JP2021504415A - 二本鎖オリゴヌクレオチド、二本鎖オリゴヌクレオチドを含む組成物および複合体ならびに調製方法と使用 - Google Patents

二本鎖オリゴヌクレオチド、二本鎖オリゴヌクレオチドを含む組成物および複合体ならびに調製方法と使用 Download PDF

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Abstract

本開示は、センス鎖がヌクレオチド配列1を含み、アンチセンス鎖がヌクレオチド配列2を含み、ヌクレオチド配列1と2の長さがいずれも19ヌクレオチドであり、5’末端から3’末端に向かって、ヌクレオチド配列1の第7、8、9位のヌクレオチド及びヌクレオチド配列2の第2、6、14、16位のヌクレオチドがいずれもフルオロ修飾ヌクレオチドであり、他の位置の各ヌクレオチドが独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つである、修飾二本鎖オリゴヌクレオチドを提供する。本開示は、当該オリゴヌクレオチドを含む薬物組成物、複合体及びその薬物の調製における使用をさらに提供する。【選択図】図15

Description

本開示は、二本鎖オリゴヌクレオチド、二本鎖オリゴヌクレオチドを含む組成物および複合体ならびに調製方法と使用に関する。
二本鎖オリゴヌクレオチドは、薬物の活性成分として周知である。低分子核酸薬物の開発では、送達系は、キー技術の一つである。
そのうち、肝細胞に対する標的複合送達技術である低分子核酸送達系がある。
いくつかの実施形態において、本開示は、二本鎖オリゴヌクレオチドを提供する。前記二本鎖オリゴヌクレオチドは、センス鎖とアンチセンス鎖を含み、前記センス鎖及びアンチセンス鎖の各ヌクレオチドがいずれも修飾ヌクレオチドであり、前記センス鎖がヌクレオチド配列1を含み、前記アンチセンス鎖がヌクレオチド配列2を含み、前記ヌクレオチド配列1と前記ヌクレオチド配列2の長さがいずれも19ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列1と前記ヌクレオチド配列2とが、少なくとも一部で逆相補的に二本鎖領域を形成し、前記ヌクレオチド配列2が、第1のヌクレオチド配列断片と少なくとも一部で逆相補的であり、前記第1のヌクレオチド配列断片が標的mRNAにおけるヌクレオチド配列断片であり、5’末端から3’末端に向かって、前記ヌクレオチド配列1の第7、8、9位のヌクレオチドがフルオロ修飾ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列1の他の位置の各ヌクレオチドが独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つであり、前記ヌクレオチド配列2の5’末端の1番目のヌクレオチドがアンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列2の第2、6、14、16位のヌクレオチドがフルオロ修飾ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列2の他の位置の各ヌクレオチドが独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つである。
いくつかの実施形態において、本開示は、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドを含む薬物組成物をさらに提供する。当該薬物組成物は、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド及び薬学的に許容可能な担体を含む。
いくつかの実施形態において、本開示は、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドを含む複合体をさらに提供する。当該複合体は、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド及び当該二本鎖オリゴヌクレオチドに複合して結合されるリガンドを含む。
いくつかの実施形態において、本開示は、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物又は複合体の、肝細胞における特定の遺伝子の発現による病理学的状態又は疾患の治療及び/又は予防のための薬物の調製における使用を提供する。
いくつかの実施形態において、本開示は、肝細胞における特定の遺伝子の発現による病理学的状態又は疾患の治療方法であって、当該疾患に罹患している被験体に本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物又は複合体を投与することを含む方法を提供する。
いくつかの実施形態において、本開示は、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物又は複合体を肝細胞と接触させることを含む、前記肝細胞における特定の遺伝子の発現の抑制方法を提供する。
いくつかの実施形態において、本開示は、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物又は複合体を含むキットを提供する。
本発明の他の特徴と利点については、後述する発明を実施するための形態部分において詳しく説明する。
[引用による組み込み]
本明細書で言及される全ての出版物、特許及び特許出願は、各々の出版物、特許及び特許出願が特別にかつ個別に引用により本明細書に組み込まれるのと同じ程度に、引用により本明細書に組み込まれる。
siRNA複合体の体外トリトソームにおける安定性試験の半定量的結果を示す。 siRNA複合体の体外でのヒト血漿における安定性試験の半定量的結果を示す。 siRNA複合体の体外でのサル血漿における安定性試験の半定量的結果を示す。 10mg/kgの用量で、ラット血漿における複合体A1(図7)、10mg/kgの用量で、ラットの肝臓と腎臓における複合体A1(図8)、50mg/kgの用量で、ラット血漿における複合体A1(図9)、50mg/kgの用量で、ラットの肝臓と腎臓における複合体A1(図10)のPK/TK血漿濃度又は組織濃度の経時的代謝曲線を示す。 それぞれ44BriHBVモデルにおいて本開示の複合体によるHBV mRNAに対する抑制作用を示す。 それぞれAAV−HBVモデルにおいて本開示の複合体による血清HBsAg及びHBV DNAに対する経時的な抑制作用を示す。 M−Tgモデルにおいて本開示の複合体による血清HBsAgに対する経時的な抑制作用を示す。 それぞれ1.28copyのHBV−Tgモデルにおいて本開示の複合体による血清HBsAg及びHBV DNAに対する経時的な抑制作用を示す。 それぞれ異なる濃度の複合体A1によるGSCM、GSSM、PSCM及びPSSMの発現に対する抑制効果を示す。 それぞれ本開示の複合体による体外での標的mRNAとオフターゲットmRNAに対する抑制作用を示す。 それぞれ本開示の複合体の体外での安定性試験結果を示す。 本開示の複合体による体内でのHBV mRNAに対する抑制作用を示す。 本開示の複合体による異なるHBVトランスジェニックマウス血清におけるHBsAg及びHBV DNAの発現に対する経時的な抑制作用を示す。 本開示の複合体の体外での安定性試験結果を示す。 本開示の複合体による体外での標的mRNA及びオフターゲットmRNAに対する抑制効果を示す。 44BriHBVモデルにおいて本開示の複合体による体内でのmRNAに対する抑制効果を示す。 本開示の複合体によるマウスにおけるHBsAgの発現に対する経時的な抑制作用を示す。 本開示の複合体による体内でのM−TgモデルマウスにおけるmRNAに対する抑制作用を示す。 本開示の複合体の体外での安定性試験結果を示す。 本開示の複合体による体外での標的mRNAとオフターゲットmRNAに対する抑制作用を示す。 本開示の複合体による体内でHBV mRNAに対する抑制作用を示す。 本開示の複合体によるHBVトランスジェニックマウス血清におけるHBsAgの発現に対する経時的な抑制作用を示す。 M−Tgモデルマウスにおける本開示の複合体によるHBV mRNAに対する抑制作用を示す。 比較siRNA3による体外での標的mRNAとオフターゲットmRNAに対する抑制作用を示す。 本開示のsiRNA E1による体外での標的mRNAとオフターゲットmRNAに対する抑制作用を示す。 それぞれ本開示のsiRNAとsiRNA複合体による体外でのANGPTL3 mRNAに対する抑制作用を示す。 それぞれ本開示の複合体の体外での安定性実験結果を示す。 本開示の複合体による脂質(血中脂質)に対する抑制率を示し、血清における総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)で表す。 本開示の複合体による体内でANGPTL3 mRNA発現に対する抑制率を示す。 それぞれ本開示の複合体による脂質に対する抑制率を示し、血清総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)で表す。 本開示の複合体による脂質に対する経時的な抑制率を示し、血清総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)で表す。 本開示の複合体によるANGPTL3 mRNA発現に対する抑制率を示す。 本開示の複合体による脂質に対する経時的な抑制率を示し、血清総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)で表す。 本開示の複合体による脂質に対する経時的な抑制率を示し、血清総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)で表す。 本開示の複合体による脂質に対する経時的な抑制率を示し、血清総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)で表す。 本開示の複合体によるANGPTL3 mRNA発現に対する抑制率を示す。 本開示の複合体による体外でAPOC3発現に対する抑制率を示す。 14日目に、本開示の複合体による肝組織におけるAPOC3の発現の抑制率を示す。 本開示の複合体による脂質に対する経時的な抑制率を示し、血清総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)で表す。 本開示の複合体による脂質に対する経時的な抑制率を示し、血清総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)で表す。 異なる用量の本開示の複合体による脂質に対する経時的な抑制率を示し、血清総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)で表す。 本開示の複合体の体外での安定性試験結果を示す。 異なる用量の本開示の複合体による血清表面抗原、血清e抗原及びHBV DNAに対する経時的な抑制率を示す。
以下に本開示の発明を実施するための形態を詳しく説明する。また、ここで説明される発明を実施するための形態は、本開示を説明又は解釈するためのものに過ぎず、本開示を制限するためのものではないと理解すべきである。
(定義)
文脈において、特に説明がない限り、大文字C、G、U、Aは、ヌクレオチドの塩基配列を表し、小文字mは、当該文字mの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−メトキシ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字fは、当該文字fの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−フルオロ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字sは、当該文字sの左右に隣接する2個のヌクレオチド間がチオリン酸エステル基により結合されていることを表し、P1は、当該P1の右側に隣接する1つのヌクレオチドが5’−リン酸ヌクレオチド又は5’−リン酸アナログ修飾ヌクレオチドであることを表し、特に、ビニルリン酸エステル修飾ヌクレオチド(以下の実施例においてVPで表される)、5’−リン酸ヌクレオチド(以下の実施例においてPで表される)又は5’−チオリン酸エステル修飾ヌクレオチド(以下の実施例においてPsで表される)を指す。
本明細書の文脈において、「相補」又は「逆相補」という用語は、互換的に使用されてもよく、当業者に周知の意味、即ち、二本鎖核酸分子において、一方の鎖の塩基と他方の鎖上の塩基とが相補的に対合するという意味を有する。DNAにおいて、プリン塩基であるアデニン(A)は、常にピリミジン塩基であるチミン(T)(又は、RNAにおいてウラシル(U)である)と対合し、プリン塩基であるグアニン(G)は、常にピリミジン塩基であるシトシン(C)と対合する。各塩基対は、いずれも1つのプリンと1つのピリミジンを含む。一方の鎖上のアデニンが常に他方の鎖上のチミン(又はウラシル)と対合するとともに、グアニンが常にシトシンと対合する場合、両方の鎖同士が相補的であり、またその相補鎖の配列から鎖の配列を推知できると考えられる。これに応じて、「ミスマッチ」は、本分野では、二本鎖核酸において、対応する位置での塩基が相補的に対合して存在しないことを意味する。
文脈において、特に説明がない限り、「基本的に逆相補的である」とは、関連する2つのヌクレオチド配列間に3つ以下の塩基ミスマッチが存在することを指し、「実質的に逆相補的である」とは、2つのヌクレオチド配列間に1つ以下の塩基ミスマッチが存在することを指し、「完全に相補的である」とは、2つのヌクレオチド配列間に塩基ミスマッチが存在しないことを指す。
文脈において、一方のヌクレオチド配列と他方のヌクレオチド配列に「ヌクレオチド差異」が存在するとは、前者が後者に比べて、同じ位置のヌクレオチドの塩基種類が変化したことを指し、例えば、後者において1つのヌクレオチド塩基がAであるとき、前者の同じ位置での、対応するヌクレオチド塩基がU、C、G又はTである場合に、当該位置で2つのヌクレオチド配列間にヌクレオチド差異が存在すると認められている。いくつかの実施形態において、元の位置のヌクレオチドの代わりに無塩基ヌクレオチド又はヌクレオチドアナログを用いる場合、当該位置でヌクレオチド差異が生じたとも考えられる。
文脈において、特に本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体の調製方法を説明する際に、特に説明がない限り、前記ヌクレオシドモノマー(nucleoside monomer)とは、調製する二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体におけるヌクレオチドの種類と順序に応じてホスホルアミダイト固相合成に用いられる修飾又は未修飾のヌクレオシドモノマー(unmodified or modified RNA phosphoramidites。RNA phosphoramiditesをNucleoside phosphoramiditesということもある)を指す。ホスホルアミダイト固相合成は、当業者に公知のRNA合成に用いられる方法である。本開示に用いられるヌクレオシドモノマーは、いずれも市販品として購入可能である。
本明細書で用いられる場合、2つのアルファベット文字間又は記号間のものでないダッシュ(「−」)は、置換基の結合点の位置を示すために用いられている。例えば、−C−C10アルキル−NHは、C−C10アルキル基により結合する。
本明細書で用いられる場合、「任意の」又は「任意に」とは、続いて記載する事象又は状況が発生してもよく、発生しなくてもよいこと、並びに前記記載が事象又は状況が発生した場合と発生しない場合を含むことを指す。例えば、「任意に置換されたアルキル」は、以下の文章で定義される「アルキル」及び「置換アルキル」を含む。1又は複数の置換基を含む任意の基に関して、これらの基が、立体的に非現実的な、合成上実行不可能な及び/又は本質的に不安定な、いかなる置換又は置換パターンも導入することは意図されないと、当業者に理解される。
本明細書で用いられる場合、「アルキル」とは、特定の数の炭素原子を有する直鎖と分岐鎖を指し、前記特定の数は、通常1〜20個の炭素原子、例えば、1〜10個の炭素原子、1〜8個又は1〜6個の炭素原子である。例えば、C−Cアルキルは、1〜6個の炭素原子の直鎖と分岐鎖アルキルを含む。特定の数の炭素を有するアルキル残基を命名する場合、当該数の炭素を有する全ての分岐鎖及び直鎖形式を含むことを意図する。したがって、例えば、「ブチル」は、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル及びtert−ブチルを含むことを意味し、「プロピル」は、n−プロピル及びイソプロピルを含む。アルキレンは、アルキルのサブセットであり、アルキルと同じであるが2つの結合点を有する残基を指す。
本明細書で用いられる場合、「アルケニル」とは、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を有する不飽和分岐鎖又は直鎖アルキルを指し、前記炭素−炭素二重結合は、親アルキルの隣接する炭素原子から1つの水素分子を除去することにより得られる。当該基は、二重結合のシス又はトランス配置にあってもよい。典型的なアルケニルとしては、ビニルと、プロパ−1−エン−1−イル、プロパ−1−エン−2−イル、プロパ−2−エン−1−イル(アリル)、プロパ−2−エン−2−イル等のプロペニルと、ブタ−1−エン−1−イル、ブタ−1−エン−2−イル、2−メチルプロパ−1−エン−1−イル、ブタ−2−エン−1−イル、ブタ−2−エン−2−イル、ブタ−1,3−ジエン−1−イル、ブタ−1,3−ジエン−2−イル等のブテニルと、を含むが、これらに限定されない。ある実施形態において、アルケニルは2〜20個の炭素原子を有し、他の実施形態においては、2〜10個、2〜8個又は2〜6個の炭素原子を有する。アルケニレンは、アルケニルのサブセットであり、アルケニルと同じであるが2つの結合点を有する残基を指す。
本明細書で用いられる場合、「アルキニル」とは、少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を有する不飽和分岐鎖又は直鎖アルキル基を指し、前記炭素−炭素三重結合は、親アルキルの隣接する炭素原子から2つの水素分子を除去することにより得られる。典型的なアルキニルとしては、エチニルと、プロパ−1−イン−1−イル、プロパ−2−イン−1−イル等のプロピニルと、ブタ−1−イン−1−イル、ブタ−1−イン−3−イル、ブタ−3−イン−1−イル等のブチニルと、を含むが、これらに限定されない。ある実施形態において、アルキニルは2〜20個の炭素原子を有し、他の実施形態においては、2〜10、2〜8又は2〜6個の炭素原子を有する。アルキニレンは、アルキニルのサブセットであり、アルキニルと同じであるが2つの結合点を有する残基を指す。
本明細書で用いられる場合、「アルコキシ」とは、酸素橋により結合した特定の数の炭素原子のアルキルを指し、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、2−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、2−ヘキシルオキシ、3−ヘキシルオキシ、3−メチルペンチルオキシ等がある。アルコキシは、通常1〜10個、1〜8個、1〜6個又は1〜4個の、酸素橋により結合した炭素原子を有する。
本明細書で用いられる場合、「アリール」とは、芳香族単環式又は多環式炭化水素環系から誘導される、環炭素原子から水素原子を除去して形成された基を指す。前記芳香族単環式又は多環式炭化水素環系は、水素及び6〜18個の炭素原子の炭素のみを含有し、この環系中の環の少なくとも1つは完全不飽和であり、即ち、それは、ヒュッケル理論に従う環状、非局在化(4n+2)π−電子系を含む。アリールとしては、フェニル、フルオレニル及びナフチル等の基を含むが、これらに限定されない。アリーレンは、アリールのサブセットであり、アリールと同じであるが2つの結合点を有する残基を指す。
本明細書で用いられる場合、「シクロアルキル」とは、通常3〜7個の環状炭素原子を有する非芳香族炭素環を指す。環は、飽和であってもよいし、1又は複数の炭素−炭素二重結合を有してもよい。シクロアルキルの実例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシル及びシクロヘキセニル、並びにノルボルナン(norbornane)等の架橋及びカゴ状環状基を含む。
本明細書で用いられる場合、「ハロゲン置換基」又は「ハロ」とは、フルオロ、クロロ、ブロモ及びヨードを指し、用語「ハロゲン」は、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素を含む。
本明細書で用いられる場合、「ハロゲン化アルキル」とは、特定の数の炭素原子が1又は複数、最大許容数までのハロゲン原子で置換された、上記のように定義されるアルキル基を指す。ハロゲン化アルキルの実例としては、トリフルオロメチル、ジフルオロメチル、2−フルオロエチル及びペンタフルオロエチルを含むが、これらに限定されない。
「複素環基」とは、2〜12個の炭素原子と、窒素、酸素及び硫黄から選択される1〜6個のヘテロ原子とを含む、安定した3〜18員非芳香族環状基を指す。明細書において特に説明がない限り、複素環基は、単環、二環、三環又は四環系であり、縮合環又は架橋環系を含んでもよい。複素環基におけるヘテロ原子は、任意に酸化されてもよい。1又は複数の窒素原子(存在する場合)は、任意に4級化される。複素環基は、一部飽和又は完全飽和である。複素環基は、環の任意の原子を介して分子の残りの部分に結合することができる。このような複素環基の実例としては、ジオキサニル、チオフェニル[1,3]ジスルホニル、デカヒドロイソキノリニル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、イソチアゾリジニル、イソオキサゾリジニル、モルホリニル、オクタヒドロインドール、オクタヒドロイソインドール、2−オキサピペラジニル、2−オキサピペリジル、2−オキサピリミジニル、オキサゾリジニル、ピペリジル、ピペラジニル、4−ピペリドニル、ピロリジニル、ピラゾリジル、キヌクリジニル、チアゾリジニル、テトラヒドロフリル、トリスルホニル、テトラヒドロピラニル、チオモルホリニル、チアモルホリニル、1−オキソチオモルホリニル及び1,1−ジオキソチオモルホリニルを含むが、これらに限定されない。
「ヘテロアリール」とは、2個〜17個の炭素原子と、窒素、酸素及び硫黄から選択される1〜6個のヘテロ原子とを含む、3〜18員芳香環状基から誘導される基を指す。本明細書で用いられる場合、ヘテロアリールは、単環、二環、三環又は四環系であってもよく、この環系中の環の少なくとも1つは完全不飽和であり、即ち、それは、ヒュッケル理論に従う環状非局在化(4n+2)π−電子系を含む。ヘテロアリールは、縮合環又は架橋環系を含む。ヘテロアリールにおけるヘテロ原子は任意に酸化される。1又は複数の窒素原子(存在する場合)は、任意に4級化される。ヘテロアリールは、環中の任意の原子により分子の残りの部分に結合する。ヘテロアリールの実例としては、アゼピニル、アクリジニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾインドール、1,3−ベンゾジオキサゾリル、ベンゾフリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾ[d]チアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾ[b][1,4]ジオキサゾリル、ベンゾ[b][1,4]オキサゾリル、1,4−ベンゾジオキサゾリル、ベンゾナフトフラニル、ベンゾジアゾリル、ベンゾジオキサフェニル(benzodioxaphenyl)、ベンゾピラニル、ベンゾピラノニル(benzopyranonyl)、ベンゾフリル、ベンゾフラノニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾチエノ[3,2−d]ピリミジニル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾ[4,6]イミダゾ[1,2−a]ピリジル、カルバゾリル、シンノリル、シクロペンタ[d]ピリミジニル、6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[4,5]チエノ[2,3−d]ピリミジニル、5,6−ジヒドロベンゾ[h]キナゾリニル、5,6−ジヒドロベンゾ[h]シンノリニル、6,7−ジヒドロ−5H−ベンゾ[6,7]シクロヘプタ[1,2−c]ピリダジニル、ジベンゾフリル、ジベンゾチオフェニル、フリル、フラノニル、フロ[3,2−c]ピリジル、5,6,7,8,9,10−ヘキサヒドロシクロヘプタ[d]ピリミジニル、5,6,7,8,9,10−ヘキサヒドロシクロオクタ[d]ピリダジニル、5,6,7,8,9,10−ヘキサヒドロシクロオクタ[d]ピリジル、イソチアゾリル、インダゾリル、イミダゾリル、インドール、イソインドール、インドリニル、イソインドリニル、イソキノリル、インドリジニル、イソオキサゾリル、5,8−メタノ−5,6,7,8−テトラヒドロキナゾリニル、ナフチリジノニル、1,6−ナフチリジノニル、オキサジアゾリル、2−オキソアゼピニル、オキサゾリル、オキシラニル、5,6,6a,7,8,9,10,10a−オクタヒドロベンゾ[H]キナゾリニル、1−フェニル−1H−ピロリル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、フタロイル、プテリジニル、プリニル、ピロリル、ピラゾリル、ピラゾロ[3,4−d]ピリミジニル、ピリジル、ピリド[3,2−d]ピリミジニル、ピリド[3,4−d]ピリミジニル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピロリル、キナゾリニル、キノキサリニル、キノリル、イソキノリル、テトラヒドロキノリル、5,6,7,8−テトラヒドロキナゾリニル、5,6,7,8−テトラヒドロベンゾ[4,5]チエノ[2,3−d]ピリミジニル、6,7,8,9テトラヒドロ−5H−シクロヘプタ[4,5]チエノ[2,3−d]ピリミジニル、5,6,7,8−テトラヒドロピリド[4,5−c]ピリダジニル、チアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、トリアジニル、チエノ[2,3−d]ピリミジニル、チエノ[3,2−d]ピリミジニル、チエノ[2,3−c]プリジニル及びチオフェニルを含むが、これらに限定されない。
本開示において各種のヒドロキシ保護基を用いることができる。一般的には、保護基は、化学官能性を特定の反応条件に不敏感にすることができ、且つ分子の残りの部分を実質的に損傷することなく分子中の当該官能性に付加する、及びそれから除去することができる。代表的なヒドロキシ保護基は、Beaucageら、Tetrahedron 1992,48,2223〜2311、及びGreeneand Wuts,Protective Groups in Organic Synthesis,Chapter 2,2d ed,John Wiley & Sons,New York,1991に開示されており、引用により、上記文献は、全体として本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態において、保護基は、塩基性条件で安定しているが、酸性条件で除去されることができる。いくつかの実施形態において、本明細書で使用できるヒドロキシ保護基の非排他的実例としては、ジメトキシトリチル(DMT)、モノメトキシトリチル、9−フェニルキサンテン−9−イル(Pixyl)「9−phenylxanthen−9−yl(Pixyl)」及び9−(p−メトキシフェニル)キサンテン−9−イル(Mox)「9−(p−methoxyphenyl)xanthen−9−yl(Mox)」を含む。いくつかの実施形態において、本明細書で使用できるヒドロキシ保護基の非排他的実例としては、Tr(トリチル基)、MMTr(4−メトキシトリチル)、DMTr(4,4’−ジメトキシトリチル)及びTMTr(4,4’,4’’−トリメトキシトリチル)を含む。
「被験体」という用語は、本明細書で用いられる場合、任意の動物、例えば、哺乳動物又は有袋動物を指す。本開示の主題としては、ヒト、非ヒト霊長類(例えば、アカゲザル又は他の種類のマカク属のサル)、マウス、ブタ、ウマ、ロバ、ウシ、ヒツジ、ラット及び任意の種類の家禽を含むが、これらに限定されない。
本明細書で用いられる場合、「治療方法」、「治療」、「軽減」又は「改善」は、ここで互換的に使用されてもよい。これらの用語は、有益な又は所望の結果を得る方法を指し、治療効果を含むが、これに限定されない。「治療効果」は、治療される潜在的障害を根絶又は改善することを意味する。また、治療効果は、患者が依然として潜在的障害の苦痛を受ける可能性があるにもかかわらず、潜在的障害に関連する1又は複数の生理的症状を根絶又は改善することにより、患者に改善が観察されて得られる。
本明細書で用いられる場合、「防止」と「予防」は互換的に使用されてもよい。これらの用語は、有益又は所望の結果を得る方法を指し、予防効果を含むが、これに限定されない。「予防効果」を得るために、当該疾患に対する診断が行っていないかもしれないが、複合体又は組成物を特定の疾患に罹患するリスクのある患者に投与し、又は疾患の1又は複数の病理学的症状が報告された患者に投与することができる。
<修飾二本鎖オリゴヌクレオチド>
1つの側面において、本開示は、遺伝子発現を調節できる二本鎖オリゴヌクレオチドを提供する。
本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドは、基本的な構造単位としてヌクレオチド基を含み、前記ヌクレオチド基がリン酸基、リボース基及び塩基を含むことは、当業者に公知であるので、ここでは説明を省略する。
CN102140458Bには、HBV遺伝子を特異的に抑制するsiRNAが開示されており、当該siRNAの複数種の化学修飾策略を研究している。当該研究によると、異なる修飾策略により、siRNAの安定性、生物活性及び細胞毒性等の指標に全く異なる影響を与えることを見出した。当該研究では、7種類の有効な修飾方法を実証し、未修飾siRNAに比べて、そのうちの1つの修飾方法で得られたsiRNAは、血液安定性を向上させるとともに、未修飾siRNAと基本的に同等の抑制活性を維持する。
本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドは、センス鎖とアンチセンス鎖を含み、前記センス鎖及びアンチセンス鎖の各ヌクレオチドは、いずれも修飾ヌクレオチドであり、前記センス鎖は、ヌクレオチド配列1を含み、前記アンチセンス鎖は、ヌクレオチド配列2を含み、前記ヌクレオチド配列1と前記ヌクレオチド配列2の長さは、いずれも19ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列1と前記ヌクレオチド配列2とは、少なくとも一部で逆相補的に二本鎖領域を形成し、前記ヌクレオチド配列2は、第1のヌクレオチド配列断片と少なくとも一部で逆相補的であり、前記第1のヌクレオチド配列断片は、標的mRNAにおけるヌクレオチド配列断片であり、5’末端から3’末端に向かって、前記ヌクレオチド配列1の第7、8、9位のヌクレオチドがフルオロ修飾ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列1の他の位置の各ヌクレオチドが独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つであり、前記ヌクレオチド配列2の5’末端の1番目のヌクレオチドがアンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列2の第2、6、14、16位のヌクレオチドがフルオロ修飾ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列2の他の位置の各ヌクレオチドが独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つである。本開示の文脈において、「フルオロ修飾ヌクレオチド」とは、ヌクレオチドのリボース基の2’位のヒドロキシ基がフッ素で置換されたヌクレオチドを指し、「非フルオロ修飾ヌクレオチド」とは、ヌクレオチドのリボース基の2’位のヒドロキシ基が非フッ素化基で置換されたヌクレオチド又はヌクレオチドアナログを指す。
「ヌクレオチドアナログ」とは、核酸においてヌクレオチドの代わりとなることができるが、アデニンリボヌクレオチド、グアニンリボヌクレオチド、シトシンリボヌクレオチド、ウラシルリボヌクレオチド又はチミンデオキシリボヌクレオチドと構造が異なる基を指し、例えば、イソヌクレオチド、架橋ヌクレオチド(bridged nucleic acid、BNA)又は非環式ヌクレオチドがある。
いくつかの実施形態において、ヌクレオチド配列2は、第1のヌクレオチド配列断片と基本的に逆相補的、基本的に完全に逆相補的又は完全に逆相補的である。
いくつかの実施形態において、5’末端から3’末端に向かって、前記ヌクレオチド配列2の少なくとも第2〜19位のヌクレオチドは、第1のヌクレオチド配列断片と相補的である。いくつかの具体的な実施形態において、5’末端から3’末端に向かって、前記ヌクレオチド配列2の第1位のヌクレオチドは、A又はUである。
いくつかの実施形態において、前記ヌクレオチド配列1と前記ヌクレオチド配列2は、基本的に逆相補的、基本的に完全に逆相補的又は完全に逆相補的である。
いくつかの実施形態において、前記センス鎖は、ヌクレオチド配列3をさらに含み、前記アンチセンス鎖は、ヌクレオチド配列4をさらに含み、ヌクレオチド配列3とヌクレオチド配列4の各ヌクレオチドは、独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つであり、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4の長さは、それぞれ1〜4ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、長さが等しく、基本的に完全に逆相補的又は完全に逆相補的であり、前記ヌクレオチド配列3は、前記ヌクレオチド配列1の5’末端に結合され、前記ヌクレオチド配列4は、前記ヌクレオチド配列2の3’末端に結合され、前記ヌクレオチド配列4は、第2のヌクレオチド配列断片と基本的に完全に逆相補的又は完全に逆相補的であり、当該第2のヌクレオチド配列断片とは、標的mRNAにおける第1のヌクレオチド配列断片に隣接し、長さが前記ヌクレオチド配列4と同じヌクレオチド配列を指す。
いくつかの実施形態において、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、完全に相補的であり、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、長さがいずれも1ヌクレオチドであり、ヌクレオチド配列4は、第2のヌクレオチド配列断片と完全に逆相補的であり、或いは、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、完全に相補的であり、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、長さがいずれも2ヌクレオチドであり、ヌクレオチド配列4は、第2のヌクレオチド配列断片と完全に逆相補的であり、或いは、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、完全に相補的であり、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、長さがいずれも3ヌクレオチドであり、ヌクレオチド配列4は、第2のヌクレオチド配列断片と完全に逆相補的であり、或いは、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、完全に相補的であり、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、長さがいずれも4ヌクレオチドであり、ヌクレオチド配列4は、第2のヌクレオチド配列断片と完全に逆相補的である。
前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、完全に逆相補的であり、ヌクレオチド配列4は、第2のヌクレオチド配列断片と完全に逆相補的であり、標的mRNAに関連するヌクレオチド配列が決定されると、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4も決定される。
したがって、前記センス鎖又はアンチセンス鎖の長さは、独立して19〜23ヌクレオチドであってもよい。
いくつかの実施形態において、前記二本鎖オリゴヌクレオチドは、ヌクレオチド配列5をさらに含み、前記ヌクレオチド配列5の各ヌクレオチドは、独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つであり、前記ヌクレオチド配列5は、長さが1〜3ヌクレオチドであり、前記アンチセンス鎖の3’末端に結合され、前記アンチセンス鎖の3’オーバーハング末端を構成する。
このように、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖とアンチセンス鎖の長さの比が、19/19、19/20、19/21、19/22、20/20、20/21、20/22、20/23、21/21、21/22、21/23、21/24、22/22、22/23、22/24、22/25、23/23、23/24、23/25又は23/26であってもよい。
いくつかの実施形態において、前記ヌクレオチド配列5の長さは、2ヌクレオチドであり、5’末端から3’末端に向かって、前記ヌクレオチド配列5は、連続した2個のチミンデオキシリボヌクレオチド、連続した2個のウラシルリボヌクレオチドであり、又は第3のヌクレオチド配列断片と完全に逆相補的であり、前記第3の配列断片とは、標的mRNAにおける第1のヌクレオチド配列断片又は第2のヌクレオチド配列断片に隣接し、長さが前記ヌクレオチド配列5に等しいヌクレオチド配列を指す。
したがって、いくつかの実施形態において、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖とアンチセンス鎖の長さの比が19/21又は21/23であり、このとき、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチドは、より良好な標的mRNAサイレンシング活性を有する。
文脈において、フルオロ修飾ヌクレオチドとは、式(101)に示されるように、ヌクレオチドのリボース基の2’位のヒドロキシ基がフッ素で置換されたヌクレオチドを指し、そのうちのBaseは、C、G、A又はUから選択される塩基を表す。
非フルオロ修飾ヌクレオチドとは、ヌクレオチドのリボース基の2’位のヒドロキシ基が非フッ素化基で置換されたヌクレオチド又はヌクレオチドアナログを指す。いくつかの実施形態において、各非フルオロ修飾ヌクレオチドは、ヌクレオチドのリボース基の2’位のヒドロキシ基が非フッ素化基で置換されたヌクレオチド又はヌクレオチドアナログから独立して選択される1つである。
これらのリボース基の2’位のヒドロキシ基が非フッ素化基で置換されたヌクレオチドは、当業者に公知であり、これらのヌクレオチドは、例えば、2’−アルコキシ修飾ヌクレオチド、2’−置換アルコキシ修飾ヌクレオチド、2’−アルキル修飾ヌクレオチド、2’−置換アルキル修飾ヌクレオチド、2’−アミノ修飾ヌクレオチド、2’−置換アミノ修飾ヌクレオチド、2’−デオキシヌクレオチドから選択される1つであってもよい。
いくつかの実施形態において、2’−アルコキシ修飾ヌクレオチドは、式(102)に示される、メトキシ修飾ヌクレオチド(2’−OMe)であってもよい。いくつかの実施形態において、2’−置換アルコキシ修飾ヌクレオチドは、式(103)に示される、2’−O−メトキシエチル修飾ヌクレオチド(2’−MOE)であってもよい。いくつかの実施形態において、2’−アミノ修飾ヌクレオチド(2’−NH2)は、式(104)に示される。いくつかの実施形態において、2’−デオキシヌクレオチド(DNA)は、式(105)に示される。
ヌクレオチドアナログとは、核酸においてヌクレオチドの代わりとなることができるが、アデニンリボヌクレオチド、グアニンリボヌクレオチド、シトシンリボヌクレオチド、ウラシルリボヌクレオチド又はチミンデオキシリボヌクレオチドと構造が異なる基を指す。いくつかの実施形態において、ヌクレオチドアナログは、イソヌクレオチド、架橋ヌクレオチド(bridged nucleic acid、BNA)又は非環式ヌクレオチドであってもよい。
BNAとは、拘束された又は近づけないヌクレオチドを指す。BNAは、五員環、六員環、又は七員環の、「固定された」C3’−エンド糖パッカリングを有する架橋構造を含んでもよい。通常当該橋を当該リボースの2’−、4’−位に導入して2’,4’−BNAヌクレオチド、例えば、式(106)に示されるLNA、式(107)に示されるENA、式(108)に示されるcET BNA等を提供する。
非環式ヌクレオチドとは、ヌクレオチドの糖環が開環された「開環」ヌクレオチド、例えば、式(109)に示されるアンロックド核酸(UNA)、又は式(110)に示されるグリセロール核酸(GNA)を指す。
上記式(109)及び式(110)中、Rは、H、OH又はアルコキシ(O−アルキル)から選択される。
イソヌクレオチドとは、ヌクレオチドにおいて塩基のリボース環における位置が変化した化合物を指し、例えば、式(111)又は(112)に示される、塩基がリボース環の1’−位から2’−位又は3’−位に移行した化合物であってもよい。
上記式(111)〜式(112)の化合物において、Baseは、A、U、G、C又はT等の塩基を表し、Rは、H、OH、F又は上述した非フッ素化基から選択される。
いくつかの実施形態において、ヌクレオチドアナログは、イソヌクレオチド、LNA、ENA、cET、UNA及びGNAから選択される1つである。いくつかの実施形態において、各非フルオロ修飾ヌクレオチドは、いずれもメトキシ修飾ヌクレオチドであり、文脈において、前記メトキシ修飾ヌクレオチドは、リボース基の2’−ヒドロキシ基がメトキシ基で置換されたヌクレオチドを指す。
文脈において、「フルオロ修飾ヌクレオチド」、「2’−フルオロ修飾ヌクレオチド」、「リボース基の2’−ヒドロキシ基がフッ素で置換されたヌクレオチド」及び「2’−フルオロリボース基」は、意味が同じであり、いずれもヌクレオチドの2’−ヒドロキシ基がフッ素で置換された、式(101)に示される構造を有する化合物を指し、「メトキシ修飾ヌクレオチド」、「2’−メトキシ修飾ヌクレオチド」、「リボース基の2’−ヒドロキシ基がメトキシ基で置換されたヌクレオチド」及び「2’−メトキシリボース基」は、意味が同じであり、いずれもヌクレオチドリボース基の2’−ヒドロキシ基がメトキシ基で置換されて式(102)に示される構造を形成するものを指す。
いくつかの実施形態において、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドは、血中のリボヌクレアーゼによる切断に抵抗することにより、核酸の血液安定性を向上させ、核酸により強いヌクレアーゼ加水分解耐性を持たせるとともに、高い標的遺伝子調節活性を維持することができる。
いくつかの実施形態において、本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチドは、動物実験において血漿中安定性と遺伝子発現調節効率の高度なバランスが取られており、かつ、いくつかは、より簡単で、コストがより低い利点をさらに有する。いくつかの例を以下に示す。
5’末端から3’末端に向かって、前記センス鎖において、前記ヌクレオチド配列1の第7、8、9位のヌクレオチドがフルオロ修飾ヌクレオチドであり、前記センス鎖において他の位置のヌクレオチドがメトキシ修飾ヌクレオチドであり、また、前記アンチセンス鎖において、前記ヌクレオチド配列2の第2、6、14、16位のヌクレオチドがフルオロ修飾ヌクレオチドであり、前記アンチセンス鎖において他の位置のヌクレオチドがメトキシ修飾ヌクレオチドである。
いくつかの実施形態において、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドは、他の修飾ヌクレオチド基をさらに含み、前記修飾ヌクレオチド基により、前記二本鎖オリゴヌクレオチドが標的遺伝子発現を調節する機能を明らかに弱める又は喪失させることがない。
現在、本分野では、二本鎖オリゴヌクレオチドの修飾に使用できる複数種の方法があり、以上の文章で言及されたリボース基修飾のほか、骨格修飾(例えば、リン酸基修飾)及び塩基修飾等をさらに含む(例えば、Watts,J.K.,G.F.Deleavey and M.J.Damha,Chemically modified siRNA:tools and applications. Drug Discov Today,2008.13(19−20):p.842〜55を参照し、引用によりその内容が全体として本明細書に組み込まれる)。
いくつかの実施形態において、前記センス鎖と前記アンチセンス鎖において少なくとも1本の一本鎖のリン酸−糖骨格中のリン酸エステル基の少なくとも1つは、修飾基を有するリン酸エステル基である。前記修飾基を有するリン酸エステル基は、リン酸エステル基におけるリン酸ジエステル結合の少なくとも1つの酸素原子が硫黄原子で置換されたチオリン酸エステル基であり、1つの硫黄原子でリン酸ジエステル結合における非架橋酸素原子を置換することで、チオリン酸ジエステル結合でリン酸ジエステル結合を置換し、即ち、2個のヌクレオチド間がチオリン酸エステル基により結合されている、式(121)に示されるチオリン酸(phosphorthioate)構造であってもよい。当該修飾により、二本鎖オリゴヌクレオチドの構造を安定化させ、塩基対合の高い特異性と高い親和力を維持することができる。
いくつかの実施形態において、前記二本鎖オリゴヌクレオチドにおいて、チオリン酸エステル基は、センス鎖又はアンチセンス鎖の任意の一端の1番目のヌクレオチドと2番目のヌクレオチドとの間、センス鎖又はアンチセンス鎖の任意の一端の2番目のヌクレオチドと3番目のヌクレオチドとの間、又はそれらの任意の組合せの少なくとも1つに結合されて存在する。いくつかの実施形態において、チオリン酸エステル基は、センス鎖の5’末端を除く全ての上記位置に結合されて存在する。いくつかの実施形態において、チオリン酸エステル基は、センス鎖の3’末端を除く全ての上記位置に結合されて存在する。いくつかの実施形態において、チオリン酸エステル基は、以下の位置のうち少なくとも一箇所に結合されて存在する。
前記センス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチドと2番目のヌクレオチドとの間、
前記センス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチドと3番目のヌクレオチドとの間、
前記センス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチドと2番目のヌクレオチドとの間、
前記センス鎖の3’末端から2番目のヌクレオチドと3番目のヌクレオチドとの間、
前記アンチセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチドと2番目のヌクレオチドとの間、
前記アンチセンス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチドと3番目のヌクレオチドとの間、
前記アンチセンス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチドと2番目のヌクレオチドとの間、及び
前記アンチセンス鎖の3’末端から2番目のヌクレオチドと3番目のヌクレオチドとの間。
いくつかの実施形態において、前記二本鎖オリゴヌクレオチド分子のアンチセンス鎖配列の5’末端ヌクレオチドは、5’−リン酸ヌクレオチド又は5’−リン酸アナログ修飾ヌクレオチドである。
いくつかの実施形態において、5’−リン酸ヌクレオチドは、式(122)に示される構造を有する。
同時に、慣用の前記5’−リン酸アナログ修飾ヌクレオチドの種類は、当業者に公知であり、例えば、Anastasia Khvorova and Jonathan K. Watts,The chemical evolution of oligonucleotide therapies of clinical utility. Nature Biotechnology,2017,35(3):238〜48には、式(123)から式(126)に示されるヌクレオチドが開示されている。
ただし、Rは、H、OH、F及びメトキシ基からなる群から選択される基を表し、Baseは、A、U、C、G又はTから選択される塩基を表す。
いくつかの実施形態において、5’−リン酸アナログ修飾ヌクレオチドは、式(123)に示される、ビニルリン酸エステル(E−vinylphosphonate、E−VP)を含むヌクレオチド、又は式(125)に示される、チオリン酸エステルを含むヌクレオチドである。
本明細書に開示された修飾手段は、遺伝子発現を調節する各種の二本鎖オリゴヌクレオチドに適用することができる。いくつかの実施形態において、遺伝子発現を抑制又は下方制御する二本鎖オリゴヌクレオチド、例えば、siRNAであってもよく、いくつかの実施形態において、遺伝子発現を活性化又は上方制御する二本鎖オリゴヌクレオチド、例えば、saRNAであってもよい。
本開示の修飾手段を採用した二本鎖オリゴヌクレオチドは、意外に、血液における安定性を向上させ、リソソームにおける安定性を向上させ、オフターゲット効果を低減し、及び/又は、二本鎖オリゴヌクレオチドの活性を向上させることができる。同時に、標的遺伝子発現調節活性は、顕著に低下しておらず、優れた体内抑制効果を示す。
本開示により提供される修飾二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び複合体は、各種の遺伝子の異常発現を調節し、遺伝子の異常発現による各種の病理学的状態又は疾患を治療するために用いることができる。これらの遺伝子は、人体又は動物体内での各種の内因性遺伝子であってもよく、人体又は動物体内で繁殖する病原体遺伝子であってもよい。目的とする標的点mRNAにより特定のヌクレオチド配列及び前記修飾手段を有する二本鎖オリゴヌクレオチドを設計し調製することができる。
本開示のいくつかの実施形態により、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドは、例えば、以下のsiRNAであってもよい。
前記ヌクレオチド配列1は、配列番号1に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号2に示される配列であり、或いは
前記ヌクレオチド配列1は、配列番号3に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号4に示される配列であり、或いは
前記ヌクレオチド配列1は、配列番号5に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号6に示される配列であり、或いは
前記ヌクレオチド配列1は、配列番号7に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号8に示される配列であり、或いは
前記ヌクレオチド配列1は、配列番号9に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号10に示される配列であり、或いは
前記ヌクレオチド配列1は、配列番号11に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号12に示される配列であり、或いは
前記ヌクレオチド配列1は、配列番号13に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号14に示される配列である。
5’−CmCmUmUmGmAmGfGfCfAmUmAmCmUmUmCmAmAmAm−3’(配列番号1)
5’−UmUfUmGmAmAfGmUmAmUmGmCmCmUfCmAfAmGmGm−3’(配列番号2)
5’−UmGmCmUmAmUmGfCfCfUmCmAmUmCmUmUmCmUmAm−3’(配列番号3)
5’−UmAfGmAmAmGfAmUmGmAmGmGmCmAfUmAfGmCmAm−3’(配列番号4)
5’−UmCmUmGmUmGmCfCfUfUmCmUmCmAmUmCmUmGmAm−3’(配列番号5)
5’−UmCfAmGmAmUfGmAmGmAmAmGmGmCfAmCfAmGmAm−3’(配列番号6)
5’−CmGmUmGmUmGmCfAfCfUmUmCmGmCmUmUmCmAmAm−3’(配列番号7)
5’−UmUfGmAmAmGfCmGmAmAmGmUmGmCfAmCfAmCmGm−3’(配列番号8)
5’−GmAmAmAmGmUmAfUfGfUmCmAmAmCmGmAmAmUmAm−3’(配列番号9)
5’−UmAfUmUmCmGfUmUmGmAmCmAmUmAfCmUfUmUmCm−3’(配列番号10)
5’−CmCmAmAmGmAmGfCfAfCmCmAmAmGmAmAmCmUmAm−3’(配列番号11)
5’−UmAfGmUmUmCfUmUmGmGmUmGmCmUfCmUfUmGmGm−3’(配列番号12)
5’−CmAmAmUmAmAmAfGfCfUmGmGmAmCmAmAmGmAmAm−3’(配列番号13)
5’−UmUfCmUmUmGfUmCmCmAmGmCmUmUfUmAfUmUmGm−3’(配列番号14)
ただし、大文字C、G、U、Aはヌクレオチドの塩基配列を表し、小文字mは、当該文字mの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−メトキシ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字fは、当該文字fの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−フルオロ修飾ヌクレオチドであることを表す。
本開示のいくつかの実施形態により、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドは、例えば、表1A〜1Fに示すsiRNAであってもよい。
[表1]
いくつかの実施形態におけるsiRNA配列
S:センス鎖、AS:アンチセンス鎖
ただし、大文字C、G、U、Aはヌクレオチドの塩基配列を表し、小文字mは、当該文字mの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−メトキシ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字fは、当該文字fの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−フルオロ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字sは、当該文字sの左右に隣接する2個のヌクレオチド間がチオリン酸エステル基により結合されていることを表し、P1は、当該P1の右側に隣接する1つのヌクレオチドが5’−リン酸ヌクレオチド又は5’−リン酸アナログ修飾ヌクレオチドであることを表し、いくつかの実施形態において、ビニルリン酸エステル修飾ヌクレオチド(以下の実施例においてVPで表される)、5’−リン酸修飾ヌクレオチド(以下の実施例においてPで表される)又はチオリン酸エステル修飾ヌクレオチド(以下の実施例においてPsで表される)である。
当業者であれば明らかに知っているように、本分野における通常の二本鎖オリゴヌクレオチド調製方法(例えば、固相合成方法及び液相合成方法)により本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチドを得ることができる。ここで、固相合成は、既に商用カスタマイズサービスが行われている。対応する修飾を有するヌクレオチドモノマーを用いることにより修飾ヌクレオチド基を本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチドに導入することができ、対応する修飾を有するヌクレオチドモノマーを調製する方法、及び修飾ヌクレオチド基を二本鎖オリゴヌクレオチドに導入する方法も、当業者によく知られている。
