JP2021502346A - 生物学的活性分子を送達するための融合性化合物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、融合性化合物、並びにその組成物及び使用方法を含む。融合性化合物は、バイオ医薬品及び治療薬に使用するためのナノ粒子組成物を作製するために使用することができる。更に詳細には、本発明は、活性薬剤を組み込むか又は封入し、活性薬剤を細胞、組織、器官、及び対象に送達し、分布させるためのナノ粒子を提供するための化合物、組成物、及び方法に関する。

Description

本発明は、バイオ医薬品及び治療薬の分野に関する。更に詳細には、本発明は、活性薬剤又は薬物化合物を細胞、組織、器官、及び対象に送達し、分布させるためのナノ粒子を提供するための融合性分子を含む、化合物、組成物及び方法に関する。
治療剤、例えば、薬物化合物、核酸分子及び他の活性薬剤は、対象の細胞、組織、及び器官に取り込まれることによって機能する。薬剤及び分子の細胞へのトランスフェクションは、治療作用における制限ステップであることが多い。
血清又は他の生物学的環境において、活性薬剤分子が攻撃又は分解に対して感受性がある場合、その医薬効果を達成するために分子を保護することが必要になる。
例えば、核酸のトランスフェクションを行うための1つの方法は、ナノ粒子中に活性分子を組み込むか又は封入することである。そのような方法論の欠点は、細胞浸透率が低いことであり得る。
細胞浸透率を高め、活性薬剤を細胞に送達するための好ましいトランスフェクション特性を有するナノ粒子を提供するための融合性特性を有する分子が長期にわたって必要とされている。
活性薬剤のためのナノ粒子を形成するための組成物及び化合物が必要とされている。核酸分子及び他の薬剤を細胞及び対象に効率的にトランスフェクトし、分布させるための分子及び組成物が継続的に必要とされている。
本発明は、バイオ医薬品及び治療薬において使用するための分子及びその組成物に関する。更に詳細には、本発明は、細胞、組織、器官、及び対象に活性薬剤又は薬物化合物を送達し、分布させるためのナノ粒子を提供するための化合物、組成物及び方法に関する。
本発明は、さまざまな融合性化合物を提供する。本発明の融合性化合物は、活性薬剤を送達し、分布させるためのナノ粒子を形成するために使用することができる。
本開示の活性薬剤の例としては、いくつかある形態の中でもとりわけ、生物学的活性分子、核酸、DNA、RNA、mRNA、siRNA、及びマイクロRNAがある。
本発明の実施形態は以下のものを含む。
式Iを有する融合性化合物
[式中、各両親媒性基は、独立して1から2個の親油性鎖を含み、親油性鎖は、それぞれ独立して8から22個の炭素原子を含み、
各AAは、独立してアミノ基を有する側鎖を含むアミノ酸であり、アミノ酸は、そのアミノ基のそれぞれにおいて両親媒性基に結合し、そのC末端においてリンカーに結合しており、
リンカーは、構造
(式中、Q1は、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルケンジイル、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルキンジイルであるか、又は
である)
又は
(式中、Q2は、
であり、
Q3は、
であり、
Xは、-O-、-S-、又は-NH-であり、
n、p、q及びtは、独立して存在毎に1から3であり、
mは、独立して1から10であり、
r及びsは、独立して存在毎に1から5である)
を有する]。
AAが、以下の構造及びこれらの任意の立体異性体から選択される、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ又は2つが、存在せず、アルキル基によって、又は炭素、酸素、窒素、硫黄、フッ素、及び水素から選択される1〜400個の原子を有する薬学的に許容される有機化学基によって置換されている、上記融合性化合物。
薬学的に許容される有機化学基が、アルキル、アルケニル、アルキニル、アセチル、Boc、Fmoc、TFA、又はCBZ、好ましくはアルキル、アセチル、より好ましくはアセチルである、上記融合性化合物。
以下から選択される、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式IIに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
(式中、n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、分岐状又は非分岐状C(1〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換アリーレン、置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン、及び置換又は非置換ヘテロシクロアルカンジイル、並びにこれらの組合せから選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
R3は、好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換C(4〜8)アリーレン、更により好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイルである。
本明細書において使用する、式に関連する「及びこれらの組合せ」という用語は、列挙される基の組合せをベースとした構造における更なる変形形態を示す。例えば、C(1〜8)アルカンジイル及びC(4〜8)ヘテロアリーレンの組合せは、C(1〜8)アルカンジイル-C(4〜8)ヘテロアリーレン並びにC(1〜8)アルカンジイル-C(4〜8)ヘテロアリーレン-C(1〜8)アルカンジイルを指す。
R3が、
分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、
置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、
置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、
置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル、
置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン、
、好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイルから選択される、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式IIIに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
(式中、n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、
AAに結合した-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-O(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-(C=O)-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-O(C=O)-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-(C=O)-
AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-アルキニル-(C=O)-
(式中、R3の任意のアルキルは、分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R3の任意のアルケニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルケニルであり、R3の任意のアルキニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルキニルである)、
及びこれらの位置異性体、
(式中、
各R6は、独立してH、アルキル、アルコキシ、及びアルコキシアルコキシから選択され、ただし、1つのR6は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-であり、
各R8は、独立してH、アルキルから選択され、ただし、1つのR8は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-であり、
qは、0から4であり、
Qは、O又はNである)
から選択される]。
R6及びR8のアルキルが、それぞれ独立して分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R6のアルコキシが、C(1〜6)アルコキシであり、R6のアルコキシアルコキシが、C(1〜6)アルコキシC(1〜6)アルコキシである、上記融合性化合物。
R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基、好ましくは2から4個の二重結合を有するC(14〜18)アルケニル基である、上記融合性化合物。
以下から選択される、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式IIIに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
(式中、
n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、
R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-で置換された、C(1〜12)-アルキル基又はC(4〜12)アルケニル基である]。
R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基、好ましくは2から4個の二重結合を有するC(14〜18)アルケニル基である、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式IVに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、(C=O)R4
R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
(式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
Zは、O又はNHであり、pは0から5であり、
R3は、AAに結合した分岐状又は非分岐状C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換アリーレン-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及びAAに結合した置換又は非置換ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
R3は、好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換C(4〜8)アリーレン、更により好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイルである。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式IVに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、(C=O)R4
R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
(式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
Zは、O又はNHであり、pは0から5であり、
R3は、
AAに結合した-(C=O)-で置換された、C(1〜12)アルキル基又はC(2〜12)アルケニル基、
及びこれらの位置異性体、
(式中、
各R6は、独立してH、アルキル、アルコキシ、及びアルコキシアルコキシから選択され、ただし、1つのR6は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-であり、
各R8は、独立してH、アルキルから選択され、ただし、1つのR8は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-であり、
qは、0から4であり、
Qは、O又はNである)
から選択される]。
R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基、好ましくは2から4個の二重結合を有するC(14〜18)アルケニル基である、上記融合性化合物。
化合物T10である、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式IVに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1が、C(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基であり、
R2が、(CH2)nXR4(式中、nは、0から3であり、Xは、O、S、SO、SO2、NHであり、
R4は、C(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
Zは、O又はNHであり、
pは1であり、
R3は、
AAに結合した-(C=O)-で置換された、C(1〜12)アルキル基又はC(2〜12)アルケニル基から選択される]。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式Vに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
(式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、AAに結合した分岐状又は非分岐状-O(C=O)-C(1-8)アルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-アリーレン-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及びAAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
R3は、好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換C(4〜8)アリーレン、更により好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイルである。
R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基、好ましくは2から4個の二重結合を有するC(14〜18)アルケニル基である、上記融合性化合物。
化合物T12である、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式Vに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
(式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、
AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-O(C=O)-又は-アルキル-O(C=O)-、
AAに結合した-O(C=O)-アルカンジイル-(C=O)-、
AAに結合した-O(C=O)-アルケンジイル-(C=O)-、
AAに結合した-O(C=O)-アルキンジイル-(C=O)-、
AAに結合した-NH(C=O)-又は-アルキル-NH(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-(C=O)-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-O(C=O)-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-(C=O)-アルケンジイル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-アルケンジイル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-アルケンジイル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-(C=O)-アルキンジイル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-アルキンジイル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-アルキンジイル-(C=O)-、
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
及びこれらの位置異性体から選択される
(式中、R3の任意のアルキルは、分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R3の任意のアルケニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルケニルであり、R3の任意のアルキニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルキニルである)]。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式VIに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
(式中、
