JP7348185B2 - キラル富化二本鎖rna剤 - Google Patents

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Description

本発明は、標的遺伝子発現の阻害に有利である部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を有するキラル修飾dsRNA剤、並びに治療的使用に適したdsRNA組成物に関する。さらに、本発明は、例えば様々な疾患の処置のために、これらのキラル修飾dsRNA剤を投与することにより目的の標的遺伝子の発現を阻害する方法を提供する。
RNA干渉又は「RNAi」は、短鎖二本鎖RNA(dsRNA)が遺伝子発現を阻止できるという観察を説明するためにFire及び同僚によって最初に作成された語である(非特許文献1)。短鎖dsRNAは、脊椎動物を含む様々な生物における遺伝子特異的な翻訳後サイレンシングを誘導し、遺伝子機能の研究の新たなツールを提供する。RNAiは、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)、サイレンシングトリガーに相同なメッセンジャーRNAを破壊する配列特異的な多成分ヌクレアーゼによって媒介される。RISCは、二本鎖RNAトリガーに由来する短鎖RNA(約17~25ヌクレオチド)を含むことが知られており、標的RNAを切断するタンパク質成分は、RISC関連エンドヌクレアーゼであるアルゴノート2(Ago2)である。
RNA干渉(RNAi)に基づく創薬には、優れた遺伝子サイレンシング特性を有する二本鎖RNA(dsRNA)分子が必要である。RNAiの最初の工程は、dsRNA二重鎖のセンス鎖の除去を必要とするRNA誘導サイレンシング複合体(RISC)の活性化である。センス鎖は、二重鎖領域の中央でアルゴノート2によって切断される最初のRISC基質として機能することが知られていた。センス鎖の切断された5’末端及び3’末端断片が除去された直後に、RISCがアンチセンス鎖によって活性化されるようになる(非特許文献1)。
センス鎖の切断及び除去が阻害されると、標的mRNAのエンドヌクレアーゼによる切断が阻害されると考えられていた(非特許文献1~3)。Leuschnerらは、センス鎖のAgo2切断部位への2’-O-Meリボースの組み込みがHeLa細胞のRNAiを阻害することを示した(非特許文献2)。同様の効果がホスホロチオエート修飾で観察され、哺乳動物でもセンス鎖の切断が効率的なRNAiに必要であることを示した。
また、ヌクレアーゼ活性からsiRNAを保護する有効な手段は、それらのホスホジエステル結合をホスホロチオエート(PS)に交換することであると考えられていた。PS修飾siRNAのエピマー混合物は、典型的には、in vivoでのヌクレアーゼ活性から保護するために使用することができる。しかしながら、ヌクレアーゼに対するsiRNAの安定性は、キラルリン原子の絶対立体化学配置によって影響を受け得る。
Rand et al.(2005)Cell 123,621 Leuschner et al.(2006)EMBO Rep.,7,314 Schwarz et al.(2004)Curr.Biol.14,787
従って、siRNA遺伝子治療の遺伝子サイレンシング効果を改善するためのdsRNA剤の要望が現在も存在する。本発明はその要望に関する。
本発明は、標的遺伝子発現の阻害に有利である、少なくとも1つのリガンドに任意選択的に結合されたdsRNA剤、及び治療的使用に適したRNAi組成物のための効果的な立体化学的解決策を提供する。本発明者らは、修飾dsRNAの末端におけるホスホロチオエート結合のリン原子のキラリティーを選択することにより、dsRNA剤の各ストランド内のヌクレオチド間ホスホロチオエート主鎖修飾の数が減少すると同時に、ヌクレアーゼに対するdsRNA剤の安定性及び遺伝子サイレンシング能力(RISCローディング)などのin vivo薬理特性を維持又は改善することができることを見出した。
一態様では、本発明は、標的遺伝子の発現を阻害することができるキラル修飾二本鎖RNA(dsRNA)剤に関する。キラル修飾dsRNA剤は、センス鎖及びアンチセンス鎖を含み、各鎖は14~40ヌクレオチドを有する。
キラル修飾dsRNA剤は、(例えば、終端に)3つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。キラル修飾dsRNA剤は、(例えば、終端に)4つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。キラル修飾dsRNA剤は、(例えば、終端に)5つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。キラル修飾dsRNA剤は、(例えば、終端に)6つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。キラル修飾dsRNA剤は、(例えば、終端に)7つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。キラル修飾dsRNA剤は、(例えば、終端に)8つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。ヌクレオチド間結合に対する末端のキラル修飾は、5’末端、3’末端、又は5’末端と3’末端の両方に存在し得る。
キラル修飾ヌクレオチド間結合は、例えば、鎖の末端で部位特異的であり得る。
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の5’末端及び/若しくは3’末端又はセンス鎖の5’末端から1位、2位、3位、又はそれらの組み合わせ、又はdsRNAの両方の鎖の前記位置において3つ以上の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の5’末端及び/若しくは3’末端又はセンス鎖の5’末端から1位、2位、3位、4位、若しくはそれらの組み合わせ、又はdsRNAの両方の鎖の前記位置において4つ以上の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の5’末端及び/若しくは3’末端又はセンス鎖の5’末端から1位、2位、3位、4位、5位、若しくはそれらの組み合わせ、又はdsRNAの両方の鎖の前記位置において5つ以上の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の5’末端及び/若しくは3’末端又はセンス鎖の5’末端から1位、2位、3位、4位、5位、6位、若しくはそれらの組み合わせ、又はdsRNAの両方の鎖の前記位置において6つ以上の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の5’末端及び/若しくは3’末端又はセンス鎖の5’末端から1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位、若しくはそれらの組み合わせ、又はdsRNAの両方の鎖の前記位置において7つ以上の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の5’末端及び/若しくは3’末端又はセンス鎖の5’末端から1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位、8位、若しくはそれらの組み合わせ、又はdsRNAの両方の鎖の前記位置において8つ以上の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含み得る。
ヌクレオチド間結合に対する部位特異的キラル修飾は、5’末端、3’末端、又は5’末端及び3’末端の両方に存在し得る。一実施形態では、ヌクレオチド間結合に対する部位特異的キラル修飾は、末端以外の内部の位置にも存在し得る。別の実施形態では、ヌクレオチド間結合に対する部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾は、内部、内部と5’末端、内部と3’末端、及びそれらの組み合わせで存在し得る。ヌクレオチド間結合に対するキラル修飾は、センス鎖、アンチセンス鎖、又はセンス鎖及びアンチセンス鎖の両方に存在し得る。キラル純粋リン原子のそれぞれは、Rp配置又はSp配置のいずれか、及びそれらの組み合わせであり得る。
キラル的に純粋なホスホロチオエート結合が複数存在する場合、dsRNAの所与の鎖、センス鎖又はアンチセンス鎖のいずれかにおいて、リン原子の組み合わせキラル配置は、すべてR、又はすべてS、又はすべてRとSの部位特異的組み合わせである。すべてRのセンス鎖は、各鎖のキラル修飾ヌクレオチド間結合の総数によって、アキラル、すべてR、すべてS、又はすべてRとSの可能な部位特異的組み合わせのアンチセンス鎖と対合し、逆もしかりである。同様に、すべてSのセンス鎖は、各鎖のキラル修飾ヌクレオチド間結合の総数によって、アキラル、すべてR、すべてS、又はすべてRとSの可能な部位特異的組み合わせのアンチセンス鎖と対合し、逆もしかりである。キラル的に純粋なヌクレオチド間結合を含むRとSの部位特異的組み合わせを有するセンス鎖は、各鎖のキラル修飾ヌクレオチド間結合の総数によって、アキラル、すべてR、すべてS、又はすべてRとSの可能な部位特異的組み合わせのアンチセンス鎖と対合し、逆もしかりである。
いくつかの実施形態では、センス鎖は、5’末端(例えば、末端)に1つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端からn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端からn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
いくつかの実施形態では、センス鎖は、(例えば、末端)5’末端に2つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子の配置は、RとSの組み合わせ、すなわちS配置又はSpS配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子の配置は、RとSの組み合わせ、すなわちS配置又はSpS配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から2番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から2番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から2番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子の配置は、RとSの組み合わせ、すなわちS又はSpS配置である。
いくつかの実施形態では、センス鎖は、(例えば、末端)5’末端に3つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン配置は、RとSの組み合わせ、すなわちR配置、R配置、S配置、S配置、S配置、又はSpSSp配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目、2番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目、2番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から1番目、2番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン配置は、RとSの組み合わせ、すなわちR配置、R配置、S配置、S配置、S配置、又はSpSSp配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から2番目、3番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から2番目、3番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、センス鎖の5’末端から2番目、3番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン配置は、RとSの組み合わせ、すなわちR配置、R配置、S配置、S配置、S配置、又はSpSSp配置である。
いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、(例えば、末端)5’末端に1つ又は複数のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端からn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端からn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、(例えば、末端)5’末端に2つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子の配置は、RとSの組み合わせ、すなわちS又はSpS配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子の配置は、RとSの組み合わせ、すなわちS又はSpS配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から2番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から2番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から2番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子の配置は、RとSの組み合わせ、すなわちRpRp、S、又はSpS配置である。
いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、(例えば、末端)5’末端に3つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン配置は、RとSの組み合わせ、すなわちR配置、R配置、S配置、S配置、S配置、又はSpSSp配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目、2番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目、2番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から1番目、2番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン配置は、RとSの組み合わせ、すなわちR配置、R配置、S配置、S配置、S配置、又はSpSSp配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から2番目、3番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から2番目、3番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の5’末端から2番目、3番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン配置は、RとSの組み合わせ、すなわちR配置、R配置、S配置、S配置、S配置、又はSpSSp配置である。
いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、(例えば、末端)3’末端に1つ又は複数のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端からn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端からn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。
いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、(例えば、末端)3’末端に2つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子の配置は、RとSの組み合わせ、すなわちRpRp配置、S配置、又はSpS配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子の配置は、RとSの組み合わせ、すなわちRpRp配置、S配置、又はSpS配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から2番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から2番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から2番目及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子の配置は、RとSの組み合わせ、すなわちRpRp、S、又はSpS配置である。
いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、(例えば、末端)3’末端に3つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン配置は、RとSの組み合わせ、すなわちR配置、R配置、S配置、S配置、S配置、又はSpSSp配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目、2番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目、2番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から1番目、2番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン配置は、RとSの組み合わせ、すなわちR配置、R配置、S配置、S配置、S配置、又はSpSSp配置である。
一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から2番目、3番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はRp配置にある。一実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から2番目、3番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン原子はSp配置にある。別の実施形態では、キラル修飾は、アンチセンス鎖の3’末端から2番目、3番目、及びn番目のヌクレオチド間結合に存在し、結合リン配置は、RとSの組み合わせ、すなわちR配置、R配置、S配置、S配置、S配置、又はSpSSp配置である。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:アンチセンス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチド間結合に存在するキラル修飾、及び同じアンチセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾を含む。一実施形態では、アンチセンス鎖の両末端のキラル修飾は、Sp配置の結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置又はS配置のいずれかにある結合リン原子を有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:アンチセンス鎖の3’末端から2番目のヌクレオチド間結合に存在するキラル修飾、及び同じアンチセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチド間結合における第2のキラル修飾を含む。一実施形態では、アンチセンス鎖の両末端のキラル修飾は、Sp配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置又はS配置のいずれかにある結合リン原子を有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:アンチセンス鎖の3’末端から3番目のヌクレオチド間結合に存在するキラル修飾、及び同じアンチセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチド間結合における第2のキラル修飾を含む。一実施形態では、アンチセンス鎖の両末端のキラル修飾は、Sp配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置又はS配置のいずれかにある結合リン原子を有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:アンチセンス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチド間結合に存在するキラル修飾、及び同じアンチセンス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチド間結合における第2のキラル修飾を含む。一実施形態では、アンチセンス鎖の両末端のキラル修飾は、Sp配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置又はS配置のいずれかにある結合リン原子を有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:アンチセンス鎖の3’末端から2番目のヌクレオチド間結合に存在するキラル修飾、及び同じアンチセンス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチド間結合における第2のキラル修飾を含む。一実施形態では、アンチセンス鎖の両末端のキラル修飾は、Sp配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置又はS配置のいずれかにある結合リン原子を有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:アンチセンス鎖の3’末端から3番目のヌクレオチド間結合に存在するキラル修飾、及び同じアンチセンス鎖の5’末端から2番目のヌクレオチド間結合における第2のキラル修飾を含む。一実施形態では、アンチセンス鎖の両末端のキラル修飾は、Sp配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置にある結合リン原子を有する。別の実施形態では、アンチセンス鎖の両末端における末端キラル修飾は、R配置又はS配置のいずれかにある結合リン原子を有する。
センス鎖が(例えば、末端)5’末端に1つ以上、2つ以上、又は3つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含むことを論じた上記の実施形態のいずれかは、アンチセンス鎖が(例えば、末端)5’末端及び/又は3’末端に1つ以上、2つ以上、又は3つ以上のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含むことを論じた上記の実施形態のいずれかと組み合わせて、複数(例えば、3つ以上、4つ以上、5つ以上、6つ以上、7つ以上、又は8つ以上)のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含むキラル修飾dsRNA剤の様々な実施形態を形成することができる。
例えば、いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、Sp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、Rp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、及びRp配置又はSp配置のいずれかにある結合リン原子を有する、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾を含む。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:Sp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾;Rp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾;及びRp配置にある結合リン原子を有する、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾を含む。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:Sp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の3’末端の1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾;Rp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾;及びRp配置にある結合リン原子を有する、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾を含む。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:Sp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾;Rp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の3’末端の3番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾;Rp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾;及びRp配置にある結合リン原子を有する、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾を含む。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:Sp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾;Rp配置にある結合リン原子を有する、アンチセンス鎖の5’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾;及びRp配置にある結合リン原子を有する、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾を含む。
各末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合のキラル結合リン原子に関するキラル純度は、キラル修飾が、少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%である。
キラル修飾RNA剤のキラル的に純粋な(又は実質的にキラル的に純粋な)ジアステレオ異性体形態は、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%のキラル純度を有するキラル修飾RNA剤の特定のジアステレオ異性体形態を指し得る。
いくつかの実施形態では、1つ又は複数の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合は独立に、式A:
Figure 0007348185000001
の構造を有する。
式Aでは、Pは不斉リン原子であり、且つRp又はSpのいずれかである。WはO、S、又はSeである。X、Y、及びZはそれぞれ独立に、-O-、-S-、-N(-L-R)-、-C(R)(R)-、又はLである。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのキラル修飾ヌクレオチド間結合において、Xは-S-である。
いくつかの実施形態では、Lは、共有結合又は任意選択的に置換された直鎖又は分岐C-C10アルキレンであり、Lの1つ又は複数のメチレン単位は、任意選択的且つ独立に、任意選択的に置換されたC-Cアルキレン、C-Cアルケニレン、-C≡C-、-C(R’)-、-Cy-、-O-、-S-、-S-S-、-N(R’)-、-C(O)-、-C(S)-、-C(NR’)-、-C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)-、-N(R’)C(O)O-、-OC(O)N(R’)-、-S(O)-、-S(O)-、-S(O)N(R’)-、-N(R’)S(O)-、-SC(O)-、-C(O)S-、-OC(O)-、又は-C(O)O-によって置換される。-Cy-は、フェニレン、カルボシクリレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、又はヘテロシクリレンから選択される任意選択的に置換された2価の環である。
いくつかの実施形態では、-L-Rは、Xに関連する負電荷又は正電荷を表す。
は、ハロゲン、R、又は任意選択的に置換されたC-C50脂肪族であり、1つ又は複数のメチレン単位は、任意選択的且つ独立に、任意選択的に置換されたC-Cアルキレン、C-Cアルケニレン、-C≡C-、-C(R’)-、-Cy-、-O-、-S-、-S-S-、-N(R’)-、-C(O)-、-C(S)-、-C(NR’)-、-C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)-、-N(R’)C(O)O-、-OC(O)N(R’)-、-S(O)-、-S(O)-、-S(O)N(R’)-、-N(R’)S(O)-、-SC(O)-、-C(O)S-、-OC(O)-、又は-C(O)O-によって置換される。
各R’は独立に、-R、-C(O)R、-COR、若しくは-SORであるか;又は、同じ窒素上の2つのR’は、それらの間にある原子と一緒に、任意選択的に置換された複素環若しくはヘテロアリール環を形成するか;又は、同じ炭素上の2つのR’は、それらの間にある原子と一緒に、任意選択的に置換されたアリール、炭素環、複素環、又はヘテロアリール環を形成する。各Rは独立に、水素であるか、又はC-C脂肪族、フェニル、カルボシクリル、アリール、ヘテロアリール、若しくはヘテロシクリルから選択される任意選択的に置換された基である。
Figure 0007348185000002
はそれぞれ独立に、ヌクレオシドとの結合を表す。いくつかの実施形態では、ヌクレオシドとの結合は3’を介し、第2のヌクレオシド結合は5’炭素を介し、逆もしかりである。別の実施形態では、第1のヌクレオシドは3’炭素を介して結合され、第2のヌクレオシドは3’炭素を介して結合される。別の実施形態では、第1のヌクレオシド結合は5’炭素を介し、第2のヌクレオシド結合は5’炭素を介する。別の実施形態では、第1のヌクレオシド結合は2’炭素を介し、第2のヌクレオシド結合は5’炭素を介し、逆もしかりである。別の実施形態では、第1のヌクレオシド結合は2’炭素を介し、第2のヌクレオシド結合は3’炭素を介し、逆もしかりである。別の実施形態では、第1のヌクレオシド結合は2’炭素を介し、第2のヌクレオシド結合は2’炭素を介する。
いくつかの実施形態では、式Aの1つ又は複数の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合は、式A-1:
Figure 0007348185000003
の構造を有し、式中、各変数は上で定義した通りである。
いくつかの実施形態では、式Aの1つ又は複数の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合は、式A-2:
Figure 0007348185000004
の構造を有し、式中、各変数は上で定義した通りである。
いくつかの実施形態では、式Aの1つ又は複数の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合は、式A-3:
Figure 0007348185000005
の構造を有し、式中、各変数は上で定義した通りである。式A-3の例示的な末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合は:
Figure 0007348185000006
である。
いくつかの実施形態では、式Aの1つ又は複数の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合は、式A-4:
Figure 0007348185000007
の構造を有し、式中、各変数は上で定義した通りである。
いくつかの実施形態では、式Aの1つ又は複数の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合は、式A-5:
Figure 0007348185000008
の構造を有し、式中、各変数は上で定義した通りである。
キラル修飾ヌクレオチド間結合は、ホスホロチオエート結合であり得る。一実施形態では、各部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合は、ホスホロチオエート結合である。
キラル修飾dsRNA剤では、ヌクレオチド間結合が2つのヌクレオチドを結合してジヌクレオチドを形成する。部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合によって結合されたジヌクレオチドの各ヌクレオチドは独立に、非環状ヌクレオチド、LNA、HNA、CeNA、2’-O-メトキシアルキル(例えば、2’-O-メトキシメチル、2’-O-メトキシエチル、又は2’-O-2-メトキシプロパニル)、2’-O-メチル、2’-O-アリル、2’-C-アリル、2’-デオキシ、2’-フルオロ、2’-O-N-メチルアセトアミド(2’-O-NMA)、2’-O-ジメチルアミノエトキシエチル(2’-O-DMAEOE)、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)、2’-ara-F、L-ヌクレオシド修飾(例えば、2’-修飾L-ヌクレオシド、例えば、2’-デオキシ-L-ヌクレオシド)、BNA脱塩基糖、脱塩基環状及び開鎖アルキルからなる群から選択される修飾で修飾される。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のセンス鎖及びアンチセンス鎖は、それぞれ独立に、非環状ヌクレオチド、LNA、HNA、CeNA、2’-O-メトキシアルキル(例えば、2’-O-メトキシメチル、2’-O-メトキシエチル、又は2’-O-2-メトキシプロパニル)、2’-O-メチル、2’-O-アリル、2’-C-アリル、2’-デオキシ、2’-フルオロ、2’-O-N-メチルアセトアミド(2’-O-NMA)、2’-O-ジメチルアミノエトキシエチル(2’-O-DMAEOE)、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)、2’-ara-F、L-ヌクレオシド修飾(例えば、2’-修飾L-ヌクレオシド、例えば、2’-デオキシ-L-ヌクレオシド)、BNA脱塩基糖、脱塩基環状及び開鎖アルキルからなる群から選択される修飾で修飾される。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のセンス鎖及びアンチセンス鎖はそれぞれ、上記のように少なくとも2つの異なる修飾を含む。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤の100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、又は30%が修飾される。例えば、キラル修飾dsRNA剤の50%が修飾される場合、キラル修飾dsRNA剤に存在する全ヌクレオチドの50%が上記のような修飾を含む。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のセンス鎖及びアンチセンス鎖はそれぞれ、12~40ヌクレオチド長を有する。例えば、各鎖は独立に、14~40ヌクレオチド、17~37ヌクレオチド、25~37ヌクレオチド、15~30ヌクレオチド、27~30ヌクレオチド、17~23ヌクレオチド、17~21ヌクレオチド、17~19ヌクレオチド、19~35ヌクレオチド、19~25ヌクレオチド、19~23ヌクレオチド、19~21ヌクレオチド、21~25ヌクレオチド、又は21~23ヌクレオチドを有し得る。一実施形態では、各鎖は、19~35ヌクレオチドを有する。一実施形態では、各鎖は、18~23ヌクレオチドを有する。一実施形態では、センス鎖は19~22ヌクレオチドを有し、アンチセンス鎖は19~25ヌクレオチドを有する。一例では、センス鎖は21ヌクレオチドを有し、アンチセンス鎖は23ヌクレオチドを有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤の二重鎖領域は、その長さが、10~30ヌクレオチド対、例えば17~25ヌクレオチド対、17~23ヌクレオチド対、19~25ヌクレオチド対、19~23ヌクレオチド対、又は19~22ヌクレオチド対である。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、その長さが、1~10ヌクレオチドの3’及び/又は5’オーバーハング、例えば、1、2、3、4、5、又は6ヌクレオチドのオーバーハングをさらに含む。いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤はまた、アンチセンス鎖の5’末端(又はセンス鎖の3’末端)に位置する平滑末端を有し得、逆もしかりである。一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に3’オーバーハングを含み、任意選択的にアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を含む。一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、センス鎖の5’末端に5’オーバーハングを有し、任意選択的にアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、dsRNA二重鎖の両端に2つの平滑末端を有する。
一実施形態では、本発明のdsRNA剤は2’-F修飾を一切含まない。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤におけるアンチセンス鎖の5’末端の1位のヌクレオチドは、A、dA、dU、U、及びdTからなる群から選択される。一実施形態では、アンチセンス鎖の5’末端から1番目、2番目、及び3番目の塩基対の少なくとも1つはAU塩基対である。一実施形態では、本発明のdsRNA剤のアンチセンス鎖は、標的RNAに対して100%相補的であって、この標的RNAにハイブリダイズし、その発現をRNA干渉によって阻害する。別の実施形態では、本発明のdsRNA剤のアンチセンス鎖は、標的RNAに対して少なくとも95%、少なくとも90%、少なくとも85%、少なくとも80%、少なくとも75%、少なくとも70%、少なくとも65%、少なくとも60%、少なくとも55%、又は少なくとも50%相補的である。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、少なくとも1つのASGPRリガンドをさらに含む。ASGPRリガンドは、本開示で以下に記載されるように、1つ又は複数のリンカーを介してキラル修飾dsRNA剤に付着することができる。一実施形態では、ASGPRリガンドは、本開示で以下に記載されるように、1つ又は複数の切断可能なリンカーを介してキラル修飾dsRNA剤に付着することができる。例えば、ASGPRリガンドは、1価、2価、又は3価の分岐リンカー、例えば:
Figure 0007348185000009
を介して付着した1つ又は複数のGalNAc誘導体である。
一実施形態では、ASGPRリガンドは、センス鎖の3’末端に付着される。一実施形態では、ASGPRリガンドは、センス鎖の5’末端に付着される。一実施形態では、ASGPRリガンドは、センス鎖の3’及び5’の両末端に付着される。一実施形態では、ASGPRリガンドは、センス鎖の任意の位置に付着される。一実施形態では、ASGPRリガンドとセンス鎖との間の結合は、R配置又はS配置のいずれかのP原子キラリティーを伴うキラル結合である。
一実施形態では、ASGPRリガンドは、アンチセンス鎖の3’末端に付着される。一実施形態では、ASGPRリガンドは、アンチセンス鎖の5’末端に付着される。一実施形態では、ASGPRリガンドは、アンチセンス鎖の3’及び5’の両末端に付着される。一実施形態では、ASGPRリガンドは、アンチセンス鎖の任意の位置に付着される。一実施形態では、ASGPRリガンドとアンチセンス鎖との間の結合は、R配置又はS配置のいずれかのP原子キラリティーを伴うキラル結合である。
本発明はまた、下記の化学モチーフを上記のキラル修飾dsRNA剤に導入することによって上記のキラル修飾dsRNA剤のための有効なヌクレオチド又は化学モチーフを提供する。
従って、本発明の一態様は、標的遺伝子の発現を阻害するためのキラル修飾二本鎖RNA(dsRNA)剤に関する。キラル修飾dsRNA剤は、センス鎖及びアンチセンス鎖を含み、各鎖は14~40ヌクレオチドを有する。キラル修飾dsRNA剤は、上記のような3つ以上の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。センス鎖は、5’末端に向いた1つ又は複数の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。アンチセンス鎖は、5’末端に向いた1つ又は複数の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合、及びこの鎖の3’末端に向いた1つ又は複数の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
部位特異的キラル修飾ヌクレオチド間結合に関連するキラル修飾dsRNA剤の第1の態様における上記の各実施形態は、本発明のこの態様に当てはまる。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の(5’末端から数えて)最初の5つのヌクレオチドに少なくとも2つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有する。
いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、11、12、13、14、15、16、17、又は18のリン酸ヌクレオチド間結合によって分離された1つ、2つ、又は3つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合の2つのブロックを含む。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、少なくとも1つの鎖の1つ又は複数の位置に結合された1つ又は複数の親油性部分を有する。親油性部分の例としては、限定されるものではないが、脂質(飽和又は不飽和C-C30炭化水素鎖、並びにヒドロキシル、アミン、カルボン酸、スルホン酸塩、リン酸塩、チオール、アジド、及びアルキンからなる基から選択される任意選択の官能基)、コレステロール、レチノイン酸、コール酸、アダマンタン酢酸、1-ピレン酪酸、ジヒドロテストステロン、1,3-ビス-O(ヘキサデシル)グリセロール、ゲラニルオキシヘキサノール、ヘキサデシルグリセロール、ボルネオール、メンソール、1,3-プロパンジオール、ヘプタデシル基、パルミチン酸、ミリスチン酸、O3-(オレオイル)リトコール酸、O3-(オレオイル)コレン酸、ジメトキシトリチル、又はフェノキサジンが挙げられる。一実施形態では、親油性部分は、飽和又は不飽和C-C18炭化水素鎖である。一例では、親油性部分はドコサヘキサエン酸である。
特定の実施形態では、親油性部分は、C-C30酸(例えば、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸(dodcanoic acid)、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸、cis-4,7,10,13,16,19-ドコサヘキサン酸、ビタミンA、ビタミンE、コレステロールなど)又はC-C30アルコール(例えば、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール(dodcanol)、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカノール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、アラキドン酸アルコール、cis-4,7,10,13,16,l9-ドコサヘキサノール、レチノール、ビタミンE、コレステロールなど)である。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、20%未満、15%未満、10%未満、5%未満の非天然ヌクレオチドを有するか、又は非天然ヌクレオチドを実質的に有さない。非天然ヌクレオチドの例としては、非環状ヌクレオチド、LNA、HNA、CeNA、2’-O-メトキシアルキル(例えば、2’-O-メトキシメチル、2’-O-メトキシエチル、又は2’-O-2-メトキシプロパニル)、2’-O-アリル、2’-C-アリル、2’-フルオロ、2’-O-N-メチルアセトアミド(2’-O-NMA)、2’-O-ジメチルアミノエトキシエチル(2’-O-DMAEOE)、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)、2’-ara-F、L-ヌクレオシド修飾(例えば、2’-修飾L-ヌクレオシド、例えば、2’-デオキシ-L-ヌクレオシド)、BNA脱塩基糖、脱塩基環状及び開鎖アルキルが挙げられる。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、80%超、85%超、90%超、95%超、又は実質的に100%の天然ヌクレオチドを有する。これらの実施形態の目的のために、天然ヌクレオチドは、2’-OH、2’-デオキシ、及び2’-OMeを有するものを含み得る。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、それぞれ15~30ヌクレオチド長を有するセンス鎖及びアンチセンス鎖;アンチセンス鎖の(5’末端から数えて)最初の5つのヌクレオチドにおける少なくとも2つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み;二重鎖領域は、19~25(好ましくは19、20、21、又は22)塩基対であり;キラル修飾dsRNA剤は、少なくとも1つの鎖の1つ又は複数の位置に結合された1つ又は複数の親油性部分を有し;且つキラル修飾dsRNA剤は、20%未満、15%未満、10%未満、5%未満の非天然ヌクレオチドを有するか、又は非天然ヌクレオチドを実質的に有さない。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、それぞれ15~30ヌクレオチド長を有するセンス鎖及びアンチセンス鎖;アンチセンス鎖の(5’末端から数えて)最初の5つのヌクレオチドにおける少なくとも2つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み;二重鎖領域は、19~25(好ましくは19、20、21、又は22)塩基対であり;キラル修飾dsRNA剤は、少なくとも1つの鎖の1つ又は複数の位置に結合された1つ又は複数の親油性部分を有し;且つキラル修飾dsRNA剤は、80%超、85%超、95%超、又は実質的に100%の天然ヌクレオチド、例えば、2’-OH、2’-デオキシ、又は2’-OMeを有する天然ヌクレオチドを有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、センス鎖に12未満、10未満、8つ未満、6つ未満、4つ未満、2つ未満の2’-F修飾を有するか、又は2’-F修飾を一切有さない。いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖に12未満、10未満、8つ未満、6つ未満、4つ未満、2つ未満の2’-F修飾を有するか、又は2’-F修飾を一切有さない。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、センス鎖又はアンチセンス鎖の任意の位置に1つ又は複数の2’-F修飾を有する。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のセンス鎖配列は、式(I):