本開示により提供される修飾二本鎖オリゴヌクレオチドは、単独で用いられてもよいし、薬学的に許容可能な担体と薬物組成物を形成してもよいし、複合分子と結合して複合体を形成してもよいし、他の形式であってもよい。前記二本鎖オリゴヌクレオチド、前記薬物組成物又は複合体の有効量を細胞と接触し、目的遺伝子の発現を調節し、或いは、前記二本鎖オリゴヌクレオチド、前記薬物組成物又は複合体を被験体に投与し、目的遺伝子の発現を調節し、目的遺伝子の異常発現による病理学的状態又は疾患の治療を達成する。
適切な担体と薬物組成物を形成したり、適切な複合分子と複合体を形成することにより、さらに本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドの血液安定性を改善し、その標的性を向上させ、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドの体内送達問題等を解決することができる。二本鎖オリゴヌクレオチドに対しては、標的性を付与又は向上できる担体又は複合分子は、二本鎖オリゴヌクレオチドの目的遺伝子発現を調節する効率を大幅に向上させるとともに、潜在的副作用を低下させるため、十分に有利である。さらに、標的性担体又は複合分子を導入した後、二本鎖オリゴヌクレオチドは、さらに、標的部位で作用できることが必要であり、即ち、担体又は複合分子の包み込み/複合は、二本鎖オリゴヌクレオチド自体の活性に影響してはならない(例えば、二本鎖オリゴヌクレオチドがsiRNAである場合に、siRNAを細胞内に取り込むRNAi機構、即ち、RISCコンプレックスに影響してはならない)。また、これらの標的担体又は複合分子には、さらに、良好な生体適合性及びできるだけ低い毒性を有することが求められる。
前記薬物組成物は、体の各部位に系統的に分布してもよいし、又は体の特定の部位に特異的に富化してもよい。前記複合体は、一般的に標的性を有し、標的遺伝子の人体、動物体内での発現分布により複合分子の種類を相応に変更し、前記二本鎖オリゴヌクレオチドを関連部位に送達する目的を達成することができ、例えば、複合分子は、肝臓、肺、腎臓又は癌細胞を標的する複合分子であってもよい。
いくつかの実施形態において、本開示は、上記修飾二本鎖オリゴヌクレオチド及び薬学的に許容可能な担体を含む薬物組成物をさらに提供する。薬学的に許容可能な担体は、いかなる使用可能な担体であってもよい。
いくつかの実施形態において、本開示は、上記修飾二本鎖オリゴヌクレオチド及び当該二本鎖オリゴヌクレオチドに複合して結合されるリガンドを含むオリゴヌクレオチド複合体をさらに提供する。標的遺伝子の発現分布により、異なる複合分子を用い、二本鎖オリゴヌクレオチドを異なる臓器又は細胞に送達することができる。例えば、後述する複合分子は、前記二本鎖オリゴヌクレオチドを肝臓に送達し、目的肝臓に発現する内因性遺伝子又は肝臓で繁殖する病原体遺伝子の発現を調節し、肝臓に発現する内因性遺伝子又は肝臓で繁殖する病原体遺伝子の異常発現による病理学的状態又は疾患を治療する目的の達成に適する。
いくつかの実施形態において、本開示は、当該二本鎖オリゴヌクレオチド、上述した二本鎖オリゴヌクレオチドを含む薬物組成物、又は上記オリゴヌクレオチド複合体の、遺伝子の過剰発現による病理学的状態又は疾患の治療及び/又は予防のための薬物の調製における使用を提供する。
いくつかの実施形態において、本開示は、被験体に上記二本鎖オリゴヌクレオチド、上記薬物組成物又は上記オリゴヌクレオチド複合体の有効量を投与することを含む、遺伝子の異常発現による病理学的状態又は疾患の治療方法を提供する。
いくつかの実施形態において、本開示は、上記二本鎖オリゴヌクレオチド、上記薬物組成物又は上記オリゴヌクレオチド複合体の有効量を、上述した当該遺伝子を発現する細胞と接触させることを含む、遺伝子発現の調節方法を提供する。いくつかの実施形態において、前記異常発現は、過剰発現であり、これに応じて、前記調節は、前記過剰発現に対する抑制である。
いくつかの実施形態において、上記二本鎖オリゴヌクレオチド、上記薬物組成物又は上記オリゴヌクレオチド複合体は、肝臓に発現する遺伝子の調節、又は肝細胞における遺伝子の異常発現による病理学的状態又は疾患の治療において、予期しない安定性と活性を示す。肝臓に発現する遺伝子としては、ApoB、ApoC、ANGPTL3、PCSK9、SCD1、TIMP−1、Col1A1、FVII、STAT3、p53、HBV、HCV等の遺伝子を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、前記特定の遺伝子は、B型肝炎ウイルス遺伝子、アンジオポエチン様タンパク質3遺伝子又はアポリポタンパクC3遺伝子から選択される。これに応じて、前記疾患は、慢性肝疾患、肝炎、肝線維性疾患、肝過形成性疾患及び脂質異常から選択される。いくつかの実施形態において、前記脂質異常は、高コレステロール血症、高トリグリセリド血症又はアテローム性動脈硬化である。
いくつかの実施形態において、上記二本鎖オリゴヌクレオチド、上記薬物組成物又は上記オリゴヌクレオチド複合体は、不要な細胞増殖を特徴とする疾患、血液疾患、代謝性疾患、及び炎症を特徴とする疾患を含む他の肝臓疾患の治療に用いることもできる。肝臓の増殖性疾患は、良性又は悪性疾患、例えば、癌、肝細胞癌(HCC)、肝転移又は肝芽腫であってもよい。肝臓血液学的又は炎症性疾患は、血液凝固因子、補体媒介炎症又は線維化に関する疾患であってもよい。肝臓の代謝性疾患は、脂質異常及びグルコースの調節の不規則性を含む。
本開示は、上記二本鎖オリゴヌクレオチド、上記薬物組成物又は上記オリゴヌクレオチド複合体を含むキットをさらに提供する。
以下に薬物組成物及びオリゴヌクレオチド複合体に関する記載は、前述した、遺伝子の発現を調節できることに適する二本鎖オリゴヌクレオチドに基づく。しかし、当該記載において薬学的に許容可能な担体及び薬物複合体におけるリガンドに関する記載は、同様に、前記修飾二本鎖オリゴヌクレオチドを全身に投与する場合と、前記二本鎖オリゴヌクレオチドを標的臓器又は組織、特に肝臓に送達し、目的とする標的臓器若しくは組織に発現する内因性遺伝子又は標的臓器若しくは組織で繁殖する病原体遺伝子の発現を調節する場合に適する。
<薬物組成物>
1つの側面において、本開示は、活性成分として上述した二本鎖オリゴヌクレオチドと、薬学的に許容可能な担体を含む薬物組成物を提供する。
前記薬学的に許容可能な担体は、二本鎖オリゴヌクレオチド投与分野で通常用いられる担体であってもよく、例えば、磁性ナノ粒子(magnetic nanoparticles、例えば、Fe又はFeに基づくナノ粒子)、カーボンナノチューブ(carbon nanotubes)、メソポーラスシリコン(mesoporous silicon)、リン酸カルシウムナノ粒子(calcium phosphate nanoparticles)、ポリエチレンイミン(polyethylenimine、PEI)、ポリアミドアミンデンドリマー(polyamidoamine (PAMAM) dendrimer)、ポリリジン(poly(L−lysine)、PLL)、キトサン(chitosan)、1,2−ジオレオイル−3−トリメチルアンモニウムプロパン(1,2−dioleoyl−3−trimethylammonium−propane、DOTAP)、ポリD−又はL−乳酸/グリコール酸共重合体(poly(D&L−lactic/glycolic acid)copolymer、PLGA)、ポリ(アミノエチルエチレンリン酸エステル)(poly(2−aminoethyl ethylene phosphate)、PPEEA)及びポリ(N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート)(poly(2−dimethylaminoethyl methacrylate)、PDMAEMA)並びにこれらの誘導体の1又は複数があるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態において、前記薬物組成物における二本鎖オリゴヌクレオチド及び薬学的に許容可能な担体の含有量に対して特段の要件はないが、いくつかの実施形態においては、二本鎖オリゴヌクレオチドと薬学的に許容可能な担体との重量比が、1:(1〜500)であってもよい。いくつかの具体的な実施形態においては、上記重量比が1:(1〜50)である。
いくつかの実施形態において、前記薬物組成物には、薬学的に許容できる他の添加剤が含まれてもよく、当該添加剤は、本分野で通常採用される各種の製剤又は化合物の1種又は複数種であってもよい。例えば、前記薬学的に許容できる他の添加剤は、pH緩衝液、保護剤及び浸透圧調節剤の少なくとも1種を含んでもよい。
前記pH緩衝液は、pH7.5〜8.5のトリスヒドロキシメチルアミノメタン塩酸塩緩衝液(tris(hydroxymethyl) aminomethane hydrochloride buffer)及び/又はpH5.5〜8.5のリン酸塩緩衝液であってもよく、例えば、pH5.5〜8.5のリン酸塩緩衝液であってもよい。
前記保護剤は、イノシトール、ソルビトール、スクロース、トレハロース、マンノース、マルトース、ラクトース及びグルコースの少なくとも1種であってもよい。前記薬物組成物の全重量を基準とし、前記保護剤の含有量は0.01〜30重量%であってもよい。
前記浸透圧調節剤は、塩化ナトリウム及び/又は塩化カリウムであってもよい。前記浸透圧調節剤の含有量は、前記薬物組成物の浸透圧が200〜700ミリオスモル/キログラムとなるように決定される。所望の浸透圧により、当業者は、前記浸透圧調節剤の含有量を容易に決定することができる。
いくつかの実施形態において、前記薬物組成物は、注射液等の液体製剤であってもよく、凍結乾燥粉末注射剤として、投与時に液体添加剤と混合し、液体製剤としてもよい。前記液体製剤は、皮下、筋肉又は静脈注射投与に用いることができるが、これらに限定されず、噴霧により肺に投与し、或いは、噴霧により肺を通して他の臓器組織(例えば、肝臓)に投与することもできるが、これらに限定されない。いくつかの具体的な実施形態において、前記薬物組成物は、静脈注射投与に用いられる。
いくつかの実施形態において、前記薬物組成物は、リポソーム製剤の形式であってもよい。いくつかの実施形態において、前記リポソーム製剤に用いられる薬学的に許容可能な担体は、アミン含有トランスフェクション化合物(以下、有機アミンともいう)、補助脂質及び/又はポリエチレングリコール(PEG)化脂質を含む。ここで、前記有機アミン、補助脂質及びPEG化脂質は、CN1033113A(引用によりその全体を本明細書に組み込む)に記載されたアミン含有トランスフェクション化合物又はその薬学的に許容できる塩又は誘導体、補助脂質及びPEG化脂質からそれぞれ選択される1種又は複数種であってもよい。
いくつかの実施形態において、前記有機アミンは、CN1033113Aに記載された式(201)に示される化合物又はその薬学的に許容できる塩であってもよい。
式中、
101及びX102はそれぞれ独立してO、S、N−A又はC−Aであり、Aは水素又はC−C20炭化水素鎖であり、
Y及びZはそれぞれ独立してC=O、C=S、S=O、CH−OH又はSOであり、
101、R102、R103、R104、R105、R106及びR107はそれぞれ独立して水素、環式又は非環式の、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖脂肪族基、環式又は非環式の、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖ヘテロ脂肪族基、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖アシル基、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖アリール基、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖ヘテロアリール基であり、
Xが1〜10の整数であり、
nが1〜3の整数であり、mが0〜20の整数であり、pが0又は1であり、ここで、m及びpがいずれも0である場合、R102は水素であり、
n又はmの少なくとも1つが2である場合、R103と式(201)における窒素とが、式(202)又は式(203)に示される構造を形成する。
式中、g、e及びfはそれぞれ独立して1〜6の整数であり、「HCC」は炭化水素鎖を表し、各Nは式(201)に示す窒素原子を表す。
いくつかの実施形態において、R103はポリアミンである。他の実施形態において、R103はケタールである。いくつかの実施形態において、式(201)におけるR101及びR102のそれぞれは、独立して、任意に置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖アルキル又はアルケニルであり、前記アルキル又はアルケニルは、3〜約20個の炭素原子、例えば、8〜約18個の炭素原子、及び0〜4個の二重結合、例えば、0〜2個の二重結合を有する。
いくつかの実施形態において、n及びmのそれぞれが独立して1又は3の値である場合、R103は、下記式(204)〜式(213)のいずれか1つであってもよい。
式(204)〜式(213)中、各「HCC」は炭化水素鎖を表し、各はR103と式(201)における窒素原子との結合可能点を示し、任意の位置上の各Hは、式(201)における窒素原子との結合を実現するために置換されてもよい。
ここで、式(201)に示される化合物は、CN1033113Aの記載により調製されてもよい。
いくつかの具体的な実施形態において、前記有機アミンは、式(214)に示される有機アミン及び/又は式(215)に示される有機アミンである。
前記補助脂質は、コレステロール、コレステロールのアナログ及び/又はコレステロールの誘導体であり、
前記PEG化脂質は、1,2−ジパルミトアミド−sn−グリセロ−3−ホスファチジルエタノールアミン−N−[メトキシ(ポリエチレングリコール)]−2000である。
いくつかの実施形態において、前記薬物組成物において、前記有機アミン、前記補助脂質及び前記PEG化脂質のモル比は(19.7〜80):(19.7〜80):(0.3〜50)であり、例えば、(50〜70):(20〜40):(3〜20)であってもよい。
いくつかの実施形態において、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドと上記アミン含有トランスフェクション試薬により形成された薬物組成物粒子は、約30nm〜約200nmの平均径を有し、一般に約40nm〜約135nmであり、より一般的には、当該リポソーム粒子の平均径は、約50nm〜約120nm、約50nm〜約100nm、約60nm〜約90nm又は約70nm〜約90nmであり、例えば、当該リポソーム粒子の平均径は、約30、40、50、60、70、75、80、85、90、100、110、120、130、140、150又は160nmである。
いくつかの実施形態において、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドと上記アミン含有トランスフェクション試薬により形成された薬物組成物において、二本鎖オリゴヌクレオチドと全脂質(例えば有機アミン、補助脂質及び/又はPEG化脂質)の重量比(重量/重量比)は、約1:1〜約1:50、約1:1〜約1:30、約1:3〜約1:20、約1:4〜約1:18、約1:5〜約1:17、約1:5〜約1:15、約1:5〜約1:12、約1:6〜約1:12又は約1:6〜約1:10の範囲内にあり、例えば、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドと全脂質の重量比は約1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11,1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17又は1:18である。
いくつかの実施形態において、前記薬物組成物は、市販時に各成分が独立して存在してもよく、使用時に液体製剤として存在してもよい。いくつかの実施形態において、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチドと上記薬学的に許容可能な担体により形成された薬物組成物は、既知の各種の方法に従い調製されてもよく、従来の二本鎖オリゴヌクレオチドの代わりに本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチドを用いればよい。いくつかの具体的な実施形態において、以下の方法に従い調製されてもよい。
有機アミン、補助脂質及びPEG化脂質を上記モル比でアルコールに懸濁させ均一に混合して脂質溶液を得る。アルコールの用量は、得られた脂質溶液の総質量濃度が2〜25mg/mL、例えば、8〜18mg/mLとなるように決定される。前記アルコールは、薬学的に許容できるアルコール、例えば、エタノール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、グリセリン、ポリエチレングリコール200、ポリエチレングリコール300、ポリエチレングリコール400など、室温付近で液体であるアルコールから選択される1種又は複数種であり、例えばエタノールであってもよい。
本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチドを緩衝塩溶液に溶解し、二本鎖オリゴヌクレオチド水溶液を得る。緩衝塩溶液の濃度が0.05〜0.5Mであり、例えば、0.1〜0.2Mであってもよく、緩衝塩溶液のpHを4.0〜5.5に調節し、例えば、5.0〜5.2であってもよく、緩衝塩溶液の用量は、二本鎖オリゴヌクレオチドの濃度が0.6mg/mL以下、例えば、0.2〜0.4mg/mLとなるように決定される。前記緩衝塩は、可溶性酢酸塩、可溶性クエン酸塩から選択される1種又は複数種であり、例えば、酢酸ナトリウム及び/又は酢酸カリウムであってもよい。
脂質溶液と二本鎖オリゴヌクレオチド水溶液を混合した後、得られた生成物を40〜60℃で少なくとも2分間、例えば、5〜30分間培養し、培養したリポソーム製剤を得る。脂質溶液と二本鎖オリゴヌクレオチド水溶液の体積比は1:(2〜5)、例えば、1:4であってよい。
培養したリポソーム製剤を濃縮又は希釈し、不純物を除去し、除菌し、本開示により提供される薬物組成物を得る。その物理化学的パラメーターとしては、pHが6.5〜8であり、封入効率が80%以上であり、粒子径が40〜200nmであり、多分散指数が0.30以下であり、浸透圧が250〜400mOsm/kgであり、例えば、物理化学的パラメーターとしては、pHが7.2〜7.6、封入効率が90%以上、粒子径が60〜100nm、多分散指数が0.20以下、浸透圧が300〜400mOsm/kgであってもよい。
ここで、濃縮又は希釈は、不純物を除去する前、不純物を除去した後又は同時に行われてもよい。不純物を除去する方法としては、従来の各種の方法を採用してもよく、例えば、タンジェンシャルフロー系、中空糸カラムを用い、100KDaの条件で限外濾過し、限外濾過交換溶液をpH7.4のリン酸塩緩衝液(PBS)としてもよい。除菌方法としては、従来の各種の方法を採用してもよく、例えば、0.22μmのフィルターで濾過して除菌してもよい。
<オリゴヌクレオチド複合体>
1つの側面において、本開示は、上記二本鎖オリゴヌクレオチド及び当該二本鎖オリゴヌクレオチドに結合される複合基を含むオリゴヌクレオチド複合体を提供する。
本開示の文脈において、特に説明がない限り、「複合」とは、それぞれ特定の機能を有する2つ以上の化学部分間が共有結合的に互いに結合することを指し、これに応じて、「複合体」とは、当該各化学部分間が共有結合的に結合することにより形成された化合物を指す。さらには、「オリゴヌクレオチド複合体」は、特定の機能を有する1又は複数の化学部分が二本鎖オリゴヌクレオチドに共有結合的に結合して形成された化合物を表す。以下に、本開示のオリゴヌクレオチド複合体を単に「複合体」ということもある。より具体的には、本開示の文脈において、「複合分子」は、反応させることにより二本鎖オリゴヌクレオチドに複合され、最終的に本開示のオリゴヌクレオチド複合体を形成することができる特定の化合物であると理解すべきである。前記リガンドの種類と結合方法は、当業者に公知であり、その作用として、一般的に標的細胞表面の特異的受容体と結合し、リガンドに結合される二本鎖オリゴヌクレオチドの標的細胞への送達を媒介する。
一般的には、前記複合基は、薬学的に許容できる少なくとも1つの標的基及び任意のリンカー(linker)を含み、前記二本鎖オリゴヌクレオチド、前記リンカー及び前記標的基は順に結合されている。1つの実施形態において、前記標的基が1〜6個である。1つの実施形態において、前記標的基が2〜4個である。前記二本鎖オリゴヌクレオチド分子は、前記複合基に非共有結合的又は共有結合的に複合されてもよく、例えば、前記複合基に共有結合的に複合されてもよい。二本鎖オリゴヌクレオチドと複合基との複合部位は、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’端又は5’端にあってもよく、アンチセンス鎖の5’端にあってもよく、二本鎖オリゴヌクレオチドの内部配列にあってもよい。いくつかの具体的な実施形態において、前記二本鎖オリゴヌクレオチドと複合基との複合部位は、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’末端にある。
いくつかの実施形態において、前記複合基は、ヌクレオチドのリン酸基、2’−位のヒドロキシ基又は塩基に結合されてもよい。いくつかの実施形態において、前記複合基は、3’−位のヒドロキシ基に結合されてもよく、この場合、ヌクレオチド間が2’−5’リン酸ジエステル結合により結合されている。複合基は、二本鎖オリゴヌクレオチド鎖の末端に結合される場合、通常ヌクレオチドのリン酸基に結合され、二本鎖オリゴヌクレオチドの内部配列に結合される場合、通常リボース糖環或いは塩基に結合される。各種の結合方法については、Muthiah Manoharan et.al. siRNA conjugates carrying sequentially assembled trivalent N−acetylgalactosamine linked through nucleosides elicit robust gene silencing in vivo in hepatocytes. ACS Chemical biology,2015,10 (5):1181〜7.を参照することができる。
いくつかの実施形態において、前記二本鎖オリゴヌクレオチドと複合基との間が酸不安定又は還元可能な化学結合により結合されてもよく、細胞エンドソームの酸性環境で、これらの化学結合が分解され、二本鎖オリゴヌクレオチドが遊離状態になることができる。分解できない複合方法については、複合基は、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖に結合され、複合による二本鎖オリゴヌクレオチド活性への影響をできるだけ低下させることができる。
標的基は、適切なリンカーを介して二本鎖オリゴヌクレオチド分子に結合されてもよく、当業者は、標的基の具体的な種類により適切なリンカーを選択することができる。これらのリンカー、標的基の種類及び二本鎖オリゴヌクレオチドへの結合方法については、WO2015006740A2の開示内容を参照してもよく、引用によりその内容が全体として本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態において、前記標的基がN−アセチルガラクトサミンである場合、適切なリンカーは、式(301)に示される構造であってもよい。
式中、kは1〜3の整数であり、
は、式(302)に示される構造を有するアミド結合を含む鎖状部であり、各前記Lは、その両端でそれぞれ1つの前記標的基及び前記L部にエーテル結合により結合される。
は、式(303)に示される構造を有するN−アシルピロリジンを含む鎖状部であり、前記鎖状部は、その一端にカルボニル基を有し、前記L部にアミド結合により結合され、他端に酸素基を有し、前記二本鎖オリゴヌクレオチドにリン酸エステル結合により結合される。
は、ヒドロキシメチルアミノメタン、ジヒドロキシメチルアミノメタン又はトリヒドロキシメチルアミノメタンに基づく2〜4価のリンカー基であり、前記Lは、酸素原子を介してエーテル結合により各前記LA部に結合されるとともに、窒素原子を介してアミド結合により前記L部に結合される。
いくつかの実施形態において、n=3であり、Lがトリヒドロキシメチルアミノメタンに基づく4価のリンカー基である場合、リンカーとしての−(Lトリヒドロキシメチルアミノメタン−L−によりN−アセチルガラクトサミン分子と二本鎖オリゴヌクレオチド分子を結合して形成されたオリゴヌクレオチド複合体は、その構造が以下の式(304)に示される。
式中、二重螺旋構造は二本鎖オリゴヌクレオチドを表す。
同様に、二本鎖オリゴヌクレオチドと複合基との複合部位は、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’端又は5’端にあってもよく、アンチセンス鎖の5’端にあってもよく、二本鎖オリゴヌクレオチドの内部配列にあってもよい。
いくつかの具体的な実施形態において、本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’末端は、リンカー−(Lトリヒドロキシメチルアミノメタン−L−により3個のN−アセチルガラクトサミン(GalNAc)分子に共有結合的に複合され、二本鎖オリゴヌクレオチド分子とGalNAc分子のモル比が1:3である、構造が以下の式(305)に示されるオリゴヌクレオチド複合体(以下、(GalNAc)−Nuともいう)を得る。
式中、二重螺旋構造は前記二本鎖オリゴヌクレオチドを表し、
前記リンカーは前記二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’末端に結合される。
いくつかの実施形態において、前記標的基がN−アセチルガラクトサミンである場合、適切なリンカーは、式(306)に示される構造であってもよい。
式中、lは0〜3の整数であり、
は、リンカーにおいてエーテル結合により標的基に結合される部位を表し、
は、リンカーにおいてリン酸エステル結合により二本鎖オリゴヌクレオチドに結合される部位を表す。
いくつかの具体的な実施形態において、l=2である場合、前記オリゴヌクレオチド複合体は、式(307)に示される構造を有する。
式中、二重螺旋構造は前記二本鎖オリゴヌクレオチドを表し、
前記リンカーは前記二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’末端に結合される。
上記複合体は、従来技術において既に詳しく記載された方法により合成されてもよい。例えば、WO2015006740A2には、複数種の複合体の調製が詳しく記載されている。また、WO20140255A1には、式(305)に示される構造の調製方法が記載されている。さらに、Rajeevら、ChemBioChem 2015,16,903−908に式(307)に示される構造の調製方法を記載した。
いくつかの実施形態において、前記複合体は、式(308)に示される構造を有する。
式中、n1は、1〜3から選択される整数であり、n3は、0〜4から選択される整数であり、
m1、m2及びm3は独立して、2〜10から選択される整数であり、
10、R11、R12、R13、R14及びR15は、それぞれ独立して、Hであり、又はC−C10アルキル基、C−C10ハロゲン化アルキル基及びC−C10アルコキシ基からなる群から選択され、
は式A59に示される構造の基である。
式中、EはOH、SH又はBHであり、Nuは二本鎖オリゴヌクレオチドである。
は、長さ1〜20の炭素原子の直鎖アルキレン基であり、1又は複数の炭素原子は、C(O)、NH、O、S、CH=N、S(O)、C−C10アルケニレン基、C−C10アルキニレン基、C−C10アリーレン基、C−C18ヘテロシクリレン基及びC−C10ヘテロアリーレン基からなる群から選択される1又は複数で任意に置換され、Rは、C−C10アルキル基、C−C10アリール基、C−C10ヘテロアリール基、C−C10ハロゲン化アルキル基、−OC−C10アルキル基、−OC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−OH、−OC−C10ハロゲン化アルキル基、−SC−C10アルキル基、−SC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−SH、−SC−C10ハロゲン化アルキル基、ハロゲン置換基、−OH、−SH、−NH、−C−C10アルキル−NH、−N(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−NH(C−C10アルキル基)、シアノ基、ニトロ基、−CO2H、−C(O)O(C−C10アルキル基)、−CON(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−CONH(C−C10アルキル基)、−CONH、−NHC(O)(C−C10アルキル基)、−NHC(O)(フェニル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(C−C10アルキル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(フェニル基)、−C(O)C−C10アルキル基、−C(O)C−C10アルキルフェニル基、−C(O)C−C10ハロアルキル基、−OC(O)C−C10アルキル基、−SO(C−C10アルキル基)、−SO(フェニル基)、−SO(C−C10ハロゲン化アルキル基)、−SONH、−SONH(C−C10アルキル基)、−SONH(フェニル基)、−NHSO(C−C10アルキル基)、−NHSO(フェニル基)及び−NHSO(C−C10ハロゲン化アルキル基)からなる群のいずれか1つ又は複数の置換基を任意に有してもよい。
各Lは、長さ1〜70の炭素原子の直鎖アルキレン基であり、1又は複数の炭素原子は、C(O)、NH、O、S、CH=N、S(O)、C−C10アルケニレン基、C−C10アルキニレン基、C−C10アリーレン基、C−C18ヘテロシクリレン基及びC−C10ヘテロアリーレン基からなる群から選択される1又は複数で任意に置換され、Lは、C−C10アルキル基、C−C10アリール基、C−C10ヘテロアリール基、C−C10ハロゲン化アルキル基、−OC−C10アルキル基、−OC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−OH、−OC−C10ハロゲン化アルキル基、−SC−C10アルキル基、−SC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−SH、−SC−C10ハロゲン化アルキル基、ハロゲン置換基、−OH、−SH、−NH、−C−C10アルキル−NH、−N(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−NH(C−C10アルキル基)、シアノ基、ニトロ基、−COH、−C(O)O(C−C10アルキル基)、−CON(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−CONH(C−C10アルキル基)、−CONH、−NHC(O)(C−C10アルキル基)、−NHC(O)(フェニル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(C−C10アルキル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(フェニル基)、−C(O)C−C10アルキル基、−C(O)C−C10アルキルフェニル基、−C(O)C−C10ハロアルキル基、−OC(O)C−C10アルキル基、−SO(C−C10アルキル基)、−SO(フェニル基)、−SO(C−C10ハロゲン化アルキル基)、−SONH、−SONH(C−C10アルキル基)、−SONH(フェニル基)、−NHSO(C−C10アルキル基)、−NHSO(フェニル基)及び−NHSO(C−C10ハロゲン化アルキル基)からなる群のいずれか1つ又は複数の置換基を任意に有してもよい。Mは標的基を表す。
いくつかの実施形態において、Lは、A1〜A26の基又はその任意の組合せからなる群から選択されてもよく、A1〜A26の構造と定義は以下のとおりである。
ただし、j1は1〜20の整数であり、j2は1〜20の整数であり、
R’はC−C10のアルキル基であり、
Raは、式A27〜A45の基から選択される1つである。
RbはC−C10のアルキル基であり、
は、基が分子の残りの部分に結合される部位を表す。
便宜上、Lは、線形アルキル基として定義されるが、例えば上述の取替及び/又は置換によって生じるアミンやアルケニル基で、線形基ではない、又は名称が異なる可能性があることは、当業者に理解される。本開示内容の目的のために、Lの長さは、2つの結合点を結合する鎖における原子数である。この目的のために、前記直鎖アルキレンの炭素原子を置換して得られた環(例えば、ヘテロシクリレン又はヘテロアリーレン)を、1個の原子とする。
いくつかの実施形態において、前記薬学的に許容できる標的基は、二本鎖オリゴヌクレオチド投与分野で通常用いられるリガンド、例えば、WO2009082607A2に記載された各種のリガンドであってもよく、引用によりその開示内容が全体として本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態において、前記各リガンドは、細胞表面の受容体と結合できるリガンドから独立して選択される。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのリガンドは、肝細胞表面の受容体と結合できるリガンドである。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのリガンドは、哺乳動物の肝細胞表面の受容体と結合できるリガンドである。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのリガンドは、ヒト肝細胞表面の受容体と結合できるリガンドである。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのリガンドは、肝表面のアシアロ糖タンパク質受容体(ASGPR)と結合できるリガンドである。これらのリガンドの種類は、当業者に公知であり、その作用として、一般的に標的細胞表面の特異的受容体と結合し、リガンドに結合される二本鎖オリゴヌクレオチドの標的細胞への送達を媒介する。
いくつかの実施形態において、前記薬学的に許容できる標的基は、哺乳動物の肝細胞表面におけるアシアロ糖タンパク質受容体(ASGPR)と結合するいずれか1種のリガンドであってもよい。1つの実施形態において、各リガンドは、独立してアシアロ糖タンパク質、例えば、アシアロオロソムコイド(asialoorosomucoid、ASOR)又はアシアロフェチュイン(asialofetuin、ASF)である。
いくつかの実施形態において、前記薬学的に許容できる標的基は、コレステロール、胆汁酸、ビタミン(例えば、トコフェロール)、鎖長が異なる脂質分子等の親油性分子と、ポリエチレングリコール等のポリマーと、膜透過性ペプチド等のポリペプチドと、アプタマーと、抗体と、量子ドットと、ラクトース、ポリラクトース、マンノース、ガラクトース、N−アセチルガラクトサミン(GalNAc)等の糖類と、葉酸(folate)と、アシアロ糖タンパク質、アシアロ糖残基、リポタンパク(例えば、高比重リポタンパク、低比重リポタンパク等)、グルカゴン、神経伝達物質(例えば、アドレナリン)、成長因子、トランスフェリン等の肝実質細胞に発現する受容体リガンド等の標的分子又はその誘導体により形成されたリガンドから選択される1種又は複数種てあってよい。
1つの実施形態において、前記リガンドは、糖又は糖の誘導体である。
いくつかの実施形態において、少なくとも1つのリガンドは糖である。いくつかの実施形態において、各リガンドはいずれも糖である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのリガンドは、単糖、多糖、修飾単糖、修飾多糖又は糖誘導体である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの前記リガンドは、単糖、二糖又は三糖であってもよい。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのリガンドは修飾糖である。いくつかの実施形態において、各リガンドは、いずれも修飾糖である。いくつかの実施形態において、各リガンドは、いずれも独立して多糖、修飾多糖、単糖、修飾単糖、多糖誘導体又は単糖誘導体から選択される。いくつかの実施形態において、リガンドのそれぞれ又は少なくとも1つは、グルコース及びその誘導体、マンナン及びその誘導体、ガラクトース及びその誘導体、キシロース及びその誘導体、リボース及びその誘導体、フコース及びその誘導体、ラクトース及びその誘導体、マルトース及びその誘導体、アラビノース及びその誘導体、フルクトース及びその誘導体並びにシアル酸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、各前記リガンドは、D−マンノピラノース、L−マンノピラノース、D−アラビノース、D−キシロフラノース、L−キシロフラノース、D−グルコース、L−グルコース、D−ガラクトース、L−ガラクトース、α−D−マンノフラノース、β−D−マンノフラノース、α−D−マンノピラノース、β−D−マンノピラノース、α−D−グルコピラノース、β−D−グルコピラノース、α−D−グルコフラノース、β−D−グルコフラノース、α−D−フルクトフラノース、α−D−フルクトピラノース、α−D−ガラクトピラノース、β−D−ガラクトピラノース、α−D−ガラクトフラノース、β−D−ガラクトフラノース、グルコサミン、シアル酸、ガラクトサミン、N−アセチルガラクトサミン、N−トリフルオロアセチルガラクトサミン、N−プロピオニルガラクトサミン、N−n−ブチリルガラクトサミン、N−イソブチリルガラクトサミン、2−アミノ−3−O−[(R)−1−カルボキシエチル]−2−デオキシ−β−D−グルコピラノース、2−デオキシ−2−メチルアミノ−L−グルコピラノース、4,6−ジデオキシ−4−ホルムアミド−2,3−ジ−O−メチル−D−マンノピラノース、2−デオキシ−2−スルホアミノ−D−グルコピラノース、N−グリコリル−α−ノイラミン酸、5−チオ−β−D−グルコピラノース、メチル2,3,4−トリス−O−アセチル−1−チオ−6−O−トリチル−α−D−グルコピラノシド、4−チオ−β−D−ガラクトピラノース、エチル3,4,6,7−テトラ−O−アセチル−2−デオキシ−1,5−ジチオ−α−D−グルコヘプトピラノシド、2,5−アンヒドロ−D−アロニトリル、リボース、D−リボース、D−4−チオリボース、L−リボース又はL−4−チオリボースから独立して選択されてもよい。前記リガンドの他の選択肢は、例えば、CN105378082Aの記載を参照してもよく、引用によりその開示内容が全体として本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態において、前記オリゴヌクレオチド複合体における、薬学的に許容できる標的基は、ガラクトース又はN−アセチルガラクトサミンであってもよく、ガラクトース又はN−アセチルガラクトサミン分子は、1価、2価、3価、4価であってもよい。ここでいう1価、2価、3価、4価は、それぞれ二本鎖オリゴヌクレオチド分子と、標的基としてのガラクトース又はN−アセチルガラクトサミン分子を含む複合基から形成されたオリゴヌクレオチド複合体における二本鎖オリゴヌクレオチド分子とガラクトース又はN−アセチルガラクトサミン分子とのモル比が1:1、1:2、1:3又は1:4であることを指すと理解すべきである。いくつかの実施形態において、前記薬学的に許容できる標的基はN−アセチルガラクトサミンである。いくつかの実施形態において、本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチドがN−アセチルガラクトサミを含む複合基と複合する場合、N−アセチルガラクトサミン分子は3価又は4価である。いくつかの実施形態において、本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチドがN−アセチルガラクトサミンを含む複合基と複合する場合、N−アセチルガラクトサミン分子は3価である。
は、標的基を表し、その定義と選択可能な範囲は上記と同じである。いくつかの実施形態において、各Mは、哺乳動物の肝臓細胞表面におけるアシアロ糖タンパク質受容体に対して親和力を有するリガンドから独立して選択される1つである。
が哺乳動物の肝臓細胞表面におけるアシアロ糖タンパク質受容体に対して親和力を有するリガンドである場合、いくつかの実施形態において、n1は、1〜3の整数であってもよく、n3は、0〜4の整数であってもよく、前記複合体におけるMリガンドの個数が少なくとも2であることを確保する。いくつかの実施形態において、n1+n3≧2であり、これにより、Mリガンドの個数が少なくとも3であり、Mリガンドと肝表面のアシアロ糖タンパク質受容体をより容易に結合させ、さらに前記複合体が細胞内取込み(エンドサイトーシス)作用により細胞に取り込まれることを促進することができる。実験から分かるように、Mリガンドの個数が3個以上である場合、Mリガンドと肝表面のアシアロ糖タンパク質受容体との結合の容易さの向上が明らかではないので、合成の容易さ、構造/プロセスコスト及び送達効率等の多方面を総合的に考慮すると、いくつかの実施形態において、n1は1〜2の整数であり、n3は0〜1の整数であり、かつ、n1+n3=2〜3である。
いくつかの実施形態において、m1、m2及びm3は、独立して2〜10の整数から選択される場合、複数のMリガンド間の空間位置をMリガンドと肝表面のアシアロ糖タンパク質受容体との結合に適合させることができる。本開示により提供される複合体をより簡略化し、より合成しやすく、及び/又はコストを低下させるために、いくつかの実施形態において、m1、m2及びm3は、それぞれ独立して2〜5の整数であり、いくつかの実施形態において、m1=m2=m3である。
10、R11、R12、R13、R14及びR15がそれぞれ独立して、H、C−C10アルキル基、C−C10ハロゲン化アルキル基及びC−C10アルコキシから選択される1つである場合、いずれも本明細書で開示された複合体の性質を変化させることなく、本開示の目的を実現することができることは、当業者に理解され得る。いくつかの実施形態において、R10、R11、R12、R13、R14及びR15は、それぞれ独立してH、メチル基及びエチル基から選択される。いくつかの実施形態において、R10、R11、R12、R13、R14及びR15は、いずれもHである。
本開示により提供されるオリゴヌクレオチド複合体によれば、Rは、式A59に示される構造の基であり、そのうち、EはOH、SH又はBHであり、調製原料の入手しやすさを考慮し、いくつかの実施形態において、EはOH又はSHである。
いくつかの実施形態において、Rは、窒素含有骨格上のNとA59との結合を実現するために選択される。本開示の文脈において、「窒素含有骨格」とは、R10、R11、R12、R13、R14及びR15が結合された炭素原子とNが互いに結合している鎖状構造を指す。したがって、Rは、適当な方法でA59基を窒素含有骨格上のNに結合することができる任意のリンカー基であってもよい。いくつかの実施形態において、固相合成プロセスにより本開示のオリゴヌクレオチド複合体を調製する場合に、R基には、窒素含有骨格上のNに結合される結合部位及びRにおけるPに結合される結合部位がともに含まれる必要がある。いくつかの実施形態において、Rにおける前記窒素含有骨格中のNに結合される部位は、Nとアミド結合を形成し、前記R上のPに結合される部位は、Pとリン酸エステル結合を形成する。いくつかの実施形態において、Rは、B5、B6、B5’又はB6’である。
ただし、
は、基が共有結合的に結合する部位を表す。
の値の範囲は、1〜10の整数であってもよく、いくつかの実施形態において、qは1〜5の整数である。
は、Mリガンドと窒素含有骨格上のNを結合し、本開示のオリゴヌクレオチド複合体に標的機能を提供するという役割を果たす。いくつかの実施形態において、Lは、式A1〜A26の基から選択される1又は複数の結合の組合せである。いくつかの実施形態において、Lは、A1、A4、A5、A6、A8、A10、A11及びA13から選択される1又は複数の結合の組合せである。いくつかの実施形態において、Lは、A1、A4、A8、A10及びA11から選択される少なくとも2つの結合の組合せである。いくつかの実施形態において、Lは、A1、A8、A10から選択される少なくとも2つの結合の組合せである。
いくつかの実施形態において、Lの長さは、3〜25個の原子、3〜20個の原子、4〜15個の原子又は5〜12個の原子であってもよい。いくつかの実施形態において、Lの長さは、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個、23個、24個、25個、30個、35個、40個、45個、50個、55個、60個の原子である。
いくつかの実施形態において、j1は2〜10の整数であり、いくつかの実施形態において、j1は3〜5の整数である。いくつかの実施形態において、j2は2〜10の整数であり、いくつかの実施形態において、j2は3〜5の整数である。R’はC−Cのアルキル基であり、いくつかの実施形態において、R’は、メチル基、エチル基及びイソプロピル基の1つである。Raは、A27、A28、A29、A30及びA31の1つであり、いくつかの実施形態において、Raは、A27又はA28である。Rbは、C−Cのアルキル基であり、いくつかの実施形態において、Rbは、メチル基、エチル基、イソプロピル基及びブチル基の1つである。いくつかの実施形態において、式A1〜A26においてそれぞれj1、j2、R’、Ra、Rbを選択することにより、Mリガンドと窒素含有骨格上のNとの結合を実現し、Mリガンド間の空間位置をMリガンドと肝表面のアシアロ糖タンパク質受容体との結合に更に適合させる。
いくつかの実施形態において、本開示のオリゴヌクレオチド複合体は、式(403)、(404)、(405)、(406)、(407)、(408)、(409)、(410)、(411)、(412)、(413)、(414)、(415)、(416)、(417)、(418)、(419)、(420)、(421)又は(422)に示される構造を有する。
いくつかの実施形態において、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチド配列における任意の可能な位置に結合されてもよく、例えば、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖又はアンチセンス鎖のいずれか1つのヌクレオチドに結合されてもよく、いくつかの実施形態において、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖のいずれか1つのヌクレオチドに結合される。いくつかの実施形態において、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖又はアンチセンス鎖の端部に結合され、いくつかの実施形態において、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の端部に結合される。前記端部とは、前記センス鎖又は前記アンチセンス鎖においてその一端から前の4ヌクレオチドを指す。いくつかの実施形態において、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖又はアンチセンス鎖の末端に結合され、いくつかの実施形態において、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’末端に結合される。二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の上記位置に結合される場合に、本開示により提供される複合体は、細胞に入り込んだ後、巻き戻されるときに、単独の二本鎖オリゴヌクレオチドのアンチセンス鎖を放出し、標的遺伝子発現を調節することができる。
式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドにおけるヌクレオチド上の任意の可能な位置、例えば、ヌクレオチドの5’位、ヌクレオチドの2’位、ヌクレオチドの3’位又はヌクレオチドの塩基に結合されてもよい。いくつかの実施形態において、式A59におけるPは、リン酸ジエステル結合を形成することにより前記二本鎖オリゴヌクレオチドにおけるヌクレオチドの2’位、3’位又は5’位に結合されてもよい。いくつかの実施形態において、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’末端ヌクレオチドの3’ヒドロキシ基を脱水素した酸素原子に結合され、或いは、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖における1つのヌクレオチドの2’−ヒドロキシ基中の水素を置換することによりヌクレオチドに結合され、或いは、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の5’末端ヌクレオチドの5’ヒドロキシ基中の水素を置換することによりヌクレオチドに結合される。
本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチド又はオリゴヌクレオチド複合体において、各隣接するヌクレオチド間がリン酸ジエステル結合又はチオリン酸ジエステル結合により結合され、リン酸ジエステル結合又はチオリン酸ジエステル結合における非架橋酸素原子又は硫黄原子は、負電荷を帯び、ヒドロキシ基又はスルフヒドリル基として存在してもよく、ヒドロキシ基又はスルフヒドリル基における水素イオンは、一部又は全部がカチオンで置換されてもよい。前記カチオンは、任意のカチオン、例えば、金属カチオン、アンモニウムイオンNH 、有機アンモニウムカチオンの1つであってもよい。溶解性の向上を考慮して、1つの実施形態において、前記カチオンは、アルカリ金属イオン、第3級アミンにより形成されたアンモニウムカチオン及び4級アンモニウムカチオンから選択される1種又は複数種である。アルカリ金属イオンは、K及び/又はNaであってもよく、第3級アミンにより形成されたカチオンは、トリエチルアミンにより形成されたアンモニウムイオン、及び/又はN,N−ジイソプロピルエチルアミンにより形成されたアンモニウムイオンであってもよい。したがって、本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチド又はオリゴヌクレオチド複合体は、少なくとも一部が塩として存在してもよい。1つの形態において、リン酸ジエステル結合又はチオリン酸ジエステル結合における非架橋酸素原子又は硫黄原子は、少なくとも一部がナトリウムイオンに結合され、本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチド又はオリゴヌクレオチド複合体は、ナトリウム塩又は部分ナトリウム塩として存在する。
当業者であれば明らかに知っているように、対応する修飾を有するヌクレオシドモノマーを用いることにより修飾ヌクレオチド基を本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチドに導入することができる。対応する修飾を有するヌクレオシドモノマーを調製する方法、及び修飾ヌクレオチド基を二本鎖オリゴヌクレオチドに導入する方法も、当業者によく知られている。全ての修飾ヌクレオシドモノマーは、市販品を購入してもよく、既知の方法により調製してもよい。
<式(308)のオリゴヌクレオチド複合体の調製>
任意の合理的な合成経路により本開示のオリゴヌクレオチド複合体を調製してもよい。
いくつかの実施形態において、式(308)のオリゴヌクレオチド複合体は、以下の方法により調製することができる。当該方法は、ホスホルアミダイト固相合成の条件で、それぞれ二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖及びアンチセンス鎖のヌクレオチドの種類と順序により、3’から5’に向かってヌクレオシドモノマーを順に結合し、各ヌクレオシドモノマーの結合が脱保護、カップリング、キャッピング、酸化又は硫化の4つの反応を含み、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖及びアンチセンス鎖を単離し、アニールを行うことを含む。前記二本鎖オリゴヌクレオチドは、上記本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドである。
また、当該方法は、カップリング反応条件下及びカップリング試薬の存在下で、式(321)に示される化合物を、ヌクレオシドモノマー又は固相担体に結合されたヌクレオチド配列と接触させ、式(321)に示される化合物をカップリング反応させてヌクレオチド配列に結合することをさらに含む。以下に、式(321)に示される化合物は、複合分子とも呼ばれる。
式中、
は、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドに結合できる部分である。いくつかの実施形態において、Rは、共有結合により本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドに結合できる部分である。いくつかの実施形態において、Rは、反応させてリン酸ジエステル結合により二本鎖オリゴヌクレオチドの任意の官能基に複合されることができる部分であり、
各Sは、独立してMにおいて全ての活性ヒドロキシ基がYCOO−基で置換された基であり、各Yは、メチル基、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、フルオロメチル基、トリクロロメチル基、ジクロロメチル基、クロロメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、フェニル基、ハロフェニル基及びアルキルフェニル基から独立して選択される1つである。
n1、n3、m1、m2、m3、R10、R11、R12、R13、R14、R15、L、Mそれぞれの定義と選択可能な範囲は、前述したとおりである。
は、窒素含有骨格上のNとの結合を実現し、式(308)のオリゴヌクレオチド複合体の合成に適切な反応部位を提供するために選択される。いくつかの実施形態において、Rには、Rリンカー基又は保護されたRリンカー基、及び反応させることにより二本鎖オリゴヌクレオチドとA59に示される構造を形成することができる官能基が含まれる。
いくつかの実施形態において、Rは、二本鎖オリゴヌクレオチド又はヌクレオシドモノマー上の基と亜リン酸エステルを形成することができる第1の官能基、及びヒドロキシ基又はアミノ基と反応させて共有結合を形成することができる第2の官能基を含み、或いは、前記共有結合により結合された固相担体を含む。いくつかの実施形態において、前記第1の官能基は、ホスホルアミダイト、ヒドロキシ基又は保護されたヒドロキシ基である。いくつかの実施形態において、前記第2の官能基は、ホスホルアミダイト、カルボン酸又はカルボン酸塩である。いくつかの実施形態において、前記第2の官能基は、共有結合を介して分子の他の部分に結合される固相担体であり、前記共有結合は、ヒドロキシ基又はアミノ基により形成されている。いくつかの実施形態において、前記固相担体は、リン酸エステル結合、カルボン酸エステル結合又はアミド結合を介して結合されている。いくつかの実施形態において、前記固相担体は樹脂である。
いくつかの実施形態において、前記第1の官能基は、ヒドロキシ基、−OR又は式(C3)に示される基を含み、前記第2の官能基は、式(C1)、(C2)、(C3)、(C1’)又は(C3’)に示される構造を含む。
式中、qは1〜4の整数であり、XはO又はNHであり、Mはカチオンであり、Rはヒドロキシ保護基であり、SPSは固相担体を表し、
は、基が分子の残りの部分に共有結合的に結合される部位を表す。
いくつかの実施形態において、前記第1の官能基は、式(C3)に示されるように、ホスホルアミダイト基を含み、当該ホスホルアミダイト基は、ヌクレオチド上の任意位置のヒドロキシ基、例えば、2’位のヒドロキシ基又は3’位のヒドロキシ基とカップリング反応させて亜リン酸エステルを形成し、酸化又は硫化されて式A59に示されるリン酸ジエステル結合又はチオリン酸エステル結合を形成し、複合分子を二本鎖オリゴヌクレオチドに複合させることができる。この場合、前記第2の官能基が存在しなくても、式(321)の化合物は、ヌクレオチドに複合することもでき、式(308)に示されるオリゴヌクレオチド複合体の取得に影響することはない。この場合に、ホスホルアミダイト固相合成等の方法により二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖又はアンチセンス鎖を得た後、式(321)の化合物と、ヌクレオチド配列において末端ヌクレオチド上のヒドロキシ基を反応させ、後の酸化又は硫化過程においてリン酸ジエステル結合結合又はチオリン酸エステル結合を形成し、式(321)の化合物を二本鎖オリゴヌクレオチドに複合させる。