R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、AAに結合した分岐状又は非分岐状C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換アリーレン-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及びAAに結合した置換又は非置換ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
R3は、好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換C(4〜8)アリーレン、更により好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイルである。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式VIに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
(式中、
R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、
AAに結合した-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-O(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-(C=O)-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-O(C=O)-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-アルキル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
AAに結合した
及びこれらの位置異性体から選択される
(式中、R3の任意のアルキルは、分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R3の任意のアルケニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルケニルであり、R3の任意のアルキニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルキニルである)]。
R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基、好ましくは2から4個の二重結合を有するC(14〜18)アルケニル基である、上記融合性化合物。
化合物T11である、上記融合性化合物。
式VIIを有する融合性化合物
[式中、各両親媒性基は、独立して1から2個の親油性鎖を含み、親油性鎖は、それぞれ独立して8から22個の炭素原子を含み、
各AAaは、独立してアシル基を有する側鎖を含むアミノ酸であり、アミノ酸は、その各アシル基において両親媒性基に結合し、そのN末端においてリンカーに結合し、
リンカーは、構造
(式中、Q1は、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルケンジイル、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルキンジイル、又は
である)
又は
(式中、Q2は、
であり、
Q3は、
であり、
Xは、-O-、-S-、又は-NH-であり、
n及びpは、独立して存在毎に1から3であり、
mは、独立して1から10であり、
r及びsは、独立して存在毎に1から5である)
を有する]。
AAaが、以下の構造及びこれらの任意の立体異性体から選択される、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ又は2つが、存在せず、アルキル基によって、又は炭素、酸素、窒素、硫黄、フッ素、及び水素から選択される1〜400個の原子を有する薬学的に許容される有機化学基によって置換されている、上記融合性化合物。
薬学的に許容される有機化学基が、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルエーテル、アリールエーテル、アルコキシ、及びアルコキシアコキシから選択される、上記融合性化合物。
薬学的に許容される有機化学基が、メトキシ、エトキシ、t-ブチルエーテル、及びベンジルオキシから選択される、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式VIIIに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
(式中、
n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、
R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)である]。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式IXに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
(式中、
n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、
R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、分岐状又は非分岐状C(1〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換アリーレン、置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン、及び置換又は非置換ヘテロシクロアルカンジイルから選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
R3は、好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換C(4〜8)アリーレン、更により好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイルである。
R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基、好ましくは2から4個の二重結合を有するC(14〜18)アルケニル基である、上記融合性化合物。
化合物T9である、上記融合性化合物。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式Xに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、
R1及びR2は、
R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
(R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、存在しないか、又は分岐状若しくは非分岐状*-NH-C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-アリーレン-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及び置換若しくは非置換*-NH-ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され(式中、*は、AAaに結合した末端を示す)、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
R3は、好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換C(4〜8)アリーレン、更により好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイルである。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式XIに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、
R1及びR2は、
R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
(R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、存在しないか、又は分岐状若しくは非分岐状*-NH-C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-アリーレン-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及び置換若しくは非置換*-NH-ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され(式中、*は、AAaに結合した末端を示す)、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
R3は、好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換C(4〜8)アリーレン、更により好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイルである。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式IIIに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
(式中、n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、
AAaに結合した-(C=O)-アルキル-NH-、
AAaに結合した-(C=O)-アルケニル-NH-、
AAaに結合した-(C=O)-アルキニル-NH-
(式中、R3の任意のアルキルは、分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R3の任意のアルケニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルケニルであり、R3の任意のアルキニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルキニルである)、
及びこれらの位置異性体、
(式中、
各R6は、独立してH、アルキル、アルコキシ、及びアルコキシアルコキシから選択され、ただし、1つのR6は、-(C=O)-アルキル-NH-であり、このNHは、AAaに結合しており、
各R8は、独立してH、アルキルから選択され、ただし、1つのR8は、-(C=O)-アルキル-NH-であり、このNHは、AAaに結合しており、
qは、0から4であり、
Qは、O又はNである)
から選択される]。
両親媒性基のうちの1つ以上が、式Vに示す構造を有する、上記融合性化合物
[式中、R1及びR2は、
R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
(式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
R3は、存在しないか、又は分岐状若しくは非分岐状*-NH-C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-アリーレン-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及び置換若しくは非置換*-NH-ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され(式中、*は、AAaに結合した末端を示す)、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
R3は上記の通りであり、好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換C(4〜8)アリーレン、更により好ましくは分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイルである。
本発明の実施形態は、上記融合性化合物及び薬学的に許容される担体を含む組成物を更に検討する。組成物は、ナノ粒子又はリポソームを含んでもよい。
本発明の医薬組成物は、融合性化合物、活性薬剤、及び薬学的に許容される担体を含んでもよい。組成物において、融合性化合物は、組成物の脂質の0.01mol%から20mol%であってもよい。組成物は、ナノ粒子又はリポソームを含んでもよい。
本発明の融合性分子及び製剤は、活性薬剤を送達するために使用することができる。
いくつかの実施形態において、活性薬剤は、1つ以上の核酸である。
ある特定の実施形態において、活性薬剤は、1つ以上のDNA、RNA、mRNA、siRNA、又はマイクロRNAである。活性薬剤は、1つ以上のRNA分子であってもよい。
活性薬剤は、1つ以上のRNAi分子、1つ以上のmRNA分子、及びこれらの改変形態であってもよい。
本発明の実施形態は、対象における状態又は疾患を処置するための活性薬剤を分布させるのに使用するための組成物を含む。組成物は、活性薬剤、融合性化合物、イオン性脂質、構造脂質、安定化脂質、及び組成物の免疫原性を減少させるための脂質を含んでもよい。
本発明は、必要とする対象における疾患又は状態を予防、回復、又は処置する方法であって、上記組成物を対象に投与することを含む方法を含む。本発明の組成物は、ヒト又は動物身体の処置において使用してもよい。
本発明の実施形態は以下のものも含む。
式(A)の化合物
[式中、リンカーは、PEG部分を含む二価基であり、
X1及びX2は、独立してC1〜C5アルカンジイル基であり、
R1、R2、R3及びR4は、独立して
である
(X3は、単結合、C1〜C5アルカンジイル基又はC2〜C5アルケンジイル基であり、
X4及びX5は、独立してC2〜5アルカンジイル基であり、
Z1、Z2及びZ3は、独立して-O-、-S-又は-NH-であり、
R5及びR6は、独立してC11〜23アルキル又はC11〜23アルケニル基である)]。
本発明の実施形態は以下のものも含む。
式(B)の化合物
[式中、リンカーは、PEG部分を含む二価基であり、
X6及びX7は、独立してC1〜C5アルカンジイル基であり、
X8及びX9は、独立してC1〜C5アルカンジイル基であり、
Z4及びZ5は、独立して-O-、-S-又は-NH-であり、
R7、R8、R9及びR10は、独立して
である
(X4及びX5は、独立してC2〜5アルカンジイル基であり、
Z2及びZ3は、独立して-O-、-S-又は-NH-であり、
R5及びR6は、独立してC11〜23アルキル又はC11〜23アルケニル基である)]。
リンカーが、
である、上記化合物
(式中、mは1〜12の整数であり、
Y1は、-O-、-NH-又は-NHCH2-であり、
Y2は、-O-、-NH-又は-CH2NH-であり、
n及びqは、独立して1〜5の整数であり、
pは、0〜5の整数であり、
Y3及びY5は、独立して-O-、-NH-又は-NHCH2-であり、
Y4及びY6は、独立して-O-、-NH-又は-CH2NH-である)。
X1及びX2が、独立してC1〜C5直鎖アルカンジイル基、好ましくはC2〜C4直鎖アルカンジイル基、より好ましくはC4直鎖アルカンジイル基である、上記化合物。
R1、R2、R3及びR4が同じ基である、上記化合物。
X3が、単結合又はC1〜C5直鎖アルカンジイル基であり、X3が、好ましくはC2〜C4直鎖アルカンジイル基、より好ましくはエチレン、すなわちエタンジイル基である、上記化合物。
X4及びX5が、独立してC2〜5直鎖アルカンジイル基であり、X4及びX5が、好ましくはC2〜4直鎖アルカンジイル基、より好ましくはエチレン、すなわちエタンジイル基である、上記化合物。
Z1が、-NH-である、上記化合物。
Z2及びZ3が、-O-である、上記化合物。
R5及びR6が、独立してC11〜23直鎖アルケニル基である、上記化合物。
R5及びR6が、独立して1〜6個の二重結合を有するC11〜23直鎖アルケニル基であり、二重結合の数が、好ましくは1〜3個、より好ましくは2〜3個、更により好ましくは2個である、上記化合物。
R5及びR6が、独立して2個の二重結合を有するC11〜23直鎖アルケニル基である、上記化合物。
R5及びR6が、独立してC13〜17直鎖アルケニル基であり、R5及びR6が、好ましくはC15〜17直鎖アルケニル基、より好ましくはC17直鎖アルケニル基である、上記化合物。
R5及びR6が、独立してC17直鎖アルケニル基である、上記化合物。
R5及びR6が、ヘプタデカ-8,11-ジエニル基である、上記化合物。
カチオン性脂質、イオン性脂質及び上記化合物の脂質を、脂質分子の二重層を含む脂質ナノ粒子中に含む組成物。
核酸を更に含む、上記組成物。
核酸が、siRNA、mRNA又はマイクロRNAである、上記組成物。
医薬組成物である、上記組成物。