5’n-N-(XXX)-N-YYY-N-(ZZZ)-N-n3’ (I)
によって表され、
式中:
i及びjはそれぞれ独立に、0又は1であり;
pとqはそれぞれ独立に、0~6であり;
各Nは独立に、0~25の修飾ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチド配列を表し、各配列は、少なくとも2つの異なる修飾ヌクレオチドを含み;
各Nは独立に、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、又は6つの修飾ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチド配列を表し;
各n及びnは独立に、オーバーハングヌクレオチドを表し;
及びYは、同じ修飾を有しておらず;
XXX、YYY、及びZZZはそれぞれ独立に、3つの連続するヌクレオチド上に3つの同一の修飾の1つのモチーフを表す。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のセンス鎖は、3つの連続するヌクレオチド上に3つの同一の修飾の少なくとも1つのモチーフを含み、モチーフの1つは、センス鎖の切断部位に存在する。例えば、センス鎖は、5’末端から7~15位以内の3つの連続するヌクレオチド上に3つの2’-F修飾の少なくとも1つのモチーフを含み得る。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のアンチセンス鎖は、3つの連続するヌクレオチド上に3つの同一の修飾の少なくとも1つのモチーフを含み、モチーフの1つは、アンチセンス鎖の切断部位又はその近傍に存在する。例えば、アンチセンス鎖は、5’末端から9~15位以内の3つの連続するヌクレオチド上に3つの2’-O-メチル修飾の少なくとも1つのモチーフを含み得る。
17~23ヌクレオチド長の二重鎖領域を有するdsRNA剤の場合、アンチセンス鎖の切断部位は、典型的には、5’末端から概ね10~12位である。従って、3つの同一の修飾のモチーフは、アンチセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチドから数えて、又はアンチセンス鎖の5’末端から1番目の二重鎖領域内の対合ヌクレオチドから数えて、アンチセンス鎖の9~11位;10~12位;11~13位;12~14位;又は13~15位に存在し得る。アンチセンス鎖の切断部位もまた、5’末端からの二重鎖領域の長さに応じて変化し得る。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、それぞれ14~30ヌクレオチドを有するセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、このセンス鎖は、3つの連続するヌクレオチド上に3つの同一の修飾の少なくとも2つのモチーフを含み、モチーフの少なくとも1つが、鎖内の切断部位又はその近傍に存在し、モチーフの少なくとも1つが、切断部位のモチーフから少なくともヌクレオチド1つ離れている鎖の別の部分に存在する。一実施形態では、アンチセンス鎖はまた、3つの連続するヌクレオチド上に3つの同一の修飾の少なくとも1つのモチーフを含み、モチーフの少なくとも1つは、鎖内の切断部位又はその近傍に存在する。センス鎖の切断部位又はその近傍に存在するモチーフの修飾は、アンチセンス鎖の切断部位又はその近傍に存在するモチーフの修飾とは異なる。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、それぞれ14~30ヌクレオチドを有するセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、このセンス鎖は、3つの連続するヌクレオチド上に3つの2’-F修飾の少なくとも1つのモチーフを含み、モチーフの少なくとも1つは、鎖の切断部位又はその近傍に存在する。一実施形態では、アンチセンス鎖はまた、切断部位又はその近傍の3つの連続するヌクレオチド上に3つの2’-O-メチル修飾の少なくとも1つのモチーフを含む。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、それぞれ14~30ヌクレオチドを有するセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、このセンス鎖は、5’末端から9位、10位、11位の3つの連続するヌクレオチド上に3つの2’-F修飾の少なくとも1つのモチーフを含み、このアンチセンス鎖は、5’末端から11位、12位、13位の3つの連続するヌクレオチド上に3つの2’-O-メチル修飾の少なくとも1つのモチーフを含む。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、以下の特徴:
(a)(i)18~23ヌクレオチド長;
(ii)7~15位の3つの連続する2’-F修飾を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)18~23ヌクレオチド長;
(ii)鎖のどこかの少なくとも2’-F修飾;及び
(iii)(5’末端から数えて)最初の5つのヌクレオチドにおける少なくとも2つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、をさらに含み;
キラル修飾dsRNA剤は、少なくとも1つの鎖の1つ又は複数の位置に結合された1つ又は複数の親油性部分を有し、且つ
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有するか、又は二重鎖の両末端に2つの平滑末端を有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、以下の特徴:
(a)(i)18~23ヌクレオチド長;
(ii)4つ未満の2’-F修飾を有するセンス鎖;
(b)(i)18~23ヌクレオチド長;
(ii)12未満の2’-F修飾;及び
(iii)(5’末端から数えて)最初の5つのヌクレオチドにおける少なくとも2つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、をさらに含み;
キラル修飾dsRNA剤は、少なくとも1つの鎖の1つ又は複数の位置に結合された1つ又は複数の親油性部分を有し、且つ
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有するか、又は二重鎖の両末端に2つの平滑末端を有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、以下の特徴:
(a)(i)19~35ヌクレオチド長;
(ii)4つ未満の2’-F修飾を有するセンス鎖;
(b)(i)19~35ヌクレオチド長;
(ii)12未満の2’-F修飾;及び
(iii)(5’末端から数えて)最初の5つのヌクレオチドにおける少なくとも2つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、をさらに含み;
二重鎖領域は、19~25(好ましくは、19、20、21、又は22)塩基対である;
キラル修飾dsRNA剤は、少なくとも1つの鎖の1つ又は複数の位置に結合された1つ又は複数の親油性部分を有し、且つ
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有するか、又は二重鎖の両末端に2つの平滑末端を有する。
特定の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)21ヌクレオチド長;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)(5’末端から数えて)3位、5位、7位、9~11位、13位、17位、19位、及び21位の2’-F修飾、及び2位、4位、6位、8位、12位、14~16位、18位、及び20位の2’-OMe修飾、及び1位の2’-F又は2’-OMeのいずれかでの修飾;及び
(iv)Rp配置又はSp配置のいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)23ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、3位、5位、9位、11~13位、15位、17位、19位、21位、及び23位の2’-OMe修飾、及び2位、4位、6~8位、10位、14位、16位、18位、20位、及び22位の2’F修飾;及び
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含み;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
別の特定の実施形態では、本発明のキラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)21ヌクレオチド長;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)(5’末端から数えて)3位、5位、7位、9~11位、13位、15位、17位、19位、及び21位の2’-F修飾、及び2位、4位、6位、8位、12位、14位、16位、18位、及び20位の2’-OMe修飾、及び1位の2’-F又は2’-OMeのいずれかでの修飾;及び
(iv)Rp配置又はSp配置又はラセミのいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)23ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、3位、5位、7位、9位、11~13位、15位、17位、19位、及び21~23位の2’-OMe修飾、及び2位、4位、6位、8位、10位、14位、16位、18位、及び20位の2’F修飾;及び
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含み;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
別の特定の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)21ヌクレオチド長;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)(5’末端から数えて)1~6位、8位、10位、及び12~21位の2’-OMe修飾、7位及び9位の2’-F修飾、及び11位のデオキシヌクレオチド(例えば、dT);及び
(iv)Rp配置又はSp配置又はラセミのいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)23ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、3位、7位、9位、11位、13位、15位、17位、及び19~23位の2’-OMe修飾、及び2位、4~6位、8位、10位、12位、14位、16位、及び18位の2’-F修飾;及び
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含み;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
別の特定の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)21ヌクレオチド長;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)1~6位、8位、10位、12位、14位、及び16~21位の2’-OMe修飾、及び7位、9位、11位、13位、及び15位の2’-F修飾;及び
(iv)Rp配置又はSp配置又はラセミのいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)23ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、5位、7位、9位、11位、13位、15位、17位、19位、及び21~23位の2’-OMe修飾、及び2~4位、6位、8位、10位、12位、14位、16位、18位、及び20位の2’-F修飾;及び
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含み;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
別の特定の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)21ヌクレオチド長;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)1~9位及び12~21位の2’-OMe修飾、及び10位及び11位の2’-F修飾:
(iv)Rp配置又はSp配置又はラセミのいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)23ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、3位、5位、7位、9位、11~13位、15位、17位、19位、及び21~23位の2’-OMe修飾、及び2位、4位、6位、8位、10位、14位、16位、18位、及び20位の2’-F修飾;及び
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含み;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
別の特定の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)21ヌクレオチド長;;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)3位、5位、7位、9~11位、及び13位の2’-F修飾、及び2位、4位、6位、8位、12位、及び14~21位の2’-OMe修飾、及び1位の2’-F又は2’-OMeのいずれかでの修飾;及び
(iv)Rp配置又はSp配置又はラセミのいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)23ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、3位、5~7位、9位、11~13位、15位、17~19位、及び21~23位の2’-OMe修飾、及び2位、4位、8位、10位、14位、16位、及び20位の2’-F修飾;及び
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含み;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
別の特定の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)21ヌクレオチド長;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)1位、2位、4位、6位、8位、12位、14位、15位、17位、及び19~21位の2’-OMe修飾、及び3位、5位、7位、9~11位、13位、16位、及び18位の2’-F修飾;及び
(iv)Rp配置又はSp配置又はラセミのいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)25ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、4位、6位、7位、9位、11~13位、15位、17位、及び19~23位の2’-OMe修飾、2位、3位、5位、8位、10位、14位、16位、及び18位の2’-F修飾、及び24位及び25位のデオキシヌクレオチド(例えば、dT);並びに
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含み;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に4ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
別の特定の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)21ヌクレオチド長;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)1~6位、8位、12~21位の2’-OMe修飾、及び7位及び9~11位の2’-F修飾;及び
(iv)Rp配置又はSp配置又はラセミのいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)23ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、3~5位、7位、8位、10~13位、15位、及び17~23位の2’-OMe修飾、及び2位、6位、9位、14位、及び16位の2’-F修飾;及び
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含み;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
別の特定の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)21ヌクレオチド長;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)1~6位、8位、及び12~21位の2’-OMe修飾、及び7位及び9~11位の2’-F修飾;及び
(iv)Rp配置又はSp配置又はラセミのいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)23ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、3~5位、7位、10~13位、15位、及び17~23位の2’-OMe修飾、及び2位、6位、8位、9位、14位、及び16位の2’-F修飾;及び
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含み;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
別の特定の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は:
(a)(i)19ヌクレオチド長;
(ii)3価分岐リンカーを介して付着した3つのGalNAc誘導体を含む、3’末端に付着したASGPRリガンド;
(iii)1~4位、6位、及び10~19位の2’-OMe修飾、及び5位及び7~9位の2’-F修飾;及び
(iv)Rp配置又はSp配置又はラセミのいずれかにある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するセンス鎖;並びに
(b)(i)21ヌクレオチド長;
(ii)(5’末端から数えて)1位、3~5位、7位、10~13位、15位、及び17~21位の2’-OMe修飾、及び2位、6位、8位、9位、14位、及び16位の2’-F修飾;及び
(iii)Rp配置にある結合リン原子を有する、5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合、及びSp配置にある結合リン原子を有する、3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するアンチセンス鎖、を含む;
キラル修飾dsRNA剤は、アンチセンス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハング、及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を有する。
一実施形態では、本明細書に記載のキラル修飾dsRNA剤は、dsRNA二重鎖中に少なくとも1つ、少なくとも2つ、又は少なくとも3つの熱不安定化修飾をさらに含む。一実施形態では、少なくとも1つの熱不安定化修飾は、アンチセンス鎖のシード領域にある。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のキラル修飾dsRNA剤は、以下の基準の1つ又は複数を含む:
1.低いGC含量、好ましくは約30~52%。
2.アンチセンス鎖上のdsRNAの15~19位にある少なくとも2つ、好ましくは少なくとも3つのA又はU塩基。
3.センス鎖の19位のA塩基。
4.センス鎖の3位のA塩基。
5.センス鎖の10位のU塩基。
6.センス鎖の14位のA塩基。
7.センス鎖の19位のC以外の塩基。
8.センス鎖の13位のG以外の塩基。
9.Tmは、50℃超、37℃超、30℃超、又は20℃超で不安定であり得る、dsRNA二重鎖の一方の鎖の分子間又は分子内構造をもたらす内部反復の特性を指す。
10.センス鎖の5位のU以外の塩基。
11.センス鎖の11位のA以外の塩基。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、上記の基準の少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、少なくとも8つ、少なくとも9つ、少なくとも10つ、又はすべてを含む。
本発明の別の態様は、標的遺伝子の発現を阻害することができるキラル修飾dsRNA剤に関する。キラル修飾dsRNA剤は、センス鎖及びアンチセンス鎖を含み、各鎖は14~40ヌクレオチドを有する。キラル修飾dsRNA剤は、上記のような3つ以上の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。センス鎖は、5’末端に向いた1つ又は複数の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。アンチセンス鎖は、5’末端に向いた1つ又は複数の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合、及び3’末端に向いた1つ又は複数の部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。センス鎖及びアンチセンス鎖は、5’末端に向いたキラル結合及び3’末端に向いたキラル結合又はそれらの組み合わせ以外の内部の位置に1つ又は複数のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合に関するキラル修飾dsRNA剤の第1の態様において上述された各実施形態は、本発明のこの態様に適用される。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のセンス鎖は、センス鎖の切断部位にエンドヌクレアーゼ感受性修飾ヌクレオチドをさらに含む。一例では、エンドヌクレアーゼ感受性修飾ヌクレオチドは、センス鎖の5’末端から11位にある。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のアンチセンス鎖は、2’-OMe修飾の立体バルク(steric bulk)以下の立体バルクをヌクレオチドに提供する3番目の修飾ヌクレオチドをさらに含み、この3番目の修飾ヌクレオチドは、アンチセンス鎖の5’末端から6~10位にある。例えば、3番目の修飾ヌクレオチドは、アンチセンス鎖の5’末端から10位にある。
本発明はさらに、標的遺伝子の発現を阻害するための、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤の使用に関する。一実施形態では、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤は、in vitroで標的遺伝子の発現を阻害するために使用される。
本発明はさらに、in vivoでの対象における標的遺伝子の発現の阻害に使用するための、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤に関する。対象は、任意の動物、好ましくは哺乳動物、より好ましくはマウス、ラット、ヒツジ、ウシ、イヌ、ネコ、又はヒトであり得る。
一態様では、本発明は、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤、及び薬学的に許容される担体又は賦形剤を含む医薬組成物に関する。
別の態様では、本発明は、対象における標的遺伝子の発現を阻害するための方法を提供し、この方法は、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤を、標的遺伝子の発現を阻害するのに十分な量で対象に投与する工程を含む。キラル修飾dsRNA剤は、皮下投与又は静脈内投与により投与することができる。
本発明の別の態様は、皮下投与又は静脈内投与によって対象の特定の標的にdsRNA剤を送達するための方法を提供する。
分析IEXクロマトグラフィーでのセンス鎖及びアンチセンス鎖のPSジアステレオマーDMTの分離:(a)1PSセンス鎖のRp/Sp及び2PSアンチセンス鎖の4つすべてのジアステレオマー。 ホスホロチオエート(PS)ジヌクレオチドジアステレオマーの合成及び分離:(a)ホスホラミダイトカップリング、PS結合への硫化、ホスホロチオエートジヌクレオチドジアステレオマーの分離、及びキラル純粋PS-ジヌクレオチドホスホラミダイトビルディングブロックの合成、(b)ジアステレオマーの分離後のジヌクレオチドの薄層クロマトグラム:上部スポット=速く溶出するジアステレオマー、mix=上部スポットと下部スポットの共スポット、下部スポット=遅く溶出するジアステレオマー(小文字のu、a、g=2’OMeヌクレオシド、小文字のs=PS結合、大文字+f=2’F-ヌクレオシド)。 mrTTR及びC5におけるin vitro自由取り込みIC50値。 キラル的に純粋な1PS化合物のRISCローディングデータ。PS番号:si19;R@1-2:si20;S@1-2:si21;R@22-23:si22;S@22-23:si23。 キラル的に純粋な3PS修飾化合物のRISCローディングデータ。 9量体RNA配列5’-CGU GA-3’を有するhAgol PAZの結晶構造。 in vivo mrTTRサイレンシングの結果。 in vivo C5サイレンシングの結果。 siRNA肝臓レベル(a)及びAgo2ローディング(b)。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット);上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドU sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドAOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドA sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドAOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドGOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドU sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドAOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドU sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドAOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 キラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドGOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:SVPDEとのインキュベーションの48時間後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 5日間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの5日後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 5日間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの5日後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドU sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドAOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドA sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドAOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドGOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 5日間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドGOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC上部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの5日後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 5日間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの5日後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 5日間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドUOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの5日後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドU sUOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドAOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドA sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドAOMe sUの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 48時間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドGOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとのインキュベーションの48時間後。 5日間の反応時間後のキラル純粋ホスホロチオエートジヌクレオチドGOMe sAOMeの逆相HPLCプロフィール(TLC下部スポット):上部:対照:下部:PDIIとの反応。 イオン交換分離中の2’-Fセンス鎖の異性体溶出プロフィール。R異性体は、DMT-オンでのS異性体よりも後に溶出し(上部)、DMTが除去されるとこのSpよりも早く溶出した(下部)。 イオン交換分離中の2’-OMeセンス鎖の異性体溶出プロフィール。R異性体は、DMT-オンでのS異性体よりも後に溶出し(上部)、DMTが除去されるとより早く溶出した(下部)。 5’末端配置のみが異なる粗DMT-オンのアンチセンス鎖の混合物のイオン交換分析の結果。両方の混合化合物の3’末端配置は、R(上部)又はS(下部)のいずれかであった。最初に溶出した異性体をSと呼ぶことにした。 5’末端配置のみが異なる粗DMT-オフのアンチセンス鎖の混合物のイオン交換分析の結果。両方の混合化合物の3’末端配置は、R(上部)又はS(下部)のいずれかであった。これらの条件下で異性体を共溶出した。 示されたオリゴヌクレオチドのSVPD分解プロフィール。 A-156820及びA-156821のイオン交換分析の結果。上述の比率で混合した後のイオン交換分析中の精製C5 2’OMeセンス鎖の異性体溶出。 3’末端配置のみが異なる精製DMT-オフのアンチセンス鎖の混合物のイオン交換分析の結果。5’末端配置は、R(上部)又はS(下部)であった。最初に溶出した異性体をRと呼ぶことにした。 と決定された、55.05ppmに共鳴ピークを示すセンス鎖A-156820の31P-NMR。 と決定された、57.28ppmに共鳴ピークを示すセンス鎖A-156821の31P-NMR。 -Rと決定された、アンチセンス鎖A-156822.A-156822の31P-NMR。 -Sと決定された、アンチセンス鎖A-156823の31P-NMR。 -Rと決定された、アンチセンス鎖A-156824の31P-NMR。 -Sと決定された、アンチセンス鎖A-l56825の31P-NMR。 DMT-オフ(左側)及びDMT-オンの(右側)A-122625のイオン交換分離の結果。 粗異性体混合物からの異性体の陰イオン交換精製の結果。 イオン交換クロマトグラフィーによるDMTの除去前(左側の列)及び除去後(右側の列)に分析された画分プール。 A-122625の異性体のIEX分析。 DMT-オンの粗A-141381及びA-141382のイオン交換クロマトグラム。 A-141381及びA-141382のPS異性体の分離を示すクロマトグラムの結果。 pH11陰イオン交換分析(16分で31~57%、1mL/分、Dionex DNAPac PA200 4mm×250mmカラムを使用)による、センス鎖A-141381の異性体の最終純度。 pH11 IEX(16分で31~57%、1mL/分、Dionex DNAPac PA200 4mm×250mmカラムを使用)によるA-141382の分析。 DMT-オフのA-122625のイオン交換分析の結果。 A-122625の4つのジアステレオマーのピーク分解能を示す、DMT-オンのA-122625のイオン交換分析の結果。 異性体2(5’S-3’S)の31P-NMRスペクトル。 異性体3(5’R-3’R)の31P-NMRスペクトル。 異性体4(5’R-3’S)の31P-NMRスペクトル。 4つすべての異性体を含む混合物の31P-NMRスペクトル。 SVPDの存在下での時間の関数としての完全長A-122615。 DMT-オンのA-141381及びA-141382のイオン交換クロマトグラフィーの結果。 A-141381の異性体の31P-NMRスペクトルの結果。異性体1(S)。 A-141381の異性体の31P-NMRスペクトルの結果。異性体2(R)。 A-141382の異性体の31P-NMRスペクトル。異性体1(S)。 A-141382の異性体の31P-NMRスペクトル。異性体2(R)。 DMT-オフのA-141381及びA-141382のイオン交換クロマトグラフィーの結果。 mrTTR ELF In Vitro IC50-自由取り込み及びトランスフェクション。3’末端にSpSpを有する化合物は、in vivoの結果と一致して、最高の活性を示す。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;ラセミを表す。 m/rTTR ELF 3PSキラル純粋対照の有効性及び持続時間。Rp/Rp-Sp及びSp/Rp-Spは6PS mixと同程度の活性であり、どちらもより良い持続時間を有する。Sp/Rp-SpはRp/Rp-Spよりも優れている。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 内部3’末端AS位置に追加のキラルPSを有する化合物の有効性及び持続時間。3’SpSpキラリティーを有するキラル純粋4PSは、6PS mix及びRp/Rp-Spキラル純粋対照よりもかなり活性が高い。内部3’AS位置にRp配置を追加しても、Rp/Rp-Spを超える改善はなかった。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 内部5’末端AS位置に追加のキラルPSを有する化合物の有効性及び持続時間。5’RpRp又はRpSpキラリティーを有するキラル純粋4PSは、6PS mix(又はRp/Rp-Spキラル純粋対照)を超えて活性を改善しない。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 ラットにおけるm/rTTR ELF 5PS及び6PSキラル純粋の有効性及び持続時間。キラル純粋4PS Rp/Rp-SpSpは、5PS Rp/RpRp-SpSpと同程度の活性であった。キラル純粋5PS Rp/RpRp-SpSpは、6PS mix-mix/RpRp-SpSpと同程度の活性であった。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 追加の5’末端内部PS(センス及びアンチセンス上)は、持続時間の改善を示す。ASの内部5’末端におけるSp異性体は効力を維持し、Rpと同様に持続時間を改善した。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 ラットにおけるm/rTTR ELF 4PS及び5PSキラル純粋の有効性及び持続時間。3’末端SpSpを有する両方のキラル純粋化合物は、6PS mix、Rp/Rp-Spキラル純粋対照、及び4PS Rp/Rp-RpSpよりもかなり活性が高い。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 キラルPS異性体を含むsiRNA二重鎖の全肝臓レベル。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 キラルPS異性体を有するsiRNA二重鎖のAgo2レベル。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 Ago2にローディングされたアンチセンス鎖の全肝臓レベルのパーセント。Rp/RpRp-SpSpは、Ago2で優れたローディング又は滞留時間の増加を示し得る。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 肝臓レベル及びAgo2ローディング分析を補完するための7日目の遺伝子発現。Rp-SpSp及びRpRp-SpSpのアンチセンス鎖はよく似ており、Rp-Spよりも強力であり、Rp-RpSpよりもわずかに優れている。7日目では、Rp-SpSp及びRpRp-SpSpは同様の効力を有するが、持続時間の点で異なる振る舞いをし得る。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;mixはラセミを表す。 49日目までのin vivoマウス用量反応試験。Rp/Rp-RpSp及びRp/Rp-SpSpの設計は、マウスの用量群全体でほぼ同じように振舞っていた(どちらも6PS mixと比較して優れている)。ラットでは、利点はRp/Rp-SpSp設計(又は3’末端SpSp配置を有する任意の設計)に限定されていた。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;混合物はラセミを表す。 ラットでのm/rTTR経過観察持続時間試験-21日目のデータ。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し;混合物はラセミを表す。 m/rTTR持続時間試験-3’末端SSS及びRSS異性体。3’末端SSに比べて3’末端SSS及びRSSの両方の効力がわずかに向上;既知の3’エキソヌクレアーゼ選択と一致した、この位置における追加のS異性体での持続時間の改善。 センス鎖混合物及び単一オーバーハングについてのm/rTTR持続時間試験の結果。Mix/R-SSはR/R-SSに等しい。R/R-S(単一オーバーハング)は、6PS mix(及びR/R-S二重オーバーハング)と同じ効力を有し;代謝安定性の結果と一致し:3’末端SS二重オーバーハングはin vivoで安定し、効力を大幅に向上させる。 5’末端S/ASの1PS及び2PS混合物についてのm/rTTRの結果。Mix/Mix-SSはR/R-SSと同様の効果を有し;5’末端2PS混合物二重鎖は、それほど強力ではなく、6PS mixに近い。 PSの異性体は、hAgo2で特徴的なRISCローディングを示す。センス鎖ローディングは、アッセイ対照AD-57727で通常見られるよりも低い。3PS、4PS、及び5PS混合二重鎖のローディングは低すぎる。Rp-SpSpアンチセンス配置は、明らかにhAGO2ローディングに最適な配置であり、in vivoデータと一致している。Rp-RpSpアンチセンスは、Rp-SpSpと比較して大幅に減少したローディングを示した。アンチセンスの3’末端への3番目の異性体の追加により(RpかSpかにかかわらず)ローディングが減少した。図面のR及びSの表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を示し;mix/混合物はラセミを表す。 雌ラットにおけるm/rTTR siRNA-GalNAcコンジュゲートセンス鎖及びアンチセンス鎖の1日目のin vivo代謝安定性プロフィール。 雌ラットにおけるm/rTTR siRNA-GalNAcコンジュゲートセンス鎖及びアンチセンス鎖の7日目のin vivo代謝安定性プロフィール。 雌ラットにおけるm/rTTR siRNA-GalNAcコンジュゲートセンス鎖及びアンチセンス鎖の1日目及び7日目の相対的in vivo代謝安定性プロフィール。 LC-MS(図98C)によって測定された内部標準(IS)に対する鎖シグナル強度によって分析された、10mg/kgの単回用量での雌ラット(n=3)におけるF12 siRNA及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の1日目(図98A)及び4日目(図98B)の相対的in vivo代謝安定性プロフィール。 図98-1の続き LC-MSによって分析された、10mg/kgの単回投与時のマウス(n=1)におけるF12及びAngtpl3(ANG)siRNA及びそれらのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の1日目(図99A)及び7日目(図99B)の相対的in vivo代謝安定性プロフィール。 LC-MSによって分析された、1mg/kgの単回投与時のNHP(n=1)におけるF12 siRNA及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の1日目及び7日目の相対的in vivo代謝安定性プロフィール。 LC-MS(図101B)によって分析された、3mg/kgの単回投与時のNHP(n=1)におけるAngptl3(ANG)及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の1日目及び7日目の相対的in vivo代謝安定性プロフィール(図101A)。 LC-MS(図102C)によって分析された、1.5又は0.5mg/kgの単回投与時のNHP(n=1)におけるF12配列1及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の1日目(図102A)及び7日目(図102B)の相対的in vivo代謝安定性プロフィール。 図102-1の続き LC-MS(図103B)によって分析された、1mg/kgの単回投与時のNHP(n=1)におけるF12配列2及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の1日目及び7日目の相対的in vivo代謝安定性プロフィール(図103A)。 ラットにおけるF12 ELF及びそのキラルPS siRNA型の持続時間試験。図104Aは、使用したF12 PSキラル修飾siRNAの構成モチーフ、使用した動物及び用量、及び試験期間を含む、持続時間試験の試験デザインを示す。図104Bは、ラットにおける持続時間試験に使用したF12 ELF異性体の一覧を示す。 図104Cは、50日目までのF12 ELFの持続時間試験の結果を示す。 ラットにおけるF12 ELF siRNA及びそのセンス鎖キラルPS異性体のin vivo相対的タンパク質発現レベル。図105Aは、使用したF12 PSキラル修飾siRNAの構成モチーフ、使用した用量、及び試験期間を含む、持続時間試験の試験デザインを示す。 図105Bは、ラットにおける持続時間試験に使用したF12 ELFセンス鎖異性体の一覧を示す。図105Cは、28日目までのF12 ELFセンス鎖異性体の持続時間試験の結果を示す。 マウスにおけるF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型のin vivo相対的血漿発現レベル。図106Aは、使用したF12 PSキラル修飾siRNAの配列変数及び構成モチーフ、使用した用量、及び試験期間を含む試験デザインを示す。図106Bは、使用したF12 ELF異性体の一覧を示す。 図106Cは、35日目までのF12 ELF相対的血漿発現レベルの結果を示す。 初代マウス肝細胞及び初代カニクイザル肝細胞におけるF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型のin vitro自由取り込み及びトランスフェクションIC50の結果。図107Aは、使用したF12 ELFキラル修飾siRNAの配列及び構成モチーフの一覧を示す。 図107Bは、初代マウス及びカニクイザルの肝細胞におけるin vitro自由取り込みIC50の結果を示す。図107Cは、初代マウス及びカニクイザルの肝細胞におけるin vitroトランスフェクションIC50の結果を示す。 NHPにおけるF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型の評価。図108Aは、使用したF12 ELFキラル修飾siRNAの用量、配列、及び構成モチーフの一覧を示す。図108Bは、NHPにおける血漿薬力学(PD)の結果(F12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型の相対的血漿レベル)を示す。 図108Cは、NHPにおける血漿薬物動態(PK)の結果を示す。図108Dは、NHPにおけるF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型の肝臓レベルを示す。 図108Eは、NHPにおけるペプチドによるアルゴノートタンパク質親和性精製(Ago-APP)及び肝臓におけるRISCにローディングされたアンチセンスの結果を示す。 初代マウス肝細胞及び初代カニクイザル肝細胞におけるC5、F12、hAGT siRNA及びそれらのキラルPS siRNA型のin vitro自由取り込みIC50の結果。図109Aは、使用したキラル修飾siRNAの配列及び構成モチーフの一覧を示す。 図109Bは、初代マウス及びカニクイザル肝細胞におけるin vitro自由取り込みIC50の結果を示す。 マウスにおけるC5、F12、hAGT siRNA及びそれらのキラルPS siRNA型のin vivo活性。図110Aは、使用したキラル修飾siRNAの構成モチーフ、使用した用量、及び試験期間を含む試験デザインを示す。 図110Bは、使用したすべての配列の一覧を示す。図110Cは、28日目又は48日目までの相対的発現レベルの結果を示す。 NHPにおけるF12及びAngptl3(ANG)siRNA及びそれらのキラルPS siRNA型の評価。図111Aは、使用したキラル修飾siRNAの構成モチーフ、及び使用した動物及び用量の一覧を示す。図111Bは、使用したすべての配列の一覧を示す。 図111Cは、NHPにおけるF12配列1 siRNA及びそのキラルPS siRNA型の血漿薬力学(PD)の結果(相対的血漿レベル)を示す。図111Dは、NHPにおけるF12配列2及びAngptl3(ANG)siRNA及びそれらのキラルPS siRNA型の血漿薬力学(PD)の結果(相対的血漿レベル)を示す。
すべての図面において、すべての図面における「R」及び「S」の表示は、結合リン原子のRp配置及びSp配置を表し、「mix」の表示は、ラセミ混合物の配置を表す。
本発明は、標的遺伝子発現の阻害に有利である少なくとも1つのリガンドに任意選択により結合されたdsRNA剤、並びに治療的使用に適したRNAi組成物のための効果的な立体化学的解決策を提供する。発明者らは、目的のオリゴヌクレオチドの特定の立体異性体である新規な化学物質を発見した。すなわち、本発明は、主鎖キラル中心の特定のパターン(すなわち、キラル結合リン立体化学(Rp/Sp)の特定のパターン)を含むdsRNA剤の実質的に純粋な調製物を提供する。
