는 바람직하게는 활성제, 예컨대, 핵산을 포함한다. 한 가지 바람직한 구현예에서, 활성제는 siRNA이다.
추가의 또 다른 구현예는 세포에서 표적 유전자의 발현을 조절하는 방법으로서, 본원에 기재된 지질 입자를 세포에 제공하는 단계를 포함하는, 방법이다. 일 구현예에서, 활성제는 siRNA인 핵산이다.
추가의 또 다른 구현예는 대상체에서 폴리펩티드의 과발현에 의해 특징화되는 질환 또는 장애를 치료하는 방법으로서, 본원에 기재된 약제학적 조성물을 대상체에게 제공하는 단계를 포함하는, 방법이다. 일 구현예에서, 활성제는 siRNA, 마이크로RNA, 및 안티센스 올리고뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택된 핵산이고, 여기서 siRNA, 마이크로RNA, 또는 안티센스 올리고뉴클레오티드는 폴리펩티드 또는 이의 보체를 인코딩하는 폴리뉴클레오티드에 특이적으로 결합하는 폴리뉴클레오티드를 포함한다.
추가의 또 다른 구현예는 대상체에서 폴리펩티드의 저발현에 의해 특징화되는 질환 또는 장애를 치료하는 방법으로서, 본원에 기재된 약제학적 조성물을 대상체에게 제공하는 단계를 포함하는, 방법이다. 한 가지 바람직한 구현예에서, 활성제는 폴리펩티드 또는 이의 기능성 변이체 또는 단편을 인코딩하는 플라스미드이다.
추가의 또 다른 구현예는 대상체에서 면역 반응을 유도하는 방법으로서, 본원에 기재된 약제학적 조성물을 대상체에게 제공하는 단계를 포함하는, 방법이다. 한 가지 바람직한 구현예에서, 활성제는 면역자극 올리고뉴클레오티드이다.
도 1은 실시예 4에 기재된 지질 제형의 투여 후 상대 인자 VII 단백질 수준을 도시하는 막대 그래프이다.
도 2는 실시예 4에 기재된 지질 제형의 투여 후 상대 인자 VII 단백질 수준을 도시하는 막대 그래프이다.
도 3은 실시예 4에 기재된 지질 제형의 투여 후 상대 인자 VII 단백질 수준을 도시하는 막대 그래프이다.
도 4는 실시예 4에 기재된 지질 제형의 투여 후 상대 인자 VII 단백질 수준을 도시하는 막대 그래프이다.
도 5는 실시예 5에 기재된 지질 제형의 투여 후 상대 인자 XII 혈장 수준을 도시하는 그래프이다.
도 6a는 실시예 6에 기재된 지질 제형 AF-094(0.03 mg/kg, 0.1 mg/kg, 및 0.3 mg/kg) 및 AF-011(0.3 mg/kg)의 투여 후 상대 인자 XII 혈장 수준을 도시하는 그래프이다.
도 6b는 실시예 6에 기재된 지질 제형 AF-079(0.3 mg/kg) 및 AF-011(0.3 mg/kg)의 투여 후 상대 인자 XII 혈장 수준을 도시하는 그래프이다.
도 7은 실시예 6에 기재된 지질 제형 AF-073(0.03 mg/kg, 0.1 mg/kg, 및 0.3 mg/kg) 및 AF-011(0.3 mg/kg)의 투여 후 상대 인자 XII 혈장 수준을 도시하는 그래프이다.
도 8은 실시예 6에 기재된 지질 제형 AF-093(0.03 mg/kg, 0.1 mg/kg, 및 0.3 mg/kg) 및 AF-011(0.3 mg/kg)의 투여 후 상대 인자 XII 혈장 수준을 도시하는 그래프이다.
도 9는 실시예 6에 기재된 지질 제형 AF-083(0.1 mg/kg 및 0.3 mg/kg) 및 AF-011(0.3 mg/kg)의 투여 후 상대 인자 XII 혈장 수준을 도시하는 그래프이다.
양이온성 지질
양이온성 지질은 당분야에 공지된 임의의 생분해성 양이온성 지질, 예컨대, 그 전체가 본원에 참조로 포함되는, 국제 공개 제WO 2011/153493호, 제WO 2013/086322호, 제WO 2013/086354호, 및 제WO 2013/086373호, 미국 특허 제9,012,498호, 제9,061,063호, 및 제9,463,247호, 및 미국 특허 공개 제2014/0308304호에 기재된 것들일 수 있다. 이들 생분해성 양이온성 지질은 하나 이상의 생분해성 기를 포함한다. 이는 표적 부위로의 활성제 전달 후 보다 신속한 신진대사 및 신체로부터 양이온성 지질의 제거를 야기한다. 결과적으로, 이들 양이온성 지질은 생분해성 기가 없는 유사한 양이온성 지질보다 실질적으로 더 낮은 독성을 갖는다. 일 구현예에서, 하나 이상의 생분해성 기는 양이온성 지질의 지질 모이어티(예를 들어, 소수성 사슬)의 중간- 또는 말단 부분에 위치한다.
일 구현예에서, 생분해성 양이온성 지질은 하기 화학식 (A) 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)을 갖는다:
[화학식 (A)]
Figure pct00009
상기 식에서,
R'는 부재이거나, 수소, 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이고;
R1 및 R2와 관련하여,
(i) R1 및 R2는 각각, 독립적으로, 선택적으로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬알킬, 헤테로사이클, 또는 R10이거나;
(ii) R1 및 R2는, 이들이 결합되는 질소 원자와 함께, 선택적으로 치환된 헤테로사이클릭 고리를 형성하거나;
(iii) R1 및 R2 중 하나는 선택적으로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬, 또는 헤테로사이클이고, 다른 하나는 (a) 인접한 질소 원자 및 (b) 질소 원자에 인접한 (R)a 기와 함께 4원 내지 10원 헤테로사이클릭 고리 또는 헤테로아릴(예를 들어, 6-원 고리)을 형성하고;
R의 각 경우는, 독립적으로, -(CR3R4)-이고;
R3 및 R4의 각 경우는, 독립적으로, H, 할로겐, OH, 알킬, 알콕시, -NH2, R10, 알킬아미노, 또는 디알킬아미노이고(한 가지 바람직한 구현예에서, R3 및 R4의 각 경우는, 독립적으로, H 또는 C1-C4 알킬임);
R10의 각 경우는 독립적으로 PEG 및 폴리(옥사졸린), 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(비닐 알코올), 폴리(글리세롤), 폴리(N-비닐피롤리돈), 폴리[N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아미드] 및 폴리(아미노산)들을 기반으로 한 폴리머로부터 선택되고, 여기서 (i) PEG 또는 폴리머는 선형 또는 분지형이고, (ii) PEG 또는 폴리머는 n 서브유닛에 의해 중합되고, (iii) n은 10 내지 200 단위의 수-평균 중합도이고, (iv) 화학식의 화합물은 최대 두 개의 R10 기(바람직하게는 최대 1개의 R10 기)를 갖고;
Q에 대한 파선은 부재이거나 결합이고;
Q에 대한 파선이 부재인 경우, Q는 부재이거나 -O-, -NH-, -N(R5)-, -S-, -C(O)-, -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)N(R4)-, -N(R5)C(O)-, -S-S-, -OC(O)O-, -O-N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -OC(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)O-, -C(O)S-, -C(S)O- 또는 -C(R5)=N-O-C(O)-이거나;
Q에 대한 파선이 결합인 경우, (i) b는 0이고, (ii) Q 및 이에 인접한 3차 탄소(C*)는 5개 내지 10개의 고리 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 모노- 또는 바이-사이클릭 헤테로사이클릭 기를 형성하고(예를 들어, 헤테로사이클릭 기에서 헤테로원자는 O 및 S, 바람직하게는 O로부터 선택됨);
R5의 각 경우는, 독립적으로, H 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이고;
X는 알킬렌 또는 알케닐렌(예를 들어, C4 내지 C20 알킬렌 또는 C4 내지 C20 알케닐렌)이고;
M1은 생분해성 기(예를 들어, -OC(O)-, -C(O)O-, -SC(O)-, -C(O)S-, -OC(S)-, -C(S)O-, -S-S-, -C(R5)=N-, -N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -O-N=C(R5)-, -C(O)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -C(S)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -OC(O)O-, -OSi(R5)2O-, -C(O)(CR3R4)C(O)O-, -OC(O)(CR3R4)C(O)-, 또는
Figure pct00010
(여기서, R11은 C2-C8 알킬 또는 알케닐임))이고;
a는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고;
b는 0, 1, 2, 또는 3이고;
Z1은 C6-C14 분지형 알킬 기이고;
Z2는 C4-C20 알케닐이고, 여기서 알케닐 기는 이중 결합과 Z2의 말단 사이에 있는 이중 결합에 대한 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 선택적으로 치환될 수 있다(예를 들어,
Figure pct00011
).
R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b- 기는 하기 표 1에 나타나 있는 것들, 및 이의 염을 포함하여, 본원에 기재된 임의의 헤드 기일 수 있다. 한 가지 바람직한 구현예에서, R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b-는 (CH3)2N-(CH2)2-, (CH3)2N-(CH2)3-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-NH-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-OC(O)-NH-, 또는 (CH3)2N-(CH2)3-C(CH3)=N-O-이다. 바람직한 구현예에서, R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b-는 (CH3)2N-(CH2)2-이다.
일 구현예에서, R1 및 R2는 둘 모두 알킬(예를 들어, 메틸, 에틸 또는 이들의 조합)이다. 일 구현예에서, R1 및 R2는 둘 모두 메틸이다. 또 다른 구현예에서, R1 및 R2 중 하나는 메틸이고, R1 및 R2 중 다른 하나는 에틸이다.
추가의 구현예에서, a는 2이다. 또 다른 구현예에서, b는 0이다. 또 다른 구현예에서, Q는 부재이다. 추가의 또 다른 구현예에서, a는 2이고, b는 0이고, Q는 부재이다. 추가의 또 다른 구현예에서, a는 4이고, b는 0이고, Q는 -O-이다.
또 다른 구현예에서, X는 -(CH2)n-이고, 여기서 n은 4 내지 20, 예를 들어, 4 내지 18, 4 내지 16, 또는 4 내지 12이다. 일 구현예에서, n은 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이다. 일 구현예에서, X는 -(CH2)7-9-이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X는 -(CH2)7-이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X는 -(CH2)8-이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X는 -(CH2)9-이다.
추가의 구현예에서, M1은 -OC(O)- 또는 -C(O)O-이다. 예를 들어, 일 구현예에서, M1은 -C(O)O-이다. 또 다른 구현예에서, M1은 -OC(O)-이다.
또 다른 구현예에서, Z1은 C6-C10 분지형 알킬 기, 예를 들어, -CH(CH2CH3)(CH2CH2CH2CH3), -CH2CH(iPr)(CH2CH2 iPr) 또는 -CH2CH(n-Bu)2이다.
또 다른 구현예에서, Z2는 1개 또는 2개의 이중 결합을 갖는 C19 알케닐이다. 예를 들어, Z2는 -(CH2)9CH=CHCH2CH=CH(CH2)4CH3일 수 있다.
추가의 또 다른 구현예는 하기로부터 선택된 양이온성 지질 및 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
.
소정의 구현예에서, 양이온성 지질에 존재하는 생분해성 기는 에스테르(예를 들어, -C(O)O- 또는 -OC(O)-), 디설파이드(-S-S-), 옥심(예를 들어, -C(H)=N-O- 또는 -O-N=C(H)-), -C(O)-O-, -OC(O)-, -C(R5)=N-, -N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -O-N=C(R5)-, -O-C(O)O-, -C(O)N(R5), -N(R5)C(O)-, -C(S)(NR5)-, (NR5)C(S)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -C(O)S-, -SC(O)-, -C(S)O-, -OC(S)-, -OSi(R5)2O-, -C(O)(CR3R4)C(O)O-, 또는 -OC(O)(CR3R4)C(O)-로부터 선택된다.
일 구현예에서, 양이온성 지질의 소수성 테일 중 하나 또는 둘 모두에서 지방족 기는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 포함한다.
양이온성 지질(화학식 (A), 화학식 (A-I) 및 화학식 (A-II)의 화합물을 포함)에 적합한 콜레스테롤 모이어티는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00015
추가의 구현예는 헤드 기, 하나 이상의 소수성 테일, 및 헤드 기와 하나 이상의 테일 사이의 링커를 갖는 양이온성 지질을 포함한다. 헤드 기는 아민; 예를 들어, 요망되는 pKa를 갖는 아민을 포함할 수 있다. pKa는 지질의 구조, 특히 헤드 기의 성질; 예를 들어, 음이온성 작용기, 수소 결합 도너 작용기, 수소 결합 억셉터 기, 소수성 기(예를 들어, 지방족 기), 친수성 기(예를 들어, 하이드록실 또는 메톡시), 또는 아릴 기와 같은 작용기의 존재, 부재, 및 위치에 의해 영향을 받을 수 있다. 헤드 기 아민은 양이온성 아민; 1차, 2차 또는 3차 아민일 수 있고; 헤드 기는 1개의 아민 기(모노아민), 2개의 아민 기(디아민), 3개의 아민 기(트리아민), 또는 올리고아민 또는 폴리아민에서와 같은 보다 큰 수의 아민 기를 포함할 수 있다. 헤드 기는, 예를 들어, 이미다졸, 피리딘 또는 구아니디늄 기와 같은, 아민보다 덜 강한 염기성인 작용기를 포함할 수 있다. 헤드 기는 쯔비터이온성일 수 있다. 다른 헤드 기가 마찬가지로 적합하다.
하나 이상의 소수성 테일은 동일하거나 상이할 수 있는 2개의 소수성 사슬을 포함할 수 있다. 테일들은 지방족일 수 있고, 예를 들어, 이들은 방향족 고리가 없지만 포화되거나 불포화된 탄소 및 수소로 구성될 수 있다. 테일은 지방산 테일일 수 있다. 일부 이러한 기는 옥타닐, 노나닐, 데실, 라우릴, 미리스틸, 팔미틸, 스테아릴, α-리놀레일, 스테아리도닐, 리놀레일, γ-리놀레닐, 아라카도닐 및 올레일을 포함한다. 다른 소수성 테일이 마찬가지로 적합하다.
링커로는, 예를 들어, 글리세리드 링커, 비사이클릭 글리세리드 유사체 링커, 또는 사이클릭 링커(스피로 링커, 바이사이클릭 링커 및 폴리사이클릭 링커를 포함)를 포함할 수 있다. 링커는 에테르, 에스테르, 포스페이트, 포스포네이트, 포스포로티오에이트, 설포네이트, 디설파이드, 아세탈, 케탈, 이민, 하이드라존, 또는 옥심과 같은 작용기를 포함할 수 있다. 다른 링커 및 작용기가 마찬가지로 적합하다.
일 구현예에서, 양이온성 지질은 라세미 혼합물이다. 또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 하나의 부분입체이성질체에 풍부하며, 예를 들어, 양이온성 지질은 적어도 95%, 적어도 90%, 적어도 80% 또는 적어도 70% 부분입체이성질체 과잉률을 갖는다. 추가의 또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 하나의 거울상이성질체에 풍부하며, 예를 들어, 지질은 적어도 95%, 적어도 90%, 적어도 80% 또는 적어도 70% 거울상이성질체 과잉률을 갖는다. 추가의 또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 키랄성으로 순수하고, 예를 들어, 단일 광학 이성질체이다. 추가의 또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 하나의 광학 이성질체에 대해서 풍부하다.
이중 결합(예를 들어, 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-질소 이중 결합)이 존재하는 경우, 이중 결합에 대한 입체형태에 있어서 이성질성(즉, 시스/트랜스 또는 E/Z 이성질성)이 있을 수 있다. 이중 결합의 입체형태가 화학 구조에 예시된 경우, 대응하는 이성질체가 또한 존재할 수 있다는 것이 이해된다. 존재하는 이성질체의 양은, 이성질체의 상대 안정성 및 이성질체들 간의 전환에 필요한 에너지에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 일부 이중 결합은, 실제 목적을 위하여, 단일 입체형태로만 존재하는 한편, 다른 것(예를 들어, 상대 안정성이 유사하고 전환 에너지가 낮은 경우)은 입체형태의 분리불가능한 평형 혼합물로서 존재할 수 있다.
일부 경우에, 이중-결합된 불포화 부분은 사이클릭 불포화 부분으로 대체될 수 있다. 사이클릭 불포화 부분은 지환족 불포화 부분, 예를 들어, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 또는 사이클로옥틸 기일 수 있다. 일부 경우에, 사이클릭 기는 폴리사이클릭 기, 예를 들어, 바이사이클릭 기 또는 트리사이클릭 기일 수 있다. 바이사이클릭 기는 가교되거나, 융합되거나, 스피로 구조를 가질 수 있다.
일부 경우에, 이중 결합 모이어티는 사이클로프로필 모이어티로 대체될 수 있고, 예를 들어,
Figure pct00016
은
Figure pct00017
으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 이하에 나타나 있는 모이어티는 2개의 탄소-탄소 이중 결합을 갖고, 이들 각각은 독립적으로 사이클릭 모이어티, 예를 들어, 사이클로프로필 모이어티로 대체될 수 있다. 따라서,
Figure pct00018
에 대한 치환기는
Figure pct00019
을 포함할 수 있다.
추가의 예의 경우,
Figure pct00020
에 대한 치환기는
Figure pct00021
를 포함한다.
추가의 예의 경우,
Figure pct00022
에 대한 치환기는
Figure pct00023
를 포함한다.
추가의 예의 경우,
Figure pct00024
에 대한 치환기는
Figure pct00025
를 포함한다.
양이온성 지질은 하나 이상의 생분해성 기를 포함한다. 생분해성 기(들)는 생물학적 환경에서, 예컨대, 유기체, 기관, 조직, 세포 또는 세포기관 내에서 결합 파괴 반응을 받을 수 있는 하나 이상의 결합을 포함한다. 생분해성 결합을 함유하는 작용기는, 예를 들어, 에스테르, 디티올 및 옥심을 포함한다. 생분해는 대상체에게 투여된 경우 신체로부터 화합물의 청소에 영향을 미치는 인자일 수 있다. 생분해는 세포 기반 검정으로 측정될 수 있고, 여기서 양이온성 지질을 포함하는 제형은 세포에 노출되고, 샘플이 다양한 시점에서 채취된다. 지질 분획은 세포로부터 추출되고, 분리되고, LC-MS에 의해 분석될 수 있다. LC-MS 데이터로부터, 생분해 속도(예를 들어, t1/2 값으로서)가 측정될 수 있다.
예를 들어, 화합물
Figure pct00026
은 각 지방족 사슬 내의 에스테르 연결을 포함하며, 이는, 예를 들어, 생물학적 환경에서, 예를 들어, 리파제 또는 에스테라제에 노출될 경우 가수분해를 받을 수 있다. 물론 화합물의 구조는 화합물이 생분해를 받게 되는 속도에 영향을 미친다. 따라서,
Figure pct00027
과 같은 관련된 화합물은 상이한 생분해 속도를 나타낼 것으로 예상될 것이다. 해당 속도에 대한 보다 큰 작용은 가수분해 부위에서 화합물의 구조의 변화로부터 예상될 것이다. 가수분해 속도에 영향을 미칠 수 있고 따라서 생분해 속도와 대상체의 신체로부터의 청소에 영향을 미칠 수 있는 하나의 변형은 가수분해 반응의 이탈기가 2차 알코올보다 1차 알코올을 갖게 한다.
일 구현예에서, 본원에 기재된 임의의 구현예의 양이온성 지질은 약 3시간 미만, 예컨대, 약 2.5시간 미만, 약 2시간 미만, 약 1.5시간 미만, 약 1시간 미만, 약 0.5시간 미만 또는 약 0.25시간 미만의 생체내 반감기(t1/2)(예컨대, 간, 비장 또는 혈장 내)를 갖는다. 양이온성 지질은 바람직하게는 온전하게 유지되거나, 이의 표적에 요망되는 활성 약제학적 성분(예를 들어, 핵산)을 효과적으로 전달하되 그 후에 신속하게 분해되어 대상체에 대한 임의의 부작용을 최소화하는 안정한 지질 나노입자를 형성시키기에 충분한 반감기를 갖는다. 예를 들어, 마우스에서, 양이온성 지질은 바람직하게는 약 1시간 내지 약 7시간의 비장 내 t1/2를 갖는다.
