CN112055597A - 用于治疗胆管缺乏相关病况的方法和组合物 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及可用于降低CTNNB1表达(尤其是在肝细胞中)用于治疗胆管缺乏相关病况的寡核苷酸、组合物和方法。公开的用于降低CTNNB1表达的寡核苷酸可以是双链或单链的,并且可以被修饰以改善特性,诸如更强的对核酸酶的抗性和更低的免疫原性。公开的用于降低CTNNB1表达的寡核苷酸也可以包括靶向配体以靶向特定细胞或器官,诸如肝脏的肝细胞。
Description
相关申请
本申请根据35 U.S.C. § 119(e)要求在2018年3月2日提交且题为“METHODS ANDCOMPOSITIONS FOR TREATING BILE DUCT PAUCITY-ASSOCIATED CONDITIONS”的美国临时申请号62/637973的益处,所述申请的完整内容通过引用并入本文。
发明领域
本申请涉及寡核苷酸及其用途,尤其是涉及与胆管缺乏(bile duct paucity)相关的病况的治疗的用途。
序列表的引用
本申请与电子格式的序列表一起提交。该序列表作为在2019年2月15日创建的题为D0800.70013WO00 – SEQ.txt的文件(其大小为5.45 KB)提供。序列表的电子格式的信息通过引用以其整体并入本文。
发明背景
影响胆汁酸产生、分泌和/或摄取的病症可具有重要的生理意义。例如,胆汁淤积是常见的肝脏疾病,尤其是在新生儿中,其导致胆汁流量和排泄减少,以及结合性血胆红素过多症延长。类似地,肝内胆管的缺乏与各种病症和异常有关,包括家族性综合征,称为Alagille综合征(AGS),其牵涉慢性胆汁淤积、心脏异常、肌肉骨骼异常、眼部异常和畸形的脸。在许多个体,特别是患有AGS的个体中,胆管缺乏与快速进行性肝病有关。胆道闭锁(BA)是婴儿期肝内和肝外胆管的另一种进行性纤维闭塞性病症。缺乏用于治疗此类患者的合适方法,包括用于改善胆管缺乏的方法。
发明简述
本公开的方面涉及用于治疗受试者的胆管缺乏和相关病况的方法。在一些实施方案中,本公开涉及以下发现:选择性抑制受试者中的CTNNB1表达可用于增加受试者的胆管容量(例如,用于刺激新的胆管形成)。在一些实施方案中,本文提供的方法利用RNAi寡核苷酸来降低受试者的β-连环蛋白活性,从而增加受试者的胆管容量(例如,促进胆管的再生)。通过本文提供的方法产生的胆管容量增加的结果是胆汁流量的改善(例如胆汁酸摄取增加)和循环胆汁酸的相应减少(参见例如实施例4,其显示了施用CTNNB1 RNAi寡核苷酸降低了胆管损伤的动物模型中的胆汁酸水平)。在一些实施方案中,β-连环蛋白活性的降低减少了肝细胞中的胆汁酸合成,这可以预防受试者中由于胆管缺乏引起的胆汁酸诱导的急性毒性。因此,在一些实施方案中,本文提供的方法可用于通过新的胆管的再生和胆汁酸合成的减少来治疗胆管缺乏相关病况,例如Alagille综合征和胆道闭锁。
本公开的一个方面提供了用于降低CTNNB1的表达的寡核苷酸,其中所述寡核苷酸包含长度为15至30个核苷酸的反义链。在一些实施方案中,互补的区域长度为至少15个、至少16个、至少17个、至少18个、至少19个、至少20个、至少21个或至少22个连续核苷酸。在一些实施方案中,所述互补的区域与CTNNB1的靶标序列完全互补。在一些实施方案中,与CTNNB1互补的区域的长度为至少19个连续核苷酸。
在一些实施方案中,所述反义链长度为19至27个核苷酸。在一些实施方案中,所述反义链长度为21至27个核苷酸。在一些实施方案中,所述寡核苷酸进一步包含长度为15至40个核苷酸的有义链,其中所述有义链与所述反义链形成双链体区域。在一些实施方案中,所述有义链长度为19至40个核苷酸。在一些实施方案中,所述反义链长度为27个核苷酸,且所述有义链长度为25个核苷酸。在一些实施方案中,所述双链体区域长度为至少15个、至少16个、至少17个、至少18个、至少19个、至少20个或至少21个核苷酸。在一些实施方案中,所述反义链和所述有义链形成长度为25个核苷酸的双链体区域。
在一些实施方案中,寡核苷酸在所述反义链上进一步包含长度为两个核苷酸的3'-突出端序列。在一些实施方案中,寡核苷酸包含长度各自在21至23个核苷酸的范围内的反义链和有义链。在一些实施方案中,寡核苷酸包含长度为19至21个核苷酸的范围内的双链体结构。在一些实施方案中,寡核苷酸包含长度为一个或多个核苷酸的3'-突出端序列,其中3'-突出端序列存在于反义链、有义链或反义链和有义链上。在一些实施方案中,寡核苷酸包含长度为两个核苷酸的3'-突出端序列,其中所述3'-突出端序列存在于所述反义链上,且其中所述有义链长度为21个核苷酸且所述反义链长度为23个核苷酸,使得所述有义链和反义链形成长度为21个核苷酸的双链体。
在一些实施方案中,与CTNNB1互补的区域长度为至少19个连续核苷酸。在一些实施方案中,所述有义链在其3'-末端包含如下所示的茎-环:S1-L-S2,其中S1与S2互补,且其中L在S1和S2之间形成长度为3至5个核苷酸的环。
本公开的另一个方面提供了用于降低CTNNB1的表达的寡核苷酸,所述寡核苷酸包含反义链和有义链,其中所述反义链长度为21至27个核苷酸且具有与CTNNB1互补的区域,其中所述有义链在其3'-末端包含如下所示的茎-环:S1-L-S2,其中S1与S2互补,且其中L在S1和S2之间形成长度为3至5个核苷酸的环,且其中所述反义链和所述有义链形成长度为至少19个核苷酸的双链体结构,但不共价连接。在一些实施方案中,互补的区域与CTNNB1mRNA的至少15个、至少16个、至少17个、至少18个、至少19个、至少20个或至少21个连续核苷酸完全互补。在一些实施方案中,L是四环。在一些实施方案中,L长度为4个核苷酸。在一些实施方案中,L包含如GAAA所示的序列。
在一些实施方案中,寡核苷酸包含至少一个修饰的核苷酸。在一些实施方案中,所述修饰的核苷酸包含2'-修饰。在一些实施方案中,所述2'-修饰是选自以下的修饰:2'-氨基乙基、2'-氟、2'-O-甲基、2'-O-甲氧基乙基和2'-脱氧-2'-氟- β-d-阿拉伯核糖核酸(arabinonucleic acid)。在一些实施方案中,寡核苷酸的所有核苷酸都是修饰的。
在一些实施方案中,寡核苷酸包含至少一个修饰的核苷酸间键。在一些实施方案中,所述至少一个修饰的核苷酸间键是硫代磷酸酯键。在一些实施方案中,所述反义链的5'-核苷酸的糖的4'-碳包含磷酸酯类似物。在一些实施方案中,所述磷酸酯类似物是氧基甲基膦酸酯、乙烯基膦酸酯或丙二酰基膦酸酯。
在一些实施方案中,寡核苷酸的至少一个核苷酸缀合至一个或多个靶向配体。在一些实施方案中,各靶向配体包含碳水化合物、氨基糖、胆固醇、多肽或脂质。在一些实施方案中,各靶向配体包含N-乙酰基半乳糖胺(GalNAc)部分。在一些实施方案中,所述GalNac部分是单价GalNAc部分、二价GalNAc部分、三价GalNAc部分或四价GalNAc部分。在一些实施方案中,所述茎-环的L的最多达4个核苷酸各自缀合至单价GalNAc部分。在一些实施方案中,所述靶向配体包含适体。
本公开的另一个方面提供了包含本公开的寡核苷酸和赋形剂的组合物。本公开的另一个方面提供了包括将本公开的组合物施用于受试者的方法。在一些实施方案中,所述方法导致受试者的胆管缺乏减少。在一些实施方案中,所述方法导致受试者的胆管形成增加,并且因此胆管容量增加。在一些实施方案中,待治疗的受试者患有Alagille综合征。在一些实施方案中,待治疗的受试者患有胆道闭锁。
本公开的另一个方面提供了用于降低CTNNB1的表达的寡核苷酸,所述寡核苷酸包含长度为15至40个核苷酸的有义链和长度为15至30个核苷酸的反义链,其中所述有义链与所述反义链形成双链体区域,且所述反义链包含互补序列。
在一些实施方案中,所述寡核苷酸包含选自附录A中所示的表的行的一对有义和反义链。
附图简述
并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图举例说明某些实施方案,并且与书面描述一起用于提供本文公开的组合物和方法的某些方面的非限制性实例。
图1是一系列照片,其显示了来自用0.1% 3,5-二乙氧基羰基-1,4-二氢可力丁(DDC)饲喂并用PBS治疗的小鼠(前三组)和来自用0.1% DDC饲喂并用CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的小鼠(后三组)的肝脏切片中CK19的免疫组织化学染色。CK19是导管上皮标志物。提供了CTNNB1 RNAi寡核苷酸,其包含具有如SEQ ID NO:1所示的序列的有义链和具有如SEQID NO:2所示的序列的反义链。
图2包括一系列照片,其显示了来自用0.1% DDC饲喂并用PBS或CTNNB1 RNAi寡核苷酸每周治疗达10天、24天或38天的小鼠的肝脏切片中CK19的免疫组织化学染色。照片的上排显示了使用PBS治疗的结果,照片的下排显示了使用CTNNB1 RNAi寡核苷酸的结果。在底部显示治疗天数,每一个天数具有两种免疫组织化学染色剂。最右侧显示了每种治疗的进行正常饮食的小鼠(未饲喂0.1% DDC的小鼠)的结果。
图3是一系列照片,其显示了来自用PBS治疗的Mdr2 +/- 小鼠(左侧第一组)、来自用PBS治疗的Mdr -/- 小鼠(左起第二组和第三组)以及来自用CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的Mdr -/- 小鼠(右侧显示的最后三组)的肝脏切片中CK19的免疫组织化学染色。在相关组下方指示了每只小鼠的性别。
图4是一系列照片,其显示了来自用PBS (左起头三组)、5 mg/kg CTNNB1 RNAi寡核苷酸(左起第四组)和100 mg/kg CTNNB1 RNAi寡核苷酸Q1W x 6 (右侧显示的最后三组)治疗的每只个体野生型动物的肝脏切片中CK19的免疫组织化学染色。箭头指示在实质隔室的非门静脉周围区域中具有CK19阳性细胞的区域。比例尺指示100 µm。
图5是一系列照片,其显示了在两只饲喂DDC的用PBS(顶部两组)或用CTNNB1 RNAi寡核苷酸(底部两组)治疗的动物(动物1和动物2)中用树脂浇铸的小导管结构。动物1的图像具有2倍放大率,比例尺指示500 µm,动物2的图像具有4倍放大率,比例尺指示100 µm。
图6是显示在用CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的单只饲喂DDC的动物中通过墨汁注射进行的小导管结构的照片。图像具有10倍放大率,比例尺指示50 µm。
图7A是比较通过重力流收集的胆汁样品中总胆汁酸浓度的图表,所述胆汁样品来自用PBS治疗的进行对照饮食的小鼠、饲喂0.1% DDC并用PBS治疗的小鼠和来自饲喂0.1%DDC同时经四个每周剂量的CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的小鼠。使用Swiss Webster雌性小鼠。
图7B是比较用PBS治疗的进行对照饮食的小鼠、用PBS治疗的饲喂0.1% DDC的小鼠和用CTNNB1 RNAi寡核苷酸QW x 4治疗的饲喂0.1% DDC的小鼠的胆汁流速的图表。使用Swiss Webster雌性小鼠。
