CN117597133A - 具有模式化化学修饰的双链siRNA - Google Patents

具有模式化化学修饰的双链siRNA Download PDF

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Abstract

本公开提供了具有特定模式的核苷修饰和核苷间键联修饰的单链或双链短干扰RNA(siRNA)分子，作为包含所述分子的药物组合物。所述siRNA分子可以是分支siRNA分子，诸如二分支、三分支或四分支siRNA分子。所公开的siRNA分子还可以特征在于5'磷稳定部分和/或疏水部分。另外，本公开提供了用于将本公开的所述siRNA分子递送至受试者，诸如鉴定为患有疾病的受试者的中枢神经系统的方法。

Description

具有模式化化学修饰的双链siRNA
技术领域
本公开涉及可用于通过例如RNA干扰(RNAi)进行RNA沉默的新型短干扰RNA(siRNA)分子，其含有多种模式的化学修饰的核糖核苷酸、多种模式的化学修饰的核苷间键联、分支结构、疏水部分、和/或5'磷稳定部分。
背景技术
在许多物种中，双链RNA(dsRNA)的引入会诱导通过RNA干扰(RNAi)的方式有效且特异性的基因沉默。这种现象在植物和动物中都有发生，并且在病毒防御和转座子沉默机制中具有作用。通常比靶基因短得多的短干扰RNA(siRNA)，已被证明在基因沉默方面有效，因此可用作使基因沉默的治疗剂，以使遗传和生物化学途径的活性从疾病状态恢复到正常的健康状态。
已知含有化学修饰的核糖核苷和/或化学修饰的接头的siRNA相对于相应的未修饰的siRNA表现出增加的核酸酶抗性，同时保持RNAi活性。仍然需要具有改善的核酸酶抗性和基因沉默功效的siRNA分子。
发明内容
在第一方面，本公开提供了一种小干扰RNA(siRNA)分子，所述分子包括反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包括式I表示的结构，其中式I按5′至3′方向是：
A-B-(A’)j-C-P2-D-P1-(C’-P1)k-C’
式I；
其中A由式C-P1-D-P1表示；每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；B由式C-P2-D-P2-D-P2-D-P2表示；每个C独立地是2'-O-甲基(2'-O-Me)核糖核苷；每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2'-氟(2'-F)核糖核苷；每个D独立地是2'-F核糖核苷；每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；j是1至7的整数；并且k是1至7的整数。
在一些实施方案中，反义链包括式A1表示的结构，其中式A1按5'至3'方向为：
A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A
式A1；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在一些实施方案中，反义链包括式II表示的结构，其中式II按5'至3'方向是：
A-B-(A’)j-C-P2-D-P1-(C-P1)k-C’
式II；
其中A由式C-P1-D-P1表示；每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；B由式C-P2-D-P2-D-P2-D-P2表示；每个C独立地是2'-O-甲基(2'-O-Me)核糖核苷；每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2'-氟(2'-F)核糖核苷；每个D独立地是2'-F核糖核苷；每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；j是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)；并且k是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。
在一些实施方案中，反义链包括式A2表示的结构，其中式A2按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-A-S-A
式A2；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在一些实施方案中，有义链包括式III表示的结构，其中式III按5'至3'方向是：
E-(A')m-F
式III；
其中E由式(C-P1)2表示；F由式(C-P2)3-D-P1-C-P1-C、(C-P2)3-D-P2-C-P2-C、(C-P2)3-D-P1-C-P1-D或(C-P2)3-D-P2-C-P2-D表示；A'、C、D、P1和P2如式I中所定义；并且m是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。
在一些实施方案中，j是4并且k是4。在一些实施方案中，m是4。
在一些实施方案中，有义链包括式S1表示的结构，其中式S1按5'至3'方向为：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-A
式S1；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在一些实施方案中，有义链包括式S2表示的结构，其中式S2按5'至3'方向为：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A
式S2；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在一些实施方案中，有义链包括式S3表示的结构，其中式S3按5'至3'方向为：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A
-S-B
式S3；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在一些实施方案中，有义链包括式S4表示的结构，其中式S4按5'至3'方向为：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B
式S4；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在另一个方面，本公开提供了一种siRNA分子，所述分子包括反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包括式IV表示的结构，其中式IV按5′至3′方向是：
A-(A’)j-C-P2-B-(C-P1)k-C’
式IV；
其中A由式C-P1-D-P1表示；每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；B由式D-P1-C-P1-D-P1表示；每个C独立地是2’-O-Me核糖核苷；每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2’-F核糖核苷；每个D独立地是2'-F核糖核苷；每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；j是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)；并且k是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。
在前述方面的一些实施方案中，反义链包括式A3表示的结构，其中式A3按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B-S-A-S-A-S-A
式A3；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在前述方面的一些实施方案中，有义链包括式V表示的结构，其中式V按5'至3'方向是：
E-(A’)m-C-P2-F
式V；
其中E由式(C-P1)2表示；F由式D-P1-C-P1-C、D-P2-C-P2-C、D-P1-C-P1-D或D-P2-C-P2-D表示；A’、C、D、P1和P2如式IV中所定义；并且m是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。
在前述方面的一些实施方案中，j是6并且k是2。在一些实施方案中，m是5。
在前述方面的一些实施方案中，有义链包括式S5表示的结构，其中式S5按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A
式S5；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在前述方面的一些实施方案中，有义链包括式S6表示的结构，其中式S6按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A
式S6；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在前述方面的一些实施方案中，有义链包括式S7表示的结构，其中式S7按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B
式S7；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在前述方面的一些实施方案中，有义链包括式S8表示的结构，其中式S8按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B
式S8；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在另一个方面，本公开提供了一种siRNA分子，所述分子包括反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包括式VI表示的结构，其中式VI按5′至3′方向是：
A-Bj-E-Bk-E-F-Gl-D-P1-C’
式VI；
其中A由式C-P1-D-P1表示；每个B独立地由式C-P2表示；每个C独立地是2’-O-Me核糖核苷；每个C’独立地是2’-O-Me核糖核苷或2’-F核糖核苷；每个D独立地是2’-F核糖核苷；每个E独立地由式D-P2-C-P2表示；F由式D-P1-C-P1表示；每个G独立地由式C-P1表示；每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；每个P2独立地是磷酸二酯键联；j是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)；k是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)；并且l是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。
在前述方面的一些实施方案中，反义链包括式A4表示的结构，其中式A4按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A
式A4；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在前述方面的一些实施方案中，有义链包括式VII表示的结构，其中式VII按5'至3'方向是：
H-Bm-In-A'-Bo-H-C
式VII；
其中A'由式C-P2-D-P2表示；每个H独立地由式(C-P1)2表示；每个I独立地由式(D-P2)表示；B、C、D、P1和P2如式VI中所定义；m是1至7的整数(例如1、2、3、4、5、6或7)；n是1至7的整数(例如1、2、3、4、5、6或7)；并且o是1至7的整数(例如1、2、3、4、5、6或7)。
在前述方面的一些实施方案中，j是3，k是6，并且l是2。在一些实施方案中，m是3，n是3，并且o是3。
在前述方面的一些实施方案中，有义链包括式S9表示的结构，其中式S9按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-A-O-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-S-A-S-A
式S9；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
在任何前述方面的一些实施方案中，反义链还在反义链的5'末端包括5'磷稳定部分。在任何前述方面的一些实施方案中，有义链还在反义链的5'末端包括5'磷稳定部分。在一些实施方案中，5'磷稳定部分由式VIII-XV中的任一个表示：
其中Nuc表示核碱基并且R表示任选取代的烷基、任选取代的烯基、任选取代的炔基(例如，任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基或任选取代的C2-C6炔基)、苯基、苄基、羟基或氢。在一些实施方案中，核碱基是腺嘌呤、尿嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶。在一些实施方案中，5'磷稳定部分是由式X表示的(E)-乙烯基膦酸酯。
在前述方面中任一方面的一些实施方案中，所述siRNA分子还包含在所述siRNA分子的5’末端或3’末端的疏水部分。在一些实施方案中，所述疏水部分选自胆固醇、维生素D和生育酚。
在前述方面中任一方面的一些实施方案中，反义链的长度为10至30(例如，12至28、14至26、16至24或18至22)个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为15至25(例如，16至24、17至23、18至22或19至21)个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为20个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为21个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸。在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸。
在前述方面中任一方面的一些实施方案中，有义链的长度为12至20(例如，13至19、14至18或15至17)个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为15个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为16个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为17个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为18个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为19个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为20个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为21个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为22个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为23个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为24个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为25个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为26个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为27个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为28个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为29个核苷酸。在一些实施方案中，有义链的长度为30个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为18个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为18个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为18个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为18个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为18个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为19个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为19个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为19个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为19个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为19个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为19个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为20个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为20个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为20个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为20个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为20个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为20个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为20个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为21个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为21个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为21个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为21个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为21个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为21个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为21个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为21个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为22个核苷酸并且有义链的长度为22个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为22个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为23个核苷酸并且有义链的长度为23个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为22个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为23个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为24个核苷酸并且有义链的长度为24个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为22个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为23个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为24个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为25个核苷酸并且有义链的长度为25个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为22个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为23个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为24个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为25个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为26个核苷酸并且有义链的长度为26个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为22个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为23个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为24个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为25个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为26个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为27个核苷酸并且有义链的长度为27个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为22个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为23个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为24个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为25个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为26个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为27个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为28个核苷酸并且有义链的长度为28个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为22个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为23个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为24个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为25个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为26个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为27个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为28个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为29个核苷酸并且有义链的长度为29个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为14个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为15个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为16个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为17个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为18个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为19个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为20个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为21个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为22个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为23个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为24个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为25个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为26个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为27个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为28个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为29个核苷酸。
