JP2012511053A - オメガ機能性化ポリマー、ジャンクション機能性化ブロック共重合体、およびラジカル連鎖延長重合 - Google Patents

オメガ機能性化ポリマー、ジャンクション機能性化ブロック共重合体、およびラジカル連鎖延長重合 Download PDF

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Abstract

空間的に制御されたバイオ接合部位を有する高分子化合物が述べられる。機能性化は、ラジカル重合、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合のようなもの、によるポリマー鎖の選択的なω末端連鎖延長によって達成される。
【選択図】 図1D

Description

関連出願の相互参照
本願は、2008年12月8日に出願された米国出願第61/120,756の優先権を主張するものであり、各出願の全体の内容を本明細書の一部として援用する。
[連邦政府に助成された研究に関する陳述]
本発明は、国立保健研究所により認められ、契約番号R01EB002991のもとでの米国政府の助成を受けてなされたものである。米国政府は、本発明において正当な権利を有する。
発明の分野
本発明は、高分子化合物および高分子化合物を含む組成物に向けられ、それはω機能性化ポリマーとジャンクション機能性化ブロック共重合体とポリマー接合体とを含む。本発明はまた、そのような化合物および組成物を合成に適切なラジカル連鎖延長重合を含む方法、およびそのような高分子化合物および組成物に向けられる。
発明の背景
ニトロキシド媒介リビングフリーラジカル重合(NMP)(1)、原子移動ラジカル重合(ATRP)(2)、および可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)(3,4)のような制御された(リビング)ラジカル重合法は、比較的狭い分子量分布および進歩した構造を有するポリマーを合成するために当業者に知られている。ポリマーは、有機および水性の条件(5−11)の両方において、RATF重合により多様なモノマーから誘導することができる。そのようなラジカル重合法から誘導されるポリマーは、異なったαおよびω機能性化を伴なったテレケリックポリマーとすることができる。ポリマー接合体は、対象とされる種々の部位への結合によりテレケリックポリマーから誘導される(12−17)。
末端機能性化ポリマーを合成するための方法が知られている。例えば、機能性化末端基を有するポリマーは、イニシエーターを修飾することによるATRPを用いて(18,19)、あるいは連鎖移動剤(CTA)を修飾することによるRAFTを用いて合成されてきた。例えば、RAFT CTAは、機能性脱離基RL(16,17,20〜23)、あるいは機能性活性化基Zとともに知られている。重合後のポリマーの機能性化もまた、知られている。例えば、キサントゲン酸塩、ジチオエステル、ジチオカルバミン酸、およびトリチオカルボナートに基づくRAFT CTAを用いたラジカル重合により合成されたポリマーは、一級アミン(26〜28)またはNaBH4(12,13)で還元することができ、チオール末端基をもたらす。それにもかかわらず、チオールへの接合は、そのような反応が望ましくない反応条件を典型的に含むと述べられてきた(11,13,14,26,29〜35)。Charmot et al.への米国特許第6,919,409は、機能性化モノマーを伴なう連鎖鎖延長によるRAFTのω機能性化を開示する。しかしながら、開示された方法は、チオカルボニルチオ制御移動剤の切断を含み、それによって、さらなるCTA媒介ラジカル重合を妨げ、こうしてポリマー構造の柔軟性を制限する。末端機能性化RAFTポリマーを合成するための一般的に知られた方法もまた、アミン官能基のようなある種の官能基に関しては制限される。Moad et alは、例えば、一級または二級アミン官能基を有するポリマーはRAFT重合により直接的に合成することができず、これはこれらの基がチオカルボニルチオ化合物との反応を容易に受けるためであることを報告する。(Moad et al., The Chemistry of Radical Polymerization, 2d Ed., p.538-540 Elsevier (2006)参照; また、WO 1998/001478参照)。(保護された)アミン官能基でのRAFT剤を用いた間接的な方法が知られている。(Id.)
現存する方法の種々の欠点を克服し、ω機能性化RAFTポリマーのような機能性化ポリマーを合成するさらなる方法が必要とされる。
空間的に制御されたバイオ接合体部位を有する高分子化合物は、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合のようなラジカル重合によるポリマー鎖のω末端連鎖延長を含む選択的な機能性化によってもたらされる。
本発明の高分子化合物は、ω機能性化ポリマー鎖を含み、これにおいては、ω機能性化は1以上の官能基を有する連鎖延長モノマーの取り込みによってもたらされる。したがって、本発明の高分子化合物は、少なくとも1つのポリマー鎖、および結合したω末端連鎖延長部位を含み、ここでそのような連鎖延長部位は、1以上の連鎖延長残基を含む(例えば、連鎖延長モノマーのラジカル連鎖延長重合から誘導されるモノマー残基)。連鎖延長モノマー、および対応する連鎖延長残基は、1以上の反応性官能基を含むことができる(1以上の不安定な保護またはマスキング基により任意に保護またはマスクされる)。そのような高分子化合物を合成するための改善された方法は、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合によってポリマー鎖のω末端に連鎖延長部位(E*)を形成するポリマー鎖Pnの連鎖延長を含み、これにおいては:
(i)得られる連鎖延長部位が制限された数(例えば、20を超えず、好ましくは10を超えず、例えば1から10の範囲)の連鎖延長残基Eを含むように、連鎖延長モノマーの取り込まれる程度が制限される;
(ii)1以上の連鎖延長残基は、官能基、好ましくは反応性アミン官能基を含む、および/または
(iii)連鎖延長部位のω末端は、連鎖移動部位Yを含み、ここで連鎖移動部位はさらなるRAFT重合が可能である(すなわち、リビング特性を有する)、あるいはここで、連鎖延長部位は、重合後に切断または誘導体化が可能である。
本発明の種々の側面の好ましい実施形態において、前述の特徴の組み合わせは、(i)制限された連鎖延長、ここで連鎖延長部位(E*)は、連鎖延長残基Eの制限された数のみ、好ましくは以下にさらに説明するような、非単独重合性モノマーを用いた可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)連鎖移動反応から誘導され、そのような特徴は次の特徴の少なくとも1つ、好ましくは両方と組み合わされる:(ii)アミン官能基のような官能基を含むモノマーを用いた連鎖延長;および(iii)リビング連鎖延長部位として操作する連鎖移動残基の取り込みおよび生存度をもたらす、巨大連鎖移動剤(マクロCTA)を効果的に与える連鎖延長。
有利なことに、そのような方法は、そのω末端で選択的に機能性化が可能なポリマー鎖の合成を可能とする。ω末端における連鎖移動部位のリビング特性は、ジャンクション機能性化、任意にω末端機能性化もされたブロック共重合体を合成するためのさらなるラジカル重合を可能にする。そのような方法は、種々の連鎖延長モノマーで行なうことができ、種々の反応性官能基(例えばアミン官能基)に適合するモノマー(例えばN−置換マレイミド)を含む。そのような反応性官能基の有用性および多様性は、効果的なバイオ接合の機会を与え、それによって、1以上の連鎖延長残基を介してポリマー鎖に連結した(バイオ)接合部位を有するポリマーバイオ接合のようなポリマー接合を与える。RAFTラジカル重合の一般性および実質的な柔軟性は、そのような方法の用途をさらに高める。それゆえ、ここに開示され請求された発明の側面は、機能性化ポリマーおよび、実質的な構造の多様性を伴なうポリマー(バイオ)接合体のような高分子化合物である。
一般的には、それゆえ、本発明の側面は高分子化合物である。高分子化合物、1以上のポリマー鎖および1以上の連鎖延長部位。好ましくは、高分子化合物は、ω機能性化ポリマーおよびジャンクション機能性化ブロック共重合体を含む。ブロック共重合体は、ジャンクション機能性化および/またはω機能性化ブロック共重合体の両方を含むことができる。高分子化合物は、アミン機能性化高分子化合物を含むことができる。高分子化合物は、巨大分子連鎖移動剤(マクロCTA)を含むことができ、これは、ラジカル重合のためのω機能性化マクロCTAを含む。高分子化合物は、ポリマー接合体を含む。高分子化合物は、ω接合したポリマー接合体、およびジャンクション接合したブロック共重合体接合体を含むことができる。ブロック共重合体接合体は、ジャンクション接合したおよび/またはω接合したブロック共重合体接合体の両方を含むことができる。高分子化合物は、ポリヌクレオチド−ポリマー接合体のようなバイオポリマー接合体を含むことができる。
本発明は、第一の側面において高分子化合物を含む化合物に向けられる。
本発明の第一の側面の第一の一般的な実施形態において、本発明の高分子化合物は、式IIAを有するポリマーを含むポリマー化合物を含有することができる。
Figure 2012511053
ここで、Pnは第一ポリマー鎖(好ましくはラジカル重合から誘導される)であり、Eは独立して選択される連鎖鎖延長残基であり、kは1から20の範囲、好ましくは1から10の範囲の整数であり、Yは連鎖移動剤残基、好ましくは可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)残基、例えば好ましくは式−SC(=S)Z(ここでZは活性化基である)を有するチオカルボニルチオ部位であり、Y*は連鎖移動残基誘導体、例えば好ましくはチオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化(例えば機能性化)から誘導される部位であり、Pmは第二ポリマー鎖(好ましくはラジカル重合から誘導される)である。
本発明の第一側面の第二の一般的な実施形態において、本発明の高分子化合物は式IIA(上述したような)を有するポリマーを含むポリマーバイオ接合体化合物を含み、ここで1以上のEは、例えば連結部位Lを介して共有的にそれに連結した1以上のバイオ接合体部位を含む連鎖延長残基である。一般的に、そのような高分子化合物は、式IAを有するポリマーを含むポリマー(バイオ)接合体化合物を含む:
Figure 2012511053
ここで、Pnは第一ポリマー鎖(好ましくはラジカル重合から誘導される)であり、Eは独立して選択される連鎖延長残基であり、j,kおよびlは、それぞれ独立して選択される整数であり、ここでjは0から9の範囲であり、kは≧1であり、lは0から9の範囲であり、和(j+k+l)は≦20であり、好ましくは和(j+k+l)は≦10であり、Lは連結部位であり、Qは、Lを介してEに共有的に結合した生体分子作用物質(例えばポリヌクレオチドのような)であり、Y、Y*およびPmのそれぞれは、本発明の第一側面の第一の一般的な実施形態に関連して上で説明したとおりである。生体分子作用物質は、生物学的に関係のある部位であり、好ましくは治療剤、標的化剤、診断剤および分析剤から選択される。
本発明の第一側面の第三の一般的な実施形態において、本発明の高分子化合物は、上述したような式IAおよび式IIAの高分子化合物を含み、ここで、連鎖延長残基Eは、1以上の官能基を含み、好ましくはEは反応性アミン官能基(例えば、一級アミンまたは二級アミン)、またはその対応するアンモニウム塩を含む。
本発明の第一側面の第四の一般的な実施形態において、本発明の高分子化合物は、上述したような式IAおよび式IIAの高分子化合物を含み、ここで高分子化合物は連鎖移動剤残基Yを含む。好ましくは、そのような高分子化合物は、巨大分子連鎖移動剤−マクロCTA−とすることができ、例えば、ここでYはさらに可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合(例えばリビング特性を有する)が可能であり、好ましくは実質的に単離された形態である。好ましくは、高分子化合物は式IIIAを有する実質的に単離された形態の巨大分子連鎖移動剤とすることができる、
Figure 2012511053
ここで、Pn、E、kおよびYのそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したとおりであり(例えば、Eは、例えば連結部位Lを介してそれに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖延長残基であることを含む)。
本発明の第一側面の第五の一般的な実施形態において、本発明の高分子化合物は、上述したような式IAおよび式IIAの高分子化合物を含み、ここで高分子化合物は、2以上のポリマーブロック(例えば異なるポリマー鎖)を含むブロック共重合体を含み、これは典型的に1以上の連鎖移動残基(E*)により分離される。一般的に、本発明の高分子化合物は、A−(E*)−Bブロック共重合体またはA−(E*)−Bブロック共重合体接合体を含むことができ、第一ポリマー鎖Pnにより定義される共重合体の第一ブロックA、および第二ポリマー鎖Pmにより定義されるポリマーの第二ブロックB、および1以上の連鎖延長残基Eを含む連鎖延長部位E*を含む。好ましくは、第二ブロックBは、第一ブロックAとは異なる(例えば、異なる化学組成または原子の異なる配列および/または異なる物理的特性を有する)。好ましくは、そのような高分子化合物は、式IVAを有するA−(E*)−Bブロック共重合体とすることができる。
Figure 2012511053
ここで、Pn、E、kおよびPmのそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したとおりであり(例えば、Eは、例えば連結部位Lを介してそれに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖移動残基であることを含む)。
本発明の第一側面の第六の一般的な実施形態において、本発明の高分子化合物は、上で説明したような式IAおよび式IIAの高分子化合物を含み、ここで高分子化合物は連鎖延長部位(E*)が1つの連鎖延長残基Eからなるポリマー化合物を含む。好ましくは、単一の連鎖延長残基Eを含むそのような連鎖延長部位(E*)は、以下にさらに説明するような非単独重合性モノマーを用いた可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)連鎖延長反応から誘導される。一般的に、本発明の高分子化合物は、式VAを有するポリマーを含む。
Figure 2012511053
ここで、Pn、E、YおよびY*のそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したとおりである(例えば、Eは、例えば連結部位Lを介してそれに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖移動残基であることを含む)。
本発明の第一側面の第七の一般的実施形態において、本発明の高分子化合物は、発明の第四側面の方法(以下に説明する)を含む方法により合成された高分子化合物を含み、それらの任意の一般的な実施形態(および全ての副実施形態を含む)を含む。
本発明は、第二の側面において高分子化合物を含む組成物に向けられる。
本発明の第二側面の第一の一般的な実施形態において、組成物は、本発明の第一側面の高分子化合物を含み、第一側面の一般的な実施形態およびそれらの任意の副実施形態を含む。
本発明の第二側面の第二の一般的な実施形態において、組成物は式IIAを有するポリマーを含む高分子化合物を含むことができ、
Figure 2012511053
重量で(組成物の全重量に対して)、少なくとも約30%、好ましくは少なくとも約40%、好ましくは少なくとも約50%の量であり、ここでPn、E、k、Y、Y*およびPmのそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したとおり(例えば、ここでEは、例えば連結部位Lを介して、それに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖移動残基であることを含む)、あるいは、第一側面の種々の一般的な実施形態およびそれらの任意の副実施形態のそれぞれに関連して上で説明したおりである。
本発明の第二側面の第三の一般的な実施形態において、組成物はポリヌクレオチド含有組成物を含み、ここでそのような組成物は高分子化合物およびそれに結合したポリヌクレオチドを含み、ここで高分子化合物は本発明の第一側面(第一側面の任意の一般的な実施形態、およびそれらの任意の副実施形態を含む)のポリマー化合物またはポリマー(バイオ)接合体である。
本発明の第二側面の第四の一般的な実施形態において、組成物はポリヌクレオチド含有組成物を含み、そのような組成物は高分子化合物およびそれに結合したポリヌクレオチドを含み、高分子化合物は式IIAを有するポリマーを含み、
Figure 2012511053
ここで、Pn、E、k、Y、Y*およびPmのそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したとおり(例えば、Eは、例えば連結部位Lを介して、それに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖移動残基であることを含む)、あるいは、第一側面の種々の一般的な実施形態およびそれらの任意の副実施形態のそれぞれに関連して上で説明したおりである。
一般的に、本発明の第二側面の第三または第四の一般的な実施形態(それらの任意の副実施形態を含む)のいずれかに関して、ポリヌクレオチドは高分子化合物に共有的に連結する(例えば、それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合する)ことができ、あるいは、ポリマー化合物との非共有相互作用を介して(例えばイオン性相互作用を介して)、高分子化合物に結合することができる。一般的にこれに関しては、そのような組成物の高分子化合物は、好ましくは少なくとも1つの膜崩壊性ポリマー鎖(例えばエンドソームのpHにおいて、膜崩壊活性を有するpHに敏感なポリマー)を含む。一般的にこれに関しては、そのような組成物の高分子化合物は、好ましくは少なくとも1つの疎水性のポリマー鎖を含む。一般的にこれに関して、そのような組成物の高分子化合物は、好ましくは少なくとも1つのポリマー鎖を含み、これは第一の帯電可能種を有する複数のモノマー残基を含み、第一帯電可能種は血清の生理学的pHにおいてアニオン性であり、エンドソームのpHにおいて実質的に中性または非帯電である。一般的にこれに関して、そのような組成物の高分子化合物は、好ましくはブロック共重合体を含み、ブロック共重合体は共重合体の第一ブロックAを定義する第一膜崩壊性ポリマー鎖、および共重合体の第二ブロックBを定義する第二ポリマー鎖を含む。一般的にこれに関して、そのような組成物の高分子化合物は、好ましくはブロック共重合体を含み、ブロック共重合体は共重合体の第一ブロックAを定義する第一疎水性ポリマー鎖、それは第一帯電可能種を有する複数のモノマー残基を含み、第一帯電可能種は血清の生理学的pHにおいてアニオン性であり、エンドソームのpHにおいて実質的に中性または非帯電であるもの、および共重合体の第二ブロックBを定義する第二ポリマー鎖を含む。一般的に、ブロック共重合体の実施形態の考慮において、ブロック共重合体は共重合体の第二ブロックBを定義する第二ポリマー鎖を含むことができ、これは血清の生理学的pHにおいてカチオン種を有する複数のモノマー残基を含み、これにおいては、ポリヌクレオチドは、ポリヌクレオチドと共重合体の第二ブロックBのカチオン種との間の非共有相互作用を介してブロック共重合体に結合する。一般的にはこれに関して、そのような組成物の高分子化合物は、高分子化合物に共有的に結合した1以上の標的化部位を含むことができる(例えば、それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合する)。一般的にこれに関して、そのような標的化部分は、エンドサイトーシスを媒介するために効果的な1以上の受容体についての親和性を有するリガンドとすることができる。本発明の第二側面の第三または第四の一般的な実施形態の前述した一般的な特徴のそれぞれは、種々の組み合わせおよび変更において用いることができ、それぞれの起こり得る組み合わせおよび変更において、明白に意図される。
本発明は、第三側面において、高分子化合物を含む医薬組成物に向けられる。
本発明の第三側面の第一の一般的な実施形態において、医薬組成物は本発明の第一側面の高分子化合物を含むものであるが、それは第一側面の一般的な実施形態(およびそれらの任意の副実施形態)のいずれか、および1以上の薬学的に許容可能な賦形剤を含む。
本発明の第三側面の第二の一般的な実施形態において、医薬組成物は本発明の第二側面の組成物を含むものであるが、それは第二側面の一般的な実施形態(およびそれらの任意の副実施形態)のいずれかを含み、さらに1以上の薬学的に許容可能な賦形剤を含む。
本発明の第三側面の第三の一般的な実施形態において、医薬組成物は式IIAを有するポリマーを含む高分子化合物、
Figure 2012511053
および薬学的に許容可能な賦形剤を含み、ここでPn、E、k、Y、Y*およびPmのそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したとおり(例えば、ここでEは、例えば連結部位Lを介して、それに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖延長残基である、を含む)、あるいは第一側面の種々の一般的な実施形態およびそれらの任意の副実施形態のそれぞれに関連して上で説明したとおりである。
本発明は、第四側面において高分子化合物の合成方法に向けられる。
第四側面の第一の一般的な実施形態において、本発明は、ラジカル重合を含む方法、好ましくは可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合を含む方法による、本発明の第一側面(第一側面の一般的な実施形態(およびそれらの任意の副実施形態)の任意を含む)の高分子化合物の合成を含む。一般的には、これに関して連鎖延長部位(E*)は、連鎖延長重合、好ましくは可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合を用いて合成される。好ましくは、例えば高分子化合物はラジカル重合法を用いて合成され、それは、(i)1以上のモノマーの第一セットAを、活性化されたラジカルとチオ−カルボニル−チオ部位を含む連鎖移動剤との存在下、重合条件で反応させて、式Pn−Y(YはSC(=S)Zであり、Zは活性化基である)を有する巨大分子連鎖移動剤を形成すること、および(ii)引き続いて、活性化されたラジカルと巨大分子連鎖移動剤との存在下、連鎖延長条件で連鎖延長モノマーEを反応させて、式Pn−(E)k−Y(kは1から10の整数である)を有する連鎖延長付加物を形成することを含む。
第四側面の第二の一般的な実施形態において、本発明は、ラジカル重合により高分子化合物を構成することを含み、それは、(i)活性されたラジカルとチオ−カルボニル−チオ部位を含む連鎖移動剤との存在下、重合条件で1以上のモノマーを反応させて、式Pn−Y(YはSC(=S)Zであり、Zは活性化基である)を有する巨大分子連鎖移動剤であって、巨大分子連鎖剤は1.5未満の多分散性指数Mw/Mnを有するものを形成すること、および(ii)引き続いて、活性されたラジカルおよび巨大分子連鎖移動剤の存在下、連鎖延長条件で連鎖延長モノマーEを反応させて、式Pn−(E)k−Y(kは1から10の範囲の整数である)を有する連鎖延長付加物であって、連鎖延長付加物は、1.5未満の多分散性指数Mw/Mnを有するものを形成することを含み、ここで連鎖延長付加物Pn−(E)k−Yの多分散性指数は、巨大分子連鎖移動剤Pn−Yの多分散性指数とは10%を超えずに異なる。
第四側面の第三の一般的な実施形態において、本発明はラジカル重合によりA−(E*)−Bを合成することを含み、方法は、(i)活性化されたラジカルとチオ−カルボニル−チオ部位を含む連鎖移動剤との存在下、重合条件のもとで、1以上のモノマーの第一セットAを反応させて、式Pn−Y(YはSC(=S)Zであり、Zは活性化基である)を有する巨大分子連鎖移動剤を形成すること、および(ii)活性されたラジカルおよび巨大分子連鎖移動剤の存在下、連鎖延長条件のもとで連鎖延長モノマーEを反応させて、式Pn−(E)k−Y(kは1から10の範囲の整数である)を有する連鎖延長付加物を形成すること、および(iii)活性されたラジカルおよび連鎖延長付加物の存在下、重合条件のもとで1以上のモノマーの第二セットBを反応させて、式Pn−(E)k−Pm−Yを有するA−E−Bポリマーを形成することを含み、1以上のモノマーの第二セットBは、1以上のモノマーの第一セットAとは同一または異なる。
本発明は、第五側面において、そのような高分子化合物および組成物を用いる方法に向けられる。
第五側面の第一の一般的な実施形態においては、本発明の第一、第二または第三側面の高分子化合物または組成物は、診断剤として用いられる。
第五側面の第二の一般的な実施形態においては、本発明の第一、第二または第三側面の高分子化合物または組成物は、治療剤として用いられる。
第五側面の第三の一般的な実施形態においては、本発明の第一、第二または第三側面の高分子化合物または組成物は、分析剤として用いられる。
第五側面の第四の一般的な実施形態において、本発明の第一、第二または第三側面の高分子化合物または組成物(例えばポリヌクレオチドポリマー接合体、およびポリヌクレオチド含有組成物)は、RNAi干渉(例えば短干渉RNA(siRNA))のようなポリヌクレオチドの細胞間デリバリーとして用いることができる。一般的にこれに関して、細胞はインビトロ細胞とすることができる。一般的これに関して、細胞はインビボ内細胞とすることができる。
本発明の種々の特徴は、発明の種々の側面のそれぞれを定義する特徴を含むものであり、それらの全ての一般的な実施形態およびそれらの任意の副実施形態を定義する特徴を含むものであるが、本発明の他の特徴との種々の組み合わせおよび変更において用いることができる。ここに述べられる特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、テレケリック高分子化合物(例えば、RAFT重合から誘導された)の概念図を示し、ポリマーバイオ接合体は、ポリマー鎖、連鎖延長部位(マレイミド連鎖延長残基を含んで示される)、およびそれに共有的に連結した生体分子作用物質(中実の楕円状として示される)を含み、ここで連鎖延長部位は、高分子化合物のω末端にあり、−RL部位は、連鎖移動剤を残す脱離基RL(例えば、カルボキシレート基)とすることができ、−Y部位は、連鎖移動残基Y(例えばトリチオカルボナート)、あるいは(図示していないが)その誘導体Y*(例えばチオール)とすることができる。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、テレケリック高分子化合物(例えば、RAFT重合から誘導された)の概念図を示し、ポリマーバイオ接合体は、ポリマー鎖、連鎖延長部位(マレイミド連鎖延長残基を含んで示される)、およびそれに共有的に連結した生体分子作用物質(中実の楕円状として示される)を含み、ここで連鎖延長部位は、高分子化合物の第一ブロックAと第二ブロックBとの間のジャンクションにあり、−RL部位は、連鎖移動剤を残す脱離基RL(例えば、カルボキシレート基)とすることができ、−Y部位は、連鎖移動残基Y(例えばトリチオカルボナート)、あるいは(図示していないが)その誘導体Y*(例えばチオール)とすることができる。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、種々の高分子化合物(例えばRAFT重合から誘導された)の代表的な概念図を示し、それぞれ1以上のポリマー鎖、および高分子化合物のω末端における、および/またはポリマー鎖の間の1以上のジャンクションにおける1以上の連鎖延長部位(E*)を含み、それぞれのポリマー鎖はブロック共重合体化合物のブロックとすることができる。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、ポリマーバイオ接合体を含む種々の高分子化合物(例えばRAFT重合から誘導された)の代表的な概念図を示し、それぞれは1以上のポリマー鎖、高分子化合物のω末端における、および/またはポリマー鎖の間の1以上のジャンクションにおける1以上の連鎖延長部位(E*)、およびそれぞれ鎖延長部位に共有的に連結した1以上のバイオ接合体部分Q(中実の楕円状として示される)を含み、それぞれのポリマー鎖は、ブロック共重合体バイオ接合体化合物のブロックとすることができる。 連鎖移動モノマーとしてN−(2−アミノエチル)マレイミドトリフルオロアセテート(“AM”)を用い(例2)、RAFTラジカル重合(例1A)により合成されたDMAEMAポリマー鎖の連鎖延長に関する実験分析データを示し、AMでの連鎖延長後のpDMAEMAの1H−NMRを含む。 連鎖移動モノマーとしてN−(2−アミノエチル)マレイミドトリフルオロアセテート(“AM”)を用い(例2)、RAFTラジカル重合(例1A)により合成されたDMAEMAポリマー鎖の連鎖延長に関する実験分析データを示し、ポリマー鎖へのAMの付加に起因したδ=3.77における三重項を含む。 連鎖移動モノマーとしてN−(2−アミノエチル)マレイミドトリフルオロアセテート(“AM”)を用い(例2)、RAFTラジカル重合(例1C)により合成されたNIPAMポリマー鎖の連鎖延長に関する実験分析データを示し、AMでの連鎖延長後のpNIPAMの1H−NMRスペクトルを含む。 連鎖移動モノマーとしてN−(2−アミノエチル)マレイミドトリフルオロアセテート(“AM”)を用い(例2)、RAFTラジカル重合(例1C)により合成されたNIPAMポリマー鎖の連鎖延長に関する実験分析データを示し、ポリマー鎖へのAMの付加に起因したδ=3.15における三重項、および無傷のRAFT連鎖移動残基Yの存在を示すδ=3.31における四重項を示す。 実験分析データを示し、pDMAEMAポリマー鎖(例1A)およびpDMAEMA−AM連鎖延長ポリマー化合物(例2)の分子量分布を示すGPCトレースを含む。 実験分析データを示し、pDMAEMA−AM−STYブロック共重合体(例3)および対応するpDMAEMA−AMマクロCTA(例2A)のGPCトレースを含む。 アミン反応性ピレン染料(“P”)に接合した連鎖延長したポリマーに関する実験分析データを示し、ピレン接合の後(例4A)のpDMAEMA−AM−PのRIおよびUVトレースを含む。 アミン反応性ピレン染料(“P”)に接合した連鎖延長したポリマーに関する実験分析データを示し、修飾されない(非接合)pDMAEMA−AM(例2)(連鎖末端のトリチオカルボナート部位に起因した制限されたUV吸収を示す)およびピレン接合したpDMAEMA−AM−P(例4A)(僅かに増加した吸収を示す)のUV吸光度を含む。 葉酸に接合した連鎖延長したポリマーに関連する実験分析データを示し、葉酸への接合前のpDMAEMA−b−DMAEMA/BMA/PAA−AM(例2B)のRIおよびUVトレースを含む。 葉酸に接合した連鎖延長したポリマーに関連する実験分析データを示し、葉酸の付加後のpDMAEMA−b−DMAEMA/BMA/PAA(例5)のRIおよびUVトレースを含む。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、イオン性相互作用を含む相互作用を介してポリヌクレオチド(例えばsiRNA)と非共有的結合に適合させたポリマー化合物を含む。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、イオン性相互作用を含む相互作用を介してポリヌクレオチド(例えばsiRNA)と非共有的結合に適合させたポリマー化合物を含み、高分子化合物は、1以上の標的化部位(三角形により示される)をさらに含むことができる(例えば、受容体が媒介したエンドサイトーシスを媒介するために効果的なリガンド)。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、そのω末端において1以上の延長部位(E*)を介してポリヌクレオチド(例えばsiRNA)との共有バイオ接合体に適合させたポリマー化合物を含む。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、そのω末端において1以上の延長部位(E*)を介してポリヌクレオチド(例えばsiRNA)との共有バイオ接合体に適合させたポリマー化合物を含み、高分子化合物は、1以上の標的化部位(三角形により示される)をさらに含むことができる(例えば、受容体が媒介したエンドサイトーシスを媒介するために効果的なリガンド)。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、そのω末端において1以上の延長部位(E*)を介してポリヌクレオチド(例えばsiRNA)との共有バイオ接合体に適合させたポリマー化合物を含み、高分子化合物は、複数のポリマー鎖、複数の延長部位および/または連鎖延長部位に連結した複数のバイオ接合体部位、および任意に1以上の標的化部位を含む。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、そのω末端において1以上の延長部位(E*)を介してポリヌクレオチド(例えばsiRNA)との共有バイオ接合体に適合させたポリマー化合物を含み、高分子化合物は、1以上の標的化部位(三角形により示される)をさらに含むことができ(例えば、受容体が媒介したエンドサイトーシスを媒介するために効果的なリガンド)、高分子化合物は、複数のポリマー鎖、複数の延長部位および/または連鎖延長部位に連結した複数のバイオ接合体部位、および任意に1以上の標的化部位を含む。 本発明の高分子化合物の種々の概念図を示し、高分子化合物は、1以上の標的化部位(三角形により示される)をさらに含むことができ(例えば、受容体が媒介したエンドサイトーシスを媒介するために効果的なリガンド)、高分子化合物は、複数のポリマー鎖、複数の延長部位および/または連鎖延長部位に連結した複数のバイオ接合体部位、および任意に1以上の標的化部位を含む。 種々の反応スキームを示し、(i)トリチオカルボナート連鎖移動剤を用いたマレイミド鎖延長重合のための合成経路の例(スキーム1)、(ii)付加開裂平衡を含むシーケンスのセットであって、それはMoadらのThe Chemistry of Radical Polymerization,2d Ed.,p.503−505,Elsevier(2006)に開示されたような、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合の特徴である(スキーム2)、およびRAFT連鎖延長重合における連鎖延長モノマー(例えばME)への伝播ポリマーラジカル(例えばPn,Pm)の付加を模式的に示すシーケンス(スキーム3)を含む。
図面の種々の態様は、発明の詳細な説明に関連して、以下にさらに詳細に述べられる。
発明の詳細な説明
空間的に制御されたバイオ接合部位を有する高分子化合物は、ここで詳細に述べられる。そのような化合物は、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合のようなラジカル重合によるポリマー鎖の選択的なω末端連鎖延長を用いて実現される。
本発明の高分子化合物は、ω機能性化されたポリマー鎖を含み、これにおいては、ω機能性化は、1以上の官能基を有する連鎖延長モノマーを組み入れることによって行なわれる。したがって、本発明の高分子化合物は、少なくとも1つのポリマー鎖および結合したω末端連鎖延長部位を有し、ここで、そのような連鎖延長部位は、1以上の連鎖延長残基(例えば、連鎖延長モノマーのラジカル連鎖延長重合から誘導されたモノマー残基)を含む。連鎖延長モノマーおよび対応する連鎖延長残基は、1以上の官能基(1以上の不安定な保護基で任意に保護される)を含むことができる。そのような高分子化合物を合成するための改善された方法は、ポリマー鎖のω末端に連鎖延長部位(E*)を形成する可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合によるポリマー鎖Pnの連鎖延長を含み、これにおいては、
(i)連鎖延長モノマーの取り込み程度は、得られる連鎖延長部位が制限された数(例えば20を超えず、好ましくは10を超えず、例えば1から10の範囲)の連鎖延長残基Eを含むように制限される;
(ii)1以上の連鎖延長残基は、官能基、好ましくは反応性アミン官能基を含む;および/または
(iii)連鎖延長部位のω末端は、連鎖移動部位−Yを含み、ここで連鎖移動部位はさらなるRAFT重合のために使用することができ(すなわちリビング特性を有する)、あるいはここで、連鎖移動部位は重合後に切断または誘導体化することができる。
本発明の種々の側面の好ましい実施形態において、前述の特徴の組み合わせは、(i)制限された連鎖移動、ここで連鎖延長部位(E*)は、制限された数のみの連鎖移動残基E、好ましくは以下にさらに説明するような非単独重合性モノマーを用いた可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)反応から誘導され、そのような特徴は、(ii)アミン官能基のような官能基を含むモノマーを用いた連鎖延長、および(iii)リビング連鎖移動部位として作用し、巨大分子連鎖移動剤(マクロCTA)を効果的に与える連鎖移動残基の取り込みおよび生存能力をもたらす連鎖延長の特徴の少なくとも1つ、好ましくは両方と組み合わされる。
[高分子化合物]
ここに開示され請求される本発明の種々の側面において(本発明のそれぞれの側面およびそのそれぞれの一般的な実施形態を含む)、本発明の化合物(またはその化合物を含む組成物)は、高分子化合物を含むことができる。高分子化合物は、ポリマー化合物またはポリマー接合体とすることができる。
例えば図1Aを参照すると、高分子化合物は、ポリマー鎖、ポリマー鎖のω末端における連鎖延長部位(単一のマレイミド連鎖延長残基を含んで示される)、および連鎖延長部位に共有的に連結した生体分子作用物質(中実の楕円状として示される)を含むポリマーバイオ接合体を含むことができる。示されるように、連鎖移動部位−Yは、連鎖移動残基に結合することができ、さらなるラジカル重合が可能である。示されるように、ポリマー鎖のα末端は、例えばRAFT連鎖移動剤から誘導される脱離基−RLを含むことができる。そのような脱離基−RLは、従来知られているように、任意に機能性化することもできる(例えば、1以上のカルボキシル基のような官能基を含むことができる)。例えば図1Bにおいて、高分子化合物は、第一ブロックAを定義する第一ポリマー鎖、第一ポリマー鎖のω末端における連鎖延長部位(単一のマレイミド連鎖延長残基を含んで示される)、連鎖延長部位に共有的に連結した生体分子作用物質(中実の楕円状として示される)、および連鎖延長部位に共有的に連結し、ブロック共重合体の第二ブロックBを定義する第二ポリマー鎖を含む。示されるように連鎖移動部位−Yは、第二ポリマー鎖のω末端に結合することができ、さらなるラジカル重合が可能である。示されるように第一ポリマー鎖のα末端は、例えば離脱基−RLを含むことができ、それはRAFT連鎖移動剤から誘導される。そのような離脱基−RLは、当業者に知られているように任意に機能性化することもできる。
本発明は、種々のポリマー特性およびポリマー構造を有する高分子化合物を含むことができ、ポリマー鎖(例えば、化学的性質、物理的特性、マクロ構造的構造など)に関して、および連鎖延長部位(E*)の配置(例えば、化学的性質、数、位置、空間的な密度など)に関するものを含む。図1Cを参照すると、例えば、種々の高分子化合物は、1以上のポリマー鎖、および高分子化合物のω末端における、および/またはポリマー鎖の間の1以上のジャンクションにおける1以上の連鎖延長部位(E*)を含むことができる。図示される実施形態において、それぞれのポリマー鎖は、ブロック共重合体化合物のブロックとして考えられる。図1Dにおける種々の高分子化合物はポリマーバイオ接合体を含むものであるが、それぞれは1以上のポリマー鎖、高分子化合物のω末端におけるおよび/またはポリマー鎖の間の1以上のジャンクションにおける1以上の連鎖延長部位(E*)、および1以上のバイオ接合体部位Q(楕円状として示される)であって、それぞれ連鎖延長部位に共有的に連結するものを含む。図示される実施形態において、それぞれのポリマー鎖は,ブロック共重合体バイオ接合体化合物のブロックとして考えられる。図1Cおよび図1Dには直鎖状の高分子化合物として示されるが、本発明の高分子化合物は、分岐した高分子、架橋した高分子、星型高分子、または他の巨大分子構造も含むことができる。有利なことに、追ってさらに詳細に説明されるように、本発明の高分子化合物は、RAFT重合のような制御された(リビング)ラジカル重合法から誘導されたポリマーに関わる当業者に知られている多くの種々の構造を含むことができる。
一般的に、それゆえ、本発明の高分子化合物は、式IIAを有するポリマーを含むポリマー化合物を含むことができる。
Figure 2012511053
ここで、Pnは第一ポリマー鎖(好ましくはラジカル重合から誘導される)、Eは独立して選択される連鎖延長残基であり、kは1から20、好ましくは1から10の範囲の整数であり、Yは連鎖移動残基、好ましくは可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)残基、例えば好ましくは式−SC(=S)Z(Zは活性化基である)を有するチオカルボニルチオ部位であり、Y*は連鎖移動残基誘導体、例えば好ましくはチオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化(例えばその機能性化)から誘導される部位であり、Pmは第二ポリマー鎖(好ましくはラジカル重合から誘導される)である。
一般的に、本発明の高分子化合物は、式IIA(上述したような)を有するポリマーを含むポリマーバイオ接合体化合物を含むことができ、ここで1以上のEは、連結部位Lを介してそれに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖延長残基である。一般的に、そのような高分子化合物は、式IAを有するポリマーを含むポリマー(バイオ)接合体を含むことができる。
Figure 2012511053
ここで、Pnは第一ポリマー鎖(好ましくはラジカル重合から誘導される)であり、Eは独立して選択される連鎖延長残基であり、j,kおよびlはそれぞれ独立して選択される整数であり、ここでjは0から9の範囲、kは≧1であり、lは0から9の範囲であり、和(j+k+l)は≦20であり、好ましくは和(j+k+l)は≦10であり、Lは連結部位であり、QはLを介してEに共有的に結合した生体分子作用物質であり、Yは連鎖移動剤残基、好ましくは可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)残基、例えば好ましくは、式−SC(=S)Z(ここでZは活性化基である)を有するチオカルボニルチオ部位であり、Y*は連鎖移動残基誘導体、例えば好ましくはチオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化(例えば機能性化)により誘導される部位であり、Pmは第二ポリマー鎖(好ましくはラジカル重合から誘導される)である。
好ましい実施形態において、Eは式E1の連鎖延長残基であり、
Figure 2012511053
ポリマー(バイオ)接合体は式IBのポリマーを好ましくは含み、
Figure 2012511053
ここで、QはLを介してR2、R3またはR2およびR3を含む任意の環構造に共有的に結合し、ここで、R1,R2,R3およびR4のそれぞれは、それぞれ独立して選択され、式E1(以下の)に関連して説明されるようなものであり、ここでPn,j,k,l,Q,L,Y,Y*およびPmのそれぞれは、式IAのポリマー(バイオ)接合体化合物に関連して説明されるとおりである。
好ましい実施形態において、Eは式E2の連鎖延長残基とすることができ、
Figure 2012511053
ポリマー(バイオ)接合体は式ICのポリマーを好ましくは含む。
Figure 2012511053
ここでQは、Lを介してR5に共有的に結合し、R5はR2、R3またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、ここでR1,R2,R3,R4のそれぞれ、およびそれぞれのR5は、それぞれ独立して選択され、式E2(以下の)に関連して説明されるようなものであり、ここでPn,j,k,l,Q,L,Y,Y*およびPmのそれぞれは、式IAのポリマー(バイオ)接合体化合物に関連して説明されるとおりである。
好ましい実施形態において、Eは式E3の連鎖延長残基とすることができる。
Figure 2012511053
ポリマー(バイオ)接合体は、式IDのポリマーを好ましくは含み、
Figure 2012511053
ここでQは、Lを介してR5に共有的に結合し、R5はR2,R3またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つに含まれる窒素原子(例えばアミン官能基から)からぶら下がる置換基であり、ここでR1,R2,R3,R4のそれぞれ、およびそれぞれのR5は、それぞれ独立して選択され、式E3(以下の)に関連して説明されるようなものであり、ここでPn,j,k,l,Q,L,Y,Y*およびPmのそれぞれは、式IAのポリマー(バイオ)接合体化合物に関連して説明されるとおりである。
式IA,IB,ICまたはIDの任意の高分子化合物に関して、それぞれの場合において、j,kおよびlはそれぞれ独立して選択される整数であり、好ましい実施形態においては、(i)jは0から4の範囲であり、kは>1であり、lは0から4の範囲であり、和(j+k+l)は<5である;あるいは(ii)jは0から2の範囲であり、kは>1であり、lは0から2の範囲であり、和(j+k+l)は<3である;あるいは(iii)jは0であり、kは1であり、lは0である。
本発明の高分子化合物においては、上述したような式IAおよび式IIAの高分子化合物を含むものであるが、連鎖延長残基、それぞれのEは、それぞれ独立して選択される1以上の官能基を好ましくは含むことができ、好ましい実施形態においては、連鎖延長残基Eは、反応性アミン官能基(例えば、一級アミンまたは二級アミン)またはその対応するアンモニウム塩を好ましく含むことができる。
本発明の高分子化合物においては、上述したような式IAおよび式IIAの高分子化合物を含むものであるが、高分子化合物は連鎖移動剤残基Yを含むことができる。好ましくは、そのような高分子化合物は、巨大分子連鎖移動剤(例えば、ここでYはさらなる可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合が可能であり、例えばリビング特性を有する)とすることができる。好ましくは、高分子化合物は実質的に単離された形態の巨大分子連鎖移動剤とすることができ、巨大分子連鎖移動剤は式IIIAを有する。
Figure 2012511053
ここで、Pn,E,kおよびYのそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したとおりである(例えば、ここでEは、例えば連結部位Lを介してそれに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖移動残基であることを含む)。
本発明の高分子化合物においては、上述したような式IAおよび式IIAの高分子化合物を含むものであるが、高分子化合物は、1以上のポリマーブロック(例えば、別々のポリマー鎖)を含むブロック共重合体を含み、それは1以上の連鎖延長部位(E*)により典型的に分離される。一般的に、本発明の高分子化合物は、A−(E*)−Bブロック共重合体またはA−(E*)−Bブロック共重合体接合体を含むことができ、第一ポリマー鎖Pnにより定義される共重合体の第一ブロックAと、第二ポリマー鎖Pmにより定義される共重合体の第二ブロックBと、1以上の連鎖延長残基(E)を含む連鎖延長部位(E*)とを含むことができる。好ましくは第二ブロックBは、第一ブロックAと異なる(例えば、異なる化学組成または異なる原子配列を有するおよび/または物理特性が異なる)。好ましくは、そのような高分子化合物は、式IVAを有するA−(E*)−Bを含むことができる。
Figure 2012511053
ここで、Pn,E,kおよびPmのそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したとおりである(例えば、ここでEは、例えば連結部位Lを介してそれに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖延長残基であることを含む)。