图7C是一系列图表,其比较了用PBS治疗的饲喂DDC的小鼠(浅灰条)和用CTNNB1RNAi寡核苷酸QW x 4治疗的小鼠(深灰条)中的CTNNB1、Cyp27a1、Cyp7a1、Cyp8B1和Shp的表达。使用Swiss Webster雌性小鼠。
发明详述
根据一些方面,本公开提供了方法,所述方法利用靶向CTNNB1 mRNA的寡核苷酸用于治疗胆管缺乏,所述寡核苷酸有效降低细胞、尤其是肝脏细胞(例如,肝细胞)中的CTNNB1表达。因此,在相关方面,本公开提供了治疗胆管缺乏的方法,其涉及选择性降低肝脏中的CTNNB1基因表达。在某些实施方案中,本文提供的CTNNB1靶向寡核苷酸被设计用于递送至靶标组织的选择细胞(例如,肝脏肝细胞)以治疗受试者中的胆管缺乏。
下面提供本公开的另外的方面,包括定义的术语的描述。
I. 定义
施用:如本文所用,术语“施用(administering)”或“施用(administration)”意指以药理学有用的方式将物质(例如,寡核苷酸)提供给受试者(例如,以治疗受试者中的病况)。
近似:如本文所用,如应用于一种或多种目标值的术语“近似”或“约”是指与所述参考值类似的值。在某些实施方案中,除非另有说明或另外从上下文显而易见,否则术语“近似”或“约”是指落入所述参考值在任一方向(大于或小于)的25%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%或更少内的值的范围(除非这种数字将超过可能值的100%)。
Alagille综合征:如本文所用,“Alagille综合征”是指以肝脏中胆管变窄、畸形和/或缺乏为特征的病症。在Alagille综合征中,肝内胆管的分化受损可导致胆管变窄、畸形和缺乏。这类胆管异常减少胆汁流量(肝内胆汁淤积),导致肝脏中胆汁堆积。参见例如Turnpenny等人Alagille syndrome: pathogenesis, diagnosis and management. Eur JHum Genet. 2012年3月;20(3):251-7,其在此通过引用以其整体并入用于该目的。
脱唾液酸糖蛋白受体(ASGPR):如本文所用,术语“脱唾液酸糖蛋白受体”或“ASGPR”是指由主要的48 kDa (ASGPR-1)和次要的40 kDa亚基(ASGPR-2)形成的二分C-型凝集素。ASGPR主要表达在肝细胞的血窦表面上,并且在含有末端半乳糖或N-乙酰基半乳糖胺残基的循环糖蛋白(脱唾液酸糖蛋白)的结合、内化和随后的清除中具有主要作用。
CTNNB1:如本文所用,CTNNB1是编码β-连环蛋白的基因。在人类中,CTNNB1编码至少四种转录物,即NM_001904.3 (变体1)、NM_001098209.1 (变体2)、NM_001098210.1 (变体3)和NM_001330729.1 (变体4)。变体1、2和3编码相同的同工型(NP_001091680.1,同工型1)。变体4编码同工型2 (NP_001317658.1),与同工型1相比,其N末端更短。在小鼠中,CTNNB1编码至少两种转录物,即NM_007614.3 (变体1)和NM_001165902.1 (变体2)。两种转录物编码相同的蛋白质(参见例如NP_001159374.1和NP_031640.1中提供的序列)。
胆管缺乏:如本文所用,“胆管缺乏”是指受试者中由于缺少胆管、胆管的数量和/或尺寸的减少或胆管的阻塞导致的胆管功能减弱。在一些实施方案中,胆管缺乏与肝内管的缺少或数量减少有关。在一些实施方案中,胆管缺乏与肝外管的缺少或数量减少有关。在一些实施方案中,胆管缺乏与肝内或肝外管的阻塞有关。作为非限制性实例,可通过确定缺少胆管的肝门束与肝门束总数之比来计算小叶间胆管的缺乏(参见,例如,HadchouelPaucity of interlobular bile ducts. Semin Diagn Pathol. 1992年2月;9(1):24-30,其在此通过引用以其整体并入用于该目的)。
胆管缺乏相关病况:如本文所用,术语“胆管缺乏相关病况”或“BDP相关病况”是指导致与没有该病况的正常对照受试者相比受试者中的功能性胆管的数量或尺寸减少或与之有关的受试者的病况。在一些实施方案中,患有BDP相关病况的受试者的功能性胆管的数量和/或尺寸减少。在一些实施方案中,受试者中的胆道系统缺陷发生在肝内胆管中。在一些实施方案中,功能受损的肝内管选自:门静脉周围胆小管(赫林管)和小叶内胆小管(毛细胆管)。在一些实施方案中,受试者中功能受损的胆管是肝外胆管。在一些实施方案中,功能受损的肝外管选自:左肝管、右肝管和肝总管。在一些实施方案中,BDP相关病况是Alagille综合征。在一些实施方案中,BDP相关病况是胆道闭锁。
胆道闭锁:如本文所用,“胆道闭锁(BA)”是指一种疾病,尤其是在婴儿中,其中胆管的破坏或闭塞阻塞了胆汁流动。参见,例如,Kelly等人Current management of BiliaryAtresia. Arch Dis Child. 2007年12月;92(12):1132-5,其在此通过引用以其整体并入用于该目的。
互补:如本文所用,术语“互补”是指核苷酸(例如,在相对的核酸上或在单一核酸链的相对区域上的两个核苷酸)之间允许核苷酸彼此形成碱基对的结构关系。例如,一个核酸的与相对核酸的嘧啶核苷酸互补的嘌呤核苷酸可以通过彼此形成氢键而碱基配对在一起。在一些实施方案中,互补的核苷酸可以以沃森-克里克(Watson-Crick)方式或以允许形成稳定双链体的任何其他方式碱基配对。在一些实施方案中,两个核酸可以具有与彼此互补以便形成互补区域的核苷酸序列,如本文所述。
脱氧核糖核苷酸:如本文所用,术语“脱氧核糖核苷酸”是指与核糖核苷酸相比在其戊糖的2’位置处具有氢的核苷酸。修饰的脱氧核糖核苷酸是除了在2’位置以外具有一个或多个原子的修饰或取代(包括糖、磷酸酯基团或碱基中的修饰或取代或糖、磷酸酯基团或碱基的修饰或取代)的脱氧核糖核苷酸。
双链寡核苷酸:如本文所用,术语“双链寡核苷酸”是指基本上呈双链体形式的寡核苷酸。在一些实施方案中,在共价分离的核酸链的核苷酸的反向平行序列之间形成双链寡核苷酸的一个或多个双链体区域的互补碱基配对。在一些实施方案中,在共价连接的核酸链的核苷酸的反向平行序列之间形成双链寡核苷酸的一个或多个双链体区域的互补碱基配对。在一些实施方案中,从单一核酸链形成双链寡核苷酸的一个或多个双链体区域的互补碱基配对,所述单一核酸链被折叠(例如,经由发夹),以提供在一起碱基配对的核苷酸的互补的反向平行序列。在一些实施方案中,双链寡核苷酸包含彼此完全双链体化的两条共价分离的核酸链。然而,在一些实施方案中,双链寡核苷酸包含部分双链体化、例如在一个或两个末端具有突出端的两条共价分离的核酸链。在一些实施方案中,双链寡核苷酸包含核苷酸的反向平行序列,其部分互补,且因此,可以具有一个或多个错配,所述错配可以包括内部错配或末端错配。
双链体:如本文所用,关于核酸(例如寡核苷酸)的术语“双链体”是指通过核苷酸的两个反向平行序列的互补碱基配对形成的结构。
赋形剂:如本文所用,术语“赋形剂”是指可以被包括在组合物中例如以提供或促成期望的稠度或稳定作用的非治疗剂。
肝细胞:如本文所用,术语“肝细胞(hepatocyte或hepatocytes)”是指肝脏的实质组织的细胞。这些细胞占肝脏质量的近似70-85%,并且制造血清白蛋白、纤维蛋白原和凝血因子的凝血酶原组(除了因子3和4)。肝细胞谱系细胞的标志物可以包括,但不限于:运甲状腺素蛋白(Ttr)、谷氨酰胺合成酶(Glul)、肝细胞核因子1a (Hnf1a)和肝细胞核因子4a(Hnf4a)。成熟肝细胞的标志物可以包括,但不限于:细胞色素P450 (Cyp3a11)、延胡索酰基乙酰乙酸水解酶(Fah)、葡萄糖6-磷酸(G6p)、白蛋白(Alb)和OC2-2F8。参见,例如,Huch等人, (2013), Nature, 494(7436): 247-250,其涉及肝细胞标志物的内容通过引用并入本文。
环:如本文所用,术语“环”是指核酸(例如,寡核苷酸)的未配对区域,其侧接核酸的两个反向平行区域,所述核酸的两个反向平行区域彼此充分互补,使得在适当的杂交条件下(例如,在磷酸盐缓冲液中,在细胞中),侧接未配对区域的两个反向平行区域杂交以形成双链体(称为“茎”)。
修饰的核苷酸间键:如本文所用,术语“修饰的核苷酸间键”是指与包含磷酸二酯键的参考核苷酸间键相比具有一个或多个化学修饰的核苷酸间键。在一些实施方案中,修饰的核苷酸是非天然存在的键。通常,修饰的核苷酸间键为其中存在修饰的核苷酸间键的核酸赋予一种或多种期望的特性。例如,修饰的核苷酸可以提高热稳定性、对降解的抗性、核酸酶抗性、溶解度、生物利用度、生物活性、降低免疫原性等。
修饰的核苷酸:如本文所用,术语“修饰的核苷酸”是指与选自以下的对应参考核苷酸相比具有一个或多个化学修饰的核苷酸:腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸、腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸和胸苷脱氧核糖核苷酸。在一些实施方案中,修饰的核苷酸是非天然存在的核苷酸。在一些实施方案中,修饰的核苷酸在其糖、核碱基和/或磷酸酯基团中具有一个或多个化学修饰。在一些实施方案中,修饰的核苷酸具有与对应参考核苷酸缀合的一个或多个化学部分。通常,修饰的核苷酸为其中存在修饰的核苷酸的核酸赋予一种或多种期望的特性。例如,修饰的核苷酸可以提高热稳定性、对降解的抗性、核酸酶抗性、溶解度、生物利用度、生物活性、降低免疫原性等。在某些实施方案中,修饰的核苷酸在核糖环的2’位置处包含2’-O-甲基或2’-F取代。
带切口的四环结构:“带切口的四环结构”是RNAi寡核苷酸的结构,其特征在于存在分开的有义(过客)和反义(引导)链,其中所述有义链具有与所述反义链互补的区域,使得两条链形成双链体,且其中所述链中的至少一条,通常是有义链,从双链体延伸,其中延伸段含有四环和形成与该四环相邻的茎区域的两个自互补序列,其中该四环被配置为稳定由至少一条链的自互补序列形成的相邻茎区域。
寡核苷酸:如本文所用,术语“寡核苷酸”是指短核酸,例如长度小于100个核苷酸的短核酸。寡核苷酸可以包含核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸和/或修饰的核苷酸,包括例如修饰的核糖核苷酸。寡核苷酸可以是单链或双链的。寡核苷酸可以具有或可以不具有双链体区域。作为一组非限制性实例,寡核苷酸可以是,但不限于,小干扰RNA (siRNA)、微RNA(miRNA)、短发夹RNA (shRNA)、切丁酶底物干扰RNA (dsiRNA)、反义寡核苷酸、短siRNA或单链siRNA。在一些实施方案中,双链寡核苷酸是RNAi寡核苷酸。
突出端:如本文所用,术语“突出端”是指由延伸超过互补链的末端的一个链或区域产生的末端非碱基配对核苷酸,所述一个链或区域与所述互补链形成双链体。在一些实施方案中,突出端包含从双链寡核苷酸的5'末端或3'末端的双链体区域延伸的一个或多个未配对的核苷酸。在某些实施方案中,所述突出端是双链寡核苷酸的反义链或有义链上的3'或5'突出端。