在一些实施方案中，反义链的长度为30个核苷酸并且有义链的长度为30个核苷酸。在前述方面中任一方面的一些实施方案中，所述siRNA分子是分支siRNA分子。在一些实施方案中，所述分支siRNA分子是二分支、三分支或四分支的。在一些实施方案中，二分支siRNA分子由式XVI-XVIII中的任一个表示：
其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分(例如，亚磷酰胺、甲苯磺酰化丙酮缩甘油(tosylated solketal)、1,3-二氨基丙醇、季戊四醇、或US10,478,503中描述的分支点部分中的任一种)。在一些实施方案中，三分支siRNA分子由式XIX-XXII中的任一个表示：
其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。在一些实施方案中，四分支siRNA分子由式XXIII-XXVII中的任一个表示：
其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。
在一些实施方案中，所述接头选自乙二醇、烷基、碳水化合物、嵌段共聚物、肽、RNA和DNA的一个或多个连续亚基。在一些实施方案中，所述一个或多个连续亚基是2至20(例如，3至19、4至18、5至17、6至16、7至15、8至14、9至13或10至12)个连续亚基。
在一些实施方案中，接头通过共价键形成部分附接至任何前述方面和实施方案的一个或多个siRNA(例如，1、2个或多个)分子。在一些实施方案中，共价键形成部分选自烷基、酯、酰胺、碳酸酯、氨基甲酸酯、三唑、脲、甲缩醛、膦酸酯、磷酸酯、硫代磷酸酯和氨基磷酸酯。
在一些实施方案中，所述反义链具有足以与选自以下的基因的一部分杂交的互补性：ABCA7、ABI3、ADAM10、APOC1、APOE、AXL、BIN1、C1QA、C3、C9ORF72、CASS4、CCL5、CD2AP、CD33、CD68、CLPTM1、CLU、CR1、CSF1、CST7、CTSB、CTSD、CTSL、CXCL10、CXCL13、DSG2、ECHDC3、EPHA1、FABP5、FERMT2、FTH1、GNAS、GRN、HBEGF、HLA-DRB1、HLA-DRB5、HTT、IFIT1、IFIT3、IFITM3、IFNAR1、IFNAR2、IGF1、IL10RA、IL1A、IL1B、IL1RAP、INPP5D、ITGAM、ITGAX、KCNT1、LILRB4、LPL、MAPT、MEF2C、MMP12、MS4A4A、MS4A6A、MSH3、NLRP3、NME8、NOS2、PICALM、PILRA、PLCG2、PRNP、PTK2B、SCIMP、SCN9A、SLC24A4、SNCA、SORL1、SPI1、SPP1、SPPL2A、TBK1、TNF、TREM2、TREML2、TYROBP和ZCWPW1。
在一些实施方案中，反义链具有足以与选自HTT、MAPT、SNCA、C9ORF72、APOE、SCN9A、KCNT1、PRNP和MSH3的基因的一部分杂交的互补性。
在一些实施方案中，反义链具有足以与HTT基因的一部分杂交的互补性。
在另一方面，本公开提供了一种药物组合物，其包含前述方面和实施方案中任一个的siRNA分子和药学上可接受的赋形剂、载体或稀释剂。
在另一个方面，本公开提供了一种将siRNA分子递送至受试者的中枢神经系统(CNS)的方法，所述方法包括将前述方面和实施方案中任一个的siRNA分子或前述方面的药物组合物施用至所述受试者的CNS。在一些实施方案中，所述siRNA分子或所述药物组合物通过纹状体内、脑室内或鞘内注射的方式施用给所述受试者。
在前述方面的一些实施方案中，所述siRNA分子向所述受试者的CNS的递送引起所述受试者中靶基因的基因沉默。在一些实施方案中，靶基因是过度活跃的疾病驱动基因。在一些实施方案中，所述靶基因是降低的表达与所述受试者中的疾病状态相关的基因的负调控因子。在一些实施方案中，所述靶基因是增加的表达与受试者中的疾病状态相关的基因的正调控因子。在一些实施方案中，所述靶基因是所述靶基因的剪接同种型，其中所述剪接同种型降低所述靶基因的表达。在一些实施方案中，基因沉默治疗受试者中的疾病状态。
在一些实施方案中，受试者是人。
在另一个方面，本公开提供了一种试剂盒，其包括前述方面和实施方案中任一个的siRNA分子或前述方面的药物组合物，以及包装说明书，其中所述包装说明书指导所述试剂盒的使用者进行前述方面和实施方案的方法。
附图说明
图1A和图1B示出了示例性“第一代(F1)”双链(ds-)短干扰(si)RNA(ds-siRNA)分子(ds-siRNA A_V1)的反义链(图1A)和有义链(图1B)，用于比较相对于本公开的“第二代(F2)”ds-siRNA分子中的一种或多种的敲低功效。反义链和有义链表现出2'-O-甲基(2'-O-Me)和2'-氟(2'-F)修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图2A和图2B示出了另一示例性F1 ds-siRNA分子(ds-siRNA A_V2)的反义链(图2A)和有义链(图2B)，用于比较相对于本公开的一种或多种F2 ds-siRNA分子的敲低功效。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至7个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图3A和图3B示出了本公开的示例性F2双链(ds-)短干扰(si)RNA(ds-siRNA)分子(ds-siRNA A_V3)的反义链(图3A)和有义链(图3B)。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图4A和图4B示出了本公开的示例性F2 ds-siRNA分子(ds-siRNA A_V4)的反义链(图4A)和有义链(图4B)。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图5A和图5B示出了本公开的示例性F2 ds-siRNA分子(ds-siRNA A_V5)的反义链(图5A)和有义链(图5B)。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图6A和图6B示出了本公开的示例性F2 ds-siRNA分子(ds-siRNA A_V6)的反义链(图6A)和有义链(图6B)。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图7A和图7B示出了本公开的示例性F1 ds-siRNA分子(ds-siRNA B_V1)的反义链(图7A)和有义链(图7B)，用于比较相对于本公开的一种或多种F2 ds-siRNA分子的敲低功效。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图8A和图8B示出了本公开的示例性F1 ds-siRNA分子(ds-siRNA B_V2)的反义链(图8A)和有义链(图8B)，用于比较相对于本公开的一种或多种F2 ds-siRNA分子的敲低功效。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至7个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图9A和图9B示出了本公开的示例性F2 ds-siRNA分子(ds-siRNA B_V3)的反义链(图9A)和有义链(图9B)。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图10A和图10B示出了本公开的示例性F2 ds-siRNA分子(ds-siRNA B_V4)的反义链(图10A)和有义链(图10B)。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图11A和图11B示出了本公开的示例性F2 ds-siRNA分子(ds-siRNA B_V5)的反义链(图11A)和有义链(图11B)。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图12A和图12B示出了本公开的示例性F2 ds-siRNA分子(ds-siRNA B_V6)的反义链(图12A)和有义链(图12B)。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图13A和图13B示出了本公开的示例性F2 ds-siRNA分子(ds-siRNA C_V1)的反义链(图13A)和有义链(图13B)。反义链和有义链表现出2’-O-Me和2’-F修饰的核糖核苷的交替模式(即，基序)。ds-sRNA分子特征还在于由约11至13个修饰核糖核苷组成的中心块，这些核糖核苷通过磷酸二酯核苷间键联连接，侧翼位于5'端和3'端，或仅在5'端，由2至5个修饰核糖核苷组成的块通过硫代磷酸酯核苷间键联连接的核糖核苷。
图14A-14F是一系列散点图，显示了用不同剂量(即，0.2nmol、1.0nmol或5.0nmol)的本公开的示例性di-siRNA或媒介物对照(PBS)经由脑室内(ICV)注射施用治疗的FVB/NJ雌性小鼠的不同脑区(即，海马、皮质和纹状体)中亨廷顿蛋白(HTT)mRNA水平针对管家基因ATP5b归一化的表达水平，所述示例性di-siRNA包括F1分子ds-siRNA A_V1(图14A)和ds-siRNA A_V2(图14B)及F2分子ds-siRNA A_V3(图14C)、ds-siRNA A_V4(图14D)、ds-siRNAA_V5(图14E)和ds-siRNA A_V6(图14F)。
图15A-15F是一系列散点图，显示了用不同剂量(即，0.2nmol、1.0nmol或5.0nmol)的本公开的示例性di-siRNA或媒介物对照(PBS)经由ICV注射施用治疗的FVB/NJ雌性小鼠的不同脑区(即，海马、皮质和纹状体)中HTT mRNA水平针对管家基因ATP5b归一化的表达水平，所述示例性di-siRNA包括F1分子ds-siRNA B_V1(图15A)和ds-siRNA B_V2(图15B)，及F2分子ds-siRNA B_V3(图15C)、ds-siRNA B_V4(图15D)、ds-siRNA B_V5(图15E)和ds-siRNA B_V6(图15F)。
图16是一系列散点图，显示了用不同剂量(即，0.2nmol、1.0nmol或5.0nmol)的本公开的示例性di-siRNA(即ds-siRNA C_V1)或媒介物对照(PBS)经由ICV注射施用治疗的FVB/NJ雌性小鼠的不同脑区(即，海马、皮质和纹状体)中HTT mRNA水平针对管家基因ATP5b归一化的表达水平。
图17A和图17B是显示用0.5nmol(图17A)和2.5nmol(图17B)剂量的本公开的示例性di-siRNA或媒介物对照(PBS)经由ICV注射施用治疗的FVB/NJ雌性小鼠的不同脑区(即，海马、皮质和纹状体)中HTT mRNA水平针对管家基因ATP5b归一化的表达水平的图表，所述示例性di-siRNA包括F1分子ds-siRNA A_V1、ds-siRNA A_V2、ds-siRNA B_V1和ds-siRNAB_V2，及F2分子ds-siRNA A_V3、ds-siRNA A_V4、ds-siRNA A_V5、ds-siRNA A_V6 ds-siRNAB_V3、ds-siRNA B_V4、ds-siRNA B_V5、ds-siRNA B_V6和ds-siRNA C_V1。
图18是显示通过EvADINT评分测定进行定量的本公开的示例性di-siRNA的毒性概况的散点图，所述示例性di-siRNA包括F1分子ds-siRNA A_V1和F2分子ds-siRNA A_V3、ds-siRNA A_V4、ds-siRNA B_V3、ds-siRNA B_V4、ds-siRNA B_V6和ds-siRNA C_V1。评分越高指示毒性水平越高。
定义
除非本文另外定义，本文使用的科学和技术术语具有本领域普通技术人员通常理解的含义。如果存在任何潜在的歧义，本文提供的定义优先于任何字典或外部定义。此外，除非上下文另有要求，否则单数术语应包括复数且复数术语应包括单数。除非另有说明，否则“或”的使用意指“和/或”。术语“包括(including)”以及其它形式如“包括(includes)”和“包括(included)”的使用不是限制性的。
如本文所用，术语“核酸”是指分别由核糖核苷酸链或脱氧核糖核苷酸链组成的RNA分子或DNA分子。如本文所用，术语“治疗性核酸”是指与疾病相关靶mRNA具有部分或完全互补性并相互作用并介导mRNA表达沉默的核酸分子(例如，核糖核酸)。
如本文所用，术语“载体核酸”是指与治疗性核酸具有序列互补性并与治疗性核酸杂交的核酸分子(例如，核糖核酸)。如本文所用，术语“3'末端”是指在核糖环的3'碳处含有未修饰的羟基的核酸末端。
如本文所用，术语“核苷”是指由杂环碱基及其糖组成的分子。
如本文所用，术语“核苷酸”是指在其3'或5'糖羟基上具有磷酸基团的核苷。
如本文所用，术语“siRNA”是指诱导RNA干扰(RNAi)途径的小干扰RNA双链体。siRNA分子的长度可能不同(通常介于18至30个碱基对之间)，并且与其靶mRNA具有不同程度的互补性。术语“siRNA”包括两条单独的链的双链体，以及任选地形成包括双链体区的发夹结构的单链。
如本文所用，术语“反义链”是指与靶基因具有一定程度的互补性的siRNA双链体的链。
如本文所用，术语“有义链”是指与反义链具有互补性的siRNA双链体的链。
如本文所用，术语“化学修饰的核苷酸”或“核苷酸类似物”或“改变的核苷酸”或“修饰的核苷酸”是指非标准核苷酸，包括非天然存在的核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸。示例性的核苷酸类似物在任何位置被修饰，以改变核苷酸的某些化学性质，但保留核苷酸类似物执行其预期功能的能力。
如本文所用，术语“代谢稳定的”是指含有已经从2'-羟基基团化学修饰为2'-O-甲基基团的核糖核苷酸的RNA分子。
如本文所用，术语“硫代磷酸酯”是指通过用硫取代磷酸基团的一个或多个氧而修饰的核苷酸的磷酸基团。
如本文所用，术语“乙二醇链”是指具有式((CH2OH)2)的碳链。
如本文所用，“烷基”是指饱和烃基。烷基基团可以是无环的或环状的并且当未取代时仅含有C和H。当命名具有特定碳数的烷基残基时，旨在涵盖和描述具有该碳数的所有几何异构体；因此，例如，“丁基”意在包括正丁基、仲丁基和异丁基。烷基的实例包括乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等。在一些实施方案中，烷基可以被取代。可以引入烷基基团的合适的取代基包括例如羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基和卤代等。
如本文所用，“烯基”是指具有至少一个烯属不饱和位点(即，具有至少一个式C＝C的部分)的无环或环状不饱和烃基。当未取代时，烯基基团仅含有C和H。当命名具有特定碳数的烯基残基时，旨在涵盖和描述具有该碳数的所有几何异构体；因此，例如，“丁烯基”意在包括正丁烯基、仲丁烯基和异丁烯基。烯基的实例包括–CH＝CH2、–CH2-CH＝CH2和–CH2-CH＝CH-CH＝CH2。在一些实施方案中，烯基可以被取代。可以引入烯基基团的合适的取代基包括例如羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基和卤代等。
如本文所用，“炔基”是指具有至少一个炔属不饱和位点(即，具有至少一个式C≡C的部分)的无环或环状不饱和烃基。当未取代时，炔基基团仅含有C和H。当命名具有特定碳数的炔基残基时，旨在涵盖和描述具有该碳数的所有几何异构体；因此，例如，“戊炔基”意在包括正戊炔基、仲戊炔基、异戊炔基和叔戊炔基。炔基的实例包括–C≡CH和–C≡C-CH3。在一些实施方案中，炔基可以被取代。可以引入炔基基团的合适的取代基包括例如羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基和卤代等。
如本文所用，术语“苯基”表示其中环的碳原子上的一个氢原子已被去除的单环芳烃。苯基基团可以是未取代的或被一个或多个合适的取代基取代，其中取代基置换苯基的H。
如本文所用，术语“苄基”是指当附接到甲苯的甲基基团上的氢原子被去除时获得的一价基团。苄基通常具有苯基-CH2-的式。苄基基团可以是未取代的或被一个或多个合适的取代基取代。例如，取代基可以置换苯基组分的H和/或亚甲基(-CH2-)组分的H。
如本文所用，术语“酰胺”是指附接至氨基-羰基官能团的烷基、烯基、炔基或芳族基团。
如本文所用，术语“核苷间”和“核苷酸间”分别指核苷和核苷酸之间的键。
如本文所用，术语“三唑”是指具有式(C2H3N3)的杂环化合物，杂环化合物具有两个碳和三个氮的五元环，其位置可以改变，从而产生多种异构体。
如本文所用，术语“末端基团”是指碳链或核酸末端的基团。
如本文所用，术语“亲脂性氨基酸”是指包括疏水部分(例如，烷基链或芳香环)的氨基酸。
如本文所用，术语“antagomiR”是指可以充当miRNA活性的抑制剂的核酸。
如本文所用，术语“缺口聚体(gapmer)”是指含有足够长以诱导RNA酶H裂解的脱氧核苷酸单体的中心嵌段的嵌合反义核酸。脱氧核苷酸嵌段的侧翼是核糖核苷酸单体或含有修饰的核糖核苷酸单体。
如本文所用，术语“混合体(mixmer)”是指由锁核酸(LNA)和DNA的混合物组成的核酸。
如本文所用，术语“向导RNA”是指与基因组中的特定序列具有序列互补性的核酸，该特定序列紧邻原间隔相邻基序(PAM)序列的上游或1个碱基对，如在CRISPR/Cas9基因编辑系统中使用的。可替代地，“向导RNA”可以指与特定信使RNA(mRNA)序列具有序列互补性(例如，反义)的核酸。关于这一点，向导RNA还可以与长度相同或较短的“乘客RNA”序列具有序列互补性，“乘客RNA”序列与向导RNA杂交的mRNA的序列相同或基本上相同。
如本文所用，术语“递送靶标”是指需要递送分支寡核苷酸组合物的身体器官或部分。
如本文所用，术语“分支siRNA”是指含有两个或更多个彼此共价结合的双链siRNA分子的化合物。分支siRNA分子可以是“二分支的”，在本文中也称为“二-siRNA”，其中siRNA分子包括例如通过接头彼此共价结合的2个siRNA分子。分支siRNA分子可以是“三分支的”，在本文中也称为“三-siRNA”，其中siRNA分子包括例如通过接头彼此共价结合的3个siRNA分子。分支siRNA分子可以是“四分支的”，在本文中也称为“四-siRNA”，其中siRNA分子包括例如通过接头彼此共价结合的4个siRNA分子。
如本文所用，术语“分支点部分”是指本公开的分支siRNA结构的化学部分，其可以共价连接至siRNA分子的反义链或有义链的5'末端或3'末端并且其可以支持另外的单链或双链siRNA分子的附接。适合连同所公开的方法和组合物一起使用的分支点部分的非限制性实例包括例如亚磷酰胺、甲苯磺酰化丙酮缩甘油、1,3-二氨基丙醇、季戊四醇和US10,478,503中描述的任何一种分支点部分。
如本文所用，术语“5'磷稳定部分”是指包括磷酸酯以及经修饰的磷酸酯(例如，硫代磷酸酯、磷酸二酯、膦酸酯)的末端磷酸基团。磷酸部分可位于任一末端，但优选位于5′-末端核苷处。在一个方面，末端磷酸是未修饰的，具有式–O–P(＝O)(OH)OH。在另一方面，末端磷酸是经修饰的，使得O和OH基团中的一个或多个被H、O、S、N(R’)或烷基置换，其中R'是H、氨基保护基团，或未取代或经取代的烷基。在一些实施方案中，5'和或3'末端基团可包括1至3个磷酸部分，这些磷酸部分各自独立地是未修饰的(二磷酸或三磷酸)或经修饰的。
如本文所用，术语“介于X和Y之间”包括X和Y值。例如，“介于X和Y之间”是指X值和Y值之间的值的范围，以及X值和Y值。
如本文所用，“氨基酸”是指含有胺和羧基官能团以及氨基酸特有的侧链的分子。
在一些实施方案中，氨基酸选自蛋白氨基酸。在一些实施方案中，氨基酸是L-氨基酸或D-氨基酸。在一些实施方案中，氨基酸是合成氨基酸(例如，β-氨基酸)。
应当理解，本文提供的某些核苷间键联，包括例如磷酸二酯和硫代磷酸酯，在生理pH下包括-1的形式电荷，并且所述形式电荷将被阳离子部分，例如碱金属(诸如钠或钾)、碱土金属(诸如钙或镁)、或铵或胍离子平衡。