또 다른 구현예에서, 생분해성 기 또는 기들을 함유하는 본원에 기재된 임의의 구현예의 양이온성 지질은 생분해성 기 또는 기들이 없는 동일한 양이온성 지질에 대한 것의 약 10% 미만(예를 들어, 약 7.5% 미만, 약 5% 미만, 약 2.5% 미만)의 생체내 반감기(t1/2)(예를 들어, 간, 비장 또는 혈장 내)를 갖는다.
일부 양이온성 지질은 편의상 중심 모이어티(예컨대, 탄소 원자)를 통해 헤드 기와 조합되는 소수성 기로서 표현될 수 있다. 예로서, 화합물
Figure pct00028
는 하기와 같은 헤드 기, 중심 모이어티, 및 두 개의 소수성 기의 조합인 것으로 여겨질 수 있다:
Figure pct00029
적합한 양이온성 지질은 하기 열거된 헤드 기와 소수성 기의 임의의 조합으로 구성된 화합물을 포함한다(중심 모이어티(예컨대, 중심 탄소 원자)와 조합하여).
일부 적합한 헤드 기는 표 1A에 도시된 것들을 포함한다:
[표 1A]
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
적합한 1차 기는 중심 탄소 원자와 표 1A로부터의 헤드 기의 조합인 것들을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 기타 적합한 1차 기는 하기 표 1B에서의 것들을 포함한다:
[표 1B]
Figure pct00033
Figure pct00034
일부 적합한 소수성 테일 기는 표 2에 도시된 것들을 포함한다:
[표 2]
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
양이온성 지질은, 알킬 치환기가 상이한 것들(예를 들어, N-에틸-N-메틸아미노-, N-프로필-N-에틸아미노- 등)을 포함하여, 대안적인 지방산 기 및 다른 디알킬아미노 기를 갖는 것들을 포함한다. R1 및 R2가 둘 모두 장쇄 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 사이클로알킬알킬 기인 이들 구현예의 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다. 일반적으로, 여과 멸균의 목적을 위하여 덜 포화된 아실 사슬을 갖는 지질(예를 들어, 양이온성 지질)은, 특히 복합체가 약 0.3 마이크론 미만의 크기일 때 더 용이한 크기가 된다. C10 내지 C20의 범위에 있는 탄소 사슬 길이를 갖는 불포화 지방산을 함유하는 양이온성 지질이 전형적이다. 아미노 기(예를 들어, 양이온성 지질의 아미노 기) 및 양이온성 지질의 지방산 또는 지방 알킬 부분을 분리하기 위하여 다른 스캐폴드가 또한 사용될 수 있다. 적합한 스캐폴드는 당업자에게 공지되어 있다.
소정의 구현예에서, 양이온성 지질은 적어도 하나의 양성자성 또는 탈양성자성 기를 가지며, 이에 따라 지질은 생리적 pH 또는 그 미만의 pH(예를 들어, pH 7.4)에서 양으로 하전되고, 제2 pH에서, 바람직하게는 생리적 pH 또는 그 초과에서 중성이다. 이러한 지질은 또한 양이온성 지질로 지칭된다. 물론, pH에 따른 양성자의 추가 또는 제거는 평형상태 과정이며, 하전되거나 중성인 지질에 대한 언급은 우세한 종의 성질에 관한 것이며, 모든 지질이 하전되거나 중성인 형태로 존재할 필요는 없다는 것이 이해될 것이다. 지질은 하나보다 많은 양성자성 또는 탈양성자성 기를 가질 수 있거나, 쯔비터이온성일 수 있다.
소정의 구현예에서, 양성자성 지질(즉, 양이온성 지질)은 약 4 내지 약 11의 범위 내에서 양성자성 기의 pKa를 갖는다. 전형적으로, 지질은 지질 입자 내에 혼입될 때 약 4 내지 약 7, 예를 들어, 약 5 내지 7, 예컨대, 약 5.5 내지 6.8의 pKa를 가질 것이다. 이러한 지질은 더 낮은 pH 제형화 단계에서 양이온성인 반면, 입자는 pH 7.4 주변의 생리적 pH에서 대체로(완전하지는 않지만) 중성화된 표면일 것이다. 약 4 내지 7의 범위에 있는 pKa의 이점 중 하나는 입자의 외표면과 회합된 적어도 일부의 핵산이 생리적 pH에서 이의 정전기적 상호작용을 상실하며, 단순한 투석에 의해 제거되고; 따라서 청소에 대한 입자의 감수성을 크게 감소시킬 것이라는 점이다. 지질 입자 내 지질의 pKa 측정은, 예를 들어, 그 전체가 참조로 포함되는 문헌[Cullis et al., (1986) Chem Phys Lipids 40, 127-144]에 기재된 방법을 사용하여 형광 프로브 2-(p-톨루이디노)-6-나프탈렌 설폰산(TNS)을 사용함으로써 수행될 수 있다.
특정 구현예에서, 지질은 하전된 지질이다. 본원에서 사용되는 용어 "하전된 지질"은 1개 또는 2개의 지방 아실 또는 지방 알킬 사슬 및 4차 아미노 헤드 기를 갖는 이들 지질을 포함하는 것을 의미한다. 4차 아민은 영구적인 양전하를 운반한다. 헤드 기는 선택적으로 이온화 가능한 기, 예컨대, 생리적 pH에서 양성자화될 수 있는 1차, 2차 또는 3차 아민을 포함할 수 있다. 4차 아민의 존재는 4차 아민이 없는 구조적으로 유사한 화합물 내 기의 pKa에 대해 이온화 가능한 기의 pKa를 변경할 수 있다(예를 들어, 4차 아민은 3차 아민으로 대체됨). 일부 구현예에서, 하전된 지질은 "아미노 지질"로 지칭된다. 예를 들어, 그 전체가 참조로 포함되는, 2009년 12월 7일에 출원된 미국 가특허출원 제61/267,419호를 참조하라.
일 구현예에서, 양이온성 지질은 생분해성 기에 인접한 알파 위치에(생분해성 기와 3차 탄소 사이에) 분지형 알킬을 갖는 하기 화학식 (I)의 화합물 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
[화학식 (I)]
Figure pct00038
상기 식에서,
R'는 부재이거나, 수소, 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이고;
R1 및 R2와 관련하여,
(i) R1 및 R2는 각각, 독립적으로, 선택적으로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬알킬, 헤테로사이클, 또는 R10이거나;
(ii) R1 및 R2는, 이들이 결합되는 질소 원자와 함께, 선택적으로 치환된 헤테로사이클릭 고리를 형성하거나;
(iii) R1 및 R2 중 하나는 선택적으로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬, 또는 헤테로사이클이고, 다른 하나는 (a) 인접한 질소 원자 및 (b) 질소 원자에 인접한 (R)a 기와 함께 4원 내지 10원 헤테로사이클릭 고리 또는 헤테로아릴(예를 들어, 6-원 고리)을 형성하고;
R의 각 경우는, 독립적으로, -(CR3R4)-이고;
R3 및 R4의 각 경우는, 독립적으로, H, 할로겐, OH, 알킬, 알콕시, -NH2, R10, 알킬아미노, 또는 디알킬아미노이고(한 가지 바람직한 구현예에서, R3 및 R4의 각 경우는, 독립적으로, H 또는 C1-C4 알킬임);
R10의 각 경우는 독립적으로 PEG 및 폴리(옥사졸린), 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(비닐 알코올), 폴리(글리세롤), 폴리(N-비닐피롤리돈), 폴리[N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아미드] 및 폴리(아미노산)들을 기반으로 한 폴리머로부터 선택되고, 여기서 (i) PEG 또는 폴리머는 선형 또는 분지형이고, (ii) PEG 또는 폴리머는 n 서브유닛에 의해 중합되고, (iii) n은 10 내지 200 단위의 수-평균 중합도이고, (iv) 화학식의 화합물은 최대 두 개의 R10 기(바람직하게는 최대 1개의 R10 기)를 갖고;
Q에 대한 파선은 부재이거나 결합이고;
Q에 대한 파선이 부재인 경우, Q는 부재이거나 -O-, -NH-, -S-, -C(O)-, -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)N(R4)-, -N(R5)C(O)-, -S-S-, -OC(O)O-, -O-N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -OC(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)O-, -C(O)S-, -C(S)O- 또는 -C(R5)=N-O-C(O)-이거나;
Q에 대한 파선이 결합인 경우, (i) b는 0이고, (ii) Q 및 이에 인접한 3차 탄소(C*)는 5개 내지 10개의 고리 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 모노- 또는 바이-사이클릭 헤테로사이클릭 기를 형성하고(예를 들어, 헤테로사이클릭 기에서 헤테로원자는 O 및 S, 바람직하게는 O로부터 선택됨);
R5의 각 경우는, 독립적으로, H 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이고;
X 및 Y는 각각, 독립적으로, 알킬렌 또는 알케닐렌(예를 들어, C4 내지 C20 알킬렌 또는 C4 내지 C20 알케닐렌)이고;
M1 및 M2는 각각, 독립적으로, 생분해성 기(예를 들어, -OC(O)-, -C(O)O-, -SC(O)-, -C(O)S-, -OC(S)-, -C(S)O-, -S-S-, -C(R5)=N-, -N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -O-N=C(R5)-, -C(O)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -C(S)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -OC(O)O-, -OSi(R5)2O-, -C(O)(CR3R4)C(O)O-, -OC(O)(CR3R4)C(O)-, 또는
Figure pct00039
(여기서, R11은 C2-C8 알킬 또는 알케닐임))이고;
Rz의 각 경우는, 독립적으로, C1-C8 알킬(예를 들어, 메틸, 에틸, 이소프로필, n-부틸, n-펜틸, 또는 n-헥실)이고;
a는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고;
b는 0, 1, 2, 또는 3이고;
Z1 및 Z2는 각각, 독립적으로, C8-C14 알킬 또는 C8-C14 알케닐이고, 여기서 알케닐 기는 이중 결합과 Z1 또는 Z2의 말단 사이에 있는 이중 결합에 대한 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 선택적으로 치환될 수 있다(예를 들어,
Figure pct00040
).
R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b- 기는 하기 표 1에 나타나 있는 것들, 및 이의 염을 포함하여, 본원에 기재된 임의의 헤드 기일 수 있다. 한 가지 바람직한 구현예에서, R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b-는 (CH3)2N-(CH2)3-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-NH-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-OC(O)-NH-, 또는 (CH3)2N-(CH2)3-C(CH3)=N-O-이다.
일 구현예에서, R1 및 R2는 둘 모두 알킬(예를 들어, 메틸)이다.
추가의 구현예에서, a는 3이다. 또 다른 구현예에서, b는 0이다.
추가의 구현예에서, a는 3이고, b는 0이고, R은 -CH2-이다. 또 다른 추가의 구현예에서, a는 3이고, b는 0이고, R은 -CH2-이고, Q는 -C(O)O-이다. 또 다른 구현예에서, R1 및 R2는 메틸이고, a는 3이고, b는 0이고, R은 -CH2-이고, Q는 -C(O)O-이다.
또 다른 구현예에서, X 및 Y는 각각, 독립적으로, -(CH2)n-이고, 여기서 n은 4 내지 20, 예를 들어, 4 내지 18, 4 내지 16, 또는 4 내지 12이다. 일 구현예에서, n은 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)6-이다. 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)7-이다. 추가의 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)9-이다. 추가의 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)8-이다.
추가의 구현예에서, M1 및 M2는 각각, 독립적으로, -OC(O)- 또는 -C(O)O-이다. 예를 들어, 일 구현예에서, M1 및 M2는 각각 -C(O)O-이다.
일 구현예에서, 양이온성 지질은 적어도 하나의 테일 상에 알콕시 또는 티오알콕시(즉, -S-알킬) 기 치환을 갖는 하기 화학식 (V)의 화합물 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
[화학식 (V)]
Figure pct00041
상기 식에서,
R', R1, R2, R, R3, R4, R10, Q, R5, M1, M2, a, 및 b는 화학식 (I)에 정의된 바와 같고;
X 및 Y는 각각, 독립적으로, 알킬렌(예를 들어, C6-C8 알킬렌) 또는 알케닐렌이고, 여기서 알킬렌 또는 알케닐렌 기는 M1 또는 M2 기에 대해 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 선택적으로 치환되고(예를 들어,
Figure pct00042
);
Z1 및 Z2는 각각, 독립적으로, C8-C14 알킬 또는 C8-C14 알케닐이고, 여기서 (i) Z1 및 Z2 중 적어도 하나의 C8-C14 알킬 또는 C8-C14 알케닐은 하나 이상의 알콕시(예를 들어, C1-C4 알콕시, 예컨대, -OCH3) 또는 티오알콕시(예를 들어, C1-C4 티오알콕시, 예컨대, -SCH3) 기로 치환되고, (ii) 알케닐 기는 이중 결합과 Z1 또는 Z2의 말단 사이에 있는 이중 결합에 대한 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 선택적으로 치환될 수 있다(예를 들어,
Figure pct00043
).
일 구현예에서, Z1 및/또는 Z2에 대한 알콕시 치환은 M1 및/또는 M2 기로부터의 베타 위치에서 이루어진다.
또 다른 구현예에서, X 및 Y는 각각, 독립적으로, -(CH2)n-이고, 여기서 n은 4 내지 20, 예를 들어, 4 내지 18, 4 내지 16, 또는 4 내지 12이다. 일 구현예에서, n은 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)6-이다. 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)7-이다. 추가의 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)9-이다. 추가의 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)8-이다.
R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b- 기는 하기 표 1에 나타나 있는 것들, 및 이의 염을 포함하여, 본원에 기재된 임의의 헤드 기일 수 있다. 한 가지 바람직한 구현예에서, R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b-는 (CH3)2N-(CH2)3-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-NH-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-OC(O)-NH-, 또는 (CH3)2N-(CH2)3-C(CH3)=N-O-이다.
일 구현예에서, 양이온성 지질은 이중 결합에 대한 알파 또는 생분해성 기에 대한 알파인 위치에서 적어도 하나의 테일 상에 하나 이상의 플루오로 치환기를 갖는 하기 화학식 (VIA)의 화합물 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
[화학식 (VIA)]
Figure pct00044
상기 식에서,
R1, R2, R, a, 및 b는 화학식 (I)에 대하여 정의된 바와 같고;
Q는 부재이거나 -O-, -NH-, -S-, -C(O)-, -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)N(R4)-, -N(R5)C(O)-, -S-S-, -OC(O)O-, -O-N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -OC(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)O-, -C(O)S-, -C(S)O- 또는 -C(R5)=N-O-C(O)-이고;
R'는 부재이거나, 수소, 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이고;
각각의 R9 및 R10은 독립적으로, (a) 하나 이상의 생분해성 기를 갖고, (b) (i) 생분해성 기에 대한 알파 및 생분해성 기와 별표(*)로 표시된 3차 탄소 원자 사이, 또는 (ii) 탄소-탄소 이중 결합에 대한 알파 및 이중 결합과 R9 또는 R10 기의 말단 사이에 있는 위치에서 하나 이상의 불소 원자로 선택적으로 치환된, C12-C24 알킬(예를 들어, C12-C20 알킬), C12-C24 알케닐(예를 들어, C12-C20 알케닐), 또는 C12-C24 알콕시(예를 들어, C12-C20 알콕시)이고; 각각의 생분해성 기는 독립적으로 C12-C24 알킬, 알케닐, 또는 알콕시 기를 중단시키거나 C12-C24 알킬, 알케닐, 또는 알콕시 기의 말단에서 치환되고,
여기서,
(i) R9 및 R10 중 적어도 하나는 플루오로 기를 함유하고;
(ii) 화합물은 하기 모이어티를 함유하지 않고:
Figure pct00045
(상기 식에서, ----는 선택적 결합임);
(iii) R9 및 R10의 말단은 8개 이상의 원자(예를 들어, 12개 또는 14개 이상의 원자)의 사슬에 의해 별표(*)로 표시된 3차 탄소 원자로부터 분리된다.
한 가지 바람직한 구현예에서, R9 및 R10의 말단은 18개 내지 22개의 탄소 원자(예를 들어, 18개 내지 20개의 탄소 원자)의 사슬에 의해 별표(*)로 표시된 3차 탄소 원자로부터 분리된다.
또 다른 구현예에서, R9 및/또는 R10의 말단은 화학식 -C(O)O-CF3을 갖는다.
또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 이중 결합에 대한 알파 또는 생분해성 기에 대한 알파인 위치에서 적어도 하나의 테일 상에 하나 이상의 플루오로 치환기를 갖는 하기 화학식 (VIB)의 화합물 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
[화학식 (VIB)]
Figure pct00046
상기 식에서,
R', R1, R2, R, R3, R4, R10, Q, R5, M1, M2, a, 및 b는 화학식 (I)에 정의된 바와 같고;
X 및 Y는 각각, 독립적으로, 알킬렌(예를 들어, C6-C8 알킬렌) 또는 알케닐렌이고, 여기서 알킬렌 또는 알케닐렌 기는 M1 또는 M2 기에 대해 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 선택적으로 치환되고(예를 들어,
Figure pct00047
);
Z1 및 Z2는 각각, 독립적으로, C8-C14 알킬 또는 C8-C14 알케닐이고, 여기서 상기 C8-C14 알케닐은 이중 결합에 대한 알파인 위치에서 하나 이상의 불소 원자로 선택적으로 치환되고(예를 들어,
Figure pct00048
),
X, Y, Z1, 및 Z2 중 적어도 하나는 불소 원자를 함유한다.
일 구현예에서, Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 이중 결합에 대한 알파 또는 생분해성 기에 대한 알파인 위치에서 두 개의 플루오로 기로 치환된다. 일 구현예에서, Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 생분해성 기에 대한 알파인 위치에서 말단 -CF3 기를 갖는다(즉, Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 -C(O)OCF3 기로 종결됨).
예를 들어, Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 하기 모이어티 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
Figure pct00049
일 구현예에서, X 및 Y는 각각, 독립적으로, -(CH2)n-이고, 여기서 n은 4 내지 20, 예를 들어, 4 내지 18, 4 내지 16, 또는 4 내지 12이다. 일 구현예에서, n은 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)7-이다. 또 다른 예시적인 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)9-이다. 추가의 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)8-이다.
R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b- 기는 하기 표 1에 나타나 있는 것들, 및 이의 염을 포함하여, 본원에 기재된 임의의 헤드 기일 수 있다. 한 가지 바람직한 구현예에서, R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b-는 (CH3)2N-(CH2)3-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-NH-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-OC(O)-NH-, 또는 (CH3)2N-(CH2)3-C(CH3)=N-O-이다.
일 구현예에서, 양이온성 지질은 적어도 하나의 테일에 생분해성 기로서 아세탈 기를 갖는 하기 화학식 (VII)의 화합물 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)이다:
[화학식 (VII)]
Figure pct00050
상기 식에서,
R', R1, R2, R, R3, R4, R10, Q, R5, a, 및 b는 화학식 (I)에 정의된 바와 같고;
X 및 Y는 각각, 독립적으로, 알킬렌(예를 들어, C6-C8 알킬렌) 또는 알케닐렌이고, 여기서 알킬렌 또는 알케닐렌 기는 M1 또는 M2 기에 대해 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 선택적으로 치환되고(예를 들어,
Figure pct00051
);
M1 및 M2는 각각, 독립적으로, 생분해성 기(예를 들어, -OC(O)-, -C(O)O-, -SC(O)-, -C(O)S-, -OC(S)-, -C(S)O-, -S-S-, -C(R5)=N-, -N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -O-N=C(R5)-, -C(O)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -C(S)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -OC(O)O-, -OSi(R5)2O-, -C(O)(CR3R4)C(O)O-, -OC(O)(CR3R4)C(O)-, 또는
Figure pct00052
(여기서, R11은 C4-C10 알킬 또는 C4-C10 알케닐임))이고;
단, M1 및 M2 중 적어도 하나는
Figure pct00053
이고;
Z1 및 Z2는 각각, 독립적으로, C4-C14 알킬 또는 C4-C14 알케닐이고, 여기서 알케닐 기는 이중 결합과 Z1 또는 Z2의 말단 사이에 있는 이중 결합에 대한 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 선택적으로 치환될 수 있다(예를 들어,
Figure pct00054
).