磷酸酯类似物:如本文所用,术语“磷酸酯类似物”是指模拟磷酸酯基团的静电和/或空间特性的化学部分。在一些实施方案中,磷酸酯类似物代替经常易于酶促除去的5'-磷酸酯位于寡核苷酸的5'末端核苷酸处。在一些实施方案中,5'-磷酸酯类似物含有磷酸酶抗性键。磷酸酯类似物的实例包括5'-膦酸酯,诸如5'-亚甲基膦酸酯(5'-MP)和5'-(E)-乙烯基膦酸酯(5'-VP)。在一些实施方案中,寡核苷酸在5’-末端核苷酸处的糖的4’-碳位置处具有磷酸酯类似物(被称为“4’-磷酸酯类似物”)。4'-磷酸酯类似物的一个实例是其中氧基甲基的氧原子与糖部分(例如在其4'-碳处)结合的氧基甲基膦酸酯或其类似物。参见,例如,在2017年9月1日提交的国际专利申请PCT/US2017/049909,在2016年9月2日提交的美国临时申请号62/383,207和2016年9月12日提交的美国临时申请号62/393,401,其各自涉及磷酸酯类似物的内容通过引用并入本文。已经对于寡核苷酸的5’末端开发其他修饰(参见,例如,WO 2011/133871; 美国专利号8,927,513; 和Prakash等人 (2015), Nucleic AcidsRes., 43(6):2993-3011,其各自涉及磷酸酯类似物的内容通过引用并入本文)。
降低的表达:如本文所用,术语基因的“降低的表达”是指与适当的参考细胞或受试者相比,由所述基因编码的RNA转录物或蛋白的量减少和/或所述基因在细胞或受试者中的活性量减少。例如,用双链寡核苷酸(例如,具有与CTNNB1 mRNA序列互补的反义链的双链寡核苷酸)处理细胞的行为可导致RNA转录物、蛋白和/或酶促活性(例如,由CTNNB1基因编码)的量与未用所述双链寡核苷酸处理的细胞相比减少。类似地,如本文所用的“降低表达”是指导致基因(例如,CTNNB1)的表达降低的行为。
互补区域:如本文所用,术语“互补区域”是指核酸(例如,双链寡核苷酸)的核苷酸的序列,其与核苷酸的反向平行序列(例如,mRNA内的靶标核苷酸序列)充分互补以允许在适当的杂交条件下(例如在磷酸盐缓冲液中,在细胞中等)在核苷酸的两个序列之间的杂交。互补区域可以与核苷酸序列(例如,mRNA或其部分内存在的靶标核苷酸序列)完全互补。例如,与mRNA中存在的核苷酸序列完全互补的互补区域具有与mRNA中的相应序列互补而没有任何错配或缺口的连续核苷酸序列。或者,互补区域可以与核苷酸序列(例如,mRNA或其部分中存在的核苷酸序列)部分互补。例如,与mRNA中存在的核苷酸序列部分互补的互补区域具有与mRNA中的相应序列互补、但与mRNA中的相应序列相比含有一个或多个错配或缺口(例如1、2、3个或更多个错配或缺口)的连续核苷酸序列,条件是所述互补区域保持能够在适当的杂交条件下与mRNA杂交。
核糖核苷酸:如本文所用,术语“核糖核苷酸”是指具有核糖作为其戊糖的核苷酸,其在其2’位置处含有羟基基团。修饰的核糖核苷酸是除了在2’位置以外具有一个或多个原子的修饰或取代(包括核糖、磷酸酯基团或碱基中的修饰或取代或核糖、磷酸酯基团或碱基的修饰或取代)的核糖核苷酸。
RNAi寡核苷酸:如本文所用,术语“RNAi寡核苷酸”是指(a)双链寡核苷酸,其具有有义链(过客)和反义链(引导),其中所述反义链或所述反义链的一部分由Argonaute 2(Ago2)核酸内切酶用于切割靶标mRNA;或(b)单链寡核苷酸,其具有单一反义链,其中该反义链(或该反义链的一部分)由Ago2核酸内切酶用于切割靶标mRNA。
链:如本文所用,术语“链”是指通过核苷酸间键(例如,磷酸二酯键、硫代磷酸酯键)连接在一起的核苷酸的单一连续序列。在一些实施方案中,链具有两个游离末端,例如5’-末端和3’-末端。
受试者:如本文所用,术语“受试者”意指任何哺乳动物,包括小鼠、兔和人。在一个实施方案中,所述受试者是人或非人灵长类动物。术语“个体”或“患者”可以与“受试者”可互换使用。在一些实施方案中,所述受试者是青春期人受试者(例如,小于18岁、小于12岁、小于6岁、小于3岁)。然而,在一些实施方案中,所述受试者是成人受试者(例如,18岁或更多岁)。
合成的:如本文所用,术语“合成的”是指这样的核酸或其他分子,其为人工合成的(例如,使用机器(例如,固态核酸合成仪))或并且不是以其他方式衍生自通常产生该分子的天然来源(例如,细胞或生物)。
靶向配体:如本文所用,术语“靶向配体”是指选择性结合目标组织或细胞的同源分子(例如,受体)且为了将其他物质靶向至目标组织或细胞的目的而可与另一物质缀合的分子(例如,碳水化合物、氨基糖、胆固醇、多肽或脂质)。例如,在一些实施方案中,为了将寡核苷酸靶向至特定目标组织或细胞的目的,可以将靶向配体与寡核苷酸缀合。在一些实施方案中,靶向配体选择性结合细胞表面受体。因此,在一些实施方案中,当与寡核苷酸缀合时,靶向配体通过选择性结合细胞的表面上表达的受体和细胞对包含所述寡核苷酸、靶向配体和受体的复合物的内体内化而促进所述寡核苷酸递送至特定细胞中。在一些实施方案中,靶向配体经由接头与寡核苷酸缀合,所述接头在细胞内化之后或期间切割,使得所述寡核苷酸在细胞中从靶向配体释放。
四环:如本文所用,术语“四环”是指增加通过核苷酸的侧接序列的杂交形成的相邻双链体的稳定性的环。随着高于从一组由随机选择的核苷酸的序列组成的相当长度的环平均预期的相邻茎双链体的Tm的相邻茎双链体的解链温度(Tm)的增加,稳定性的增加是可检测的。例如,四环可以为包含长度为至少2个碱基对的双链体的发夹赋予在10 mM NaHPO4中至少50℃、至少55℃、至少56℃、至少58℃、至少60℃、至少65℃或至少75℃的解链温度。在一些实施方案中,四环可以通过堆叠相互作用使相邻的茎双链体中的碱基对稳定。此外,四环中核苷酸间的相互作用包括但不限于非沃森-克里克碱基配对、堆叠相互作用、氢键键合和接触相互作用(Cheong等人, Nature 1990 Aug. 16; 346(6285):680-2; Heus和Pardi, Science 1991 Jul. 12; 253(5016):191-4)。在一些实施方案中,四环包含3至6个核苷酸或由其组成,且通常为4至5个核苷酸。在某些实施方案中,四环包含可以被修饰或可以不被修饰(例如,可以与靶向部分缀合或可以不与靶向部分缀合)的3、4、5或6个核苷酸或由其组成。在一个实施方案中,四环由四个核苷酸组成。可以在四环中使用任何核苷酸,并且可以使用用于此类核苷酸的标准IUPAC-IUB符号,如Cornish-Bowden (1985) Nucl.Acids Res. 13:3021-3030中所述。例如,字母“N”可以用于意味着任何碱基都可以在该位置,字母“R”可以用于显示A(腺嘌呤)或G(鸟嘌呤)可以在该位置,且“B”可用于显示C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)或T(胸腺嘧啶)可以在该位置。四环的实例包括四环的UNCG家族(例如UUCG)、四环的GNRA家族(例如GAAA)和CUUG四环。(Woese等人, Proc Natl Acad Sci USA.1990 November; 87(21):8467-71; Antao等人, Nucleic Acids Res. 1991 Nov. 11; 19(21):5901-5)。DNA四环的实例包括四环的d(GNNA)家族(例如d(GTTA))、四环的d(GNRA)家族、四环的d(GNAB)家族、四环的d(CNNG)家族和四环的d(TNCG)家族(例如d(TTCG))。参见,例如: Nakano等人. Biochemistry, 41 (48), 14281-14292, 2002. SHINJI等人 NipponKagakkai Koen Yokoshu VOL. 78th; NO. 2; PAGE. 731 (2000),其对于其相关公开内容通过引用并入本文。在一些实施方案中,所述四环包含在带切口的四环结构内。
治疗:如本文所用,术语“治疗”是指为了就现有病况(例如,疾病、病症)而言改善受试者的健康和/或幸福的目的或为了预防或降低病况的发生的可能性,例如通过将治疗剂(例如,寡核苷酸)施用于受试者来向有此需要的受试者提供护理的行为。在一些实施方案中,治疗涉及降低受试者经历的病况(例如,疾病、病症)的至少一种体征、症状或促成因素的频率或严重程度。
II. 基于寡核苷酸的抑制剂
i. CTNNB1靶向寡核苷酸
CTNNB1靶向寡核苷酸可通过降低β-连环蛋白活性,并因而通过增加胆管形成并抑制胆汁酸合成,而用于对胆管缺乏的受试者实现治疗益处。可以使用任何合适的CTNNB1靶向寡核苷酸。例如,CTNNB1靶向寡核苷酸可见于2011年7月1日提交的国际专利申请PCT/US2011/042820、2012年2月9日公开的国际专利公开号WO 2012/018754以及2013年7月18日公开的国际专利公开号WO 2013/105022,其涉及CTNNB1靶向寡核苷酸的各自的内容在此通过引用以其整体并入用于该目的。
如本文所述,可以将靶向序列置于多种不同的寡核苷酸结构(或形式)中。
因此,在一些实施方案中,为了靶向细胞中的mRNA和抑制其表达的目的,设计本文提供的寡核苷酸以便具有与CTNNB1 mRNA互补的区域。为了抑制其表达的目的,所述互补区域通常具有合适的长度和碱基含量,以使得所述寡核苷酸(或其链)能够与CTNNB1 mRNA退火。
在一些实施方案中,本文公开的寡核苷酸包含互补区域(例如,在双链寡核苷酸的反义链上),其与如SEQ ID NO:3所示的序列沿其长度至少部分互补。在一些实施方案中,本文公开的寡核苷酸包含互补区域(例如,在双链寡核苷酸的反义链上),其与如SEQ ID NO:3所示的序列沿其长度完全互补。在一些实施方案中,与如SEQ ID NO:3所示的序列的连续核苷酸互补的寡核苷酸的互补区域跨越反义链的整个长度。在一些实施方案中,与如SEQ IDNO:3中任一者中所示的序列的连续核苷酸互补的寡核苷酸的互补区域跨越反义链的整个长度的一部分(例如在反义链的除了3’末端的两个核苷酸以外的所有核苷酸)。
在一些实施方案中,互补区域长度为至少12个、至少13个、至少14个、至少15个、至少16个、至少17个、至少18个、至少19个、至少20个、至少21个、至少22个、至少23个、至少24个、至少25个核苷酸。在一些实施方案中,本文提供的寡核苷酸具有与CTNNB1互补的区域,其长度在12至30(例如,12至30、12至22、15至25、17至21、18至27、19至27或15至30)个核苷酸的范围内。在一些实施方案中,本文提供的寡核苷酸具有与CTNNB1互补的区域,其长度为12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30个核苷酸。
在一些实施方案中,与CTNNB1互补的区域与CTNNB1 mRNA的相应序列相比可以具有一个或多个错配。寡核苷酸上的互补区域可以具有最多达1个、最多达2个、最多达3个、最多达4个、最多达5个等的错配,条件是其维持在适当的杂交条件下与CTNNB1 mRNA形成互补碱基对的能力。或者,寡核苷酸上的互补区域可以具有不超过1个、不超过2个、不超过3个、不超过4个或不超过5个错配,条件是其维持在适当的杂交条件下与CTNNB1 mRNA形成互补碱基对的能力。在一些实施方案中,如果在互补区域中存在多于一个错配,则它们可以连续地定位(例如,连续2、3、4或更多个),或散布在整个互补区域中,条件是所述寡核苷酸维持在适当的杂交条件下与CTNNB1 mRNA形成互补碱基对的能力。