还可以修饰核苷酸的磷酸基团，例如通过用硫取代磷酸基团的一个或多个氧(例如，硫代磷酸酯)，或通过进行允许核苷酸执行其预期功能的其它取代，诸如在例如Eckstein,Antisense Nucleic Acid Drug Dev.10:117-21,2000；Rusckowski等人，Antisense Nucleic Acid Drug Dev.10:333-45,2000；Stein,Antisense Nucleic AcidDrug Dev.11:317-25,2001；Vorobjev等人，Antisense Nucleic Acid Drug Dev.11:77-85,2001；和US 5,684,143中所述。某些上述修饰(例如，磷酸基团修饰)优选降低例如包括所述类似物的多核苷酸在体内或体外的水解速率。
如本文所用，术语“互补”是指形成规范沃森-克里克(Watson-Crick)碱基对的两个核苷酸。为免生疑问，本公开的上下文中的沃森-克里克碱基对包括腺嘌呤-胸腺嘧啶、腺嘌呤-尿嘧啶和胞嘧啶-鸟嘌呤碱基对。在本文中，正确的沃森-克里克碱基对被称为“匹配”，而每个未配对的核苷酸和每个错误配对的核苷酸都被称为“错配”。用于确定核酸序列同一性百分比的比对可以以在本领域技术人员能力范围内的各种方式实现，例如，使用可公开获得的计算机软件，诸如BLAST、BLAST-2或Megalign软件。
相对于参考多核苷酸序列的“百分比(％)序列互补性”定义为在比对序列并引入缺口之后，候选序列中与参考多核苷酸序列中的核酸互补的核酸的百分比，如果需要的话，以实现最大百分比的序列互补性。如果给定的核苷酸形成规范的沃森-克里克碱基对，则认为给定的核苷酸与本文所述的参考核苷酸“互补”。为免生疑问，本公开的上下文中的沃森-克里克碱基对包括腺嘌呤-胸腺嘧啶、腺嘌呤-尿嘧啶和胞嘧啶-鸟嘌呤碱基对。在本文中，正确的沃森-克里克碱基对被称为“匹配”，而每个未配对的核苷酸和每个错误配对的核苷酸都被称为“错配”。用于确定核酸序列同一性百分比的比对可以以在本领域技术人员能力范围内的各种方式实现，例如，使用可公开获得的计算机软件，诸如BLAST、BLAST-2或Megalign软件。本领域技术人员可以确定用于比对序列的适当参数，包括实现在所比较序列的全长上实现最大互补性所需的任何算法。例如，给定核酸序列A与给定核酸序列B的序列互补性百分比(也可以表述为给定核酸序列A与给定核酸序列B具有一定的互补性百分比)计算公式如下：
100×(分数X/Y)
其中X是在A和B的程序比对中，比对(例如，由计算机软件，诸如BLAST执行)中互补碱基对的数量，其中Y是B中的核酸总数。应当理解，当核酸序列A的长度不等于核酸序列B的长度时，A与B的序列互补性百分比将不等于B与A的序列互补性百分比。如本文所用，如果查询核酸序列与参考核酸序列具有100％的序列互补性，则认为查询核酸序列与参考核酸序列“完全互补”。
如本文所用，术语“足以杂交的互补性”是指不需要与靶区域完全互补(例如，100％互补)的核酸序列或其部分，或者是指相对于靶区域具有一个或多个核苷酸错配，但在指定条件下仍能够与靶区域杂交的核酸序列或其部分。例如，核酸可以是例如95％互补、90％互补、85％互补、80％互补、75％互补、70％互补、65％互补、60％互补、55％互补、50％互补互补或更少，但仍与靶标形成足够的碱基对，以便在其长度上杂交。
当多核苷酸内的一个或多个核苷残基与一个或多个互补核苷碱基配对形成稳定的双链体时，实现核酸的“杂交”或“退火”。碱基配对通常由氢键合事件驱动。杂交包括由自然和/或修饰核碱基形成的沃森-克里克碱基对。杂交还可以包括非沃森-克里克碱基对，诸如不稳定碱基对(鸟苷-尿嘧啶、次黄嘌呤-尿嘧啶、次黄嘌呤-腺嘌呤和次黄嘌呤-胞嘧啶)，以及Hoogsteen碱基对。核酸不需要100％互补才能进行杂交。例如，一个核酸可以相对于另一个核酸例如95％互补、90％互补、85％互补、80％互补、75％互补、70％互补、65％互补、60％互补、55％互补、50％互补互补或更少，但两个核酸仍可彼此形成足够的碱基对以便杂交。
一个核酸与另一个核酸退火/杂交后形成的“稳定双链体”是不会因严格洗涤而变性的双链体结构。示例性严格洗涤条件是本领域已知的并且包括比双链体的单个链的解链温度低约5℃的温度和低单价盐浓度，诸如小于0.2M(例如，0.2M、0.19M、0.18M、0.17M、0.16M、0.15M、0.14M、0.13M、0.12M、0.11M、0.1M、0.09M、0.08M、0.07M、0.06M、0.05M、0.04M、0.03M、0.02M、0.01M或更少)的单价盐浓度(例如，NaCl浓度)。
术语“基因沉默”是指基因表达例如转基因、异源基因和/或内源基因表达的阻抑，其可以通过影响转录的过程和/或通过影响转录后机制的过程介导。在一些实施方案中，基因沉默发生在RNAi分子经由RNA干扰以序列特异性方式启动对从目标基因转录的mRNA的抑制或降解时，从而阻止基因产物的翻译。
如本文所用，短语“过度活跃的疾病驱动基因”是指具有增加的活性和/或表达，在受试者(例如，人)中促成或引起疾病状态的基因。疾病状态可以由过度活跃的疾病驱动基因直接或通过中间基因引起或加剧。
如本文所用，术语“负调控因子”是指负调控(例如，减少或抑制)另一个基因或基因集的表达和/或活性的基因。
如本文所用，术语“正调控因子”是指正调控(例如，增加或饱和化)另一个基因或基因集的表达和/或活性的基因。
如本文所用，术语“磷酸部分”是指包括磷酸以及经修饰的磷酸的末端磷酸基团。磷酸部分可位于任一末端，但优选位于5′-末端核苷处。在一个方面，末端磷酸是未修饰的，具有式—O—P(═O)(OH)OH。在另一方面，末端磷酸是经修饰的，使得O和OH基团中的一个或多个被H、O、S、N(R’)或烷基置换，其中R'是H、氨基保护基团，或未取代或经取代的烷基。在一些实施方案中，5'和或3'末端基团可包括1至3个磷酸部分，这些磷酸部分各自独立地是未修饰的(二磷酸或三磷酸)或经修饰的。
在本发明的上下文中，术语“寡核苷酸”是指核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸(DNA)或其模拟物的寡聚体或多聚物。该术语包括由天然存在的核碱基、糖和共价核苷间(骨架)键联组成的寡核苷酸以及具有类似功能的非天然存在(例如，修饰)部分的寡核苷酸。此类经修饰或经取代的寡核苷酸常常优于天然形式，因为其具有所需的性质，例如增强的细胞摄取、增强的对核酸靶标的亲和力以及在核酸酶存在下增加的稳定性。
如本文所用，术语“治疗(treat)”、“治疗(treated)”或“治疗(treating)”意指治疗性治疗和预防性(prophylactic或preventative)措施，其中目的是预防或减缓(减轻)不期望的生理病状、病症或疾病，或获得有益或期望的临床结果。有益或期望的临床结果包括但不限于症状的减轻；病状、病症或疾病的程度减小；病状、病症或疾病的状态稳定(即，没有恶化)；病状、病症或疾病进展的发作延迟或减缓；病状、病症或疾病状态的改善或缓解(无论是部分还是全部)，无论是可检测的还是不可检测的；至少一个可测量的物理参数的改善，不一定是患者可辨别的；或病状、病症或疾病的增强或改善。治疗包括在没有过度水平的副作用的情况下引发临床上显著的反应。治疗还包括与不接受治疗情况下的预期存活相比延长存活。
具体实施方式
本发明提供了新形式的siRNA，诸如具有特定模式的化学修饰(例如，2'核糖修饰或核苷间键联修饰)的单链(ss-)或双链短干扰RNA(ds-siRNA)分子，以提高对核酸酶的抗性、毒性概况和物理化学特性(例如，热稳定性)。本公开的siRNA组合物可以采用本领域先前已知和/或未知的多种修饰。另外，本公开的特征在于分支siRNA结构，诸如二分支、三分支和四分支ds-siRNA结构。
本公开的siRNA可以含有包括式I表示的区域的反义链：
A-B-(A’)j-C-P2-D-P1-(C’-P1)k-C’
式I；
其中A由式C-P1-D-P1表示；每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；B由式C-P2-D-P2-D-P2-D-P2表示；每个C独立地是2'-O-甲基(2'-O-Me)核糖核苷；每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2'-氟(2'-F)核糖核苷；每个D独立地是2'-F核糖核苷；每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；j是1至7的整数；并且k是1至7的整数。
在一些实施方案中，反义链包括式A1表示的结构，其中式A1按5'至3'方向为：
本公开的siRNA可以含有包括式II表示的区域的反义链：
A-B-(A’)j-C-P2-D-P1-(C-P1)k-C’
式II；
其中A由式C-P1-D-P1表示；每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；B由式C-P2-D-P2-D-P2-D-P2表示；每个C独立地是2'-O-甲基(2'-O-Me)核糖核苷；每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2'-氟(2'-F)核糖核苷；每个D独立地是2'-F核糖核苷；每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；j是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)；并且k是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。在一些实施方案中，j为4。在一些实施方案中，k为4。在一些实施方案中，j为4并且k为4。反义与靶核酸序列互补(例如，完全或部分互补)。
在一些实施方案中，本公开的siRNA可以具有由式III表示的有义链：
E-(A')m-F
式III；
其中E由式(C-P1)2表示；F由式(C-P2)3-D-P1-C-P1-C、(C-P2)3-D-P2-C-P2-C、(C-P2)3-D-P1-C-P1-D或(C-P2)3-D-P2-C-P2-D表示；A'、C、D、P1和P2如式II中所定义；并且m是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。在一些实施方案中，m为4。在一些实施方案中，有义链与反义链互补(例如，完全或部分互补)。
可替代地，本公开的siRNA可以含有包括式IV表示的区域的反义链：
A-(A’)j-C-P2-B-(C-P1)k-C’
式IV；
其中A由式C-P1-D-P1表示；每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；B由式D-P1-C-P1-D-P1表示；每个C独立地是2’-O-Me核糖核苷；每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2’-F核糖核苷；每个D独立地是2'-F核糖核苷；每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；j是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)；并且k是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。在一些实施方案中，j为6。在一些实施方案中，k为4。在一些实施方案中，j为6且k为4。反义链与靶核酸互补(例如，完全或部分互补)。
在一些实施方案中，本公开的siRNA可以具有由式V表示的有义链：
E-(A’)m-C-P2-F
式V；
其中E由式(C-P1)2表示；F由式D-P1-C-P1-C、D-P2-C-P2-C、D-P1-C-P1-D或D-P2-C-P2-D表示；A’、C、D、P1和P2如式IV中所定义；并且m是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。在一些实施方案中，m为5。在一些实施方案中，有义链与反义链互补(例如，完全或部分互补)。
可替代地，本公开的siRNA可以含有包括式VI表示的区域的反义链：
A-Bj-E-Bk-E-F-Gl-D-P1-C’
式VI；
其中A由式C-P1-D-P1表示；每个B独立地由式C-P2表示；每个C独立地是2’-O-Me核糖核苷；每个C’独立地是2’-O-Me核糖核苷或2’-F核糖核苷；每个D独立地是2’-F核糖核苷；每个E独立地由式D-P2-C-P2表示；F由式D-P1-C-P1表示；每个G独立地由式C-P1表示；每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；每个P2独立地是磷酸二酯键联；j是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)；k是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)；并且l是1至7的整数(例如，1、2、3、4、5、6或7)。在一些实施方案中，j为3。在一些实施方案中，k为6。在一些实施方案中，l为2。在一些实施方案中，j为3，k为6且l为2。反义链与靶核酸互补(例如，完全或部分互补)。
在一些实施方案中，本公开的siRNA可以具有由式VII表示的有义链：
H-Bm-In-A'-Bo-H-C
式VII；
其中A'由式C-P2-D-P2表示；每个H独立地由式(C-P1)2表示；每个I独立地由式(D-P2)表示；B、C、D、P1和P2如式VI中所定义；m是1至7的整数(例如1、2、3、4、5、6或7)；n是1至7的整数(例如1、2、3、4、5、6或7)；并且o是1至7的整数(例如1、2、3、4、5、6或7)。在一些实施方案中，m为3。在一些实施方案中，n为3。在一些实施方案中，o为3。在一些实施方案中，m为3，n为3，并且o为3。反义链与有义链互补(例如，完全或部分互补)。
本公开的siRNA分子可通过本领域已知的标准方法合成，如下文进一步讨论的，例如通过使用自动DNA合成仪，诸如可从例如Biosearch,Applied Biosystems,Inc.商购获得的。
siRNA试剂可以使用溶液相或固相有机合成或两者来制备。有机合成提供的优点是可以容易地制备包括非天然或修饰的核苷酸的寡核苷酸。本公开的siRNA分子可以使用溶液相或固相有机合成或两者来制备。
此外，考虑到对于本文公开的任何siRNA试剂，可以通过系统地添加或去除连接的核苷以产生更长或更短的序列来实现进一步优化。此外，此类优化序列可以通过例如引入本文所述或本领域已知的修饰核苷和/或修饰核苷间键联，包括如本领域已知和/或本文讨论的替代核苷、替代糖部分和/或替代核苷间键联来调整，以进一步优化分子(例如，增加血清稳定性或循环半衰期、增加热稳定性、增强跨膜递送和/或靶向特定位置或细胞类型)。
siRNA结构
最简单的siRNA由包含ss-或ds-结构的核糖核酸组成，所述结构由第一链(即，反义链)形成，并且在ds-siRNA的情况下还有第二链(即，有义链)。第一链包括与靶核酸至少部分互补的连续核苷酸链段。第二链也包括连续核苷酸链段，其中第二链段与靶核酸至少部分相同。第一链和所述第二链可以彼此杂交以形成双链结构。杂交通常通过沃森-克里克碱基配对发生。
根据第一链和第二链的序列，杂交或碱基配对不一定是完全或完美的，这意味着第一链和第二链由于错配而不是100％碱基配对。双链体内也可能存在一个或多个错配，但不一定影响siRNA RNA干扰(RNAi)活性。
第一链含有与靶核酸基本上互补的连续核苷酸链段。通常，根据干扰核糖核酸的作用模式，靶核酸序列是ss-RNA，优选mRNA。此类杂交最有可能通过沃森-克里克碱基配对发生，但不一定限于此。第一链具有与靶核酸序列互补的连续核苷酸链段的程度可以介于80％和100％之间，例如80％、85％、90％、95％或100％互补。
本文所述的siRNA可以采用对核碱基、磷酸骨架、核糖核心、5'-末端和3'-末端以及分支的修饰，其中siRNA的多条链可共价连接。
siRNA分子的长度
在本公开的范围内，本领域已知的和先前未知的任何长度都可以用于本发明。如本文所述，本发明的分支siRNA的反义链的可能长度为10至30个核苷酸(例如，10个核苷酸、11个核苷酸、12个核苷酸、13个核苷酸、14个核苷酸、15个核苷酸、16个核苷酸、17个核苷酸、18个核苷酸、19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸、23个核苷酸、24个核苷酸、25个核苷酸、26个核苷酸、27个核苷酸、28个核苷酸、29个核苷酸或30个核苷酸)、15至25个核苷酸(例如，15个核苷酸、16个核苷酸、17个核苷酸、18个核苷酸、19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸、23个核苷酸、24个核苷酸或25个核苷酸)或18至23个核苷酸(例如，18个核苷酸、19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸或23个核苷酸)。在一些实施方案中，反义链为20个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为21个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为22个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为23个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为24个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为25个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为26个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为27个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为28个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为29个核苷酸。在一些实施方案中，反义链为30个核苷酸。
在一些实施方案中，本发明的分支siRNA的有义链为12至30个核苷酸(例如，12个核苷酸、13个核苷酸、14个核苷酸、15个核苷酸、16个核苷酸、17个核苷酸、18个核苷酸、19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸、23个核苷酸、24个核苷酸、25个核苷酸、26个核苷酸、27个核苷酸、28个核苷酸、29个核苷酸或30个核苷酸)或14至23个核苷酸(例如，14个核苷酸、15个核苷酸、16个核苷酸、17个核苷酸、18个核苷酸、19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸或23个核苷酸)。在一些实施方案中，有义链为15个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为16个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为17个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为18个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为19个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为20个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为21个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为22个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为23个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为24个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为25个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为26个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为27个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为28个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为29个核苷酸。在一些实施方案中，有义链为30个核苷酸。
2′糖修饰
本发明包括ss-和ds-siRNA组合物，其包含至少一种(例如，至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11种或更多种)具有2'糖修饰的核苷。可能的2′-修饰包括所有可能取向的OH；F；O-烷基、S-烷基或N-烷基；O-烯基、S-烯基或N-烯基；O-炔基、S-炔基或N-炔基；或O-烷基-O-烷基，其中烷基、烯基和炔基可以是经取代或未取代的C1至C10烷基或C2至C10烯基和炔基。在一些实施方案中，修饰包括2'-O-甲基(2'-O-Me)修饰。一些实施方案使用O[(CH2)nO]mCH3、O(CH2)nOCH3、O(CH2)nNH2、O(CH2)nCH3、O(CH2)nONH2和O(CH2)nON[(CH2)nCH3]2，其中n和m为1至约10。其它可能的糖取代基基团包括：C1至C10低级烷基、经取代的低级烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、O-烷芳基或O-芳烷基、SH、SCH3、OCN、Cl、Br、CN、CF3、OCF3、SOCH3、SO2CH3、ONO2、NO2、N3、NH2、杂环烷基、杂环烷芳基、氨基烷基氨基、多烷基氨基、经取代的甲硅烷基、用于改善寡核苷酸的药代动力学特性的基团或用于改善寡核苷酸的药效学特性的基团，以及具有类似性质的其它取代基。在一些实施方案中，修饰包括2'甲氧基乙氧基(2′-O-CH2CH2OCH3，也称为2'-O-(2-甲氧基乙基)或2′-MOE)。在一些实施方案中，修饰包括2'-二甲基氨基氧基乙氧基，即O(CH2)2ON(CH3)2基团，也称为2′-DMAOE；和2'-二甲基氨基乙氧基乙氧基(在本领域中也称为2'-O-二甲基氨基-乙氧基-乙基或2′-DMAEOE)，即2′-O-CH2OCH2N(CH3)2。其它可能的糖取代基基团包括例如氨基丙氧基(-OCH2CH2CH2NH2)、烯丙基(-CH2-CH＝CH2)、-O-烯丙基(-O-CH2-CH＝CH2)和氟(F)。2'-糖取代基可以位于阿拉伯糖(上)位置或核糖(下)位置。在一些实施方案中，2'-阿拉伯糖修饰是2'-F。还可在寡聚化合物上的其它位置上进行类似的修饰，具体地在3'末端核苷上或在2'-5'连接的寡核苷酸中的糖的3'位置和5'末端核苷酸的5'位置。寡核苷酸还可具有糖模拟物诸如环丁基部分来代替戊呋喃糖基糖。
核碱基修饰