化合物R1の調製に関するスキームを示す図である。 化合物R2の調製に関するスキームを示す図である。 化合物R3の調製に関するスキームを示す図である。 化合物R3の構造を示す図である。 化合物R4の調製に関するスキームを示す図である。 化合物R4の構造を示す図である。 化合物R5の調製に関するスキームを示す図である。 化合物R6の調製に関するスキームを示す図である。 化合物R6の調製に関する代替のスキームを示す図である。 化合物S2の調製に関するスキームを示す図である。 化合物S3の調製に関するスキームを示す図である。 化合物S4の調製に関するスキームを示す図である。 化合物S4の構造を示す図である。 化合物S5の調製に関するスキームを示す図である。 化合物S6の調製に関するスキームを示す図である。 化合物S6の構造を示す図である。 化合物S7の調製に関するスキームを示す図である。 化合物S7の構造を示す図である。 化合物S8の調製に関するスキームを示す図である。 化合物S8の構造を示す図である。 化合物T1の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T1の構造を示す図である。 化合物T2の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T2の構造を示す図である。 化合物T4の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T4の構造を示す図である。 化合物T5の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T5の構造を示す図である。 化合物T6の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T6の構造を示す図である。 化合物T7の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T7の構造を示す図である。 化合物T8の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T8の構造を示す図である。 化合物T9の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T9の構造を示す図である。 化合物T3の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T3の構造を示す図である。 本発明の融合性分子を使用した生物学的活性分子のin vitroでの送達に関する結果を示す図である。図24で示すように、本発明の融合性化合物R4を2%(総脂質の)含むリポソーム送達製剤#5は、HSP47を標的とする例示のsiRNAの、星状細胞における遺伝子発現をノックダウンするための活性を与え、それは、本発明の融合性化合物を含まない対照製剤#1と比較して、予想外に増加した。 本発明の融合性分子を使用した生物学的活性分子のin vitroでの送達に関する結果を示す図である。いくつかのsiRNAリポソーム送達製剤のHSP47遺伝子発現のノックダウンのための活性を測定した。製剤は、遺伝子発現をノックダウンするための高い活性を星状細胞において与えた。製剤は、本発明の融合性化合物を2%(総脂質の)含んでおり、HSP47を標的とするsiRNAの高い活性をもたらした。 本発明の融合性分子を使用した生物学的活性分子のin vivoでの送達に関する結果を示す図である。HSP47を標的とするsiRNAを使用したリポソーム送達製剤では、遺伝子発現をノックダウンするための活性がin vivo(マウス)で示された。活性製剤#2〜#8は、表記される本発明の融合性化合物を2%(総脂質の)含んでいた。 化合物T10の構造の左半分を示す図である。 化合物T10の構造の右半分を示す図である。 化合物T10の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T10の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T11の構造の左半分を示す図である。 化合物T11の構造の右半分を示す図である。 化合物T11の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T11の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T12の構造の左半分を示す図である。 化合物T12の構造の右半分を示す図である。 化合物T12の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T12の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T13の構造の左半分を示す図である。 化合物T13の構造の右半分を示す図である。 化合物T13の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T13の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T14の構造の右半分及び左半分を示す図である。 化合物T14の調製に関するスキームを示す図である。 化合物T14の調製に関するスキームを示す図である。 本発明の融合性化合物を含むリポソーム製剤に関する、ラット星状細胞において例示のsiRNAを使用した遺伝子発現をノックダウンするためのin vitro活性を示す図である。(1)本発明の融合性化合物を含んでいない、脂質HEDC及びS104から構成されるリポソーム製剤に関する結果である。(2)2%(総脂質の)の融合性化合物R4を含む以外は(1)と同様のリポソーム製剤に関する結果である。(3)10%(総脂質の)の融合性化合物R4を含む以外は(1)と同様のリポソーム製剤に関する結果である。製剤中に融合性化合物R4が存在すると、例示のsiRNAの送達される活性は著しく増加し、その増加した活性は、融合性化合物R4の存在に直接起因していた。 本発明の融合性化合物を含むリポソーム製剤を使用し、ラット星状細胞において例示のsiRNAを使用した遺伝子発現をノックダウンするためのin vitro活性を示す図である。(1)本発明の融合性化合物を含んでいない、脂質HEDC及びS104から構成されるリポソーム製剤に関する結果である。(2)2%(総脂質の)の融合性化合物R4を含む以外は(1)と同様のリポソーム製剤に関する結果である。(3)2%(総脂質の)の融合性化合物T3を含む以外は(1)と同様のリポソーム製剤に関する結果である。製剤中に融合性化合物R4及びT3がそれぞれ存在すると、例示のsiRNAの送達される活性は著しく増加し、その増加した活性は、融合性化合物R4及びT3の存在に直接起因していた。 組成物HEDC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3を有する本発明のLNPナノ粒子を用いた5nM(上)及び2nM(下)でのGFP mRNAのA549細胞へのin vitroでの送達及びトランスフェクションに関する結果を示す図である。GFP発現の蛍光画像(左)を、トランスフェクトしてから48時間後に蛍光顕微鏡を用いて取得した。蛍光及び明視野(BF)画像のオーバーレイ画像(右)によって、100%に近い細胞がトランスフェクトされ、GFPを発現していることが実証される。 本発明の融合性脂質様分子を使用したGFP mRNAのin vivoでの送達に関する結果を示す図である。GFP mRNAを、組成物HEDC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3を有する本発明のLNPナノ粒子を用いてBalb/cマウスへトランスフェクトした。図49で示すように、mRNAのさまざまな組織及び細胞への送達を、MAXDISCOVER GFP ELISAを用いて判定した。驚くことに、GFP mRNAは、肺において選択的にトランスフェクトされ、及び/又は翻訳され、筋肉、肝臓、心臓、及び腎臓におけるトランスフェクション及び/又は翻訳は、それよりも少なかった。 本発明の融合性脂質様分子を使用した、ルシフェラーゼmRNAのin vivoでの送達に関する結果を示す図である。ルシフェラーゼmRNAを、組成物HEDC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3を有する本発明のLNPナノ粒子を用いてBalb/cマウスへトランスフェクトした。図50で示すように、さまざまな組織及び細胞におけるmRNAの相対的な送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳を、Promega E4510アッセイキットを用いて判定した。驚くことに、Fluc mRNAは、肺及び脾臓において選択的に送達され、トランスフェクトされ、及び/又は翻訳され、肝臓、心臓、腎臓、及び筋肉における送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳は、それらよりも少なかった。 本発明の融合性脂質様分子を使用した、ルシフェラーゼmRNAのin vivoでの送達に関する結果を示す図である。ルシフェラーゼmRNAを、組成物:(-01)HE2DC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3、又は(-02)HEDC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3を有する本発明のLNPナノ粒子を2mpkで注射して、Balb/cマウスへトランスフェクトした。図51で示すように、さまざまな組織及び細胞におけるmRNAの相対的な送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳を、Promega E4510アッセイキットを用いて判定した。Fluc mRNAは、肺及び脾臓において選択的に送達され、トランスフェクトされ、及び/又は翻訳され、膵臓、腎臓、肝臓、精巣、及び小腸における送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳は、肺及び脾臓よりも少なかった。 本発明の融合性脂質様分子を使用した、ルシフェラーゼmRNAのin vivoマウスでの送達に関する生物発光の結果を示す図である。図52で示すように、さまざまな組織におけるmRNAの相対的な送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳を、注射してから7時間後に発光イメージングを用いて判定した。 本発明の融合性脂質様分子を使用した、ルシフェラーゼmRNAのin vivoマウスでの送達に関する結果を示す図である。図53で示すように、mRNAの相対的な送達は、本発明の融合性分子を含む製剤(2035-03-03)の方が融合性分子を含まない同一の製剤(2035-13-01)よりもはるかに多かった。
本発明は、さまざまな融合性分子を提供する。本発明の融合性化合物は、治療剤の細胞、組織又は器官、生物、及び対象への送達に使用することができる。
いくつかの態様において、本発明は、融合性分子を形成するためのプラットフォーム化合物を提供する。融合性分子は、中性分子、例えば、炭化水素分子、脂肪族分子、飽和脂肪酸分子、不飽和脂肪酸分子、モノ不飽和脂肪酸分子又はポリ不飽和脂肪酸分子のうちの1つ又は複数をプラットフォーム構造に結合させることによって形成してもよい。
本発明の融合性化合物の例としては、これらに限定されるものではないが、図4Bに示す化合物R4、図12Bに示す化合物S6、図13Bに示す化合物S7、図14Bに示す化合物S8、図15Bに示す化合物T1、図16Bに示す化合物T2、図17Bに示す化合物T4、図18Bに示す化合物T5、図19Bに示す化合物T6、図20Bに示す化合物T7、図21Bに示す化合物T8、図22Bに示す化合物T9、図23Bに示す化合物T3、図27及び図28に示す化合物T10、図31及び図32に示す化合物T11、図35及び図36に示す化合物T12、図39及び図40に示す化合物T13、図43に示す化合物T14がある。
図1、図2、図3A、図3B、及び図6〜図11に示す化合物は、化合物の合成方法を例示する目的で示す。
いくつかの態様において、本発明は、活性薬剤を細胞及び対象に送達するための脂質ナノ粒子を形成及び利用するための製剤において使用することができるさまざまな融合性分子を提供する。
本発明の融合性化合物は、アミノ酸基に結合した1つ又は2つの両親媒性基を有し、このアミノ酸基が、1つ又は2つの追加の両親媒性基を有する別のアミノ酸基に、リンカーによって結合されたものであってもよい。
両親媒性基の親油性鎖は、8から22個の炭素原子をそれぞれ独立して含む場合がある。
両親媒性基は、有機化学基に結合した1個又は2個の親油性鎖を有する脂質様基とすることができる。有機化学基は、炭素、酸素、窒素、硫黄、フッ素、及び水素から選択される最大400個の原子、又は20〜400個の原子、又は10〜400個の原子、又は4〜400個の原子、又は3〜400個の原子、又は2〜400個の原子、又は1〜400個の原子を有してもよく、1個又は2個の親油性鎖に結合し、アミノ酸基に結合するのに好適な任意の構造を有してもよい。有機化学基は、中性若しくは双性イオン性であってもよいか、又は親水性を与えることができる。ある特定の実施形態において、有機化学基は、イオン性であってもよい。有機化学基の例としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、及びアセチル、並びに保護基、例えば、Boc、Fmoc、TFA、及びCBZ(ベンジルオキシカルボニル)がある。
特定の理論に拘束されることを望むものではないが、両親媒性基は、脂質様構造を有ししていてもよく、この両親媒性基は、二重層の脂質分子と同様の方向で脂質二重層に侵入することができ、同時により大きい融合性化合物に結合したままであることができる。本発明の融合性化合物は、細胞への融合性を強化するための二重層の動的構造を撹乱することができる。
融合性化合物のアミノ酸基(AA又はAAaと表記される)は、置換基を用いて改変されていてもよい。融合性化合物のアミノ酸基は、式-NRN-CR1R2-(C=O)-(式中、R1は、ある特定の天然アミノ酸の置換又は非置換側鎖である)を有する任意のD又はLアミノ酸基であってもよい。R2及びRNは、それぞれ独立して水素、若しくは炭素、酸素、窒素、硫黄、及び水素原子からなり、1から20個の炭素原子を有する有機基であってもよく、又はC(1〜6)アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、C(2〜6)アルケニル、C(2〜6)アルキニル、C(1〜6)アルカノイル、C(1〜6)アルカノイルオキシ、C(1〜6)アルコキシ、C(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルキル、C(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシとすることができる。
本明細書において使用する「AAに結合した」という用語は、基のAAへの結合点を表記するために使用する。例えば、「AAに結合した-アルキル-(C=O)-」という用語は、-アルキル-(C=O)-AAが形成されるように、(C=O)-基を介してAAへ結合していることを指す。特に規定がない限り、「AAに結合した」という句の次に表記される最後の基が、AAに結合した基であることを意図する。
本発明は、細胞、組織又は器官、生物、及び対象において活性薬剤を分布させるのに使用するための組成物であって、本発明の融合性分子のうちの1つ以上を含む組成物を提供することができる。
本発明の融合性化合物は、治療剤の細胞、組織及び対象への送達に使用するための組成物及び製剤を、有利には組成物の構成成分を顕著に凝集させることなく提供することができる。
本発明の融合性化合物は、治療剤の細胞、組織及び対象への送達に使用するためのリポソーム製剤を、有利には組成物のリポソームを顕著に凝集させることなく提供することができる。
本発明の組成物は、融合性分子のうちの1つ以上、並びに構造脂質、及び組成物の免疫原性を減少させるための1つ以上の脂質を含んでもよい。
いくつかの態様において、本発明は、生物学的活性分子の細胞への送達を促進する新規な融合性脂質を提供する。融合性脂質は、製剤、例えば、ナノ粒子又はリポソーム中に組み込み、核酸又はオリゴヌクレオチドを含む治療用分子を、腫瘍を含む細胞に送達することができる。ある特定の実施形態において、融合性脂質を含むナノ粒子又はリポソームを、細胞の形質膜又は細胞の細胞内膜と融合させ、治療用分子の放出を促進し、並びにトランスフェクション有効性を高めることができる。
更なる実施形態において、一連の新規な融合性脂質を合成し、ナノ粒子又はリポソーム中に組み込むことができる。ナノ粒子又はリポソームは、核酸ベースの分子、例えばsiRNA、miRNA又はmRNAを含む治療用分子、並びに小分子薬物、及びナノ粒子又はリポソームを用いて送達することができる任意の活性治療剤を組み込むか又は封入することができる。
ナノ粒子又はリポソームの粒子サイズは、0.2未満の多分散率を伴う50〜200nmの範囲であってもよい。さまざまな細胞系におけるナノ粒子又はリポソームのトランスフェクション有効性を、新規な融合性脂質のうちの1つ以上を含まないナノ粒子又はリポソームと比較して強化することができる。
追加の実施形態において、とりわけ、エンドサイトーシス経路又は微飲作用機序による本発明のナノ粒子又はリポソームの細胞取込みを強化することができる。
本発明のナノ粒子又はリポソームはまた、送達中に治療用分子がリソソーム分解されるのを減少させることもできる。
いくつかの実施形態において、本発明は、融合性分子のうちの1つ以上、及びナノ粒子を形成するための他の脂質分子を含む組成物を含む。ある特定の実施形態において、融合性分子は、組成物の脂質の0.1から40mol%を含んでもよい。更なる実施形態において、融合性化合物は、組成物の脂質の1から20mol%を含んでもよい。追加の実施形態において、融合性化合物は、組成物の脂質の1から10mol%又は2から10mol%を含んでもよい。更なる実施形態において、融合性分子は、組成物の脂質の2mol%を含んでもよい。
いくつかの実施形態において、融合性化合物は、組成物の脂質の第4若しくは第5の構成成分を含んでもよいか、又は融合性分子は、組成物の脂質の構成成分のうちの1つによって置換されていてもよい。
本発明の融合性分子は、プラットフォーム構造から構成され、1つから4つの両親媒性基が、好適な化学結合を用いてプラットフォーム構造に結合していてもよい。
本発明の組成物は、本開示の融合性分子を含んでもよい。融合性分子は、組成物の1〜10mol%以上であってもよい。組成物は、ナノ粒子又はリポソームを形成してもよい。
いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、カチオン性脂質、イオン性脂質、及び融合性脂質分子を含んでもよく、これらを組み合わせ、脂質ナノ粒子を形成することができる。ある特定の実施形態において、脂質ナノ粒子は、脂質分子の二重層を有してもよい。
ある特定の実施形態において、1つ又は2つの両親媒性基は、存在しなくてもよく、存在しない場合は、保護基RPによって置換されていてもよい。
追加の実施形態において、1つ又は2つの両親媒性基は、存在しなくてもよく、存在しない場合は、アルキル、アルケニル、若しくはアルキニル基によって、又は炭素、酸素、窒素、硫黄、フッ素、及び水素から選択される最大400個の原子、若しくは20〜400個の原子、若しくは10〜400個の原子、若しくは4〜400個の原子、若しくは3〜400個の原子、若しくは2〜400個の原子、若しくは1〜400個の原子を有する有機化学基によって置換されていてもよい。
さまざまな有機基及び保護基を調製するための方法は、当技術分野において既知であり、これらの使用及び変更は一般的に当業者の能力の範囲内である。例えば、Stanley R. Sandler and Wolf Karo, Organic Functional Group Preparations (1989)、Greg T. Hermanson, Bioconjugate Techniques (1996)、Leroy G. Wade, Compendium Of Organic Synthetic Methods (1980)を参照されたく、保護基のいくつかの例は、T. W. Greene and P. G. M. Wuts, Protective Groups In Organic Synthesis (3rd ed. 1991)で見出される。例えば、Helmut Vorbruggen, Handbook of Nucleoside Synthesis (2001)を参照されたい。
保護基RPの例としては、Fmoc(フルオレニルメチルオキシカルボニル)がある。
保護基RPの例としては、Boc(tert-ブチルオキシカルボニル)がある。
保護基RPの例としては、OTrt(Oトリフェニルメチル)がある。
アミノ保護基RPの例としては、Ac(アセトアミド(C=O)CH3)がある。
アミノ保護基の例としては、Fmoc、Boc、Trt、Dde及びAllocがある。
アルコキシ保護基の例としては、OTrt、OClt、OMmt、OMtt、ODpm及びOtBuがある。
保護基の例としては、t-ブチルエーテルがある。
カルボン酸保護基の例としては、ベンジルエステルがある。
カチオン性脂質及びイオン性脂質
本開示のカチオン性脂質及びイオン性脂質の例は、US20130022665A及びUS20130330401Aで与えられる。
HEDCの構造は、US2013/0022665Aの[0146]において示される。
S104の構造は、US2013/0115274A1の[0046]において示される。
3つ以上の構成成分を有する組成物
本明細書において使用する製剤の構成成分、例えば「脂質」は、単一の化合物であっても、1つ以上の好適な脂質化合物の組合せであってもよい。例えば「安定化脂質」は、単一の安定化脂質、又は1つ以上の好適な安定化脂質の組合せを指す場合がある。本明細書において述べる化合物のある特定の組合せは、過度の実験を行わずに使用することができ、化合物のさまざまな組合せは、製剤の構成成分の記述に包含されることは当業者であれば容易に理解することができる。
本発明の組成物のイオン性化合物は、組成物の脂質成分の20mol%から80mol%とすることができる。ある特定の実施形態において、組成物のイオン性分子は、組成物の脂質成分の55mol%から65mol%とすることができる。更なる実施形態において、組成物のイオン性分子は、組成物の脂質成分の約60mol%とすることができる。
本発明の組成物の構造脂質は、組成物の脂質成分の20mol%から50mol%とすることができる。ある特定の実施形態において、組成物の構造脂質は、組成物の脂質成分の35mol%から45mol%とすることができる。
組成物の免疫原性を減少させるための1つ以上の脂質は、組成物の脂質成分の1mol%から8mol%の合計とすることができる。ある特定の実施形態において、組成物の免疫原性を減少させるための1つ以上の脂質は、組成物の脂質成分の1mol%から5mol%の合計とすることができる。
追加の態様において、本発明の組成物は、カチオン性脂質を更に含んでもよく、それは、組成物の脂質成分の5mol%から25mol%とすることができる。ある特定の実施形態において、本発明の組成物は、カチオン性脂質を更に含んでもよく、それは、組成物の脂質成分の5mol%から15mol%とすることができる。これらの態様において、本発明の組成物のカチオン性脂質とイオン性分子との濃度のモル比は5:80から25:50とすることができる。
本発明の組成物において、脂質成分全体は、イオン性化合物分子構成成分のうちの1つ以上、構造脂質、及び組成物の免疫原性を減少させるための1つ以上の脂質を含んでもよい。
上記構成成分に加えて、本発明の組成物は、本開示の融合性分子を更に含んでもよい。融合性分子は、組成物の1〜10mol%であってもよい。
4つ以上の構成成分を有する組成物
本発明の組成物のイオン性分子は、組成物の脂質成分の15mol%から40mol%とすることができる。ある特定の実施形態において、組成物のイオン性分子は、組成物の脂質成分の20mol%から35mol%とすることができる。更なる実施形態において、組成物のイオン性分子は、組成物の脂質成分の25mol%から30mol%とすることができる。
本発明の組成物の構造脂質は、組成物の脂質成分の25mol%から40mol%とすることができる。ある特定の実施形態において、組成物の構造脂質は、組成物の脂質成分の30mol%から35mol%とすることができる。
本発明の組成物の安定化脂質の合計は、組成物の脂質成分の25mol%から40%mol%とすることができる。ある特定の実施形態において、組成物の安定化脂質の合計は、組成物の脂質成分の30mol%から40mol%とすることができる。
いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、2つ以上の安定化脂質を含んでもよく、各安定化脂質は、個別に、組成物の脂質成分の5mol%から35mol%とすることができる。ある特定の実施形態において、本発明の組成物は、2つ以上の安定化脂質を含んでもよく、各安定化脂質は、個別に、組成物の脂質成分の10mol%から30mol%とすることができる。
ある特定の実施形態において、1つ以上の安定化脂質の合計は、組成物の脂質の25mol%から40mol%とすることができ、各安定化脂質は、個別に5mol%から35%mol%とすることができる。
ある特定の実施形態において、1つ以上の安定化脂質の合計は、組成物の脂質の30mol%から40mol%とすることができ、各安定化脂質は、個別に10mol%から30%mol%とすることができる。
組成物の免疫原性を減少させるための1つ以上の脂質は、組成物の脂質成分の1mol%から8mol%の合計とすることができる。ある特定の実施形態において、組成物の免疫原性を減少させるための1つ以上の脂質は、組成物の脂質成分の1mol%から5mol%の合計とすることができる。
追加の態様において、本発明の組成物は、カチオン性脂質を更に含んでもよく、それは、組成物の脂質成分の5mol%から25mol%とすることができる。ある特定の実施形態において、本発明の組成物は、カチオン性脂質を更に含んでもよく、それは、組成物の脂質成分の5mol%から15mol%とすることができる。これらの態様において、本発明の組成物のカチオン性脂質とイオン性分子との濃度のモル比は5:35から25:15とすることができる。
ある特定の実施形態において、組成物の脂質成分全体は、イオン性化合物分子構成成分のうちの1つ以上、構造脂質、組成物の免疫原性を減少させるための1つ以上の脂質、及び1つ以上の安定化脂質を含んでもよい。
上記構成成分に加えて、本発明の組成物は、本開示の融合性分子を更に含んでもよい。融合性分子は、組成物の1〜10mol%であってもよい。
脂質組成物の例
いくつかの実施形態において、組成物は、1つ以上のイオン性分子、構造脂質、組成物の免疫原性を減少させるための1つ以上の脂質、及び本発明の融合性分子を含有してもよく、それらは組成物の脂質成分の100%を占めていてもよい。ある特定の実施形態において、カチオン性脂質が含まれてもよい。
本発明の組成物の例を表1に示す。
本発明の組成物の例を表2に示す。
構造脂質
構造脂質の例としては、コレステロール、ステロール、及びステロイドがある。
構造脂質の例としては、コラン、コレスタン、エルゴスタン、カンペスタン(campestane)、ポリフェラスタン(poriferastane)、スティグマスタン、ゴルゴスタン、ラノスタン、ゴナン、エストラン、アンドロスタン、プレグナン、及びシクロアルタンがある。
構造脂質の例としては、ステロール及び動物性ステロール、例えば、コレステロール、ラノステロール、ザイモステロール、ザイモステノール、デスモステロール、スティグマスタノール、ジヒドロラノステロール、及び7-デヒドロコレステロールがある。
構造脂質の例としては、PEG化コレステロール、及びコレスタン3-オキソ-(C1〜22)アシル化合物、例えば、酢酸コレステリル、アラキドン酸コレステリル、ブチル酸コレステリル、ヘキサン酸コレステリル、ミリスチン酸コレステリル、パルミチン酸コレステリル、ベヘン酸コレステリル、ステアリン酸コレステリル、カプリル酸コレステリル、n-デカン酸コレステリル、ドデカン酸コレステリル、ネルボン酸コレステリル、ペルラゴン酸コレステリル、n-吉草酸コレステリル、オレイン酸コレステリル、エライジン酸コレステリル、エルカ酸コレステリル、ヘプタン酸コレステリル、リノールエライジン酸コレステリル、及びリノール酸コレステリルがある。
構造脂質の例としては、ステロール、例えば、植物性ステロール、ベータ-シトステロール、カンペステロール、エルゴステロール、ブラシカステロール、デルタ-7-スティグマステロール、及びデルタ-7-アベナステロールがある。
安定化脂質
安定化脂質の例としては、双性イオン性脂質がある。
安定化脂質の例としては、リン脂質等の化合物がある。
リン脂質の例としては、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリン及び/又はジリノレオイルホスファチジルコリンがある。
安定化脂質の例としては、ホスファチジルエタノールアミン化合物及びホスファチジルコリン化合物がある。
安定化脂質の例としては、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)がある。
安定化脂質の例としては、ジフィタノイルホスファチジルエタノールアミン(DPhPE)及び1,2-ジフィタノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DPhPC)がある。
安定化脂質の例としては、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DPPC)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DPPE)、及び1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DOPE)がある。
安定化脂質の例としては、1,2-ジラウロイル-sn-グリセロール(DLG)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロール(DMG)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロール(DPG)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロール(DSG)、1,2-ジアラキドイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DAPC)、1,2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DLPC)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DMPC)、1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-O-エチル-3-ホスホコリン(DPePC)、1,2-ジラウロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DLPE)、1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DMPE)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン(DSPE)、1-パルミトイル-2-リノレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(POPC)、1-パルミトイル-2-リゾ-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(P-リゾ-PC)、及び1-ステアロイル-2-リゾ-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(S-リゾ-PC)がある。
免疫原性を減少させるための脂質
免疫原性を減少させるための脂質の例としては、ポリマー化合物及びポリマー-脂質コンジュゲートがある。
免疫原性を減少させるための脂質の例としては、ポリエチレングリコール(PEG)領域を有するPEG化脂質がある。PEG領域は、任意の分子量のものとすることができる。いくつかの実施形態において、PEG領域は、200、300、350、400、500、550、750、1000、1500、2000、3000、3500、4000又は5000Daの分子量を有する場合がある。
免疫原性を減少させるための脂質の例としては、メトキシポリエチレングリコール領域を有する化合物がある。
免疫原性を減少させるための脂質の例としては、カルボニル-メトキシポリエチレングリコール領域を有する化合物がある。
免疫原性を減少させるための脂質の例としては、多分岐状PEG領域を有する化合物がある。
免疫原性を減少させるための脂質の例としては、ポリグリセリン領域を有する化合物がある。
免疫原性を減少させるための脂質の例としては、ポリマー脂質、例えば、DSPE-mPEG、DMPE-mPEG、DPPE-mPEG、及びDOPE-mPEGがある。
免疫原性を減少させるための脂質の例としては、PEG-リン脂質及びPEG-セラミドがある。
カチオン性脂質
カチオン性脂質の例としては、US2013/0330401A1に記載されているカチオン性HEDC(2-(ビス(2-(テトラデカノイルオキシ)エチル)アミノ)-N-(2-ヒドロキシエチル)-N,N-ジメチル-2-オキソエタン-アミニウム臭化物)化合物がある。カチオン性脂質の一部の例は、US2013/0115274A1で示される。
脂質組成物
いくつかの実施形態において、組成物は、融合性分子、イオン性化合物、コレステロール、脂質DOPC及びDOPE、並びにDPPE-mPEGを含んでもよい。ある特定の実施形態において、融合性分子は、組成物の1〜20mol%とすることができ、イオン性分子は、組成物の15から25mol%とすることができ、コレステロール、DOPC、及びDOPEの組合せは、組成物の75から85mol%とすることができ、DPPE-mPEGは、組成物の2〜5mol%とすることができる。
1つの実施形態において、融合性分子は、組成物の2mol%とすることができ、イオン性分子は、組成物の24mol%とすることができ、コレステロールは、組成物の29mol%とすることができ、DOPCは、組成物の20mol%とすることができ、DOPEは、組成物の20mol%とすることができ、DPPE-mPEG(2000)は、組成物の5mol%とすることができる。
ナノ粒子
本発明の実施形態は、リポソームナノ粒子組成物を提供することができる。本発明の融合性分子は、脂質様分子の1つ以上の二重層構造を有することができるリポソーム組成物を形成するために使用することができる。
ナノ粒子組成物は、リポソーム構造、二重層構造、ミセル、ラメラ構造、又はこれらが組み合わされた構造中に本発明の融合性分子の1つ以上を有する場合がある。
いくつかの実施形態において、組成物は、1つ以上の液体ビヒクル成分を含んでもよい。本発明の活性薬剤を送達するのに好適な液体ビヒクルは、薬学的に許容される液体ビヒクルとすることができる。液体ビヒクルは、有機溶媒、又は水及び有機溶媒の組合せを含んでもよい。
本発明の実施形態は、10から1000nmのサイズを有する脂質ナノ粒子を提供することができる。いくつかの実施形態において、リポソームナノ粒子は、10から150nmのサイズを有する場合もある。
医薬組成物
本発明は、本発明の組成物を対象に投与することによって線維症を処置するために活性薬剤を対象の器官に分布させる方法を更に検討する。処置することができる器官としては、肺、肝臓、膵臓、腎臓、結腸、心臓、骨髄、皮膚、腸、脳及び眼がある。
いくつかの実施形態において、本発明は、本発明の組成物を対象に投与することによって肺線維症疾患を処置する方法を提供する。
線維症疾患の例としては、特発性肺線維症及び肝硬変がある。
更なる態様において、本発明はさまざまな医薬製剤を提供する。
本明細書における医薬製剤は、活性薬剤、並びに本発明の薬物担体又は脂質、及び薬学的に許容される担体又は希釈剤を含んでもよい。
一般的に、本説明の活性薬剤としては、siRNA、線維症のための活性薬剤、並びに任意の小分子薬物を含む。活性薬剤は、核酸、siRNA、mRNA又はマイクロRNAとすることができる。
本発明の医薬製剤は、界面活性剤、希釈剤、賦形剤、保存剤、安定化剤、染料、及び懸濁化剤のうちのそれぞれ1つ以上を含んでもよい。