本発明の実施形態は、キラル修飾dsRNA剤の個々の立体異性体が互いに異なる安定性及び/又は活性を示し得ることを実証する。例えば、オリゴヌクレオチド(例えば、dsRNA剤)の部位特異的(例えば、末端の)位置にキラル修飾ヌクレオチド間結合を含めることによって達成される安定性の改善は、修飾された主鎖結合、塩基、及び/又は糖の使用によって(例えば、特定のタイプの修飾されたリン酸、2’-修飾、塩基修飾などの使用によって)達成される安定性の改善に匹敵する、又はそれ以上であり得る。また、dsRNA剤を含めることによって達成される活性の改善は、修飾された主鎖結合、塩基、及び/又は糖の使用によって(例えば、特定のタイプの修飾されたリン酸、2’-修飾、塩基修飾などの使用によって)達成される安定性の改善に匹敵する、又はそれ以上であり得る。
dsRNA剤は、キラル修飾されている、すなわち、dsRNA剤は、部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。キラル修飾dsRNA剤は、オリゴヌクレオチドの末端領域におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合、例えば、最初の1つ、2つ、3つ、又は4つ、又は5つのヌクレオチド間結合(すなわち、それぞれ1位と2位のジヌクレオチド間のヌクレオチド間結合、2位と3位のジヌクレオチド間のヌクレオチド間結合、3位と4位のジヌクレオチド間のヌクレオチド間結合、4位と5位のジヌクレオチド間のヌクレオチド間結合、又は5位と6位のジヌクレオチド間のヌクレオチド間結合)を有する。ヌクレオチド間結合に対する末端のキラル修飾は、5’末端、3’末端、又は5’末端と3’末端の両方に存在し得る。ヌクレオチド間結合に対する末端のキラル修飾は、センス鎖、アンチセンス鎖、又はセンス鎖とアンチセンス鎖の両方に存在し得る。部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合におけるキラル結合リン原子のそれぞれは、Rp配置又はSp配置のいずれかであり得る。
いくつかの実施形態では、ヌクレオチド間結合に対するキラル修飾は、センス鎖及び/又はアンチセンス鎖の5’末端及び/又は3’末端の最初の1つ又は2つのヌクレオチド間結合に存在する。典型的には、センス鎖及びアンチセンス鎖の両方は、部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
一実施形態では、センス鎖は、部位特異的(例えば、末端の)ラセミヌクレオチド間結合を含み、アンチセンス鎖は、部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。別の実施形態では、センス鎖は、天然のホスホジエステルヌクレオチド間結合のみを含み、アンチセンス鎖は、部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
本発明は、キラル修飾dsRNA剤の個々の立体異性体の実質的にキラル的に純粋な調製物を提供する。「キラル的に純粋な」という語句は、キラル中心(例えば、部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合のキラル結合リン原子)に対して単一のジアステレオマー形態で存在するキラル制御オリゴヌクレオチド(例えば、キラル修飾dsRNA剤)を説明するために使用される。キラル制御オリゴヌクレオチド(例えば、キラル修飾dsRNA剤)のキラル純度は、ds純度(ジアステレオ選択性)、すなわち、ジアステレオマー混合物中の主要なジアステレオマーのパーセンテージによって測定することができる。例えば、キラル結合リン原子に対するキラル修飾dsRNA剤のキラル純度は、キラル結合リン原子に対するds純度(ジアステレオ選択性)によって測定することができる。
キラル制御オリゴヌクレオチドのキラル純度を特徴付ける1つの方法は、オリゴヌクレオチドレベルにおいてである。例えば、キラル修飾dsRNA剤は、3つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を有し得る:(i)センス鎖の5’末端に向いた1つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合;(ii)アンチセンス鎖の5’末端に向いた1つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合、及び(iii)アンチセンス鎖の3’末端に向いた1つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合。従って、このdsRNAのセンス鎖は、2つのジアステレオマー形態:R又はS(RはRp配置を表し、SはSp配置を表す)を有し、それぞれは、キラル修飾ヌクレオチド間結合のキラル結合リン原子に対して単一のジアステレオマー形態を示す。例えば、センス鎖のRジアステレオ異性体が95%のds純度を有する場合、これは、このキラル修飾センス鎖のRジアステレオ異性体の割合が95%であることを意味する。従って、このdsRNAのアンチセンス鎖は、R-R、R-S、S-R、又はS-Sの4つのジアステレオマー形態を有し、それぞれは、キラル修飾ヌクレオチド間結合のキラル結合リン原子に対して単一のジアステレオマー形態を示す。例えば、アンチセンス鎖のR-Rジアステレオ異性体が95%のds純度を有する場合、これは、このキラル修飾アンチセンス鎖のR-Rジアステレオ異性体の割合が95%であることを意味する。
キラル制御dsRNA剤のキラル純度はまた、dsRNAレベルで特徴付けることができる。例えば、上記のように同じ3つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を有するキラル修飾dsRNA剤は、8つのジアステレオマー形態:R/R-R、R/R-S、R/S-R、R/S-S、S/R-R、S/R-S、S/S-R、又はS/S-Sを有し、それぞれは、キラル修飾ヌクレオチド間結合のキラル結合リン原子に対して単一のジアステレオマー形態を示す。この場合、例えば、95%のds純度のR/R-Sジアステレオ異性体は、このキラル修飾dsRNA試薬のR/R-Sジアステレオ異性体の割合が95%であることを意味する。
或いは、キラル制御オリゴヌクレオチドのキラル純度は、ジヌクレオチドレベルで特徴付けることができる。例えば、上記のように同じ3つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を有するキラル修飾dsRNA剤は、3つの末端位置それぞれにキラル修飾ヌクレオチド間結合を含むジヌクレオチドビルディングブロックを有すると考えることができる。従って、3つのジヌクレオチドビルディングブロックのそれぞれは、2つのジアステレオマー形態:R又はSを有し、それぞれがキラル修飾ヌクレオチド間結合のキラル結合リン原子に対して単一のジアステレオマー形態を示す。例えば、ジヌクレオチドビルディングブロックのRジアステレオ異性体が95%のds純度を有する場合、これは、ジヌクレオチドビルディングブロックのRジアステレオ異性体の割合が95%であることを意味する。
いくつかの実施形態では、キラル制御オリゴヌクレオチド(例えば、キラル修飾dsRNA剤)のキラル純度は、その調製プロセスにおける各カップリング工程の立体選択性によって制御することができる。例えば、カップリング工程が60%の立体選択性(例えば、ジアステレオ選択性)を有する(カップリング工程によって形成された新たなヌクレオチド間結合の60%が目的の立体化学を有する)場合、そのようなカップリング工程後に形成された新たなヌクレオチド間結合は、60%のキラル純度を有すると言うことができる。いくつかの実施形態では、各カップリング工程は、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、又は少なくとも99.5%の立体選択性を有する。いくつかの実施形態では、各カップリング工程は、実質的に100%の立体選択制を有する、例えば、分析方法(例えば、NMR、HPLCなど)によるカップリング工程による実質的にすべての検出可能な産物は目的の立体選択制を有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、3つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合:(i)センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合);(ii)アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)、及び(iii)アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)を含む。これらの3つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を有するキラル修飾dsRNA剤は、8つのジアステレオマー形態:R/R-R、R/R-S、R/S-R、R/S-S、S/R-R、S/R-S、S/S-R、又はS/S-Sを有し、それぞれは、キラル修飾ヌクレオチド間結合のキラル結合リン原子に対して単一のジアステレオマー形態を示す。
例えば、S/R-Sは、(i)結合リン原子がSp配置にある、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)、(ii)結合リン原子がRp配置にある、アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)、及び(iii)結合リン原子がSp配置にある、アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)を有するジアステレオマー形態を表す。
一実施形態では、R/R-Rジアステレオマー形態のキラル修飾dsRNA剤が提供され、そのキラル純度は、少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%である。
一実施形態では、R/R-Sジアステレオマー形態のキラル修飾dsRNA剤が提供され、そのキラル純度は、少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%である。
一実施形態では、R/S-Rジアステレオマー形態のキラル修飾dsRNA剤が提供され、そのキラル純度は、少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%である。
一実施形態では、R/S-Sジアステレオマー形態のキラル修飾dsRNA剤が提供され、そのキラル純度は、少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%である。
一実施形態では、S/R-Rジアステレオマー形態のキラル修飾dsRNA剤が提供され、そのキラル純度は、少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%である。
一実施形態では、S/R-Sジアステレオマー形態のキラル修飾dsRNA剤が提供され、そのキラル純度は、少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%である。
一実施形態では、S/S-Rジアステレオマー形態のキラル修飾dsRNA剤が提供され、そのキラル純度は、少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%である。
一実施形態では、S/S-Sジアステレオマー形態のキラル修飾dsRNA剤が提供され、そのキラル純度は、少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、又は実質的に100%である。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、4つの末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。一実施形態では、ヌクレオチド間結合に対するキラル修飾(例えば、ホスホロチオエート修飾)は、センス鎖及びアンチセンス鎖の5’末端及び3’の両末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する。一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、(i)センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)、(ii)アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)、(iii)アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合);及び(iv)センス鎖の5’末端、アンチセンス鎖の5’末端、及びアンチセンス鎖の3’末端のうちの1つの2番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)を有する。
4つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含むキラル修飾dsRNA剤についてのこれらの実施形態では、各キラル結合リン原子は、Rp配置又はSp配置のいずれかであり得る。一実施形態では、アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合における結合リン原子はSp配置を有し;アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合における結合リン原子はRp配置を有し;且つセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合における結合リン原子は、Rp配置又はSp配置のいずれかを有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、5つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、(i)センス鎖及びアンチセンス鎖の5’末端及び3’の両末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在するヌクレオチド間結合に対するキラル修飾(例えば、ホスホロチオエート修飾);及び(ii)センス鎖の5’末端、アンチセンス鎖の5’末端、及びアンチセンス鎖の3’末端の1つの2番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)を有する。一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、(i)センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合);(ii)アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)、(iii)アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合);及び(iv)センス鎖の5’末端、アンチセンス鎖の5’末端、及びアンチセンス鎖の3’末端のうちの2つの2番目のヌクレオチド間結合における2つのキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)を有する。
5つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含むキラル修飾dsRNA剤についてのこれらの実施形態では、キラル結合リン原子のそれぞれは、Rp配置又はSp配置のいずれかであり得る。一実施形態では、アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合における結合リン原子はSp配置を有し;アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合における結合リン原子はRp配置を有し;且つセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合における結合リン原子は、Rp配置又はSp配置のいずれかを有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、6つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、(i)センス鎖の5’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合における2つのキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)、(ii)アンチセンス鎖の5’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合における2つのキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合);及び(iii)アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合における2つのキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)を有する。
6つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含むキラル修飾dsRNA剤のこれらの実施形態では、キラル結合リン原子のそれぞれは、Rp配置又はSp配置のいずれかであり得る。一実施形態では、アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合における結合リン原子はSp配置を有し;アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合における結合リン原子はRp配置を有し;且つセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合における結合リン原子は、Rp配置又はSp配置のいずれかを有する。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、7つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
いくつかの実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、8つの部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む。
オリゴヌクレオチド合成の一般的な参考文献:キラル修飾dsRNA剤のヌクレオチドは、固相合成を用いるオリゴリボヌクレオチドを調製する一般的な方法を使用して調製することができる。例えば、“Oligonucleotide synthesis,a practical approach”,Ed.M.J.Gait,IRL Press,1984;“Oligonucleotides and Analogues,A Practical Approach”,Ed.F.Eckstein, IRL Press,1991(especially Chapter 1,Modern machine-aided methods of oligodeoxyribonucleotide synthesis,Chapter 2, Oligoribonucleotide synthesis,Chapter 3,2’-O-Methyloligoribonucleotide- s:synthesis and applications,Chapter 4,Phosphorothioate oligonucleotides,Chapter 5,Synthesis of oligonucleotide phosphorodithioates,Chapter 6,Synthesis of oligo-2’-deoxyribonucleoside methylphosphonates,and.Chapter 7,Oligodeoxynucleotides containing modified bases.)を参照されたい。他の特に有用な合成手順、試薬、ブロッキング基、及び反応条件は、Martin,P.,Helv.Chim.Acta,1995,78,486-504;Beaucage,S.L.and Iyer,R.P.,Tetrahedron,1992,48,2223-2311 and Beaucage,S.L.and Iyer,R.P.,Tetrahedron,1993,49,6123-6194、又は本明細書で言及される参考文献に記載されている。オリゴヌクレオチドの化学修飾は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、国際公開第00/44895号パンフレット、同第01/75164号パンフレット、及び同第02/44321号パンフレットに記載されている。オリゴヌクレオチドのさらなる合成方法及びそれらの化学修飾は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第8,106,022号明細書で確認することができる。
リン酸基合成の参考文献:ホスフィネートオリゴリボヌクレオチドの調製は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,508,270号明細書に記載されている。アルキルホスホネートオリゴリボヌクレオチドの調製は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第4,469,863号明細書に記載されている。ホスホラミダイトオリゴリボヌクレオチドの調製は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,256,775号明細書及び同第5,366,878号明細書に記載されている。ホスホトリエステルオリゴリボヌクレオチドの調製は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,023,243号明細書に記載されている。ボラノホスフェートオリゴリボヌクレオチドの調製は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,130,302号明細書及び同第5,177,198号明細書に記載されている。3’-デオキシ-3’-アミノホスホラミダイトオリゴリボヌクレオチドの調製は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,476,925号明細書に記載されている。3’-デオキシ-3’-メチレンホスホネートオリゴリボヌクレオチドは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、An,H,et al.J.Org.Chem.2001,66,2789-2801に記載されている。硫黄架橋ヌクレオチドの調製は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Sproat et al.Nucleosides Nucleotides 1988,7,651 and Crosstick et al.Tetrahedron Lett.1989,30,4693に記載されている。
糖基合成の参考文献:2’修飾の修飾は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Verma,S.et al.Annu.Rev.Biochem.1998,67,99-134で確認することができる。リボースの特定の修飾は以下の文献で確認することができる:参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2’-fluoro(Kawasaki et.al.,J.Med.Chem.,1993,36,831-841),2’-MOE(Martin,P.Helv.Chim.Acta 1996,79,1930-1938),“LNA”(Wengel,J.Acc.Chem.Res.1999,32,301-310)。
末端修飾の参考文献:末端修飾は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Manoharan,M.et al.Antisense and Nucleic Acid Drug Development 12,103-128(2002)に記載されている。
塩基合成の参考文献:N-2置換プリンヌクレオシドアミダイトは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,459,255号明細書に記載されているように調製することができる。3-デアザプリンヌクレオシドアミダイトは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,457,191号明細書に記載されているように調製することができる。5,6-置換ピリミジンヌクレオシドアミダイトは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,614,617号明細書に記載されているように調製することができる。5-プロピニルピリミジンヌクレオシドアミダイトは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,484,908号明細書に記載されているように調製することができる。
キラル制御オリゴヌクレオチドのキラル的に純粋な(又は実質的にキラル的に純粋な)ジアステレオ異性体形態を調製する一般的な方法は、参照によりその全体が組みこまれる米国特許出願公開第2017/0037399号明細書で確認することができる。
単一のジアステレオマー形態のキラル修飾dsRNA剤は、オリゴヌクレオチドレベルで、又はジヌクレオチドビルディングブロックのジアステレオマー形態をカップリングすることによって調製することができる。
オリゴヌクレオチドレベルでキラル修飾dsRNA剤の単一のジアステレオマー形態を調製する場合、センス鎖及びアンチセンス鎖のそれぞれは、上記の一般的なオリゴヌクレオチド合成方法に従って合成することができ、例えば上記のリン酸基合成方法に基づいて、キラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、所望の位置のホスホロチオエートヌクレオチド間結合)が組み込まれる。得られるエピマー混合物は、当業者に公知の方法によって個々のジアステレオマーに分離することができる。次いで、キラル修飾RNA剤のキラル的に純粋な(又は実質的にキラル的に純粋な)ジアステレオ異性体形態は、キラル修飾センス鎖の単一のジアステレオ異性体形態をキラル修飾アンチセンス鎖の単一のジアステレオ異性体形態とアニーリングすることによって調製することができる。
ジヌクレオチドビルディングブロックレベルでキラル修飾dsRNA剤の単一のジアステレオマー形態を調製する場合、dsRNA剤を、上記の一般的なオリゴヌクレオチド合成方法に従って合成することができる。望ましい部位特異的(例えば、末端の)キラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)のそれぞれを、キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む対応するジヌクレオチドビルディングブロックをカップリングすることによってdsRNA剤に導入することができる。ジヌクレオチドビルディングブロックのそれぞれを、例えば、上記のリン酸基合成法に基づいて、ジヌクレオチド間にキラル修飾ヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)を組み込むことで合成することができる。得られたエピマー混合物を、当業者に公知の方法により個々のジアステレオマーに分離することができる。次いで、キラル修飾RNA剤のキラル的に純粋な(又は実質的にキラル的に純粋な)ジアステレオ異性体形態を、ジヌクレオチドビルディングブロックのそれぞれの単一のジアステレオ異性体形態をdsRNA剤の所望の位置にカップリングすることによって調製することができる。
キラル修飾RNA剤のキラル的に純粋な(又は実質的にキラル的に純粋な)ジアステレオ異性体形態の調製についてのさらなる詳細は、実施例で確認することができる。
本発明者らはまた、アンチセンス鎖の5’末端のヌクレオチド2位及び14位に2’-OMe修飾を有すると、dsRNA剤の遺伝子サイレンシング活性を抑制することを見出した。アンチセンス鎖及び/又はセンス鎖の特定の位置の2’-OMe修飾よりも立体的嵩高さが小さい化学修飾を非リボース、非環状、又は主鎖における2’位又は同等の位置に導入することにより、dsRNA剤は、遺伝子サイレンシング活性を取り戻すことができた。本発明者らはまた、アンチセンス鎖のseed領域(即ち、アンチセンス鎖の5’末端の2位~8位)の反対側の部位でセンス鎖に熱不安定化ヌクレオチドを導入すると、遺伝子サイレンシング活性が改善されと断定した。
キラル修飾dsRNA剤のセンス鎖及びアンチセンス鎖は完全に修飾することができる。キラル修飾dsRNA剤は、任意選択により、例えばセンス鎖上のアシアロ糖タンパク質受容体(ASGPR)リガンドとコンジュゲートする。得られるキラル修飾dsRNA剤は、効果的なin vivo遺伝子サイレンシング活性を示す。
従って、本発明は、標的遺伝子の発現を阻害することができるキラル修飾二本鎖RNAi(dsRNA)剤を提供する。キラル修飾dsRNA剤は、センス鎖及びアンチセンス鎖を含む。各鎖は、12~40のヌクレオチド長さの範囲とすることができる。例えば、各鎖は、14~40のヌクレオチド長さ、17~37のヌクレオチド長さ、25~37のヌクレオチド長さ、27~30のヌクレオチド長さ、17~23のヌクレオチド長さ、17~21のヌクレオチド長さ、17~19のヌクレオチド長さ、19~25のヌクレオチド長さ、19~23のヌクレオチド長さ、19~21のヌクレオチド長さ、21~25のヌクレオチド長さ、又は21~23のヌクレオチド長さの範囲とすることができる。
センス鎖及びアンチセンス鎖は、二重鎖dsRNAを形成する。二重鎖領域は、12~40のヌクレオチド対の長さとすることができる。例えば、二重鎖領域は、14~40のヌクレオチド対の長さ、17~30のヌクレオチド対の長さ、25~35のヌクレオチド対の長さ、27~35のヌクレオチド対の長さ、17~23のヌクレオチド対の長さ、17~21のヌクレオチド対の長さ、17~19のヌクレオチド対の長さ、19~25のヌクレオチド対の長さ、19~23のヌクレオチド対の長さ、19~21のヌクレオチド対の長さ、21~25のヌクレオチド対の長さ、又は21~23のヌクレオチド対の長さとすることができる。別の例では、二重鎖領域は、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、及び27のヌクレオチド対の長さから選択される。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、鎖の3’末端、5’末端、又は両末端に1つ以上のオーバーハング領域及び/又はキャッピング基を含む。オーバーハングは、1~10のヌクレオチド長さ、1~6のヌクレオチド長さ、例えば、2~6のヌクレオチド長さ、1~5のヌクレオチド長さ、2~5のヌクレオチド長さ、1~4のヌクレオチド長さ、2~4のヌクレオチド長さ、1~3のヌクレオチド長さ、2~3のヌクレオチド長さ、又は1~2のヌクレオチド長さとすることができる。オーバーハングは、一方の鎖が他方の鎖よりも長い結果、又は同じ長さの2本の鎖がシフトした結果として起こり得る。オーバーハングは、標的mRNAとのミスマッチを形成し得る、又はオーバーハングは、標的とされる遺伝子配列に相補的であっても良いし、若しくは他の配列であっても良い。第1の鎖と第2の鎖は、例えば、ヘアピンを形成する追加の塩基によって、又は他の非塩基リンカーによって接続することができる。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のオーバーハング領域におけるヌクレオチドはそれぞれ独立して、限定されるものではないが、2’-糖修飾、例えば、2-F、2’-O-メチル、チミジン(T)、2’-O-メトキシエチル-5-メチルウリジン(Teo)、2’-O-メトキシエチルアデノシン(Aeo)、2’-O-メトキシエチル-5-メチルシチジン(m5Ceo)、及びこれらの任意の組み合わせを含め、修飾されたヌクレオチドであっても良いし、又は非修飾ヌクレオチドであっても良い。例えば、TTは、いずれかの鎖のいずれかの末端のオーバーハング配列とすることができる。オーバーハングは、標的mRNAとのミスマッチを形成し得る、又はオーバーハングは、標的とされる遺伝子配列に相補的であっても良いし、若しくは他の配列であっても良い。
キラル修飾dsRNA剤のセンス鎖、アンチセンス鎖、又は両方の鎖における5’又は3’オーバーハングは、リン酸化されても良い。一部の実施形態では、オーバーハング領域は、間にホスホロチオエートを有する2つのヌクレオチドを含み、この2つのヌクレオチドは、同じヌクレオチドでも良いし、異なるヌクレオチドでも良い。一実施形態では、オーバーハングは、センス鎖、アンチセンス鎖、又は両方の鎖の3’末端に存在する。一実施形態では、この3’オーバーハングは、アンチセンス鎖に存在する。一実施形態では、この3’オーバーハングは、センス鎖に存在する。
キラル修飾dsRNA剤は、全体の安定性に影響を与えずに、キラル修飾dsRNAの干渉活性を高めることができる1つのオーバーハングのみを含み得る。例えば、一本鎖オーバーハングは、センス鎖の3’末端、或いはアンチセンス鎖の3’末端に位置する。dsRNAは、アンチセンス鎖の5’末端(又はセンス鎖の3’末端)に位置する平滑末端を有しても良いし、又はこの逆であっても良い。一般に、アンチセンス鎖は、3’末端のヌクレオチドオーバーハングを有し、5’末端は平滑である。理論に拘束されるものではないが、非対称な、アンチセンス鎖の5’末端の平滑末端とアンチセンス鎖の3’末端オーバーハングは、RISCプロセスに付加されるガイド鎖を好む。例えば、1つのオーバーハングは、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、又は10ヌクレオチド長を有する。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤はまた、dsRNA二重鎖の両末端に2つの平滑末端を有し得る。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、19ヌクレオチド長の平滑末端二本鎖(double ended bluntmer)であり、センス鎖は、少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドを含み、この少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドは、アンチセンス鎖のseed領域(即ち、アンチセンス鎖の5’末端の2位~8位)の反対側の部位又はその近傍に存在する。例えば、熱不安定化ヌクレオチドは、センス鎖の5’末端の14位~17位の間に存在する。アンチセンス鎖は、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さい少なくとも2つの修飾核酸を含み;好ましくは、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さいこの2つの修飾核酸は、アンチセンス鎖の5’末端の2位及び14位にある。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、20ヌクレオチド長の平滑末端二本鎖であり、センス鎖は、少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドを含み、この少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドは、アンチセンス鎖のseed領域(即ち、アンチセンス鎖の5’末端の2位~8位)の反対側の部位又はその近傍に存在する。例えば、熱不安定化ヌクレオチドは、センス鎖の5’末端の14位~17位の間に存在する。アンチセンス鎖は、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さい少なくとも2つの修飾核酸を含み;好ましくは、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さいこの2つの修飾核酸は、アンチセンス鎖の5’末端の2位及び14位にある。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、21ヌクレオチド長の平滑末端二本鎖であり、センス鎖は、少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドを含み、この少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドは、アンチセンス鎖のseed領域(即ち、アンチセンス鎖の5’末端の2位~8位)の反対側の部位又はその近傍に存在する。例えば、熱不安定化ヌクレオチドは、センス鎖の5’末端の14位~17位の間に存在する。アンチセンス鎖は、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さい少なくとも2つの修飾核酸を含み;好ましくは、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さいこの2つの修飾核酸は、アンチセンス鎖の5’末端の2位及び14位にある。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、21ヌクレオチド(nt)のセンス鎖及び23ヌクレオチド(nt)のアンチセンス鎖を含み、センス鎖は、少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドを含み、この少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドは、アンチセンス鎖のseed領域(即ち、アンチセンス鎖の5’末端の2位~8位)の反対側の部位又はその近傍に存在する。例えば、熱不安定化ヌクレオチドは、センス鎖が21ヌクレオチド長である場合は、センス鎖の5’末端の14位~17位の間に存在する。アンチセンス鎖は、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さい少なくとも2つの修飾核酸を含み;好ましくは、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さいこの2つの修飾核酸は、アンチセンス鎖の5’末端の2位及び14位にあり、dsRNAの一端は平滑であるが、他端は、2ヌクレオチドのオーバーハングを含む。好ましくは、2ヌクレオチドのオーバーハングは、アンチセンスの3’末端にある。任意選択により、dsRNAは、リガンド(好ましくは、受容体リガンド、即ち、ASGPRリガンド)をさらに含む。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、センス鎖及びアンチセンス鎖を含み:センス鎖は、25~30ヌクレオチド残基長であり、5’末端のヌクレオチド(1位)から始まり、前記センス鎖の1位~23位は、少なくとも8つのリボヌクレオチドを含み;アンチセンス鎖は、36~66のヌクレオチド残基の長さであり、3’末端のヌクレオチドから始まり、少なくとも8つのリボヌクレオチドが、センス鎖の1位~23位と対合して二重鎖を形成する位置にあり;アンチセンス鎖の少なくとも3’末端のヌクレオチドが、センス鎖と対合せず、最大6つの連続した3’末端のヌクレオチドがセンス鎖と対合せず、これにより1~6ヌクレオチドの3’一本鎖オーバーハングが形成され;アンチセンス鎖の5’末端は、センス鎖と対合しない10~30の連続したヌクレオチドを含み、これにより10~30のヌクレオチドの一本鎖5’オーバーハングが形成され;少なくともセンス鎖の5’末端及び3’末端のヌクレオチドが、センス鎖及びアンチセンス鎖が最大の相補性が得られるように整列されたときにアンチセンス鎖のヌクレオチドと塩基対合し、これによりセンス鎖とアンチセンス鎖との間にかなりの二重鎖領域が形成され;そして前記二本鎖核酸が哺乳動物細胞に導入されたときに標的遺伝子の発現が減少するように、アンチセンス鎖が、アンチセンス鎖の長さの少なくとも19のリボヌクレオチドに沿って標的RNAに対して十分に相補的であり;そしてセンス鎖が、少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドを含み、この少なくとも1つの熱不安定化ヌクレオチドが、アンチセンス鎖のseed領域(即ち、アンチセンス鎖の5’末端の2位~8位)の反対側の部位又はその近傍に存在する。例えば、熱不安定化ヌクレオチドは、センス鎖の5’末端の14位~17位の間に存在する。アンチセンス鎖は、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さい少なくとも2つの修飾核酸を含み;好ましくは、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さいこの2つの修飾核酸は、アンチセンス鎖の5’末端の2位及び14位にある。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、センス鎖及びアンチセンス鎖を含み、前記キラル修飾dsRNA剤は、少なくとも25、最大で29のヌクレオチド長を有するセンス鎖、及び最大で30のヌクレオチド長を有するアンチセンス鎖を含み、このセンス鎖は、5’末端の11位に酵素分解されやすい修飾ヌクレオチドを含む。アンチセンス鎖は、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さい2つの修飾核酸を含み、この2つの修飾核酸は、アンチセンス鎖の5’末端の2位及び14位にあり;前記センス鎖の前記3’末端と前記アンチセンス鎖の前記5’末端が平滑末端を形成し、前記アンチセンス鎖が、その3’末端でセンス鎖よりも1~4ヌクレオチド長く、二重鎖領域が少なくとも25ヌクレオチド長であり、前記キラル修飾dsRNA剤が哺乳動物細胞に導入されたときに標的遺伝子の発現が減少するように、前記アンチセンス鎖が、前記アンチセンス鎖の長さの少なくとも19のヌクレオチドに沿って標的mRNAに対して十分に相補的であり、前記キラル修飾dsRNAのダイサー切断が、前記アンチセンス鎖の前記3’末端を含むsiRNAに優先的に生じ、これにより哺乳動物での標的遺伝子の発現が減少する。任意選択により、キラル修飾dsRNA剤は、リガンドをさらに含む。
一実施形態では、センス鎖は、5’末端の11位に酵素分解されやすい修飾ヌクレオチドを含む。アンチセンス鎖は、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さい2つの修飾核酸を含み、この2つの修飾核酸は、アンチセンス鎖の5’末端の2位及び14位にある。
一実施形態では、アンチセンス鎖は、立体的要求の高い2’-OMeよりも小さい2つの修飾核酸を含み、この2つの修飾核酸は、アンチセンス鎖の5’末端の2位及び14位にある。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤のセンス鎖及びアンチセンス鎖における各ヌクレオチドを修飾しても良い。各ヌクレオチドは、同じ又は異なる修飾で修飾しても良く、この修飾は、非結合リン酸酸素及び/又は1つ以上の結合リン酸酸素の一方又は両方の1つ以上の変更;リボース糖の成分、例えば、リボース糖の2’ヒドロキシルの変更;リン酸部分の「脱リン酸」リンカー(“dephospho”linker)での大量の置換;天然の塩基の修飾又は置換;及びリボース-リン酸骨格の置換又は修飾を含み得る。
核酸がサブユニットの重合体であるため、多くの修飾、例えば、塩基、リン酸部分、又はリン酸部分の非結合Oの修飾は、核酸内の繰り返される位置に存在する。場合によっては、修飾は、核酸内の全ての目的の位置に存在するが、多くの場合はそうではない。一例として、修飾は、3’又は5’末端位置のみに存在しても良く、末端領域、例えば、末端ヌクレオチドの位置又は鎖の最後の2つ、3つ、4つ、5つ、又は10のヌクレオチドのみに存在しても良い。修飾は、二本鎖領域、一本鎖領域、又は両方に存在し得る。修飾は、RNAの二本鎖領域のみに存在しても良いし、又はRNAの一本鎖領域のみに存在しても良い。例えば、非結合酸素位置でのホスホロチオエート修飾は、一方若しくは両方の末端のみに存在しても良いし、末端領域、例えば、末端ヌクレオチドのある位置、又は鎖の最後の2つ、3つ、4つ、5つ、若しくは10のヌクレオチドのみに存在しても良いし、或いは二本鎖領域及び一本鎖領域、特に末端に存在しても良い。5’末端又は両末端は、リン酸化されても良い。
例えば、安定性を高めること、オーバーハングに特定の塩基を含めること、或いは一本鎖オーバーハング、例えば、5’若しくは3’オーバーハング、又は両方のオーバーハングに修飾ヌクレオチド若しくはヌクレオチド代用物を含めることが可能であろう。例えば、オーバーハングにプリンヌクレオチドを含めることが望ましい場合もある。一部の実施形態では、3’又は5’オーバーハングの全て又は一部の塩基を、例えば、本明細書に記載される修飾で修飾しても良い。修飾は、例えば、当分野で公知の修飾を用いたリボース糖の2’位での修飾の使用、例えば、核酸塩基のリボ糖ではなくデオキシリボヌクレオチド、2’-デオキシ-2’-フルオロ(2’-F)、又は2’-O-メチル修飾の使用、及びリン酸基の修飾、例えば、ホスホチオエート修飾を含み得る。オーバーハングは、標的配列と相同である必要はない。
一実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖の各残基は独立に、非環状ヌクレオチド、L-ヌクレオチド、2’-修飾L-ヌクレオチド、LNA、HNA、CeNA、2’-O-メトキシアルキル(例えば、2’-O-メトキシメチル、2’-O-メトキシエチル、又は2’-O-2-メトキシプロパニル)、2’-O-メチル、2’-O-アリル、2’-C-アリル、2’-デオキシ、又は2’-フルオロで修飾される。鎖は、1つ以上の修飾を含み得る。一実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖の各残基は独立に、2’-O-メチル又は2’-フルオロで修飾される。
少なくとも2つの異なる修飾が、典型的には、センス鎖及びアンチセンス鎖に存在する。これらの2つの修飾は、2’-デオキシ、2’-O-メチル若しくは2’-フルオロ、非環状核酸、又は他のものであっても良い。
一実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖はそれぞれ、2’-O-メチル又は2’-デオキシから選択される2つの異なって修飾されたヌクレオチドを含む。
一実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖の各残基は独立して、2’-O-メチルヌクレオチド、2’-デオキシヌクレオチド、2’-デオキシフルオロヌクレオチド、2’-O-N-メチルアセトアミド(2’-O-NMA)ヌクレオチド、2’-O-ジメチルアミノエトキシエチル(2’-O-DMAEOE)ヌクレオチド、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)ヌクレオチド、又は2’-ara-Fヌクレオチドで修飾される。
一実施形態では、部位特異的にキラル修飾dsRNAの各鎖の未修飾ヌクレオチドを含む前記ヌクレオチド修飾は、各鎖の5’末端から始まる任意のランダムな順序の不特定のパターン、任意の順序の1つ又は複数のパターンのストレッチに置かれる/配置される。このようなヌクレオチドパターン、ストレッチ、及び/又はパターンのストレッチにおける部位特異的キラル修飾結合は、すべての実験的細胞培養及びすべての動物において、in vitro、ex vivo、及びin vivoでのdsRNAの効力を調節する。前記dsRNAは、ヒト及び目的の他の動物において意図された疾患の兆候を処置するための医薬組成物を構成する。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、二重鎖内の標的との不一致又はそれらの組み合わせを含む。ミスマッチは、オーバーハング領域、又は二重鎖領域で生じ得る。塩基対は、解離又は融解(例えば、特定の対合の結合又は解離の自由エネルギーに対してであり、最も単純なアプローチは、個々の塩基対ベースで塩基対を評価することであるが、類縁又は同様の分析を用いることもできる)を促進する傾向に基づいてランク付けすることができる。解離の促進に関しては、A:Uは、G:Cよりも好ましく;G:UはG:Cよりも好ましく;I:CはG:Cよりも好ましい(I=イノシンである)。ミスマッチ、例えば、非正準な対合又は正準以外の対合(本明細書の他の部分に記載)は、正準な対合(A:T、A:U、G:C)よりも好ましく;ユニバーサル塩基を含む塩基対は、正準な対合よりも好ましい。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、A:U、G:U、I:Cの群から独立して選択することができるアンチセンス鎖の5’末端からの二重鎖領域内の最初の1つ、2つ、3つ、4つ、又は5つの塩基対の少なくとも1つ、及び二重鎖の5’末端におけるアンチセンス鎖の解離を促進するためのミスマッチ対合、例えば、非正準な対合若しくは正準以外の対合、又はユニバーサル塩基を含む対合を含む。