寡聚化合物还可包括核苷或其它替代或模拟单体亚基，这些亚基包括核碱基(在本领域中通常简称为“碱基”或“杂环碱基部分”)。核碱基是已被广泛修饰或取代的另一部分并且此类经修饰和或经取代的核碱基适用于本发明。如本文所用，“未修饰”或“天然”核碱基包括嘌呤碱基腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)，以及嘧啶碱基胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)。经修饰的核碱基(本文也称为杂环碱基部分)包括其它合成和天然的核碱基诸如5-甲基胞嘧啶(5-me-C)、5-羟甲基胞嘧啶、黄嘌呤、次黄嘌呤、2-氨基腺嘌呤、腺嘌呤和鸟嘌呤的6-甲基衍生物和其它烷基衍生物、腺嘌呤和鸟嘌呤的2-丙基衍生物和其它烷基衍生物、2-硫尿嘧啶、2-硫胸腺嘧啶和2-硫胞嘧啶、5-卤代尿嘧啶和胞嘧啶、5-丙炔基(-C＝C-CH3)尿嘧啶和胞嘧啶以及嘧啶碱基的其它炔基衍生物、6-偶氮基尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶、5-尿嘧啶(假尿嘧啶)、4-硫尿嘧啶、8-卤代、8-氨基、8-巯基、8-硫烷基、8-羟基和其它8-取代的腺嘌呤和鸟嘌呤、5-卤代(具体为5-溴)、5-三氟甲基和其它5-取代的尿嘧啶和胞嘧啶、7-甲基鸟嘌呤和7-甲基腺嘌呤、2-F-腺嘌呤、2-氨基-腺嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤和8-氮杂腺嘌呤、7-脱氮鸟嘌呤和7-脱氮腺嘌呤以及3-脱氮鸟嘌呤和3-脱氮腺嘌呤。核碱基还可包括其中嘌呤或嘧啶碱基被其它杂环例如7-脱氮-腺嘌呤、7-脱氮鸟嘌呤、2-氨基吡啶和2-吡啶酮置换的那些。另外的核碱基包括公开于US 3,687,808中的那些、公开于Kroschwitz,J.I.编辑The Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,New York,JohnWiley&Sons,1990，第858-859页中的那些；由Englisch等人，Angewandte Chemie，国际版，30:613,1991公开的那些；以及由Sanghvi,Y.S.，第16章，Antisense Research andApplications,CRC Press,Gait,M.J.编辑，1993，第289-302页公开的那些。本发明的寡聚化合物还可以包括多环杂环化合物来代替一个或多个杂环碱基部分。先前已报道了许多三环杂环化合物。这些化合物通常用于反义应用，以增加经修饰的链与靶链的结合性质。
与第二链中的鸟苷产生三个氢键的代表性胞嘧啶类似物包括1,3-二氮杂吩噁嗪-2-酮(Kurchavov等人，Nucleosides and Nucleotides,16:1837-46,1997)、1,3-二氮杂吩噻嗪-2-酮(Lin等人Am.Chem.Soc.,117:3873-4,1995)和6,7,8,9-四氟-l,3-二氮杂吩噁嗪-2-酮(Wang等人，Tetrahedron Lett.,39:8385-8,1998)。经证实掺入寡核苷酸中的这些碱基修饰与互补鸟嘌呤杂交，并且经证实后者也与腺嘌呤杂交并通过扩展的堆积相互作用增强螺旋热稳定性(也参见US10/155,920和US 10/013,295，两者均通过引用整体并入本文)。当胞嘧啶类似物/取代物具有附接到刚性1,3-二氮杂吩噁嗪-2-酮支架上的氨基乙氧基部分时，已经观察到了进一步的螺旋稳定性质(Lin等人，Am.Chem.Soc.,120:8531-2,1998)。
核苷间键联修饰
本发明设计中的另一个变量是构成磷酸骨架的核苷间键联。尽管此处可采用天然RNA磷酸骨架，但可以使用本领域已知和尚未知的增强siRNA的所需特征的其衍生物。虽然不是限制性的，但在本发明中特别重要的是保护siRNA的部分或整体免于水解。降低水解速率的修饰的一个实例是硫代磷酸酯。骨架的任何部分或整体可以含有磷酸酯取代基(例如，硫代磷酸酯、磷酸二酯等)。例如，核苷间键联可以是0至100％硫代磷酸酯，例如0至100％、10至100％、20至100％、30至100％、40至100％、50至100％、60至100％、70至100％、80至100％、90至100％、0至90％、0至80％、0至70％、0至60％、0至50％、0至40％、0至30％、0至20％、0至10％、10至90％、20至80％、30至70％、40至60％、10至40％、20至50％、30至60％、40至70％、50至80％或60至90％硫代磷酸酯键联。类似地，核苷间键联可以是0至100％磷酸二酯键联，例如0至100％、10至100％、20至100％、30至100％、40至100％、50至100％、60至100％、70至100％、80至100％、90至100％、0至90％、0至80％、0至70％、0至60％、0至50％、0至40％、0至30％、0至20％、0至10％、10至90％、20至80％、30至70％、40至60％、10至40％、20至50％、30至60％、40至70％、50至80％或60至90％磷酸二酯键联。
可用于本发明的一些可能的寡聚化合物的具体实例包括含有经修饰的(例如非天然存在的)核苷间键联的寡核苷酸。如本说明书中所定义，具有经修饰的核苷间键联的寡核苷酸包括保留磷原子的核苷间键联和不具有磷原子的核苷间键联。出于本说明书的目的，并且如本领域有时所提及的，在其核苷间骨架中不具有磷原子的经修饰的寡核苷酸也可以被认为是寡核苷。优选含磷的经修饰的核苷间键联是硫代磷酸酯核苷间键联。在一些实施方案中，其中含有磷原子的经修饰的寡核苷酸骨架包括例如，硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯、磷酸三酯、氨基烷基磷酸三酯、甲基和其它烷基膦酸酯(包括3'-亚烷基膦酸酯、5'-亚烷基膦酸酯)、亚膦酸酯、氨基磷酸酯(包括3'-氨基氨基磷酸酯和氨基烷基氨基磷酸酯)、硫代氨基磷酸酯、硫代烷基膦酸酯、硫代烷基磷酸三酯、硒代磷酸酯和具有正常3'-5’键联的硼代磷酸酯、这些的2'-5'连接类似物以及具有反极性的那些，其中一个或多个核苷酸间键联为3'至3'、5'至5'或2'至2'键联。描述含磷键联的制备的示例性美国专利包括但不限于美国专利号3,687,808；4,469,863；4,476,301；5,023,243；5,177,195；5,188,897；5,264,423；5,276,019；5,278,302；5,286,717；5,321,131；5,399,676；5,405,939；5,453,496；5,455,233；5,466,677；5,476,925；5,519,126；5,536,821；5,541,316；5,550,111；5,563,253；5,571,799；5,587,361；5,625,050；6,028,188；6,124,445；6,160,109；6,169,170；6,172,209；6,239,265；6,277,603；6,326,199；6,346,614；6,444,423；6,531,590；6,534,639；6,608,035；6,683,167；6,858,715；6,867,294；6,878,805；7,015,315；7,041,816；7,273,933；7,321,029；和美国专利RE39464，这些专利中的每一个的全部内容特此通过引用并入本文。
在一些实施方案中，不包括磷原子的经修饰的寡核苷酸骨架具有由短链烷基或环烷基核苷间键联、混合杂原子和烷基或环烷基核苷间键联或者一个或多个短链杂原子核苷间键联或杂环核苷间键联形成的骨架。这些包括具有以下的那些：吗啉代键联(部分地由核苷的糖部分形成)；硅氧烷骨架；硫化物、亚砜和砜骨架；甲酰乙酰基和硫代甲酰乙酰基骨架；亚甲基甲酰乙酰基和硫代甲酰乙酰基骨架；核糖乙酰基(riboacetyl)骨架；含烯烃的骨架；氨基磺酸酯骨架；亚甲基亚胺基和亚甲基肼基骨架；磺酸酯和磺酰胺骨架；酰氨骨架；以及具有混合N、O、S和CH2组成部分的其它骨架。教导非磷骨架的制备的美国专利的非限制性实例包括但不限于美国专利号5,034,506；5,166,315；5,185,444；5,214,134；5,216,141；5,235,033；5,64,562；5,264,564；5,405,938；5,434,257；5,466,677；5,470,967；5,489,677；5,541,307；5,561,225；5,596,086；5,602,240；5,608,046；5,610,289；5,618,704；5,623,070；5,663,312；5,633,360；5,677,437；和5,677,439，这些专利中的每一个的全部内容特此通过引用并入本文。
siRNA模式化
本发明中使用的核苷特征在于核碱基和糖中的一系列修饰。完整的ss-或ds-siRNA，可以具有1、2、3、4、5个或更多个不同的核苷，每个核苷在一条或多条siRNA链中出现一次或多次。核苷可以以重复模式出现(例如，在两个经修饰的核苷之间交替)或者可以是一种类型的核苷具有第二类型的核苷的取代的链。类似地，核苷间键联可以是以重复模式在单链或双链siRNA中出现的一种或多种类型(例如，在两种核苷间键联之间交替)，或者可以是一种类型的核苷间键联具有第二类型的核苷间键联的取代的链。尽管本公开的siRNA耐受一系列取代模式，但以下举例说明了单链或ds-siRNA分子的反义链中siRNA修饰的一些优选模式，其中A和B表示两种类型的核苷，并且S和O表示两种类型的核苷间键联：
反义模式1：
A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A
(式A1)
反义模式2：
A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-A-S-A
(式A2)
反义模式3：
A-S-B-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B-S-A-S-A-S-A
(式A3)
反义模式4：
A-S-B-S-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A
(式A4)
ds-siRNA分子的有义链中siRNA修饰模式的非限制性实例如下所示：
与反义模式1或2相容的有义模式：
有义模式1：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-A
(式S1)
有义模式2：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A
(式S2)
有义模式3：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-B
(式S3)
有义模式4：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B
(式S4)
与反义模式3相容的有义模式：
有义模式5：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A
(式S5)
有义模式6：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A
(式S6)
有义模式7：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B
(式S7)
有义模式8：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B
(式S8)
与反义模式4相容的有义模式：
有义模式9：
A-S-A-S-A-O-A-O-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-S-A-S-A
(式S9)
在一些实施方案中，A表示2'-O-Me核苷。在一些实施方案中，B表示2’-F核苷。在一些实施方案中，O表示磷酸二酯核苷间键联。在一些实施方案中，S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
5′磷稳定部分
为了进一步保护siRNA免于降解，可以采用5'-磷稳定部分。5'-磷稳定部分置换5'-磷酸盐以防止磷酸盐水解。5'-磷酸盐的水解防止与RISC的结合，这是基因沉默的必要步骤。本公开中考虑了任何不妨碍与RISC结合的磷酸盐置换。在一些实施方案中，5'-磷酸的置换对于体内水解也是稳定的。每条siRNA链可以独立地并且任选地采用任何合适的5'-磷稳定部分。
一些示例性端帽在式VIII-XV中展示。式VIII-XV中的Nuc表示如本文所述的核碱基或核碱基衍生物或置换。式VIII-XV中的X表示如本文所述的2'-修饰。一些实施方案采用如式VIII中的羟基、如式IX中的磷酸酯、如式X和式XIII中的乙烯基膦酸酯、如式XI、式XIII和式XV中的5'-甲基取代的磷酸酯或如式XIV中的亚甲基膦酸酯。5'-乙烯基膦酸乙烯酯作为5'-磷稳定部分，如式X所示。
疏水部分
本公开还提供了具有一个或多个与其附接的疏水部分的siRNA分子。疏水部分可以共价附接至本公开的siRNA分子的5'末端或3'末端。适合与本公开的siRNA一起使用的疏水部分的非限制性实例包括胆固醇、维生素D、生育酚、磷脂酰胆碱(PC)、二十二碳六烯酸、二十二烷酸、PC-二十二烷酸、二十碳五烯酸、石胆酸或上述疏水部分与PC的任何组合。
siRNA分支
根据本公开，本文公开的siRNA分子可以是分支siRNA分子。siRNA分子可以不是分支的，或者可以是二分支的、三分支的或四分支的，通过接头连接。每个主分支可以进一步分支以允许2、3、4、5、6、7或8条单独的RNA单链或双链。接头上的分支点可以源自同一原子，或沿着接头的单独原子。表1中列出了一些示例性实施方案。
表1：分支siRNA结构
在一些实施方案中，siRNA分子是二分支的。在一些实施方案中，所述分支siRNA分子是二分支、三分支或四分支的。在一些实施方案中，二分支siRNA分子由式XVI-XVIII中的任一个表示，其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分(例如，亚磷酰胺、甲苯磺酰化丙酮缩甘油、1,3-二氨基丙醇、季戊四醇、或US10,478,503中描述的分支点部分中的任一种)。
在一些实施方案中，三分支siRNA分子由式XIX-XXII中的任一个表示，其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。
在一些实施方案中，四分支siRNA分子由式XXIII-XXVIII中的任一个表示，其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。
接头
本文所述的siRNA的多条链可以通过接头共价附接。这种分支的作用尤其改善细胞渗透性，从而允许更好地进入CNS中的细胞(例如，神经元或小胶质细胞)。可以采用与本发明的siRNA不相容的任何连接部分。接头包括2至10个亚基(例如2、3、4、5、6、7、8、9或10个亚基)的乙二醇链、烷基链、碳水化合物链、嵌段共聚物、肽、RNA、DNA等。在一些实施方案中，接头的任何碳或氧原子任选地被氮原子置换，带有羟基取代基，或带有氧代取代基。在一些实施方案中，接头是聚乙二醇(PEG)接头。适合与所公开的组合物和方法一起使用的PEG接头包括线性或非线性PEG接头。非线性PEG接头的实例包括分支PEG、线性叉状PEG或分支叉状PEG。
各种重量的PEG接头可以与所公开的组合物和方法一起使用。例如，PEG接头可以具有介于5至500道尔顿之间的重量。在一些实施方案中，可以使用重量介于500至1,000道尔顿之间的PEG接头。在一些实施方案中，可以使用重量介于1,000至10,000道尔顿之间的PEG接头。在一些实施方案中，可以使用重量介于200至20,000道尔顿之间的PEG接头。在一些实施方案中，接头共价附接至siRNA的有义链。在一些实施方案中，接头共价附接至siRNA的反义链。在一些实施方案中，PEG接头是三乙二醇(TrEG)接头。在一些实施方案中，PEG接头是四乙烯接头(TEG)。
在一些实施方案中，接头是烷基链接头。在一些实施方案中，接头是肽接头。在一些实施方案中，接头是RNA接头。在一些实施方案中，接头是DNA接头。
接头可以共价连接2、3、4或5条独特的siRNA链。接头可以共价结合至siRNA寡聚体的任何部分。在一些实施方案中，接头附接至每条siRNA链的核苷的3’末端。在一些实施方案中，接头附接至每条siRNA链的核苷的5’末端。在一些实施方案中，接头通过共价键形成部分附接至siRNA链(例如有义链或反义链)的核苷。在一些实施方案中，共价键形成部分选自烷基、酯、酰胺、碳酸酯、氨基甲酸酯、三唑、脲、甲缩醛、膦酸酯、磷酸酯和磷酸酯衍生物(例如，硫代磷酸酯、氨基磷酸酯等)。
在一些实施方案中，接头具有式L1的结构，如下所示：
在一些实施方案中，接头具有式L2的结构，如下所示：
在一些实施方案中，接头具有式L3的结构，如下所示：
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在一些实施方案中，接头具有式L4的结构，如下所示：
在一些实施方案中，接头具有式L5的结构，如下所示：
在一些实施方案中，接头具有式L6的结构，如下所示：
在一些实施方案中，接头具有式L7的结构，如下所示：
在一些实施方案中，接头具有式L8的结构，如下所示：
在一些实施方案中，接头具有式L9的结构，如下所示：
在一些实施方案中，与本文公开的一种或多种分支siRNA分子一起使用的接头的选择可以基于接头的疏水性，使得例如，对于本公开的一种或多种分支siRNA分子实现期望的疏水性。例如，与具有较低疏水性接头或亲水性接头的分支siRNA分子相比，含有烷基链的接头可用于增加分支siRNA分子的疏水性。
本文公开的siRNA试剂可以通过本领域充分确立的方法合成和/或修饰，诸如Beaucage,S.L.等人(编辑),Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry,JohnWiley&Sons,Inc.,New York,N.Y.,2000中描述的那些方法，其特此通过引用并入本文。
基因
本公开的siRNA分子可包括反义链和与反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链的长度为10至30个核苷酸并且具有足以与以下任何基因的一个区域杂交的互补性：ABCA7、ABI3、ADAM10、APOC1、APOE、AXL、BIN1、C1QA、C3、C9ORF72、CASS4、CCL5、CD2AP、CD33、CD68、CLPTM1、CLU、CR1、CSF1、CST7、CTSB、CTSD、CTSL、CXCL10、CXCL13、DSG2、ECHDC3、EPHA1、FABP5、FERMT2、FTH1、GNAS、GRN、HBEGF、HLA-DRB1、HLA-DRB5、HTT、IFIT1、IFIT3、IFITM3、IFNAR1、IFNAR2、IGF1、IL10RA、IL1A、IL1B、IL1RAP、INPP5D、ITGAM、ITGAX、KCNT1、LILRB4、LPL、MAPT、MEF2C、MMP12、MS4A4A、MS4A6A、MSH3、NLRP3、NME8、NOS2、PICALM、PILRA、PLCG2、PRNP、PTK2B、SCIMP、SCN9A、SLC24A4、SNCA、SORL1、SPI1、SPP1、SPPL2A、TBK1、TNF、TREM2、TREML2、TYROBP和ZCWPW1。在一些实施方案中，所述反义链具有足以与以下任何基因的一个区域杂交的互补性：APOE、BIN1、C1QA、C3、C9ORF72、CCL5、CD33、CLU/APOJ、CR1、CXCL10、CXCL13、IFIT1、IFIT3、IFITM3、IFNAR1、IFNAR2、IL10RA、IL1A、IL1B、IL1RAP、INPP5D、ITGAM、MEF2C、MMP12、NLRP3、NOS2、PILRA、PLCG2、PTK2B、SLC24A4、TBK1和TNF。在一些实施方案中，所述反义链具有足以与以下任何基因的一个区域杂交的互补性：HTT、MAPT、SNCA、C9ORF72、APOE、SCN9A、KCNT1、PRNP和MSH3。在一些实施方案中，siRNA分子具有足以与HTT基因的一部分杂交的互补性。
治疗方法
本发明提供了治疗需要基因沉默的受试者的方法。除其它原因外，可以进行基因沉默是为了使有缺陷的或过度活跃的基因沉默，使具有降低的表达的基因的负调控因子沉默，使在增加疾病驱动基因的活性的途径中具有激活作用的野生型基因沉默，使选择性敲低时可以升高基因的总表达的基因的剪接同种型沉默，只要目标是将遗传和生物化学途径活性从疾病状态恢复到健康状态。该方法可以包括通过任何适当的施用途径(例如，纹状体内、脑室内或鞘内注射)将本公开的siRNA分子或包含其的药物组合物递送至受试者(例如，人)的CNS。活性化合物可以以任何合适的剂量施用。施用给患者的本发明组合物的实际剂量可以通过物理和生理因素确定，诸如体重、病状的严重程度、先前或同时的治疗干预、患者的特发症以及施用途径。根据剂量和施用途径，优选剂量和/或有效量的施用次数可根据受试者的反应而变化。在任何情形下，负责施用的从业者将确定组合物中活性成分的浓度以及个体受试者的适当剂量。施用可以每天进行任何合适的次数，并且持续时间只要有必要。受试者可以是患有或未患共存疾病的成人或儿童。
疾病
需要基因沉默的受试者可能需要沉默CNS(例如，小胶质细胞)中发现的基因。该基因可能与特定的疾病或病症相关。例如，该基因可能与亨廷顿氏病、帕金森氏病、阿尔茨海默氏病、肌萎缩侧索硬化症(ALS)、路易体痴呆(DLB)、单纯性自主神经衰竭、路易体吞咽困难、偶发性路易体病(ILBD)、遗传性路易体病、橄榄体脑桥小脑萎缩(OPCA)、纹状体黑质变性、Shy-Drager综合征、癫痫或癫痫病症、朊病毒病、或疼痛或疼痛病症。
基因
除其它原因外，可以进行本文所述的基因沉默的方法是为了使有缺陷的或过度活跃的基因沉默，使具有降低的表达的基因的负调控因子沉默，使在增加疾病驱动基因的活性的途径中具有激活作用的野生型基因沉默，使选择性敲低时可以升高基因的总表达的基因的剪接同种型沉默，只要目标是将遗传和生物化学途径活性从疾病状态恢复到健康状态。
所述疾病或病症可能与以下任何基因相关：ABCA7、ABI3、ADAM10、APOC1、APOE、AXL、BIN1、C1QA、C3、C9ORF72、CASS4、CCL5、CD2AP、CD33、CD68、CLPTM1、CLU、CR1、CSF1、CST7、CTSB、CTSD、CTSL、CXCL10、CXCL13、DSG2、ECHDC3、EPHA1、FABP5、FERMT2、FTH1、GNAS、GRN、HBEGF、HLA-DRB1、HLA-DRB5、HTT、IFIT1、IFIT3、IFITM3、IFNAR1、IFNAR2、IGF1、IL10RA、IL1A、IL1B、IL1RAP、INPP5D、ITGAM、ITGAX、KCNT1、LILRB4、LPL、MAPT、MEF2C、MMP12、MS4A4A、MS4A6A、MSH3、NLRP3、NME8、NOS2、PICALM、PILRA、PLCG2、PRNP、PTK2B、SCIMP、SCN9A、SLC24A4、SNCA、SORL1、SPI1、SPP1、SPPL2A、TBK1、TNF、TREM2、TREML2、TYROBP和ZCWPW1。在一些实施方案中，所述疾病或病症与以下任何基因相关：APOE、BIN1、C1QA、C3、C9ORF72、CCL5、CD33、CLU/APOJ、CR1、CXCL10、CXCL13、IFIT1、IFIT3、IFITM3、IFNAR1、IFNAR2、IL10RA、IL1A、IL1B、IL1RAP、INPP5D、ITGAM、MEF2C、MMP12、NLRP3、NOS2、PILRA、PLCG2、PTK2B、SLC24A4、TBK1和TNF。在一些实施方案中，所述疾病或病症与以下任何基因相关：HTT、MAPT、SNCA、C9ORF72、APOE、SCN9A、KCNT1、PRNP和MSH3。在一些实施方案中，所述疾病或病症与HTT基因相关。