医薬製剤のためのいくつかの医薬担体、希釈剤及び構成成分、並びに本発明の化合物及び組成物を製剤化及び投与する方法は、Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Ed., Mack Publishing Co., Easton, Penn. (1990)に記載されている。
保存剤の例としては、安息香酸ナトリウム、アスコルビン酸、及びp-ヒドロキシ安息香酸エステルがある。
界面活性剤の例としては、アルコール、エステル、硫酸化脂肪族アルコールがある。
賦形剤の例としては、スクロース、グルコース、ラクトース、デンプン、結晶化セルロース、マンニトール、軽質無水ケイ酸(light anhydrous silicate)、アルミン酸マグネシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、合成ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸水素カルシウム、及びカルボキシメチルセルロースカルシウムがある。
懸濁化剤の例としては、ココナツ油、オリーブ油、ゴマ油、落花生油、大豆油(soya)、酢酸フタル酸セルロース、メチルアセテート-メタクリレートコポリマー、及びフタル酸エステルがある。
分子尾部の構造
本発明の化合物は、1つ以上のアルキル又はアルケニル基を含む1つ以上の親油性尾部を有してもよい。アルケニル基を有する親油性尾部の例としては、C(14:1(5))アルケニル、C(14:1(9))アルケニル、C(16:1(7))アルケニル、C(16:1(9))アルケニル、C(18:1(3))アルケニル、C(18:1(5))アルケニル、C(18:1(7))アルケニル、C(18:1(9))アルケニル、C(18:1(11))アルケニル、C(18:1(12))アルケニル、C(18:2(9,12))アルケニル、C(18:2(9,11))アルケニル、C(18:3(9,12,15))アルケニル、C(18:3(6,9,12))アルケニル、C(18:3(9,11,13))アルケニル、C(18:4(6,9,12,15))アルケニル、C(18:4(9,11,13,15))アルケニル、C(20:1(9))アルケニル、C(20:1(11))アルケニル、C(20:2(8,11))アルケニル、C(20:2(5,8))アルケニル、C(20:2(11,14))アルケニル、C(20:3(5,8,11))アルケニル、C(20:4(5,8,11,14))アルケニル、C(20:4(7,10,13,16))アルケニル、C(20:5(5,8,11,14,17))アルケニル、C(20:6(4,7,10,13,16,19))アルケニル、C(22:1(9))アルケニル、C(22:1(13))アルケニル、及びC(24:1(9))アルケニルがある。尾部構造の一部の例は、Donald Voet and Judith Voet, Biochemistry, 3rd Edition (2005), p. 383で見出される。
親油性尾部の一部の例としては、以下の構造がある。
これらの親油性尾部の例示の構造のいずれも、1つ以上の追加の化学的分岐を有してもよい。
追加の実施形態
本発明の実施形態は、以下を更に含む。
式(A)の化合物
[式中、リンカーは、PEG部分を含む二価基であり、
X1及びX2は、独立してC1〜C5アルカンジイル基であり、
R1、R2、R3及びR4は、独立して
である
(X3は、単結合、C1〜C5アルカンジイル基又はC2〜C5アルケンジイル基であり、
X4及びX5は、独立してC2〜5アルカンジイル基であり、
Z1、Z2及びZ3は、独立して-O-、-S-又は-NH-であり、
R5及びR6は、独立してC11〜23アルキル又はC11〜23アルケニル基である)]。
式(B)の化合物
[式中、リンカーは、PEG部分を含む二価基であり、
X6及びX7は、独立してC1〜C5アルカンジイル基であり、
X8及びX9は、独立してC1〜C5アルカンジイル基であり、
Z4及びZ5は、独立して-O-、-S-又は-NH-であり、
R7、R8、R9及びR10は、独立して
である
(X4及びX5は、独立してC2〜5アルカンジイル基であり、
Z2及びZ3は、独立して-O-、-S-又は-NH-であり、
R5及びR6は、独立してC11〜23アルキル又はC11〜23アルケニル基である)]。
リンカーが、
である、上記化合物
(式中、mは1〜12の整数であり、
Y1は、-O-、-NH-又は-NHCH2-であり、
Y2は、-O-、-NH-又は-CH2NH-であり、
n及びqは、独立して1〜5の整数であり、
pは、0〜5の整数であり、
Y3及びY5は、独立して-O-、-NH-又は-NHCH2-であり、
Y4及びY6は、独立して-O-、-NH-又は-CH2NH-である)。
X1及びX2が、独立してC1〜C5直鎖アルカンジイル基、好ましくはC2〜C4直鎖アルカンジイル基、より好ましくはC4直鎖アルカンジイル基である、上記化合物。
R1、R2、R3及びR4が同じ基である、上記化合物。
X3が、単結合又はC1〜C5直鎖アルカンジイル基であり、X3が、好ましくはC2〜C4直鎖アルカンジイル基、より好ましくはエチレン、すなわちエタンジイル基である、上記化合物。
X4及びX5が、独立してC2〜5直鎖アルカンジイル基であり、X4及びX5が、好ましくはC2〜4直鎖アルカンジイル基、より好ましくはエチレン、すなわちエタンジイル基である、上記化合物。
Z1が、-NH-である、上記化合物。
Z2及びZ3が、-O-である、上記化合物。
R5及びR6が、独立してC11〜23直鎖アルケニル基である、上記化合物。
R5及びR6が、独立して1〜6個の二重結合を有するC11〜23直鎖アルケニル基であり、二重結合の数が、好ましくは1〜3個、より好ましくは2〜3個、更により好ましくは2個である、上記化合物。
R5及びR6が、独立して2個の二重結合を有するC11〜23直鎖アルケニル基である、上記化合物。
R5及びR6が、独立してC13〜17直鎖アルケニル基であり、R5及びR6が、好ましくはC15〜17直鎖アルケニル基、より好ましくはC17直鎖アルケニル基である、上記化合物。
R5及びR6が、独立してC17直鎖アルケニル基である、上記化合物。
R5及びR6が、ヘプタデカ-8,11-ジエニル基である、上記化合物。
カチオン性脂質、イオン性脂質及び上記化合物の脂質を、脂質分子の二重層を含む脂質ナノ粒子中に含む組成物。
核酸を更に含む、上記組成物。
核酸が、siRNA、mRNA又はマイクロRNAである、上記組成物。
医薬組成物である、上記組成物。
化学的定義
本明細書において使用する「アルキル」という用語は、飽和脂肪族基のヒドロカルビルラジカルを指し、別段記載がない限り、任意の長さとすることができる。アルキル基は、1から22個の炭素原子を含む分岐状又は非分岐状、置換又は非置換脂肪族基とすることができる。この定義は、例えば、他の基のアルキル部分、例えば、シクロアルキル、アルコキシ、アルカノイル、及びアラルキルにも適用することができる。
本明細書において使用する、例えば「C(1〜5)アルキル」という用語は、C(1)アルキル、C(2)アルキル、C(3)アルキル、C(4)アルキル、及びC(5)アルキルを含む。同様に、例えば「C(3〜22)アルキル」という用語は、C(1)アルキル、C(2)アルキル、C(3)アルキル、C(4)アルキル、C(5)アルキル、C(6)アルキル、C(7)アルキル、C(8)アルキル、C(9)アルキル、C(10)アルキル、C(11)アルキル、C(12)アルキル、C(13)アルキル、C(14)アルキル、C(15)アルキル、C(16)アルキル、C(17)アルキル、C(18)アルキル、C(19)アルキル、C(20)アルキル、C(21)アルキル、及びC(22)アルキルを含む。
本明細書において使用するアルキル基は、例えば、Me(メチル、-CH3)、Et(エチル、-CH2CH3)、Pr(任意のプロピル基)、nPr(n-Pr、n-プロピル)、iPr(i-Pr、イソプロピル)、Bu(任意のブチル基)、nBu(n-Bu、n-ブチル)、iBu(i-Bu、イソブチル)、sBu(s-Bu、sec-ブチル)、及びtBu(t-Bu、tert-ブチル)という用語で表記してもよい。
本明細書において使用する「アルケニル」という用語は、少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を有するヒドロカルビルラジカルを指す。アルケニル基は、2から22個の炭素原子及び少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を有する分岐状又は非分岐状、置換又は非置換ヒドロカルビルラジカルとすることができる。「アルケニル」基は、1個以上の炭素-炭素二重結合を有する。
本明細書において使用する「置換された」という用語は、1つ以上の置換又は置換基を有する原子を指し、これらは同じであっても異なっていてもよく、これらとしては水素置換基があり得る。したがって、例えば、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルカノイル、及びアリールという用語は、置換された変形形態を含む場合がある基を指す。置換された変形形態としては、直鎖状、分岐状、及び環式変形形態、並びに基の任意の炭素原子に結合した1つ以上の水素が1つ以上の置換基で置換されている基がある。
一般的に、化合物は、1つ以上のキラル中心を含んでもよい。1つ以上のキラル中心を含む化合物は、「異性体」、「立体異性体」、「ジアステレオマー」、「鏡像異性体」、「光学異性体」、又は「ラセミ混合物」と記載されるものを含む場合がある。立体化学命名法に関する規則、例えば、Cahn、Ingold及びPrelogの立体異性体命名規則、並びに立体化学を判定し、立体異性体を分離する方法は、当技術分野において既知である。例えば、Michael B. Smith and Jerry March, March's Advanced Organic Chemistry, 5th edition, 2001を参照されたい。化学図面を含む本開示の化合物及び構造は、これらの任意の混合物、ラセミ体、又はその他を含む、特定の化合物又は構造に存在することが理解されるであろう全ての可能な異性体、化学的に妥当な位置異性体、立体異性体、ジアステレオマー、鏡像異性体、及び/又は光学異性体を包含することを意味する。
本発明は、本明細書において開示される化合物及び組成物の任意のかつ全ての互変異性、溶媒和又は非溶媒和、水和又は非水和形態、並びに任意の原子同位体形態を包含する。
本発明は、本明細書において開示される化合物及び組成物の任意のかつ全ての結晶多形又は異なる結晶形態を包含する。
使用する略語
DMAP - 4-N,N-ジメチルアミノピリジン
DCM - ジクロロメタン
TEA - トリエチルアミン
EDC - 1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩
Na2SO4 - 硫酸ナトリウム
EtOAc - 酢酸エチル
DMF - N,N-ジメチルホルムアミド
ELSD - エバポレイト光散乱検出器
NaCl - 塩化ナトリウム
K2CO3 - 炭酸カリウム
MeOH - メタノール
TFA - トリフルオロ酢酸
DIEA - N,N-ジイソプロピルエチルアミン
PEG - ポリエチレングリコール、別名ポリエチレンオキシド
MgSO4 - 硫酸マグネシウム
LCMS - 液体クロマトグラフィー-質量分析
NaHCO3 - 重炭酸ナトリウム
H2O - 水
HCl - 塩酸
KI - ヨウ化カリウム
DMSO - ジメチルスルホキシド
TBAF - フッ化テトラ-N-ブチルアンモニウム
NaBH4 - 水素化ホウ素ナトリウム
THF - テトラヒドロフラン
TBDMS - tert-ブチルジメチルシリル
LiOH - 水酸化リチウム
MeI - ヨウ化メチル
BOC - tert-ブチルオキシカルボニル
Fmoc - フルオレニルメチルオキシカルボニル
[実施例1]
本発明の融合性分子は、1つ以上の生物学的活性薬剤を細胞中に送達するのに有用であった。この実施例では、本発明の融合性分子が、遺伝子発現をノックダウンするための、HSP47を標的とする例示のsiRNAを驚くほど能動的に送達することを示した。例示のsiRNAは、融合性分子を含むリポソーム製剤中で送達した。送達製剤中に本発明の融合性分子が存在すると、例示のsiRNAによって遺伝子発現をノックダウンするための製剤の活性が予想外に高められた。
siRNAを使用した遺伝子発現をノックダウンするためのin vitro活性を、以下のプロトコールに従ってDMEM培地中のラット星状細胞を使用して測定した。トランスフェクションの1日前に、星状細胞に関しては10%FBSを含む培地100μlを用いて1ウェル当たり3×103細胞で96ウェルプレート中に細胞を播種し、37℃の空気中5%CO2の加湿雰囲気を含むインキュベーター中で培養する。トランスフェクション前に、培地を、抗生物質を含まない培地90μlに交換する。試験管のPBS緩衝液中から収集した溶液の適切な希釈液を調製し、各ウェルに10μlを添加すると所望の濃度に到達するのに十分となるようにする。トランスフェクトしてから48時間後、氷冷PBSを用いて一度細胞を洗浄する。細胞を、Cell-to-Ct溶解緩衝液50μlを用いて室内温度で5〜30分間溶解する。停止液5μlを添加し、室内温度で2分間インキュベートする。直ちにTAQMANを用いたqPCRでmRNAレベルを測定する。あるいは、試料は、-80℃で凍結し、後でアッセイすることができる。qRT-PCRアッセイに関しては、氷上で全ての試薬を解凍する。0.2mlのPCR管中でプールした試薬を混合する。セットアップした混合物を384ウェルプレート中に10μl/ウェルで3回分注する。フィルムを用いてプレートを密閉し、混合物をウェル底部に沈降させる。qRT-PCRアッセイを行う。
この実施例では、HSP47遺伝子をノックダウンするためにHSP47 siRNAを使用した。TaqMan遺伝子発現アッセイに関しては、HSP47遺伝子特異的TaqManプローブを使用した。
ラット星状細胞におけるin vitroでの遺伝子サイレンシング活性に関する実験結果を表3及び4に示す。
これらのデータは、本発明の融合性分子を含むsiRNA製剤が活性siRNA薬剤を細胞中に送達するのに予想外に効果的であったことを示す。本発明の融合性分子は、遺伝子発現をノックダウンするための、HSP47を標的とする例示のsiRNAの驚くほど能動的な送達をもたらすことを示した。
[実施例2]
広範な範囲の本発明の融合性分子が、細胞中に活性薬剤を送達するのに有用であることを示した。この実施例では、さまざまな本発明の融合性分子が、遺伝子発現をノックダウンするための、HSP47を標的とする例示のsiRNAの驚くほど能動的な送達をもたらすことを示した。例示のsiRNAは、融合性分子を含むリポソーム製剤中で送達した。
本発明のさまざまな融合性分子を含むリポソーム製剤中の例示のsiRNAを使用した、星状細胞において測定される遺伝子発現をノックダウンするためのin vitro活性を表5に示す。
表5で示すように、リポソーム送達製剤中に本発明の融合性分子が存在すると、例示のsiRNAによって遺伝子発現をノックダウンするための製剤の活性が予想外に高められた。
[実施例3]
本発明の融合性分子は、活性薬剤の細胞中への送達活性の増加に関して予想外に活性があった。本発明の融合性分子を含むリポソーム製剤中の送達される薬剤の活性は、本発明の融合性分子を含んでいないリポソーム製剤の活性と比較して著しく増加した。
この実施例では、HSP47を標的とする例示のsiRNAの遺伝子発現をノックダウンするための活性が、本発明の化合物R4の存在を含むリポソーム送達製剤を使用して予想外に増加した。
リポソーム送達製剤を、以下のプロトコールに従って調製した。HEDC(2-(ビス(2-(テトラデカノイルオキシ)エチル)アミノ)-N-(2-ヒドロキシエチル)-N,N-ジメチル-2-オキソエタン-アミニウム臭化物)及びS104(((2-((2-(ジメチルアミノ)エチル)チオ)アセチル)アザンジイル)ビス(エタン-2,1-ジイル)ジテトラデカノエート)を無水EtOH(200プルーフ)中に1:1のモル比で可溶化した。HSP47 siRNAを、50mMクエン酸緩衝液中に可溶化し、温度を35〜40℃に調整した。次いで、前記エタノール/脂質混合物を、siRNA含有緩衝液に撹拌しながら添加し、siRNAを含むリポソームを自然に形成した。脂質をsiRNAと合わせ、最終総脂質とsiRNAとの比を5:1から15:1(wt:wt)に到達させた。siRNAを含むリポソームを、10倍体積のPBS(pH7.2)に対して透析し、エタノールを除去し、緩衝液を交換した。最終製品を、0.22μm、滅菌グレードのPESフィルターに通してろ過して、生物汚染度を低下させた。
この実施例では、ラット星状細胞において例示のsiRNAを使用して遺伝子発現をノックダウンするためのin vitro活性を、実施例1と同じ方法で行った。結果を図46に示す。リポソーム製剤は、脂質HEDC及びS104、並びに融合性化合物を含んでいた。
図46では、融合性化合物を含んでいない、脂質HEDC及びS104から構成されるリポソーム製剤に関する結果を(1)と表記する。この対照製剤に関するHSP47遺伝子発現のノックダウンは、実質的に最高濃度の300nmにおいてのみであった。
図46では、融合性化合物R4を含む、脂質HEDC及びS104から構成されるリポソーム製剤に関する結果を(2)と表記する。この製剤における融合性化合物R4の量は、総脂質の2%であった。この製剤に関するHSP47遺伝子発現のノックダウンは、siRNAの全ての濃度において、融合性化合物R4を含んでいない対照製剤と比較して著しくかつ予想外に増加した。したがって、製剤中に融合性化合物R4が存在すると、例示のsiRNAの送達される活性は著しく増加し、その増加した活性は、融合性化合物R4の存在に直接起因していた。
図46では、融合性化合物R4を含む、脂質HEDC及びS104から構成されるリポソーム製剤に関する結果を(3)と表記する。この製剤における融合性化合物R4の量は、総脂質の10%であった。この製剤に関するHSP47遺伝子発現のノックダウンは、siRNAの全ての濃度において、融合性化合物R4を含んでいない対照製剤と比較して著しくかつ予想外に増加した。したがって、製剤中に融合性化合物R4が存在すると、例示のsiRNAの送達される活性は著しく増加し、その増加した活性は、融合性化合物R4の存在に直接起因していた。