一実施形態では、アンチセンス鎖の5’末端からの二重鎖領域内の1位にあるヌクレオチドは、A、dA、dU、U、及びdTからなる群から選択される。或いは、ンチセンス鎖の5’末端からの二重鎖領域内の最初の1つ、2つ、又は3つの塩基対の少なくとも1つは、AU塩基対である。例えば、アンチセンス鎖の5’末端からの二重鎖領域内の最初の塩基対は、AU塩基対である。
本発明者らは、一本鎖又は二本鎖オリゴヌクレオチドの任意の位置におけるジヌクレオチドのホスホジエステル(PO)、ホスホロチオエート(PS)、及び/又はホスホロジチオエート(PS2)結合の3’末端への4’修飾及び/又は5’修飾ヌクレオチドの導入が、ヌクレオチド間結合に立体的影響を与えることができ、従ってヌクレオチド間結合をヌクレアーゼから保護する又は安定させることを見出した。
一実施形態では、5’修飾ヌクレオシドが、一本鎖又は二本鎖siRNAの任意の位置におけるジヌクレオチドの3’末端に導入される。例えば、5’アルキル化ヌクレオシドを、一本鎖又は二本鎖siRNAの任意の位置におけるジヌクレオチドの3’末端に導入することができる。リボース糖の5’位置のアルキル基は、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。例示的な5’アルキル化ヌクレオシドは、5’メチルヌクレオシドである。5’メチルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。
一実施形態では、4’修飾ヌクレオシドが、一本鎖又は二本鎖siRNAの任意の位置におけるジヌクレオチドの3’末端に導入される。例えば、4’アルキル化ヌクレオシドを、一本鎖又は二本鎖siRNAの任意の位置におけるジヌクレオチドの3’末端に導入することができる。リボース糖の4’位置のアルキル基は、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。例示的な4’アルキル化ヌクレオシドは、4’メチルヌクレオシドである。4’メチルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。或いは、4’-O-アルキル化ヌクレオシドは、一本鎖又は二本鎖siRNAの任意の位置におけるジヌクレオチドの3’末端に導入することができる。リボース糖の4’-O-アルキルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。例示的な4’-O-アルキル化ヌクレオシドは、4’-O-メチルヌクレオシドである。4’-O-メチルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。
一実施形態では、5’アルキル化ヌクレオシドが、キラル修飾dsRNAのセンス鎖又はアンチセンス鎖の任意の位置に導入され、このような修飾は、キラル修飾dsRNAの効力を維持又は改善する。5’アルキルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。例示的な5’アルキル化ヌクレオシドは、5’-メチルヌクレオシドである。5’-メチルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。
一実施形態では、4’アルキル化ヌクレオシドが、キラル修飾dsRNAのセンス鎖又はアンチセンス鎖の任意の位置に導入され、このような修飾は、キラル修飾dsRNAの効力を維持又は改善する。4’アルキルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。例示的な4’アルキル化ヌクレオシドは、4’-メチルヌクレオシドである。4’-メチルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。
一実施形態では、4’-O-アルキル化ヌクレオシドが、キラル修飾dsRNAのセンス鎖又はアンチセンス鎖の任意の位置に導入され、このような修飾は、キラル修飾dsRNAの効力を維持又は改善する。5’アルキルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。例示的な4’-O-アルキル化ヌクレオシドは、4’-O-メチルヌクレオシドである。4’-O-メチルは、ラセミ体又はキラル的に純粋なR若しくはS異性体であり得る。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、2’-5’結合(2’-H、2’-OH、及び2’-OMeを含み、P=O又はP=Sである)を含み得る。例えば、2’-5’結合修飾を使用して、ヌクレアーゼ耐性を促進する、若しくはセンス鎖とアンチセンス鎖の結合を阻害することができる、又はセンス鎖の5’末端で使用して、RISCによるセンス鎖の活性化を回避することができる。
別の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、L糖(例えば、2’-H、2’-OH、及び2’-OMeを含むLリボース、L-アラビノース)を含み得る。例えば、これらのL糖修飾を使用して、ヌクレアーゼ耐性を促進する、若しくはセンス鎖とアンチセンス鎖の結合を阻害することができる、又はセンス鎖の5’末端で使用して、RISCによるセンス鎖の活性化を回避することができる。
1つ以上の糖質部分のキラル修飾dsRNA剤に対するコンジュゲーションを含むキラル修飾dsRNA剤は、このdsRNA剤の1つ以上の特性を最適化し得る。多くの場合、糖質部分は、キラル修飾dsRNA剤の修飾サブユニットに付着する。例えば、キラル修飾dsRNA剤の1つ以上のリボヌクレオチドサブユニットのリボース糖を、別の部分、例えば、糖質リガンドが付着する非糖質担体(好ましくは環状)で置換することができる。サブユニットのリボース糖がこのように置換されたリボヌクレオチドサブユニットは、本明細書では、リボース置換修飾サブユニット(RRMS)と呼ばれる。環状担体は、炭素環系、即ち全ての環原子が炭素原子である環系であっても良いし、又は複素環系、即ち1つ以上の環原子が、ヘテロ原子、例えば、窒素、酸素、硫黄であり得る環系であっても良い。環状担体は、単環系であっても良いし、又は2つ以上の環、例えば、融合環を含んでも良い。環状担体は、完全に飽和した環系であっても良いし、又は1つ以上の二重結合を含んでも良い。
リガンドは、担体によってポリヌクレオチドに付着することができる。担体は、(i)少なくとも1つの「骨格付着点(backbone attachment point)」、好ましくは2つの「骨格付着点」、及び(ii)少なくとも1つの「テザー付着点(tethering attachment point)」を含む。本明細書で使用される「骨格付着点」は、官能基、例えば、ヒドロキシル基、又は一般に、リボ核酸の骨格、例えば、リン酸塩の骨格、若しくは、例えば、硫黄を含有する修飾リン酸塩の骨格への担体の組み込みに利用可能であり、且つ適した結合を指す。「テザー付着点」(TAP)は、一部の実施形態では、選択された部分を接続する環状担体の構成環原子、例えば、炭素原子又はヘテロ原子(骨格付着点を提供する原子とは異なる)を指す。この選択された部分は、例えば、糖質、例えば、単糖、二糖、三糖、四糖、オリゴ糖、及び多糖であり得る。任意選択で、選択された部分は、介在テザー(intervening tether)によって環状担体に接続される。従って、環状担体は、しばしば、官能基、例えば、アミノ基を含む、又は、一般に、別の化学物質、例えば、リガンドの構成環への組み込み又は連結(tethering)に適した結合を可能にする。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、担体を介してリガンドにコンジュゲートし、この担体は、環状基又は非環状基であり得;好ましくは、環状基は、ピロリジニル、ピラゾリニル、ピラゾリジニル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、[1,3]ジオキソラン、オキサゾリジニル、イソキサゾリジニル、モルホリニル、チアゾリジニル、イソチアゾリジニル、キノキサリニル、ピリダジノニル、テトラヒドロフリル、及びデカリンから選択され;好ましくは、非環状基は、セリノール骨格又はジエタノールアミン骨格から選択される。
キラル修飾dsRNAは、任意選択で、1つ以上のリガンドとコンジュゲートしても良い。リガンドは、3’末端、5’末端、又は両末端でセンス鎖、アンチセンス鎖、又は両鎖に付着することができる。例えば、リガンドは、センス鎖、特にセンス鎖の3’末端にコンジュゲートすることができる。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、5’リン酸化されるか、又は5’末端にホスホリル類似体を含む。5’リン酸修飾は、RISC媒介遺伝子サイレンシングに適合する修飾を含む。適切な修飾としては:5’-一リン酸((HO)(O)P-O-5’);5’-二リン酸((HO)(O)P-O-P(HO)(O)-O-5’);5’-三リン酸((HO)(O)P-O-(HO)(O)P-O-P(HO)(O)-O-5’);5’-グアノシンキャップ(7-メチル化又は非メチル化)(7m-G-O-5’-(HO)(O)P-O-(HO)(O)P-O-P(HO)(O)-O-5’);5’-アデノシンキャップ(Appp)、及び任意の修飾又は非修飾ヌクレオチドキャップ構造(N-O-5’-(HO)(O)P-O-(HO)(O)P-O-P(HO)(O)-O-5’);5’-モノチオホスフェート(ホスホロチオエート;(HO)(S)P-O-5’);5’-モノジチオホスフェート(ホスホロジチオエート;(HO)(HS)(S)P-O-5’)、5’-ホスホロチオレート((HO)2(O)P-S-5’);酸素/硫黄置換一リン酸、二リン酸、及び三リン酸(例えば、5’-α-チオ三リン酸、5’-γ-チオ三リン酸など)、5’-ホスホラミデート((HO)(O)P-NH-5’、(HO)(NH)(O)P-O-5’)、5’-アルキルホスホネート(R=アルキル=メチル、エチル、イソプロピル、プロピルなど、例えば、RP(OH)(O)-O-5’-、5’-アルケニルホスホネート(即ち、ビニル、置換ビニル)、(OH)(O)P-5’-CH2-)、5’-アルキルエーテルホスホネート(R=アルキルエーテル=メトキシメチル(MeOCH2-)、エトキシメチルなど、例えば、RP(OH)(O)-O-5’-)の任意のさらなる組み合わせが挙げられる。一例では、修飾は、キラル修飾dsRNA剤のアンチセンス鎖に配置することができる。
リガンド
多種多様な物質が、本発明のオリゴヌクレオチドに結合することができる。好ましい部分は、直接的に又は介在テザーを介して間接的に、好ましくは共有結合で結合されるリガンドである。
好ましい実施形態では、リガンドは、このリガンドが取り込まれる分子の分布、標的化、又は寿命を変更する。好ましい実施形態では、リガンドは、例えば、このようなリガンドが存在しない種と比較して、選択される標的、例えば、分子、細胞若しくは細胞型、区画、受容体、例えば、細胞若しくは器官の区画、組織、器官、又は体の領域に対する親和性を高める。選択される標的に対する親和性を高めるリガンドは、標的化リガンドとも呼ばれる。
一部のリガンドは、エンドソーム溶解特性を有し得る。エンドソーム溶解リガンドは、エンドソームの溶解、及び/又は本発明の組成物若しくはその成分のエンドソームから細胞の細胞質への輸送を促進する。エンドソーム溶解リガンドは、pH依存性の膜活性及び融合性を示すポリアニオン性ペプチド又はペプチド模倣体であっても良い。一実施形態では、エンドソーム溶解リガンドは、エンドソームのpHでその活性型立体構造をとると推定される。「活性型」立体構造とは、エンドソーム溶解リガンドが、エンドソームの溶解、及び/又は本発明の組成物若しくはその成分のエンドソームから細胞の細胞質への輸送を促進する立体構造のことである。例示的なエンドソーム溶解リガンドとしては、GALAペプチド(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Subbarao et al.,Biochemistry,1987,26:2964-2972)、EALAペプチド(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Vogel et al.,J.Am.Chem.Soc.,1996,118:1581-1586)、及びこれらの誘導体(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Turk et al.,Biochem.Biophys.Acta,2002,1559:56-68)が挙げられる。一実施形態では、エンドソーム溶解成分は、pHの変化に応じて電荷又はプロトン化の変化を起こす化学基(例えば、アミノ酸)を含み得る。エンドソーム溶解成分は、直鎖であっても、分岐鎖であっても良い。
リガンドは、輸送、ハイブリダイゼーション、及び特異性の特性を向上させることができ、結果として得られる天然オリゴリボヌクレオチド若しくは修飾オリゴリボヌクレオチド、又は本明細書に記載されるモノマー及び/若しくは天然リボヌクレオチド若しくは修飾リボヌクレオチドの任意の組み合わせを含むポリマー分子のヌクレアーゼ耐性も向上させることができる。
リガンドは、一般に、例えば、取り込みを増強するための治療用修飾因子;例えば、分布を監視するための診断化合物又はレポーター基;架橋剤;及びヌクレアーゼ耐性を付与する部分を含み得る。一般的な例として、脂質、ステロイド、ビタミン、糖、タンパク質、ペプチド、ポリアミン、及びペプチド模倣体が挙げられる。
リガンドとしては、天然に存在する物質、例えば、タンパク質(例えば、ヒト血清アルブミン(HSA)、低密度リポタンパク質(LDL)、高密度リポタンパク質(HDL)、若しくはグロブリン);糖質(例えば、デキストラン、プルラン、キチン、キトサン、イヌリン、シクロデキストリン、若しくはヒアルロン酸);又は脂質を挙げることができる。リガンドは、組換え分子又は合成分子、例えば、合成ポリマー、例えば、合成ポリアミノ酸、オリゴヌクレオチド(例えば、アプタマー)であっても良い。ポリアミノ酸を含むポリアミノ酸としては、ポリリジン(PLL)、ポリL-アスパラギン酸、ポリL-グルタミン酸、スチレン-無水マレイン酸コポリマー、ポリ(L-ラクチド-コ-グリコリド)コポリマー、ジビニルエーテル無水マレイン酸コポリマー、N-(2-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミドコポリマー(HMPA)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリウレタン、ポリ(2-エチルアクリル酸)、N-イソプロピルアクリルアミドポリマー、又はポリホスファジンが挙げられる。ポリアミンの例として、ポリエチレンイミン、ポリリジン(PLL)、スペルミン、スペルミジン、ポリアミン、擬似ペプチド-ポリアミン、ペプチド模倣ポリアミン、デンドリマーポリアミン、アルギニン、アミジン、プロタミン、カチオン性脂質、カチオン性ポルフィリン、ポリアミンの第四級塩、又はアルファへリックスペプチドが挙げられる。
リガンドとして、標的化基、例えば、細胞標的化剤又は組織標的化剤、例えば、腎臓細胞などの特定の細胞型に結合するレクチン、糖タンパク質、脂質、若しくはタンパク質、例えば、抗体も挙げることができる。標的化基は、チロトロピン、メラノトロピン、レクチン、糖タンパク質、界面活性剤タンパク質A、ムチン糖質、多価ラクトース、多価ガラクトース、N-アセチル-ガラクトサミン、N-アセチル-グルコサミン、多価マンノース、多価フコース、グリコシル化ポリアミノ酸、多価ガラクトース、トランスフェリン、ビスホスホネート、ポリグルタミン酸塩、ポリアスパラギン酸塩、脂質、コレステロール、ステロイド、胆汁酸、葉酸塩、ビタミンB12、ビオチン、RGDペプチド、RGDペプチド模倣体、又はアプタマーであっても良い。
リガンドの他の例として、色素、挿入剤(例えば、アクリジン)、架橋剤(例えば、プソラレン、マイトマイシンC)、ポルフィリン(TPPC4、テキサフィリン、サフィリン)、多環式芳香族炭化水素(例えば、フェナジン、ジヒドロフェナジン)、人工エンドヌクレアーゼ又はキレート剤(例えば、EDTA)、親油性分子、例えば、コレステロール、コール酸、アダマンタン酢酸、1-ピレン酪酸、ジヒドロテストステロン、1,3-ビス-O(ヘキサデシル)グリセロール、ゲラニルオキシヘキシル基、ヘキサデシルグリセロール、ボルネオール、メントール、1,3-プロパンジオール、ヘプタデシル基、パルミチン酸、ミリスチン酸、O3-(オレオイル)リトコール酸、O3-(オレオイル)コレン酸、ジメトキシトリチル、若しくはフェノキサジン)及びペプチドコンジュゲート(例えば、アンテナペディアペプチド、Tatペプチド)、アルキル化剤、リン酸塩、アミノ、メルカプト、PEG(例えば、PEG-40K)、MPEG、[MPEG]、ポリアミノ、アルキル、置換アルキル、放射性標識マーカー、酵素、ハプテン(例えば、ビオチン)、輸送/吸収促進剤(例えば、アスピリン、ビタミンE、葉酸)、合成リボヌクレアーゼ(例えば、イミダゾール、ビスイミダゾール、ヒスタミン、イミダゾールクラスター、アクリジン-イミダゾールコンジュゲート、テトラアザマクロ環のEu3+複合体)、ジニトロフェニル、HRP、又はAPが挙げられる。
リガンドは、タンパク質、例えば、糖タンパク質、又はペプチド、例えば、共リガンドに対して特異的な親和性を有する分子、又は抗体、例えば、癌細胞、内皮細胞、若しくは骨細胞などの特定の細胞型に結合する抗体であっても良い。リガンドとして、ホルモン及びホルモン受容体も挙げることができる。リガンドとして、非ペプチド種、例えば、脂質、レクチン、糖質、ビタミン、コファクター、多価ラクトース、多価ガラクトース、N-アセチル-ガラクトサミン、N-アセチル-グルコサミン、多価マンノース、多価フコース、又はアプタマーも挙げることができる。リガンドは、例えば、リポ多糖、p38 MAPキナーゼの活性化因子、又はNF-κBの活性化因子であっても良い。
リガンドは、例えば、細胞の細胞骨格を破壊することによって、例えば、細胞の微小管、マイクロフィラメント、及び/又は中間径フィラメントを破壊することによって、iRNA剤の細胞内への取り込みを増大させることができる物質、例えば、薬物であっても良い。薬物は、例えば、タクソン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、サイトカラシン、ノコダゾール、ジャプラキノリド(japlakinolide)、ラトランクリンA、ファロイジン、スウィンホリドA、インダノシン、又はミオセルビン(myoservin)であっても良い。
リガンドは、例えば、炎症反応を活性化することによって、オリゴヌクレオチドの細胞への取り込みを増加させることができる。このような効果を有し得る例示的なリガンドとしては、腫瘍壊死因子α(TNF-α)、インターロイキン-1β、又はγインターフェロンが挙げられる。
一態様では、リガンドは、脂質又は脂質ベースの分子である。このような脂質又は脂質ベースの分子は、好ましくは血清タンパク質、例えば、ヒト血清アルブミン(HSA)に結合する。HSA結合リガンドは、コンジュゲートが、標的組織、例えば、体の非腎臓標的組織に分布するのを可能にする。例えば、標的組織は、肝臓の実質細胞を含む肝臓であっても良い。HSAに結合し得る他の分子もリガンドとして使用することができる。例えば、ナプロキセン又はアスピリンを使用することができる。脂質又は脂質ベースのリガンドは、(a)コンジュゲートの分解に対する耐性を増大させ、(b)標的細胞又は細胞膜への標的化又は輸送を増大させることができ、且つ/又は(c)血清タンパク質、例えば、HSAに対する結合を調節するために使用することができる。
脂質ベースのリガンドは、標的組織に対するコンジュゲートの結合を調節、例えば、制御するために使用することができる。例えば、HSAにより強く結合する脂質又は脂質ベースのリガンドは、腎臓を標的とする可能性が低く、従って、体内から除去される可能性が低い。HSAにそれほど強く結合しない脂質又は脂質ベースのリガンドは、コンジュゲートが腎臓を標的にするように使用することができる。
好ましい実施形態では、脂質ベースのリガンドはHSAに結合する。好ましくは、脂質ベースのリガンドは、コンジュゲートが、好ましくは非腎臓組織に分布するように、十分な親和性でHSAに結合する。しかしながら、好ましくは、この親和性は、HSA-リガンド結合が逆行できないほど強力ではない。
別の好ましい実施形態では、脂質ベースのリガンドは、HSAに対して弱く結合するか又は全く結合しないため、コンジュゲートが、好ましくは腎臓に分布する。腎細胞を標的とする他の部分も、脂質ベースのリガンドの代わりに、又はこれに加えて使用することができる。
別の態様では、リガンドは、標的細胞、例えば、増殖細胞によって取り込まれる部分、例えば、ビタミンである。これらは、例えば、悪性型又は非悪性型、例えば、癌細胞の望ましくない細胞増殖を特徴とする障害を治療するのに特に有用である。例示的なビタミンとしては、ビタミンA、E、及びKが挙げられる。他の例示的なビタミンとしては、ビタミンB、例えば、葉酸、B12、リボフラビン、ビオチン、ピリドキサール、又は癌細胞によって取り込まれる他のビタミン若しくは栄養素が挙げられる。また、HAS、低密度リポタンパク質(LDL)、及び高密度リポタンパク質(HDL)もが挙げられる。
別の態様では、リガンドは、細胞透過剤、好ましくはヘリックス型の細胞透過剤である。好ましくは、作用剤は両親媒性である。例示的な作用剤は、ペプチド、例えば、tat又はアンテナペディアである。作用剤がペプチドである場合、ペプチジル模倣体、反転異性体、非ペプチド結合又は偽ペプチド結合、及びD-アミノ酸の使用を含む修飾を施すことができる。好ましくは、このヘリックス型の細胞透過剤は、好ましくは親油性相及び疎油性相を有するアルファヘリックス型の作用剤である。
リガンドは、ペプチド又はペプチド模倣体であっても良い。ペプチド模倣体(本明細書ではオリゴペプチド模倣体とも呼ばれる)は、天然ペプチドと同様の定められた3次元構造に折り畳むことができる分子である。ペプチド部分又はペプチド模倣体部分は、約5~50のアミノ酸長さ、例えば、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、又は50のアミノ酸長さであっても良い。ペプチド又はペプチド模倣体は、例えば、細胞透過ペプチド、カチオン性ペプチド、両親媒性ペプチド、又は疎水性ペプチド(例えば、主にTyr、Trp、若しくはPheから構成される)であっても良い。ペプチド部分は、デンドリマーペプチド、拘束ペプチド、又は架橋ペプチドであっても良い。別の代替では、ペプチド部分は、疎水性の膜輸送配列(MTS)を含み得る。例示的な疎水性MTS含有ペプチドは、アミノ酸配列AAVALLPAVLLALLAPを有するRFGFである。疎水性MTSを含有するRFGF類似体(例えば、アミノ酸配列AALLPVLLAAP)も標的化部分であっても良い。ペプチド部分は、「送達」ペプチドであっても良く、この送達ペプチドは、ペプチド、オリゴヌクレオチド、及びタンパク質を含む大きな極性分子を、細胞膜を通過して運搬することができる。例えば、HIV Tatタンパク質由来の配列(GRKKRRQRRRPPQ)及びショウジョウバエアンテナペディアタンパク質由来の配列(RQIKIWFQNRRMKWKK)は、送達ペプチドとして機能できることが分かっている。ペプチド又はペプチド模倣体、例えば、ファージディスプレイライブラリー、又は1ビーズ1化合物(OBOC)コンビナトリアルライブラリーから特定されたペプチドは、DNAのランダム配列によってコードされても良い(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Lam et al.,Nature,354:82-84,1991)。好ましくは、組み込まれたモノマー単位を介してiRNA剤に連結されたペプチド又はペプチド模倣体は、細胞標的化ペプチド、例えば、アルギニン-グリシン-アスパラギン酸(RGD)-ペプチド又はRGD模倣体である。ペプチド部分は、約5つのアミノ酸長さ~約40のアミノ酸長さの範囲とすることができる。ペプチド部分は、例えば、安定性又は直接的な立体構造特性を高めるための、構造変化を有し得る。下記の構造変化のいずれも利用することができる。RGDペプチド部分は、内皮腫瘍細胞又は乳癌腫瘍細胞などの腫瘍細胞を標的とするために使用することができる(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Zitzmann et al.,Cancer Res.,62:5139-43,2002)。RGDペプチドは、肺、腎臓、脾臓、又は肝臓を含む種々の他の組織の腫瘍に対するiRNA剤の標的化を促進することができる(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Aoki et al.,Cancer Gene Therapy 8:783-787,2001)。好ましくは、RGDペプチドは、腎臓に対するiRNA剤の標的化を促進する。RGDペプチドは、直鎖又は環状であっても良く、特定の組織に対する標的化を促進するために修飾する、例えば、グリコシル化又はメチル化することができる。例えば、グリコシル化RGDペプチドは、αβを発現する腫瘍細胞にiRNA剤を送達することができる(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Haubner et al.,Jour.Nucl.Med.,42:326-336,2001)。増殖細胞に豊富なマーカーを標的とするペプチドを使用することができる。例えば、RGD含有ペプチド及びRGD含有ペプチド模倣体は、癌細胞、特に、インテグリンを提示する細胞を標的とすることができる。従って、RGDペプチド、RGDを含有する環状ペプチド、D-アミノ酸を含むRGDペプチド、及び合成RGD模倣体を使用することができる。RGDに加えて、インテグリンリガンドを標的とする他の部分を使用することもできる。一般に、このようなリガンドは、増殖細胞及び血管新生を制御するために使用することができる。この種のリガンドの好ましいコンジュゲートは、PECAM-1、VEGF、又は他の癌遺伝子、例えば、本明細書に記載される癌遺伝子を標的とする。
「細胞透過ペプチド」は、細胞、例えば、微生物細胞、例えば、細菌細胞若しくは真菌細胞、又は哺乳動物細胞、例えば、ヒト細胞を透過することができる。微生物細胞を透過するペプチドは、例えば、α-ヘリックス直鎖ペプチド(例えば、LL-37若しくはセロピンP1)、ジスルフィド結合含有ペプチド(例えば、α-ディフェンシン、β-ディフェンシン、若しくはバクテネシン)、又は1種若しくは2種の優勢なアミノ酸のみを含有するペプチド(例えば、PR-39若しくはインドリシジン)であっても良い。細胞透過ペプチドは、核局在化シグナル(NLS)も含み得る。例えば、細胞透過ペプチドは、HIV-1 gp41の融合ペプチドドメイン及びSV40ラージT抗原のNLSに由来する二部両親媒性ペプチド、例えば、MPGであっても良い(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Simeoni et al.,Nucl.Acids Res.31:2717-2724,2003)。
一実施形態では、標的化ペプチドは、両親媒性α-ヘリックスペプチドであっても良い。例示的な両親媒性α-ヘリックスペプチドとしては、限定されるものではないが、セクロピン、リコトキシン(lycotoxin)、パラダキシン(paradaxin)、ブフォリン、CPF、ボンビニン-様ペプチド(BLP)、カテリシジン、セラトトキシン(ceratotoxin)、エボヤ(S.clava)ペプチド、メクラウナギ腸抗菌ペプチド(HFIAP)、マガイニン、ブレビニン-2、デルマセプチン、メリチン、プレウロシジン、HAペプチド、アフリカツメガエルペプチド、エスクレンチニス-1(esculentinis-1)、及びカエリンが挙げられる。好ましくは、多数の因子が、ヘリックス安定性の完全性を維持すると見なされる。例えば、最大数のヘリックス安定化残基(例えばleu、ala、又はlys)を利用し、最小数のヘリックス不安定化残基(例えばプロリン、又は環状モノマー単位を利用する。キャッピング残基も考慮される(例えば、Glyは、例示的なN-キャッピング残基であり、且つ/又はC末端アミド化は、追加的な水素結合を実現してヘリックスを安定させるために使用することができる。i±3位、又はi±4位離間した、反対の電荷を有する残基間の塩架橋の形成によって安定させることができる。カチオン性残基、例えば、リジン、アルギニン、ホモ-アルギニン、オルニチン、又はヒスチジンは、アニオン性残基であるグルタミン酸又はアスパラギン酸と塩架橋を形成し得る。
ペプチドリガンド及びペプチド模倣体リガンドとしては、天然ペプチド又は修飾ペプチド、例えば、Dペプチド若しくはLペプチド;αペプチド、βペプチド、若しくはγペプチド;N-メチルペプチド;アザペプチド;1つ以上の尿素結合、チオ尿素結合、カルバミン酸結合、若しくはスルホニル尿素結合で置換された1つ以上のアミド結合、即ち、ペプチ結合を有するペプチド;又は環状ペプチドを有するリガンドが挙げられる。
標的化リガンドは、特定の受容体を標的とすることができるあらゆるリガンドであっても良い。例として、葉酸塩、GalNAc、ガラクトース、マンノース、マンノース-6P、糖クラスター、例えば、GalNAcクラスター、マンノースクラスター、ガラクトースクラスター、又はアプタマーが挙げられる。クラスターは、2つ以上の糖単位の組み合わせである。標的化リガンドは、インテグリン受容体リガンド、ケモカイン受容体リガンド、トランスフェリン、ビオチン、セロトニン受容体リガンド、PSMA、エンドセリン、GCPII、ソマトスタチン、LDLリガンド、及びHDLリガンドも含む。リガンドは、核酸、例えば、アプタマーをベースにしても良い。アプタマーは、未修飾でも良いし、又は本明細書に開示される修飾の任意の組み合わせを有しても良い。
エンドソーム放出剤としては、イミダゾール、ポリ又はオリゴイミダゾール、PEI、ペプチド、融合性ペプチド、ポリカーボキシレート、ポリカチオン、マスクオリゴ又はポリカチオン又はアニオン、アセタール、ポリアセタール、ケタール/ポリケチアル(polyketyal)、オルトエステル、マスク又は非マスクカチオン又はアニオン電荷を有するポリマー、マスク又は非マスクカチオン又はアニオン電荷を有するデンドリマーが挙げられる。
PKモジュレーターとは、薬物動態学的モジュレーターのことである。PKモジュレーターとしては、脂肪親和物、胆汁酸、ステロイド、リン脂質類似体、ペプチド、タンパク質結合剤、PEG、ビタミンなどが挙げられる。例示的なPKモジュレーターとしては、限定されるものではないが、コレステロール、脂肪酸、コール酸、リトコール酸、ジアルキルグリセリド、ジアシルグリセリド、リン脂質、スフィンゴ脂質、ナプロキセン、イブプロフェン、ビタミンE、ビオチンなどが挙げられる。多数のホスホロチオエート連結を含むオリゴヌクレオチドも、血清タンパク質に結合することが知られており、したがって、骨格に多数のホスホロチオエート連結を含む短鎖オリゴヌクレオチド、例えば、約5塩基、10塩基、15塩基、又は20塩基のオリゴヌクレオチドも、リガンドとして(例えば、PK調節リガンドとして)本発明に適用可能である。
加えて、血清成分(例えば、血清タンパク質)に結合するアプタマーも、PK調節リガンドとして本発明に適用可能である。
本発明に適用可能な他のリガンドコンジュゲートは、参照によりそれらの全開示内容が本明細書に組み入れられる、2004年8月10日出願の米国特許出願第10/916,185号明細書;2004年9月21日出願の同第10/946,873号明細書;2007年8月3日出願の同第10/833,934号明細書;2005年4月27日出願の同第11/115,989号明細書、及び2007年11月21日出願の同第11/944,227号明細書に記載されている。
2つ以上のリガンドが存在する場合、リガンドは、全て同じ特性を有しても良いし、全てが異なる特性を有しても良く、又は一部のリガンドが、同じ特性を有する一方、他のリガンドが異なる特性を有しても良い。例えば、リガンドは、標的化特性を有しても良いし、エンドソーム的活性を有して良いし、又はPK調節特性を有しても良い。好ましい実施形態では、全てのリガンドが異なる特性を有する。
リガンドは、様々な位置、例えば3’末端、5’末端、及び/又は内部位置で、オリゴヌクレオチドに結合することができる。好ましい実施形態では、リガンドは、介在テザー、例えば、本明細書に記載される担体を介してオリゴヌクレオチドに結合している。前記モノマーが成長している鎖に組み込まれる場合、リガンド又はテザーリガンドは、このモノマーに存在しても良い。一部の実施形態では、リガンドは、「前駆体」モノマーが、成長している鎖に組み込まれた後で、前記「前駆体」モノマーへの結合によって組み込むことができる。例えば、末端がアミノであるテザー(即ち、リガンドが結合されていない)、例えば、TAP-(CHNHを有するモノマーを、成長しているオリゴヌクレオチド鎖に組み込むことができる。これに続く作業、即ち、前駆体モノマーが鎖に組み込まれた後で、リガンドの求電子基と前駆体モノマーのテザーの末端求核基との結合によって、求電子基、例えば、ペンタフルオロフェニルエステル又はアルデヒド基を有するリガンドを、その後、前駆体モノマーに結合させることができる。
別の例では、クリック化学反応に参加するのに適した化学基を有するモノマーを、例えば、末端がアジド又はアルキンのテザー/リンカーに組み込むことができる。これに続く作業、即ち、前駆体モノマーが鎖に組み込まれた後で、相補的な化学基、例えば、アルキン又はアジドを有するリガンドを、アルキン及びアジドを共に結合することによって前駆体モノマーに結合することができる。
二本鎖オリゴヌクレオチドの場合、リガンドは、一方又は両方の鎖に結合することができる。一部の実施形態では、二本鎖iRNA剤は、センス鎖にコンジュゲートされたリガンドを含有する。他の実施形態では、二本鎖iRNA剤は、アンチセンス鎖にコンジュゲートされたリガンドを含有する。
一部の実施形態では、リガンドは、核酸分子の核酸塩基、糖部分、又はヌクレオシド間結合にコンジュゲートすることができる。プリン核酸塩基又はその誘導体に対するコンジュゲーションは、環内原子及び環外原子を含む任意の位置に生じ得る。一部の実施形態では、プリン核酸塩基の2位、6位、7位、又は8位が、コンジュゲート部分に結合している。また、ピリミジン核酸塩基又はその誘導体に対するコンジュゲーションは、どの位置で生じても良い。一部の実施形態では、ピリミジン核酸塩基の2位、5位、及び6位を、コンジュゲート部分と置換することができる。ヌクレオシドの糖部分に対するコンジュゲーションは、どの炭素原子で生じても良い。コンジュゲート部分に結合することができる糖部分の炭素原子の例には、2’、3’、及び5’炭素原子が挙げられる。1’位も、コンジュゲート部分、例えば、脱塩基残基に結合することができる。ヌクレオシド間結合も、コンジュゲート部分を保持することができる。リン含有結合(例えば、ホスホジエステル、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート(phosphorodithiotate)、及びホスホロアミデートなど)の場合、コンジュゲート部分は、リン原子に直接結合する、又はリン原子に結合しているO、N、又はS原子に結合することができる。アミン又はアミドを含有するヌクレオシド間結合(例えば、PNA)の場合、コンジュゲート部分は、アミン又はアミドの窒素原子に、又は隣接する炭素原子に結合することができる。
RNA干渉の分野におけるあらゆる適切なリガンドを使用することができるが、このようなリガンドは、典型的には、糖質、例えば、単糖(例えば、GalNAc)、二糖、三糖、四糖、多糖である。
リガンドを核酸にコンジュゲートさせるリンカーは、上述のリンカーを含む。例えば、リガンドは、一価、二価又は三価の分岐リンカーによって付着された1つ以上のGalNAc(N-アセチルグルコサミン)誘導体であっても良い。
一実施形態では、キラル修飾dsRNAは、次の式(IV)~(VII)の何れかに示されている構造を含む二価及び三価の分岐リンカーにコンジュゲートする:
Figure 0007348185000010
式中、
2A、q2B、q3A、q3B、q4、q4B、q5A、q5B、及びq5Cは存在ごとに独立して、0~20を表し、反復単位は、同じであっても良いし、又は異なっていても良く;
2A、P2B、P3A、P3B、P4A、P4B、P5A、P5B、P5C、T2A、T2B、T3A、T3B、T4A、T4B、T5A、T5B、T5Cはそれぞれ存在ごとに独立して、存在しないか、CO、NH、O、S、OC(O)、NHC(O)、CH、CHNH、又はCHOを表し;
2A、Q2B、Q3A、Q3B、Q4A、Q4B、Q5A、Q5B、Q5Cは存在ごとに独立して、存在しないか、アルキレン、置換アルキレンを表し、1つ以上のメチレンは、O、S、S(O)、SO、N(R)、C(R’)=C(R’’)、C≡C、又はC(O)の1つ以上によって中断又は終了させることができ;
2A、R2B、R3A、R3B、R4A、R4B、R5A、R5B、R5Cはそれぞれ存在ごとに独立して、NH、O、S、CH、C(O)O、C(O)NH、NHCH(R)C(O)、-C(O)-CH(R)-NH-、CO、CH=N-O、
Figure 0007348185000011
、又はヘテロシクリルを表し;
2A、L2B、L3A、L3B、L4A、L4B、L5A、L5B、及びL5Cは、リガンドを表す;即ち、それぞれ存在ごとに独立して、単糖(例えば、GalNAc)、二糖、三糖、四糖、オリゴ糖、又は多糖を表し;且つ
は、H又はアミノ酸側鎖である。
三価コンジュゲートGalNAc誘導体、例えば、式(VII)のような誘導体は、標的遺伝子の発現を阻害するためのRNAi剤と共に使用すると特に有用である:
Figure 0007348185000012
式中、L5A、L5B、及びL5Cは、単糖、例えば、GalNAc誘導体を表す。
適切な二価及び三価分岐リンカー基コンジュゲートGalNAc誘導体は、限定されるものではないが、以下の化合物を含む:
Figure 0007348185000013
定義
本明細書で使用される「dsRNA剤」、「siRNA」、及び「iRNA剤」は、標的RNA、例えば、mRNA、例えば、タンパク質をコードする遺伝子の転写物のサイレンシングを媒介することができる作用剤と互換的に使用される。便宜上、このようなmRNAは、本明細書ではサイレンシングされるmRNAとも呼ばれる。このような遺伝子は、標的遺伝子とも呼ばれる。一般に、サイレンシングされるRNAは、内在性遺伝子又は病原遺伝子である。加えて、mRNA以外のRNA、例えば、tRNA、及びウイルスRNAも標的とすることができる。
本明細書で使用される「RNAiを媒介する」という句は、標的RNAを配列特異的にサイレンシングする能力を指す。理論に拘束されることを望むものではないが、サイレンシングは、RNAi機構又はプロセス及びガイドRNA、例えば、21~23のヌクレオチドのsiRNA剤を使用すると考えられる。
本明細書で使用される「特異的にハイブリダイズ可能な」及び「相補的な」は、本発明の化合物と標的RNA分子との間に安定した特異的な結合が生じるような十分な相補性を示すために使用される語である。特異的な結合は、特異的な結合が望ましい条件下、即ち、アッセイ若しくは治療の場合の生理的条件下、又はin vitroアッセイの場合、アッセイが行われる条件下、オリゴマー化合物の非標的配列への特異的な結合を回避するために十分な相補性を必要とする。非標的配列は、典型的には、少なくとも5つのヌクレオチドが異なる。
一実施形態では、本発明のdsRNA剤は、このdsRNA剤が、標的mRNAによってコードされるタンパク質の産生をサイレンシングするように、標的RNA、例えば、標的mRNAに「十分に相補的」である。別の実施形態では、本発明のdsRNA剤は、標的RNAに「厳密に相補的」である、例えば、標的RNAとdsRNA二重鎖剤とがアニーリングして、例えば、厳密に相補的な領域におけるワトソン-クリック型塩基対のみからなるハイブリッドを形成する。「十分に相補的な」標的RNAは、標的RNAに厳密に相補的な内部領域(例えば、少なくとも10のヌクレオチド)を含み得る。さらに、一部の実施形態では、本発明のdsRNA剤は、1つのヌクレオチドの違いを特異的に識別する。この場合、dsRNA剤は、厳密な相補性が、1つのヌクレオチドの違いがある領域(例えば、7つのヌクレオチド以内)で見られる場合にのみRNAiを媒介する。
本明細書で使用される「オリゴヌクレオチド」という語は、例えば、100未満、200未満、300未満、又は400未満のヌクレオチドの核酸分子(RNA又はDNA)を指す。
本明細書で使用される「立体化学的異性体形態」という語句は、同じ一連の結合によって結合された同じ原子から構成されるが、置き換えできない異なる三次元構造を有する異なる化合物を指す。本発明のいくつかの実施形態では、提供される化学組成物は、化合物の個々の立体化学的異性体形態の純粋な調製物であるか、又はそれを含み得;いくつかの実施形態では、提供される化学組成物は、化合物の2つ以上の立体化学的異性体形態の混合物であるか、又はそれを含み得る。特定の実施形態では、そのような混合物は、等量の異なる立体化学的異性体形態を含み;特定の実施形態では、そのような混合物は、異なる量の少なくとも2つの異なる立体化学的異性体形態を含む。いくつかの実施形態では、化学組成物は、化合物のすべてのジアステレオマー及び/又はエナンチオマーを含み得る。いくつかの実施形態では、化学組成物は、化合物のすべてより少ないジアステレオマー及び/又はエナンチオマーを含み得る。いくつかの実施形態では、本発明の化合物の特定のエナンチオマーが望ましい場合、この特定のエナンチオマーは、例えば、不斉合成によって、又は得られるジアステレオマー混合物が分離され、補助基が切断されて純粋な所望のエナンチオマーが提供されるキラル補助基を用いた誘導によって調製することができる。或いは、分子がアミノなどの塩基性官能基を含む場合、ジアステレオマー塩は、適切な光学活性酸で形成され、例えば、分別結晶によって分割される。
「結合リン」という語句は、天然に存在するDNA及びRNAに存在するヌクレオチド間結合のホスホジエステルのリン原子に対応する、ヌクレオチド間結合に存在するリン原子を示すために使用される。いくつかの実施形態では、結合リン原子は、修飾ヌクレオチド間結合(例えば、修飾リン酸結合)中にあり、ホスホジエステル結合の各酸素原子は、任意選択により、且つ独立に、有機部分又は無機部分によって置き換えられる。いくつかの実施形態では、1つ又は複数のキラル修飾ヌクレオチド間結合の結合リン原子はキラルであり、式AのP原子で示されている。いくつかの実施形態では、1つ又は複数のヌクレオチド間結合の結合リン原子はアキラル又はラセミである。
「P修飾」という用語は、立体化学的修飾以外の結合リンにおける任意の修飾を指す。いくつかの実施形態では、P修飾は、結合リンに共有結合したペンダント部分の付加、置換、又は除去を含む。いくつかの実施形態では、「P修飾」は、-X-L-Rであり、式中、X、L、及びRはそれぞれ独立に、本明細書で定義され、記載されている通りである。
「BNA」という語は、架橋化核酸(bridged nucleic acid)を指し、制限された又は隔離されたRNAと呼ばれる場合が多い。BNAは、「固定された」C3’-エンド糖パッカリング(C’-endo sugar puckering)を有する5、6員、さらには7員の架橋構造を含み得る。この架橋は、典型的には、リボースの2’位置、4’位置に含めて、2’,4’-BNAヌクレオチド(例えば、LNA又はENA)を得た。BNAヌクレオチドの例としては、以下のヌクレオシドが挙げられる:
Figure 0007348185000014
「LNA」という語は、ロック核酸を指し、制限された又は隔離されたRNAと呼ばれる場合が多い。LNAは、修飾RNAヌクレオチドである。LNAヌクレオチドのリボース部分は、同じリボース糖の2’ヒドロキシルを4’炭素に結合する追加の架橋(例えば、メチレン架橋又はエチレン架橋)で修飾れている。例えば、この架橋は、リボースを以下の3’-エンド(North)高次構造に「ロック」することができる:
Figure 0007348185000015
「ENA」という語は、エチレン架橋核酸を指し、制限された又は隔離されたRNAと呼ばれる場合が多い。
本明細書の「切断部位」は、iRNA剤を利用することによってRISC機構によって切断させる標的遺伝子又はセンス鎖における骨格結合を意味する。そして、標的切断部位領域は、切断部位の両側に少なくとも1つ又は少なくとも2つのヌクレオチドを含む。センス鎖の場合、切断部位は、センス鎖自体が、RNAi機構によって切断されるべき標的であとすると、切断されるセンス鎖の骨格結合である。切断部位は、当分野で公知の方法、例えば、参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Soutschek et al.,Nature (2004) 432,173-178に詳述されている5’-RACEアッセイを用いて決定することができる。当分野で十分に理解されているように、21ヌクレオチド長の2つの鎖(これらの鎖は、3’末端に2ヌクレオチドの一本鎖オーバーハングを有する19の連続した塩基対の二本鎖領域を形成する)を含む円錐状二本鎖RNAi剤(conical double stranded RNAi agent)の切断部位領域は、センス鎖の5’末端の9位~12位に一致する。
「ハロ」という語は、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素のあらゆるラジカルを指す。「アルキル」という語は、任意選択でN、O、又はSを挿入しても良い、指示数の炭素原子を含む、直鎖又は分岐鎖であり得る飽和及び不飽和非芳香族炭化水素鎖(これらには、限定されるものではないが、プロピル、アリル、又はプロパルギルが含まれる)を指す。例えば、C~C10は、基が、その中に1~10(全てを含む)の炭素原子を有し得ることを示す。「アルコキシ」という語は、-O-アルキルラジカルを指す。「アルキレン」という語は、二価アルキル(即ち、-R-)を指す。「アルキレンジオキソ」という語は、構造-O-R-O-の二価種を指し、Rは、アルキレンを表す。「アミノアルキル」という語は、アミノで置換されたアルキルを指す。「メルカプト」という語は、-SHラジカルを指す。「チオアルコキシ」という語は、S-アルキルラジカルを指す。
本明細書で使用される「脂肪族」又は「脂肪族基」という用語は、完全に飽和しているか、若しくは1つ若しくは複数の不飽和単位を含む直鎖(すなわち、非分岐)若しくは分岐状の置換若しくは非置換炭化水素鎖、又は完全に飽和しているか、若しくは1つ若しくは複数の不飽和単位を含むが、芳香族ではない(本明細書では「炭素環」、「脂環式」、若しくは「シクロアルキル」とも呼ばれる)、分子の残りに対して単一の結合点を有する、単環式炭化水素若しくは二環式若しくは多環式炭化水素を意味する。いくつかの実施形態では、脂肪族基は、1~50個の脂肪族炭素原子、例えば、1~10個の脂肪族炭素原子、1~6個の脂肪族炭素原子、1~5個の脂肪族炭素原子、1~4個の脂肪族炭素原子、1~3個の脂肪族炭素原子、又は1~2個の脂肪族炭素原子を含む。いくつかの実施形態では、「脂環式」(又は「炭素環」又は「シクロアルキル」)は、完全に飽和しているか、又は1つ又は複数の不飽和単位を含むが、芳香族ではない、分子の残りの部分に単一の結合点を有する、単環式又は二環式C-C10炭化水素(例えば、単環式C-C炭化水素)を指す。適切な脂肪族基には、限定されるものではないが、直鎖又は分岐状の置換又は非置換アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及び(シクロアルキル)アルキル、(シクロアルケニル)アルキル、又は(シクロアルキル)アルケニルなどのそれらのハイブリッドが含まれる。
「アルキレン」という用語は、2価のアルキル基を指す。「アルキレン鎖」は、ポリメチレン基、すなわち-(CH-であり、式中、nは正の整数、好ましくは1~6、1~4、1~3、1~2、又は2~3である。置換アルキレン鎖は、1つ又は複数のメチレン水素原子が置換基で置き換えられたポリメチレン基である。適切な置換基には、以下に記載される置換基が含まれる。
「アルケニレン」という用語は、2価のアルケニル基を指す。置換アルケニレン鎖は、1つ又は複数の水素原子が置換基で置き換えられた、少なくとも1つの二重結合を含むポリメチレン基である。適切な置換基には、以下に記載される置換基が含まれる。