일 구현예에서, 각각의 M1 및 M2는
Figure pct00055
이다.
또 다른 구현예에서, X 및 Y는 각각, 독립적으로, -(CH2)n-이고, 여기서 n은 4 내지 20, 예를 들어, 4 내지 18, 4 내지 16, 또는 4 내지 12이다. 일 구현예에서, n은 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10이다. 한 가지 예시적인 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)6-이다. 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)7-이다. 추가의 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)9-이다. 추가의 또 다른 구현예에서, X 및 Y는 -(CH2)8-이다.
R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b- 기는 하기 표 1에 나타나 있는 것들, 및 이의 염을 포함하여, 본원에 기재된 임의의 헤드 기일 수 있다. 한 가지 바람직한 구현예에서, R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b-는 (CH3)2N-(CH2)3-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-NH-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-OC(O)-NH-, 또는 (CH3)2N-(CH2)3-C(CH3)=N-O-이다.
또 다른 구현예에서, 양이온성 지질 또는 이의 염은
(i) 중심 탄소 원자,
(ii) 중심 탄소 원자에 직접 결합된 질소 함유 헤드 기, 및
(iii) 중심 탄소 원자에 직접 결합된 2개의 소수성 테일을 가지되, 각각의 소수성 테일은 화학식 -Re-M-Rf(여기서, Re는 C4-C14 알킬 또는 알케닐이고, M은 생분해성 기이고, Rf는 분지형 알킬 또는 알케닐(예를 들어, C10-C20 알킬 또는 C10-C20 알케닐)임)이고, 따라서 (i) -Re-M-Rf의 사슬 길이는 최대 20개의 원자이고(즉, 중심 탄소 원자 이후 첫 번째 탄소 원자에서부터 테일의 말단까지 테일의 총 길이는 최대 20개임), (ii) 기 -Re-M-Rf는 적어도 20개의 탄소 원자(예를 들어, 적어도 21개의 원자)를 갖는다. 선택적으로, Re에서 알킬 또는 알케닐 기는 M1 또는 M2 기에 대해 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 치환될 수 있다(예를 들어,
Figure pct00056
). 또한, 선택적으로, Rf에서 알케닐 기는 이중 결합과 Rf의 말단 사이에 있는 이중 결합에 대한 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 치환될 수 있다(예를 들어,
Figure pct00057
).
일 구현예에서, 양이온성 지질(예컨대, 화학식 I 내지 화학식 VII)은 비대칭 소수성 기(즉, 두 개의 소수성 기는 상이한 화학식을 가짐)를 갖는다. 예를 들어, 양이온성 지질은 하기 화학식 또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)을 가질 수 있다:
[화학식 (VIII)]
Figure pct00058
상기 식에서,
G는 분지형 또는 비분지형 C3-C15 알킬, 알케닐 또는 알키닐(예를 들어, n-C8 알킬 n-C9 알킬, 또는 n-C10 알킬)이고;
R12는 분지형 또는 비분지형 알킬렌 또는 알케닐렌(예를 들어, C6-C20 알킬렌 또는 C6-C20 알케닐렌, 예컨대, C12-C20 알킬렌 또는 C12-C20 알케닐렌)이고;
M1은 생분해성 기(예를 들어, -OC(O)-, -C(O)O-, -SC(O)-, -C(O)S-, -OC(S)-, -C(S)O-, -S-S-, -C(R5)=N-, -N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -O-N=C(R5)-, -C(O)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -C(S)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -OC(O)O-, -OSi(R5)2O-, -C(O)(CR3R4)C(O)O-, -OC(O)(CR3R4)C(O)-, 또는
Figure pct00059
(여기서, R11은 C2-C8 알킬 또는 알케닐임))이고;
R3 및 R4는 화학식 (I)에 정의된 바와 같고;
R5의 각 경우는, 독립적으로, H 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이고;
R13은 분지형 또는 비분지형 C3-C15 알킬, 알케닐 또는 알키닐이고;
Figure pct00060
는 약 4 내지 약 13, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 8(예를 들어, 약 5 내지 약 7, 또는 약 5 내지 약 6.5, 또는 약 5.5 내지 약 6.5, 또는 약 6 내지 약 6.5)의 pKa를 갖는 양성자성 기를 포함한다.
일 구현예에서, 1차 기는 (i) 헤드 기, 및 (ii) 둘 모두의 소수성 테일이 직접 결합된 중심 모이어티(예를 들어, 중심 탄소 원자)를 포함한다. 대표적인 중심 모이어티는 중심 탄소 원자, 중심 질소 원자, 중심 카보사이클릭 기, 중심 아릴 기, 중심 헤테로사이클릭 기(예를 들어, 중심 테트라하이드로푸라닐 기 또는 중심 피롤리디닐 기) 및 중심 헤테로아릴 기를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
대표적인
Figure pct00061
는
Figure pct00062
Figure pct00063
을 포함하지만, 이로 제한되지 않고; 상기 식에서 n은 0 내지 6이다.
대표적인 비대칭 양이온성 지질은
Figure pct00064
을 포함하고, 상기 식에서, w는 0, 1, 2, 또는 3이고; x 및 y는 각각 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7이다.
일 구현예에서, 각 R은, 독립적으로, -(CR3R4)-이고, 여기서 R3 및 R4는 각각, 독립적으로, H 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이다. 예를 들어, 일 구현예에서, 각 R은, 독립적으로, -(CHR4)-이고, 여기서 각 R4는, 독립적으로, H 또는 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬)이다. 또 다른 구현예에서, 각 R은, 독립적으로, -CH2-, -C(CH3)2- 또는 -CH(iPr)-(여기서, iPr은 이소프로필임)이다. 또 다른 구현예에서, 각 R은 -CH2-이다.
또 다른 구현예에서, R5는, 각 경우에, 수소 또는 메틸이다. 예를 들어, R5는, 각 경우에, 수소일 수 있다.
일 구현예에서, Q는 부재이거나, -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)-, -S-S-, -OC(O)O-, -C(R5)=N-O-, -OC(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)O-, -C(O)S-, -C(S)O- 또는 -C(R5)=N-O-C(O)-이다. 일 구현예에서, Q는 -C(O)O-이다.
일 구현예에서, Q에 대한 파선은 부재이고, b는 0이고, R'R1R2N-(R)a-Q-와 이에 인접한 3차 탄소(C*)는 하기 기를 형성한다:
Figure pct00065
상기 식에서, n은 1 내지 4이다(예를 들어, n은 2이다).
일 구현예에서, Q에 대한 파선은 부재이고, b는 0이고, R'R1R2N-(R)a-Q-와 이에 인접한 3차 탄소는 하기 기를 형성한다:
Figure pct00066
상기 식에서, n은 1 내지 4이고(예를 들어, n은 2임), R1, R2, R, a, 및 b는 화학식 (I)에 대하여 정의된 바와 같다. 일 구현예에서, a는 3이다.
일 구현예에서, Q에 대한 파선은 부재이고, b는 0이고, R'R1R2N-(R)a-Q-와 이에 인접한 3차 탄소는 하기 기를 형성한다:
Figure pct00067
상기 식에서, n은 1 내지 4이고(예를 들어, n은 2임), R1, R2, R, a, 및 b는 화학식 (I)에 대하여 정의된 바와 같다. 일 구현예에서, a는 0이다. 예를 들어, 기는
Figure pct00068
일 수 있다.
일 구현예에서, b는 0이다. 또 다른 구현예에서, a는 2, 3, 또는 4이고, b는 0이다. 예를 들어, 일 구현예에서, a는 3이고, b는 0이다. 또 다른 구현예에서, a는 3이고, b는 0이고, Q는 -C(O)O-이다.
소정의 구현예에서, 양이온성 지질에 존재하는 생분해성 기는 에스테르(예를 들어, -C(O)O- 또는 -OC(O)-), 디설파이드(-S-S-), 옥심(예를 들어, -C(H)=N-O- 또는 -O-N=C(H)-), -C(O)-O-, -OC(O)-, -C(R5)=N-, -N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -O-N=C(R5)-, -O-C(O)O-, -C(O)N(R5), -N(R5)C(O)-, -C(S)(NR5)-, (NR5)C(S)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -C(O)S-, -SC(O)-, -C(S)O-, -OC(S)-, -OSi(R5)2O-, -C(O)(CR3R4)C(O)O-, 또는 -OC(O)(CR3R4)C(O)-로부터 선택된다.
상기 언급된 생분해성 양이온성 지질의 바람직한 구현예에서, 생분해성 양이온성 지질은 적어도 10.1의 logP 값을 갖는다(Slovensky Grob(슬로바키아 공화국)의 Molinspiration Cheminformatics로부터 http://www.molinspiration.com/services/logp.html에서 입수 가능한 소프트웨어에 의해 계산하는 경우). 더욱 바람직하게는, logP 값은 적어도 10.2 또는 10.3이다.
상기 언급된 생분해성 양이온성 지질의 또 다른 바람직한 구현예에서, 지질 나노입자에서 생분해성 양이온성 지질은 적어도 1.4의 HPLC 보유 시간(지질 나노입자에서 콜레스테롤의 보유 시간에 대한)(이하에서 t지질 - t콜레스테롤로 지칭됨)을 갖는다. (HPLC 파라미터는 하기 실시예에서 제공된다. 달리 명시되지 않는 한, 사용되는 지질 나노입자의 제형은 실시예 31에 기재된 것이다). 더욱 바람직하게는 t지질 - t콜레스테롤 값은 적어도 1.75, 2.0, 또는 2.25이다.
추가의 또 다른 구현예는 (i) 적어도 10.1의 logP 값 및/또는 적어도 1.4의 t지질 - t콜레스테롤 및 (ii) 양이온성 지질의 지질 모이어티(예를 들어, 소수성 사슬)의 중간- 또는 말단 부분에 위치한 하나 이상의 생분해성 기(예컨대, 에스테르 기)를 갖는 생분해성 양이온성 지질이다.
바람직한 구현예에서, 양이온성 지질은 이의 생분해성 기(들)에 분지형 알킬 또는 분지형 알케닐 기를 포함한다. 또 다른 바람직한 구현예에서, 양이온성 지질은 적어도 10.2 또는 10.3의 logP를 갖는다. 추가의 또 다른 바람직한 구현예에서, 양이온성 지질은 적어도 1.75, 2.0, 또는 2.25의 t지질 - t콜레스테롤을 갖는다. 양이온성 지질은 바람직하게는 약 4 내지 약 7(예컨대, 6.0 내지 6.5)의 pKa를 갖는다.
일 구현예에서, 적어도 10.1의 logP 값 및/또는 적어도 1.4의 t지질 - t콜레스테롤을 갖는 양이온성 지질은 (a) 헤드 기(바람직하게는 질소 함유 헤드 기, 예컨대, 본원에 기재된 헤드 기), (b) 각각의 화학식-(소수성 사슬)-(생분해성 기)-(소수성 사슬)의 적어도 두 개의 소수성 테일, 및 (c) 헤드 기 및 소수성 테일에 결합된 링커 기(예를 들어, 단일 중심 탄소 원자)를 포함한다. 양이온성 지질은 바람직하게는 하기 열거된 특성들 중 1개, 2개, 3개, 4개 이상을 갖는다:
(i) 약 4 내지 약 7(예컨대, 6.0 내지 6.5)의 pKa;
(ii) 적어도 하나의 소수성 테일(및 바람직하게는 모든 소수성 테일)에서, 생분해성 기는 약 6개 내지 약 12개의 탄소 원자(예를 들어, 6개 내지 8개의 탄소 원자 또는 8개 내지 12개의 탄소 원자)에 의해 소수성 테일의 말단으로부터 분리됨;
(iii) 적어도 하나의 소수성 테일(및 바람직하게는 모든 소수성 테일)에 대하여, 링커 기에서 소수성 테일의 말단까지의 사슬 길이는 최대 21개(예를 들어, 최대 20개, 또는 약 17개 내지 약 21개, 약 18개 내지 약 20개, 또는 약 16개 내지 약 18개)임(링커 기에서 원자(들)는 사슬 길이를 계산할 때 계수되지 않음);
(iv) 적어도 하나의 소수성 테일(및 바람직하게는 모든 소수성 테일)에 대하여, 소수성 테일 중의 탄소 원자의 총 개수는 약 17개 내지 약 26개(예컨대, 약 19개 내지 약 26개, 또는 약 21개 내지 약 26개)임;
(v) 적어도 하나의 소수성 테일(및 바람직하게는 모든 소수성 테일)에 대하여, 링커 기와 생분해성 기 사이의 탄소 원자의 개수는 약 5개 내지 약 10개(예를 들어, 6개 내지 10개, 또는 7개 내지 9개)의 범위임;
(vi) 적어도 하나의 소수성 테일(및 바람직하게는 모든 소수성 테일)에 대하여, 링커 기와 소수성 테일의 말단 사이의 탄소 원자의 총 개수는 약 15개 내지 약 20개(예를 들어, 16개 내지 20개, 16개 내지 18개, 또는 18개 내지 20개)임;
(vii) 적어도 하나의 소수성 테일(및 바람직하게는 모든 소수성 테일)에 대하여, 생분해성 기와 소수성 테일의 말단 사이의 탄소 원자의 총 개수는 약 12개 내지 약 18개(예컨대, 13개 내지 25개)임;
(viii) 적어도 하나의 소수성 테일(및 바람직하게는 모든 소수성 테일)에 대하여, 소수성 테일에서의 말단 소수성 사슬은 분지형 알킬 또는 알케닐 기이고, 예를 들어, 여기서 분지화는 생분해성 기에 대한 소수성 사슬의 α, β, γ, 또는 δ 위치에서 발생함;
(ix) 지질 나노입자로서 제형화될 때(실시예 1에서와 같이), 양이온성 지질은 약 3시간 미만, 예컨대, 약 2.5시간 미만, 약 2시간 미만, 약 1.5시간 미만, 약 1시간 미만, 약 0.5시간 미만 또는 약 0.25 시간 미만의 간 내 생체내 반감기(t1/2)를 가짐;
(x) 지질 나노입자로서 제형화될 때(실시예 1에서와 같이), 양이온성 지질은 투여 후 첫 24시간 이내에 Cmax에 대한 지질 수준의 10배 초과의 감소로 마우스의 간으로부터 제거됨;
(xi) 지질 나노입자로서 제형화될 때(실시예 1에서와 같이), 양이온성 지질은 투여 후 첫 168시간 이내에 Cmax에 대한 지질 수준의 10배 이상의 감소로 마우스의 비장으로부터 제거됨;
(xii) 지질 나노입자로서 제형화될 때(실시예 1에서와 같이), 양이온성 지질은 48시간 이하의 설치류 및 비-인간 영장류에서 말단 혈장 반감기(t1/2β)로 혈장으로부터 제거됨.
적합한 양이온성 지질은 상기 언급된 특성들 중 일부 또는 전부의 임의의 조합을 갖는 화합물을 포함한다. 이들 특성은 활성제, 예컨대, 핵산의 전달까지 온전하게 유지되는 양이온성 지질을 제공하고, 그 후에 소수성 테일의 절단이 생체내에서 발생한다. 예를 들어, 화합물은 모든 특성 (i) 내지 특성 (viii)(logP 또는 t지질 - t콜레스테롤 값 이외에)을 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 화합물은 특성 (i), 특성 (ii), 특성 (iii), 및 특성 (viii)을 갖는다. 추가의 또 다른 구현예에서, 화합물은 특성 (i), 특성 (ii), 특성 (iii), 특성 (v), 특성 (vi), 및 특성 (viii)을 갖는다.
양전하를 운반하는 원자(예를 들어, 질소 원자)를 함유하는 양이온성 지질 화합물의 경우, 화합물은 또한 음으로 하전된 반대 이온을 함유한다. 반대 이온은 임의의 음이온, 예컨대, 유기 또는 무기 음이온일 수 있다. 음이온의 적합한 예는 토실레이트, 메탄설포네이트, 아세테이트, 시트레이트, 말로네이트, 타르타레이트, 석시네이트, 벤조에이트, 아스코르베이트, α-케토글루타레이트, α-글리세로포스페이트, 할라이드(예를 들어, 클로라이드), 설페이트, 니트레이트, 바이카보네이트, 및 카보네이트를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 일 구현예에서, 반대 이온은 할라이드(예를 들어, Cl)이다.
대표적인 중심 모이어티는 중심 탄소 원자, 중심 질소 원자, 중심 카보사이클릭 기, 중심 아릴 기, 중심 헤테로사이클릭 기(예를 들어, 중심 테트라하이드로푸라닐 기 또는 중심 피롤리디닐 기) 및 중심 헤테로아릴 기를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 추가로, 중심 모이어티는, 예를 들어, 글리세리드 링커, 비사이클릭 글리세리드 유사체 링커, 또는 사이클릭 링커(스피로 링커, 바이사이클릭 링커 및 폴리사이클릭 링커를 포함)를 포함할 수 있다. 중심 모이어티는 에테르, 에스테르, 포스페이트, 포스포네이트, 포스포로티오에이트, 설포네이트, 디설파이드, 아세탈, 케탈, 이민, 하이드라존, 또는 옥심과 같은 작용기를 포함할 수 있다. 다른 중심 모이어티 및 작용기가 마찬가지로 적합하다.
일 구현예에서, 양이온성 지질은 라세미 혼합물이다. 또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 하나의 부분입체이성질체에 풍부하며, 예를 들어, 양이온성 지질은 적어도 95%, 적어도 90%, 적어도 80% 또는 적어도 70% 부분입체이성질체 과잉률을 갖는다. 추가의 또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 하나의 거울상이성질체에 풍부하며, 예를 들어, 지질은 적어도 95%, 적어도 90%, 적어도 80% 또는 적어도 70% 거울상이성질체 과잉률을 갖는다. 추가의 또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 키랄성으로 순수하고, 예를 들어, 단일 광학 이성질체이다. 추가의 또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 하나의 광학 이성질체에 대해서 풍부하다.
이중 결합(예를 들어, 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-질소 이중 결합)이 존재하는 경우, 이중 결합에 대한 입체형태에 있어서 이성질성(즉, 시스/트랜스 또는 E/Z 이성질성)이 있을 수 있다. 이중 결합의 입체형태가 화학 구조에 예시된 경우, 대응하는 이성질체가 또한 존재할 수 있다는 것이 이해된다. 존재하는 이성질체의 양은, 이성질체의 상대 안정성 및 이성질체들 간의 전환에 필요한 에너지에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 일부 이중 결합은, 실제 목적을 위하여, 단일 입체형태로만 존재하는 한편, 다른 것(예를 들어, 상대 안정성이 유사하고 전환 에너지가 낮은 경우)은 입체형태의 분리불가능한 평형 혼합물로서 존재할 수 있다.
일부 경우에, 이중-결합된 불포화 부분은 사이클릭 불포화 부분으로 대체된다. 사이클릭 불포화 부분은 지환족 불포화 부분, 예를 들어, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 또는 사이클로옥틸 기일 수 있다. 일부 경우에, 사이클릭 기는 폴리사이클릭 기, 예를 들어, 바이사이클릭 기 또는 트리사이클릭 기일 수 있다. 바이사이클릭 기는 가교되거나, 융합되거나, 스피로 구조를 가질 수 있다. 일부 경우에, 이중 결합 모이어티는 사이클로프로필 모이어티로 대체될 수 있고, 예를 들어,
Figure pct00069
은
Figure pct00070
으로 대체될 수 있다.
다른 적합한 테일 기는 화학식 -R12-M1-R13(여기서, R12는 C4-C14 알킬 또는 C4-C14 알케닐이고, M1은 상기 정의된 바와 같은 생분해성 기이고, R13은 분지형 알킬 또는 알케닐(예를 들어, C10-C20 알킬 또는 C10-C20 알케닐)임)의 것들을 포함하고, 따라서 (i) -R12-M1-R13의 사슬 길이는 최대 21개의 원자이고(즉, 3차 탄소(별표로 표시됨) 이후 첫 번째 탄소에서부터 테일의 말단까지 테일의 총 길이는 최대 21개임), (ii) 기 -R12-M1-R13은 적어도 20개의 탄소 원자(예를 들어, 적어도 21개 또는 22개의 탄소 원자)를 갖는다.