いくつかの実施形態において、前記第1の官能基は、保護されたヒドロキシ基を含む。いくつかの実施形態において、前記第2の官能基は、固相担体と反応できる基を含み、前記反応により固相担体を含む複合分子を提供する。いくつかの実施形態において、前記第2の官能基は、式(C1)、(C2)又は(C3)に示されるように、カルボキシ基、カルボン酸塩又はホスホルアミダイトを含む。前記第2の官能基がカルボキシ基又はカルボン酸塩を含む場合、式(321)の化合物と固相担体、例えば、樹脂におけるヒドロキシ基又はアミノ基をエステル化反応又はアミド化反応させ、カルボン酸エステル結合により結合された、又はアミド結合により結合された、固相担体を含む複合分子を形成する。前記第2の官能基がホスホルアミダイト官能基を含む場合、式(321)の化合物と汎用の固相担体、例えば、樹脂におけるヒドロキシ基をカップリング反応させ、酸化されてリン酸ジエステル結合により結合された、固相担体を含む複合分子を形成する。その後、上記固相担体が結合された生成物を出発とし、ホスホルアミダイト固相合成方法に従いヌクレオシドモノマーを順に結合し、複合基が結合された二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖又はアンチセンス鎖を得る。ホスホルアミダイト固相合成過程において、前記第1の官能基は、脱保護され、その後、カップリング反応条件下でヌクレオシドモノマーにおけるホスホルアミダイト基とカップリングさせる。
いくつかの実施形態において、前記第1の官能基は、ヒドロキシ基又は保護されたヒドロキシ基を含み、前記第2の官能基は、式(C1’)又は(C3’)に示されるように、カルボン酸エステル結合により結合された固相担体又はアミド結合により結合された固相担体、又はリン酸エステル結合により結合された固相担体を含む。この場合、出発として固相担体の代わりに式(321)の化合物を用い、ホスホルアミダイト固相合成方法に従いヌクレオシドモノマーを順に結合し、複合基が結合された二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖又はアンチセンス鎖を得る。
いくつかの実施形態において、カルボン酸塩は、−COOで表されてもよく、ここで、Mは、カチオンであり、例えば、金属カチオン、アンモニウムカチオンNH 、有機アンモニウムカチオンから選択される1つである。1つの実施形態において、前記金属イオンは、アルカリ金属イオンから選択される1つであり、例えば、K又はNaである。溶解性を向上させ、反応をスムーズに行うことを考慮して、いくつかの実施形態において、有機アンモニウムイオンは、第3級アミンにより形成されたアンモニウムカチオン又は4級アンモニウムカチオン、例えば、トリエチルアミンにより形成されたアンモニウムイオン又はN,N−ジイソプロピルエチルアミンにより形成されたアンモニウムイオンである。いくつかの実施形態において、カルボン酸塩は、トリエチルアミンカルボン酸塩又はN,N−ジイソプロピルエチルアミンカルボン酸塩である。
いくつかの実施形態において、Rは、式(B9)、(B10)、(B9’)、(B10’)、(B11)、(B12)、(B11’)又は(B12’)に示される構造を含む。
式中、qは1〜4の整数であり、qは1〜10の整数であり、XはO又はNHであり、Mはカチオンであり、Rはヒドロキシ保護基であり、SPSは固相担体を表し、
は、基が分子の残りの部分に共有結合的に結合される部位を表す。いくつかの実施形態において、qは1又は2である。いくつかの実施形態において、qは1〜5の整数である。いくつかの実施形態において、Rは、式(B9)又は(B10)に示される構造を含む。いくつかの実施形態において、Rは、式(B11)又は(B12)に示される構造を含む。
いくつかの実施形態において、Rは、Tr(トリチル基)、MMTr(4−メトキシトリチル基)、DMTr(4,4’−ビスメトキシトリチル基)、TMTr(4,4’,4’−トリメトキシフェニルメチル基)の1又は複数である。いくつかの実施形態において、Rは、DMTr、即ち、4,4’−ビスメトキシトリチル(4,4’−dimethoxytrityl)であってもよい。
とは、長さ1〜70の炭素原子の直鎖アルキレン基を指し、そのうちの1又は複数の炭素原子が、C(O)、NH、O、S、CH=N、S(O)、C−C10アルケニレン基、C−C10アルキニレン基、C−C10アリーレン基、C−C18ヘテロシクリレン基及びC−C10ヘテロアリーレン基からなる群から選択される1又は複数で任意に置換され、Lは、C−C10アルキル基、C−C10アリール基、C−C10ヘテロアリール基、C−C10ハロゲン化アルキル基、−OC−C10アルキル基、−OC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−OH、−OC−C10ハロゲン化アルキル基、−SC−C10アルキル基、−SC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−SH、−SC−C10ハロゲン化アルキル基、ハロゲン置換基、−OH、−SH、−NH、−C−C10アルキル−NH、−N(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−NH(C−C10アルキル基)、シアノ基、ニトロ基、−CO2H、−C(O)OC−C10アルキル基、−CON(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−CONH(C−C10アルキル基)、−CONH2、−NHC(O)(C−C10アルキル基)、−NHC(O)(フェニル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(C−C10アルキル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(フェニル基)、−C(O)C−C10アルキル基、−C(O)C−C10アルキルフェニル基、−C(O)C−C10ハロアルキル基、−OC(O)C−C10アルキル基、−SO(C−C10アルキル基)、−SO(フェニル基)、−SO(C−C10ハロゲン化アルキル基)、−SONH、−SONH(C−C10アルキル基)、−SONH(フェニル基)、−NHSO(C−C10アルキル基)、−NHSO(フェニル基)及び−NHSO(C−C10ハロゲン化アルキル基)からなる群のいずれか1つ又は複数の置換基を任意に有してもよい。
いくつかの実施形態において、Lは、Mリガンドを窒素含有骨格上のN原子に結合し、オリゴヌクレオチド複合体に肝標的機能を提供するために用いられる。いくつかの実施形態において、Lは、A1〜A26のいずれか1つ又はその組合せを含む。
上記記載により、当業者であれば容易に理解できるように、本分野で公知のホスホルアミダイト固相合成方法と比較して、上記第1の官能基及び任意の第2の官能基により、複合分子がヌクレオチド配列の任意の可能な位置、例えば、ヌクレオチド配列の端部、ヌクレオチド配列の末端に結合された、オリゴヌクレオチド複合体を得ることができる。これに応じて、特に説明がない限り、以下に複合体の調製に関する記載において、「脱保護」、「カップリング」、「キャッピング」、「酸化」、「硫化」等の反応に言及する場合、本分野で公知のホスホルアミダイト核酸の固相合成方法に係る反応条件と試薬もまた、同様にこれらの反応に適用されると理解すべきである。例示的な反応条件と試薬は、以下に詳細に説明する。
いくつかの実施形態において、各Sは、独立してMである。いくつかの実施形態において、各Sは、独立してMにおいて少なくとも1つの活性ヒドロキシ基がヒドロキシ保護基で保護された基である。いくつかの実施形態において、各Sは、独立してMに存在する活性ヒドロキシ基が全てヒドロキシ保護基で保護された基である。いくつかの実施形態において、当業者に既知のあらゆるヒドロキシ保護基を、Mにおける活性ヒドロキシ基を保護するために用いることができる。いくつかの実施形態において、保護されたヒドロキシ基は、式YCOO−で表されてもよく、各Yは、独立してC−C10アルキル基及びC−C10アリール基からなる群から選択され、前記C−C10アルキル基及びC−C10アリール基は、1又は複数の置換基で任意に置換され、前記置換基は、ハロゲン及びC−C6アルキル基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、各Yは、独立して、メチル基、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、モノフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ジクロロメチル基、クロロメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、フェニル基、ハロフェニル基及びC−Cアルキルフェニル基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、各Sは、それぞれ独立して式A46〜A54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、Sは式A49又はA50である。
いくつかの実施形態において、各Yは、メチル基、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、フルオロメチル基、トリクロロメチル基、ジクロロメチル基、クロロメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、フェニル基、ハロフェニル基及びアルキルフェニル基から独立して選択される1つであり、いくつかの実施形態において、Yはメチル基である。
前述したように、本開示のオリゴヌクレオチド複合体の調製方法は、二本鎖オリゴヌクレオチドの他方の鎖を合成し(例えば、上記工程で、複合基が結合された二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖を合成した場合、固相合成方法に従い二本鎖オリゴヌクレオチドのアンチセンス鎖を合成することをさらに含み、その逆も同様である)、センス鎖及びアンチセンス鎖を単離し、かつ、アニールを行う工程をさらに含む。具体的には、単離工程において、ヌクレオチド配列及び/又は複合基に結合される固相担体が切断されるとともに、必要な保護基が除去され(この場合、式(321)の化合物における各S基が、対応するMリガンドに変換される)、複合基が結合された二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖(又はアンチセンス鎖)及び対応するアンチセンス鎖(又はセンス鎖)が得られ、センス鎖とアンチセンス鎖をアニールして二本鎖RNA構造を形成し、式(308)に示されるオリゴヌクレオチド複合体を得る。
いくつかの実施形態において、前記オリゴヌクレオチド複合体の調製方法は、カップリング反応条件下及びカップリング試薬の存在下で、式(321)に示される化合物をセンス鎖又はアンチセンス鎖の3’端の1番目のヌクレオシドモノマーと接触させ、式(321)に示される化合物を配列における1番目のヌクレオチドに結合させ、ホスホルアミダイト固相合成の条件で、所望のセンス鎖又はアンチセンス鎖のヌクレオチドの種類と順序により、3’から5’に向かってヌクレオシドモノマーを順に結合し、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖又はアンチセンス鎖を合成する工程であって、(321)の化合物は、Rに、保護されたヒドロキシ基を含む第1の官能基、及び式(C1’)又は(C3’)に示される構造を有する第2の官能基が含まれる、式(321)に示される化合物であり、1番目のヌクレオシドモノマーと結合する前に、式(321)の化合物を脱保護し、各ヌクレオシドモノマーの結合が脱保護、カップリング、キャッピング、酸化又は硫化の4つの反応を含み、複合基が結合された核酸のセンス鎖又はアンチセンス鎖を得る工程;ホスホルアミダイト固相合成の条件で、アンチセンス鎖又はセンス鎖のヌクレオチドの種類と順序により、3’から5’に向かってヌクレオシドモノマーを順に結合し、核酸のアンチセンス鎖又はセンス鎖を合成し、各ヌクレオシドモノマーの結合が脱保護、カップリング、キャッピング、酸化又は硫化の4つの反応を含み、保護基を除去して固相担体から切断し、単離精製して核酸のセンス鎖及びアンチセンス鎖を得、アニールを行う工程を含む。
いくつかの実施形態において、前記オリゴヌクレオチド複合体の調製方法は、当該二本鎖オリゴヌクレオチドにおけるセンス鎖又はアンチセンス鎖のヌクレオチドの種類と順序により、3’から5’に向かってヌクレオシドモノマーを順に結合し、センス鎖及びアンチセンス鎖を合成し、各ヌクレオシドモノマーの結合が脱保護、カップリング、キャッピング、酸化又は硫化の4つの反応を含み、固相担体に結合されたセンス鎖、及び固相担体に結合されたアンチセンス鎖を得る工程と、カップリング反応条件下及びカップリング試薬の存在下で、式(321)に示される化合物を、固相担体に結合されたセンス鎖又は固相担体に結合されたアンチセンス鎖と接触させ、Rにホスホルアミダイト基である第1の官能基が含まれる式(321)の化合物をセンス鎖又はアンチセンス鎖に結合させる工程と、保護基を除去して固相担体から切断し、それぞれ単離精製し、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖又はアンチセンス鎖を得、アニールを行う工程を含む。前記二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖又はアンチセンス鎖に複合基が結合されている。
いくつかの実施形態において、式A59におけるPは、二本鎖オリゴヌクレオチドにおけるセンス鎖の3’末端に結合され、本開示のオリゴヌクレオチド複合体の調製方法は、
(1)式(321)の化合物(式(321)の化合物は、Rに、保護されたヒドロキシ基ORを含む第1の官能基、及び式(C1’)又は(C3’)に示される構造を有する第2の官能基が含まれる化合物である)におけるヒドロキシ保護基Rを除去し、カップリング反応条件下及びカップリング試薬の存在下で、脱保護された生成物をヌクレオシドモノマーと接触させ、複合基により固相担体に結合されるヌクレオシドモノマーを得ること、
(2)当該複合分子により固相担体に結合されるヌクレオシドモノマーを出発とし、3’−5’の方向に従い、ホスホルアミダイト固相合成方法により二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖を合成すること、
(3)ホスホルアミダイト固相合成方法により、二本鎖オリゴヌクレオチドのアンチセンス鎖を合成すること、
(4)二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖及びアンチセンス鎖を単離してアニールし、本開示のオリゴヌクレオチド複合体を得ることを含む。
工程(1)において、式(321)の化合物における保護基Rを除去する方法は、脱保護条件で、式(321)の化合物を脱保護試薬と接触させることを含む。脱保護条件としては、温度が0〜50℃であり、いくつかの実施形態において、15〜35℃であり、反応時間が30〜300秒であり、いくつかの実施形態において、50〜150秒であり、脱保護試薬は、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、クロロ酢酸から選択される1種又は複数種であってよく、いくつかの実施形態において、ジクロロ酢酸である。脱保護試薬と式(321)の化合物とのモル比が10:1〜1000:1であり、いくつかの実施形態において、50:1〜500:1である。
前記カップリング反応条件とカップリング試薬としては、上記カップリング反応に適した任意の条件と試薬を用いてもよい。いくつかの実施形態において、採用される固相合成方法におけるカップリング反応と同じ条件と試薬を用いてもよい。
いくつかの実施形態において、前記カップリング反応の条件としては、反応温度が0〜50℃であり、いくつかの実施形態において、15〜35℃であってもよい。式(321)の化合物とヌクレオシドモノマーとのモル比が1:1〜1:50であり、いくつかの実施形態において、1:2〜1:5であり、式(321)の化合物とカップリング試薬とのモル比が1:1〜1:50であってもよく、いくつかの実施形態において、1:3〜1:10であり、反応時間が200〜3000秒であり、いくつかの実施形態において、500〜1500秒である。カップリング試薬は、1H−テトラゾール、5−エチルチオ1H−テトラゾール、5−ベンジルチオ1H−テトラゾールから選択される1種又は複数種であってよく、いくつかの実施形態においては、5−エチルチオ1H−テトラゾールである。前記カップリング反応は、有機溶剤で行われてもよく、前記有機溶剤は、無水アセトニトリル、無水DMF、無水ジクロロメタンから選択される1種又は複数種であってよく、いくつかの実施形態においては、無水アセトニトリルである。式(321)の化合物に対して、前記有機溶剤の用量が3〜50L/molであり、いくつかの実施形態において、5〜20L/molである。
工程(2)において、ホスホルアミダイト核酸固相合成方法により、上記工程で調製された複合分子により固相担体に結合されるヌクレオシドモノマーを出発とし、3’−5’の方向に従い、オリゴヌクレオチド複合体のセンス鎖Sを合成する。この場合、複合基は、得られたセンス鎖の3’末端に結合される。
工程(2)及び(3)における前記固相合成の他の条件としては、ヌクレオシドモノマーの脱保護条件、脱保護試薬の種類と用量、カップリング反応条件、カップリング試薬の種類と用量、キャッピング反応の条件、キャッピング試薬の種類と用量、酸化反応条件、酸化試薬の種類と用量、硫化反応条件、硫化試薬及び用量を含み、本分野で通常用いられる各種の試薬、用量及び条件を採用する。
例えば、いくつかの実施形態において、工程(2)及び(3)において、前記固相合成では、以下の条件を用いてもよい。
ヌクレオシドモノマーの脱保護条件としては、温度が0〜50℃であり、いくつかの実施形態において、15〜35℃であり、反応時間が30〜300秒であり、いくつかの実施形態において、50〜150秒であり、脱保護試薬は、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、クロロ酢酸から選択される1種又は複数種であってよく、いくつかの実施形態においては、ジクロロ酢酸である。脱保護試薬と固相担体における4,4’−ジメトキシトリチル保護基とのモル比は、2:1〜100:1であってもよく、いくつかの実施形態において、3:1〜50:1である。
カップリング反応条件としては、温度が0〜50℃であり、いくつかの実施形態において、15〜35℃であり、固相担体に結合される核酸配列とヌクレオシドモノマーとのモル比が1:1〜1:50であってもよく、いくつかの実施形態において、1:5〜1:15であり、固相担体に結合される核酸配列とカップリング試薬とのモル比が1:1〜1:100であってもよく、いくつかの実施形態において、1:50〜1:80であり、反応時間とカップリング試薬の選択は、前記と同じである。
キャッピング反応条件としては、温度が0〜50℃であり、いくつかの実施形態において、15〜35℃であり、反応時間が5〜500秒であり、いくつかの実施形態において、10〜100秒であり、キャッピング試薬の選択は、前記と同じである。キャッピング試薬の総量と固相担体に結合される核酸配列とのモル比が1:100〜100:1であり、いくつかの実施形態において、1:10〜10:1である。キャッピング試薬として等モル量の酢酸無水物とN−メチルイミダゾールを用いる場合に、酢酸無水物、N−メチルイミダゾール及び固相担体に結合される核酸配列のモル比が1:1:10〜10:10:1であり、いくつかの実施形態において、1:1:2〜2:2:1である。
酸化反応条件としては、温度が0〜50℃であり、いくつかの実施形態において、15〜35℃であり、反応時間が1〜100秒であり、いくつかの実施形態において、5〜50秒であり、酸化試薬は、いくつかの実施形態において、ヨウ素である(いくつかの実施形態において、ヨウ素水として提供する)。酸化試薬と、カップリング工程において固相担体に結合される核酸配列とのモル比が、1:1〜100:1であってもよく、いくつかの実施形態において、5:1〜50:1である。いくつかの実施形態において、前記酸化反応は、テトラヒドロフラン:水:ピリジン=3:1:1〜1:1:3の混合溶剤で行われる。硫化反応条件としては、温度が0〜50℃であり、いくつかの実施形態において、15〜35℃であり、反応時間が50〜2000秒であり、いくつかの実施形態において、100〜1000秒であり、硫化試薬は、いくつかの実施形態において、キサンタンヒドリドである。硫化試薬と、カップリング工程において固相担体に結合される核酸配列とのモル比が10:1〜1000:1であってもよく、いくつかの実施形態において、10:1〜500:1である。いくつかの実施形態において、前記硫化反応は、アセトニトリル:ピリジン=1:3〜3:1の混合溶剤で行われる。
全てのヌクレオシドモノマーを結合した後、アニールする前、当該方法は、二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖及びアンチセンス鎖を単離することをさらに含む。単離方法は、当業者に公知であり、一般的に、合成されたヌクレオチド配列を固相担体から切断し、塩基上、リン酸基上及びリガンド上の保護基を除去し、精製し脱塩することを含む。
合成されたヌクレオチド配列を固相担体から切断し、塩基上、リン酸基上及びリガンド上の保護基を除去するには、二本鎖オリゴヌクレオチド合成において通常の切断と脱保護方法により行われてもよい。例えば、得られた固相担体が結合されたヌクレオチド配列を濃アンモニア水と接触させ、脱保護過程において、A46〜A54基の保護基YCOO−をヒドロキシ基に変換させ、S基を対応するM基に変換させ、式(308)に示される複合体を生成する。ここで、前記濃アンモニア水は、25〜30重量%のアンモニア水であってもよく、濃アンモニア水の用量は、目的とする二本鎖オリゴヌクレオチド配列に対して0.2ml/μmol〜0.8ml/μmolであってもよい。
合成されたヌクレオチド配列に少なくとも1つの2’−TBDMS保護がある場合、前記方法は、固相担体が除去されたヌクレオチド配列をトリエチルアミン三フッ化水素酸塩と接触させることにより、当該2’−TBDMS保護を除去することをさらに含む。この場合、得られた目的とする二本鎖オリゴヌクレオチド配列には、遊離の2’−ヒドロキシ基の対応するヌクレオシドを有する。純粋なトリエチルアミン三フッ化水素酸塩の用量は、目的とする二本鎖オリゴヌクレオチド配列に対して0.4ml/μmol〜1.0ml/μmolであってもよい。このように式(308)のオリゴヌクレオチド複合体を得ることができる。
精製及び脱塩する方法は、当業者によく知られている。例えば、分取用イオンクロマトグラフィー精製カラムを用いて、NaBr又はNaClの勾配溶出によって、核酸の精製を完成し、生成物を回収して合わせた後、逆相クロマトグラフィー精製カラムにより脱塩することができる。
このように得られたオリゴヌクレオチド複合体において、ヌクレオチド間のリン酸ジエステル結合又はチオリン酸ジエステル結合における非架橋酸素原子又は硫黄原子は、基本的にナトリウムイオンに結合されており、オリゴヌクレオチド複合体は、基本的にナトリウム塩として存在する。熟知のイオン交換方法により、水素イオン及び/又は他のカチオンで前記ナトリウムイオンを置換し、他の形式のオリゴヌクレオチド複合体を得ることができる。前記カチオンは、前述したとおりである。
合成過程において、常に核酸配列の純度と分子量を検出し、合成品質をよりよく制御することができる。このような検出方法は、当業者に公知である。例えば、イオン交換クロマトグラフィーにより核酸純度を検出し、液体クロマトグラフィータンデム質量分析により分子量を測定することができる。
アニール方法も、当業者によく知られている。例えば、簡単に合成されたセンス鎖(S鎖)とアンチセンス鎖(AS鎖)を等モル比で注射用水に混合して70〜95℃に加熱し、その後室温で冷却し、水素結合により二本鎖構造を形成させることができる。このように本開示のオリゴヌクレオチド複合体を得ることができる。
本開示の複合体を得た後、いくつかの実施形態において、例えば、液体クロマトグラフィータンデム質量分析等の方法を用いて、分子量検出等により合成されたオリゴヌクレオチド複合体の特徴を明らかにし、合成されたオリゴヌクレオチド複合体が、目的設計のオリゴヌクレオチド複合体であるとともに、合成された二本鎖オリゴヌクレオチドの配列が、所望の二本鎖オリゴヌクレオチドの配列、例えば表1に示される配列の1つであると確認することもできる。
式(321)に示される化合物は、有機溶剤において、エステル化反応条件下及び塩基とエステル化触媒の存在下で、式(313)に示される化合物を環状酸無水物と接触させ、イオン交換を行い、単離して式(321)に示される化合物を得ることを含む調製方法により得ることができる。
式中、n1、n3、m1、m2、m3、R10、R11、R12、R13、R14、R15、L1、それぞれの定義と選択可能な範囲は、前述したとおりであり、
は、式(321)におけるRを提供する基である。いくつかの実施形態において、Rは、式(A61)に示される構造を有する。
式中、Rは、窒素含有骨格上のNとの結合を実現できる、ROと結合して1つの遊離ヒドロキシ基が結合されている任意の基であり、Rはヒドロキシ保護基である。この場合、Rにヒドロキシ保護基としての第1の官能基と第2の官能基が含まれ、前記第2の官能基が式(C1)又は(C2)に示される構造を含む式(321)の化合物が得られる。
前記エステル化反応条件としては、反応温度が0〜100℃であり、反応時間が8〜48時間であり、いくつかの実施形態において、前記エステル化反応条件としては、反応温度が10〜40℃であり、反応時間が20〜30時間である。
いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、エポキシ類溶剤、エーテル類溶剤、ハロゲン化アルキル類溶剤、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド及びN,N−ジイソプロピルエチルアミンの1種又は複数種を含む。いくつかの実施形態において、前記エポキシ類溶剤は、ジオキサン及び/又はテトラヒドロフランであり、前記エーテル類溶剤は、エチルエーテル及び/又はメチルtert−ブチルエーテルであり、前記ハロゲン化アルキル類溶剤は、ジクロロメタン、トリクロロメタン及び1,2−ジクロロエタンの1種又は複数種である。いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、ジクロロメタンである。前記式(313)に示される化合物に対して、前記有機溶剤の用量が3〜50L/molであり、いくつかの実施形態において、5〜20L/molである。
いくつかの実施形態において、前記環状酸無水物は、コハク酸無水物、グルタル酸無水物、アジピン酸無水物又はピメリン酸無水物の1つであり、いくつかの実施形態において、コハク酸無水物である。前記環状酸無水物と前記式(313)に示される化合物とのモル比が1:1〜10:1であり、いくつかの実施形態において、2:1〜5:1である。
前記エステル化触媒は、当該エステル化反応を触媒する任意の触媒であってもよく、例えば、当該触媒は、4−ジメチルアミノピリジンであってもよい。前記触媒と式(313)に示される化合物とのモル比が1:1〜10:1であり、いくつかの実施形態において、2:1〜5:1である。
いくつかの実施形態において、前記塩基は、任意の無機塩基、有機塩基又はこれらの組合せであってもよい。溶解性及び生成物の安定性を考慮すると、前記塩基は、例えば、第3級アミン類有機塩基であってもよい。いくつかの実施形態において、前記第3級アミン類有機塩基は、トリエチルアミン又はN,N−ジイソプロピルエチルアミンである。前記第3級アミン類有機塩基と式(313)に示される化合物とのモル比が1:1〜20:1であり、いくつかの実施形態において、3:1〜10:1である。
前記イオン交換作用は、式(321)の化合物を所望のカルボン酸又はカルボン酸塩の形式に変換することであり、イオン交換方法は、当業者に公知であり、適切なイオン交換溶液と交換条件を用い、前述したカチオンがMである複合分子を得ることができ、ここで詳しい説明を省略する。いくつかの実施形態において、前記イオン交換反応は、トリエチルアミンリン酸塩溶液を用いて行われ、前記トリエチルアミンリン酸塩溶液の濃度が0.2〜0.8Mであり、いくつかの実施形態において、前記トリエチルアミンリン酸塩溶液の濃度が0.4〜0.6Mであり、式(313)の化合物に対して、前記トリエチルアミンリン酸塩溶液の用量が3〜6L/molであり、さらなる実施形態において4〜5L/molである。
任意の適切な単離方法により反応混合物から式(321)の化合物を単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を蒸発除去した後、クロマトグラフィー方法により式(321)の化合物を単離することができ、例えば、(1)順相精製シリカゲル:200〜300メッシュのシリカゲル充填剤を、1wt‰トリエチルアミンを含むジクロロメタン:メタノール=100:18〜100:20で勾配溶出する、又は、(2)逆相精製:C18、C8逆相充填剤を、メタノール:アセトニトリル=0.1:1〜1:0.1で勾配溶出するというクロマトグラフィー条件で単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を直接に除去して式(321)の化合物の粗製品を得ることができ、当該粗製品は、そのまま後の反応に用いることができる。
いくつかの実施形態において、式(321)の化合物の調製方法は、縮合反応条件下で、有機溶剤において、縮合剤と第3級アミン類有機塩基の存在下で、上記イオン交換反応により得られた生成物を、さらにアミノ基又はヒドロキシ基を含む固相担体と接触させることをさらに含む。この場合、Rに第1の官能基及び第2の官能基が含まれ、第1の官能基がヒドロキシ保護基を含み、第2の官能基が式(C1’)に示される構造を含む式(321)の化合物が得られる。
前記固相担体は、二本鎖オリゴヌクレオチドの固相合成に用いられる担体の1つであり、そのうちのいくつかは、当業者に公知である。例えば、前記固相担体は、活性ヒドロキシ基又はアミノ官能基を含む固相担体から選択されてもよい。いくつかの実施形態において、前記固相担体は、アミノ樹脂又はヒドロキシ樹脂である。いくつかの実施形態において、前記アミノ樹脂又はヒドロキシ樹脂は、粒子径100〜400メッシュ(mesh)、表面におけるアミノ基又はヒドロキシ基の担持量0.2〜0.5mmol/gというパラメーターを有する。前記式(321)に示される化合物と固相担体との用量比は10〜400μmol化合物/グラムの固相担体(μmol/g)である。いくつかの実施形態において、前記式(321)に示される化合物と固相担体との用量比は50〜200μmol/gである。
前記有機溶剤は、当業者に既知の任意の適切な溶剤又は混合溶剤であってもよい。いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、アセトニトリル、エポキシ類溶剤、エーテル類溶剤、ハロゲン化アルキル類溶剤、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド及びN,N−ジイソプロピルエチルアミンの1種又は複数種である。いくつかの実施形態において、前記エポキシ類溶剤は、ジオキサン及び/又はテトラヒドロフランであり、前記エーテル類溶剤は、エチルエーテル及び/又はメチルtert−ブチルエーテルであり、前記ハロゲン化アルキル類溶剤は、ジクロロメタン、トリクロロメタン及び1,2−ジクロロエタンの1種又は複数種である。いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、アセトニトリルである。式(321)の化合物に対して、前記有機溶剤の用量は20〜200L/molであり、いくつかの実施形態において、50〜100L/molである。
いくつかの実施形態において、前記縮合剤は、(ベンゾトリアゾール−1−イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン及び/又はO−ベンゾトリアゾール−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェートであってもよく、いくつかの実施形態において、前記縮合剤は、O−ベンゾトリアゾール−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェートである。前記縮合剤と式(321)に示される化合物とのモル比は1:1〜20:1であり、さらなる実施形態において1:1〜5:1である。
いくつかの実施形態において、前記第3級アミン類有機塩基は、トリエチルアミン及び/又はN,N−ジイソプロピルエチルアミンであり、いくつかの実施形態において、N,N−ジイソプロピルエチルアミンであり、前記第3級アミン類有機塩基と式(321)に示される化合物とのモル比は1:1〜20:1であり、いくつかの実施形態において、1:1〜5:1である。
いくつかの実施形態において、式(321)の化合物の調製方法は、得られた縮合生成物をキャッピング反応条件下で、有機溶剤において、キャッピング試薬及びアシル化触媒と接触させ、単離して式(321)に示される化合物を得ることをさらに含んでもよい。前記キャッピング反応の作用は、後の反応において不必要な副生成物が生じることを避けるために、まだ完全に反応していないあらゆる活性反応官能基を除去することである。前記キャッピング反応の条件としては、反応温度が0〜50℃であり、いくつかの実施形態において、15〜35℃であり、反応時間が1〜10hであり、いくつかの実施形態において、3〜6hである。キャッピング試薬としては、当業者に公知の、核酸固相合成に用いられるキャッピング試薬を用いてもよい。
いくつかの実施形態において、前記キャッピング試薬は、キャッピング試薬A(capA)及びキャッピング試薬B(capB)からなり、キャッピング試薬Aは、N−メチルイミダゾールであり、いくつかの実施形態において、N−メチルイミダゾールのピリジン/アセトニトリル混合溶液として提供され、ピリジンとアセトニトリルとの体積比は1:10〜1:1であり、いくつかの実施形態において、1:3〜1:1であり、ピリジンとアセトニトリルの総体積とN−メチルイミダゾールとの体積は1:1〜10:1であり、いくつかの実施形態において、3:1〜7:1である。いくつかの実施形態において、前記キャッピング試薬Bは、酢酸無水物である。いくつかの実施形態において、前記キャッピング試薬Bは、酢酸無水物のアセトニトリル溶液として提供され、酢酸無水物とアセトニトリルとの体積が1:1〜1:10であり、さらなる実施形態において1:2〜1:6である。
いくつかの実施形態において、前記N−メチルイミダゾールのピリジン/アセトニトリル混合溶液の体積と式(321)の化合物の質量との比が5ml/g〜50ml/gであり、いくつかの実施形態において、15ml/g〜30ml/gである。前記酢酸無水物のアセトニトリル溶液の体積と式(321)の化合物の質量との比は0.5ml/g〜10ml/gであり、いくつかの実施形態において、1ml/g〜5ml/gである。
いくつかの実施形態において、キャッピング試薬としては、等モル量の酢酸無水物とN−メチルイミダゾールを用いる。いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、アセトニトリル、エポキシ類溶剤、エーテル類溶剤、ハロゲン化アルキル類溶剤、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド及びN,N−ジイソプロピルエチルアミンの1種又は複数種である。いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、アセトニトリルである。いくつかの実施形態において、式(321)の化合物に対して、前記有機溶剤の用量が10〜50L/molであり、いくつかの実施形態において、5〜30L/molである。
いくつかの実施形態において、前記アシル化触媒は、エステル化縮合又はアミド化縮合に使用できる任意の触媒、例えばアルカリ複素環化合物から選択されてもよい。いくつかの実施形態において、前記アシル化触媒は、4−ジメチルアミノピリジンである。前記触媒と式(321)に示される化合物との質量比が0.001:1〜1:1であり、いくつかの実施形態において、0.01:1〜0.1:1である。
いくつかの実施形態において、任意の適切な単離方法により反応混合物から式(321)の化合物を単離することができる。いくつかの実施形態において、有機溶剤で十分に洗浄し、濾過し、未反応の反応物、過剰なキャッピング試薬及び他の不純物を除去することにより、式(321)の化合物を得ることができる。前記有機溶剤は、アセトニトリル、ジクロロメタン、メタノールから選択され、いくつかの実施形態において、アセトニトリルである。
いくつかの実施形態において、式(321)に示される複合分子の調製方法は、有機溶剤において、カップリング反応条件下及びカップリング試薬の存在下で、式(313)に示される化合物をホスホルジアミダイトと接触させ、単離して式(321)に示される化合物を得ることを含む。この場合、Rに第1の官能基及び第2の官能基が含まれ、第1の官能基がヒドロキシ保護基を含み、第2の官能が式(C3)に示される構造を含む式(321)の化合物が得られる。
いくつかの実施形態において、カップリング反応条件としては、温度が0〜50℃であり、例えば15〜35℃であり、式(313)の化合物とホスホルジアミダイトとのモル比が1:1〜1:50であってもよく、例えば1:5〜1:15であり、式(313)の化合物とカップリング試薬とのモル比が1:1〜1:100であってもよく、例えば1:50〜1:80であり、反応時間が200〜3000秒であってもよく、例えば500〜1500秒である。前記ホスホルジアミダイトは、例えばビス(ジイソプロピルアミノ)(2−シアノエトキシ)ホスフィンを用いてもよく、市販品として購入されてもよく、又は本分野で公知の方法により合成されてもよい。カップリング試薬は、1H−テトラゾール、5−エチルチオ1H−テトラゾール、5−ベンジルチオ1H−テトラゾールから選択される1種又は複数種であり、例えば、5−エチルチオ1H−テトラゾールである。前記カップリング反応は、有機溶剤で行われてもよく、前記有機溶剤は、無水アセトニトリル、無水DMF、無水ジクロロメタンから選択される1種又は複数種であり、例えば無水アセトニトリルである。いくつかの実施形態において、式(313)の化合物に対して、前記有機溶剤の用量が3〜50L/molであり、例えば、5〜20L/molであってもよい。当該カップリング反応を行うことにより、式(313)の化合物におけるヒドロキシ基とホスホルジアミダイトを反応させてホスホルアミダイト基を形成する。いくつかの実施形態において、溶剤を直接に除去して式(321)の化合物の粗製品を得ることができ、当該粗製品は、そのまま後の反応に用いることができる。
いくつかの実施形態において、式(321)の化合物の調製方法は、カップリング反応条件下で、有機溶剤において、カップリング試薬の存在下で、単離して得られた生成物を、さらにヒドロキシ基含有固相担体と接触させる工程をさらに含む。その後、キャッピング反応、酸化反応を行い、単離して式(321)の化合物を得る。この場合、Rに第1の官能基及び第2の官能基が含まれ、第1の官能基がヒドロキシ保護基を含み、第2の官能基が式(C3’)に示される構造を有する式(321)の化合物が得られる。
いくつかの実施形態において、前記固相担体は、本分野で公知の核酸固相合成に使用できる固相担体であり、例えば、脱保護反応された市販の汎用の固相担体(NittoPhase(登録商標)HL UnyLinkerTM 300 Oligonucleotide Synthesis Support、Kinovate Life Sciences社、構造が式B80に示される)であってもよい。
脱保護反応は、当業者に公知である。いくつかの実施形態において、脱保護条件としては、温度が0〜50℃であり、例えば15〜35℃であり、反応時間が30〜300秒、例えば50〜150秒である。脱保護試薬は、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、クロロ酢酸から選択される1種又は複数種であってよく、いくつかの実施形態において、脱保護試薬は、ジクロロ酢酸である。脱保護試薬と固定相における−DMTr(4,4’−ジメトキシトリチル)保護基とのモル比が2:1〜100:1であり、例えば3:1〜50:1である。前記脱保護を行うことにより、前記固相担体の表面に反応活性を有する遊離ヒドロキシ基が得られ、次のカップリング反応を行いやすくする。
カップリング反応条件及びカップリング試薬の選択は、以上のとおりである。当該カップリング反応を行うことにより、脱保護反応で形成された遊離ヒドロキシ基とホスホルアミダイト基を反応させて亜リン酸エステル結合を形成する。
いくつかの実施形態において、キャッピング反応条件としては、温度が0〜50℃であり、例えば15〜35℃であり、反応時間が5〜500秒であり、例えば10〜100秒であり、前記キャッピング反応をキャッピング試薬の存在下で行う。キャッピング試薬の選択と用量は、以上のとおりである。
酸化反応条件としては、温度が0〜50℃であってもよく、例えば、15〜35℃であってもよく、反応時間が1〜100秒、例えば、5〜50秒であってもよく、酸化試薬は、例えば、ヨウ素であってもよい(いくつかの実施形態において、ヨウ素水として提供する)。いくつかの実施形態において、酸化試薬と亜リン酸エステル基とのモル比が1:1〜100:1であり、例えば、5:1〜50:1であってもよい。いくつかの実施形態において、前記酸化反応は、テトラヒドロフラン:水:ピリジン=3:1:1〜1:1:3の混合溶剤で行われる。
いくつかの実施形態において、Rは、式B7又はB8の基の1つである。
式中、qの定義は、前述したとおりである。
この場合、式(313)に示される化合物は、有機溶剤において、アミド化反応条件下及びアミド化反応縮合剤と第3級アミン類有機塩基の存在下で、式(314)に示される化合物を式(A−1)に示される化合物又は式(A−2)の化合物と接触させ、その後単離する、という調製方法により得ることができる。
式中、n1、n3、m1、m2、m3、R10、R11、R12、R13、R14、R15、L、S、q及びRそれぞれの定義と選択可能な範囲は、前述したとおりである。
前記アミド化反応条件としては、反応温度が0〜100℃であり、反応時間が1〜48時間であってもよく、いくつかの実施形態において、前記アミド化反応条件としては、反応温度が10〜40℃であり、反応時間が2〜16時間である。
いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、アルコール類溶剤、エポキシ類溶剤、エーテル類溶剤、ハロゲン化アルキル類溶剤、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド及びN,N−ジイソプロピルエチルアミンの1種又は複数種である。前記アルコール類溶剤は、いくつかの実施形態において、メタノール、エタノール、プロパノールの1種又は複数種であり、いくつかの実施形態において、エタノールである。前記エポキシ類溶剤は、いくつかの実施形態において、ジオキサン及び/又はテトラヒドロフランである。前記エーテル類溶剤は、いくつかの実施形態において、エチルエーテル及び/又はメチルtert−ブチルエーテルである。前記ハロゲン化アルキル類溶剤は、いくつかの実施形態において、ジクロロメタン、トリクロロメタン及び1,2−ジクロロエタンの1種又は複数種である。いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、ジクロロメタンである。式(314)の化合物に対して、有機溶剤の用量が3〜50L/molであり、さらなる実施形態において3〜20L/molである。
いくつかの実施形態において、前記アミド化反応縮合剤は、(ベンゾトリアゾール−1−イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン、4−(4,6−ジメトキシトリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリン塩酸塩(4−(4,6−dimethoxytriazin−2−yl)−4−methylmorpholine hydrochloride)、2−エトキシ−1−エトキシカルボニル−1,2−ジヒドロキノリン(EEDQ)又はO−ベンゾトリアゾール−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェートであり、さらなる実施形態において、3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オンである。前記アミド化反応縮合剤と式(314)に示される化合物とのモル比が1:1〜10:1であってもよく、いくつかの実施形態において、2.5:1〜5:1である。
いくつかの実施形態において、前記第3級アミン類有機塩基は、トリエチルアミン又はN,N−ジイソプロピルエチルアミンであり、さらなる実施形態において、N,N−ジイソプロピルエチルアミンである。前記第3級アミン類有機塩基と式(314)に示される化合物とのモル比が3:1〜20:1であり、いくつかの実施形態において、5:1〜10:1である。
いくつかの実施形態において、式(A−1)及び式(A−2)の化合物は、任意の適当な方法により調製されてもよい。例えば、RがDMTr基である場合、グリセリン酸カルシウムとDMTrClを反応させて式(A−1)の化合物を調製することができる。同様に、3−アミノ−1,2−プロパンジオールと環状酸無水物を接触させた後、DMTrClと反応させて式(A−2)の化合物を調製することができ、前記環状酸無水物は、炭素原子数4〜13、いくつかの実施形態においては4〜8の環状酸無水物であってもよい。当業者であれば容易に理解できるように、前記環状酸無水物の選択は、(A−2)の化合物におけるqの異なる値に対応しており、例えば、前記環状酸無水物がコハク酸無水物である場合、q=1であり、前記環状酸無水物がグルタル酸無水物である場合、q=2であり、以下類推してもよい。
いくつかの変形において、式(314)に示される化合物を、前記環状酸無水物、3−アミノ−1,2−プロパンジオール及びDMTrClと順に反応させることにより、式(313)の化合物を調製することもできる。当業者であれば容易に理解できるように、これらの変形は、式(313)の化合物の構造と機能に影響を与えることがなく、かつ、当業者が上記方法により容易に実現されるものである。
上記と同様に、任意の適切な単離方法により反応混合物から式(313)の化合物を単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を蒸発除去した後、クロマトグラフィー方法により式(313)の化合物を単離することができ、例えば、(1)順相精製シリカゲル:200〜300メッシュのシリカゲル充填剤を、石油エーテル:酢酸エチル:ジクロロメタン:N,N−ジメチルホルムアミド=1:1:1:0.5〜1:1:1:0.6で勾配溶出する、(2)逆相精製:C18、C8逆相充填剤を、メタノール:アセトニトリル=0.1:1〜1:0.1で勾配溶出するという2つのクロマトグラフィー条件で単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を直接に除去して式(313)の化合物の粗製品を得ることができ、当該粗製品は、そのまま後の反応に用いることができる。
いくつかの実施形態において、式(314)に示される化合物は、有機溶剤において、脱保護反応条件下で、式(315)に示される化合物をハロ酢酸と接触させた後、単離することを含む調製方法により得ることができる。
式中、Rは、式(330)、(331)、(332)又は(333)に示される基から選択され、いくつかの実施形態において、Rの構造が式(330)に示される。
n1、n3、m1、m2、m3、R10、R11、R12、R13、R14、R15、L、Sそれぞれの定義と選択可能な範囲は、前述したとおりである。
前記ハロ酢酸は、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、クロロ酢酸及びトリフルオロ酢酸から選択される1種又は複数種であってよく、いくつかの実施形態において、ジクロロ酢酸である。
前記脱保護反応条件としては、反応温度が0〜100℃であり、反応時間が0.1〜24時間であってもよく、いくつかの実施形態において、反応温度が10〜40℃であり、反応時間が0.5〜16時間である。
いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、エポキシ類溶剤、エーテル類溶剤、ハロゲン化アルキル類溶剤、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド及びN,N−ジイソプロピルエチルアミンの1種又は複数種である。前記エポキシ類溶剤は、いくつかの実施形態において、ジオキサン及び/又はテトラヒドロフランであり、前記エーテル類溶剤は、いくつかの実施形態において、エチルエーテル及び/又はメチルtert−ブチルエーテルであり、前記ハロゲン化アルキル類溶剤は、いくつかの実施形態において、ジクロロメタン、トリクロロメタン及び1,2−ジクロロエタンの1種又は複数種であり、いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、ジクロロメタンである。式(315)の化合物に対して、有機溶剤の用量が3〜50L/molであり、さらなる実施形態において、5〜20L/molである。
前記ハロ酢酸と前記式(315)に示される化合物とのモル比が5:1〜100:1であってもよく、いくつかの実施形態において、10:1〜50:1である。
上記と同様に、任意の適切な単離方法により反応混合物から式(314)の化合物を単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を蒸発除去した後、クロマトグラフィー方法により式(314)の化合物を単離することができ、例えば、(1)順相精製シリカゲル:200〜300メッシュのシリカゲル充填剤を、ジクロロメタン:メタノール=100:30〜100:40で勾配溶出する、(2)逆相精製:C18、C8逆相充填剤を、メタノール:アセトニトリル=0.1:1〜1:0.1で勾配溶出するという2つのクロマトグラフィー条件で単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を直接に除去して式(314)の化合物の粗製品を得ることができ、当該粗製品は、そのまま後の反応に用いることができる。
式(315)に示される化合物は、有機溶剤において、アミド化反応縮合剤と第3級アミン類有機塩基の存在下及び縮合反応条件下で、式(317)に示される化合物を式(316)に示される化合物と接触させた後、単離することを含む調製方法により得ることができる。
式中、n1、n3、m1、m2、m3、R、R10、R11、R12、R13、R14、R15、L、Sそれぞれの定義と選択可能な範囲は、前述したとおりである。
式(316)の化合物としては、例えば、J.Am.Chem.Soc.2014,136,16958−16961に開示された化合物を用いてもよく、或いは、式(316)の化合物は、当業者が各種の方法により調製することができ、例えば、米国特許US8,106,022B2の実施例1に開示された方法を参照していくつかの式(316)の化合物を調製することができ、引用により上記文献の全ての内容が全体として本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態において、前記縮合反応条件としては、反応温度が0〜100℃であり、反応時間が0.1〜24時間であり、いくつかの実施形態において、反応温度が10〜40℃であり、反応時間が0.5〜16時間である。
前記式(316)に示される化合物と前記式(317)に示される化合物とのモル比が2:1〜10:1であってもよく、いくつかの実施形態において、2.5:1〜5:1である。
いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、アセトニトリル、エポキシ類溶剤、エーテル類溶剤、ハロゲン化アルキル類溶剤、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド及びN,N−ジイソプロピルエチルアミンの1種又は複数種であり、前記エポキシ類溶剤は、いくつかの実施形態において、ジオキサン及び/又はテトラヒドロフランであり、前記エーテル類溶剤は、いくつかの実施形態において、エチルエーテル及び/又はメチルtert−ブチルエーテルであり、前記ハロゲン化アルキル類溶剤は、いくつかの実施形態において、ジクロロメタン、トリクロロメタン及び1,2−ジクロロエタンの1種又は複数種であり、いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、アセトニトリルである。式(317)の化合物に対して、前記有機溶剤の用量は3〜50L/molであり、いくつかの実施形態において、5〜20L/molである。
いくつかの実施形態において、前記アミド化反応縮合剤は、(ベンゾトリアゾール−1−イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン(DEPBT)、O−ベンゾトリアゾール−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート又は4−(4,6−ジメトキシトリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリン塩酸塩であり、さらなる実施形態において、4−(4,6−ジメトキシトリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリン塩酸塩であってもよい。前記アミド化反応縮合剤と式(317)に示される化合物とのモル比は2:1〜10:1であってもよく、いくつかの実施形態において、2.5:1〜5:1である。
前記第3級アミン類有機塩基は、N−メチルモルホリン、トリエチルアミン又はN,N−ジイソプロピルエチルアミンであってもよく、いくつかの実施形態において、N−メチルモルホリンであり、前記第3級アミン類有機塩基と式(317)に示される化合物とのモル比が3:1〜20:1であってもよく、いくつかの実施形態において、5:1〜10:1である。
上記と同様に、任意の適切な単離方法により反応混合物から式(315)の化合物を単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を蒸発除去した後、クロマトグラフィー方法により式(315)の化合物を単離し、例えば、(1)順相精製シリカゲル:200〜300メッシュのシリカゲル充填剤を、ジクロロメタン:メタノール=100:5〜100:7で勾配溶出する、(2)逆相精製:C18、C8逆相充填剤を、メタノール:アセトニトリル=0.1:1〜1:0.1で勾配溶出するという2つのクロマトグラフィー条件で単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を直接に除去して式(315)の化合物の粗製品を得ることができ、当該粗製品は、そのまま後の反応に用いることができる。
いくつかの実施形態において、式(317)の化合物と十分な量の式(316)の化合物を一度反応させるだけで所望の式(315)の化合物を生成する。この場合、各S−L部分同士が同じである。いくつかの実施形態において、必要に応じて、式(317)の化合物を、異なる式(316)の化合物、即ち、L及び/又はSが異なる式(316)の化合物とバッチ反応させることにより、生成された式(315)の化合物に2種類以上のS及び/又はLを含ませることができる。例えば、1eqの式(317)の化合物に対して、それを2eqの第1の式(316)の化合物と接触させ、式(317)の化合物における2つの末端第一級アミン基に第1のS−L部分を結合した後、続いて(n3+n1−1)eqの第2の式(316)の化合物と接触させ(n3及びn1の定義と値の範囲は、前述したとおりである)、式(317)の化合物における(n3+n1−1)個の第二級アミン基に第2のS−L部分を結合することができる。