「アリール」という用語は、各環の0個、1個、2個、3個、又は4個の原子が置換基で置換されていてもよい6炭素単環式又は10炭素二環式芳香環系を指す。「アリール」という用語は、「アリール環」という用語と互換的に使用することができる。アリール基の例としては、フェニル、ビフェニル、ナフチル、及びアントラシルなどが挙げられ、これらは、1つ又は複数の置換基を有し得る。本明細書で使用される「アリール」という用語の範囲内には、芳香環が1つ又は複数の非芳香環に縮合された基、例えば、インダニル、フタルイミジル、ナフチミジル、フェナントリジニル、又はテトラヒドロナフチルなども含まれる。「アリールアルキル」という用語又は「アラルキル」という用語は、アリールで置換されたアルキルを指す。用語「アリールアルコキシ」は、アリールで置換されたアルコキシを指す。
本明細書で用いられる「シクロアルキル」という用語は、3~12個の炭素、例えば3~8個の炭素、及び、例えば3~6個の炭素を有する飽和及び部分不飽和環状炭化水素基を含み、シクロアルキル基は、さらに任意選択により置換されてもよい。シクロアルキル基には、限定されるものではないが、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、シクロヘキセニル、シクロヘプチル、及びシクロオクチルが含まれる。
「ヘテロアリール」又は「ヘテロアル(heteroar)-」という用語は、単環式の場合は1~3個のヘテロ原子、二環式の場合は1~6個のヘテロ原子、三環式の場合は1~9個のヘテロ原子を有する芳香族5~8員単環系、8~12員二環系、又は11~14員三環系を指し、前記ヘテロ原子は、O、N、又はSから選択され(例えば、炭素原子、及び単環式、二環式、又は三環式の場合はそれぞれ、N、O、又はSの1~3個、1~6個、又は1~9個のヘテロ原子)、各環の0個、1個、2個、3個、又は4個の原子は、置換基で置換されてもよい。この用語は、ヘテロ芳香環が1つ又は複数のアリール環、脂環式環、又はヘテロシクリル環に縮合している基も含み、ラジカル又は結合点はヘテロ芳香環上にある。ヘテロアリール基の例としては、ピロリル、ピリジル、ピリダジニル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、オキサジアゾリル、フリル又はフラニル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、ピリミジニル、ピラジニル、インドリジニル、チオフェニル又はチエニル、キノリニル、インドリル、チアゾリル、イソチアゾリル、チアジアゾリル、プリニル、ナフチリジニル、プテリジニル、イソインドリル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、インダゾリル、ベンズチアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、フタラジニル、キナゾリニル、キノキサリニル、4H-キノリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、及びピリド[2,3-b]-1,4-オキサジン-3(4H)-オンなどが挙げられる。「ヘテロアリールアルキル」という用語又は「ヘテロアラルキル」という用語は、ヘテロアリールで置換されたアルキルを指す。「ヘテロアリールアルコキシ」という用語は、ヘテロアリールで置換されたアルコキシを指す。
「ヘテロシクリル」、「複素環(heterocycle)」、「複素環式ラジカル」、又は「複素環(heterocyclic ring)」という用語は、単環式の場合に1~3個のヘテロ原子、二環式の場合は1~6個のヘテロ原子、又は三環式の場合は1~9個のヘテロ原子を有する非芳香族5~8員単環系、8~12員二環系、又は11~14員三環系を指し、前記ヘテロ原子は、O、N、又はSから選択され(例えば、炭素原子、及び単環式、二環式、又は三環式の場合はそれぞれ、N、O、又はSの1~3個、1~6個、又は1~9個のヘテロ原子)、各環の0個、1個、2個、又は3個の原子は、置換基で置換されてもよい。複素環の環原子に関して使用される場合、「窒素」という用語は、置換窒素を含む。一例として、酸素、硫黄、又は窒素から選択される0~3個のヘテロ原子を有する飽和又は部分不飽和環では、窒素は、N(3,4-ジヒドロ-2H-ピロリルと同様)、NH(ピロリジニルと同様)、又は+NR(N置換ピロリジニルと同様)であり得る。ヘテロシクリル基の例としては、トリゾリル、テトラゾリル、ピペラジニル、ピロリジニル、ジオキサニル、ジオキソラニル、ジアゼピニル、オキサゼピニル、チアゼピニル、モルホリニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチオフェニルピロリジニル、ピペリジニル、ピロリニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、デカヒドロキノリニル、オキサゾリジニル、及びキヌクリジニルなどが挙げられる。「ヘテロシクリルアルキル」という用語は、ヘテロシクリルによって置換されたアルキル基を指し、アルキル部分及びヘテロシクリル部分は、独立に任意選択により置換される。
「オキソ」という語は、炭素に結合したときにカルボニルを形成し、窒素に結合したときにN-オキシドを形成し、硫黄に結合したときにスルホキシド又はスルホンを形成する酸素原子を指す。
「アシル」という語は、アルキルカルボニル置換基、シクロアルキルカルボニル置換基、アリールカルボニル置換基、ヘテロシクリルカルボニル置換基、又はヘテロアリールカルボニル置換基を指し、これらの何れも、置換基でさらに置換されても良い。
「置換された」という語は、所与の構造における1つ以上の水素ラジカルの特定の置換基のラジカルでの置換を指し、この特定の置換基としては、限定されるものではないが、ハロ、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロシクリル、チオール、アルキルチオ、アリールチオ、アルキルチオアルキル、アリールチオアルキル、アルキルスルホニル、アルキルスルホニルアルキル、アリールスルホニルアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アラルコキシ、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、アリールアミノカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、ハロアルキル、アミノ、トリフルオロメチル、シアノ、ニトロ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルキルアミノアルキル、アリールアミノアルキル、アミノアルキルアミノ、ヒドロキシ、アルコキシアルキル、カルボキシアルキル、アルコキシカルボニルアルキル、アミノカルボニルアルキル、アシル、アラルコキシカルボニル、カルボン酸、スルホン酸、スルホニル、ホスホン酸、アリール、ヘテロアリール、複素環式、及び脂肪族が挙げられる。置換基は、さらに置換され得ることを理解されたい。
「任意選択により置換された」基の飽和炭素原子の適切な2価の置換基には以下が含まれる:=O、=S、=NNR 、=NNHC(O)R、=NNHC(O)OR、=NNHS(O)、=NR、=NOR、-O(C(R ))2―3O-、又は-S(C(R ))2―3S-、ここで、Rのそれぞれの独立した存在は、水素、以下で定義されるように置換されてもよいC1-6脂肪族、又は窒素、酸素、若しくは硫黄から独立に選択される0~4個のヘテロ原子を有する非置換5~6員飽和、部分不飽和、若しくはアリール環から選択される。「任意選択的に置換された」基の隣接置換可能炭素に結合された適切な2価の置換基には:-O(CR 2-3O-が含まれ、ここで、Rのそれぞれの独立した存在は、水素、以下で定義されるように置換されていてもよいC1-6脂肪族、又は窒素、酸素、若しくは硫黄から独立に選択される0~4個のヘテロ原子を有する非置換5~6員飽和、部分不飽和、若しくはアリール環から選択される。
「ヌクレオシド」及び「ヌクレオチド」という用語は、ヌクレオシド及びヌクレオチドを指すために互換的に使用され;センス鎖若しくはアンチセンス鎖、若しくはその両方に存在する修飾若しくは非修飾ヌクレオチド、又は遊離/非組み込み修飾若しくは非修飾ヌクレオシド/ヌクレオチドを表す。
「部位特異的」という用語は、dsRNAのセンス鎖又はアンチセンス鎖のいずれかの5’末端又は3’末端に対応するセンス鎖又はアンチセンス鎖又は両鎖内の特定の場所又は位置を指す。例えば、部位特異的キラル修飾ヌクレオチド間結合は、所与の鎖の5’末端又は3’末端からn番目の位置、例えば、アンチセンス鎖又はセンス鎖の5’末端からn番目のヌクレオチド間結合位置におけるキラル修飾ヌクレオチド間結合の配置を示唆する。部位特異的位置は、センス鎖又はアンチセンス鎖の5’末端又は3’末端からの2つ以上の定義された位置を指す。
ヌクレオチド間結合に対する部位特異的キラル修飾は、鎖の5’末端、3’末端、又は5’末端と3’の両末端に存在し得る。これは、本明細書では「末端」キラル修飾と呼ばれる。末端修飾は、末端領域の3’又は5’末端位置、例えば、鎖の末端ヌクレオチド上の位置又は最後の2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、又は10個のヌクレオチド内に存在し得る。
一実施形態では、「n番目の位置」という用語は:(i)アンチセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチドと8番目のヌクレオチドとの間のどこかの1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、又は8つの部位特異的ヌクレオチド間位置、及びそれらの組み合わせ;(ii)アンチセンス鎖の3’末端から1番目のヌクレオチドと8番目のヌクレオチドとの間のどこかの1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、又は8つの部位特異的ヌクレオチド間位置、及びそれらの組み合わせ;(iii)アンチセンス鎖の5’末端及び3’末端の両方から1番目のヌクレオチドと8番目のヌクレオチドとの間のどこかの1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、又は8つの部位特異的ヌクレオチド間位置、及びそれらの組み合わせ;(iv)センス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチドと8番目のヌクレオチドとの間のどこかの1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、又は8つの部位特異的ヌクレオチド間位置、及びそれらの組み合わせ;(v)アンチセンス鎖の3’末端及び/又は5末端及びセンス鎖の5’末端から1番目のヌクレオチドと8番目のヌクレオチドとの間のどこかの組み合わせられた1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、又は8つの部位特異的ヌクレオチド間位置、及びそれらの組み合わせを指す。
或いは、ヌクレオチド間結合に対する部位特異的キラル修飾は、鎖の末端領域以外の内部位置に存在し得る。例えば、ヌクレオチド間結合に対する部位特異的キラル修飾は、センス鎖及び/又はアンチセンス鎖のダイサー切断部位の近傍に存在し得る。「ダイサー切断部位」という用語は、本明細書に記載されている。一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、in vivoでダイサーによって切断可能であるダイサー基質であり、切断されると17~23ヌクレオチド長のsiRNA二重鎖になり、このsiRNA二重鎖は、鎖の3’末端及び/又は5’末端に末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合(1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、又は8つ以上の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合)を含む。
理論に拘束されるものではないが、本発明者らは、立体的に純粋なPS結合のin vivo安定性の利点は、有力な内部切断部位を含まないdsRNA二重鎖でより強化されると考えている。従って、一実施形態では、キラル修飾dsRNA二重鎖は、dsRNA二重鎖の5%未満、10%未満、15%未満、20%未満、25%未満、30%未満、35%未満、40%未満、45%未満、又は50%未満の内部ヌクレオチド切断を含む。
切断可能連結基
切断可能連結基は、細胞外で十分安定しているが、標的細胞に入ると切断されてリンカーが一緒に保持する2つの部分を放出する、連結基である。好ましい実施形態では、切断可能連結基は、対象の血液中又は第2の基準条件下(例えば、血液又は血清に存在する条件を模倣又は実現するように選択することができる)よりも、標的細胞内又は第1の基準条件下(例えば、細胞内の条件を模倣又は実現するように選択することができる)において、少なくとも10倍以上、好ましくは、少なくとも100倍速く切断する。
切断可能連結基は、切断剤、例えば、pH、酸化還元電位、又は分解性分子の存在の影響を受けやすい。一般に、切断剤は、血清又は血液中よりも細胞内において、より行き渡る、又はより高いレベル若しくは活性で存在する。このような分解剤の例としては、還元によって酸化還元性切断可能連結基を分解することができる、例えば、細胞内に存在する、酸化酵素若しくは還元酵素又は還元剤、例えば、メルカプタンを含む、特定の基質に対して選択されるか、若しくは基質特異性を有しない酸化還元剤;エステラーゼ;酸性環境を生じさせる、例えば、5以下のpHにすることができるエンドソーム又は作用剤;一般酸、ペプチダーゼ(基質特異的であっても良い)、及びホスファターゼとしての機能を果たすことによって酸性切断可能連結基を加水分解又は分解することができる酵素が挙げられる。
切断可能連結基、例えば、ジスルフィド結合は、pHの影響を受けやすい。ヒト血清のpHは、7.4であるが、平均細胞内pHは、わずかに低く、約7.1~7.3の範囲である。エンドソームは、5.5~6.0の範囲のより酸性のpHを有し、リソソームは、約5.0のさらに酸性のpHを有する。いくつかのリンカーは、好ましいpHで切断され、これにより、リガンドから細胞内へ、又は細胞の所望の区画内にカチオン性脂質を放出する切断可能連結基を有する。
リンカーは、特定の酵素によって切断可能である、切断可能連結基を含み得る。リンカーに組み込まれる切断可能連結基の種類は、標的とされる細胞によって異なり得る。例えば、肝臓を標的とするリガンドは、エステル基を含むリンカーを介してカチオン性脂質に連結することができる。肝細胞は、エステラーゼが豊富であり、したがって、リンカーは、エステラーゼが豊富でない細胞型よりも肝細胞でより効率的に切断する。エステラーゼが豊富な他の細胞型としては、肺、腎皮質、及び睾丸の細胞が挙げられる。
ペプチダーゼが豊富な細胞型、例えば、肝細胞及び滑膜細胞を標的とする場合は、ペプチド結合を含むリンカーを使用することができる。
一般に、候補の切断可能連結基の適合性は、候補連結基を切断する分解剤(又は条件)の能力を試験することによって評価することができる。また、血中での、又は他の非標的組織と接触しているときの切断に抵抗する能力について候補の切断可能連結基を試験することも望ましい。したがって、第1の条件と第2の条件との間の相対的な切断のしやすさを決定することができ、この第1の条件は、標的細胞内の切断を示すために選択され、この第2の条件は、他の組織又は体液、例えば、血液若しくは血清中での切断を示すために選択される。無細胞系、細胞、細胞培養物、器官若しくは組織培養物、又は動物全体で評価を行うことができる。無細胞又は培養条件で最初の評価を行い、動物全体でのさらなる評価によって確認することが有用であり得る。好ましい実施形態では、有用な候補化合物は、血液若しくは血清(又は細胞外の条件を模倣するように選択されるin vitroでの条件下)と比較して細胞内(又は細胞内の条件を模倣するように選択されるin vitroでの条件下)で少なくとも2倍、4倍、10倍、又は100倍速く切断する。
酸化還元性切断可能連結基
切断可能連結基の1つのクラスは、キラル修飾dsRNA剤に使用することができ、還元又は酸化時に切断される酸化還元性切断可能連結基である。還元的に切断可能な連結基の一例として、ジスルフィド連結基(-S-S-)が挙げられる。候補の切断可能連結基が適切な「還元的に切断可能な連結基」であるか否か、又は、例えば、特定のiRNA部分及び特定の標的作用剤と共に使用するのに適しているか否かを決定するために、本明細書に記載される方法を確認することができる。例えば、候補は、細胞、例えば、標的細胞で観察され得る切断速度を模倣する当分野で公知の試薬を使用してジチオスレイトール(DTT)又はた他の還元剤と共にインキュベートすることによって評価することができる。候補はまた、血液又は血清条件を模倣するために選択される条件下でも評価することができる。好ましい一実施形態では、候補化合物は、血中では最大で10%切断する。好ましい実施形態では、有用な候補化合物は、血液(又は細胞外の条件を模倣するように選択されるin vitroでの条件下)と比較して、細胞内(又は細胞内の条件を模倣するように選択されるin vitroでの条件下)では少なくとも2倍、4倍、10倍、又は100倍速く分解される。候補化合物の切断速度は、細胞内培地を模倣するように選択される条件下で標準的な酵素反応速度アッセイを使用して決定して、細胞外培地を模倣するように選択される条件と比較することができる。
リン酸系切断可能連結基
リン酸系切断可能連結基は、キラル修飾dsRNA剤に使用することができ、リン酸基を分解又は加水分解する作用剤によって切断される。細胞内のリン酸基を切断する作用剤の一例として、細胞内の酵素、例えば、ホスファターゼが挙げられる。リン酸塩系の連結基の例としては、-O-P(O)(ORk)-O-、-O-P(S)(ORk)-O-、-O-P(S)(SRk)-O-、-S-P(O)(ORk)-O-、-O-P(O)(ORk)-S-、-S-P(O)(ORk)-S-、-O-P(S)(ORk)-S-、-S-P(S)(ORk)-O-、-O-P(O)(Rk)-O-、-O-P(S)(Rk)-O-、-S-P(O)(Rk)-O-、-S-P(S)(Rk)-O-、-S-P(O)(Rk)-S-、-O-P(S)(Rk)-S-が挙げられる。好ましい実施形態は、-O-P(O)(OH)-O-、-O-P(S)(OH)-O-、-O-P(S)(SH)-O-、-S-P(O)(OH)-O-、-O-P(O)(OH)-S-、-S-P(O)(OH)-S-、-O-P(S)(OH)-S-、-S-P(S)(OH)-O-、-O-P(O)(H)-O-、-O-P(S)(H)-O-、-S-P(O)(H)-O-、-S-P(S)(H)-O-、-S-P(O)(H)-S-、-O-P(S)(H)-S-である。好ましい実施形態は、-O-P(O)(OH)-O-である。これらの候補は、上記の方法と類似した方法を使用して評価することができる。
酸性切断可能連結基
酸性切断可能連結基は、キラル修飾dsRNA剤に使用することができ、酸性条件下で切断される連結基である。好ましい実施形態では、酸性切断可能連結基は、約6.5以下(例えば、約6.0、5.5、5.0、又はそれ以下)のpHの酸性環境において、又は一般酸として機能し得る作用剤、例えば、酵素剤によって切断する。細胞において、特定のpHの低い細胞小器官、例えば、エンドソーム及びリソソームは、酸性切断可能連結基に切断環境を提供することができる。酸性切断可能連結基の例としては、限定されるものではないが、ヒドラゾン、エステル、及びアミノ酸エステルが挙げられる。酸性切断可能な基は、一般式:-C=NN-、C(O)O、又は-OC(O)を有し得る。好ましい一実施形態は、エステル(アルコキシ基)の酵素に結合した炭素が、アリール基、置換アルキル基、又は第3級アルキル基、例えば、ジメチルペンチル若しくはt-ブチルである場合である。これらの候補は、上記の方法と類似した方法を使用して評価することができる。
エステル系連結基
エステル系切断可能連結基は、キラル修飾dsRNA剤に使用することができ、細胞内の酵素、例えば、エステラーゼ及びアミダーゼによって切断される。エステル系切断可能連結基の例としては、限定されるものではないが、アルキレン基、アルケニレン基、及びアルキニレン基のエステルが挙げられる。エステル系切断可能連結基は、一般式:-C(O)O-又は-OC(O)-を有する。これらの候補は、上記の方法と類似した方法を用いて評価することができる。
ペプチド系切断連結基
ペプチド系切断可能連結基は、キラル修飾dsRNA剤に使用することができ、細胞内の酵素、例えば、ペプチダーゼ及びプロテアーゼによって切断される。ペプチド系切断可能連結基は、オリゴペプチド(例えば、ジペプチド、トリペプチドなど)及びポリペプチドが生じる、アミノ酸間に形成されるペプチド結合である。ペプチド系切断可能連結基は、アミド基(-C(O)NH-)を含まない。アミド基は、任意のアルキレン、アルケニレン、又はアルキニレン間で形成され得る。ペプチド結合は、ペプチド及びタンパク質が生成するアミノ酸間に形成されるアミド結合の特別な種類である。ペプチド系切断基は、一般に、ペプチド及びタンパク質が生じる、アミノ酸間に形成されるペプチド結合(即ち、アミド結合)に限定され、アミド官能基全体を含むものではない。ペプチド系切断可能連結基は、一般式:-NHCHRC(O)NHCHRC(O)-を有し、R及びRは、2つの隣接するアミノ酸のR基である。これらの候補は、上記の方法と類似した方法を使用して評価することができる。本明細書で使用される「糖質」は、それぞれの炭素原子に酸素原子、窒素原子、若しくは硫黄原子が結合した少なくとも6つの炭素原子(直鎖、分岐鎖、若しくは環状でも良い)を有する1つ以上の単糖単位から形成される糖質自体;又は、それぞれの炭素原子に酸素原子、窒素原子、若しくは硫黄原子が結合した少なくとも6つの炭素原子(直鎖、分岐鎖、若しくは環状でも良い)をそれぞれ有する1つ以上の単糖単位から形成される糖質部分をその一部として有する化合物を指す。
代表的な糖質としては、糖(単糖、二糖、三糖、及び約4~9の単糖単位を含むオリゴ糖)、並びに多糖、例えば、スターチ、グリコーゲン、セルロース、及び多糖ガムが挙げられる。特定の単糖としては、C及び上記の(好ましくはC~C)糖が挙げられ;二糖及び三糖としては、2つ又は3つの単糖単位(好ましくはC~C)を有する糖が挙げられる。
本発明はさらに、標的遺伝子の発現を阻害するための、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤の使用に関する。一実施形態では、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤は、in vitroでの標的遺伝子の発現を阻害するために使用される。本発明はさらに、in vivoでの対象における標的遺伝子の発現の阻害に使用するための、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤に関する。この対象は、任意の動物、例えば、マウス、ラット、ヒツジ、ウシ、イヌ、ネコ、又はヒトなどの哺乳動物であり得る。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、緩衝液に溶解して投与される。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤(例えば、siRNA)は、対象に投与するために製剤することができる。製剤されるsiRNA組成物は、様々な状態をとることができる。一部の例では、この組成物は、少なくとも部分的に結晶、均一に結晶、及び/又は無水(例えば、80%未満、50%未満、30%未満、20%未満、又は10%未満の水)である。別の例では、siRNAは、水相、例えば、水を含む溶液に溶解される。
水相及び結晶性組成物は、例えば、送達ビヒクル、例えば、リポソーム(特に水相の場合)又は粒子(例えば、結晶性組成物に適切であり得る微粒子)に含めることができる。一般に、siRNA組成物は、本明細書に記載される意図する投与法に適合するように製剤される。例えば、特定の実施形態では、この組成物は、少なくとも1つの次の方法によって調製される:噴霧乾燥、凍結乾燥、真空乾燥、蒸発、流動床乾燥、若しくはこれらの技術の組み合わせ;又は脂質を用いた超音波処理、フリーズドライ、凝縮、及び他の自己集合。
siRNA調製物は、別の作用剤、例えば、別の治療剤、又はsiRNAを安定させる作用剤、例えば、siRNAと複合体を形成してiRNPを形成するタンパク質と組み合わせて製剤することができる。なお他の作用剤としては、キレート剤、例えば、EDTA(例えば、二価のカチオン、例えば、Mg2+を除去するための)、塩、及びRNA分解酵素阻害剤(例えば、特異性の広いRNA分解酵素阻害剤、例えば、RNAsin)などが挙げられる。
一実施形態では、siRNA調製物は、別のsiRNA化合物、例えば、第2の遺伝子又は同じ遺伝子に対してRNAiを媒介することができる第2のsiRNAを含む。なお他の調製物は、少なくとも3、5、10、20、50、又は100以上の異なるsiRNA種を含み得る。このようなsiRNAは、同様の数の異なる遺伝子に対してRNAiを媒介することができる。
一実施形態では、siRNA調製物は、少なくとも第2の治療剤(例えば、RNA又はDNA以外の作用剤)を含む。例えば、ウイルス疾患、例えば、HIVの治療用のsiRNA組成物は、公知の抗ウイルス剤(例えば、プロテアーゼ阻害剤又は逆転写酵素阻害剤)を含む。別の例では、癌治療用のsiRNA組成物は、化学療法剤をさらに含み得る。
キラル修飾dsRNA剤の投与に使用することができる例示的な製剤が以下に記載される。
リポソーム。説明を容易にするために、このセクションにおける製剤、組成物、及び方法は、主に無修飾siRNA/dsRNA化合物に関して説明する。しかしながら、これらの製剤、組成物、及び方法は、他のsiRNA化合物、例えば、修飾siRNAを用いて実施することができ、このような実施が、本発明の範囲内であることを理解できよう。siRNA化合物、例えば、二本鎖siRNA化合物、又はssiRNA化合物、(例えば、前駆体、例えば、ssiRNA化合物にプロセシングすることができるより大きなsiRNA化合物、又はsiRNA化合物、例えば、二本鎖siRNA化合物をコードするDNA、又はssiRNA化合物、又はそれらの前駆体)調製物は、送達するために膜分子集合体、例えば、リポソーム又はミセルに製剤することができる。本明細書で使用される「リポソーム」という語は、少なくとも1つの二重層、例えば、1つの二重層又は複数の二重層で構成された両親媒性脂質からなる小胞を指す。リポソームは、親油性材料及び水性内部から形成される膜を有する単層小胞及び多層小胞を含む。水性部分は、siRNA組成物を含む。親油性材料は、水性内部を水性外部から隔離し、この水性外部は、典型的にはsiRNA組成物を含まないが、一部の例では含むこともある。リポソームは、有効成分の作用部位への移送及び送達に有用である。リポソーム膜は、生体膜に構造的に類似しているため、リポソームが組織に接触すると、リポソーム二重層が、細胞膜の二重層と融合する。リポソームと細胞との一体化が進むと、siRNAを含む内部水性成分が、細胞内に送達され、そこで、siRNAは、標的RNAに特異的に結合して、RNAiを媒介することができる。場合によって、リポソームは、特異的に標的化され、例えば、siRNAを特定の細胞型に誘導する。
siRNAを含むリポソームは、様々な方法で調製することができる。一例では、リポソームの脂質成分は、洗剤に溶解され、これにより、ミセルが脂質成分で形成される。例えば、脂質成分は、両親媒性カチオン脂質又は脂質コンジュゲートとすることができる。洗剤は、高い臨界ミセル濃度を有することができ、非イオン性であり得る。例示的な洗剤としては、コール酸塩、CHAPS、オクチルグルコシド、デオキシコール酸塩、及びラウロイルサルコシンが挙げられる。次いで、siRNA調製物が、脂質成分を含むミセルに添加される。脂質上のカチオン基が、siRNAと相互作用して、siRNAの周りに凝縮してリポソームを形成する。凝縮後、洗剤が、例えば、透析によって除去され、siRNAのリポソーム調製物が得られる。
必要に応じて、凝縮を補助する担体化合物を、例えば、制御された添加によって、凝縮反応中に添加することができる。例えば、担体化合物は、核酸以外のポリマー(例えば、スペルミン又はスペルミジン)とすることができる。pHを、凝縮に適するように調整することもできる。
送達ビヒクルの構造成分としてポリヌクレオチド/カチオン脂質複合体を包含する安定なポリヌクレオチド送達ビヒクルを形成するための方法のさらなる詳細が、国際公開第96/37194号パンフレットに記載されている。リポソームの形成は、参照によりそれらの全内容が本明細書に組み入れられる、Felgner,P.L.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 8:7413-7417,1987; 米国特許第4,897,355号明細書;同第5,171,678号明細書;Bangham,et al.M.Mol.Biol.23:238,1965;Olson,et al.Biochim.Biophys.Acta 557:9,1979;Szoka,et al.Proc.Natl.Acad.Sci.75:4194,1978;Mayhew,et al.Biochim.Biophys.Acta 775:169,1984;Kim,et al.Biochim.Biophys.Acta 728:339,1983;及びFukunaga,et al.Endocrinol.115:757,1984に記載されている例示的な方法の1つ以上の態様も含み得る。送達ビヒクルとして使用するのに適切なサイズの脂質凝集体を調製するために一般的に使用される技術は、超音波処理及び凍結融解と押し出しを含む(例えば、参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Mayer,et al.Biochim.Biophys.Acta 858:161,1986を参照されたい)。一貫して小さく(50~200nm)比較的均一な凝集体が望ましい場合は、微小流動化を使用することができる(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Mayhew,et al.Biochim.Biophys.Acta 775:169,1984)。このような方法は、siRNA剤調製物をリポソームの中にパッケージングするために容易に適合される。
pH感受性又は負に帯電したリポソームは、核酸分子と複合体を形成するのではなく、核酸分子を取り込む。核酸分子及び脂質の両方が同様に帯電しているため、複合体が形成されるのではなく反発が起きる。とは言え、一部の核酸分子は、これらのリポソームの水性内部内に取り込まれる。pH感受性リポソームは、チミジンキナーゼ遺伝子をコードするDNAを培養中の細胞単層に送達するために使用される。外来遺伝子の発現が標的細胞で検出された(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Zhou et al.,Journal of Controlled Release,19,(1992) 269-274)。
1つの重要な種類のリポソーム組成物は、天然由来のホスファチジルコリン以外のリン脂質を含む。中性リポソーム組成物は、例えば、ジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)又はジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)から形成することができる。アニオン性リポソーム組成物は、一般に、ジミリストイルホスファチジルグリセロールから形成され、アニオン性融合性リポソームは、主として、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)から形成される。別の種類のリポソーム組成物は、ホスファチジルコリン(PC)、例えば、大豆PC及び卵PCなどから形成される。別の種類は、リン脂質及び/又はホスファチジルコリン及び/又はコレステロールの混合物から形成される。
リポソームをin vitroで細胞に導入する他の方法の例として、米国特許第5,283,185号明細書;同第5,171,678号明細書;国際公開第94/00569号パンフレット;同第93/24640号パンフレット;同第91/16024号パンフレット;Felgner,J.Biol.Chem.269:2550,1994;Nabel,Proc.Natl.Acad.Sci.90:11307,1993;Nabel,Human Gene Ther.3:649,1992;Gershon,Biochem.32:7143,1993;及びStrauss EMBO J.11:417,1992が挙げられる。
一実施形態では、カチオン性リポソームが使用される。カチオン性リポソームは、細胞膜に融合できるという利点を有する。非カチオン性リポソームは、効率的には原形質膜と効率的に融合することができないが、in vivoでマクロファージによって取り込まれるため、siRNAをマクロファージに送達するために使用することができる。
リポソームのさらなる利点としては:天然リン脂質から得られるリポソームが、生体適合性且つ生体分解性であること;リポソームが、種々の水溶性及び脂溶性薬物を取り込むことができること;リポソームが、内部区画内に取り込まれたsiRNAを代謝及び分解から保護できること(Rosoff,in”Pharmaceutical Dosage Forms,”Lieberman,Rieger及びBanker (Eds.),1988,volume 1,p.245)が挙げられる。リポソーム製剤の調製における重要な考慮すべき事項は、脂質表面の電荷、小胞サイズ、及びリポソームの水中体積である。
正に帯電した合成カチオン性脂質、N-[1-(2,3-ジオレイルオキシ)プロピル]-N,N,N-トリメチルアンモニウムクロライド(DOTMA)を使用して、核酸と自然に相互作用して脂質-核酸複合体を形成する小型リポソームを形成することができ、この脂質-核酸複合体は、組織培養細胞の細胞膜の負に帯電した脂質と融合し、結果としてsiRNAを送達することができる(例えば、参照によりそれらの全内容が本明細書に組み入れられる、Felgner,P.L.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 8:7413-7417,1987、並びにDOTMA及びそのDNAとの使用が記載されている米国特許第4,897,355号明細書を参照されたい)。
DOTMA類似体、1,2-ビス(オレオイルオキシ)-3-(トリメチルアンモニア)プロパン(DOTAP)をリン脂質と組み合わせて使用して、DNAと複合体を形成する小胞を形成することができる。Lipofectin(商標)Bethesda Research Laboratories,Gaithersburg,Md.)は、高度にアニオン性の核酸を生きた組織培養細胞に送達するための有効な作用剤であり、この組織培養細胞は、負に帯電したポリヌクレオチドと自然に相互作用して複合体を形成する正に帯電したDOTMAリポソームを含む。十分に正に帯電したリポソームが使用されると、得られる複合体の正味荷電も正である。このように調製される正に帯電した複合体は、負に帯電した細胞表面に自然に付着し、原形質膜に融合し、そして機能性核酸を、例えば、組織培養細胞に有効に送達する。別の市販のカチオン性脂質、1,2-ビス(オレオイルオキシ)-3,3-(トリメチルアンモニア)プロパン(「DOTAP」)(Boehringer Mannheim,Indianapolis,Indiana)は、オレオイル部分が、エーテル結合ではなくエステルによって結合されているという点でDOTMAとは異なる。
他の報告されているカチオン性脂質化合物は、例えば、2種類のうちの1種類の脂質にコンジュゲートして、化合物、例えば、5-カルボキシスペルミルグリシンジオクタオレオイルアミド(「DOGS」)(Transfectam(商標)、Promega,Madison,Wisconsin)及びジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン5-カルボキシスペルミル-アミド(「DPPES」)を含むカルボキシスペルミンを含め、様々な部分にコンジュゲートしたものを含む(例えば、米国特許第5,171,678号明細書を参照されたい)。
別のカチオン性脂質コンジュゲートは、DOPEと組み合わせてリポソーム内に含められて製剤されたコレステロール(「DC-Chol」)による脂質の誘導体を含む(Gao, X.and Huang,L.,Biochim.Biophys.Res.Commun.179:280,1991を参照されたい)。ポリリシンをDOPEにコンジュゲートさせることによって形成されたリポポリリジンは、血清の存在下でのトランスフェクションに有効であることが報告されている(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Zhou,X.et al.,Biochim.Biophys.Acta 1065:8,1991)。特定の細胞株では、コンジュゲートカチオン性脂質を含むこのようなリポソームは、DOTMA含有組成物よりも低い毒性を示し、且つより効率的なトランスフェクションを実現すると言われている。他の市販のカチオン性脂質製品としては、DMRIE及びDMRIE-HP(Vical,La Jolla,California)及びLipofectamine(DOSPA)(Life Technology,Inc.,Gaithersburg,Maryland)が挙げられる。オリゴヌクレオチドの送達に適した他のカチオン性脂質は、国際公開第98/39359号明細書及び同第96/37194号明細書に記載されている。
リポソーム製剤は、局所投与に特に適しており、リポソームには、他の製剤よりもいくつかの利点が存在する。このような利点は、投与された薬物の高い全身吸収に関連した副作用の低下、所望の標的における投与された薬物の蓄積の増加、及びsiRNAを皮膚に投与する能力が挙げられる。一部の実施では、リポソームは、siRNAを上皮細胞に送達するために、そしてsiRNAの皮膚組織、例えば、皮膚への浸透を促進するためにも使用される。例えば、リポソームは、局所的に適用することができる。リポソームとして製剤された薬物の皮膚への局所送達は実証されている(例えば、参照によりそれらの全内容が本明細書に組み入れられる、Weiner et al.,Journal of Drug Targeting,1992,vol.2,405-410 and du Plessis et al.,Antiviral Research,18,1992,259-265;Mannino,R.J.and Fould-Fogerite,S.,Biotechniques 6:682-690,1988;Itani,T.et al.Gene 56:267-276.1987;Nicolau,C.et al.Meth.Enz.149:157-176,1987;Straubinger,R.M.and Papahadjopoulos,D.Meth.Enz.101:512-527,1983;Wang,C.Y.and Huang,L.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:7851-7855,1987を参照されたい)。
非イオン性リポソーム系もまた、特に、非イオン性界面活性剤及びコレステロールを含む系において、薬物の皮膚への送達における実用性を決定するために試験された。Novasome I(ジラウリル酸グリセリル/コレステロール/ポリオキシエチレン-10-ステアリルエーテル)及びNovasome II(ジステアリン酸グリセリル/コレステロール/ポリオキシエチレン-10-ステアリルエーテル)を含む非イオン性リポソーム製剤が、マウスの皮膚の真皮に薬物を送達するために使用された。siRNAを含むこのような製剤は、皮膚障害を治療するのに有用である。
siRNAを含むリポソームは、高度に変形可能に形成することができる。このような変形性は、リポソームの平均半径よりも小さい孔にリポソームが進入するのを可能にし得る。例えば、トランスファーソームは、変形可能なリポソームの1種である。トランスファーソームは、表面縁活性化因子、通常は界面活性剤を標準的なリポソーム組成物に添加することによって作製することができる。siRNAを含むトランスファーソームは、siRNAを皮膚内のケラチノサイトに送達するために、例えば、皮下注射によって送達することができる。無傷の哺乳動物の皮膚を通過するためには、脂質小胞は、適当な経皮勾配の影響下で、直径がそれぞれ50nm未満の一連の微孔を通って通過しなければならない。加えて、脂質の特性により、このようなトランスファーソームは、自己最適化性(例えば、皮膚の孔の形状に適応すること)、自己修復性であり得ると共に、多くの場合、断片化されずに標的に到達することができ、しばしば自己負荷性(self-loading)であり得る。
本発明に適用可能な他の製剤は、2008年1月2日出願の米国仮特許出願第61/018,616号明細書;2008年1月2日出願の同第61/018,611号明細書;2008年3月26日出願の同第61/039,748号明細書;2008年4月22日出願の同第61/047,087号明細書;及び2008年5月8日出願の同第61/051,528号明細書に記載されている。2007年10月3日出願の国際出願PCT/US2007/080331号パンフレットにも、本発明に適用可能な製剤が記載されている。
界面活性剤。説明を容易にするために、このセクションにおける製剤、組成物、及び方法は、主に無修飾siRNA化合物に関して説明する。しかしながら、これらの製剤、組成物、及び方法は、他のsiRNA化合物、例えば、修飾siRNA化合物を用いて実施することができ、このような実施が、本発明の範囲内であることを理解できよう。界面活性剤は、製剤、例えば、エマルション(マイクロエマルションを含む)及びリポソーム(上記)において幅広い用途が見出されている。siRNA(又は前駆体、例えば、プロセシングしてsiRNAにすることができるより大きなdsiRNA、又はsiRNA若しくは前駆体をコードするDNA)組成物は、界面活性剤を含み得る。一実施形態では、siRNAは、界面活性剤を含むエマルションとして製剤される。多数の異なる種類の天然及び合成の両方の界面活性剤の特性を分類及びランク付けする最も一般的な方法は、親水性/親油性バランス(HLB)の使用によるものである。親水性基の性質は、製剤に使用される異なる界面活性剤を分類するための最も有用な手段となる(Rieger, in “Pharmaceutical Dosage Forms,”Marcel Dekker,Inc.,New York,NY,1988,p.285)。
界面活性剤分子がイオン化されない場合、この界面活性剤分子は、非イオン性界面活性剤として分類される。非イオン性界面活性剤は、薬学的製品において幅広い用途が見出されており、広範囲のpH値に対して使用可能である。一般に、これらのHLB値は、その構造によって2~約18の範囲である。非イオン性界面活性剤としては、非イオン性エステル、例えば、エチレングリコールエステル、プロピレングリコールエステル、グリセリルエステル、ポリグリセリルエステル、ソルビタンエステル、スクロースエステル、及びエトキシル化エステルが挙げられる。非イオン性アルカノールアミド及びエーテル、例えば、脂肪アルコールエトキシレート、プロポキシル化アルコール、及びエトキシル化/プロポキシル化ブロックポリマーもこのクラスに含まれる。ポリオキシエチレン界面活性剤は、非イオン性界面活性剤クラスのうち最も一般的なメンバーである。
界面活性剤分子が、水に溶解又は分散されたときに負の電荷を有する場合、この界面活性剤分子は、アニオン性として分類される。アニオン性界面活性剤としては、カルボン酸塩、例えば、石鹸、アシル乳酸塩、アミノ酸のアシルアミド、硫酸のエステル、例えば、硫酸アルキル及び硫酸エトキシル化アルキル、スルホン酸塩、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アシルイセチオン酸塩、アシルタウレート、及びスルホコハク酸塩、並びにリン酸塩が挙げられる。アニオン性界面活性剤クラスのうち最も重要なメンバーは、硫酸アルキル及び石鹸である。
界面活性剤分子が、水に溶解又は分散されたときに正の電荷を有する場合、この界面活性剤分子は、カチオン性として分類される。カチオン性界面活性剤としては、四級アンモニウム塩及びエトキシル化アミンが挙げられる。四級アンモニウム塩は、このクラスのうちで最も使用されるメンバーである。
界面活性剤分子が、正又は負のいずれの電荷も有する能力がある場合、この界面活性剤分子は、両性として分類される。両性界面活性剤としては、アクリル酸誘導体、置換アルキルアミド、N-アルキルベタイン、及びホスファチドが挙げられる。
薬物製品、製剤、及びエマルションにおける界面活性剤の使用が概説されている(Rieger,in “Pharmaceutical Dosage Forms”,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1988,p.285)。
ミセル及び他の膜状製剤。説明を容易にするために、このセクションにおけるミセル及び他の製剤、組成物、及び方法は、主に無修飾siRNA化合物に関して説明する。しかしながら、これらのミセル及び他の製剤、組成物、及び方法は、他のsiRNA化合物、例えば、修飾siRNA化合物を用いて実施することができ、このような実施が、本発明の範囲内であることを理解できよう。siRNA化合物、例えば、二本鎖siRNA化合物、又はssiRNA化合物、(例えば、前駆体、例えば、ssiRNA化合物にプロセシングすることができるより大きなsiRNA化合物、又はsiRNA化合物、例えば、二本鎖siRNA化合物をコードするDNA、又はssiRNA化合物、又はそれらの前駆体)組成物は、ミセル製剤として提供することができる。「ミセル」は、本明細書では、特定の種類の分子集合体として定義され、この分子集合体では、両親媒性分子の全ての疎水性部分が内側を向き、親水性部分が周囲の水相に接触するように両親媒性分子が球体構造に構成されている。環境が疎水性である場合は、反対の構成で存在する。
経皮膜を通る送達に適した混合ミセル製剤は、siRNA組成物の水溶液とアルカリ金属C~C22アルキル硫酸塩とミセル形成化合物との混合によって調製することができる。例示的なミセル形成化合物としては、レシチン、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸の薬学的に許容され得る塩、グリコール酸、乳酸、カモミール抽出物、キュウリ抽出物、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、モノオレイン、モノオレエート、モノラウレート、ルリヂサ油、月見草油、メントール、トリヒドロキシオキソコラニルグリシン及びその薬学的に許容され得る塩、グリセリン、ポリグリセリン、リジン、ポリリジン、トリオレイン、ポリオキシエチレンエーテル及びその類似体、ポリドカノールアルキルエーテル及びその類似体、ケノデオキシコール酸塩、デオキシコール酸塩、及びこれらの混合物が挙げられる。ミセル形成化合物は、アルカリ金属アルキル硫酸塩と同時又は添加後に、添加することができる。混合ミセルは、実質的にあらゆる種類の成分の混合で形成されるが、より小さいサイズのミセルを提供するためには激しい混合が行われる。
一方法では、siRNA組成物及び少なくともアルカリ金属アルキル硫酸塩を含有する第1のミセル組成物が調製される。次いで、第1のミセル組成物が、少なくとも3種類のミセル形成化合物と混合されて混合ミセル組成物が形成される。別の方法では、ミセル組成物は、siRNA組成物とアルカリ金属アルキル硫酸塩と少なくとも1種類のミセル形成化合物と混合され、次いで、残りのミセル形成化合物を添加して激しく混合することによって調製される。
フェノール及び/又はm-クレゾールを混合ミセル組成物に添加して、製剤を安定させて、細菌の増殖から保護することができる。或いは、フェノール及び/又はm-クレゾールは、ミセル形成成分と共に添加しても良い。等張剤、例えば、グリセリンを、混合ミセル組成物の形成後に添加しても良い。
ミセル製剤を噴霧として送達するために、製剤をエアロゾルディスペンサーに入れることができ、このディスペンサーに噴霧剤を充填する。加圧下の噴霧剤は、ディスペンサー内で液体の形態である。水相と噴霧剤相とが1つになる、即ち、1つの相のみが存在するように、成分比が調整される。2つの相が存在する場合、内容物の一部を、例えば、計量弁によってディスペンスする前にディスペンサーを振盪する必要がある。医薬品のディスペンス量が、計量弁から微細な霧状で噴霧される。
噴霧剤としては、水素含有クロロフルオロカーボン、水素含有フルオロカーボン、ジメチルエーテル、及びジエチルエーテルを挙げることができる。特定の実施形態では、HFA 134a(1,1,1,2テトラフルオロエタン)を使用しても良い。
必須成分の特定濃度を、比較的簡単な実験によって決定することができる。口腔からの吸収では、多くの場合、注射による投与又は胃腸管を介した投与の投与量を、例えば、少なくとも2倍又は3倍に増量するのが望ましい。