한 가지 바람직한 구현예에서, -R12-M1-R13의 사슬 길이는 최대 21개(예를 들어, 최대 20개)이다. 예를 들어, 사슬 길이는 약 17개 내지 약 24개 또는 약 18개 내지 약 20개일 수 있다.
일 구현예에서, 각 테일(-R12-M1-R13)의 총 탄소 원자 함량은 약 17개 내지 약 26개이다. 예를 들어, 총 탄소 원자 함량은 약 19개 내지 약 26개 또는 약 21개 내지 약 26개일 수 있다.
일 구현예에서, 테일은 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00071
상기 식에서, R13은 약 13개 내지 약 17개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알케닐 기이고, 첫 번째 탄소(상기 맨 왼쪽 탄소 원자)에서부터 테일의 말단까지 테일의 총 탄소 길이는 최대 20개이다. 바람직하게는, 테일은 약 22개 내지 약 26개의 탄소 원자를 갖는다. 일 구현예에서, R13의 부착점으로부터 화합물의 에스테르 기까지의 R13의 최대 길이는 12개의 탄소 원자이다(예를 들어, 최대 길이는 11개의 탄소 원자일 수 있음). 한 가지 바람직한 구현예에서, 알킬 또는 알케닐 기에서의 분지는 R13의 부착점에서부터 에스테르 기까지 δ-위치 또는 그 이후에 있다. 적합한 R13 기는
Figure pct00072
을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
예를 들어, 양이온성 지질은
Figure pct00073
또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)일 수 있고, 여기서 R13은 상기 언급된 기로부터 선택된다.
또 다른 예는 하기 화학식의 테일이다:
Figure pct00074
상기 식에서, R13은 약 13개 내지 약 15개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알케닐 기이고, 첫 번째 탄소(즉, 맨 왼쪽 탄소 원자, 3차 탄소에 부착됨)에서부터 테일의 말단까지 테일의 총 탄소 길이는 최대 20개이다. 바람직하게는, 테일은 약 24개 내지 약 26개의 탄소 원자를 갖는다. 일 구현예에서, R13의 부착점으로부터 화합물의 에스테르 기까지의 R13의 최대 길이는 10개의 탄소 원자이다(예를 들어, 최대 길이는 9개의 탄소 원자일 수 있음). 한 가지 바람직한 구현예에서, 알킬 또는 알케닐 기에서의 분지는 R13의 부착점에서부터 에스테르 기까지 δ-위치 또는 그 이후에 있다. 적합한 R13 기는
Figure pct00075
을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
예를 들어, 양이온성 지질은
Figure pct00076
또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)일 수 있고, 여기서 R13은 상기 기로부터 선택된다.
R13 기는 천연 생성물, 예컨대, 디하이드로시트그로넬롤, 라반둘롤, 피톨, 또는 디하이드로피톨로부터 유래될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 테일에서의 R13 기는 디하이드로시트로넬롤 기(라세미 기 또는 키랄성 순수 기로서)이다:
Figure pct00077
.
예를 들어, 디하이드로이트로넬롤 기를 갖는 양이온성 지질은
Figure pct00078
또는 이의 염(예를 들어, 이의 약제학적으로 허용되는 염)일 수 있다.
또 다른 구현예에서, 상기 테일에서의 R13 기는 하기 나타나 있는 바와 같은 라반둘롤 기 또는 이의 동족체이다:
Figure pct00079
또 다른 구현예에서, 상기 테일에서의 R13 기는 피톨 또는 디하이드로피톨 기이다:
Figure pct00080
.
예를 들어, 양이온성 지질은
Figure pct00081
일 수 있다.
Figure pct00082
상기 화학식의 양이온성 지질이 또한 하기와 같이 헤드 기, 링커 모이어티, 및 소수성 사슬의 두 부분의 조합으로 여겨질 수 있다:
Figure pct00083
다양한 헤드 기, 링커 모이어티, 및 소수성 사슬 I 및 II는 하기 열거되어 있다. 적합한 양이온성 지질은 하기 열거된 헤드, 링커, 소수성 사슬 I, 및 소수성 사슬 II 기의 임의의 조합으로 구성된 화합물을 포함한다.
[표 2A]
대표적인 헤드 기
Figure pct00084
Figure pct00085
[표 2B]
대표적인 링커 기
Figure pct00086
Figure pct00087
[표 2C]
대표적인 소수성 사슬 I 및/또는 Ia, 및 이들의 조합
Figure pct00088
Figure pct00089
[표 2D]
대표적인 생분해성 모이어티 I 및/또는 Ia 및 이들의 조합
Figure pct00090
[표 2E]
대표적인 소수성 사슬 II 및/또는 IIa 및 이들의 조합
Figure pct00091
일 구현예에서, 양이온성 지질은 하기 화합물, 및 이의 염(이의 약제학적으로 허용되는 염을 포함)이다. 이러한 양이온성 지질은 핵산-지질 입자를 형성하기에 적합하다.
Figure pct00092
대안적으로, 화학식
Figure pct00093
(여기서, X는, 예를 들어, -C(O)O-일 수 있음)의 헤드를 갖는 상기 화합물의 경우, 헤드는 X 기(또는 다른 작용기)와 질소 원자 사이에 하나의 메틸렌 단위를 가질 수 있다. 예를 들어, 헤드는
Figure pct00094
일 수 있다.
양이온성 지질은 알킬 치환기가 상이한(예를 들어, N-에틸-N-메틸아미노-, 및 N-프로필-N-에틸아미노-) 것들을 포함하여, 대안적인 지방산 기 및 나타나 있는 것들 이외의 다른 디알킬아미노 기를 갖는 것들을 포함한다.
본 발명에는 본원에 기재된 양이온성 지질의 유리 형태뿐만 아니라 약제학적으로 허용되는 염 및 이의 입체이성질체가 포함된다. 양이온성 지질은 아민 양이온성 지질의 양성자성 염일 수 있다. 용어 "유리 형태"는 비-염 형태의 아민 양이온성 지질을 지칭한다. 유리 형태는 희석용 수성 NaOH, 포타슘 카보네이트, 암모니아 및 소듐 바이카보네이트와 같은 적합한 희석용 수성 염기 용액으로 염을 처리함으로써 재생성될 수 있다.
양이온성 지질의 약제학적으로 허용되는 염은 통상적인 화학적 방법에 의해 염기성 또는 산성 모이어티를 함유하는 양이온성 지질로부터 합성될 수 있다. 일반적으로, 염기성 양이온성 지질의 염은 이온 교환 크로마토그래피에 의해 또는 유리 염기를 적합한 용매 또는 다양한 조합의 용매들에서 화학량론적 양 또는 과량의 요망되는 염-형성 무기산 또는 유기산과 반응시킴으로써 제조된다. 유사하게는, 산성 화합물의 염은 적절한 무기 또는 유기 염기와의 반응에 의해 형성된다.
따라서, 양이온성 지질의 약제학적으로 허용되는 염은 염기성의 본 발명의 양이온성 지질을 무기산 또는 유기산과 반응시킴으로써 형성된 바와 같은 양이온성 지질의 비-독성 염을 포함한다. 예를 들어, 비-독성 염은 염산, 브롬화수소산, 황산, 설팜산, 인산, 질산 등과 같은 무기산으로부터 유래된 염뿐만 아니라 아세트산, 프로피온산, 석신산, 글리콜산, 스테아르산, 락트산, 말산, 타르타르산, 시트르산, 아스코르브산, 팜산, 말레산, 하이드록시말레산, 페닐아세트산, 글루탐산, 벤조산, 살리실산, 설파닐산, 2-아세톡시-벤조산, 푸마르산, 톨루엔설폰산, 메탄설폰산, 에탄 디설폰산, 옥살산, 이세티온산, 및 트리플루오로아세트산(TFA)과 같은 유기산으로부터 제조된 염을 포함한다.
양이온성 지질이 산성인 경우, 적합한 "약제학적으로 허용되는 염"은 무기 염기 및 유기 염기를 포함하여 약제학적으로 허용되는 비-독성 염기로부터 제조된 염을 지칭한다. 무기 염기로부터 유래된 염은 알루미늄, 암모늄, 칼슘, 구리, 제2철, 제1철, 리튬, 마그네슘, 제2망간 염, 제1망간, 칼륨, 나트륨, 및 아연을 포함한다. 일 구현예에서, 염기는 암모늄, 칼슘, 마그네슘, 칼륨 및 나트륨으로부터 선택된다. 약제학적으로 허용되는 유기 비-독성 염기로부터 유래된 염은 1차, 2차 및 3차 아민, 자연 발생 치환된 아민을 포함한 치환된 아민, 사이클릭 아민 및 염기성 이온 교환 수지, 예컨대, 아르기닌, 베타인 카페인, 콜린, N,N1-디벤질에틸렌디아민, 디에틸아민, 2-디에틸아미노에탄올, 2-디메틸아미노에탄올, 에탄올아민, 에틸렌디아민, N-에틸모르폴린, N-에틸피페리딘, 글루카민, 글루코사민, 히스티딘, 하이드라바민, 이소프로필아민, 리신, 메틸글루카민, 모르폴린, 피페라진, 피페리딘, 폴리아민 수지, 프로카인, 퓨린, 테오브로민, 트리에틸아민, 트리메틸아민, 트리프로필아민, 및 트로메타민의 염을 포함한다.
또한, 생리적 조건 하에 화합물 중의 탈양성자화된 산성 모이어티, 예컨대, 카복실 기는 음이온일 수 있고, 이후 이러한 전자 전하가 4차 질소 원자와 같이 양성자화되거나 알킬화된 염기성 모이어티의 양이온 전하에 대하여 내부적으로 균형을 잃을 수 있기 때문에, 양이온성 지질은 잠재적으로 내부 염 또는 쯔비터이온일 수 있다는 점이 주지될 것이다.
구체적으로 상술된 것들 외에, 대략 생리적 pH에서 순 양전하를 운반하는 하나 이상의 추가의 양이온성 지질은 또한 지질 입자 및 본원에 기재된 조성물에 포함될 수 있다. 이러한 양이온성 지질은 N,N-디올레일-N,N-디메틸암모늄 클로라이드("DODAC"); N-(2,3-디올레일옥시)프로필-N,N-N-트리에틸암모늄 클로라이드("DOTMA"); N,N-디스테아릴-N,N-디메틸암모늄 브로마이드("DDAB"); N-(2,3-디올레오일옥시)프로필)-N,N,N-트리메틸암모늄 클로라이드("DOTAP"); 1,2-디올레일옥시-3-트리메틸아미노프로판 클로라이드 염("DOTAP.Cl"); 3β-(N-(N',N'-디메틸아미노에탄)-카바모일)콜레스테롤("DC-Chol"), N-(1-(2,3-디올레일옥시)프로필)-N-2-(스페르민카복사미도)에틸)-N,N-디메틸암모늄 트리플루오르아세테이트("DOSPA"), 디옥타데실아미도글리실 카복시스페르민("DOGS"), 1,2-디올레일-sn-3-포스포에탄올아민("DOPE"), 1,2-디올레오일-3-디메틸암모늄 프로판("DODAP"), N, N-디메틸-2,3-디올레일옥시)프로필아민("DODMA"), 및 N-(1,2-디미리스틸옥시프로프-3-일)-N,N-디메틸-N-하이드록시에틸 암모늄 브로마이드("DMRIE")를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 추가로, 예를 들어, LIPOFECTIN(GIBCO/BRL로부터 입수 가능한, DOTMA 및 DOPE를 포함), 및 LIPOFECTAMINE(GIBCO/BRL로부터 입수 가능한, DOSPA 및 DOPE를 포함)과 같이 양이온성 지질의 다수의 상업적 제제가 사용될 수 있다.
기타 지질 성분
본원에 기재된 지질 입자 및 조성물은 또한 하나 이상의 중성 지질을 포함할 수 있다. 중성 지질은, 존재 시, 생리적 pH에서 비하전 또는 중성 쯔비터이온 형태 중 하나로 존재하는 임의의 다수의 지질 종일 수 있다. 이러한 지질은, 예를 들어, 디아실포스파티딜콜린, 디아실포스파티딜에탄올아민, 세라미드, 스핑고마이엘린, 디하이드로스핑고마이엘린, 세팔린, 및 세레브로사이드를 포함한다. 일 구현예에서, 중성 지질 성분은 두 개의 아실 기(예를 들어, 디아실포스파티딜콜린 및 디아실포스파티딜에탄올아민)를 갖는 지질이다. 일 구현예에서, 중성 지질은 C10 내지 C20 범위의 탄소 사슬 길이를 갖는 포화 지방산을 함유한다. 또 다른 구현예에서, 중성 지질은 C10 내지 C20 범위의 탄소 사슬 길이를 갖는 단일불포화 또는 이중불포화 지방산을 포함한다. 적합한 중성 지질은 DSPC, DPPC, POPC, DOPE, DSPC, 및 SM을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
본원에 기재된 지질 입자 및 조성물은 또한 응집을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 지질을 포함할 수 있다. 형성 동안 입자의 응집을 감소시키는 지질의 예는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)-변형 지질(PEG 지질, 예컨대, PEG-DMG 및 PEG-DMA), 모노시알로강글리오사이드(monosialoganglioside) Gm1, 및 폴리아미드 올리고머(polyamide oligomer; "PAO")(예컨대, 그 전체가 참조로 포함되는 미국 특허 제6,320,017호에 기재됨)를 포함한다. 적합한 PEG 지질은 PEG-변형 포스파티딜에탄올아민 및 포스파티드산, PEG-세라미드 접합체(예를 들어, PEG-CerC14 또는 PEG-CerC20)(예컨대, 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제5,820,873호에 기재된 것들), PEG-변형 디알킬아민 및 PEG-변형 1,2-디아실옥시프로판-3-아민, PEG-변형 디아실글리세롤 및 디알킬글리세롤, mPEG(mw2000)-디아스테아로일포스파티딜에탄올아민(PEG-DSPE)을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
지질 입자 및 조성물은 스테롤, 예컨대, 콜레스테롤을 포함할 수 있다.
지질 입자
추가의 양태에서, 본 발명은 본원에 기재된 양이온성 지질 중 하나 이상을 포함하는 지질 입자에 관한 것이다.
지질 입자는 리포솜을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 본원에서 사용되는 리포솜은 수성 내부를 엔클로징하는 지질-함유 막을 갖는 구조이다.
또 다른 구현예는 양이온성 지질, 비-양이온성 지질(예컨대, 중성 지질), 선택적으로 PEG-지질 접합체(예컨대, 본원에서 논의되는 지질 입자의 응집을 감소시키기 위한 지질), 선택적으로 스테롤(예를 들어, 콜레스테롤), 및 핵산을 포함하는, 핵산-지질 입자(예를 들어, SNALP)이다. 본원에서 사용되는 용어 "SNALP"는 안정한 핵산-지질 입자를 지칭한다. SNALP는 지질로 제조된 입자를 나타내고, 여기서 핵산(예를 들어, 간섭 RNA)은 지질 내에서 캡슐화된다. 소정의 예에서, SNALP는 정맥내(i.v.) 주사 후 연장된 순환 수명을 나타낼 수 있고, 이들이 원거리 부위(예를 들어, 투여 부위로부터 물리적으로 분리된 부위)에서 축적될 수 있고, 이들이 이들 원거리 부위에서 표적 유전자 발현의 침묵화를 매개할 수 있기 때문에 전신 적용에 유용하다. 핵산은 축합제와 복합되고, 개시 내용의 전체가 본원에 참조로 포함되는 국제 공개 제WO 00/03683호에 기재된 바와 같은 SNALP 내에 캡슐화될 수 있다.
예를 들어, 지질 입자는 양이온성 지질, 융합-촉진 지질(예를 들어, DPPC), 중성 지질, 콜레스테롤, 및 PEG-변형 지질을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 지질 입자는 약 20% 내지 70%의 양이온성 지질: 0.1% 내지 50%의 융합 촉진 지질: 5% 내지 45%의 중성 지질: 20% 내지 55%의 콜레스테롤: 0.5% 내지 15%의 PEG-변형 지질(지질 입자 중 지질의 100% 총 몰수 기준)의 몰비의 상기 지질 혼합물을 포함한다.
지질 입자의 또 다른 구현예에서, 양이온성 지질은 약 20% 내지 약 60%의 몰 백분율로 존재하고; 중성 지질은 약 5% 내지 약 25%의 몰 백분율로 존재하고; 스테롤은 약 25% 내지 약 55%의 몰 백분율로 존재하고, PEG 지질은 PEG-DMA, PEG-DMG, 또는 이들의 조합이고, 약 0.5% 내지 약 15%의 몰 백분율로 존재한다(지질 입자 중 지질의 100% 총 몰수 기준).
특정 구현예에서, mol% 양이온성 지질/DSPC/Chol/PEG-DMG 또는 PEG-DMA에 대한 몰 지질 비는 대략 40/10/40/10, 35/15/40/10 또는 52/13/30/5이다. 이러한 혼합물은 추가로 0.1% 내지 50%, 0.1% 내지 50%, 0.5% 내지 50%, 1% 내지 50%, 5% 내지 45%, 10% 내지 40%, 또는 15% 내지 35%의 몰비로 융합-촉진 지질과 조합될 수 있다. 다시 말해서, 지질/DSPC/Chol/PEG-DMG 또는 PEG-DMA의 40/10/40/10 혼합물이 50%의 몰비로 융합-촉진 펩티드와 조합될 때, 생성되는 지질 입자는 20/5/20/5/50의 전체 몰비(mol% 양이온성 지질/DSPC/Chol/PEG-DMG 또는 PEG-DMA/융합-촉진 펩티드)를 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 이들 조성물 내 중성 지질, DSPC는 POPC, DPPC, DOPE 또는 SM으로 대체된다.
일 구현예에서, 지질 입자는 양이온성 지질, 중성 지질, 스테롤 및 PEG-변형 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 지질 입자는 몰 기준으로 약 25% 내지 약 75%, 예를 들어, 몰 기준으로 약 35% 내지 약 65%, 약 45% 내지 약 65%, 약 60%, 약 57.5%, 약 57.1%, 약 50% 또는 약 40%의 양이온성 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 지질 입자는 몰 기준으로 약 0% 내지 약 15%, 예를 들어, 몰 기준으로 약 3% 내지 약 12%, 약 5% 내지 약 10%, 약 15%, 약 10%, 약 7.5%, 약 7.1% 또는 약 0%의 중성 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 중성 지질은 DPPC이다. 일 구현예에서, 중성 지질은 DSPC이다.
일 구현예에서, 제형은 몰 기준으로 약 5% 내지 약 50%, 예를 들어, 몰 기준으로 약 15% 내지 약 45%, 약 20% 내지 약 40%, 약 48%, 약 40%, 약 38.5%, 약 35%, 약 34.4%, 약 31.5% 또는 약 31%의 스테롤을 포함한다. 일 구현예에서, 스테롤은 콜레스테롤이다.
본원에 기재된 지질 입자는 하나 이상의 치료제를 추가로 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 지질 입자는 핵산(예를 들어, 올리고뉴클레오티드), 예컨대, siRNA 또는 miRNA를 포함한다.
일 구현예에서, 지질 입자는 몰 기준으로 약 0.1% 내지 약 20%, 예를 들어, 몰 기준으로 약 0.5% 내지 약 10%, 약 0.5% 내지 약 5%, 약 10%, 약 5%, 약 3.5%, 약 1.5%, 약 0.5%, 또는 약 0.3%의 PEG-변형 지질을 포함한다. 일 구현예에서, PEG-변형 지질은 PEG-DMG이다. 일 구현예에서, PEG-변형 지질은 PEG-c-DMA이다. 일 구현예에서, 지질 입자는 몰 기준으로 25% 내지 75%의 양이온성 지질, 0.5% 내지 15%의 중성 지질, 5% 내지 50%의 스테롤, 및 0.5% 내지 20%의 PEG-변형 지질을 포함한다.