いくつかの実施形態において、式(317)に示される化合物は、有機溶剤の存在下及び脱保護反応条件下で、式(318)に示される化合物をメチルアミン水溶液と接触させた後、単離することを含む調製方法により得ることができる。
式中、n1、n3、m1、m2、m3、R、R10、R11、R12、R13、R14、R15それぞれの定義と選択可能な範囲は、前述したとおりである。
前記脱保護反応条件としては、反応温度が0〜150℃であり、反応時間が5〜72時間であってもよく、いくつかの実施形態において、反応温度が20〜80℃であり、反応時間が10〜30時間である。
前記有機溶剤は、アルコールから選択されてもよく、いくつかの実施形態において、メタノール、エタノール及びイソプロパノールの1つであり、いくつかの実施形態において、メタノールであり、式(318)の化合物に対して、前記有機溶剤の用量が1〜20L/molであり、いくつかの実施形態において、1.5〜10L/molである。
前記メチルアミン水溶液の濃度が30〜40質量%であってもよく、メチルアミンと式(318)に示される化合物とのモル比が10:1〜500:1であってもよく、いくつかの実施形態において、50:1〜200:1である。
上記と同様に、任意の適切な単離方法により反応混合物から式(317)の化合物を単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を蒸発除去した後、クロマトグラフィー方法により式(317)の化合物を単離することができ、例えば、(1)順相精製シリカゲル:200〜300メッシュのシリカゲル充填剤を、ジクロロメタン:メタノール:アンモニア水(25wt%)=1:1:0.05〜1:1:0.25で勾配溶出する、(2)逆相精製:C18、C8逆相充填剤を、メタノール:アセトニトリル=0.1:1〜1:0.1で勾配溶出するという2つのクロマトグラフィー条件で単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を直接に除去して式(317)の化合物の粗製品を得ることができ、当該粗製品は、そのまま後の反応に用いることができる。
いくつかの実施形態において、式(318)に示される化合物は、有機溶剤の存在下及び置換反応条件下で、式(319)に示される化合物を、トリフェニルクロロメタン(TrCl)、ジフェニルエチルフェニルクロロメタン、フェニルジエチルフェニルクロロメタン又はトリエチルフェニルクロロメタン、いくつかの実施形態においてトリフェニルクロロメタン(TrCl)と接触させた後、単離することを含む調製方法により得ることができる。
式中、n1、n3、m1、m2、m3、R10、R11、R12、R13、R14、R15それぞれの定義と選択可能な範囲は、前述したとおりである。
前記置換反応条件としては、反応温度が0〜100℃であり、反応時間が5〜72時間であってもよく、いくつかの実施形態において、反応条件としては、反応温度が10〜40℃であり、反応時間が10〜30時間である。
トリフェニルクロロメタン(TrCl)、ジフェニルエチルフェニルクロロメタン、フェニルジエチルフェニルクロロメタン又はトリエチルフェニルクロロメタンは、市販品を購入することができ、トリフェニルクロロメタン(TrCl)、ジフェニルエチルフェニルクロロメタン、フェニルジエチルフェニルクロロメタン又はトリエチルフェニルクロロメタンと式(319)に示される化合物とのモル比が1:1〜10:1であってもよく、いくつかの実施形態において、1:1〜3:1である。
前記有機溶剤は、エポキシ類溶剤、エーテル類溶剤、ハロゲン化アルキル類溶剤、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド及びN,N−ジイソプロピルエチルアミンの1種又は複数種であってもよい。前記エポキシ類溶剤は、いくつかの実施形態において、ジオキサン及び/又はテトラヒドロフランであってもよく、前記エーテル類溶剤は、いくつかの実施形態において、エチルエーテル及び/又はメチルtert−ブチルエーテルであってもよく、前記ハロゲン化アルキル類溶剤は、いくつかの実施形態において、ジクロロメタン、トリクロロメタン及び1,2−ジクロロエタンの1種又は複数種であってもよく、いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、ジクロロメタンである。式(319)の化合物に対して、前記有機溶剤の用量が3〜50L/molであってもよく、いくつかの実施形態において、5〜20L/molである。
上記と同様に、任意の適切な単離方法により反応混合物から式(318)の化合物を単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を蒸発除去した後、クロマトグラフィー方法により式(318)の化合物を単離することができ、例えば、(1)順相精製シリカゲル:200〜300メッシュのシリカゲル充填剤を、メタノール:ジクロロメタン=0.01:1〜0.5:1で、又はメタノール:ジクロロメタン:酢酸エチル:石油エーテル=0.1:1:1:1〜1:1:1:1で勾配溶出する、(2)逆相精製:C18、C8逆相充填剤を、メタノール:アセトニトリル=0.1:1〜1:0.1で勾配溶出するという2つのクロマトグラフィー条件で単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を直接に除去して式(318)の化合物の粗製品を得ることができ、当該粗製品は、そのまま後の反応に用いることができる。
いくつかの実施形態において、式(319)に示される化合物は、有機溶剤において、置換反応条件下で、式(320)に示される化合物をトリフルオロ酢酸エチルと接触させた後、単離することを含む調製方法により得ることができる。
式中、n1、n3、m1、m2、m3、R10、R11、R12、R13、R14、R15それぞれの定義と選択可能な範囲は、前述したとおりである。
いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、アセトニトリル、エポキシ類溶剤、エーテル類溶剤、ハロゲン化アルキル類溶剤、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド及びN,N−ジイソプロピルエチルアミンの1種又は複数種である。いくつかの実施形態において、前記エポキシ類溶剤は、ジオキサン及び/又はテトラヒドロフランであり、いくつかの実施形態において、前記エーテル類溶剤は、エチルエーテル及び/又はメチルtert−ブチルエーテルであり、いくつかの実施形態において、前記ハロゲン化アルキル類溶剤は、ジクロロメタン、トリクロロメタン及び1,2−ジクロロエタンの1種又は複数種であり、いくつかの実施形態において、前記有機溶剤は、アセトニトリルである。式(320)の化合物に対して、前記有機溶剤の用量が1〜50L/molであってもよく、いくつかの実施形態において、1〜20L/molである。
前記置換反応条件としては、反応温度が0〜100℃であり、反応時間が5〜72時間であってもよく、いくつかの実施形態において、前記置換反応条件としては、反応温度が10〜40℃であり、反応時間が10〜30時間である。
式(320)の化合物は、市販品を購入して、又は、当業者により既知の方法を用いて得ることができる。例えば、m1=m2=m3=3、n1=1、n3=2であり、R10、R11、R12、R13、R14、R15がいずれもHである場合、式(320)の化合物は、アルファ・エイサー社から市販品として購入することができる。
前記トリフルオロ酢酸エチルと式(320)に示される化合物とのモル比が2:1〜10:1であり、いくつかの実施形態において、3:1〜5:1である。
上記と同様に、任意の適切な単離方法により反応混合物から式(319)の化合物を単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を蒸発除去した後、クロマトグラフィー方法により式(319)の化合物を単離することができ、例えば、(1)順相精製シリカゲル:200〜300メッシュのシリカゲル充填剤を、メタノール:ジクロロメタン=0.01:1〜0.5:1で、又はメタノール:ジクロロメタン:酢酸エチル:石油エーテル=0.1:1:1:1〜1:1:1:1で勾配溶出する、(2)逆相精製:C18、C8逆相充填剤を、メタノール:アセトニトリル=0.1:1〜1:0.1で勾配溶出するという2つのクロマトグラフィー条件で単離することができる。いくつかの実施形態において、溶剤を直接に除去して式(319)の化合物の粗製品を得ることができ、当該粗製品は、そのまま後の反応に用いることができる。
本開示のオリゴヌクレオチド複合体は、薬学的に許容できる他の添加剤と併用してもよく、当該添加剤は、本分野で通常採用される各種の製剤又は化合物の1種又は複数種であってもよく、詳細は、上述した本開示の薬物組成物に関する記載を参照のこと。
<本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及びオリゴヌクレオチド複合体の使用>
いくつかの実施形態において、本開示は、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体の、細胞における特定の遺伝子の発現による病理学的状態又は疾患の治療及び/又は予防のための薬物の調製への使用を提供する。いくつかの実施形態において、前記特定の遺伝子は、肝細胞に異常に発現する遺伝子である。いくつかの実施形態において、前記特定の遺伝子は、肝臓に発現する内因性遺伝子である。いくつかの実施形態において、前記特定の遺伝子は、肝臓で繁殖する病原体遺伝子である。いくつかの実施形態において、前記特定の遺伝子は、ApoB、ApoC、ANGPTL3、PCSK9、SCD1、TIMP−1、Col1A1、FVII、STAT3、p53、HBV、HCV等の遺伝子から選択される。いくつかの実施形態において、前記特定の遺伝子は、B型肝炎ウイルス遺伝子、アンジオポエチン様タンパク質3遺伝子又はアポリポタンパクC3遺伝子から選択される。これに応じて、前記疾患は、慢性肝疾患、肝炎、肝線維性疾患、肝過形成性疾患及び脂質異常から選択される。いくつかの実施形態において、前記脂質異常は、高コレステロール血症、高トリグリセリド血症又はアテローム性動脈硬化である。
いくつかの実施形態において、本開示は、それを必要とする被験体に本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体の有効量を投与することを含む、特定の遺伝子の異常発現による病理学的状態又は疾患の治療方法を提供する。いくつかの実施形態において、前記特定の遺伝子は、ApoB、ApoC、ANGPTL3、PCSK9、SCD1、TIMP−1、Col1A1、FVII、STAT3、p53、HBV、HCV等の遺伝子から選択される。いくつかの実施形態において、前記特定の遺伝子は、B型肝炎ウイルス遺伝子、アンジオポエチン様タンパク質3遺伝子又はアポリポタンパクC3遺伝子から選択される。これに応じて、前記疾患は、慢性肝疾患、肝炎、肝線維性疾患、肝過形成性疾患及び脂質異常から選択される。いくつかの実施形態において、前記脂質異常は、高コレステロール血症、高トリグリセリド血症又はアテローム性動脈硬化である。いくつかの実施形態において、本開示により提供される複合体は、不要な細胞増殖を特徴とする疾患、血液疾患、代謝性疾患及び炎症を特徴とする疾患を含む他の肝臓疾患の治療に用いることもできる。肝臓の増殖性疾患は、良性又は悪性疾患、例えば、癌、肝細胞癌(HCC)、肝転移又は肝芽腫であってもよい。肝臓血液学的又は炎症性疾患は、血液凝固因子、補体媒介炎症又は線維化に関する疾患であってもよい。肝臓の代謝性疾患は、脂質異常及びグルコースの調節の不規則性を含む。1つの実施形態において、疾患に関与する遺伝子配列と高度に同じ配列を有する1又は複数の二本鎖オリゴヌクレオチドを用いることにより前記疾患を治療する。
いくつかの実施形態において、本開示は、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体の有効量を細胞と接触させることを含む、前記細胞における特定の遺伝子の発現の抑制方法を提供する。
本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体を、それを必要とする被験体に投与することにより、遺伝子発現調節機構により細胞における特定の遺伝子の発現による病理学的状態又は疾患を予防及び/又は治療する目的を達成することができる。したがって、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体は、前記病理学的状態又は疾患の予防及び/又は治療に用いられ、又は本明細書に記載された病理学的状態又は疾患の予防及び/又は治療のための薬物の調製に用いることができる。
本明細書で用いられる用語「薬剤投与/投与」とは、二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体を少なくとも一部、所望の部位に局在化することにより所望の効果を生じさせる方法又は経路により、二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体を被験体の体内に入れることを指す。本開示の方法に適した投与経路は、局所投与と全身投与を含む。一般的には、局所投与により、被験体全身よりも多くの二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体が特定の部位に送達されるが、全身投与により、前記二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体が被験体のほぼ全身に送達される。本開示が肝細胞における特定の遺伝子の発現による病理学的状態又は疾患の予防及び/又は治療手段を提供することを意図することを考慮すると、いくつかの実施形態において、薬物を肝臓に送達することができる投与方法である。
本分野で既知の任意の適切な経路で被験体に投与することができ、前記経路としては、経口投与又は胃腸外経路(非経口経路)、例えば、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、経皮投与、気管内投与(エアロゾル)、肺部投与、鼻部投与、直腸投与及び局所投与(口腔内投与と舌下投与を含む)を含むが、これらのみに限定されない。投与頻度は、1日、1週間、2週間、3週間、1ヶ月又は1年に1回若しくは複数回であってもよい。
本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体の用量は、本分野における通常の用量であってもよく、前記用量は、各種のパラメーター、特に被験体の年齢、体重及び性別により決定されてもよい。細胞培養又は実験動物で標準薬学的手順により毒性と治療効果を測定し、例えば、LD50(50%の群体を死亡させる用量)及びED50(定量的反応において、50%の最大反応強度を引き起こすことができる用量を指し、定性的反応において、50%実験対象に陽性反応が発生する場合の用量を指す)を測定してもよい。細胞培養分析及び動物研究により得られたデータに基づいてヒト用量の範囲を得ることができる。
本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体を投与する場合、例えば、雄性又は雌性、6〜12週齢、体重18〜25gのC57BL/6J又はC3H/HeNCrlVrマウスに対して、前記二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体における二本鎖オリゴヌクレオチドの量として、二本鎖オリゴヌクレオチド及び薬学的に許容できる複合分子により形成されたオリゴヌクレオチド複合体について、その二本鎖オリゴヌクレオチド用量が0.001〜100mg/kg体重であってもよく、いくつかの実施形態において、0.01〜50mg/kg体重であり、さらなる実施形態において、0.05〜20mg/kg体重であり、より更なる実施形態において、0.1〜15mg/kg体重であり、また更なる実施形態において、0.1〜10mg/kg体重である。本開示に記載された二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体を投与する場合、上記用量が好ましい。
また、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体を、特定の遺伝子が異常に発現する肝細胞に導入することにより、遺伝子発現調節機構により肝細胞における当該特定の遺伝子の発現を抑制する目的を達成することもできる。いくつかの実施形態において、前記肝細胞は肝炎細胞であり、いくつかの実施形態において、HepG2.2.15細胞である。いくつかの実施形態において、前記肝細胞は、Hep3B、HepG2、Huh7等の肝癌細胞系又は単離した初代肝細胞から選択されてもよく、いくつかの実施形態において、Huh7肝癌細胞である。
本開示により提供される方法により肝細胞における特定の遺伝子の発現を抑制する。提供される二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体における二本鎖オリゴヌクレオチドの用量は、当業者が所望の効果により容易に決定するものである。例えば、いくつかの実施形態において、前記二本鎖オリゴヌクレオチド、薬物組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体は、siRNA複合体であり、提供されるsiRNA複合体におけるsiRNA用量は、以下のような量である:標的遺伝子の発現を低減でき、標的細胞表面では1pM〜1μM、0.01nM〜100nM、0.05nM〜50nM、又は0.05nM〜約5nMの細胞外濃度となる量である。当該局所濃度を達成するのに必要な量は、送達方法、送達部位、送達部位と標的細胞又は組織との間の細胞層の数、送達するのが局所か全身か等を含む、各種の因子により変化する。送達部位における濃度は、標的細胞又は組織の表面における濃度よりも顕著に高くてもよい。
<キット>
本開示は、上述した二本鎖オリゴヌクレオチド、上述した薬物組成物及び/又は上述したオリゴヌクレオチド複合体を含むキットを提供する。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されたキットは、容器で二本鎖オリゴヌクレオチドを提供することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されたキットは、薬学的に許容できる賦形剤を提供する容器を含んでもよい。いくつかの実施形態において、前記キットには、他の成分、例えば、安定化剤又は防腐剤等が含まれてもよい。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されたキットは、本明細書に記載された二本鎖オリゴヌクレオチドを提供する容器とは別の容器で少なくとも1種の他の治療剤を含んでもよい。いくつかの実施形態において、前記キットは、二本鎖オリゴヌクレオチドと薬学的に許容可能な担体及び/又は添加剤又は他の成分(存在する場合)を混合するための説明書を含んでもよい。
本開示のキットにおいて、前記二本鎖オリゴヌクレオチド及び薬学的に許容可能な担体及び/又は添加剤、並びに、前記二本鎖オリゴヌクレオチド組成物及び/又は複合体、及び/又は薬学的に許容できる添加剤は、任意の形式、例えば、液体形式、乾燥形式又は凍結乾燥形式として提供されてもよい。いくつかの実施形態において、前記二本鎖オリゴヌクレオチド及び薬学的に許容可能な担体及び/又は添加剤、並びに、前記二本鎖オリゴヌクレオチド組成物及び/又は複合体及び薬学的に許容できる任意の添加剤は、基本的にクリーン及び/又は無菌である。いくつかの実施形態において、本開示のキットで無菌水を提供することができる。
以下に実施例により本開示をさらに説明するが、本開示は、これによって何ら制限されない。
限定されることを望まないが、以下の実施形態、及び本開示の組成物及び/又はオリゴヌクレオチド複合体における二本鎖オリゴヌクレオチドが低分子干渉RNA(siRNA)である例示的な実施形態に関する実施例において、本発明をさらに詳しく説明する。このような場合に、本開示の二本鎖オリゴヌクレオチド、組成物及びオリゴヌクレオチド複合体は、それぞれsiRNA、siRNAを含む組成物及びsiRNA複合体である。本開示の文脈において、説明の便宜上、これらの実施形態におけるsiRNA、siRNAを含む組成物及びsiRNA複合体は、本開示のsiRNA、本開示のsiRNA組成物及び本開示のsiRNA複合体とも称する。本開示の二本鎖オリゴヌクレオチドがsiRNAのみであることを意味するものではなく、逆に、二本鎖オリゴヌクレオチドは、本明細書に開示された又は当業者に既知の他の変異体、例えば、低分子活性化RNA(saRNA)等であってもよい。siRNA、siRNAを含む組成物及びsiRNA複合体に対する詳しい説明に基づき、他の機能性二本鎖オリゴヌクレオチドは、単独で用い、又は本開示に記載された組成物及び/又は複合体を形成する際に同様に作用することを想定することができる。
(発明の効果)
いくつかの実施形態において、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチド、組成物又はオリゴヌクレオチド複合体は、体内でより高い安定性、より低い毒性及び/又はより高い活性を有することができる。いくつかの実施形態において、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチドは、saRNAである。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsaRNA、saRNA組成物又はsaRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%の標的遺伝子発現向上率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチドは、siRNAである。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%の標的遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%のHBV遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%の肝内HBV遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%の動物モデルにおける肝内HBV遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%のHBV表面抗原発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%のANGPTL3遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%の肝内ANGPTL3遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%の動物モデルにおける肝内ANGPTL3遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%のヒト被験体における肝内ANGPTL3遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%のAPOC3遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%の肝内APOC3遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%の動物モデルにおける肝内APOC3遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA、siRNA組成物又はsiRNA複合体は、体内で少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は95%のヒト被験体における肝内APOC3遺伝子発現抑制率を示す。いくつかの実施形態において、本開示により提供される二本鎖オリゴヌクレオチド、組成物又はオリゴヌクレオチド複合体は、明らかなオフターゲット効果を示していない。オフターゲット効果は、例えば、標的遺伝子でない遺伝子の正常発現の抑制であってもよい。オフターゲット遺伝子発現の結合/抑制がオンターゲット遺伝子効果に比べて50%、40%、30%、20%又は10%を下回る場合、当該オフターゲット効果が顕著ではないと考えられている。
本開示のいくつかの実施形態によれば、本開示のsiRNA、siRNA組成物及びsiRNA複合体は、優れた抑制効果を示す。例えば、本開示の1つの実施形態によれば、本開示により提供されるsiRNA複合体は、低いオフターゲット効果を有するとともに、1mg/kgの用量でB型肝炎モデルマウスの肝臓における66.9%〜90.9%のHBV遺伝子発現を抑制することができるという優れたHBV遺伝子発現抑制特性を示す。同時に、本開示のsiRNA複合体は、B型肝炎モデルマウスにおけるHBV表面抗原発現及びHBV DNAを効果的に低下させることもできる。特に、従来技術で提供されるものに比べて、本開示により提供される特定の修飾siRNAと特定の複合分子により形成された特定のsiRNA複合体は、低用量で、140日間の実験時間と長期間にわたって優れたHBV発現抑制作用を示し続けることができる。
本開示の1つの実施形態によれば、本開示により提供されるsiRNA複合体は、低いオフターゲット効果を有するとともに、1mg/kgの用量でB型肝炎モデルマウスの肝臓における81.7〜89.2%のHBV遺伝子発現を抑制することができるという優れたHBV遺伝子発現抑制特性を示す。同時に、本開示のsiRNA複合体は、B型肝炎モデルマウスにおけるHBV表面抗原発現及びHBV DNAを効果的に低下させることもできる。特に、従来技術で提供される複合分子により形成された複合体に比べて、本開示により提供される特定の修飾siRNAと特定の複合分子により形成された特定のsiRNA複合体は、低用量で、84日間の実験時間と長期間にわたって優れたHBV発現抑制作用を示し続けることができる。
本開示の1つの実施形態によれば、本開示により提供されるsiRNA複合体は、低いオフターゲット効果を有するとともに、1mg/kgの用量でB型肝炎モデルマウスの肝臓における93.8%と高いHBV遺伝子発現を抑制することができるという優れたHBV遺伝子発現抑制特性を示す。同時に、本開示のsiRNA複合体は、B型肝炎モデルマウスにおけるHBV表面抗原発現を効果的に低下させることもでき、ひいては3mg/kgの用量で90%以上のHBV表面抗原発現抑制率を達成し、HBV DNAを効果的に抑制することができる。特に、参照複合体に比べて、本開示により提供される特定の修飾siRNAと特定の複合分子により形成された特定のsiRNA複合体は、低用量で、21日間の実験時間と長期間にわたって高いHBV発現抑制作用を示し続けることができる。
本開示の1つの実施形態によれば、本開示により提供されるsiRNA複合体は、低いオフターゲット効果を有するとともに、1mg/kgの用量でB型肝炎モデルマウスの肝臓における93.63%と高いHBV X遺伝子領域の遺伝子発現を抑制することができるという優れたHBV遺伝子発現抑制特性を示す。同時に、本開示のsiRNA複合体は、B型肝炎モデルマウスにおけるHBV表面抗原発現を効果的に低下させることもでき、ひいては3mg/kgの用量で95%以上のHBV表面抗原発現抑制率を達成することができ、HBV DNAを効果的に抑制することができる。特に、従来技術で提供される複合分子により形成された複合体に比べて、本開示により提供される特定の修飾siRNAと特定の複合分子により形成された特定のsiRNA複合体は、低用量で、56日間の実験時間と長期間にわたって優れたHBV発現抑制効果を示し続け、HBV X mRNA抑制率を90%以上とすることができる。
いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA複合体は、優れたANGPTL3 mRNA抑制効率を示し、脂質レベルを顕著に低下させる。例えば、いくつかの実施形態において、単回皮下投与後の14日目に、マウスのANGPTL3 mRNA抑制率が95%以上と高く、いくつかの実施形態において、単回皮下投与し、トリグリセリド(TG)に対する最大抑制率が93%であり、総コレステロール(CHO)に対する最大抑制率が83%であり、薬剤投与後の154日目に、TGに対する抑制率が55%以上に維持でき、CHOに対する抑制率が40%以上に維持される。特に、従来技術で提供される複合分子により形成された複合体に比べて、本開示により提供されるsiRNA複合体は、より優れた遺伝子抑制率、より強い脂質低下能力を示す。また、本開示により提供されるsiRNA複合体は、低用量、低投与頻度の場合に、189日間の実験時間と長期間にわたって優れた脂質抑制作用を示し続けることができる。
いくつかの実施形態において、本開示により提供されるsiRNA複合体は、1mg/kgの用量で高脂血症モデルマウスの肝臓における少なくとも88%のAPOC3遺伝子発現を抑制するという優れたAPOC3遺伝子発現抑制特性を示す。特に、従来技術で提供される複合分子により形成された複合体に比べて、本開示により提供される修飾siRNAとsiRNA複合体は、優れた遺伝子抑制率及び低いオフターゲット効果を示す。また、本開示により提供されるsiRNA複合体は、低用量、低投与頻度の場合に、189日間の実験時間と長期間にわたって優れた脂質抑制作用を示し続けることができる。
ある実施形態において、本開示に記載されたsiRNA複合体は、動物レベルの毒性の低さ及び良好な安全性をさらに示す。例えば、いくつかの実施形態において、本開示の複合体については、C57BL/6Jマウスに有効濃度の100倍(有効濃度を3mg/kgとする)を投与しても、明らかな毒性反応が認められていない。
以上のことから、本明細書により提供されるsiRNA、siRNA組成物及びsiRNA複合体は、標的細胞における遺伝子の発現を効率的に低下させ、優れた送達潜力を示すことが分る。
以下に実施例により本開示を詳しく説明する。特に説明がない限り、以下の実施例で用いられる試薬、培地は、いずれも市販品であり、用いられる核酸電気泳動、real−time PCR等の操作は、いずれもMolecular Cloning(Cold Spring Harbor LBboratory Press(1989))に記載された方法を参照して行われる。
HEK293A細胞は、北京大学分子医学研究所核酸技術実験室により提供され、20%のウシ胎児血清(FBS、Hyclone社)及び0.2体積%のペニシリン−ストレプトマイシン(Penicillin−Streptomycin、Gibco、Invitrogen社)を含むDMEM完全培地(Hyclone社)で細胞を37℃で5%CO/95%空気含有インキュベーターにおいて培養した。
HepG2.2.15細胞は、ATCCから購入され、10%のウシ胎児血清(FBS、Gibco)、2mMのL−グルタミン(Gibco)及び380μg/mlのG418を含むDMEM完全培地(Gibco)で細胞を37℃で5%CO/95%空気含有インキュベーターにおいて培養した。
Huh7細胞は、ATCCから購入され、10%のウシ胎児血清(FBS、Gibco)、2mMのL−グルタミン(Gibco)及び380μg/mlのG418を含むDMEM完全培地(Gibco)で細胞を37℃で5%CO/95%空気含有インキュベーターにおいて培養した。
特に説明がない限り、以下に合成される各種のsiRNA又はsiRNA複合体で細胞をトランスフェクションした場合、トランスフェクション試薬としてLipofectamineTM2000(Invitrogen)を用い、具体的な操作については、メーカーにより提供される説明書を参照のこと。
別に説明がない限り、以下で提供される試薬割合は、いずれも体積比(v/v)として計算される。
用いられる動物モデルは以下のとおりである。
C57BL/6Nマウス:6〜8週齢、北京維通利華実験動物技術有限公司から購入、以下単にC57マウスという。
SDラット:北京維通利華実験動物技術有限公司により提供される。
HBVトランスジェニックマウスC57BL/6−HBV:品種名:B6−Tg HBV/Vst(1.28copy、genotype A)、北京維通達生物技術有限公司から購入する。実験前にCOI>10のマウス(以下単に1.28copyマウスともいう)を選択した。
HBVトランスジェニックマウスC57BL/6J−Tg(Alb1HBV)44Bri/J:北京大学医学部実験動物科学部から購入する。
HBVトランスジェニックマウス:M−TgHBVと命名され、上海市公衆衛生センター動物部から購入し、トランスジェニックマウスの作製方法は、Ren J.ら、J. Medical Virology. 2006,78:551〜560に記載されている。
AAV−HBVトランスジェニックマウス:文献の方法(董小岩ら、Chin J Biotech 2010,May 25,26(5):679〜686)によりAAV−HBVモデルを作製し、rAAV8−1.3HBV、D型(ayw)、北京五加和分子医学研究所有限公司から購入し、1×1012ウイルスゲノム(v.g.)/mL、ロット番号2016123011。実験前を無菌PBSで5×1011v.g./mLに希釈した。マウス1匹あたり200μL注射し、即ち、マウス1匹あたり1×1011v.g.注射した。ウイルスを注射した後の28日目に、全てのマウスに対して眼窩採血(約100μL)を行い、血清を回収してHBsAg及びHBV DNAを検出するために用いられる。
低濃度AAV−HBVトランスジェニックマウス:実験前にウイルスを無菌PBSで1×1011v.g./mLに希釈し、マウス1匹あたり100μLのウイルスを注射し、即ち、マウス1匹あたり1×1010v.g.注射したこと以外、上記と基本的に同じモデリング方法を採用した。
BALB/cマウス:6〜8週齢、北京維通利華実験動物技術有限公司から購入する。
ob/obマウス:6〜8週齢、常州キャヴェンス実験動物有限公司から購入する。
ヒトAPOC3トランスジェニックマウス:B6、CBA−Tg(APOC3)3707Bres/J、米国Jackson Laboratoryから購入する。
メタボリックシンドロームサル:北京大学分子医学研究所非ヒト霊長類研究センターにより提供される。
特に説明がない限り、以下の体内/体外効果実験データは、いずれも
で表され、データ分析では、Graphpad prism5.0統計分析ソフトウェアを採用した。まずデータに対して正規分布と等分散性検定を行った。正規分布を満たす(p>0.20)とともに分散が等しい(p>0.10)場合、複数の群間の比較では、一元配置分散分析によるLSD法により多重比較し、p<0.05である場合、統計学的に有意であるとみなした。正規分布を満たしておらず、又は分散が等しくない場合、複数の群間の比較では、ノンパラメトリック検定であるKruskal−Wallis H方法を採用し、Kruskal−wallis H検定結果が有意(p<0.05)である場合、データをランク変換した後、複数の群間の一対比較を行い、p<0.05である場合、統計学的に有意であるとみなした。
(調製例1)本開示のsiRNAの調製
本調製例では、以下の方法に従い、表2のsiRNAを合成した。
S:センス鎖、AS:アンチセンス鎖
注釈:大文字C、G、U、Aはヌクレオチドの塩基配列を表し、dTは、デオキシチミンヌクレオチドを表し、小文字mは、当該文字mの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−メトキシ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字fは、当該文字fの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−フルオロ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字sは、当該文字sの左右に隣接する2個のヌクレオチド間がチオリン酸エステル基により結合されていることを表し、VPは、当該文字VPの右側の1つのヌクレオチドがビニルリン酸エステル修飾ヌクレオチドであることを表し、Pは、当該文字Pの右側の1つのヌクレオチドがリン酸エステル修飾ヌクレオチドであることを表し、Psは、当該文字Psの右側の1つのヌクレオチドがチオリン酸エステル修飾ヌクレオチドであることを表す。
(1−1)siRNAのセンス鎖の合成
汎用の固相担体(UnyLinkerTM loaded NittoPhase(登録商標)HL Solid Supports、Kinovate Life Sciences社)を出発として循環させ、上記配列並び順に従い3’−5’方向に一つずつヌクレオシドモノマーを結合した。ヌクレオシドモノマーを結合するごとに、脱保護、カップリング、キャッピング、酸化の4つの反応を含む。合成条件は、以下のように規定された。
ヌクレオシドモノマーを0.1M濃度のアセトニトリル溶液で提供し、各脱保護反応の条件が同じであり、即ち、温度が25℃であり、反応時間が70秒であり、脱保護試薬は、ジクロロ酢酸のジクロロメタン溶液(3%v/v)であり、ジクロロ酢酸と固相担体における4,4’−ジメトキシトリチル保護基とのモル比が5:1であった。
各カップリング反応条件は、いずれも同じであり、温度が25℃であり、固相担体に結合される核酸配列とヌクレオシドモノマーとのモル比が1:10であり、固相担体に結合される核酸配列とカップリング試薬とのモル比が1:65であり、反応時間が600秒であり、カップリング試薬は、5−エチルチオ−1H−テトラゾールの0.5Mアセトニトリル溶液であった。
各キャッピング条件は、いずれも同じであり、温度が25℃であり、反応時間が15秒であった。キャッピング試薬溶液は、モル比が1:1であるCap1とCap2の混合溶液であり、キャッピング試薬と固相担体に結合される核酸配列とのモル比が、酢酸無水物:N−メチルイミダゾール:固相担体に結合される核酸配列=1:1:1であった。
各酸化反応条件は同じであり、温度が25℃であり、反応時間が15秒であり、酸化試薬が濃度0.05Mのヨウ素水であった。ヨウ素と、カップリング工程において固相担体に結合される核酸配列とのモル比が30:1であった。反応をテトラヒドロフラン:水:ピリジン=3:1:1の混合溶剤で行った。
目的配列における2個のヌクレオチド間がチオリン酸エステルにより結合される場合、当該2つのヌクレオチドのうち後のヌクレオチドの結合における酸化反応工程の代わりに、以下の硫化反応工程を用いた。各工程の硫化反応条件は同じであり、温度が25℃であり、反応時間が300秒であり、硫化試薬がキサンタンヒドリドであることを含む。硫化試薬と、カップリング工程において固相担体に結合される核酸配列とのモル比が120:1であった。反応をアセトニトリル:ピリジン=1:1の混合溶剤で行った。
切断と脱保護条件は以下のとおりである。合成された担体が結合されたヌクレオチド配列を、濃度25wt%のアンモニア水に加え、アンモニア水の用量が0.5ml/μmolであり、55℃で16h反応させ、液体を除去し、乾燥させるまで真空濃縮した。アンモニア水により処理した後、一本鎖核酸の量について、0.4ml/μmolのN−メチルピロリドンにより製品を溶解させた後、0.3ml/μmolのトリエチルアミン及び0.6ml/μmolのトリエチルアミン三フッ化水素酸塩を加え、リボースにおける2’−TBDMS保護を除去した。目的配列における全てのヌクレオチドの2’−位がいずれも修飾ヒドロキシ基である場合、切断と脱保護条件では、リボースにおける2’−TBDMS保護を除去する工程を含まなかった。
精製と脱塩:分取用イオンクロマトグラフィー精製カラム(Source 15Q)により、NaClによる勾配溶出で、核酸の精製を完成した。具体的には、溶出剤A:20mMリン酸ナトリウム(pH 8.1)、溶剤が水/アセトニトリル=9:1(体積比)であり、溶出剤B:1.5M塩化ナトリウム、20mMリン酸ナトリウム(pH 8.1)、溶剤が水/アセトニトリル=9:1(体積比)であり、溶出勾配:溶出剤A:溶出剤B=100:0〜50:50で勾配溶出した。製品溶出液を回収してからあわせ、逆相クロマトグラフィー精製カラムにより脱塩し、具体的な条件としては、デキストランゲルカラムにより脱塩し、充填剤がデキストランゲルG25であり、脱イオン水で溶出した。
検出:イオン交換クロマトグラフィー(IEX−HPLC)を用いて純度を検出し、液体クロマトグラフィー質量分析(LC−MS)により分子量を分析し、理論値と比較した。
これにより、当該工程においてsiRNAのセンス鎖Sを合成した。
(1−2)アンチセンス鎖の合成
本工程において、汎用の固相担体(UnyLinkerTM loaded NittoPhase(登録商標)HL Solid Supports、Kinovate Life Sciences社)により、siRNAのアンチセンス鎖ASを合成した。固相合成方法における脱保護、カップリング、キャッピング、酸化及び/又は硫化反応条件、脱保護と切断、単離条件は、センス鎖の合成と同じであった。
ここで、ビニルリン酸エステルで修飾された2’−メトキシ修飾ウラシルヌクレオシドモノマー(VP−Um)は、以下の方法に従い合成された。
(1−2−1)VP−U−2の合成
以下の方法に従い、VP−U−2分子を合成した。
2’−メトキシ修飾ウラシルヌクレオチド(2’−OMe−U、51.30g、91.6mmol)、tert−ブチルジフェニルクロロシラン(TBDPSCl、50.35g、183.2mmol)、イミダゾール(12.47g、183.2mmol)を混合して450mlのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させ、室温で20h攪拌反応させた。DMFを留去し、600mlのジクロロメタンで溶解した後300mlの飽和炭酸水素ナトリウムを加えて洗浄し、水相をジクロロメタン(DCM)で1回あたり300mlで3回抽出し、有機相をあわせ、5%シュウ酸で水相をpH<5になるまで洗浄し、乾燥させるまで溶剤を蒸発した後VP−U−1粗製品を得、そのまま後のVP−U−2の合成に用いた。
VP−U−1粗製品を100mlのジクロロメタンで溶解した後、氷浴を施して10分間攪拌し、さらに、予め4℃の冷蔵庫で冷蔵された450mlの2%p−トルエンスルホン酸溶液(溶剤が、体積比3:7のメタノール−ジクロロメタン混合溶剤である)を加え、10分間反応させた。さらに200mlの飽和炭酸水素ナトリウムを加えて反応をクエンチングし、有機相に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えてpH=8になるまで洗浄した。水相をあわせ、ジクロロメタンで1回あたり200mlで2回抽出し、有機相をあわせ、さらに200mlの飽和食塩水で1回洗浄し、乾燥させるまで溶剤を蒸発した。200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、石油エーテル:酢酸エチル:ジクロロメタン:メタノール=1:1:1:0.05〜1:1:1:0.25で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで発泡乾燥させて計40.00gの純粋なVP−U−2を得た。1H NMR (400 MHz,DMSO−d6) δ 7.96 (d,J =7.8 Hz,1H),7.64 (dtd,J =5.1,4.0,2.2 Hz,4H),7.41−7.30 (m,6H),6.79 (d,J =4.7 Hz,1H),5.73 (d,J =7.6 Hz,1H),4.94 (t,J =7.0 Hz,1H),4.12 (td,J =4.6,3.9 Hz,1H),4.05 (dd,J =4.8、4.0 Hz,1H),3.96 (t,J =4.7 Hz,1H),3.68 (ddd,J =11.8,7.0,4.6 Hz,1H),3.57 − 3.46 (m,1H),3.39 (s,3H),1.05 (s,8H). MS m/z:C2633Si、[M+H]、理論値:497.21、実測値:497.45。
(1−2−2)VP−U−4の合成:
VP−U−2(19.84g、40.0mmol)、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC、16.48g、80.0mmol)、ピリジン(4.20g、53.2mmol)、トリフルオロ酢酸(6.61g、53.2mmol)を混合して200mlのジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解させ、室温で20h攪拌反応させた。別に、メチレンジホスホン酸テトラエチル(21.44g、74.4mmol)を120mlのTHFに溶解させ、氷浴で降温し、氷浴温度でt−BuOK(11.36g、101.2mmol)を加え、氷浴温度で10min反応させた後、室温まで昇温して0.5h反応させた後、約1hかけて前述した反応液に加え、氷浴温度で1h反応させた後、室温まで昇温して18h反応させた。水を加えて反応をクエンチングし、水相をジクロロメタンで1回あたり200mlで3回抽出した。有機相をあわせ、200mlの飽和食塩水で1回洗浄した後に乾燥させるまで溶剤を蒸発した。200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、石油エーテル:酢酸エチル=1:1〜1:4で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで発泡乾燥させて計14.00gの純粋なVP−U−4を得た。1H NMR (400 MHz,DMSO−d6) δ 7.96 (d,J =7.8 Hz,1H),7.64 (dtd,J =5.1,4.0,2.2 Hz,4H),7.41 − 7.30 (m,6H),6.82 − 6.71 (m,2H),5.90 (ddd,J =25.9、15.0,1.0 Hz,1H),5.73 (d,J =7.6 Hz,1H),4.36 − 4.21 (m,3H),4.18 (t,J =4.9 Hz,1H),4.05 (ddq,J =9.7,8.5,6.9 Hz,2H),3.87 (t,J =4.8 Hz,1H),3.39 (s,3H),1.32 (td,J =6.9,0.7 Hz,6H),1.05 (s,8H). MS m/z:C3142PSi、[M+H]、理論値:629.24、実測値:629.51。
(1−2−3)VP−U−5の合成:
VP−U−4(14.00g、22.29mmol)を100mlのテトラヒドロフランに溶解させ、トリエチルアミン三フッ化水素酸(17.96g、111.45mmol)を加え、室温で20h攪拌して完全に反応させた。そのまま乾燥させるまで溶剤を蒸発し、50mlのジクロロメタンで溶解してから蒸発乾固する操作を2回繰り返し、粗製品を得た。200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、石油エーテル:酢酸エチル:ジクロロメタン:メタノール=1:1:1:0.05〜1:1:1:0.25で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで発泡乾燥させて計6.70gの純粋なVP−U−5を得た。1H NMR (400 MHz,DMSO−d6) δ 7.96 (d,J =7.8 Hz,1H),6.77 (dd,J =15.0,6.2 Hz,1H),5.99 − 5.82 (m,2H),5.73 (d,J =7.6 Hz,1H),5.27 (d,J =5.1 Hz,1H),5.10 (dd,J =5.3,4.7 Hz,1H),4.29 (ddq,J =9.8,8.6,7.0 Hz,2H),4.17 (ddd,J =6.2,5.2,1.0 Hz,1H),4.12 − 3.98 (m,3H),3.39 (s,2H),1.32 (td,J =6.9,0.6 Hz,6H). MS m/z:C1524P、[M+H]、理論値:391.13、実測値:391.38。
(1−2−4)VP−U−6の合成:
アルゴン保護条件で10mlの無水ジクロロメタンにVP−U−5(391mg、1.0mmol)、ピリジントリフルオロアセテート(0.232g、1.2mmol)、N−メチルイミダゾール(0.099g、1.2mmol)、ビス(ジイソプロピルアミノ)(2−シアノエトキシ)ホスフィン(0.452g、1.5mmol)を加え、室温で5時間攪拌反応させた。乾燥させるまで溶剤を留去し、カラムクロマトグラフィーにより精製し(200〜300メッシュの順相シリカゲルを用いて、ジクロロメタン:アセトニトリル(0.5wt%トリエチルアミンを含む)=3:1〜1:3で勾配溶出した)、生成物溶出液を回収し、溶剤を濃縮除去し、計508mgの目的生成物VP−U−6を得た。31P NMR (161 MHz,DMSO−d6) δ 150.34,150.29,17.07,15.50. MS m/z:C2441、[M+H]、理論値:591.23、実測値:591.55。VP−U−6が目的生成物VP−Umであり、ヌクレオシドモノマーとしてRNA鎖の合成に関与することを示した。
以下の方法を用いて5’−リン酸エステル修飾をアンチセンス鎖の5’端に結合した。
原料は、以下の式CPR−Iの構造を有するリン酸化構造モノマーであり、蘇州吉瑪により提供され、番号がCat#13〜2601−XXである。
アンチセンス鎖の全てのヌクレオシドモノマーを結合した後、ホスホルアミダイト核酸固相合成方法により、脱保護、カップリング、キャッピング、酸化の4つの反応を行ってCPR−Iモノマーをアンチセンス鎖の5’末端に結合した。その後、以下の条件により切断と脱保護を行い、アンチセンス鎖を得た。
合成された担体が結合されたヌクレオチド配列を、濃度25wt%のアンモニア水に加え、アンモニア水の用量が0.5ml/μmolであり、55℃で16h反応させ、液体を除去し、乾燥させるまで真空濃縮した。アンモニア水により処理した後、一本鎖核酸の量について、0.4ml/μmolのN−メチルピロリドンにより製品を溶解させた後、0.3ml/μmolのトリエチルアミン及び0.6ml/μmolのトリエチルアミン三フッ化水素酸塩を加え、リボースにおける2’−TBDMS保護を除去した。精製と脱塩:分取用イオンクロマトグラフィー精製カラム(Source 15Q)により、NaClによる勾配溶出で、核酸の精製を完成した。具体的には、溶出剤A:20mMリン酸ナトリウム(pH 8.1)、溶剤が水/アセトニトリル=9:1(体積比)であり、溶出剤B:1.5M塩化ナトリウム、20mMリン酸ナトリウム(pH 8.1)、溶剤が水/アセトニトリル=9:1(体積比)であり、溶出勾配:溶出剤A:溶出剤B=100:0〜50:50で勾配溶出した。製品溶出液を回収してからあわせ、逆相クロマトグラフィー精製カラムにより脱塩し、具体的な条件としては、デキストランゲルカラムにより脱塩し、充填剤がデキストランゲルG25であり、脱イオン水で溶出した。
目的生成物が5’−チオリン酸エステル修飾を有する場合に、結合する際に、上記酸化反応条件の代わりに硫化反応条件を用い、硫化反応を行ったこと以外、上記と同じ工程を用いた。
siRNAのアンチセンス鎖を同様に分析検出し、用いられた計器と方法は、センス鎖と同じであり、最終的に、対応するsiRNAのアンチセンス鎖を得たことを確認した。
(1−3)siRNAの合成
S鎖とAS鎖を等モル比で混合し、注射用水に溶解させ95℃に加熱し、室温で冷却した後、これらを水素結合により二本鎖構造を形成させた。
上記合成されたセンス鎖及びアンチセンス鎖に対して、イオン交換クロマトグラフィー(IEX−HPLC)により純度を検出し、液体クロマトグラフィータンデム質量分析(LC−MS)により分子量を分析し、合成された核酸配列が表2における各siRNAに対応することを確認した。
(調製例2)複合体1の調製
本調製例では、以下の方法に従い、表4Aにおいて番号が複合体A1であるsiRNA複合体を合成した。
(2−1)L−10化合物の調製
以下の方法に従い、L−10化合物を合成した。
(2−1−1)複合末端セグメントGAL−5の合成
(2−1−1a)GAL−2の合成
100.0gのGAL−1(N−アセチル−D−ガラクトサミン塩酸塩、CAS番号:1772−03−8、寧波弘翔生化公司から購入、463.8mmol)を1000mlの無水ピリジンに溶解させ、氷水浴下で540mlの酢酸無水物(Enox社から購入、5565.6mmol)を加え、室温で1.5時間攪拌反応した。反応液を10Lの氷水に注入し、減圧吸引濾過し、ケーキを2Lの氷水で洗浄した後、完全に溶解するまでアセトニトリル/トルエン混合溶剤(アセトニトリル:トルエンの体積比=1:1)を加え、溶剤を蒸発乾固し、130.0gの白色固形製品GAL−2を得た。
(2−1−1b)GAL−3の合成
工程(1−1a)で得られたGAL−2(35.1g、90.0mmol)を213mlの無水1,2−ジクロロエタンに溶解させ、氷水浴下で、窒素保護条件で、24.0gのTMSOTf(CAS番号:27607−77−8、マックリン社から購入、108.0mmol)を加え、室温で一晩反応させた。
反応液に400mlのジクロロメタンを加えて希釈し、珪藻土で濾過し、1Lの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、洗浄し、有機相を分離し、水相をジクロロエタンにより1回あたり300mlで2回抽出し、有機相をあわせ、それぞれ300mlの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び300mlの飽和食塩水で洗浄し、有機相を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶剤を減圧蒸発乾固し、26.9gの淡黄色の粘稠な水飴状製品GAL−3を得た。
(2−1−1c)GAL−4の合成
工程(1−1b)で得られたGAL−3(26.9g、81.7mmol)を136mlの無水1,2−ジクロロエタンに溶解させ、乾燥した4Å分子篩粉30gを加え、9.0gの5−ヘキセン−1−オール(CAS番号:821−41−0、Adamas−beta社から購入、89.9mmol)を加え、室温で30分間攪拌し、氷浴下で窒素保護下で9.08gのTMSOTf(40.9mmol)を加え、室温で一晩攪拌反応させた。4Å分子篩粉を濾過除去し、濾液に300mlのジクロロメタンを加えて希釈し、珪藻土で濾過し、500mlの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて10分間攪拌し洗浄し、有機相を分離し、水相を300mlのジクロロエタンで1回抽出し、有機相をあわせ、それぞれ300mlの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び300mlの飽和食塩水で洗浄し、有機相を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶剤を減圧蒸発乾固し、41.3gの黄色水飴状製品GAL−4を得、精製することなく、そのまま次の酸化反応を行った。
(2−1−1d)GAL−5の合成
工程(1−1c)に記載された方法により得られたGAL−4(14.9g、34.7mmol)を77mlのジクロロメタンと77mlのアセトニトリルの混合溶剤に溶解させ、それぞれ103mlの脱イオン水及び29.7gの過ヨウ素酸ナトリウム(CAS番号:7790−28−5、Aladdin社から購入、138.8mmol)を加え、氷水浴下で10分間攪拌し、塩化ルテニウム(III)(CAS番号:14898−67−0、Energy社から購入、238mg、1.145mmol)を加え、システム温度を30℃以下に制御し、室温で一晩反応させた。反応液に300mlの水を加えて希釈攪拌し、飽和炭酸水素ナトリウムを加えてpHを約7.5に調整し、有機相を分離して捨て、水相をジクロロメタンで1回あたり200mlで3回抽出し、有機相を捨てた。水相を固形クエン酸でpHを約3に調節し、ジクロロメタンで1回あたり200mlで3回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶剤を減圧蒸発乾固し、6.5gの白色泡状固形製品GAL−5を得た。H NMR (400 MHz,DMSO) δ 12.01 (br,1H),7.83 (d,J =9.2 Hz,1H),5.21 (d,J =3.2 Hz,1H),4.96 (dd,J =11.2,3.2 Hz,1H),4.49 (d,J =8.4 Hz,1H),4.07 − 3.95 (m,3H),3.92 − 3.85 (m,1H),3.74 − 3.67 (m,1H),3.48 − 3.39 (m,1H),2.20 (t,J =6.8 Hz,2H),2.11 (s,3H),2.00 (s,3H),1.90 (s,3H),1.77 (s,3H),1.55 − 1.45 (m,4H).