药物组合物
本发明中的分支siRNA分子可以配制成药物组合物，以适合体内施用的生物相容形式施用至受试者。因此，本公开提供了一种药物组合物，所述药物组合物包含与合适的稀释剂、载体或赋形剂混合的本公开的siRNA。siRNA可以例如直接施用到受试者的CNS中(例如，通过纹状体内、脑室内或鞘内注射的方式)。
用于选择和制备合适制剂的常规程序和成分描述于例如Remington,J.P.TheScience and Practice of Pharmacy,Easton,PA.Mack Publishers,2012，第22版和TheUnited States Pharmacopeial Convention,The National Formulary,United StatesPharmacopeial,2015,USP 38NF 33)。
在普通储存和使用条件下，药物组合物可含有防腐剂，例如以防止微生物生长。药物组合物可包含无菌水性溶液、分散液，或例如用于临时制备无菌溶液或分散液的粉末。在所有情况下，所述形式可使用本领域已知的技术灭菌，并且可流化至可容易地施用给需要治疗的受试者的程度。
药物组合物可单独或与如本文所述的药学上可接受的载体组合施用给受试者，例如，人类受试者，其比例可通过化合物的溶解度和/或化学性质、所选的施用途径以及标准药物实践来确定。
方案
本领域普通技术的医师可以容易地确定向有需要的哺乳动物受试者(例如，人)施用的siRNA的有效量。例如，医师可以以低于获得期望治疗效果所需要的水平开始本公开siRNA的处方剂量，并逐渐增加剂量直至实现期望效果。可替代地，医师可以通过施用高剂量的siRNA来开始治疗方案，并且随后逐渐施用较低的剂量，直到实现治疗效果(例如，靶基因序列的表达减少)。一般而言，本公开的siRNA的合适日剂量将是有效产生治疗效果的最低剂量的siRNA的量。本公开的单链或双链siRNA分子可通过注射施用，例如经鞘内、脑室内或纹状体内施用(例如，注射到尾状核或壳核中)。本公开的siRNA的治疗组合物的日剂量可以作为单剂量施用，或者作为在一天、一周、一个月或一年中以适当的间隔单独施用的两个、三个、四个、五个、六个或更多个剂量来施用，任选地，以单位剂型施用。虽然本公开的siRNA可以单独施用，但它也可以作为与赋形剂、载体和任选地另外的治疗剂组合的药物制剂施用。
施用途径
本公开的方法考虑了治疗组合物耐受的任何施用途径。该方法的一些实施方案包括鞘内注射、脑室内注射或纹状体内注射。
鞘内注射是直接注射到脊柱或蛛网膜下腔。通过直接注射到脊柱的CSF中，本公开的siRNA分子可以直接进入脊柱中的细胞(例如，神经元和小胶质细胞)，并且具有可以绕过血脑屏障进入脑部中的细胞的途径。
脑室内(ICV)注射是直接注射到脑室CSF中的方法。与鞘内注射类似，ICV是一种绕过血脑屏障的注射方法。使用ICV的优点是可以进入脑部和脊柱的细胞，而不存在治疗剂在血液中降解的危险。
纹状体内注射是直接注射到纹状体(striatum)或纹状体(corpus striatum)中。纹状体是脑部皮质下基底神经节的一个区域。注射到纹状体中绕过了血脑屏障和注射到血流中的药代动力学挑战，并且允许直接进入脑部细胞。
实施例
提出以下实施例以便为本领域普通技术人员提供可以如何使用、制备和评价本文所述的组合物和方法的描述，并且这些实施例仅旨在作为本公开的示例而不旨在限制发明人认为是他们的公开的范围。
实施例1：制备具有模式化核糖核苷修饰和核苷间键联修饰的双链短干扰RNA分子的方法(I)
本公开的具有模式化核糖核苷修饰和核苷间键联修饰的双链(ds-)短干扰(si)RNA(ds-siRNA)分子根据本领域熟知的方法(诸如本文公开的方法)制备。ds-siRNA分子是双链体寡核糖核苷酸，其中有义链源自靶基因并且与靶基因的mRNA序列具有完全(即，100％)或部分(例如，至少70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或更高)序列同一性。反义链的核酸序列与靶基因的有义链/mRNA的核酸序列完全(即，100％)互补或部分(例如，至少70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或更多)互补。ds-siRNA试剂的反义链和有义链各自根据确立的方法合成(例如，合成和连接或串联合成)，包括修饰核糖核苷的交替模式(即，基序)，诸如2'-O-甲基(2’-O-Me)和2'-氟(2'-F)核糖核苷和修饰的核苷间键联，诸如硫代磷酸酯键联。产生的反义链具有所需的长度，以便实现功能益处(例如，RNA干扰、热稳定性和/或对核酸酶的抗性)。示例性反义链的长度可以是例如19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸、23个核苷酸、24个核苷酸、25个核苷酸、26个核苷酸、27个核苷酸、28个核苷酸、29个核苷酸或30个核苷酸。产生的有义链具有所需的长度，以便实现功能益处(例如，有效的RISC负载、热稳定性和/或对核酸酶的抗性)。示例性有义链的长度可以是例如15个核苷酸、16个核苷酸、17个核苷酸、18个核苷酸、19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸、23个核苷酸、24个核苷酸、25个核苷酸、26个核苷酸、27个核苷酸、28个核苷酸、29个核苷酸或30个核苷酸。由于反义链和有义链之间的长度差异，ds-siRNA双链体结构包含5'突出端、3'突出端或两者。示例性反义链可以具有以下模式：
反义模式2(式A2)：
A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-A-S-A
(图3A、图4A、图5A和图6A)；
示例性有义链可以具有以下模式中的任一种：
有义模式1(式S1)：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-A(图3B)；
有义模式2(式S2)：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A(图4B)
有义模式3(式S3)：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-B(图5B)；
有义模式4(式S4)：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B(图6B)
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
ds-siRNA分子的反义链和有义链各自产生，使得所得双链体结构在有义链和反义链之间具有0至5个核苷酸错配(例如，0、1、2、3、4或5)个错配链和/或反义链和靶mRNA序列。ds-siRNA分子可以进一步修饰以在反义链、有义链或两者上掺入5'磷稳定部分(例如，5'-乙烯基膦酸酯)和/或疏水部分(例如，胆固醇、维生素D或生育酚)。另外，ds-siRNA分子可含有本文公开的分支结构，例如本文公开的二分支、三分支或四分支结构。ds-siRNA试剂可以进一步掺入含有药学上可接受的赋形剂、载体或稀释剂的药物组合物中。
实施例2：制备具有模式化核糖核苷修饰和核苷间键联修饰的ds-siRNA分子的方法(II)
本公开的具有模式化核糖核苷修饰和核苷间键联修饰的ds-siRNA分子根据本领域熟知的方法(诸如本文公开的方法)制备。ds-siRNA分子是双链体寡核糖核苷酸，其中有义链源自靶基因并且与靶基因的mRNA序列具有完全(即，100％)或部分(例如，至少70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或更高)序列同一性。反义链的核酸序列与靶基因的有义链/mRNA的核酸序列完全(即，100％)互补或部分(例如，至少70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或更多)互补。ds-siRNA试剂的反义链和有义链各自根据熟知的方法合成(例如，合成和连接或串联合成)，含有修饰核糖核苷的交替模式(即，基序)，诸如2’-O-Me和2'-F核糖核苷和修饰的核苷间键联，诸如硫代磷酸酯键联。产生的反义链具有所需的长度，以便实现功能益处(例如，RNA干扰、热稳定性和/或对核酸酶的抗性)。示例性反义链的长度可以是例如19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸、23个核苷酸、24个核苷酸、25个核苷酸、26个核苷酸、27个核苷酸、28个核苷酸、29个核苷酸或30个核苷酸。产生的有义链具有所需的长度，以便实现功能益处(例如，有效的RISC负载、热稳定性和/或对核酸酶的抗性)。示例性有义链的长度可以是例如15个核苷酸、16个核苷酸、17个核苷酸、18个核苷酸、19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸、23个核苷酸、24个核苷酸、25个核苷酸、26个核苷酸、27个核苷酸、28个核苷酸、29个核苷酸或30个核苷酸。由于反义链和有义链之间的长度差异，ds-siRNA双链体结构包含5'突出端、3'突出端或两者。示例性反义链可以具有以下模式：
反义模式3(式A3)：
A-S-B-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B-S-A-S-A-S-A(图9A、图10A、图11A和图12A)；
示例性有义链可以具有以下模式中的任一种：
有义模式5(式S5)：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A(图9B)；
有义模式6(式S6)：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A(图10B)
有义模式7(式S7)：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B(图11B)；
有义模式8(式S8)：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B(图12B)
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
ds-siRNA分子的反义链和有义链各自产生，使得所得双链体结构在有义链和反义链之间具有0至5个核苷酸错配(例如，0、1、2、3、4或5)个错配链和/或反义链和靶mRNA序列。ds-siRNA分子可以进一步修饰以在反义链、有义链或两者上掺入5'磷稳定部分(例如，5'-乙烯基膦酸酯)和/或疏水部分(例如，胆固醇、维生素D或生育酚)。另外，ds-siRNA分子可含有本文公开的分支结构，例如本文公开的二分支、三分支或四分支结构。ds-siRNA试剂可以进一步掺入含有药学上可接受的赋形剂、载体或稀释剂的药物组合物中。
实施例3：制备具有模式化核糖核苷修饰和核苷间键联修饰的ds-siRNA分子的方法(III)
本公开的具有模式化核糖核苷修饰和核苷间键联修饰的ds-siRNA分子根据本领域熟知的方法(诸如本文公开的方法)制备。ds-siRNA分子是双链体寡核糖核苷酸，其中有义链源自靶基因并且与靶基因的mRNA序列具有完全(即，100％)或部分(例如，至少70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或更高)序列同一性。反义链的核酸序列与靶基因的有义链/mRNA的核酸序列完全(即，100％)互补或部分(例如，至少70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或更多)互补。ds-siRNA试剂的反义链和有义链各自根据熟知的方法合成(例如，合成和连接或串联合成)，含有修饰核糖核苷的交替模式(即，基序)，诸如2’-O-Me和2'-F核糖核苷和修饰的核苷间键联，诸如硫代磷酸酯键联。产生的反义链具有所需的长度，以便实现功能益处(例如，RNA干扰、热稳定性和/或对核酸酶的抗性)。示例性反义链的长度可以是例如19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸、23个核苷酸、24个核苷酸、25个核苷酸、26个核苷酸、27个核苷酸、28个核苷酸、29个核苷酸或30个核苷酸。产生的有义链具有所需的长度，以便实现功能益处(例如，有效的RISC负载、热稳定性和/或对核酸酶的抗性)。示例性有义链的长度可以是例如15个核苷酸、16个核苷酸、17个核苷酸、18个核苷酸、19个核苷酸、20个核苷酸、21个核苷酸、22个核苷酸、23个核苷酸、24个核苷酸、25个核苷酸、26个核苷酸、27个核苷酸、28个核苷酸、29个核苷酸或30个核苷酸。由于反义链和有义链之间的长度差异，ds-siRNA双链体结构包含5'突出端、3'突出端或两者。示例性反义链可以具有以下模式：
反义模式4(式A4)：
A-S-B-S-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A(图13A)；
示例性有义链可以具有以下模式：
有义模式9(式S9)：
A-S-A-S-A-O-A-O-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-S-A-S-A(图13B)
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
ds-siRNA分子的反义链和有义链各自产生，使得所得双链体结构在有义链和反义链之间具有0至5个核苷酸错配(例如，0、1、2、3、4或5)个错配链和/或反义链和靶mRNA序列。ds-siRNA分子可以进一步修饰以在反义链、有义链或两者上掺入5'磷稳定部分(例如，5'-乙烯基膦酸酯)和/或疏水部分(例如，胆固醇、维生素D或生育酚)。另外，ds-siRNA分子可含有本文公开的分支结构，例如本文公开的二分支、三分支或四分支结构。ds-siRNA试剂可以进一步掺入含有药学上可接受的赋形剂、载体或稀释剂的药物组合物中。
实施例4：将ds-siRNA分子递送至患者中枢神经系统的方法
被诊断患有疾病的受试者，诸如人类受试者，以执业医师确定的剂量和频率(例如，每天三次、每天两次、每天一次、每周一次、每月一次)通过施用本公开的siRNA分子或含有其的药物组合物来治疗。剂量和频率根据受试者的身高、体重、年龄、性别和其它病症来确定。
具有本文公开的化学修饰模式的siRNA分子(例如，分支siRNA分子)由执业医师出于与疾病和受试者的相容性进行选择。单链或双链分支siRNA可供选择。选择的siRNA具有反义链，并且在双链siRNA的情况下，具有有义链，有义链具有的序列和RNA修饰(例如天然和非天然核苷间键联、经修饰的糖和5'-磷稳定部分)最适合所靶向的患者和疾病。例如，反义链可以具有本文公开的反义链修饰模式中的任一种，例如反义模式2：A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-A-S-A(式A2)；反义模式3：A-S-B-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B-S-A-S-A-S-A(式A3)；或反义模式4：A-S-B-S-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A(式A4)。在ds-siRNA的情况下，反义模式1可以具有完全或部分互补的有义链，该有义链具有有义模式1的化学修饰模式中的任一种：A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-A(式S1)；有义模式2：A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A(式S2)；有义模式3：A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-B(式S3)；或感测模式4：A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B(式S4)。在具有反义模式2的ds-siRNA的情况下，有义链可具有有义模式5的化学修饰模式中的任一种：A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A(式S5)；有义模式6：A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A(式S6)；有义模式7：A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B(式S7)或；有义模式8：A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B(式S8)。在具有反义模式3的ds-siRNA的情况下，有义链可以具有具有有义模式9的修饰模式的有义链：A-S-A-S-A-O-A-O-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-S-A-S-A(式S9)；其中A和B是不同的核苷(例如，A是2-O-甲基核糖核苷；B是2'-氟核糖核苷)，T是硫代磷酸酯，P是磷酸二酯，并且PSM是5'-磷稳定部分(例如，5'-乙烯基膦酸酯)。
通过最适合患者和病状的途径(例如，经鞘内、脑室内或纹状体内)以患者可耐受的速率递送siRNA，直至受试者达到最大耐受剂量，或直至疾病的症状得到满意改善。
实施例5：在鼠类模型中使用di-siRNA模式变体进行体内基因沉默
为了确定使用本文所述的di-siRNA构建体进行基因沉默的功效，使用ds-siRNA模式变体在FVB/NJ雌性小鼠中在体内对亨廷顿蛋白(HTT)基因进行基因沉默。
方法
di-siRNA的体内施用。设计了13个具有靶向HTT的公用序列的di-siRNA支架，并在采用脑室内(ICV)给药的FVB/NJ雌性小鼠中进行体内测试。在这些ds-siRNA支架中，四个支架，即ds-siRNA_A_V1、ds-siRNA_A_V2、ds-siRNA_B_V1和ds-siRNA_B_V2是第一代(F1)ds-siRNA分子，用于比较相对于剩余第二代(F2)ds-siRNA支架的敲低功效。将动物分为14组(13个Di-siRNA处理组和1个PBS媒介物组)，每组10只动物，并脑室内注射表2所示的测试制品。第一天，对FVB/NJ雌性小鼠进行立体定向注射，其中在前囟的以下坐标处进针后，以0.5μL/min在大脑右侧进行单次单侧ICV注射(10μL)：-0.45mm AP、+1mm中侧和-2.5mm背腹。每个支架测试三个剂量水平(0.1、0.5和2.5nmol总化合物)。注射后一个月，用冷的1X PBS对动物进行灌注，收集大脑并切片。从不同的脑区(运动皮质、海马和纹状体)收集固定直径和厚度的组织孔，并在干冰上速冻。
表2.治疗组
/>
RNA表达分析为了评价亨廷顿蛋白mRNA表达水平，使用苯酚:氯仿提取法从小鼠脑组织穿孔中提取总RNA。该方法通过以下方式进行：首先使用TissueLyser II(Qiagen)在TRIzol试剂(Invitrogen)中破碎组织样品，然后以5:1TRIzol:氯仿的比率向匀浆样品中添加氯仿。然后将管剧烈振荡并以12,000xg旋转15分钟，并且小心取出含有总RNA的上层水相并加到干净的管中。将等体积的70％乙醇添加到每个样品中并轻轻混合。根据标准试剂盒方案，使用Qiagen RNeasy柱纯化进一步纯化样品。将样品在40μL无RNA酶的水中洗脱。洗脱后，在TapeStation 4200生物分析仪(Agilent)上分析RNA，以评估浓度和质量。所有样品均针对总RNA进行归一化。使用Applied Biosystems高容量cDNA逆转录试剂盒在20μL反应体积中进行cDNA合成。在RT-PCR后，向cDNA中添加无核酸酶的水，最终样品体积为50μL。
对于HTT基因表达分析，使用TaqMan试剂在QuantStudio7实时PCR仪器(LifeTechnologies)上进行qPCR。探测样品的小鼠总HTT表达(测定ID Mm01213820_m1)，并针对孔内管家基因参考ATP5b(测定ID Mm00443967_g1)进行归一化。对取自PBS处理的小鼠的样品进行比较分析以进行相对HTT定量(DeltaDeltaCt)。显示施用不同剂量的Di-siRNA后的HTT表达的结果如表3-5所示。平均值％＝HTT mRNA表达平均值％；SD＝标准差；n＝每组的动物数目。
表3.在0.1nmol剂量下不同脑区中Di-siRNA的剂量依赖性Htt mRNA敲低
表4.在0.5nmol剂量下不同脑区中Di-siRNA的剂量依赖性Htt mRNA敲低
/>
表5.在2.5nmol剂量下不同脑区中Di-siRNA的剂量依赖性Htt mRNA敲低
/>
所测试的每个测试ds-siRNA构建体在敲低后在每个测试HTT mRNA水平的脑区中引起HTT mRNA水平的剂量依赖性降低。对于图14A-14F、图15A-15F和图16中的每个ds-siRNA A、ds-siRNA B和ds-siRNA C构建体，分别提供了展示在小鼠中使用本公开的ds-siRNA构建体的HTT敲低的剂量依赖性。
进行另外的测试以比较在0.5nmol和2.5nmol剂量水平下多种模式的HTT mRNA水平相对于彼此的降低，分别如图18A和图18B所示。一个月后测试mRNA水平。图18B示出了几个F2模式具有比比较F1模式增加的效力。
实施例6：减轻干扰RNA递送至中枢神经系统的毒性作用。
介绍
在许多物种中，双链RNA的引入会诱导通过RNA干扰(RNAi)的方式有效且特异性的基因沉默。这种现象在植物和动物中都有发生，并且在病毒防御和转座子沉默机制中具有作用。例如，通常比靶基因短得多的短干扰RNA(siRNA)，已被证明在基因沉默方面有效，因此可用作使基因沉默的治疗剂，以使遗传和生物化学途径的活性从疾病状态恢复到正常的健康状态。然而，将干扰RNA分子，诸如短干扰RNA(siRNA)递送至受试者，特别是递送至受试者的中枢神经系统，会带来毒副作用的风险，其中包括癫痫、震颤和过度活跃的运动行为等。仍然需要在施用至有需要的受试者时实现降低的毒性的干扰RNA分子。
结果
本公开的siRNA分子的急性CNS毒性的严重程度通过使用EvADINT评分测定来定量(表6)。评分越高，考虑实验条件的毒性越大。
表6：EvADINT评分测定
使用EvADINT评分测定来评价本公开的示例性siRNA分子的各种基序的毒性益处，多个试验的平均值示于下表7中。数据在图19中以散点图的形式图形表示。如数据所示，与F1分子(例如，ds-siRNA A_V1)相比，几种F2分子(例如，ds-siRNA A_V3、ds-siRNA A_V4、ds-siRNA B_V6、ds-siRNA C_V2和ds-siRNA B_V3)显示出改善的毒性益处
表7：本公开的示例性siRNA分子的毒性评价
具体实施方案
下面列出一些具体实施方案。下面列举的实施方案不应被解释为限制本公开的范围，相反，下面呈现了本公开的实用性的一些实例。
E1.一种小干扰RNA(siRNA)分子，所述分子包括反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包括式I表示的结构，其中式I按5′至3′方向是：
A-B-(A’)j-C-P2-D-P1-(C’-P1)k-C’
式I；
其中A由式C-P1-D-P1表示；