일 구현예에서, 지질 입자는 몰 기준으로 35% 내지 65%의 양이온성 지질, 3% 내지 12%의 중성 지질, 15% 내지 45%의 스테롤, 및 0.5% 내지 10%의 PEG-변형 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 지질 입자는 몰 기준으로 45% 내지 65%의 양이온성 지질, 5% 내지 10%의 중성 지질, 25% 내지 40%의 스테롤, 및 0.5% 내지 5%의 PEG-변형 지질을 포함한다. 일 구현예에서, PEG 변형 지질은 2,000 Da의 평균 분자량의 PEG 분자를 포함한다. 일 구현예에서, PEG 변형 지질은 PEG-디스티릴 글리세롤(PEG-DSG)이다. 한 가지 바람직한 구현예에서, PEG 변형 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-메톡시 폴리에틸렌 글리콜(PEG-DMG), 예컨대, 2000의 평균 폴리에틸렌 글리콜 분자량을 갖는 PEG-DMG이다.
일 구현예에서, 지질:siRNA의 비(중량[mg]:중량[mg])는 적어도 약 0.5:1, 적어도 약 1:1, 적어도 약 2:1, 적어도 약 3:1, 적어도 약 4:1, 적어도 약 5:1, 적어도 약 6:1, 적어도 약 7:1, 적어도 약 11:1 또는 적어도 약 33:1이다. 일 구현예에서, 지질:siRNA의 비는 약 1:1 내지 약 35:1, 약 3:1 내지 약 15:1, 약 4:1 내지 약 15:1, 또는 약 5:1 내지 약 13:1이다. 일 구현예에서, 지질:siRNA의 비는 약 3:1 내지 약 12:1이다.
일 구현예는 생분해성 양이온성 지질, 중성 지질, 스테롤, 및 응집을 감소시킬 수 있는 지질(예를 들어, PEG-변형 지질)을 포함하는, 지질 입자로서, 생분해성 양이온성 지질 대 스테롤의 몰비는 약 1.6:1 내지 약 2.0:1의 범위이고/이거나 생분해성 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 5.5:1 내지 약 5.9:1의 범위인, 지질 입자이다. 본 발명자들은 놀랍게도 스테롤 및/또는 중성 지질의 양에 대해 소정의 더 높은 함량의 생분해성 양이온성 지질을 갖는 지질 입자가 활성제(예를 들어, siRNA)의 전달에 향상된 효능을 나타낸다는 것을 발견하였다. 일 구현예에서, 생분해성 양이온성 지질은 지질 모이어티를 포함하고, 여기서 지질 모이어티는 하나 이상의 생분해성 기(예컨대, 에스테르 기(-C(O)O- 또는 -OC(O)-))를 갖는다. 한 가지 바람직한 구현예에서, 응집을 감소시킬 수 있는 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-메톡시 폴리에틸렌 글리콜(PEG-DMG), 예컨대, 2000의 평균 폴리에틸렌 글리콜 분자량을 갖는 PEG-DMG이다.
추가의 구현예에서, 생분해성 양이온성 지질 대 스테롤의 몰비는 약 1.7 내지 약 1.9:1, 예컨대, 약 1.9:1이다. 또 다른 구현예에서, 생분해성 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 5.5:1 내지 약 5.8:1, 예컨대, 약 5.8:1의 범위이다.
일 구현예에서, 지질 입자는 약 55 mol % 내지 약 60 mol %, 예컨대, 약 58 mol %의 생분해성 양이온성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 지질 입자는 약 28 mol % 내지 약 33 mol %, 예컨대, 약 28 mol % 내지 약 32 mol %의 스테롤(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 지질 입자는 약 3 mol % 내지 약 12 mol %, 예컨대, 약 5 mol % 내지 약 12 mol %, 약 8 mol % 내지 약 12 mol %, 또는 약 9 mol % 내지 약 11 mol %의 중성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 10 mol %의 중성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 0.5 mol % 내지 약 10 mol %, 예컨대, 약 0.5 mol % 내지 약 5 mol % 또는 약 1 mol % 내지 약 3 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(예를 들어, PEG-변형 지질)(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다.
또 다른 구현예는 생분해성 양이온성 지질, 중성 지질, 스테롤, 및 응집을 감소시킬 수 있는 지질(예를 들어, PEG-변형 지질)을 포함하는, 지질 입자로서, 약 55 mol % 내지 약 60 mol %의 생분해성 양이온성 지질 및 약 33 mol % 내지 약 28 mol %의 스테롤(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자이다. 일 구현예에서, 지질 입자는 약 58 mol %의 생분해성 양이온성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 3% 내지 약 12%의 중성 지질, 및 약 0.5 mol % 내지 약 10 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 10 mol %의 중성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 2 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 일 구현예에서, 지질 입자는 약 55 mol % 내지 약 60 mol %의 양이온성 지질, 약 3% 내지 약 12 %의 중성 지질, 약 28 mol % 내지 약 33 mol %의 스테롤, 및 약 0.5 mol % 내지 약 10 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 58%의 양이온성 지질, 약 10%의 중성 지질, 약 30%의 스테롤, 및 약 2%의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 추가의 또 다른 구현예에서, 지질 입자는 약 55%의 양이온성 지질, 약 10%의 중성 지질, 약 33%의 스테롤, 및 약 2%의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함한다. 한 가지 바람직한 구현예에서, 응집을 감소시킬 수 있는 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-메톡시 폴리에틸렌 글리콜(PEG-DMG), 예컨대, 2000의 평균 폴리에틸렌 글리콜 분자량을 갖는 PEG-DMG이다.
일 구현예에서, 지질 입자는 나노입자이다. 추가의 구현예에서, 지질 입자는 약 50 nm 내지 약 300 nm, 예컨대, 약 50 nm 내지 약 250 nm, 예를 들어, 약 50 nm 내지 약 200 nm의 평균 직경 크기를 갖는다.
일 구현예에서, 본원에 기재된 임의의 구현예의 양이온성 지질을 함유하는 지질 입자는 약 3시간 미만, 예컨대, 약 2.5시간 미만, 약 2시간 미만, 약 1.5시간 미만, 약 1시간 미만, 약 0.5시간 미만 또는 약 0.25시간 미만의 생체내 반감기(t1/2)(예를 들어, 간, 비장 또는 혈장 내)를 갖는다.
또 다른 구현예에서, 본원에 기재된 임의의 구현예의 양이온성 지질을 함유하는 지질 입자는 생분해성 기 또는 기들이 없는 동일한 양이온성 지질에 대한 것의 약 10% 미만(예를 들어, 약 7.5% 미만, 약 5% 미만, 약 2.5% 미만)의 생체내 반감기(t1/2)(예를 들어, 간, 비장 또는 혈장 내)를 갖는다.
추가 성분
본원에 기재된 지질 입자 및 조성물은 하나 이상의 항산화제를 추가로 포함할 수 있다. 항산화제는 지질 입자를 안정화시키고, 지질 입자에 존재하는 양이온성 지질 및/또는 활성제의 분해를 방지하고/하거나, 감소시키고/시키거나 억제한다. 항산화제는 친수성 항산화제, 친유성 항산화제, 금속 킬레이터, 1차 항산화제, 2차 항산화제, 이의 염, 및 이들의 혼합물일 수 있다. 소정의 구현예에서, 항산화제는 금속 킬레이터, 예컨대, EDTA 또는 이의 염을 단독으로 또는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개 이상의 추가 항산화제, 예컨대, 1차 항산화제, 2차 항산화제, 또는 다른 금속 킬레이터와 조합하여 포함한다. 한 가지 바람직한 구현예에서, 항산화제는 하나 이상의 1차 항산화제 및/또는 2차 항산화제와의 혼합물에 금속 킬레이터, 예컨대, EDTA 또는 이의 염을 포함한다. 예를 들어, 항산화제는 EDTA 또는 이의 염, 1차 항산화제, 예컨대, a-토코페롤 또는 이의 염, 및 2차 항산화제, 예컨대, 아스코르빌 팔미테이트 또는 이의 염의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 항산화제는 적어도 약 100 mM 시트레이트 또는 이의 염을 포함한다. 항산화제의 예는 친수성 항산화제, 친유성 항산화제, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 친수성 항산화제의 비-제한적 예는 킬레이팅제(예를 들어, 금속 킬레이터), 예컨대, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 시트레이트, 에틸렌 글리콜 테트라아세트산(EGTA), 1,2-비스(o-아미노페녹시)에탄-N,N,N',N'-테트라아세트산(BAPTA), 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산(DTPA), 2,3-디머캅토-l-프로판설폰산(DMPS), 디머캅토석신산(DMSA), cc-리포산, 살리실알데하이드 이소니코티노일 하이드라존(SIH), 헥실 티오에틸아민 하이드로클로라이드(HTA), 데스페리옥사민, 이의 염, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 추가의 친수성 항산화제는 아스코르브산, 시스테인, 글루타티온, 디하이드로리포산, 2-머캅토에탄 설폰산, 2-머캅토벤즈이미다졸 설폰산, 6-하이드록시-2,5,7,8-테트라메틸크로만-2-카복실산, 소듐 메타바이설파이트, 이의 염, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 친유성 항산화제의 비-제한적 예는 비타민 E 이성질체, 예컨대, α-, β-, γ-, 및 δ-토코페롤 및 α-, β-, γ-, 및 δ-토코트리에놀; 폴리페놀, 예컨대, 2-3차-부틸-4-메틸 페놀, 2-3차-부틸-5-메틸 페놀, 및 2-3차-부틸-6-메틸 페놀; 부틸화된 하이드록시아니솔(BHA)(예를 들어, 2-3차-부틸-4-하이드록시아니솔 및 3-3차-부틸-4-하이드록시아니솔); 부틸하이드록시톨루엔(BHT); 3차-부틸하이드로퀴논(TBHQ); 아스코르빌 팔미테이트; rc-프로필 갈레이트; 이의 염; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 항산화제 및 이러한 항산화제를 함유하는 제형은 본원에 참조로 포함되는 국제 공개 제WO 2011/066651호에 기재되어 있다.
또 다른 구현예에서, 지질 입자 또는 조성물은 하나 이상의(예를 들어, 이의 혼합) 1차 및/또는 2차 항산화제, 예컨대, α-토코페롤(또는 이의 염) 및/또는 아스코르빌 팔미테이트(또는 이의 염)와 조합하여 항산화제 EDTA(또는 이의 염), 항산화제 시트레이트(또는 이의 염), 또는 EDTA(또는 이의 염)를 함유한다.
일 구현예에서, 항산화제는 지질 입자에 존재하는 양이온성 지질의 분해를 방지하거나, 억제하거나, 감소시키기에 충분한 양으로 존재한다. 예를 들어, 항산화제는 적어도 약 또는 약 0.1 mM, 0.5 mM, 1 mM, 10 mM, 100 mM, 500 mM, 1 M, 2 M, 또는 5 M, 또는 약 0.1 mM 내지 약 1 M, 약 0.1 mM 내지 약 500 mM, 약 0.1 mM 내지 약 250 mM, 또는 약 0.1 mM 내지 약 100 mM의 농도로 존재할 수 있다.
본원에 기재된 지질 입자 및 조성물은 아포리포단백질을 추가로 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "아포리포단백질" 또는 "리포단백질"은 당업자에게 공지되어 있는 아포리포단백질 및 이들의 변이체 및 단편과 이후 기재되는 아포리포단백질 항진제, 이들의 유사체 또는 단편을 지칭한다.
바람직한 구현예에서, 활성제는 핵산, 예컨대, siRNA이다. 예를 들어, 활성제는 RNA, 안티센스 올리고뉴클레오티드, 안타고미르, DNA, 플라스미드, 리보솜 RNA(rRNA), 마이크로 RNA(miRNA)(예를 들어, 단일 가닥이며 17개 내지 25개의 뉴클레오티드 길이인 miRNA), 운반 RNA(tRNA), 소간섭 RNA(siRNA), 소형 핵 RNA(snRNA)를 포함하지만 이로 제한되지 않는 관심 대상의 생성물로 인코딩된 핵산, 항원, 이의 단편, 단백질, 펩티드, 백신 및 소분자 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 하나 이상의 바람직한 구현예에서, 핵산은 올리고뉴클레오티드(예를 들어, 15개 내지 50개의 뉴클레오티드 길이(또는, 15개 내지 30개 또는 20개 내지 30개의 뉴클레오티드 길이))이다. siRNA는, 예를 들어, 16개 내지 30개의 뉴클레오티드 길이인 듀플렉스 영역을 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 핵산은 면역자극 올리고뉴클레오티드, 데코이 올리고뉴클레오티드, 수퍼미르, miRNA 모사체, 또는 miRNA 억제제이다. 수퍼미르는 리보핵산(RNA) 또는 데옥시리보핵산(DNA) 또는 이 둘 모두 또는 이들의 변형물의 단일 가닥, 이중 가닥 또는 부분적 이중 가닥 올리고머 또는 폴리머로서, miRNA와 실질적으로 동일하고 이의 표적에 대해 안티센스인 뉴클레오티드 서열을 갖는 것을 지칭한다. miRNA 모사체는 하나 이상의 miRNA의 유전자 침묵화 능력을 모사하는 데 사용될 수 있는 분자의 부류를 나타낸다. 따라서, 용어 "마이크로RNA 모사체"는 RNAi 경로에 들어갈 수 있고 유전자 발현을 조절할 수 있는 합성 비-코딩 RNA(즉, miRNA는 내인성 miRNA의 공급원으로부터 정제에 의해 얻어지지 않음)를 지칭한다.
지질-핵산 입자에 존재하는 핵산은 임의의 형태일 수 있다. 핵산은, 예를 들어, 단일-가닥 DNA 또는 RNA, 또는 이중-가닥 DNA 또는 RNA, 또는 DNA-RNA 혼성체(이들의 화학적 변형 유사체를 포함)일 수 있다. 이중-가닥 RNA의 비-제한적 예는 siRNA를 포함한다. 단일-가닥 핵산은, 예를 들어, 안티센스 올리고뉴클레오티드, 리보자임, 마이크로RNA, 및 트리플렉스-형성 올리고뉴클레오티드를 포함한다. 지질 입자는 또한 하나 이상의 리간드에 접합된 핵산을 전달할 수 있다.
약제학적 조성물
지질 입자는, 특히 치료제와 관련될 때, 약제학적 조성물로서 제형화될 수 있는 데, 예를 들어, 약제학적으로 허용되는 희석제, 부형제, 또는 담체, 예컨대, 생리 식염수 또는 인산염 완충제를 추가로 포함한다.
얻어진 약제학적 제제는 통상적인 널리 공지된 멸균 기법에 의해 멸균될 수 있다. 그 다음에, 수용액은 사용을 위해 포장되거나 무균상태 하에 여과되고 동결건조될 수 있으며, 동결건조된 제제는 투여 전 멸균 수용액과 합쳐진다. 조성물은 생리적 조건에 가까워야 할 필요가 있다면, 약제학적으로 허용되는 보조 물질, 예컨대, pH 조절제 및 완충제, 및 등장성 조절제, 예를 들어, 소듐 아세테이트, 소듐 락테이트, 소듐 클로라이드, 포타슘 클로라이드, 및 칼슘 클로라이드를 함유할 수 있다. 추가로, 지질 현탁액은 저장 시 자유-라디칼 및 지질-과산화 손상에 대해 지질을 보호하는 지질-보호제를 포함할 수 있다. α-토코페롤과 같은 친유성 자유-라디칼 퀀처(quencher) 및 페리옥사민과 같은 수용성 철-특이적 킬레이터가 적합하다.
약제학적 제형 중 지질 입자 또는 지질-핵산 입자의 농도는, 예를 들어, 약 0.01 중량% 미만에서 약 0.05 중량% 내지 5 중량% 또는 그 이상까지, 10 중량% 내지 30 중량% 만큼 많게 다양할 수 있다.
제조 방법
양이온성 지질, 이를 함유하는 지질 입자, 및 양이온성 지질 및/또는 지질 입자를 함유하는 약제학적 조성물을 제조하는 방법은, 예를 들어, 각각 그 전체가 참조로 포함되는, 국제 공개 제WO 2010/054406호, 제WO 2010/054401호, 제WO 2010/054405호, 제WO 2010/054384호, 제WO 2010/042877호, 제WO 2010/129709호, 제WO 2009/086558호, 및 제WO 2008/042973호, 및 미국 특허 공개 제2004/0142025호, 제2006/0051405호 및 제2007/0042031호에 기재되어 있다.
예를 들어, 일 구현예에서, 유기 용액(예를 들어, 에탄올) 중 하나 이상의 지질(본원에 기재된 임의의 구현예의 양이온성 지질을 포함)의 용액이 제조된다. 유사하게, 수성 완충된(예를 들어, 시트르산 완충제) 용액 중 하나 이상의 활성(치료)제(예를 들어 siRNA 분자 또는 2개의 siRNA 분자의 1:1 몰 혼합물과 같은)의 용액이 제조된다. 두 용액이 혼합되고 희석되어 siRNA 지질 입자의 콜로이드 현탁액을 형성한다. 일 구현예에서, siRNA 지질 입자는 약 80 nm 내지 90 nm의 평균 입도를 갖는다. 추가의 구현예에서, 분산물은 0.45/2 마이크론 필터를 통해 여과되고, 농축되고, 접선 유동 여과에 의해 투석여과될 수 있다.
정의
본원에서 사용되는 용어 "양이온성 지질"은 생리적 pH에서 양이온성 지질을 형성시키도록 양성자화될 수 있는 1개 또는 2개의 지방산 또는 지방 지방족 사슬 및 아미노산 함유 헤드 기를 갖는 지질들을 포함한다. 일부 구현예에서, 양이온성 지질은 "아미노산 접합 양이온성 지질"로 지칭된다.
복합체의 투여가 질환 또는 장애에 대한 효과적인 치료 계획인 대상체 또는 환자는 바람직하게는 인간이지만, 임상 시험 또는 스크리닝 또는 활성 실험의 맥락에서 실험 동물을 포함하는 임의의 동물일 수 있다. 따라서, 당업자에게 용이하게 인지될 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법, 화합물 및 조성물은 임의의 동물, 특히, 이로 제한되는 것은 아니지만, 인간을 포함한 포유동물, 고양이 또는 개 대상체와 같은 가축, 이로 제한되는 것은 아니지만, 소, 말, 염소, 양, 및 돼지 대상체와 같은 농장 동물, 야생 동물(야생이든 동물원이든), 마우스, 래트, 토끼, 염소, 양, 돼지, 개, 및 고양이와 같은 연구 동물, 닭, 칠면조, 및 명금과 같은 조류 종, 즉, 수의학적 용도용의 동물에 투여하기에 특히 적합하다.
상기 일반식에 인용된 다수의 화학기는 특정 순서(예를 들어, -OC(O)-)로 기재된다. 달리 지시되지 않는 한, 화학기는 제시되는 순서로 일반식 내에 포함되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 형태 -(R)i-(M1)k-(R)m-(여기서, M1은 -C(O)O-이고, k는 1임)의 일반식은, 달리 명시되지 않는 한, -(R)i-C(O)O-(R)m-을 지칭한다. 화학기가 특정 순서로 기재될 때, 달리 명시되지 않는 한, 역순이 또한 고려되는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 일반식 -(R)i-(M1)k-(R)m-(여기서, M1은 -C(O)NH-(즉, -(R)i-C(O)-NH-(R)m-)로 정의됨)에서, 달리 명시되지 않는 한, M1이 -NHC(O)-(즉, -(R)i-NHC(O)-(R)m-)인 화합물이 또한 고려된다.
용어 "생분해성 양이온성 지질"은 양이온성 지질의 지질 모이어티(예를 들어, 소수성 사슬)의 중간- 또는 말단 부분에 위치한 하나 이상의 생분해성 기를 갖는 양이온성 지질을 지칭한다. 양이온성 지질로의 생분해성 기(들)의 혼입은 표적 부위로의 활성 약제학적 성분의 전달 후 신속한 대사 및 신체로부터 양이온성 지질의 제거를 야기한다.