(2−1−2)M−11−T3の合成:
J−0(1.883g、10mmol、アルファ・エイサー社から購入)を25mlのアセトニトリルに溶解させ、トリエチルアミン(4.048g、40mmol)を加えて氷水浴で0℃まで冷却し、トリフルオロ酢酸エチル(5.683g、40mmol)を加え、室温で22h反応させ、溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで18h発泡乾燥させ、5.342gの固形粗製品M−11−T3を得、さらに精製することなく、そのまま後の反応に用いた。MS m/z:C1522、[M+H]、理論値:477.35、実測値:477.65。
(2−1−3)M−11−T3−Trの合成:
M−11−T3粗製品(5.342g、10mmol)を50mlのジクロロメタンに溶解させ、反応液にTrCl(3.345g、12mmol)及びトリエチルアミン(1.518g、15mmol)を加え、室温で20h攪拌反応させ、飽和炭酸水素ナトリウムで反応液を1回あたり20mlで2回洗浄し、20mlの飽和食塩水で1回洗浄し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後有機溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩発泡乾燥させ、7.763gの固形粗製品M−11−T3−Trを得た。MS m/z:C3436、[M+Na]、理論値:741.25、実測値:741.53。固形粗製品M−11−T3−Trは、精製することなく、引き続き次のM−18−Trの合成に使用した。
(2−1−4)M−18−Trの合成:
工程(2−1−3)で得られたM−11−T3−Tr粗製品(7.763g、10mmol)を100mlのメタノールに溶解させ、100mlのメチルアミン水溶液(40質量%)を加え、50℃で23h攪拌反応させ、不溶性粒子を濾過除去し、溶剤を減圧蒸発乾固し、200mlの体積比1:1のDCM:メタノール混合溶剤を加え、50mlの飽和炭酸水素ナトリウムで洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり50mlで3回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩発泡乾燥させ、200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタン:メタノール:アンモニア水(25wt%)=1:1:0.05〜1:1:0.25で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで発泡乾燥させて2.887gの純粋なM−18−Trを得た。H NMR (400 MHz,DMSO) δ7.47 − 7.39 (m,6H),7.32 −7.24 (m,6H),7.19 − 7.12 (m,3H),2.60 − 2.47 (m,4H),2.46 − 2.19 (m,13H),1.70 − 1.55 (m,4H),1.40 (p,J =6.8 Hz,2H). MS m/z:C2839、[M+H]、理論値:431.65、実測値:432.61。
(2−1−5)L−5−Trの合成:
工程(2−1−4)で得られたM−18−Tr(2.02g、4.69mmol)と工程(2−1−1)で得られたGAL−5(6.93g、15.48mmol)を混合して47mlのアセトニトリルに溶解させ、N−メチルモルホリン(3.13g、30.96mmol)及び4−(4,6−ジメトキシトリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリン塩酸塩(DMTMM、4.28g、15.48mmol)を加え、室温で2h攪拌反応させた。200mlのジクロロメタンで反応液を希釈し、100mlの飽和炭酸水素ナトリウム溶液で有機相を洗浄し、100mlの飽和食塩水で有機相を洗浄し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後に溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得た。200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタン:メタノール=100:5〜100:7で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、減圧蒸発乾固して7.49gの純粋なL−5−Trを得た。H NMR (400 MHz,DMSO) δ7.83 − 7.10 (m,4H),7.67 − 7.60 (m,1H),7.44 − 7.34 (m,6H),7.33 − 7.24 (m,6H),7.20 − 7.15 (m,3H),5.22 (s,3H),4.97 (d,J =11.3 Hz,3H),4.49 (d,J =8.4 Hz,3H),4.06 − 3.07 (m,9H),3.95 − 3.83 (m,3H),3.77 − 3.64 (m,3H),3.45 − 3.35 (m,3H),3.12 − 2.87 (m,8H),2.30 − 2.15 (m,3H),2.11 − 1.98 (m,22H),1.95 − 1.84 (m,11H),1.81 − 1.61 (m,14H),1.54 − 1.36 (m,14H). MS m/z:C8511930、[M+H]、理論値:1718.81、実測値:1718.03。
(2−1−6)L−8の合成:
工程(2−1−5)で得られたL−5−Tr(5.94g、3.456mmol)を69mlのジクロロメタンに溶解させ、ジクロロ酢酸(13.367g、103.67mmol)を加え、室温で2h反応させ、100mlのジクロロメタンを加えて反応液を希釈し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液を加えて洗浄しpH=7〜8になるように調節し、水相をジクロロメタンで1回あたり30mlで6回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後に溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得た。精製には、200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、10wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、1wt‰トリエチルアミンでカラムを平衡化し、ジクロロメタン:メタノール=100:30〜100:40で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して4.26gの純粋なL−8を得た。H NMR (400 MHz,DMSO) δ 7.84 (d,J =9.0 Hz,3H),7.27 − 7.23 (m,1H),7.13 − 7.18 (m,1H),5.22 (d,J =3.1 Hz,3H),4.97 (dd,J =11.3,3.1 Hz,3H),4.48 (d,J =8.4 Hz,3H),4.09 − 3.98 (m,9H),3.88 (dd,J =19.3,9.3 Hz,3H),3.75 − 3.66 (m,3H),3.44 − 3.38 (m,3H),3.17 − 3.30 (m,4H),3.10 − 2.97 (m,4H),2.35 − 2.20 (m,6H),2.15 − 2.08 (m,9H),2.07 − 1.98 (m,13H),1.94 − 1.87 (m,9H),1.81 − 1.74 (m,9H),1.65 − 1.42 (m,18H). MS m/z:C8511930、[M+H]、理論値:1477.59、実測値:1477.23。
(2−1−7a)A−1の合成
DMTrCl(4,4’−ビスメトキシトリチルクロリド、38.12g、112.5mmol)を450mlの無水ピリジンに溶解させ、DL−グリセリン酸カルシウム水和物(12.88g、45.0mmol)を加え、45℃で22h反応させ、反応液を濾過し、ケーキを200mlのDCMでリンスし、濾液を乾燥させるまで減圧濃縮し、残りを500mlのジクロロメタンに改めて溶解させ、0.5Mトリエチルアミンリン酸塩(pH=7〜8)で1回あたり200mlで2回洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり200mlで2回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、溶剤を減圧蒸発乾固し、200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテル:酢酸エチル:ジクロロメタン:メタノール=1:1:1:0.35〜1:1:1:0.55で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固し、500mlのジクロロメタンに改めて溶解させ、200mlの0.5Mトリエチルアミンリン酸塩で1回洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり200mlで2回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩減圧し、20.7gの白色固形製品A−1を得た。H NMR (400 MHz,DMSO−d6) δ 7.46 (ddd,J =6.5,2.3,1.1 Hz,1H),7.40 − 7.28 (m,7H),6.89 − 6.81 (m,4H),4.84 (d,J =5.0 Hz,1H),4.36 − 4.24 (m,1H),4.29 (s,6H),3.92 (dd,J =12.4,7.0 Hz,1H),3.67 (dd,J =12.3,7.0 Hz,1H),2.52 (q,J =6.3 Hz,6H),1.03 (t,J =6.3 Hz,9H). MS m/z:C2423、[M−H]、理論値:407.15、実測値:406.92。
(2−1−7b)L−7の合成:
工程(2−1−6)で得られたL−8(2.262g、1.532mmol)及び工程(2−1−7a)で得られたA−1(2.342g、4.596mmol)を混合し、16mlのジクロロメタンに溶解させ、3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン(DEPBT)(1.375g、4.596mmol)を加え、さらにジイソプロピルエチルアミン(1.188g、9.191mmol)を加え、25℃で2h攪拌反応させ、10mlの飽和炭酸水素ナトリウムで有機相を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり10mlで3回抽出し、10mlの飽和食塩水で有機相を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり10mlで2回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後に溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩発泡乾燥させ、4.900gの粗製品を得た。カラム精製には、120gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、20mlのトリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、1wt%トリエチルアミンを含む石油エーテルでカラムを平衡化し、石油エーテル:酢酸エチル:ジクロロメタン:N,N−ジメチルホルムアミド=1:1:1:0.5〜1:1:1:0.6で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して2.336gの純粋なL−7を得た。H NMR (400 MHz,DMSO) δ7.90 − 7.78 (m,4H),7.75 − 7.64 (m,1H),7.38 − 7.18 (m,9H),6.91 − 6.83 (m,4H),5.25 − 5.10 (m,4H),4.97 (dd,J =11.2,3.2 Hz,3H),4.48 − 4.30 (m,4H),4.02 (s,9H),3.93 − 3.84 (m,3H),3.76 − 3.66 (m,9H),3.45 − 3.35 (m,3H),3.24 − 2.98 (m,10H),2.30 − 2.20 (m,2H),2.11 − 1.88 (m,31H),1.80 − 1.40 (m,28H). MS m/z:C9012835、[M−DMTr]、理論値:1564.65、実測値:1564.88。
(2−1−8)L−9の合成:
工程(2−1−7b)で得られたL−7(2.300g、1.26mmol)、コハク酸無水物(0.378g、3.78mmol)及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP、0.462g、3.78mmol)を混合して13mlのジクロロメタンに溶解させ、さらにDIPEA(0.814g、6.30mmol)を加え、25℃で24h攪拌し、5mlの0.5Mトリエチルアミンリン酸塩で反応液を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり5mlで3回抽出し、有機相をあわせ、減圧蒸発乾固して2.774gの粗製品を得た。カラム精製には、60gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタンでカラムを平衡化し、1wt‰トリエチルアミンを含むジクロロメタン:メタノール=100:18〜100:20で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して1.874gの純粋なL−9複合分子(複合分子1化合物)を得た。H NMR (400 MHz,DMSO) δ 8.58 (d,J =4.2 Hz,1H),7.94 − 7.82 (m,3H),7.41 − 7.29 (m,5H),7.22 (d,J =8.1 Hz,5H),6.89 (d,J =8.3 Hz,4H),5.49 − 5.37 (m,1H),5.21 (d,J =3.0 Hz,3H),4.97 (d,J =11.1 Hz,3H),4.49 (d,J =8.2 Hz,3H),4.02 (s,9H),3.88 (dd,J =19.4、9.4 Hz,3H),3.77 − 3.65 (m,9H),3.50 − 3.39 (m,6H),3.11 − 2.90 (m,5H),2.61 − 2.54 (m,4H),2.47 − 2.41 (m,2H),2.26 − 2.17 (m,2H),2.15 − 1.95 (m,22H),1.92 − 1.84 (m,9H),1.80 − 1.70 (m,10H),1.65 − 1.35 (m,17H)、1.31 − 1.19 (m,4H),0.96 (t,J =7.1 Hz,9H). MS m/z:C9413238、[M−DMTr]、理論値:1664.72、実測値:1665.03。
(2−1−9)L−10化合物の合成:
この工程において、L−9複合分子を固相担体に結合することにより、L−10化合物を調製した。
工程(1−1−8)で得られたL−9複合分子(0.233g、0.1126mmol)、O−ベンゾトリアゾール−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HBTU、0.064g、0.1689mmol)及びジイソプロピルエチルアミン(DIEA、0.029g、0.2252mmol)を混合し、19mlのアセトニトリルに溶解させ、室温で5分間攪拌し、反応液にアミノメチル樹脂(HNResin、0.901g、100〜200メッシュ、アミノ基担持量400μmol/g、南開和成社から購入)を加え、25℃でシェーカーで反応を行い、回転数220回転/分間、15h反応させた後に濾過し、ケーキをDCMで1回あたり30mlで2回リンスし、アセトニトリルで1回あたり30mlで3回リンスし、30mlのエチルエーテルで1回リンスし、真空油ポンプで2h乾燥させ、その後、表3に示す配合割合に従い原料(CapA、CapB、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)及びアセトニトリル)を加えてキャッピング反応を行った。25℃でシェーカーに放置し、回転数200回転/分間で5h反応させ、反応液を濾過し、ケーキをアセトニトリルで1回あたり30mlで3回リンスし、乾燥させるまで吸引濾過し、真空油ポンプで一晩減圧乾燥させ、1.100g、担持量90.8μmol/gのL−10化合物(即ち、固相担体に結合されたL−9複合分子)を得た。
ここで、CapAとCapBは、キャッピング試薬溶液であり、CapAは、20体積%のN−メチルイミダゾールのピリジン/アセトニトリル混合溶液であり、ピリジンとアセトニトリルとの体積比が3:5であり、CapBは、20体積%酢酸無水物のアセトニトリル溶液であった。
以下の合成では、センス鎖及びアンチセンス鎖の配列は、それぞれ表4における複合体1のS配列とAS配列に対応した。
(2−2)センス鎖の合成
固相ホスホルアミダイト法により、上記工程で調製されたL−10化合物を出発として循環させ、センス鎖のヌクレオチドの並び順に従い3’−5’方向に一つずつヌクレオシドモノマーを結合した。ヌクレオシドモノマーを結合するごとに、脱保護、カップリング、キャッピング、酸化又は硫化の4つの反応を含む。2個のヌクレオチド間がリン酸エステルにより結合される場合、次のヌクレオシドモノマーを結合するとき、脱保護、カップリング、キャッピング、酸化の4つの反応を含む。2個のヌクレオチド間がチオリン酸エステルにより結合される場合、次のヌクレオシドモノマーを結合するとき、保護、カップリング、キャッピング、硫化の4つの反応を行った。上記反応の条件は、前述した調製例1でセンス鎖を合成する際に用いられる条件が同じであった。
(2−3)アンチセンス鎖の合成
固相ホスホルアミダイト法により、汎用の固相担体(UnyLinkerTM loaded NittoPhase(登録商標)HL Solid Supports、Kinovate Life Sciences社)を出発として循環させ、複合体1のアンチセンス鎖ASを合成した。固相合成方法における脱保護、カップリング、キャッピング、酸化又は硫化反応条件、切断と脱保護、精製と脱塩条件は、前述した調製例1でアンチセンス鎖を合成する際に用いられる条件と同じであった。
合成を完成した後、上記センス鎖及びアンチセンス鎖に対して、それぞれイオン交換クロマトグラフィー(IEX−HPLC)により純度を検出し、液体クロマトグラフィー質量分析(LC−MS)により分子量を分析し、測定された分子量と理論値を比較し、合成されたセンス鎖及びアンチセンス鎖を確認した。
(2−4)複合体A1の合成
S鎖とAS鎖をそれぞれ注射用水に溶解させ、40mg/mLの溶液を得、等モル比で混合し、50℃で15min加熱し、室温で冷却した後、これらを水素結合により二本鎖構造を形成させた。超純水(Milli−Q超純水装置で自作、抵抗率18.2MΩ*cm(25℃))を用いて複合体を濃度が0.2mg/mLになるまで希釈した後、液体クロマトグラフィー質量分析計(LC−MS、Liquid Chromatography−Mass Spectrometry、Waters社から購入、型番:LCT Premier)により分子量を検出した。その結果、理論値S:7516.37、AS:7061.57、実測値S:7516.6、AS:7060.49であり、分子量の実測値が理論値と一致しており、式(403)に示される構造の目的複合体A1を得たことを示した。
(調製例3)本開示の複合体及び比較複合体の調製
前記複合体のsiRNA配列が、それぞれ表4A〜4Gに示される対応する配列であったこと以外、調製例2と同じ方法により、表4A〜4Gにおける複合体A2〜A7、B1〜B2、C2、C12〜C13、D2、D12〜D13、E1〜E4、F1〜F3、G1〜G3及び比較複合体A2、C1、D1、E1、F1、G1を合成し、表4A〜4Gに示される複合体A8〜A11、B3〜B7、C1、C3、D1、D3、E5〜E9、F4〜F11、G4〜G9を製造できると予期した。合成を完成した後、調製例2と同じ検出方法により得られた複合体を確認した。そのうち、
複合体A2の理論値S:7516.37、AS:7065.58、実測値S:7516.6、AS:7064.5、
複合体A3の理論値S:7504.34、AS:7139.68、実測値S:7515.6、AS:7138.9、
複合体A4の理論値S:7516.37、AS:7081.64、実測値S:7515.6、AS:7080.9、
複合体A5の理論値S:8218.83、AS:7703.05、実測値S:8218、AS:7702.5、
複合体A6の理論値S:7516.37、AS:6985.58、実測値S:7516.5、AS:6984.9、
複合体B1の理論値S:7407.22、AS:7208.77、実測値S:7406.4、AS:7208.1、
複合体B2の理論値S:7407.22、AS:7170.72、実測値S:7406.5、AS:7170.1、
複合体C2の理論値S:7485.3、AS:7161.7、実測値S:7484.4、AS:7160.9、
複合体D2の理論値S:7423.22、AS:7207.78、実測値S:7422.6、AS:7207.2、
複合体F2の理論値S:7649.55、AS:6995.47、実測値S:7648.8、AS:6994.8、
複合体F3の理論値S:7649.55、AS:7011.53、実測値S:7648.8、AS:7010.9、
複合体E1の理論値S:7584.5、AS:7007.46、実測値S:7584、AS:7006.2、
複合体E2の理論値S:7584.5、AS:7011.47、実測値S:7584、AS:7011.3、
複合体E4の理論値S:7572.47、AS:6907.41、実測値S:7571.8、AS:6906.9。
分子量の実測値が理論値と一致しており、目的複合体を得たことを示した。これらの複合体は、いずれも式(403)に示される構造を有する。
[表4]
siRNA複合体
S:センス鎖、AS:アンチセンス鎖
注釈:大文字C、G、U、Aはヌクレオチドの塩基配列を表し、小文字mは、当該文字mの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−メトキシ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字fは、当該文字fの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−フルオロ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字sは、当該文字sの左右に隣接する2個のヌクレオチド間がチオリン酸エステル基により結合されていることを表し、VPは、当該文字VPの右側の1つのヌクレオチドがビニルリン酸エステル修飾ヌクレオチドであることを表し、Pは、当該文字Pの右側の1つのヌクレオチドがリン酸エステル修飾ヌクレオチドであることを表し、Psは、当該文字Psの右側の1つのヌクレオチドがチオリン酸エステル修飾ヌクレオチドであることを表す。
以下の調製例4〜12では、各種の複合分子を合成し、調製例2におけるL−10化合物の代わりに、これらの複合分子をそれぞれ用い、表4A〜4Gに示される対応する配列により、表4A〜4Gにおける複合体A12〜A19、B8〜B15、C4〜C11、D4〜D11、E10〜E17、F12〜F19及びG10〜G17を得ることができると予期した。
(調製例4)P10複合体の調製
本調製例では、以下の方法に従い、複合体A12、B8、C4、D4、E10、F12及びG10(以下、ともいうP−10複合体)を合成できると予期した。
(4−1)P−10化合物の合成
以下の方法に従い、P−10化合物を合成した。
(4−1−1)GAL5−C4−1の合成
40mlのN,N−ジメチルホルムアミドに上記工程(2−1−1)に記載された方法により得られたGAL−5(13.43g、30.0mmol)、4−アミノ酸tert−ブチルエステル塩酸塩(5.87g、30.0mmol)、O−ベンゾトリアゾール−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(13.65g、36.0mmol)及びジイソプロピルエチルアミン(11.63g、90.0mmol)を加え、均一に溶解させた後に室温で5時間攪拌反応させた。反応液に300mlの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで1回あたり200mlで3回抽出し、有機相をあわせ、200mlの飽和食塩水で1回洗浄し、有機相を分離し、さらに無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、乾燥させるまで溶剤を減圧留去して30.3gの油状物粗製品GAL5−C4−1を得、そのまま次の反応を行った。
(4−1−2)GAL5−C4−2の合成
工程(4−1−1)で得られたGAL5−C4−1粗製品(30.3g、30mmol)を180mlギ酸に溶解させ、室温で16時間攪拌反応させた。乾燥させるまで溶剤を蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより精製し(200〜300メッシュの順相シリカゲルを、ジクロロメタン:メタノール=100:18〜100:20で勾配溶出した)、反応溶出液を回収し、溶剤を濃縮除去し、計14.84gの目的生成物GAL5−C4−2を得た。
(4−1−3)P−6の合成:
工程(2−1−4)に記載された方法により得られたM−18−Tr(2.02g、4.69mmol)と工程(4−1−2)で得られたGAL5−C4−2(8.24g、15.48mmol、2バッチの生成物をあわせたもの)を混合して47mlのアセトニトリルに溶解させ、さらにN−メチルモルホリン(3.13g、30.96mmol)を加え、最後に4−(4,6−ジメトキシトリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリン塩酸塩(DMTMM、4.28g、15.48mmol)を加え、室温で2h攪拌反応させた。20mlのジクロロメタンで反応液を希釈し、10mlの飽和炭酸水素ナトリウム溶液で有機相を洗浄し、10mlの飽和食塩水で有機相を洗浄し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得、200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタン:メタノール=100:5〜100:7で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、減圧蒸発乾固して計8.27gの純粋なP−6を得た。
(4−1−4)P−7の合成:
上記(4−1−3)で得られたP−6(6.82g、3.456mmol)を69mlのジクロロメタンに溶解させ、ジクロロ酢酸(13.367g、103.67mmol)を加え、室温で2h反応させた。100mlのジクロロメタンを加えて反応液を希釈し、さらに飽和炭酸水素ナトリウム溶液を加えて洗浄しpH=7〜8になるように調節し、水相をジクロロメタンで1回あたり30mlで6回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得た。200〜300メッシュの順相シリカゲルで精製し、10wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、1wt‰トリエチルアミンでカラムを平衡化し、ジクロロメタン:メタノール=100:30〜100:40で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して計4.82gのP−7を得た。MS m/z:C781271033、[M+H]、理論値:1732.91、実測値:1735.73。
(4−1−5)P−8の合成:
(A−1)
P−7(2.653g、1.532mmol)とA−1(2.342g、4.596mmol)を混合して16mlのジクロロメタンに溶解させ、3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン(DEPBT)(1.375g、4.596mmol)を加え、さらにジイソプロピルエチルアミン(1.188g、9.191mmol)を加え、25℃で2h攪拌反応させた。10mlの飽和炭酸水素ナトリウムで有機相を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり10mlで3回抽出し、10mlの飽和食塩水で有機相を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり10mlで2回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩発泡乾燥させて粗製品を得た。カラム精製には、120gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、20mlのトリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、1wt%トリエチルアミンを含む石油エーテルでカラムを平衡化し、石油エーテル:酢酸エチル:ジクロロメタン:N,N−ジメチルホルムアミド=1:1:1:0.5〜1:1:1:0.6で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して計2.793gの純粋なP−8を得た。
(4−1−6)P−9の合成:
P−8(490mg、0.231mmol)、コハク酸無水物(69mg、0.693mmol)及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP、68mg、0.554mmol)を混合して2.3mlのジクロロメタンに溶解させ、さらにジイソプロピルエチルアミン(DIEA、149mg、1.155mmol)を加え、25℃で21h攪拌反応させた。50mlのジクロロメタンで反応液を希釈し、さらに100mlの0.5Mトリエチルアミンリン酸塩を加えて反応液を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり10mlで3回抽出し、有機相をあわせ、減圧蒸発乾固して粗製品を得た。カラム精製には、80gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタンでカラムを平衡化し、1wt‰トリエチルアミンを含むジクロロメタン:メタノール=100:18〜100:20で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して計200mgの純粋なP−9複合分子を得た。MS m/z:C1061531041、[M−DMTr]、理論値:1921.05、実測値:1920.97。
(4−1−7)P−10の合成:
L−9複合分子の代わりにP−9複合分子を用い、固相担体に結合されたP−9複合分子を得たこと以外、調製例2における工程(2−1−9)と同じ方法により、P−10を調製した。
(4−2)P10複合体の合成
出発としてL−10化合物の代わりにP−10化合物を用いてセンス鎖を合成したこと以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、複合体を調製した。構造が式(404)に示される複合体A12、B8、C4、D4、E10、F12及びG10を得ることができると予期した。
(調製例5)R5複合体の調製
本調製例では、以下の方法に従い、複合体A13、B9、C5、D5、E11、F13及びG11(以下、R5複合体ともいう)を合成できると予期した。
(5−1)R−5化合物の合成
以下の方法に従い、R−5化合物を合成した。
(5−1−1)GAL−C7−1の合成
工程(2−1−1b)に記載された方法により得られたGAL−3(26.4g、80.2mmol)を134mlの無水1,2−ジクロロエタンに溶解させ、60gの4Å分子篩粉を加え、さらに7−オクテン−1−オール(11.3g、88.2mmol)を加え、室温で10分間攪拌反応させ、氷浴下で窒素保護下でトリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル(8.9g、40.1mmol)を加え、室温で24時間攪拌反応させた。4Å分子篩粉を濾過除去し、濾液に500mlの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて洗浄し、有機相を分離し、水相を100mlのジクロロメタンで1回抽出し、有機相をあわせ、250mlの飽和食塩水で1回洗浄し、有機相を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、乾燥させるまで溶剤を減圧留去して33.3gの黄色水飴状製品GAL−C7−1を得、精製することなく、そのまま次の酸化反応を行った。
(5−1−2)GAL−C7−2の合成
工程(5−1−1)で得られたGAL−C7−1(33.3g、72.8mmol)を160mlのジクロロメタンと160mlのアセトニトリルの混合溶剤に溶解させ、それぞれ216mlの水及び固形過ヨウ素酸ナトリウム(62.3g、291.2mmol)を加え、氷水浴下で10分間攪拌し、触媒である塩化ルテニウム(III)(498mg、2.4mmol)を加えて自然に室温まで昇温し23時間攪拌反応させた。反応液に200mlの水を加えて希釈攪拌し、飽和炭酸水素ナトリウムを加えてpHを7.5に調節し、有機相を分離し、水相をジクロロメタンで3回抽出し、有機相を捨て、水相を固形クエン酸でpHを約3に調節し、ジクロロメタンで1回あたり200mlで3回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶剤を減圧留去した後でカラムクロマトグラフィー(200〜300メッシュの順相シリカゲルを、ジクロロメタン:メタノール=100:18〜100:20で勾配溶出した)により精製して22.4gの白色泡状固形製品GAL−C7−2を得た。MS m/z:C2132NO11、[M+H]、理論値:476.50、実測値:475.94。
(5−1−3)R−1の合成:
工程(2−1−4)に記載された方法により得られたM−18−Tr(2.02g、4.69mmol)とGAL−C7−2(7.36g、15.48mmol)を混合して47mlのアセトニトリルに溶解させ、さらにN−メチルモルホリン(3.13g、30.96mmol)を加え、最後に4−(4,6−ジメトキシトリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリン塩酸塩(DMTMM、4.28g、15.48mmol)を加え、室温で2h攪拌反応させた。200mlのジクロロメタンで反応液を希釈し、100mlの飽和炭酸水素ナトリウム溶液で有機相を洗浄し、100mlの飽和食塩水で有機相を洗浄し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得、200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタン:メタノール=100:5〜100:7で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、減圧蒸発乾固して7.82gの純粋なR−1を得た。
(5−1−4)R−2の合成:
R−1(6.23g、3.456mmol)を69mlのジクロロメタンに溶解させ、ジクロロ酢酸(13.367g、103.67mmol)を加え、室温で2h反応させた。100mlのジクロロメタンを加えて反応液を希釈し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液を加えて洗浄しpH=7〜8になるように調節し、水相をジクロロメタンで1回あたり30mlで6回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得た。200〜300メッシュの順相シリカゲルを用いて、10wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、1wt‰トリエチルアミンでカラムを平衡化し、ジクロロメタン:メタノール=100:30〜100:40で勾配溶出し、溶剤を減圧蒸発乾固して4.49gの純粋なR−2を得た。
(5−1−5)R−3の合成:
R−2(2.391g、1.532mmol)とA−1(2.342g、4.596mmol)を混合して16mlのジクロロメタンに溶解させ、3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン(DEPBT)(1.375g、4.596mmol)を加え、さらにジイソプロピルエチルアミン(1.188g、9.191mmol)を加え、25℃で2h攪拌反応させた。10mlの飽和炭酸水素ナトリウムで有機相を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり10mlで3回抽出し、10mlの飽和食塩水で有機相を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり10mlで2回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩発泡乾燥させて粗製品を得た。カラム精製には、120gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、20mlのトリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、1wt%トリエチルアミンを含む石油エーテルでカラムを平衡化し、石油エーテル:酢酸エチル:ジクロロメタン:N,N−ジメチルホルムアミド=1:1:1:0.5〜1:1:1:0.6で勾配溶出し、溶剤を減圧蒸発乾固して2.642gの純粋なR−3を得た。
(5−1−6)R−4の合成:
R−3(795mg、0.4074mmol)、コハク酸無水物(82mg、0.8148mmol)及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP、100mg、0.8148mmol)を混合して4mlのジクロロメタンに溶解させ、さらにジイソプロピルエチルアミン(DIEA、100mg、0.8148mmol)を加え、25℃で18h攪拌反応させた。5mlの0.5Mトリエチルアミンリン酸塩で反応液を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり5mlで3回抽出し、有機相をあわせ、減圧蒸発乾固して粗製品を得た。カラム精製には、30gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタンでカラムを平衡化し、1wt‰トリエチルアミンを含むジクロロメタン:メタノール=100:18〜100:20で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して505mgの純粋なR−4複合分子を得た。
(5−1−7)R−5複合分子の合成:
L−9複合分子の代わりにR−4複合分子を用い、固相担体に結合されたR−4複合分子を得たこと以外、調製例2における工程(2−1−9)と同じ方法により、R−5を調製した。
(5−2)R5複合体の合成
出発としてL−10化合物の代わりにR−5化合物を用いてセンス鎖を合成したこと以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、R5複合体を調製した。構造が式(407)に示される複合体A13、B9、C5、D5、E11、F13及びG11を得ることができると予期した。
(調製例6)LA5複合体の調製
本調製例では、以下の方法に従い、複合体A14、B10、C6、D6、E12、F14及びG12(以下、LA5複合体ともいう)を合成できると予期した。
以下のプロセス経路により、LA−5化合物を合成できると予期した。
出発としてL−10化合物の代わりにLA−5化合物を用いてセンス鎖を合成したこと以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、LA複合体を調製した。構造が式(412)に示される複合体A14、B10、C6、D6、E12、F14及びG12を得ることができると予期した。
(調製例7)LB5複合体の調製
本調製例では、以下の方法に従い、複合体A15、B11、C7、D7、E13、F15及びG13(以下、LB5複合体ともいう)を合成できると予期した。
(7−1)LB−5化合物の合成
以下の方法に従い、LB−5化合物を合成した。
(7−1−1)LB−1の合成:
工程(2−1−6)に記載された方法により得られたL−8(5.0g、3.386mmol)、アジピン酸無水物(870mg、6.772mmol)及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP、827mg、6.772mmol)を混合して130mlのジクロロメタンに溶解させ、さらにジイソプロピルエチルアミン(DIEA、2.2g、16.931mmol)を加え、25℃で4h攪拌反応させた。70mlのジクロロメタンを加えて反応液を希釈し、0.5Mトリエチルアミンリン酸塩で反応液を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり10mlで4回抽出し、有機相をあわせ、減圧蒸発乾固して粗製品を得た。カラム精製には、120gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタンでカラムを平衡化し、石油エーテル:酢酸エチル:ジクロロメタン:メタノール=1:1:1:0.2〜1:1:1:1で勾配溶出し、溶剤を減圧蒸発乾固して4.267gの純粋なLB−1を得た。
(7−1−2)LB−2の合成:
工程(7−1−1)に記載された方法により得られたLB−1(4.697g、2.753mmol、2バッチの生成物をあわせたもの)、3−アミノ−1,2−プロパンジオール(313mg、3.442mmol)、4−(4,6−ジメトキシトリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリン塩酸塩(DMTMM、953mg、3.442mmol)及びN−メチルモルホリン(700mg、6.884mmol)を順に30mlのアセトニトリルと3mlのメタノールの混合液に加え、室温で一晩攪拌反応させた。乾燥させるまで溶剤を蒸発し、カラムクロマトグラフィー(200〜300メッシュの順相シリカゲルをジクロロメタン:メタノール=1:0.07〜1:0.5で勾配溶出した)により精製し、生成物溶出液を回収し、溶剤を濃縮除去し、3.27gの目的生成物LB−2を得た。
(7−1−3)LB−3の合成:
LB−2(2.27g、1.353mmol)を14mlの無水ピリジンで溶解させた。さらに4,4’−ビスメトキシトリチルクロリド(688mg、2.03mmol)を加えて室温で一晩攪拌反応させた。150mlのメタノールを加えてクエンチングし、乾燥させるまで溶剤を蒸発した。カラムクロマトグラフィー(200〜300メッシュの順相シリカゲルをジクロロメタン:メタノール=1:0.05〜1:0.2で勾配溶出した)により精製し、生成物溶出液を回収し、溶剤を濃縮除去し、1.647gの目的生成物LB−3を得た。
(7−1−4)LB−4の合成:
LB−3(822mg、0.415mmol)、コハク酸無水物(83g、0.83mmol)及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP、102mg、0.83mmol)を混合して4mlのジクロロメタンに溶解させ、さらにDIEA(270mg、2.075mmol)を加え、25℃で一晩攪拌反応させた。0.5Mトリエチルアミンリン酸塩で反応液を3回洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり2mlで3回抽出し、有機相をあわせ、減圧蒸発乾固して粗製品を得た。カラム精製には、200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、5wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、石油エーテルでカラムを平衡化し、1wt‰トリエチルアミンを含むジクロロメタン:メタノール=100:5〜100:20で勾配溶出し、溶剤を減圧蒸発乾固して787mgの純粋なLB−4複合分子を得た。
(7−1−5)LB−5の合成:
L−9複合分子の代わりにLB−4複合分子を用い、固相担体に結合されたLB−4複合分子を得たこと以外、調製例2における工程(2−1−9)と同じ方法により、LB−5を調製した。
(7−2)LB5複合体の合成
出発としてL−10化合物の代わりにLB−5化合物を用いてセンス鎖を合成したこと以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、LB5複合体を調製した。構造が式(413)に示される複合体A15、B11、C7、D7、E13、F15及びG13を得ることができると予期した。
(調製例8)V8複合体の合成
本調製例では、以下の方法に従い、複合体A16、B12、C8、D8、E14、F16及びG14(以下、V8複合体ともいう)を合成できると予期した。
以下のプロセス経路により、V−8化合物を合成できると予期した。
出発としてL−10化合物の代わりにV−8化合物を用いてセンス鎖を合成したこと以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、V8複合体を調製した。構造が式(414)に示される複合体A15、B12、C8、D8、E14、F16及びG14(以下、V8複合体ともいう)を得ることができると予期した。
(調製例9)W8複合体の調製
本調製例では、以下の方法に従い、複合体A17、B13、C9、D9、E15、F17及びG15(以下、W8複合体ともいう)を合成できると予期した。
(9−1)W−8化合物の合成
以下の方法に従い、W−8化合物を合成した。
(9−1−1)W−1の合成:
W−0(2.024g、10mmol)を25mlのアセトニトリルに溶解させ、さらにトリエチルアミン(4.048g、40mmol)を加え、氷水浴で0℃程度まで冷却し、トリフルオロ酢酸エチル(5.683g、40mmol)を加え、室温で22h反応させた。溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで18h発泡乾燥させ、5.835gの固形粗製品W−1を得た。
(9−1−2)W−2の合成:
W−1粗製品(5.835g、10mmol)を50mlのジクロロメタンに溶解させ、反応液にTrCl(3.345g、12mmol)及びトリエチルアミン(1.518g、15mmol)を加え、室温で20h攪拌反応させた。20mlの飽和炭酸水素ナトリウムで反応液を2回洗浄し、20mlの飽和食塩水で1回洗浄し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で有機溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩発泡乾燥させ、8.012gの固形粗製品W−2を得た。処理されることなく、次の脱保護反応を行った。
(9−1−3)W−3の合成:
W−2粗製品(8.012g、10mmol)を100mlのメタノールに溶解させ、さらに100mlのメチルアミン水溶液(40wt%)を加え、50℃で23h攪拌反応させた。不溶性粒子を濾過除去し、溶剤を減圧蒸発乾固し、200mlの体積比1:1のDCM−メタノール混合溶剤を加え、50mlの飽和炭酸水素ナトリウムで有機相を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり50mlで3回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩発泡乾燥させ、200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタン:メタノール:アンモニア水(25wt%)=1:1:0.05〜1:1:0.25で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで発泡乾燥させて3.062gの純粋なW−3を得た。
(9−1−4)W−4の合成:
W−3(0.675g、1.517mmol)とGAL−C7−2(2.60g、5.46mmol)を混合して47mlのアセトニトリルに溶解させ、さらにジイソプロピルエチルアミン(1.57g、12.14mmol)を加え、最後に3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン(DEPBT、1.816g、6.04mmol)を加え、室温で2.5h攪拌反応させた。100mlのジクロロメタンで反応液を希釈し、80mlの飽和炭酸水素ナトリウム溶液で有機相を洗浄し、80mlの飽和食塩水で有機相を洗浄し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得、200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタン:メタノール=100:5〜100:7で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、減圧蒸発乾固して1.610gの純粋なW−4を得た。
(9−1−5)W−5の合成:
W−4(1.61g、0.886mmol)を125mlのジクロロメタンに溶解させ、さらにジクロロ酢酸(3.5ml、42.43mmol)を加え、室温で1h反応させた。150mlのピリジンを加えて反応液を中和し、溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得た。200〜300メッシュの順相シリカゲルを用いて、10wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、1wt‰トリエチルアミンでカラムを平衡化し、ジクロロメタン:メタノール=100:30〜100:40で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して1.26gの純粋なW−5を得た。
(9−1−6)W−6の合成:
W−5(1.25g、0.793mmol)及び工程(2−1−7a)に記載された方法により得られたA−1(1.21g、2.38mmol)を混合して12mlのジクロロメタンに溶解させ、3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン(DEPBT、0.712g、2.38mmol)を加え、さらにジイソプロピルエチルアミン(0.615g、4.76mmol)を加え、25℃で3h攪拌反応させた。80mlの飽和炭酸水素ナトリウムで有機相を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり10mlで3回抽出し、有機相をあわせ、10mlの飽和食塩水で洗浄し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩発泡乾燥させて粗製品を得た。カラム精製には、185gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、20mlのトリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、1wt%トリエチルアミンを含む石油エーテルでカラムを平衡化し、石油エーテル:酢酸エチル:ジクロロメタン:N,N−ジメチルホルムアミド=1:1:1:0.1〜1:1:0.7で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して1.57gの純粋なW−6を得た。
(9−1−7)W−7の合成:
W−6(1.238g、0.63mmol)、コハク酸無水物(0.189g、1.89mmol)及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP、0.231g、1.89mmol)を混合して7mlのジクロロメタンに溶解させ、さらにDIEA(0.407g、3.15mmol)を加え、25℃で24h攪拌反応させた。5mlの0.5Mトリエチルアミンリン酸塩で反応液を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり5mlで3回抽出し、有機相をあわせ、減圧蒸発乾固して粗製品を得た。カラム精製には、30gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタンでカラムを平衡化し、1wt‰トリエチルアミンを含むジクロロメタン:メタノール=100:18〜100:20で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して1.033gの純粋なW−7複合分子を得た。MS m/z:C10114638、[M−DMTr]、理論値:1763.92、実測値:1763.21。
(9−1−8)W−8の合成:
L−9複合分子の代わりにW−7複合分子を用い、固相担体に結合されたW−7複合分子を得たこと以外、調製例2における工程(2−1−9)と同じ方法により、W−8を調製した。
(9−2)W8複合体の合成
出発としてL−10化合物の代わりにW−8化合物を用いてセンス鎖を合成したこと以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、W8複合体を調製した。構造が式(415)に示される複合体A17、B13、C9、D9、E15、F17及びG15を得ることができると予期した。
(調製例10)X8複合体の調製
本調製例では、以下の方法に従い、複合体A18、B14、C10、D10、E16、F18及びG16(以下、X8複合体ともいう)を合成できると予期した。
以下のプロセス経路により、X−8化合物を合成できると予期した。
出発としてL−10化合物の代わりにX−8化合物を用いてセンス鎖を合成したこと以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、X8複合体を調製した。本調製例では、以下の方法に従い、構造が式(421)に示される複合体A18、B14、C10、D10、E16、F18及びG16を合成できると予期した。
(調製例11)Z5複合体の調製
本調製例では、以下の方法に従い、複合体A19、B15、C11、D11、E12、F14及びG12(以下、Z5複合体ともいう)を合成できると予期した。
(11−1)Z−5化合物の合成
以下の方法に従い、Z−5化合物を合成した。
(11−1−1)Z−1の合成:
工程(9−1−3)に記載された方法により得られたW−3(1.50g、3.37mmol)と工程(4−1−2)に記載された方法により得られたGAL5−C4−2(7.18g、13.48mmol)を混合して34mlのジクロロメタンに溶解させ、さらにジイソプロピルエチルアミン(3.48g、26.96mmol)を加え、最後に3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン(DEPBT、4.04g、13.48mmol)を加え、室温で4.5h攪拌反応させた。100mlのジクロロメタンで反応液を希釈し、80mlの飽和炭酸水素ナトリウム溶液で有機相を洗浄し、80mlの飽和食塩水で有機相を洗浄し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得、200〜300メッシュの順相シリカゲルカラムで精製し、石油エーテルをカラムに入れ、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタン:メタノール=30:1〜15:1で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、減圧蒸発乾固して3.97gの純粋なZ−1を得た。MS m/z:C981431033、[M+H]、理論値:1987.98、実測値:1987.90。
(11−1−2)Z−2の合成:
Z−1(3.97g、2.00mmol)を250mlのジクロロメタンに溶解させ、さらにジクロロ酢酸(10.941g、84.85mmol)を加え、室温で1h反応させた。ピリジンを加えて反応液を中性に中和し、溶剤を減圧蒸発乾固して粗製品を得た。220gの200〜300メッシュの順相シリカゲルをカラムに入れ、10%ピリジンでシリカゲルの酸性を中和し、1‰ピリジンでカラムを平衡化し、ジクロロメタン:メタノール=10:1〜2:1で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して3.49gの純粋なZ−2を得た。MS m/z:C791291033、[M+H]、理論値:1746.94、実測値:1746.90。
(11−1−3)Z−3の合成:
Z−2(3.49g、2.0mmol)と工程(2−1−7a)に記載された方法により得られたA−1(3.06g、6.0mmol)を混合して30mlのジクロロメタンに溶解させ、3−ジエトキシホスホリル−1,2,3−ベンゾオキサゾール4(3H)−オン(DEPBT、1.80g、6.0mmol)を加え、さらにジイソプロピルエチルアミン(1.55g、12.0mmol)を加え、25℃で3h攪拌反応させた。100mlのジクロロメタンで反応液を希釈し、飽和炭酸水素ナトリウムで有機相を1回あたり30mlで2回洗浄し、水相を10ジクロロメタンで抽出し、有機相をあわせ、50mlの飽和食塩水で洗浄し、有機相をあわせ無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後で溶剤を減圧蒸発乾固し、真空油ポンプで一晩発泡乾燥させて粗製品を得た。カラム精製には、200gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、20mlのトリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、1wt%トリエチルアミンを含む石油エーテルでカラムを平衡化し、ジクロロメタン:メタノール=25:1〜15:1で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して2.2gの純粋なZ−3を得た。MS m/z:C1031511038、[M+H]、理論値:2136.02、実測値:2136.20。
(11−1−4)Z−4の合成:
Z−3(2.10g、0.983mmol)をDIEA(0.635g、4.915mmol)を含む14.8mlのジクロロメタンに溶解させ、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP、240mg、1.966mmol)を加え攪拌して清澄させた後、コハク酸無水物(197mg、1.966mmol)を加え、25℃で18h攪拌反応させた。50mlのジクロロメタンを加えて反応液を希釈し、80mlの0.5Mトリエチルアミンリン酸塩で有機相を洗浄し、水相をジクロロメタンで1回あたり50mlで2回抽出し、有機相をあわせ、減圧蒸発乾固して粗製品を得た。カラム精製には、188gの200〜300メッシュの順相シリカゲルを用い、1wt%トリエチルアミンでシリカゲルの酸性を中和し、ジクロロメタンでカラムを平衡化し、1wt‰トリエチルアミンを含むジクロロメタン:メタノール=10:1〜3:1で勾配溶出し、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固して1.95gの純粋なZ−4複合分子を得た。MS m/z:C1071551041、[M+H]、理論値:1935.07、実測値:1935.29。
(11−1−5)Z−5の合成
L−9複合分子の代わりにZ−4複合分子を用い、固相担体に結合されたZ−4複合分子を得たこと以外、調製例2における工程(2−1−9)と同じ方法により、Z−5を調製した。
(11−2)Z5複合体の合成
出発としてL−10化合物の代わりにZ−5化合物を用いてセンス鎖を合成したこと以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、Z5複合体を調製した。構造が式(422)に示される複合体A19、B15、C11、D11、E17、F19及びG17を得ることができると予期した。
(調製例12)FIN複合体の調製
本調製例では、表4A〜4Gに示される複合体A20〜A23、B16〜B17、C14、D14、E18〜E20、F20及び比較複合体A1、B1(以下、FIN複合体ともいう)を合成した。これらの複合体に複合されたsiRNAの配列は、表4A〜4Gにおける対応する配列に示される。
(12−1)FIN−2複合分子の合成
Rajeevら、ChemBioChem 2015,16,903−908に記載された調製方法を参照し、以下のプロセス経路により、FIN−2複合分子を合成した。
(12−1−1)PRO−10の合成
(12−1−1a)PRO−7の合成
2.93gのPRO−6(L−ヒドロキシプロリン、CAS番号:51−35−4、Energy社から購入、22.4mmol)を22.5mlの1,4−dioxane(1,4−ジオキサン、CAS番号:123−91−1)に溶解させ、34mlの10%(w/w)NaCOの水溶液を加え、懸濁液状態にし、6.95gのFmoc−Cl(クロロギ酸−9−フルオレニルメチル、CAS番号:28920−43−6、Energy社から購入、26.8mmol)を34mlの1,4−dioxaneに溶解させ、氷浴下で上記懸濁液中に加え、自然に室温まで昇温し一晩反応させた。反応液を150mlの氷水に注入し、メチルtert−ブチルエーテルで1回あたり100mlで3回抽出し、有機相を捨て、水相を濃HClでpH≦5になるように調節し、100mlの酢酸エチルで2回抽出し、有機相をあわせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶剤を減圧蒸発乾固して7.83gの白色泡状固形製品PRO−7を得た。H NMR (400 MHz,DMSO−d) δ 7.91 (t,J =7.2 Hz,2H),7.67 (d,J =7.5 Hz,2H),7.48 − 7.39 (m,2H),7.38 − 7.27 (m,2H),5.17 (s,1H),4.27 (s,2H),4.23 − 4.11 (m,2H),3.55 − 3.41 (m,3H),2.31 − 2.10 (m,1H),2.08 − 1.88 (m,1H). HRMS (ESI) m/z 理論値(calcd for) C2019NO [M−H]352.1190、実測値:352.1033.
(12−1−1b)PRO−8の合成
7.83gのPRO−7(22.2mmol)を80mlのTHF(CAS番号:109−99−9)に溶解させ、油浴で65℃に加熱し、還流状態で36.6mlの2mol/LのBH−MeSのTHF溶液(CAS番号13292−87−0、J&K Scientific社から購入、73.2mmol)を加え、3時間還流反応を続けた。反応液を流出させ、メタノールで残りの固体を溶解させ、攪拌下で反応液に気体がなくなるまでメタノールを加えてから30分間攪拌し続け、溶剤を減圧留去した後石油エーテルで3回精製して7.1gの白色固形生成物PRO−8を得た。H NMR (400 MHz,DMSO−d) δ 7.91 (t,J =6.7 Hz,2H),7.67 (d,J =7.2 Hz,2H),7.49 − 7.39 (m,2H),7.38 − 7.26 (m,2H),5.18 (dd,J =6.1,3.8 Hz,1H),4.28 (s,2H),4.23 − 4.13 (m,2H),3.55 − 3.38 (m,2H),2.32 − 2.11 (m,1H),2.08 − 1.89 (m,1H). HRMS (ESI) m/z 理論値 C2021NO [M+Na]362.1368、実測値:362.1012.