每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；
B由式C-P2-D-P2-D-P2-D-P2表示；
每个C独立地是2'-O-甲基(2'-O-Me)核糖核苷；
每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2'-氟(2'-F)核糖核苷；
每个D独立地是2'-F核糖核苷；
每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；
每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；
j是1至7的整数；并且
k是1至7的整数。
E2.如E1所述的siRNA分子，其中所述反义链具有式A1表示的结构，其中式A1按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A
式A1；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E3.一种小干扰RNA(siRNA)分子，所述分子包括反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包括式II表示的结构，其中式II按5′至3′方向是：
A-B-(A’)j-C-P2-D-P1-(C-P1)k-C’
式II；
其中A由式C-P1-D-P1表示；
每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；
B由式C-P2-D-P2-D-P2-D-P2表示；
每个C独立地是2'-O-甲基(2'-O-Me)核糖核苷；
每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2'-氟(2'-F)核糖核苷；
每个D独立地是2'-F核糖核苷；
每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；
每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；
j是1至7的整数；并且
k是1至7的整数。
E4.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为1至6。
E5.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为1至5。
E6.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为1至4。
E7.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为1至3。
E8.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为1至2。
E9.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为1。
E10.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为2。
E11.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为3。
E12.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为4。
E13.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为5。
E14.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为6。
E15.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j为7。
E16.如E1-E15中任一项所述的siRNA分子，其中k为1至6。
E17.如E16所述的siRNA分子，其中k为1至5。
E18.如E16所述的siRNA分子，其中k为1至4。
E19.如E16所述的siRNA分子，其中k为1至3。
E20.如E16所述的siRNA分子，其中k为1至2。
E21.如E16所述的siRNA分子，其中k为1。
E22.如E16所述的siRNA分子，其中k为2。
E23.如E16所述的siRNA分子，其中k为3。
E24.如E16所述的siRNA分子，其中k为4。
E25.如E16所述的siRNA分子，其中k为5。
E26.如E16所述的siRNA分子，其中k为6。
E27.如E16所述的siRNA分子，其中k为7。
E28.如E1或E3所述的siRNA分子，其中j是4且k是4。
E29.如E3所述的siRNA分子，其中所述反义链具有式A2表示的结构，其中式A2按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-A-S-A
式A2；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E30.如E1-E29中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链包括式III表示的结构，其中式III按5'至3'方向是：
E-(A')m-F
式III；
其中E由式(C-P1)2表示；
F由式(C-P2)3-D-P1-C-P1-C、(C-P2)3-D-P2-C-P2-C、(C-P2)3-D-P1-C-P1-D或(C-P2)3-D-P2-C-P2-D表示；
A'、C、D、P1和P2如式II中所定义；并且
m是1至7的整数。
E31.如E30所述的siRNA分子，其中m为1至6。
E32.如E30所述的siRNA分子，其中m为1至5。
E33.如E30所述的siRNA分子，其中m为1至4。
E34.如E30所述的siRNA分子，其中m为1至3。
E35.如E30所述的siRNA分子，其中m为1至2。
E36.如E30所述的siRNA分子，其中m为1。
E37.如E30所述的siRNA分子，其中m为2。
E38.如E30所述的siRNA分子，其中m为3。
E39.如E30所述的siRNA分子，其中m为4。
E40.如E30所述的siRNA分子，其中m为5。
E41.如E30所述的siRNA分子，其中m为6。
E42.如E30所述的siRNA分子，其中m为7。
E43.如E30所述的siRNA分子，其中所述有义链具有式S1表示的结构，其中式S1按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-A
式S1；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E44.如E30所述的siRNA分子，其中所述有义链具有式S2表示的结构，其中式S2按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A
式S2；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E45.如E30所述的siRNA分子，其中所述有义链具有式S3表示的结构，其中式S3按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-B
式S3；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E46.如E30所述的siRNA分子，其中所述有义链具有式S4表示的结构，其中式S4按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B
式S4；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E47.一种siRNA分子，所述分子包括反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包括式IV表示的结构，其中式IV按5′至3′方向是：
A-(A’)j-C-P2-B-(C-P1)k-C’
式IV；
其中A由式C-P1-D-P1表示；
每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；
B由式D-P1-C-P1-D-P1表示；
每个C独立地是2’-O-Me核糖核苷；
每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2’-F核糖核苷；
每个D独立地是2'-F核糖核苷；
每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；
每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；
j是1至7的整数；并且
k是1至7的整数
E48.如E47所述的siRNA分子，其中j为1至6。
E49.如E47所述的siRNA分子，其中j为1至5。
E50.如E47所述的siRNA分子，其中j为1至4。
E51.如E47所述的siRNA分子，其中j为1至3。
E52.如E47所述的siRNA分子，其中j为1至2。
E53.如E47-E52中任一项所述的siRNA分子，其中j为1。
E54.如E47-E52中任一项所述的siRNA分子，其中j为2。
E55.如E47-E52中任一项所述的siRNA分子，其中j为3。
E56.如E47-E52中任一项所述的siRNA分子，其中j为4。
E57.如E47-E52中任一项所述的siRNA分子，其中j为5。
E58.如E47或E48所述的siRNA分子，其中j为6。
E59.如E47所述的siRNA分子，其中j为7。
E60.如E47-E59中任一项所述的siRNA分子，其中k为1至6。E61.如E60所述的siRNA分子，其中k为1至5。
E62.如E60所述的siRNA分子，其中k为1至4。
E63.如E60所述的siRNA分子，其中k为1至3。
E64.如E60所述的siRNA分子，其中k为1至2。
E65.如E60所述的siRNA分子，其中k为1。
E66.如E60所述的siRNA分子，其中k为2。
E67.如E60所述的siRNA分子，其中k为3。
E68.如E60所述的siRNA分子，其中k为4。
E69.如E60所述的siRNA分子，其中k为5。
E70.如E60所述的siRNA分子，其中k为6。
E71.如E60所述的siRNA分子，其中k为7。
E72.如E47所述的siRNA分子，其中j是6且k是2。
E73.如E47所述的siRNA分子，其中所述反义链具有式A3表示的结构，其中式A3按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B-S-A-S-A-S-A
式A3；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E74.如E47-E73中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链包括式V表示的结构，其中式V按5'至3'方向是：
E-(A’)m-C-P2-F
式V；
其中E由式(C-P1)2表示；
F由式D-P1-C-P1-C、D-P2-C-P2-C、D-P1-C-P1-D或D-P2-C-P2-D表示；
A'、C、D、P1和P2如式IV中所定义；并且
m是1至7的整数。
E75.如E74所述的siRNA分子，其中m为1至6。
E76.如E74所述的siRNA分子，其中m为1至5。
E77.如E74所述的siRNA分子，其中m为1至4。
E78.如E74所述的siRNA分子，其中m为1至3。
E79.如E74所述的siRNA分子，其中m为1至2。
E80.如E74所述的siRNA分子，其中m为1。
E81.如E74所述的siRNA分子，其中m为2。
E82.如E74所述的siRNA分子，其中m为3。
E83.如E74所述的siRNA分子，其中m为4。
E84.如E74所述的siRNA分子，其中m为5。
E85.如E74所述的siRNA分子，其中m为6。
E86.如E74所述的siRNA分子，其中m为7。
E87.如E74所述的siRNA分子，其中所述有义链具有式S5表示的结构，其中式S5按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A
式S5；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E88.如E74所述的siRNA分子，其中所述有义链具有式S6表示的结构，其中式S6按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A
式S6；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E89.如E74所述的siRNA分子，其中所述有义链具有式S7表示的结构，其中式S7按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B
式S7；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E90.如E74所述的siRNA分子，其中所述有义链具有式S8表示的结构，其中式S8按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B
式S8；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E91.一种siRNA分子，所述分子包括反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包括式VI表示的结构，其中式VI按5′至3′方向是：
A-Bj-E-Bk-E-F-Gl-D-P1-C’
式VI；
其中A由式C-P1-D-P1表示；
每个B独立地由式C-P2表示；
每个C独立地是2’-O-Me核糖核苷；
每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2’-F核糖核苷；
每个D独立地是2'-F核糖核苷；
每个E独立地由式D-P2-C-P2表示；
F由式D-P1-C-P1表示；
每个G独立地由式C-P1表示；
每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；
每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；
j是1至7的整数；
k是1至7的整数；并且
l是1至7的整数。
E92.如E91所述的siRNA分子，其中j为1至6。
E93.如E91所述的siRNA分子，其中j为1至5。
E94.如E91所述的siRNA分子，其中j为1至4。
E95.如E91所述的siRNA分子，其中j为1至3。
E96.如E91所述的siRNA分子，其中j为1至2。
E97.如E91所述的siRNA分子，其中j为1。
E98.如E91所述的siRNA分子，其中j为2。
E99.如E91所述的siRNA分子，其中j为3。
E100.如E91所述的siRNA分子，其中j为4。
E101.如E91所述的siRNA分子，其中j为5。
E102.如E91或E90所述的siRNA分子，其中j为6。
E103.如E91所述的siRNA分子，其中j为7。
E104.如E91-E103中任一项所述的siRNA分子，其中k为1至6。
E105.如E104所述的siRNA分子，其中k为1至5。
E106.如E104所述的siRNA分子，其中k为1至4。
E107.如E104所述的siRNA分子，其中k为1至3。
E108.如E104所述的siRNA分子，其中k为1至2。
E109.如E104所述的siRNA分子，其中k为1。
E110.如E104所述的siRNA分子，其中k为2。
E111.如E104所述的siRNA分子，其中k为3。
E112.如E104所述的siRNA分子，其中k为4。
E113.如E104所述的siRNA分子，其中k为5。
E114.如E104所述的siRNA分子，其中k为6。
E115.如E104所述的siRNA分子，其中k为7。
E116.如E91-E115中任一项所述的siRNA分子，其中l为1至6。
E117.如E116所述的siRNA分子，其中l为1至5。
E118.如E116所述的siRNA分子，其中l为1至4。
E119.如E116所述的siRNA分子，其中l为1至3。
E120.如E116所述的siRNA分子，其中l为1至2。
E121.如E116所述的siRNA分子，其中l为1。
E122.如E116所述的siRNA分子，其中l为2。
E123.如E116所述的siRNA分子，其中l为3。
E124.如E116所述的siRNA分子，其中l为4。
E125.如E116所述的siRNA分子，其中l为5。
E126.如E116所述的siRNA分子，其中l为6。
E127.如E116所述的siRNA分子，其中l为7。
E128.如E91所述的siRNA分子，其中j是3，k是6且l是2。
E129.如E91所述的siRNA分子，其中所述反义链具有式A4表示的结构，其中式A4按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A
式A4；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E130.如E91-E129中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链包括式VII表示的结构，其中式VII按5'至3'方向是：
H-Bm-In-A'-Bo-H-C
式VII；
其中A’由式C-P2-D-P2表示；
每个H独立地由式(C-P1)2表示；
每个I独立地由式(D-P2)表示；
B、C、D、P1和P2如式VI中所定义；
m为1至7的整数；
n是1至7的整数；并且
o是1至7的整数。
E131.如E130所述的siRNA分子，其中m为1至6。
E132.如E130所述的siRNA分子，其中m为1至5。
E133.如E130所述的siRNA分子，其中m为1至4。
E134.如E130所述的siRNA分子，其中m为1至3。
E135.如E130所述的siRNA分子，其中m为1或2。
E136.如E130所述的siRNA分子，其中m为1。
E137.如E130所述的siRNA分子，其中m为2。
E138.如E130所述的siRNA分子，其中m为3。
E139.如E130所述的siRNA分子，其中m为4。
E140.如E130所述的siRNA分子，其中m为5。
E141.如E130所述的siRNA分子，其中m为6。
E142.如E130所述的siRNA分子，其中m为7。
E143.如E130所述的siRNA分子，其中n为1至6。
E144.如E130所述的siRNA分子，其中n为1至5。
E145.如E130所述的siRNA分子，其中n为1至4。
E146.如E130所述的siRNA分子，其中n为1至3。
E147.如E130所述的siRNA分子，其中n为1至2。
E148.如E130所述的siRNA分子，其中n为1。
E149.如E130所述的siRNA分子，其中n为2。
E150.如E130所述的siRNA分子，其中n为3。
E151.如E130所述的siRNA分子，其中n为4。
E152.如E130所述的siRNA分子，其中n为5。
E153.如E130所述的siRNA分子，其中n为6。
E154.如E130所述的siRNA分子，其中n为7。
E155.如E130-E154中任一项所述的siRNA分子，其中o为1至6。
E156.如E155所述的siRNA分子，其中o为1至5。
E157.如E155所述的siRNA分子，其中o为1至4。
E158.如E155所述的siRNA分子，其中o为1至3。
E159.如E155所述的siRNA分子，其中o为1至2。
E160.如E155所述的siRNA分子，其中o为1。
E161.如E155所述的siRNA分子，其中o为2。
E162.如E155所述的siRNA分子，其中o为3。
E163.如E155所述的siRNA分子，其中o为4。
E164.如E155所述的siRNA分子，其中o为5。
E165.如E155所述的siRNA分子，其中o为6。
E166.如E155所述的siRNA分子，其中o为7。
E167.如E130所述的siRNA分子，其中m是3，n是3且o是3。
E168.如E130所述的siRNA分子，其中所述有义链具有式S9表示的结构，其中式S9按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-A-O-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-S-A-S-A
式S9；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
E169.如E1-E168中任一项所述的siRNA分子，其中P1是硫代磷酸酯键联。
E170.如E1-E169中任一项所述的siRNA分子，其中P2是磷酸二酯键联。
E171.如E1-E170中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链还包括在所述反义链的5’末端的5’磷稳定部分。
E172.如E1-E171中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链还包括在所述有义链的5’末端的5’磷稳定部分。
E173.如E1-E172中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少10％是2’-O-Me核糖核苷。
E174.如E173中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少20％是2’-O-Me核糖核苷。
E175.如E174中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少30％是2’-O-Me核糖核苷。
E176.如E175中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少40％是2’-O-Me核糖核苷。
E177.如E176中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少50％是2’-O-Me核糖核苷。
E178.如E177中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少60％是2’-O-Me核糖核苷。
E179.如E178中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少70％是2’-O-Me核糖核苷。
E180.如E179中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少80％是2’-O-Me核糖核苷。
E181.如E180中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少90％是2’-O-Me核糖核苷。
E182.如E1-E181中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少10％是2’-F核糖核苷。
E183.如E182中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少20％是2’-F核糖核苷。