ii. 寡核苷酸结构
存在可用于本公开的方法中靶向CTNNB1 mRNA的各种寡核苷酸结构,包括RNAi、miRNA等。本文或别处描述的任何结构都可用作框架以靶向CTNNB1 mRNA。用于靶向CTNNB1表达(例如,经由RNAi途径)的双链寡核苷酸通常具有彼此形成双链体的有义链和反义链。在一些实施方案中,所述有义和反义链不是共价连接的。然而,在一些实施方案中,所述有义和反义链是共价连接的。
在一些实施方案中,用于降低CTNNB1表达的双链寡核苷酸参与RNA干扰(RNAi)。例如,已经开发RNAi寡核苷酸,其中每条链具有19-25个核苷酸的大小,且具有至少一个1至5个核苷酸的3’突出端(参见,例如,美国专利号8,372,968)。还已经开发更长的寡核苷酸,其被切丁酶加工以生成活性RNAi产物(参见,例如,美国专利号8,883,996)。进一步的工作产生延伸的双链寡核苷酸,其中至少一条链的至少一个末端延伸超过双链体靶向区域,包括其中所述链之一包括热力学稳定的四环结构的结构(参见,例如,美国专利号8,513,207和8,927,705,以及WO2010033225,其关于其对这些寡核苷酸的公开内容通过引用并入本文)。此类结构可以包括单链延伸(在所述分子的一侧或两侧)以及双链延伸。
在一些实施方案中,可以将本文所述的序列并入包含长度均在17至36个核苷酸的范围内的有义和反义链的寡核苷酸中,或使用所述寡核苷酸靶向本文所述的序列。在一些实施方案中,提供了并入此类序列的寡核苷酸,其具有在其有义链的3’延伸段内的四环结构,和在其反义链的3’末端的两个末端突出端核苷酸。在一些实施方案中,两个末端突出端核苷酸是GG。通常,所述反义链的两个末端GG核苷酸中的一个或两个与靶标不互补。
在一些实施方案中,提供了并入此类序列的寡核苷酸,其具有长度均在21至23个核苷酸的范围内的有义和反义链。在一些实施方案中,在有义链、反义链或有义链和反义链两者上提供长度为1或2个核苷酸的3’突出端。在一些实施方案中,寡核苷酸具有23个核苷酸的引导链和21个核苷酸的过客链,其中过客链的3′-末端和引导链的5′-末端形成平末端,且其中引导链具有两个核苷酸的3′突出端。
在一些实施方案中,寡核苷酸可以长度在21至23个核苷酸的范围内。在一些实施方案中,寡核苷酸在有义链和/或反义链的3’末端可以具有突出端(例如,长度为1、2或3个核苷酸)。在一些实施方案中,寡核苷酸(例如,siRNA)可以包含与靶标RNA反义的21核苷酸引导链和互补的过客链,其中两条链退火以形成19-bp双链体和在任一或两个3’末端的2核苷酸突出端。参见,例如,US9012138、US9012621和US9193753,其各自的内容对于其相关公开内容并入本文。
在一些实施方案中,本发明的寡核苷酸具有36个核苷酸的有义链,其包含延伸超出反义-有义双链体的区域,其中所述延伸区域具有茎-四环结构,其中所述茎是六碱基对双链体且其中所述四环具有四个核苷酸。在那些实施方案中的某些中,所述四环核苷酸中的三个或四个各自缀合至单价GalNac配体。
在一些实施方案中,本发明的寡核苷酸包含25个核苷酸的有义链和27个核苷酸的反义链,当由切丁酶作用时,其产生并入成熟RISC中的反义链。[[插入提及该结构的参考文献——不要耽搁申请]]。
用于与本文公开的组合物和方法一起使用的其他寡核苷酸设计包括:16-聚体siRNA (参见,例如,Nucleic Acids in Chemistry and Biology. Blackburn (编),Royal Society of Chemistry, 2006),shRNA (例如,具有19 bp或更短的茎;参见,例如,Moore等人 Methods Mol. Biol. 2010; 629:141-158),平端siRNA (例如,长度为19 bp;参见:例如,Kraynack和Baker, RNA Vol. 12, p163-176 (2006)),不对称siRNA (aiRNA;参见,例如,Sun等人, Nat. Biotechnol. 26, 1379–1382 (2008)),不对称的较短双链体siRNA (参见,例如,Chang等人, Mol Ther. 2009 Apr; 17(4): 725-32),分叉siRNA (参见,例如,Hohjoh, FEBS Letters, Vol 557, 第1-3期; Jan 2004, p 193-198),单链siRNA (Elsner; Nature Biotechnology 30, 1063 (2012)),哑铃形环状siRNA (参见,例如,Abe等人 J Am Chem Soc 129: 15108-15109 (2007))和小的内部分段干扰RNA(sisiRNA;参见,例如,Bramsen等人, Nucleic Acids Res. 2007 Sep; 35(17): 5886–5897)。前述参考文献各自对于其中的相关公开内容以其整体通过引用并入。在一些实施方案中可用于降低或抑制CTNNB1的表达的寡核苷酸结构的另外的非限制性实例是微RNA(miRNA)、短发夹RNA(shRNA)和短siRNA (参见,例如,Hamilton等人, Embo J., 2002, 21(17): 4671-4679;还参见美国申请号20090099115)。
a. 反义链
在一些实施方案中,双链寡核苷酸可以具有长度为最多达40个核苷酸(例如,长度为最多达40个、最多达35个、最多达30个、最多达27个、最多达25个、最多达21个、最多达19个、最多达17个或最多达12个核苷酸)的反义链。在一些实施方案中,寡核苷酸可以具有长度为至少12个核苷酸(例如,长度为至少12个、至少15个、至少19个、至少21个、至少22个、至少25个、至少27个、至少30个、至少35个或至少38个核苷酸)的反义链。在一些实施方案中,寡核苷酸可以具有长度为12至40(例如,12至40、12至36、12至32、12至28、15至40、15至36、15至32、15至28、17至21、17至25、19至27、19至30、20至40、22至40、25至40或32至40)个核苷酸的范围内的反义链。在一些实施方案中,寡核苷酸可以具有长度为12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40个核苷酸的反义链。
在一些实施方案中,寡核苷酸的反义链可被称为“引导链”。例如,如果反义链可以与RNA-诱导的沉默复合物(RISC)接合并结合Argonaut蛋白,或与一种或多种相似因子接合或结合一种或多种相似因子,并引导靶标基因的沉默,则其可以被称为引导链。在一些实施方案中,与引导链互补的有义链可以被称为“过客链”。
b. 有义链
在一些实施方案中,寡核苷酸可以具有长度为最多达40个核苷酸(例如,长度为最多达40个、最多达36个、最多达30个、最多达27个、最多达25个、最多达21个、最多达19个、最多达17个或最多达12个核苷酸)的有义链(或过客链)。在一些实施方案中,寡核苷酸可以具有长度为至少12个核苷酸(例如,长度为至少12个、至少15个、至少19个、至少21个、至少25个、至少27个、至少30个、至少36个或至少38个核苷酸)的有义链。在一些实施方案中,寡核苷酸可以具有长度在12至40(例如,12至40、12至36、12至32、12至28、15至40、15至36、15至32、15至28、17至21、17至25、19至27、19至30、20至40、22至40、25至40或32至40)个核苷酸的范围内的有义链。在一些实施方案中,寡核苷酸可以具有长度为12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40个核苷酸的有义链。
在一些实施方案中,有义链在其3’-末端包含茎-环结构。在一些实施方案中,有义链在其5’-末端包含茎-环结构。在一些实施方案中,茎是长度为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14个碱基对的双链体。在一些实施方案中,茎-环为分子提供更好的针对降解(例如,酶促降解)的保护,并促进靶向特征用于递送至靶标细胞。例如,在一些实施方案中,环提供添加的核苷酸,可以对其进行修饰而不实质影响寡核苷酸的基因表达抑制活性。在某些实施方案中,本文提供了寡核苷酸,其中有义链包含(例如,在其3'-末端)如下所示的茎-环:S1-L-S2,其中S1与S2互补,且其中L在S1和S2之间形成长度为最多达10个核苷酸(例如,长度为3、4、5、6、7、8、9或10个核苷酸)的环。
在一些实施方案中,茎-环的环(L)是四环(例如,在带切口的四环结构内)。四环可以含有核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸、修饰的核苷酸及其组合。通常,四环具有4至5个核苷酸。
c. 双链体长度
在一些实施方案中,在有义和反义链之间形成的双链体长度为至少12个(例如,至少15个、至少16个、至少17个、至少18个、至少19个、至少20个或至少21个)核苷酸。在一些实施方案中,在有义和反义链之间形成的双链体在长度为12-30个核苷酸(例如长度为12至30、12至27、12至22、15至25、18至30、18至22、18至25、18至27、18至30、19至30或21至30个核苷酸)的范围内。在一些实施方案中,在有义和反义链之间形成的双链体长度为12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30个核苷酸。在一些实施方案中,在有义和反义链之间形成的双链体不跨越所述有义链和/或反义链的整个长度。在一些实施方案中,在有义和反义链之间的双链体跨越有义或反义链的整个长度。在某些实施方案中,在有义和反义链之间的双链体跨越有义链和反义链两者的整个长度。
d. 寡核苷酸末端
在一些实施方案中,本文提供的寡核苷酸包含有义链和反义链,使得在有义链或反义链或有义链和反义链两者上存在3’-突出端。在一些实施方案中,本文提供的寡核苷酸具有一个5’末端,所述5'末端与另一5’末端相比热力学较不稳定。在一些实施方案中,提供了不对称寡核苷酸,其包括在有义链的3’末端的平末端和在反义链的3’末端的突出端。在一些实施方案中,在反义链上的3’突出端长度为1-8个核苷酸(例如,长度为1、2、3、4、5、6、7或8个核苷酸)。
通常,RNAi的寡核苷酸在反义(引导)链的3’末端具有两个核苷酸的突出端。然而,其他突出端是可能的。在一些实施方案中,突出端是3'突出端,其包含1和6个核苷酸之间的长度,任选地1至5个、1至4个、1至3个、1至2个、2至6个、2至5个、2至4个、2至3个、3至6个、3至5个、3至4个、4至6个、4至5个、5至6个核苷酸,或1、2、3、4、5或6个核苷酸。然而,在一些实施方案中,突出端是5'突出端,其包含1和6个核苷酸之间的长度,任选地1至5个、1至4个、1至3个、1至2个、2至6个、2至5个、2至4个、2至3个、3至6个、3至5个、3至4个、4至6个、4至5个、5至6个核苷酸,或1、2、3、4、5或6个核苷酸。