(12−1−1c)PRO−9の合成
7.1gのPRO−8(21mmol)を100mlのピリジンに溶解させ、14.2gのDMTr−Cl(4,4’−ビスメトキシトリチルクロリド、42mmol)を加え、室温で5時間攪拌反応させた。溶剤を減圧留去し、粗製品を酢酸エチルで溶解した後に塩類不純物を濾過除去し、溶剤を減圧留去した後でシリカゲルカラムで精製し、シリカゲルカラムを予めピリジンでアルカリ化してからDCMで粗製品を溶解させ負荷し、1%(v/v)ピリジンを含むDCMでDMTr−Clを溶出させた後、酢酸エチルで生成物を溶出させ、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固し、8.2gの白色固形生成物PRO−9を得た。HRMS (ESI) m/z 理論値 C4139NO [M+Na]664.2675、実測664.2348,C18 RP−HPLC(ロット番号JJS160324−1)純度94.20%。
(12−1−1d)PRO−10の合成
8.2gのPRO−9(12.8mmol)を64mlのDMF(N,N−ジメチルホルムアミド)に溶解させ、40mlのピペリジン(384mmol)を加え、室温で30分間攪拌反応させた。反応液を300mlの氷水に注入し、酢酸エチルで1回あたり150mlで3回抽出し、有機相をあわせ、200mlの飽和食塩水で洗浄した後、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶剤を減圧留去した後でシリカゲルカラムで精製し、シリカゲルカラムを予めピリジンでアルカリ化してからDCMで粗製品を溶解させ負荷し、1%(v/v)ピリジンを含むDCMでFmocを溶出させた後、酢酸エチルで生成物を溶出させ、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固し、4.65gの白色固形生成物PRO−10を得た。H NMR (400 MHz,DMSO−d) δ 7.40 (d,J =7.2 Hz,2H),7.35 − 7.18 (m,7H),6.93 − 6.84 (m,4H),4.56 (d,J =3.9 Hz,1H),4.12 (s,1H),3.74 (s,6H),3.46 − 3.37 (m,1H),2.88 (ddd,J =18.5,10.0,5.5 Hz,2H),2.75 (dd,J =8.7,5.8 Hz,1H),2.62 (dd,J =11.0,2.7 Hz,1H),1.74 − 1.65 (m,1H),1.40 (ddd,J =12.9,8.5,5.9 Hz,1H),HRMS (ESI) m/z 理論値 C2629NO [M+Na]442.1994、実測442.1999,C18 RP−HPLC(ロット番号JJS160329−1)純度97.07%。
(12−1−2)FIN−1の合成
(2−1−1)に記載された方法により得られたGAL−5(4.5g、10mmol)を40mlのDMFに溶解させ、順に3.9gのDIEA(N,N−ジイソプロピルエチルアミン、CAS番号:7087−68−5、Aladdin社から購入、30mmol)及び3.8gのHBTU(ベンゾトリアゾール−N,N、N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート、CAS番号:94790−37−2、Aladdin社から購入、11mmol)を加え、室温で10分間攪拌し、工程(11−1−1d)で得られたPRO−10(4.2g、10mmol)を40mlのDMFに溶解させた後、上記反応液に加え、反応液に無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥させ、室温で2時間攪拌した。反応液を120mlの氷水に注入し、酢酸エチルで1回あたり60mlで3回抽出し、有機相をあわせ、それぞれ20mlの水、20mlの飽和食塩水で洗浄し、有機相を分離し無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶剤を減圧留去し、シリカゲルカラムで精製し、シリカゲルカラムを予めピリジンでアルカリ化してからそれに試料を負荷し、1体積%トリエチルアミン及び1体積%メタノールを含むジクロロメタン(DCM)溶液で溶出させ、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧蒸発乾固し、6.5gの淡黄色泡状固形製品FIN−1を得た。H NMR (400 MHz,DMSO−d) δ 7.83 (d,J =9.2 Hz,1H),7.32 (t,J =6.6 Hz,4H),7.20 (td,J =8.9,3.5 Hz,5H),6.93 − 6.84 (m,4H),5.21 (d,J =3.2 Hz,1H),5.04 − 4.90 (m,2H),4.49 (s,1H),4.40 (d,J =4.4 Hz,0.8H),4.31 (d,J =5.0 Hz,0.2H),4.15 (s,1H),4.03 (s,3H),3.93 (s,1H),3.74 (s、7H)、3.59 (dt,J =12.0,6.0 Hz,1H),3.50 − 3.40 (m,1H),3.39 − 3.25 (m,3H),3.13 (dd,J =8.9,5.2 Hz,1H),3.00 (dq,J =9.3,5.3,4.3 Hz,1H),2.22 (s,2H),2.07 (s,3H),1.99 (s,3H),1.90 (s,4H),1.74 (s,3H),1.50 (s,3H),1.36 (s,1H)。C18 RP−HPLC(ロット番号LJ160422)純度95.45%。
(12−1−3)FIN−2の合成
工程(12−1−2)で得られたFIN−1(3.0g、3.53mmol)をアセトニトリルと共沸させて水を除去し、減圧吸引乾燥させ、10mlのDMFに溶解させ(分子篩に浸して水を除去した)、窒素保護下で2.13gのPA(ビス(ジイソプロピルアミノ)(2−シアノエトキシ)ホスフィン、Adamas社から購入、商品番号11356B、7.06mmol)、346mgのテトラゾール(CAS番号:288−94−8、Aladdin社から購入、4.94mmol)を加え、室温で攪拌反応させ、10mlのDMFを追加し、1時間攪拌反応を続けた。溶剤を減圧留去した後でシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、シリカゲルカラムを予めピリジンでアルカリ化してからDCMで粗製品を溶解させ負荷し、酢酸エチルで溶出させ、生成物溶出液を回収し、溶剤を減圧留去し、4.5gの無色シロップ状粗製品を得た。粗製品を50体積%アセトニトリル水溶液で完全に溶解するまで溶解させ、C−18、330g、300Å中圧精製カラムでサンプルを精製し、カラムをまず1体積%ピリジンのアセトニトリル溶液でアルカリ化し、勾配溶出させて製品のピークを回収し、溶剤を減圧留去して2.2gの白色粉末製品FIN−2複合分子を得た。31P NMR (162 MHz,CDCl) δ 148.04,147.94,147.62,147.19、リンスペクトル純度92%、C18 RP−HPLC純度90.54%。
(12−2)FIN−2複合分子の固相担体への結合
核酸固相合成方法により、工程(12−1−3)で得られたFIN−2複合分子を3回循環させることにより、汎用の固相担体(UnyLinkerTM loaded NittoPhase(登録商標)HL Solid Supports)に結合し、複合基(FIN_FIN_FIN)のRNAセンス鎖の3’末端への結合を実現した。
Rajeevら、ChemBioChem 2015,16,903−908に記載された調製方法を参照して上記結合を行い、具体的には、まず、上記汎用の固相担体から始まり、固相担体におけるヒドロキシ保護基を除去し、カップリング反応条件及びカップリング試薬の存在下でFIN−2複合分子と接触させてカップリングさせ、キャッピング反応及び酸化反応を行った後、固相担体に結合されたFIN複合分子を得た。当該固相担体に結合されたFIN複合分子におけるヒドロキシ保護基DMTrを除去し、FIN−2複合分子と接触させてカップリングさせ、キャッピング反応及び酸化反応を行い、再び上記脱保護−カップリング−キャッピング−酸化工程を1回繰り返し、3番目のFIN−2複合分子を結合させ、固相担体に結合された複合基(FIN_FIN_FIN)を得た。
上記反応において、上述した脱保護、カップリング、キャッピング、酸化は、反応条件、溶剤及び試薬用量が前述した調製例1に記載された核酸固相合成方法と同じであった。
(12−3)複合体F1〜F5の合成
1)工程(12−2)で得られた化合物を出発としてセンス鎖を合成し、2)複合siRNAが、表4A〜4Gに示される複合体A20〜A23、B16〜B17、C14、D14、E18〜E20、F20及び比較複合体A1、B1に対応する配列を有すること以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、表題複合体を調製した。
液体クロマトグラフィー質量分析計(LC−MS、Liquid Chromatography−Mass Spectrometry、Waters社から購入、型番:LCT Premier)により分子量を検出した。その結果、実測値が理論値に一致しており、合成された複合体は、構造が式(307)に示される目的設計の化合物であることが確認された。
(調製例13)比較複合体A3、E2、F2の調製
本調製例で比較複合体A3、E2、F2を合成し、これらの複合体に複合されたsiRNAの配列は、表4A、4E及び4Fに示される。
(13−1)(GalNAc)複合分子の合成
WO2014025805A1に記載された調製方法により化合物30、即ち、以上のようなリンカー−(Lトリヒドロキシメチルアミノメタン−L−及び標的基であるN−アセチルガラクトサミン分子(ここで、各Lに1つのN−アセチルガラクトサミン分子が結合されてもよいので、1つのリンカーに3個のN−アセチルガラクトサミン分子が結合できる)を含む複合分子((GalNAc)複合分子ともいう)を合成し、前記化合物30の構造は、下式に示される。
(13−2)(GalNAc)複合分子の固相担体への結合
調製例2における工程(2−1−9)と同じ方法により、(GalNAc)複合分子を固相担体に結合し、固相担体に結合された(GalNAc)複合分子を得た。
(13−3)比較複合体A3、E2、F2の合成
1)工程(13−2)で得られた化合物を出発としてセンス鎖を合成し、2)複合siRNAが表4A、4E、4Fにおいて番号A3、E2、F2に示される配列を有すること以外、調製例2における工程(2−2)、(2−3A)、(2−4)と同じ方法により、比較複合体A3、E2、F2を調製した。
液体クロマトグラフィー質量分析計(LC−MS、Liquid Chromatography−Mass Spectrometry、Waters社から購入、型番:LCT Premier)により分子量を検出した。その結果、実測値が理論値に一致しており、合成された複合体は、構造が式(305)に示される目的設計の化合物であることが確認された。
上記本開示の複合体の調製が完了した後、使用のために、標準的な手段により固体粉末として凍結乾燥させて保存した。使用時、例えば注射用水を用いて改めて溶解させ所望の濃度の溶液として用いてもよい。
以下、実験例を通じて以上の通り調製された本開示のsiRNA及びsiRNA複合体の特性を研究した。
以下、表4AのsiRNA複合体の効果実験について説明する。
(実験例A1)本実験では、本開示のsiRNA複合体の毒性について証明している。
C57BL/6Jマウスにおいて、各マウス1匹あたり100mg/kg又は200mg/kg(siRNAとして計算)の複合体A1をそれぞれ単回皮下投与し(0.9%塩化ナトリウム水溶液、濃度がそれぞれ10mg/mL及び20mg/mLであり、投与体積が10mL/kgであり、濃度ごとに雌雄マウス各3匹に投与した)、その間に臨床観察を行ったところ、動物の死亡はなく、薬物の副作用に関連する臨床症状も認められておらず、投与した24h後、血液サンプルを採取して臨床病理学的検査を行い、動物を解剖した。その結果、臨床病理学的検査及び肉眼解剖のいずれにおいても異常が認められなかった。上記結果から明らかなように、本開示の複合体は、動物レベルの毒性が低い。
(実験例A2)本実験では、本開示のsiRNA複合体の安定性を証明している
(実験例2−1)siRNA複合体の体外リソソーム溶解液における安定性
リソソーム溶解液で処理された試験サンプルの調製:比較複合体A1及び複合体A21(それぞれsiRNA濃度20μMの0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供、1群あたり6μl)をそれぞれ27.2μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、4.08μLの脱イオン水及び2.72μLのトリトソーム(Xenotech社から購入、番号R0610LT、ロット番号1610069)と均一に混合した。37℃で恒温培養した。それぞれ0h、1h、2h、4h、6h、8h、24h、48hに5μlの試料を取り出し、それぞれ15μLの9M尿素に加えて変性させた後、4μlの6×試料負荷緩衝液(Solarbio社、番号20160830)を加え、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。0時間は、被験サンプルとリソソーム溶解液を均一に混合した後、直ちに取り出した時点を表す。
リソソーム溶解液で処理されていない参照サンプルの調製:等モル量の上記複合体(20μM)を各1.5μlとり、それぞれ7.5μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、1μLの脱イオン水と均一に混合し、30μLの9M尿素溶液を加えて変性させた後、8μLの6×試料負荷緩衝液を加えて均一に混合し、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。各複合体の参照サンプルは、電気泳動図においてConと記している。
16重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記試験サンプル及び参照サンプルをそれぞれ20μlとり、ゲルに負荷し、20mAの定電流条件で10min電気泳動した後、40mAの定電流条件で30min電気泳動を続けた。電気泳動終了後、ゲルをシェーカーに放置し、Gelred染料(BioTium社、番号13G1203)で10min染色した。ゲルイメージングを行い観察して撮影し、結果を図1に示した。
図1は、被験siRNA複合体の体外トリトソームにおける安定性の半定量的検出結果を示すものである。結果から、本開示の複合体は、トリトソームにおいて長期間分解されずに維持し、非常に良好な安定性を示すことが示された。
(実験例A2−2)siRNA複合体の体外リソソーム溶解液における安定性
被験サンプルが複合体A1、A6及び比較siRNA1であり、トリトソームとの培養時間がそれぞれ0h、5min、15min、30min、1h、2h、4h、8hであったこと以外、実験例2−1と同じ方法を採用した。
非変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動の結果を図2に示した。
図2は、被験siRNA複合体の体外トリトソームにおける安定性の半定量的検出結果を示すものである。結果から、本開示の複合体は、トリトソームにおいて長期間分解されずに維持し、非常に良好な安定性を示すことが示された。
以上の図1及び図2の結果から、本開示の特定の修飾を有するsiRNAは、リソソーム溶解液において満足できる安定性を示すことが示された。
(実験例A2−3)ヒト血漿における安定性
複合体A1、A6及び比較siRNA2(それぞれsiRNA濃度20μMの0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供、1群あたり12μl)をそれぞれ108μLの90%ヒト血漿(Human plasma、PBSで希釈)と均一に混合した。37℃で恒温培養した。それぞれ0、2、4、6、8、24、48、72時間で10μLのサンプルを取り出し、直ちに液体窒素により急速冷凍し、−80℃の冷蔵庫に冷凍して保存した。各時点でサンプリングした後、上記冷凍保存サンプルをそれぞれ1×PBS(pH7.4)で5倍希釈した後、各サンプルを10μLずつとって使用に備えた。同時に、等モル量の被験サンプル(2μM、2μl)を8μlの1×PBS(pH7.4)と均一に混合し、ヒト血漿処理されていない10μLのサンプルとして調製し、Conと記した。20重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記予備サンプルにおける各群の全てのサンプルを4μLの試料負荷緩衝液(20mMのEDTA、36重量%グリセリン、0.06重量%ブロムフェノールブルーの水溶液)と混合した後、前述したゲルに負荷し、80mAの定電流条件で60分間電気泳動した。電気泳動終了後、1×Sybr Gold染料(Invitrogen、Cat.11494)で15分間染色した後イメージングを行った。結果を図3に示した。
図3は、被験複合体の体外でのヒト血漿における安定性の半定量的検出結果を示すものである。
図3の結果から分かるように、本開示の複合体は、ヒト血漿中で72hまでも分解されず、ヒト血漿における優れた安定性を示した。
(実験例A2−4)複合体のサル血漿における安定性
複合体A1、A6及び比較siRNA2(それぞれsiRNA濃度20μMの0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供、1群あたり12μl)を、108μLの90%カニクイザル血漿(Monkey plasma、鴻泉生物から購入、HQ70082、PBSで希釈)とそれぞれ均一に混合した。37℃で恒温培養した。それぞれ0、2、4、6、8、24、48、72時間で10μLの試料を取り出し、直ちに液体窒素により急速冷凍し、−80℃の冷蔵庫に冷凍して保存した。各時点でサンプリングした後、上記冷凍保存サンプルをそれぞれ1×PBS(pH7.4)で5倍希釈した後、各サンプルを10μLずつとって使用に備えた。同時に、等モル量の被験サンプル(2μM、2μl)を8μlの1×PBS(pH7.4)と均一に混合し、10μLサル血漿処理されていないサンプルとして調製し、Conと記した。20重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記予備サンプルにおける各群の全てのサンプルを4μLの試料負荷緩衝液(20mMのEDTA、36重量%グリセリン、0.06重量%ブロムフェノールブルーの水溶液)と混合した後、前述したゲルに負荷し、80mAの定電流条件で60分間電気泳動した。電気泳動終了後、1×Sybr Gold染料(Invitrogen、Cat.11494)で15分間染色した後イメージングを行った。結果を図4に示した。
図4は、被験siRNAの体外でのサル血漿における安定性の半定量的検出結果を示すものである。
図4の結果から分かるように、本開示のsiRNA複合体は、カニクイザル血漿中で72hまでも分解されず、サル血漿における優れた安定性を示した。
(A2−5)本実験では、本開示のsiRNA複合体の体外リソソーム溶解液における安定性を証明している
1)マウス由来のリソソーム溶解液における安定性の検出
リソソーム溶解液で処理された試験サンプルの調製:各6μlの複合体A2及び比較siRNA2(20μM)をそれぞれ27.2μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、4.08μLの脱イオン水及び2.72μLのマウス由来のリソソーム溶解液(Rat Liver Tritosomes、Xenotech社、番号R0610.LT、ロット番号1610069)と均一に混合し、酸性ホスファターゼの最終濃度が0.2mU/μLであった。37℃で恒温培養した。それぞれ0、1、2、4、6、24時間でそれぞれ混合液を5μl取り出し、15μLの9M尿素溶液に加えて変性させた後、4μlの6×試料負荷緩衝液(Solarbio社、番号20160830)を加え、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。0時間は、被験サンプルとリソソーム溶解液を均一に混合した後、直ちに取り出した時点を表す。
リソソーム溶解液で処理されていない参照サンプルの調製:等モル量の複合体A2及び比較siRNA2(20μM)を各1.5μlとり、7.5μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、1μLの脱イオン水とそれぞれ均一に混合し、30μLの9M尿素溶液を加えて変性させた後、8μLの6×試料負荷緩衝液を加えて均一に混合し、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。各サンプルの参照サンプルは、Mと記し、当該サンプルの電気泳動結果と比較するために用いる。
16重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記試験サンプル及び参照サンプルのそれぞれ20μlをゲルに負荷し、20mAの定電流条件で10min電気泳動した後、40mAの定電流条件で30min電気泳動を続けた。電気泳動終了後、ゲルをシェーカーに放置し、Gelred染料(BioTium社、番号13G1203)で10min染色した。ゲルイメージングを行い観察して撮影し、結果を図5に示した。
2)ヒト由来のリソソーム溶解液における安定性の検出
マウス由来のリソソーム溶解液をヒト由来のリソソーム溶解液(Human Liver Lysosomes、Xenotech社、番号H0610.L、ロット番号1610316)に変更したこと以外、1)と同じ方法により比較siRNA2及び複合体A2のヒト由来のリソソーム溶解液における安定性を検出した。結果を図6に示した。
結果から明らかなように、本開示のsiRNA複合体は、ヒト由来のリソソーム溶解液及びマウス由来のリソソーム溶解液のいずれにおいても、満足できる安定性を示し、少なくとも24時間分解されずに維持することが可能である。
(実験例A3)本実験では、複合体A1のラット体内での薬物動力学的研究結果を示している
本実験例では、それぞれ各実験群のラット(1群あたり10匹のラットであり、雌雄がそれぞれ半分であった)に皮下注射により複合体A1を単回投与し、10mg/kg及び50mg/kgの用量で実施した。その後、各時点でのラット血漿の薬物濃度及び肝臓、腎臓組織の薬物濃度を検出した。
本実験例で用いたSDラットは、北京維通利華実験動物技術有限公司により提供された。
まず、PRISTIMA 7.2.0版データシステムにより、SDラットをラットの体重に応じて性別でランダムに分け、その後、設計された用量でそれぞれ各群の複合体に投与した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、単回投与(皮下投与)し、用量は10及び50mg/kgであり、それぞれ1mg/ml及び5mg/mlの複合体の0.9%塩化ナトリウム水溶液を投与し、体積が10ml/kgであった。薬剤投与前及び薬剤投与後の5分間(±30秒)、30分間(±1分間)、1時間(±2分間)、2時間(±2分間)、6時間(±5分間)、24時間(±10分間)、48時間(±20分間)、72時間(±20分間)、120時間(±30分間)、168時間(±30分間)でそれぞれ頸静脈からラット全血を採取した後、2〜8℃で遠心力1800×gで10分間遠心して血漿を単離し、血漿サンプルをチューブに約70μL放置し、残りのサンプルを別のチューブに放置し、検出するまで、−70〜−86℃で冷凍保存した。それぞれ薬剤投与後の約24、48、72、120、168時間で、対応するラットを、体重に応じてペントバルビタールナトリウムで麻酔させ(60mg/kg腹腔注射した)、腹大動脈から採血して安楽死させ、肉眼解剖を行うように、ラットの肝臓、腎臓組織を採取した。各ラットの肝臓、腎臓をサンプリングし、1mLの冷凍保存チューブに保存し、検出・分析するまで、−68℃以下で保存した。
HPLC−FLD(蛍光検出高速液体クロマトグラフィー)によりラット血漿及び肝臓、腎臓組織における複合体A1の濃度を定量的に検出した。具体的には、以下の工程による。
(1)組織塊が80mg以下となるまで組織を粉砕した後、組織と細胞溶解液(Tissue and Cell Lysis Solution、供給者:epicentre、番号:MTC096H)を加えて66.7mg/mLの組織ホモジネートとして調製した。
(2)細胞を破砕するために組織ホモジネートを超音波(150W、30s)処理した。
(3)組織サンプルについては、組織サンプル75μLを96ウェルのPCRプレートに加え、5μLのプロテアーゼK(供給者:Invitrogen、番号:25530−015)、10μLの10wt%アセトニトリル及び0.01wt%ツウィーン20の混合水溶液を加え、血漿サンプルについては、血漿20μLを96ウェルのPCRプレートに加え、45μLの組織と細胞溶解液、5μLのプロテアーゼK、20μLの10wt%アセトニトリル及び0.01wt%ツウィーン20の混合水溶液を加えた。
(4)プレートをシールし、PCR器(供給者:Applied Biosystems、型番:GeneAmp(登録商標) PCR system 9700)に放置し、65℃で45分間培養した。
(5)培養終了後、10μLの3M KClの水溶液(供給者:Sigma−aldrich、番号:60135−250ML)を加え、振とうして均一にし、4℃、3200rcfで15分間遠心した。
(6)組織サンプルに対して、上清液80μLを120μLのハイブリッド混合液に加え(ハイブリッド混合液の調製:0.5mLの6μM PNAプローブ(供給者:杭州泰禾生物科技有限公司)、1mLの200mM Trizma/pH=8、5mLの8M尿素水溶液、3.5mLのHO、2mLのアセトニトリル)、
血漿サンプルに対して、上清液40μLを160μLのハイブリッド混合液に加えた(ハイブリッド混合液の調製:0.5mLの6μM PNAプローブ、1mLの200mM Trizma/pH=8、5mLの8M尿素水溶液、7.5mLのHO、2mLのアセトニトリル)。
(7)プレートをシールし、PCR器に放置し、95℃で15分間培養し、直ちに氷の上に5分間放置した。
(8)別の円錐底96ウェルプレートに移し、振とうして均一にした。3200rcfで1分間遠心した。
(9)サンプルを負荷して検出し、HPLC−FLDにより分析して定量した(液相系供給者:Thermo Fisher、クロマトグラフ型番:ultimate 3000)。
分析結果は、図7〜図10に示した。図7〜図10は、それぞれ投与量が10mg/kg又は50mg/kgであるとき、複合体A1のラット血漿におけるPK/TK血漿濃度の経時的代謝曲線及びラット肝臓及び腎臓におけるPK/TK組織濃度の経時的代謝曲線を示している。具体的には、
図7は、投与量が10mg/kgであるとき、複合体A1のラット血漿におけるPK/TK血漿濃度の経時的代謝曲線を示したものである。
図8は、投与量が10mg/kgであるとき、複合体A1のラット肝臓及び腎臓におけるPK/TK組織濃度の経時的代謝曲線を示したものである。
図9は、投与量が50mg/kgであるとき、複合体A1のラット血漿におけるPK/TK血漿濃度の経時的代謝曲線を示したものである。
図10は、投与量が50mg/kgであるとき、複合体A1のラット肝臓及び腎臓におけるPK/TK組織濃度の経時的代謝曲線を示したものである。
図7〜図10の結果から分かるように、低用量(10mg/kg)であっても比較的高用量(50mg/kg)であっても、複合体A1のラット血漿における濃度は、いずれも急速に数時間で検出限界以下まで低下したが、肝臓組織においては、いずれも少なくとも168h以内は、高い安定したレベルの組織濃度が維持された。このことから、本開示のsiRNA複合体は、特異的に肝臓において顕著に富化して安定化でき、高度な標的性を有することが示された。
(実験例A4)本実験では、本開示のRNA複合体の体内での(in vivo)HBV mRNA発現量に対する抑制効率を証明している
本実験例では、HBVトランスジェニックマウスC57BL/6J−Tg(Alb1HBV)44Bri/Jにおいて複合体A5及びA7によるHBV mRNA発現量に対する抑制効率を調べた。
B型肝炎ウイルス表面抗原診断キット(酵素結合免疫吸着測定法)(上海科華生物)を用いてマウス血清におけるHBsAgの含有量を検出し、S/COV>10のマウスを選択し、マウスを4匹/群でランダムに分け(いずれも雌性)、それぞれ複合体A5及び複合体A7で番号を付けるとともに、NS対照群を追加した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、単回投与(皮下投与)し、それぞれ1mg/kg及び0.1ml/kgの異なる用量で投与し、薬物を0.2mg/ml及び0.02mg/mlの0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供し、投与体積は5ml/kgであった。薬剤投与後の14日目に動物を死亡させ、肝臓を回収し、RNA later(Sigma Aldrich社)で保存し、組織ホモジナイザーで肝組織をホモジナイズし、さらにTrizolで全RNA抽出の標準操作手順により抽出して全RNAを得た。
蛍光定量的リアルタイムPCRにより肝組織におけるHBV mRNAの発現量を検出した。具体的には、ImProm−IITM逆転写キット(Promega社)を用いてその説明書により抽出した全RNAをcDNAに逆転写し、続いて、蛍光定量的PCRキット(北京康為世紀生物科技有限公司)を用い、siRNAによる肝組織におけるHBV mRNA発現に対する抑制効率を検出した。当該蛍光定量的PCR法では、β−アクチン(β−actin)遺伝子を内因性参照遺伝子とし、HBVに対するプライマー及びβ−アクチンに対するプライマーを用いてそれぞれHBV及びβ−アクチンを検出した。
検出プライマーの配列を表5Aに示した。
当該蛍光定量的PCR法では、HBV mRNAの発現量は、HBV X遺伝子発現残量で表され、以下の等式により算出された。
HBV X遺伝子発現残量=(試験群HBV X遺伝子のコピー数/試験群β−アクチンのコピー数)/(対照群HBV X遺伝子のコピー数/対照群β−アクチンのコピー数)×100%。図においてHBV X/β−actin mRNA発現量と記した。
その後、下式により複合体によるmRNAに対する抑制率を算出した。
複合体によるmRNAに対する抑制率=(1−HBV X遺伝子発現残量)×100%
対照群は、本実験においてNSが施された対照群マウスであり、各試験群は、それぞれ異なるsiRNA複合体が施された投与群マウスであった。結果を図11に示した。
他の実験において、以下の条件でそれぞれいくつかのの実験を行った。
投与するsiRNA複合体を複合体A1及び複合体A6に変更して試験を行い、14日目に検出データを回収したこと以外、上記と同じ方法を採用した。結果を図12に示した。
投与するsiRNA複合体を複合体A1、A2、A3及びA4に変更して試験を行い、1群あたりの動物は5匹であり、28日目に検出データを回収し、各複合体に対して、1mg/kg及び0.3mg/kgの2つの用量で投与した(投与体積を変えることなく複合体溶液の濃度を相応的に調整した)こと以外、上記と同じ方法を採用した。結果をそれぞれ図13に示した。
投与するsiRNA複合体を複合体A1と比較複合体A3に変更して試験を行い、14日目に検出データを回収し、各複合体に対して、1mg/kg及び0.1mg/kgの2つの用量で投与した(投与体積を変えずに複合体溶液の濃度を相応的に調整した)こと以外、上記と同じ方法を採用した。結果をそれぞれ図14に示した。
上記結果から分かるように、試験時点が異なる複数回の試験において、上記本開示の複合体は、いずれも高いマウス体内HBV mRNA抑制活性を示した。
(実験例A5)本実験では、本開示のsiRNA複合体のHBVトランスジェニックマウスにおけるsiRNAの血清HBsAg発現量及びHBV DNAに対する抑制効率の時間関連性試験を説明している
AAV−HBVマウスを用い、動物のモデリングに成功した後、血清におけるHBsAgの含有量別にランダムに分け(5匹/群)、それぞれ複合体A1、比較複合体A2、比較複合体A3投与及びNSブランク対照とした。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、単回皮下投与し、用量は3mg/kg及び1mg/kgであり、濃度がそれぞれ0.3mg/ml及び0.1mg/mlの複合体の0.9%塩化ナトリウム水溶液を使用し、投与体積は5ml/kgであった。薬剤投与前(D0と記した)及び薬剤投与後の7、14、21、28、56、84、112、140、154、168、182日目にマウスに対して眼窩静脈叢採血を行い、各時点で血清HBsAgレベルを検出した。その間、検出結果から、血清におけるHBsAgの含有量が初期値に近くなった、又はそれを超えた場合、当該対象の検出を停止させた。
1回あたり約100μl眼窩採血し、遠心後の血清は20μl以上であった。HBsAg CLIAキット(安図生物、CL0310)により血清におけるHBsAgの発現含有量を検出し、QIAamp 96 DNA Blood Kit説明書を参照して血清におけるDNAを抽出し、定量PCRを行い、HBV DNAの発現レベルを検出した。
標準化されたHBsAgの発現レベル=(薬剤投与後のHBsAgの含有量/薬剤投与前のHBsAgの含有量)×100%。
HBsAg抑制率=(1−薬剤投与後のHBsAgの含有量/薬剤投与前のHBsAgの含有量)×100%。
ここで、HBsAgの含有量は、血清1ミリリットル(ml)あたりのHBsAg当量(UI)で表される。
標準化されたHBV DNAの発現レベル=(薬剤投与後のHBV DNAの含有量/薬剤投与前のHBV DNAの含有量)×100%。
HBV DNA抑制率=(1−薬剤投与後のHBV DNAの含有量/薬剤投与前のHBV DNAの含有量)×100%。
ここで、HBV DNA含有量は、血清1ミリリットル(ml)あたりのHBV DNAのコピー数で表される。
結果を図15及び図16に示した。
図15の結果から分かるように、薬剤投与後の異なる時点で、NS陰性対照群は、いかなる抑制作用も示さなかったのに対して、各複合体は、薬剤投与後の異なる時点でHBsAgに対して、いずれも優れたHBsAg抑制効果を示した。特に、複合体A1は、140日間という長期間にわたって高い血清HBsAg抑制率を示し続け、HBV遺伝子の発現を長期間安定的で効率的に抑制できることを示した。
図16の結果から分かるように、複合体A1は、同様に効率的なHBV DNA発現抑制を示し、84日間と長期間にわたって高い抑制率を維持した。
それに対して、比較複合体A2及び比較複合体A3は、体内実験において各複合体と近いmRNA抑制効果を得たが、図15〜16に示される抑制効果の持続時間が同じ投与レベルの複合体1及び6より明らかに弱くなった。
以下の点を除いて上記と同じ方法により、さらに2回実験を行い、血清HBsAgを検出した。
M−Tgモデルを採用し、複合体A6を用い、用量はそれぞれ5、1、0.2mg/kgであり、また、5mg/kgの比較複合体A3を用い、78日目まで試験を行った。結果を図17に示した。
1.28copyモデルを採用し、複合体A1を用い、用量は3mg/kg及び1mg/kgであり、210日目まで試験を行った。結果を図18及び図19に示した。
上記異なる用量について、いずれも投与体積が同じとして、溶液の濃度を相応的に調整して対応する用量で投与した。
図15〜19から分かるように、本開示のsiRNA複合体は、複数種の動物モデルにおいて、いずれも持続的で効率的な血清HBsAg抑制効率を示し、規律的な用量依存性を示した。
(実験例A6)本実験では、本開示のsiRNA複合体は、体外で高い活性を有するとともに、さらに低いオフターゲット効果を有することを証明している。
(A6−1)本実験例に用いられるHEK293A細胞は、北京大学分子医学研究所核酸技術実験室により提供され、20%のウシ胎児血清(FBS、Hyclone社)及び0.2体積%のペニシリン−ストレプトマイシン(Penicillin−Streptomycin、Gibco、Invitrogen社)を含むDMEM完全培地(Hyclone社)で細胞を37℃で5%CO/95%空気含有インキュベーターにおいて培養した。
本実験例では、複合体A1の体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性(on−target activity)及びオフターゲット効果を調べ、即ち、複合体A1が、完全マッチングした目的配列(そのヌクレオチド配列が複合体A1のアンチセンス鎖/センス鎖の全長ヌクレオチド配列と完全に相補的である)又はシード領域がマッチングした目的配列(そのヌクレオチド配列が複合体A1のアンチセンス鎖/センス鎖の1〜8位のヌクレオチド配列と相補的である)を標的する活性を測定した。
Kumico Ui−Tei et.al.,Functional dissection of siRNA sequence by systematic DNA substitution:modified siRNA with a DNA seed arm is a powerful tool for mammalian gene silencing with significantly reduced off−target effect. Nucleic Acids Research,2008.36(7),2136−2151に記載された方法により、検出プラスミドを構築し、被評価siRNA複合体と共にHEK293A細胞にコトランスフェクションさせ、デュアルルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現レベルにより、siRNA複合体のオンターゲット活性及びオフターゲット効果を反映した。具体的な工程は以下のとおりである。
[1]検出プラスミドの構築
psiCHECKTM−2(PromegaTM)プラスミドにより4つの組換えプラスミドを構築した。そのうち、GSCMは、オンターゲットプラスミドを表し、PSCM、GSSM、PSSMは、オフターゲットプラスミドを表す。
(1)GSCMは、被験複合体(本例では複合体A1)におけるアンチセンス鎖の21個のヌクレオチド配列の全てと完全に相補的な目的配列を含む。
(2)PSCMは、複合体A1におけるアンチセンス鎖の21個のヌクレオチド配列の全てと完全に一致している目的配列を含む。
(3)GSSMは、複合体A1においてアンチセンス鎖の5’端から1〜8位のヌクレオチド配列と完全に相補的であり、残りの部分が複合体1においてアンチセンス鎖の5’端から9〜21位のヌクレオチド配列に対応し、その配列が全く相補的ではない、即ち、複合体1においてアンチセンス鎖の5’端から9〜21位のいずれかのヌクレオチドがG、C、A又はUである場合、目的配列における対応する位置のヌクレオチドがそれぞれT、A、C又はGである目的配列を含む。
(4)PSSMは、複合体A1においてセンス鎖の5’端から1〜8位のヌクレオチド配列と完全に相補的であり、残りの部分が複合体A1においてセンス鎖の5’端から9〜19位のヌクレオチド配列に対応し、その配列が全く相補的でない、即ち、複合体A1においてセンス鎖の5’端から9〜19位のいずれかのヌクレオチドがG、C、A又はUである場合、目的配列における対応する位置のヌクレオチドがそれぞれT、A、C又はGである目的配列を含む。GSSM標的配列の長さに等しくするために、目的配列の3’末端に2つのCCを加えた。
目的配列をpsiCHECKTM−2プラスミドのXho I/Not I部位にクローニングした。
[2]トランスフェクション
96ウェルプレートに、LipofectamineTM 2000(Invitrogen社)の使用説明書に従って、siRNAと上記各プラスミドをそれぞれコトランスフェクションし、プラスミドごとにいくつかのグループの特定の濃度の複合体1が対応している。プラスミドをウェルあたり10ngずつトランスフェクションし、0.2μLのLipofectamineTM 2000を用いた。GSCMオンターゲットプラスミドに対して、複合体A1の最終濃度(siRNAの濃度として算出される)が100nMから、0.0001nMまで11個の濃度に4倍希釈した。1群あたり3個の複製ウェルがあった。
[3]検出
24時間コトランスフェクションした後、デュアルルシフェラーゼレポーター遺伝子検出キット(Dual luciferase reporter gene assay kit、Promega社、cat.E2940)を用い、使用説明書に従ってHEK293A細胞を溶解させ、デュアルルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現レベルを検出した。各特定の濃度の試験群では、複合体処理なしを対照(con)とした。ホタルルシフェラーゼタンパク質レベル(Fir)に対するウミシイタケルシフェラーゼタンパク質レベル(Ren)で標準化した。
siRNAの異なる濃度で測定された活性結果から、Graphpad 5.0ソフトウェアlog(inhibitor) vs. response―Variable slope機能により用量−効果曲線をフィッティングし、用量−効果曲線から以下の算出方法により被験siRNAのGSCMを標的したIC50値を算出した。
式中、
Yは、残存mRNAの発現レベルであり、
Xは、トランスフェクションされたsiRNAの濃度の対数値であり、
Botは、定常期の最低のY値であり、
Topは、定常期の最高のY値であり、
LogIC50は、Yが最低と最高との間の半分にある場合のX値であり、HillSlopeは、曲線の傾きである。
用量−効果曲線から、複合体A1のGSCMを標的したIC50値を算出した。結果を図20A〜20Dに示した。その結果から、GSCMに対応して、複合体A1のIC50が0.0513nMであり、PSCM、GSSM、PSSMに対応して、複合体A1は、siRNAの各濃度でいずれも明らかな抑制効果が認められなかったことが示され、本開示のsiRNA複合体は、体外で高い活性を有するとともに、さらに低いオフターゲット効果を有することが証明された。
上記結果から分かるように、複合体A1は、オンターゲットプラスミドにおける標的mRNAの発現に対して優れた抑制効果を示し、低いIC50値を有するが、3本のオフターゲットプラスミドの発現に対して、いずれも抑制作用がなかった。複合体A1は、優れた標的mRNA抑制効率を有することを示すとともに、さらに低いオフターゲット効果を有することが分かった。
以下、表4BのsiRNA複合体の効果実験について説明する。
(実験例B1)本実験では、本開示のsiRNA複合体の体外(in vitro)での抑制活性を証明している
(実験例B1−1)体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性
本実験例に用いられるHEK293A細胞は、北京大学分子医学研究所核酸技術実験室により提供され、20%のウシ胎児血清(FBS、Hyclone社)及び0.2体積%のペニシリン−ストレプトマイシン(Penicillin−Streptomycin、Gibco、Invitrogen社)を含むDMEM完全培地(Hyclone社)で細胞を37℃で5%CO/95%空気含有インキュベーターにおいて培養した。
本実験例では、複合体B16及び複合体B17の体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性及びオフターゲット効果を調べ、即ち、複合体B16及び複合体B17が、完全マッチングした目的配列(そのヌクレオチド配列が前記複合体のアンチセンス鎖/センス鎖の全長ヌクレオチド配列と完全に相補的である)又はシード領域がマッチングした目的配列(そのヌクレオチド配列が前記複合体のアンチセンス鎖/センス鎖の1〜8位のヌクレオチド配列と相補的である)を標的する活性を測定した。
Kumico Ui−Tei et.al.,Functional dissection of siRNA sequence by systematic DNA substitution:modified siRNA with a DNA seed arm is a powerful tool for mammalian gene silencing with significantly reduced off−target effect. Nucleic Acids Research,2008.36(7),2136−2151に記載された方法により、検出プラスミドを構築し、被評価siRNA複合体と共にHEK293A細胞にコトランスフェクションさせ、デュアルルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現レベルにより、siRNA複合体のオンターゲット活性を反映した。具体的な工程は以下のとおりである。
[1]検出プラスミドの構築
psiCHECKTM−2(PromegaTM)プラスミドにより、被験複合体(複合体B16又は複合体B17)におけるアンチセンス鎖の21個のヌクレオチド配列の全てと完全に相補的な目的配列を含むオンターゲットプラスミドを構築した。目的配列をpsiCHECKTM−2プラスミドのXho I/Not I部位にクローニングした。
[2]トランスフェクション
96ウェルプレートに、LipofectamineTM 2000(Invitrogen社)の使用説明書に従って、siRNA複合体及び上記プラスミドをそれぞれコトランスフェクションし、プラスミドはウェルあたり10ngずつトランスフェクションし、0.2μLのLipofectamineTM 2000を用い、複合体の最終濃度(siRNAの濃度として算出)は順に0.1nM、0.05nM及び0.01nMであった。各群では、複合体処理なしを対照とした。1群あたり3個の複製ウェルがあった。
NCは、GenePharma社からの、目的遺伝子配列と相同性のない汎用の陰性対照B01001であった。
[3]検出
24時間コトランスフェクションした後、デュアルルシフェラーゼレポーター遺伝子検出キット(Dual luciferase reporter gene assay kit、Promega社、cat.E2940)を用い、使用説明書に従ってHEK293A細胞を溶解させ、デュアルルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現レベルを検出した。ホタルルシフェラーゼタンパク質レベルに対するウミシイタケルシフェラーゼタンパク質レベルで標準化した。結果を図21に示した。
結果から明らかなように、複合体B16及び複合体B17はいずれも良好な体外抑制活性を有する。
(実験例B1−2)体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性及びオフターゲット効果
本実験例では、複合体B2の体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性及びオフターゲット効果を調べた。
複合体B2に対応する配列を用いて4本の目的配列を構築し、希釈濃度は0.1nMから0.0001nMに倍加希釈し、各群のプラスミドが11群のsiRNA濃度に対応していること以外、実験例A6の方法により複合体B2に対して試験を行った。試験結果を図22に示した。
図22から分かるように、複合体B2は、優れた標的mRNA抑制効果を有するとともに、さらに低いオフターゲット効果を示した。
(実験例B2)本実験では、本開示のsiRNA複合体の安定性を証明している
(実験例B2−1)siRNA複合体の体外リソソーム溶解液における安定性
リソソーム溶解液で処理された試験サンプルの調製:複合体B1及び複合体B2(それぞれsiRNA濃度20μMの0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供、1群あたり6μl)をそれぞれ27.2μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、4.08μLの脱イオン水及び2.72μLのトリトソーム(Xenotech社から購入、番号R0610LT、ロット番号1610069)と均一に混合した。37℃で恒温培養した。それぞれ0h、5min、15min、30min、1h、2h、4h、8hに5μlの試料(サンプル)を取り出し、それぞれ15μLの9M尿素に加えて変性させた後、4μlの6×試料負荷緩衝液(Solarbio社、番号20160830)を加え、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。0時間は、被験サンプルとリソソーム溶解液を均一に混合した後、直ちに取り出した時点を表す。
リソソーム溶解液で処理されていない参照サンプルの調製:等モル量の対応する複合体(20μM)を1.5μlとり、7.5μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、1μLの脱イオン水と均一に混合し、30μLの9M尿素溶液を加えて変性させた後、8μLの6×試料負荷緩衝液を加えて均一に混合し、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。参照サンプルは、電気泳動図においてConと記されている。
16重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記試験サンプル及び参照サンプルをそれぞれ20μlとり、ゲルに負荷し、20mAの定電流条件で10min電気泳動した後、40mAの定電流条件で30min電気泳動を続けた。電気泳動終了後、ゲルをシェーカーに放置し、Gelred染料(BioTium社、番号13G1203)で10min染色した。ゲルイメージングを行い観察して撮影し、結果を図23に示した。
図23は、被験siRNA複合体の体外トリトソームにおける安定性の半定量的検出結果を示すものである。結果から、本開示の複合体は、トリトソームにおいて長期間分解されずに維持し、優れた安定性を示すことが示された。
(実験例B2−2)siRNA複合体のヒト血漿における安定性
複合体B1、複合体B2(それぞれsiRNA濃度20μMの0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供、1群あたり12μl)をそれぞれ108μLの90%ヒト血漿(Human plasma、PBSで希釈)と均一に混合した。37℃で恒温培養した。それぞれ0、2、4、6、8、24、48、72時間で10μLの試料を取り出し、直ちに液体窒素により急速冷凍し、−80℃の冷蔵庫に冷凍して保存した。各時点でサンプリングした後、上記冷凍保存サンプルをそれぞれ1×PBS(pH7.4)で5倍希釈した後各サンプルを10μLずつとって使用に備えた。同時に、等モル量のsiRNA複合体(siRNA濃度は2μM、2μl)を8μlの1×PBS(pH7.4)と均一に混合し、ヒト血漿処理されていない10μLのサンプルとして調製し、Conと記した。
20重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記予備サンプルにおける各群の全てのサンプルと4μLの試料負荷緩衝液(20mMのEDTA、36重量%グリセリン、0.06重量%ブロムフェノールブルーの水溶液)を混合した後、前述したゲルに負荷し、80mAの定電流条件で60分間電気泳動した。電気泳動終了後、1×Sybr Gold染料(Invitrogen、Cat.11494)で15分間染色した後イメージングを行った。結果を図24に示した。
図24は、被験複合体の体外でのヒト血漿における安定性の半定量的検出結果を示すものである。
図24の結果から分かるように、本開示の複合体は、ヒト血漿中で72hまでも分解されず、ヒト血漿における優れた安定性を示した。
(実験例B2−3)siRNA複合体のサル血漿における安定性
他の実験において、実験例2−2と同じ方法により複合体B1、B2のサル血漿(Monkey plasma、鴻泉生物から購入、HQ70082、PBSで希釈)における安定性を検出した。結果を図25に示した。
図25は、被験siRNAの体外でのサル血漿における安定性の半定量的検出結果を示すものである。
図25の結果から分かるように、本開示のsiRNA複合体は、カニクイザル血漿中で72hまでも分解されず、サル血漿における優れた安定性を示した。
(実験例B3)本実験例では、本開示の複合体によるマウスにおけるHBV mRNA発現に対する抑制を証明している
本実験例では、複合体B1によるHBVトランスジェニックマウスC57BL/6J−Tg(Alb1HBV)44Bri/JにおけるHBV mRNA発現量に対する抑制効率を調べた。
まず、C57BL/6J−Tg(Alb1HBV)44Bri/Jマウスを血清におけるHBsAgの含有量別マウスを4匹/群でランダムに分け(いずれも雌性)、それぞれ番号を付けるとともに、NS対照群を追加した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、単回投与(皮下投与)し、それぞれ1mg/kg及び0.1ml/kgの異なる用量で複合体B1を投与し、濃度がそれぞれ0.2mg/ml及び0.02mg/mlの複合体の0.9%塩化ナトリウム水溶液を使用し、投与体積が5ml/kgであった。薬剤投与後の7日目に動物を死亡させ、肝臓を回収し、RNA later(Sigma Aldrich社)で保存し、組織ホモジナイザーで肝組織をホモジナイズし、さらにTrizolで全RNA抽出の標準操作手順により抽出して全RNAを得た。
蛍光定量的リアルタイムPCRにより肝組織におけるHBV mRNAの発現レベルを検出した。具体的には、ImProm−IITM逆転写キット(Promega社)を用いてその説明書により抽出した全RNAをcDNAに逆転写し、続いて、蛍光定量的PCRキット(北京康為世紀生物科技有限公司)を用い、siRNAによる肝組織におけるHBV mRNA発現に対する抑制効率を検出した。当該蛍光定量的PCR法では、グリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素(GAPDH)遺伝子を内因性参照遺伝子とし、HBVに対するプライマー及びGAPDHに対するプライマーを用いてそれぞれHBV及びGAPDHを検出した。
検出プライマーの配列を表5Bに示した。
当該蛍光定量的PCR法では、siRNA抑制活性は、HBV遺伝子発現残量で表され、以下の等式により算出された。
HBV遺伝子発現残量=(試験群HBV遺伝子のコピー数/試験群GAPDHのコピー数)/(対照群HBV遺伝子のコピー数/対照群GAPDHのコピー数)×100%
その後、下式によりmRNA抑制率を算出した。
mRNA抑制率=(1−HBV遺伝子発現残量)×100%
対照群は、本実験においてNSが施された対照群マウスであり、各試験群は、それぞれ異なるsiRNA複合体が施された投与群マウスであった。結果を図26に示した。
他の実験において、以下の条件でそれぞれ実験を2回を行った。
投与するsiRNA複合体を複合体B2に変更して試験を行い、7日目に検出データを回収し、結果を図27に示し、
投与するsiRNA複合体を複合体B1、複合体B2に変更して試験を行い、複合体B1について、それぞれ1mg/kg及び0.1mg/kgの2つの用量で投与し、複合体B2を1mg/kgの用量で投与し、検出配列を表5Cに示される配列に変更し、結果を図28に示したこと以外、上記と同じ方法を採用した。
図27及び図28の結果から分かるように、上記本開示の複合体は、標的mRNAに対していずれも良好な抑制効果を示し、異なるHBV mRNAに対する抑制効果がほぼ一致した。
(実験例B4)本実験では、本開示のsiRNA複合体のHBVトランスジェニックマウスにおけるsiRNAの血清HBsAg発現量及びHBV DNAに対する抑制効率の時間関連性試験について説明している
AAV−HBV低濃度モデルマウスに対して、血清におけるHBsAgの含有量別にランダムに分け(5匹/群)、それぞれ複合体B2及びNSブランク対照を投与した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、単回皮下投与し、用量は3mg/kg及び1mg/kgの2群であり、濃度がそれぞれ0.6mg/ml及び0.2mg/mlの複合体の0.9%塩化ナトリウム水溶液を使用し、投与体積は5ml/kgであった。薬剤投与前と薬剤投与後の7、14、21、28、56、84、98、112、126、140日目にマウスに対して眼窩静脈叢採血を行い、各時点で血清HBsAgレベルを検出した。
1回あたり約100μl眼窩採血し、遠心後の血清は20μl以上であった。HBsAg CLIAキット(安図生物、CL0310)により血清におけるHBsAgの含有量を検出した。QIAamp 96 DNA Blood Kit説明書を参照して血清におけるDNAを抽出し、定量PCRを行い、HBV DNAの発現レベルを検出した。