本発明の高分子化合物においては、上述したような式IAおよびIIAの高分子化合物を含むものであるが、高分子化合物はポリマー化合物とすることができ、これにおいては、連鎖延長部位(E*)は1つの連鎖延長残基Eからなる。好ましくは、単一の連鎖延長残基Eのみを含むそのような連鎖延長部位(E*)は、以下にさらに詳細に説明するような非単独重合性モノマーを用いた可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)連鎖移動反応から誘導される。一般的に、本発明の高分子化合物は式VAを有するポリマーを含むことができる。
Figure 2012511053
ここで、Pn,E,YおよびY*のそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したとおりである(例えば、ここでEは、例えば連結部位Lを介してそれに共有的に連結した1以上のバイオ接合体部位Qを含む連鎖延長残基であることを含む)。
本発明の高分子化合物化合物においては、上述したような式IAおよび式IIAの高分子化合物を含む高分子化合物は、ポリマー化合物またはポリマー(バイオ)接合体を含むことができ、それぞれの場合において、式IVEを有するA−(E*)−Bブロック共重合体を含む。
Figure 2012511053
ここでPnはラジカル重合から誘導される第一ポリマー鎖であり、第一ポリマー鎖は共重合体の第一ブロックAを定義し、それぞれのEは独立して選択される連鎖延長残基であり、kは1から10の範囲の整数であり、lは0から10の範囲の整数であり、Pmはラジカル重合から誘導される第二ポリマー鎖であり、第二ポリマー鎖は共重合体の第二ブロックBを定義し、(E*)は延長残基を含む連鎖延長部位を表わす。任意に、少なくとも1つの生体分子作用物質Qは、それぞれの場合において独立して選択される連結部位Lを介して、1以上の連鎖延長部位(E*)の連鎖移動残基Eに共有的に結合する。
上述したようなおよびそれぞれ異なって例示された高分子化合物は、任意の側面、実施形態およびここに述べる方法に一般的に用いることができる。
ここに開示されたまたは請求された本発明の種々の側面(本発明の側面のそれぞれおよびその一般的な実施形態を含む)において、本発明の化合物(またはそのような化合物を含む組成物)は、1以上のポリマー鎖と、1以上の連鎖延長部位を含むことができる。そのようなポリマー鎖およびポリマー延長部位は、ラジカル重合から誘導することができる。好ましくは、それぞれの場合において、そのようなポリマー鎖および/または連鎖延長部位は、以下にさらに詳細に説明するように、連鎖移動剤(CTA)の存在下での重合を含む方法における制御された(またはリビング)ラジカル重合から独立して誘導することができる。
[連鎖延長部位]
一般的に、それぞれの連鎖延長部位は(E*)で表わされるものであるが、制限された数の連鎖延長残基Eを含む。それぞれの連鎖延長残基は、連鎖延長モノマーのラジカル連鎖延長重合から誘導されたモノマー残基とすることができる。好ましくは、連鎖延長残基Eは、後述するような非単独重合性モノマーを用いた可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)連鎖延長反応から誘導することができる。
一般的に、さらに図1Aから1Dを参照すると、例えばポリマーまたはポリマー接合体は、1以上の連鎖延長部位(E*)を含み、ここでそれぞれの連鎖延長部位は制限された数、好ましくは20を超えない、より好ましくは10を超えない、最も好ましくは5を超えない連鎖移動残基Eを含み、ここでそれぞれの連鎖移動残基は、モノマーのラジカル連鎖延長重合から誘導されるモノマー残基である。いくつかの実施形態において、それぞれの連鎖延長部位(E*)は、3を超えない、2を超えない、または1を超えない(単一の)の連鎖延長残基Eを含み、ここでそれぞれの連鎖延長残基は、モノマーのラジカル連鎖延長重合から誘導されるモノマー残基である。したがって、式−(E)k−により特徴付けられる任意の連鎖延長残基について(例えば式IA、式IIA、式IIIA、式IVA、式IVB、式IVC、式IVD、式IVE、式IVF、および式VAの任意のポリマーを含むポリマー化合物について)、一般的には、kは好ましくは1から5の整数、または1から3の整数であり、またはkは1である。式−(E)l−により特徴付けられる任意の連鎖延長残基について(例えば、式IVE、式IVFについて)、添え字lは一般的には、好ましくは1から5の範囲、1から3の範囲の整数であり、またはlは1である。
一般的に、それぞれの連鎖延長残基は、独立して選択することができる。典型的に、ある特定の連鎖延長部位の1以上の連鎖延長残基は同一である(すなわち、同一の連鎖延長モノマーから誘導される)。ある場合には、しかしながら、ポリマー鎖の連鎖延長は、2以上の連鎖延長モノマーを用いて、選択された化学両論比で行なって、2以上の連鎖延長残基のランダムな分布を含む連鎖延長部位を形成することができる。さらに、任意の2つの連鎖延長部位のそれぞれは、連鎖延長部位の間と同一または異なる連鎖延長残基を有することができる(すなわち、同一または異なる連鎖延長モノマーを用いて誘導することができる)。
一般的に、本発明の任意の連鎖延長部位は、末端連鎖延長部位とすることができ、例えば、第一ポリマー鎖のω末端(ω末端連鎖延長部位)に共有的に結合することができる。あるいは、連鎖延長部位は、ジャンクションの連鎖延長部位とすることができ、例えば2つのポリマー鎖の間に共有的に結合、例えば第一ポリマー鎖のω末端に、および第二ポリマーのα末端に結合することができる。
一般的に、本発明の任意の連鎖延長部位(例えば、末端連鎖延長部位またはジャンクションの連鎖延長部位)は、任意に接合している連鎖延長部位とすることができ、これは1以上の(生物学的に関連する)バイオ接合体部位に共有的に連結することができる(例えば連結部位を介して)。
1つの方法において、例えば本発明の連鎖延長残基Eは、1以上の置換基を好ましく含むことができ、好ましくはその少なくとも1つは、官能基(1以上の)を含むことができる。本発明のポリマー接合体において、生体分子作用物質(部位)は、連結部位を介してそのような置換基の官能基に共有的に連結することができる。連結部位は、化学結合とすることができ、あるいは後述するような1以上の共有的に結合した原子を含む部位を含むことができる。
したがって、ポリマー化合物またはポリマー接合体は、ゼロ、1以上の末端連鎖延長部位、ゼロ、1以上のジャンクションの連鎖延長部位、および付加的にまたは任意にゼロ、1以上の接合している連鎖延長部位を含むことができるが、好ましくは、そのようなポリマー化合物またはそのようなポリマー接合体は少なくとも1つの連鎖延長部位を含むことが好ましく、それは末端連鎖延長部位またはジャンクションの連鎖移動部位のいずれかであり、それぞれの場合において、任意に接合している連鎖延長部位とすることができる。
好ましくは、連鎖延長残基Eは、ラジカル重合により、好ましくは可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合により、殆どまたは全く単独重合性なしに連鎖延長反応条件の下で連鎖延長モノマーから誘導され、一般的にここで、非単独重合性モノマーとして、または実質的に単独伝播しないモノマーとして称される。図8のスキーム2.2、スキーム2.4およびスキーム3.2を参照すると、そのような非単独重合性モノマーは、延長重合反応条件下での伝播速度定数kpについて特徴付けることができる。 「非単独重合性」または「殆どから全く単独重合性なし」または「実質的に単独伝播しない」は、モノマーの伝播速度定数kp(L/mol/sec.)が、連鎖延長条件下で2000未満、好ましくは1500未満、好ましくは1000未満であること;いくつかの実施形態においては、モノマーの伝播速度定数kp(L/mol/sec.)は500未満、300未満または200未満であることを意味する。好ましくは、それゆえ、それぞれの連鎖延長部位(E*)は、1以上の連鎖延長残基Eを含むことができ、それは重合性モノマーのラジカル重合から(この好ましくはRAFT重合により)誘導されたモノマー残基であり、モノマーは連鎖延長重合反応条件下で約2000未満、好ましくは1500未満、好ましくは連鎖延長条件のもとで1000未満の伝播速度定数kp(L/mol/sec.)を有するものであり;いくつかの実施形態においては、それぞれの場合において連鎖延長条件のもとで、モノマーの伝播速度定数kp(L/mol/sec.)は、500未満、300未満、または200未満とすることができる。一般的に、伝播速度定数kpについての信頼できる値は、多くのモノマーについて知られている(例えば、Beuermann et al.,Prog.Polym.Sci.,27,191(2002)参照)。伝播速度定数kpについての値は、Moad et al.,のThe Chemistry of Radical Polymerization, 2d Ed.,pp.216−218,Elsevier(2006)に一般的に開示されているような公知の方法により決定することができ、それは好ましくはパルスレーザー光手法(Beuermann et al.,Id.,Moad et al.,Id.参照)を含む。
図8のスキーム3を参照すると、そのような非単独重合性モノマーは、連鎖延長モノマーの単独伝播に関連した上限温度Tcに基づいて、付加的にまたは任意に特徴付けられる(スキーム3.2、図8)。請求項ではっきりと言及されない理論に縛られることなく、ポリマーラジカル、例えばエチレン的に不飽和な連鎖延長モノマーMEを有するPnの単独伝播は、可逆反応として熱力学的根拠を有する(スキーム3.1、図8)。非伝播の程度は、温度上昇(例えばエントロピー効果に起因した)およびその結果に伴なって増加する。上限温度Tcは、伝播および非伝播の速度が等しくなる温度である。一般的に、Tc以下では、重合の正味の伝播が予測され;Tcを超えると、正味の非伝播が予測される。上限温度Tc、および伝播/非伝播平衡定数(Keq、スキーム3.1、図8)は、連鎖延長モノマーとポリマーとの平衡の研究により求められる。あるいは、例えば等式1.1および1.2の関係を用いて、種々の温度で与えられた伝播のエンタルピー(ΔHp)およびエントロピー(ΔSp)の値で計算することができる。
Figure 2012511053
これは、Moad et alのThe Chemistry of Radical Polymerization, 2d Ed.,pp.213−216,Elsevier(2006)に一般的に開示されている。好ましくは、本発明の種々の側面の状況において(その一般的な実施形態を含む)、連鎖延長モノマーは、好ましくは約200℃未満、または約175℃未満、または約150℃未満、いくつかの実施形態においては、約125℃未満、または約100℃未満の上限温度を有する。状況について、限定なしに、Moad et al.は、本発明の状況における連鎖延長モノマーとして適切な種々のモノマーの上限温度Tcを報告し、例えば、Tc〜200℃を有するメチルメタクリレート(MMA)、Tc〜200℃を有するメタクリロニトリル(MAN)、およびTc〜30℃を有するα−メチルスチレン(AMS)のようなものである。
一般的に、比較的低い伝播速度定数kpを有する連鎖延長モノマーは、種々の要因を考察することにより選択することができ、例えば、連鎖延長重合反応におけるモノマーに関連する相対的な活性化エネルギー、および連鎖延長重合反応において得られる伝播ラジカルの相対的な安定性を含む。一般的に、変わりやすい例外に起因した限定なしに、より低い伝播速度定数kpは、比較的高められた活性化エネルギーおよび比較的高められた伝播ラジカルの安定性に恩恵を示す。
一般的に、連鎖延長モノマーは、エチレン的に不飽和なモノマーを含み、それは連鎖延長反応条件の下で実質的に非単独重合性である。
適切な連鎖延長モノマーは、例えば、α−H置換基を有するモノマー(例えば、スチレン(S)、ブタジエン(B))から選択することができる。
本発明の適切な連鎖延長モノマーは、一般的に好ましくは、α−アルキル、α−カルボン酸、α−カルボン酸塩(酸エステル)、または他のα−置換基を有するエチレン的に不飽和なモノマーから選択することができる。例えば、適切な連鎖延長モノマーは、アクリルモノマー、アクリレートモノマー、アクリルアミドモノマー、およびアクリロニトリルモノマーを含むことができ、これは、カルボキシル部位、例えば、α−アルキル、α−カルボン酸、またはα−カルボン酸塩(酸エステル)部位でα置換される。好ましくは、それぞれの場合において、そのようなα−置換基部位は、C1〜C12ハイドロカルビル部位、C1〜C8ハイドロカルビル部位、C1〜C6ハイドロカルビル部位、またはC1〜C4ハイドロカルビル部位である。好ましくは、それぞれの場合において、そのようなα−置換基部位は、好ましくは、α−アルキル、α−カルボン酸、またはα−カルボン酸塩(酸エステル)部位から選択されるC1〜C12、C1〜C8、C1〜C6、またはC1〜C4部位である。一般的に、変わりやすい例外に起因した制限なしに、伝播速度定数kpは、そのようなα−置換部位の長さまたは空間的な嵩高さの増加とともに減少する傾向にある。
例えば、より具体的な連鎖延長モノマーは、(α−)メタクリル酸、(α−)アクリル酸エチル、(α−)アクリル酸プロピル、および(α−)アクリル酸ブチルのようなα−アルキルアクリル酸の中から選択することができる。例えば、より具体的な連鎖延長モノマーは、アルキル(α−)メタクリレート、アルキル(α−)エチルアクリレート、アルキル(α−)プロピルアクリレート、およびアルキル(α−)ブチルアクリレートのようなアルキルα−アルキルアクリレートの中から選択することができ、ここで、好ましくはそれぞれの場合において、エステルアルキル部位は、好ましくは非置換のまたは置換されたC1〜C4アルキル部位である。一般的に、変わりやすい例外に起因した制限なしに、伝播速度定数kpは、エステルアルキル鎖の長さの増加に伴なって増加する傾向にある。例えば、より具体的な連鎖延長モノマーは、α−アルキルアシルアミド(αアルキルアシルアミド類、N−アルキルα−アルキルアシルアミド類、またはN,N−ジアルキルα−アルキルアシルアミド類を含む)から選択することができ、(任意にアミド置換されたN−H−アルキルまたはN,N−ジアルキル)(α−)メタクリルアミド、(任意にアミド置換されたN−H−アルキルまたはN,N−ジアルキル)(α−)エチルアクリルアミド、(任意にアミド置換されたN−H−アルキルまたはN,N−ジアルキル)(α−)プロピルアクリルアミド、および(任意にアミド置換されたN−H−アルキルまたはN,N−ジアルキル)(α−)ブチルアクリルアミドのようなものであり、ここで好ましくは、それぞれの場合において、N−置換基は、それぞれ独立して選択された非置換のまたは置換されたC1〜C4アルキル部位である。例えば、より具体的な連鎖延長モノマーは、(α−)メタアクリロニトリル、(α−)エチルアクリロニトリル、(α−)プロピルアクリロニトリル、および(α−)ブチルアクリロニトリルのようなαアルキルアクリロニトリルの中から選択することができる。
エチレン的に不飽和でα置換されたモノマーである好ましい連鎖延長モノマーの例は、α−メチル置換されたモノマーを含み、限定なしにメタクリル酸(MAA)、メタクリル酸メチル(MMA)、メタクリル酸エチル(EMA)、メタクリル酸n−ブチル(nBMA)、メタクリル酸i−ブチル(iBMA)、メタクリル酸2−エチルヘキシル(EHMA)、メタクリル酸グリシジル(GMA)、およびメタアクリロニトリル(MAN)のようなものである。エチレン的に不飽和でα−置換されたモノマーである好ましい連鎖延長モノマーの例は、エチル置換されたモノマーを含み、限定なしにエチルアクリル酸メチル(MEA)のようなものである。
ここで開示される発明の種々の高分子化合物に関して、特に式IA、式IIA、式IIIA、式IVA、および式VAの任意のポリマーを含む高分子化合物の例に関して、好ましい連鎖延長残基E(対応する連鎖延長モノマーのラジカル重合から誘導される)は、式E1、式E2、および式E3の任意の連鎖延長残基を含む:
Figure 2012511053
一般的には、式E1、式E2,および式E3のそれぞれについて独立して:R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は共有環構造の中にある。好ましくは、それぞれの式について、前述のハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および/または置換へテロ−ハイドロカルビルは、それぞれの場合において、C1〜C20部位、C1〜C16部位、C1〜C12部位、C1〜C8部位、C1〜C6部位、またはC1〜C4部位とすることができる。好ましくは、それぞれの式について、前述のハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および/または置換へテロ−ハイドロカルビルは、それぞれの場合において、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合した多環構造とすることができる。式E2については、R5は、R2、R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、好ましくはR5置換基は1以上の官能基を含む。式E3については、R5は、R2、R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つに含まれる窒素原子(例えばアミン官能基から)からぶら下がる置換基であり、好ましくはR5置換基は1以上の官能基を含む。好ましくは、それぞれの式について、R2およびR3を含む前述の任意の環構造は、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合した多環構造を含むことができる。
好ましくは、独立して考えられる式E1、式E2、および式E3の連鎖延長残基のそれぞれについて、それぞれの場合において立体の特殊性なしに考えられ、式IB、式IC、および式IDのポリマー(バイオ)接合体のそれぞれについても独立して考えられ:
それぞれのR1は、水素、およびハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C20部位であって、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合した多環構造を含むことができるものから独立して選択され、
それぞれのR2は、水素、およびハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C20部位であって、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合した多環構造を含むことができるものから独立して選択され、
それぞれのR3は、水素、およびハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C20部位であって、それは炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合した多環構造を含むことができるものから独立して選択され、
2およびR3が共有環構造の中にある場合には、全体的に考えられ、そのような環構造は、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合した多環構造から選択されるC1〜C24部位とすることができ、
それぞれのR4は、水素、およびハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C20部位であって、それは炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合した多環構造を含むことができるものから独立して選択される。
好ましくは、独立して考えられるR1、R2、R3およびR4のそれぞれについて:
それぞれのR1は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルケニル、C1〜C8アルキニル、C1〜C8アレニル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、C1〜C8エーテル、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8ケトン、C1〜C8アルデヒド、C1〜C8アシルハライド、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アラルケニル、C1〜C16アラルキニル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアラルケニル、C1〜C16ヘテロアラルキニル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
それぞれのR2は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルケニル、C1〜C8アルキニル、C1〜C8アレニル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、C1〜C8エーテル、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8ケトン、C1〜C8アルデヒド、C1〜C8アシルハライド、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アラルケニル、C1〜C16アラルキニル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアラルケニル、C1〜C16ヘテロアラルキニル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
それぞれのR3は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルケニル、C1〜C8アルキニル、C1〜C8アレニル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、C1〜C8エーテル、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8ケトン、C1〜C8アルデヒド、C1〜C8アシルハライド、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アラルケニル、C1〜C16アラルキニル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアラルケニル、C1〜C16ヘテロアラルキニル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
2およびR3が共有環構造の中にある場合には、全体的に考えられ、そのような環構造は、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した環構造から選択されるC1〜C16部位とすることができ、
それぞれのR4は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルケニル、C1〜C8アルキニル、C1〜C8アレニル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、C1〜C8エーテル、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8ケトン、C1〜C8アルデヒド、C1〜C8アシルハライド、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アラルケニル、C1〜C16アラルキニル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアラルケニル、C1〜C16ヘテロアラルキニル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択される。
好ましくは、独立して考えられるそれぞれのR1、R2、R3およびR4について:
それぞれのR1は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されるまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
それぞれのR2は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されるまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
それぞれのR3は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されるまたは置換されない)独立して選択され、
2およびR3が共有環構造の中にある場合には、全体的に考えられ、そのような環構造は、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した環構造から選択されるC1〜C16部位とすることができ、
それぞれのR4は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリールC1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されるまたは置換されない)からなる群から選択される。
好ましくは、独立して考えられるR1、R2、R3およびR4のそれぞれについて:
それぞれのR1は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
それぞれのR2は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
それぞれのR3は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
2およびR3が共有環構造の中にある場合には、全体的に考えられ、そのような環構造は、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アルカリール、C1〜C16ヘテロアリール、C1〜C16アルクへテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)、および前述の1つ以上を含む縮合した環構造とすることができ、
それぞれのR4は、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択される。
好ましくは、独立して考えられるR1、R2、R3およびR4のそれぞれについて:
それぞれのR1は、水素、C1〜C6アルキル、C1〜C6カルボン酸、C1〜C6カルボキシエステル、およびC1〜C6アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
それぞれのR2は、水素、C1〜C6アルキル、C1〜C6カルボン酸、C1〜C6カルボキシエステル、およびC1〜C6アミド、C1〜C12炭素環、C1〜C12複素環、C1〜C12アリール、C1〜C12アラルキル、C1〜C12アリールオキシ、C1〜C12アルカリール、C1〜C12ヘテロアリール、C1〜C12ヘテロアラルキル、C1〜C12ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C12アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
それぞれのR3は、水素、C1〜C6アルキル、C1〜C6カルボン酸、C1〜C6カルボキシエステル、およびC1〜C6アミド、C1〜C12炭素環、C1〜C12複素環、C1〜C12アリール、C1〜C12アラルキル、C1〜C12アリールオキシ、C1〜C12アルカリール、C1〜C12ヘテロアリール、C1〜C12ヘテロアラルキル、C1〜C12ヘテロアリールオキシ、およびC1〜C12アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から独立して選択され、
2およびR3が共有環構造の中にある場合には、全体的に考えられ、そのような環構造は、C1〜C12炭素環、C1〜C12複素環、C1〜C12アリール、C1〜C12アルカリール、C1〜C12ヘテロアリール、C1〜C12アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)、および前述の1つ以上を含む縮合した多環構造とすることができ、
それぞれのR4は、水素、C1〜C6アルキル、C1〜C6カルボン酸、C1〜C6カルボキシエステル、およびC1〜C6アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択される。
好ましくは、独立して考えられるR1、R2、R3およびR4のそれぞれについて:
それぞれのR1は、水素、C1〜C4アルキル、C1〜C4カルボン酸、C1〜C4カルボキシエステル、およびC1〜C4アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、
それぞれのR2は、水素、C1〜C6アルキル、C1〜C6カルボン酸、C1〜C6カルボキシレート(エステル)、およびC1〜C6アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、
それぞれのR3は、水素、C1〜C6アルキル、C1〜C6カルボン酸、C1〜C6カルボキシレート(エステル)、およびC1〜C6アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、
2およびR3が共有環構造の中にある場合には、全体的に考えられ、そのような環構造は、C1〜C8炭素環、C1〜C8複素環、C1〜C8アリール、C1〜C8アルカリール、C1〜C8ヘテロアリール、C1〜C8アルクヘテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)、および前述の1つ以上を含む縮合した多環構造とすることができ、
それぞれのR4は、水素、C1〜C4アルキル、C1〜C4カルボン酸、C1〜C4カルボキシエステル、およびC1〜C4アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択される。
一般的に、式E1、式E2および式E3のそれぞれについて、独立して選択されるR1、R2、R3およびR4の少なくとも1つは水素以外である(そのようなR1、R2、R3およびR4のそれぞれは、ここでの種々の実施形態および副実施形態において述べられるように異なって選択される。)。
一般的に、式E1、式E2および式E3のそれぞれについて、独立して選択されるR1、R2、R3およびR4の少なくとも2つは水素以外である(そのようなR1、R2、R3およびR4のそれぞれは、ここでの種々の実施形態および副実施形態において述べられるように異なって選択される。)。
一般的に、式E1、式E2および式E3のそれぞれについて、独立して選択されるR1、R2、R3およびR4の少なくとも3つは水素以外である(そのようなR1、R2、R3およびR4のそれぞれは、ここでの種々の実施形態および副実施形態において述べられるように異なって選択される。)。
一般的に、式E1、式E2および式E3のそれぞれについて、独立して選択されるR1、R2、R3およびR4の少なくとも1つは水素であり、独立して選択されるR1、R2、R3およびR4の少なくとも2つは水素以外である(そのようなR1、R2、R3およびR4のそれぞれは、ここでの種々の実施形態および副実施形態において述べられるように異なって選択される。)。
一般的に、式E1、式E2および式E3のそれぞれについて、独立して選択されるR1、R2、R3およびR4の少なくとも2つは水素であり、独立して選択されるR1、R2、R3およびR4の少なくとも2つは水素以外である(そのようなR1、R2、R3およびR4のそれぞれは、ここでの種々の実施形態および副実施形態において述べられるように異なって選択される。)。
一般的に、式E1、式E2および式E3のそれぞれについて、置換基R2およびR3は、共有環構造の中にあり、R1、R2、R3およびR4のそれぞれは、ここでの実施形態および副実施形態に述べられるように独立して選択される。
2およびR3が共有環構造の中にある好ましい実施形態において、全体的に考えられ、そのような環構造は、炭素環部位(置換されたまたは置換されない)とすることができ、(非へテロ)脂環部位および(非へテロ)芳香環部位のような非へテロ環部位(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)を一般的に含む。好ましい炭素環部位は、飽和または不飽和の脂環部位であり、例えば、シクロアルカン類,シクロアルケン類、またはシクロアルキレン類(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)のようなものである。
例えば、炭素環部位は、単環または多環(例えば二環)のシクロアルキル部位のような飽和した炭素環部位を含むことができ、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、およびデカリン(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)である。
例えば、炭素環部位は、単環または多環(例えば二環)のシクロアルケニル部位のような不飽和炭素環部位を含むことができ、例えば、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、1,3−シクロヘキサジエニル、1,4−シクロヘキサジエニル、シクロヘプテニル、1,5−シクロオクタジエニル、およびシクロオクチニル(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)である。
例えば、炭素環部位は、芳香族(非へテロ)炭素環部位を含むことができ、例えば、ベンジル、フェニル、ナフタレニル、フェナントレニル、アントラセニル、トリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、およびクルセニルなど(それぞれにおいて、置換されたまたは置換されない)である。好ましい置換アリール部位は、例えば、限定なしにトルエニル(toluenyl)、キシレニル(xylenyl)、エチルベンゼニル(ethylbenzenyl)、メシチレニル、デュレニル(durenyl)、アニリニル(anilinyl)、ベンゾイックアシジル(benzoic acidyl)、ビフェニル、シクロベンジル、ニトロベンジル、アセトアミノフェン、フェノール、フェナセチニル(phenacetinyl)、ピクリックアシジル(picric acidyl)、サリサイクリックアシジル(salicyclic acidyl)、およびトリニトロトルエニル(trinitrotoluenyl)を含むことができる。
2およびR3が共有環構造の中にある好ましい実施形態においては、全体的に考えられ、そのような環構造は、複素環部位(置換されたまたは置換されない)とすることができ、一般的に、複素脂環部位および複素芳香環部位(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)のような複素環部位を含む。好ましい複素環部位は、飽和または不飽和の複素環部位(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)を含むことができる。
例えば、複素環部位は、飽和した窒素含有複素環部位を含むことができ、アリジジニル(エチレンイミン)、アゼチジニル(1,3−プロピレンイミン)、ピロリジニル(テトラヒドロピロール)、イミダゾリジニル(テトラヒドロイミダゾール)、チアゾリジニル、オキサゾリジニル、イソオキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、およびオキサジニル(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)などである。後述するように、いくつかの実施形態において、置換基はアシル部位を含むことができる。いくつかの実施形態において、環構造がイミジル(イミド)部位−C(O)NRIC(O)−(RIは水素、ハイドロカルビル、または置換ハイドロカルビルである)を含むように、置換基は2つのアシル部位を含むことができる。
例えば、複素環部位は、不飽和の窒素含有複素環部位を代わりに含むことができ、ピロリル、イミダゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、トリアゾリル(例えば、1,2,3−トリアゾリル、または例えば1,2,4−トリアゾリル)、ジチアゾリル、テトラゾリル、ピリジニル、ピラジニル(1,4−ジアジニル)、ピリミジニル(1,3−ジアジニル)、ピリダジニル(1,2−ジアジニル)、チアジニル、トリアジニル(例えば1,2,3−トリアジニル、例えば1,2,4−トリアジニル、例えば1,3,5−トリアジニル)、およびテトラジニル(例えば1,2,3,4−テトラジニル、例えば1,2,4,5−テトラジニル)(それぞれの場合において、置換または置換されない)などである。
例えば、複素環部位は、(飽和または不飽和の)イミジル含有複素環部位を含むことができる。そのような複素環部位は、イミジル(イミド)部位であり、例えば、式−C(O)NRIC(O)−(RIは水素、ハイドロカルビル、または置換ハイドロカルビルである)により表わされるようなものである。好ましいイミジル含有部位は、限定されない例としてマレイミドまたはフタルイミド残基(すなわち、それぞれマレイミドおよびフタルイミド連鎖延長モノマーの連鎖延長重合から誘導される部位)を含むことができる(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)。
例えば、複素環部位は、飽和した酸素含有複素環部位を含むことができ、例えば、エチレンオキサイド、オキサタニル(1,3−プロピレンオキサイド)、ジオキセタニル(例えば、1,2−ジオキセタニル、例えば1,3−ジオキセタニル、テトラヒドロフラニル、ジオキソラニル、オキサゾリジニル、イソオキサゾリジニル、テトラヒドロピラニル、オキサジニル、およびジオキサニル(例えば、1,2−ジオキサニル、例えば1,3−ジオキサニル、例えば1,4−ジオキサニル)のようなものである(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)。
例えば、複素環部位は、不飽和の酸素含有複素環部位を代わりに含むことができ、オキシレニル(oxirenyl)、フラニル(furanyl)、オキサゾリル、イソオキサゾリル、ピラニル、ジオキシニル(dioxinyl)(例えば、1,2−ジオキシニル、例えば1,4−ジオキシニル)のようなものである(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)。
例えば、複素環部位は、飽和した硫黄含有複素環部位を含むことができ、チイラニル(エチレンスルフィド)、チエタニル(thietanyl)、ジチエタニル(例えば1,2−ジチエタニル、例えば1,3−ジチエタニル)、テトラヒドロチオフェニル、ジチオラニル(例えば1,2−ジチオラニル、例えば1,3−ジチオラニル)、チアゾリジニル、チアニル、およびジチアニル(例えば1,2−ジチアニル、例えば1,3−ジチアニル、例えば1,4−ジチアニル)のようなものである(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)。
例えば複素環部位は、不飽和の硫黄含有複素環部位を代わりに含むことができ、ジチエテニル、チオフェニル(チオフラニル)、ジヒドロチオフェニル(ジヒドロチオフラニル)、チアゾリル、イソチオゾリル、ジチアゾリル、チイニル(チアピラニル)、およびチアジニルのようなものである(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)。
一般的に、特に好ましい実施形態において、式E3について、置換基R2およびR3は、共有環構造の中にあり、R1およびR4のそれぞれは、ここの種々の実施形態およびその副実施形態において述べられるように独立して選択され、R2およびR3は、複素環構造の中にある。複素環構造は、例えば、飽和した窒素含有複素環部位を含むことができ、アリジジニル(エチレンイミン)、アゼチジニル(1,3−プロピレンイミン)、ピロリジニル(テトラヒドロピロール)、イミダゾリジニル(テトラヒドロイミダゾール)、チアゾリジニル、オキサゾリジニル、イソオキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、およびオキサジニルのようなものである(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)。あるいは、複素環は、不飽和の窒素含有複素環部位を含むことができ、ピロリル、イミダゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、トリアゾリル(例えば1,2,3−トリゾリル、または例えば1,2,4−トリアゾリル)、ジチアゾリル、テトラゾリル、ピリジニル、ピラジニル(1,4−ジアジニル)、ピリミジニル(1,3−ジアジニル)、ピリダジニル(1,2−ジアジニル)、チアジニル、トリアジニル(例えば1,2,3−トリアジニル、例えば1,2,4−トリアジニル、例えば1,3,5−トリアジニル)およびテトラジニル(例えば1,2,3,4−テトラジニル、例えば1,2,4,5−テトラジニル)のようなものである(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)。あるいは、複素環構造は、(飽和または不飽和の)イミジル含有複素環部位を含むことができ、例えば、式−C(O)NRIC(O)−(RIは水素、ハイドロカルビルまたは置換ハイドロカルビルである)で表わされるようなものである。好ましいイミジル含有部位は、限定されない例として、マレイミドまたはフタルイミド残基(すなわち、それぞれマレイミドおよびフタルイミドの連鎖延長モノマーの連鎖延長重合から誘導される部位)を含むことができる(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)。
好ましくは、式E2および式E3の連鎖延長残基のそれぞれについて、独立して考えられ、また、式1Cおよび式1Dのポリマー(バイオ)接合体のそれぞれについても独立して考えられ、さらに、以下に述べる連鎖延長モノマーM1ないしM19のそれぞれについても、それぞれのR5は独立して選択され、好ましくは水素、またはハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C20部位であって、それは炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した複素環構造を含むことができるものであり、それぞれの場合において、C1〜C20部位は、反応性置換基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここでそのような置換基は、アミノ(例えば、一級、二級)、アンモニオ、イミノ、アミド、イミジル、ニトリル、アゾ、アジド、シアノ、シアナト、イソシアナト、イソチオシアナト、ヒドラジド、ニトロ、ニトロソ、ニトロソオキシ、ピリジル、ヒドロキシル、アルコキシ、カルボキシ、エステル、アクリル、ハロ、ハロホルミル、ホスフィノ、ホスホリック、ホスホ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、スルフォニル、スルホ、スルフィニル、アルケニル、アルキニル、アレニル、およびシリルから選択することができる。
好ましくは、それぞれのそのようなR5は、独立して選択され、好ましくは水素、またはハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C12部位であって、それはまた、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した多環構造を含むことができるものであり、それぞれの場合において、そのようなC1〜C12部位は、反応性置換基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここでそのような官能基は、アミン(例えば一級または二級)、アンモニオ、イミジル、ニトリル、ピリジル、ヒドラジド、ヒドロキシル、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、およびアルケニルから選択することができる。
好ましくは、それぞれのそのようなR5は、独立して選択され好ましくは水素、またはアルキル、置換アルキル、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した多環構造から選択されるC1〜C8部位を含み、それぞれの場合において、そのようなC1〜C8部位は、反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここでそのような官能基は、アミノ(例えば一級、二級)、アンモニオ、イミジル、ニトリル、ピリジル、ヒドラジド、ヒドロキシル、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、およびアルケニルから選択することができる。
好ましくは、それぞれのそのようなR5は独立して選択され、好ましくは水素、またはアルキル、置換アルキル、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した多環構造から選択されるC1〜C8部位であり、それぞれの場合においてそのようなC1〜C8部位は、アミノ(例えば一級、二級)、アンモニオ、イミジル、ニトリル、ピリジル、ヒドラジド、ヒドロキシル、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、およびアルケニルから選択される1以上の反応性置換基(マスクされたまたはマスクされない)を有する。
好ましくは、それぞれのそのようなR5は、独立して選択され、好ましくは水素、またはアルキル、置換アルキル、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した多環構造から選択されるC1〜C8部位であり、それぞれの場合において、そのようなC1〜C8部位は、アミノ(例えば一級、二級)、およびアンモニオから選択される1以上の反応性置換基(マスクされたまたはマスクされない)を有する。
好ましくは、それぞれのそのようなR5は、独立して選択され、好ましくはここに述べるような生体分子部位Qを含む。
好ましくい連鎖延長モノマーは、連鎖延長重合において説明するような、式E1、式E2または式E3の連鎖延長残基を形成するモノマーとすることができる。
好ましい連鎖延長モノマー(ラジカル重合によって、好ましい連鎖延長残基Eがそれから形成される)は、例えば、マレイミド、N−置換マレイミド(N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−(4−エチルフェニル)マレイミド、N−(4−アセチルフェニル)マレイミド、N−(パラ−トイル)−マレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドN−ドデシルマレイミド、N−tert−ブチルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−(2−ヒドロキシエチル)マレイミド、N−(3−ヒドロキシプロピル)マレイミド、および種々のN−アミノアルキル、例えばN−(2−アミノエチル)マレイミド、N−(2−アミノプロピル)マレイミド、およびN−(3−アミノプロピル)マレイミドなどを含むが、限定されない)、マレイン酸無水物、マレイン酸、フマル酸、マレイン酸エステル(ジ−n−ブチルマレエート、ジ−n−アミルマレエート、ジエチルマレエート、ジイソアミルマレエート、ジメチルマレエート、ジフェニルマレエート、およびジ−n−プロピルマレエートを含むが、限定されない)、フマル酸エステル(ジ−n−アミルフマラート、ジエチルフマラート、ジイソアミルフマラート、ジイソブチルフマラート、ジイソプロピルフマラート、ジメチルフマラート、ジフェニルフマラート、およびジ−n−プロピルフマラートを含むが、限定されない)、アリルおよびメタリル化合物((メタ)アリルスルホネート、(メタ)アリルグリシジルエーテル、(メタ)アルキルビニルエーテル、(メタ)アリルブチルエーテル、(メタ)アリルエチルエーテル、および(メタ)アリルメチルエーテルのようなもの)、ビニルエーテル、ビニルスルホネート、ビニルホスホネート、1,3−ブタジエン誘導体、イタコン酸誘導体(ジ−n−ブチルエステル、ジエチルエステル、ジメチルエステル、およびジシクロヘキシルエステルを含むが、限定されない)、アルファ−アルキルスチレン、アルファ−エチルアクリレート、シスおよびトランススチルベン、および連鎖延長条件のもとで実質的に非単独重合性である他のモノマーを含むことができる。
直前の段落の連鎖延長モノマーは、任意に置換することができる(連鎖延長重合反応における使用前に)。例えば、そのような連鎖延長モノマーは、式E2または式E3に関連して説明したような任意のR5部位で置換することができる。例えば、ビス−機能性化されたマレイミドを用いることができる。例えば、そのような連鎖延長モノマーは、ここで述べるような任意の生体分子部位Qで置換することができる。