図46で示すように、脂質HEDC及びS104を含むリポソーム送達製剤に関しては、HSP47を標的とする例示のsiRNAの、星状細胞における遺伝子発現をノックダウンするための活性は、融合性化合物R4の2〜10%(総脂質の)を含む製剤において予想外に増加した。
[実施例4]
本発明の融合性分子は、細胞において活性核酸薬剤の予想外に増加した活性を提供した。本発明の融合性分子を含むリポソーム製剤中の送達される核酸薬剤の活性は、本発明の融合性分子を含んでいないリポソーム製剤の活性と比較して著しく増加した。
この実施例では、ラット星状細胞において例示のsiRNAを使用した遺伝子発現をノックダウンするためのin vitro活性を、実施例1と同様の様式で行った。結果を図47に示す。リポソーム製剤は、脂質HEDC及びS104、並びに融合性化合物を含んでいた。
図47では、本発明の任意の融合性化合物を含んでいない、脂質HEDC及びS104から構成されるリポソーム製剤に関する結果を(1)と表記する。この対照製剤に関するHSP47遺伝子発現のノックダウンは、実質的に最高濃度の300nm siRNAにおいてのみであった。
図47では、融合性化合物R4を含む、脂質HEDC及びS104から構成されるリポソーム製剤に関する結果を(2)と表記する。この製剤における融合性化合物R4の量は、総脂質の2%であった。この製剤に関するHSP47遺伝子発現のノックダウンは、siRNAの全ての濃度において、融合性化合物R4を含んでいない対照製剤と比較して著しくかつ予想外に増加した。したがって、製剤中に融合性化合物R4が存在すると、例示のsiRNAの送達される活性は著しく増加し、その増加した活性は、融合性化合物R4の存在に直接起因していた。
図47では、融合性化合物T3を含む、脂質HEDC及びS104から構成されるリポソーム製剤に関する結果を(3)と表記する。この製剤における融合性化合物T3の量は、総脂質の2%であった。この製剤に関するHSP47遺伝子発現のノックダウンは、siRNAの全ての濃度において、融合性化合物T3を含んでいない対照製剤と比較して著しくかつ予想外に増加した。したがって、製剤中に融合性化合物T3が存在すると、例示のsiRNAの送達される活性は著しく増加し、その増加した活性は、融合性化合物T3の存在に直接起因していた。
[実施例5]
本発明の融合性分子は、1つ以上の生物学的活性分子のin vitroでの送達に関して活性があった。例えば、siRNA(HSP47 siRNA、実施例1を参照のこと)を使用した遺伝子発現をノックダウンするための活性は、リポソーム送達製剤中の本発明の融合性化合物の存在に起因して予想外に増加した。
この実施例では、リポソーム送達製剤を、比較化合物並びに融合性化合物R4用に調製した。リポソーム送達製剤を、実施例1と同じ方法で調製し、組成を表6に示す(CHはコレステロールを指す)。
図24で示すように、表6のリポソーム送達製剤に関しては、HSP47を標的とする例示のsiRNAの、星状細胞における遺伝子発現をノックダウンするための活性は、本発明の融合性化合物を含まない対照製剤と比較して、本発明の融合性化合物R4を2%(総脂質の)含む製剤において予想外に増加した。本発明の融合性化合物R4の構造は、例示のsiRNAの、星状細胞における遺伝子発現をノックダウンするための送達活性を予想外に与えた。
[実施例6]
本発明の融合性脂質分子は、細胞中への1つ以上の生物学的活性分子の送達に関して活性があった。この実施例では、例示のsiRNA(HSP47 siRNA、実施例1を参照のこと)並びに本発明の融合性化合物を含むリポソーム送達製剤が、遺伝子発現をノックダウンするための活性を与えた。この実施例では、表7で示すように、本発明の融合性化合物をそれぞれ2%(総脂質の)含む、さまざまな化合物T3からT9(番号1から番号7)を含むsiRNAのリポソーム送達製剤を調製した。リポソーム送達製剤は、実施例1と同じ方法で調製した。
図25で示すように、表7のsiRNAリポソーム送達製剤の活性の本測定において、製剤は、星状細胞において遺伝子発現をノックダウンするための高い活性を与えた。したがって、本発明の融合性化合物を2%(総脂質の)含む製剤は、HSP47を標的とするsiRNAの活性を高めた。
[実施例7] 融合性製剤に関するin vivo活性
本発明の融合性分子は、活性薬剤をin vivoで送達するのに有用であった。例えば、HSP47を標的とする例示のsiRNAを使用して遺伝子発現をノックダウンするためのリポソーム送達製剤は、本発明の融合性化合物の存在に起因して活性があった。
図26で示すように、リポソーム送達製剤は、HSP47を標的とするsiRNAを使用した、in vivo(マウス)での遺伝子発現をノックダウンするための活性を示した。製剤は、表記する本発明の融合性化合物を2%(総脂質の)含んでいた。製剤を、ボーラス注入で送達した。送達に関するパラメーターを表8に示す。
これらの結果に関するプロトコールの例は以下の通りである。
1.1.動物
約49日齢の80匹の雄Sprague-Dawleyラットを、Charles River Laboratoriesから購入し、試験施設に配送した。受け入れ時の動物の平均重量は、約200〜210グラムであった。動物は、1ケージ当たり2匹の動物で、12時間交互の明/暗サイクル下、標準的なケージシステム内で飼育した。室温を64〜79°F(18〜26℃)でかつ湿度を30〜70%で維持し、再循環せずに100%新鮮な空気を使用して1時間当たり少なくとも10回換気した。放射線照射された承認済みの標準的な新鮮な齧歯動物用固形飼料及び水道水を動物に自由摂取させた。
72匹の動物を、0〜5日目からDMN処置し、次いで、1群当たり8匹のラットを無作為に9群に分け、siRNA処置を行う前に群間で体重に顕著な差がないようにした。これは一元ANOVA分析を使用して確認した。予想通り、これらのDMN処置動物は、ナイーブ動物よりも有意に少ない体重を示した。
1.2.DMN処置
DMNは、Wako(ロット番号DSP2369)から得、5mg/mLで化合物を溶解することによってリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中で腹腔内(IP)注射用に製剤化した。72匹のラットに、0日目から2日目まで2mL/kgの用量体積で10mg/kgで、次いで3日目から5日目まで1mL/kgの用量体積で5mg/kgでDMNを毎日投薬し、DMNで処置されていない8匹の動物は、この手順に関してはシャム（sham）として使用した。動物は毎日体重を量り、それに応じてDMNの用量を調整した。
1.3.siRNA処置
実験5日目に、動物を異なる処置群に割り当て、適切な投薬レジメンを用いて投薬した。群2から8(#1から#8)をそれぞれ処置するために被験物品を使用したが、群1(#1)の動物は、ビヒクル(生理食塩水)のみを3mL/kgで単回静脈内注射によって外側尾静脈に与えた。群9の動物(ナイーブ群、#9)は処置を行わなかった。
1.4.安楽死及び剖検
実験6日目に、処置から24時間後、動物を、二酸化炭素の過剰用量吸入によって安楽死させた。肝臓を、肝門静脈全体をpH7.4のPBSで直ちに洗い流し(40mL、20mL/分の速度で)、残留血液及び血液関連製剤を除去した。左外側葉から2mm厚さの肝臓横断面を1つ収集し、直ちにマイクロ遠心管中のRNAlater 2mLに沈めた。RNAを単離するために更にプロセシングを行うまで試料を4℃で貯蔵した。
1.6.RNA分析
肝臓試料中のHSP47 mRNAの存在量を評価した。全RNAを、製造業者の取扱説明書に従ってRNeasyカラム(Qiagen)を使用して抽出した。各試料に関するRNA濃度を、Nanodrop分光光度計を使用して定量化し、次いでヌクレアーゼ不含水を使用して10ng/μlに希釈した。各PCR反応に関しては、20ngの全RNAを使用した。簡単に述べると、肝組織の左葉の切片からの全RNAを、製造業者の取扱説明書に従ってRNeasyカラム(Qiagen)を使用して抽出することになる。Nanodrop分光光度計をRNA定量化に使用した。RNAを、ヌクレアーゼ不含水を使用して10ng/μLに調整した。リアルタイムPCRを、ViiA7システムにおいて96ウェルフォーマット中で行った。各試料を、TaqMan Gene Expression Master Mixを使用して3回繰り返して測定した。サイクリングプログラムを48℃で15分間、95℃で10分間、続いて95℃で15秒間及び60℃で1分間の40サイクルに設定した。ハウスキーピング遺伝子MRPl19に関する平均サイクル閾値を使用し、サイクル閾値生データ及びΔCt計算値を正規化した。各目的の遺伝子(GOI)に関するΔΔCtを、標的試料における各GOIのΔCtから対照試料におけるGOIの平均ΔCtを推定することによって計算した。各動物に関するデータを、平均ビヒクル処置群の百分率とナイーブ群からの倍率変化の両方として示した。siRNA処置群とビヒクル処置群との差を、一元ANOVA、続いてダネットの多重比較事後検定を使用して分析した。全ての分析に関しては、0.05未満のp値を有意とみなした。
[実施例8] mRNAナノ粒子の調製
カチオン性脂質、例えば、HEDC又はHE2DC(2-(ビス(2-(パルミトイルオキシ)エチル)アミノ)-N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-N-メチル-2-オキソエタン-1-アミニウム臭化物)、イオン性脂質、例えば、S104、又はTU104 Dlin((9Z,9'Z,12Z,12'Z)-((2-((2-(ジメチルアミノ)エチル)チオ)アセチル)アザンジイル)ビス(エタン-2,1-ジイル)ビス(オクタデカ-9,12-ジエノエート))、及びヘルパー脂質コレステロール、DOPEを、エタノール中に溶解した。mRNAを、50mMクエン酸緩衝液(pH3.5)中に溶解した。脂質ナノ粒子(LNP)は、適切な量の脂質のエタノール溶液を、mRNAを含むクエン酸緩衝液中に37℃、流速25mL/分で注入することにより調製した。LNP組成物に関するモル百分率比は、20%HEDC、20%S104、30%DOPE(1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン)(Avanti Polar Lipid)、25%コレステロール(純粋グレード(Puriss grade))(Wilshire Technologies)、5%DMPE-Peg(1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000](アンモニウム塩)、及び2%の本発明の融合性分子、例えば化合物T3であった。
高速注入によって、mRNAの高封入率、並びに制御された粒子サイズ分布がもたらされた。混合したLNP溶液を、次いで9%スクロース(w/v)中の20mM HEPES緩衝液で1:1の比で希釈し、LNP溶液中のエタノール含有量を35%から17.5%に減少させた。希釈したLNP溶液を、9%スクロース(w/v)中の20mM HEPES緩衝液を用いて限外ろ過及び透析を行うために、タンジェンシャルフローろ過(TFF)プロセスに移した。LNP溶液からエタノールを除去するために、合計で透析体積の10倍の9%スクロース中のHEPES緩衝液を使用した。TFFからのLNP濃縮溶液を、遠心式フィルターバイアル(EMD Millipore)へ等分して、更に濃縮したが、このステップは、小規模バッチにのみ必要であった。最終濃縮後、LNPを、0.2μmフィルターを通してろ過した。封入効率及びmRNA収率を、RiboGreen方法を使用することによって計算した。
[実施例9] mRNAの細胞へのin vitroでのトランスフェクション送達
mRNAを用いたin vitroでの細胞のトランスフェクションを、3つの異なる細胞系:Hek-293、A549、及び肺線維芽細胞で行った。JET MESSENGER(Polyplus Transfection Company)を、陽性トランスフェクション対照として使用した。本発明のLNPナノ粒子中に封入するか、又はJET MESSENGER対照と混合したGFP mRNA(TriLink)を使用し、異なる濃度で細胞をトランスフェクトした。トランスフェクションから24、48及び72時間後、細胞を共焦点顕微鏡で観察し、次いで細胞中に発現したGFPから生成された蛍光を検出し、捕捉した。GFP mRNAを、本発明のLNPナノ粒子を用いて細胞の3つの系統全てに十分にトランスフェクトし、mRNAを翻訳した。
[実施例10] mRNAの細胞へのin vivoでのトランスフェクション送達
mRNAは、本発明のLNPナノ粒子を用いて組織及び細胞にin vivoでトランスフェクトした。異なるサイズを有する2つの異なるmRNA、GFP mRNA及びルシフェラーゼmRNA(TriLink)をBalb/cマウスに送達し、トランスフェクトした。いくつかのルシフェラーゼmRNA送達研究において、mRNAは、Viromer in vivo mRNAトランスフェクション試薬を使用し、陽性対照としても送達した。動物に、本発明のLNPナノ粒子中又は陽性対照粒子中に封入されたmRNAを、1.0、2.0又は4.0mg/kgの用量で静脈内に単回注射した。mRNAを注射してから6〜8時間後にマウスに麻酔をかけ、ルシフェラーゼmRNA送達研究のために全身の蛍光を検出し、IVISシステムを用いて分析した。次いで直ちに動物を屠殺し、さまざまな器官を回収し、更なる分析を行うまで-80℃下で保存した。mRNAのさまざまな組織及び細胞への送達を、MAXDISCOVER GFP ELISAキットを用いて判定し、GFP mRNA送達研究からの組織中のGFPタンパク質レベルを分析した。ルシフェラーゼmRNA送達研究に関しては、組織を、CCLR溶解緩衝液中でホモジネートし、遠心分離した。得られた上澄みを使用して、Promega E4510アッセイ試薬を使用したルシフェラーゼ活性アッセイを行った。予想外なことに、GFP mRNA及びルシフェラーゼmRNAは両方、肺及び脾臓において優先的にトランスフェクトされ、及び/又は翻訳され、他の組織におけるトランスフェクション及び/又は翻訳は、それらよりもはるかに少なかった。
[実施例11] mRNAの細胞へのin vitroでのトランスフェクション送達
上記実施例9及び10に記載の方法に従って、GFP mRNA(CleanCap EGFP mRNA、5moU)を、組成物HEDC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3を有する本発明のLNPナノ粒子を用いて、A549細胞にin vitroでトランスフェクトした。48時間のトランスフェクション後の結果を図48に示す。細胞を共焦点顕微鏡で観察し、細胞中に発現したGFPから生成された蛍光を検出した。結果によって、GFP mRNAは、A549細胞中にトランスフェクトされ、翻訳されたことが示された。
[実施例12] mRNAの細胞へのin vivoでのトランスフェクション送達
上記実施例9及び10に記載の方法に従って、GFP mRNA(CleanCap EGFP mRNA、5moU)を、組成物HEDC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3を有する本発明のLNPナノ粒子を用いて、表9で示すようにBalb/cマウスへトランスフェクトした。
図49で示すように、mRNAのさまざまな組織及び細胞への送達を、MAXDISCOVER GFP ELISAを用いて判定した。予想外なことに、GFP mRNAは、肺において選択的にトランスフェクトされ、及び/又は翻訳され、筋肉、肝臓、心臓、及び腎臓におけるトランスフェクション及び/又は翻訳は、それよりも少なかった。
[実施例13] mRNAの細胞へのin vivoでのトランスフェクション送達
上記実施例9及び10に記載の方法に従って、ルシフェラーゼmRNA(Fluc mRNA(5meC))を、組成物HEDC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3を有する本発明のLNPナノ粒子を用いて、表10で示すようにBalb/cマウスへトランスフェクトした。
図50で示すように、さまざまな組織及び細胞におけるmRNAの相対的な送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳を、Promega E4510アッセイキットを用いて判定した。予想外なことに、Fluc mRNAは、肺及び脾臓において選択的に送達され、トランスフェクトされ、及び/又は翻訳され、肝臓、心臓、腎臓、及び筋肉における送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳は、肺及び脾臓よりも少なかった。
[実施例14] mRNAの細胞へのin vivoでのトランスフェクション送達
上記実施例9及び10に記載の方法に従って、ルシフェラーゼmRNA(Fluc mRNA(5meC))を、組成物:
(-01)HE2DC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3、又は
(-02)HEDC:S104:CH:DOPE:DMPE-PEG2000:化合物T3を有する本発明のLNPナノ粒子2mpkで注射して、Balb/cマウスへトランスフェクトし、注射してから7時間後に発光イメージングを行った。
図51で示すように、さまざまな組織及び細胞におけるmRNAの相対的な送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳を、Promega E4510アッセイを用いて判定した。予想外なことに、Fluc mRNAは、肺及び脾臓において選択的に送達され、トランスフェクトされ、及び/又は翻訳され、膵臓、腎臓、肝臓、精巣、及び小腸における送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳は、肺及び脾臓よりも少なかった。