粒子。説明を容易にするために、このセクションにおける粒子、製剤、組成物、及び方法は、主に修飾siRNA化合物に関して説明する。しかしながら、これらの粒子、製剤、組成物、及び方法は、他のsiRNA化合物、例えば、無修飾siRNA化合物を用いて実施することができ、このような実施が、本発明の範囲内であることを理解できよう。別の実施形態では、siRNA化合物、例えば、二本鎖siRNA化合物、又はssiRNA化合物、(例えば、前駆体、例えば、ssiRNA化合物にプロセシングすることができるより大きなsiRNA化合物、又はsiRNA化合物、例えば、二本鎖siRNA化合物をコードするDNA、又はssiRNA化合物、又はそれらの前駆体)調製物は、粒子、例えば、微粒子の中に含めることができる。微粒子は、噴霧乾燥によって製造することができるが、凍結乾燥、蒸発、流動床乾燥、真空乾燥、又はこれらの技術の組み合わせを含む他の方法によって製造することもできる。
医薬組成物
キラル修飾dsRNA剤は、医薬用途のために製剤することができる。本発明はさらに、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤を含む医薬組成物に関する。薬学的に許容され得る組成物は、単独で、或いは1種以上の薬学的に許容され得る担体(添加剤)、賦形剤、及び/又は希釈剤と共に製剤される、前述の実施形態の何れかの1種以上のキラル修飾dsRNA剤を治療有効量、含む。
医薬組成物は、以下のように適合された投与を含め、固体又は液体の形態で投与されるように特別に製剤することができる:(1)例えば、水薬(水性若しくは非水性溶液、又は懸濁液)、錠剤、例えば、頬側、舌下、及び体内吸収用の錠剤、ボーラス、粉末、顆粒、舌に適用するためのペーストの経口投与;(2)例えば、滅菌液若しくは懸濁液、又は徐放製剤として、例えば、皮下注射、筋肉注射、静脈注射、若しくは硬膜外注射による非経口投与;(3)例えば、皮膚に適用されるクリーム、軟膏、又は放出制御パッチ若しくはスプレーとしての局所適用;(4)例えば、ペッサリー、クリーム、フォームとして膣内又は直腸内投与;(5)舌下投与;(6)眼内投与;(7)経皮的投与;或いは(8)鼻内投与。皮下又は点滴法を用いる送達は、特に有利であり得る。
本明細書で使用される「治療有効量」という句は、あらゆる治療に適用可能な妥当な効果/リスク比で、動物の細胞の少なくとも亜集団においてある程度の望ましい治療効果を得るのに有効な、本発明の化合物を含む化合物、材料、又は組成物の量のことである。
「薬学的に許容され得る」という句は、本明細書では、妥当な効果/リスク比に見合った、過度な毒性、刺激、アレルギー反応、又は他の問題や合併症が発生することなく、ヒト及び動物の組織に接触させるのに適した、正当な医学的判断の範囲内である化合物、材料、組成物、及び/又は剤形を指すために利用される。
本明細書で使用される「薬学的に許容され得る担体」という句は、目的の化合物をある器官又は体の一部から別の器官又は体の一部への運搬又は輸送に関与する薬学的に許容され得る材料、組成物、又はビヒクル、例えば、液体若しくは固体の充填剤、希釈剤、賦形剤、製造補助剤(例えば、潤滑剤、タルク、マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、若しくはステアリン酸(steric acid))、若しくは材料を被包する溶媒を意味する。各担体は、製剤の他成分と適合性であって、患者に有害でないという点で「許容可能」ではなければならない。薬学的に許容され得る担体として役立ち得る材料の一部の例として:(1)糖、例えば、ラクトース、グルコース、及びスクロース;(2)デンプン、例えば、トウモロコシデンプン及びジャガイモデンプン;(3)セルロース及びその誘導体、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロース、及び酢酸セルロース;(4)粉末トラガカント;(5)麦芽;(6)ゼラチン;(7)平滑剤、例えば、マグネシウムステート(magnesium state)、ラウリル硫酸ナトリウム、及びタルク;(8)賦形剤、例えば、ココアバター及び座薬ワックス;(9)油、例えば、ピーナッツ油、綿実油、ベニバナ油、ゴマ油、オリーブ油、コーン油、及び大豆油;(10)グリコール、例えば、ポリエチレングリコール;(11)ポリオール、例えば、グリセリン、ソルビトール、マンニトール、及びポリエチレングリコール;(12)エステル、例えば、オレイン酸エチル及びラウリン酸エチル;(13)寒天:(14)緩衝剤、例えば、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウム;(15)アルギン酸;(16)パイロジェンフリー水;(17)等張食塩水;(18)リンガー液;(19)エチルアルコール;(20)pH緩衝液;(21)ポリエステル、ポリカーボネート、及び/又はポリ無水物;(22)充填剤、例えば、ポリペプチド及びアミノ酸;(23)血清成分、例えば、血清アルブミン、HDL、及びLDL;(22)医薬製剤に利用される他の無毒適合物質が挙げられる。
この製剤は、単位剤形で便利に提供することができ、薬学の分野で周知の任意の方法で調製することができる。単一剤形を製造するために担体材料と組み合わせることができる有効成分の量は、治療を受ける者及び投与の特定の方式によって異なる。単一剤形を製造するために担体材料と組み合わせることができる有効成分の量は、一般に、治療効果が得られる化合物の量である。一般に、100%のうち、この量は、有効成分の約0.1%~約99%、好ましくは約5%~約70%、最も好ましくは約10%~約30%の範囲である。
特定の実施形態では、本発明の製剤としては、シクロデキストリン、セルロース、リポソーム、ミセル形成剤、例えば、胆汁酸、及びポリマー担体、例えば、ポリエステル及びポリ無水物;及び本発明の化合物からなる群から選択される賦形剤が挙げられる。特定の実施形態では、上述の製剤は、本発明の化合物を経口投与可能にする。
iRNA剤調製物は、別の作用剤、例えば、別の治療剤、又はiRNAを安定させる作用剤、例えば、iRNAと複合体を形成してiRNPを形成するタンパク質と組み合わせて製剤することができる。なお他の作用剤としては、キレート剤、例えば、EDTA(例えば、二価のカチオン、例えば、Mg2+を除去するための)、塩、及びRNA分解酵素阻害剤(例えば、特異性の広いRNA分解酵素阻害剤、例えば、RNAsin)などが挙げられる。
これらの製剤又は組成物を調製する方法は、本発明の化合物を担体、及び任意選択で1種以上の補助成分と結合させるステップを含む。一般に、この組成物は、本発明の化合物を液体担体、細かく分割された固体担体、又は両方を均一に密着させて結合させ、次いで、必要に応じて製品を成形することによって調製する。
場合によっては、薬物の効果を持続させるために、皮下注射又は筋肉注射による薬物の吸収を遅延させることが望ましい。これは、水に溶けにくい結晶又は非晶質材料の液体懸濁液の使用によって達成することができる。次に、薬物の吸収速度は、結晶のサイズ及び結晶の形態に依存し得る溶解速度によって決まる。或いは、非経口投与される剤形(drug form)の遅延吸収は、油性ビヒクル中に薬剤を溶解又は懸濁することによって達成される。
本発明による化合物は、他の医薬品との類似性によって、ヒト又は動物用の薬物に使用される任意の便利な方法で投与するために製剤することができる。
「治療」という語は、予防、療法、及び治癒も包含するものとする。この治療を受ける患者は、霊長類、特にヒト、及び他の哺乳動物、例えば、ウマ、ウシ、ブタ、及びヒツジ;並びに一般的な家禽及びペットを含む、治療を必要とするあらゆる動物である。
二本鎖RNAi剤は、例えば、細胞に送達される外来性DNA鋳型により、in vivoの細胞で産生される。例えば、DNA鋳型は、ベクターに挿入して、遺伝子治療ベクターとして使用することができる。遺伝子治療ベクターは、例えば、静脈注射、局所投与(参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、米国特許第5,328,470号)、又は定位注入(例えば、参照によりその全内容が本明細書に組み入れられる、Chen et al.(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:3054-3057を参照されたい)によって対象に送達することができる。遺伝子治療ベクターの医薬調製物は、許容され得る希釈剤中の遺伝子治療ベクターを含み得る、又は遺伝子送達ビヒクルが埋め込まれた徐放マトリックスを含み得る。例えば、DNA鋳型は、2つの転写単位を含み得、1つの転写単位は、dsRNA剤の上鎖を含む転写物を産生し、もう1つの転写単位は、dsRNA剤の下鎖を含む転写物を産生する。鋳型が転写されると、dsRNA剤が産生され、遺伝子サイレンシングを媒介するsiRNA剤の断片にプロセシングされる。
送達経路
本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤又は本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤を含む医薬組成物は、異なる送達経路を使用して対象に投与することができる。iRNAを含む組成物は、様々な経路によって対象に送達することができる。例示的な経路には、静脈内、筋肉内、くも膜下腔内、腹腔内、脳室内、皮下、局所、直腸、肛門、膣、鼻腔、肺、眼、及び経皮;並びに静脈内注射、筋肉内注射、髄腔内注射、皮下注射、及び眼注射が含まれる。本発明のiRNA分子及び/又はキラル修飾dsRNA剤は、投与に適した医薬組成物に含めることができる。そのような組成物は、典型的には、1種又は複数種のiRNA及び薬学的に許容される担体を含む。本明細書で使用される「薬学的に許容される担体」という語は、医薬投与に適合する、ありとあらゆる溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤及び抗真菌剤、等張剤、及び吸収遅延剤などを含むものとする。薬学的に活性な物質のためのそのような媒体及び薬剤の使用は、当技術分野で周知である。従来の媒体又は薬剤が活性化合物と適合しない場合を除いて、組成物でのそれらの使用が企図される。補助的な活性化合物もまた、組成物に含めることができる。
本発明の組成物は、局所治療又は全身治療が望ましいか否か、及び治療される領域に基づいて様々な方式で投与することができる。投与は、局所(眼、膣、直腸、鼻、経皮を含む)、経口、又は非経口とすることができる。非経口投与としては、点滴、皮下、腹腔内若しくは筋肉内注射、又は気管支内若しくは脳室内投与が挙げられる。
投与の経路及び部位は、標的化を強めるために選択することができる。例えば、筋細胞を標的とするためには、目的の筋肉内への筋肉注射は、論理的な選択であろう。肺細胞は、iRNAを噴霧形態で投与することによって標的とすることができる。血管内皮細胞は、バルーンカテーテルをiRNAでコーティングして、DNAを機械的に導入することによって標的とすることができる。
用量
一態様では、本発明は、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤、例えば、siRNA剤を対象(例えば、ヒト対象)に投与する方法を取り上げる。別の態様では、本発明は、対象における標的遺伝子の発現の阻害に使用される、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤に関する。この方法又は医療での使用は、(a)二本鎖部分が、14~40ヌクレオチド長、例えば、21~23ヌクレオチド長である、(b)標的RNA(例えば、外来性又は病原体標的RNA)に対して相補的である、且つ、任意選択により、(c)少なくとも1つの1~5ヌクレオチド長の3’オーバーハングを含む、キラル修飾dsRNA剤、例えば、siRNA剤、例えば、二本鎖siRNA剤の単位用量を投与するステップを含む。一実施形態では、単位用量は、体重1kg当たり10mg未満、又は体重1kg当たり10mg未満、5mg未満、2mg未満、1mg未満、0.5mg未満、0.1mg未満、0.05mg未満、0.01mg未満、0.005mg未満、0.001mg未満、0.0005mg未満、0.0001mg未満、0.00005mg未満、又は0.00001mg未満であり、且つ体重1kg当たり200nmol未満のRNA剤(例えば、約4.4×1016のコピー)、又は体重1kg当たり1500nmol未満、750nmol未満、300nmol未満、150nmol未満、75nmol未満、15nmol未満、7.5nmol未満、1.5nmol未満、0.75nmol未満、0.15nmol未満、0.075nmol未満、0.015nmol未満、0.0075nmol未満、0.0015nmol未満、0.00075nmol未満、0.00015nmol未満のRNA剤である。
規定量は、疾患又は障害、例えば、標的RNAに関連した疾患又は傷害を治療又は予防するのに有効な量とすることができる。単位用量は、例えば、注射(例えば、静脈内、皮下、若しくは筋肉内)、吸入投与、又は局所適用によって投与することができる。一部の実施形態では、用量は、体重1kg当たり10mg未満、5mg未満、2mg未満、1mg未満、又は0.1mg未満とすることができる。
一部の実施形態では、単位用量は、1日に1回未満の頻度、例えば、2日に1回未満、4日に1回未満、8日に1回未満、又は30日に1回未満投与される。別の実施形態では、単位用量は、一定の頻度では投与されない(例えば、定期的な頻度ではない)。例えば、単位用量は、1回で投与することができる。
一実施形態では、有効量は、他の従来の治療様式で投与される。一実施形態では、対象は、ウイルス感染している患者であり、治療様式は、dsRNA剤以外、例えば、siRNA剤以外の抗ウイルス剤である。別の実施形態では、対象は、アテローム性動脈硬化症であり、有効量のdsRNA剤、例えば、siRNA剤が、例えば、外科介入後、例えば、血管形成術と組み合わせて投与される。
一実施形態では、対象に、初回量及び1回以上の維持量のキラル修飾dsRNA剤、例えば、siRNA剤、(例えば、前駆体、例えば、siRNA剤にプロセシングすることができるより大きなdsRNA剤、又はキラル修飾dsRNA剤、例えば、siRNA剤をコードするDNA、又はその前駆体)が投与される。1又は複数の維持量は、初回量と同じ、又は初回量よりも少なくする、例えば、初回量の半分とすることができる。維持療法は、1日に付き体重1kg当たり0.01μg~15mgの範囲、例えば、1日に付き体重1kg当たり10mg、1mg、0.1mg、0.01mg、0.001mg、又は0.00001mgの1又は複数の用量を用いて対象を治療するステップを含み得る。維持量は、例えば、2日に1回以下、5日に1回以下、10日に1回以下、又は30日に1回以下投与される。さらに、治療法は、一定期間継続することができ、この期間は、特定の疾患の性質、その重症度、及び患者の全体的な状態によって異なり得る。特定の実施形態では、用量を、1日に1回以下、例えば、24時間、36時間、48時間、又はそれ以上に1回、例えば、5日若しくは8日に1回投与することができる。治療後、患者の状態の変化及び病態の症状の緩和について、患者を監視することができる。化合物の用量は、患者が現在の用量レベルに有意に応答しない場合は増量しても良いし、或いは、疾患の状態の症状の緩和が観察された場合、疾患の状態が軽減された場合、又は不所望の副作用が観察された場合は減量しても良い。
有効量は、必要に応じて、又は特定の状況下で適切と見なされる場合、単回又は2回以上の投与で投与することができる。反復又は頻繁な注入を容易にしたい場合は、送達装置、例えば、ポンプ、半永久ステント(例えば、静脈内、腹腔内、嚢内、又は関節内)、又はレザバーの植え込みを提案することができる。
一実施形態では、組成物は、複数のキラル修飾dsRNA剤種を含む。別の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤種は、天然の標的配列に関しては、別の種とオーバーラップも隣接もしていない配列を有する。別の実施形態では、複数のキラル修飾dsRNA剤種は、異なる天然の標的遺伝子に特異的である。別の実施形態では、キラル修飾dsRNA剤は、対立遺伝子特異的である。
本明細書に記載されるキラル修飾dsRNA剤は、哺乳動物、特に大きい動物、例えば、非ヒト霊長類又はヒトに様々な方法で投与することができる。
一実施形態では、キラル修飾dsRNA剤、例えば、siRNA剤、組成物の投与は、非経口、例えば、静脈内(例えば、ボーラスとして、又は拡散注入として)、皮内、腹腔内、筋肉内、くも膜下、脳室内、頭蓋内、皮下、経粘膜、頬側、舌下、内視鏡、直腸、経口、膣、局所、肺、鼻、尿道、又は眼内である。投与は、対象によって、又は別の人間、例えば、医療提供者によって行うことができる。薬物治療は、測定した用量で、又は測定した用量を送達するディスペンサーで行うことができる。選択される送達方式は、以下に詳細に説明される。
本発明は、本明細書に記載されるキラル修飾dsRNA剤の直腸投与又は送達のための方法、組成物、及びキットを提供する。
特定の実施形態では、本発明は、上記の方法に使用されるキラル修飾dsRNA剤に関する。
標的遺伝子の発現を阻害する方法
本発明の実施形態は、標的遺伝子の発現を阻害する方法にも関する。この方法は、標的遺伝子の発現を阻害するのに十分な量の、前述の任意の実施形態におけるキラル修飾dsRNA剤を投与するステップを含む。本発明はさらに、標的細胞における標的遺伝子の発現を阻害するための、本明細書で定義されるキラル修飾dsRNA剤の使用に関する。好ましい一実施形態では、本発明はさらに、in vitroでの標的細胞における標的遺伝子の発現を阻害するためのキラル修飾dsRNA剤の使用に関する。
別の態様では、本発明は、本発明のキラル修飾dsRNA剤を細胞に供給するステップを含む、前記細胞における標的遺伝子の発現を調節する方法に関する。一実施形態では、標的遺伝子は、第VII因子、Eg5、PCSK9、TPX2、apoB、SAA、TTR、RSV、PDGFβ遺伝子、Erb-B遺伝子、Src遺伝子、CRK遺伝子、GRB2遺伝子、RAS遺伝子、MEKK遺伝子、JNK遺伝子、RAF遺伝子、Erk1/2遺伝子、PCNA(p21)遺伝子、MYB遺伝子、JUN遺伝子、FOS遺伝子、BCL-2遺伝子、ヘプシジン、活性化プロテインC、サイクリンD遺伝子、VEGF遺伝子、EGFR遺伝子、サイクリンA遺伝子、サイクリンE遺伝子、WNT-1遺伝子、β-カテニン遺伝子、c-MET遺伝子、PKC遺伝子、NFKB遺伝子、STAT3遺伝子、サバイビン遺伝子、Her2/Neu遺伝子、トポイソメラーゼI遺伝子、トポイソメラーゼIIα遺伝子、p73遺伝子の突然変異、p21(WAF1/CIP1)遺伝子の突然変異、p27(KIP1)遺伝子の突然変異、PPM1D遺伝子の突然変異、RAS遺伝子の突然変異、カベオリンI遺伝子の突然変異、MIB I遺伝子の突然変異、MTAI遺伝子の突然変異、M68遺伝子の突然変異、腫瘍抑制遺伝子の突然変異、及びp53腫瘍抑制遺伝子の突然変異からなる群から選択される。
特定の実施形態では、本発明は、上記の方法に使用される本発明のキラル修飾dsRNA剤に関する。
本発明が、以下の実施例によってさらに例示されるが、これらの実施例は、さらなる限定と解釈されるべきものではない。本出願で言及される全ての参照文献、出願中の特許出願、及び公開特許の開示内容は、参照により本明細書に明確に組み入れられるものとする。
実施例1.ヌクレアーゼ安定性、RISCローディング、及びsiRNAのin vivo活性全体に対するキラル的に純粋なPS結合の位置依存効果
ヌクレアーゼ活性からsiRNAを保護する効果的な方法は、それらのホスホジエステル結合を、リン(Rp/Sp中心)においてキラルであるホスホロチオエート(PS)と交換することである。この実施例は、キラル的に純粋なヌクレオチド間ホスホロチオエート結合をsiRNA剤に導入する効率的な方法を実証し、結果として得られるキラル的に純粋な末端PS修飾siRNAが、in vivoでの薬理学的特性を維持又は改善すると共に、PS結合の数を減少させた。
キラル的に純粋な3PS、4PS、5PS、及び6PS siRNAを合成するためのアプローチ
様々なプロトコルを使用して、キラル的に純粋なPS結合をオリゴヌクレオチドに生じさせることができる:例えば、H-ホスホネート法、オリゴヌクレオチドレベルでのPSジアステレオ異性体の分離、ホスホラミダイト法のキラル純粋ジヌクレオチドビルディングブロック、又はオキサザホスホリジンアプローチ。
この実施例は、3つのアプローチを実証する:アプローチ1、オリゴヌクレオチドレベルでのPSジアステレオマーの分離、アプローチ2、キラル的に純粋なジヌクレオチドビルディングブロックを使用、及びアプローチ3、オキサザホスホリジン(OAP)単量体を使用。この実施例では、2’-OMe修飾及び/又は2’-F修飾を含むホスホチオエート結合(PS)によって結合されたすべての可能なジヌクレオチドを合成し、分析した(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Jahns et al.,“Stereochemical bias introduced during RNA synthesis modulates the activity of phosphorothioate siRNAs,”Nature Communications 6:6317(2015)を参照)。
アプローチ1:オリゴヌクレオチドレベルでのPSジアステレオマーの分離。完全長オリゴヌクレオチドを、標準の2’-OMe-、2’-F-ホスホラミダイト条件及びアクチベーターとしての5-エチルチオ-1H-テトラゾール(ETT)を使用してABIで合成した。PSジアステレオ異性体の分離を容易にするために、最後のDMT基を維持した。C5標的配列の21mer 5’-1PSセンス鎖(SS1及びSS2;siRNAの配列及びキラリティーが表1に示されている)及び23mer 3’、5’-2PSアンチセンス鎖(AS1、AS2、AS3、AS4;siRNAの配列及びキラリティーが表1に示されている)のジアステレオマー混合物をそれぞれ合成した。ジアステレオマーをイオン交換精製(IEX)によって分離した。図1は、DMT保護基(DMT-オン)を有する5’-1PSセンス鎖のRp/Sp PSジアステレオマー、及びDMT-オンの3’,5’-2PSアンチセンス鎖の4つすべてのPSジアステレオマーの分析IEXクロマトグラフィーでの分離の結果を示す。5’末端にSp立体化学を有するDMT-オンのオリゴヌクレオチドは、典型的には、Rpジアステレオマーの前に逆相HPLCで溶出し(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Wan et al., “Synthesis, biophysical properties and biological activity of second generation antisense oligonucleotides containing chiral phosphorothioate linkages,” Nucleic Acids Research 42(22): 13456-13468 (2014)を参照)、IEXによって分離されたジアステレオマーについて同じ傾向が観察された。DMT基が除去されると、5’末端RpジアステレオマーはSpジアステレオマーよりも速く移動した。オリゴヌクレオチドの一部のジアステレオマーは、5’末端にDMT基が存在しないと分解しなかった。すべてのジアステレオ異性体を、約80%の純度の化合物AS2及びAS4を除いて、90%超の純度で分離した(図1)。
一本鎖の3PS修飾C5配列のPSジアステレオマーを分離した後、5’-1PSセンス鎖(SS1、SS2)及び3’,5’-2PSアンチセンス鎖(AS1-AS4)のジアステレオマーを、3PS修飾siRNAの8つのキラル的に純粋なジアステレオマーに構築した(表3のsi4、si6、si8、si10、si12、si14、si16及びsi18を参照)。
Figure 0007348185000016
アプローチ2:キラル的に純粋なジヌクレオチドビルディングブロックを使用。カップリング/硫化、3’TBDMS-脱保護、及び3’-ホスフィチル化(図2a)を含む4段階の反応での、C5及びmrTTR配列のキラル的に純粋なジヌクレオチドビルディングブロック(表3に示されている)の合成。PSジヌクレオチドジアステレオ異性体の混合物を、硫化後、薄層クロマトグラフィー(TLC)によって移動速度の速いジアステレオ異性体(上部スポット)と移動速度の遅いジアステレオ異性体(下部スポット)に効果的に分離した(図2b)。分離により、すべての化合物で99%を超える純度と良好な全収率が得られた。
PSジアステレオマーの31P-NMRシグナルの化学シフトを使用して、Rp/Sp立体化学とジアステレオ異性体生成物の比率を決めた。低磁場シフト(31P-NMRスペクトルによる)ジアステレオマーはRpジアステレオ異性体として割り当てたが、高磁場シフト(31P-NMRスペクトルによる)ジアステレオマーは、Spジアステレオマーとして割り当てた(表2)(どちらも参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、Bartlett et al.,“Stereochemical course of polymerization catalyzed by avian myeloblastosis virus reverse transcriptase.”Journal of Biological Chemistry 257(15): 8879-8884(1982);Connolly et al.,“Synthesis and characterization of an octanucleotide containing the EcoRI recognition sequence with a phosphorothioate group at the cleavage site,”Biochemistry 23(15):3443-3453(1984)を参照)。
ジアステレオマーのジヌクレオチド生成物の比率は、2’糖修飾と核酸塩基による影響を受けたが、各ジヌクレオチドのバッチ間でのジアステレオマー生成物の比率は一定であった。ETTをアクチベーターとして使用すると、特定のジアステレオマー形態への偏りが生じた。一部のジヌクレオチドにおけるRp/Spのジアステレオマー比により、エピマー混合物(例えば、csUf)、Rpジアステレオ異性体への偏り(例えば、uscにおいてRp/Sp=70/30)、又はSpジアステレオ異性体への偏り(例えば、GfsgにおいてRp/Sp=28/72)が生じた(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Jahns et al.,“Stereochemical bias introduced during RNA synthesis modulates the activity of phosphorothioate siRNAs,”Nature Communications 6:6317(2015)を参照)。
完全に脱保護された立体化学的に純粋なPSジヌクレオチドの立体化学を割り当てるために、化合物をヘビ毒ホスホジエステラーゼ(SVPDE)及びホスホジエステラーゼII(PDII)と共にインキュベートした。上部スポットのジアステレオマーは、31P-NMR化学シフトと、SVPDEがRp PSジアステレオマーを選択的に分解するという事実とに基づいてRpジアステレオマーとして割り当てた(参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、Potter et al.,“Synthesis and configurational analysis of a dinucleoside phosphate isotopically chiral at phosphorus. Stereochemical course of Penicillium citrinum nuclease P1 reaction,”Biochemistry 22(6):1369-1377(1983)を参照)。PDIIは、6つの全ジヌクレオチドにおいてSp PSジアステレオマーの分解に対する選択性を示した。(gsa)ジヌクレオチドは例外であり、31P-NMR及びヌクレアーゼ分解の規則に基づいて、上部スポットをSpジアステレオマーとして割り当てた(表2を参照)。立体化学的に純粋なPSジヌクレオチドの立体化学割り当ての結果を表2に示す。
Figure 0007348185000017
次いで、キラル的に純粋な3PS C5配列及び3PS mrTTR配列のオリゴヌクレオチドを、ジヌクレオチドアプローチ2を使用して合成して、表3に示されている、各標的siRNA、si3-si18を調製するための8つのジアステレオマーオリゴヌクレオチドを得た。これらのsiRNAのセンス鎖については、3’GalNAcを運ぶ前駆体19-merを自動化オリゴヌクレオチド合成装置で合成した。センス鎖の5’末端にキラル的に純粋なPS結合を導入するために、対応するジヌクレオチドビルディングブロックを手動でカップリングし、酸化させて前駆体にした。アンチセンス鎖については、2つのキラル的に純粋なPS結合を3’及び5’の両末端に組み込んだ。3’末端PSキラリティーをもたらすキラル的に純粋なジヌクレオチドビルディングブロックは、制御された細孔ガラス(CPG)に手動でカップリングし、続いてオリゴヌクレオチド合成装置でホスホジエステルヌクレオチド間結合を含む次の19ヌクレオチドをカップリングした。アンチセンス鎖の5’末端におけるキラル的に純粋な結合を手動カップリング工程によって組み込み、所望のキラル的に純粋な2PSアンチセンス鎖を得た(アプローチ2、図2a)。すべてのオリゴヌクレオチドをDMT-オンで合成して、オリゴヌクレオチドの立体化学的純度を確認した(図1に示されている)。
2つの異なるアプローチ(アプローチ1及びアプローチ2)によって作製されたC5化合物の立体化学を、逆相HPLC及び31P-NMRのDMT-オン及びオフのフリップで確認した(表2)。オリゴヌクレオチドレベルでのジアステレオマーの分離(アプローチ1)及びキラル的に純粋なジヌクレオチドビルディングブロックの使用(アプローチ2)の両方により、立体化学的に純粋なオリゴヌクレオチドを得た。しかしながら、後者のアプローチは、大規模でより高い純度をもたらした。
2つ以上の連続したキラル的に純粋なPS結合(2PS、3PS、4PS)を含む他のすべてのオリゴヌクレオチドは、OAP単量体ビルディングブロックのカップリングを使用して合成した(アプローチ3)。
エピマー混合物のハイブリダイゼーション能力を、融解温度(TmS)を測定することによってキラル的に純粋な3PS化合物と比較した(表3)。3’及び5’末端結合におけるPSキラリティーは、mrTTR siRNAのハイブリダイゼーションに対してはわずかな影響(±1℃)しか与えなかった。
Figure 0007348185000018
3’-AS鎖におけるSpジアステレオ異性体はより高いin vitro活性をもたらす
siRNAの末端位置(すなわち、センス鎖の5’-1PS、アンチセンス鎖の5’-1PS及び3’-1PS)における異なるジアステレオ異性体の生物学的影響を評価するために、8つのキラル的に純粋なsiRNA異性体及びそれらのエピマー混合物(表3に示されているsi1~si18)を、初代マウス肝細胞でのin vitro自由取り込み実験で試験した。すべてのsiRNAを、標的mRNA発現の阻害について段階的濃度で試験し、それらのIC50値を図3に示す。エピマー3PS混合物(mrTTRのsi1及びC5のsi2)はそれぞれ、0.38nM及び0.82nMのIC50値で強いノックダウンを示した。両方の標的において、2つのキラル的に純粋な3PS化合物、R/R-S(si5/si6)、及びS/R-S(si13/si14)は、エピマー3PS混合物と比較して有意に高い活性をもたらした。1つのキラルPS中心が変更された8つのキラル的に純粋なsiRNA異性体の直接比較(例えば、R/R-R対R/S-R)では、5’-1PSアンチセンス鎖にRpジアステレオマーを有するsiRNAが、すべてのケースでより高いin vitro活性をもたらした(mrTTRの場合は、si3、si5、si11、si13>si7、si9、si15、si17;C5の場合は、si4、si6、si12、si14>si8、si10、si16、si18)。他方、3’-1PSアンチセンス鎖のSpジアステレオマーは活性を改善した(mrTTRの場合は、si3、si7、si11、si15<si5、si9、si13、si17;C5場合は、si4<si6、si8<si10、si12<si14、si16<si18)。5’-1PSセンス鎖のRpジアステレオマーは、R/S-SからS/S-S(si9、si10>si17、si18)化合物を除いて、活性を改善した。
siRNAの2つの重要な薬理学的特性は、ヌクレアーゼに対するその安定性及びその固有のRNAiサイレンシング効力である。PS含有オリゴヌクレオチドのヌクレアーゼ安定性の評価は、典型的には、Rpジアステレオ異性体を分解する傾向がある3’エキソヌクレアーゼSVPDEを使用して測定する。この実施例では、キラル的に純粋なジヌクレオチドと5’エキソヌクレアーゼであるホスホジエステラーゼII(PDII)のインキュベーションにより、Spジアステレオマーと比較してRpジアステレオ異性体が高い安定性を示した。ホスホロチオエート結合は、一般にホスホジエステルよりも安定であるが、RpとSpの安定性の違いは、化合物が一緒にインキュベートされるヌクレアーゼに依存し得る。ジヌクレオチドのヌクレアーゼ安定性及びin vitro実験は、5’-1PS Rpジアステレオマー及び3’-1PS SpジアステレオマーがsiRNAヌクレアーゼの安定性及び活性に有益であったことを示している。
siRNAの効力に影響を与える要因には、二重鎖安定性(どちらも参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、Khvorova et al.,“Functional siRNAs and miRNAs Exhibit Strand Bias,”Cell 115(2):209-16(2003);Addepalli et al.,“Modulation of thermal stability can enhance the potency of siRNA.”Nucleic Acids Research 38(20):7320-31 (2010)を参照)、鎖の選択(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Schwarz et al.,“Asymmetry in the Assembly of the RNAi Enzyme Complex,”Cell 115(2):199-208(2003)を参照)、特定のヌクレオチドモチーフの存在(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Huesken et al.,“Design of a genome-wide siRNA library using an artificial neural network.”Nat Biotech 23(8):995-1001 (2005)を参照)、並びにガイド鎖及び/又はパッセンジャー鎖の化学修飾(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Bramsen, et al.,“A screen of chemical modifications identifies position-specific modification by UNA to most potently reduce siRNA off-target effects,”Nucleic Acids Research 38(17):5761-73(2010)を参照)が含まれ得る。薬力学的観点から、治療用siRNAの最も重要な目的地は、標的細胞の細胞アルゴノート(Ago)2である。哺乳動物では、Agoタンパク質のAgoサブファミリーに属するAgo2(例えば、Carmell et al.,“The Argonaute family:tentacles that reach into RNAi,developmental control,stem cell maintenance,and tumorigenesis,”Genes & Development 16(21):2733-42(2002)を参照)は、ガイド鎖に結合し、標的mRNAの切断を触媒するRNA誘導サイレンシング複合体(RISC)内のタンパク質である(どちらも参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、Liu et al.,“Argonaute2 Is the Catalytic Engine of Mammalian RNAi,”Science 305(5689):1437-41 (2004);Meister et al.,“Human Argonaute2 Mediates RNA Cleavage Targeted by miRNAs and siRNAs,”Molecular Cell 15(2):185-97(2004)を参照)。RNAガイドと複合体を形成したヒトAgo2の結晶構造は、Ago2残基とアンチセンス鎖の3’末端及び5’末端でのPO結合の非架橋酸素との間の広範な水素結合接触を示す(どちらも参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、Elkayam et al.,“The Structure of Human Argonaute-2 in Complex with miR-20a,“Cell 150(1):100-110(2012);Schirle et al.,“The Crystal Structure of Human Argonaute2,”Science 336(6084):1037-1040(2012)を参照)。
キラル的に純粋な3PS siRNAのin vitroでの様々な活性もたらす、PS立体化学のAgoローディングに対する影響を評価するために、siRNAを、まずキラル的に純粋な1PS化合物として評価した。表4に示されているように、アンチセンス鎖の5’末端(si20/si21)及びアンチセンス鎖の3’末端(si22/si23)における単一の立体化学的に純粋なPS(Rp/Sp)結合を有するsiRNAを合成し、非PS siRNA(si19)及び6PSステレオ混合物siRNA(si24及びsi25)と比較した。キラル的に純粋な1PS化合物(si20~23)を使用して、Agoローディングに対するアンチセンス鎖の末端でのRp/Sp立体化学の排除効果を調べた。Ago2関連siRNAを、FLAG-HAタグ付きヒトAgo2を過剰発現するHEK293細胞溶解物を使用して、in vitroでSL-RT QPCRによって定量した(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Pei et al., “Quantitative evaluation of siRNA delivery in vivo,” RNA 16(12): 2553-2563 (2010))。ヌクレアーゼ阻害剤であるSuperase-Inを使用して、siRNAの不所望の分解を排除した。非PS siRNAのアンチセンス鎖であるsi19は、10fg/μlのローディングで予測される優先傾向を示した。si20(5’-Rp配置を有する)及びsi21(5’-Sp配置を有する)のアンチセンス鎖はわずかな違いを示し、5’-Rp配置ではわずかにAgoローディングが優先された。驚いたことに、アンチセンス鎖の3’末端における立体化学は顕著な違いを示した。si23(3’-Sp配置を有する)のアンチセンス鎖は、si22(同じ位置に3’-Rp配置を有する)のアンチセンス鎖と比較して、5倍高いAgoローディングをもたらした。この結果を図4に示す。これは、PS結合のSp立体化学がAgoローディングを大幅に改善したという初めての驚くべき実証である。
Figure 0007348185000019
1PS修飾siRNAのアンチセンス鎖の3’末端におけるSp立体化学の改善されたAgoローディング活性の効果がキラル的に純粋な3PS siRNAに変換されるかどうかを評価するために、8つすべてのキラル的に純粋な3PS mrTTRジアステレオマーのin vitro Agoローディング能力を試験した。図5に示されているように、すべての化合物が、3PSエピマー混合物と比較して良好なローディングを示した。一度に1つのキラルPS中心が変化する8つの化合物の直接比較(例えば、R/R-R対R/R-S)では、3’末端アンチセンス鎖にSpジアステレオマーを有するsiRNAは、すべてのケースでin vitroでより高いAgoローディング活性をもたらした(表3:si5、si9、si13、si17>si3、si7、si11、si15)。5’末端アンチセンス鎖のキラリティーは、比較的小さな役割を果たしているように見えた(R/R-R対R/S-R)。R/R-S(si5)及びS/R-S(si13)のキラリティーパターンを有する2つの化合物は、3PSエピマー混合物と比較して5倍高いAgoローディング活性を示した。5’末端センス鎖のキラリティーは、in vitroでのAgoローディング活性に影響を及ぼさなかった。
PAZドメインは、疎水性環境を表す、Agoに見られる高度に保存されたRNA結合モジュールである(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ma et al.,“Structural basis for overhang-specific small interfering RNA recognition by the PAZ domain,”Nature 429(6989):318-322(2004)を参照)。3’末端アンチセンス鎖のキラリティーをさらに分析するために、9-merのRNA配列5’-CGU GA-3’を有するhAgol PAZの結晶構造を分析して、リン酸基とPAZ残基との間の接触を評価した。図6に示されているように、PAZ残基と、U9とC8(P9)とC8とU7(P8)との間のリン酸塩との相互作用を分析した。P9におけるSp「硫黄」とRp「硫黄」の環境は著しく異なる。従って、Sp異性体の環境は、Tyr-309及びTyr-314への2つのH結合を有する(酸素に有益である)Rp異性体と比較して、His-269との直接接触及びF310の近傍にもかかわらず、より疎水性である(硫黄にとって有益である)。Agoと9-merの共結晶構造は、アンチセンス鎖の3’末端におけるPS結合のSpジアステレオマーがAgoローディング活性を改善したという実験的発見を支持する。結晶構造はさらに、P8ヌクレオチド間結合では、PS結合のSpジアステレオマーがAgoのアンチセンス鎖に適応するために有益であり得ることを示した。
In vivo分析により、各PS立体異性体の配置についての位置ベースの優先傾向が明らかになる
観察されたin vitro活性及びAgoローディング活性がin vivo活性に変換されることになるかどうかを理解するために、各化合物をWTマウスでスクリーニングして、キラル的に純粋な3PS修飾3’-GalNAcコンジュゲートsiRNAの有効性/持続時間に対する影響を決定し、そして6PSエピマー混合物siRNAと比較した。動物に各siTTR化合物を、6PS親ED80、2mg/kgで単回皮下投与した。循環マウスTTRタンパク質レベルを、投与の4日後、7日後、14日後、21日後、及び28日後に測定し、各サンプルを、その特定の動物の個々の投与前に対して正規化した。図7に示すように、6PS修飾エピマー混合物対照は、約85%のノックダウンを達成し、3PS修飾エピマー混合物は、4日目、7日目、及び14日目にノックダウンの減少(約70~60%)と合わせて、21/28日目にTTRレベルの迅速な回復を示し、動物がベースラインに戻った。3PS修飾エピマー混合物のin vivo活性の低下は、安定性に影響を与えるPS含量の減少に寄与し得る(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Zlatev et al.,“5’-C-Malonyl RNA:Small Interfering RNAs Modified with 5’-Monophosphate Bioisostere Demonstrate Gene Silencing Activity,”ACS Chemical Biology 11(4):953-960(2016)を参照)。5’末端アンチセンスSp立体異性体、si7/si9/si15/si17(表2)を有する化合物は、活性の大幅な低下を示し、これは5’エキソヌクレアーゼのSp PSジアステレオマー感受性に関連していた(PDIIによる分解を伴うジヌクレオチドモデルに示されている)。in vitroデータと一致して、ジアステレオマーsi5(R/R-S)及びsi13(S/R-S)は、他のジアステレオマーと比較して優れたin vivo活性を示し、それぞれは、エピマー6PS修飾混合物に匹敵する有効性を示したが、3PS修飾エピマー混合物よりも有効性が大幅に向上していた。
上記分析されたGalNAc-siRNA-TTRで作成されたデータが第2の配列に変換されることを確認するために、キラル的に純粋な3PS GalNAc-siRNA-C5配列を使用して同様の実験を行った。ここでもまた、各化合物をWTマウスでクリーニングした。各動物に、2.5mg/kgの単回皮下用量を投与し、循環C5レベルを定量することによって有効性及び持続時間の両方を測定した。図8に示されているように、6PS修飾エピマー混合物対照は、約93%のノックダウンを達成し、3PS修飾されたエピマー混合物は、約82%の活性の低下を示した。3PS修飾エピマー混合物を投与した動物のC5レベルは、6PS修飾エピマー混合物と比較してより速い速度で回復し、28日目のC5活性は、PBS対照と比較して80%のレベルを示した。アンチセンス鎖の5’末端にRp配置を有する化合物、si4/si6/si12/si14は、少なくとも3PS修飾エピマー混合物に匹敵する活性を示した。ここでもまた、in vitroデータと一致して、ジアステレオマーsi6(R/R-S)及びsi14(S/R-S)は、他のジアステレオマーと比較して優れたin vivo活性を示し、それぞれは、エピマー6PS修飾混合物に匹敵する有効性を示したが、3PS修飾エピマー混合物よりも有効性が大幅に向上していた。
センス/アンチセンス鎖の5’-Rpキラリティー及びアンチセンス鎖の3’-Spキラリティーがin vivoでのヌクレアーゼ安定性に有益であることを示すin vitroデータを確認するために、C5標的の場合は4日目に、mrTTR標的では7日目に、全肝臓レベルを調べた。図9aの結果は、R/R-S(si5及びsi6)化合物が、3PS修飾エピマー混合物と比較して高い全肝臓レベルを有する一方、アンチセンス鎖に反対のキラリティーを有するR/S-R化合物(si7及びsi8)は、より低い全肝臓レベルをもたらしたことを例示する。
2つの高活性化合物R/R-S(si5及びsi6)及びS/R-S(si13及びsi14)のAgo2ローディング活性を調べた。図9bの結果は、si5及びsi6ジアステレオマーが、3PS修飾エピマー混合物と比較して、最大3倍に増加したAgo2ローディング活性を示したことを例示する。si13及びsi14ジアステレオマーのAgoローディング活性は、3PS修飾エピマー混合物と比較して、最大2倍に増加したAgo2ローディング活性を示した。
これらの結果は、アンチセンス鎖の5’末端におけるRp PS立体化学及び3’末端におけるSp PS立体化学がヌクレアーゼの安定性を改善し、3PSエピマー混合物と比較してより強力なsiRNAをもたらしたことを示唆している。さらに、キラル的に純粋な1PS修飾化合物及びキラル的に純粋な3PS修飾化合物のin vitro及びin vivo RISCローディング実験の評価と、hAgo2の共結晶構造解析とを組み合わせることにより、RISCローディングに有益であり得る、アンチセンス鎖の3’末端でのSp立体化学の優先傾向が示された。
実施例2:複数のキラル修飾ホスホロチオエート結合を有するキラル的に純粋なdsRNA剤の合成、特徴付け、及び活性
3つのキラル修飾ホスホロチオエート結合(3PS)を有するキラル的に純粋なdsRNA剤は、合成アプローチ1(キラルPSオリゴヌクレオチドアプローチのDMT-オン精製)及び/又はアプローチ2及び/又はアプローチ3を使用して合成した。
3つ、4つ、5つ、又は6つのキラル修飾ホスホロチオエート結合(例えば、3PS、4PS、5PS、又は6PS)を有するキラル的に純粋なdsRNA剤は、合成アプローチ2(キラルPSジヌクレオチドアプローチ)及び/又は合成アプローチ3(キラルOAPホスホラミダイトビルディングブロック)を使用して合成した。
2つ以上の連続したキラル的に純粋なPS結合(例えば、2PS、3PS、又は4PS)を含むすべてのオリゴヌクレオチドを、OAP単量体ビルディングブロック(アプローチ3)のカップリングによって合成した。
アプローチ2及びアプローチ3によるビルディングブロックの例示的な合成を以下に説明する。
A-1.キラル的に純粋な2’-OMeウリジン-2’-OMeウリジンホスホロチオエートジヌクレオチド(UOMesUOMe)の合成