特に好ましい連鎖延長モノマー(ラジカル重合によって、好ましい連鎖延長残基がそれから形成される)は、表1に示したモノマーを含む。この表における式M1ないしM19で表わされる連鎖延長モノマーに関して、それぞれのR5は、独立して選択され、式E2または式E3に関連して説明したようなものとすることができる。式M16、M17、M18およびM19で表わされる連鎖延長モノマーにおいて、それぞれのQ1は、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換へテロアリール、好ましくはそれぞれの(置換または非置換)アリールまたは(置換または非置換)へテロアリールは1から3の環構造を含み、それぞれの環構造は3から7の原子を有するものから独立して選択され、それぞれのQ2は、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換へテロアリール、好ましくはそれぞれの(置換または非置換)アリールまたは(置換または非置換)へテロアリールは1から3の環構造を含み、それぞれの環構造は3から7の原子を有するものから選択される。好ましくは、式M16,M17,M18およびM19の連鎖延長モノマーについて、Q1およびQ2のそれぞれに関して、置換アリールは好ましくはR5−置換アリールとすることができ、置換へテロアリールは好ましくはR5−置換へテロアリールとすることができ、ここで、それぞれのR5は独立して選択され、式E2または式E3に関連して述べられたようなものとすることができる。
好ましくは、表1中の式M1乃至M19により表わされる連鎖延長モノマーに関して、それぞれのR5は独立して選択され、C1〜C4アミン(例えば一級、二級)およびそのアンモニウム塩を含む。
好ましくは、表1中の式M1乃至M19により表わされる連鎖延長モノマーに関して、それぞれのR5は独立して選択され、好ましくはアミノ(例えば一級、二級)およびアンモニオから選択される反応性置換基を含む。
[連鎖移動残基−Y]
本発明の化合物は、種々の側面およびその実施形態のそれぞれについて含むものであるが、連鎖延長ポリマー(例えばPn−(E)k−Yを含む化合物中に)の末端に、連鎖移動残基Yを含むことができる。連鎖移動残基は、ラジカル重合から誘導することができる。連鎖移動残基は、連鎖延長条件のもと、連鎖延長モノマーの制御された(リビング)ラジカル重合から誘導することができる。そのような制御されたラジカル延長反応は、例えば、RAFT剤(例えばY−RL)のような、またはマクロ−CTA(例えばPn−Y)のような連鎖移動剤(CTA)の存在下で行なうことができる。連鎖移動残基−Yは、典型的には、連鎖延長ポリマーの連鎖延長部位に共有的に、そのω末端において結合する(マクロ−CTA中に含まれる場合には、連鎖延長部位のリビング末端とも称される)。
実施形態においては、それゆえ、本発明の種々の化合物における部位−Yは連鎖移動残基である。連鎖移動残基−Yは、好ましくは式−SC(=S)Z(Zは活性化基である)を有するチオカルボニルチオ部位とすることができる。活性化基Zは、−X(RZ)とすることができ、ここでXはO,N,CおよびSからなる群から選択され、RZは活性化置換基であり、aは1,2,または3に等しい整数であり、Xの価数に対応する。例えば、XがOである連鎖移動残基−Yは、式−SC(=S)ORZ(キサントゲン酸塩)で表わすことができる。もう1つの実施形態において、XがNである連鎖移動残基−Yは、式−SC(=S)NRZ1Z2(ジオチオカルバメート(diothiocarbamates))で表わすことができる。さらなる実施形態において、XがCである連鎖移動残基−Yは、式−SC(=S)RZ1Z2Z3(ジオチオエステル(diothioesters))で表わすことができる。さらなる実施形態において、XがSである連鎖移動残基−Yは、式−SC(=S)SRZ(トリチオカルボナート)で表わすことができる。それぞれの場合において、活性化置換基RZ,RZ1,RZ2,RZ3は狭く決められず、一般的に水素、置換または非置換のハイドロカルビル、および置換または非置換のヘテロハイドロカルビルから選択される。一般的に、活性化置換基RZ,RZ1,RZ2,RZ3は当業者に知られており、RAFT剤に関連して上で説明したようなものを含む。当業者に知られているように、そのような活性化置換基RZ,RZ1,RZ2,RZ3の2以上は、環または複素環部位に連結することができる。そのような活性化置換基RZ1,RZ2,RZ3の1以上は、単結合または二重結合とすることができる。
種々のRAFT連鎖移動剤は、制御された(リビング)ラジカル重合における使用のために知られており、種々のキサントゲン酸塩、ジチオカルバメート、ジチオエステル、およびトリチオカルボナートを含む。例えば、Moad et al.,The Chemistry of Radical Polymerization,2d Ed.,表9.10〜9.18、508〜514頁,Elsevier(2006),参照、これは本明細書の一部として援用される。種々の連鎖移動残基−Yおよび種々の活性化基Zは、そこから明らかである。
[連鎖移動残基誘導体(Y*)]
本発明の化合物は、種々の側面およびその実施形態のそれぞれについて含むものであるが、連鎖延長ポリマーのω末端に連鎖移動残基誘導体−Y*を含むことができる(例えば、Pn−(E)k−Y*を含む化合物)。連鎖移動残基誘導体は、ラジカル重合から誘導される連鎖移動残基−Yを含む化合物から誘導することができる。連鎖移動残基−Yは、連鎖延長条件のもと、連鎖延長モノマーの制御された(リビング)ラジカル重合から誘導することができる。
好ましくは、連鎖移動残基誘導体Y*は、ラジカル部位以外の部位であり、連鎖移動残基Yの切断または誘導体化から誘導される。
連鎖移動残基Yを切断および/または誘導体化するための種々の方法が知られている。例えば、Moad et al.,The Chemistry of Radical Polymerization,2d Ed.,538〜539頁,Elsevier(2006)参照、この文献は本明細書の一部として援用される。また、Charmotらの米国特許第6,619,409号参照。これには、チオカルボニルチオ制御移動剤の切断が開示されている。既知の方法から得られる種々の連鎖移動残基誘導体−Y*は、そこから明らかである。
いくつかの実施形態においては、連鎖移動残基誘導体Y*は、水素および−SHからなる群から選択される。
[ポリマー鎖]
一般的には、本発明の化合物の構成部位として含まれる種々のポリマー鎖は、一般的にPn,Pm,Poなどにより表わされ、1以上の繰り返し単位、モノマー残基、を含むことができ、それは1以上の重合性モノマーのラジカル重合から、好ましくは可逆的開裂付加連鎖移動(RAFT)重合から誘導される。
一般的には、それぞれのポリマー鎖Pn,Pm,Poは、同種重合体(単一のタイプのモノマーであって、実質的に同一の化学組成を有するものの重合から誘導される)または共重合体(2以上の異なるモノマーであって、実質的に異なる化学組成を有するものの重合から誘導される)とすることができる。共重合体であるポリマー鎖は、ランダム共重合体鎖またはブロック共重合体鎖とすることができる(例えば、ジブロック共重合体鎖、トリブロック共重合体鎖など)。任意の与えられたブロック共重合体鎖(例えば、Pn、Pm、Poなど)は、当業者に知られた方法にしたがって慣例的に行なって生み出することができる(連鎖延長残基の取り込みなしに)。
一般的には、それぞれのポリマー鎖Pn,Pm,Poなどは、直鎖状ポリマーまたは非直鎖状ポリマーとすることができる。非直鎖状ポリマーは、種々の構造を有することができ、例えば分岐したポリマー、星型ポリマー、デンドリマーポリマーを含み、架橋ポリマー、半架橋ポリマー、グラフトポリマー、およびそれらの組み合わせとすることができる。種々のポリマー構造は、RAFT重合のような制御された(リビング)重合法により、高い割合の制御で有利に達成することができる。
一般的には、ポリマー鎖Pn、Pm、Poなどは、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合などのような、制御された(リビング)ラジカル重合により合成することができる。そのような方法および手法は、当業者に一般的に知られており、本明細書にさらに説明される。あるいは、ポリマー鎖Pn、Pm、Poなどは、従来の重合法により合成することができ、従来のラジカル重合法を含む。そのような場合においては、本発明による連鎖延長前に、ポリマー鎖は共有的に修飾されて、ポリマー鎖のω末端に連鎖移動部位(例えば−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である)を含むことができ、それによって、制御された(例えばRAFT)連鎖延長のために有効な巨大分子連鎖移動剤(マクロ−CTA)を形成する。
一般的には、ポリマー鎖Pn、Pm、Poなどは、一連の複数の独立した反応(例えば、ペプチド合成のためまたはオリゴヌクレオチド合成のために当業者に知られているようなもの)を含む段階的なカップリングによる以外の方法により合成することができる。好ましくは、ポリマー鎖Pn、Pm、Poなどは、非ペプチドポリマー鎖(アミノ酸ポリマー以外のポリマーからなる)である。好ましくは、ポリマー鎖Pn、Pm、Poなどは、非核酸ポリマー鎖(核酸ポリマー以外のポリマーからなる。明確化のために、前述の2つの文章に妨げられることなく先入観なしに、本発明の生体分子作用物質Qは、アミノ酸ポリマー(例えば、ペプチド)または核酸ポリマー(例えばオリゴヌクレオチド)とすることができる。好ましくは、ポリマー鎖はポリエチレングリコール(PEG)またはポリプロピレングリコール(PPG)ではない。
一般的には、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合のような制御された(リビング)重合により合成されたポリマー鎖Pn、Pm、Poなどは、モノマー残基(繰り返し単位)以外の部位を含むことができる。例えば、制限なしに、そのようなポリマー鎖は、重合プロセスに依存する部位をポリマー鎖のα末端にまたはω末端に含むことができる。典型的には、例えばRAFT重合のような制御されたラジカル重合から誘導されたポリマー鎖Pnは、そのα末端に共有的に結合したラジカル源残基をさらに含むことができる。例えば、ラジカル源残基は、イニシエーター残基とすることができ、またはラジカル源残基は、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)剤の脱離基−RLとすることができる。典型的には、もう一つの例として、RAFT重合のような制御されたラジカル重合から誘導されたポリマー鎖Pnは、そのω末端に共有的に結合した連鎖移動残基をさらに含むことができる。以下に(RAFT重合に関連して)さらに説明するように、そのようなポリマー鎖(あるいは本発明のそのような化合物)は、連鎖移動残基−Yを含むことができ、それは式−SC(=S)Z(Zは活性化基である)で表わされる。典型的なRAFT連鎖移動残基は、キサントゲン酸、ジチオカルバメート、ジチオエステル、およびトリチオカルボナートから選択される連鎖移動剤の存在下におけるラジカル重合から誘導される。
ポリマー鎖Pn、Pm、Poなどのさらなる側面は、以下の段落に開示され、好ましい重合性モノマーを含むものであるが、ポリマー鎖の繰り返し単位がそれから誘導される。
一般的には、好ましくは、ポリマー鎖Pn、Pm、Poなどは、エチレン的に不飽和なモノマーから誘導された繰り返し単位を含むことができる。用語“エチレン的に不飽和なモノマー”は、少なくとも1つの炭素二重または三重結合を有する化合物としてここで定義される。エチレン的に不飽和なモノマーの限定されない例は、アルキル(アルキル)アクリレート、アルキルメタクリレート、アルキルアクリル酸、N−アルキルアクリルアミド、メタアクリルアミド、スチレン、アリルアミン、アリルアンモニウム、ジアリルアミン、ジアリルアンモニウム、n−ビニルホルムアミド、ビニルエーテル、ビニルスルホン酸塩、アクリル酸、スルホベタイン、カルボキシベタイン、ホスホベタイン、またはマレイン酸無水物である。
種々の実施形態においては、ここで述べられるポリマー鎖Pn、Pm、Poなどを与えるために適切な任意のモノマーが用いられる。いくつかの実施形態においては、ここで提供されるポリマー鎖の合成における使用に適切なモノマーは、限定されない例として、以下の1以上のモノマーを含む:すなわち、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル(全アイソマー)、メタクリル酸ブチル(全アイソマー)、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタアクリロニトリル、アルファ−メチルスチレン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル(全アイソマー)、アクリル酸ブチル(全アイソマー)、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、アクリロニトリル、スチレン、アクリレート、および、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル(全アイソマー)、メタクリル酸ヒドロキシブチル(全アイソマー),メタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸トリエチレングリコール、イタコン酸無水物、イタコン酸、アクリル酸グリシジル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル(全アイソマー)、アクリル酸ヒドロキシブチル(全アイソマー)、アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、アクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル、アクリル酸トリエチレングリコール、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−tert−ブチルメタクリルアミド、N−n−ブチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−エチロールアクリルアミド、安息香酸ビニル(全アイソマー)、ジエチルアミノスチレン(全アイソマー)、アルファ−安息香酸メチルビニル(全アイソマー)、ジエチルアミノアルファ−メチルスチレン(全アイソマー)、p−ビニルベンゼンスルホン酸、p−ビニルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、メタクリル酸トリメトキシシリルプロピル、メタクリル酸トリエトキシシリルプロピル、メタクリル酸トリブトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジメトキシメチルシリルプロピル、メタクリル酸ジエトキシメチルシリルプロピル、メタクリル酸ジブトキシメチルシリルプロピル、メタクリル酸ジイソプロポキシメチルシリルプロピル、メタクリル酸ジメトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジエトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジブトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジイソプロポキシシリルプロピル、アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、アクリル酸トリブトキシシリルプロピル、アクリル酸ジメトキシメチルシリルプロピル、アクリル酸ジエトキシメチルシリルプロピル、アクリル酸ジブトキシメチルシリルプロピル、アクリル酸ジイソプロポキシメチルシリルプロピル、アクリル酸ジメトキシシリルプロピル、アクリル酸ジエトキシシリルプロピル、アクリル酸ジブトキシシリルプロピル、アクリル酸ジイソプロポキシシリルプロピル、ビニルアセテート、ビニルブチレート、ビニルベンソエート、ビニルクロライド、ビニルフルオライド、ビニルブロマイド、マレイン酸無水物、N−アリールマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−アルキルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカルバゾール、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、エチレン、プロピレン、1,5−ヘキサジエン、1,4−ヘキサジエン、1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエン、ビニルアルコール、ビニルアミン、N−アルキルビニルアミン、アリルアミン、N−アルキルアリルアミド、ジアリルアミン、N−アルキルジアリルアミン、アルキレンイミン、アクリル酸、アルキルアクリレート、アクリルアミド、メタクリル酸、アルキルメタクリレート、メタクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、N−アルキルメタクリルアミド、スチレン、ビニルナフタレン、ビニルピリジン、エチルビニルベンゼン、アミノスチレン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、ビニルビフェニル、ビニルアニソール、ビニルイミダゾイル、ビニルピリジニル、ビニルポリエチレングリコール、ジメチルアミノメチルスチレン、トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート、トリメチルアンモニウムエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、トリメチルアンモニウムエチルアクリレート、トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート、トリエチルアンモニウムプロピルアクリルアミド、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、またはオクタデシルメタクリレートモノマー、またはそれらの組み合わせから選択されるアクリレートおよびスチレンである。
いくつかの実施形態においては、ポリマー鎖は、例えばポリヌクレオチド含有組成物に関連した使用のような種々の実施形態に関連した使用のために、ある特定のモノマーおよびモノマーの組み合わせから誘導することができる。そのような好ましいポリマー鎖を以下に説明する。
一般的には、ポリマー鎖Pn、Pm、Poなどは、前述のモノマーの機能性化された形態から誘導された繰り返し単位を含むことができる。機能性化されたモノマーは、ここでて用いられる際、マスクされた(保護された)またはマスクされない(未保護の)官能基を含むモノマーを含むことができ、例えば、引き続いた重合で他の部位がそこに結合できるような基である。そのような基の限定されない例は、一級アミノ基、カルボキシル、チオール、ヒドロキシル、アジドおよびシアノ基である。いくつかの適切なマスキング基が利用できる(例えば、T.W.Greene&P.G.M.Wuts,Protective Groups in Organic Synthesis(2nd edition)J.Wiley&Sons,1991.P.J.Kocienski,Protecting Groups,Georg Thieme Verlag,1994参照)。
ここで用いられる際、「ブロック」共重合体は、構成的なモノマー単位の1以上のサブコンビネーションを含む構造をさす。いくつかの実施形態においては、ブロック共重合体はジブロック共重合体である。ブロック共重合体は2つのブロックを含む:すなわち、そのようなポリマーの図式的な一般化は、次のように表わされる:すなわち、[AaBbCc…]m−[XxYyZz…]n、ここでそれぞれの文字は構成のまたはモノマー単位であり、それぞれの構成の単位への添え字は、特定のブロック中におけるその単位のモル分率を表わし、3つの点はそれぞれのブロックにおいて、より多くの(より少なくてもよい)構成の単位を示し、mおよびnはジブロック共重合体におけるそれぞれのブロックの分子量(molecular weight)を示す。そのような図式的な表現に示唆されるように、いくつかの場合においては、それぞれの構成の単位の数および特性は、それぞれのブロックについて独立して制御される。図式は、ブロックのそれぞれにおける構成の単位の数または異なるタイプの構成の単位の数の間のいかなる任意の関係を導き出すことを意味せず、解釈されるべきでない。図式は特定のブロックにおける構成の単位の任意の特定の数または配置を表現することもまた、意味されない。それぞれのブロックにおいて、構成の単位は、他であることが特に述べられない限り、完全なランダム、交互のランダム、規則正しい交互、規則正しいブロックまたはランダムブロック配置で与えることができる。完全にランダムな配置は、例えば、x−x−y−z−x−y−y−z−y−z−z−z・・・の形態を有することができる。典型的な交互のランダムの配置は、x−y−x−z−y−x−y−z−y−x−z…の形態を有することができ、典型的な規則正しい交互の配置は、x−y−z−x−y−z−x−y−z…の形態を有することができる。典型的な規則正しいブロック配置は、…x−x−x−y−y−y−z−z−z−x−x−x…の形態を有することができ、一方、典型的なランダムブロック配置は、一般的な配置…x−x−x−z−z−x−x−y−y−y−y−z−z−z−x−x−z−z−z−…を有することができる。傾斜ポリマーにおいては、1以上のモノマー単位の含有量は、ポリマーの末端から末端まで傾斜するように増加または減少する。上述した包括的な例のいずれにおいても、個々の構成単位またはブロックの特定の並んだ状態、またはブロック中の構成単位の数、またはブロックの数は、本発明の高分子キャリアを形成するブロック共重合体の実際の構造を有するまたは限定する任意の様式として構成されることは意味されず、解釈されるべきではない。
ここで用いられる際、構成単位を取り囲む括弧は、構成単位それ自体がブロックを形成することを意味することは示されず、解釈されるべきではない。すなわち、かぎ括弧内の構成単位は、ブロック内における他の構成単位と任意の様式で結合することができる。すなわち、完全なランダム、交互のランダム、規則正しい交互、規則正しいブロックまたはランダムブロック配置である。ここで述べられるブロック共重合体は、任意に交互、傾斜またはランダムブロック共重合体である。
「モノブロックポリマー」は、単一の重合段階の合成生成物である。用語モノブロックポリマーは、ランダム共重合体(すなわち1を越えるタイプのモノマーの重合の生成物)のような共重合体、およびホモポリマー(すなわち、単一のタイプのモノマーの重合の生成物)を含む。
[連鎖延長重合による連鎖延長した高分子化合物の合成]
上で言及したように、ここに述べられる本発明の種々の側面は、1以上のポリマー鎖Pn、Pm、Poなど、および1以上の連鎖延長部位(E*)を含む。一般的には、本発明の種々の側面の連鎖延長部位は、ラジカル連鎖延長重合法により合成される。好ましくは、そのような連鎖延長重合は、可逆的付加開裂連鎖延長(RAFT)重合のような制御された(リビング)ラジカル連鎖延長重合法に基づく。
RAFT重合によりポリマー鎖を調製する方法が以下に説明され、上述したように、連鎖延長重合に一般的に適用できる。
本発明の高分子化合物は、方法の説明のために、式IIAを有するポリマーとしてここで一般的に表わされる。
Figure 2012511053
(上述したように)。そのような高分子化合物は、以下のように合成することができる。
一般的には、式IIAの高分子化合物は、(i)式Pn−Y(Yは部位−SC(=S)Zであり、Zは活性化基である)で表わされる巨大分子連鎖移動剤を与えること、および(ii)活性化されたラジカルおよび巨大分子連鎖移動剤の存在下、連鎖延長条件で連鎖延長モノマーEを反応させて、式Pn−(E)k−Y(kは1から20の範囲、好ましくは1から10の範囲の整数である)を有する連鎖延長付加物を形成することを含む方法により合成することができる。
好ましい手法においては、式IIAの高分子化合物は、延長部位(E*)が制限された数の連鎖延長残基を有するものとして、例えば、式IIAにおいてkが20を越えない、好ましくは10を越えない、好ましくは5を超えない、好ましくは3を超えない、最も好ましくはkが1のものとして合成することができる。そのような高分子化合物は、好ましくは、例えば(i)式Pn−Y(YはSC(=C)Zであり、Zは活性化基である)を有する巨大分子連鎖移動剤であって、前記巨大分子連鎖移動剤は、1.5未満の多分散性指数Mw/Mnを有するものを与えること、および(ii)活性化されたラジカルおよび巨大分子連鎖移動剤の存在下、連鎖延長条件のもとで連鎖延長モノマーEを反応させて、式Pn−(E)k−Y(kは1から20の範囲、好ましくは1から10の範囲、好ましくは1から5の範囲、好ましくは1から3の範囲、最も好ましくは1である)を有する連鎖延長付加物であって、前記連鎖延長付加物は、1.5未満の多分散性指数Mw/Mnを有するものを得ることを含む方法により合成することができる。
好ましくは連鎖延長重合は、親ポリマー(これは直前の段落で言及した巨大分子連鎖移動剤であるが)の比較的狭い多分散性が保存されるように行なわれる。好ましくは、例えば、連鎖延長付加物Pn−(E)k−Yの多分散性指数は、巨大分子連鎖移動剤Pn−Yの多分散性指数とは10%を超えずに異なる。好ましくは、連鎖延長付加物Pn−(E)k−Yの多分散性指数は、巨大分子連鎖移動剤Pn−Yの多分散性指数とは5%を超えずに異なる。
言及されるように、連鎖延長モノマーおよび連鎖延長反応に起因する対応した連鎖延長残基は、連鎖のω末端に選択的において選択的に機能性化されたポリマー鎖を与えることができる。
さらに、ω末端における連鎖移動部位のリビング特性は、ジャンクション機能性化され、任意にω末端機能性化されたブロック共重合体を合成するためのさらなるラジカル重合を可能とする。例えば、ジブロックまたはより高次のブロック共重合体は、高分子化合物がポリマー化合物またはポリマー(バイオ)接合体を含む場合に合成することができ、それぞれの場合において、A−(E*)−Bブロック共重合体(ここで(E*)は延長残基を含む連鎖延長部位を表わす)を含み、ブロック共重合体は式IVEを有する。
Figure 2012511053
ここで、Pn、E、k、l、Pmは、それぞれ式IVEに関連して上で述べたようなものであり、ここで任意に少なくとも1種の生体分子作用物質Qは、上述と同様に連鎖延長残基Eに共有的に結合する。そのようなジブロックまたはより高次のブロック共重合体は、(i)式Pn−Y(YはSC(=S)Zであり、Zは活性化基である)を有する巨大分子連鎖移動剤を与えること、および(ii)活性化されたラジカルおよび巨大分子連鎖移動剤の存在下、連鎖延長条件のもとで連鎖延長モノマーEを反応させて、式Pn−(E)k−Y(kは1から10の範囲の整数である)を有する連鎖延長付加物を形成し、活性化されたラジカルおよび連鎖延長付加物の存在下、重合条件のもとでで1以上のモノマーの第2セットBを反応させて、式Pn−(E)k−Pm−Yを有するA−(E*)−Bポリマーであって、1以上のモノマーの第2セットBは、1以上のモノマーの第1セットAと同一であるか異なるものを形成することを含むラジカル重合法により合成することができる。
一般的には、本発明の任意のそのような方法において、式Pn−Yの巨大分子連鎖移動剤は、ラジカル重合法により、好ましくは活性化されたラジカルとRAFT連鎖移動部位(例えばチオカルボニルチオ部位)を含む連鎖移動剤との存在下、重合条件のもとで1以上のモノマーの第1セットAを反応させてマクロ−CTAを形成することにより合成することができる。そのような方法は、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合のような制御された(リビング)ラジカル重合によりポリマーを合成するための既知の方法と都合よく一致する。
あるいは、連鎖延長における使用のためのマクロ−CTAは、従来の重合法により合成されたポリマー鎖Pn、Pm、Poなどに基づくことができ、ここでそのようなポリマー鎖は、共有的に修飾されてポリマー鎖のω末端に連鎖移動部位(例えば−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である)を含み、それによって、制御された(例えばRAFT)連鎖移動のために有効な巨大分子連鎖移動剤(マクロCTA)が形成される。
これらの手法は、連鎖延長部位(E*)に関連して上で述べたように、種々の連鎖延長モノマーで行なうことができ、連鎖延長重合条件下で実質的に同種伝播しないモノマーを用いること、好ましくは、数々の異なった反応性官能基(例えばアミン官能基)に適合できるモノマー(例えばN−置換マレイミド類)を用いることを含む。そのような反応性官能基の有用性および多様性は、効果的なバイオ接合のための機会を与え、それによって、ポリマーバイオ接合体のようなポリマー接合体をもたらし、以下に説明するような1以上の連鎖延長残基を介してポリマー鎖に連結した(バイオ)接合体部位を伴なう。
一般的には、連鎖延長重合条件は、意図された制御された連鎖延長を達成するために制御性よく変えることができ、例えば好ましくは、ほとんどまたは全く単一重合性を含まないプロセス中に連鎖延長を伴なう連鎖延長重合によるモノマー残基の1から20、好ましくは1から10の取り込みを達成する。そのような条件は、選択された連鎖延長モノマーについて、限定されない例として、温度、圧力、雰囲気、重合混合物中に用いられる出発成分の比、および反応時間を含む。連鎖延長重合は、任意の適切な様式で行なうことができ、例えば、溶液、分散体、懸濁液、エマルジョン、またはバルクの中を含む。
一般的には、ここで任意に述べられる連鎖延長重合プロセスは、任意の適切な溶媒またはその混合物中で生じる。適切な溶媒は、一般的に重合に関連して以下に述べられるようなものを一般的に含む。特に、連鎖延長モノマーの選択に依存して、同種伝播比定数kpは、当業者に知られているように反応溶媒により影響される。例えば、大きな溶媒効果は、イオン化可能な(すなわち帯電可能な)モノマーについて報告され、析出重合を含みおよび/またはヒドロキシまたはアミド基を含む。溶媒効果は、他の効果との組み合わせにおいて見ることができ、極性溶媒(例えば水)中の連鎖延長モノマーの濃度のようなものである。
一般的には、ここに述べられる連鎖延長重合は、連鎖延長反応に有効な温度で行なうことができ、単一重合性をほとんどまたは全く含まないプロセス中で連鎖延長モノマーの連鎖延長重合によるモノマー残基の、好ましくは1から20、好ましくは1から10の取り込みを達成する。温度は、他の反応の側面の考察に基づいておよび他の反応の側面の考察において変更することができ、溶媒、重合する(または共重合する)モノマーまたはコモノマー、連鎖移動剤、熱移動(発熱制御)、反応力学、および反応熱力学を含む。典型的な温度範囲は、重合に関連して以下に一般的に述べるようなものを一般的に含む。特に、しかしながら請求項ではっきりと述べられていない理論に制限されず、エチレン的に不飽和な連鎖延長モノマーを伴なうポリマーラジカル、例えばPnの伝播は、全体の伝播速度定数が温度に影響される変数となり得るように、可逆反応のような熱力学原理を有する(例えば、スキーム3.1、図8参照)。例えば温度が上昇すると、エントロピー的に有利な非伝播反応が大幅に有利に働き、それによって、より多くの制限された連鎖延長伝播をもたらす。これは、ある種の好ましい連鎖延長モノマー(例えば、アルファ−置換されたアクリレートモノマーまたはアルファ−置換されたアクリルアミドモノマー)について特に予測される。
一般的には、ここで述べられる連鎖延長反応プロセスは、連鎖延長反応のために有効な圧力において行なうことができ、好ましくは、単一重合性をほとんどまたは全く含まないプロセス中で、連鎖延長モノマーでの連鎖延長重合によるモノマー残基を、好ましくは1から20、好ましくは1から10、取り込むことを達成する。一般的に、反応圧力範囲は、重合に関連して以下で一般に述べるものを一般的に含むことができる。
一般的には、ここで述べられる重合プロセスは、連鎖延長反応のために有効な反応雰囲気において行なうことができ、好ましくは、単一重合性をほとんどまたは全く含まないプロセス中で、連鎖延長モノマーでの連鎖延長重合によるモノマー残基を、好ましくは1から20、好ましくは1から10、取り込むことを達成する。一般的に、反応雰囲気は、重合に関連して以下で一般に述べるものを一般的に含むことができる。
一般的には、ここで述べられる連鎖延長反応プロセスは、連鎖延長反応のための有効な連鎖延長モノマーに対する連鎖移動剤(リビング連鎖移動部位または基)の種々のモル比において行なうことができ、単一重合性をほとんどまたは全く含まないプロセス中で連鎖延長モノマーでの連鎖延長重合によるモノマー残基の、好ましくは1から20、好ましくは1から10の取り込みを達成する。例えば重合は、モノマーに対する連鎖移動剤(基)のモル比が約1:1から約1,000、好ましくは約1:5から約1:750、最も好ましくは約1:10から約1:500で行なうことができる。いくつかの実施形態において、そのようなモル比は約1:50から約1:400、または1:75から約1:400とすることができる。
一般的には、ここに述べられる連鎖延長反応プロセスは、連鎖延長反応に有効な溶媒中でのモノマーの濃度で行なうことができ、単一重合性をほとんどまたは全く含まないプロセス中で連鎖延長モノマーでの連鎖延長重合によるモノマー残基の、好ましくは1から20、好ましくは1から10の取り込みを達成する。一般的に、モノマー濃度は、重合に関連して以下に一般的に述べられるものを一般的に含むことができる。特に、しかしながら、モノマー濃度は、伝播速度定数、特に上述するような極性溶媒中において影響を与えることができる。
一般的には、ここに述べられる連鎖延長反応プロセスは、連鎖延長反応に有効なイニシエーターに対する連鎖延長剤(リビング連鎖延長モノマーまたは基)の種々のモル比において行なうことができ、単一重合性をほとんどまたは全く含まないプロセス中で連鎖延長モノマーでの連鎖延長重合によるモノマー残基の、好ましくは1から20、好ましくは1から10の取り込みを達成する。一般的に、CTA:イニシエーターのモル比は、重合に関連して以下に一般的に説明するようなものを一般的に含む。
一般的には、ここに述べられる連鎖延長反応プロセスは、単一重合性をほとんどまたは全く含まないプロセス中で連鎖延長モノマーでの連鎖延長重合によるモノマー残基の、好ましくは1から20、好ましくは1から10の取り込みを達成するのに有効な種々の反応時間を含むことができる。一般的に、反応時間は、重合に関連して以下に一般的に述べるものを一般的に含む。
上述の側面および当業者に知られている他の側面は、対象となる連鎖延長重合反応を行なうために使用することができる。一般的には、例えば、Moad et al.,The Chemistry of Radical Polymerization,2d Ed.,Elsevier(2006)参照、この文献はこの点に関して本明細書に取り込まれる。
[重合一般]
一般的には、本発明の化合物の構成部位として含まれ、Pn、Pm、Poなどとして一般的に表わされる種々のポリマー鎖は、任意の適切な様式で合成することができる。ここに提供されるポリマーを生じさせるために用いられる適切な合成方法は、例えば限定されない例として、カチオン、アニオン、およびフリーラジカル重合を含む。ある実施形態においては、ポリマー合成は、純粋のまたは任意の適切な溶媒中で行なわれる。適切な溶媒は、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、またはジメチルホルムアミド(DMF)を含むが、それらに限定されない。ある実施形態においては、ポリマー合成は、任意の適切な反応温度において行なわれ、例えば、約−50℃から約100℃、または約0℃から約70℃を含む。
好ましくは、ポリマー鎖(上述したような連鎖延長部位(E*)もまた)は、フリーラジカル重合により合成することができる。フリーラジカル重合プロセスが用いられる場合、(i)モノマー、(ii)任意にコモノマー、および(iii)フリーラジカルの任意の原料が与えられ、フリーラジカル重合プロセスを誘発する。いくつかの実施形態においては、いくつかのモノマーが高温での加熱により自己開始できるので、フリーラジカルの原料は任意である。ある場合においては、重合混合物を形成した後、混合物は重合条件に供される。重合条件は、ここで述べられるように、少なくとも1種のポリマーを形成するための少なくとも1種のモノマーを生じさせる条件である。そのような条件は、任意に適切なレベルに変えられ、限定されない例として、温度、圧力、雰囲気、重合混合物において使用される出発成分の比、および反応時間を含む。重合は、任意の適切な方法で行なわれ、例えば、溶液、分散体、懸濁液、エマルジョン、またはバルクの中を含む。
いくつかの実施形態においては、イニシエーターは、反応混合物中に存在する。任意の適切なイニシエーターは、ここで述べられる重合プロセスにおいて有用な場合には、任意に用いられる。そのようなイニシエーターは、限定されない例として、アルキルパーオキサイド、置換アルキルパーオキサイド、アリールパーオキサイド、置換アリールパーオキサイド、アシルパーオキサイド、アルキルハイドロパーオキサイド、置換アルキルハイドロパーオキサイド、アリールハイドロパーオキサイド、置換アリールハイドロパーオキサイド、ヘテロアルキルパーオキサイド、置換へテロアルキルパーオキサイド、ヘテロアルキルハイドロオキサイド、置換へテロアルキルハイドロパーオキサイド、ヘテロアリールパーオキサイド、置換へテロアリールパーオキサイド、ヘテロアリールハイドロパーオキサイド、置換へテロアリールハイドロパーオキサイド、アルキルパーエステル、置換アルキルパーエステル、アリールパーエステル、置換アリールパーエステル、またはアゾ化合物の1以上を含む。特定の実施形態においては、ベンゾイルパーオキサイド(BPO)および/またはAIBNがイニシエーターとして用いられる。
いくつかの実施形態においては、重合プロセスは制御された(リビング)モードで行なわれる。好ましい制御された(リビング)重合プロセスは、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合プロセスを含む。RAFTラジカル重合の一般性および実質的な柔軟性は、そのような手法の適用性をさらに高める。したがって、ここに開示され請求された本発明の側面のなかで、機能性化されたポリマーおよび実質的に構造的に多様化したポリマー(バイオ)接合体のような高分子化合物である。
好ましい実施形態においては、可逆的付加開裂連鎖移動すなわちRAFTは、エチレン的なモノマーからのポリマーの重合に用いられ、好ましくは本発明の連鎖延長反応にも適用される。RAFTは、制御された(リビング)重合プロセスである。RAFTは、フリーラジカル消耗連鎖移動プロセスを含む。いくつかの実施形態においては、ここで述べられるポリマーを合成するためのRAFT手法は、連鎖移動剤(CTA)を用いる。いくつかの実施形態においては、連鎖移動剤は、チオカルボニルチオ化合物であり、限定なしに、ジチオエステル、ジチオカルバメート、トリチオカルボナートおよびキサントゲン酸塩のようなものであり、可逆的連鎖移動メカニズムにより重合を媒介する。ある場合においては、先立つ化合物の任意のC=S基とのポリマーラジカルの反応は、安定なラジカル中間体の形成を導く。典型的には、これらの安定なラジカル中間体は、標準ラジカル重合の典型である末端反応を受けないが、むしろ、モノマーでの再開始または伝播が可能なラジカルを再導入し、プロセス中にC=S結合を再形成する。ほとんどの場合において、C=S結合の付加の後に確実なラジカルの開裂が続くこのサイクルは、モノマーが消費される、または反応が停止されるまで続く。一般的には、任意の特定の時間における活性ラジカルの低い濃度は、通常の末端反応を制限する。
一般的には、ポリマー鎖および/または連鎖延長部位は、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)剤の存在下での重合を含む方法において、独立して誘導される。そのようなRAFT剤は、一般的には式Y−RL(RLは脱離基であり、典型的には比較的弱い共有結合を介して連鎖移動部位Yに結合する)を有する。典型的には、Yは可逆的付加開裂連鎖移動が可能な連鎖移動部位とすることができる。例えば、Yはラジカル中間体部位−Y・−から形成することができ、これはラジカル部位(例えば、開始反応条件のもとでのイニシエーターラジカル(例えばI2、AIBNなどのようなイニシエーターから誘導される)のようなもの、またはラジカル重合条件のもとでの伝播ポリマー鎖ラジカルPn・のようなもの)から、または存在下で生じる。一般的には、図8、スキーム2を参照。
一般的に好ましい実施形態においては、連鎖移動剤(CTA)は、チオカルボニルチオ部位を含むことができる。例えばCTAは、活性化基Zに、および脱離基−RLに共有的に結合したチオカルボニルチオ部位−SC(=S)−を含むことができる。そのようなCTAは、例えば、式RLSC(=S)Zを有する化合物により表わすことができる。活性化基Zは、−X(RZ)a(XはO,N,CおよびSからなる群から選択され、RZは活性化置換基であり、aは1,2,または3に等しい整数でありXの価数に対応する)とすることができる。例えば、好ましいCTAは、キサントゲン酸塩化合物(ここでXはO)、例えば、式RLSC(=S)ORZにより表わされる、から選択することができる。もう1つの好ましいCTAは、ジチオカルバメート化合物(ここでXはNである)、例えば式RLSC(=S)NRRZ1Z2により表わされる、から選択することができる。あるいは、好ましいCTAは、ジチオエステル化合物(ここでXはCである)、例えば式RLSC(=S)CRZ1Z2Z3で表わされる、から選択することができる。さらなる好ましいCTAは、トリチオカルボナート化合物(ここでXはSである)、例えば式RLSC(=S)SRZで表わされる、から選択することができる。活性化置換基RZ、RZ1、RZ2、およびRZ3は、狭く決定されないが、一般的には、水素、置換または非置換のハイドロカルビル、または置換または非置換のヘテロ−ハイドロカルビルから独立して選択される。一般的には、活性化置換基RZ、RZ1、RZ2およびRZ3は、当業者に知られており、RAFT連鎖移動剤に関連して以下に述べて示されるよううなものを含む。当業者に知られているように、例えば、そのような活性化置換基RZ1、RZ2およびRZ3の2つ以上は、環または複素環部位に連結することができる。そのような活性化置換基RZ1、RZ2、およびRZ3の1つ以上は、単結合または二重結合を表わすことができる。
種々のRAFT連鎖移動剤は、制御された(リビング)ラジカル重合における使用のために知られており、種々のキサントゲン酸塩、ジチオカルバメート、ジチオエステルおよびトリチオカルボナートを含む。)例えば、Moad et al.,The Chemistry of Radical Polymerization,2d Ed.,表9.10〜9.18、508〜514頁,Elsevier(2006)参照、これは参照として本明細書を構成する。
一般的には、連鎖移動剤(CTA)は、巨大分子連鎖移動剤(マクロ−CTA)とすることができる。例えば、RAFT連鎖移動剤の連鎖移動部位Yは、ポリマー鎖Pnのω末端に取り込まれて、ポリマー化合物を含むマクロ−CTAを形成し、式Pn−Yで表わされる(そのような場合においては、ポリマー鎖Pnは、巨大分子連鎖延長剤の脱離基RLとして効果的に作用することができる)。有意に、付加的にまたは代わりに、CTAの連鎖移動部位Yは、連鎖延長したポリマー鎖Pn−(E)kのω末端に取り込まれることができ、ポリマー鎖と連鎖延長部位とを含むマクロ−CTAを形成し、それは式Pn−(E)k−Yにより表わされる(そのような場合においては、連鎖延長したポリマー鎖Pn−(E)kは、巨大分子連鎖移動剤の脱離基RLとして効果的に作用する)。ここで用いられる際、kは1から20の範囲内、好ましくは1から10の範囲内の整数である。
連鎖延長したポリマー(例えばPn−(E)k−Y)のような本発明の化合物に取り込まれる際、部位−Yは、連鎖移動残基と称される。したがって、ラジカル重合から誘導された本発明の化合物の状況では、−Yは連鎖移動残基とすることができる。連鎖移動残基は、連鎖延長条件のもと、連鎖延長モノマーの制御された(ラジカル)重合から誘導することができる。そのような制御されたラジカル延長反応は、例えば、RAFT剤(例えばY−RL)のようなまたはマクロ−CTA(例えば、Pn−Y)のような連鎖移動剤(CTA)の存在下で行なうことができる。連鎖移動残基−Yは、典型的には、連鎖延長したポリマーの連鎖延長部位に、そのω末端(マクロCTAに含まれる場合には、連鎖延長した部位のリビング末端とも称される)で共有的に結合する。
実施形態においては、それゆえ、本発明の種々の化合物における部位−Yは、連鎖移動残基である。連鎖移動残基−Yは、好ましくは式−SC(=S)Z(Zは活性化基である)を有するチオカルボニルチオ部位とすることができる。活性化基Zは、−X(RZ)aであり、ここでXはO,N,CおよびSから選択され、RZは活性化置換基であり、aは1,2または3に等しい整数でありXの価数に対応する。例えば、XがOである連鎖移動残基−Yは、式−SC(=S)ORZ(キサントゲン酸塩)により表わすことができる。もう1つの実施形態においては、XがNである連鎖移動残基−Yは、式−SC(=S)NRZ1Z2(ジチオカルバメート)により表わすことができる。さらに他の実施形態においては、XがCである連鎖移動残基−Yは、式−SC(=S)CRZ1Z2Z3(ジチオエステル)により表わすことができる。さらなる実施形態においては、XがSである連鎖延長残基−Yは、式−SC(=S)SRZ(トリチオカルボナート)により表わすことができる。それぞれの場合において、活性化置換基RZ、RZ1、RZ2、またはRZ3は、狭く決定されず、水素、置換または非置換のハイドロカルビル、または置換または非置換のヘテロ−ハイドロカルビルから一般的に選択される。一般的には、活性化置換基RZ、RZ1、RZ2、またはRZ3は、RAFT剤に関連して上で説明したようなものを含む。当業者に知られているように、例えばそのような活性化置換基RZ1、RZ2、またはRZ3の2つ以上は、環または複素環部位に連結することができる。そのような活性化置換基RZ1、RZ2、またはRZ3の1以上は、単結合または二重結合を表わすことができる。
連鎖移動残基Yを切断および/または誘導体化して、連鎖移動残基誘導体を形成する種々の方法が知られている。例えば、MoadらのThe Chemistry of Radical Polymerization,2d Ed.,538〜539頁,Elsevier(2006)参照、これは参考として取り込まれて本明細書を構成する。また、Charmotらの米国特許代6919409も参照。これには、チオカルボニルチオ制御移動剤の切断が開示されている。
RAFT剤が好ましく用いられるが、他の制御された(リビング)ラジカル重合法もまた、本発明に関連して適切である。例えば、MoadらのThe Chemistry of Radical Polymerization,Elsevier(2006)参照、これは参照として本明細書に取り込まれる。特に、原子移動ラジカル重合(ATRP)および安定なフリーラジカル重合(SFRP)法は適切である。Moad et al.を参照のこと。
一般的には、ポリマー鎖は低い多分散性指数(PDI)を有することができ、または鎖長が異なる。多分散性指数(PDI)は、任意の適切な手法により、例えば、それらの数平均分子量でポリマー鎖の重量平均分子量を割ることによって、決定することができる。数平均分子量は、鎖の数で割られた個々の鎖の分子量の和である。重量平均分子量は、その分子量の分子の数で割られた分子量の二乗に比例する。重量平均分子量は数平均分子量より常に大きいので、多分散性指数は常に1より大きいか1に等しい。数値が近づいて同一に近くなると、すなわち多分散性が1の値に接近すると、ポリマーは単分散に近くなり、全ての鎖は同じ数の構成単位を正確に有する。1に接近する多分散性の値は、ラジカルリビング重合を用いて達成することができる。多分散性を決定する方法は、ゲルろ過クロマトグラフィー、動的光散乱、マトリックスアシストレーザー脱着/イオン化クロマトグラフィーのようなものであるが限定されず、エレクトロスプレーマスクロマトグラフィーは、当業者によく知られている。いくつかの実施形態において、ここで提供される高分子化合物のブロック共重合体は、2.0未満、または1.5未満、または1.4未満、または1.3未満、または1.2未満の多分散性指数(PDI)を有する。
一般的には、ここに述べられる重合プロセスは、任意の適切な溶媒またはその混合物中で任意に生じる。適切な溶媒は、水、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール)、テトラヒドロフラン(TMF)ジメチルスルホオキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトン、アセトニトリル、ヘキサメチルホスファーアミド、酢酸、蟻酸、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジオキサン、塩化メチレン、エーテル(例えば、ジエチルエーテル)、クロロホルム、および酢酸エチルを含む。1つの側面において、溶媒は水、および水とDMFのような水混和性有機溶媒との混合物を含む。