본원에서 사용되는 용어 "생분해성 기"는 생물학적 환경, 예를 들어, 유기체, 기관, 조직, 세포 또는 세포 소기관 내에서 결합 파괴 반응을 겪을 수 있는 하나 이상의 결합을 포함하는 기를 지칭한다. 예를 들어, 생분해성 기는 포유동물, 예컨대, 인간의 신체에 의해(예를 들어, 가수분해로) 대사될 수 있다. 생분해성 결합을 함유하는 일부 기는, 예를 들어, 에스테르, 디티올 및 옥심을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 생분해성 기의 비-제한적 예로는 -OC(O)-, -C(O)O-, -SC(O)-, -C(O)S-, -OC(S)-, -C(S)O-, -S-S-, -C(R5)=N-, -N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -O-N=C(R5)-, -C(O)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -C(S)(NR5)-, -N(R5)C(O)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -OC(O)O-, -OSi(R5)2O-, -C(O)(CR3R4)C(O)O-, 또는 -OC(O)(CR3R4)C(O)-이 있다.
본원에서 사용되는 "지방족" 기는 탄소 원자가 사슬에 연결되고 포화 또는 불포화인 비-방향족 기이다.
용어 "알킬" 및 "알킬렌"은 직쇄 또는 분지쇄 포화 탄화수소 모이어티를 지칭한다. 일 구현예에서, 알킬 기는 직쇄 포화 탄화수소이다. 달리 명시되지 않는 한, "알킬" 또는 "알킬렌" 기는 1개 내지 24개의 탄소 원자를 함유한다. 대표적인 포화 직쇄 알킬 기는 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, 및 n-헥실을 포함한다. 대표적인 포화 분지형 알킬 기는 이소프로필, 2차-부틸, 이소부틸, 3차-부틸, 및 이소펜틸을 포함한다.
용어 "알케닐"은 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 모이어티를 지칭한다. 일 구현예에서, 알케닐 기는 1개, 2개 또는 3개의 이중 결합을 함유하며, 다르게는 포화된다. 달리 명시되지 않는 한, "알케닐" 기는 2개 내지 24개의 탄소 원자를 함유한다. 알케닐 기는 시스와 트랜스 이성질체 둘 모두를 포함한다. 대표적인 직쇄 및 분지형 알케닐 기는 에틸레닐, 프로필레닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 아이소부틸레닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 2-메틸-2-부테닐, 및 2,3-디메틸-2-부테닐을 포함한다.
용어 "알키닐"은 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 모이어티를 지칭한다. 달리 명시되지 않는 한, "알키닐" 기는 2개 내지 24개의 탄소 원자를 함유한다. 대표적인 직쇄 및 분지형 알키닐 기는 아세틸레닐, 프로피닐, 1-부티닐, 2-부티닐, 1-펜티닐, 2-펜티닐, 및 3-메틸-1-부티닐을 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 용어 "분지형 알킬", "분지형 알케닐", 및 "분지형 알키닐"은 알킬, 알케닐, 또는 알키닐 기로서, 기 (1)에서 하나의 탄소 원자가 적어도 3개의 다른 탄소 원자에 결합되고 (2)가 사이클릭 기의 고리 원자가 아닌 기를 지칭한다. 예를 들어, 알킬, 알케닐, 또는 알키닐 기에서의 스피로사이클릭 기는 분지점으로 여겨지지 않는다.
달리 명시되지 않는 한, 용어 "아실"은 수소, 알킬, 부분 포화되거나 완전 포화된 사이클로알킬, 부분 포화되거나 완전 포화된 헤테로사이클, 아릴, 또는 헤테로아릴로 치환된 카보닐 기를 지칭한다. 예를 들어, 아실 기는 (C1-C20)알카노일 (예를 들어, 포르밀, 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 발레릴, 카프로일, 및 t-부틸아세틸), (C3-C20)사이클로알킬카보닐(예를 들어, 사이클로프로필카보닐, 사이클로부틸카보닐, 사이클로펜틸카보닐, 및 사이클로헥실카보닐), 헤테로사이클릭 카보닐(예를 들어, 피롤리디닐카보닐, 피롤리드-2-온-5-카보닐, 피페리디닐카보닐, 피페라지닐카보닐, 및 테트라하이드로푸라닐카보닐), 아로일(예를 들어, 벤조일) 및 헤테로아로일(예를 들어, 티오페닐-2-카보닐, 티오페닐-3-카보닐, 푸라닐-2-카보닐, 푸라닐-3-카보닐, 1H-피로일-2-카보닐, 1H-피로일-3-카보닐, 및 벤조[b]티오페닐-2-카보닐)과 같은 기를 포함한다.
용어 "아릴"은 방향족 모노사이클릭, 바이사이클릭, 또는 트리사이클릭 탄화수소 고리 시스템을 지칭한다. 달리 명시되지 않는 한, "아릴" 기는 6개 내지 14개의 탄소 원자를 함유한다. 아릴 모이어티의 예는 페닐, 나프틸, 안트라세닐, 및 피레닐을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
용어 "사이클로알킬" 및 "사이클로알킬렌"은 포화 모노사이클릭 또는 바이사이클릭 탄화수소 모이어티, 예컨대, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 및 사이클로헥실을 지칭한다. 달리 명시되지 않는 한, "사이클로알킬" 또는 "사이클로알킬렌" 기는 3개 내지 10개의 탄소 원자를 함유한다.
용어 "사이클로알킬알킬"은 알킬 기에 결합된 사이클로알킬 기로서, 알킬 기가 분자의 나머지에 결합된 기를 지칭한다.
용어 "헤테로사이클"(또는 "헤테로사이클릴")은 비-방향족 5-원 내지 8-원 모노사이클릭, 또는 7-원 내지 12-원 바이사이클릭, 또는 11-원 내지 14-원 트리사이클릭 고리 시스템으로서, 포화되거나 불포화되고, 모노사이클릭인 경우 1개 내지 3개의 헤테로원자, 바이사이클릭인 경우 1개 내지 6개의 헤테로원자, 또는 트리사이클릭인 경우 1개 내지 9개의 헤테로원자(독립적으로 질소, 산소 및 황으로부터 선택됨)를 함유하며, 질소 및 황 헤테로원자가 선택적으로 산화될 수 있고, 질소 헤테로원자가 선택적으로 사차화될 수 있는, 고리 시스템을 지칭한다. 예를 들어, 헤테로사이클은 사이클로알콕시 기일 수 있다. 헤테로사이클은 헤테로사이클에서의 임의의 헤테로원자 또는 탄소 원자를 통해 분자의 나머지에 부착될 수 있다. 헤테로사이클은 모르폴리닐, 피롤리디노닐, 피롤리디닐, 피페리디닐, 피페리지닐, 하이단토이닐, 발레로락타밀, 옥시라닐, 옥세타닐, 테트라하이드로푸라닐, 테트라하이드로피라닐, 테트라하이드로피리디닐, 테트라하이드로피리미디닐, 테트라하이드로티오페닐, 테트라하이드로티오피라닐, 테트라하이드로피리미디닐, 테트라하이드로티오페닐, 및 테트라하이드로티오피라닐을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
용어 "헤테로아릴"은 모노사이클릭인 경우 1개 내지 3개의 헤테로원자를 갖거나, 바이사이클릭인 경우 1개 내지 6개의 헤테로원자를 갖거나, 트리사이클릭인 경우 1개 내지 9개의 헤테로원자를 갖는, 방향족 5원 내지 8원 모노사이클릭, 7원 내지 12원 바이사이클릭, 또는 11원 내지 14원 트리사이클릭 고리 시스템으로서, 헤테로원자가 O, N, 또는 S로부터 선택되는(예를 들어, 탄소 원자 및 모노사이클릭, 바이사이클릭, 또는 트리사이클릭인 경우 각각 1개 내지 3개, 1개 내지 6개, 또는 1개 내지 9개의 N, O, 또는 S의 헤테로원자) 고리 시스템을 지칭한다. 본원에 기재된 헤테로아릴 기는 또한 공통된 탄소-탄소 결합을 공유하는 융합된 고리를 함유할 수 있다.
용어 "치환된"은, 달리 지시되지 않는 한, 할로, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로사이클릴, 티올, 알킬티오, 옥소, 티옥시, 아릴티오, 알킬티오알킬, 아릴티오알킬, 알킬설포닐, 알킬설포닐알킬, 아릴설포닐알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아르알콕시, 아미노카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐, 알콕시카보닐, 아릴옥시카보닐, 할로알킬, 아미노, 트리플루오로메틸, 시아노, 니트로, 알킬아미노, 아릴아미노, 알킬아미노알킬, 아릴아미노알킬, 아미노알킬아미노, 하이드록시, 알콕시알킬, 카복시알킬, 알콕시카보닐알킬, 아미노카보닐알킬, 아실, 아르알콕시카보닐, 카복실산, 설폰산, 설포닐, 포스폰산, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로사이클릭, 및 지방족 기를 포함하지만, 이로 제한되지 않는 명시된 치환기의 라디칼로의 주어진 구조 내 하나 이상의 수소 라디칼의 치환을 지칭한다. 치환기는 추가로 치환될 수 있는 것으로 이해된다. 예시적인 치환기는 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, 및 사이클릭 아미노 화합물을 포함한다.
용어 "할로겐" 또는 "할로"는 플루오로, 클로로, 브로모 및 아이오도를 지칭한다.
하기 약어가 본 출원에서 사용될 수 있다:
DSPC: 디스테아로일포스파티딜콜린; DPPC: 1,2-디팔미토일-sn-글리세로-3-포스포콜린; POPC: 1-팔미토일-2-올레오일-sn-포스파티딜콜린; DOPE: 1,2-딜레오일-sn-3-포스포에탄올아민; PEG-DMG는 일반적으로 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-메톡시 폴리에틸렌 글리콜(예를 들어, PEG 2000)을 지칭함; TBDPSCl: 3차-부틸클로로디페닐실란; DMAP: 디메틸아미노피리딘; HMPA: 헥사메틸포스포라미드; EDC: 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카보디이미드; DIPEA: 디이소프로필에틸아민; DCM: 디클로로메탄; TEA: 트리에틸아민; TBAF: 테트라부틸암모늄 플루오라이드.
다양한 유기기 및 보호기를 제조하는 방법은 당분야에 공지되어 있고, 이들의 용도 및 변형은 일반적으로 당분야의 통상의 기술자의 능력 내에 있다(예를 들어, 문헌[Green, T.W. et. al., Protective Groups in Organic Synthesis (1999); Stanley R. Sandler and Wolf Karo, Organic Functional Group Preparations (1989); Greg T. Hermanson, Bioconjugate Techniques (1996); 및 Leroy G. Wade, Compendium Of Organic Synthetic Methods (1980)]을 참조하라). 간략히, 보호기는 작용기의 원치 않는 반응성을 감소시키거나 없애는 임의의 기이다. 보호기는 작용기에 첨가되어 소정의 반응 동안 이의 반응성을 차단하고, 이후 제거되어 본래의 작용기를 나타낼 수 있다. 일부 구현예에서, "알코올 보호기"가 사용된다. "알코올 보호기"는 알코올 작용기의 원치 않는 반응성을 감소시키거나 없애는 임의의 기이다. 보호기는 당분야에 널리 공지된 기술을 이용하여 첨가되고 제거될 수 있다.
화합물은 본원에 기재된 기술 또는 공지된 유기 합성 기술 중 적어도 하나에 의해 제조될 수 있다.
실시예
실시예 1: 에테르 연결 지질의 합성
Figure pct00095
10-(4-브로모부톡시)노나데카-1,18-디엔 3
Figure pct00096
톨루엔 중의 노나데카-1,18-디엔-10-올 (30 mmol, 8.145 g)의 용액에 NaH (90 mmol, 60%, 3.6 g)를 첨가하였다. 반응 혼합물이 밤새 80℃에서 교반되게 하였다. 실온까지 냉각시키고, 반응물에 순수한 1,4-디브로모부탄 (300 mmol, 64.78 g)을 첨가하였다. 이후 반응 혼합물을 90℃에서 6시간 동안 가열하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 실온까지 냉각시키고, 반응 혼합물을 얼음으로 켄칭시키고, EtOAc로 추출하고, 염수로 세척하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 유기 층을 여과하고, 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 0% 내지 10% EtOAc/헥산)로 정제하여 무색 오일로서 생성물을 제공하였다(12.46g).
Figure pct00097
9-(4-브로모부톡시)헵타데칸디오산 4
Figure pct00098
1 L RBF에 400 mL (1:1 부피)의 무수 DCM 및 아세토니트릴 중의 10-(4-브로모부톡시)노나데카-1,18-디엔 (30 mmol, 12.46 g)을 첨가하고, RuCl3 (1.5 mmol, 311 mg)을 첨가하고, 아이스 배쓰에서 냉각시키고, 물 중의 NaIO4 (300 mmol, 64 g)의 용액을 서서히 첨가하였다. 반응 혼합물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응 혼합물을 DCM 및 물로 희석시켰다. 3% 소듐 설파이트 몇 방울을 탈색을 위해 첨가하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 진공 하에 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 0% 내지 10% MeOH/DCM (+0.1% AcOH))로 정제하여 무색 오일로서 생성물을 제공하였다(7.9 g).
Figure pct00099
9-(4-(디메틸아미노)부톡시)헵타데칸디오산 5
Figure pct00100
150 mL 가압병에 무수 THF (80 mL) 중의 9-(4-브로모부톡시)헵타데칸디오산 (10 mmol, 4.51 g)을 첨가하고, 이어서 포타슘 카보네이트 (30 mmol, 4.14 g) 및 무수 THF 중 2 M 디메틸아민 (50 mmol, 25 mL) 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 밀봉하고, 65℃에서 밤새 교반되게 하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응 혼합물을 1 N HCl의 첨가에 의해 pH~4로 산성화시키고, 용액을 DCM 및 물로 추출하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 유기 용액을 여과하고, 진공 하에 증발시켰다. 잔류물을 3×20 mL 톨루엔과 함께 공동 증발시켜 연한 갈색 오일로서 생성물을 제공하였다(3.64 g).
9-(4-(디메틸아미노)부톡시)헵타데칸디오산 디클로라이드 6
Figure pct00101
무수 DCM(50 mL) 중의 9-(4-(디메틸아미노)부톡시)헵타데칸디오산 (8.75 mmol, 3.64 g)의 용액에 5방울의 무수 DMF를 0℃에서 첨가하고, 옥사일 클로라이드 (52.5 mmol, 4.58 mL)를 적가하였다. 반응 혼합물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. MeOH에서 샘플이 제조된 경우 MS를 확인함으로써 반응을 완료시켰고, 질량 스펙트럼은 메틸 에스테르 질량을 나타냈다. 반응 혼합물을 진공 하에 증발시키고, 적색 오일로서 생성물을 제공하였고, 이를 다음 단계에서 그대로 사용하였다. MeOH로 처리 후 MS(메틸에스테르).
Figure pct00102
비스(3-펜틸옥틸) 9-(4-(디메틸아미노)부톡시)헵타데칸디오에이트 (ALNY-651)
Figure pct00103
DCM (30 mL) 중의 9-(4-(디메틸아미노)부톡시)헵타데칸디오일 디클로라이드 (3.29 mmol, 1.49 g)의 용액에 포타슘 카보네이트 (16.45 mmol, 2.27 g)를 첨가하고 이어서 3-펜틸옥탄-1-올 (13.16 mmol, 2.64 g)을 첨가하였다. 반응 혼합물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응물을 물로 켄칭시키고, DCM으로 추출하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 진공 하에 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 3% TEA와 30% 내지 100% EtOAc/헥산)로 정제하여 무색 오일을 제공하였다(0.538 g).
Figure pct00104
비스(3-펜틸옥틸) 9-(4-(이소프로필(메틸)아미노)부톡시)헵타데칸디오에이트 (ALNY-659)
Figure pct00105
지질 659를 유사한 절차를 이용하여 합성하였다.
Figure pct00106
비스(2-이소프로필-5-메틸헥실) 9-(4-(디메틸아미노)부톡시)헵타데칸디오에이트 (ALNY-652)
Figure pct00107
Figure pct00108
비스(2-이소프로필-5-메틸헥실) 9-(4-(이소프로필(메틸)아미노)부톡시)헵타데칸디오에이트 (ALNY-657)
Figure pct00109
Figure pct00110
Figure pct00111
에틸 3-펜틸옥트-2-에노에이트 II
Figure pct00112
무수 THF(50 mL) 중의 트리에틸 포스폰아세테이트(100 mmol, 22.42 g)의 용액에 -10℃에서 1 N NaHMDS (THF 중 1 N, 100 mL)를 적가 깔때기를 통해 첨가하였다. 첨가 후, 반응 혼합물을 -10℃에서 1시간 동안 교반한 후 0℃에서 1시간 동안 교반하였다. 여기에 6-운데카논 (50 mmol, 8.52 g)을 첨가하고, 실온까지 가온시키고, 45℃에서 밤새 교반하였다. 반응 혼합물을 물로 켄칭시키고, 디에틸에테르 (2×100 mL)로 추출하고, 합한 에테르를 염수로 세척하였다. 유기 층을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하였다. 유기 용액을 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 100% 헥산)로 정제하여 무색 오일로서 생성물을 제공하였다(11.7 g).
Figure pct00113
에틸 3-펜틸옥타노에이트 III
Figure pct00114
200 mL RBF에 에틸 아세테이트 (100 mL) 중의 에틸 3-펜틸옥트-2-에노에이트 (48.6 mmol, 11.7 g)의 용액을 첨가하였다. 용액을 아르곤으로 3회 용액을 퍼징시키고, Pd/C (5% wt)를 첨가하고, 퍼징시키고, 아르곤으로 다시 채우고 이어서 수소를 수소 벌룬을 통해 다시 채웠다. 반응 혼합물을 H2 벌룬과 함께 밤새 교반하였다. 셀라이트를 통해 여과하고, 에틸 아세테이트로 철저히 세척하고, 합한 유기 용액을 감압 하에 증발시켜 무색 오일로서 생성물을 제공하였다(11 g).
Figure pct00115
3-펜틸옥탄-1-올 IV
Figure pct00116
250 mL RBF에 무수 THF 중의 에틸 3-펜틸옥타노에이트 (45.4 mmol, 11 g)의 용액을 첨가하였다. 아이스 배쓰에서 냉각시키고, 아르곤 하에 LAH (2 N THF, 91 mmol, 45.4 mL)를 서서히 첨가하였다. 실온까지 가온시키고, 실온에서 30분 동안 교반한 후 70℃에서 밤새 교반되게 하였다. 반응 혼합물을 실온까지 냉각시켰다. 0℃에서, 포화 소듐 포타슘 타르트레이트 사수화물 용액을 기포발생이 없을 때까지 적가하였다. 혼합물을 디에틸에테르로 희석시키고, 셀라이트를 통해 여과하고, 합한 에테르를 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하였다. 유기 용액을 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 0% 내지 10% EtOAc/헥산)로 정제하여 생성물 8.26 g을 제공하였다.
Figure pct00117
실시예 2: 에스테르 함유 지질의 합성
Figure pct00118
에틸 (2E,13Z,16Z)-도코사-2,13,16-트리에노에이트
Figure pct00119
1 L RBF에 750 mL DCM을 첨가하고, 교반과 함께 옥사일 클로라이드 (239.1 mmol, 20.5 mL)를 첨가하였다. -78℃까지 냉각시키고, DMSO (296.48 mmol, 23.16 g)를 적가하고 이어서 DCM (50 mL) 중의 (11Z,14Z)-이코사-11,14-디엔-1-올 (119.55 mmol, 35.21 g)의 용액을 5분의 기간 이내에 서서히 적가하였다. -78℃에서 30분 동안 교반한 후, 트리에틸아민 (717.3 mmol, 100 mL)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온까지 가온시키고, 추가 50분 동안 교반하였다. 반응물에 에톡시카보닐메틸 트리페닐 포스포네이트 (135.47 mmol, 51 g)를 첨가하고, 실온에서 밤새 교반되게 하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응 혼합물을 1 N HCl로 켄칭시키고, DCM으로 추출하고, 염수로 세척하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 진공 하에 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 0% 내지 30% EtOAc/헥산)로 정제하여 무색 오일로서 생성물을 제공하였다(26.75 g).