HBsAg抑制率は、以下の等式により算出された。
HBsAg抑制率=(1−薬剤投与後のHBsAgの含有量/薬剤投与前のHBsAgの含有量)×100%。ここで、HBsAgの含有量は、血清1ミリリットル(ml)あたりのHBsAg当量(UI)で表される。
HBV DNA抑制率は、以下の等式により算出された。
HBV DNA抑制率=(1−薬剤投与後のHBV DNAの含有量/薬剤投与前のHBV DNAの含有量)×100%。
ここで、HBV DNA含有量は、血清1ミリリットル(ml)あたりのHBV DNAのコピー数で表される。
結果を図29に示した。
図29の結果から分かるように、薬剤投与後の異なる時点で、NS陰性対照群は、いかなる抑制作用も示さなかったのに対して、複合体B2は、薬剤投与後の異なる時点でHBsAgに対して、いずれも優れたHBsAg抑制効果を示し、100日間程度の長期間にわたって高い血清HBsAg抑制率を示し続け、HBV遺伝子の発現を長期間安定的で効率的に抑制できることを示した。
さらなる実験では、上記方法により、1.28copyモデルマウスにおいて、複合体B2を用い、3mg/kg及び1mg/kgの2つの用量群で投与し、濃度がそれぞれ0.6mg/ml及び0.2mg/mlの複合体の0.9%塩化ナトリウム水溶液を使用し、投与体積は5ml/kgであり、投与時間を85日間まで維持し、上記の方法によりHBsAg及びHBV DNAの抑制効果を検出した。結果を図30と31に示した。
図30と31の結果から分かるように、1.28copyマウスにおいて、本開示の複合体B2は、85日間にわたってHBV遺伝子発現及びHBV DNAに対する効率的な抑制を示し続けた。
以下、表4CのsiRNA複合体の性質実験を説明する。
(実験例C1)本実験では、表のsiRNA複合体の安定性を証明している
(実験例C1−1)siRNA複合体の体外リソソーム溶解液における安定性
リソソーム溶解液で処理された試験サンプルの調製:複合体C2(siRNA濃度20μMの0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供、1群あたり6μl)をそれぞれ27.2μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、4.08μLの脱イオン水及び2.72μLのトリトソーム(Xenotech社から購入、番号R0610LT、ロット番号1610069)と均一に混合した。37℃で恒温培養した。それぞれ0h、5min、15min、30min、1h、2h、4h、8hに5μlの試料を取り出し、それぞれ15μLの9M尿素に加えて変性させた後、4μlの6×試料負荷緩衝液(Solarbio社、番号20160830)を加え、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。0時間は、被験サンプルとリソソーム溶解液を均一に混合した後、直ちに取り出した時点を表す。
リソソーム溶解液で処理されていない参照サンプルの調製:等モル量の複合体C2(20μM)1.5μlを7.5μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、1μLの脱イオン水と均一に混合し、30μLの9M尿素溶液を加えて変性させた後、8μLの6×試料負荷緩衝液を加えて均一に混合し、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。参照サンプルは、電気泳動図においてConと記した。
16重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記試験サンプル及び参照サンプルをそれぞれ20μlとり、ゲルに負荷し、20mAの定電流条件で10min電気泳動した後、40mAの定電流条件で30min電気泳動を続けた。電気泳動終了後、ゲルをシェーカーに放置し、Gelred染料(BioTium社、番号13G1203)で10min染色した。ゲルイメージングを行い観察して撮影し、結果を図32に示した。
図32は、被験siRNA複合体の体外でのリソソームにおける安定性の半定量的検出結果を示すものである。結果から、本開示の複合体は、リソソームにおいて長期間分解されずに維持し、非常に良好な安定性を示すことが示された。
(実験例C1−2)siRNA複合体のヒト血漿における安定性
複合体C2(siRNA濃度20μMの0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供、1群あたり12μl)をそれぞれ108μLの90%ヒト血漿(Human plasma、PBSで希釈)と均一に混合した。37℃で恒温培養した。それぞれ0、2、4、6、8、24、48、72時間で10μLの試料を取り出し、直ちに液体窒素により急速冷凍し、−80℃の冷蔵庫に冷凍して保存した。各時点でサンプリングした後、上記冷凍保存サンプルをそれぞれ1×PBS(pH7.4)で5倍希釈した後、各サンプルを10μLずつとって使用に備えた。同時に、等モル量のsiRNA複合体(siRNA濃度は2μM、2μl)を8μlの1×PBS(pH7.4)と均一に混合し、ヒト血漿処理されていない10μLのサンプルとして調製し、Conと記した。
20重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記予備サンプルにおける各群の全てのサンプルと4μLの試料負荷緩衝液(20mMのEDTA、36重量%グリセリン、0.06重量%ブロムフェノールブルーの水溶液)を混合した後、前述したゲルに負荷し、80mAの定電流条件で60分間電気泳動した。電気泳動終了後、1×Sybr Gold染料(Invitrogen、Cat.11494)で15分間染色した後イメージングを行った。結果を図33に示した。
図33の結果から分かるように、本開示の複合体は、ヒト血漿中で72hまでも分解されず、ヒト血漿における優れた安定性を示した。
(実験例C1−3)siRNA複合体のサル血漿における安定性
他の実験において、実験例C1−2と同じ方法により複合体C2のサル血漿(Monkey plasma、鴻泉生物から購入、HQ70082、PBSで希釈)における安定性を検出した。結果を図34に示した。
図34は、被験siRNAの体外でのサル血漿における安定性の半定量的検出結果を示すものである。
図34の結果から分かるように、本開示のsiRNA複合体は、カニクイザル血漿中で72hまでも分解されず、サル血漿における優れた安定性を示した。
(実験例C2)本実験例では、本開示のsiRNA複合体の体外(in vitro)での抑制活性を証明している
(実験例C2−1)体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性
複合体C14の配列により目的配列を構築したこと以外、実験例B1−2の方法により複合体C14を検出した。結果を図35に示した。結果から明らかなように、複合体C14は、良好な体外抑制活性を有している。
(実験例C2−2)体外psiCHECK系におけるIC50の測定
複合体C2の配列により目的配列を構築し、試験濃度が0.1nMから0.0001nMに倍加希釈し、各群の配列を11個の濃度で測定したこと以外、実験例A6の方法により複合体C2を検出した。結果を図36に示した。
図36から分かるように、複合体C2は、優れた標的mRNA抑制効果を有するとともに、さらに低いオフターゲット効果を示した。
(実験例C3)本実験例では、マウスにおいて本開示の複合体によるHBV mRNA発現に対する抑制を証明している
本実験例では、HBVトランスジェニックマウスC57BL/6J−Tg(Alb1HBV)44Bri/Jにおいて複合体C2によるHBV mRNA発現量に対する抑制効率を調べた。
まず、C57BL/6J−Tg(Alb1HBV)44Bri/Jマウスマウスを4匹/群でランダムに分け(いずれも雌性)、それぞれ番号を付け、生理食塩水NS対照群を追加した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、単回投与(皮下投与)し、それぞれ1mg/kg及び0.1ml/kgの異なる用量で複合体C2を投与し(それぞれ0.2mg/ml及び0.02mg/mlの複合体の0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供)、投与体積は5ml/kgであった。薬剤投与後の7日目に動物を死亡させ、肝臓を回収し、RNA later(Sigma Aldrich社)で保存し、組織ホモジナイザーで肝組織をホモジナイズし、さらにTrizolで全RNA抽出の標準操作手順により抽出して全RNAを得た。
蛍光定量的リアルタイムPCRにより肝組織におけるHBV mRNAの発現レベルを検出した。具体的には、ImProm−IITM逆転写キット(Promega社)を用いてその説明書により抽出した全RNAをcDNAに逆転写し、続いて、蛍光定量的PCRキット(北京康為世紀生物科技有限公司)を用い、siRNAによる肝組織におけるHBV mRNA発現に対する抑制効率を検出した。当該蛍光定量的PCR法では、β−アクチン(β−actin)遺伝子を内因性参照遺伝子とし、HBVに対するプライマー及びβ−アクチンに対するプライマーを用いてそれぞれHBV及びβ−アクチンを検出した。
検出プライマーの配列を表5Aに示した。
当該蛍光定量的PCR法では、siRNA抑制活性は、HBV遺伝子発現残量で表され、以下の等式により算出された。
HBV遺伝子発現残量=(試験群HBV遺伝子のコピー数/試験群β−アクチンのコピー数)/(対照群HBV遺伝子のコピー数/対照群β−アクチンのコピー数)×100%。図においてHBV X/β−actin mRNA発現量と記した。
その後、下式によりmRNA抑制率を算出した。
mRNA抑制率=(1−HBV X遺伝子発現残量)×100%
対照群は、本実験においてNSが施された対照群マウスであり、各試験群は、それぞれ異なるsiRNA複合体が施された投与群マウスであった。結果を図37に示した。
図37の結果から分かるように、本開示の複合体による標的mRNAに対する抑制率は93.8%に達し、良好な抑制効果を示した。
(実験例C4)本実験では、本発明のsiRNA複合体のM−Tgモデルへの単回投与によるHBsAg及びHBV X mRNAに対する抑制作用を証明している
HBVトランスジェニック(M−TgHBV)マウス(上海市公衆衛生センター動物部から購入)を血清におけるHBsAgの含有量別にランダムに分け(6匹/群、いずれも雄性)、それぞれ生理食塩水(NS)対照群、複合体C2 1mg/kg及び3mg/kg群であった。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、投与体積が10ml/kgであり、単回皮下投与した。薬剤投与前(D0と記した)及び薬剤投与後の第7、14、21、28、42、56、70、85日目にマウスに対して眼窩静脈叢採血を行い、各時点で血清HBsAgレベルを検出した。
1回あたり約0.5ml眼窩採血し、遠心後の血清が200μl以上であった。HBsAg CLIAキット(安図生物、CL0310)により血清におけるHBsAgの含有量を検出した。
標準化された血清HBsAgレベル=(薬剤投与後の試験群におけるHBsAgの含有量/薬剤投与前の試験群におけるHBsAgの含有量)×100%。
HBsAg抑制率=(1−薬剤投与後のHBsAgの含有量/薬剤投与前のHBsAgの含有量)×100%。
ここで、HBsAgの含有量は、血清1ミリリットル(ml)あたりのHBsAg当量(UI)で表される。
以下の図38及び図39は、上記試験siRNA複合体のM−Tgモデルへの単回投与によるHBsAg及びHBV X mRNA発現に対する抑制作用の検出結果を示している。
図38及び図39の結果から分かるように、3mg/kg単回投与した複合体C2は、21日間でHBsAgに対する90%以上と高い抑制率を維持した。また、3mg/kgの複合体C2は、85日目にHBV X mRNA に対して依然として高い抑制率を有している。
以下、表4DのsiRNA複合体の効果実験について説明する。
(実験例D1)本実験では、本開示のsiRNA複合体の安定性を示している
(実験例D1−1)siRNA複合体の体外リソソーム溶解液における安定性
実験例C1−1の方法に基づいて、複合体D2の体外リソソーム溶解液における安定性に対して試験を行った。結果を図40に示した。
図40は、被験siRNA複合体の体外でのリソソームにおける安定性の半定量的検出結果を示すものである。結果から、本開示の複合体は、リソソームにおいて長期間分解されずに維持し、非常に良好な安定性を示すことが示された。
(実験例D1−2)siRNA複合体のヒト血漿/サル血漿における安定性
実験例C1−2、C1−3の方法に基づいて、複合体D2の体外でのヒト血漿、体外でのカニクイザル血漿における安定性に対してそれぞれ試験を行った。結果を図41、図42に示した。
図41及び図42の結果から分かるように、本開示の複合体は、ヒト血漿/サル血漿中で72hまでも分解されず、優れた安定性を示した。
(実験例D2)本実験例では、本開示のsiRNA複合体の体外(in vitro)での抑制活性を証明している
(実験例D2−1)体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性
本実験例に用いたHEK293A細胞は、北京大学分子医学研究所核酸技術実験室により提供され、20%のウシ胎児血清(FBS、Hyclone社)及び0.2体積%のペニシリン−ストレプトマイシン(Penicillin−Streptomycin、Gibco、Invitrogen社)を含むDMEM完全培地(Hyclone社)で細胞を37℃で5%CO/95%空気含有インキュベーターにおいて培養した。
複合体D14の配列に基づいて目的配列を構築し、各配列について、0.1nMから0.0001nMに倍加希釈し、11個の濃度点で各配列を測定したこと以外、実験例A6の方法により複合体D14を検出した。結果を図43に示した。結果から明らかなように、複合体D14は、良好な体外抑制活性を有する。
(実験例D2−2)体外psiCHECK系におけるIC50の測定
本実験例では、複合体D2の体外psiCHECK系におけるIC50を調べた。
複合体D2の配列に基づいて4本の目的配列を構築し、各配列について、0.1nMから0.0001nMに倍加希釈し、11個の濃度点で各配列を測定したこと以外、実験例B1−2の方法により複合体D2を測定した。結果を図44に示した。図44から分かるように、複合体D2は、優れた標的mRNA抑制効果を有するとともに、さらに低いオフターゲット効果を示した。
(実験例D3)本実験例では、マウスにおいて本開示の複合体によるHBV mRNA発現に対する抑制を証明している
本実験例では、HBVトランスジェニックマウスC57BL/6J−Tg(Alb1HBV)44Bri/Jにおいて複合体D2によるHBV mRNA発現量に対する抑制効率を調べた。
実験例C3に記載された方法に基づいて、複合体D2を検出した。結果を図45に示した。
図45の結果から分かるように、本開示の複合体による標的mRNAに対する抑制率は、良好な抑制効果を示し、1mg/kgの投与量で、標的mRNAに対する抑制率が93.63%に達し、より低い濃度(0.1mg/kg)の投与量で、依然として77.05%の抑制率を有し、良好な抑制効果を示した。
(実験例D4)本実験では、本発明のsiRNA複合体のM−Tgモデルへの単回投与によるHBsAg及びHBV X mRNAに対する抑制作用を証明している
HBVトランスジェニック(M−TgHBV)マウス(上海市公衆衛生センター動物部から購入)を血清におけるHBsAgの含有量別にランダムに分け(6匹/群、いずれも雄性)、それぞれ生理食塩水(NS)対照群、複合体D2 1mg/kg及び3mg/kg群であった。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、投与体積が10ml/kgであり、単回皮下投与した。薬剤投与前と薬剤投与後の7、14、21、28、42、56、70、85日目にマウスに対して眼窩静脈叢採血を行い、各時点で血清HBsAgレベルを検出した。
1回あたり約0.5ml眼窩採血し、遠心後の血清が200μl以上であった。HBsAg CLIAキット(安図生物、CL0310)により血清におけるHBsAgの含有量を検出した。HBsAg発現残量は、以下の等式により算出された。
HBsAg発現残量=(試験群におけるHBsAgの含有量/NS対照群におけるHBsAgの含有量)×100%。ここで、HBsAgの含有量は、血清1ミリリットル(ml)あたりのHBsAg当量(UI)で表される。
以下の図46及び図47には、上記試験siRNA複合体のM−Tgモデルへの単回投与によるHBsAg及びHBV X mRNA発現に対する抑制作用の検出結果が示された。
図46及び図47の結果から分かるように、3mg/kg単回投与した複合体D2は、50日間でHBsAgに対する高い抑制を維持し、抑制率が90%以上であり、最大抑制率が95%以上であった。また、3mg/kgの複合体D2は、85日目にHBV X mRNAに対して依然として62%の抑制率を有している。
以下、表4EのsiRNA複合体の効果実験について説明する。
(実験例E1)siRNAの体外psiCHECK系における活性抑制及びオフターゲット効果の検出
本実験例では、siRNA E1、E4及び比較siRNA3の体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性及びオフターゲット効果を調べ、即ち、それぞれ3本のsiRNAが、完全マッチングした目的配列又はシード領域がマッチングした目的配列を標的する活性を測定した。
検出された配列により4本の目的配列を構築し、検出濃度が5nMから、0.00008nMに3倍希釈し、計11個の濃度としたこと以外、実験例B1−2の方法により試験を行った。比較siRNA 3による4つの組換えプラスミドの発現に対する抑制については、図48A〜48Dを参照する。siRNA E1による4つの組換えプラスミドの発現に対する抑制については、図49A〜49Dを参照する。図面から分かるように、未修飾比較siRNA 3は、5nMで、GSSMとPSCMの発現に対して約20%の抑制率があり、アンチセンス鎖のシード領域のオフターゲット効果及びセンス鎖のオフターゲット効果をわずかに示した。しかし、本開示により提供される修飾siRNA E1は、いかなるオフターゲット効果も認められなかった。siRNAE4とsiRNA E1は、発現が一致しており、いかなるオフターゲット効果も認められなかった。
siRNAの異なる濃度で測定された活性結果に基づき、Graphpad 5.0ソフトウェアlog(inhibitor) vs.response−Variable slope機能によって用量−効果曲線をフィッティングし、用量−効果曲線から、以下の算出方法により被験siRNAのGSCMを標的するIC50値を算出した。結果を表5に示した。
式中、
Yは、残存mRNAの発現レベルであり、
Xは、トランスフェクションされたsiRNAの濃度の対数値であり、
Botは、定常期の最低のY値であり、
Topは、定常期の最高のY値であり、
LogIC50は、Yが最低と最高との間の半分にある場合のX値であり、HillSlopeは、曲線の傾きである。
表6Eから、本開示により提供される修飾siRNAは、体外psiCHECK系において非常に高い抑制活性を有し、IC50が3〜30pMにあり、同時に、5nMでも、各被験修飾siRNAにいかなるオフターゲット効果も検出されなかった。
(実験例E2)siRNA及びsiRNA複合体の体外細胞系における抑制活性の検出
(実験例E2−1)siRNAのHuh7細胞におけるANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制効率の検出。
LipofectamineTM 2000を用いて被験siRNA(siRNAE1、E2、E4)をヒト肝癌細胞株Huh7にトランスフェクションし、siRNAの最終濃度はそれぞれ5nM、0.25nM及び0.05nMであった。各濃度につき2つの複製ウェルがあった。いかなるsiRNA処理も施していない細胞をブランク対照(Blank)とした。
蛍光定量的リアルタイムPCR(Quantitative Real−Time PCR)によりそれぞれ各濃度のsiRNAがトランスフェクションされたHuh7細胞におけるANGPTL3 mRNAの発現量を検出した。具体的な工程としては、トランスフェクションした細胞を24時間培養した後、Trizol(Thermo Fisher社)を用いて全RNA抽出の標準操作手順により細胞における全RNAを抽出し、それぞれ1μgの全RNAをとり、逆転写キット(Promega社、番号A3500)を用いてその説明書の操作方法により逆転写してcDNAを得た。2×Ultra SYBR Mixture(with ROX)(北京康為世紀生物科技有限公司、番号CW0956)キットを用い、cDNAをテンプレートとして説明書の手順によりANGPTL3 mRNA発現量を検出した。ANGPTL3及び内因性参照遺伝子であるGAPDHの増幅のためのPCRプライマーは、表5Eに示すとおりである。
ANGPTL3 mRNA発現レベルは、ANGPTL3 mRNA発現量=(試験群ANGPTL3 mRNAの発現量/試験群GAPDH mRNAの発現量)/(対照群ANGPTL3 mRNAの発現量/対照群GAPDH mRNAの発現量)×100%という等式により算出された。siRNAによるANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制率は、(1−ANGPTL3 mRNA発現量)×100%であった。ここで、各試験群は、それぞれ各濃度のsiRNAで処理されたHuh7細胞であり、対照群は、siRNAで処理されていないHuh7細胞であった(図50Aにおいて「ブランク」と記される)。結果を図50Aに示した。
図50Aから分かるように、本開示により提供される修飾siRNAは、Huh7細胞系において高い抑制活性を有する。
(実験例E2−2)Huh7細胞におけるsiRNA複合体によるANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制効率の検出。
被験サンプルが複合体E18、E19であり、複合体の最終濃度(siRNAの量として)がそれぞれ50nM及び5nMであったこと以外、実験例2−1と同じ方法により検出した。各複合体による体外での抑制活性は、図50Bに示すとおりである。
図50Bから分かるように、本開示により提供されるsiRNA複合体は、Huh7細胞系において高い抑制活性を有し、5nMの複合体のANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制率が60〜80%に達した。
(実験例E2−3)Huh7細胞におけるsiRNA複合体のANGPTL3 mRNAに対するIC50の測定。
被験サンプルが複合体E18、E19であり、複合体の最終濃度(siRNAの量として)が50nMから、0.016nMに5倍希釈し、最低濃度を0.00001nMとし、計7個の濃度であり、1群あたり3個の複製ウェルがあったこと以外、実験例E2−1と同じ方法により検出した。
他の実験において、被験サンプルが複合体E2であり、複合体の最終濃度(siRNAの量として)が2nMから、0.0078nMに倍加希釈し、計9個の濃度であり、1群あたり2個の複製ウェルがあった。
他の実験において、被験サンプルが複合体E1、E4であり、複合体の最終濃度(siRNAの量として)が0.5nMから、0.03125nMに倍加希釈し、最高濃度を5nMとし、計6個の濃度であり、1群あたり2個の複製ウェルがあった。
siRNA複合体の異なる濃度で測定されたANGPTL3 mRNA発現レベルに対する抑制率から、実験例1と同じ方法によりIC50を算出し、被験複合体の体外Huh7細胞におけるIC50値が得られた。結果を表7に示した。
表7Eから分かるように、本開示により提供されるsiRNA複合体は、体外細胞系において非常に高い抑制活性を有し、IC50が0.085〜0.383nMであった。
(実験例E3)siRNA及びsiRNA複合体の血漿及びリソソームにおける安定性の検出
(実験例E3−1)siRNAのリソソームにおける安定性の検出。
本実験例では、siRNA E1、E2、E4のマウス由来のリソソーム溶解液における安定性を調べた。
リソソーム溶解液で処理された試験サンプルの調製:6μlの各siRNA(20μM)をそれぞれ27.2μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、4.08μLの脱イオン水及び2.72μLのマウス由来のリソソーム溶解液(Rat Liver Tritosomes、Xenotech社、番号R0610.LT、ロット番号1610069)と均一に混合し、酸性ホスファターゼの最終濃度が0.2mU/μLであった。37℃で恒温培養した。それぞれ0、1、2、4、6、24時間でそれぞれ混合液を5μl取り出し、15μLの9M尿素溶液に加えて変性させた後、4μlの6×試料負荷緩衝液(Solarbio社、番号20160830)を加え、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。0時間は、被験サンプルとリソソーム溶解液を均一に混合した後、直ちに取り出した時点を表す。
リソソーム溶解液で処理されていない参照サンプルの調製:等モル量のsiRNA(20μM)を各1.5μlとり、それぞれ7.5μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、1μLの脱イオン水と均一に混合し、30μLの9M尿素溶液を加えて変性させた後、8μLの6×試料負荷緩衝液を加えて均一に混合し、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。各siRNAの参照サンプルは、電気泳動図においてMと記される。
16重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記試験サンプル及び参照サンプルをそれぞれ20μlとり、ゲルに負荷し、20mAの定電流条件で10min電気泳動した後、40mAの定電流条件で30min電気泳動を続けた。電気泳動終了後、ゲルをシェーカーに放置し、Gelred染料(BioTium社、番号13G1203)で10min染色した。ゲルイメージングを行い観察して撮影し、結果を図51Aに示した。
図51Aから分かるように、本開示により提供される修飾siRNAは、マウス由来のリソソームにおいて少なくとも24時間安定して存在することができる。
(実験例E3−2)siRNA複合体のリソソームにおける安定性の検出。
本実験例では、複合体E1とE4のマウス由来のリソソーム溶解液における安定性を調べた。
被験サンプルが複合体E1及び複合体E4であり、複合体の濃度をsiRNAの量とし、検出時点が0時間、5分間、15分間、30分間、1時間、2時間、4時間、6時間であったこと以外、実験例3−1と同じ方法により検出した。ゲルイメージングは、図51Bに示すとおりである。
図51Bから分かるように、本開示により提供されるsiRNA複合体は、マウス由来のリソソームにおいて少なくとも1時間分解されず、その後電気泳動における主バンドは、下へわずかにシフトしたに過ぎず、対応するsiRNAのリソソーム溶解液における高度な安定性に鑑みて、バンドシフトは、複合基において単糖の開裂である可能性があり、本開示のsiRNA複合体は、満足できる安定性を示したことが示唆された。
(実験例E3−3)siRNA複合体の血漿における安定性の検出。
本実験例では、複合体E1とE4のヒト血漿における安定性を調べた。
複合体E1とE4及び比較siRNA 3(siRNA又はsiRNA複合体の濃度がいずれも20μM、12μlであり、複合体をsiRNAの量とした)をそれぞれ108μLの90%ヒト血漿(Human plasma、PBSで希釈)と均一に混合した。37℃で恒温培養した。それぞれ0、2、4、6、8、24、48、72時間で10μLの試料(サンプル)を取り出し、直ちに液体窒素により急速冷凍し、−80℃の冷蔵庫に冷凍して保存した。各時点でサンプリングした後、1×PBS(pH7.4)で5倍希釈した後、各サンプルを10μLずつとり、同時に、等モル量のsiRNA(2μM、2μl)又はsiRNA複合体(siRNA濃度は2μM、2μl)を8μlの1×PBS(pH7.4)と均一に混合し、ヒト血漿処理されていない10μLのサンプルとして調製し、Mと記した。
20重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記サンプルと4μlの試料負荷緩衝液(20mMのEDTA、36重量%グリセリン、0.06重量%ブロムフェノールブルー)を均一に混合した後、試料をゲルに負荷し、80mAの定電流条件で60分間程度電気泳動した。電気泳動終了後、ゲルをシェーカーに放置し、1×Sybr Gold染料(Invitrogen、Cat.11494)で15分間染色した。ゲルイメージングを行い観察して撮影し、結果を図51Cに示した。
図51Cから分かるように、本開示により提供されるsiRNA複合体は、ヒト血漿中で72hまでも分解されず、ヒト血漿における優れた安定性を示した。
他の実験において、上記と同じ方法により複合体E1とE4のサル血漿における安定性を検出した。結果を図51Dに示した。
結果から明らかなように、本開示により提供されるsiRNA複合体は、ヒト血漿及びサル血漿においていずれも少なくとも72時間安定して存在し、優れた安定性を示すことができる。
(実験例E4)マウス体内でのsiRNA複合体のANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制効率の検出、及び脂質に対する抑制効果の検出。
(実験例E4−1)正常マウスC57体内でのsiRNA複合体のANGPTL3 mRNAに対するED50の測定。
本実験例では、複合体E18とE19の正常マウスC57体内での抑制活性を調べた。
6〜8週齢の正常マウスC57を5匹/群でランダムに分け、それぞれ各群のマウスに複合体E18、E19及びPBSを投与した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、皮下注射により単回投与し、各siRNA複合体の用量(siRNAの量として)がそれぞれ10mg/kg、3mg/kg、1mg/kg、0.3mg/kg、0.1mg/kgであり、複合体E18とE19の最低用量が0.003mg/kgであり、各試験群の投与体積が10mL/kgであった。各siRNA複合体は、それぞれPBS水溶液として提供され、用量と投与体積により、複合体について設定すべき薬物濃度を換算した。薬剤投与後3日にマウスを死亡させ、肝臓を回収し、RNA later(Sigma Aldrich社)で保存し、その後、組織ホモジナイザーで肝組織をホモジナイズし、さらにTrizol(Thermo Fisher社)で全RNA抽出の標準操作手順により抽出して肝組織の全RNAを得た。
蛍光定量的リアルタイムPCRにより肝組織におけるANGPTL3 mRNAの発現レベルを検出し、具体的には、逆転写キット(Promega社、番号A3500)を用いてその説明書の操作方法により逆転写してcDNAを得た。2×Ultra SYBR Mixture(with ROX)(北京康為世紀生物科技有限公司、番号CW0956)キットを用い、cDNAをテンプレートとして説明書の手順によりANGPTL3 mRNA発現量を検出した。ANGPTL3及び内因性参照遺伝子であるGAPDHの増幅のためのPCRプライマーは、表8Eに示すとおりである。
ANGPTL3 mRNA発現量は、ANGPTL3 mRNA発現量=[(試験群ANGPTL3 mRNAの発現量/試験群GAPDH mRNAの発現量)/(対照群ANGPTL3 mRNAの発現量/対照群GAPDH mRNAの発現量)]×100%という等式により算出された。
複合体によるANGPTL3 mRNA発現レベルに対する抑制率は、抑制率=[1−(試験群ANGPTL3 mRNAの発現量/試験群β−Actin mRNAの発現量)/(対照群ANGPTL3 mRNAの発現量/対照群β−Actin mRNAの発現量)]×100%という等式により算出された。対照群は、本実験においてPBSが施された対照群マウスであり、各試験群は、それぞれ異なるsiRNA複合体が施された投与群マウスであった。
siRNA複合体の異なる濃度で測定されたANGPTL3 mRNA発現レベルに対する抑制率から、実験例E1と同じ方法によりED50を算出し、被験複合体による正常マウス体内でのED50値を得た。結果を表9Eに示した。
表9Eから分かるように、試験された複合体による正常マウス体内での抑制活性は、実験例2−3における対応する複合体の体外細胞系における抑制活性と高度に一致しており、ED50が0.1403〜0.1595nMであり、本開示により提供されるsiRNA複合体は、正常マウス体内において非常に高い抑制活性を有することが示された。
(実験例E4−2)siRNA複合体による正常マウスBALB/c体内でのANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制効率及び脂質に対する影響
本実験例では、複合体E18、E20による正常マウスBALB/c体内での肝臓組織におけるANGPTL3 mRNAに対する抑制率及び脂質に対する影響を調べた。
6〜8週齢の正常マウスBALB/cを10匹/群でランダムに分け、それぞれ各群のマウスに複合体E18、E20、比較複合体E2及びPBSを投与した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、皮下注射により単回投与し、siRNA複合体の用量(siRNAの量として)が3mg/kg及び0.3mg/kgの2つの用量群であり、投与体積が10mL/kgであった。各siRNA複合体は、それぞれPBS水溶液として提供され、用量と投与体積により、複合体について設定すべき薬物濃度を換算した。薬剤投与前と薬剤投与後の7日目と14日目に動物に対して眼窩静脈採血を行い、各時点で血清脂質レベルを検出した。薬剤投与後の7日目と14日目にそれぞれ5匹のマウスを死亡させ、肝臓を回収し、肝臓におけるANGPTL3 mRNAの発現レベルを検出した。
1回あたり約100μLで眼窩静脈採血を行い、遠心して血清を得、さらにPM1P000/3全自動血清生化学分析装置(SABA、イタリア)を用いて血清における総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)の含有量を検出した。
標準化された脂質レベル=(薬剤投与後の試験群における脂質の含有量/薬剤投与前の試験群における脂質の含有量)×100%。
脂質レベルの抑制率=(1−薬剤投与後の試験群における脂質の含有量/薬剤投与前の試験群における脂質の含有量)×100%。脂質は、総コレステロール又はトリグリセリドを指す。
薬剤投与後の7日目のマウスの脂質の含有量を図52A〜52Bに示し、薬剤投与後の14日目のマウスの脂質の含有量を図52C〜52Dに示した。
図52A〜52Dから分かるように、試験されたsiRNA複合体により正常マウスの脂質レベルを顕著に低下させることができ、薬剤投与後の14日に、3mg/kgの本開示のsiRNA複合体は、脂質低下能力が陽性対照(比較複合体E2)よりも強くなった。
実験例E4−1と同じ方法により、蛍光定量的リアルタイムPCRによりsiRNA複合体による肝ANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制効率を検出した。結果を表10Eに示した。
他の実験において、投与された複合体が複合体E1、E4及び比較複合体E2であり、検出時間が薬剤投与後の14日目と28日目であったこと以外、上記と同じ方法によりマウスの脂質及びANGPTL3 mRNA発現量を検出した。各複合体によるANGPTL3 mRNAに対する抑制効果については、図53A〜53Dを参照し、脂質に対する抑制効果を54A〜54Dに示した。
図53A〜53Dから分かるように、薬剤投与後の14日目に、高用量での本開示により提供されるsiRNA複合体によるANGPTL3 mRNAに対する抑制率が95%以上と高く、その抑制強度は明らかに比較複合体E2よりも優れていた。低用量の本開示のsiRNA複合体について、観察時間を薬剤投与後の28日目まで延長したところ、試験されたsiRNA複合体は、いずれも正常マウスの肝組織ANGPTL3 mRNAに対する強い抑制作用を示し、かつ、その抑制強度が明らかに比較複合体よりも高くなった。
図54A〜54Dから分かるように、本開示のsiRNA複合体で治療されたマウス血清におけるCHOとTGの含有量は明らかに低下し、かつ、少なくとも28日目にも依然として一定の脂質低下効果を示した。3mg/kgの本開示のsiRNA複合体による脂質を低下させる能力については、陽性対照(比較複合体E2)よりも強くなった。
(実験例E4−3)siRNA複合体による肥満マウス体内でのANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制効率及び脂質に対する影響
本実験例では、複合体E18によるob/obマウス体内での肝臓組織におけるANGPTL3 mRNAに対する抑制率及び脂質に対する影響を調べた。
6〜8週齢のob/obマウスを6匹/群とし、投与された複合体が複合体E18であり、用量が3mg/kg、1mg/kg、0.3mg/kgであり、採血時間が薬剤投与前2日(−2日と記した)及び薬剤投与後の7、14、21、28、34日目であり、34日目にマウスを死亡させたこと以外、実験例E4−2と同じ方法によりob/obマウスの脂質及びANGPTL3 mRNA発現量を検出した。複合体E18による脂質に対する抑制効果については、図55A〜55Bを参照し、ANGPTL3 mRNAに対する抑制効果を55Cに示した。
図から分かるように、本開示のsiRNA複合体で治療されたマウス血清におけるCHOとTGの含有量は明らかに低下し、かつ、少なくとも34日目にも依然として一定の脂質低下効果を示した。同時に、薬剤投与後の34日目に、各siRNA複合体は、依然としてANGPTL3 mRNAの発現を効率的に抑制することができる。
(実験例E4−4)高脂血症モデルマウス体内でのsiRNA複合体による脂質に対する影響
本実験例では、ヒトAPOC3トランスジェニックマウス体内での複合体E1による肝臓組織におけるANGPTL3 mRNAに対する抑制率及び脂質に対する影響を調べた。
ヒトAPOC3トランスジェニックマウスTg(APOC3)3707Breを血清TGの含有量>2mmol/Lで6匹/群でランダムに分け、それぞれ各群のマウスに複合体E1、比較複合体E1及びPBSブランク対照を投与した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、皮下注射により単回投与し、siRNA複合体の用量(siRNAの量として)が3mg/kg及び1mg/kgであり、体積が5ml/kgであった。各siRNA複合体は、それぞれPBS水溶液として提供され、用量と投与体積により、複合体について設定すべき濃度を換算した。薬剤投与前(−1日と記した)と薬剤投与後の7、14、21、28、35、56、70、84、98、112、126、140、154、168日目にマウスに対して眼窩静脈叢採血を行い、実験例4−2と同じ方法により各時点での脂質レベルを検出した。結果を図56Aと56Bに示した。
図56Aと56Bから分かるように、薬剤投与後の異なる時点で、PBSブランク対照群及び比較複合体E1陰性対照群は、脂質に対していかなる抑制作用も示さなかったのに対して、複合体E1によりTG及びCHOを明らかに低下させることができる。TGについては、高用量群の最大抑制率が薬剤投与後の7日目に現れ、92.9%であり、低用量群の最大抑制率が薬剤投与後の21日目に現れ、79.1%であった。高用量群については、単回薬剤投与後の154日間と長期間にわたって、TGに対する抑制率が常に55%以上に維持され、低用量群については、単回薬剤投与後の98日間と長期間にわたって、TGに対する抑制率が常に55%以上に維持された。CHOについては、高用量群の最大抑制率が薬剤投与後の14日目に現れ、82.9%であり、低用量群の最大抑制率が薬剤投与後の14日目に現れ、65.9%であった。高用量群については、単回薬剤投与後の154日間と長期間にわたって、CHOに対する抑制率が常に40%以上に維持され、低用量群については、単回薬剤投与後の56日間と長期間にわたって、CHOに対する抑制率が常に40%以上に維持された。図56Aと56Bから、複合体E1を単回投与後の168日間に脂質レベルを持続的、安定的且つ効率よく低下させることができることを示した。
他の実験において、投与された複合体が複合体E2及び比較複合体E2であり、薬剤投与後の70日目まで脂質を検出したこと以外、上記と同じ実験方法を採用した。その結果を図57A〜57Dに示した。
図57Aと57Bには、薬剤投与後の異なる時点で、2つの用量での複合体E2によるCHOに対する抑制効果が示されている。高用量群については、単回薬剤投与後の21日でCHOの最大抑制率が74.3%に達し、薬剤投与後の70日間と長期間にわたって、CHOの抑制率が常に50%以上に維持された。低用量群については、CHOの最大抑制率が薬剤投与後の14日で現れ、59.5%であった。
図57C及び57Dには、薬剤投与後の異なる時点で、2つの用量での複合体2によるTGに対する抑制効果が示されている。高用量群については、単回薬剤投与後の14日でTGの最大抑制率が96.3%に達し、薬剤投与後の70日間と長期間にわたって、TGの抑制率が常に70%以上に維持された。低用量群については、TGの最大抑制率が薬剤投与後の14日で現れ、75.3%であった。
図57A〜57Dから分かるように、複合体E2は、単回投与した70日間で脂質レベルを持続的に低下させることができ、明らかに同じ用量での比較複合体E2よりも優れていた。
(実験例E5)非ヒト霊長類体内でのsiRNA複合体によるANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制効率の検出、及び脂質に対する抑制効果の検出。
メタボリックシンドロームのサル12匹(全て雄性)をランダムに分け、8匹に複合体E2を投与し、4匹に比較複合体E1を投与した。各siRNA複合体をそれぞれ注射用生理食塩水で溶解させ、薬物濃度(siRNAの量として)が100mg/mlであった。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、皮下注射により単回投与し、用量はいずれも9mg/kgであり、注射量は0.09ml/kgであり、各注射点は2ml以下であった。
薬剤投与前3週間に、週に1回静脈採血し、脂質、肝機能、定期血液検査等の指標を検出した。薬剤投与後の7、14、21、28、35日目にそれぞれ再び上記各項の指標を検出した。
標準化された脂質レベル=(薬剤投与後の試験群における脂質の含有量/薬剤投与前の試験群における脂質の含有量)×100%。
脂質レベルの抑制率=(1−薬剤投与後の試験群における脂質の含有量/薬剤投与前の試験群における脂質の含有量)×100%。脂質は、総コレステロール又はトリグリセリドを指す。
薬剤投与前の脂質の含有量は、薬剤投与前3週間の脂質の含有量の平均値であり、0日目(D0)の基準データとして記した。脂質抑制効果については、図58A〜58Bを参照する。
図58A〜58Bから、単回薬剤投与後の28日目に、薬剤投与前に対して、複合体E2によるTGに対する最大抑制率が68%に達し、CHOに対する最大抑制率が30%に達したことが示された。
肝臓組織におけるANGPTL3 mRNA発現レベルを検出するために、投与当日(投与前と記した)及び薬剤投与後の28日目に肝穿刺生検を行った。蛍光定量的リアルタイムPCRの検出方法は、検出プライマーが異なること以外、実験例4−1と同じであった。用いられたプライマー配列を表11Eに示した。ANGPTL3 mRNA抑制率については、図58Cを参照する。
図58Cから、単回投与28日目以後、薬剤投与前に対して、複合体E2のANGPTL3 mRNAに対する抑制率が83%に達したことが示されている。
薬剤投与後の各時点で他の指標を検出したところ、血小板、アラニンアミノトランスフェラーゼ(glutamic−pyruvic transaminase)、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(glutamic oxalacetic transaminase)の異常変化が認められておらず、複合体E2が比較的安全であり、明らかな毒性副作用が認められなかったことが示された。
図58A〜58Cから分かるように、複合体E2は、非ヒト霊長類において明らかな脂質低下及びANGPTL3遺伝子発現抑制効果を示すとともに、比較的安全性を示した。
上記結果から明らかなように、本発明により提供されるsiRNA及び複合体は、肝臓におけるANGPTL3 mRNAの発現を効率的に低下させ、血中総コレステロール、トリグリセリド含有量を低下させることができ、脂質異常を予防及び/又は治療することができ、臨床への応用の将来性がある。
以下、表4FのsiRNA複合体の効果実験について説明する。
(実験例F1)本実験では、本発明のsiRNA複合体の体外(in vitro)での抑制活性を調べた
(実験例F1−1)体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性
本実験例では、複合体F20の体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性を調べ、即ち、複合体F20が、完全マッチングした目的配列(そのヌクレオチド配列が前記複合体のアンチセンス鎖の全長ヌクレオチド配列と完全に相補的である)を標的する活性を測定した。
実験例A1−6に示される方法により複合体F20に対して試験を行い、結果を図59に示した。結果から明らかなように、複合体F20は、良好な体外抑制活性を有する。
(実験例F1−2)体外psiCHECK系におけるIC50の測定
本実験例では、複合体F1の体外psiCHECK系におけるIC50を調べた。
実験例F1−1と同じ方法により複合体F1のオンターゲットプラスミドを構築し、複合体F1の最終濃度(siRNAの濃度として算出される)が1nMから、0.001nMまで11個の濃度に倍加希釈した。異なる複合体の濃度で測定された活性結果から、Graphpad 5.0ソフトウェアlog(inhibitor) vs.response−Variable slope機能により用量−効果曲線をフィッティングし、用量−効果曲線から、複合体F1のIC50値を算出した。
式中、
Yは、残存mRNAの発現レベルであり、
Xは、トランスフェクションされたsiRNAの濃度の対数値であり、
Botは、定常期の最低のY値であり、
Topは、定常期の最高のY値であり、
LogIC50は、Yが最低と最高との間の半分にある場合のX値であり、HillSlopeは、曲線の傾きである。
検出したところ、複合体F1の体外psiCHECK系におけるIC50が0.0174nMであり、本開示のsiRNA複合体は、体外で高い活性を有することが示された。
(実験例F1−3)体外細胞系におけるIC50の測定
本実験例では、複合体F2による体外Huh7細胞におけるAPOC3 mRNA発現量に対する抑制効率を調べた。
LipofectamineTM 2000を用いて複合体F2をヒト肝癌細胞株Huh7にトランスフェクションし、siRNA複合体の最終濃度(siRNAの量として)が3nMから、0.004nMまで7個の濃度に3倍希釈した。各濃度につき2つの複製ウェルがあった。
蛍光定量的リアルタイムPCR(Quantitative Real−Time PCR)によりそれぞれ各濃度の複合体F2がトランスフェクションされたHuh7細胞におけるAPOC3 mRNAの発現量を検出した。具体的な工程としては、トランスフェクションした細胞を24時間培養した後、Trizol(Thermo Fisher社)を用いて全RNA抽出の標準操作手順により細胞における全RNAを抽出し、それぞれ1μgの全RNAをとり、逆転写キット(Promega社、番号A3500)を用いてその説明書の操作方法により逆転写してcDNAを得た。2×Ultra SYBR Mixture(with ROX)(北京康為世紀生物科技有限公司、番号CW0956)キットを用い、cDNAをテンプレートとして説明書の手順によりAPOC3 mRNA発現量を検出した。ここで、APOC3及び内因性参照遺伝子であるβ−actinの増幅のためのPCRプライマーは、表5Fに示すとおりである。
APOC3 mRNA発現量は、APOC3 mRNA発現量=[(試験群APOC3 mRNAの発現量/試験群β−Actin mRNAの発現量)/(対照群APOC3 mRNAの発現量/対照群β−Actin mRNAの発現量)]×100%という等式により算出された。
複合体によるAPOC3 mRNA発現レベルに対する抑制率は、抑制率=[1−(試験群APOC3 mRNAの発現量/試験群β−Actin mRNAの発現量)/(対照群APOC3 mRNAの発現量/対照群β−Actin mRNAの発現量)]×100%という等式により算出された。ここで、各試験群は、それぞれ各濃度の複合体2で処理されたHuh7細胞であり、対照群は、複合体F2で処理されていないHuh7細胞であった。
複合体F2の異なる濃度で測定されたAPOC3 mRNA発現レベルに対する抑制率から、実験例F1−2と同じ方法によりIC50を算出し、複合体F2の体外Huh7細胞におけるIC50が0.0085nMであり、本開示のsiRNA複合体は、体外で高い活性を有することが示された。
(実験例F2)本実験では、本発明のsiRNA複合体による体内(in vivo)でのAPOC3 mRNA発現量に対する抑制効率を調べた
(実験例F2−1)本実験例では、ヒトAPOC3トランスジェニックマウス体内での複合体F1による肝臓組織におけるAPOC3 mRNA発現レベルに対する抑制率を調べた。
ヒトAPOC3トランスジェニックマウス(B6、CBA−Tg(APOC3)3707Bres/J)をトリグリセリド含有量が2mmol/Lより大きくなるように、5匹/群でランダムに分け、それぞれ各群のマウスに複合体F1、比較複合体F1及び生理食塩水NSを投与した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、皮下注射により単回投与し、siRNA複合体の用量(siRNAの量として)は1mg/kg及び0.1mg/kgの2つの用量群であり、複合体はそれぞれ0.2mg/ml及び0.02mg/ml濃度の0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供され、投与体積は5mL/kgであった。薬剤投与後の14日目にマウスを死亡させ、肝臓を回収し、RNA later(Sigma Aldrich社)で保存し、その後組織ホモジナイザーで肝組織をホモジナイズし、さらにTrizol(Thermo Fisher社)で全RNA抽出の標準操作手順により抽出して肝組織の全RNAを得た。
実験例F1−3と同じ蛍光定量的リアルタイムPCR方法により肝組織におけるAPOC3 mRNAの発現レベルを検出した。当該蛍光定量的PCR法では、β−アクチン(β−actin)遺伝子を内因性参照遺伝子とし、APOC3に対するプライマー及びβ−アクチンに対するプライマーを用いてそれぞれAPOC3及びβ−アクチンの発現量を検出した。
検出プライマーの配列を表6Fに示した。
複合体によるAPOC3 mRNA発現レベルに対する抑制率は、抑制率=[1−(試験群APOC3 mRNAの発現量/試験群β−Actin mRNAの発現量)/(対照群APOC3 mRNAの発現量/対照群β−Actin mRNAの発現量)]×100%という等式により算出された。対照群は、本実験において生理食塩水が施された対照群マウスであり、各試験群は、それぞれ異なるsiRNA複合体が施された投与群マウスであった。結果を図60に示した。
結果から、複合体F1は、トランスジェニックマウスにおけるヒトAPOC3遺伝子に対して顕著な抑制作用を有することが示された。
(実験例F2−2)本実験例では、複合体F1によるカニクイザル体内での肝臓組織におけるAPOC3 mRNA発現レベルに対する抑制率、及び脂質レベルに対する影響を調べた。
当該実験例は、蘇州華測生物技術有限公司に委託して行われた。2〜4kgの年齢3〜5歳のカニクイザルを1雄1雌/群で2群にランダムに分け、それぞれ複合体F1及び比較複合体F2を投与した。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、皮下注射により単回投与し、siRNA複合体の用量(siRNAの量として)は3mg/kgであり、複合体はそれぞれ3mg/ml濃度の塩化ナトリウム注射液(山東科倫薬業有限公司)として提供され、投与体積は1mL/kgであった。最初の投与当日を試験の1日目(D1)として定義し、薬剤投与前日を0日目(D0)とした。
薬剤投与前と薬剤投与後の7、14、21、28日目に動物に対して静脈採血を行い、各時点で血清における、脂質(総コレステロールCHO、トリグリセリドTG)及びトランスアミナーゼ(アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼAST、アラニンアミノトランスフェラーゼALT)である被験物の含有量を検出した。被験物を標準化処理し、各被験物の抑制率は、抑制率=(1−薬剤投与後の試験群における被験物の含有量/薬剤投与前の試験群における被験物の含有量)×100%という等式により算出された。トリグリセリドに対する抑制率を表7Fに示した。
薬剤投与後に各検出点でのトランスアミナーゼの含有量を検出したところ、肝機能異常は認められなかった。
薬剤投与後の28日目に動物を死亡させ、肝臓を摘出した。一通り観察したところ、顕著な異常は認められなかった。実験例F2−1と同じ方法により肝組織RNAを抽出し、肝臓におけるAPOC3 mRNAの発現レベルを検出した。検出プライマーの配列を表8Fに示した。
蛍光定量的リアルタイムPCRで検出したところ、比較複合体F2に対して、複合体F1は、雌性動物のAPOC3 mRNAに対する抑制率が55.3%であり、雄性動物のAPOC3 mRNAに対する抑制率が78.5%であった。
当該実験から、複合体F1は、非ヒト霊長類におけるAPOC3遺伝子に対して同様に顕著な抑制作用を有し、血清TGに対しても顕著な抑制作用を有し、同時に肝機能異常が検出されなかったことが示された。
(実験例F3)本実験で本発明のsiRNA複合体による体内(in vivo)での脂質の含有量に対する影響を調べた
(実験例F3−1)本実験例では、複合体F1によるヒトAPOC3トランスジェニックマウス体内での血清中総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)の含有量に対する影響を調べた。
ヒトAPOC3トランスジェニックマウス(B6、CBA−Tg(APOC3)3707Bres/J)を、TG含有量>2mmol/Lとして7匹/群でランダムに分け、(1)生理食塩水対照群、(2)3mg/kgの複合体F1群、(3)1mg/kgの複合体F1群とした。全ての動物について、体重に応じて投与量を算出し、皮下注射により単回投与し、siRNA複合体がそれぞれ0.6mg/ml及び0.2mg/ml濃度の0.9%塩化ナトリウム水溶液として提供され、投与体積は5mL/kgであった。
薬剤投与前(0日目と記録する)、及び薬剤投与後の7、14、21、28、35、42、49、63、77、91、112、133、147、154、161、175、189日目に、それぞれマウスに対して眼窩静脈叢採血を行い、各時点で血清CHO及びTGレベルを検出した。
1回あたり約100μL眼窩採血し、遠心後の血清は20μL以上とし、さらにPM1P000/3全自動血清生化学分析装置(SABA、イタリア)を用いて血清における総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)の含有量を検出した。
標準化された脂質レベル=(薬剤投与後の試験群における脂質の含有量/薬剤投与前の試験群における脂質の含有量)×100%。
脂質レベルの抑制率=(1−薬剤投与後の試験群における脂質の含有量/薬剤投与前の試験群における脂質の含有量)×100%。脂質は、総コレステロール又はトリグリセリドを指す。
検出結果を図61Aと61Bに示した。
図61Aと61Bから分かるように、薬剤投与後の異なる時点で、複合体F1は、189日間と長期間にわたって、明らかなマウス血清中TG及びCHOの低下効果を示し、APOC3遺伝子の発現を長期間安定的で効率的に抑制できることが示された。
(実験例F3−2)本実験例では、複合体F2によるヒトAPOC3トランスジェニックマウス体内での血清中総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)含有量に対する影響を調べた。