一般的には、ここで述べられる重合プロセスは、重合反応に有効な温度で行なうことができる。温度は、他の反応態様に基づいて、およびこれを考慮して変更することができ、例えば、溶媒、重合(または共重合)するモノマー(またはコモノマー)、連鎖移動剤、熱移動(発熱制御)、反応力学、および反応熱力学に関する選択を含む。典型的な温度範囲は、一般的には、約2℃から約200℃、好ましくは約20℃から約110℃、いくつかの実施形態においては、約40℃から約90℃、および約50℃から約80℃の温度範囲を含む。
一般的には、ここに述べられる重合プロセスは、重合反応に有効な圧力で行なうことができる。一般的には、反応圧力は狭く決定されず、約1atmの雰囲気圧力、またはより高い圧力(例えば、1atmから約10atmの範囲内)、またはより低い圧力(例えば、1atm以下)とすることができる。
一般的には、ここに述べられる重合プロセスは、重合反応に有効な反応雰囲気のもとで行なうことができる。例えば、重合は、不活性ガス雰囲気(例えば、Ar、N2)のもと、または周囲の雰囲気のもとで行なうことができる。
一般的には、ここに述べられる重合プロセスは、モノマーに対する連鎖移動剤(リビング連鎖移動部位または基)の、重合反応に有効な種々のモル比で行なうことができる。例えば重合は、モノマーに対する連鎖移動剤(基)のモル比が、約1:1から約1:10,000、好ましくは約1:5から約1:5000、および最も好ましくは約1:10から約1:2000の範囲内で行なうことができる。いくつかの実施形態においては、そのようなモル比は、約1:10から約1:1500の範囲内とすることができる。
一般的には、ここに述べられる重合プロセスは、重量で約5%から約95%、好ましくは重量で約10%から約90%固体、および、いくつかの実施形態においては、重量で約20%から約80%固体の範囲の、溶媒中におけるモノマー濃度で行なうことができ、それぞれの場合において溶液の全重量に対する。
一般的には、ここに延べられる重合反応は、イニシエーターに対する連鎖移動剤(リビング連鎖移動部位または基)の、重合反応に有効な種々のモル比で行なうことができる。例えば重合は、イニシエーターに対する連鎖移動剤(基)のモル比が、約1:2から約50:1、および好ましくは約1:1から約40:1、およびいくつかの実施形態においては、約1:2から約30:1の範囲内で行なうことができる。
一般的には、ここで述べられる重合プロセスは、重合反応に有効な種々の反応時間で行なうことができる。例えば重合は、約0.5時間から約96時間、好ましくは約1時間から約72時間、より好ましくは約1時間から約36時間、およびいくつかの実施形態においては、約2時間から約24時間、または約3時間から約12時間の範囲の反応時間にわたって行なうことができる。
一般的には、上述した側面および当業者に知られている他の要因は、対象となる重合反応を行なうために用いることができる。例えば、MoadらのThe Chemistry of Radical Polymerization,2d Ed.,Elsevier(2006)参照、この文献は、これに関して本明細書に取り込まれる。
[生体分子作用物質]
ここ(発明のそれぞれの側面のある種の実施形態を含む)に開示されまたは請求される発明の種々の側面のいくつかにおいては、本発明の化合物(または、そのような化合物を含む組成物)は、ポリマー接合体を含むことができる。ポリマー接合体は、1以上のポリマー鎖、1以上の連鎖延長部位、および連鎖延長部位に共有的に連結した生体分子作用物質を含むことができる。
一般的には、生体分子作用物質は、生物学に関連性のある部位である。生体分子作用物質は、例えば、治療剤、診断剤、標的化部位、または分析剤とすることができる。生体分子作用物質は、生物学的な活性を有し、病状の治療または予防の処置に有効な治療剤(すなわち治療部位)とすることができる。生体分子作用物質は、高められた部位特異的な指令を、本発明の高分子化合物または組成物に媒介するのに有効な標的化剤(すなわち標的化部位)とすることができる。生体分子作用物質は、病状を評価または決定するために有効な診断剤(すなわち診断部位)とすることができる。診断剤は、評価または決定される病状に関連する生物学的な活性を有する。診断剤は、生物学的分子に親和性を有することができる。診断剤は、例えば、評価または決定される病状の指標である生物学的分子の有無、または相対的な量または濃度を評価または決定するために用いることができる。生体分子作用物質は、生物学的分子を評価または決定するのに有効な分析剤(すなわち分析部位)とすることができる。分析剤は、評価または決定される生物学的分子に関連する生物学的活性を有することができる。分析剤は、生物学的分子に親和性を有することができる。分析剤は、例えば、生物学的分子の有無、または相対的な量または濃度を評価または決定するために用いることができる。
いくつかの好ましい実施形態(本発明のそれぞれの側面のある実施形態を含む)においては、生体分子作用物質は、生物学的分子とすることができる。生物学的分子は、生物学的に活性な巨大分子を含むことができ、ポリ核酸(例えば、(ポリ)デオキシリボ核酸、(ポリ)リボ核酸など)、ポリアミノ酸(例えば、ペプチド、タンパク質)、多糖類(例えば、二糖類、三糖類)、ポリアミノグリコサイド、および前述の擬似物などのようなものである。好ましいポリアミノ酸は、ホルモン、酵素、または抗体もしくは抗体断片とすることができる。好ましいポリ核酸は、DNAまたはRNAのようなゲノム剤とすることができ、それは、細胞中の遺伝子からのタンパク質の発現に関連した種々の側面に相互作用する。例えば、ポリヌクレオチドは、遺伝子発現モジュレーターまたはノックダウン剤とすることができる。あるいは例えば、ポリヌクレオチドは、siRNA,RNAi,miRNA,またはshRNAとすることができる。もう1つの例として、ポリヌクレオチドは、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはアプタマーとすることができる。例えば、ポリヌクレオチドは、ダイサー基質とすることができる。特に好ましい実施形態において、ポリヌクレオチドは、siRNAとすることができる。ポリヌクレオチドは、哺乳類の発現ベクターとすることができる。ポリヌクレオチドは、ヒト中の内生的な遺伝子配列に再結合または修正する作用物質とすることができる。いくつかの好ましい実施形態においては、生物学的分子は、生物学的受容体のためのアゴニストまたはアンタゴニストとすることができる。
いくつかの好ましい実施形態(本発明のそれぞれの側面のある実施形態を含む)においては、生体分子作用物質は、微小な有機分子またはメタロ有機分子のような微小分子とすることができ、好ましくは約1000ダルトン以下、好ましくは約500以下の分子量を有する。好ましい実施形態において、微小な有機分子は、生物学的受容体のためのアゴニストまたはアンタゴニストとすることができる。好ましい実施形態においては、微小分子は、情報伝達分子とすることができる。好ましい実施形態において独立して選択される限定されない例として、微小分子は、アルカロイド、グリコサイド、脂質、フラボノイド、ノンリボサーマルペプチド、ポリケチド、フェナジン、フェノール、ステロイド、テルペン、ピロールなどを含む。
したがって、本明細書中のある種の実施形態においては、少なくとも1種の治療剤、少なくとも1種の診断剤、少なくとも1種の標的化剤、少なくとも1種の分析剤、またはそれらの組み合わせを含むポリマーバイオ接合体が与えられる。そのようなバイオ接合体作用物質は、共有結合を介して延長部位に直接的に、または連結部位を介して間接的に、ポリマー鎖Pnに共有的に結合することができる。
いくつかの実施形態においては、ポリマーバイオ接合体は、1以上の、好ましくは2以上の連鎖延長部位(E*)に共有的に連結した2以上のバイオ接合体部位Qを含む。
いくつかの実施形態においては、生体分子作用物質は治療剤である。
いくつかの実施形態においては、例えばポリマーバイオ接合体は、第1の治療剤である第1の生体分子作用物質と、第2の治療剤である第2の生体分子作用物質とを含む。いくつかの実施形態においては、例えばポリマーバイオ接合体は、治療剤である第1の生体分子作用物質と、標的化部位である第2の生体分子作用物質とを含む。特に好ましい実施形態においては、第1の治療剤は、活性薬剤を含むポリヌクレオチドであり、第2の治療剤は、(もう1つの)活性薬剤である。ある実施形態においては、少なくとも1〜5,5〜250,5〜1000,250〜1000、少なくとも2、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、または少なくとも50の治療剤を含むポリマーバイオ接合体が与えられる。いくつかの実施形態においては、上述したようなポリマーバイオ接合体の複数を含む組成物が与えられ、ここで複数のポリマーバイオ接合体は、平均で、少なくとも1〜5,5〜250,5〜1000,250〜1000、少なくとも2、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、または少なくとも50の治療剤を含む。
ある実施形態においては、少なくとも1つ以上のポリマー鎖Pnは、エンドソームの膜不安定化ポリマーを含む。そのような実施形態は、治療剤の細胞内送達に関連した使用に特に適合することができる。そのような実施形態においては、例えば、本発明の高分子化合物は、1以上のポリマー鎖Pnを含むことができ、これはエンドソームの膜不安定化ポリマー(例えば、ホモポリマー、ランダム共重合体、またはブロック共重合体)、連鎖延長部位、および連鎖延長部位に結合した1以上の治療剤を含む。そのような実施形態のさらに好ましい側面を以下に述べる。
ある実施形態においては、ここで提供される高分子化合物(例えば、ブロック共重合体化合物)との1以上の治療剤(例えばオリゴヌクレオチド)の接合体は、以下の2つの工程を含むプロセスにしたがって合成することができる。すなわち、(1)1−エチル−3,3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド(EDAC)、イミダゾール、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)、およびジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、HOBt(1−ヒドロキシベンゾトリアゾール)、p−ニトロフェニルクロロフォルメート、カルボニルジイミダゾール(CDI)、およびN,N’−ジスクシンイミジルカーボネート(DSC)のようなものを含むが限定されない任意の適切な活性試薬を用いて、オリゴヌクレオチドの修飾可能な末端基(例えば、5’−または3’−ヒドロキシルまたは)を活性化すること;および(2)オリゴヌクレオチドの末端に、ブロック共重合体を共有的に連結することである。いくつかの実施形態においては、オリゴヌクレオチドの5’−または3’−末端の修飾可能基は、ブロック共重合体との接合の前に他の官能基により置換される。例えば、ヒドロキシル基(−−OH)は、リンカーを行なうスルフヒドリル基(−−SH)、カルボキシル基(−−COOH)、またはアミノ基(−−NH2)で任意に置換される。
さらにもう1つの実施形態においては、1以上の塩基(例えば5−アミノアルキルピリミジン)に導入される官能基を含むオリゴヌクレオチドは、高分子化合物(例えばブロック共重合体)に接合され、任意の適切な手法にしたがって活性化剤または反応性二官能リンカーを用いて与えられる。種々のそのような活性化剤および二官能リンカーは、Sigma,Pierce,Invitrogenなどのような供給者から入手可能である。
いくかの実施形態においては、治療剤はタンパク質を含む作用物質である。通常含まれるポリペプチド官能基は、限定されないが、アミノ、ヒドロキシ、チオール、またはカルボキシ基を含む。そのような基は、末端基として存在することができ、またはアミノ酸側鎖に存在することができる。いくつかの実施形態においては、タンパク質を含む治療剤は操作されて、部位特異性接合体の形成のための特別な官能基、例えば「クリック」ケミストリーを介した接合のためのアジド基を含む非天然アミノ酸を含む。
いくつかの実施形態においては、本発明の高分子化合物に関連して与えられる生体分子作用物質は、診断剤とすることができる。
別の実施形態においては、診断剤(上述したような)は、1以上のポリマー鎖に取り込まれたキレート化残基(例えばカルボン酸残基)と複合体化することによって、ここで提供される高分子化合物に非共有的に結合することができる。いくつかの実施形態においては、放射性同位モノマー(例えば、C14同位モノマー)は、高分子化合物中に取り込まれる。いくつかの実施形態においては、診断剤に結合した高分子化合物は、標的化部位を含む。
上述した実施形態のそれぞれにおいては、治療剤は、診断的撮像剤とすることができ、例えば、哺乳類血管系を撮像するために有用な作用物質であり、それは、ポジトロン放出トモグラフィー(PET)剤、コンピュータトモグラフィー(CT)剤、磁気共鳴撮像(MRI)剤、核磁気撮像(NMI)、蛍光透視剤、および超音波造影剤を含むがこれらに限定されない。そのような診断剤は、ヨウ素(I)、123I、125I、131Iなどを含む、バリウム(Ba)、ガドリニウム(Gd)、テクネチウム(Tc)、99Tcを含む、リン(P)、31Pを含む、鉄(Fe)、マンガン(Mn)、タリウム(Tl)、クロム(Cr)、51Crを含む、炭素(C)、14Cを含む、などのような元素の放射性同位元素、蛍光標識された化合物、またはそれらの複合体、キレート、付加物および接合体を含む。他の実施形態において、診断剤は、細胞(ガラクトキナーゼ、緑色蛍光プロテイン、ルシフェラーゼなどを含むがこれらに限定されない)および標識核酸プローブプローブ(例えば、放射性標識または蛍光標識されたプローブ)内に発現した際に容易に検出できるコード化されたタンパク質であるマーカー遺伝子である。
ある実施形態においては、ここに述べられる高分子化合物は、少なくとも1つの標的化部位(例えば、特異的な細胞または細胞のタイプを標的にする部位)を含み、例えば、上述したような生体分子作用物質Qである。
いくつかの実施形態においては、バイオ接合体部位は標的化部位であり、1以上の生物学的受容体または他の化合物または対象となる細胞表面に特異的な親和性を有する。いくつかの好ましい実施形態においては、標的化部位は、例えばエンドサイトーシスによる細胞摂取を媒介するために効果的な1以上の受容体に親和性を有するリガンドとすることができる。
いくつかの実施形態においては、生体分子作用物質は、対象となる他の化合物と相互作用するために適合した標的化部位とすることができ、例えば1以上の治療剤のようなものである。そのようなバイオ接合部位は、1以上の治療剤および/またはポリマーと相互作用することができ、それは互いに親和性を有し、ビオチン−ストレプトアビジン、アリールボロン酸−サリチルヒドロキサム酸、ロイシンジッパー、または他のペプチドモチーフ、高分子化合物および治療剤の上における正および負の電荷の間のイオン性相互作用、または他のタイプの非共有化学親和性連結のようなものである。例えば、親和性バインダーの対は、生体分子複合体の合成に用いられるビオチン/アビジン対のようなものであるが、アビジン修飾された高分子化合物へビオチン修飾された治療剤を非共有的に結合させるために任意に用いられる。さらに、いくつかの実施形態においては、二重鎖ポリヌクレオチドは、本発明の高分子化合物に結合する(例えば複合体化)。いくつかの実施形態においては、高分子化合物は、核酸マイナーグルーブ結合剤またはインターカレーティング剤で非共有的に結合し、インターカレーティング剤は、高分子化合物の延長部位にそれ自体が結合(例えば共有的に)する。
特別な場合においては、ここで提供される高分子化合物は、それぞれの特別に標的化された細胞への治療剤の送達に有用である。ある場合においては、高分子化合物の細胞摂取の効率は、高分子化合物に共有的に結合した標的化部位が含まれることによって高められる。細胞摂取の状況においては、標的化部位(標的化剤)は、細胞(例えば選択された細胞)の表面を見分ける親和性の試薬である。いくつかの実施形態においては、標的化部位は、細胞表面の抗原を認識し、あるいは、標的細胞の表面の受容体に結合する。適切な標的化部位は、限定されない例として、例えば、抗体、抗体状分子、またはペプチド、RGD−含有ペプチドのようなインテグリン−結合ペプチドのようなもの、またはビタミンのような微小分子であり、例えば、葉酸塩、ラクトースおよびガラクトースのようなショ糖、または他の微小分子を含む。細胞表面の抗原は、タンパク質、ショ糖、脂質または細胞表面の他の抗原のような細胞表面分子を含む。特定の実施形態においては、細胞表面の抗原はインターナリゼーションを受ける。ここで提供される高分子化合物の標的化部位によって標的される細胞表面の抗原の例は、トランスフェリン受容体タイプ1および2、EGF受容体、HER2/Neu,VEGF受容体、インテグリン、NGF,CD2,CD3,CD4,CD8,CD19,CD20,CD22,CD33,CD43,CD38,CD56,CD69,およびアシアロ糖タンパク質受容体を含むが、それらに限定されない。
標的化部位は、種々の実施形態において、高分子化合物(例えばブロック共重合体化合物)に、好ましくは例えば連鎖延長残基モノマー単位の側鎖を介して、あるいは取り込まれて、好ましくはそれぞれの場合において、連鎖延長部位は高分子化合物の末端に、または高分子化合物の2つのポリマー鎖の間に与えられる。ポリマー鎖への標的化部位の結合は、任意の適切な手法、例えば、多数の接合化学手法の任意の1つにより達成することができ、後述するような連結部位を含むが限定されない。
別の実施形態においては、標的化リガンドは、ポリマー鎖のモノマー残基に結合し、得られる化合物はその後、ここで述べるようにポリマー(例えばブロック共重合体)の重合合成において用いられる。いくつかの実施形態においては、標的化部位は、第1のブロック共重合体のブロックに、または第2のブロック共重合体のブロックに共有的に結合する。いくつかの実施形態においては、標的化部位は、高分子化合物に非共有的に結合したsiRNA共有結合のセンスまたはアンチセンス鎖に結合する。ある実施形態においては、標的化剤は、センスまたはアンチセンス鎖の5’または3’末端に結合する。
特定の実施形態においては、ここで提供される高分子化合物は、生体適合性である。ここで使用される際、「生体適合性」とは、それ自体またはそのインビボ分解産物により特徴付けられるポリマーの特性が、生組織に対して有害でないか、または少なくとも最小および/または修繕可能な程度に有害であり;および/または生組織における免疫反応を引き起こさないか、または免疫反応が少なくとも最小限および制御可能であることを意味する。塩に関しては、現在、カチオン性の種とアニオン性の種の両方が生体適合性であることが好ましい。ここで使用される場合、「生理学的に許容可能である」とは、「生体適合性である」と互換性である。いくつかの場合においては、ここで使用される高分子キャリアおよびポリマー(例えば、ブロック共重合体)は、カチオン性の脂質と比較して低い毒性を示す。
いくつかの場合においては、ここで述べられる高分子化合物に用いられる1以上のポリマー鎖(例えば、ブロック共重合体)は、約1,000から約30,000の分子量を有するポリエチレングリコール(PEG)鎖またはブロックを含む。いくつかの実施形態においては、PEGは、ポリマー末端の基、あるいはここで提供される高分子化合物中に存在する1以上のぶら下がった修飾可能な基に接合する。いくつかの実施形態においては、PEG残基は、親水性セグメント内の修飾可能な基に、またはここで提供される高分子化合物のポリマー(例えばブロック共重合体)のブロック(例えば、シェルブロック)に接合する。ある実施形態においては、PEG残基を含むモノマーは共重合して、ここで提供される高分子化合物のポリマー鎖の親水性部分を形成する。
[連結部位]
一般的には、生体分子作用物質は、1以上の連結部位を介して連鎖延長部位に連結することができる。
連結部位は、共有結合とすることができる。
連結部位は、多官能(例えば、二官能)部位とすることができ、例えば、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、または置換されたヘテロハイドロカルビルのようなものであり、それぞれの場合において、2以上の反応性官能基を含む。いくつかの実施形態においては、連結部位は、切断可能な結合、例えば不安定および/またはある種の細胞内パラメータ(例えばpHまたは酸化還元ポテンシャル)の変化により切断する結合を含む。例えば連結部位は、ジスルフィド連結部位Lとすることができる。例えば連結部位は、酸不安定な連結部位Lとすることができる。いくつかの好ましい実施形態においては、連結部位Lは、エンドソームのpHにおいて酸不安定な結合を少なくとも1つ含む。
いくつかの実施形態においては、生体分子作用物質(例えば、オリゴヌクレオチド)は、適切な化学的接合法により高分子化合物の延長部位に接合する。いくつかの実施形態においては、延長部位と生体分子作用物質との間の共有結合は、任意に非切断可能または切断可能とすることができる。ある実施形態においては、1以上のRNAi剤(例えばダイサー基質)の前駆体は、非切断性結合によって高分子化合物に結合する。いくつかの実施形態においては、1以上のRNAi剤は、切断性結合を介して結合する。ある実施形態においては、そのような方法に用いられる切断性結合は、限定されない例として、ジスルフィド結合(例えば、細胞質の還元環境中で解離するジスルフィド結合)を含む。
連結部位は、例えば、アミン−カルボキシルリンカー、アミン−スルフヒドリルリンカー、アミン−炭水化物リンカー、アミン−ヒドロキシルリンカー、アミン−アミンリンカー、カルボキシル−スルフヒドリルリンカー、カルボキシル−炭水化物リンカー、カルボキシル−ヒドロキシルリンカー、カルボキシル−カルボキシルリンカー、スルフヒドリル−炭水化物リンカー、スルフヒドリル−ヒドロキシルリンカー、スルフヒドリル−スルフヒドリルリンカー、炭水化物−ヒドロキシルリンカー、炭水化物−炭水化物リンカー、およびヒドロキシル−ヒドロキシルリンカーを含むことができる。特定の実施形態においては、「クリック」化学は、ここで提供される高分子化合物(例えばブロック共重合体)に標的化リガンドのようなバイオ接合体が結合するために用いられる(「クリック」反応の例については、Wu, P.; Fokin, V. V. Catalytic Azide-Alkyne Cycloaddition: Reactivity and Applications. Aldrichim. Acta 2007, 40, 7-17参照)。極めて多様な接合化学が任意に利用される(例えば、Bioconjugation, Aslam and Dent, Eds, Macmillan, 1998およびその中のチャプター参照)。いくつかの実施形態においては、接合は、pH敏感性の結合およびリンカーを用いて行なうこともでき、ヒドラゾンおよびアセタール連結を含むが、それらに限定されない。任意の他の適切な接合法は、任意に用いることができ、例えば多種の接合化学が有用である(例えば、Bioconjugation, Aslam and Dent, Eds, Macmillan, 1998およびそのチャプターを参照)。
[ポリヌクレオチド含有組成物およびその使用]
ここで述べられるように、本発明の高分子化合物は、ポリヌクレオチドを含むことができ、またはポリヌクレオチドを含む組成物の構成成分とすることができる。ポリヌクレオチドは、共有的に(例えば生体分子作用物質として)または非共有的に、本発明の高分子化合物に結合することができる。そのような化合物および組成物は、その必要がある個体においてインビボまたはインビトロでの、ポリヌクレオチド(例えばRNAi)の送達に特に適切である。
一般的には、組成物は、ポリヌクレオチド−含有組成物を含むことができ、ここで、そのような組成物は、高分子化合物とそれに結合したポリヌクレオチドとを含み、高分子化合物は式IIAを有するポリマーを含む。
Figure 2012511053
ここでPn,E,k,Y,Y*およびPmのそれぞれは、式IIAまたは式IAに関連して上で説明したようなものである(例えば、Eは、例えば連結部位Lを介してそれに共有的に連結した1以上のバイオ接合体Qを含む連鎖延長残基であることを含む)。
いくつかの実施形態においては、ポリヌクレオチドは、高分子化合物に共有的に連結することができる。例えばポリヌクレオチドは、1以上の連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合することができ、それぞれの場合において、独立して選択された連結部位Lを介する。限定されることなく、図7Cから図7Gに示されるように、例えば、本発明の化合物および組成物は、式IIAを有するポリマーの延長残基(E*)に、例えば連結残基L(図示せず)を介して接合したポリヌクレオチド(RNAiとして示される)を含む高分子化合物を含むことができる。いくつかの示される実施形態(図7D、7F、7G)においては、高分子化合物は、例えば延長部位(E*)を介してまたはもう1つの官能基(例えば、図7Dに示されるようなα末端官能基)を介して、それに共有的に接合した1以上の標的化部位(例えば、三角形として示される)をさらに含む。
いくつかの実施形態においては、ポリヌクレオチドは、高分子化合物との非共有的な相互作用を介して(例えば、イオン性相互作用を介して)高分子化合物に結合することができる。例えば、式IIAの高分子化合物は、ポリヌクレオチドに非共有的に結合するのに適合した1以上のモノマー残基を含むポリマー鎖を含むことができる。1つの限定されない手法においては、例えば高分子化合物は、カチオン性(帯電可能な)種を有する1以上のモノマー残基を含むポリマー鎖を含むことができる。そのようなポリカチオン性の特性は、ポリヌクレオチドとの非共有結合の原理(これはイオン結合を含む)を与える。限定されることなく、図7Aおよび7Bに示されるように、例えばジブロック共重合体を含む高分子化合物は、イオン性相互作用により共重合体のカチオン性ブロックにおいてそれに結合したポリヌクレオチド(RNAiとして示される)を有することができる。1つの示される実施形態(図7B)においては、高分子化合物は、例えば延長部位(E*)を介してそれに共有的に接合した1以上の標的化部位(例えば、三角形で示される)を含むことができる。例として、そのような高分子化合物は、哺乳類の発現ベクターDNAに結合することができ、DNAと複合体化する。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物−ポリヌクレオチド複合体は、中性に帯電する(例えば、高分子化合物およびポリヌクレオチドの1以上のポリマー鎖は、実質的に中性であると全体として考えられる)。ポリヌクレオチドの長さに依存して、ポリカチオンポリマー鎖の長さは、対象となるポリヌクレオチドに電荷中和を与えるために調節することができる。いくつかの場合においては、電荷中和は、高分子化合物を含む処方にカチオンおよび/またはポリカチオンを加えることによって達成、またはさらに行なうことができる。
ある実施形態においては、ポリヌクレオチドが、本発明の高分子化合物に共有的に結合した(例えば生体分子作用物質として)、または非共有的に結合した先立つ実施形態のいずれかに関連して含むものであるが、高分子化合物は少なくとも1以上のポリマー鎖Pnを含むことができ、これは、エンドソームの膜不安定化ポリマーを含む。これに関して一般的には、そのような組成物の高分子化合物は、少なくとも1つの膜崩壊性ポリマー鎖(例えば、エンドソームのpHにおいて膜崩壊活性を有するpH敏感なポリマー)を好ましくは含むことができる。
好ましくは、これに関して、例えば、そのような組成物の高分子化合物は、少なくとも疎水性のポリマー鎖を好ましく含むことができる。好ましくは、これに関して、そのような組成物の高分子化合物は、好ましくは少なくとも1つのポリマー鎖を含むことができ、それは、第1の帯電可能種を有する複数のモノマー残基を含み、第1の帯電可能種は、血清の生理学的pHにおいてはアニオンであり、エンドソームのpHにおいては実質的に中性または非帯電である。
好ましくは、これに関して、例えば、そのような組成物の高分子化合物は、好ましくは少なくとも1つのポリマー鎖を含み、これは(i)複数の疎水性モノマー残基、および(ii)第1の帯電可能種を有する複数のモノマー残基を含み、第1の帯電可能種は血清の生理学的pHにおいてはアニオンであり、エンドソームのpHにおいては実質的に中性または非帯電である。
いくつかの実施形態においては、ここで提供される膜不安定化ブロック共重合体は、任意の適切なpHにおいて膜不安定性である。いくつかの実施形態においては、膜不安定化ブロック共重合体は、エンドソームのpHにおいて膜不安定性(例えば水性媒体中)である。いくつかの実施形態においては、膜不安定化ブロック共重合体は、約6.5以下、約5.0から約6.5、または約6.2以下のpHにおいて、膜不安定性(例えば水性溶媒中)である。
一般的な限定されない例として、組成物は、高分子化合物を含むことができ、それはブロック共重合体およびそれに結合したポリヌクレオチドを含み、ここでブロック共重合体は、1以上のポリマー鎖Pnを含み、これはエンドソームの膜不安定化ポリマーである。例えば、1つの傾向において、ブロック共重合体は、好ましくは、共重合体の第1ブロックAを定義する第1ポリマー鎖と、共重合体の第2ブロックBを定義する第2膜崩壊性ポリマー鎖とを含むことができる。例えば、ブロック共重合体は、共重合体の第1ブロックAを定義する第1ポリマー鎖、および、共重合体の第2ブロックBを定義する第2ポリマー鎖であって、これは、(i)複数の疎水性モノマー残基と(ii)第1の帯電可能種を有する複数のモノマー残基とを含み、第1の帯電可能種は血清の生理学的pHにおいてはアニオンであり、エンドソームのpHにおいては実質的に中性または非帯電であるものを含む。例えば、別の傾向において、ブロック共重合体は、共重合体の第1ブロックAを定義する第1の膜崩壊性ポリマー鎖と、共重合体の第2ブロックBを定義する第2ポリマー鎖とを好ましく含むことができる。例えば、ブロック共重合体は、共重合体の第1ブロックAを定義する第1ポリマー鎖、これは、(i)複数の疎水性のモノマー残基と(ii)第1の帯電可能種を有する複数のモノマー残基とを含み、第1の帯電可能種は、血清の生理学的pHにおいてはアニオンであり、エンドソームのpHにおいては実質的に中性または非帯電であるもの、および、共重合体の第2ブロックBを定義する第2ポリマー鎖を含むことができる。
さらに、直前のブロック共重合体の実施形態に関連して、ポリヌクレオチドは、高分子化合物に共有的に連結することができ、これは例えば1以上の連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基(E)に(例えば、第1ブロックAと第2ブロックBとの間のジャンクション連鎖延長部位に、または末端延長部位に(例えば高分子化合物のω末端に位置する)を含む)共有的に結合する。
別のおよびさらに前述のブロック共重合体の実施形態に関連して、ポリヌクレオチドは、例えば、そのような高分子化合物の第2ブロックBとの相互作用を介して、高分子化合物に非共有的に結合することができる。例えば、これに関して、ブロック共重合体は、共重合体の第2ブロックBを定義する第2ポリマー鎖を含むことができ、これは、血清の生理学的pHにおいてはカチオン種を有する複数のモノマー残基を含み、ここでポリヌクレオチドは、ポリヌクレオチドと共重合体の第2ブロックBのカチオン種との間の非共有相互作用を介してブロック共重合体に結合する。
一般的には、本発明の高分子化合物にポリヌクレオチドが共有的に結合した(例えば生体分子作用物質)、または非共有的に結合した前述の実施形態のいずれの組み合わせも含み、種々のポリマー鎖についての種々の実施形態(例えば、前述のブロック共重合体の例)において、そのような組成物の高分子化合物は、高分子化合物に共有的に結合した1以上の標的化部位をさらに含むことができる(例えば、1以上の連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合し、それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介する)。一般的には、および好ましくはこれに関して、そのような標的化部位は、エンドサイトーシスを媒介するために有効な1以上の受容体に親和性を有するリガンドとすることができる。
特に好ましくは、1以上のポリマー鎖Pnを含むそのような実施形態であり、エンドソームの膜不安定化ポリマーを含み、および/または接合部位Qを含み、これはエンドサイトーシスを媒介するために有効な1以上の受容体に親和性を有するリガンドである。これらの実施形態は、ポリヌクレオチドのような治療剤の細胞内送達に関連した使用に特に適合することができる。そのような実施形態においては、例えば、本発明の高分子化合物は、1以上のポリマー鎖Pnを含むことができ、これはエンドヲームの膜不安定化ポリマー(例えば、ホモポリマー、ランダム共重合体またはブロック共重合体)、および1以上の連鎖延長部位(E*)を含む。1つの方法において、1以上のポリヌクレオチドは、上述したように連鎖延長部位に共有的に結合することができる。別の方法において、1以上のポリヌクレオチドは、上述したように高分子化合物に非共有的に結合することができる。
上述したいずれの実施形態においても、組成物はミセル集合体に複数の高分子化合物を含むことができる。そのようなミセル集合体は、複数の高分子化合物の第1の疎水性ポリマー鎖Pnの結合により定義されたコアと、複数の高分子化合物の第2のポリマー鎖Pmにより定義されたシェルとを含むことができる。対象となるポリヌクレオチドは、ミセル集合体の1以上の高分子化合物に共有的に結合(例えば、生体分子作用物質として)することができ、あるいは、ポリヌクレオチドはミセル集合体に非共有的に結合することができ、いずれにおいてもここで説明された方法が用いられる。いくつかのそのような実施形態においては、ミセル集合体は、ナノ粒子(例えばミセル)とすることができ、それは、コア、シェル、および1以上のポリヌクレオチドを含む。好ましくは、ポリヌクレオチドは、ミセル集合体のコアの中に存在しない。
特定の実施形態においては、ブロック共重合体(例えば膜不安定化ブロック共重合体)は、ジブロック共重合体であり、化学式を有する。
Figure 2012511053
ここで
0,A1,A2,A3およびA4は、−C−,−C−C−,−C(O)(CR67)aC(O)O−,−O(CR67)aC(O)−およびO(CR67)bOからなる群から選択され、ここで、
aは1〜4;
bは2〜4;
0およびY4は、水素、(1C〜10C)アルキル,(3C〜6C)シクロアルキル,O(1C〜10C)アルキル,O(2C〜50C)へテロアルキル,−C(O)O(1C〜10C)アルキル,C(O)O(2C〜100C)へテロアルキル,C(O)NR8(1C〜10C)アルキル,C(O)NR8(2C〜100C)へテロアルキル,(5C〜10C)アリール,(4C〜10C)へテロアリール,からなる群から独立して選択され、そのいずれかは、1以上のフッ素、シアノまたはジアゾ基で任意に置換される;
1およびY2は2価のリンカーであり、共有結合、(1C〜10C)アルキル−,−C(O)O(2C〜10C)アルキル−,−OC(O)(1C〜10C)アルキル−,−O(2C〜10C)アルキル−、および−S(2C〜10C)アルキル−−C(O)NR8(2C〜10C)アルキル,(5C〜10C)アリール,(4C〜10C)へテロアリールからなる群から選択され、そのいずれかは1以上のフッ素、シアノまたはアジド基で任意に置換される:
3は2価のリンカーであり、共有結合、(1C〜10C)アルキルおよび(6C〜10C)アリールからなる群から選択される;
ここで、R1〜R5およびY0〜Y4で完全には置換されないA1〜A4の4価の炭素原子は、適切な数の水素原子で揃えられる;
11,R12,R13,R14 15,R6,R7およびR8は、水素、−CN,アルキル,アルケニル,ヘテロアルキル,シクロアルキル,ヘテロシクロアルキル,アリールおよびヘテロアリールからなる群から独立して選択され、そのいずれかは1以上のフッ素原子で任意に置換することができる;
1およびQ2は、生理学的なpHにおいて正に帯電した残基であり、アミノ、アルキルアミノ、アンモニウム、アルキルアンモニウム、グアニジン、イミダゾリルおよびピリジルを含むが、それらに限定されない;
3は、生理学的なpHにおいて負に帯電するが、より低いpHにおいてプロトン化を生じる残基であり、カルボキシル、スルホアミド、ボロン酸、ホスホン酸、およびホスフェート基を含むが、それらに限定されない;
m,n,p,qおよびrは、与えられたブロックにおけるモノマー単位のモル比率を表わし、ここで
m+n=1;
p+q+r=1;
vおよびwはそれぞれのブロックの分子量を表わし;ここで
vは約5から約25kDaであり、
wは約5から約50kDaである。
ある実施形態においては、ブロック共重合体はジブロック共重合体であり、化学式(通常の生理学的pHにおいて)を有する。
Figure 2012511053
ここで:
0,A1,A2,A3およびA4は、−C−,−C−C−,−C(O)(CR1718)aC(O)O−,−O(CR1718aC(O)−およびO(CR1718bOからなる群から選択され、ここで
aは1〜4;
bは2〜4;
6,R7 8,R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17およびR18は、水素、(1C〜5C)アルキル,(3C〜6C)シクロアルキル,(5C〜10C)アリール,(4C〜10C)へテロアリールからなる群から独立して選択され、そのいずれかは1以上のフッ素原子で置換されていてもよく;
0およびY4は、水素、(1C−10C)アルキル,(3C−6C)シクロアルキル,O−(1C−10C)アルキル,−C(O)O(1C−10C)アルキル、およびフェニルからなる群から独立して選択され、そのいずれかは1以上のフッ素基で置換される;
1およびY2は、共有結合、(1C〜10C)アルキル−,−C(O)O(2C〜10C)アルキル−,−OC(O)(1C〜10C)アルキル−,−O(2C〜10C)アルキル−および−S(2C〜10C)アルキル−からなる群から独立して選択され;
3は、共有結合、(1C〜5C)アルキル、およびフェニルからなる群から選択され、ここでR11〜R15およびY0〜Y4で完全には置換されないA1〜A4の4価の炭素原子は、適切な数の水素で揃えられる:
Zは生物学的に許容可能な対イオンであり;
mは0から約49であり;
nは約0.51から約1.0であり、ここで
m+n=1
pは約0.2から約0.5であり;
qは約0.2から約0.5であり、ここで
pは実質的にqと等しく;
rは0から約0.6であり、ここで
p+q+r=1
vは約5から約25kDaであり;
wは約5から約50kDaである。
いくつかの実施形態においては:
1は−C−C−であり
1は−C(O)OCH2CH2−であり;
6は水素であり;
7およびR8はそれぞれ−CH3であり;
12は−CH3である。
いくつかの実施形態においては:
2は−C−C−であり;
2は−C(O)OCH2CH2−であり;
9は水素であり;
10およびR16は、それぞれ−CH3であり;
13は−CH3である。
いくつかの実施形態においては、
3は−C−C−であり;
14はCH3CH2CH2−であり;
3は共有結合であり、
-は生物学的に許容可能なアニオンである。
いくつかの実施形態においては:
4は−C−C−であり;
15は水素および−CH3からなる群から選択され;
4は−C(O)O(CH23CH3である。
いくつかの実施形態においては、
0はC−C−であり
11は、水素および(1C〜3C)アルキルからなる群から選択され;
10は−C(O)O(1C〜3C)アルキルからなる群から選択される。
いくつかの実施形態においては、mは0である。いくつかの実施形態においては、rは0である。いくつかの実施形態においては、mおよびrはいずれも0である。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物は、ここで述べられるような膜不安定化ブロック共重合体化合物とすることができ、共重合体の第1のブロックを定義する第1のポリマー鎖と、共重合体の第2のブロックを定義する第2のポリマー鎖とを含むことができる。
そのような第1ポリマー鎖は、少なくとも第1の帯電可能種を有するモノマー残基と、少なくとも第2の帯電可能種を有するモノマー残基とを含むことができる。第1の帯電可能種および第2の帯電可能種のそれぞれは、アニオン種またはカチオン種のいずれか一方に帯電し、または帯電可能である。いくつかの実施形態においては、高分子化合物は、少なくとも1つの付加的な非帯電可能および/または疎水性種を任意に含むことができる。変わりやすい帯電可能種は、共重合体の第1のブロックの帯電プロファイルを合わせる機会を与える。
例えば、そのような第1のポリマー鎖は、ランダム共重合体ブロックとすることができ、それは少なくとも1つのアニオンに帯電可能な種、少なくとも1つのカチオンに帯電可能な種、および任意に少なくとも1つの付加的な非帯電可能なおよび/または疎水性種を含む。
第1のポリマー鎖の第1の帯電可能種は、ブロンステッド酸とすることができる。いくつかの実施形態において、第1の帯電可能種は、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも95%が、生理学的なpH近傍において(例えば、約7.4のpHにおいて)負に帯電する。特定の実施形態においては、これら第1の帯電可能種、単位は、H+の損失によって中性pH近傍においてアニオン種に帯電する。第1の帯電可能種のpKaは、異なるpHにおいては第1ブロックの第1帯電可能種は、少なくとも20%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%が、またはわずかな酸性pHにおいて(例えば、約6.5以下;約6.2以下;約6以下、約5.9以下;約5.8以下、またはエンドソームのpH付近において)は少なくとも95%が、中性または非帯電となるようなものとすることができる。
第1の帯電可能な種または基は、限定されない例として、カルボン酸、酸無水物、スルホンアミド、スルホン酸、スルフィン酸、硫酸、リン酸、次亜リン酸、ホウ酸、亜リン酸などである。同様に、ある実施形態において、第1の帯電可能モノマー残基は、カルボン酸、酸無水物、スルホンアミド、スルホン酸、スルフィン酸、硫酸、リン酸、次亜リン酸、ホウ酸、亜リン酸などを含む。
いくつかの実施形態においては、アニオン性に帯電可能な種は、任意の有機または無機の酸残基であり、それは、選択された重合プロセスにおいて、例えばエステルのような保護された種として、または自由酸として任意に存在する。いくつかの実施形態においては、アニオン性に帯電可能な種は弱酸であり、次のようなものを含むが限定されない。すなわち、次亜ホウ酸,スルホンアミド、ホスホン酸,ヒ酸、次亜リン酸、ホスフェート、カルボン酸、キサントゲン酸塩、テトラゾール、またはそれらの誘導体(例えばエステル)である。ある実施形態においては、マレイン酸無水物、(Scott M. Henry, Mohamed E.H.El−Sayed,Christopher M.Pirie,Allan S.Hoffman,and Patrick S.Stayton、細胞内ドラックデリバリーのためのpH反応性ポリ(スチレン−alt−マレイン酸無水物)アルキルアミドコポリマー、Biomacromolecules 2006,7,2407−2414)のようなモノマーは、マレイン酸無水物モノマー単位の重合後の加水分解による第1の帯電可能種の誘導のために用いられる。
好ましい第1の帯電可能なモノマー残基は、(C2〜C8)アルキルアクリル酸モノマーから誘導される。特定の実施形態においては、通常の生理学的なpHにおいてアニオンである帯電可能な種は、2−プロピルアクリル酸のようなカルボン酸であるが限定されず、より正確には、それから誘導される単位、2−プロピルプロピオン酸−CH2C((CH22CH3)(COOH)(PAA)である。
第1のポリマー鎖の第2の帯電可能な種は、ブロンステッド塩基とすることができる。第1のポリマー鎖の第2の帯電可能な種は、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも95%が生理学的なpH近傍において(例えば、約7.4のpHにおいて)、正に帯電する。特定の実施形態においては、これら第2の帯電可能な種は、H+の追加によりカチオン種に帯電する。第2の帯電可能な種のpKaは、異なるpHにおいて第2の帯電可能種は、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも95%が、またはわずかに酸性pH(例えば約6.5以下;約6.2以下;約6以下;約5.9以下;約5.8以下;またはエンドソームのpH)において少なくとも95%が、正に帯電するようなものである。
第2の帯電可能種は、いくつかの実施形態においては、例えば、モノマー残基のアミン部位のようなアミン(例えば、非環状および環状アミンを含む)とすることができる
第1のポリマー鎖の好ましい第2の帯電可能種は、モノマー残基とすることができ、N,N−ジ(C1〜C6)アルキル−アミノ(C1〜C6)アルキル−エタクリレート,N,N−ジ(C1〜C6)アルキル−アミノ(C1〜C6)アルキル−メタクリレート、またはN,N−ジ(C1〜C6)アルキル−アミノ(C1〜C6)アルキル−アクリレートから選択されるモノマーから誘導されるモノマー残基のようなアミンを含む。いくつかの実施形態において、第2の帯電可能なモノマー単位は、窒素複素環を含むことができ、例えば、イミダゾール、ピリジン、ピペラジン、ピリミジンなどである。
第2の帯電可能な種は、生理学的なpHにおいてカチオン種であり、アンモニウム−NRR’R'',グアニジウム(−NRC(=NR’H)+NR''R''',基準状態を含む)のような窒素含有種とすることができ、ここで、R基は独立して、水素、アルキル、シクロアルキルまたはアリールとすることができ、または、同じまたは隣接する窒素原子に結合した2つのR基は、互いに結合して複素環種を形成することができ、ピロール、イミダゾール、ピリミジン、またはインドールなどであるが、それらに限定されない。
いくつかの実施形態において、第1および/または第2の帯電可能な種は、双性イオンモノマー単位中に存在する(すなわち、これにおいては、アニオン性およびカチオン性の帯電可な種が同一のモノマー単位中に存在する)。
第1のブロックは、少なくとも1つの非帯電可能な種を含む。いくつかの実施形態においては、非帯電可能な種は、疎水性種(例えば疎水性基を含む)である。ある実施形態においては、疎水性基は、約1以上;約2以上;約3以上;約4以上:約5以上のようなΠ値を有する。
第1鎖の非帯電可能なモノマー残基は、例えば、(C2〜C8)アルキル−エタクリレート,(C2〜C8)アルキル−メタクリレート、または(C2〜C8)アルキル−アクリレートとすることができる。
いくつかの実施形態においては、ブロック共重合体の第1ブロックは、複数の疎水性種を含む。ある実施形態においては、疎水性のモノマー単位は、ビニル置換された芳香族または複素芳香族化合物である。さらなる特定の実施形態においては、疎水性モノマーはアルキル(アルキル)アクリレートである。特定の実施形態においては、疎水性モノマーは、スチレン誘導体である。
膜不安定化ブロック共重合体の第1ブロックは、約2,000ダルトンから約250,000ダルトン;約5,000ダルトンから約100,000ダルトン;約5,000ダルトンから約50,000ダルトン;または約10,000ダルトンから約50,000ダルトンの数平均分子量(Mn)を有することができる。
ここに述べられる膜不安定化ブロック共重合体の第2ブロックを定義する第2ポリマー鎖は、親水性とすることができる。いくつかの実施形態においては、ここに述べられる膜不安定化ポリマーの第2ブロックは、親水性とすることができ、生理学的なpH近傍、例えばpH7.4において帯電することができる。特定の実施形態においては、膜不安定化ポリマーの第2ブロックは、少なくとも1つの帯電可能な種を含む。特定の実施形態においては、帯電可能種はカチオン種に帯電し、または帯電可能である。他の特定の実施形態においては、帯電可能種は、アニオン種に帯電し、または帯電可能である。他の実施形態においては、モノマー残基は、帯電した種を全く含まない。
1以上の膜不安定化ブロック共重合体の第2ブロックの第2ポリマー鎖は、中性pH近傍において(例えば、約7.4のpHにおいて)ポリカチオン性とすることができる。
1以上の膜不安定化ブロック共重合体の第2ブロックは、ホモポリマーのブロックとすることができる。ある実施形態においては、ホモポリマーの第2ブロックは、カチオン種に帯電可能なモノマー単位を含み、ここでカチオン種に帯電可能なモノマー単位のいくらかはカチオンであり、カチオン種に帯電可能なモノマーの他は非帯電である。さらなるまたは別の実施形態においては、1以上の膜不安定化ブロック共重合体の第2ブロックは、ヘテロポリマーである。特定の実施形態においては、ヘテロポリマーの第2ブロックは、カチオン種に帯電可能なモノマー単位と非帯電性のモノマー単位とを含む。