Figure pct00120
에틸 (13Z,16Z)-3-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)도코사-13,16-디에노에이트
Figure pct00121
미리 건조된 250 mL RBF에 THF (10 mL) 중의 CuBr (0.76 mmol, 109 mg) 및 LiCl (1.52 mmol, 64.4 mg)을 첨가하고, 실온에서 10분 동안 교반하고, 아이스 배쓰에서 냉각시키고, DCM (40 mL) 중의 에틸 (2E,13Z,16Z)-도코사-2,13,16-트리에노에이트 (7.6 mmol, 2.8 g)를 첨가하고 이어서 TMSCl (8.36 mmol, 908 mg)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 0℃에서 15분 동안 교반한 후, THF(16 mL) 중의 (8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)마그네슘 브로마이드 (11.4 mmol, 3.3 g)를 첨가하였다. 반응 혼합물이 0℃에서 1.5시간 동안 교반되게 하고, 이후 실온에서 밤새 교반하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈고, 반응물을 포화 NH4Cl로 켄칭시키고, 디에틸에테르 (200 mL)로 희석시키고, 추출하고, 분리하고, 염수로 세척하였다. 유기 층을 소듐 설페이트로 건조시키고, 진공 하에 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 0% 내지 20% EtOAc 및 헥산)로 정제하여 무색 오일로서 생성물을 제공하였다(2.16 g).
Figure pct00122
Figure pct00123
(13Z,16Z)-3-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)도코사-13,16-디엔-1-올
Figure pct00124
0℃에서, 무수 THF(60 mL) 중의 에틸 (13Z,16Z)-3-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)도코사-13,16-디에노에이트 (10.87 mmol, 5.97 g)의 용액에 리튬 알루미늄 하이드라이드 (THF 중 1 N, 21.74 mmol, 22 mL)를 서서히 첨가하였다. 반응 혼합물이 0℃에서 15분 동안 교반되게 한 후 실온에서 4시간 동안 교반되게 하였다. 아이스 배쓰에서 냉각시키고, 포화 소듐 포타슘 타르트레이트 사수화물 용액을 기포발생이 없을 때까지 적가하였다. 반응 혼합물을 EtOAc로 희석시키고, 추출하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 무색 오일로 농축시켰다. 잔류물을 톨루엔과 함께 공동 증발시켜 임의의 미량의 물을 제거하였다. 생성물 수득 3.61 g.
(13Z,16Z)-3-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)도코사-13,16-디엔-1-일 메탄설포네이트
Figure pct00125
무수 DCM (50 mL) 중의 (13Z,16Z)-3-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)도코사-13,16-디엔-1-올 (7.132 mmol, 3.61 g)의 용액에 0℃에서 트리메틸아민 (21.396 mmol, 2.99 mL)을 첨가하고 이어서 MsCl (14.264 mmol, 1.1 mL)을 첨가하였다. 반응 혼합물이 실온에서 5시간 동안 교반되게 하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 포화 NaHCO3으로 반응물을 켄칭시키고, 희석시키고, DCM으로 추출하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 유기 용액을 여과하고, 감압 하에 증발시켜 생성물을 수득하였다(1.77 g).
Figure pct00126
(13Z,16Z)-3-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)-N,N-디메틸도코사-13,16-디엔-1-아민
Figure pct00127
150 mL 가압병에 THF (20 mL) 중의 (13Z,16Z)-3-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)도코사-13,16-디엔-1-일 메탄설포네이트 (2.37 mmol, 1.39 g)의 용액을 첨가하고, 디메틸아민 (THF 중 2 M, 14.22 mmol, 7.11 mL)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 밀봉하고, 65℃에서 밤새 가열하였다. 반응 혼합물을 0℃에서 냉각시키고, 염수로 켄칭시키고, 희석시키고, EtOAc로 추출하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 진공 하에 황색 오일로 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 30% 내지 100% EtOAc/헥산(3% 트리메틸아민 첨가))로 정제하여 생성물을 옅은 황색 오일로서 제공하였다(1.38 g).
Figure pct00128
(20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디에날
Figure pct00129
아세톤(10 mL) 중의 (13Z,16Z)-3-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)-N,N-디메틸도코사-13,16-디엔-1-아민 (2.58 mmol, 1.38 g)의 용액에 1 N HCl (7 mL)을 첨가하였다. 반응 혼합물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈고, 반응 혼합물에 PH~10까지 20% K2CO3 수용액을 서서히 첨가하고, EtOAc로 희석시키고, 유기 용액을 추출하고, 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 무색 오일로 농축시켰다. 잔류물을 고진공 하에 건조시키고, 표제 생성물을 수득하였다(1.1 g).
Figure pct00130
(20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디엔-1-올
Figure pct00131
0℃에서, 무수 MeOH (4 mL) 중의 (20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디에날 (0.327 mmol, 160 mg)의 용액에 NaBH4 (0.653 mmol, 25 mg)를 첨가하였다. 반응 혼합물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응 혼합물을 포화 NH4Cl로 켄칭시키고, EtOAc로 희석시키고, 추출하였다. 유기 층을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 무색 오일로 농축시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 30% 내지 80% EtOAc/헥산)로 정제하여 생성물 145 mg을 제공하였다.
Figure pct00132
Figure pct00133
(20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디엔-1-일 2-에틸헥사노에이트 (ALNY-654)
Figure pct00134
100 mL RBF에 무수 DCM (3 mL) 중의 (20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디엔-1-올 (0.295 mmol, 145 mg)의 용액을 첨가하고, 여기에 K2CO3 (0.885 mmol, 122 mg)을 첨가하고, 아이스 배쓰에서 냉각시키고, 2-에틸헥사노일 클로라이드 (0.442 mmol, 71.9 mg)를 첨가하였다. 반응 혼합물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. 반응물을 물로 켄칭시키고, DCM으로 추출하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 합한 유기 용액을 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 30% 내지 80% EtOAc 및 헥산(3% TEA 첨가))로 정제하여 무색 오일로서 생성물을 제공하였다(78.2 mg).
Figure pct00135
9-브로모노난알
Figure pct00136
200 mL RBF에 DCM (50 mL) 중의 피리디늄 클로로크로메이트 (30 mmol, 6.47 g) 및 MgSO4 (2.5 g)의 현탁액을 첨가하였다. 아이스 배쓰에서 냉각시키고, 무수 DCM (10 mL) 중의 9-브로모-i-노난올 (20 mmoL, 4.46 g)의 용액을 서서히 첨가하였다. 0℃에서 1시간 동안 교반되게 한 후 실온에서 1시간 동안 교반되게 하였다. 반응 혼합물에 디에틸에테르 (2×50 mL)를 첨가하고, 5분 동안 격렬히 교반하고, 셀라이트를 통해 여과하였다. 잔류물을 3×50 mL의 에테르로 세척하였다. 합한 에테르 용액을 갈색 오일로서 생성물로 농축시켰다(4.06 g).
Figure pct00137
2-(8-브로모옥틸)-1,3-디옥솔란
Figure pct00138
250 mL RBF에 무수 톨루엔 (60 mL) 중의 9-브로모노난알 (18.09 mmol, 4.0 g)의 용액을 첨가하고, p-TsOH (0.946 mmol, 180 mg)를 첨가하고 이어서 에틸렌 글리콜 (53.97 mmol, 3.35 g)을 첨가하였다. 반응물에 딘 스타크 및 응축기를 장착하고, 130℃에서 밤새 환류시켰다. 반응 혼합물을 포화 NaHCO3으로 켄칭시키고, EtOAc로 추출하고, 염수로 세척하였다. 유기 용액을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 감압 하에 무색 오일로 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 0% 내지 20% EtOAC/헥산)로 정제하여 생성물 3.12 g을 제공하였다.
Figure pct00139
(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)마그네슘 브로마이드
Figure pct00140
100 mL 2-목 RBF에 THF (16 mL) 중의 예비-활성화된 Mg-터닝 (12.67 mmol, 308 mg)을 첨가하고, THF 중의 2-(8-브로모옥틸)-1,3-디옥솔란 (6.34 mmol, 1.68 g)의 용액을 첨가하고 이어서 1개 내지 2개의 요오드 결정을 첨가하였다. 반응물이 60℃에서 35분 동안 교반되게 하였다. 용액을 탈색시켰다. 실온까지 냉각시키고, 그대로 사용하였다.
(20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디엔산
Figure pct00141
무수 DMF (6 mL) 중의 (20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디에날 (1.45 mmol, 711 mg)의 용액에 옥손 (1.45 mmol, 892.3 mg)을 첨가하였다. 반응 혼합물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈고, 물을 첨가하여 반응물을 켄칭시키고, 희석시키고, EtOAc로 추출하고, 염수로 세척하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 합한 유기 층을 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 톨루엔과 함께 공동 증발시켜 임의의 물을 제거하였다. 생성물 수득 (733 mg). MS: M+1=506.5.
(20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디에노일 클로라이드
Figure pct00142
0℃에서, 무수 DCM (8 mL) 중의 (20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디엔산 (1.45 mmol, 733 mg)의 용액에 2방울의 무수 DMF를 적가하고 이어서 순수한 옥사일 클로라이드를 적가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다(반응 혼합물의 적은 샘플은 MeOH로 처리되었음). 반응 용액을 암적색 오일로 농축시켰다.
3-펜틸옥틸 (20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디에노에이트
Figure pct00143
DCM (10 mL) 중의 (20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디에노일 클로라이드 (0.944 mmol, 495 mg)의 용액에 K2CO3 (3.30 mmol, 457 mg)을 첨가하고 이어서 DCM (2 mL) 중의 3-펜틸옥탄-1-올 (1.89 mmol, 378.1 mg)의 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응 혼합물을 물로 켄칭시키고, DCM으로 희석시키고, 추출하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 유기 용액을 여과하고, 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 0% 내지 40% EtOAc 및 헥산)로 정제하여 생성물을 제공하였다(195.6 mg).
Figure pct00144
2-이소프로필-5-메틸헥실 (20Z,23Z)-10-(2-(디메틸아미노)에틸)노나코사-20,23-디에노에이트
Figure pct00145
Figure pct00146
3-펜틸옥틸 (20Z,23Z)-10-(2-(이소프로필(메틸)아미노)에틸)노나코사-20,23-디에노에이트
Figure pct00147
Figure pct00148
2-이소프로필-5-메틸헥실 (20Z,23Z)-10-(2-(이소프로필(메틸)아미노)에틸)노나코사-20,23-디에노에이트
Figure pct00149
Figure pct00150
Figure pct00151
(14Z,17Z)-4-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)트리코사-14,17-디엔니트릴
Figure pct00152
EtOH (200 프루프) 중의 (13Z,16Z)-3-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)도코사-13,16-디엔-1-일 메탄설포네이트 (5.13 mmol, 3 g)의 용액에 KCN (15.39 mmol, 1.02 g) 수용액을 첨가하고, 반응물을 80℃에서 밤새 환류시켰다. 응축기를 KOH 트래퍼에 연결하여 방출된 HCN을 중화시켰다. 반응 혼합물을 포화 NaHCO3으로 켄칭시키고, 에테르로 추출하고, 염수로 세척하였다. 유기 층을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하였다. 유기 용액을 감압 하에 무색 오일로 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 0% 내지 20% EtOAc/헥산)로 정제하여 생성물을 제공하였다(2.08 g).
Figure pct00153
(14Z,17Z)-4-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)트리코사-14,17-디엔-1-아민
Figure pct00154
0℃에서 무수 THF 중의 (14Z,17Z)-4-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)트리코사-14,17-디엔니트릴 (4.03 mmol, 2.08 g)의 용액에 THF (8.06 mmol, 8.06 mL) 중의 1 N 리튬 알루미늄 수화물을 첨가하였다. 반응 혼합물을 0℃에서 25분 동안 교반한 후 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 아이스 배쓰에서 냉각시키고, 반응 혼합물에 포화 소듐 포타슘 타르트레이트 사수화물 용액을 기포발생이 없을 때까지 적가하고, ppt를 형성시켰다. ppt를 셀라이트를 통해 여과하였다. 용액을 EtoAC 및 염수로 추출하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하였다. 유기 용액을 감압 하에 무색 오일로 증발시켰다. 잔류물을 고진공 하에 밤새 건조시켜 2 g의 생성물을 수득하였다.
Figure pct00155
(14Z,17Z)-4-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)-N,N-디메틸트리코사-14,17-디엔-1-아민
Figure pct00156
무수 MeOH (20 mL) 중의 (14Z,17Z)-4-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)트리코사-14,17-디엔-1-아민 (3.85 mmol, 2 g)의 용액에 포르말 알데하이드 (물 중 30%, 10 mL)를 첨가하고 이어서 Na(OAC)3BH3 (15.39 mmol, 3.26 g)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응 혼합물을 1 N NaOH로 켄칭시키고, EtOAc로 추출하고, 염수로 세척하였다. 합한 유기 층을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하였다. 유기 용액을 감압 하에 무색 오일로 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2, 0% 내지 80% EtOAc/헥산)로 정제하여 생성물을 제공하였다(2.3 g).
Figure pct00157
(20Z,23Z)-10-(3-(디메틸아미노)프로필)노나코사-20,23-디에날
Figure pct00158
아세톤 (25 mL) 중의 (14Z,17Z)-4-(8-(1,3-디옥솔란-2-일)옥틸)-N,N-디메틸트리코사-14,17-디엔-1-아민 (3.65 mmol, 2.3 g)의 용액에 1 N HCl (10 mL)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응 혼합물을 20% K2CO3 수용액으로 켄칭시키고, EtOAc로 추출하고, 염수로 세척하였다. 유기 층을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하였다. 유기 용액을 감압 하에 무색 오일로 증발시켰다. 생성물 수득 1.88 g.
Figure pct00159
(20Z,23Z)-10-(3-(디메틸아미노)프로필)노나코사-20,23-디엔산
Figure pct00160
무수 DMF(15 mL) 중의 (20Z,23Z)-10-(3-(디메틸아미노)프로필)노나코사-20,23-디에날 (3.78 mmol, 1.88 g)의 용액에 옥손(3.72 mmol, 2.29 g)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응 혼합물을 염수로 켄칭시키고, EtOAc로 희석시키고, 추출하였다. 유기 층을 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하였다. 유기 용액을 감압 하에 무색 오일로 증발시켰다. 잔류물을 톨루엔 2×20 mL와 함께 공동 증발시켜 임의의 미량의 물을 제거하였다. 1.99 g의 생성물 수득. MS: M+1=520.5
(20Z,23Z)-10-(3-(디메틸아미노)프로필)노나코사-20,23-디에노일 클로라이드
Figure pct00161
0℃에서 무수 DCM 중의 (20Z,23Z)-10-(3-(디메틸아미노)프로필)노나코사-20,23-디엔산 (3.82 mmol, 1.99 g)의 용액에 2방울의 무수 DMF를 첨가하고 이어서 옥사일 클로라이드(9.57 mmol, 833 uL)를 서서히 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응 혼합물을 농축시켜 적갈색 오일로서 생성물을 제공하였다.
3-펜틸옥틸 (20Z,23Z)-10-(3-(디메틸아미노)프로필)노나코사-20,23-디에노에이트
Figure pct00162
무수 DCM(10 mL) 중의 (20Z,23Z)-10-(3-(디메틸아미노)프로필)노나코사-20,23-디에노일 클로라이드 (2.22 mmol, 1.2 g)의 용액에 K2CO3 (7.77 mmol, 1.07 g)을 첨가하고 이어서 무수 DCM 중의 3-펜틸옥탄-1-올 (4.46 mmol, 0.893 g)의 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC는 반응의 완료를 나타냈다. 반응 혼합물을 염수로 켄칭시키고, DCM으로 희석시켰다. 유기 층을 추출하고, 분리하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 유기 용액을 여과하고, 감압 하에 증발시켰다. 잔류물을 ISCO(SiO2: 0% 내지 40% EtOAc 및 헥산)로 정제하여 적갈색 오일로서 생성물을 제공하였다(99.5 mg).
Figure pct00163
Figure pct00164
2-이소프로필-5-메틸헥실 (20Z,23Z)-10-(3-(디메틸아미노)프로필)노나코사-20,23-디에노에이트
Figure pct00165
Figure pct00166
실시예 3: 지질 나노입자의 제조
본원에 기재된 양이온성 지질은 그 전체가 참조로 포함되는 국제 공개 제WO 2010/088537호에 기재된 바와 같은 인-라인 혼합 방법을 이용하여 AD-1661 듀플렉스(하기 표에 나타나 있음)를 함유하는 리포솜을 제형화하는 데 사용된다. 달리 지시되지 않는 한, 지질 나노입자는 하기 표에 나타나 있는 제형을 가졌다.
Figure pct00167
"58/10/30/2"의 제형을 갖는 제형은 하기 표에 나타나 있는 제형을 가졌다.
Figure pct00168
"55/10/33/2"의 제형을 갖는 제형은 하기 표에 나타나 있는 제형을 가졌다.
Figure pct00169
"50/10/38/2"의 제형을 갖는 제형은 50 mol %의 양이온성 지질, 10 mol %의 DSPC, 38 mol %의 콜레스테롤, 및 2 mol %의 PEG-DMG를 함유한다.
siRNA AD-1661 듀플렉스는 하기 나타나 있는 서열을 갖는다.
Figure pct00170
아래의 경우는 2'OMe 변형이고, Nf는 2'F 변형 뉴클레오베이스이고, dT는 데옥시티미딘이고, s는 포스포티오에이트이다.
지질 나노입자를 다음과 같이 제조하였다. 상기 표에서 언급된 비율의 양이온성 지질, DSPC, 콜레스테롤, 및 PEG-DMG를 25 mg/mL의 총 지질 농도에서 에탄올에 가용화시켰다.
0.8 mg/mL에서 저 pH 아세테이트 또는 시트레이트 완충액(pH=4)에 siRNA AD-1661을 가용화시킴으로써 siRNA 스톡 용액을 제조하였다.
스톡 용액은 완전히 투명해야 하고, 지질은 siRNA와 합쳐지기 전에 완전히 용해되어야 한다. 따라서, 적절한 것으로 결정되면, 지질을 완전히 용해시키기 위해 스톡 용액을 가열하였다.
각 용액을 T-연결관에 펌핑함으로써(즉, 인-라인 혼합에 의해) 개별 스톡 용액을 합하였다. 구체적으로, 에탄올 용액(5 ml/min로, 0.01 인치 PEEK 튜브를 통해) 및 수성 완충 용액(15 mL/min로, 0.02 인치 PEEK 튜브를 통해)을 T-연결관(PEEK Tee body, IDEX)을 통해 혼합하였다.
T-연결관 뒤에, 단일 관류가 배치되고, 여기서 합쳐진 스트림은 방출될 것이다. 에탄올이 제거되고, 투석에 의해 PBS로 교체된다. 이후 지질 제형은 원심분리 또는 정용여과를 이용하여 적절한 작업 농도로 농축된다.
실시예 36의 표에 열거된 양이온성 지질을 함유하는 지질 나노입자를 상술된 바와 같이 제조하였다.
실시예 4: 지질 나노입자의 효능
응고 캐스케이드에서 주요 단백질인 인자 VII(FVII)은 간(간세포)에서 합성되고 혈장으로 분비된다. 혈장 중 FVII 수준은 간단한 평판-기반 비색 분석법에 의해 결정될 수 있다. 이와 같이, FVII은 간세포-유래 단백질의 siRNA-매개 하향조절을 결정하기 위한 편의한 모델로 대표된다.
실시예 3에서 제조된 지질 나노입자의 시험 제형을 처리군 당 3마리의 마우스로 0.01 mg/kg 및 0.03 mg/kg에서 암컷 7 내지 9주령된 15 g 내지 25 g의 암컷 C57Bl/6 마우스에서 이들의 FVII 녹다운에 대하여 평가하였다. 모든 연구는 포스페이트 완충 식염수(PBS, 대조군) 또는 벤치마크 제형을 수용한 동물들을 포함하였다. 제형을 시험 직전 PBS 중에 적절한 농도로 희석시켰다. 마우스의 체중을 재고, 적절한 투약 부피를 계산하였다(10 μl/g 체중). 시험 및 벤치마크 제형뿐만 아니라 PBS(대조군 동물용)를 측면 꼬리 정맥을 통해 정맥내로 투여하였다. 동물들을 24시간 후에 케타민/자일라진의 복강내 주사로 마취시키고, 500 μl 내지 700 μl의 혈액을 심장 천자에 의해 혈청 분리기 튜브(BD Microtainer)로 채취하였다. 혈액을 15℃에서 10분 동안 2,000 × g으로 원심분리하고, 혈청을 채취하고, 분석할 때까지 -70℃에서 보관하였다. 혈청 샘플을 37℃에서 30분 동안 해동하고, PBS에서 희석시키고, 96-웰 검정 플레이트에 분취하였다. 인자 VII 수준을 제조업체의 지침에 따라 발색 분석법(Biophen FVII 키트, Hyphen BioMed)을 이용하여 평가하고, 405 nm 파장 필터가 장착된 마이크로플레이트 판독기에서 흡광도를 측정하였다.