図52で示すように、さまざまな組織におけるmRNAの相対的な送達、トランスフェクション、及び/又は翻訳を、発光イメージングを用いて、注射してから7時間後に判定した。図52では、上段の一連の写真は、(-01)のLNPナノ粒子を用いてトランスフェクトされたBalb/cマウスを示す。下段の一連の写真は、(-02)のLNPナノ粒子を用いてトランスフェクトされたBalb/cマウスを示す。
[実施例15] mRNAの細胞への融合性化合物を用いたin vivoでの送達
本発明の融合性化合物は、活性薬剤の細胞、器官及び組織へのin vivoでの送達を著しく強化する。
この実施例では、in vivoでmRNAを送達するための製剤を、表11で示すように融合性化合物T3を用いて調製し、融合性化合物を含まない同一の製剤と比較した。
図53は、本発明の融合性脂質様分子を使用した、ルシフェラーゼmRNAのマウスへのin vivoでの送達に関する結果を示す。図53で示すように、mRNAの相対的な送達は、本発明の融合性分子を含む製剤(2035-03-03)の方が融合性分子を含まない同一の製剤(2035-13-01)よりもはるかに多かった。膵臓、脾臓、肝臓、腎臓、肺、精巣、及び腸を含む観察された全ての器官において、融合性化合物T3を含む製剤は、有利にかつ予想外に多く送達した。
本明細書において述べる実施形態は、限定するものではなく、当業者であれば、本明細書において述べる改良の特定の組合せは、改良されたRNAi活性を有する核酸分子を同定するための過度の実験を行うことなく試験することができることを容易に理解することができる。
本明細書において具体的に述べる全ての出版物、特許及び文献は、あらゆる目的のためにその全体が参照により組み込まれるものとする。
本発明は、記載の特定の方法論、プロトコール、材料、及び試薬に限定されず、これらは変更される場合があることを理解されたい。本明細書において使用される専門用語は、特定の実施形態のみを説明することを目的としており、本発明の範囲を限定することを意図するのもではないことも理解されたい。さまざまな置換及び改良を、説明の範囲及び趣旨から逸脱することなく本明細書において開示される説明に対して行うことができ、これらの実施形態は、本説明及び添付の特許請求の範囲の範囲内であることは、当業者には容易に明らかであろう。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用する単数形の「a」、「an」、及び「the」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数形の指示対象を含むことに留意されたい。同様に、「a」(又は「an」)、「1つ以上」及び「少なくとも1つの」という用語は、本明細書において区別せずに使用することができる。「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(containing)」、「含む(including)」、及び「有する(having)」という用語は、区別せずに使用することができ、広範にかつ限定せずに読み取られるべきであることにも留意されたい。
本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において別段指示がない限り、範囲内に入る各個別の値を個別に参照する省略法として役割を果たすにすぎないことを意図し、各個別の値は、本明細書において個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれるものとする。マーカッシュ群に関しては、当業者であれば、本説明は、マーカッシュ群のメンバーの個々のメンバー、並びにサブグループを含むことを認識するであろう。
本発明の化合物、分子又は組成物は、対応する対イオンが示されていないイオン性形態を有してもよい。当業者であれば、必要に応じて対イオンが存在することになる点は直ちに理解するであろう。対イオンの例としては、アルカリ金属イオン、Cl-、及び薬学的に許容される対イオンがある。
例えば、例又は構成成分の列挙、例えば本発明に好適な化合物、分子又は組成物の列挙が与えられる場合、列挙される化合物、分子又は組成物の混合物も好適な場合があることは当業者であれば明白であろう。
当業者であれば、更に説明することなく上記説明に基づいて、本発明をその最大限の範囲まで利用することができると考えられる。したがって、以下の特定の実施形態は、例示にすぎないと解釈され、いかなる場合においても本開示の残りを限定するものではない。
本明細書で開示される特徴の全ては、任意の組合せで組み合わせることができる。本明細書で開示する各特徴は、同一の、等価な、又は類似の目的を果たす代替の特徴で置換されていてもよい。
添付の特許請求の範囲における図は頁に収まるように調整されており、図面における分子の外観は、図示される化合物の任意の重要な形状又は特性を必ずしも表してはいない。

Claims (52)

  1. 式Iを有する融合性化合物
    [式中、各両親媒性基は、独立して1から2個の親油性鎖を含み、親油性鎖は、それぞれ独立して8から22個の炭素原子を含み、
    各AAは、独立してアミノ基を有する側鎖を含むアミノ酸であり、アミノ酸は、そのアミノ基のそれぞれにおいて両親媒性基に結合し、そのC末端においてリンカーに結合しており、
    リンカーは、構造
    (式中、Q1は、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルケンジイル、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルキンジイル、又は
    である)
    又は
    (式中、Q2は、
    であり、
    Q3は、
    であり、
    Xは、-O-、-S-、又は-NH-であり、
    n、p、q及びtは、独立して存在毎に1から3であり、
    mは、独立して1から10であり、
    r及びsは、独立して存在毎に1から5である)
    を有する]。
  2. AAが、以下の構造及びこれらの任意の立体異性体から選択される、請求項1に記載の融合性化合物。
  3. 両親媒性基のうちの1つ又は2つが、存在せず、アルキル基によって、又は炭素、酸素、窒素、硫黄、フッ素、及び水素から選択される1〜400個の原子を有する薬学的に許容される有機化学基によって置換されている、請求項1に記載の融合性化合物。
  4. 薬学的に許容される有機化学基が、アルキル、アルケニル、アルキニル、アセチル、Boc、Fmoc、TFA、又はCBZである、請求項3に記載の融合性化合物。
  5. 以下から選択される、請求項3に記載の融合性化合物。
  6. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式IIに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
    R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
    (式中、n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、分岐状又は非分岐状C(1〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換アリーレン、置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン、及び置換又は非置換ヘテロシクロアルカンジイルから選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
  7. R3が、
    分岐状又は非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、
    置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、
    置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、
    置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル、
    置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン、
    から選択される、請求項6に記載の融合性化合物。
  8. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式IIIに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
    R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
    (式中、n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、
    AAに結合した-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-O(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-(C=O)-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-O(C=O)-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-アルキニル-(C=O)-
    (式中、R3の任意のアルキルは、分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R3の任意のアルケニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルケニルであり、R3の任意のアルキニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルキニルである)、
    及びこれらの位置異性体、
    (式中、
    各R6は、独立してH、アルキル、アルコキシ、及びアルコキシアルコキシから選択され、ただし、1つのR6は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-であり、
    各R8は、独立してH、アルキルから選択され、ただし、1つのR8は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-であり、
    qは、0から4であり、
    Qは、O又はNである)
    から選択される]。
  9. R6及びR8のアルキルが、それぞれ独立して分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R6のアルコキシが、C(1〜6)アルコキシであり、R6のアルコキシアルコキシが、C(1〜6)アルコキシC(1〜6)アルコキシである、請求項8に記載の融合性化合物。
  10. R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基である、請求項8に記載の融合性化合物。
  11. 以下から選択される、請求項8に記載の融合性化合物。
  12. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式IIIに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
    R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
    (式中、
    n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、
    R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-で置換された、C(1〜12)アルキル基又はC(4〜12)アルケニル基である]。
  13. R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基である、請求項12に記載の融合性化合物。
  14. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式IVに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、(C=O)R4
    R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
    (式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    Zは、O又はNHであり、
    pは、1から4であり、
    R3は、AAに結合した分岐状又は非分岐状C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換アリーレン-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及びAAに結合した置換又は非置換ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
  15. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式IVに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、(C=O)R4
    R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
    (式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    Zは、O又はNHであり、
    pは、1から4であり、
    R3は、
    AAに結合した-(C=O)-で置換された、C(1〜12)アルキル基又はC(2〜12)アルケニル基、
    及びこれらの位置異性体、
    (式中、
    各R6は、独立してH、アルキル、アルコキシ、及びアルコキシアルコキシから選択され、ただし、1つのR6は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-であり、
    各R8は、独立してH、アルキルから選択され、ただし、1つのR8は、AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-であり、
    qは、0から4であり、
    Qは、O又はNである)
    から選択される]。
  16. R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基である、請求項15に記載の融合性化合物。
  17. 化合物T10である、請求項15に記載の融合性化合物。
  18. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式IVに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1が、C(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基であり、
    R2が、(CH2)nXR4(式中、nは、0から3であり、Xは、O、S、SO、SO2、NHであり、
    R4は、C(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    Zは、O又はNHであり、
    pは、1から4であり、
    R3は、
    AAに結合した-(C=O)-で置換された、C(1〜12)アルキル基又はC(2〜12)アルケニル基から選択される]。
  19. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式Vに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
    R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
    (式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、AAに結合した分岐状又は非分岐状-O(C=O)-C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-アリーレン-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及びAAに結合した置換又は非置換-O(C=O)-ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
  20. R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基である、請求項19に記載の融合性化合物。
  21. 化合物T12である、請求項19に記載の融合性化合物。
  22. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式Vに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
    R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
    (式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、
    AAに結合した-(C=O)-又は-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-O(C=O)-又は-アルキル-O(C=O)-、
    AAに結合した-O(C=O)-アルカンジイル-(C=O)-、
    AAに結合した-O(C=O)-アルケンジイル-(C=O)-、