第2ブロックの帯電可能なモノマー残基は、ブロンステッド塩基とすることができる。膜不安定化ブロック共重合体の第2ブロックを定義定する第2ポリマーの帯電可能種は、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも95%が、中性pH近傍において(例えば、約7.4のpHにおいて)、正に帯電するようなものである。特定の実施形態においては、第2ブロック中のこれらの帯電可能種は、H+の追加によりカチオン種に帯電する。そのような帯電可能種のpKaは、第2ポリマー鎖中の帯電可能種が、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも95%、わずかに酸性pHにおいて(例えば約6.5以下、約6.2以下、約6以下、約5.9以下、約5.8以下、またはエンドサームのpHにおいて)正に帯電する種であるようなものである。
ある実施形態においては、第2ブロックの帯電可能な種または基は、アミン(例えば非環状および環状アミンを含む)である。
第2ブロックの好ましい帯電可能なモノマー残基は、アミンを含むモノマー残基であり、限定されない例は、例えば、N,N−ジ(C1〜C6)アルキル−アミノ(C1〜C6)アルキル−エタクリレート,N,N−ジ(C1〜C6)アルキル−アミノ(C1〜C6)アルキル−メタクリレート,またはN,N−ジ(C1〜C6)アルキル−アミノ(C1〜C6)アルキル−アクリレートから選択されるモノマーから誘導されるモノマー残基のようなものである。いくつかの実施形態においては、第2ブロックの帯電可能なモノマー単位は、例えばイミダゾールまたはピリジンのような窒素複素環を含むモノマー単位である。
第2ポリマー鎖の帯電可能な種は、生理学的なpHにおいてカチオン性となることができるものであり、アンモニウム、−NRR’R''、グアニジニウム(−NRC(=NR’H)+NR''R''',基準状態を含む)のような窒素種を含むことができ、ここで、R基は、独立して水素、アルキル、シクロアルキル、またはアリールであり、または同一もしくは隣接した窒素原子に結合した2つのR基は、互いに結合して複素環種を形成してもよく、それはピロール、イミダゾール、またはインドールなどを含むが限定されない。いくつかの実施形態において、第2ブロックは、核酸結合ポリアミド、インターカレーター、または二重鎖または三重鎖を形成するオリゴヌクレオチドである。
第2ポリマー鎖の帯電可能な種は、双性イオンモノマー単位中に存在することができる(すなわち、ここで、アニオン種およびカチオン種に帯電可能な種は、同一のモノマー単位中に存在する)。
第2ブロックは、生理学的なpHまたはその近傍(例えば、ヒトでの循環する血液のpHを含む)でカチオン種である。いくつかの実施形態においては、第2ブロックはポリカチオンを含む。いくつかの実施形態においては、第2ブロックは治療剤(例えば、siRNAのようなポリヌクレオチド)に結合し、これは、xのアニオンを含むポリアニオンであり、ポリアニオン性の第2ブロックは、約0.6x、約0.7x、約0.8x、約0.9x、約1.0x、約1.1xまたはこれを超えるカチオンを含む。特定の実施形態においては、治療剤(例えば、siRNAのようなポリヌクレオチド)は、xのアニオンを含むポリアニオンであり、ポリアニオンの第2ブロックは、約0.7xまたはこれを超えるカチオンを含む。
別の方法においては、膜不安定化ブロック共重合体の第2ブロックを定義する第2ポリマー鎖は、中性pH近傍において(例えば、約7.4のpHにおいて)、非帯電性または親水性とすることができる。ある実施形態においては、親水性の第2ブロックは、帯電可能ま種を含まないまたは実質的に含まない。いくつかの実施形態においては、非帯電の親水性の第2ブロックは、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリ(アルキレンオキサイド)などを含む、またはそれ自体である。
膜不安定化ブロック共重合体の第2ブロックを定義するポリマーは、約1,000ダルトンから約200,000ダルトン;約3,000ダルトンから約100,000ダルトン;約5,000ダルトンから約50,000ダルトン;約5,000ダルトンから約25,000ダルトン;または約5,000ダルトンから約20,000ダルトンの数平均分子量(Mw)を有することができる。
ある実施形態においては、膜不安定化ブロック共重合体の第2ブロックは、機能性化基(例えば可溶化基)を含む。特定の実施形態においては、機能性化基は、ポリエチレングリコール(PEG)基である。ある実施形態においては、第2ブロックはポリエチレングリコール(PEG)基、鎖、または約1,000から約30,000の分子量を有するブロックを含む。いくつかの実施形態においては、PEGは第2ブロック鎖の部分である(例えば、中に取り込まれる)。ある実施形態においては、PEGは、重合中に第2ブロック鎖に取り込まれる。いくつかの実施形態においては、1以上の膜不安定化ブロック共重合体の第2ブロックはPEGである。ある実施形態においては、ここで提供されるのは、ポリカチオン性の第2ブロックを有する第1の膜不安定化ブロック共重合体と、PEG第2ブロックを有する第2の膜不安定化ブロック共重合体とを含むミセル集合体である。ある実施形態においては、第2ブロックの1以上のモノマー単位は、PEG基で置換または機能性化される。いくつかの実施形態においては、PEGは、ブロック共重合体の末端基に、あるいはここで提供される高分子化合物中に存在する1以上のぶら下がった修飾可能な基に接合する。いくつかの実施形態においては、PEG残基は、ここで提供される高分子化合物のポリマー(例えばブロック共重合体)の親水性のセグメントまたはブロック(例えば第2ブロック)中の修飾可能な基に接合する。ある実施形態においては、PEG残基を含むモノマーは共重合して、ここで提供される高分子化合物を形成するポリマーの親水性部分を形成する。
ある実施形態においては、高分子化合物はブロック共重合体とすることができる。1つの傾向においては、ブロック共重合体は、ここに述べられるように、第1ポリマー鎖Pnであって、好ましくはポリ(DMAEMA)(例えば、ブロック共重合体の第1ブロックとして)を含むことができるもの、第2ポリマー鎖Pmであって、好ましくはランダム共重合体、これはBMA,DMAEMAおよびPAA(例えば、ブロック共重合体の第2ブロックとして)から誘導されたモノマー残基を含むことができるもの、および第1ポリマー鎖Pnと第2ポリマー鎖Pmとの間の1以上の連鎖延長残基Ek(kは1から20の範囲、好ましくは1から10の範囲の整数である)を含む連鎖延長(E*)を含むことができる。例えば、ポリ(BMA/DMAEMA/PAA)は、RAFT CTA(例えばECT)およびラジカルイニシエーターの存在下、BMA,DMAEMA,およびPAAを重合させることにより合成することができる。別の傾向においては、ブロック共重合体は、ここに述べられるように、第1ポリマー鎖Pnであって、好ましくはBMA,DMAEMAおよびPAA(例えば、ブロック共重合体の第1ブロックとして)の重合から誘導されたモノマー残基を含むランダム共重合体を含むことができるもの、第2ポリマー鎖Pmであって、好ましくはポリ(DMAEMA)を含むことができるもの、および第1ポリマー鎖Pnと第2ポリマー鎖Pmとの間の1以上の連鎖延長残基Ek(kは1から20の範囲、好ましくは1から10の範囲の整数である)を含む連鎖延長(E*)を含むことができる。例えば、ポリ(DMAEMA)は、RAFT CTA(例えばECT)およびラジカルイニシエーターの存在下、DMAEMAを重合させることにより合成することができる。
特定の場合には、以下の構造のポリマー(例えば膜不安定化ブロック共重合体を含むブロック共重合体)がここで提供される。
Figure 2012511053
ここで、x,y,z,sおよびtは、共重合体高分子化合物中のそれぞれのモノマー単位D(DMAEMA),B(BMA),P(PAA),および親水性の中性モノマー(X)のモル%組成(一般的には0〜50%)であり、aおよびbはブロックの分子量である。ある実施形態においては、xは50%であり、yは25%であり、zは25%である。ある実施形態においては、xは60%であり、yは20%であり、zは20%である。ある実施形態においては、xは70%であり、yは15%であり、zは15%である。ある実施形態においては、xは50%、yは25%、zは25%である。ある実施形態においては、xは33%であり、yは33%であり、zは33%である。ある実施形態においては、xは50%であり、yは20%であり、zは30%である。ある実施形態においては、xは20%であり、yは40%であり、zは40%である。ある実施形態においては、xは30%であり、yは40%であり、zは30%である。いくつかの実施形態においては、共重合体化合物のブロックは、約2,000KDaから約30,000KDa,約5,000KDaから約20,000KDa,または約7,000KDaから約15,000KDaの分子量を有することができる。特定の実施形態においては、ブロックは約7,000KDa,8,000KDa,9,000KDa,10,000KDa,11,000KDa,12,000KDa,13,000KDa,14,000KDa、または15,000KDaとすることができる。他の実施形態においては、ここに述べられるポリマー鎖は、約10,000KDaから約50,000KDa,約15,000KDaから約35,000KDa,または約20,000KDaから約30,000KDaの分子量を有するブロックで定義することができる。
ある実施形態において説明されたように、ブロック共重合体の第2ブロックは、複数のカチオン性に帯電可能な種を含むことができ、例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレート(EMAEMA)である。こうしていくつかの実施形態においては、そのようなポリマーセグメントは、構造3により表わされる。
Figure 2012511053
ここで、上述の表示においてQ1およびQ2は、他のブロックまたは末端基官能性基であり、x,y,およびzは個々のモノマー単位のモル%組成(一般的に0〜50%)である。ある場合においては、個々のモノマー単位は、独立して貢献し、相乗的に作用する。例えば、プロピルアクリル酸は、アニオン種およびカチオン種の両方を含むものであるが、6.7までのpKa値を有し、約6.7のpHを超えると親水性であり、約6.7のpH以下では疎水性が高まり、ここでカルボキシレートがプロトン化する。ある場合においては、局所的な環境の疎水性が高まると、例えば、ブロック内の主に疎水性モノマー単位BMAのモル%が増加することによってPAAのpKaを高め、より高いpHにおいてはPAAのプロトン化をもたらし、すなわちPAAを含有するブロックはより高いpHにおいて、より膜不安定性となり、7.4までの生理学的なpHより低いpHでのより僅かな酸性変化によりいっそう敏感になる。ある場合には、PAAのプロトン化は、疎水性における大きな増加、および膜不安定化特性を有する形態への引き続いた立体配置の変化を引き起こす。上述したポリマーブロックにおける第3のモノマー単位は、カチオン種、例えばDMAEMAであり、これは、ある場合には多様に機能するがそれに限定されない。モル等量がPAAのアニオン種に一致する場合には、電荷中和および静電的相互作用のためのポテンシャルを生み出し、これはミセル構造の疎水性コアの安定性に寄与し、ここで上述の構造中のQ1またはQ2のいずれかは、親水性ホモポリマー、例えばポリ−DMAEMAである。
一般的には、ポリマーがマルチブロックポリマーの場合、ポリマーブロックの少なくとも1つは共重合体であることが好ましく、ポリマーブロックの少なくとも1つがランダム共重合体ブロックであることがより好ましい。したがって、例えば、ある用途のために、ポリマーは、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含むランダム共重合体ブロックである疎水性ブロックを含むことが好ましい。ポリマーが付加的に親水性ブロックを含む場合には、親水性ブロックまたは疎水性ブロックは、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含むランダム共重合体とすることができる。すなわち、この実施形態においては、親水性ブロック、または親水性および疎水性ブロックの両方は、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含むランダム共重合体とすることができる。さらに、ポリマーが少なくとも2つの組成的に異なる親水性ブロックを含む場合には、疎水性ブロック、または少なくとも1つの親水性ブロックは、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含むランダム共重合体ブロックとすることができる。すなわち、この実施形態においては、親水性ブロックの少なくとも1つ、疎水性ブロック、または疎水性および親水性ブロックのそれぞれは、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含むランダムブロック共重合体とすることができる。さらに、ポリマーが少なくとも2つの組成的に異なる疎水性ブロックを含む場合には、少なくとも1つの疎水性ブロックは、2以上の組成的に異なるモノマー残基を含むランダム共重合体ブロックとすることができる。これらの実施形態のそれぞれにおいては、ポリマーは、少なくとも1つの連鎖延長部位(E*)を、2つの共重合体ブロックの間のジャンクションに含む。
有利なことに、ポリマーがマルチブロック共重合体の場合には、ブロックのそれぞれは、幾分異なった特性を有することができ、あるいは幾分異なった機能をポリマーに与えることができる。例えば1つの実施形態においては、ポリマーは、親水性ブロック、疎水性ブロック、および任意に1以上の付加的な親水性および/または疎水性ポリマーブロックを含み、2つのブロックの間のジャンクションに連鎖延長部位(E*)を有するマルチブロックポリマーである。例えばポリマーは、そのブロック(親水性または疎水性)に結合(共有的または非共有的)に結合した治療剤を有することができ、ポリマーは、2つのブロックの間に連鎖延長部位E*を有する疎水性の膜不安定化ブロックを含むことができる。さらなる例として、ポリマーは、親水性ブロック(任意に、例えば標的化部位を与える)と、少なくとも1つの付加的な組成的に異なる親水性ブロックとを含むマルチブロックポリマーとすることができる。付加的な親水性ブロックは、例えば、共重合体に水溶性を与えるため、ミセルの形成を助けるため、細胞内または他の生物学的標的への共重合体の標的化を高めるため、共重合体に結合した治療剤を遮蔽するため、または前述の2以上の組み合わせのために用いることができる。任意に、ポリマーは、付加的な組成的に異なる親水性ブロックを含むことができ、これは、他の親水性ブロックにより与えられない特性または機能を与えることによって他の親水性ブロックを補完する。すなわち、例えば、付加的な親水性ブロックは、治療剤を結合するための手段を与えるために用いることができ、共重合体に水溶性を与え、ミセル形成、細胞内または他の生物学的標的への共重合体のさらなる標的化、共重合体に結合した治療剤の遮蔽、またはそれらの2以上の組み合わせを助ける。それとは別にまたは付加的に、ポリマーは、共重合体の水溶性を低下させるため、ミセル形成、治療剤の輸送、細胞内膜または他の生物学的標的の不安定化、またはそれらの2以上の組み合わせを助けるために、疎水性ブロックを含むことができる。共重合体は、付加的なポリマーブロックを任意に与えることができ、それは、本発明の共重合体の作用を増幅し、または共重合体の他の機能または特性を導く。前述の実施形態のそれぞれにおいては、ポリマーは、好ましくは2つのブロックの間のジャンクションに連鎖延長部位(E*)を含む。
いくつかの実施形態においては、本発明の高分子化合物およびこれに結合したポリヌクレオチド(例えばa200+mer)を含む組成物は、適切なバッファー中に与えられ、インビトロ培養において細胞に直接添加される。得られた細胞における形質移入された遺伝子またはcDNAの発現は、哺乳類の発現ベクター中に、ルシフェラーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、またはGFPのような指標遺伝子を駆動する発現カセットを含めることにより容易に測定できる。これらの遺伝子は容易に入手可能であり、レポーターアッセイについても述べられている。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物および治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)を含む組成物は、エンドサイトーシスによって細胞に送達される。細胞内ベシクルとエンドソームとは、本明細書をとおして交換可能に用いられる。細胞質の内部への治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)の成功した送達は、一般的にエンドソーム脱出のためのメカニズムを有する。ある場合においては、ここで提供される高分子化合物を含み、治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)を含む組成物は、エンドサイトーシスの際のエンドソーム区画において、より低いpHに敏感である。ある場合には、エンドサイトーシストリガーのプロトン化、またはポリマー鎖のアニオン性に帯電可能な種(例えばプロピルアクリル酸単位)の電荷中和は、高分子化合物における立体配置的な転移をもたらす。ある場合には、この立体配置的な転移は、より疎水性の膜不安定化の形態をもたらし、これはエンドソームから細胞質への治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)の遊離を媒介する。高分子化合物を含みsiRNAを含むこれらの組成物においては、細胞質内へのsiRNAの送達ーは、そのmRNAノックダウン効果が生じるのを可能にする。高分子化合物を含み、他のタイプのオリゴヌクレオチドを含むこれらの組成物においては、細胞質内への送達はその所望される作用が生じるのを可能にする。
いくつかの実施形態においては、ここに述べられる高分子化合物は、遺伝子治療に用いられる。遺伝子治療による病気および疾病の処置は、細胞内への新たな遺伝子情報の伝達を一般的に含む。「遺伝子治療ベクター」は、送達される新規な遺伝子物質を含み、これは任意に哺乳動物の発現ベクター中にある。本発明の高分子化合物の使用は、遺伝子交換のためのDNAシーケンスの送達、遺伝子発現の阻害、遺伝子修復または遺伝子増強、またはいくつかの所望される効果のための遺伝子の導入、免疫応答の調節のようなもの、を含む。遺伝子発現の阻害は、任意の適切な手法により達成することができ、限定されない例は、細胞内における遺伝子カセットの発現によるものであり、これはshRNAsおよび他のRNAi剤を発現する。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物と治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)との間の非共有的な結合(例えば複合体)は、関連する生物化学的条件のもとでポリカチオン性であるポリマー鎖と、治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)との間と比較して好ましい電荷比を形成し、ここで好ましくはそのような電荷比は1:1と16:1との間である。特定の実施形態においては、複合体は2:1,4:1または8:1の電荷比を形成する。言い換えると、いくつかの実施形態においては、治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)中に存在するアニオン性の電荷の数に対する、高分子化合物のポリマー鎖中に存在するカチオン性の電荷の数の比は、好ましい値とすることができ、例えば、約1:1から約16:1,約2:1から約8:1,約4:1から約12:1の範囲,約2:1,約4:1,または約8:1である。いくつかの実施形態においては、siRNAは、高分子化合物のポリカチオン性のポリマー鎖によって電荷中和される。例えば、いくつかの特定の実施形態においては、生理学的なpHにおいて40の負の電荷を含む20塩基対のポリヌクレオチド(例えば、オリゴヌクレオチドまたはsiRNA)は、ポリDMAEMAブロック(長さ中に80モノマー単位、MW=11,680)を含むブロック共重合体であって約7.4のpKaを有する高分子化合物のポリマー鎖に結合する(例えば、複合体化)。このpHにおいては、ポリMEAEMAは、40の負の電荷を有し、それによって、実質的に全体として電荷が中性であるポリヌクレオチド−ポリマー鎖結合(例えば複合体)をもたらす。ある場合においては、多くの過剰な正電荷を避けることは、インビトロおよびインビボでの毒性を低減する助けとなる。いくつかの実施形態においては、治療剤(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)は、ここで提供されるような高分子化合物の正に帯電したカチオン性ポリマー鎖と自発的に結合する。
いくつかの実施形態においては、ここで提供される化合物は、コレステロール、アポタンパク質b、および/またはLDLコレステロールの高い血漿レベルに伴なう、および/またはこれらにより引き起こされる疾患(例えば高コレステロール血漿)の危険にさらされている患者または罹患している患者の治療において有用である。治療は、高分子化合物および治療剤(例えば、オリゴヌクレオチド剤)を含む組成物を提供することを含み、ここで、治療剤は、遺伝子またはそのような状態を促進する遺伝子産物を抑制する(例えば切断により)。いくつかの実施形態においては、治療剤は、低密度リポタンパク質(LDLR)レベルおよび機能の制御を担うプロタンパク質転換酵素サブチリシン/ケキシンタイプ9(PCSK9)遺伝子を抑制し、そのような治療剤を含む高分子化合物は、不必要なPCSK9発現により特徴付けられる障害(例えば、コレステロール、アポリポタンパク質b、および/またはLDLコレステロールの高い血漿レベルに伴なう、および/またはそれにより引き起こされる障害、例えば高コレステロール血症)に罹患している、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用される。いくつかの実施形態においては、高分子化合物は、PCSK9サイレンシングRNAi剤(例えば、siRNA)を、PCSK9を発現している細胞に送達する。いくつかの実施形態においては、細胞は肝細胞である。
いくつかの実施形態においては、ここで提供される高分子化合物は、不必要な細胞増殖(例えば、悪性または良性の細胞増殖)の危険性があるか、またはそれに罹患した対象の治療において有用である。治療は、高分子化合物および治療剤(例えばオリゴヌクレオチド)を提供することと(ここで、治療剤は、不必要な細胞増殖を促進する遺伝子または遺伝子産物を抑制する(例えば、切断により)ことができる);治療的に有効な量の高分子化合物を対象(例えば、ヒトの対象)に投与することを含む。いくつかの実施形態において、治療剤は、ポリヌクレオチド(例えば、オリゴヌクレオチド)であり、これは相同であり遺伝子を抑制(例えば切断により)することができる。
ある実施形態においては、遺伝子は、限定するものではないが、増殖因子または増殖因子受容体遺伝子、ホスファターゼ、キナーゼ(例えば、タンパク質チロシン、セリンもしくはスレオニンキナーゼ遺伝子)、アダプタータンパク質遺伝子、Gタンパク質スーパーファミリー分子をコードする遺伝子、または転写因子をコードする遺伝子である。いくつかの場合においては、高分子化合物と治療剤とを含む組成物は、限定するものではないが、肺、膵臓、肝臓、腎臓、卵巣、筋肉、皮膚、乳房、大腸、胃等を含む特定の組織または臓器中に発現した遺伝子を抑制するポリヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、以下に示す遺伝子の1以上を抑制する:PDGFβ遺伝子、不必要なPDGFβの発現により特徴付けられる障害(例えば、精巣癌および肺癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;Erb−B遺伝子(例えば、Erb−B−2もしくはErb−B−3)、不必要なErb−B発現により特徴付けられる障害(例えば、乳癌または肺癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;Src遺伝子、不必要なSrc発現により特徴付けられる障害(例えば、大腸癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;CRK遺伝子、不必要なCRK発現により特徴付けられる障害(例えば、大腸癌および肺癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;GRB2遺伝子、不必要なGRB2発現により特徴付けられる障害(例えば、扁平上皮癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;RAS遺伝子、不必要なRAS発現により特徴付けられる障害(例えば、膵臓癌、大腸癌および肺癌ならびに慢性白血病)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;MEKK遺伝子、不必要なMEKK発現により特徴付けられる障害(例えば、扁平上皮癌、黒色腫または白血病)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;JNK遺伝子、不必要なJNK発現により特徴付けられる障害(例えば、膵臓癌または乳癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;RAF遺伝子、不必要なRAF発現により特徴付けられる障害(例えば、肺癌または白血病)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;Erk1/2遺伝子、不必要なErk1/2発現により特徴付けられる障害(例えば、肺癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;PCNA(p21)遺伝子、不必要なPCNA発現により特徴付けられる障害(例えば、肺癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;MYB遺伝子、不必要なMYB発現により特徴付けられる障害(例えば、大腸癌または慢性骨髄性白血病)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;c−MYC遺伝子、不必要なc−MYC発現により特徴付けられる障害(例えば、バーキットリンパ腫または神経芽細胞腫)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;JUN遺伝子、不必要なJUN発現により特徴付けられる障害(例えば、卵巣癌、前立腺癌または乳癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;FOS遺伝子、不必要なFOS発現により特徴付けられる障害(例えば、皮膚癌または前立腺癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;BCL−2遺伝子、不必要なBCL−2発現により特徴付けられる障害(例えば、肺癌もしくは前立腺癌または非ホジキンリンパ腫)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;サイクリンD遺伝子、不必要なサイクリンD発現により特徴付けられる障害(例えば、食道癌および大腸癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;VEGF遺伝子、不必要なVEGF発現により特徴付けられる障害(例えば、食道癌および大腸癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;EGFR遺伝子、不必要なEGFR発現により特徴付けられる障害(例えば、乳癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;サイクリンA遺伝子、不必要なサイクリンA発現により特徴付けられる障害(例えば、肺癌および子宮頸癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;サイクリンE遺伝子、不必要なサイクリンE発現により特徴付けられる障害(例えば、肺癌および乳癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;WNT−1遺伝子、不必要なWNT−1発現により特徴付けられる障害(例えば、基底細胞癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;β−カテニン遺伝子、不必要なβ−カテニン発現により特徴付けられる障害(例えば、腺癌または肝臓癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;c−MET遺伝子、不必要なc−MET発現により特徴付けられる障害(例えば、肝臓癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;PKC遺伝子、不必要なPKC発現により特徴付けられる障害(例えば、乳癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;NFKB遺伝子、不必要なNFKB発現により特徴付けられる障害(例えば、乳癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;STAT3遺伝子、不必要なSTAT3発現により特徴付けられる障害(例えば、前立腺癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;サバイビン遺伝子、不必要なサバイビン発現により特徴付けられる障害(例えば、子宮頸癌または膵臓癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;Her2/Neu遺伝子、不必要なHer2/Neu発現により特徴付けられる障害(例えば、乳癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;トポイソメラーゼI遺伝子、不必要なトポイソメラーゼI発現により特徴付けられる障害(例えば、卵巣癌および大腸癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;トポイソメラーゼIIα遺伝子、不必要なトポイソメラーゼII発現により特徴付けられる障害(例えば、乳癌および大腸癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る。
別の実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、以下に示す遺伝子の1つにおける変異を抑制する:p73遺伝子、不必要なp73発現により特徴付けられる障害(例えば、直腸結腸の腺癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;p21(WAF1/CIP1)遺伝子、不必要なp21(WAF1/CIP1)発現により特徴付けられる障害(例えば、肝臓癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;p27(KIP1)遺伝子、不必要なp27(KIP1)発現により特徴付けられる障害(例えば、肝臓癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;PPM1D遺伝子、不必要なPPM1D発現により特徴付けられる障害(例えば、乳癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;RAS遺伝子、不必要なRAS発現により特徴付けられる障害(例えば、乳癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;カベオリンI遺伝子、不必要なカベオリンI発現により特徴付けられる障害(例えば、食道扁平上皮癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;MIB I遺伝子、不必要なMIB I発現により特徴付けられる障害(例えば、男性の乳癌(MBC))を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;MTAI遺伝子、不必要なMTAI発現により特徴付けられる障害(例えば、卵巣癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;M68遺伝子、不必要なM68発現により特徴付けられる障害(例えば、食道、胃、大腸および直腸のヒト腺癌)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る。
いくつかの実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、腫瘍サプレッサー遺伝子における変異を抑制するため、化学療法と組み合わせてアポトーシス活性を促進する方法として使用され得る。いくつかの実施形態においては、腫瘍サプレッサー遺伝子は、以下に示す1以上の腫瘍サプレッサー遺伝子のから選択される:p53腫瘍サプレッサー遺伝子、p53ファミリーメンバーDN−p63、pRb腫瘍サプレッサー遺伝子、APC1腫瘍サプレッサー遺伝子、BRCA1種瘍サプレッサー遺伝子、PTEN腫瘍サプレッサー遺伝子。
いくつかの実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、以下に示す融合遺伝子の1つを抑制する:mLL融合遺伝子(例えばmLL−AF9)、不必要なmLL融合遺伝子発現により特徴付けられる障害(例えば、急性白血病)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;BCR/ABL融合遺伝子、不必要なBCR/ABL融合遺伝子発現により特徴付けられる障害(例えば、急性および慢性白血病)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;TEL/AML1融合遺伝子、不必要なTEL/AML1融合遺伝子発現により特徴付けられる障害(例えば、小児急性白血病)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;EWS/FLI1融合遺伝子、不必要なEWS/FLI1融合遺伝子発現により特徴付けられる障害(例えば、ユーイング肉腫)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;TLS/FUS1融合遺伝子、不必要なTLS/FUS1融合遺伝子発現により特徴付けられる障害(例えば、ミクソイド脂肪肉腫)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;PAX3/FKHR融合タンパク質、不必要なPAX3/FKHR融合遺伝子発現により特徴付けられる障害(例えば、ミクソイド脂肪肉腫)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;AML1/ETO融合遺伝子、不必要なAML1/ETO融合遺伝子発現により特徴付けられる障害(例えば、急性白血病)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る。
ここでのいくつかの側面においては、高分子化合物と治療剤とを含有する組成物は、例えば癌または網膜変性のような脈管形成阻害により利益を受け得る疾患または障害の危険性があるか、またはそれに罹患した対象(例えばヒト)を治療するための治療剤を提供する。治療は、高分子化合物とオリゴヌクレオチドを含む治療剤とを含有する組成物を提供することと(ここで、前記オリゴヌクレオチド剤は、脈管形成を媒介する遺伝子(例えば、VEGF−R1、VEGF−R2またはこれらの受容体の経路に対するシグナルタンパク質をコードする遺伝子)と相同である、および/または例えば切断によりそれを抑制することができる);治療的に有効な量の前記オリゴヌクレオチド剤を含む前述の高分子化合物を対象(例えば、ヒトの対象)に投与することを含む。
いくつかの実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、以下の遺伝子の1つを抑制する:αv−インテグリン遺伝子、不必要なαVインテグリンにより特徴付けられる障害(例えば、脳腫瘍または上皮由来の腫瘍)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;Flt−1受容体遺伝子、不必要なFlt−1受容体により特徴付けられる障害(例えば、癌および関節リウマチ)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る;チューブリン遺伝子、不必要なチューブリンにより特徴付けられる障害(例えば、癌および網膜の新血管新生)を有する、またはその危険にさらされている対象を治療するために使用され得る。
いくつかの側面においては、ここで提供される高分子化合物とオリゴヌクレオチド剤を有する治療剤とを含有する組成物は、ウイルスに感染した対象またはウイルス感染に関連する障害もしくは疾患に罹患した対象を治療する方法に関する。前記方法は、オリゴヌクレオチド剤を含む高分子化合物を提供することと(ここで、前記オリゴヌクレオチド剤は、ウイルスの機能(例えば、侵入または増殖)を媒介するウイルス遺伝子または細胞遺伝子と相同である、および/または例えば切断することによりそれを抑制することができる);治療的に有効な量の前記オリゴヌクレオチド剤を対象(例えば、ヒトの対象)に投与することを含む。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物とオリゴヌクレオチド剤を含む治療剤とを含有する組成物は、ヒトパピローマウイルス(HPV)に感染した対象、あるいはHPV(例えば子宮頸癌)により媒介される障害の危険性があるか、またはそれに罹患した対象の治療において有用である。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物と治療剤とを含む組成物は、HPV遺伝子の発現を抑制するオリゴヌクレオチドを含有する。いくつかの実施形態において、HPV遺伝子は、E2,E6,またはE7からなる群から選択される。
別の実施形態においては、HPV複製に必要とされるヒト遺伝子の発現は減少する。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物と治療剤とを含む組成物は、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)に感染している、あるいはHIVにより媒介される障害(例えば、後天性免疫不全症候群;AIDS)の危険性があるか、またはそれに罹患した患者の治療において有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。いくつかの実施形態において、HIV遺伝子の発現は減少する。別の実施形態においては、HIV遺伝子は、CCR5、Gag、またはRevである。いくつかの実施形態においては、HIV複製に必要とされるヒト遺伝子の発現は減少する。いくつかの実施形態においては、遺伝子はCD4またはTsg101である。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物と治療剤とを含有する組成物は、B型肝炎ウイルス(HBV)に感染した患者、あるいはHVBにより媒介される障害(例えば、肝硬変および肝細胞癌)の危険性を有するか、またはそれに罹患した患者を治療するのに有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。1つの実施形態においては、HBV遺伝子の発現は減少する。別の実施形態においては、標的とされるHBV遺伝子はHBVコアタンパク質のテール領域、pre−cregious(pre−c)領域、またはcregious(c)領域の群のうちの1つをコードする。別の実施形態においては、標的とされるHBV−RNA配列は、ポリ(A)テールを含んで構成される。いくつかの実施形態においては、HBV複製に必要とされるヒト遺伝子の発現は減少する。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物および治療剤を含む組成物は、以下に示すウイルスから選択されるウイルスにより媒介される障害に感染した患者、あるいは前記障害に対する危険性があるか、または該障害に罹患した患者を治療するために有用なオリゴヌクレオチド剤を含む:A型肝炎ウイルス(HAV);C型肝炎ウイルス(HCV);D型、E型、F型、G型、またはH型肝炎を含む肝炎ウイルス株の群のいずれか;呼吸器合胞体ウイルス(RSV);ヘルペスサイトメガロウイルス(CMV);ヘルペスエプスタイン・バーウイルス(EBV);カポジ肉腫に関連するヘルペスウイルス(KSHV);JCウイルス(JCV);ミクソウイルス(例えば、インフルエンザを引き起こすウイルス)、ライノウイルス(例えば、一般的な風邪を引き起こすウイルス)、またはコロナウイルス(例えば、一般的な風邪を引き起こすウイルス);セントルイス脳炎フラビウイルス;ダニ媒介脳炎フラビウイルス;マーレーバレー脳炎フラビウイルス;デング熱フラビウイルス;シミアンウイルス40(SV40);脳心筋炎ウイルス(EMCV);はしかウイルス(MV);水痘帯状疱疹ウイルス(VZV);アデノウイルス(例えば、気道感染症を引き起こすウイルス);ポリオウイルス;またはポックスウイルス(天然痘を引き起こすポックスウイルス)。いくつかの実施形態において、これらのウイルスの複製に必要とされるヒト遺伝子の発現は減少する。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物と治療剤とを含有する組成物は、単純ヘルペスウイルス(HSV)に感染した患者、あるいはHSVにより媒介される障害(例えば、陰部疱疹および単純疱疹)ならびに命にかかわる、または視力を障害する疾患(例えば、主に免疫無防備状態の患者における)対する危険性があるか、または該障害に罹患した患者を治療するために有用なオリゴヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態においては、HSV遺伝子の発現は減少する。別の実施形態において、標的とされるHSV遺伝子は、DNAポリメラーゼまたはヘリカーゼ−プライマーゼをコードする。いくつかの実施形態においては、HSV複製に必要とされるヒト遺伝子の発現は減少する。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物と治療剤とを含有する組成物は、西ナイルウイルスに感染した患者、あるいは西ナイルウイルスにより媒介される疾患に対する危険性があるか、または該疾患に罹患した患者を治療するのに有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。いくつかの実施形態においては、西ナイルウイルス遺伝子の発現は減少する。別の好ましい実施形態において、西ナイルウイルス遺伝子は、E、NS3、またはNS5からなる群より選択される。いくつかの実施形態においては、西ナイルウイルスの複製に必要とされるヒト遺伝子の発現は減少する。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物および治療剤を含有する組成物は、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV)またはこのウイルスに関連する疾患もしくは障害(例えば、白血病またはミエロパシー)に感染した患者を治療するのに有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。いくつかの実施形態においては、HTLV遺伝子の発現は減少する。いくつかの実施形態においては、HTLV1遺伝子は、Tax転写性活性因子である。いくつかの実施形態においては、HTLV複製に必要とされるヒト遺伝子の発現は減少する。
いくつかの側面においては、高分子化合物および治療剤を含有する組成物は、病原体(例えば、細菌性、アメーバ性、寄生性、または真菌性の病原体)に感染した対象を治療するのに有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。治療方法は、高分子化合物を含みオリゴヌクレオチドを含む組成物を提供することと(ここで、前記オリゴヌクレオチドは、病原体または病原体の増殖に関連する遺伝子と相同であるか、または切断によりこれらを抑制できる);治療的に有効な量の前記オリゴヌクレオチド剤を対象(例えば、ヒトの対象)に投与することを含む。標的遺伝子は、病原体の増殖、細胞壁合成、タンパク質合成、転写、エネルギー代謝(例えば、クレブス回路)、または毒素酸性に関連する遺伝子から選択されてよい。
それから、いくつかの実施形態においては、高分子化合物および治療剤を含有する組成物は、マラリアを引き起こすプラスモディウムに感染した患者を治療するのに有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。いくつかの実施形態においては、プラスモディウム遺伝子の発現は減少する。別の実施形態において、遺伝子は、頂端膜抗原1(AMA1)である。いくつかの実施形態においては、プラスモディウムの複製に必要とされるヒト遺伝子の発現は減少する。
いくつかの実施形態においては、高分子化合物および治療剤を含有する組成物は、ミコバクテリウム・ウルセランス(Mycobacterium ulcerans)、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)、ライ菌(Mycobacterium leprae)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)、化膿連鎖球菌(Streptococcus pyogenes)、肺炎クラミジア(Chlamydia pneumoniae)、マイコプラズマ肺炎(Mycoplasma pneumoniae)、またはこれらの病原体のいずれかに関連する疾患もしくは障害に感染した患者の治療に有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。いくつかの実施形態において、これら細菌の複製に必要とされる細菌遺伝子および/またはヒト遺伝子の発現は減少する。
いくつかの実施形態においてはは、ここで提供される高分子化合物を含む組成物により治療される疾患は、全身性であってもよいし、特定の組織(例えば、肺、皮膚、肝臓、乳房、腎臓、膵臓、CNS等)に存在してもよい。ある側面においては、オリゴヌクレオチドは、代謝性の疾患または障害(例えば、糖尿病、肥満等)を媒介する、またはこれらに関連する遺伝子を抑制する。ある実施形態において、オリゴヌクレオチドは、肺の疾患または障害(例えば、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、嚢胞性線維症、または肺癌)を媒介する、またはこれらに関連する遺伝子を抑制する。ここでのいくつかの側面においては、組成物は高分子化合物を含み、不必要な免疫応答により特徴付けられる疾患または障害(例えば、炎症性の疾患もしくは障害または自己免疫性の疾患もしくは障害)に対する危険性がある、あるいはそれに罹患している対象(例えばヒト)を治療するのに有用な、および/または治療方法に関するオリゴヌクレオチド剤を含む。前記方法は、高分子化合物を含みオリゴヌクレオチドを含む組成物を提供することと(ここで、前記オリゴヌクレオチドは、不必要な免疫応答を媒介する遺伝子と相同であるか、または切断によりこれらを抑制できる);治療的に有効な量の前記オリゴヌクレオチド剤を対象(例えば、ヒトの対象)に投与することを含む。いくつかの実施形態においては、前記疾患または障害は、虚血または再灌流障害、例えば、急性心筋梗塞、不安定アンギナ、人工心肺、外科的処置(例えば、経皮的冠動脈形成術のような血管形成術)、移植された臓器もしくは組織に対する拒絶反応(例えば、移植された心臓または血管の組織)に関連する虚血または再灌流障害;あるいは血栓溶解である。別の実施形態においては、前記疾患または障害は、再狭窄、例えば、外科的処置(例えば経皮的冠動脈形成術のような血管形成術)に関連する再狭窄である。別の実施形態においては、前記疾患または障害は、炎症性腸疾患(例えば、クローン病もしくは潰瘍性大腸炎)である。いくつかの実施形態においては、前記疾患または障害は、感染症または傷害に関連する炎症である。別の実施形態においては、前記疾患または障害は、喘息、アレルギー、ループス、多発性硬化症、糖尿病(例えば、2型糖尿病)、関節炎(例えば、関節リウマチもしくは乾癬性関節炎)である。ある実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、インテグリンまたはそのco−リガンド(例えば、VLA4、VCAM、ICAM)を抑制する。別の実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、セレクチンまたはそのco-リガンド(例えば、P−セレクチン、E−セレクチン(ELAM)、I−セレクチン、P−セレクチン糖タンパク質−1(PSGL−1))を抑制する。ある実施形態において、オリゴヌクレオチド剤は、補体系の成分(例えば、C3、C5、C3aR、C5aR、C3コンバターゼ、およびC5コンバターゼ)を抑制する。いくつかの実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、ケモカインまたはその受容体(例えば、TNFI、TNFJ、IL−1I、IL−1J、IL−2、IL−2R、IL−4、IL−4R、IL−5、IL−6、IL−8、TNFRI、TNFRII、IgE、SCYA11、およびCCR3)を抑制する。別の実施形態において、オリゴヌクレオチド剤は、GCSF、Gro1、Gro2、Gro3、PF4、MIG、Pro−Platelet Basic Protein (PPBP)、MIP−1I、MIP−1J、RANTES、MCP−1、MCP−2、MCP−3、CMBKR1、CMBKR2、CMBKR3、CMBKR5、AIF−1、またはI−309を抑制する。