8匹/群でマウスを分け、投与した複合体が複合体F2であり、0.1、0.3、1、3、9mg/kgの5つの用量群でそれぞれ投与し、投与体積を変えることなく複合体溶液の濃度を相応的に調整し、薬剤投与後の112日目まで試験を続けたこと以外、実験例F3−1と同じ方法により検出した。結果を図62Aと62Bに示した。
図62Aと62Bの結果から分かるように、複合体F2は、112日間と長期間にわたってトランスジェニックマウスにおけるTG及びCHOレベルを顕著に低下させることができ、当該低下効果は、明らかな用量依存効果があった。
(実験例F3−3)本実験例で、複合体1〜3によるヒトAPOC3トランスジェニックマウス体内での血清中総コレステロール(CHO)及びトリグリセリド(TG)の含有量に対する影響を比較した。
6匹/群でマウスを分け、それぞれ複合体F1、F2、F3及び比較複合体F2を投与し、各複合体を1mg/kg及び3mg/kgの2つの用量群で投与し、投与体積を変えることなく複合体溶液の濃度を相応的に調整し、薬剤投与後の112日目まで試験時間としたこと以外、実験例3−1と同じ方法によりマウス血清総コレステロール(CHO)及び総脂質(TG)を測定した。結果を図63A〜図63Dに示した。
図63A〜図63Dの結果から分かるように、112日間と長期間にわたって、本開示の複合体F1〜F3は、異なる用量でいずれもトランスジェニックマウスにおける脂質に対して持続的な低下作用を示し、当該持続的な低下効果は、全体として比較複合体F2よりも優れていた。
上記結果から明らかなように、本発明により提供される複合体は、肝臓におけるAPOC3 mRNAの発現を効率的に低下させ、血中総コレステロール、トリグリセリドの含有量を低下させることができ、脂質異常を予防及び/又は治療することができ、臨床への応用の将来性がある。
以下、表4GのsiRNA複合体の効果実験について説明する。
(実験例G1)本実験では、本開示のsiRNA複合体は、体外で高い活性を有するとともに、さらに低いオフターゲット効果を有することを証明している。
本実験例に用いられるHEK293A細胞は、北京大学分子医学研究所核酸技術実験室により提供され、20%のウシ胎児血清(FBS、Hyclone社)及び0.2体積%のペニシリン−ストレプトマイシン(Penicillin−Streptomycin、Gibco、Invitrogen社)を含むDMEM完全培地(Hyclone社)で細胞を37℃で5%CO/95%空気含有インキュベーターにおいて培養した。
本実験例では、複合体G2の体外psiCHECK系におけるオンターゲット活性及びオフターゲット効果を調べ、即ち、複合体G2が、完全マッチングした目的配列(そのヌクレオチド配列が複合体G2のアンチセンス鎖/センス鎖の全長ヌクレオチド配列と完全に相補的である)又はシード領域がマッチングした目的配列(そのヌクレオチド配列が複合体G2のアンチセンス鎖/センス鎖の1〜8位のヌクレオチド配列と相補的である)を標的する活性を測定した。
実験例A1−6の方法を参照して複合体G2を検出したこと以外、複合体G2の配列により4グループの目的配列を構築し、GSCMオンターゲットプラスミドについて、複合体G2の最終濃度(siRNAの濃度として算出される)が1nMから、0.000977nMまで11個の濃度に倍加希釈し、他の3個オフターゲットプラスミドについて、複合体G2の最終濃度が10nMから、0.000038nMまで10個の濃度に4倍希釈した。
GSCMに対して、複合体G2のIC50が0.0513nMであり(R=0.9911)、PSCM、GSSM、PSSMに対して、複合体G2は、siRNAの各濃度でいずれも明らかな抑制効果が認められず、本開示のsiRNA複合体は、体外で高い活性を有するとともに、さらに低いオフターゲット効果を有することが示された。
(実験例G2)本実験では、本開示のsiRNA複合体の体外リソソーム溶解液における安定性を証明している
1)マウス由来のリソソーム溶解液における安定性の検出
リソソーム溶解液で処理された試験サンプルの調製:各6μlの複合体G2及び比較siRNA1(20μM)をそれぞれ27.2μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、4.08μLの脱イオン水及び2.72μLのマウス由来のリソソーム溶解液(Rat Liver Tritosomes、Xenotech社、番号R0610.LT、ロット番号1610069)と均一に混合し、酸性ホスファターゼの最終濃度が0.2mU/μLであった。37℃で恒温培養した。それぞれ0、1、2、4、6、24時間でそれぞれ混合液を5μl取り出し、15μLの9M尿素溶液に加えて変性させた後、4μlの6×試料負荷緩衝液(Solarbio社、番号20160830)を加え、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。0時間は、被験サンプルとリソソーム溶解液を均一に混合した後、直ちに取り出した時点を表す。
リソソーム溶解液で処理されていない参照サンプルの調製:等モル量の複合体G2及び比較siRNA1(20μM)を各1.5μlとり、それぞれ7.5μLのクエン酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、1μLの脱イオン水と均一に混合し、30μLの9M尿素溶液を加えて変性させた後、8μLの6×試料負荷緩衝液を加えて均一に混合し、直ちに−80℃の冷蔵庫に冷凍して反応を停止させた。各サンプルに対して、参照サンプルをMと記し、当該サンプルの電気泳動結果と比較するために用いた。
16重量%の非変性ポリアクリルアミドゲルを配合し、上記試験サンプル及び参照サンプルをそれぞれ20μlとり、ゲルに負荷し、20mAの定電流条件で10min電気泳動した後、40mAの定電流条件で30min電気泳動を続けた。電気泳動終了後、ゲルをシェーカーに放置し、Gelred染料(BioTium社、番号13G1203)で10min染色した。ゲルイメージングを行い観察して撮影し、結果を図64に示した。
2)ヒト由来のリソソーム溶解液における安定性の検出
マウス由来のリソソーム溶解液をヒト由来のリソソーム溶解液(Human Liver Lysosomes、Xenotech社、番号H0610.L、ロット番号1610316)に変更したこと以外、1)と同じ方法により比較siRNA1及び複合体G2のヒト由来のリソソーム溶解液における安定性を検出した。結果を図65に示した。
図64と65の結果から明らかなように、本開示のsiRNA複合体は、ヒト由来のリソソーム溶解液及びマウス由来のリソソーム溶解液のいずれにおいても、満足できる安定性を示し、少なくとも24時間分解されずに維持することが可能である。
(実験例G3)本実験では、本開示のsiRNA複合体によるHBVモデルマウスにおけるHBV mRNA発現量に対する抑制効率を証明している
1)本実験例では、複合体G1及び複合体G2によるHBVモデルマウスC57BL/6J−Tg(Alb1HBV)44Bri/JにおけるHBV mRNA発現量に対する抑制効率を調べた。
本実験例に用いられるC57BL/6J−Tg(Alb1HBV)44Bri/Jマウスは、北京大学医学部実験動物科学部から購入された。0.9%塩化ナトリウム水溶液で複合体G2を濃度0.2mg/ml(siRNAの濃度として算出される)の溶液として調製した。0.9%塩化ナトリウム水溶液で複合体1を濃度0.2mg/ml及び0.06mg/ml(siRNAの濃度として算出される)の溶液として調製した。
B型肝炎ウイルス表面抗原診断キット(酵素結合免疫吸着測定法)(上海科華生物)を用いてマウス血清におけるHBsAgの含有量を検出し、S/COV>10のマウスを選択し、6匹/群で2群にランダムに分け(いずれも雌性)、それぞれ対照群及び試験群と記した。各群の動物について、1日目に各種の薬物を皮下注射し、投与体積は5mL/kgであった。体重に応じて投与体積を算出した。対照群に生理食塩水を注射し、試験群の動物に複合体G2を注射し、用量は1mg/kgであった。薬剤投与後の28日目に全ての動物を死亡させ、動物に対して肉眼解剖を行い、体内臓器に病変があるか否かを観察し、肉眼で病変が観察された組織を10%ホルマリンで保存してさらに病理観察を行い、肝臓を回収し、RNA later(Sigma Aldrich社)で保存し、組織ホモジナイザーで肝組織をホモジナイズし、さらにTrizolで全RNA抽出の標準操作手順により抽出して全RNAを得た。
蛍光定量的リアルタイムPCRにより肝組織におけるHBV mRNAの発現レベルを検出した。具体的には、ImProm−IITM逆転写キット(Promega社)を用いてその説明書により抽出した全RNAをcDNAに逆転写し、続いて、蛍光定量的PCRキット(北京康為世紀生物科技有限公司)を用い、siRNAによる肝組織におけるHBV mRNA発現に対する抑制効率を検出した。当該蛍光定量的PCR法では、β−アクチン(β−actin)遺伝子を内因性参照遺伝子とし、HBVに対するプライマー及びβ−アクチンに対するプライマーを用いてそれぞれHBV及びβ−アクチンを検出した。
検出プライマーの配列を表5Aに示した。
当該蛍光定量的PCR法では、siRNA抑制活性は、HBV mRNA抑制率で表され、以下の等式により算出された。
HBV mRNA抑制率=(1−HBV遺伝子発現残量)×100%。
HBV遺伝子発現残量=(試験群HBV遺伝子のコピー数/試験群β−アクチンのコピー数)/(対照群HBV遺伝子のコピー数/対照群β−アクチンのコピー数)×100%。
結果を以下の表6Gに示した。
同じ方法により、異なる用量の複合体1による体内(n=5)でのHBV mRNA発現量に対する抑制効率を検出した。結果を以下の表6Gに示した。
上記結果から分かるように、本開示の各実施例の複合体は、いずれも高いマウス体内でのHBV mRNA抑制活性を示した。本開示のsiRNA複合体は、良好な体内送達効率を有することも示された。
2)1)と同じ方法により、複合体G3〜複合体G20による体内でのHBV mRNAに対する抑制効率を検出し、複合体G3〜複合体20も、高いmRNA抑制活性を有することを予期できる。
(実験例G4)本実験では、本開示のsiRNA複合体によるHBVモデルマウスにおける血清HBsAg、HBeAg及びHBV DNA発現量に対する抑制効率の時間関連性試験を説明している
本実験例に用いられるHBVモデルマウスC57B/6N−Tg(1.28HBV)/Vst(遺伝子型A型)は、北京維通達生物技術有限公司から購入された。0.9%塩化ナトリウム水溶液で複合体1を濃度0.6mg/ml及び0.2mg/ml(siRNAの濃度として算出される)の溶液として調製した。
血清におけるHBsAgの含有量が10COI以上のマウス(雌雄がそれぞれ半分であった)を選択し、6匹/群で3群にランダムに分け、それぞれ対照群、高用量群及び低用量群と記した。各群の動物について、1日目に各種の薬物を皮下注射し、投与体積は5mL/kgであった。体重に応じて投与体積を算出した。全ての動物について、いずれも午前に投与し、採血する必要がある場合、採血後に投与した。対照群に対しては、生理食塩水を注射し、試験群の動物に対しては、高用量群3mg/kg、低用量群1mg/kgで異なる用量の複合体G1を注射した。薬剤投与前と薬剤投与後の7、13、21、28、42、56、70、84、98、112、126、140、154日目にマウスに対して眼窩静脈叢採血を行い、各時点で血清HBsAg、HBeAg及びHBV DNAレベルを検出した。
1回あたり約100μl眼窩採血し、遠心後の血清が20μl以上であり、PBSで500μlに再懸濁させ、北京迪安医学検定センターに送って血清におけるHBsAg、HBeAg及びHBV DNAの含有量を検出し、それぞれCOI、COI、IU/mlで表される。
被験指標(HBsAg、HBeAg及びHBV DNA)の標準化レベルは、以下の等式により算出された。
被験指標の標準化レベル=(薬剤投与後の被験指標の残存含有量/薬剤投与前の被験指標の含有量)×100%
被験指標の抑制率=(1−被験指標の標準化レベル)×100%。
実験データは、いずれも
で表され、データ分析では、Graphpad prism5.0統計分析ソフトウェアを採用した。まずデータに対して正規分布と等分散性検定を行った。正規分布を満たす(p>0.20)とともに分散が等しい(p>0.10)場合、複数の群間の比較では、一元配置分散分析によるLSD法により多重比較し、p<0.05である場合、統計学的に有意であるとみなした。正規分布を満たしておらず、又は分散が等しくない場合、複数の群間の比較では、ノンパラメトリック検定であるKruskal−Wallis H方法を採用し、Kruskal−wallis H検定結果が有意(p<0.05)である場合、データをランク変換した後、複数の群間の一対比較を行い、p<0.05である場合、統計学的に有意であるとみなした。
結果を図66〜68に示した。
図66から分かるように、薬剤投与後の異なる時点で、生理食塩水が施された陰性対照群は、血清表面抗原に対していかなる抑制作用も示さなかったのに対して、2つの用量での複合体1は、薬剤投与後の異なる時点でHBsAgに対していずれも優れた抑制効果を示した。高用量群については、単回薬剤投与後の13日目に、HBsAgの最大抑制率が99.8%に達し、薬剤投与後の84日間の長期間にわたって、HBsAgの抑制率は依然として90%以上に維持され、観察が完了するまで、HBsAgの抑制効率は依然として80.1%と高かった。低用量群については、薬剤投与後の13日目に、HBsAg最大抑制率が99.0%に達し、154日間の観察が完了するまで、HBsAgの抑制効率は依然として60.8%のレベルに達していた。
図67から分かるように、複合体G1は、同様にHBeAgの発現を抑制することができた。高用量群については、薬剤投与後の70日間で、血清HBeAgの発現に対する抑制は50%程度であり、154日間の観察が完了するまで、HBeAgの抑制効率は薬剤投与前のレベルに戻っていなかった。
図68から分かるように、複合体G1は、さらにHBV DNAの発現も効率よく抑制することができ、154日間という長期間にわたって高い抑制率を維持した。高用量群については、単回薬剤投与後の13日目に、HBV DNAの最大抑制率が99.2%に達し、薬剤投与後の84日間の長期間にわたって、HBV DNAの抑制率は依然として90%以上に維持され、観察が完了するまで、HBV DNAの抑制効率は依然として77.0%と高かった。低用量群については、薬剤投与後の13日目に、HBV DNAの最大抑制率は95.4%に達し、154日間の観察が完了するまで、HBsAgの抑制効率は依然として79.4%のレベルに達していた。
上記結果から、本開示の複合体は、HBV遺伝子の発現を長期間安定的で効率的に抑制することができ、特に、表面抗原に対する長期間の持続的な抑制に対して、優れた効果を示すことが明らかになった。
以上に本開示の発明を実施するための形態を詳しく記載したが、本開示は、上記実施形態の具体的な細部に限定されず、本開示の技術的思想の範囲で、本開示の技術的解決手段に対して種々の簡単な変形が可能であり、これらの簡単な変形は、いずれも本開示の保護範囲に属する。
このほかに説明すべきこととして、上記発明を実施するための形態に記載された各具体的な技術的特徴は、矛盾がない場合、任意の適切な方法により組み合わせることができ、不必要な重複を避けるために、本開示では各種の可能な組合せ方法を別途説明しない。
また、本開示の各種の異なる実施形態は任意に組み合わせることもでき、本開示の精神から逸脱しない限り、その組み合わせも同様に、本開示に開示された内容とみなすべきである。
便宜上、Lは、線形アルキレン基として定義されるが、例えば上述の取替及び/又は置換によって生じるアミンやアルケニル基で、線形基ではない、又は名称が異なる可能性があることは、当業者に理解される。本開示内容の目的のために、Lの長さは、2つの結合点を結合する鎖における原子数である。この目的のために、前記直鎖アルキレンの炭素原子を置換して得られた環(例えば、ヘテロシクリレン又はヘテロアリーレン)を、1個の原子とする。
いくつかの実施形態において、Rは、Tr(トリチル基)、MMTr(4−メトキシトリチル基)、DMTr(4,4’−ビスメトキシトリチル基)、TMTr(4,4’,4’−トリメトキシトリチル基)の1又は複数である。いくつかの実施形態において、Rは、DMTr、即ち、4,4’−ビスメトキシトリチル(4,4’−dimethoxytrityl)であってもよい。
いくつかの実施形態において、前記キャッピング試薬は、キャッピング試薬A(capA)及びキャッピング試薬B(capB)からなり、キャッピング試薬Aは、N−メチルイミダゾールであり、いくつかの実施形態において、N−メチルイミダゾールのピリジン/アセトニトリル混合溶液として提供され、ピリジンとアセトニトリルとの体積比は1:10〜1:1であり、いくつかの実施形態において、1:3〜1:1であり、ピリジンとアセトニトリルの総体積とN−メチルイミダゾールの体積とのは1:1〜10:1であり、いくつかの実施形態において、3:1〜7:1である。いくつかの実施形態において、前記キャッピング試薬Bは、酢酸無水物である。いくつかの実施形態において、前記キャッピング試薬Bは、酢酸無水物のアセトニトリル溶液として提供され、酢酸無水物とアセトニトリルとの体積が1:1〜1:10であり、さらなる実施形態において1:2〜1:6である。
(2−2)センス鎖の合成
固相ホスホルアミダイト法により、上記工程で調製されたL−10化合物を出発として循環させ、センス鎖のヌクレオチドの並び順に従い3’−5’方向に一つずつヌクレオシドモノマーを結合した。ヌクレオシドモノマーを結合するごとに、脱保護、カップリング、キャッピング、酸化又は硫化の4つの反応を含む。2個のヌクレオチド間がリン酸エステルにより結合される場合、次のヌクレオシドモノマーを結合するとき、脱保護、カップリング、キャッピング、酸化の4つの反応を含む。2個のヌクレオチド間がチオリン酸エステルにより結合される場合、次のヌクレオシドモノマーを結合するとき、保護、カップリング、キャッピング、硫化の4つの反応を行った。上記反応の条件は、前述した調製例1でセンス鎖を合成する際に用いられる条件が同じであった。
用量−効果曲線から、複合体A1のGSCMを標的したIC50値を算出した。結果を図20A〜20Dに示した。その結果から、GSCMに対応して、複合体A1のIC500.0019nMであり、PSCM、GSSM、PSSMに対応して、複合体A1は、siRNAの各濃度でいずれも明らかな抑制効果が認められなかったことが示され、本開示のsiRNA複合体は、体外で高い活性を有するとともに、さらに低いオフターゲット効果を有することが証明された。
(実験例E2)siRNA及びsiRNA複合体の体外細胞系における抑制活性の検出
(実験例E2−1)siRNAのHuh7細胞におけるANGPTL3 mRNA発現量に対する抑制効率の検出。
LipofectamineTM 2000を用いて被験siRNA(siRNAE1、E2、E4および比較siRNA4)をヒト肝癌細胞株Huh7にトランスフェクションし、siRNAの最終濃度はそれぞれ5nM、0.25nM及び0.05nMであった。各濃度につき2つの複製ウェルがあった。いかなるsiRNA処理も施していない細胞をブランク対照(Blank)とした。
(実験例G4)本実験では、本開示のsiRNA複合体によるHBVモデルマウスにおける血清HBsAg、HBeAg及びHBV DNA発現量に対する抑制効率の時間関連性試験を説明している
本実験例に用いられるHBVモデルマウスC57B/6N−Tg(1.28HBV)/Vst(遺伝子型A型)は、北京維通達生物技術有限公司から購入された。0.9%塩化ナトリウム水溶液で複合体1を濃度0.6mg/ml及び0.2mg/ml(siRNAの濃度として算出される)の溶液として調製した。
図66から分かるように、薬剤投与後の異なる時点で、生理食塩水が施された陰性対照群は、血清表面抗原に対していかなる抑制作用も示さなかったのに対して、2つの用量での複合体1は、薬剤投与後の異なる時点でHBsAgに対していずれも優れた抑制効果を示した。高用量群については、単回薬剤投与後の13日目に、HBsAgの最大抑制率が99.8%に達し、薬剤投与後の84日間の長期間にわたって、HBsAgの抑制率は依然として90%以上に維持され、観察が完了するまで、HBsAgの抑制効率は依然として80.1%と高かった。低用量群については、薬剤投与後の13日目に、HBsAg最大抑制率が99.0%に達し、154日間の観察が完了するまで、HBsAgの抑制効率は依然として60.8%のレベルに達していた。

Claims (70)

  1. センス鎖とアンチセンス鎖を含む二本鎖オリゴヌクレオチドであって、
    前記センス鎖及びアンチセンス鎖の各ヌクレオチドがいずれも修飾ヌクレオチドであり、前記センス鎖がヌクレオチド配列1を含み、前記アンチセンス鎖がヌクレオチド配列2を含み、前記ヌクレオチド配列1と前記ヌクレオチド配列2の長さがいずれも19ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列1と前記ヌクレオチド配列2とが、少なくとも一部で逆相補的に二本鎖領域を形成し、前記ヌクレオチド配列2が、第1のヌクレオチド配列断片と少なくとも一部で逆相補的であり、前記第1のヌクレオチド配列断片が、標的mRNAにおけるヌクレオチド配列断片であり、5’末端から3’末端に向かって、前記ヌクレオチド配列1の第7、8、9位のヌクレオチドがフルオロ修飾ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列1の他の位置の各ヌクレオチドが独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つであり、前記ヌクレオチド配列2の5’末端の1番目のヌクレオチドがアンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列2の第2、6、14、16位のヌクレオチドがフルオロ修飾ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列2の他の位置の各ヌクレオチドが独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つである、二本鎖オリゴヌクレオチド。
  2. ヌクレオチド配列2は、第1のヌクレオチド配列断片と基本的に逆相補的、基本的に完全に逆相補的又は完全に逆相補的である、請求項1に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  3. 5’末端から3’末端に向かって、前記ヌクレオチド配列2の少なくとも第2〜19位のヌクレオチドは、第1のヌクレオチド配列断片と相補的である、請求項2に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  4. 5’末端から3’末端に向かって、前記ヌクレオチド配列2の第1位のヌクレオチドは、A又はUである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  5. 前記ヌクレオチド配列1と前記ヌクレオチド配列2は、基本的に逆相補的、基本的に完全に逆相補的又は完全に逆相補的である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  6. 前記センス鎖は、ヌクレオチド配列3をさらに含み、前記アンチセンス鎖は、ヌクレオチド配列4をさらに含み、ヌクレオチド配列3とヌクレオチド配列4の各ヌクレオチドは、独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つであり、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4の長さがそれぞれ1〜4ヌクレオチドであり、前記ヌクレオチド配列3と前記ヌクレオチド配列4は、長さが等しく、基本的に完全に逆相補的又は完全に逆相補的であり、前記ヌクレオチド配列3は、前記ヌクレオチド配列1の5’末端に結合され、前記ヌクレオチド配列4は、前記ヌクレオチド配列2の3’末端に結合され、前記ヌクレオチド配列4は、第2のヌクレオチド配列断片と基本的に完全に逆相補的又は完全に逆相補的であり、当該第2のヌクレオチド配列断片とは、標的mRNAにおいて第1のヌクレオチド配列断片に隣接し、長さが前記ヌクレオチド配列4と同じヌクレオチド配列を指し、前記基本的に完全に逆相補的であるとは、2つのヌクレオチド配列間に1つ以下の塩基ミスマッチが存在することを指し、完全に逆相補的であるとは、2つのヌクレオチド配列間にミスマッチがないことを指す、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  7. 前記二本鎖オリゴヌクレオチドは、ヌクレオチド配列5をさらに含み、前記ヌクレオチド配列5の各ヌクレオチドは、独立して非フルオロ修飾ヌクレオチドの1つであり、前記ヌクレオチド配列5は、長さが1〜3ヌクレオチドであり、前記アンチセンス鎖の3’末端に結合され、前記アンチセンス鎖の3’オーバーハング末端を構成する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  8. 前記ヌクレオチド配列5の長さが2ヌクレオチドであり、5’末端から3’末端に向かって、前記ヌクレオチド配列5は、連続した2個のチミンデオキシリボヌクレオチド、連続した2個のウラシルリボヌクレオチドであり、又は第3のヌクレオチド配列断片と完全に逆相補的であり、前記第3の配列断片とは、標的mRNAにおいて第1のヌクレオチド配列断片又は第2のヌクレオチド配列断片に隣接し、長さが前記ヌクレオチド配列5に等しいヌクレオチド配列を指す、請求項1〜7のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  9. 各非フルオロ修飾ヌクレオチドは、ヌクレオチドのリボース基の2’位のヒドロキシ基が非フッ素化基で置換されたヌクレオチド又はヌクレオチドアナログから独立して選択される1つである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  10. ヌクレオチドのリボース基の2’位のヒドロキシ基が非フッ素化基で置換されたヌクレオチドは、2’−アルコキシ修飾ヌクレオチド、2’−置換アルコキシ修飾ヌクレオチド、2’−アルキル修飾ヌクレオチド、2’−置換アルキル修飾ヌクレオチド、2’−アミノ修飾ヌクレオチド、2’−置換アミノ修飾ヌクレオチド、2’−デオキシヌクレオチドから選択される1種であり、ヌクレオチドアナログは、イソヌクレオチド、LNA、ENA、cET、UNA及びGNAから選択される1つである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  11. 各非フルオロ修飾ヌクレオチドは、いずれもメトキシ修飾ヌクレオチドであり、前記メトキシ修飾ヌクレオチドは、リボース基の2’−ヒドロキシ基がメトキシ基で置換されたヌクレオチドを指す、請求項1〜10のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  12. 前記センス鎖と前記アンチセンス鎖において少なくとも1本の一本鎖のリン酸−糖骨格中のリン酸エステル基の少なくとも1個は、修飾基を有するリン酸エステル基である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  13. 前記修飾基を有するリン酸エステル基は、リン酸エステル基におけるリン酸ジエステル結合の少なくとも1つの酸素原子が硫黄原子で置換されたチオリン酸エステル基である、請求項12に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  14. 前記修飾基を有するリン酸エステル基は、式(121)に示される構造を有するチオリン酸エステル基である、請求項12又は13に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド:
  15. 前記二本鎖オリゴヌクレオチドにおいて、チオリン酸エステルは、
    前記センス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチドと2番目のヌクレオチドとの間、
    前記センス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチドと3番目のヌクレオチドとの間、
    前記センス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチドと2番目のヌクレオチドとの間、
    前記センス鎖の3’末端から2番目のヌクレオチドと3番目のヌクレオチドとの間、
    前記アンチセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチドと2番目のヌクレオチドとの間、
    前記アンチセンス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチドと3番目のヌクレオチドとの間、
    前記アンチセンス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチドと2番目のヌクレオチドとの間、及び
    前記アンチセンス鎖の3’末端から2番目のヌクレオチドと3番目のヌクレオチドとの間からなる群より選ばれる少なくとも1つに結合されて存在する、請求項13又は14に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  16. 前記アンチセンス鎖の5’末端のヌクレオチドは、5’−リン酸ヌクレオチド又は5’−リン酸アナログ修飾ヌクレオチドである、請求項1〜15のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  17. 前記5’−リン酸ヌクレオチド又は5’−リン酸アナログ修飾ヌクレオチドは、式(122)〜式(126)の1つに示されるヌクレオチドである、請求項16に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド:
    ただし、Rは、H、OH、F及びメトキシ基からなる群から選択される基を表し、Baseは、A、U、C、G又はTから選択される塩基を表す。
  18. saRNAである、請求項1〜17のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  19. siRNAである、請求項1〜17のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  20. 前記標的mRNAは、遺伝子のApoB、ApoC、ANGPTL3、PCSK9、SCD1、TIMP−1、Col1A1、FVII、STAT3、p53、HBV、HCVが対応するmRNAから選択される1つである、請求項19に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  21. 前記標的mRNAは、B型肝炎ウイルスのmRNA、アンジオポエチン様タンパク質3遺伝子により発現されたmRNA、又はアポリポタンパクC3遺伝子により発現されたmRNAから選択される、請求項19に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド。
  22. 前記ヌクレオチド配列1は、配列番号1に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号2に示される配列である、或いは
    前記ヌクレオチド配列1は、配列番号3に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号4に示される配列である、或いは
    前記ヌクレオチド配列1は、配列番号5に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号6に示される配列である、或いは
    前記ヌクレオチド配列1は、配列番号7に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号8に示される配列である、或いは
    前記ヌクレオチド配列1は、配列番号9に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号10に示される配列である、或いは
    前記ヌクレオチド配列1は、配列番号11に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号12に示される配列である、或いは
    前記ヌクレオチド配列1は、配列番号13に示される配列であり、前記ヌクレオチド配列2は、配列番号14に示される配列である、請求項21に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド:
    5’−CmCmUmUmGmAmGfGfCfAmUmAmCmUmUmCmAmAmAm−3’(配列番号1)
    5’−UmUfUmGmAmAfGmUmAmUmGmCmCmUfCmAfAmGmGm−3’(配列番号2)
    5’−UmGmCmUmAmUmGfCfCfUmCmAmUmCmUmUmCmUmAm−3’(配列番号3)
    5’−UmAfGmAmAmGfAmUmGmAmGmGmCmAfUmAfGmCmAm−3’(配列番号4)
    5’−UmCmUmGmUmGmCfCfUfUmCmUmCmAmUmCmUmGmAm−3’(配列番号5)
    5’−UmCfAmGmAmUfGmAmGmAmAmGmGmCfAmCfAmGmAm−3’(配列番号6)
    5’−CmGmUmGmUmGmCfAfCfUmUmCmGmCmUmUmCmAmAm−3’(配列番号7)
    5’−UmUfGmAmAmGfCmGmAmAmGmUmGmCfAmCfAmCmGm−3’(配列番号8)
    5’−GmAmAmAmGmUmAfUfGfUmCmAmAmCmGmAmAmUmAm−3’(配列番号9)
    5’−UmAfUmUmCmGfUmUmGmAmCmAmUmAfCmUfUmUmCm−3’(配列番号10)
    5’−CmCmAmAmGmAmGfCfAfCmCmAmAmGmAmAmCmUmAm−3’(配列番号11)
    5’−UmAfGmUmUmCfUmUmGmGmUmGmCmUfCmUfUmGmGm−3’(配列番号12)
    5’−CmAmAmUmAmAmAfGfCfUmGmGmAmCmAmAmGmAmAm−3’(配列番号13)
    5’−UmUfCmUmUmGfUmCmCmAmGmCmUmUfUmAfUmUmGm−3’(配列番号14)
    ただし、大文字C、G、U、Aはヌクレオチドの塩基配列を表し、小文字mは、当該文字mの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−メトキシ修飾ヌクレオチドであることを表し、小文字fは、当該文字fの左側に隣接する1つのヌクレオチドが2’−フルオロ修飾ヌクレオチドであることを表す。
  23. 請求項1〜22のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド及び薬学的に許容可能な担体を含むことを特徴とする薬物組成物。
  24. 前記二本鎖オリゴヌクレオチドと前記薬学的に許容可能な担体との重量比が1:(1〜500)である、請求項23に記載の薬物組成物。
  25. 前記二本鎖オリゴヌクレオチドと前記薬学的に許容可能な担体との重量比が1:(1〜50)である、請求項23又は24に記載の薬物組成物。
  26. 前記薬学的に許容可能な担体が、有機アミン、補助脂質及びPEG化脂質を含み、前記有機アミンが、式(201)に示される化合物及び/又はその薬学的に許容できる塩である、請求項23〜25のいずれか1項に記載の薬物組成物:
    式中、
    101及びX102はそれぞれ独立してO、S、N−A又はC−Aであり、Aは水素又はC−C20炭化水素鎖であり、
    Y及びZはそれぞれ独立してC=O、C=S、S=O、CH−OH又はSOであり、
    101、R102、R103、R104、R105、R106及びR107はそれぞれ独立して水素、環式又は非環式の、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖脂肪族基、環式又は非環式の、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖ヘテロ脂肪族基、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖アシル基、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖アリール基、置換又は無置換の、分岐鎖又は直鎖ヘテロアリール基であり、
    xは1〜10の整数であり、
    nは1〜3の整数であり、mは0〜20の整数であり、pは0又は1であり、m及びpがいずれも0である場合、R102は水素であり、
    n又はmの少なくとも1つが2である場合、R103と式(201)における窒素とが、式(202)又は式(203)に示される構造を形成し、
    式中、g、e及びfはそれぞれ独立して1〜6の整数であり、「HCC」は炭化水素鎖を表し、各Nは式(201)に示される窒素原子を表す。
  27. 前記有機アミンが、式(214)に示される有機アミン及び/又は式(215)に示される有機アミンであり、
    前記補助脂質がコレステロール、コレステロールのアナログ及び/又はコレステロールの誘導体であり、
    前記PEG化脂質が1,2−ジパルミトアミド−sn−グリセロ−3−ホスファチジルエタノールアミン−N−[メトキシ(ポリエチレングリコール)]−2000である、請求項26に記載の薬物組成物。
  28. 前記有機アミン、前記補助脂質及び前記PEG化脂質のモル比が(19.7〜80):(19.7〜80):(0.3〜50)である、請求項26又は27に記載の薬物組成物。
  29. 前記有機アミン、前記補助脂質及び前記PEG化脂質のモル比が(50〜70):(20〜40):(3〜20)である、請求項26〜28のいずれか1項に記載の薬物組成物。
  30. 請求項1〜23のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド及び当該二本鎖オリゴヌクレオチドに複合して結合される複合基を含むオリゴヌクレオチド複合体。
  31. 前記複合基が薬学的に許容できる標的基とリンカーを含み、前記二本鎖オリゴヌクレオチド、前記リンカー及び前記標的基が順に共有結合又は非共有結合的に結合される、請求項30に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  32. 前記二本鎖オリゴヌクレオチド、前記リンカー及び前記標的基が順に共有結合的に結合される、請求項31に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  33. 前記リンカーが式(301)に示される構造を有し、
    式中、kは1〜3の整数であり、
    は、式(302)に示される構造を有するアミド結合を含む鎖状部であり、各前記Lは、その両端でそれぞれ1つの前記標的基及び前記L部にエーテル結合により結合され、
    は、式(303)に示される構造を有するN−アシルピロリジンを含む鎖状部であり、前記鎖状部は、その一端にカルボニル基を有し、前記L部にアミド結合により結合され、他端に酸素原子を有し、前記二本鎖オリゴヌクレオチドにリン酸エステル結合により結合され、
    は、ヒドロキシメチルアミノメタン、ジヒドロキシメチルアミノメタン又はトリヒドロキシメチルアミノメタンに基づく2〜4価のリンカー基であり、前記Lは、酸素原子を介してエーテル結合により各前記L部に結合されるとともに、窒素原子を介してアミド結合により前記L部に結合される、請求項31又は32に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  34. 前記リンカーが前記二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の5’又は3’末端に結合される、請求項31〜33のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  35. 式(305)に示される構造を有し、
    式中、二重螺旋構造は前記二本鎖オリゴヌクレオチドを表し、
    前記リンカーが前記二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の5’又は3’末端に結合される、請求項30〜34のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  36. 前記リンカーが式(306)に示される構造を有し、
    式中、lは0〜5の整数であり、好ましくは1〜3の整数であり、
    は、前記リンカーにおける、エーテル結合により前記標的基に結合される部位を表し、
    は、前記リンカーにおける、リン酸エステル結合により前記二本鎖オリゴヌクレオチドに結合される部位を表す、請求項31又は32に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  37. 前記リンカーは前記二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’末端に結合される、請求項36に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  38. 式(307)に示される構造を有し、
    式中、二重螺旋構造は前記二本鎖オリゴヌクレオチドを表し、
    前記リンカーは、前記二本鎖オリゴヌクレオチドのセンス鎖の3’末端に結合される、請求項31〜32及び36〜37のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  39. 式(308)に示される構造を有し、
    式中、n1は、1〜3から選択される整数であり、n3は、0〜4から選択される整数であり、
    m1、m2及びm3は独立して、2〜10から選択される整数であり、
    10、R11、R12、R13、R14及びR15は、それぞれ独立して、Hであるか、又はC−C10アルキル基、C−C10ハロゲン化アルキル基及びC−C10アルコキシ基からなる群から選択され、
    が式A59に示される構造の基であり、
    式中、EはOH、SH又はBHであり、Nuは二本鎖オリゴヌクレオチドであり、
    は、長さ1〜20の炭素原子の直鎖アルキレン基であり、そのうちの1又は複数の炭素原子が、C(O)、NH、O、S、CH=N、S(O)、C−C10アルケニレン基、C−C10アルキニレン基、C−C10アリーレン基、C−C18ヘテロシクリレン基及びC−C10ヘテロアリーレン基からなる群から選択される1又は複数で任意に置換され、Rは、C−C10アルキル基、C−C10アリール基、C−C10ヘテロアリール基、C−C10ハロゲン化アルキル基、−OC−C10アルキル基、−OC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−OH、−OC−C10ハロゲン化アルキル基、−SC−C10アルキル基、−SC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−SH、−SC−C10ハロゲン化アルキル基、ハロゲン置換基、−OH、−SH、−NH、−C−C10アルキル−NH、−N(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−NH(C−C10アルキル基)、シアノ基、ニトロ基、−COH、−C(O)O(C−C10アルキル基)、−CON(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−CONH(C−C10アルキル基)、−CONH、−NHC(O)(C−C10アルキル基)、−NHC(O)(フェニル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(C−C10アルキル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(フェニル基)、−C(O)C−C10アルキル基、−C(O)C−C10アルキルフェニル基、−C(O)C−C10ハロアルキル基、−OC(O)C−C10アルキル基、−SO(C−C10アルキル基)、−SO(フェニル基)、−SO(C−C10ハロゲン化アルキル基)、−SONH、−SONH(C−C10アルキル基)、−SONH(フェニル基)、−NHSO(C−C10アルキル基)、−NHSO(フェニル基)及び−NHSO(C−C10ハロゲン化アルキル基)からなる群のいずれか1つ又は複数の置換基を任意に有してもよく、
    各Lは、長さ1〜70の炭素原子の直鎖アルキレン基であり、そのうちの1又は複数の炭素原子が、C(O)、NH、O、S、CH=N、S(O)、C−C10アルケニレン基、C−C10アルキニレン基、C−C10アリーレン基、C−C18ヘテロシクリレン基及びC−C10ヘテロアリーレン基からなる群から選択される1又は複数で任意に置換され、Lは、C−C10アルキル基、C−C10アリール基、C−C10ヘテロアリール基、C−C10ハロゲン化アルキル基、−OC−C10アルキル基、−OC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−OH、−OC−C10ハロゲン化アルキル基、−SC−C10アルキル基、−SC−C10アルキルフェニル基、−C−C10アルキル−SH、−SC−C10ハロゲン化アルキル基、ハロゲン置換基、−OH、−SH、−NH、−C−C10アルキル−NH、−N(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−NH(C−C10アルキル基)、シアノ基、ニトロ基、−COH、−C(O)O(C−C10アルキル基)、−CON(C−C10アルキル基)(C−C10アルキル基)、−CONH(C−C10アルキル基)、−CONH、−NHC(O)(C−C10アルキル基)、−NHC(O)(フェニル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(C−C10アルキル基)、−N(C−C10アルキル)C(O)(フェニル基)、−C(O)C−C10アルキル基、−C(O)C−C10アルキルフェニル基、−C(O)C−C10ハロアルキル基、−OC(O)C−C10アルキル基、−SO(C−C10アルキル基)、−SO(フェニル基)、−SO(C−C10ハロゲン化アルキル基)、−SONH、−SONH(C−C10アルキル基)、−SONH(フェニル基)、−NHSO(C−C10アルキル基)、−NHSO(フェニル基)及び−NHSO(C−C10ハロゲン化アルキル基)からなる群のいずれか1つ又は複数の置換基を任意に有してもよく、
    は、基が分子の残りの部分に結合される部位を表し、Mは標的基を表す、請求項31に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  40. 各Lが、式A1〜A26の基から独立して選択される1又は複数の結合の組合せである、請求項39に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
    式中、j1は1〜20の整数であり、j2は1〜20の整数であり、
    R’はC−C10のアルキル基であり、
    Raは、式A27〜A45の基又はその任意の組合せからなる群から選択され、
    RbはC−C10のアルキル基である。
  41. が、A1、A4、A5、A6、A8、A10、A11、A13から選択される1又は複数の結合の組合せである、請求項40に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  42. が、A1、A4、A8、A10及びA11から選択される少なくとも2つの結合の組合せである、請求項41に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  43. が、A1、A8、A10から選択される少なくとも2つの結合の組合せである、請求項42に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  44. の長さが3〜25個の原子である、請求項39〜43のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  45. の長さが4〜15個の原子である、請求項44に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  46. j1は2〜10の整数であり、j2は2〜10の整数であり、R’はC−Cのアルキル基であり、Raは、A27、A28、A29、A30及びA31の1つであり、RbがC−Cのアルキル基である、請求項40〜45のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  47. j1は3〜5の整数であり、j2は3〜5の整数であり、R’はメチル基、エチル基及びイソプロピル基の1つであり、RaはA27又はA28であり、Rbは、メチル基、エチル基、イソプロピル基及びブチル基の1つである、請求項46に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  48. 及びnがそれぞれ独立して1又は2である、請求項39〜47のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  49. n1+n3=2〜3である、請求項39〜48のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  50. 各m、各m及び各mがそれぞれ独立して2〜5の整数から選択される、請求項39〜51のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  51. m1=m2=m3である、請求項45〜55のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  52. 各前記標的基は、細胞表面の受容体と結合できるリガンドから選択される、請求項31〜34、36〜37及び39〜51のいずれか1項に記載のsiRNA複合体。
  53. 各前記標的基は、哺乳動物の肝細胞表面のアシアロ糖タンパク質受容体と親和性のあるリガンドから選択される、請求項52に記載のsiRNA複合体。
  54. 各前記標的基が独立してアシアロ糖タンパク質又は糖である、請求項53に記載のsiRNA複合体。
  55. 各前記標的基が、D−マンノピラノース、L−マンノピラノース、D−アラビノース、D−キシロフラノース、L−キシロフラノース、D−グルコース、L−グルコース、D−ガラクトース、L−ガラクトース、α−D−マンノフラノース、β−D−マンノフラノース、α−D−マンノピラノース、β−D−マンノピラノース、α−D−グルコピラノース、β−D−グルコピラノース、α−D−グルコフラノース、β−D−グルコフラノース、α−D−フルクトフラノース、α−D−フルクトピラノース、α−D−ガラクトピラノース、β−D−ガラクトピラノース、α−D−ガラクトフラノース、β−D−ガラクトフラノース、グルコサミン、シアル酸、ガラクトサミン、N−アセチルガラクトサミン、N−トリフルオロアセチルガラクトサミン、N−プロピオニルガラクトサミン、N−n−ブチリルガラクトサミン、N−イソブチリルガラクトサミン、2−アミノ−3−O−[(R)−1−カルボキシエチル]−2−デオキシ−β−D−グルコピラノース、2−デオキシ−2−メチルアミノ−L−グルコピラノース、4,6−ジデオキシ−4−ホルムアミド−2,3−ジ−O−メチル−D−マンノピラノース、2−デオキシ−2−スルホアミノ−D−グルコピラノース、N−グリコリル−α−ノイラミン酸、5−チオ−β−D−グルコピラノース、メチル2,3,4−トリス−O−アセチル−1−チオ−6−O−トリチル−α−D−グルコピラノシド、4−チオ−β−D−ガラクトピラノース、エチル3,4,6,7−テトラ−O−アセチル−2−デオキシ−1,5−ジチオ−α−D−グルコヘプトピラノシド、2,5−アンヒドロ−D−アロニトリル、リボース、D−リボース、D−4−チオリボース、L−リボース、L−4−チオリボースから独立して選択される1つである、請求項58に記載のsiRNA複合体。
  56. 前記標的基の少なくとも1つ又は各々がガラクトース又はN−アセチルガラクトサミンGalNAcである、請求項55に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  57. 各R10、R11、R12、R13、R14及びR15が独立してH、メチル基又はエチル基である、請求項39〜56のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  58. が前記窒素含有骨格上のNとアミド結合を形成する、請求項39〜57のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  59. がB5、B6、B5’又はB6’から選択され、
    式中、
    は、基が分子の残りの部分に結合される部位を表し、qは1〜10の整数である、請求項58に記載のオリゴヌクレオチド複合体。
  60. 式(403)、(404)、(405)、(406)、(407)、(408)、(409)、(410)、(411)、(412)、(413)、(414)、(415)、(416)、(417)、(418)、(419)、(420)、(421)又は(422)に示される構造を有する、請求項39〜59のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体:
  61. 請求項1〜22のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド、請求項23〜29のいずれか1項に記載の薬物組成物及び/又は請求項30〜60のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体の、遺伝子の異常発現による病理学的状態又は疾患の治療及び/又は予防のための薬物の調製への使用。
  62. 前記遺伝子は、B型肝炎ウイルス遺伝子、アンジオポエチン様タンパク質3遺伝子或いはアポリポタンパクC3遺伝子から選択される、請求項61に記載の使用。
  63. 前記疾患は、慢性疾患、炎症、線維性疾患、過形成性疾患又は脂質異常から選択される、請求項61又は62に記載の使用。
  64. 前記脂質異常は、高コレステロール血症、高トリグリセリド血症又はアテローム性動脈硬化である、請求項63に記載の使用。
  65. 遺伝子の異常発現による病理学的状態又は疾患の治療方法であって、それを必要とする被験体に請求項1〜22のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド、請求項23〜29のいずれか1項に記載の薬物組成物及び/又は請求項30〜60のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体の有効量を投与することを含む、方法。
  66. 前記遺伝子は、B型肝炎ウイルス遺伝子、アンジオポエチン様タンパク質3遺伝子或いはアポリポタンパクC3遺伝子から選択される、請求項65に記載の方法。
  67. 前記疾患は、慢性疾患、炎症、線維性疾患、過形成性疾患又は脂質異常から選択される、請求項65又は66に記載の方法。
  68. 前記脂質異常は、高コレステロール血症、高トリグリセリド血症又はアテローム性動脈硬化である、請求項67に記載の方法。
  69. 遺伝子発現の抑制方法であって、請求項1〜22のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド、請求項23〜29のいずれか1項に記載の薬物組成物及び/又は請求項30〜60のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体の有効量を、前記当該遺伝子を発現する細胞と接触させることを含む、方法。
  70. 請求項1〜22のいずれか1項に記載の二本鎖オリゴヌクレオチド、請求項23〜29のいずれか1項に記載の薬物組成物及び/又は請求項30〜60のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド複合体を含む、キット。
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