Figure 0007348185000020
化合物3:化合物1(11.18g、14.7mmol)及び化合物2(5.73g、15.4mmol、1.05当量)を高真空下で乾燥させ、150mlのジクロロメタン(乾燥)に溶解した。この溶液に、117mlのETT(3.83g、29.4mmol、2当量)を加え、そしてこの反応混合物を2.5時間攪拌した。PADS(6.35g、22.05mmol、1.5当量)及び2.52mlの2.6-ルチジン(2.36g、22.05mmol、1.5当量)を加え、そしてこの反応混合物を4時間撹拌した。反応混合物を800mlのジクロロメタンで希釈し、HO(300ml)で2回洗浄した。有機層を無水NaSO上で乾燥させ、濃縮した。ジアステレオマーを、CombiFlash(登録商標)(330gカラム、EtOAc:n-ヘキサン(4:1)、3a R(上部スポット)=0.45、3b R(下部スポット)=0.24)で分離して、3a(9.12g、56%)及び3b(6.7g、43%)を得た。
3a H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.17(s,2H),7.65(d,J=8.2Hz,1H),7.59(d,J=8.2Hz,1H),7.46(d,J=7.4Hz,2H),7.40-7.27(m,8H),6.92(d,J=8.8Hz,4H),5.94(d,J=4.8Hz,1H),5.85(d,J=3.4Hz,1H),5.66(d,J=8.1Hz,1H),5.35(d,J=8.1Hz,1H),5.25-5.16(m,1H),4.51-4.40(m,1H),4.36-4.10(m,7H),3.80(s,6H),3.48(s,3H),3.46(s,3H),3.45-3.43(m,2H),2.75-2.70(m,2H),0.93(s,9H),0.14(s,6H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 163.95,163.75,159.91,151.37,151.34,145.52,141.03,140.88,136.38,136.24,131.22,131.21,130.46,129.46,129.18,129.07,128.18,121.08,114.29,114.28,103.23,102.99,89.11,88.03,87.83,83.63,82.95,82.87,82.71,82.65,82.31,82.28,76.06,76.03,70.88,68.10,68.05,64.32,64.29,62.99,59.23,58.87,56.04,26.15,20.16,20.09,18.75,15.39,-4.36,-4.62.31P NMR(162MHz,CDCN)δ 68.77. C506215PSSi(M+Na)の分子量:計算値1086.3368、実測値1086.3392。
3b H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.09(s,2H),7.67(d,J=8.2Hz,1H),7.49(dd,J=21.3,7.8Hz,3H),7.34(d,J=8.9Hz,8H),7.06(d,J=7.7Hz,1H),6.91(d,J=8.9Hz,4H),5.93(d,J=4.7Hz,1H),5.81(d,J=3.2Hz,1H),5.64(d,J=8.1Hz,1H),5.33(d,J=8.1Hz,1H),5.26-5.17(m,1H),4.33-4.20(m,6H),4.13-4.09(m,1H),4.07-4.03(m,1H),3.80(s,6H),3.52(s,3H),3.45(s,3H),3.43(d,J=3.0Hz,2H),2.84(t,J=5.8Hz,2H),0.92(s,9H),0.12(s,6H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 163.89,163.73,159.90,159.89,151.37,151.28,145.59,141.00,140.92,138.31,136.33,136.20,131.25,131.23,129.15,129.05,128.14,121.34,114.26,114.26,103.17,102.98,89.20,88.01,87.95,83.59,82.78,82.71,82.67,82.62,82.43,82.40,75.97,75.93,70.66,67.77,67.72,64.57,64.54,62.87,59.28,58.83,56.02,26.16,20.22,20.15,18.74,15.39,-4.34,-4.61.31P NMR(162MHz,CDCN)δ 69.27.C506215PSSi(M+Na)の分子量:計算値1086.3368、実測値1086.3392。
化合物4:化合物3(3a上部スポット:9.12g、8.6mmol;3b下部スポット:7.14g、6.7mmol)を乾燥THF(3a:125ml;3b:100ml)に溶解し、EtN 3HF(3a:16.8ml、103.2mmol、12当量;3b:13.1ml、80.5mmol、12当量)を加えた。反応混合物を14時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(DCM:5%MeOH、R(上部スポット)=0.23、R(下部スポット)=0.24)によって精製し、4(4a(上部スポット:6.58g、80.2%)、4b(下部スポット:5.24g、82.4%))を得た。
4a H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 11.45(d,J=1.9Hz,1H),11.38(d,J=1.9Hz,1H),7.66(d,J=8.1Hz,1H),7.59(d,J=8.1Hz,1H),7.37(d,J=7.5Hz,2H),7.32(t,J=7.7Hz,2H),7.25(d,J=8.8Hz,5H),6.90(d,J=7.9Hz,4H),5.85(d,J=5.4Hz,1H),5.82(d,J=4.8Hz,1H),5.62(dd,J=8.1,2.1Hz,1H),5.43-5.37(m,2H),5.14-5.08(m,1H),4.31(ddd,J=10.3,6.8,3.1Hz,1H),4.27-4.22(m,1H),4.22-4.17(m,2H),4.17-4.01(m,4H),3.73(s,6H),3.38(s,3H),3.35(s,3H),3.33-3.28(m,3H),2.88-2.81(m,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 162.88,162.77,158.17,150.32,150.29,144.25,140.17,140.13,135.05,134.85,129.75,127.91,127.72,126.87,120.00,117.95,113.26,102.15,102.14,102.12,102.09,86.82,86.79,86.41,86.24,81.82,81.75,81.59,81.16,81.13,79.90,74.99,74.97,74.95,68.39,67.74,67.69,63.04,63.00,62.21,58.02,57.63,55.04,55.03,18.79,18.72.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 67.74.C4448N5O15PS(M+Na)の分子量:計算値972.2503、実測値972.2500。
4b H NMR(400MHz,アセトニトリル-d)δ 9.09(s,2H),7.63(d,J=8.1Hz,1H),7.49-7.41(m,3H),7.37-7.21(m,7H),6.92-6.83(m,4H),5.90(d,J=4.7Hz,1H),5.78(d,J=3.3Hz,1H),5.60(d,J=8.1Hz,1H),5.32(d,J=8.1Hz,1H),5.23-5.13(m,1H),4.32-4.18(m,5H),4.15-4.05(m,2H),4.03-3.94(m,1H),3.77(s,7H),3.49(s,3H),3.46(s,3H),3.40(d,J=3.2Hz,2H),3.32(d,J=7.2Hz,1H),2.85-2.77(m,2H).13C NMR(101MHz,CDCN)δ 163.89,163.78,159.90,151.40,151.30,145.63,141.06,140.97,136.35,136.26,131.26,131.23,129.16,129.07,128.15,118.68,114.28,103.19,103.04,88.95,87.99,83.60,82.83,82.74,82.68,82.61,82.42,82.38,75.92,75.88,69.70,68.32,68.27,64.55,64.51,62.90,59.28,59.09,56.03,20.21,20.12.31P NMR(162MHz,CDCN)δ 69.20.C444815PS(M+Na)の分子量:計算値972.2503、実測値972.2500。
化合物5:化合物4(4a上部スポット:2g、2.1mmol;4b下部スポット:0.6g、0.63mmol)を高真空下で一晩乾燥させ、乾燥酢酸エチル(4a:25ml;4b:5ml)に溶解した。N,N-ジイソプロピルアミン(4a:915μl、679mg、5.25mmol、2.5当量、4b:274μl、204mg、4.58mmol、2.25当量)を激しく攪拌しながら滴下した。続いて、2-シアノエチルN,N-ジイソプロピルクロロホスホラミダイト(4a:937μl、994mg、4.2mmol、2当量、4b:281μl、298mg、1.26mmol、2.5当量)を(1分かけて)滴下し、そしてこの反応混合物を室温で1.5時間撹拌した。反応混合物を、200mlのEAで希釈し、100mlのNaHCO及び100mlのブラインで洗浄し、NaSOで乾燥させ、乾燥するまで濃縮した。粗生成物(白色の泡)を5mlのDCMに溶解し、1Lの冷n-ヘキサン/ジエチルエーテル(1:1)で沈殿させて、5a(上部スポット:1.8g、74.5%)、5b(下部スポット:594.2mg、82%)を得た。
5a H NMR 58(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.30(s,1H),7.67-7.62(m,1H),7.57(d,J=8.2Hz,1H),7.47-7.42(m,2H),7.37-7.30(m,6H),7.29-7.24(m,1H),6.90(d,J=8.8Hz,4H),5.92(d,J=4.7Hz,1H),5.88(dd,J=7.4,4.3Hz,1H),5.67-5.62(m,1H),5.37-5.30(m,1H),5.22-5.14(m,1H),4.49-4.36(m,1H),4.35-4.23(m,4H),4.22-4.14(m,1H),4.12-4.07(m,2H),3.95-3.91(m,1H),3.91-3.83(m,1H),3.81-3.75(m,7H),3.70-3.61(m,2H),3.49-3.46(m,5H),3.45-3.41(m,3H),2.74-2.64(m,4H),1.22-1.15(m,12H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 164.64,164.59,164.50,160.46,152.03,151.97,146.07,146.06,141.60,141.57,141.48,136.94,136.92,136.78,131.77,129.74,129.62,128.74,120.30,120.24,114.85,103.79,103.69,89.82,89.79,89.24,89.21,88.59,88.41,88.38,83.73,83.29,83.25,83.21,83.20,83.16,83.14,82.87,82.69,82.62,82.58,76.55,76.52,76.49,72.39,72.28,71.80,71.66,69.07,69.01,68.65,64.88,64.85,63.45,60.47,60.32,59.91,59.81,59.67,59.66,59.65,59.41,56.63,56.61,56.60,56.58,44.87,44.82,44.81,44.77,44.76,44.72,44.71,25.72,25.66,25.57,25.51,25.46,21.71,21.65,21.63,21.57,20.71,20.64.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 151.97,151.56,68.52.C536516S(M+H)の分子量:計算値1150.3762、実測値1150.3782。
5b H NMR 61(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.09(s,2H),7.65(d,J=8.2Hz,1H),7.51-7.43(m,3H),7.37-7.30(m,6H),7.29-7.24(m,1H),6.89(d,J=7.7Hz,4H),5.92(t,J=4.8Hz,1H),5.83(dd,J=7.7,4.0Hz,1H),5.64-5.60(m,1H),5.34-5.30(m,1H),5.24-5.17(m,1H),4.42-4.15(m,8H),3.94-3.81(m,2H),3.78(s,6H),3.72-3.61(m,2H),3.50(d,J=3.0Hz,3H),3.47(s,2H),3.45-3.40(m,4H),2.86-2.79(m,2H),2.71-2.63(m,2H),1.21-1.15(m,12H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 163.87,163.82,163.76,159.91,151.40,151.37,151.32,145.60,145.59,140.96,140.92,136.34,136.20,131.25,131.23,129.15,129.06,128.15,114.28,103.25,103.19,103.13,89.41,88.80,88.04,88.03,87.91,87.89,83.20,83.18,82.70,82.41,81.95,81.88,81.83,76.03,75.99,71.54,71.42,71.06,70.92,68.15,68.11,67.79,67.75,64.58,64.54,62.94,62.91,59.88,59.73,59.36,59.30,59.21,59.13,59.11,58.86,58.84,56.03,44.28,44.25,44.18,44.15,25.17,25.11,25.09,25.03,24.99,24.96,24.93,24.91,21.15,21.08,21.03,20.22,20.15.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 151.68,151.44,68.80,68.77.C536516S(M+H)の分子量:計算値1150.3762、実測値1150.3765。
A-2.完全に脱保護されたキラル的に純粋なUOMesUOMe(usu)の合成
Figure 0007348185000021
化合物6:化合物4(4a上部スポット:500mg、0.53mmol;4b下部スポット:500mg、0.53mmol)を1.5mlのジクロロメタンに溶解し、8mlのトリクロロ酢酸(DCM中、3%)を加えた。反応混合物を室温で1時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(40g Goldカラム、流量50ml/分、DCM中、5%MeOHで4分間、DCM中、10%MeOHで5分間、DCM中、10%MeOHで10分間)によって精製し、6a(Rf=0.27、340mg、99%)及び6b(Rf=0.24、561mg、90%)を得た。
6a H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 7.87(d,J=8.2Hz,1H),7.61(d,J=8.1Hz,1H),5.91(d,J=7.1Hz,1H),5.84(d,J=5.0Hz,1H),5.73-5.69(m,1H),5.65(d,J=8.1Hz,1H),5.06(ddd,J=10.4,4.7,1.8Hz,1H),4.34-4.28(m,1H),4.27-4.00(m,8H),3.82(t,J=5.1Hz,1H),3.64-3.57(m,2H),3.34(s,3H),3.33(s,3H),2.94(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.02,162.94,150.65,150.43,140.35,140.23,118.34,102.75,102.30,86.88,85.25,83.81,83.78,82.02,81.95,81.67,80.54,80.50,76.38,76.34,68.39,67.82,67.77,63.32,63.29,60.59,58.15,57.77,57.55,54.96,18.97,18.90.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.76.C233013PS(M+H)の分子量:計算値648.1377、実測値648.1375。
6b H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 11.42(d,J=2.0Hz,1H),11.38(d,J=1.8Hz,1H),7.87(d,J=8.2Hz,1H),7.61(d,J=8.1Hz,1H),5.91(d,J=6.9Hz,1H),5.83(d,J=4.7Hz,1H),5.71(dd,J=8.1,2.1Hz,1H),5.64(dd,J=8.1,2.2Hz,1H),5.42-5.36(m,2H),5.06(ddd,J=10.6,4.8,2.1Hz,1H),4.32-4.08(m,7H),4.05-4.00(m,1H),3.82(t,J=5.0Hz,1H),3.60(s,2H),3.36(s,6H),2.96(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 162.92,162.85,150.57,150.35,140.25,140.07,118.16,102.58,102.13,86.90,85.24,83.69,83.65,81.79,81.72,81.57,80.42,80.38,76.09,76.06,68.30,67.56,67.51,63.31,63.27,60.51,58.00,57.68,54.88,18.80,18.73.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.87.C233013PS(M+Na)の分子量:計算値670.1196、実測値670.1216。
化合物7:化合物6(6a上部スポット:340mg、0.38mmol;6b下部スポット:312mg、0.35mmol)を12mlのメチルアミン(33wt%無水エタノール溶液)に溶解し、室温で5分間攪拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(24g Goldカラム、流量35ml/分、酢酸エチル/MeOH(70:30)で8分間、酢酸エチル/MeOH(60:40)で5分間)によって精製し、7a(228mg、78%)及び7b(428mg、86%)を得た。酢酸エチル/MeOH(2:1)では、7a Rf=0.08及び7b Rf=0.08。
7a H NMR(500MHz,重水)δ 8.12(d,J=8.2Hz,6H),8.02(d,J=8.1Hz,1H),6.04(s,1H),5.97(s,1H),5.90(d,J=8.1Hz,1H),5.85(d,J=8.0Hz,1H),4.91-4.83(m,1H),4.47(t,J=4.9Hz,1H),4.35-4.24(m,3H),4.24-4.12(m,2H),4.10-3.95(m,2H),3.95-3.84(m,1H),3.60(s,3H),3.56(s,3H).13C NMR(126MHz,do)δ 165.84,165.76,151.22,151.18,141.32,141.18,102.30,101.87,87.44,87.12,82.93,82.89,82.85,82.51,82.43,81.35,81.32,71.46,71.42,67.83,63.72,63.66,59.45,58.09,57.76.31P NMR(202MHz,DO)δ 56.74.C202713PS(M+Na)の分子量:計算値617.0931、実測値617.0908。
7b H NMR(500MHz,重水)δ 8.04(d,J=8.1Hz,1H),7.97(d,J=8.1Hz,1H),6.04(d,J=3.3Hz,1H),5.99(d,J=3.5Hz,1H),5.92-5.88(m,2H),4.88-4.83(m,1H),4.47(t,J=5.4Hz,1H),4.38-4.33(m,1H),4.31-4.19(m,4H),4.06(t,J=4.0Hz,1H),4.00-3.85(m,2H),3.57(s,3H),3.55(s,3H).13C NMR(126MHz,DO)δ 166.11,166.02,151.42,141.34,102.32,102.14,87.27,87.15,83.23,83.19,82.73,82.70,82.63,81.31,81.28,71.42,71.38,67.96,64.46,64.41,59.90,58.09,57.90.31P NMR(202MHz,DO)δ 55.55.C202713PS(M+Na)の分子量:計算値617.0931、実測値617.0917。
B-1.キラル的に純粋な2’-OMeウリジン-2’F-ウリジンホスホロチオエートジヌクレオチド(UOMesU)(usUf)の合成
Figure 0007348185000022
化合物10:化合物8(11.18g、14.7mmol)及び化合物9(5.55g、15.4mmol、1.05当量)を高真空下で乾燥させ、350mlのジクロロメタン(乾燥)に溶解した。この溶液に、117mlのETT(3.83g、29.4mmol、2当量)を加え、そして反応混合物を2.5時間撹拌した。PADS(6.35g、22.05mmol、1.5当量)及び2.52mlの2.6-ルチジン(2.36g、22.05mmol、1.5当量)を加え、そしてこの反応混合物を4時間撹拌した。反応混合物を800mlのジクロロメタンで希釈し、HO(300ml)で2回洗浄した。有機層を無水NaSO上で乾燥させ、濃縮した。ジアステレオマーをCombiFlash(登録商標)カラム(330g カラム、EtOAc:n-ヘキサン(4:1))で分離して、10a(上部スポット:3.37g、22%)及び10b(下部スポット:6.3g、41%)を得た。EtOAcでは:n-ヘキサン(4:1)、10a(R=0.5)及び10b(R=0.23)。
10a H NMR(400MHz,アセトニトリル-d)δ 7.90(d,J=8.1Hz 1H),7.61(d,J=8.1Hz,1H),7.43-7.38(m,2H),7.35-7.22(m,7H),6.91-6.84(m,4H),5.96(d,J=3.9Hz,1H),5.85(dd,J=19.3,2.1Hz,1H),5.65(d,J=8.0Hz,1H),5.27-5.19(m,2H),5.10(ddd,J=53.1,4.8,2.1Hz,1H),4.53-4.40(m,2H),4.34-4.22(m,2H),4.18-4.10(m,3H),4.06-3.98(m,1H),3.78(s,6H),3.58(dd,J=11.2,3.0Hz,1H),3.51(s,3H),3.48(dd,J=11.1,2.9Hz,1H),2.71(q,J=6.1Hz,2H),0.91(s,9H),0.14(d,J=4.8Hz,6H).13C NMR(126MHz,CDOD)δ 166.07,165.91,160.01,152.27,151.88,146.40,143.10,143.08,142.11,137.34,131.21,129.29,128.67,127.67,124.20,118.61,113.98,113.85,103.30,103.18,94.14,94.09,92.62,92.58,91.62,91.59,91.34,91.31,87.83,87.79,87.70,85.34,85.30,82.97,82.87,82.79,77.47,77.43,77.39,70.90,70.77,67.47,67.42,64.57,64.53,61.95,59.28,59.26,55.71,55.67,26.16,19.99,19.92,18.92,-4.61,-4.79.31P NMR(162MHz,CDCN)δ 67.12.19F NMR(376MHz,CDOD)δ -209.65,-209.70,-209.75,-209.80,-209.84,-209.89,-210.14,-210.18,-210.23,-210.28,-210.32,-210.37.C4959FN14PSSi(M+Na)の分子量:計算値1074.3168、実測値1074.3146。
10b H NMR(400MHz,アセトニトリル-d)δ 7.93(d,J=8.1Hz,1H),7.49(d,J=8.1Hz,1H),7.41(d,J=7.4Hz,2H),7.32-7.22(m,7H),6.87(dd,J=9.0,2.4Hz,4H),5.94(d,J=3.7Hz,1H),5.73(dd,J=20.3,1.4Hz,1H),5.61(d,J=8.1Hz,1H),5.30-5.17(m,2H),5.16-4.98(m,1H),4.52-4.40(m,1H),4.35-4.23(m,3H),4.19-4.08(m,4H),4.01-3.94(m,1H),3.77(s,6H),3.54(s,4H),2.88(t,J=5.8Hz,2H),0.91(s,9H),0.13(d,J=3.6Hz,6H).13C NMR(126MHz,CDOD)δ 165.98,165.87,160.41,160.37,151.95,151.71,145.68,143.24,141.78,136.26,131.67,131.60,131.23,129.57,129.31,129.01,128.67,128.25,118.62,114.30,114.29,113.99,103.10,102.90,94.22,92.72,92.28,91.99,88.61,88.59,83.16,83.14,82.78,82.72,82.36,82.29,75.76,75.73,70.56,70.43,67.12,67.08,64.68,64.64,62.40,59.21,55.77,26.19,20.85,20.02,19.96,18.92,-4.57,-4.76.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 67.90.19F NMR(376MHz,CDOD)δ -208.37,-208.43,-208.48,-208.52,-208.57,-208.62,-208.77,-208.82,-208.87,-208.91,-208.96,-209.01.C4959FN14PSSi(M+Na)の分子量:計算値1074.3168、実測値1074.3157。
化合物11:化合物10(10a上部スポット:3.3g、3.1mmol;10b下部スポット:6.25g、6.6mmol)を乾燥THF(10a:45ml;10b:90ml)に溶解し、EtN 3HF(10a:6.2ml、37.7mmol、12当量;10b:12.9ml、78.9mmol、12当量)を加えた。反応混合物を14時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、THFで3回共蒸発させ、CombiFlash(登録商標)カラム(DCM中、5%MeOH)によって精製して、11a(上部スポット:2.12g、73%)及び11b(下部スポット:1.52g、24.5%)を得た。
11a H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 11.45(s,1H),11.41(s,1H),7.67(d,J=8.1Hz,1H),7.58(d,J=8.1Hz,1H),7.37(d,J=7.7Hz,2H),7.32(t,J=7.6Hz,2H),7.25(d,J=8.5Hz,5H),6.90(d,J=8.5Hz,4H),5.90-5.79(m,3H),5.74(s,1H),5.59(dd,J=8.0,1.7Hz,1H),5.39(dd,J=8.0,1.7Hz,1H),5.20-5.04(m,2H),4.44-4.36(m,1H),4.28-4.00(m,8H),3.73(s,6H),3.38(s,3H),2.84(q,J=5.5Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.02,162.77,158.16,150.27,150.08,144.24,140.87,140.20,135.04,134.84,129.74,127.89,127.72,126.86,117.91,113.24,102.12,102.09,101.86,101.85,93.47,91.99,88.94,88.64,86.54,86.52,86.23,81.15,81.10,80.17,80.10,79.94,79.91,74.88,68.09,67.96,67.34,67.31,63.02,62.98,62.15,57.99,55.02,54.86,18.76,18.69.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 67.99.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -206.87,-206.92,-206.98,-207.01,-207.06,-207.12.C4345FN14PS(M+Na)の分子量:計算値960.2303、実測値960.2320。
11b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.45(s,1H),11.40(s,1H),7.70(d,J=8.1Hz,1H),7.54(d,J=8.1Hz,1H),7.41-7.35(m,2H),7.31(t,J=7.5Hz,2H),7.25(d,J=8.6Hz,5H),6.89(d,J=8.6Hz,4H),5.88-5.73(m,3H),5.57(d,J=8.1Hz,1H),5.36(d,J=8.1Hz,1H),5.19-5.02(m,2H),4.27-4.16(m,7H),4.02-3.96(m,1H),3.73(s,6H),3.41(s,3H),2.94(t,J=5.7Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 164.57,164.36,159.70,151.79,151.61,145.83,142.34,141.77,136.60,136.40,131.30,129.43,129.27,128.38,119.65,114.78,103.58,103.57,103.38,95.10,95.08,90.52,90.50,90.23,88.21,87.78,82.58,82.54,81.62,81.56,76.16,69.49,69.36,68.48,68.45,64.90,64.87,63.46,59.57,56.56,20.35,20.28.31P NMR(162MHz,DMSO)δ 68.27.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -206.61,-206.67,-206.72,-206.75,-206.81,-206.87.C4345FN14PS(M+Na)の分子量:計算値937.89、実測値936.2。
化合物12:化合物11(11a上部スポット:2g、2.1mmol;11b下部スポット:0.6g、0.63mmol)を高真空下で一晩乾燥させ、乾燥酢酸エチル(11a:25ml;11b:5ml)に溶解した。N,N-ジイソプロピルアミン(11a:915μl、679mg、5.25mmol、2.5当量、11b:274μl、204mg、4.58mmol、2.25当量)を激しく攪拌しながら滴下した。続いて、2-シアノエチルN,N-ジイソプロピルクロロホスホラミダイト(11a:937μl、994mg、4.2mmol、2当量;11b:281μl、298mg、1.26mmol、2.5当量)を(1分かけて)滴下し、そしてこの反応混合物を室温で1.5時間撹拌した。反応混合物を200mlの酢酸エチルで希釈し、100mlのNaHCO及び100mlのブラインで洗浄し、NaSO上で乾燥させ、乾燥するまで濃縮した。粗生成物(白色の泡)を5mlのDCMに溶解し、1Lの冷n-ヘキサン/ジエチルエーテル(1:1)によって沈殿させて、12a(上部スポット:1.86g、78%)及び12b(下部スポット:609.6mg、85%)を得た。
12a H NMR 72(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.14(s,2H),7.66(dd,J=8.1,4.1Hz,1H),7.48-7.44(m,2H),7.38-7.28(m,8H),6.92(d,J=8.7Hz,4H),5.93(d,J=4.1Hz,1H),5.89-5.82(m,1H),5.63(d,J=8.1Hz,1H),5.34(dd,J=8.1,5.2Hz,1H),5.28-5.12(m,2H),4.60-4.48(m,2H),4.37-4.24(m,4H),4.19-4.07(m,3H),3.90-3.83(m,1H),3.80(s,6H),3.72-3.61(m,2H),3.49(d,J=3.3Hz,3H),3.44(d,J=3.0Hz,2H),2.75-2.65(m,4H),1.23-1.18(m,12H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 163.89,163.87,163.71,159.92,159.91,151.41,151.39,151.17,151.13,145.55,142.09,141.92,140.90,136.39,136.39,136.25,131.24,131.22,129.19,129.07,128.18,114.28,103.23,103.18,103.11,103.08,94.30,93.77,92.81,92.28,91.41,91.33,91.13,91.05,88.03,87.93,87.90,82.69,82.33,81.18,80.81,76.00,75.96,70.85,70.73,70.59,67.84,67.52,64.31,64.28,63.00,62.95,60.00,59.84,59.81,59.65,59.28,56.05,56.04,56.02,44.39,44.36,44.29,44.26,25.17,25.13,24.98,24.93,21.14,21.08,21.02,20.15,20.08.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 152.24,152.21,152.13,152.08,68.63,68.60.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -205.04,-205.07,-205.09,-205.12,-205.15,-205.17,-205.21,-205.23,-205.26,-205.29,-205.31,-205.64,-205.66,-205.69,-205.71,-205.75,-205.76,-205.78,-205.80,-205.83,-205.85,-205.89,-205.90.C5262FN15S(M+H)の分子量:計算値1138.3562、実測値1138.3549。
12b H NMR 73(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.10(s,2H),7.66(d,J=8.2Hz,1H),7.46(d,J=8.2Hz,2H),7.38-7.28(m,8H),6.91(d,J=8.7Hz,4H),5.94-5.89(m,1H),5.82-5.71(m,1H),5.60-5.55(m,1H),5.36-5.30(m,1H),5.27-5.11(m,2H),4.60-4.35(m,2H),4.34-4.14(m,6H),4.11(q,J=4.6Hz,1H),3.89-3.82(m,1H),3.80(s,6H),3.71-3.62(m,2H),3.53-3.48(m,3H),3.44-3.37(m,2H),2.84(q,J=6.0Hz,2H),2.67(t,J=6.0Hz,2H),1.23-1.15(m,12H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 163.85,163.83,163.70,159.91,159.90,151.46,151.45,151.08,151.06,145.60,145.58,142.29,142.09,140.87,136.35,136.21,131.25,131.23,129.16,129.07,128.15,114.29,103.23,103.20,103.14,103.10,103.07,103.04,92.88,92.37,91.79,91.50,88.03,87.79,82.67,82.42,80.98,80.64,76.02,70.36,67.31,67.02,64.49,62.89,60.01,59.85,59.74,59.60,59.27,56.04,56.03,47.22,44.34,44.24,25.12,24.97,21.13,21.07,21.02,20.21,20.14.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 152.08,152.04,68.79,68.73.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -204.19,-204.22,-204.25,-204.25,-204.27,-204.30,-204.33,-204.36,-204.39,-204.41,-204.44,-204.47,-204.62,-204.64,-204.67,-204.69,-204.73,-204.75,-204.76,-204.78,-204.82,-204.83,-204.83,-204.87,-204.89.C5262FN15S(M+H)の分子量:計算値1138.3562、実測値1138.3533。
B-2.完全に脱保護されたキラル的に純粋なUOMesU(usUf)の合成
Figure 0007348185000023
化合物13:化合物11(11a上部スポット:500mg、0.53mmol;11b下部スポット:500mg、0.53mmol)を1.5mlのDCMに溶解し、8mlのトリクロロ酢酸(DCM中、3%)を加えた。反応混合物を室温で1時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(40g Goldカラム、流量50ml/分、DCM中、5%MeOHで4分間、DCM中、10%MeOHで5分間、DCM中、10%MeOHで10分間)によって精製して、13a量及び13b(311mg、92%)を得た。13a:Rf=0.21及び13b:Rf=0.21。
13a H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.45(dd,J=5.5,2.0Hz,2H),7.88(d,J=8.2Hz,1H),7.61(d,J=8.1Hz,1H),5.94-5.81(m,3H),5.72(dd,J=8.1,2.1Hz,1H),5.63(dd,J=8.1,2.1Hz,1H),5.42(t,J=4.3Hz,1H),5.22-5.03(m,2H),4.47-4.37(m,1H),4.28-4.02(m,7H),3.61(s,2H),3.34(s,3H),2.95(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.07,162.84,150.59,150.13,140.93,140.07,118.17,102.61,101.93,93.48,92.00,88.90,88.62,85.20,83.67,80.41,80.37,80.21,80.14,76.15,76.12,68.07,67.93,67.25,67.21,63.17,63.14,60.56,57.96,54.88,18.83,18.76.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.74.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -206.85,-206.91,-206.96,-207.00,-207.05,-207.11.C2227FN12PS(M+H)の分子量:計算値636.1177、実測値636.1168。
13b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.56-11.29(m,2H),7.88(d,J=8.2Hz,1H),7.61(d,J=8.1Hz,1H),5.95-5.80(m,3H),5.72(dd,J=8.1,2.1Hz,1H),5.62(dd,J=8.1,2.1Hz,1H),5.41(t,J=4.8Hz,1H),5.23-5.02(m,2H),4.42-4.32(m,1H),4.30-4.01(m,7H),3.59(s,2H),3.36(s,3H),2.96(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.55,163.33,151.05,150.58,141.50,140.54,118.62,103.07,102.37,94.01,92.53,89.56,89.27,85.68,84.19,84.16,80.92,80.88,80.63,80.56,76.58,76.54,68.50,68.37,67.60,67.56,63.77,63.74,60.99,58.47,55.36,19.27,19.20.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.85.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -206.40,-206.46,-206.52,-206.55,-206.60,-206.66.C2227FN12PS(M+Na)の分子量:計算値658.0996、実測値658.0997。
化合物14:化合物13(13a上部スポット:300mg、0.47mmol;13b下部スポット:292mg、0.46mmol)を12mlのメチルアミン(33wt%無水エタノール溶液)に溶解し、室温で5分間撹拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(24g Goldカラム、流量35ml/分、酢酸エチル/MeOH(70:30)で8分間、酢酸エチル/MeOH(60:40)で5分間)によって精製して、14a(254mg、92%)及び14b(250mg、93%)を得た。酢酸エチル/MeOH(2:1)では、14a:Rf=0.17及び14b:Rf=0.17。
14a H NMR(500MHz,重水)δ 8.04-8.00(m,2H),6.12(d,J=17.7Hz,1H),5.97(m,1H),5.89-5.85(m,2H),5.27-5.09(m,1H),4.87-4.83(m,1H),4.53-4.46(m,1H),4.44-4.28(m,3H),4.27-4.14(m,2H),4.06-3.86(m,2H),3.60(s,3H).13C NMR(126MHz,do)δ 165.95,151.27,151.10,141.38,141.19,102.19,101.90,94.13,92.65,88.40,88.12,87.41,82.88,82.83,81.34,80.84,80.77,71.48,71.44,67.51,67.38,63.00,62.94,59.48,57.76.31P NMR(202MHz,DO)δ 56.78.19F NMR(376MHz,DO)δ -203.43,-203.48,-203.49,-203.54,-203.57,-203.62,-203.63,-203.68.C1924FN12PS(M+Na)の分子量:計算値605.0731、実測値605.0718。
14b H NMR(500MHz,重水)δ 8.02-7.88(m,2H),6.09(d,J=18.4Hz,1H),5.99(d,J=3.8Hz,1H),5.89(d,J=8.1Hz,2H),5.21(dd,J=52.3,4.1Hz,1H),4.88-4.84(m,1H),4.55-4.42(m,1H),4.40-4.29(m,3H),4.29-4.16(m,2H),4.02-3.81(m,2H),3.57(s,3H).13C NMR(126MHz,do)δ 165.97,151.34,151.09,141.75,141.36,102.16,102.11,94.01,92.53,88.82,88.54,87.21,83.22,83.18,81.32,81.28,80.93,80.85,71.54,71.49,67.66,67.53,63.70,63.66,59.94,57.89.31P NMR(202MHz,DO)δ 55.68.19F NMR(376MHz,DO)δ -202.94,-202.98,-202.99,-203.04,-203.07,-203.12,-203.13,-203.18.C1924FN12PS(M+Na)の分子量:計算値605.0731、実測値605.0742。
C-1.キラル的に純粋な2’-Fウリジン-2’-OMeウリジンホスホロチオエート(UsUOMe)ジヌクレオチド(Ufsu)の合成
Figure 0007348185000024
化合物17:化合物15(11.01g、14.7mmol)及び化合物16(5.74g、15.4mmol、1.05当量)を高真空下で乾燥させ、100mlのジクロロメタン(乾燥)に溶解した。この溶液に、117mlのETT(3.83g、29.4mmol、2当量)を加え、そしてこの反応混合物を2.5時間撹拌した。PADS(6.35g、22.05mmol、1.5当量)及び2.52mlの2.6-ルチジン(2.36g、22.05mmol、1.5当量)を加え、そしてこの反応混合物を一晩撹拌した。反応混合物を800mlのジクロロメタンで希釈し、HO(300ml)で2回洗浄した。有機層を無水NaSO上で乾燥させ、濃縮した。ジアステレオマーをCombiFlash(登録商標)カラム(330gカラム、EtOAc:n-ヘキサン(4:1))で分離して、17a(上部スポット:7.25g、47%)及び17b(下部スポット:7.29g、47%))を得た。EtOAcでは:n-ヘキサン(4:1)、17a R=0.23及び17b R=0.18。
17a H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.43(s,1H),11.33(s,1H),7.77(d,J=8.0Hz,1H),7.57(d,J=8.1Hz,1H),7.42-7.36(m,2H),7.33-7.20(m,7H),6.91-6.84(m,4H),5.92(d,J=21.4Hz,1H),5.81(d,J=4.5Hz,1H),5.63(dd,J=8.1,1.8Hz,1H),5.60-5.42(m,2H),5.36-5.24(m,1H),4.34-4.21(m,3H),4.21-4.06(m,2H),4.03-3.93(m,2H),3.86(t,J=4.8Hz,1H),3.73(s,6H),3.38(d,J=9.5Hz,1H),3.34(s,3H),3.29(dd,J=11.0,4.8Hz,1H),2.83-2.73(m,2H),0.87(s,9H),0.08(s,5H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.11,162.92,158.13,158.11,150.31,150.02,144.31,142.07,140.13,135.08,135.03,129.77,129.72,127.81,127.76,126.78,120.26,117.70,113.15,102.12,101.73,91.63,90.05,90.03,89.75,87.12,85.97,81.69,81.62,81.24,79.61,79.54,73.12,73.01,69.64,67.08,67.06,63.26,63.23,61.58,57.61,55.00,25.54,18.77,18.70,17.68,-4.88,-5.14.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.19.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -203.64,-203.70,-203.75,-203.78,-203.83,-203.89.C4959FN14PSSi(M+Na)の分子量:計算値1074.368、実測値1074.3170。