いくつかの側面においては、高分子化合物および治療剤を含有する組成物は、神経性の疾患または障害に対する危険性がある、あるいはそれに罹患した対象(例えばヒト)を治療するのに有用なオリゴヌクレオチド剤を含む。前記方法は、高分子化合物およびオリゴヌクレオチド剤を含有する組成物を提供することと(ここで、前記オリゴヌクレオチドは、神経性の疾患または障害を媒介する遺伝子と相同であり、および/または例えば切断によりこれを抑制できる);治療的に有効な量の前記オリゴヌクレオチド剤を対象(例えばヒト)に投与することを含む。いくつかの実施形態においては、前記疾患または障害は、アルツハイマー病またはパーキンソン病である。ある実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、アミロイドファミリー遺伝子(例えばAPP);プレセニリン遺伝子(例えばPSEN1およびPSEN2)またはI−シヌクレインを抑制する。別の実施形態においては、前記疾患または障害は、神経変性トリヌクレオチド反復疾患(例えば、ハンチントン舞踏病、歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症または脊髄小脳性運動失調、例えばSCA1、SCA2、SCA3(マチャド−ジョセフ病)、SCA7またはSCA8)である。いくつかの実施形態においては、オリゴヌクレオチド剤は、HD、DRPLA、SCA1、SCA2、MJD1、CACNL1A4、SCA7、またはSCA8を抑制する。
ある側面においては、ここで提供される高分子化合物および治療剤を含有する組成物は、1より多い遺伝子を切断または抑制することができるオリゴヌクレオチド剤を含む。これらの実施形態において、オリゴヌクレオチド剤は、1より多い遺伝子において見られる配列(例えば、これら遺伝子の間で保存された配列)に対して十分な相同性を有するように選択される。それゆえ、いくつかの実施形態においては、そのような配列を標的とするオリゴヌクレオチドは、遺伝子の全体を効果的に抑制する。
いくつかの側面において、ここで提供される提供される高分子化合物および治療剤を含有する組成物は、2以上のタイプのオリゴヌクレオチド剤を含み、該オリゴヌクレオチド剤は、同じ疾患または異なる疾患の異なる遺伝子を抑制する。
[医薬組成物]
ここで提供される高分子化合物(例えば、1以上のオリゴヌクレオチドのような1以上の治療剤と結合したもの)を含有する組成物は、高分子化合物、および薬学的に許容可能な賦形剤を含有する医薬組成物(例えば、薬学的に許容可能な組成物)中に任意に与えられる。いくつかの実施形態においては、ここで提供される高分子化合物を含有する組成物は、例えば、医薬組成物を形成するための安定剤、および緩衝剤等を伴なって、または伴なわずに、患者に投与される。いくつかの実施形態においては、ここに提供される高分子化合物を含有する組成物は、経口投与のための錠剤、カプセル、またはエリキシール、直腸投与のための坐薬、注射投与のための滅菌溶液、懸濁液または溶液、および何れか他の適切な組成物として処方される。
高分子化合物を含み、ここで述べられる治療剤の少なくとも1つを含む組成物の医薬的に許容可能な製剤が提供される。これらの製剤は、上記化合物の塩、例えば酸付加塩、例えば、塩酸、臭素酸、酢酸およびベンゼンスルホン酸の塩を含んでいる。医薬組成物または製剤は、細胞または例えばヒトを含む患者への投与、例えば全身投与に適した形態の組成物または製剤を意味する。適切な形態は、部分的には、使用または導入の経路、例えば経口、経皮、または注射による経路に依存する。こうして、組成物が高分子化合物を含みポリヌクレオチドを送達する特定の実施形態において、該製剤は、高分子化合物を含む組成物、より詳細にはポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチドまたはsiRNA)が、ポリヌクレオチドの完全性および/または機能性の状態で標的細胞に到達するのを妨げない形態である。例えば、ある実施形態においては、血流の中に注射される医薬組成物は、可溶性および/または分散性である。さらに、ここに記載する医薬組成物は、好ましくは非毒性である。ここに提供される高分子化合物を含む組成物が治療的利益のために投与される幾つかの実施形態においては、治療剤(例えばsiRNAのようなポリヌクレオチド)を含む治療的有効量の組成物が投与される。例示的な実施形態においては、治療的有効量は、個体1kg当たり約10mg以下のsiRNAを与えるために十分な量の、ここに提供される高分子化合物を含む組成物を含んでいる。
いくつかの実施形態においては、RNAi治療剤(例えばsiRNAのようなポリヌクレオチド)を含んだ、高分子化合物を含む組成物を含んでなる医薬組成物は、全身的に投与される。ここで使用するとき、「全身的投与」とは、インビボにおける全身的な吸収または血流における薬剤の蓄積と、それに続いて全身にわたり分布することを意味する。全身的吸収に導く投与経路には、静脈内、皮下、腹腔内、吸入、経口、肺内および筋肉内が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態においては、高分子化合物を含む組成物は局所的に投与される。
いくつかの実施形態においては、組成物は保存または投与のために調製され、また、ここに提供される高分子化合物を含む組成物を含んでなる医薬的有効量の治療剤を、医薬的に許容可能なキャリアまたは希釈剤中に含有している。何れかの許容可能なキャリアまたは希釈剤が、ここで任意に利用される。特定のキャリアおよび希釈剤は、例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., A.R. Gennaro Ed., 1985に記載されている。例えば、保存剤、安定化剤、色素およびフレーバー剤が任意に添加される。これらには、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、およびp−ヒドロキシ安息香酸のエステルが含まれる。加えて、抗酸化剤および懸濁剤が任意に使用される。ここで使用するとき、「医薬的に許容可能なキャリア」の用語は、非毒性で不活性な固体、半固体または液体の、充填剤、希釈剤、封入材料または何れかのタイプの製剤化補助剤を意味する。医薬的に許容可能なキャリアとして任意に使用される材料の幾つかの例は、ラクトース、グルコースおよび蔗糖のような糖;コーンスターチおよびポテトスターチのようなデンプン;カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースおよび酢酸セルロースのようなセルロースおよびその誘導体;粉末トラガカントゴム;麦芽;ゼラチン;タルク;ココアバターおよび坐剤ワックスのような賦形剤;ピーナッツ油、綿実油のような油;ベニバナ油;ごま油;オリーブ油;コーン油および大豆油;プロピレングリコールのようなグリコール;オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチルのようなエステル;寒天;Tween80のような界面活性剤;水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムのような緩衝剤;アルギン酸;発熱物質を含まない水;等張食塩水;リンゲル溶液;エチルアルコール;およびリン酸緩衝溶液であり、同様に、ラウリル硫酸ナトリウムおよびステアリン酸マグネシウムのような他の無毒の適合性滑沢剤、並びに着色剤、離型剤、コーティング剤、甘味料、フレーバー剤および芳香剤、保存剤および抗酸化剤もまた、調剤者の判断により組成物中に存在させてよい。いくつかの実施形態においては、ここで提供される医薬組成物は、ヒトおよび/または動物に対して、経口的に、直腸に、非経口的に、槽内に、膣内に、
鼻腔内に、腹腔内に、局所的に(粉末、クリーム、軟膏または液滴により)、皮下に、頬に、または経口もしくは経鼻のスプレーとして投与される。
種々の実施形態においては、経口投与のための液体剤形には、医薬的に許容可能なエマルジョン、ミクロエマルジョン、溶液、懸濁液、シロップおよびエリキシールが含まれる。活性成分(例えば、ここに提供される高分子化合物−オリゴヌクレオチド複合体)に加えて、液体剤形は、任意に、不活性な希釈剤もしくは賦形剤をさらに含み、その非限定的な例は、水もしくは他の溶媒、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油(特に、綿実油、落花生油、コーン油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油、およびごま油)、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコールおよびソルビタン脂肪酸エステルのような乳化剤および可溶化剤、ならびにこれらの混合物である。不活性な希釈剤に加えて、経口組成物にはまた、任意に、湿潤剤、乳化剤および懸濁剤、甘味料、フレーバー剤、および芳香剤のような製剤化補助剤も含まれる。
いくつかの実施形態においては、注射可能な製剤(例えば、無菌の注射用水または油性懸濁液)は、例えば、分散剤、湿潤剤および/または懸濁剤を用いて、何れかの適切な方法にしたがって製剤化される。無菌の注射製剤は、任意に、無毒の非経口的に許容可能な希釈剤または溶媒(例えば、1,3−ブタンジオール)中の無菌の注射可能な溶液、懸濁液、またはエマルジョンである。任意に使用される許容可能な賦形剤および溶媒の中には、水、リンゲル液、U.S.P.および等張の塩化ナトリウム溶液がある。さらに、無菌の不揮発性油が、溶媒または懸濁媒質として慣用的に使用される。この目的のために、合成モノグリセリドまたはジグリセリドを含む何れかの無刺激の不揮発性油が任意に使用される。さらなる実施形態においては、オレイン酸のような脂肪酸が、注射可能な製剤中に使用される。特定の実施形態においては、高分子化合物を含む組成物は、1%(w/v)カルボキシメチルセルロースナトリウムおよび0.1%(v/v)Tween80を含むキャリア液中に懸濁される。
いくつかの実施形態においては、注射可能な製剤は、例えば細菌保持フィルターを通してろ過することにより、または、任意に使用に先立って滅菌水またはその他の無菌注射用溶媒に溶解または分散させる無菌固体組成物の形態の殺菌剤を組込むことによって殺菌される。
ある実施形態においては、直腸または膣への投与のための組成物は坐剤である。坐剤は、任意に、ここに提供される高分子化合物および治療剤を含む組成物と、ココアバター、ポリエチレングリコール、または坐剤ワックスのような適切な無刺激の賦形剤またはキャリアとを混合することにより調製され、これら賦形剤またはキャリアは外界温度では固体であるが体温では液体であるため、直腸または膣腔で溶解し、高分子化合物を含む組成物を放出する。
経口投与のための適切な固体剤形には、限定するものではないが、カプセル剤、錠剤、丸剤、散剤、および顆粒剤が含まれる。そのような固体剤形においては、高分子化合物を含み治療剤(例えばオリゴヌクレオチド)を含む組成物は、クエン酸ナトリウムもしくはリン酸二カルシウムのような少なくとも一つの不活性で且つ医薬的に許容可能な賦形剤もしくはキャリア、および/またはa)デンプン、ラクトース、蔗糖、グルコース、マンニトール、およびケイ酸のような充填剤または増量剤、b)例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、蔗糖、およびアラビアゴムのような結合剤、c)グリセロールのような湿潤剤、d)寒天、炭酸カルシウム、ポテトデンプンもしくはタピオカデンプン、アルギン酸、ある種のケイ酸塩、および炭酸ナトリウムのような崩壊剤、e)パラフィンのような溶液遅延剤、f)4級アンモニウム化合物のような吸収促進剤、g)例えばセチルアルコールおよびグリセロールモノステアレートのような湿潤剤、h)カオリンおよびベントナイト粘土のような吸収剤、およびi)タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体のポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウムのような滑沢剤、およびこれらの混合物と混合される。カプセル剤、錠剤、および丸剤の場合には、製剤は、緩衝剤を含んでもよい。
同様のタイプの固体組成物はまた、任意に、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子量のポリエチレングリコール等のような賦形剤を使用する軟質ゼラチンカプセルおよび硬質ゼラチンカプセルにおける充填剤として使用されてもよい。
いくつかの実施形態においては、錠剤、ドラジェ、カプセル剤、丸剤、および顆粒剤の固体製剤は、腸溶コーティングおよび他の適切なコーティングのようなコーティングおよび外殻を用いて調製される。それらは、任意に不透明化剤を含む。ある実施形態においては、それらは、好ましくは腸管のある部分において、任意に遅延性の態様で、活性成分のみを放出する組成物である。適切な包埋組成物の非限定的な例には、高分子物質およびワックスが含まれる。
同様のタイプの固体組成物は、任意に、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子量のポリエチレングリコール等のような賦形剤を使用する軟質ゼラチンカプセルおよび硬質ゼラチンカプセルにおける充填剤として使用されてもよい。
本発明の医薬組成物の局所投与または経皮投与のための剤形の非限定的な例には、軟膏、ペースト、クリーム、ローション、ゲル、粉末、溶液、スプレー、吸入薬、またはパッチが含まれる。いくつかの実施形態においては、ここに提供される高分子化合物および治療剤を含む組成物は、無菌条件下で、医薬的に許容可能なキャリアおよび任意に、1以上の保存剤、1以上のバッファー、またはこれらの組み合わせ(例えば、必要な場合)と混合される。製剤、点耳薬、および点眼薬も、本発明の範囲内であると考えられる。
ここで提供される軟膏、ペースト、クリーム、およびゲルは、ここに提供される高分子化合物および治療剤を含む組成物に加えて、動物性脂肪および植物性脂肪、油、ワックス、パラフィン、デンプン、トラガカントゴム、セルロース誘導体、ポリエチレングリコール、シリコン、ベントナイト、ケイ酸、タルク、および酸化亜鉛、またはこれらの混合物のような賦形剤を任意に含む。
粉末およびスプレーは、ここに提供される高分子化合物および治療剤を含む組成物に加えて、ラクトース、タルク、ケイ酸、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、およびポリアミド粉末、またはこれらの物質の混合物のような賦形剤を任意に含む。いくつかの実施形態においては、スプレーは、任意に、クロロフルオロ炭化水素のような慣習的な噴霧剤を含む。
経皮パッチは、化合物の体への制御された送達を提供する付加的な利点を有する。そのような製剤は、何れかの適切な方法、例えば適切な媒質中にミクロ粒子またはナノ粒子を溶解または分散することにより作られる。吸収増強剤は、任意に、皮膚中への化合物の流入を増大させるために使用される。その速度は、速度制御膜を使用するか、またはポリマーマトリックスまたはゲル中にここに提供される高分子化合物および治療剤を含む組成物を分散させることにより制御され得る。
本発明のいくつかの側面においては、高分子化合物を含む組成物は、通常賦形剤により達成される幾つかの特性(例えば、機械的、熱的等)を提供するため、製剤中に必要とされるそのような賦形剤の量を減らすことができる。
ここで用いられる際、以下の表現は、内容から他が明らかでない限り、基づいた意味を有する。本明細書および請求項において用いられる際、単一の形態である「一つの(a)」、「一つの(an)」、「その(the)」および「前記の(said)」は、内容が他に明らかに言及しない限り、複数への言及を含む。本発明の説明および請求の範囲において、以下の専門用語は、後述される定義にしたがって用いられるであろう。用語「約」は、凡そ述べられた値であることを一般的に意味し、一般的および特別には、正確な述べられた値を含む。
本明細書において用いられる際、表現「式を有する」または「構造を有する」は、限定することが意図されず、「含む」が通常に用いられるのと同様に用いられる。述語「からなる群から独立して選択される」は、列挙された要素、例えばR基などが、同じまたは異なってよいことを示す。
「任意」または「任意に」は、次いで述べられる現象または状況が起こり得るまたは起こり得ないことを意味し、説明には、その現象または状況が起こる場合と、起こらない場合とが含まれる。例えば、表現「任意に置換されたハイドロカルビル」は、ハイドロカルビル部位が置換され得るまたは置換され得ないことを意味し、説明には、非置換のハイドロカルビルおよび置換が生じたハイドロカルビルの両方が含まれる。
ここで用いられる際、用語「アルキル」は、分岐のまたは非分岐の飽和炭化水素基をさし、必ずしも必須ではないが典型的には1〜24の炭素原子を含み、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、オクチル、デシルなど、およびシクロペンチルおよびシクロヘキシルなどのシクロアルキル基のようなものである。一般的には、必ずしも必須ではないが、ここにおけるアルキル基は、1から約12の炭素原子を含む。用語「低級アルキル」は、1から6の炭素原子、好ましくは1から4の炭素原子のアルキル基を意図する。「置換されたアルキル基」は、1以上の置換基で置換されたアルキル基をさし、用語「ヘテロ原子含有アルキル」および「ヘテロアルキル」は、少なくとも1つの炭素原子がヘテロ原子で置き換えられたアルキルをさす。
ここで用いられる際、用語「アルケニル」は、分岐のまたは非分岐の炭化水素基をさし、必ずしも必須ではないが典型的には、2から24の炭素原子および少なくとも1つの二重結合を含み、エテニル、n−プロペニル、イソプロペニル、n−ブテニル、イソブテニル、オクテニル、デセニルなどのようなものである。一般的には、必ずしも必須ではないが、ここでのアルケニル基は2から約12の炭素原子を含む。用語「低級アルケニル」は、2から6の炭素原子、好ましくは2から4の炭素原子のアルケニル基を意図する。「置換されたアルケニル」は、1以上の置換基で置換されたアルケニルをさし、用語「ヘテロ原子含有アルケニル」および「ヘテロアルケニル」は、少なくとも1つの炭素原子がヘテロ原子で置き換えられたアルケニルをさす。
用語「アルキニル」は、ここで用いられる際、分岐のまたは非分岐の炭化水素基をさし、必ずしも必須ではないが典型的には2から24の炭素原子および少なくとも1つの三重結合を含み、エチニル、n−プロピニル、イソプロピニル、n−ブチニル、イソブチニル、オクチニル、デシニルなどのようなものである。一般的には、必ずしも必須ではないが、ここでのアルキニル基は2から約12の炭素原子を含む。用語「低級アルキニル」は、2から6の炭素原子、好ましくは3から4の炭素原子のアルキニル基を意図する。「置換されたアルキニル基」は、1以上の置換基で置換されたアルキニル基を意図し、用語「ヘテロ原子含有アルキニル」および「ヘテロアルキニル」は、少なくとも1つの炭素原子がヘテロ原子で置換されたアルキニルを意図する。
用語「アルコキシ」は、ここで用いられる際、単一の末端エーテル連結により結合したアルキル基を意図する。すなわち、「アルコキシ」基は、−−O−アルキル(ここでアルキルは上で定義したようなものである)で表わすことができる。「低級アルコキシ」は、1から6、より好ましくは1から4の炭素原子のアルコキシ基を意図する。用語「アルコキシ」は、以下に定義するようなアリールの場合と同様の仕方で用いられる。
同様に、用語「アルキルチオ」は、ここで用いられる際、単一の末端チオエーテル連結により結合したアルキル基を意図する。すなわち、「アルキルチオ」基は、−−S−アルキル(ここでアルキルは上で定義されたようなものである)で表わすことができる。「低級アルキルチオ」基は、1から6、より好ましくは1から4の炭素原子のアルキルチオ基を意図する。
用語「アレニル」は、通常の意味でここで用いられ、構造−CH=C=CH2を有する分子セグメントをさす。「アレニル」基は、非置換とすることができ、または1以上の非水素置換基で置換することができる。
用語「アリール」は、ここで用いられる際、特に言及しない限り、単一の芳香環、または互いに縮合した、共有的に結合した、またはメチレンまたはエチレン部位のような共通基に結合した複数の芳香環をさす。共通連結基は、また、ベンゾフェノンにおけるようなカルボニル、ジフェニルエーテルにおけるような酸素、またはジフェニルアミンにおけるような窒素原子とすることができる。好ましいアリール基は、1つの芳香環、または2つの縮合または結合した芳香環を含み、例えば、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ジフェニルエーテル、ジフェニルアミン、ベンゾフェノンなどである。特定の実施形態において、アリール置換基は、1から約200の炭素原子、典型的には1から約50の炭素原子、好ましくは1から約20の炭素原子を有する。「置換されたアリール」は、1以上の置換基(例えば、トリル、メシチル、およびパーフルオロフェニル)で置換されたアリール部位をさし、用語「ヘテロ原子含有アリール」および「ヘテロアリール」は、少なくとも1つの炭素原子がヘテロ原子で置換されたアリールをさす。
用語「アラルキル」は、アリール置換基を有するアルキル基をさし、用語「アラルキニル」は、アリール置換基を有するアルキレン基をさし、用語「アルカリール」は、アルキル置換基を有するアリール基をさし、用語「アルクアリーレン」は、アルキル置換基を有するアリーレン基をさす。
用語「ハロ」および「ハロゲン」は、通常の意味において用いられ、クロロ、ブロモ、フルオロ、またはヨード置換基をさす。用語「ハロアルキル」、「ハロアルケニル」、または「ハロアルキニル」(または「ハロゲン化アルキル」、「ハロゲン化アルケニル」、または「ハロゲン化アルキニル」)は、それぞれ、基における少なくとも1つの水素原子が、ハロゲン原子で置き換えられたアルキル、アルケニル、またはアルキニル基をさす。
「ヘテロ原子含有ハイドロカルビル基」におけるような用語「ヘテロ原子含有」は、1以上の炭素原子が、炭素以外の原子、例えば、窒素、酸素、硫黄、リン、またはケイ素で置き換えられた分子または分子断片をさす。同様に、用語「ヘテロアルキル」は、ヘテロ原子含有アルキル置換基をさし、用語「ヘテロサイクリック」は、ヘテロ原子含有環状置換基をさし、用語「ヘテロアリール」は、ヘテロ原子含有アリール置換基をさす。用語「ヘテロ原子含有」が、あり得るヘテロ原子含有基のリストに先立って現れる場合には、用語はその基の全てに適用することが意図される。すなわち、表現「ヘテロ原子含有アルキル、アルケニル、およびアルキニル」は、「ヘテロ原子含有アルキル、ヘテロ原子含有アルケニル、およびヘテロ原子含有アルキニル」と解釈されるべきである。
「ハイドロカルビル」は、1から約30の炭素原子、好ましくは1から約24の炭素原子、最も好ましくは1から約12の炭素原子を含む1価のハイドロカルビルラジカルをさし、分岐したまたは分岐しない、置換されたまたは非置換の種を含み、アルキル基、アルケニル基、アリール基のようなものである。用語「低級ハイドロカルビル」は、1から6の炭素原子、好ましくは1から4の炭素原子ハイドロカルビル基を意図する。「置換されたハイドロカルビル」は、1以上の置換基で置換されたハイドロカルビル基をさし、用語「ヘテロ原子含有ハイドロカルビル」および「ヘテロハイドロカルビル」は、少なくとも1つの炭素原子がヘテロ原子で置換されたハイドロカルビルをさす。
「置換されたハイドロカルビル」、「置換されたアリール」、「置換されたアルキル」、「置換されたアルケニル」などにおけるような「置換された」によって、前述の定義で遠回しに言及されたように、ハイドロカルビル、ハイドロカルビンレン、アルキル、アルケニルまたは他の部位において、炭素原子に結合した少なくとも1つの水素原子が、ヒドロキシ、アルコキシ、チオ、ホスフィノ、アミノ、ハロ、シリルなどのような置換基の1つ以上で置き換えられたものが意味される。「置換された」が、起こり得る置換基の列挙に先立って現れる場合には、用語は、基の全てに適用することが意図される。すなわち、表現「置換されたアルキル、アルケニルおよりアルキニル」は、「置換されたアルキル、置換されたアルケニル、および置換されたアルキニル」と解釈されるべきである。同様に、「任意に置換されたアルキル、アルケニル、およびアルキニル」は、「任意に置換されたアルキル、任意に置換されたアルケニル、および任意に置換されたアルキニル」と解釈されるべきである。
ここで用いられる際、用語「シリル」は、−SiZ123ラジカルをさし、ここでZ1、Z2、およびZ3のそれぞれは、ヒドラジド、および任意に置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、アルカリール、ヘテロサイクリック、アルコキシ、アリールオキシ、およびアミノからなる群から独立して選択される。
ここで用いられる際、用語「ホスフィノ」は、−−PZ12をさし、ここで、Z1およびZ2のそれぞれは、ヒドラジド、および任意に置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、アルカリール、ヘテロサイクリックおよびアミノからなる群から独立して選択される。
用語「アミノ」は、ここで用いられる際、−−NZ12をさし、ここでZ1およびZ2のそれぞれは、ヒドラジド、およびアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、アルカリール、およびヘテロサイクリックからなる群から独立して選択される。
用語「チオ」は、ここで用いられる際、−−SZ1をさし、ここでZ1は、ヒドラジド、および任意に置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、アルカリール、およびヘテロサイクリックからなる群から選択される。
ここで用いられる際、元素の周期表の元素および基へは全て、Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 1995により出版された表のバージョンが参照され、それは、グループ番号についての新しいIUPACシステムを述べる。
脂肪族または脂肪族基:用語「脂肪族」または「脂肪族基」は、ここで用いられる際、直鎖(すなわち非分岐の)、分岐した、または環状(縮合、橋掛け、およびスピロ縮合した多環を含む)とすることができ、完全に飽和してもよく、あるいは1以上の不飽和の単位を含むこともできるが、芳香族ではないハイドロカルビル部位が意味される。別途指示しない限り、脂肪族基は1〜20の炭素原子を含む。
アリールまたはアリール基:ここで用いられる際、用語「アリール」または「アリール基」は、5から14の環原子の総数を有する単環、二環、および三環系をさし、ここで、系における少なくとも1つの環は芳香族であり、系における各環は3から7の環原子を含む。
電荷中和:ここで用いられる際、「電荷中和」は、±10から±30mVの間のゼータ電位を有する粒子、および/または負の電荷に帯電可能な(例えば、脱プロトン化の際アニオンになる酸性種)である帯電可能な種の第1の数(z)、および正に帯電可能(例えば、プロトン化の際カチオンになる塩基性種)である帯電可能な種の第2の数(0.5・z)の存在を意味する。
ヘテロアルキル:用語「ヘテロアルキル」は、主鎖の炭素原子の少なくとも1つがヘテロ原子で置き換えられたアルキル基を意味する。
ヘテロアリール:用語「ヘテロアリール」は、環構成原子の少なくとも1つがヘテロ原子であるアリール基を意味する。
ヘテロハイドロカルビル:用語「ヘテロハイドロカルビル」は、主鎖の炭素原子の少なくとも1つがヘテロ原子で置き換えられたハイドロカルビル部位を意味する。
ここで用いられる際、「帯電可能な種」、「帯電可能な基」または「帯電可能なモノマー単位」は、帯電状態または非帯電状態のいずれかにある種、基またはモノマー単位である。ある場合には、「帯電可能なモノマー単位」は、親電子基(例えばプロトン(H+)、例えばpHに依存して)の付加または除去によって、帯電状態(アニオンまたはカチオンに帯電した状態)に変換可能なものである。「帯電可能な種」、「帯電可能な基」、または「帯電可能なモノマー単位」の用語の何れかの使用は、他に断らない限り、何れか他の「帯電可能な種」、「帯電可能な基」、または「帯電可能なモノマー単位」の開示を包含するものである。「アニオンに帯電した」または「アニオン種に帯電可能」である「帯電可能な種」は、アニオン帯電状態または非帯電状態にあるが、非帯電状態では、例えばプロトン(H+)のような親電子基の除去によってアニオン帯電状態に変換され得る種または基である。「カチオンに帯電した」もしくは「カチオン種に帯電可能」である「帯電可能な種」は、カチオン帯電状態または非帯電状態にあるが、非帯電状態では、例えばプロトン(H+)のような親電子基の付加によってカチオン帯電状態に変換され得る種または基である。ここに記載する「帯電可能なモノマー単位」は、「帯電可能なモノマー残基」と互換的に使用される。
ヘテロ原子:用語「ヘテロ原子」は、水素、または炭素以外の原子、例えば酸素、硫黄、窒素、リン、ホウ素、砒素、セレンまたはケイ素の原子を意味する
疎水性種:「疎水性種」は、ここで用いられる際、置換基、残基または基のような部位を意味し、モノマーまたはポリマーのような分子に共有的に結合した際には、分子の疎水性を高めるまたは疎水性を高める部位として作用する。「疎水性」の用語は、非極性溶媒と水との間における、化合物の移動自由エネルギーによって測定される、化合物の物理的性質を記載する技術の用語である(Hydrophobicity regained. Karplus P.A., Protein Sci., 1997, 6: 1302-1307.)。化合物の疎水性はそのlogP値、すなわち分配計数(P)の対数によって測定することができ、この値は二つの非混和性溶媒、例えばオクタノールおよび水の混合物の二つの相における化合物の濃度の比として定義される。疎水性を決定する実験的方法、並びにlogP値のコンピュータ援用計算の方法は当業者に知られている。本発明の疎水性種には、脂肪族基、ヘテロ脂肪族基、アリール基およびヘテロアリール基が含まれるが、これらに限定されない。
阻害:「阻害」、「サイレンシング」、「減衰」または「ノックダウン」の用語は、ここで用いられる際、ノックダウン剤の不存在下でのmRNAまたは対応するタンパク質の発現と比較したときの、標的mRNAまたは対応するタンパク質の発現における測定可能な低下を意味する。標的mRNAもしくは対応するタンパク質の「ノックダウン」または発現における低下は、定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)増幅、RNA溶液ハイブリダイゼーション、ヌクレアーゼ保護、ノーザンブロッティングおよびハイブリダイゼーション、マイクロアレイを用いた遺伝子発現モニタリングのような当該技術で周知の技術を使用してmRNAレベルを測定することによって;またタンパク質の場合には、SDS−PAGE、抗体結合、ウエスタンブロット分析、免疫沈降、放射免疫アッセイまたは酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、蛍光活性化細胞分析および免疫細胞化学によって評価することができる。
膜不安定化:ここで用いられる際、「膜不安定化」は、細胞膜構造における亀裂を直接誘発する、または他の因子が崩壊を終了するように細胞膜を弱めて、物質が細胞または細胞の細胞小器官の中に入ること、または細胞または細胞小器官から出ることを可能にするポリマーの能力をさす。本発明のポリマーの膜不安定化特性を評価する手段は、当業者によく知られており、制限されることなしにpH依存赤血球溶解のようなインビトロ技術を含む。
ミセル集合体:ここで用いられる際、「ミセル集合体」は、コアおよび親水性のシェルを含む粒子を含む粒子を含み、これにおいては、コアは、少なくとも部分的に、主にまたは実質的に疎水性相互作用によりまとめられている。
ミセル:ここで用いられる際、「ミセル」は、疎水性コアと親水性シェルとを含む粒子を含む。ある場合において、ここで用いられる際、「ミセルは」、例えば少なくとも二つのドメイン、すなわち、内部ドメインまたはコア、および外部ドメインまたはシェルを含んでなる多成分のナノ粒子であってよい。コアは、少なくとも部分的に、支配的または疎水性相互作用を介して実質的に一緒に保持され、ミセルの中心に存在する。ここで用いられる際、「ミセルのシェル」は、ミセルの非コア部分として定義される。
ヌクレオチド/ポリヌクレオチド:ここで用いられる際、用語「ヌクレオチド」は、核酸またはポリヌクレオチドの核酸残基(例えば、ヌクレオチドおよび/またはヌクレオシド)をさす。ポリヌクレオチドは、2以上のヌクレオチドを含む核酸ポリマーである。
オリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレーター:ここで用いられる際、「オリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレーター」は、アンチセンス機構(これに限定されない)を含む機構によって、またはRNA干渉によって、生細胞内での遺伝子発現(例えば増加または減少)の選択的モジュレーションを誘導できるオリゴヌクレオチド遺伝子である。RNA干渉は(RNAi)に媒介された経路であり、(i)転写不活性化、(ii)mRNA分解もしくは隔離、(iii)転写の阻害もしくは減衰、または(iv)翻訳の阻害もしくは減衰を含んでよい。オリゴヌクレオチド遺伝子発現モジュレーターは、調節RNAを包含し、アンチセンスオリゴヌクレオチド、miRNA、siRNA、RNAi、shRNA、アプタマー、およびこれらの何れかの類似体または前駆体が含まれるが、これらに限定されない。
オリゴヌクレオチドノックダウン剤:ここで用いられる際、「オリゴヌクレオチドノックダウン剤」とは、配列特異的な仕方で細胞内核酸を標的化して該核酸に結合することにより、遺伝子発現を阻害するオリゴヌクレオチド種である。オリゴヌクレオチドノックダウン剤の非限定的な例には、siRNA、miRNA、shRNA、ダイサー基質、アンチセンスオリゴヌクレオチド、おとりDNAもしくはおとりRNA、アンチ遺伝子オリゴヌクレオチド、およびそれらの何れかの類似体および前駆体が含まれる。
ここで用いられる際、用語「オリゴヌクレオチド」は、7から200のヌクレオチドモノマー単位を含んでなるポリマーを意味する。いくつかの実施形態において、「オリゴヌクレオチド」は、一本鎖および/または二本鎖のRNA、並びに一本鎖および/または二本鎖のDNAを包含する。
さらに、「ヌクレオチド」、「核酸」、「DNA」、「RNA」および/または同様の用語は、核酸類似体、すなわち、修飾された骨格を有する類似体を包含するものであり、これにはペプチド核酸(PNA)、ロックド核酸(LNA)、ホスホノPNA、モルホリノ核酸、または修飾されたリン酸基(例えばホスホロチオエート、ホスホネート、5’−N−ホスホルアミダイト結合)を備えた核酸が含まれるがこれらに限定されない。ヌクレオチドは天然原料から精製することができ、組換え発現系を使用して製造して任意に精製することができ、化学的に合成すること等ができる。ここで用いられる際、「ヌクレオシド」の用語は、単糖および塩基を含んでなる組成物を記述するために使用される。単糖には、ペントースおよびヘキソース単糖類が含まれるが、これらに限定されない。単糖にはまた、単糖擬似物や、ヒドロキシ基をハロゲン、メトキシ、水素またはアミノ基で置換することにより、または追加のヒドロキシル基のエステル化により修飾された単糖類も含まれる。いくつかの実施形態においては、ヌクレオチドは天然のリン酸ヌクレオシド(例えばアデノシン、チミジン、グアノシン、シチジン、ウリジン、デオキシアデノシン、デオキシチミジン、デオキシグアノシン、およびデオキシシチジンのリン酸エステル)であるか、またはこれらを含んでなるものである。いくつかの実施形態においては、塩基には、種々の核酸において天然に存在する何れかの塩基、並びに斯かる天然に存在する塩基を模倣または類似した他の修飾体が含まれる。修飾または誘導された塩基の非限定的な例には、5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−クロロウラシル、5−ヨードウラシル、ヒポキサンチン、キサンチン、4−アセチルシトシン、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウリジン、5−カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、β−D−ガラクトシルキュェオシン、イノシン、N6−イソペンテニルアデニン、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−アデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミノメチル−2−チオウラシル、β−D−マンノシルキュェオシン、5’−メトキシカルボキシメチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸、ワイブトキソシン、シュードウラシル、キュェオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、5−メチル−2−チオウラシル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボキシプロピル)ウラシル、2−アミノアデニン、ピロロピリミジン、および2,6−ジアミノプリンが含まれる。また、ヌクレオシド塩基には、ジフルオロトリル、ニトロインドリル、ニトロピロリル、またはニトロイミダゾリルのような普遍的ヌクレオ塩基(universal nucleobases)が含まれる。ヌクレオチドにはまた、ラベルを収容したモノマーまたは脱塩基の、すなわち、塩基を含まないモノマーを含むヌクレオチドが含まれる。核酸配列は、別途指示しない限り5’から3’への方向で提示される。ヌクレオチドは、ワトソンクリック塩基対を介した水素結合により、配列特異的な仕方で、もう一つのヌクレオチドに結合することができる。このような塩基対は、相互に相補的であると言われる。オリゴヌクレオチドは、一本鎖、二本鎖または三本鎖であることができる。
RNA干渉(RNAi):ここで用いられる際、用語「RNA干渉」または「RNAi」は、遺伝子発現および/または標的化mRNAにおける減少および少なくとも部分的な二重鎖RNAにより媒介されたタンパク質レベルの配列特異的な阻害をさす。
RNAi剤:ここで用いられる際、用語「RNAi剤」は、RNAiメカニズムによる遺伝子発現の阻害を媒介できるオリゴヌクレオチドをさし、siRNA,マイクロRNA(miRNA),短ヘアピンRNA(shRNA),ダイサー基質およびそれらの前駆体を含むが限定されない。
短干渉RNA(siRNA):ここで用いられる際、「短干渉RNA」または「siRNA」は、長さが約15〜50塩基対であり、任意にさらに0〜2つの一本鎖オーバーハングを含んだRNAi剤を意味する。siRNAの一方の鎖は、標的RNAと相補的にハイブリダイズする部分を含んでいる。いくつかの実施形態においては、siRNAと標的RNAの標的部分の間には1以上の不適合が存在し得る。いくつかの実施形態においては、siRNAは標的転写物の分解を生じさせることにより遺伝子発現の阻害を媒介する。
短ヘアピンRNA(shRNA):「短ヘアピンRNA」または「shRNA」は、二本鎖(二重)構造を形成するために相互にハイブリダイズしまたはハイブリダイズできる少なくとも二つの相補的部分、および少なくとも一つの一本鎖部分を有するオリゴヌクレオチドを意味する。阻害遺伝子発現の阻害:ここで用いられる際、表現「遺伝子発現を阻害する」は、遺伝子の発現産物の量において、何らかの測定可能な減少を生じさせることを意味する。この発現産物は、遺伝子から転写されたRNA(例えばimRNA)および/または遺伝子から転写されたmRNAから翻訳されたポリペプチドであることができる。発現のレベルは、mRNAまたはタンパク質を測定するための標準技術を使用して決定されてよい。
ダイサー基質:「ダイサー基質」は、細胞中においてRNaseIII科のメンバーであるダイサーのための基質であり、該基質は少なくとも約25塩基対の二本鎖RNAを有している。ダイサー基質は開裂されて約21塩基対で二本鎖の小さい干渉RNA(siRNA)を産生し、該干渉RNAは、mRNAノックダウンにより遺伝子サイレンシングをもたらすRNA干渉効果を誘発する。
ここで用いられる際、「実質的に非帯電」は、±10から±30mVの間のゼータポテンシャル電位、および/または負電荷に帯電可能(例えば、脱プロトン化の際にアニオンになる酸性種)である帯電可能な種の第1の数(z)、および正電荷に帯電可能(例えば、プロトン化の際、カチオンになる塩基性種)である帯電可能な種の第2の数(0.5・z)の存在を含む。
治療剤:ここで用いられる際、表現「治療剤」は、患者に投与された際、器官、組織または細胞は治療の効果を有しおよび/または所望される生物学的および/または薬学的効果を誘発する任意の作用物質をさす。
治療的有効量:ここで用いられる際、治療剤の「治療的有効量」という用語は、疾病、障害および/または状態から苦痛を受けるまたは感受性の高い対象に投与された際に、処置、診断、予防および/または、疾患、障害および/または状態の症状の発生を遅らせるのに十分な量を意味する。
本明細書において、言及された文献および他の文献は次のものを含む。
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以下の例は、本発明の種々の側面を示し、機能性化連鎖延長モノマーを用いたポリマーの連鎖延長、および連鎖延長したポリマー化合物のような高分子化合物およびポリマー接合体を作製するその使用を含む。しかしながら、例は限定することは意図されない。
[例]
[実験結果の概要および考察]
以下の例において、N−置換マレイミド連鎖延長モノマーは、近い量的効率(quantitative efficiency)でRAFTポリマー鎖に単一のマレイミド連鎖延長残基を付加するために連鎖延長重合に用いられた。スキーム1、図8参照。マレイミド残基は、アミン官能反応性基を含み、これは接合反応に有用である。1つの手法において、連鎖延長モノマーN−(2−アミノエチル)マレイミドトリフルオロアセテートは、種々のポリマー鎖のω末端に単一の一級アミンを導入するために用いられ、それは(i)ポリ(ジメチルアミノエチルメタクリレート)(ポリDMAEMA)鎖(例1A);(ii)ブロック共重合体[ポリ(ジメチルアミノエチルメタクリレート)]−b−[ジメチルアミノエチルメタクリレート/ブチルメタクリレート/プロピルアクリル酸](ポリ(DMAMEA)−b−DMAEMA/PAA/BMA)鎖(例1B)、およびポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)(ポリNIPAM)鎖(例1C)を含む。機能性RAFT末端基の保持の証拠が与えられ、例えば、連鎖延長されたポリDMAEMA(Mn=10,600,Mw/Mn=1.14)(例2)がスチレンとのさらなる重合のための巨大分子連鎖移動剤として引き続いて用いられるという合成結果を含み、低い多分散(Mn=20,300,Mw/Mn=1.11)(例3)のジブロックポリマーが得られる。そのような例はまた、2つのブロックの間のジャンクションに位置するアミン機能性化バイオ接合部位を有するジブック共重合体を示す。連鎖延長されたポリマーは、アミン反応性蛍光色素で(例4)および葉酸で(例5)、それぞれ86および94%の接合効率で機能性化されたことが示される。
スキーム1(図8)をさらに参照すると、N−(2−アミノエチル)マレイミド(AM)のトリフラート塩は、ポリマー鎖のω末端に一級アミン官能基を導入するために用いられた。(例1)。連鎖移動残基の取り込みは、1H−NMRを用いて決定された。(例2)。図2は、連鎖延長したpDMAEMA−AMマクロ−CTAのスペクトルを示す。AM中の(NCH2CH2)基に対応するδ=3.77における三重項の出現、およびδ=6.8におけるフリービニルピークの非存在は、AMがpDMAEMAポリマー中に取り込まれ、混入モノマーとして存在しないことを示す。δ=3.77におけるAMピーク面積に対してδ=4.1におけるpDMAEMA(CO2CH2)ピーク面積を比較することにより、GPCによって決定されたpDMAEMAの分子量を用いることにより、それぞれのポリマー鎖に取り込まれたAM残基の数が1.02と算出される(P1、表2)。この結果は、ポリマー鎖のω末端への単一のアミン機能性化マレイミドの付加を示す。
そのような連鎖延長手法による機能性化ポリマー鎖の適用性は、メタクリル酸ポリマーの他に示された。ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)(pNIPAM)を用いた例は、アクリルアミドポリマーがマレイミド連鎖延長によって同様に機能性化されたことを示した。図3は、連鎖延長したpNIPAM−AMマクロ−CTAの1H−NMRスペクトルを示す。δ=3.15における三重項はAM中の(CH2CH2NH2)基に対応し、スペクトルにはビニルピークが存在せず、pNIPAMポリマー中へのAMの取り込みを示す。それぞれのポリマー中に取り込まれたAM残基の数は、δ=3.81におけるpNIPAMメチンピーク面積(NHCH(CH32)を、δ=3.15におけるAMピーク面積と比較し、GPCにより決定されたpNIPAMの分子量を用いることによって、0.97(P3,表2)と決定された。さらに、AMピーク面積は、δ=3.31におけるCTAのZ基からの(SCH2CH)ピークに直接比較することができ、CATとAMとが1:1の比でポリマーに存在することを示す。δ=3.31におけるpNIPAMメチンピーク面積およびCTAピーク面積に基づく重合の程度の計算は、GPC測定から予測される重合の程度をもたらし、pNIPAMが単一のAMによって成功して機能化され、機能性化CTA部位がポリマー鎖末端に保持されたことのさらなる証拠を与える。
連鎖延長条件は、延長を起こすポリマーの分子量分布に変化をもたらさなかった。図4は、連鎖延長後のpDMAEMAおよびpDMAEMA−AM(P1、表2)についてのRIトレースを示す。連鎖延長に起因するピーク溶出容量における明らかなシフトはみられず、鎖末端への単一モノマーの付加に一致して、連鎖延長の際に計算されたMn(8,100g/mol)に変化は観察されない。さらに、ピークの広幅化はRIトレース中に示されず、わずかなポリマー−ポリマー結合またはホモマレイミドポリマー断片の形成が起こることが予測される(連鎖延長の前および後において、それぞれMw/Mn=.21および1.26)。同様に、pNIPAM(Mn=8,000 Mw/Mn=1.16,およびMn=8,000 Mw/Mn=1.17)またはブロック共重合体pDMAEMA−b−DMAEMA/BMA/PAA(Mn=19,400 Mw/Mn=1.42,およびMn=19,500 Mw/Mn=1.45)の連鎖延長の後に、分子量分布に顕著な変化はない(P4、表2)。
連鎖移動剤および/または副反応による連鎖移動残基の実質的なアミノ分解の非存在が示された。GPCトレースは、連鎖延長の後のポリマー結合の証拠を全く与えない(例1)。また、付加的に連鎖延長したpDMAEMA−AMは、引き続いたスチレン重合(Mn=10,600,Mw/Mn=1.14)においてマクロCTAとして用いるために合成された(例3)。マクロCTAのリビング特性は、pDMAEMA−AMマクロ−CTAを用いてスチレンを重合し、ブロック共重合体pDMAEMA−AM−STYを形成する引き続いたブロック形成により示され、広いまたは多様式の分子量分布(例えば、非機能性化マクロCTAの存在に予測されるような)をもったポリマーを与えない。図4Bは、pDMAEMA−AMマクロ−CTAについて、およびブロック重合により得られたトリブロック共重合体pDMAEMA−AM−STYについてのRIトレースを示す(P2,表2)。ポリマーの保持容量における明らかなシフトが重合後に観察され、トリブロックポリマーの分子量分布は、特徴的に狭い(Mn=20,300およびMw/Mn=1.11)。これらの結果は、CTAの顕著なアミン分解が存在しないことと一致する。さらなる証拠は、図3に示されるpNIPAM−AMの1H−NMRスペクトルの検討によって示される。このスペクトルは、δ=3.31におけるCTAのZ基からのメチレンピークを示す。連鎖延長したpNIPAM−AMにおけるメチンピーク面積に対するこのピーク面積の比は、親pNIPAMにおける対応する比と同様であり、CTAの検出可能なアミン分解が連鎖延長中に全く生じないことを示す。