하기 양이온성 지질을 함유하는 지질 나노입자 제형의 효능을 상기 절차에 의해 결정하였다. 도 1은 3일의 상대 FVII 단백질 수준(0.01 mg/kg 및 0.03 mg/kg의 siRNA 농도에서)을 나타낸 것이다. 제형 AF-011은 MC3으로 알려진 양이온성 지질을 함유하였다.
Figure pct00171
하기 양이온성 지질을 함유하는 지질 나노입자 제형의 효능을 상기 절차에 의해 결정하였다. 도 2는 2일의 상대 FVII 단백질 수준(0.01 mg/kg 및 0.03 mg/kg의 siRNA 농도에서)을 나타낸 것이다. 하기 표에 열거된 양이온성 지질에 대한 logP 값을 Slovensky Grob(슬로바키아 공화국)의 Molinspiration Cheminformatics로부터 http://www.molinspiration.com/services/logp.html에서 입수 가능한 소프트웨어를 이용하여 계산하였다.
Figure pct00172
Figure pct00173
하기 양이온성 지질을 함유하는 지질 나노입자 제형의 효능을 상기 절차에 의해 결정하였다. 도 3은 상대 FVII 단백질 수준(0.01 mg/kg 및 0.03 mg/kg의 siRNA 농도에서)을 나타낸 것이다. N/P는 siRNA에서 포스페이트 기에 대한 양이온성 지질의 아미노 기의 비율을 나타낸다.
Figure pct00174
AD-167990의 구조는 하기에 나타나 있다.
Figure pct00175
아래의 경우는 2'OMe 변형이고, Nf는 2'F 변형 뉴클레오베이스이고, dT는 데옥시티미딘이고, s는 포스포티오에이트이다.
하기 양이온성 지질을 함유하는 지질 나노입자 제형의 효능을 상기 절차에 의해 결정하였다. 도 4는 48시간 후 상대 FVII 단백질 수준(0.005 mg/kg, 0.01 mg/kg, 및 0.03 mg/kg의 siRNA 농도에서)을 나타낸 것이다.
Figure pct00176
실시예 5: 비-인간 영장류 연구
본 연구의 목적은 수컷 및/또는 암컷 시노몰구스 원숭이에 대한 단일 정맥내 주사 투여 후 F12 단백질을 표적화하는 다중 지질 나노 입자(LNP)의 약력학을 결정하는 것이다. F12 siRNA AD-167990을 갖는 상이한 지질(AF-011, AF-070, AF-079, AF-073 및 AF-074)로 되어 있는 5개의 지질 나노입자 제형을 본 연구에서 시험하였다. 각각의 이들 제형을 1일에 0.3 mg/kg의 표적 용량으로 대략 60분에 걸쳐(3마리 동물/그룹/제형) 정맥내 주사로 시노몰구스 원숭이에게 투여하였다. 모든 그룹에 대하여, -5일, -1일, 1일(투여전), 2일, 3일, 5일, 8일, 15일, 22일, 29일, 36일, 43일, 50일, 57일, 및 64일에 각 동물로부터 혈액(대략 1 mL)을 채취하였다. F12 혈장 단백질 수준을 Molecular Innovations(HFXIIKT-TOT)로부터의 인간 인자 XII 전체 항원 검정 ELISA 키트를 사용한 F12 검정을 이용하여 결정하였다.
하기 표에 기재된 제형을 F12siRNA AD-167990으로 실시예 3에 기재된 바와 같이 제조하였다.
Figure pct00177
하기 표는 각 제형에 이용되는 프로토콜을 제공한 것이다. 도 5는 상대 F12 혈장 수준(투여전 대비)을 나타낸 것이다.
Figure pct00178
실시예 6: 비-인간 영장류 연구
이는 수컷 및/또는 암컷 시노몰구스 원숭이에 대한 단일 정맥내 주사 투여 후 인자 XII(F12) 단백질을 표적화하는 다중 지질 나노 입자(LNP)의 단일-용량 약력학(PD)/약물동력학(PK) 연구였다. F12 siRNA AD-167990을 갖는 상이한 지질(AF-079, AF-093, AF-0783, AF-073, AF-094 및 AF-011)로 되어 있는 6개의 지질 나노입자 제형을 본 연구에서 시험하였다. 각각의 이들 제형을 1일에 0.03 mg/kg, 0.1 mg/kg 또는 0.3 mg/kg의 표적 용량으로 대략 60분에 걸쳐(3마리 동물/그룹/제형) 정맥내 주사로 시노몰구스 원숭이에게 투여하였다. F12 혈장 단백질 수준을 더 이전에 보고된 바와 같은 Molecular Innovations(HFXIIKT-TOT)로부터의 인간 인자 XII 전체 항원 검정 ELISA 키트를 사용한 F12 검정을 이용하여 결정하였다.
연구 설계는 하기 표에 나타나 있다.
Figure pct00179
하기 표에 기재된 제형을 F12siRNA AD-167990으로 실시예 3에 기재된 바와 같이 제조하였다.
Figure pct00180
Figure pct00181
도 6a, 도 6b, 및 도 7 내지 도 9는 각각 AF-094, 단일 용량의 AF-079, AF-073, AF-093, 및 AF-083으로의 용량 반응을 나타낸 것이다.
본원에 인용된 모든 참고문헌이 참조로 포함된다.
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Claims (68)

  1. 하기 화학식 (A)의 화합물 또는 이의 염:
    [화학식 (A)]
    Figure pct00182

    (상기 식에서,
    R'는 부재이거나, 수소, 또는 알킬이고;
    R1 및 R2와 관련하여,
    (i) R1 및 R2는 각각, 독립적으로, 선택적으로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬알킬, 헤테로사이클, 또는 R10이거나;
    (ii) R1 및 R2는, 이들이 결합되는 질소 원자와 함께, 선택적으로 치환된 헤테로사이클릭 고리를 형성하거나;
    (iii) R1 및 R2 중 하나는 선택적으로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬, 또는 헤테로사이클이고, 다른 하나는 (a) 인접한 질소 원자 및 (b) 질소 원자에 인접한 (R)a 기와 함께 4원 내지 10원 헤테로사이클릭 고리 또는 헤테로아릴을 형성하고;
    R의 각 경우는, 독립적으로, -(CR3R4)-이고;
    R3 및 R4의 각 경우는, 독립적으로, H, 할로겐, OH, 알킬, 알콕시, -NH2, R10, 알킬아미노, 또는 디알킬아미노이고;
    R10의 각 경우는 독립적으로 PEG 및 폴리(옥사졸린), 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(비닐 알코올), 폴리(글리세롤), 폴리(N-비닐피롤리돈), 폴리[N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아미드] 및 폴리(아미노산)들을 기반으로 한 폴리머로부터 선택되고, 여기서 (i) PEG 또는 폴리머는 선형 또는 분지형이고, (ii) PEG 또는 폴리머는 n 서브유닛에 의해 중합되고, (iii) n은 10 내지 200 단위의 수-평균 중합도이고, (iv) 화합물은 최대 두 개의 R10 기를 갖고;
    Q에 대한 파선은 부재이거나 결합이고;
    Q에 대한 파선이 부재인 경우, Q는 부재이거나 -O-, -NH-, -N(R5)-, -S-, -C(O)-, -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)N(R4)-, -N(R5)C(O)-, -S-S-, -OC(O)O-, -O-N=C(R5)-, -C(R5)=N-O-, -OC(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)N(R5)-, -N(R5)C(O)O-, -C(O)S-, -C(S)O- 또는 -C(R5)=N-O-C(O)-이거나;
    Q에 대한 파선이 결합인 경우, (i) b는 0이고, (ii) Q 및 이에 인접한 3차 탄소(C*)는 5개 내지 10개의 고리 원자를 갖는 치환되거나 비치환된 모노- 또는 바이-사이클릭 헤테로사이클릭 기를 형성하고;
    R5의 각 경우는, 독립적으로, H 또는 알킬이고;
    X는 알킬렌 또는 알케닐렌이고;
    M1은 생분해성 기이고;
    a는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고;
    b는 0, 1, 2, 또는 3이고;
    Z1은 C6-C14 분지형 알킬 기이고;
    Z2는 C4-C20 알케닐이고, 여기서 알케닐 기는 이중 결합과 Z2의 말단 사이에 있는 이중 결합에 대한 알파 위치에서 1개 또는 2개의 불소 원자로 선택적으로 치환될 수 있음).
  2. 제1항에 있어서, R'R1R2N-(R)a-Q-(R)b-는 (CH3)2N-(CH2)2-, (CH3)2N-(CH2)3-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-NH-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-OC(O)-NH-, 또는 (CH3)2N-(CH2)3-C(CH3)=N-O-인, 화합물.
  3. 제1항에 있어서, R1 및 R2는 둘 모두 알킬인, 화합물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, M1은 -OC(O)- 또는 -C(O)O-인, 화합물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, Z1은 C6-C10 분지형 알킬 기인, 화합물.
  6. 제5항에 있어서, Z1은 -CH(CH2CH3)(CH2CH2CH2CH3), -CH2CH(iPr)(CH2CH2 iPr) 또는 -CH2CH(n-Bu)2인, 화합물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, Z2는 1개 또는 2개의 이중 결합을 함유하는 C19 알케닐인, 화합물.
  8. 제7항에 있어서, Z2는 -(CH2)9CH=CHCH2CH=CH(CH2)4CH3인, 화합물.
  9. 하기로부터 선택된 화합물 및 이의 염:
    Figure pct00183

    Figure pct00184

    Figure pct00185
    .
  10. 하기 화학식 (A-I)의 화합물 또는 이의 염:
    [화학식 (A-I)]
    Figure pct00186

    (상기 식에서,
    s, t, u, v 및 q는 각각, 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7이고;
    W는 헤드 기임).
  11. 제10항에 있어서, 헤드 기는 약 4 내지 약 11의 pKa를 갖는 양성자성 아민 기인, 화합물.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 헤드 기는 (CH3)2N-(CH2)2-, (CH3)2N-(CH2)3-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-NH-C(O)O-, (CH3)2N-(CH2)2-OC(O)-NH-, 또는 (CH3)2N-(CH2)3-C(CH3)=N-O-인, 화합물.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, s는 3 내지 5인, 화합물.
  14. 제13항에 있어서, s는 4인, 화합물.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, t는 4 내지 6인, 화합물.
  16. 제15항에 있어서, t는 5인, 화합물.
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, q는 2 내지 4인, 화합물.
  18. 제17항에 있어서, q는 3인, 화합물.
  19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, u는 0 내지 2인, 화합물.
  20. 제19항에 있어서, u는 1인, 화합물.
  21. 제10항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, v는 0 내지 2인, 화합물.
  22. 제21항에 있어서, v는 1인, 화합물.
  23. 하기 화학식 (A-II)의 화합물 또는 이의 염:
    [화학식 (A-II)]
    Figure pct00187

    (상기 식에서,
    b는 0, 1, 2 또는 3이고;
    s는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고;
    R200은 C12-C22 알킬, C12-C22 알케닐, 또는 C12-C22 알키닐이고;
    R100은 C5-C15 알킬, C5-C15 알케닐, 또는 C5-C15 알키닐임).
  24. 제23항에 있어서, b는 1인, 화합물.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서, s는 2, 3, 또는 4인, 화합물.
  26. 제24항에 있어서, s는 3인, 화합물.
  27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, R100은 C8-C12 알킬인, 화합물.
  28. 제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, R200은 C12-C14 알킬, C12-C14 알케닐, 또는 C12-C14 알키닐인, 화합물.
  29. 제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, R200은 C18-C20 알킬, C18-C20 알케닐, 또는 C18-C20 알키닐인, 화합물.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 약제학적으로 허용되는 염의 형태인, 화합물.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 양이온성 지질의 형태인, 화합물.
  32. 중성 지질, 응집을 감소시킬 수 있는 지질, 및 제31항의 양이온성 지질을 포함하는, 지질 입자.
  33. 제32항에 있어서, 중성 지질은 DSPC, DPPC, POPC, DOPE, 또는 SM으로부터 선택되고; 응집을 감소시킬 수 있는 지질은 PEG 지질이고; 지질 입자는 스테롤을 추가로 포함하는, 지질 입자.
  34. 제32항 및 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 양이온성 지질은 약 20% 내지 약 60%의 몰 백분율로 존재하고; 중성 지질은 약 5% 내지 약 25%의 몰 백분율로 존재하고; 스테롤은 약 25% 내지 약 55%의 몰 백분율로 존재하고; PEG 지질은 PEG-DMA, PEG-DMG, 또는 이들의 조합물이고, 약 0.5% 내지 약 15%의 몰 백분율로 존재하는, 지질 입자.
  35. 제32항에 있어서, 응집을 감소시킬 수 있는 지질은 PEG-DMG인, 지질 입자.
  36. 제35항에 있어서, 약 50 몰 %의 양이온성 지질, 약 10%의 DSPC, 약 38.5%의 콜레스테롤, 및 약 1.5%의 PEG-DMG(지질 입자 중 지질 성분 100% 기준)를 포함하는, 지질 입자.
  37. 제35항에 있어서, 약 58 몰 %의 양이온성 지질, 약 10%의 DSPC, 약 30%의 콜레스테롤, 및 약 2%의 PEG-DMG(지질 입자 중 지질 성분 100% 기준)를 포함하는, 지질 입자.
  38. 제33항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 활성제를 추가로 포함하는, 지질 입자.
  39. 제38항에 있어서, 활성제는 플라스미드, 면역자극 올리고뉴클레오티드, siRNA, 안티센스 올리고뉴클레오티드, 마이크로RNA, 안타고미르, 압타머, 및 리보자임으로부터 선택되는 핵산인, 지질 입자.
  40. 제33항 내지 제39항 중 어느 한 항의 지질 입자 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는, 약제학적 조성물.
  41. 세포에서 표적 유전자의 발현을 조절하는 방법으로서, 제38항 내지 제39항 중 어느 한 항의 지질 입자를 세포에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  42. 제41항에 있어서, 활성제는 siRNA인 핵산인, 방법.
  43. 대상체에서 폴리펩티드의 과발현에 의해 특징화되는 질환 또는 장애를 치료하는 방법으로서, 제40항의 약제학적 조성물을 대상체에게 제공하는 단계를 포함하고, 활성제는 siRNA, 마이크로RNA, 및 안티센스 올리고뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택된 핵산이고, siRNA, 마이크로RNA, 또는 안티센스 올리고뉴클레오티드는 폴리펩티드 또는 이의 보체를 인코딩하는 폴리뉴클레오티드에 특이적으로 결합하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 방법.
  44. 대상체에서 폴리펩티드의 저발현에 의해 특징화되는 질환 또는 장애를 치료하는 방법으로서, 제40항의 약제학적 조성물을 대상체에게 제공하는 단계를 포함하고, 활성제는 폴리펩티드 또는 이의 기능성 변이체 또는 단편을 인코딩하는 플라스미드인, 방법.
  45. 대상체에서 면역 반응을 유도하는 방법으로서, 제40항의 약제학적 조성물을 대상체에게 제공하는 단계를 포함하고, 활성제는 면역자극 올리고뉴클레오티드인, 방법.
  46. 생분해성 양이온성 지질, 중성 지질, 스테롤, 및 응집을 감소시킬 수 있는 지질을 포함하는, 지질 입자로서, (i) 생분해성 양이온성 지질 대 스테롤의 몰비는 약 1.6:1 내지 약 2.0:1의 범위이고/이거나 생분해성 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 5.5:1 내지 약 5.9:1의 범위이고, (ii) 생분해성 양이온성 지질은 지질 모이어티를 포함하고, 지질 모이어티는 하나 이상의 생분해성 기를 갖는, 지질 입자.
  47. 제46항에 있어서, 응집을 감소시킬 수 있는 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-메톡시 폴리에틸렌 글리콜인, 지질 입자.
  48. 제47항에 있어서, 응집을 감소시킬 수 있는 지질은 2000의 평균 폴리에틸렌 글리콜 분자량을 갖는 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-메톡시 폴리에틸렌 글리콜인, 지질 입자.
  49. 제46항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 생분해성 양이온성 지질 대 스테롤의 몰비는 약 1.7 내지 약 1.9:1인, 지질 입자.
  50. 제49항에 있어서, 생분해성 양이온성 지질 대 스테롤의 몰비는 약 1.9:1인, 지질 입자.
  51. 제46항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 생분해성 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 5.5:1 내지 약 5.8:1의 범위인, 지질 입자.
  52. 제51항에 있어서, 생분해성 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 5.8:1인, 지질 입자.
  53. 제46항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 약 55 mol % 내지 약 60 mol %의 생분해성 양이온성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자.
  54. 제53항에 있어서, 약 58 mol %의 생분해성 양이온성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자.
  55. 제46항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 약 28 mol % 내지 약 33 mol %의 스테롤(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자.
  56. 제46항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 약 10 mol %의 중성 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자.
  57. 제46항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 약 2 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자.
  58. 제46항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 약 55 mol % 내지 약 60 mol %의 양이온성 지질, 약 3% 내지 약 12%의 중성 지질, 약 28 mol % 내지 약 33 mol %의 스테롤, 및 약 0.5 mol % 내지 약 10 mol %의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자.
  59. 제58항에 있어서, 약 58%의 양이온성 지질, 약 10%의 중성 지질, 약 30%의 스테롤, 및 약 2%의 응집을 감소시킬 수 있는 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자.
  60. 제58항에 있어서, 약 55%의 양이온성 지질, 약 10%의 중성 지질, 약 33%의 스테롤, 및 약 2%의 PEG-변형 지질(지질 입자 중 지질 성분 100 mol % 기준)을 포함하는, 지질 입자.
  61. 제46항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 활성제를 추가로 포함하는, 지질 입자.
  62. 제61항에 있어서, 활성제는 플라스미드, 면역자극 올리고뉴클레오티드, siRNA, 안티센스 올리고뉴클레오티드, 마이크로RNA, 안타고미르, 압타머, 및 리보자임으로부터 선택되는 핵산인, 지질 입자.
  63. 제61항 내지 제62항 중 어느 한 항의 지질 입자 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는, 약제학적 조성물.
  64. 세포에서 표적 유전자의 발현을 조절하는 방법으로서, 제46항 내지 제62항 중 어느 한 항의 지질 입자를 세포에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  65. 제64항에 있어서, 활성제는 siRNA인 핵산인, 방법.
  66. 대상체에서 폴리펩티드의 과발현에 의해 특징화되는 질환 또는 장애를 치료하는 방법으로서, 제63항의 약제학적 조성물을 대상체에게 제공하는 단계를 포함하고, 활성제는 siRNA, 마이크로RNA, 및 안티센스 올리고뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택된 핵산이고, siRNA, 마이크로RNA, 또는 안티센스 올리고뉴클레오티드는 폴리펩티드 또는 이의 보체를 인코딩하는 폴리뉴클레오티드에 특이적으로 결합하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는, 방법.
  67. 대상체에서 폴리펩티드의 저발현에 의해 특징화되는 질환 또는 장애를 치료하는 방법으로서, 제63항의 약제학적 조성물을 대상체에게 제공하는 단계를 포함하고, 활성제는 폴리펩티드 또는 이의 기능성 변이체 또는 단편을 인코딩하는 플라스미드인, 방법.
  68. 대상체에서 면역 반응을 유도하는 방법으로서, 제63항의 약제학적 조성물을 대상체에게 제공하는 단계를 포함하고, 활성제는 면역자극 올리고뉴클레오티드인, 방법.
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