    AAに結合した-O(C=O)-アルキンジイル-(C=O)-、
    AAに結合した-NH(C=O)-又は-アルキル-NH(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-(C=O)-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-O(C=O)-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-(C=O)-アルケンジイル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-アルケンジイル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-アルケンジイル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-(C=O)-アルキンジイル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-アルキンジイル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-アルキンジイル-(C=O)-、
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    及びこれらの位置異性体から選択される
    (式中、R3の任意のアルキルは、分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R3の任意のアルケニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルケニルであり、R3の任意のアルキニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルキニルである)]。
  23. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式VIに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
    R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
    (式中、
    R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、AAに結合した分岐状又は非分岐状C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換アリーレン-(C=O)-、AAに結合した置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及びAAに結合した置換又は非置換ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
  24. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式VIに示す構造を有する、請求項1に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
    R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
    (式中、
    R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、
    AAに結合した-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-O(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-(C=O)-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-O(C=O)-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキル-NH(C=O)-アルキル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-O(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルケニル-NH(C=O)-アルケニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-O(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
    AAに結合した-アルキニル-NH(C=O)-アルキニル-(C=O)-、
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    AAに結合した
    及びこれらの位置異性体から選択される
    (式中、R3の任意のアルキルは、分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R3の任意のアルケニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルケニルであり、R3の任意のアルキニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルキニルである)]。
  25. R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基である、請求項24に記載の融合性化合物。
  26. 化合物T11である、請求項24に記載の融合性化合物。
  27. 式VIIを有する融合性化合物
    [式中、各両親媒性基は、独立して1から2個の親油性鎖を含み、親油性鎖は、それぞれ独立して8から22個の炭素原子を含み、
    各AAaは、独立してカルボキシル基を有する側鎖を含むアミノ酸であり、アミノ酸は、そのカルボキシル基のそれぞれにおいて両親媒性基に結合し、そのN末端においてリンカーに結合し、
    リンカーは、構造
    (式中、Q1は、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルカンジイル、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルケンジイル、分岐状若しくは非分岐状C(2〜8)アルキンジイル、又は
    である)
    又は
    (式中、Q2は、
    であり、
    Q3は、
    であり、
    Xは、-O-、-S-、又は-NH-であり、
    n及びpは、独立して存在毎に1から3であり、
    mは、独立して1から10であり、
    r及びsは、独立して存在毎に1から5である)
    を有する]。
  28. AAaが、以下の構造及びこれらの任意の立体異性体から選択される、請求項27に記載の融合性化合物。
  29. 両親媒性基のうちの1つ又は2つが、存在せず、アルキル基によって、又は炭素、酸素、窒素、硫黄、フッ素、及び水素から選択される1〜400個の原子を有する薬学的に許容される有機化学基によって置換されている、請求項27に記載の融合性化合物。
  30. 薬学的に許容される有機化学基が、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルエーテル、アリールエーテル、アルコキシ、及びアルコキシアコキシから選択される、請求項29に記載の融合性化合物。
  31. 薬学的に許容される有機化学基が、メトキシ、エトキシ、t-ブチルエーテル、及びベンジルオキシから選択される、請求項29に記載の融合性化合物。
  32. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式VIIIに示す構造を有する、請求項27に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
    R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
    (式中、
    n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、
    R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)である]。
  33. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式IXに示す構造を有する、請求項27に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
    R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
    (式中、
    n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、
    R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、分岐状又は非分岐状C(1〜8)アルカンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルケンジイル、置換又は非置換C(2〜8)アルキンジイル、置換又は非置換C(3〜8)シクロアルカンジイル、置換又は非置換アリーレン、置換又は非置換C(4〜8)ヘテロアリーレン、及び置換又は非置換ヘテロシクロアルカンジイルから選択され、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
  34. R4及びR5が、独立して存在毎にC(14〜18)アルキル基又はC(14〜18)アルケニル基である、請求項33に記載の融合性化合物。
  35. 化合物T9である、請求項33に記載の融合性化合物。
  36. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式Xに示す構造を有する、請求項27に記載の融合性化合物
    [式中、
    R1及びR2は、
    R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
    R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
    (R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、存在しないか、又は分岐状若しくは非分岐状*-NH-C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-アリーレン-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及び置換若しくは非置換*-NH-ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され(式中、*は、AAaに結合した末端を示す)、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
  37. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式XIに示す構造を有する、請求項27に記載の融合性化合物
    [式中、
    R1及びR2は、
    R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、(C=O)R4
    R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
    (R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、存在しないか、又は分岐状若しくは非分岐状*-NH-C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-アリーレン-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及び置換若しくは非置換*-NH-ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され(式中、*は、AAaに結合した末端を示す)、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
  38. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式IIIに示す構造を有する、請求項27に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = CH2(CH2)nO(C=O)R4、CH2(CH2)nNH(C=O)R4、CH2(CH2)n(C=O)OR4、CH2(CH2)n(C=O)NHR4
    R2 = CH2(CH2)mO(C=O)R5、CH2(CH2)mNH(C=O)R5、CH2(CH2)m(C=O)OR5、CH2(CH2)m(C=O)NHR5
    (式中、n及びmは、それぞれ独立して1から2であり、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、
    AAaに結合した-(C=O)-アルキル-NH-、
    AAaに結合した-(C=O)-アルケニル-NH-、
    AAaに結合した-(C=O)-アルキニル-NH-
    (式中、R3の任意のアルキルは、分岐状又は非分岐状C(1〜6)アルキルであり、R3の任意のアルケニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルケニルであり、R3の任意のアルキニルは、分岐状又は非分岐状C(2〜6)アルキニルである)、
    及びこれらの位置異性体、
    (式中、
    各R6は、独立してH、アルキル、アルコキシ、及びアルコキシアルコキシから選択され、ただし、1つのR6は、-(C=O)-アルキル-NH-であり、このNHは、AAaに結合しており、
    各R8は、独立してH、アルキルから選択され、ただし、1つのR8は、-(C=O)-アルキル-NH-であり、このNHは、AAaに結合しており、
    qは、0から4であり、
    Qは、O又はNである)
    から選択される]。
  39. 両親媒性基のうちの1つ以上が、式Vに示す構造を有する、請求項27に記載の融合性化合物
    [式中、R1及びR2は、
    R1 = (C=O)OR4、(C=O)NHR4、O(C=O)R4、NH(C=O)R4
    R2 = (C=O)OR5、(C=O)NHR5、O(C=O)R5、NH(C=O)R5
    (式中、R4及びR5は、独立して存在毎にC(12〜20)アルキル基又はC(12〜20)アルケニル基である)であり、
    R3は、存在しないか、又は分岐状若しくは非分岐状*-NH-C(1〜8)アルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルケンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(2〜8)アルキンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(3〜8)シクロアルカンジイル-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-アリーレン-(C=O)-、置換若しくは非置換*-NH-C(4〜8)ヘテロアリーレン-(C=O)-、及び置換若しくは非置換*-NH-ヘテロシクロアルカンジイル-(C=O)-から選択され(式中、*は、AAaに結合した末端を示す)、R3は、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR6-、-NH(C=O)-、-O(C=O)-のうちの1つ以上によって中断されてもよい(式中、R6は、C(1〜6)アルキル-、C(1〜6)アルコキシ-、又はC(1〜6)アルコキシ-C(1〜6)アルコキシ-である)]。
  40. 請求項1から39のいずれか一項に記載の融合性化合物及び薬学的に許容される担体を含む組成物。
  41. ナノ粒子又はリポソームを含む、請求項40に記載の組成物。
  42. 請求項1から39のいずれか一項に記載の融合性化合物、活性薬剤、及び薬学的に許容される担体を含む医薬組成物。
  43. 融合性化合物が、組成物の脂質の0.01mol%から20mol%である、請求項42に記載の組成物。
  44. ナノ粒子又はリポソームを含む、請求項42に記載の組成物。
  45. 活性薬剤が、1つ以上の核酸である、請求項42に記載の組成物。
  46. 活性薬剤が、1つ以上のDNA、RNA、mRNA、siRNA、又はマイクロRNAである、請求項42に記載の組成物。
  47. 活性薬剤が、1つ以上のRNA分子である、請求項42に記載の組成物。
  48. 活性薬剤が、1つ以上のRNAi分子、1つ以上のmRNA分子、及びこれらの改変形態から選択される、請求項42に記載の組成物。
  49. 対象における状態又は疾患を処置するための活性薬剤を分布させるのに使用するための組成物であって、活性薬剤、請求項1から39のいずれか一項に記載の融合性化合物、イオン性脂質、構造脂質、安定化脂質、及び組成物の免疫原性を減少させるための脂質を含む組成物。
  50. 活性薬剤が、1つ以上の核酸である、請求項49に記載の組成物。
  51. 必要とする対象における疾患又は状態を予防、回復又は処置する方法であって、請求項42に記載の組成物を対象に投与することを含む方法。
  52. ヒト又は動物身体の処置において使用するための、請求項42に記載の組成物。
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