さらなる実験は、連鎖延長によりポリマーに導入された機能性化アミン基は反応性であり有用であることを確認した。蛍光色素は、撮像剤接合のためのモデル化合物として用いられた(例4)。要するに、アミン反応性1−ピレンブタン酸スクシンイミジル(pyrenebutanoic acid succinimidyl)エステル(PNHS)は、pDMAEMA−AMを標識化するために用いられ、接合したピレンの量は、精製後にGPCまたはUVスペクトルにより評価した。図5Aは、ピレン標識化されたpDMAEMA−AMの規格化されたRIおよびUVトレースを示す。PNHSとの反応の際、大きなUVシグナルは、非接合pDMAEMA−AM中に存在しないポリマー溶出を伴なって観察され、pDMAEMA−AMがピレンで成功的に標識化されたことを示す。図5Bは、ピレン標識化pDMAEMA−AMおよび非標識化pDMAEMA−AMのUV吸収スペクトルを示し、ピレン付加の際に吸収に著しい増加が生じることを示す。ピレンに接合したpDMAEMA−AMのパーセンテージは、ポリマー溶出に関連したUVピーク面積を検量線と比較することにより、86.1%(P1,表2)と決定された。同様に、PNHSもまた、DMAEMAのマレイミドジャンクションに位置する一級アミン、およびpDMAEMA−AM−STY中のSTYセグメントで標識化された(P2、表2)。このポリマーの接合の程度は44%であり、大きなスチレンブロックの立体効果が接合効率を減少させた。
アミン機能性化マレイミド連鎖延長残基へのバイオ接合のさらなる実証は、葉酸およびAM連鎖延長pDMAEMA−b−DMAEMA/BMA/PAAブロック共重合体を用いて行なわれた。葉酸は標的化リガンドであり、葉酸受容体(55,56)を発現するまたは過発現する細胞のためのより大きなインターナリゼーションを媒介する。図6Aは、非修飾共重合体のRIおよびUVGPCトレースを示し、一方、図6Bは、共重合体−葉酸塩接合体のRIおよびUVGPCトレースを示す。非修飾共重合体は363nmに無視できるUV吸収を示し(図6A)、一方、大きなUVシグナルは、共重合体−葉酸塩接合体の場合におけるポリマー溶出に関連する(図6B)。共重合体への葉酸塩接合体の程度は、フリーな葉酸の検量線と比較することにより決定され、94%と得られた(P4,表1).特に、そのような効果的な接合反応は、比較的穏やかな条件−室温で24時間未満、かつ比較的低い化学量論比で行なわれた。
ビオチン接合したポリマーの合成は、2つの一般的な手法を用いて効果的に示される。すなわち(i)連鎖延長したポリマーへの生体分子部位の接合に含まれる1つの手法−連鎖延長後重合、および(ii)生体分子部位が接合した連鎖延長モノマーを用いた連鎖延長重合に含まれる他の手法−連鎖延長前重合、である。具体的には、一例において、ポリマーバイオ接合体、pNIPAM−AM−ビオチンは、連鎖延長ポリマー(NIPAM−AM)へのビオチン−NHSの接合により調製される(例6A)。もう一つの例においては、ポリマー接合体、pDMAEMA−AM−ビオチンは、ビオチン−マレイミドモノマーを用いた連鎖延長重合により合成される(例6B)。いずれの手法も、ビオチン接合した連鎖延長ポリマーの合成に効果的である。
ポリマー鎖(またはそのようなポリマー鎖を含むポリヌクレオチド含有組成物のような組成物)は、pHに敏感な膜崩壊性ポリマーとしての有効性を評価することができる(例7)。例えば、ポリマー鎖の候補のスクリーニングのための1つの限定されない標準に適用できる例のもと、ポリマーまたはポリマー組成物がpH7.4で実質的に非溶血性であって、より低いpH(例えばエンドソームに関連したpH値に付随する)かつより高いポリマー濃度において大きく溶血性となる場合、ポリマーまたはポリマー組成物は、pHに敏感で膜崩壊性であると考えることができる。
[材料および一般的な方法]
全ての試薬はシグマ−アルドリッチから購入し、特に言及しない限りさらなる精製なしに用いた。ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)、ブチルメタクリレート(BMA)、およびスチレンは真空蒸留により精製した。N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)は、ヘキサンから再結晶させた。プロピルアクリル酸(PAA)は、先立つ出版物(51)のように合成した。特に言及しない限り、全ての重合に用いた主なラジカル源は2,2−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)であり、これはメタノールから再結晶させた。全ての重合は、N2雰囲気のもとで行なった。
RAFT連鎖延長剤.トリチオカルボナートCTAエチルシアノバレリックトリチオカルボナート(ECT)は、先立つ出版物(41)のように合成し、全てのRAFT重合においてCTAとして用いた。要するに、連鎖移動剤(CTA)、RAFT重合の後に用いられる4−シアノ−4−(エチルスルホニルチオカルボニル)スルファニルペンタン酸(ECT)の合成は、Moad et al.,Polymer,2005,46(19):8458−68による手法が適用された。要するに、エタンチオール(4.72g,76mmol)を、0℃において、ジエチルエーテル(150mL)中に水素化ナトリウム(油中60%)(3.15g,79mmol)を含む攪拌された懸濁液に10分にわたって加えた。溶液は、その後、二硫化炭素(6.0g,79mmol)の添加前に10分間攪拌した。未精製のS−エチルトリチオカルボナート(7.85g,0.049mol)を回収してろ過し、ジエチルエーテル(100mL)中に懸濁させ、ヨウ素(6.3g,0.025mol)と反応させた。1時間後、溶液をろ過し、チオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。未精製のビス(エチルスルファニルチオカルボニル)ジスルフィドは、その後、ロータリーエバポレーションにより単離した。エチルアセテート(50mL)中にビス(エチルスルファニルチオカルボニル)ジスルフィド(1.37g,0.005mol)および4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)(2.10g,0.0075mol)を含む溶液を、18時間の還流において加熱した。溶媒のロータリーエバポレーションの後、未精製の4−シアノ−4−(エチルスルホニルチオカルボニル)スルファニルペンタン酸(ECT)は、静置相としてシリカゲル、溶離液として50:50エチルアセテートヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーにより単離した。
この研究におけるポリマーは、Viscotek GPCmax VE2001とViscotek RIおよびUV検出器(それぞれVE3580およびVE3210)(Viscotek,Houston Tx)に連続して接続された3つのTosoh TSK−GELカラム(TSK−α3000,α3000,α4000)を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより特徴付けられる。移動相は、0.1wt%のLiBrを含むHPLC等級のDMFとした。分子量は、一連のポリ(メチルメタクリレート)標準に関連して決定した。ポリマー−葉酸塩接合体の性質決定は、HP Agilent 8453UV−visスペクトロホトメーターを用いて行なった。全てのNMR分光分析は、D2O中のBruker DRX499系で行なった。
例1:RAFT重合を用いたポリマー鎖の合成
例1A.ポリ(N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート)(ポリDMAEMA)の合成
ポリマー鎖ポリ(DMAEMA)は、この研究で用いられる種々の分子量を標的するのに適切な実験条件を用いて、RAFT重合により得られた。典型的な条件の例は、[CTA0]/[I0]比は10:1とし、[CTA0]/[M0]比は1:150とし、モノマーはN,N’−ジメチルホルムアミド(DMF)中に50wt%とした。重合は、60℃で7時間行なった。分子量および多分散性は、それぞれ8,100g/molおよび1.21であった。全てのDMAEMAポリマーは、80/20v/vペンタン/エーテル混合物中での沈殿により単離し、次いで、エーテル中での溶解とペンタン中での沈殿とのサイクルを繰り返した。ポリマーは、真空中で一晩乾燥させた。分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により決定された。
例1B.ポリ(DMAMEA)−b−DMAEMA/PAA/BMAブロック共重合体の合成
ブロック共重合体p(DMAMEA−b−DMAEMA/BMA/PAA)は、予め述べられたプロトコール(41)にしたがって合成した。要するに、pDMAEMAマクロCTA(Mn=9,000g/mol,Mw/Mn=1.30)は、10:1の[CTA0]/[I0]比、1:250の[CTA0]/[M0]比で、DMF中40wt%のモノマーを用いた共重合体ブロックの重合のために用いられた。原料の組成は、40mol%のブチルメタクリレート(BMA),30mol%のプロピルアクリル酸(PAA)および30mol%のDMAEMAとした。2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(V70)はラジカル源とし、重合時間は30℃で18時間とした。ブロック共重合体は、80/20v/vペンタンおよびエーテル混合物中での複数回の沈殿により単離し、次いでペンタン中で沈殿させた。
例1C.ポリ(NIPAM)の合成
ポリマー鎖ポリ(NIPAM)は、20:1の[CTA0]/[I0]比、1:100の[CTA0]/[M0]比で、p−ジオキサン中で33%のモノマーを用いた予め発行された条件(52)に基づいたRAFT重合により得られた。重合は、70℃で120分間行なった。pNIPAMはエチルエーテル中での沈殿の繰り返されたサイクルにより単離し、その後、アセトン中で洗浄し、真空中で一晩乾燥させた。
例2:ポリ(DMAEMA)−(AM),ポリ(DMAMEA)−b−DMAEMA/PAA/BMA−(AM),ポリ(NIPAM)−(AM)の調製のためのマレイミド連鎖延長モノマーでの連鎖延長
マレイミド連鎖延長は、N−(2−アミノエチル)−マレイミドトリフルオロアセテート(AM)をモノマーとし、ポリ(DMAEMA),ポリ(NIPAM)またはポリ(DMAEMA−b−DMAEMA/BMA/PAA)をマクロCATとして用いて、60℃のDMF中で16時間行なった(スキーム1)。重合は、10:1の[CTA0]/[I0]比、および1:100の[CTA0]/[M0]比で行なった。重合溶液は60wt%溶媒とした。重合の例として、400mgのpDMAEMA(49μmol)および1.26gのAM(4.9mmol)を、2.5gDMF中で0.81mgのAIBN(4.9μmol)と重合させた。マレイミド連鎖延長の間の共重合の可能性を排除するために、1H−NMRを用いて、連鎖延長前にマクロCTAが残留モノマーを含まないことを確かめた。
連鎖延長したpDMAEMA−AMは、ペンタン/エーテルの80/20溶液中での6サイクルの沈殿により単離した。沈殿と沈殿との間には、ポリマーはアセトンに再溶解し、遠心分離および0.2μmのシリンジフィルターを通したろ過によって、任意の不溶のAMから分離した。沈殿の後、pDMAEMA−AMの溶液を脱イオン水(DI)で調製し、ポリマーは、連続した2つのPD−10脱塩カラム(Amersham, Piscataway NJ)を用いて残留AMモノマーからさらに精製し、凍結乾燥した。連鎖延長したpNIPAM−AMは、2つのPD−10カラムに反応混合物を通過させることによりAMから精製し、DIで1:2に希釈し、その後、凍結乾燥した。AM連鎖延長の程度は、1H−NMRを用いて決定し、分子量分布はGPCにより特徴付けられた。
例3:RAFT重合を用いたポリ(DMAEMA)−(AM)−STYブロック共重合体の合成
連鎖延長したpDMAEMA−AMは、機能性RAFT連鎖末端の保持を立証するために、スチレンの重合(pDMAEMA−AM−STY)のためのマクロCTAとして用いた。[CTA0]/[I0]比は10:1とし、[CTA0]/[M0]比は1:250とし、モノマーは、DMF中50wt%とした。重合は、60℃で24時間行ない、ポリマーは、先立って述べたような80/20v/vのペンタン/エーテル中での沈殿により単離した。
例4:延長部位(蛍光標識化)によるポリマー鎖へのピレン色素の接合
アミン機能性化pDMAEMA−AMおよびpDMAEMA−AM−STYは、1−ピレンブタン酸スクシミジルエステル(1-pyrenebutanoic acid succimidyl ester)(PNHS)(インビトロゲン)で標識化した。DMAEMA−AM(75mg,10μmol)は、1mLの無水DMF中に溶解した。次いで、ジイソプロピルエチルアミン(123mg,0.96mmol)は、DMAEMA残基の数に対して2倍モル過剰で加えられ、pDMAEMA−AM一級アミンからのトリフレート塩の除去を確実にした。60分後、PNHS(20mg,70μmol)がpDMAEMA−AM鎖の数の7倍モル過剰で溶液に加えられ、反応は、無水条件の下、室温の暗闇中で18時間行なった。反応時間の最後に4mLのDI水の添加により溶液からフリーPNHSを沈殿させ、遠心分離により分離した。上澄みは、0.2μmのシリンジフィルターでろ過し、2つのPD−10脱塩カラムを通して溶出し、乾燥させた。サンプルは、その後、2.5mLの50%v/vDI/DMFに溶解し、連続した2つの付加的なPD−10カラムを通して溶離し、凍結して凍結乾燥した。接合のパーセンテージは、オンラインUVおよびRI検出器を用いたGPCにより決定した。
pDMAEMA−AM−STYは同様の手法を用いて標識化されたが、PNHSは、スチレンブロックの存在により引き起こされるアミンの高められた立体障害を補償するために50倍モル過剰に加えられた。標識化の後、反応混合物は、PNHSの沈殿を引き起こす50mLの無水エーテルに加えられ、これは遠心分離により分離したpDMAEMA−AM−STYは、次いで、50vol%のペンタンの添加によりエーテルから沈殿させ、遠心分離により回収した。
pDMAEMA−AMまたはpDMAEMA−AM−STYに結合したピレンの濃度を決定するために、線形ピレン検量曲線は、複数の既知濃度のピレンをGPCカラムに注入し、338nmにおけるその対応するUVピーク面積をプロットすることにより作成された。ポリマーと結合したピレンの濃度は、ポリマー接合体UVピーク面積(Λ=338)をピレン検量曲線と比較することによって、引き続いて得られた。標識化されないポリマーのUVピーク面積は、2つのサンプルの間の一定なRIピーク面積を維持しつつ、338nmにおける吸収へのRAFT CATの寄与を説明するために用いられる。
例5:連鎖延長したポリマー鎖への葉酸の接合(延長部位を介して)
葉酸は、4℃で60分間、乾燥したジメチルスルホキシド(DMSO)中、1:1.1のモル比でジクロロカルボジイミドで活性化された。DMSO(pDMAEMA−b−DMAEMA/BMA/PAA−AM)中、N−(2−アミノエチル)マレイミドおよびTEA(PAAとAMとの1:1モル比)で連鎖延長されたpDMAEMA−b−DMAEMA/BMA/PAAの溶液は、活性化された葉酸塩溶液(10:1の葉酸塩:ポリマー比)に加えられ、室温で一晩反応させた。ポリマー−葉酸塩接合体は、水中での長い透析により精製され、その後、凍結乾燥させた。残留した葉酸は、カラムを通した流れ中の葉酸吸収(Λ=363nm)にさらなる減少が観測されなくなるまで、一連の5つのPD−10脱塩カラムを用いて、凍結乾燥された接合体から分離した。精製されたポリマー−葉酸塩接合体は、凍結乾燥により乾燥し、接合体中に存在する葉酸の量は、フリー葉酸の標準曲線に関連するUV吸収により決定した。葉酸塩吸収スペクトルにおけるシフトは、ポリマーへの接合の結果として全く観測されなかった。UV測定は、リン酸緩衝食塩水中、pH=7.4で行なわれた。ポリマー−葉酸塩接合体の濃度は、0.1mg/mLと1mg/mLとの間であった。
例6:ビオチン接合した連鎖延長ポリマーの調製
例6A.連鎖延長したポリマー鎖へのビオチン接合(NIPAM−AM)
この例においては、ポリマーバイオ接合体、pNIPAM−AM−ビオチンは、連鎖延長したポリマー(NIPAM−AM)へのビオチン−NHSの接合により調製された。ポリマーpNIPAM(10,500g/mol)は、2−アミノエチルマレイミド(AM)で連鎖延長され、鎖当たり1つの一級アミンで機能化されたpNIPAM−AMが得られた。引き続いて、pNIPAM−ビオチン接合体は、AM連鎖延長ポリマーをNHS−ビオチンと反応させることにより合成された。トリフルオロアセテート塩をpNIPAM−AM連鎖延長アミンから除去するために、1mLの無水DMSO中に650mgのpNIPAM−AMポリマーを含む溶液に、4mgのジイソプロピルエチルアミン(NIPAMに対して5倍モル過剰)を加えた。2時間後、21mgのビオチンNHS(NIPAMに対して10倍モル過剰)を溶液に加えた。反応は、乾燥窒素でパージした。24時間の反応後、2.5mLの蒸留H2Oで反応混合物を希釈し、連続した2つのPD−10脱塩塔カラムに反応混合物を通すことによって、pNIPAM−ビオチンを精製した。
ビオチン化の程度は、δ=4.3およびδ=4.5におけるピーク面積と比較することにより、D2OにおけるNMRによって決定し、それは、pNIPAMの分子量を用いたδ=3.8におけるpNIPAMメチンピークへのビオチン中の(−NCHCHS−および−NCHCH2S−)の特徴である。ビオチン化の程度はまた、製造者のプロトコールにしたがったHABA/Avidinアッセイ(シグマ)を用いて決定することができる。結果を表3に示す。
例6B:ビオチン接合したマレイミドモノマーを用いたDMAEMAの連鎖延長
この例においては、ポリマーバイオ接合体、pDMAEMA−AM−ビオチンが、ビオチン−マレイミドモノマーを用いた連鎖延長重合により合成された。ポリマーpDMAEMA(8,700g/mol)は、連鎖延長モノマーとしてのビオチン−マレイミド(Pierce)で連鎖延長された。pDMAEMAマクロ−CTAは、4gのDMAEMAから調製された。[CTA]/[M0]比は1:168とし、[CTA0]/[I0]比は10:1とし、重合はDMF中で50wt%とし、反応時間は60℃で7時間とした。重合は、AIBNをフリーラジカル源として用いて、N2雰囲気中で行なった。ビオチン−マレイミド連鎖延長のために、200mgのpDMAEMA(23μmol)が、ビオチン−マレイミドの連鎖延長重合のためのマクロCTAとして用いられた。[CTA0]/[M0]比は1:16とし、[CTA0]/[I0]は20:1とし、重合は60℃で18時間行なった。重合溶液は、ビオチン−マレイミドを2mLのDMSOに第一溶解することを組み合わせることによって調製した。pDMAEMAマクロCTAおよびAIBNは、2mLのDMFに溶解した。溶液は合わせて、反応溶液は重合前にN2でパージした。pDMAEMA−ビオチンは、連続した複数のPD−10カラムを用いて精製した。
ビオチン化の程度は、DMAEMAの分子量を用いて、δ=4.5におけるピーク面積をδ=4.0におけるpDMAEMAメチレンピークと比較することにより、D2O中のNMRにより決定した。ビオチン化の程度はまた、製造者のプロトコールにしたがったHABA/Avidinアッセイ(シグマ)により決定することができる。結果を表3に示す。
例7:ポリマー鎖の膜不安定化活性の評価
ポリマー鎖は、pHに敏感で膜崩壊性ポリマー鎖としての有効性が以下のように評価される。
一般的には、pH反応性の膜崩壊性は、ポリマーまたはポリマー組成物(すなわち、ポリマー鎖(単独)、またはsiRNAのようなポリヌクレオチドに非共有的に複合体化したまたは共有的に接合したポリマー鎖)を、ヒトの赤血球(RBC)内に滴定し、ヘモグロビン放出(540nmにおける吸収の読み)による膜溶解活性を決定することにより試験される。3つの異なるpH条件は、エンドソームのpH環境(細胞外のpH=7.4、初期のエンドソーム=6.6、後期のエンドソーム=5.8)を模倣するために用いられる。ヒト赤血球(RBC)は、EDTAを含むバキュテイナ内に回収された全血から、遠心分離により単離される。RBCは、通常の生理食塩水内で3回洗浄され、特定のpH(5.8,6.6または7.4)において,PBS中で2%のRBCの最終濃度とされる。
ポリマーまたはポリマー組成物は、いくつかの濃度において試験される。例えば、ポリマー/siRNA複合体について、25nMのsiRNAは、1:1,2:1,4:1および8:1の仕込み比(ポリマー単独について同じポリマー濃度)でポリマーに加えられる。ポリマー単独またはポリマーsiRNA複合体の溶液は、30分間で20×最終試験濃度に調製され、それぞれRBC標品に希釈される。ポリマー原液の2つの異なる標品は、調製後、9日および15日における活性の安定性について比較され、調製の日から4℃で保存される。ポリマーのみまたはポリマー/siRNA複合体を伴なうRBCは、37℃で60分間保温され、遠心分離して無処置のRBCを除去する。上澄みはキュベットに移され、540nmにおける吸収を測定した。溶血の百分率は、A540サンプル/1%トリトンX−100処理済みRBC(100%溶解のための制御)のA540として表わされる。
本明細書における種々の例は、例示として考慮されるべきであり、発明の範囲を限定しない。
Figure 2012511053
Figure 2012511053
Figure 2012511053

Claims (157)

  1. ポリマーバイオ接合体を含む化合物であって、前記ポリマー接合体は下記式IAで表わされる化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一のポリマー鎖であり、
    Eは、連鎖延長残基であり、
    j、kおよびlは、それぞれ独立した整数であり、ここでjは0から9の範囲であり、kは≧1であり,lは0から9の範囲であり、和(j+k+l)は≦10であり、
    Lは、連結部位であり、
    Qは、Lを介してEに共有的に結合する生体分子作用物質であり、前記生体分子作用物質は、治療剤、標的化剤、診断剤、または分析剤であり、
    Yは、式−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位であり、
    *は、前記チオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化から誘導される部位であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二のポリマー鎖である。
  2. 請求項1に記載の化合物であって、前記Eは式E1に対応する連鎖延長残基であり、前記ポリマー接合体は式IBを有する化合物。
    Figure 2012511053
    Qは、Lを介してR2、R3、またはR2およびR3を含む任意の環に共有的に結合し、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は共有環構造中にある。
  3. 請求項1に記載の化合物であって、前記Eは式E2に対応する連鎖延長残基であり、前記ポリマー接合体は式ICを有する化合物。
    Figure 2012511053
    Qは、R5を介してLに共有的に結合し、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は共有環構造中にあり、
    5は、R2、R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、R5置換基は、官能基を含むまたは連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合した官能基を含む。
  4. 請求項1に記載の化合物であって、前記Eは式E3に対応する連鎖延長残基であり、前記ポリマー接合体は式IDを有する化合物。
    Figure 2012511053
    Qは、Lを介してR5に共有的に結合し、
    1およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、
    2およびR3は、1以上の窒素を含む置換または非置換のヘテロ−ハイドロカルビル環構造の中にあり、
    5は、官能基を含む、または連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合した官能基を含む。
  5. 1乃至4のいずれか1項に記載の化合物であって、前記ポリマー接合体の前記連鎖延長残基Eは、一級アミンを含むモノマーのラジカル重合から誘導される化合物。
  6. 1乃至4のいずれか1項に記載の化合物であって、前記ポリマー接合体の前記連鎖延長残基Eは、二級アミンを含むモノマーのラジカル重合から誘導される化合物。
  7. 1乃至4のいずれか1項に記載の化合物であって、前記ポリマー接合体の前記連鎖延長残基Eは、一級アミンまたは二級アミンを含むモノマーのラジカル重合から誘導され、前記生体分子作用物質Qは、連結部位Lを介して一級アミンまたは二級アミンに共有的に結合する化合物。
  8. 式IIAを有するポリマーを含む化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一のポリマー鎖であり、
    Eは、一級アミンを含む連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の整数であり、
    Yは、式−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位であり、
    *は、前記チオカルボニルチオ部位の切断または誘導体化から誘導される部位であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二のポリマー鎖である。
  9. 請求項8に記載の化合物であって、前記Eは式E1を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意にR2およびR3は共有環構造中にあり、R1,R2,R3およびR4の少なくとも1つは一級アミンを含む。
  10. 式IIAを有するポリマーを含む化合物。
    Figure 2012511053
    nは、ラジカル重合から誘導される第一のポリマー鎖であり、
    Eは、式E2を有する連鎖延長残基である。
    Figure 2012511053
    kは、1から10の範囲の整数であり、
    Yは、式−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位であり、
    *は、前記チオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化から誘導される部位であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二のポリマー鎖であり、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素,ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は共有環構造中にあり、
    5は、R2,R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、R5置換基は、一級または二級アミンを含む。
  11. 請求項10に記載の化合物であって、前記Eは式E3を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    1およびR4は、それぞれ独立して、水素,ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、
    2およびR3は、1以上の窒素を含む置換または非置換のヘテロ−ハイドロカルビル環構造の中にあり、
    5は、一級または二級アミンを含む置換基である。
  12. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の化合物であって、前記ポリマー接合体は、連鎖移動残基Yを含む化合物。
  13. 請求項12に記載の化合物であって、前記ポリマー鎖は、実質的に単離された形態の巨大分子連鎖移動剤である化合物。
  14. 請求項8乃至11のいずれか1項に記載の化合物であって、前記ポリマーは、連鎖移動残基Yを含む化合物。
  15. 請求項14に記載の化合物であって、前記ポリマー鎖は、実質的に単離された形態の巨大分子連鎖移動剤である化合物。
  16. 実質的に単離された形態の巨大分子連鎖移動剤を含み、前記巨大分子連鎖移動剤は式IIIAを有する化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一のポリマー鎖であり、
    Eは、連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の範囲の整数であり、
    Yは、式−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位である。
  17. 請求項16に記載の化合物であって、前記Eは式E1を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は共有環構造中にある。
  18. 請求項16に記載の化合物であって、前記Eは式E2を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は共有環構造中にあり、
    5は、R2,R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、R5置換基は官能基を含む。
  19. 請求項16に記載の化合物であって、前記Eは式E3を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、
    2およびR3は、1以上の窒素を含む[置換または非置換の]へテロ−ハイドロカルビル環構造の中にあり、
    5は官能基を含む置換基である。
  20. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の化合物であって、前記ポリマー接合体は、前記第一ポリマー鎖Pnにより定義される前記共重合体の第一ブロックAと、前記第二ポリマー鎖Pmにより定義される前記共重合体の第二ブロックBとを含むA−(E*)−Bブロック共重合体接合体を含み、(E*)は前記連鎖延長残基を含む連鎖延長部位を表わす化合物。
  21. 請求項20に記載の化合物であって、前記第二ブロックBは、前記ブロック共重合体接合体の前記第一ブロックAとは異なる化合物。
  22. 請求項8乃至11のいずれか1項に記載の化合物であって、前記ポリマーは、前記第一ポリマー鎖Pnにより定義される前記共重合体の第一ブロックAと、前記第二ポリマー鎖Pmにより定義される前記共重合体の第二ブロックBとを含むA−E−Bブロック共重合体を含む化合物。
  23. 請求項22に記載の化合物であって、前記第二ブロックBは、前記ブロック共重合体の前記第一ブロックAとは異なる化合物。
  24. 式IVAを有するA−(E*)−Bブロック共重合体を含む化合物。
    Figure 2012511053
    ここで
    nは、ラジカル重合から誘導され、前記共重合体の第一ブロックAを定義する第一ポリマー鎖であり、
    Eは、連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の範囲内の整数であり、
    mは、ラジカル重合から誘導され、前記共重合体の第二ブロックBを定義する第二ポリマー鎖であり、前記第二ブロックBは前記共重合体の前記第一ブロックAとは異なり、
    (E*)は、前記延長残基を含む連鎖延長部位を表わす。
  25. 請求項24に記載の化合物であって、前記Eは式E1を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、へテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は共有環構造中にある。
  26. 請求項24に記載の化合物であって、前記Eは式E2を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、へテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は共有環構造中にあり、
    5は、R2、R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、R5置換基は官能基を含む。
  27. 請求項24に記載の化合物であって、前記Eは式E3を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、へテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、
    2およびR3は、1以上の窒素を含む置換または非置換のヘテロ−ハイドロカルビル環構造の中にあり、
    5は官能基を含む置換基である。
  28. 請求項24乃至27のいずれか1項に記載の化合物であって、式IVBを有するA−(E*)−B−(E*)−Cブロック共重合体を含む化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    lは、ラジカル重合から誘導され、前記共重合体の第三ブロックCを定義する第三ポリマー鎖であり、
    (E*)は、前記延長残基を含む連鎖延長部位である。
  29. 請求項28に記載の化合物であって、前記第三ブロックCは、独立的に、前記ブロック共重合体の前記第一ブロックAおよび前記第二ブロックBのそれぞれと同一または異なる化合物。
  30. 請求項24乃至27のいずれか1項に記載の化合物であって、式IVCを有するA−(E*)−B−(*E)−C−(E*)−Dブロック共重合体を含む化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    lは、ラジカル重合から誘導され、前記共重合体の第三ブロックCを定義する第三ポリマー鎖であり、
    kは、ラジカル重合から誘導され、前記共重合体の第四ブロックDを定義する第四ポリマー鎖であり、
    (E*)は、前記延長残基を含む連鎖延長部位である。
  31. 請求項30に記載の化合物であって、前記第三ブロックCは、独立的に、前記ブロック共重合体の前記第一ブロックAおよび前記第二ブロックBのそれぞれと同一または異なる化合物。
  32. 請求項30または31のいずれかに記載の化合物であって、前記第四ブロックDは、独立的に、前記ブロック共重合体の前記第一ブロックA、前記第二ブロックB、前記および第三ブロックCのそれぞれと同一または異なる化合物。
  33. 請求項24乃至32のいずれかに記載の化合物であって、連結部位Lを介して前記連鎖延長残基Eに共有的に結合した生体分子作用物質Qをさらに含有する化合物。
  34. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の化合物であって、連鎖延長部位は、1つの連鎖延長残基からなる化合物。
  35. 式VAを有するポリマーを含む化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導されるポリマー鎖であり、
    Eは、1つの連鎖延長残基であり、
    Yは、式−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位であり、
    *は、ラジカル部位以外の部位であり、・,前記チオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化から誘導される。
  36. 請求項35に記載の化合物であって、前記Eは式E1を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は、共有環構造中にある。
  37. 請求項35に記載の化合物であって、前記Eは式E2を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、ここで任意に、R2およびR3は、共有環構造中にあり、
    5は、R2,R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、R5置換基は官能基を含む。
  38. 請求項35に記載の化合物であって、前記Eは式E3を有する連鎖延長残基である化合物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、
    2およびR3は、1以上の窒素を含む置換または非置換のヘテロ−ハイドロカルビル環構造の中にあり、
    5は官能基を含む置換基である。
  39. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の化合物を含む組成物。
  40. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の化合物を少なくとも約50重量%の量で含む組成物。
  41. 式IIAを有するポリマーを含む化合物を、少なくも約50重量%の量で含有する組成物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一ポリマー鎖であり、
    Eは、連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の範囲の整数であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二ポリマー鎖であり、
    Yは、式−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位であり、
    *は、ラジカル部位以外の部位であり、・,前記チオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化から誘導され、
    前記ポリマーは、それぞれの場合において、独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合した1以上のバイオ接合体部位を任意にさらに含む。
  42. 請求項1〜7,12,13,20,21,33,34,39〜41のいずれか1項に記載のポリマー接合体と、前記ポリマー接合体化合物に結合したポリヌクレオチドとを含む高分子化合物を含有する組成物。
  43. 請求項8〜11,14〜19,22〜32,および34〜41のいずれか1項に記載のポリマー化合物と、前記ポリマー化合物に結合したポリヌクレオチドとを含む高分子化合物を含有する組成物。
  44. 高分子化合物、およびそれに結合したポリヌクレオチドを含有し、前記高分子化合物は式IIAを有するポリマーを含む組成物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一ポリマー鎖であり、
    Eは、連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の範囲の整数であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二ポリマー鎖であり、
    Yは、式−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位であり、
    *は、前記チオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化から誘導される部位であり、
    前記高分子化合物は、それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合した1以上のバイオ接合体部位を任意にさらに含む。
  45. 請求項42乃至44のいずれか1項に記載の組成物であって、前記第一ポリマー鎖Pnは、複数の疎水性のモノマー残基を含む組成物。
  46. 請求項42乃至45のいずれか1項に記載の組成物であって、前記第一ポリマー鎖Pnは、第一の帯電可能な種を有する複数のモノマー残基を含み、前記第一の帯電可能な種は、血清の生理学的pHにおいてアニオンであり、エンドソームのpHにおいて実質的に中性または非帯電である組成物。
  47. 請求項42乃至45のいずれか1項に記載の組成物であって、前記第一ポリマー鎖Pnは、第一の帯電可能な種を有する複数のモノマー残基を含み、前記第一の帯電可能な種は、7.0のpHにおいてアニオンであり、6.0のpHにおいて実質的に中性または非帯電である組成物。
  48. 請求項46または47のいずれか1項に記載の組成物であって、前記第一の帯電可能な種は、カルボン酸基、スルホンアミド基、スルホン酸基、スルフィン酸基、硫酸基、リン酸基、ホスフィン酸基、および亜リン酸基からなる群から選択される官能基である組成物。
  49. 請求項46または47のいずれか1項に記載の組成物であって、前記第一の帯電可能な種は、カルボン酸基である組成物。
  50. 請求項42乃至49のいずれか1項に記載の組成物であって、前記高分子化合物は、式IVAを有するA−(E*)−Bブロック共重合体を含む組成物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    第一ポリマー鎖Pnは、前記共重合体の第一ブロックAを定義し、
    第二ポリマー鎖Pmは、前記共重合体の第二ブロックBを定義し、
    (E*)は、延長残基Eを含む連鎖延長部位を表わし、
    Kは、1から10の範囲の整数であり、
    nまたはPmのいずれかひとつは、(i)複数の疎水性のモノマー残基、および(ii)第一の帯電可能な種を含む複数のモノマー残基を含み、前記第一の帯電可能な種は、血清の生理学的pHにおいてアニオンであり、エンドソームのpHにおいて実質的に中性または非帯電であり、
    nまたはPmの他の一つは、血清の生物学的pHにおいてカチオン種を有する複数のモノマー残基を含む。
  51. 請求項50に記載の組成物であって、前記第二ポリマー鎖Pmは、親水性ポリマー鎖を含む組成物。
  52. 請求項42乃至51のいずれか1項に記載の組成物であって、前記高分子化合物は膜不安定性である組成物。
  53. 請求項42乃至51のいずれか1項に記載の組成物であって、前記高分子化合物は、エンドソームのpHにおいて膜不安定性である組成物。
  54. 請求項50乃至53のいずれか1項に記載の組成物であって、ミセル集合体の中に複数の前記高分子化合物を含む組成物。
  55. 請求項54に記載の組成物であって、前記ミセル集合体は、複数の前記高分子化合物の前記第一の疎水性ポリマー鎖Pnの結合により定義されるコアと、複数の前記高分子化合物の前記第二ポリマー鎖Pmにより定義されるシェルとを含む組成物。
  56. 請求項42乃至55のいずれか1項に記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドは、前記高分子化合物と非共有的に結合する組成物。
  57. 請求項56に記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドは、イオン性相互作用、親水性相互作用、疎水性相互作用から選択される1以上の相互作用によって、前記高分子化合物と結合する組成物。
  58. 請求項56に記載の組成物であって、前記ポリヌクレオチドは、イオン性相互作用を含む1以上の相互作用によって前記高分子化合物と結合する組成物。
  59. 請求項42乃至55のいずれか1項に記載の組成物であって、前記ヌクレオチドは、前記高分子化合物に共有的に結合する組成物。
  60. 請求項42乃至59のいずれか1項に記載の組成物であって、前記高分子化合物は、式IAを有するポリマーを含む組成物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一ポリマー鎖であり、
    Eは、連鎖延長残基であり、
    j,kおよびlは、それぞれ独立した整数であり、ここでjは0から9の範囲であり、kは≧1であり、lは0から9の範囲であり、和(j+k+l)≦10であり、
    Lは、連結部位であり、
    Qは、Lを介してEに共有的に結合する生体分子作用物質であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二ポリマー鎖であり、
    Yは、式−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位であり、
    *は、前記チオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化から誘導される部位である。
  61. 請求項60に記載の組成物であって、少なくとも1つの生体分子作用物質Qは、前記連結部位Lを介して前記連鎖延長残基Eに共有的に結合したポリヌクレオチドである組成物。
  62. 請求項60または61のいずれか1項に記載の組成物であって、少なくとも1つの生体分子作用物質Qは、前記連結部位Lを介して前記連鎖延長残基Eに共有的に結合した標的化部位である組成物。
  63. 請求項62に記載の組成物であって、前記標的化部位は、エンドサイトーシスを媒介するために効果的な1以上の受容体についての親和性を有するリガンドである組成物。
  64. 請求項50乃至63のいずれか1項に記載の組成物であって、式IVBを有するA−(E*)−B−(E*)−Cブロック共重合体を含む組成物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    tは、ラジカル重合から誘導される第三ポリマー鎖であり、前記共重合体の第三ブロックCを定義し、前記第三ブロックCは、独立的に、前記ブロック共重合体の前記第一ブロックAおよび前記第二ブロックBのそれぞれと同一または異なり、
    (E*)は、連鎖延長残基Eを含む連鎖延長部位を表わし、
    それぞれのkは、1〜10の整数から独立して選択される。
  65. 請求項50乃至63のいずれか1項に記載の組成物であって、式IVCを有するA−(E*)−B−(E*)−C−(E*)−Dブロック共重合体を含む組成物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    lは、ラジカル重合から誘導される第三ポリマー鎖であり、前記共重合体の第三ブロックCを定義し、前記第三ブロックCは、独立的に、前記ブロック共重合体の前記第一ブロックA、前記第二ブロックBおよび第四ブロックDのそれぞれと同一または異なり、
    kは、ラジカル重合から誘導される第四ポリマー鎖であり、前記共重合体の第四ブロックDを定義し、前記第四ブロックDは、独立的に、前記ブロック共重合体の前記第一ブロックA、前記第二ブロックBおよび前記第三ブロックCのそれぞれと同一または異なり、
    (E*)は、前記連鎖延長残基Eを含む連鎖延長部位を表わし、
    それぞれのkは、1〜10の整数から独立して選択される。
  66. 請求項64または65のいずれか1項に記載の化合物であって、それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の前記連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合した生体分子作用物質Qをさらに含有する化合物。
  67. 請求項66に記載の組成物であって、少なくとも1つの生体分子作用物質Qは、それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の前記連鎖延長部位(E*)の前記連鎖延長残基Eに共有的に結合したポリヌクレオチドである組成物。
  68. 請求項66または67のいずれか1項に記載の組成物であって、少なくとも1つの生体分子作用物質Qは、それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の前記連鎖延長部位(E*)の前記連鎖延長残基Eに共有的に結合した標的化部位である組成物。
  69. 請求項68に記載の組成物であって、前記標的化部位は、エンドサイトーシスを媒介するために効果的な1以上の受容体についての親和性を有するリガンドである組成物。
  70. (i)式IVEを有するA−(E*)−Bブロック共重合体を含む高分子化合物、
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一ポリマー鎖であり、前記第一ポリマー鎖は前記共重合体の第一ブロックAを定義し、
    それぞれのEは、独立して選択された連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の整数であり、
    lは、0から10の整数であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二ポリマー鎖であり、前記第二ポリマー鎖は前記共重合体の第二ブロックBを定義し、
    (E*)は、前記延長残基を含む連鎖延長部位を表わし、
    nまたはPmのいずれか一方は、膜不安定化ポリマー鎖を含み、
    nまたはPmのいずれか他方は、ポリヌクレオチドが結合したポリマー鎖を含み、前記ポリヌクレオチドが結合したポリマー鎖は、血清の生理学的pHにおいてカチオン種を有する1以上の残基を含む複数のモノマー残基を含む、