在一些实施方案中,有义和/或反义链的3’末端或5’末端的一个或多个(例如,2、3、4个)末端核苷酸是修饰的。例如,在一些实施方案中,反义链的3’末端的一个或两个末端核苷酸是修饰的。在一些实施方案中,反义链的3'末端的最后一个核苷酸是修饰的,例如包含2’-修饰,例如,2’-O-甲氧基乙基。在一些实施方案中,在反义链的3’末端的最后一个或两个末端核苷酸与靶标互补。在一些实施方案中,在反义链的3’末端的最后一个或两个核苷酸不与靶标互补。在一些实施方案中,有义或反义链的5’末端和/或3’末端具有反向帽核苷酸。
e. 错配
在一些实施方案中,在有义和反义链之间存在一个或多个(例如1、2、3、4、5个)错配。如果在有义和反义链之间存在多于一个错配,则它们可以被连续地定位(例如,连续2、3或更多个),或者散布在整个互补区域中。在一些实施方案中,所述有义链的3’末端含有一个或多个错配。在一个实施方案中,在所述有义链的3’末端并入两个错配。在一些实施方案中,所述寡核苷酸的有义链的3’-末端的区段的碱基错配或去稳定化提高RNAi中的合成双链体的功效,可能是通过促进切丁酶的加工。
iii. 单链寡核苷酸
在一些实施方案中,如本文所述的用于降低CTNNB1表达的寡核苷酸是单链的。此类结构可以包括但不限于单链RNAi寡核苷酸。近来的努力已经表明单链RNAi寡核苷酸的活性(参见,例如,Matsui等人 (2016年5月), Molecular Therapy, Vol. 24(5), 946-955)。然而,在一些实施方案中,本文提供的寡核苷酸是反义寡核苷酸(ASO)。反义寡核苷酸是具有核碱基序列的单链寡核苷酸,当以5'至3'方向书写时,所述核碱基序列包含特定核酸的靶向区段的反向互补物且被合适地修饰(例如,作为间隙体(gapmer))以便诱导RNaseH介导的其靶标RNA在细胞中的切割或(例如,作为混合体(mixmer))以便抑制靶标mRNA在细胞中的翻译。用于本公开中的反义寡核苷酸可以以本领域中已知的任何合适方式进行修饰,包括,例如,如美国专利号9,567,587中所示,其对于其关于反义寡核苷酸的修饰(包括,例如,长度,核碱基(嘧啶、嘌呤)的糖部分,和核碱基的杂环部分的改变)的公开内容通过引用并入本文。进一步,已经持续数十年使用反义分子以降低特定靶标基因的表达(参见,例如,Bennett等人; Pharmacology of Antisense Drugs, Annual Review of Pharmacologyand Toxicology, Vol. 57: 81-105)。
iv. 寡核苷酸修饰
寡核苷酸可以以各种方式修饰以改进或控制特异性、稳定性、递送、生物利用度、免于核酸酶降解的抗性、免疫原性、碱基-配对特性、RNA分布和细胞摄取以及与治疗或研究用途相关的其他特征。参见,例如,Bramsen等人, Nucleic Acids Res., 2009, 37, 2867-2881; Bramsen和Kjems (Frontiers in Genetics, 3 (2012): 1-22)。因此,在一些实施方案中,本公开的寡核苷酸可以包括一种或多种合适的修饰。在一些实施方案中,修饰的核苷酸在其碱基(或核碱基)、糖(例如,核糖、脱氧核糖)或磷酸酯基团中具有修饰。
寡核苷酸上的修饰的数目和那些核苷酸修饰的位置可以影响寡核苷酸的特性。例如,寡核苷酸可以通过将它们缀合至脂质纳米颗粒(LNP)或类似载体或将它们包封在脂质纳米颗粒(LNP)或类似载体中而在体内递送。然而,当寡核苷酸不被LNP或类似载体保护(例如,“裸露的递送”)时,其核苷酸中的至少一些被修饰可以是有利的。因此,在本文提供的任何寡核苷酸的某些实施方案中,寡核苷酸的所有或基本上所有核苷酸都被修饰。在某些实施方案中,所述核苷酸的多于一半被修饰。在某些实施方案中,所述核苷酸的少于一半被修饰。通常,在裸露的递送的情况下,每个核苷酸都在该核苷酸的糖基的2'-位置被修饰。这些修饰可以是可逆的或不可逆的。通常,2'-位置修饰是2'-氟、2'-O-甲基等。在一些实施方案中,如本文公开的寡核苷酸具有一定数量和类型的修饰核苷酸,其足以引起期望的特征(例如,免于酶促降解的保护,在体内施用后靶向期望细胞的能力和/或热力学稳定性)。
a. 糖修饰
在一些实施方案中,修饰的糖(本文也称为糖类似物)包括修饰的脱氧核糖或核糖部分,例如,其中一个或多个修饰发生在所述糖的2'、3'、4'和/或5'碳位置处。在一些实施方案中,修饰的糖还可以包括非天然替代碳结构,诸如存在于以下中的那些:锁定核酸(“LNA”) (参见,例如,Koshkin等人 (1998), Tetrahedron 54, 3607-3630)、未锁定核酸(“UNA”) (参见,例如,Snead等人 (2013), Molecular Therapy – Nucleic Acids, 2,e103)和桥连的核酸(“BNA”) (参见,例如,Imanishi和Obika (2002), The Royal Societyof Chemistry, Chem. Commun., 1653-1659)。Koshkin等人,Snead等人以及Imanishi和Obika对于其涉及糖修饰的公开内容通过引用并入本文。
在一些实施方案中,糖中的核苷酸修饰包含2’-修饰。在某些实施方案中,2’-修饰可以是2’-氨基乙基、2’-氟、2’-O-甲基、2’-O-甲氧基乙基或2’-脱氧-2’-氟-β-d-阿拉伯核糖核酸。通常,所述修饰是2’-氟、2’-O-甲基或2’-O-甲氧基乙基。然而,已经开发用于寡核苷酸中的多种2′位置修饰可用于本文公开的寡核苷酸中。参见,例如,Bramsen等人,Nucleic Acids Res., 2009, 37, 2867-2881。在一些实施方案中,糖中的修饰包含糖环的修饰,其可以包含糖环的一个或多个碳的修饰。例如,核苷酸的糖的修饰可以包含糖的2’-碳和1′-碳或4'-碳之间的键。例如,所述键可以包含亚乙基或亚甲基桥。在一些实施方案中,修饰的核苷酸具有无环糖,所述无环糖缺乏2’-碳至3’-碳键。在一些实施方案中,修饰的核苷酸具有巯基,例如,在所述糖的4’位置。
在一些实施方案中,末端3’-末端基团(例如,3’-羟基)是磷酸酯基团或其他基团,其可用于例如连接接头、衔接子或标记物,或用于将寡核苷酸直接连接至另一核酸。
b. 5’末端磷酸酯
寡核苷酸的5’-末端磷酸酯基团可以或在一些情况下增强与Argonaut 2的相互作用。然而,包含5’-磷酸酯基团的寡核苷酸可易于经由磷酸酶或其他酶降解,其可以限制它们在体内的生物利用度。在一些实施方案中,寡核苷酸包括对这种降解有抗性的5’磷酸酯的类似物。在一些实施方案中,磷酸酯类似物可以是氧基甲基膦酸酯、乙烯基膦酸酯或丙二酰基膦酸酯。在某些实施方案中,寡核苷酸链的5’末端连接至模拟天然5’-磷酸酯基团的静电和空间特性的化学部分(“磷酸酯模拟物”)(参见,例如,Prakash等人(2015), Nucleic AcidsRes., Nucleic Acids Res. 2015 Mar 31; 43(6): 2993–3011,其涉及磷酸酯类似物的内容通过引用并入本文)。已经开发可以连接至5’末端的许多磷酸酯模拟物(参见,例如,美国专利号8,927,513,其涉及磷酸酯类似物的内容通过引用并入本文)。已经对于寡核苷酸的5’末端开发其他修饰(参见,例如,WO 2011/133871,其涉及磷酸酯类似物的内容通过引用并入本文)。在某些实施方案中,羟基基团连接至寡核苷酸的5’末端。
在一些实施方案中,寡核苷酸在所述糖的4’-碳位置处具有磷酸酯类似物(被称为“4’-磷酸酯类似物”)。参见,例如,在2017年9月1日提交的国际专利申请PCT/US2017/049909,在2016年9月2日提交的题为4’-Phosphate Analogs and Oligonucleotides Comprising the Same的美国临时申请号62/383,207,和在2016年9月12日提交的题为4’- Phosphate Analogs and Oligonucleotides Comprising the Same的美国临时申请号62/393,401,其各自涉及磷酸酯类似物的内容通过引用并入本文。在一些实施方案中,本文提供的寡核苷酸在5'-末端核苷酸处包含4'-磷酸酯类似物。在一些实施方案中,磷酸酯类似物是其中氧基甲基基团的氧原子与糖部分(例如,在其4'-碳处)结合的氧基甲基膦酸酯或其类似物。在其他实施方案中,4'-磷酸酯类似物是其中硫代甲基基团的硫原子或氨基甲基基团的氮原子与糖部分的4'-碳结合的硫代甲基膦酸酯或氨基甲基膦酸酯或其类似物。在某些实施方案中,4'-磷酸酯类似物是氧基甲基膦酸酯。在一些实施方案中,氧基甲基膦酸酯由式-O-CH2-PO(OH)2或-O-CH2-PO(OR)2代表,其中R独立地选自H、CH3、烷基基团、CH2CH2CN、CH2OCOC(CH3)3、CH2OCH2CH2Si(CH3)3或保护基团。在某些实施方案中,所述烷基基团是CH2CH3。更通常,R独立地选自H、CH3或CH2CH3。
c. 修饰的核苷间键
在一些实施方案中,所述寡核苷酸可以包含修饰的核苷间键。在一些实施方案中,磷酸酯修饰或取代可以产生寡核苷酸,其包含至少一个(例如,至少1个、至少2个、至少3个或至少5个)修饰的核苷酸间键。在一些实施方案中,本文公开的寡核苷酸中的任一种包含1至10个(例如,1至10个、2至8个、4至6个、3至10个、5至10个、1至5个、1至3个或1至2个)修饰的核苷酸间键。在一些实施方案中,本文公开的寡核苷酸中的任一种包含1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个修饰的核苷酸间键。
修饰的核苷酸间键可以是二硫代磷酸酯键、硫代磷酸酯键、磷酸三酯键、硫羰烷基膦酸酯键、硫羰烷基磷酸三酯键、亚磷酰胺键、膦酸酯键或硼酸磷酸酯键。在一些实施方案中,如本文所公开的寡核苷酸中的任一种的至少一个修饰的核苷酸间键是硫代磷酸酯键。
d. 碱基修饰
在一些实施方案中,本文提供的寡核苷酸具有一个或多个修饰的核碱基。在一些实施方案中,修饰的核碱基(在本文中也称为碱基类似物)在核苷酸糖部分的1'位置处连接。在某些实施方案中,修饰的核碱基是含氮碱基。在某些实施方案中,修饰的核碱基不含氮原子。参见例如,美国公开专利申请号20080274462。在一些实施方案中,修饰的核苷酸包含通用碱基。然而,在某些实施方案中,修饰的核苷酸不含核碱基(无碱基)。
在一些实施方案中,通用碱基是位于修饰的核苷酸中的核苷酸糖部分的1'位置或核苷酸糖部分取代中的等效位置处的杂环部分,当存在于双链体中时,其可以相对多于一种类型的碱基定位,而不会实质改变双链体的结构。在一些实施方案中,相比于与靶标核酸完全互补的参考单链核酸(例如,寡核苷酸),含有通用碱基的单链核酸与靶标核酸形成双链体,其具有比与互补核酸形成的双链体更低的Tm。然而,在一些实施方案中,与其中通用碱基已被碱基替换以生成单个错配的参考单链核酸相比,含有通用碱基的单链核酸与靶标核酸形成双链体,其具有比用包含错配碱基的核酸形成的双链体更高的Tm。