E184.如E183中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少30％是2’-F核糖核苷。
E185.如E184中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少40％是2’-F核糖核苷。
E186.如E185中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少50％是2’-F核糖核苷。
E187.如E186中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少60％是2’-F核糖核苷。
E188.如E187中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少70％是2’-F核糖核苷。
E189.如E188中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少80％是2’-F核糖核苷。
E190.如E189中任一项所述的siRNA分子，其中所述核糖核苷的至少90％是2’-F核糖核苷。
E191.如E1-E190中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链具有12个2’-O-Me核糖核苷。
E192.如E1-E191中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链具有九个2’-F核糖核苷。
E193.如E191或E192所述的siRNA分子，其中所述有义链具有11个2’-O-Me核糖核苷。
E194.如E191或E192所述的siRNA分子，其中所述有义链具有10个2’-O-Me核糖核苷。
E195.如E191-E194中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链具有五个2’-F核糖核苷。
E196.如E191-E194中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链具有六个2’-F核糖核苷。
E197.如E1-E190中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链具有17个2’-O-Me核糖核苷。
E198.如E1-E190或E197中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链具有五个2’-F核糖核苷。
E199.如E197和E198中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链具有12个2’-O-Me核糖核苷。
E200.如E197-E199中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链具有四个2’-F核糖核苷。
E201.如E1-E200中任一项所述的siRNA分子，其中所述核苷间键联的至少10％是磷酸二酯键联或硫代磷酸酯键联。
E202.如E201中任一项所述的siRNA分子，其中所述核苷间键联的至少20％是磷酸二酯键联或硫代磷酸酯键联。
E203.如E202中任一项所述的siRNA分子，其中所述核苷间键联的至少30％是磷酸二酯键联或硫代磷酸酯键联。
E204.如E203所述的siRNA分子，其中所述核苷间键联的至少40％是磷酸二酯键联或硫代磷酸酯键联。
E205.如E204中任一项所述的siRNA分子，其中所述核苷间键联的至少50％是磷酸二酯键联或硫代磷酸酯键联。
E206.如E205中任一项所述的siRNA分子，其中所述核苷间键联的至少60％是磷酸二酯键联或硫代磷酸酯键联。
E207.如E206所述的siRNA分子，其中所述核苷间键联的至少70％是磷酸二酯键联或硫代磷酸酯键联。
E208.如E207所述的siRNA分子，其中所述核苷间键联的至少80％是磷酸二酯键联或硫代磷酸酯键联。
E209.如E208所述的siRNA分子，其中所述核苷间键联的至少90％是磷酸二酯键联或硫代磷酸酯键联。
E210.如E1-E209中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链具有七个硫代磷酸酯键联。
E211.如E1-E210中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链具有13个磷酸二酯键联。
E212.如E210或E211所述的siRNA分子，其中所述有义链具有4个硫代磷酸酯键联。
E213.如E210-E212中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链具有11个磷酸二酯键联。
E214.如E210-E212中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链具有13个磷酸二酯键联。
E215.如E171-E214中任一项所述的siRNA分子，其中所述5'磷稳定部分由式VIII-XV中任一项表示：
其中Nuc表示选自腺嘌呤、尿嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的核碱基，并且R表示任选取代的烷基、任选取代的烯基、任选取代的炔基、苯基、苄基、羟基或氢。
E216.如E215所述的siRNA分子，其中所述核碱基是腺嘌呤、尿嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶。
E217.如E215或E216所述的siRNA分子，其中所述5’磷稳定部分是式X表示的(E)-乙烯基膦酸酯。
E218.如E1-E217中任一项所述的siRNA分子，其中所述siRNA分子还包括在所述siRNA分子的5’末端或3’末端的疏水部分。
E219.如E218所述的siRNA分子，其中所述疏水部分处于所述siRNA分子的5'末端。
E220.如E218或E219所述的siRNA分子，其中所述疏水部分处于所述siRNA分子的3'末端。
E221.如E218-E220中任一项所述的siRNA分子，其中所述疏水部分选自胆固醇、维生素D或生育酚。
E222.如E221所述的siRNA分子，其中所述疏水部分是胆固醇。
E223.如E221所述的siRNA分子，其中所述疏水部分是维生素D。
E224.如E221所述的siRNA分子，其中所述疏水部分是生育酚。
E225.如E1-E224中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度在10至30个核苷酸之间(例如，11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28或29个核苷酸)。
E226.如E225中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度在15至30个核苷酸之间(例如，16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28或29个核苷酸)。
E227.如E226所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为18至23个核苷酸(例如，19、20、21或22个核苷酸)。
E228.如E227所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为20个核苷酸。
E229.如E227所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为21个核苷酸。
E230.如E227所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为22个核苷酸。
E231.如E227所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为23个核苷酸。
E232.如E226所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为24个核苷酸。
E233.如E226所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为25个核苷酸。
E234.如E226所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为26个核苷酸。
E235.如E226所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为27个核苷酸。
E236.如E226所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为28个核苷酸。
E237.如E226所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为29个核苷酸。
E238.如E226所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为30个核苷酸。
E239.如E1-E238中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为12至30个核苷酸。
E240.如E239中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度在14至24个核苷酸之间(例如，15、16、17、18、19、20、21、22或23个核苷酸)。
E241.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为15个核苷酸。
E242.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为16个核苷酸。
E243.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为17个核苷酸。
E244.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为18个核苷酸。
E245.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为19个核苷酸。
E246.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为20个核苷酸。
E247.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为21个核苷酸。
E248.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为22个核苷酸。
E249.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为23个核苷酸。
E250.如E240所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为24个核苷酸。
E251.如E239所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为25个核苷酸。
E252.如E239所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为26个核苷酸。
E253.如E239所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为27个核苷酸。
E254.如E239所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为28个核苷酸。
E255.如E239所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为29个核苷酸。
E256.如E239所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为30个核苷酸。
E257.如E1-E256中任一项所述的siRNA分子，其中所述siRNA分子是分支siRNA分子。
E258.如E257所述的siRNA分子，其中所述分支siRNA分子是二分支、三分支或四分支的。
E259.如E258中任一项所述的siRNA分子，其中所述siRNA分子是二分支的。
E260.如E258中任一项所述的siRNA分子，其中所述siRNA分子是三分支的。
E261.如E258中任一项所述的siRNA分子，其中所述siRNA分子是四分支的。
E262.如E258或E259所述的siRNA分子，其中所述二分支siRNA分子由式XVI-XVIII中任一项表示：
其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。
E263.如E262所述的siRNA分子，其中所述二分支siRNA分子由XVI表示。
E264.如E262所述的siRNA分子，其中所述二分支siRNA分子由式XVII表示。
E265.如E262所述的siRNA分子，其中所述二分支siRNA分子由式XVIII表示。
E266.如E258或E260所述的siRNA分子，其中所述三分支siRNA分子由式XIX-XXII中任一项表示：
其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。
E267.如E266所述的siRNA分子，其中所述三分支siRNA分子由式XIX表示。
E268.如E266所述的siRNA分子，其中所述三分支siRNA分子由式XX表示。
E269.如E266所述的siRNA分子，其中所述三分支siRNA分子由式XXI表示。
E270.如E266所述的siRNA分子，其中所述三分支siRNA分子由式XXII表示。
E271.如E258或E261所述的siRNA分子，其中所述四分支siRNA分子由式XXIII-XXVII中任一项表示：
其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。
E272.如E271所述的siRNA分子，其中所述四分支siRNA分子由式XXIII表示。
E273.如E271所述的siRNA分子，其中所述四分支siRNA分子由式XXIV表示。
E274.如E271所述的siRNA分子，其中所述四分支siRNA分子由式XXV表示。
E275.如E271所述的siRNA分子，其中所述四分支siRNA分子由式XXVI表示。
E276.如E271所述的siRNA分子，其中所述四分支siRNA分子由式XXVII表示。
E277.如E262-E276中任一项所述的siRNA分子，其中所述接头选自乙二醇(例如，聚乙二醇(PEG)，诸如三乙二醇(TrEG)或四乙二醇(TEG))、烷基、碳水化合物、嵌段共聚物、肽、RNA和DNA的一个或多个连续亚基。
E278.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头是乙二醇寡聚体。
E279.如E278所述的siRNA分子，其中所述乙二醇寡聚体是PEG。
E280.如E279所述的siRNA分子，其中所述PEG是TrEG。
E281.如E279所述的siRNA分子，其中所述PEG是TEG。
E282.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头是烷基寡聚体。
E283.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头是碳水化合物寡聚体。
E284.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头是嵌段共聚物。
E285.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头是肽寡聚体。
E286.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头是RNA寡聚体。
E287.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头是DNA寡聚体。
E288.如E277-E287中任一项所述的siRNA分子，其中所述寡聚体或共聚物含有2至20个连续亚基。
E289.如E288所述的siRNA分子，其中所述寡聚体或共聚物含有4至18个连续亚基。
E290.如E289所述的siRNA分子，其中所述寡聚体或共聚物含有6至16个连续亚基。
E291.如E230所述的siRNA分子，其中所述寡聚体或共聚物含有8至14个连续亚基。
E292.如E231所述的siRNA分子，其中所述寡聚体或共聚物含有10至12个连续亚基。
E293.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头通过共价键形成部分的方式附接一个或多个(例如，1、2个或多个)siRNA分子。
E294.如E293所述的siRNA分子，其中所述共价键形成部分选自烷基、酯、酰胺、氨基甲酸酯、膦酸酯、磷酸酯、硫代磷酸酯、氨基磷酸酯、三唑、脲和甲缩醛。
E295.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头包括式L1的结构，其中式L1为：
E296.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头包括式L2的结构，其中式L2为：
E297.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头包括式L3的结构，其中式L3为：
E298.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头包括式L4的结构，其中式L4为：
E299.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头包括式L5的结构，其中式L5为：
E300.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头包括式L6的结构，其中式L6为：
E301.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头包括式L7的结构，其中式L7为：
E302.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头包括式L8的结构，其中式L8为：
E303.如E277所述的siRNA分子，其中所述接头包括式L9的结构，其中式L9为：
E304.如E1-E303中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与选自以下的基因的一部分杂交的互补性：ABCA7、ABI3、ADAM10、APOC1、APOE、AXL、BIN1、C1QA、C3、C9ORF72、CASS4、CCL5、CD2AP、CD33、CD68、CLPTM1、CLU、CR1、CSF1、CST7、CTSB、CTSD、CTSL、CXCL10、CXCL13、DSG2、ECHDC3、EPHA1、FABP5、FERMT2、FTH1、GNAS、GRN、HBEGF、HLA-DRB1、HLA-DRB5、HTT、IFIT1、IFIT3、IFITM3、IFNAR1、IFNAR2、IGF1、IL10RA、IL1A、IL1B、IL1RAP、INPP5D、ITGAM、ITGAX、KCNT1、LILRB4、LPL、MAPT、MEF2C、MMP12、MS4A4A、MS4A6A、MSH3、NLRP3、NME8、NOS2、PICALM、PILRA、PLCG2、PRNP、PTK2B、SCIMP、SCN9A、SLC24A4、SNCA、SORL1、SPI1、SPP1、SPPL2A、TBK1、TNF、TREM2、TREML2、TYROBP和ZCWPW1。
E305.如E304所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与选自以下的基因的一部分杂交的互补性：APOE、BIN1、C1QA、C3、C9ORF72、CCL5、CD33、CLU/APOJ、CR1、CXCL10、CXCL13、IFIT1、IFIT3、IFITM3、IFNAR1、IFNAR2、IL10RA、IL1A、IL1B、IL1RAP、INPP5D、ITGAM、MEF2C、MMP12、NLRP3、NOS2、PILRA、PLCG2、PTK2B、SLC24A4、TBK1和TNF。
E306.如E304所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与选自HTT、MAPT、SNCA、C9ORF72、APOE、SCN9A、KCNT1、PRNP和MSH3的基因的一部分杂交的互补性。
E307.如E306所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与HTT基因的一部分杂交的互补性。
E308.如E306所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与MAPT基因的一部分杂交的互补性。
E309.如E306所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与SNCA基因的一部分杂交的互补性。
E310.如E306所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与C9ORF72基因的一部分杂交的互补性。
E311.如E306所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与APOE基因的一部分杂交的互补性。
E312.如E306所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与SCN9A基因的一部分杂交的互补性。
E313.如E306所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与KCNT1基因的一部分杂交的互补性。
E314.如E306所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与PRNP基因的一部分杂交的互补性。
E315.如E306所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与MSH3基因的一部分杂交的互补性。
E316.一种药物组合物，其包括如E1-E315中任一项所述的siRNA分子和药学上可接受的赋形剂、载体或稀释剂。
E317.一种将siRNA分子递送至受试者的中枢神经系统(CNS)的方法，所述方法包括将E1-E315中任一项所述的siRNA分子或E302所述的药物组合物施用至所述受试者的CNS。
E318.如E317所述的方法，其中所述siRNA分子或所述药物组合物通过纹状体内、脑室内或鞘内注射的方式施用给所述受试者。
E319.如E317或E318所述的方法，其中所述siRNA分子或所述药物组合物向所述受试者的CNS的递送引起所述受试者中靶基因的基因沉默。
E320.如E319所述的方法，其中所述靶基因是过度活跃的疾病驱动基因。