    (ii)前記ポリヌクレオチドと前記ポリオヌクレオチドが結合したポリマー鎖のカチオン種との間に、イオン性相互作用を含む非共有相互作用を介して、高分子化合物に結合したポリヌクレオチド、および
    (iii)任意に、それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の前記連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合した1以上の標的化部位
    を含有する組成物。
  71. (i)1以上のポリマー鎖および1以上の連鎖延長部位(E*)を含み、式IVFを有する高分子化合物、
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一ポリマー鎖であり、
    それぞれのEは、独立して選択される連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の整数であり、
    lは、0から10の整数であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される任意の第二ポリマー鎖であり、
    hは、0または1の整数であり、ただし、
    h=0のとき、l=0、かつPnは、膜不安定化ポリマー鎖を含み、
    h=1のとき、lは0から10の整数であり、かつPnまたはPmのいずれか一方は、膜不安定化ポリマー鎖を含み、
    (E*)は、延長残基を含む連鎖延長部位を表わす、
    (ii)それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の前記連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合したポリヌクレオチド、および
    (iii)任意に、それぞれの場合において独立して選択された連結部位Lを介して、1以上の前記連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合した1以上の標的化部位
    を含有する化合物。
  72. 請求項70または71のいずれか1項に記載の発明であって、前記膜不安定化ポリマー鎖は、(i)疎水性種を有する1以上の残基、および(ii)第一の帯電可能種を有する1以上の残基であって、前記第一の帯電可能種は血清の生理学的pHでアニオンになるが、エンドソームのpHでは中性または非帯電となるものを含む複数のモノマー残基を含む発明。
  73. 請求項70乃至72のいずれか1項に記載の発明であって、標的化部位を含む発明。
  74. 請求項70乃至73のいずれか1項に記載の発明であって、前記標的化部位は、エンドサイトーシスを媒介するために効果的な1以上の受容体についての親和性を有するリガンドである発明。
  75. 請求項42乃至73のいずれか1項に記載の発明であって、前記ポリヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドである発明。
  76. 請求項42乃至73のいずれか1項に記載の発明であって、前記ポリヌクレオチドは、ポリ(デオキシリボヌクレオチド)である発明。
  77. 請求項42乃至73のいずれか1項に記載の発明であって、前記ポリヌクレオチドは、ポリ(リボヌクレオチド)である発明。
  78. 請求項42乃至73のいずれか1項に記載の発明であって、前記ポリヌクレオチドは、遺伝子発現モジュレーターまたはノックダウン剤である発明。
  79. 請求項42乃至73のいずれか1項に記載の発明であって、前記ポリヌクレオチドは、siRNA,RNAi,miRNA,およびshRNAからなる群から選択される発明。
  80. 請求項42乃至73のいずれか1項に記載の発明であって、前記ポリヌクレオチドは、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびアプタマーからなる群から選択される発明。
  81. 請求項42乃至73のいずれか1項に記載の発明であって、前記ポリヌクレオチドは、ダイサー基質である発明。
  82. 請求項42乃至73のいずれか1項に記載の発明であって、前記ポリヌクレオチドは、siRNAである発明。
  83. 請求項1〜7,12,13,20,21,33,34,39〜42,および44〜82のいずれか1項に記載の発明であって、前記ポリマー接合体は、式IVEを有するA−(E*)−Bブロック共重合体を含む発明。
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一ポリマー鎖であり、前記第一ポリマー鎖は前記共重合体の第一ブロックAを定義し、
    それぞれのEは、独立して選択される連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の範囲の整数であり、
    lは、0から10の範囲の整数であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二ポリマー鎖であり、前記第二ポリマー鎖は前記共重合体の第二ブロックBを定義し、
    (E*)は、延長残基を含む連鎖延長部位を表わし、
    少なくとも1つの生体分子作用物質Qは、それぞれの場合において独立して選択される連結部位Lを介して、1以上の前記連鎖延長部位(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合する。
  84. 請求項8〜11,4〜19,22〜32,34〜41,43〜59,64,65,70および73〜82のいずれか1項に記載の発明であって、前記高分子化合物は、式IVEを有するA−(E*)−Bブロック共重合体を含む発明。
    Figure 2012511053
    nは、ラジカル重合から誘導される第一ポリマー鎖であり、前記第一ポリマー鎖は共重合体の第一ブロックAを定義し、
    それぞれのEは、独立して選択される連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の範囲の整数であり
    lは、0から10の範囲の整数であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二ポリマー鎖であり、前記第二ポリマー鎖は共重合体の第二ブロックBを定義し、
    (E*)は、前記延長残基を含む連鎖延長部位を表わす。
  85. 請求項85または86のいずれか1項に記載の発明であって、lは1から10の範囲の整数である発明。
  86. 請求項1乃至38、71、およびそれらの従属項のいずれか1項に記載の組成物と、薬学的に許容可能な賦形剤とを含有する医薬組成物。
  87. 請求項39乃至70、およびそれらの従属項のいずれか1項に記載の組成物、および薬学的に許容可能な賦形剤をさらに含有する医薬組成物。
  88. 式IIAを有する化合物と、薬学的に許容可能な賦形剤とを含有する医薬組成物。
    Figure 2012511053
    ここで、
    nは、ラジカル重合から誘導される第一ポリマー鎖であり、
    Eは、連鎖延長残基であり、
    kは、1から10の範囲の整数であり、
    mは、ラジカル重合から誘導される第二ポリマー鎖であり、
    Yは、式−SC(=S)Z、ここでZは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位であり、
    *は、前記チオカルボニルチオ部位Yの切断または誘導体化から誘導される部位であり、
    前記ポリマーは、それぞれの場合において独立して選択される連結部位Lを介して、1以上の前記連鎖延長残基(E*)の連鎖延長残基Eに共有的に結合した1以上のバイオ接合体部位を任意にさらに含む。
  89. 可逆的付加開裂連鎖移動重合により、先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の化合物を調製する方法。
  90. 請求項89に記載の方法であって、前記ラジカル重合法は、
    活性化されたラジカルとチオ−カルボニル−チオ部位を含む連鎖移動剤との存在下、重合条件のもとで、1以上のモノマーの第一セットAを反応させて、式Pn−Y(ここでYはSC(=S)Zであり、Zは活性化基である)を有する巨大分子連鎖移動剤を形成すること、および
    活性化されたラジカルと前記巨大分子連鎖移動剤との存在下、連鎖延長条件のもとで連鎖鎖延長モノマーEを反応させて、式Pn−(E)k−Y(ここでkは1から10の整数である)を有する連鎖延長付加物を形成すること
    を具備する方法。
  91. ラジカル重合によりポリマーを合成する方法であって、前記方法は、
    活性化されたラジカルとチオ−カルボニル−チオ部位を含む連鎖移動剤との存在下、重合条件のもとで1以上のモノマーを反応させて、式Pn−Y(ここでYはSC(=S)Zであり、Zは活性化基である)を有する巨大分子連鎖移動剤であって、前記巨大分子連鎖移動剤は1.5未満の多分散性指数Mw/Mnを有するものを形成すること、
    活性化されたラジカルと前記巨大分子連鎖移動剤との存在下、連鎖延長条件のもとで連鎖延長モノマーEを反応させて、式Pn−(E)k−Y(ここでkは1から10の範囲の整数である)を有する連鎖延長付加物であって、前記連鎖延長付加物は1.5未満の多分散性指数Mw/Mnを有し、
    前記連鎖延長付加物Pn−(E)k−Yの多分散性指数は、前記巨大分子連鎖移動剤Pn−Yの多分散性指数とは10%を超えずに異なるものを形成すること
    を具備する方法。
  92. 請求項91に記載の方法であって、前記連鎖延長付加物Pn−(E)k−Yの多分散性指数は、前記巨大分子連鎖移動剤Pn−Yの多分散性指数とは5%を超えずに異なる方法。
  93. ラジカル重合によりA−(E*)−Bポリマーを合成する方法であって、前記方法は、
    活性化されたラジカルとチオ−カルボニル−チオ部位を含む連鎖移動剤との存在下、重合条件のもとで1以上のモノマーの第一セットAを反応させて、Pn−Y(ここでYはSC(=S)Zであり、Zは活性化基である)を有する巨大分子連鎖移動剤を形成すること、
    活性化されたラジカルと前記巨大分子連鎖移動剤との存在下、連鎖延長条件のもとで連鎖延長残基Eを反応させて、式Pn−(E)k−Y(ここでkは1から10の整数である)を有する連鎖延長付加物を形成すること、および
    活性化されたラジカルと前記連鎖延長付加物との存在下、重合条件のもとで1以上のモノマーの第二セットBを反応させて、式Pn−(E)k−Pm−Yを有するA−(E*)−Bポリマーであって、1以上のモノマーの第二セットBは、1以上のモノマーの第一セットAと同じかまたは異なるものを形成すること
    を具備する方法。
  94. 請求項1または60およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、j、k、およびlは、それぞれ独立して選択される整数であり、ここでjは0から4の範囲であり、kは≧1であり、lは0から4の範囲であり、和(j+k+l)は≦5である発明。
  95. 請求項1または60およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、j、k、およびlは、それぞれ独立して選択される整数であり、ここでjは0から2の範囲であり、kは≧1であり、lは0から2の範囲であり、和(j+k+l)は≦3である発明。
  96. 請求項1または60およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、j、k、およびlは、それぞれ独立して選択される整数であり、ここでjは0、kは1であり、lは0である発明。
  97. 請求項8,10,16,24,28,30,41,44,50,64,65,70,71,72,83〜85,88および90〜93、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、kは1から5の範囲の整数である発明。
  98. 請求項8,10,16,24,28,30,41,44,50,64,65,70,71,72,83〜85,88および90〜93、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、kは1から3の範囲の整数である発明。
  99. 請求項8,10,16,24,28,30,41,44,50,64,65,70,71,72,83〜85,88および90〜93、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、kは1である発明。
  100. 請求項70乃至72,83,84,および97〜99、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、lは1から5の範囲の整数である発明。
  101. 請求項70乃至72,83,84,および97〜99、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、lは1から3の範囲の整数である発明。
  102. 請求項70乃至72,83,84,および97〜99、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、lは1である発明。
  103. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、連鎖延長重合条件下で約2000未満の伝播速度定数kpを有するモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基である発明。
  104. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、連鎖延長重合条件下で約1500未満の伝播速度定数kpを有するモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基である発明。
  105. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、連鎖延長重合条件下で約1000未満の伝播速度定数kpを有するモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基である発明。
  106. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、連鎖延長重合条件下で約500未満の伝播速度定数kpを有するモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基である発明。
  107. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、連鎖延長重合条件下で約300未満の伝播速度定数kpを有するモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基である発明。
  108. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、連鎖延長重合条件下で約200未満の伝播速度定数kpを有するモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基である発明。
  109. 請求項41,44,50,60,64,65,70〜72,83,84,88,および90〜93、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、前記Eは式E1を有する連鎖延長残基である発明。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1,R2,R3およびR4は、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群からそれぞれ独立して選択され、ここで任意にR2およびR3は、共有環構造中にある。
  110. 請求項41,44,50,60,64,65,70〜72,83,84,88,および90〜93、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、前記Eは式E2を有する連鎖延長残基である発明。
    Figure 2012511053
    ここで
    1,R2,R3およびR4は、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビルおよび置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群からそれぞれ独立して選択され、ここで任意にR2およびR3は、共有環構造中にあり、
    5は、R2,R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、R5置換基は官能基を有する。
  111. 請求項41,44,50,60,64,65,70〜72,85,86,90、および92〜95、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、前記Eは式E3を有する連鎖延長残基である発明。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1およびR4は、それぞれ独立して、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および置換へテロ−ハイドロカルビルからなる群から選択され、
    2およびR3は、1以上の窒素を含む置換または非置換のヘテローハイドロカルビル環構造の中にあり、
    5は官能基を含む置換基である。
  112. 請求項2,9,17,25,36および111、およびその従属項のいずれか1項に記載の発明であって、前記Eは式E1を有する連鎖延長残基である発明。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1,R2,R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルケニル、C1〜C8アルキニル、C1〜C8アレニル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、C1〜C8エーテル、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシルエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8ケトン、C1〜C8アルデヒド、C1〜C8アシルハライド、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アラルケニル、C1〜C16アラルキニル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C〜C16へテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16へテロアラルケニル、C1〜C16へテロアラルキニル、C1〜C16へテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクへテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、ここで任意にR2およびR3は共有環構造中にある。
  113. 請求項114に記載の発明であって、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシルエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C〜C16へテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16へテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクへテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、ここで任意にR2およびR3は共有環構造中にある発明。
  114. 請求項114に記載の発明であって、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、C1〜C6アルキル、C1〜C6カルボン酸、C1〜C6カルボキシルエステル、およびC1〜C6アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、ここで任意にR2およびR3は共有環構造中にある発明。
  115. 請求項3,10,18,26,37,および112、およびそれらの従属項のいずれか1項に記載の発明であって、前記Eは式E2を有する連鎖延長残基である発明。
    Figure 2012511053
    ここで、
    1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルケニル、C1〜C8アルキニル、C1〜C8アレニル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、C1〜C8エーテル、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシルエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8ケトン、C1〜C8アルデヒド、C1〜C8アシルハライド、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アラルケニル、C1〜C16アラルキニル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C〜C16へテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16へテロアラルケニル、C1〜C16へテロアラルキニル、C1〜C16へテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクへテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、ここで任意にR2およびR3は共有環構造中にあり、
    5は、R2,R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、前記R5置換基は、水素、またはハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C20部位であって、それらは、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリールまたは置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合した多環構造をも含むことができ、それぞれの場合において、C〜C20部位は反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここで官能基は、アミノ、アンモニオ、イミノ、アミド、イミジル、ニトリル、アゾ、アジド、シアノ、シアナト、イソシアナト、イソチオシアナト、ヒドラジド、ニトロ、ニトロソ、ニトロソオキシ、ピリジル、ヒドロキシル、アルコキシ、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、ハロホルミル、ホスフィノ、ホスホリック、ホスホ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、スルホニル、スルホ、スルフィニル、アルケニル、アルキニル、アレニル、シリルから選択することができ、ここでR5置換基は、連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合した官能基を含む。
  116. 請求項117に記載の発明であって、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシルエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物、C1〜C16炭素環、C1〜C16複素環、C1〜C16アリール、C1〜C16アラルキル、C1〜C16アリールオキシ、C1〜C16アルカリール、C〜C16へテロアリール、C1〜C16ヘテロアラルキル、C1〜C16へテロアリールオキシ、およびC1〜C16アルクへテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、ここで任意にR2およびR3は共有環構造中にあり、
    5は、R2,R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、前記R5置換基は、水素、または、アルキル、置換アルキル、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリールから選択されるC1〜C8部位、または前述の1以上を含む縮合した多環構造であり、それぞれの場合において、C〜C8部位は反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここで官能基は、アミノ、アンモニオ、イミジル、ニトリル、ピリジル、ヒドラジド、ヒドロキシル、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、およびアルケニルから選択することができ、または官能基は、連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合する発明。
  117. 請求項117に記載の発明であって、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素、C1〜C6アルキル、C1〜C6カルボン酸、C1〜C6カルボキシルエステル、およびC1〜C6アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、ここで任意にR2およびR3は共有環構造中にあり、
    5は、R2,R3、またはR2およびR3を含む任意の環構造の少なくとも1つからぶら下がる置換基であり、前記R5置換基は、水素、またはアルキル、置換アルキル、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリールまたは置換へテロアリールから選択されるC1〜C8部位、または前述の1以上を含む縮合した多環構造を含むことができ、それぞれの場合において、C〜C8部位は、アミノ、アンモニオ、イミジル、ニトリル、ピリジル、ヒドラジド、ヒドロキシル、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオチオール、およびアルケニルから選択される1以上の反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を有し、あるいは、ここで官能基は、連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合する発明。
  118. 請求項4,11,19,27,38,および113、およびそれらの従属項のいずれか1項に記載の発明であって、前記Eは式E3を有する連鎖延長残基である発明。
    Figure 2012511053
    ここで
    1およびR4は、それぞれ独立して、水素、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8カルボン酸、C1〜C8カルボキシルエステル、C1〜C8アミド、C1〜C8ニトリル、C1〜C8酸無水物(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、
    2およびR3は、1以上の窒素を含む環構造の中にあり、全体的に考えられ、そのような環構造は、C1〜C12複素環、C1〜C12へテロアリール、およびC1〜C12アルクへテロアリール(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)および前述の1以上を含む縮合多環構造から選択される窒素含有部位を含み、
    5は、水素、またはハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C20部位であって、それは炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合多環構造を含むことができ、それぞれの場合において、C1〜C20部位は、反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここで官能基は、アミノ、アンモニオ、イミノ、アミド、イミジル、ニトリル、アゾ、アジド、シアノ、シアナト、イソシアナト、イソチオシアナト、ヒドラジド、ニトロ、ニトロソ、ニトロソオキシ、ピリジル、ヒドロキシル、アルコキシ、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、ハロホルミル、ホスフィノ、ホスフォリック、ホスホ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、スルホニル、スルホ、スルフィニル、アルケニル、アルキニル、アレニル、シリルから選択することができ、またはここでR5置換基は、連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合した官能基を含む。
  119. 請求項118に記載の発明であって、R1およびR4は、それぞれ独立して、水素、C1〜C4アルキル、C1〜C4カルボン酸、C1〜C4カルボキシルエステル、およびC1〜C4アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)からなる群から選択され、
    2およびR3は、1以上の窒素を含む環構造中にあり、全体的に考えられ、そのような環構造は、C1〜C8複素環、C1〜C8へテロアリール、およびC1〜C8アルクへテロアリール(それぞれの場合において置換されたまたは置換されない)、および前述の1つ以上を含む縮合した多環構造から選択される窒素含有部位を含み、
    5は、水素、または、アルキル、置換アルキル、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した多環構造から選択されるC1〜C8部位であり、それぞれの場合において、そのようなC1〜C8部位は、反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここで、そのような官能基は、アミノ、アンモニオ、イミジル、ニトリル、ピリジル、ヒドラジド、ヒドロキシル、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、およびアルケニルから選択することができ、またはそのような官能基は、連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合し、またはそのような官能基は、連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合する発明。
  120. 請求項118に記載の発明であって、R1およびR4は、それぞれ独立して、水素、C1〜C4アルキル、C1〜C4カルボン酸、C1〜C4カルボキシルエステル、およびC1〜C4アミド(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)から選択され、
    2およびR3は、1以上の窒素を含む環構造中にあり、全体的に考えられ、アリジジニル(エチレンイミン)、アゼチジニル(1,3プロピレンイミン)、ピロリジニル(テトラヒドロピロール)、イミダゾリジニル(テトラヒドロイミダゾール)、チアゾリジニル、オキサゾリジニル、イソオキサゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、オキサジニル、ピロリル、イミダゾリル、チアゾリル、イソチオゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、トリアゾリル、ジチアゾリル、テトラゾリル、ピリジニル、ピラジニル(1,4−ジアジニル)、ピリミジニル(1,3−ジアジニル)、ピリダジニル(1,2−ジアジニル)、チアジニル、トリアジニル、およびテトラアジニル、およびイミジル含有部位(それぞれの場合において、置換されたまたは置換されない)から選択され、および
    5は、水素、または、アルキル、置換アルキル、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1以上を含む縮合した多環構造から選択されるC1〜C8部位であり、それぞれの場合において、C1〜C8部位は、アミノ、アンモニオ、イミジル、ニトリル、ピリジル、ヒドラジド、ヒドロキシル、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオチオール、およびアルケニルから選択される1以上の反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を有し、あるいは、ここで官能基は、連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合する発明。
  121. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、マレイミド、N−置換マレイミド、(N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−(4−エチルフェニル)マレイミド、N−(4−アセチルフェニル)マレイミド、N−(パラ−トリル)−マレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド N−ドデシルマレイミド、N−tert−ブチルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−(2−ヒドロキシエチル)マレイミド、N−(3−ヒドロキシプロピル)マレイミド、および種々のN−アミノアルキルであって、N−(2−アミノエチル)マレイミド、N−(2−アミノプロピル)マレイミド、およびN−(3−アミノプロピル)マレイミドのようなもの、を含むがそれらに限定されない)、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、マレインエステル(ジ−n−ブチルマレイン酸エステル、ジ−n−アミルマレイン酸エステル、ジエチルマレイン酸エステル、ジイソアミルマレイン酸エステル、ジメチルマレイン酸エステル、ジフェニルマレイン酸エステル、およびジ−n−プロピルマレイン酸エステルを含むがそれらに限定されない)、フマル酸エステル(ジ−n−アミルフマル酸エステル、ジエチルフマル酸エステル、ジイソアミルフマル酸エステル、ジイソブチルフマル酸エステル、ジイソプロピルフマル酸エステル、ジメチルフマル酸エステル、ジフェニルフマル酸エステル、およびジ−n−プロピルフマル酸エステルを含むが、それらに限定されない)、アリルおよびメタリル化合物、ビニルエーテル、ビニルスルホナート、ビニルホスホナート、1,3−ブタジエン誘導体、イタコン酸誘導体、アルファ−アルキルスチレン、アルファ−エチルアクリル酸塩、シスおよびトランススチルベンからなる群から選択されるモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基である発明。
  122. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、表1に含まれるモノマーから選択されるモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基であり、ここで、
    5は、水素、またはハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C20部位であり、それらは、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した多環構造を含むこともでき、それぞれの場合において、そのようなC1〜C20部位は、反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここで、そのような官能基は、アミノ、アンモニオ、イミノ、アミド、イミジル、ニトリル、アゾ、アジド、シアノ、シアナト、イソシアナト、イソチオシアナト、ヒドラジド、ニトロ、ニトロソ、ニトロソオキシ、ピリジル、ヒドロキシル、アルコキシ、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、ハロホルミル、ホスフィノ、ホスホリック、ホスホ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、スルホニル、スルホ、スルフィニル、アルケニル、アルキニル、アレニル、シリルから選択することができ、またはここで、R5置換基は、連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合した官能基を含む発明。
  123. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、N−置換マレイミドモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基である発明。
  124. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連鎖延長残基Eは、式M1を有するN−置換マレイミドモノマーのラジカル重合から誘導されるモノマー残基である発明。
    Figure 2012511053
    ここで、
    5は、水素、または、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、置換へテロ−ハイドロカルビルから選択されるC1〜C20部位であり、それらは、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または、前述の1つ以上を含む縮合した多環構造を含むことができ、それぞれの場合において、そのようなC1〜C20部位は、反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここで、そのような官能基は、アミノ、アンモニオ、イミノ、アミド、イミジル、ニトリル、アゾ、アジド、シアノ、シアナト、イソシアナト、イソチオシアナト、ヒドラジド、ニトロ、ニトロソ、ニトロソオキシ、ピリジル、ヒドロキシル、アルコキシ、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、ハロホルミル、ホスフィノ、ホスホリック、ホスホ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、スルホニル、スルホ、スルフィニル、アルケニル、アルキニル、アレニル、シリルから選択することができ、またはここで、R5置換基は、連結部位Lを介して生体分子作用物質Qに共有的に結合した官能基を含む。
  125. 請求項124および126のいずれか1項に記載の発明であって、R5は、水素、または、アルキル、置換アルキル、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した多環構造から選択されるC1〜C8部位であり、それぞれの場合において、そのようなC1〜C8部位は、反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、ここで、そのような官能基は、アミノ、アンモニオ、イミジル、ニトリル、ピリジル、ヒドラジド、ヒドロキシル、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオ、チオール、およびアルケニルから選択することができ、またはここで、そのような官能基は、連結部位Lを介して前記生体分子作用物質Qに共有的に結合する発明。
  126. 請求項124および125のいずれか1項に記載の発明であって、R5は、水素、または、アルキル、置換アルキル、炭素環、置換炭素環、複素環、置換複素環、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換へテロアリール、または前述の1つ以上を含む縮合した多環構造から選択されるC1〜C8部位であり、それぞれの場合において、そのようなC1〜C8部位は、アミノ、アンモニオ、イミジル、ニトリル、ピリジル、ヒドラジド、ヒドロキシル、カルボキシル、エステル、アシル、ハロ、スルフィド、ジ−スルフィド、チオチオール、およびアルケニルから選択される反応性官能基(マスクされたまたはマスクされない)を任意に有し、そのような官能基は、連結部位Lを介して前記生体分子作用物質Qに共有的に結合する発明。
  127. 請求項1〜7,12,13,20,21,33,34,39〜42,および44〜82、およびそれらの従属項のいずれか1項に記載のポリマー接合体を含む高分子化合物を含有する組成物であって、前記ポリマー接合体はアミン置換基を含み、ここで前記アミンはアンモニウム塩の形態で存在し、前記組成物は1以上のアニオン対イオンさらに含有する組成物。
  128. 請求項8〜11,4〜19,22〜32,34〜41,43〜59,64,65,70、および73〜82、およびそれらの従属項のいずれか1項に記載のポリマー化合物を含む高分子化合物を含有する組成物であって、前記ポリマー化合物はアミン置換基を含み、ここで前記アミンはアンモニウム塩の形態で存在し、前記組成物は1以上のアニオン対イオンさらに含有する組成物。
  129. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記第一ポリマー鎖Pnは、制御されたラジカル重合から誘導される発明。
  130. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記第二ポリマー鎖Pmは、制御されたラジカル重合から誘導される発明。
  131. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記第一ポリマー鎖Pnは、ラジカル重合による第一(セットAの)モノマーから誘導され、前記第二ポリマー鎖Pmは、ラジカル重合による第二(セットBの)モノマーから誘導され、前記第一(セットAの)モノマーは、前記第二(セットBの)モノマーとは異なる発明。
  132. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記第一ポリマー鎖Pnは、制御されたラジカル重合から誘導され、そのα末端に共有的に結合したラジカル源残基をさらに含む発明。
  133. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記ラジカル源残基は、イニシエーター残基である発明。
  134. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記ラジカル源残基は、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)剤の脱離基RLである発明。
  135. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記化合物は、連鎖移動残基Y(これは式−SC(=S)Z、Zは活性化基である、を有するチオカルボニルチオ部位である)を含む発明。
  136. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、Yは、連鎖移動剤の存在下でラジカル重合から誘導された連鎖移動残基である発明。
  137. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、Yは、キサントゲン酸、ジチオカルビン酸、ジチオエステル、およびジチオカルボナートから選択される連鎖移動剤の存在下でラジカル重合から誘導された連鎖移動残基である発明。
  138. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、Yは、式−SC(=S)Z(Zは式−X(RZa、XはO,N,CおよびSからなる群から選択され、RZは活性化置換基であり、aは1,2または3に等しい整数でありXの価数に対応する、を有する活性化基である)を有するチオカルボニルチオ部位である発明。
  139. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、Yは式−SC(=S)ORZ(RZは活性化置換基である)で表わされるチオカルボニルチオ部位である発明。
  140. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、Yは式−SC(=S)NRZ1Z2(RZ1およびRZ2のそれぞれは、独立して選択される活性化置換基である)で表わされるチオカルボニルチオ部位である発明。
  141. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、Yは式−SC(=S)CRZ1Z2Z3(RZ1,RZ2およびRZ3のそれぞれは、独立して選択される活性化置換基である)で表わされるチオカルボニルチオ部位である発明。
  142. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、Yは式−SC(=S)SRZ(RZは活性化置換基である)で表わされるチオカルボニルチオ部位である発明。
  143. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記活性化置換基のそれぞれは、水素、ハイドロカルビル、置換ハイドロカルビル、ヘテロ−ハイドロカルビル、および置換ヘテロ−ハイドロカルビルからなる群から独立して選択される発明。
  144. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記活性化置換基RZ1,RZ2またはRZ3の2以上は、環またはヘテロ環部位の中に連結する発明。
  145. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記活性化置換基RZ1,RZ2またはRZ3の2以上は、単結合または二重結合を表わす発明。
  146. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記化合物は連鎖移動残基誘導体−Y*を含み、これはラジカル部位以外の部位であり、前記連鎖移動残基Yの切断または誘導体化から誘導される発明。
  147. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記Y*は水素および−SHからなる群から選択される発明。
  148. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記生体分子作用物質は、治療剤である発明。
  149. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記生体分子作用物質は、診断剤である発明。
  150. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記生体分子作用物質は、分析剤である発明。
  151. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記生体分子作用物質は、生物学的分子である発明。
  152. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記生体分子作用物質は、ポリ核酸、ポリアミノ酸類、多糖類からなる群から選択される発明。
  153. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記標的化部位は、エンドサイトーシスを媒介するために効果的な1以上の受容体についての親和性を有するリガンドである発明。
  154. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記生体分子作用物質Qの少なくとも1つは、ジスルフィド連結部位Lを介して前記連鎖延長残基Eに共有的に結合する発明。
  155. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記生体分子作用物質Qの少なくとも1つは、酸不安定な連結部位Lを介して前記連鎖延長残基Eに共有的に結合する発明。
  156. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記生体分子作用物質Qの少なくとも1つは、エンドソームのpHにおいて酸不安定な少なくとも1つの結合を含む連結部位Lを介して前記連鎖移動残基Eに共有的に結合したポリヌクレオチドである発明。
  157. 先行する全ての請求項のいずれか1項に記載の発明であって、前記連結部位は結合である発明。
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