通用结合核苷酸的非限制性实例包括肌苷、1-β-D-核糖呋喃糖基-5-硝基吲哚和/或1-β-D-核糖呋喃糖基-3-硝基吡咯(Quay等人的美国专利申请公开号20070254362;VanAerschot等人, An acyclic 5-nitroindazole nucleoside analogue as ambiguousnucleoside. Nucleic Acids Res. 1995 Nov 11;23(21):4363-70; Loakes等人, 3-Nitropyrrole and 5-nitroindole as universal bases in primers for DNAsequencing and PCR. Nucleic Acids Res. 1995 Jul 11;23(13):2361-6; Loakes和Brown, 5-Nitroindole as an universal base analogue. Nucleic Acids Res. 1994Oct 11;22(20):4039-43。前述各自对于其涉及碱基修饰的公开内容通过引用并入本文)。
e. 可逆修饰
尽管可以进行某些修饰以保护寡核苷酸在到达靶标细胞之前不受体内环境的影响,但一旦寡核苷酸到达靶标细胞的胞质溶胶,所述修饰就可以降低寡核苷酸的功效或活性。可以进行可逆修饰,使得所述分子在细胞外部保留期望的特性,其然后在进入细胞的胞质溶胶环境后被除去。可逆修饰可以例如通过细胞内酶的作用或通过细胞内的化学条件(例如通过由细胞内谷胱甘肽还原)除去。
在一些实施方案中,可逆修饰的核苷酸包含谷胱甘肽敏感性部分。通常,核酸分子已经用环状二硫化物部分化学修饰以掩蔽由核苷酸间二磷酸酯键产生的负电荷,并改善细胞摄取和核酸酶抗性。参见最初转让给Traversa Therapeutics, Inc.(“Traversa”)的美国公开申请号2011/0294869,Solstice Biologics, Ltd.(“Solstice”)的PCT公开号WO2015/188197,Meade等人, Nature Biotechnology, 2014,32:1256-1263(“Meade”),MerckSharp & Dohme Corp的PCT公开号WO 2014/088920,其各自对于其对于此类修饰的公开内容而通过引用并入。这种核苷酸间二磷酸酯键的可逆修饰被设计成通过胞质溶胶的还原环境(例如谷胱甘肽)而在细胞内切割。较早的实例包括中和磷酸三酯修饰,据报道其可在细胞内切割(Dellinger等人 J. Am. Chem. Soc. 2003,125:940-950)。
在一些实施方案中,这种可逆修饰允许在体内施用期间保护(例如,通过血液和/或细胞的溶酶体/内体隔室转运),其中所述寡核苷酸将暴露于核酸酶和其他严酷的环境条件(例如,pH)。当释放至细胞的胞质溶胶(其中谷胱甘肽的水平与细胞外空间相比更高)中时,修饰被逆转,且结果是切割的寡核苷酸。使用可逆的谷胱甘肽敏感性部分,与使用不可逆化学修饰可得的选项相比,有可能将空间上更大的化学基团引入目标寡核苷酸中。这是因为这些较大的化学基团将在胞质溶胶中被除去,且因此不应干扰细胞的胞质溶胶内寡核苷酸的生物活性。作为结果,可以将这些较大的化学基团工程改造以为核苷酸或寡核苷酸赋予各种优点,诸如核酸酶抗性、亲脂性、电荷、热稳定性、特异性和降低的免疫原性。在一些实施方案中,可以将谷胱甘肽敏感性部分的结构工程改造以修改其释放的动力学。
在一些实施方案中,谷胱甘肽敏感性部分连接至核苷酸的糖。在一些实施方案中,谷胱甘肽敏感性部分连接至修饰的核苷酸的糖的2’-碳。在一些实施方案中,谷胱甘肽敏感性部分位于糖的5'-碳,尤其是当修饰的核苷酸是所述寡核苷酸的5'-末端核苷酸时。在一些实施方案中,谷胱甘肽敏感性部分位于糖的3'-碳,尤其是当修饰的核苷酸是所述寡核苷酸的3'-末端核苷酸时。在一些实施方案中,所述谷胱甘肽敏感性部分包含磺酰基基团。参见,例如,国际专利申请公开号WO 2018/039364 (其于2018年3月1日公开)和题为Compositions Comprising Reversibly Modified Oligonucleotides and Uses Thereof的美国临时申请号62/378,635 (其在2016年8月23日提交),其内容对于其相关公开内容通过引用并入本文。
v. 靶向配体
在一些实施方案中,可期望将本公开的寡核苷酸靶向至一个或多个细胞或一个或多个器官。这种策略可以帮助避免在其他器官中的不期望的作用,或者可以避免寡核苷酸过度地损失给对于寡核苷酸不受益的细胞、组织或器官。因此,在一些实施方案中,可以修饰本文公开的寡核苷酸以促进靶向特定组织、细胞或器官,例如,促进寡核苷酸递送至肝脏。在某些实施方案中,可以修饰本文公开的寡核苷酸以促进寡核苷酸递送至肝脏的肝细胞。在一些实施方案中,寡核苷酸包含与一个或多个靶向配体缀合的核苷酸。
靶向配体可以包含碳水化合物、氨基糖、胆固醇、肽、多肽、蛋白或蛋白的部分(例如,抗体或抗体片段)或脂质。在一些实施方案中,靶向配体是适体。例如,靶向配体可以是用于靶向肿瘤脉管系统或神经胶质瘤细胞的RGD肽,用于靶向肿瘤脉管系统或气门(stoma)的CREKA肽,靶向CNS脉管系统上表达的转铁蛋白受体的转铁蛋白、乳铁蛋白或适体,或靶向神经胶质瘤细胞上的EGFR的抗EGFR抗体。在某些实施方案中,所述靶向配体是一个或多个GalNAc部分。
在一些实施方案中,寡核苷酸的1个或多个(例如,1、2、3、4、5或6个)核苷酸各自缀合至分开的靶向配体。在一些实施方案中,寡核苷酸的2至4个核苷酸各自缀合至分开的靶向配体。在一些实施方案中,靶向配体缀合至有义或反义链的任一末端的2至4个核苷酸(例如,配体缀合至有义或反义链的5’或3’末端的2至4个核苷酸的突出端或延伸段),使得所述靶向配体类似于牙刷的刷毛,且所述寡核苷酸类似于牙刷。例如,寡核苷酸可以包含有义链的5’或3’末端的茎-环,并且所述茎的环的1、2、3或4个核苷酸可以单独地缀合至靶向配体,如例如在2016年6月23日公开的国际专利申请公开WO 2016/100401(其相关内容通过引用并入本文)中所述。
在一些实施方案中,期望将降低CTNNB1的表达的寡核苷酸靶向至受试者的肝脏的肝细胞。任何合适的肝细胞靶向部分都可用于该目的。
GalNAc是脱唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)的高亲和力配体,所述脱唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)主要表达在肝细胞的血窦表面上并且在含有末端半乳糖或N-乙酰基半乳糖胺残基的循环糖蛋白(脱唾液酸糖蛋白)的结合、内化和随后的清除中具有主要作用。GalNAc部分与本公开的寡核苷酸的缀合(间接或直接)可用于将这些寡核苷酸靶向至在这些肝细胞上表达的ASGPR。
在一些实施方案中,本公开的寡核苷酸直接或间接缀合至单价GalNAc。在一些实施方案中,所述寡核苷酸直接或间接缀合至多于一个单价GalNAc(即,缀合至2、3或4个单价GalNAc部分,并且通常缀合至3或4个单价GalNAc部分)。在一些实施方案中,本公开的寡核苷酸缀合至一个或多个二价GalNAc、三价GalNAc或四价GalNAc部分。
在一些实施方案中,寡核苷酸的1个或多个(例如,1、2、3、4、5或6个)核苷酸各自缀合至GalNAc部分。在一些实施方案中,所述茎-环的环(L)的2至4个核苷酸各自缀合至分开的GalNAc。在一些实施方案中,靶向配体缀合至有义或反义链的任一末端的2至4个核苷酸(例如,配体缀合至有义或反义链的5’或3’末端的2至4个核苷酸的突出端或延伸段),使得所述GalNAc部分类似于牙刷的刷毛,且所述寡核苷酸类似于牙刷。例如,寡核苷酸可以包含有义链的5’或3’末端的茎-环,并且所述茎的环的1、2、3或4个核苷酸可以单独地缀合至GalNAc部分。在一些实施方案中,GalNAc部分缀合至有义链的核苷酸。例如,四个GalNAc部分可以缀合至有义链的四环中的核苷酸,其中每个GalNAc部分缀合至一个核苷酸。
可以使用适当的方法或化学法(例如,点击化学法)来将靶向配体连接至核苷酸。在一些实施方案中,使用点击接头将靶向配体缀合至核苷酸。在一些实施方案中,基于缩醛的接头用于将靶向配体缀合至本文所述的寡核苷酸中的任一种的核苷酸。基于缩醛的接头例如公开于2016年6月23日公开的国际专利申请公开号WO2016100401 A1,并且其涉及此类接头的内容通过引用并入本文。在一些实施方案中,所述接头是不稳定的接头。然而,在其他实施方案中,所述接头是相当稳定的。在一些实施方案中,在靶向配体(例如,GalNAc部分)和双链寡核苷酸之间提供双链体延伸段(长度为最多达3、4、5或6个碱基对)。
III. 制剂
已经开发了各种制剂以促进寡核苷酸使用。例如,可以使用使降解最小化、促进递送和/或摄取或为制剂中的寡核苷酸提供另一种有益特性的制剂将寡核苷酸递送至受试者或细胞环境。在一些实施方案中,本文提供了包含寡核苷酸(例如,单链或双链寡核苷酸)以降低CTNNB1的表达的组合物。可以合适地配制此类组合物,使得当施用于受试者(至靶标细胞的直接环境中或全身性地)时,足够部分的寡核苷酸进入细胞以降低CTNNB1表达。各种合适的寡核苷酸制剂中的任一种可用于递送寡核苷酸用于减少CTNNB1,如本文所公开。在一些实施方案中,将寡核苷酸配制于缓冲溶液、诸如磷酸盐缓冲盐水溶液、脂质体、胶束结构和壳体中。在一些实施方案中,将裸露的寡核苷酸或其缀合物配制于水中或水溶液(例如,pH调节的水)中。在一些实施方案中,将裸露的寡核苷酸或其缀合物配制于碱性缓冲水溶液(例如,PBS)中。
具有阳离子脂质的寡核苷酸的制剂可用于促进寡核苷酸转染至细胞中。例如,可以使用阳离子脂质,诸如脂转染试剂(lipofectin),阳离子甘油衍生物和聚阳离子分子(例如,聚赖氨酸)。合适的脂质包括Oligofectamine、Lipofectamine (Life Technologies)、NC388 (Ribozyme Pharmaceuticals, Inc., Boulder, Colo.)或FuGene 6 (Roche),其全部可以根据制造商的说明使用。
因此,在一些实施方案中,制剂包含脂质纳米颗粒。在一些实施方案中,赋形剂包含脂质体、脂质、脂质复合物、微球、微粒、纳米球或纳米颗粒,或者可以以其他方式配制用于向有此需要的受试者的细胞、组织、器官或身体施用(参见,例如,Remington: TheScience and Practice of Pharmacy, 第22版, Pharmaceutical Press, 2013)。
在一些实施方案中,如本文所公开的制剂包含赋形剂。在一些实施方案中,赋形剂向组合物赋予活性成分的提高的稳定性、提高的吸收、提高的溶解度和/或治疗性增强。在一些实施方案中,赋形剂是缓冲剂(例如,柠檬酸钠、磷酸钠、tris碱或氢氧化钠)或媒介物(例如,缓冲溶液、矿脂、二甲基亚砜或矿物油)。在一些实施方案中,将寡核苷酸冻干用于延长其保质期,且然后在使用(例如,施用于受试者)之前制成溶液。因此,包含本文所述的寡核苷酸中的任一种的组合物中的赋形剂可以是冻干保护剂(例如,甘露醇、乳糖、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮)或塌陷温度改变剂(例如,葡聚糖、ficoll或明胶)。