E321.如E319所述的方法，其中所述靶基因是降低的表达与所述受试者中的疾病状态相关的基因的负调控因子。
E322.如E319所述的方法，其中所述靶基因是增加的表达与受试者中的疾病状态相关的基因的正调控因子。
E323.如E319所述的方法，其中所述靶基因是所述靶基因的剪接同种型，其中所述剪接同种型降低所述靶基因的表达。
E324.如E319-E323中任一项所述的方法，其中所述基因沉默治疗所述受试者中的疾病状态。
E325.如E317-E324中任一项所述的方法，其中所述siRNA分子或所述药物组合物通过纹状体内注射的方式施用给所述受试者。
E326.如E317-E324所述的方法，其中所述siRNA分子或所述药物组合物通过脑室内注射的方式施用给所述受试者。
E327.如E317-E324所述的方法，其中所述siRNA分子或所述药物组合物通过鞘内注射的方式施用给所述受试者。
E328.如E317-E327中任一项所述的方法，其中所述受试者是人。
E329.一种试剂盒，其包括如E1-E315所述的siRNA分子，或如E316所述的药物组合物，以及包装说明书，其中所述包装说明书指导所述试剂盒的使用者进行如E317-E328中任一项所述的方法。
其它实施方案
在不偏离本公开的范围和精神的情况下，所述公开的各种修改和变化对本领域技术人员将是显而易见的。尽管已结合具体实施方案对本公开进行了描述，但是应当理解所要求保护的本公开不应当不适当地限定于此类具体实施方案。实际上，所描述的用于执行本公开的方式的各种修改对于本领域的技术人员是显而易见的，且旨在包含在本公开的范围内。其他实施方案在权利要求中。

Claims (84)

1.一种小干扰RNA(siRNA)分子，所述分子包含反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包含式I表示的结构，其中式I按5′至3′方向是：
A-B-(A’)j-C-P2-D-P1-(C’-P1)k-C’
式I；
其中A由式C-P1-D-P1表示；
每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；
B由式C-P2-D-P2-D-P2-D-P2表示；
每个C独立地是2'-O-甲基(2'-O-Me)核糖核苷；
每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2'-氟(2'-F)核糖核苷；
每个D独立地是2'-F核糖核苷；
每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；
每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；
j是1至7的整数；并且
k是1至7的整数。
2.如权利要求1所述的siRNA分子，其中所述反义链包含式A1表示的结构，其中式A1按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A
式A1；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
3.一种小干扰RNA(siRNA)分子，所述分子包含反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包含式II表示的结构，其中式II按5′至3′方向是：
A-B-(A’)j-C-P2-D-P1-(C-P1)k-C’
式II；
其中A由式C-P1-D-P1表示；
每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；
B由式C-P2-D-P2-D-P2-D-P2表示；
每个C独立地是2'-O-甲基(2'-O-Me)核糖核苷；
每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2'-氟(2'-F)核糖核苷；
每个D独立地是2'-F核糖核苷；
每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；
每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；
j是1至7的整数；并且
k是1至7的整数。
4.如权利要求3所述的siRNA分子，其中所述反义链包含式A2表示的结构，其中式A2按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-A-S-A
式A2；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
5.如权利要求1-4中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式III表示的结构，其中式III按5'至3'方向是：
E-(A')m-F
式III；
其中E由式(C-P1)2表示；
F由式(C-P2)3-D-P1-C-P1-C、(C-P2)3-D-P2-C-P2-C、(C-P2)3-D-P1-C-P1-D或(C-P2)3-D-P2-C-P2-D表示；
A'、C、D、P1和P2如式II中所定义；并且
m是1至7的整数。
6.如权利要求1-5中任一项所述的siRNA分子，其中j是4且k是4。
7.如权利要求5或权利要求6所述的siRNA分子，其中m是4。
8.如权利要求5所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式S1表示的结构，其中式S1按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-A
式S1；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
9.如权利要求5所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式S2表示的结构，其中式S2按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A
式S2；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
10.如权利要求5所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式S3表示的结构，其中式S3按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-S-A-S-B
式S3；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
11.如权利要求5所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式S4表示的结构，其中式S4按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B
式S4；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
12.一种siRNA分子，所述分子包含反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包含式IV表示的结构，其中式IV按5′至3′方向是：
A-(A’)j-C-P2-B-(C-P1)k-C’
式IV；
其中A由式C-P1-D-P1表示；
每个A’独立地由式C-P2-D-P2表示；
B由式D-P1-C-P1-D-P1表示；
每个C独立地是2’-O-Me核糖核苷；
每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2’-F核糖核苷；
每个D独立地是2'-F核糖核苷；
每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；
每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；
j是1至7的整数；并且
k是1至7的整数。
13.如权利要求12所述的siRNA分子，其中所述反义链包含式A3表示的结构，其中式A3按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B-S-A-S-A-S-A
式A3；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
14.如权利要求12或权利要求13所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式V表示的结构，其中式V按5'至3'方向是：
E-(A’)m-C-P2-F
式V；
其中E由式(C-P1)2表示；
F由式D-P1-C-P1-C、D-P2-C-P2-C、D-P1-C-P1-D或D-P2-C-P2-D表示；
A'、C、D、P1和P2如式IV中所定义；并且
m是1至7的整数。
15.如权利要求14所述的siRNA分子，其中j是6且k是2。
16.如权利要求14或权利要求15所述的siRNA分子，其中m是5。
17.如权利要求14所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式S5表示的结构，其中式S5按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A
式S5；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
18.如权利要求14所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式S6表示的结构，其中式S6按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A
式S6；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
19.如权利要求14所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式S7表示的结构，其中式S7按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-B
式S7；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
20.如权利要求14所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式S8表示的结构，其中式S8按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B-O-A-O-B
式S8；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
21.一种siRNA分子，所述分子包含反义链和与所述反义链具有互补性的有义链，其中所述反义链包含式VI表示的结构，其中式VI按5′至3′方向是：
A-Bj-E-Bk-E-F-Gl-D-P1-C’
式VI；
其中A由式C-P1-D-P1表示；
每个B独立地由式C-P2表示；
每个C独立地是2’-O-Me核糖核苷；
每个C'独立地是2'-O-Me核糖核苷或2’-F核糖核苷；
每个D独立地是2'-F核糖核苷；
每个E独立地由式D-P2-C-P2表示；
F由式D-P1-C-P1表示；
每个G独立地由式C-P1表示；
每个P1独立地是硫代磷酸酯核苷间键联；
每个P2独立地是磷酸二酯核苷间键联；
j是1至7的整数；
k是1至7的整数；并且
l是1至7的整数。
22.如权利要求21所述的siRNA分子，其中所述反义链包含式A4表示的结构，其中式A4按5'至3'方向是：
A-S-B-S-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-A-O-B-O-A-O-B-S-A-S-A-S-A-S-B-S-A
式A4；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
23.如权利要求21或权利要求22所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式VII表示的，其中式VII按5'至3'方向是：
H-Bm-In-A'-Bo-H-C
式VII；
其中A’由式C-P2-D-P2表示；
每个H独立地由式(C-P1)2表示；
每个I独立地由式(D-P2)表示；
B、C、D、P1和P2如式VI中所定义；
m为1至7的整数；
n是1至7的整数；并且
o是1至7的整数。
24.如权利要求23所述的siRNA分子，其中j是3，k是6且l是2。
25.如权利要求23或权利要求24所述的siRNA分子，其中m是3，n是3且o是3。
26.如权利要求23所述的siRNA分子，其中所述有义链包含式S9表示的结构，其中式S9按5'至3'方向是：
A-S-A-S-A-O-A-O-A-O-B-O-B-O-B-O-A-O-B-O-A-O-A-O-A-O-A-S-A-S-A
式S9；
其中A表示2'-O-Me核糖核苷，B表示2'-F核糖核苷，O表示磷酸二酯核苷间键联，并且S表示硫代磷酸酯核苷间键联。
27.如权利要求1-26中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链还包含在所述反义链的5’末端的5’磷稳定部分。
28.如权利要求1-27中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链还包含在所述有义链的5’末端的5’磷稳定部分。
29.如权利要求27或权利要求28所述的siRNA分子，其中所述5'磷稳定部分由式VIII-XV中任一项表示：
其中Nuc表示选自腺嘌呤、尿嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的核碱基，并且R表示任选取代的烷基、任选取代的烯基、任选取代的炔基、苯基、苄基、羟基或氢。
30.如权利要求29所述的siRNA分子，其中所述核碱基是腺嘌呤、尿嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶。
31.如权利要求27-30中任一项所述的siRNA分子，其中所述5’磷稳定部分是式X表示的(E)-乙烯基膦酸酯。
32.如权利要求1-31中任一项所述的siRNA分子，其中所述siRNA分子还包含在所述siRNA分子的5’末端或3’末端的疏水部分。
33.如权利要求32所述的siRNA分子，其中所述疏水部分选自胆固醇、维生素D或生育酚。
34.如权利要求1-33中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为10至30个核苷酸。
35.如权利要求34所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为15至25个核苷酸。
36.如权利要求35所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为20个核苷酸。
37.如权利要求35所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为21个核苷酸。
38.如权利要求35所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为22个核苷酸。
39.如权利要求35所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为23个核苷酸。
40.如权利要求35所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为24个核苷酸。
41.如权利要求35所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为25个核苷酸。
42.如权利要求34所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为26个核苷酸。
43.如权利要求34所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为27个核苷酸。
44.如权利要求34所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为28个核苷酸。
45.如权利要求34所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为29个核苷酸。
46.如权利要求34所述的siRNA分子，其中所述反义链的长度为30个核苷酸。
47.如权利要求1-46中任一项所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为12至30个核苷酸。
48.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为15个核苷酸。
49.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为16个核苷酸。
50.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为17个核苷酸。
51.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为18个核苷酸。
52.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为19个核苷酸。
53.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为20个核苷酸。
54.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为21个核苷酸。
55.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为22个核苷酸。
56.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为23个核苷酸。
57.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为24个核苷酸。
58.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为25个核苷酸。
59.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为26个核苷酸。
60.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为27个核苷酸。
61.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为28个核苷酸。
62.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为29个核苷酸。
63.如权利要求47所述的siRNA分子，其中所述有义链的长度为30个核苷酸。
64.如权利要求1-63中任一项所述的siRNA分子，其中所述siRNA分子是分支siRNA分子。
65.如权利要求64所述的siRNA分子，其中所述分支siRNA分子是二分支、三分支或四分支的。
66.如权利要求65所述的siRNA分子，其中所述二分支siRNA分子由式XVI-XVIII中任一项表示：
其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。
67.如权利要求65所述的siRNA分子，其中所述三分支siRNA分子由式XIX-XXII中任一项表示：
其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。
68.如权利要求65所述的siRNA分子，其中所述四分支siRNA分子由式XXIII-XXVII中任一项表示：
其中每个RNA独立地是siRNA分子，L是接头，并且每个X独立地表示分支点部分。
69.如权利要求66-68中任一项所述的siRNA分子，其中所述接头选自乙二醇、烷基、碳水化合物、嵌段共聚物、肽、RNA和DNA的一个或多个连续亚基。
70.如权利要求69所述的siRNA分子，其中所述一个或多个连续亚基是2至20个连续亚基。
71.如权利要求1-70中任一项所述的siRNA分子，其中所述反义链具有足以与选自下组的基因的一部分杂交的互补性：ABCA7、ABI3、ADAM10、APOC1、APOE、AXL、BIN1、C1QA、C3、C9ORF72、CASS4、CCL5、CD2AP、CD33、CD68、CLPTM1、CLU、CR1、CSF1、CST7、CTSB、CTSD、CTSL、CXCL10、CXCL13、DSG2、ECHDC3、EPHA1、FABP5、FERMT2、FTH1、GNAS、GRN、HBEGF、HLA-DRB1、HLA-DRB5、HTT、IFIT1、IFIT3、IFITM3、IFNAR1、IFNAR2、IGF1、IL10RA、IL1A、IL1B、IL1RAP、INPP5D、ITGAM、ITGAX、KCNT1、LILRB4、LPL、MAPT、MEF2C、MMP12、MS4A4A、MS4A6A、MSH3、NLRP3、NME8、NOS2、PICALM、PILRA、PLCG2、PRNP、PTK2B、SCIMP、SCN9A、SLC24A4、SNCA、SORL1、SPI1、SPP1、SPPL2A、TBK1、TNF、TREM2、TREML2、TYROBP和ZCWPW1。
72.如权利要求71所述的siRNA分子，其中所述基因选自HTT、MAPT、SNCA、C9ORF72、APOE、SCN9A、KCNT1、PRNP和MSH3。
73.如权利要求72所述的siRNA分子，其中所述基因是HTT。
74.一种药物组合物，其包含如权利要求1-73中任一项所述的siRNA分子和药学上可接受的赋形剂、载体或稀释剂。
75.一种将siRNA分子递送至受试者的中枢神经系统(CNS)的方法，所述方法包括将权利要求1-73中任一项所述的siRNA分子或权利要求74所述的药物组合物施用至所述受试者的CNS。
76.如权利要求75所述的方法，其中所述siRNA分子或所述药物组合物通过纹状体内、脑室内或鞘内注射的方式施用至所述受试者。
77.如权利要求75或权利要求76所述的方法，其中所述siRNA分子或所述药物组合物向所述受试者的CNS的递送引起所述受试者中靶基因的基因沉默。
78.如权利要求77所述的方法，其中所述靶基因是过度活跃的疾病驱动基因。
79.如权利要求77所述的方法，其中所述靶基因是降低的表达与所述受试者中的疾病状态相关的基因的负调控因子。
80.如权利要求77所述的方法，其中所述靶基因是增加的表达与受试者中的疾病状态相关的基因的正调控因子。
81.如权利要求77所述的方法，其中所述靶基因是所述靶基因的剪接同种型，其中所述剪接同种型降低所述靶基因的表达。
82.如权利要求77-81中任一项所述的方法，其中所述基因沉默治疗所述受试者中的疾病状态。
83.如权利要求75-82中任一项所述的方法，其中所述受试者是人。
84.一种试剂盒，其包含权利要求1-73中任一项所述的siRNA分子，或如权利要求74所述的药物组合物，以及包装说明书，其中所述包装说明书指导所述试剂盒的使用者进行权利要求75-82中任一项所述的方法。
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