在一些实施方案中,将药物组合物配制为与其意欲的施用途径相容。施用途径的实例包括肠胃外,例如静脉内、皮内、皮下、口服(例如,吸入)、经皮(局部)、经粘膜和直肠施用。通常,施用的途径是静脉内或皮下的。
适用于可注射用途的药物组合物包括无菌水溶液(在水溶性的情况下)或分散体以及用于临时制备无菌可注射溶液或分散体的无菌粉末。对于静脉内或皮下施用,合适的载体包括生理盐水、抑菌水、Cremophor EL.TM. (BASF, Parsippany, N.J.)或磷酸盐缓冲盐水(PBS)。所述载体可以是溶剂或分散介质,其含有例如水、乙醇、多元醇(例如,甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等)及其合适的混合物。在许多情况下,优选在组合物中包括等渗剂,例如糖,多元醇诸如甘露醇、山梨醇和氯化钠。无菌可注射溶液可以通过如下来制备:将所需量的寡核苷酸与所需的以上列举的成分中的一种或组合并入选择的溶剂中,随后进行过滤灭菌。
在一些实施方案中,组合物可以含有至少约0.1%或更多的治疗剂(例如,用于降低CTNNB1表达的寡核苷酸),尽管一种或多种活性成分的百分比可以在总组合物的重量或体积的约1%和约80%或更多之间。制备此类药物制剂的领域中的技术人员将考虑因素诸如溶解度、生物利用度、生物半衰期、施用的途径、产品保质期以及其他药理学考量,并且因此各种剂量和治疗方案可以是期望的。
即使许多实施方案涉及本文公开的任何寡核苷酸的肝脏靶向递送,也考虑靶向其他组织。
IV. 使用方法
i. 降低细胞中的CTNNB1表达
在一些实施方案中,提供了用于出于降低细胞中的CTNNB1的表达的目的而向细胞递送有效量的本文公开的寡核苷酸中的任一种的方法。本文提供的方法可用于任何适当的细胞类型中。在一些实施方案中,细胞是表达CTNNB1的任何细胞(例如,肝细胞,巨噬细胞,单核细胞衍生的细胞,前列腺癌细胞,脑、内分泌组织、骨髓、淋巴结、肺、胆囊、肝脏、十二指肠、小肠、胰腺、肾、胃肠道、膀胱、脂肪以及软组织和皮肤的细胞)。在一些实施方案中,所述细胞是原代细胞,其已经从受试者获得,且可能已经经历有限数目的世代,使得所述细胞基本上维持其天然表型特性。在一些实施方案中,向其递送所述寡核苷酸的细胞是离体的或体外的(即,可以递送至培养中的细胞或所述细胞驻留的生物)。在具体实施方案中,提供了用于出于仅降低肝细胞中的CTNNB1的表达的目的而向细胞递送有效量的本文公开的寡核苷酸中的任一种的方法。
在一些实施方案中,可以使用适当的核酸递送方法引入本文公开的寡核苷酸,所述核酸递送方法包括注射含有所述寡核苷酸的溶液,通过由所述寡核苷酸覆盖的颗粒轰击,将细胞或生物暴露于含有所述寡核苷酸的溶液或在所述寡核苷酸存在的情况下细胞膜的电穿孔。可以使用用于将寡核苷酸递送至细胞的其他适当的方法,诸如脂质介导的载体转运,化学品介导的转运和阳离子脂质体转染诸如磷酸钙和其他。
可以通过评估细胞或受试者的一种或多种特性的适当测定法或通过评估指示CTNNB1表达的分子(例如,RNA、蛋白)的生物化学技术来证实抑制的后果。在一些实施方案中,通过比较CTNNB1的表达水平(例如,mRNA或蛋白水平)与适当对照(例如,未向其递送寡核苷酸或已向其递送阴性对照的细胞或细胞群体中的CTNNB1表达的水平)来评估本文提供的寡核苷酸降低CTNNB1的表达的水平的程度。在一些实施方案中,CTNNB1表达的适当对照水平可以是预定水平或值,使得不需要每次测量对照水平。预定水平或值可以采用各种形式。在一些实施方案中,预定水平或值可以是单一截止值,诸如中值或平均值。
在一些实施方案中,如本文所述的寡核苷酸的施用导致细胞中的CTNNB1表达的水平的降低。在一些实施方案中,CTNNB1表达的水平的降低可以是与CTNNB1的适当对照水平相比降低至1%或更低、5%或更低、10%或更低、15%或更低、20%或更低、25%或更低、30%或更低、35%或更低、40%或更低、45%或更低、50%或更低、55%或更低、60%或更低、70%或更低、80%或更低或90%或更低。适当的对照水平可以是未与如本文所述的寡核苷酸接触的细胞或细胞群体中的CTNNB1表达的水平。在一些实施方案中,在有限的时间段之后评价根据本文公开的方法将寡核苷酸递送至细胞的效果。例如,可以在将所述寡核苷酸引入细胞后至少8小时、12小时、18小时、24小时;或至少一、二、三、四、五、六、七或十四天分析细胞中的CTNNB1的水平。
在一些实施方案中,寡核苷酸以转基因的形式递送,所述转基因被工程改造为在细胞中表达所述寡核苷酸(例如,其有义和反义链)。在一些实施方案中,使用经工程改造以表达本文公开的任何寡核苷酸的转基因递送寡核苷酸。可以使用病毒载体(例如,腺病毒、逆转录病毒、牛痘病毒、痘病毒、腺相关病毒或单纯疱疹病毒)或非病毒载体(例如,质粒或合成的mRNA)递送转基因。在一些实施方案中,转基因可以直接注射给受试者。
ii. 治疗方法
本公开的方面涉及用于降低CTNNB1表达用于治疗受试者中的胆管缺乏的方法。在一些实施方案中,所述方法可以包括向有此需要的受试者施用有效量的本文公开的寡核苷酸中的任一种。此类治疗可用于例如促进受试者的胆管和/或再生,从而促进胆汁酸的排出。所述治疗也可用于例如抑制受试者的胆汁酸合成,从而减少肝脏损伤。本公开提供了治疗处于胆管缺乏和/或与胆管缺乏相关的疾病或病症(例如包括Alagille综合征和胆道闭锁)的风险中(或易患胆管缺乏和/或与胆管缺乏相关的疾病或病症)的受试者的预防和治疗方法。
在某些方面,本公开提供了用于通过向受试者施用治疗剂(例如,寡核苷酸或编码其的载体或转基因)来预防受试者中的如本文所述的疾病或病症的方法。在一些实施方案中,待治疗的受试者是将从例如肝脏中的β-连环蛋白的量的减少在治疗上受益的受试者。
本文所述的方法通常涉及向受试者施用有效量(即能够产生期望的治疗结果的量)的寡核苷酸。治疗上可接受的量可以是能够治疗疾病或病症的量。任一受试者的适当剂量将取决于某些因素,包括受试者的体型、体表面积、年龄、待施用的特定组合物、组合物中的一种或多种活性成分、施用的时间和途径、总体健康和同时施用的其他药物。
在一些实施方案中,经肠(例如,经口,通过胃喂食管,通过十二指肠喂食管,经由胃造口术或经直肠),肠胃外(例如,皮下注射,静脉内注射或输注,动脉内注射或输注,肌内注射),局部(例如,表皮,吸入,经由滴眼或通过粘膜),或通过直接注射入靶标器官(例如,受试者的肝脏),向受试者施用本文公开的组合物中的任一种。通常,本文公开的寡核苷酸静脉内或皮下施用。
在一些实施方案中,寡核苷酸以0.1 mg/kg至25 mg/kg(例如,1 mg/kg至5mg/kg)的范围内的剂量施用。在一些实施方案中,寡核苷酸以0.1 mg/kg至5 mg/kg的范围内或0.5mg/kg至5 mg/kg的范围内剂量施用。
作为一组非限制性实例,将通常每年一次、每年两次、每季度(每三个月一次)、每两个月(每两个月一次)、每个月或每周施用本公开的寡核苷酸。
在一些实施方案中,待治疗的受试者是人或非人灵长类动物或其他哺乳动物受试者。其他示例性受试者包括家养动物诸如狗和猫;牲畜诸如马、牛、猪、绵羊、山羊和鸡;和动物诸如小鼠、大鼠、豚鼠和仓鼠。
实施例
实施例1:在3,5-二乙氧基羰基-1,4-二氢可力丁(DDC)饲喂的胆管损伤小鼠模型中评估CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗。
为了确定靶向CTNNB1对胆管上皮细胞分化的影响,向Swiss Webster小鼠饲喂0.1% 3,5-二乙氧基羰基-1,4-二氢可力丁(DDC),并用CTNNB1 RNAi寡核苷酸(具有如SEQID NO:1所示的有义链序列和如SEQ ID NO:2所示的反义链序列)治疗。RNAi寡核苷酸包含带切口的四环结构,包括在其有义链上的四环(-GAAA-)的四个核苷酸中的每个核苷酸处缀合的单个单价GalNac部分,以及在其反义链的5'末端处的磷酸酯类似物。作为对照,将用DDC饲喂的小鼠用PBS治疗。使用针对导管上皮标志物CK19的兔单克隆抗体(目录号:ab52625, Abcam, Cambridge, MA),对来自用PBS或CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的饲喂DDC的小鼠的肝脏切片进行免疫组织化学染色(图1和图2)。在图2中,还评估了来自用PBS或CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的进行正常饮食的小鼠的肝脏切片。如图2所示,每周给小鼠给药(第0、7、14、21、28、35天),并在给药后3天处死。树脂浇铸用于可视化在用对照PBS或CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的饲喂DDC的小鼠中的小导管结构(图5)。
如图1所示,来自用CTNNB1 RNAi寡核苷酸(具有如SEQ ID NO:1所示的有义链序列和如SEQ ID NO:2所示的反义链序列)治疗达24天的饲喂DDC的小鼠的肝脏切片相较于用PBS治疗的对照DDC-小鼠,CK19阳性细胞数量增加。在图2所示的时程研究中发现了相似的结果。DDC饲喂导致CK19染色数增加,在第一个剂量的CTNNB1 RNAi寡核苷酸后10天、24天和38天与来自用PBS治疗的饲喂DDC的小鼠的肝脏切片相比,在来自用CTNNB1 RNAi寡核苷酸(具有如SEQ ID NO:1所示的有义链序列和如SEQ ID NO:2所示的反义链序列)治疗的饲喂DCC的小鼠的肝脏切片中,CK19染色数进一步增加(图2)。与接受对照PBS的小鼠相比,在接受CTNNB1 RNAi寡核苷酸的饲喂DDC的小鼠中还观察到更多的小的小导管(图5)。此外,新的小的胆小管完全形成并连接到胆道系统,如由用CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的饲喂DDC的小鼠中CK19阳性染色的细胞和注入胆总管的墨汁的共定位所证实的(图6)。因此,结果表明,在饲喂DDC的肝损伤小鼠模型中,靶向CTNNB1 mRNA的RNAi寡核苷酸诱导胆管上皮细胞分化并促进胆管再生。
实施例2:在胆管损伤的Mdr2 -/-小鼠模型中评估CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗。
还在另一种胆道损伤小鼠模型(Mdr2 -/-小鼠)中测试了CTNNB1 RNAi寡核苷酸(具有如SEQ ID NO:1所示的有义链序列和如SEQ ID NO:2所示的反义链序列)。用PBS或CTNNB1RNAi寡核苷酸治疗Mdr2 -/-小鼠66天。将来自治疗过的小鼠的肝脏切片针对导管上皮标志物CK19进行染色。还对来自用PBS治疗的Mdr2 +/-小鼠的肝脏切片进行了分析。
如图3所示,Mdr2 -/-小鼠与Mdr2 +/-小鼠相比具有增加的CK19染色。与用PBS治疗的Mdr2 -/-小鼠相比,在用CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的Mdr2 -/-小鼠的肝脏切片中检测到CK19阳性细胞数量的进一步增加(图3)。因此,CTNNB1 RNAi寡核苷酸还潜在地在Mdr2 -/-小鼠中诱导胆管上皮细胞分化。
实施例3:在饲喂正常饮食的野生型小鼠中评估CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗。
还在野生型小鼠中评估了靶向CTNNB1对胆管上皮细胞分化的影响。每周一次持续6周(Q1W x 6)用对照PBS、10 mg/kg CTNNB1 RNAi寡核苷酸或100 mg/kg CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗CD-1小鼠。然后用识别导管上皮标志物CK19的抗体对来自经治疗动物的肝脏切片进行染色。
如图4所示,与用PBS治疗的小鼠相比,在来自用10或100 mg/kg CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的野生型小鼠的肝脏切片中观察到CK19阳性细胞数量增加。这些结果表明,靶向CTNNB1 mRNA的RNA潜在地在野生型小鼠中诱导胆管上皮细胞分化。
实施例4:在饲喂DDC的胆管损伤小鼠模型中评估CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗对胆汁合成的影响。
在饲喂DDC的胆管损伤小鼠模型中表征了靶向CTNNB1 mRNA对胆汁合成的影响。Swiss Webster雌性小鼠被随机分到三种治疗条件之一。在第一组中,给小鼠饲喂对照饮食并用PBS治疗。在第二组中,给小鼠饲喂0.1% DDC饮食并用PBS治疗。在第三组中,给小鼠饲喂0.1% DDC饮食并用CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗。对于每个治疗组,评估了肝脏中的总胆汁酸浓度(图7A)、胆汁流速(图7B)和mRNA表达(图7C)。具体而言,测量了CTNNB1、Cyp7a1、 Cyp27a、Cyp8B1和Shp mRNA的水平(图7C)。
如图7A所示,与饲喂对照饮食的小鼠相比,用PBS或CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗的饲喂DDC的小鼠具有较低的胆汁酸浓度。用CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗在饲喂DDC的小鼠中观察到朝总胆汁酸浓度降低的趋势。如图7B所示,与饲喂对照饮食的小鼠相比,在饲喂DDC的小鼠中胆汁流速增加。用β-连环蛋白RNAi寡核苷酸治疗使DDC饲喂诱导的胆汁流速增加部分正常化。值得注意的是,用CTNNB1 RNAi寡核苷酸治疗饲喂DDC的小鼠降低了Cyp7a1和Cyp27a的表达(图7C)。这些结果表明CTNNB1 RNAi寡核苷酸在胆管损伤小鼠模型中减少胆汁酸的合成。
本文说明性描述的公开内容合适地可以在本文未具体公开的任何一种或多种要素、任何一种或多种限制不存在的情况下实施。因此,例如,在本文每种情况下,术语“包含”、“基本上由...组成”和“由...组成”中的任一者可以用其他两个术语中的任一个替换。已经采用的术语和表述用作描述而非限制的术语,并且此类术语和表述的使用并不意欲排除显示和描述的特征或其部分的任何等效方案,而是应认识到,各种修改在请求保护的本发明的范围内是可能的。因此,应当理解,尽管优选实施方案已经具体公开了本发明,但本领域技术人员可以诉诸本文公开的概念的任选的特征、修改和变异,并且此类修改和变异被认为在说明书和所附权利要求所限定的本发明的范围内。
另外,在根据替代方案的马库什组或其他分组来描述本发明的特征或方面的情况下,本领域技术人员将认识到,还由此根据马库什组或其他组的任何个别成员或成员的亚组来描述本发明。
应当理解,在一些实施方案中,在描述寡核苷酸或其他核酸的结构中可以参考序列表中呈现的序列。在此类实施方案中,实际的寡核苷酸或其他核酸与指定序列相比可以具有一个或多个替代核苷酸(例如,DNA核苷酸的RNA对应物或RNA核苷酸的DNA对应物)和/或一个或多个修饰的核苷酸和/或一个或多个修饰的核苷酸间键和/或一个或多个其他修饰,同时保留与指定序列基本上相同或相似的互补特性。
在描述本发明的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中)使用术语“一(a)”和“一(an)”和“该(the)”和类似指称对象应被解释为涵盖单数和复数,除非本文以其他方式指明或与上下文明显矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”被解释为开放式术语(即,意指“包括,但不限于”),除非另有说明。除非本文另有说明,本文的值的范围的记载仅仅意欲充当单独引用落入该范围内的每个单独值的简写方法,且每个单独值如同其在本文中单独记载地并入本说明书。本文所述的所有方法都可以以任何合适的顺序进行,除非本文另有指明或另外与上下文明显矛盾。本文提供的任何和所有实施例或示例性语言(例如,“诸如”)的使用仅仅意欲更好地举例说明本发明,并且不构成对本发明的范围的限制,除非另有要求。本说明书中的任何语言都不应解释为指示对实施本发明必不可少的任何未请求保护的要素。
本文描述了本发明的实施方案。阅读上述描述后,这些实施方案的变异对于本领域普通技术人员可变得显而易见。
本发明人期望技术人员适当时采用此类变异,且本发明人意欲本发明以与本文中具体描述不同的其他方式实施。因此,如适用法律所允许,本发明包括其随附权利要求中所述的主题的所有修改和等效方案。此外,本发明涵盖其所有可能的变异中的上述要素的任何组合,除非本文另有指明或另外与上下文明显矛盾。本领域技术人员将认识到或者能够仅仅使用常规实验确定本文所述的本发明的特定实施方案的许多等效方案。此类等效方案意欲由以下权利要求涵盖。
Claims (43)
1.一种在有此需要的受试者中促进胆管形成的方法,该方法包括向该受试者施用降低CTNNB1表达的寡核苷酸。
2.权利要求1的方法,其中所述施用导致所述受试者的功能性胆管的数量和/或尺寸增加。
3.权利要求1或权利要求2的方法,其中所述施用导致所述受试者中胆管的表面积增加。
4.权利要求1-3中任一项的方法,其中在施用所述寡核苷酸之前,该受试者被鉴定为患有胆管缺乏(BDP)相关病况。
5.权利要求4的方法,其中所述BDP相关病况是Alagille综合征。
6.权利要求4的方法,其中所述BDP相关病况是胆道闭锁。
7.权利要求6的方法,其中所述BDP相关病况是I型胆道闭锁、II型胆道闭锁或III型胆道闭锁。
8.权利要求2-7中任一项的方法,其中所述受试者的胆管是肝内胆管。
9.权利要求2-7中任一项的方法,其中所述受试者的胆管是肝外胆管。
10.前述权利要求中任一项的方法,其中所述受试者是青春期人受试者。
11.前述权利要求中任一项的方法,其中所述寡核苷酸包含长度为15至30个核苷酸的反义链,其中所述反义链具有与CTNNB1 mRNA的靶标序列互补的区域,其中所述互补的区域长度为至少15个连续核苷酸。
12.权利要求11的方法,其中所述互补的区域与CTNNB1 mRNA的靶标序列完全互补。
13.权利要求11或12的方法,其中所述反义链长度为19至27个核苷酸。
14.权利要求13的方法,其中所述反义链长度为21至27个核苷酸。
15.权利要求11-14中任一项的方法,其中所述寡核苷酸进一步包含长度为15至40个核苷酸的有义链,其中所述有义链与所述反义链形成双链体区域。
16.权利要求15的方法,其中所述有义链长度为19至40个核苷酸。
17.权利要求15或16的方法,其中所述双链体区域长度为至少19个核苷酸。
18.权利要求15-17中任一项的方法,其中所述双链体区域长度为至少21个核苷酸。
19.权利要求11-17中任一项的方法,其中与CTNNB1 mRNA互补的区域长度为至少19个连续核苷酸。
20.权利要求11-19中任一项的方法,其中与CTNNB1 mRNA互补的区域长度为至少21个连续核苷酸。
21.权利要求15-20中任一项的方法,其中所述有义链在其3'-末端包含如下所示的茎-环:S1-L-S2,其中S1与S2互补,且其中L在S1和S2之间形成长度为3至5个核苷酸的环。
22.权利要求21的方法,其中L是四环。
23.权利要求22的方法,其中L长度为4个核苷酸。
24.权利要求23的方法,其中L包含如GAAA所示的序列。
25.权利要求15-20的方法,其中所述反义链长度为27个核苷酸,且所述有义链长度为25个核苷酸。
26.权利要求25的方法,其中所述反义链和有义链形成长度为25个核苷酸的双链体区域。
27.权利要求22-24中任一项的方法,其在所述反义链上进一步包含长度为两个核苷酸的3′-突出端序列。
28.权利要求15-20中任一项的方法,其中所述寡核苷酸包含长度各自在21至23个核苷酸的范围内的反义链和有义链。
29.权利要求28的方法,其中所述寡核苷酸包含长度在19至21个核苷酸的范围内的双链体结构。
30.权利要求28或29的方法,其中所述寡核苷酸包含长度为一个或多个核苷酸的3'-突出端序列,其中所述3'-突出端序列存在于反义链、有义链或反义链和有义链上。
31.权利要求28或29的方法,其中所述寡核苷酸包含长度为两个核苷酸的3'-突出端序列,其中所述3'-突出端序列存在于所述反义链上,且其中所述有义链长度为21个核苷酸且所述反义链长度为23个核苷酸,使得所述有义链和反义链形成长度为21个核苷酸的双链体。
32.前述权利要求中任一项的方法,其中所述寡核苷酸包含至少一个修饰的核苷酸。
33.权利要求32的方法,其中所述修饰的核苷酸包含2'-修饰。
34.权利要求33的方法,其中所述2'-修饰是选自以下的修饰:2'-氨基乙基、2'-氟、2'-O-甲基、2'-O-甲氧基乙基和2'-脱氧-2'-氟-β-d-阿拉伯核糖核酸。
35.权利要求32-34中任一项的方法,其中所述寡核苷酸的所有核苷酸都是修饰的。
36.前述权利要求中任一项的方法,其中所述寡核苷酸包含至少一个修饰的核苷酸间键。
37.权利要求36的方法,其中所述至少一个修饰的核苷酸间键是硫代磷酸酯键。
38.前述权利要求中任一项的方法,其中所述反义链的5'-核苷酸的糖的4'-碳包含磷酸酯类似物。
39.权利要求38的方法,其中所述磷酸酯类似物是氧基甲基膦酸酯、乙烯基膦酸酯或丙二酰基膦酸酯。
40.前述权利要求中任一项的方法,其中所述寡核苷酸的至少一个核苷酸缀合至一个或多个靶向配体。
41.权利要求40的方法,其中各靶向配体包含N-乙酰基半乳糖胺(GalNAc)部分。
42.权利要求42的方法,其中所述GalNAc部分是单价GalNAc部分、二价GalNAc部分、三价GalNAc部分或四价GalNAc部分。
43.权利要求22-24中任一项的方法,其中所述茎-环的L的最多达4个核苷酸各自缀合至单价GalNAc部分。
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