17b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.51-11.46(m,1H),11.43-11.38(m,1H),7.80(d,J=8.1Hz,1H),7.56(d,J=8.2Hz,1H),7.38(d,J=7.5Hz,2H),7.31-7.20(m,7H),6.85(dd,J=8.9,2.1Hz,4H),5.91(d,J=21.8Hz,1H),5.78(d,J=4.0Hz,1H),5.63-5.46(m,2H),5.41(dd,J=8.0,2.0Hz,1H),5.38-5.25(m,1H),4.27-4.15(m,4H),4.15-4.06(m,2H),3.96-3.90(m,1H),3.86-3.81(m,1H),3.72(s,6H),3.41-3.36(m,1H),3.35(s,3H),3.29-3.24(m,1H),2.92(t,J=5.8Hz,2H),0.85(s,9H),0.07(s,3H),0.06(s,3H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.12,162.94,158.11,156.61,150.25,150.00,144.34,142.06,140.09,137.28,135.07,135.00,129.75,129.73,127.77,127.75,126.72,120.32,117.92,113.11,101.99,101.69,91.76,90.27,90.06,89.78,87.33,85.98,81.43,81.40,81.37,79.48,79.41,72.88,72.74,69.40,66.71,63.59,63.55,61.33,57.62,54.95,25.54,18.84,18.77,17.67,-4.86,-5.13.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.34.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -203.36,-203.42,-203.47,-203.50,-203.56,-203.61.C4959FN14PSSi(M+Na)の分子量:計算値1074.368、実測値1074.3198。
化合物18:化合物17(17a上部スポット:6g、5.7mmol;17b下部スポット:6g、5.7mmol)を乾燥THF(17a:80ml;17b:80ml)に溶解し、EtN 3HF(17a:11.2ml、68.4mmol、12当量;17b:11.2ml、68.4mmol、12当量)を加えた。反応混合物を14時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、THFで3回共蒸発させ、CombiFlash(登録商標)カラム(DCMからDCM中、5%MeOH)によって精製して、18a(上部スポット:4.22g、78%)及び18b(下部スポット:4.09g、76%)を得た。
18a H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 11.48(d,J=1.9Hz,1H),11.38(d,J=1.9Hz,1H),7.80(d,J=8.1Hz,1H),7.54(d,J=8.1Hz,1H),7.42-7.36(m,2H),7.30(t,J=7.6Hz,2H),7.28-7.20(m,5H),6.87(dd,J=9.0,2.4Hz,4H),5.91(d,J=21.7Hz,1H),5.84(d,J=5.0Hz,1H),5.63(dd,J=8.1,2.1Hz,1H),5.54(dd,J=53.1,4.6Hz,1H),5.42(dd,J=8.0,2.1Hz,1H),5.40-5.36(m,1H),5.36-5.25(m,1H),4.28-4.21(m,2H),4.21-4.14(m,1H),4.14-4.06(m,2H),4.05-4.00(m,1H),4.00-3.93(m,1H),3.78(t,J=5.1Hz,1H),3.73(s,6H),3.34(s,4H),3.27(dd,J=11.1,4.7Hz,1H),2.83-2.76(m,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.14,162.89,158.13,158.11,150.34,150.01,144.31,142.07,139.97,135.09,135.02,129.77,129.72,127.82,127.77,126.79,117.77,113.17,102.14,101.69,91.75,90.26,90.10,89.81,86.59,85.98,81.84,81.77,81.61,79.52,79.45,72.99,72.87,68.28,67.78,67.75,63.21,63.18,61.47,57.61,55.01,18.75,18.68.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.19.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -207.61,-207.65,-207.66,-207.70,-207.75,-207.79,-207.80,-207.84.C4345FN14PS(M+Na)の分子量:計算値960.2303、実測値960.2311。
18b H NMR 54(500MHz,DMSO-d)δ 11.48(d,J=2.3Hz,1H),11.39(d,J=2.3Hz,1H),7.85-7.75(m,1H),7.53(dd,J=8.1,1.0Hz,1H),7.42-7.34(m,2H),7.31-7.27(m,2H),7.27-7.18(m,5H),6.90-6.83(m,4H),5.91(d,J=21.9Hz,1H),5.81(d,J=4.6Hz,1H),5.61-5.56(m,1H),5.51-5.46(m,1H),5.44-5.35(m,2H),5.35-5.24(m,1H),4.24-4.11(m,4H),4.11-4.03(m,2H),3.96-3.91(m,1H),3.77(t,J=5.0Hz,1H),3.72(s,6H),3.39-3.33(m,4H),3.29-3.23(m,1H),2.91(t,J=5.9Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.12,162.88,158.11,158.08,150.28,149.99,144.32,142.08,140.01,135.06,135.03,129.76,129.71,127.79,127.75,126.73,117.95,113.14,102.01,101.67,91.77,90.30,90.08,89.80,86.84,86.82,85.98,81.69,81.61,81.54,79.47,79.38,72.82,72.69,68.19,67.55,67.51,63.49,63.46,61.36,57.65,54.97,18.79,18.72.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.26.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -207.39,-207.43,-207.44,-207.48,-207.53,-207.57,-207.58,-207.62.C4345FN14PS(M+Na)の分子量:計算値960.2303、実測値960.2313。
化合物19:化合物18(18a上部スポット:300mg、0.32mmol;18b下部スポット:300mg、0.32mmol)を高真空下で一晩乾燥させ、18aは3mlの乾燥DCMに、18bは3mlの乾燥酢酸エチルに溶解し、0℃まで冷却した。N,N-ジイソプロピルアミン(18a:84μl、62mg、0.48mmol、1.5当量;18b:84μl、62mg、0.48mmol、1.5当量)を激しく攪拌しながら滴下した。続いて、2-シアノエチルN,N-ジイソプロピルクロロホスホラミダイト(18a 107μl、114mg、0.48mmol、1.5当量;18b 107μl、114mg、0.48mmol、1.5当量)を(1分かけて)滴下し、そしてこの反応混合物を0℃で10分間、室温で60分間撹拌した。反応混合物を、18aは200mlのDCM、18bは酢酸エチルで希釈し、100mlのNaHCO及び100mlのブラインで洗浄し、NaSO上で乾燥させ、乾燥するまで濃縮した。粗生成物(白色の泡)を5mlのDCMに溶解し、1Lの冷n-ヘキサン/ジエチルエーテル(1:1)によって沈殿させて、19a(上部スポット:318mg、87%)及び19b(下部スポット:305mg、84%)を得た。
19a 31P NMR 70(202MHz,CDCN)δ 152.01,151.47,68.80,68.74.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -204.73,-204.78,-204.82,-204.87,-204.92,-204.96,-205.01,-205.85,-205.90,-205.96,-206.00,-206.04,-206.10.C5262FN15S(M+Na)の分子量:計算値1137.3484、実測値1138.2。
19b 31P NMR 71(202MHz,CDCN)δ 151.78,151.53,68.77.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -205.53,-205.58,-205.63,-205.66,-205.71,-205.76,-205.77,-205.80,-205.84,-205.90.C5262FN15S(M+H)の分子量:計算値1138.3562、実測値1138.3595。
C-2.完全に脱保護されたキラル的に純粋なUsUOMe(Ufsu)の合成
Figure 0007348185000025
化合物20:化合物18(18a上部スポット:500mg、0.53mmol;18b下部スポット:500mg、0.53mmol)を1.5mlのDCMに溶解し、8mlのトリクロロ酢酸(DCM中、3%)を加えた。反応混合物を室温で1時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(40g Goldカラム、流量50ml/分、DCM中、5%MeOHで4分間、DCM中、10%MeOHで5分間、DCM中、10%MeOHで10分間)によって精製して、20a(306mg、90%)及び20b(327mg、96%)を得た。DCM中、5%MeOHでは、20a:Rf=0.24及び20b Rf=0.28。
20a H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.48(s,1H),11.41(s,1H),7.84(d,J=8.1Hz,1H),7.58(d,J=8.1Hz,1H),5.96(dd,J=18.8,3.0Hz,1H),5.85(d,J=5.0Hz,1H),5.67(ddd,J=7.8,5.5,2.1Hz,2H),5.53-5.29(m,3H),5.17-5.03(m,1H),4.34-4.08(m,6H),4.06-3.99(m,1H),3.80(t,J=5.1Hz,1H),3.76-3.66(m,1H),3.60(dt,J=12.1,4.0Hz,1H),3.34(s,3H),2.96(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.07,162.93,150.38,150.26,141.21,140.08,118.12,102.19,102.12,91.45,91.44,89.94,89.93,88.05,87.78,86.62,81.94,81.91,81.88,81.84,81.58,73.80,73.77,73.69,73.66,68.29,67.74,67.70,63.42,63.39,59.60,57.63,54.89,18.85,18.78.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.79.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -207.63,-207.67,-207.68,-207.72,-207.77,-207.81,-207.82,-207.86.C2227FN12PS(M+Na)の分子量:計算値658.0996、実測値658.0989。
20b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.48(s,1H),11.41(s,1H),7.85(d,J=8.1Hz,1H),7.61(d,J=8.1Hz,1H),5.95(dd,J=18.9,2.9Hz,1H),5.84(d,J=4.8Hz,1H),5.66(ddd,J=14.1,8.1,2.1Hz,2H),5.52-5.29(m,3H),5.16-5.01(m,1H),4.34-4.17(m,4H),4.17-4.08(m,2H),4.08-3.99(m,1H),3.82(t,J=5.0Hz,1H),3.76-3.67(m,1H),3.58(dt,J=12.3,4.3Hz,1H),3.36(s,3H),2.95(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 163.07,162.93,150.35,150.25,141.22,140.23,118.06,102.11,102.09,91.48,91.46,89.96,89.94,88.13,87.86,86.85,81.88,81.82,81.79,81.72,81.58,73.58,73.54,73.46,73.43,68.27,67.76,67.72,63.47,63.44,59.52,57.67,54.88,18.81,18.75.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.83.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -207.48,-207.52,-207.53,-207.57,-207.62,-207.66,-207.67,-207.71.C2227FN12PS(M+Na)の分子量:計算値658.0996、実測値658.0984。
化合物21:化合物20(20a上部スポット:286mg、0.45mmol;20b下部スポット:307mg、0.48mmol)を12mlのメチルアミン(33wt%無水エタノール溶液)に溶解し、室温で5分間撹拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(24g Goldカラム、流量35ml/分、酢酸エチル/MeOH(70:30)で8分間、酢酸エチル/MeOH(60:40)で5分間)によって精製して、21a(229mg、87%)及び21b(242mg、86%)を得た。酢酸エチル/MeOH(2:1)では、21a:Rf=0.15及び21b:Rf=0.14。
21a H NMR(500MHz,重水)δ 8.08(d,J=8.1Hz,1H),7.93(d,J=8.1Hz,1H),6.04(s,1H),5.98(d,J=18.3Hz,1H),5.92(d,J=8.1Hz,1H),5.85(d,J=8.1Hz,1H),5.47-5.21(m,1H),5.00-4.86(m,1H),4.47(t,J=5.3Hz,1H),4.36-4.24(m,4H),4.23-4.14(m,1H),4.12-3.99(m,2H),3.92-3.89(m,1H),3.55(s,4H).13C NMR(126MHz,do)δ 165.96,165.81,151.24,150.95,141.86,141.31,102.37,101.81,92.52,92.50,91.02,89.60,89.32,87.01,82.83,82.66,82.59,81.63,81.56,70.94,70.90,70.82,70.78,67.85,63.76,63.71,58.93,58.09.31P NMR(202MHz,DO)δ 56.82.19F NMR(376MHz,DO)δ -200.17,-200.21,-200.22,-200.27,-200.30,-200.35,-200.36,-200.41.C1924FN12PS(M+Na)の分子量:計算値605.0731、実測値605.0727。
21b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.29(s,1H),11.26(s,1H),8.76(s,1H),8.73(s,1H),8.69(s,1H),8.65(s,1H),8.03(d,J=7.3Hz,4H),7.69-7.59(m,2H),7.59-7.48(m,4H),6.47(dd,J=16.7,3.6Hz,1H),6.23-6.15(m,1H),5.93(dt,J=51.4,4.0Hz,1H),5.65-5.57(m,1H),5.54-5.42(m,1H),5.34(t,J=5.5Hz,1H),4.55-4.18(m,8H),3.78-3.58(m,2H),3.36(s,3H),2.97(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,do)δ 166.11,165.94,151.37,151.04,142.23,141.30,102.37,101.94,92.44,92.42,90.94,90.92,89.76,89.47,86.99,82.80,82.72,82.70,81.73,81.67,70.40,70.35,70.27,70.23,67.90,64.59,64.54,59.21,58.09.31P NMR(202MHz,DO)δ 55.97.19F NMR(376MHz,DO)δ -200.30,-200.35,-200.40,-200.43,-200.49,-200.54.C1924FN12PS(M+Na)の分子量:計算値605.0731、実測値605.0737。
D-1.キラル的に純粋な2’-Fアデノシン-2’-OMeアデノシンホスホロチオエートジヌクレオチド(AsAOMe)(Afsa)の合成
Figure 0007348185000026
化合物24:化合物22(12.87g、14.7mmol)及び化合物23(7.71g、15.4mmol、1.05当量)を高真空下で乾燥し、110mlのジクロロメタン(乾燥)に溶解した。この溶液に117mlのETT(3.83g、29.4mmol、2当量)を加え、そしてこの反応混合物を1.5時間撹拌した。PADS(6.35g、22.05mmol、1.5当量)及び2.52mlの2.6-ルチジン(2.36g、22.05mmol、1.5当量)を加え、反応混合物を一晩撹拌した。反応混合物を1000mlのジクロロメタンで希釈し、HO(400ml)で2回洗浄した。有機層を無水NaSO上で乾燥させ、濃縮した。ジアステレオマーをCombiFlash(登録商標)カラム(粗生成物30g、EtOAc:n-ヘキサン(1:1+2.5%MeOH))で分離して、24a(上部スポット:8.48g、44%)及び24b(下部スポット:7.8g、41%)を得た。EtOAcでは:n-ヘキサン(1:1+2%MeOH)、24a R=0.15及び24b R=0.09。
24a H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.45(s,2H),8.60(s,1H),8.53(s,1H),8.30(d,J=8.1Hz,2H),8.09-7.97(m,4H),7.69-7.59(m,2H),7.58-7.47(m,4H),7.39-7.31(m,2H),7.26-7.15(m,7H),6.77(d,J=8.9Hz,4H),6.36-6.26(m,1H),6.12(d,J=3.8Hz,1H),5.97-5.80(m,2H),4.72(t,J=5.2Hz,1H),4.51-4.44(m,1H),4.44-4.34(m,3H),4.30-4.23(m,1H),4.23-4.13(m,1H),4.11-4.06(m,1H),3.73(s,6H),3.49(dd,J=11.3,2.5Hz,1H),3.44(s,3H),3.28(dd,J=11.3,4.2Hz,1H),2.69(q,J=6.6Hz,2H),0.96(s,9H),0.17(d,J=1.9Hz,6H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 159.70,152.98,152.77,152.37,151.17,151.02,145.79,144.20,143.36,136.66,133.61,131.05,129.71,129.68,129.28,129.06,128.81,127.90,125.76,114.03,92.97,91.45,88.39,88.12,88.02,87.25,83.68,83.62,81.43,74.58,74.57,71.51,68.82,64.39,62.38,59.04,55.96,26.20,20.12,20.05,18.78,-4.33,-4.53.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 68.98.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -207.65,-207.70,-207.75,-207.79,-207.84,-207.89.C6569FN1112PSSi(M+Na)の分子量:計算値1328.4237、実測値1328.4243。
24b H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.38(s,1H),8.68(s,1H),8.62(s,1H),8.31(s,1H),8.28(s,1H),8.00(d,J=7.7Hz,4H),7.71-7.60(m,2H),7.60-7.47(m,4H),7.38-7.31(m,2H),7.26-7.15(m,7H),6.83-6.68(m,4H),6.39-6.26(m,1H),6.12(d,J=3.6Hz,1H),6.07-5.87(m,2H),4.74(t,J=5.3Hz,1H),4.53-4.16(m,8H),3.78-3.67(m,6H),3.47(s,3H),3.32-3.26(m,1H),2.77(t,J=5.8Hz,2H),0.97(s,9H),0.18(s,6H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 159.66,152.82,152.49,151.20,151.05,145.84,144.25,143.35,136.64,136.54,134.93,134.84,133.70,133.63,131.06,131.04,129.73,129.70,129.23,129.02,127.84,125.81,125.77,114.01,92.92,91.41,88.36,88.09,87.25,83.59,83.50,81.54,81.48,74.77,74.66,74.63,71.33,68.33,68.29,64.65,62.29,59.04,26.22,20.20,20.13,18.79,-4.30,-4.47.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 68.84.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -208.52,-208.57,-208.62,-208.66,-208.71,-208.76.C6569FN1112PSSi(M+Na)の分子量:計算値1328.4238、実測値1328.4236。
化合物25:化合物24(24a上部スポット:5.67g、4.3mmol;24b下部スポット:4.9g、3.8mmol)を乾燥THF(24a:80ml;24b:70ml)に溶解し、EtN 3HF(24a:8.5ml、52mmol、12当量;24b:7.4ml、45mmol、12当量)を加えた。反応混合物を14時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、THFで3回共蒸発させ、CombiFlash(登録商標)カラム(DCMからDCM中、5%MeOH)によって精製して、25a(上部スポット:4.68g、90%)及び25b(下部スポット:3.27g、73%)を得た。
25a H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 11.24(s,1H),11.20(s,1H),8.72(s,1H),8.64(s,1H),8.63(s,1H),8.60(s,1H),8.04-8.01(m,4H),7.63(t,J=7.3Hz,2H),7.53(t,J=7.6Hz,4H),7.29(d,J=7.4Hz,2H),7.20-7.14(m,7H),6.76(dd,J=8.9,2.0Hz,4H),6.55-6.45(m,1H),6.16(d,J=4.2Hz,1H),6.14-5.99(m,1H),5.94-5.83(m,1H),5.60-5.52(m,1H),4.48-4.45(m,2H),4.44-4.35(m,2H),4.34-4.26(m,1H),4.23-4.10(m,2H),4.08-4.00(m,1H),3.68(s,6H),3.39(d,J=10.4Hz,1H),3.35(s,3H),3.23(dd,J=11.1,4.5Hz,1H),2.84-2.80(m,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.60,165.55,158.00,151.92,151.77,151.65,151.42,150.61,150.47,144.45,143.82,142.78,135.20,133.25,133.22,132.46,132.44,129.63,129.59,128.47,128.42,127.65,127.63,126.61,125.78,125.73,117.82,113.02,91.42,89.91,86.49,86.22,85.78,85.61,82.69,82.62,81.73,79.85,79.78,73.47,73.44,73.36,73.33,68.70,68.04,68.00,63.24,63.20,61.39,57.72,54.95,18.76,18.69.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.93.19F NMR(376MHz,cd3cn)δ -208.25,-208.30,-208.35,-208.39,-208.44,-208.49.C59H55FN11O12PS(M+Na)の分子量:計算値1214.3372、実測値1214.3378。
25b H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 11.25(s,1H),11.21(s,1H),8.74(s,1H),8.68(s,1H),8.62(s,1H),8.60(s,1H),8.06-8.00(m,4H),7.63(t,J=7.4Hz,2H),7.53(t,J=7.6Hz,4H),7.28(d,J=8.3Hz,2H),7.19-7.11(m,7H),6.74(dd,J=9.0,2.5Hz,4H),6.49(dd,J=20.0,2.3Hz,1H),6.17(d,J=4.8Hz,1H),6.15-6.00(m,1H),5.95-5.84(m,1H),5.56(d,J=5.6Hz,1H),4.49-4.42(m,2H),4.35-4.25(m,3H),4.22-4.13(m,3H),3.67(s,6H),3.38(s,4H),3.22(dd,J=11.3,4.6Hz,1H),2.87(t,J=5.9Hz,2H).13C NMR 8(126MHz,DMSO)δ 165.59,165.56,157.96,151.92,151.79,151.69,151.42,150.63,150.48,144.47,143.83,142.80,135.21,133.26,133.22,132.46,132.43,129.62,129.58,128.47,128.42,127.62,127.62,126.56,125.79,125.75,117.93,112.99,91.45,89.93,86.50,86.22,85.87,85.59,82.66,82.59,81.76,79.80,79.72,73.15,73.12,68.62,67.99,67.95,63.49,63.45,61.21,57.75,54.92,18.77,18.70,-1.21.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.98.19F NMR(376MHz,cdcn)δ -208.15,-208.20,-208.25,-208.29,-208.34,-208.39.C5955FN1112PS(M+Na)の分子量:計算値1214.3372、実測値1214.3363。
化合物26:化合物25(25a上部スポット:1g、0.84mmol;25b下部スポット:1g、0.84mmol)を高真空下で一晩乾燥させ、乾燥酢酸エチル(25a:13ml、25b:17ml)に溶解した。N,N-ジイソプロピルアミン(25a:366μl、271mg、2.1mmol、2.5当量;25b:366μl、271mg、2.1mmol、2.5当量)を激しく攪拌しながら滴下した。続いて、2-シアノエチルN,N-ジイソプロピルクロロホスホラミダイト(25a:379μl、402mg、1.7mmol、2当量;25b:379μl、402mg、1.7mmol、2当量)を(1分かけて)滴下し、そしてこの反応混合物を室温で1.5時間撹拌した。反応混合物を200mlのEAで希釈し、100mlのNaHCO及び100mlのブラインで洗浄し、NaSO上で乾燥させ、乾燥するまで濃縮した。粗生成物(白色の泡)を5mlのDCMに溶解し、1Lの冷n-ヘキサン/ジエチルエーテル(1:1)によって沈殿させて、26a(上部スポット:1g、86%)及び26b(下部スポット:1.1g、90%)を得た。
26a H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 8.57(s,1H),8.52(d,J=2.7Hz,1H),8.31-8.23(m,2H),8.05-7.96(m,4H),7.67-7.56(m,2H),7.56-7.43(m,4H),7.35-7.28(m,2H),7.23-7.11(m,7H),6.80-6.70(m,4H),6.32-6.24(m,1H),6.10(dd,J=9.1,4.3Hz,1H),5.97-5.74(m,2H),4.85-4.69(m,1H),4.58-4.32(m,4H),4.22-4.11(m,1H),4.11-3.97(m,1H),3.91-3.80(m,1H),3.71(s,8H),3.47(s,3H),3.41(s,3H),3.33-3.19(m,1H),2.73-2.61(m,3H),1.24-1.16(m,12H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 159.70,152.92,152.86,152.34,151.19,151.07,145.79,144.21,144.16,143.40,143.30,136.65,136.58,134.94,134.83,133.70,133.62,131.06,129.71,129.69,129.28,129.06,128.80,127.89,125.78,114.02,93.05,93.04,91.61,91.54,88.43,88.41,88.13,88.02,87.23,83.29,83.13,82.98,82.86,82.76,81.42,81.34,74.64,74.52,72.29,72.17,71.71,71.57,69.13,68.76,64.41,64.38,62.33,62.29,60.01,59.87,59.49,59.33,59.23,59.02,55.95,46.09,46.04,44.32,44.26,44.22,44.16,25.14,25.08,25.04,24.98,23.43,23.25,23.18,21.20,21.12,21.07,20.11,20.05.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 151.95,151.22,69.01.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -207.19,-207.24,-207.30,-207.35,-207.38,-207.44,-207.49,-207.54.C6872FN1313S(M+H)の分子量:計算値1392.4631、実測値1392.4681。
26b H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.33(s,1H),8.64(s,1H),8.60(d,J=2.2Hz,1H),8.28(d,J=1.7Hz,1H),8.24(d,J=5.4Hz,1H),8.02-7.94(m,4H),7.66-7.58(m,2H),7.56-7.48(m,4H),7.34-7.27(m,2H),7.24-7.09(m,7H),6.76-6.69(m,4H),6.34-6.26(m,1H),6.12-6.07(m,1H),6.04-5.80(m,2H),4.86-4.73(m,1H),4.55(dt,J=25.9,4.6Hz,1H),4.45-4.16(m,6H),3.96-3.73(m,2H),3.70(s,7H),3.50(s,2H),3.47-3.38(m,3H),3.28-3.19(m,1H),2.75(q,J=5.9,5.2Hz,2H),2.72-2.63(m,2H),1.25-1.18(m,12H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 159.66,152.93,152.51,151.22,151.08,145.86,145.84,144.23,144.22,143.42,143.27,136.63,136.54,134.95,134.87,133.70,133.62,131.06,131.04,129.73,129.70,129.24,129.02,128.79,127.84,125.85,125.80,125.72,114.01,92.91,91.42,88.49,88.32,88.06,87.98,87.25,83.23,83.08,82.92,82.64,81.56,81.51,74.75,72.10,71.97,71.59,71.45,68.63,68.29,64.65,64.61,62.29,60.02,59.87,59.50,59.34,59.27,59.02,55.95,46.09,46.04,44.34,44.28,44.24,44.18,25.20,25.16,25.10,25.00,23.25,23.18,21.21,21.15,21.09,20.19,20.13.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 151.89,151.30,68.73.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -208.53,-208.58,-208.63,-208.67,-208.72,-208.76,-208.81,-208.85,-208.90,-208.95.C6872FN1313S(M+H)の分子量:計算値1392.4631、実測値1392.4669。
D-2.完全に脱保護されたキラル的に純粋なAsAOMeの合成
Figure 0007348185000027
化合物27:化合物25(25a上部スポット:500mg、0.42mmol;25b下部スポット:500mg、0.42mmol)を1.5mlのDCMに溶解し、8mlのトリクロロ酢酸(DCM中、3%)を加えた。反応混合物を室温で1時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(40g Goldカラム、流量50ml/分、DCMからDCM中、5%MeOHで8分間、DCM中、5%MeOHで15分間)によって精製して、27a(355mg、95%)及び27b(327mg、88%)を得た。DCM中、5%MeOHでは、27a:Rf=0.16及び27b:Rf=0.16。
27a H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.29(s,1H),11.26(s,1H),8.76(s,1H),8.73(s,1H),8.69(s,1H),8.65(s,1H),8.03(d,J=7.3Hz,4H),7.69-7.59(m,2H),7.59-7.48(m,4H),6.47(dd,J=16.7,3.6Hz,1H),6.23-6.15(m,1H),5.93(dt,J=51.4,4.0Hz,1H),5.65-5.57(m,1H),5.54-5.42(m,1H),5.34(t,J=5.5Hz,1H),4.55-4.18(m,8H),3.78-3.58(m,2H),3.36(s,3H),2.97(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.62,165.59,151.97,151.82,151.80,151.72,150.58,150.49,142.98,142.87,133.25,133.20,132.49,132.45,128.48,128.45,128.44,125.76,125.74,118.10,91.51,91.49,89.96,85.82,85.72,85.46,82.80,82.73,82.67,81.73,74.36,74.33,74.25,74.22,68.67,68.03,67.99,63.42,63.39,59.89,57.73,54.88,18.84,18.77.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.78.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -210.64,-210.67,-210.68,-210.72,-210.78,-210.81,-210.82,-210.85.C3837FN1110PS(M+Na)の分子量:計算値912.2065、実測値912.2079。
27b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.27(d,J=13.1Hz,2H),8.77(d,J=5.5Hz,1H),8.68(d,J=8.1Hz,2H),8.03(d,J=8.0Hz,4H),7.68-7.49(m,6H),6.47(dd,J=16.9,3.5Hz,1H),6.21(d,J=4.4Hz,1H),5.93(dt,J=51.5,3.9Hz,1H),5.62(d,J=5.3Hz,1H),5.54-5.43(m,1H),5.32(t,J=5.5Hz,1H),4.55-4.48(m,2H),4.48-4.33(m,2H),4.31-4.18(m,4H),3.78-3.56(m,2H),3.39(s,3H),2.93(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.61,165.59,151.96,151.83,151.82,151.71,150.59,150.51,143.00,142.97,133.25,133.20,132.49,132.45,128.48,128.45,125.79,125.76,118.03,91.53,91.51,90.00,89.98,85.92,85.78,85.51,82.76,82.70,82.65,82.60,81.71,74.16,74.13,68.68,68.13,68.09,63.46,63.42,59.81,57.77,54.89,18.79,18.72.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.88.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -210.45,-210.48,-210.49,-210.53,-210.58,-210.62,-210.63,-210.66.C3837FN1110PS(M+Na)の分子量:計算値912.2065、実測値912.2053。
化合物28:化合物27(27a上部スポット:340mg、0.38mmol;27b下部スポット:312mg、0.35mmol)を12mlのメチルアミン(33wt%無水エタノール溶液)に溶解し、室温で2時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(24g Goldカラム、流量35ml/分、酢酸エチル/MeOH(70:30)で8分間、酢酸エチル/MeOH(60:40)で5分間)によって精製して、28a(205mg、85%)及び28b(186mg、85%)を得た。酢酸エチル/MeOH(2:1)では、28a:Rf=0.16及び28b:Rf=0.13。
28a H NMR(500MHz,重水)δ 8.39(s,1H),8.23(s,1H),8.14(s,1H),7.83(s,1H),6.15(d,J=16.1Hz,1H),6.00(d,J=3.6Hz,1H),5.41(dd,1H),5.14-5.01(m,1H),4.61(t,J=5.1Hz,1H),4.46-4.40(m,1H),4.40-4.32(m,2H),4.24-4.19(m,1H),4.14(d,J=13.1Hz,1H),4.11-4.05(m,1H),3.96(dd,J=13.2,3.6Hz,1H),3.48(s,3H).13C NMR(126MHz,do)δ 154.90,154.50,152.67,151.81,147.56,146.83,138.86,138.69,118.31,117.86,92.36,90.86,87.70,87.44,85.89,83.97,82.90,82.82,81.63,81.56,71.31,71.27,71.19,71.15,68.23,63.34,63.29,59.01,58.33.31P NMR(202MHz,DO)δ 57.21.19F NMR(376MHz,DO)δ -200.83,-200.87,-200.89,-200.93,-200.96,-201.01,-201.03,-201.07.C2126FN10PS(M+H)の分子量:計算値629.1456、実測値629.1449。
28b H NMR(500MHz,重水)δ 8.28(s,2H),8.22(s,1H),8.13(s,13H),7.86(s,1H),6.14(d,J=15.9Hz,1H),6.06-5.98(m,1H),5.46(d,J=52.3Hz,1H),5.00(dtd,J=18.9,9.1,4.1Hz,1H),4.63(t,J=4.7Hz,1H),4.41-4.34(m,2H),4.28(s,2H),4.18(s,1H),4.07-4.01(m,1H),3.94-3.88(m,1H),3.48(s,4H).13C NMR(126MHz,do)δ 154.97,154.67,152.67,151.92,147.82,147.11,139.16,138.56,118.38,117.96,92.16,90.64,87.31,87.04,85.65,83.56,83.12,83.04,82.12,82.06,70.37,70.31,70.25,70.19,68.23,64.81,64.80,64.77,59.24,58.25.31P NMR(202MHz,DO)δ 55.40.19F NMR(376MHz,DO)δ -202.19,-202.23,-202.24,-202.28,-202.32,-202.37,-202.38,-202.42.C2126FN10PS(M+H)の分子量:計算値629.1456、実測値629.1452。
E-1.キラル的に純粋な2’-OMeアデノシン-2’-Fウリジンホスホロチオエートジヌクレオチド(AOMesU)(asUf)の合成
Figure 0007348185000028
化合物31:化合物29(13.1g、14.7mmol)及び化合物30(5.6g、15.4mmol、1.05当量)を高真空下で乾燥させ、110mlのジクロロメタン(乾燥)に溶解した。この溶液に、117mlのETT(3.83g、29.4mmol、2当量)を加え、そしてこの反応混合物を2時間撹拌した。PADS(6.35g、22.05mmol、1.5当量)及び2.52mlの2.6-ルチジン(2.36g、22.05mmol、1.5当量)を加え、反応混合物を一晩攪拌した。反応混合物を1000mlのジクロロメタンで希釈し、HO(400ml)で2回洗浄した。有機層を無水NaSO上で乾燥させ、濃縮した。ジアステレオマーをCombiFlash(登録商標)カラム(粗生成物30g、EtOAc:n-ヘキサン(1:1+2.5%MeOH))で分離して、31a(上部スポット:9.44g、55%)及び31b(下部スポット:6.41g、37%)を得た。EtOAcでは:n-ヘキサン(1:1+2.5%MeOH)、31a R=0.23、31b R=0.19。
31a H NMR 77a(500MHz,DMSO-d)δ 11.43(d,J=1.7Hz,1H),11.25(s,1H),8.60(d,J=6.9Hz,2H),8.04(d,J=7.5Hz,2H),7.67-7.60(m,2H),7.57-7.52(m,2H),7.39(d,J=7.6Hz,2H),7.29-7.23(m,6H),7.23-7.17(m,1H),6.84(dd,J=8.9,2.5Hz,4H),6.18(d,J=6.9Hz,1H),5.90-5.84(m,1H),5.63(dd,J=8.0,2.0Hz,1H),5.41-5.35(m,1H),5.22(dd,J=52.9,4.0Hz,1H),5.07-5.01(m,1H),4.49-4.40(m,2H),4.40-4.33(m,1H),4.27-4.14(m,3H),4.11-4.06(m,1H),3.72(s,6H),3.37(dd,J=10.7,4.6Hz,1H),3.34(s,4H),2.92-2.87(m,2H),0.85(s,9H),0.13-0.07(m,6H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.58,163.09,158.09,151.96,151.61,150.65,150.12,144.50,143.47,141.20,135.26,135.20,133.20,132.46,129.68,129.67,128.46,128.42,127.75,127.66,126.72,125.93,117.93,113.14,101.89,92.63,92.61,91.13,91.10,89.35,89.09,85.87,85.24,82.19,80.32,80.23,78.96,75.87,69.18,69.05,66.63,63.15,63.11,62.73,59.70,58.08,54.98,25.45,18.86,18.79,17.62,-4.97,-5.28.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.15.19F NMR(162MHz,DMSO)δ -214.77,-214.90,-215.02,-215.10,-215.23,-215.35.C5764FN13PSSi(M+H)の分子量:計算値1179.3883、実測値1179.3904。
31b H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 11.43(d,J=1.8Hz,2H),11.24(s,1H),8.60(d,J=12.5Hz,2H),8.03(d,J=7.4Hz,2H),7.67-7.59(m,2H),7.57-7.52(m,2H),7.38(d,J=7.6Hz,2H),7.27-7.22(m,6H),7.22-7.16(m,1H),6.86-6.80(m,4H),6.16(d,J=6.6Hz,1H),5.88(d,J=20.9Hz,1H),5.63(dd,J=8.0,2.1Hz,1H),5.43-5.37(m,1H),5.22(dd,J=53.3,4.7Hz,1H),5.08-5.02(m,1H),4.46-4.39(m,1H),4.39-4.35(m,1H),4.33-4.20(m,4H),4.08-4.03(m,1H),3.71(s,6H),3.42-3.37(m,1H),3.36(s,3H),3.31-3.27(m,1H),2.95(t,J=5.8Hz,2H),0.87(s,9H),0.12(s,3H),0.11(s,3H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.58,163.10,158.07,151.87,151.56,150.64,150.11,144.52,143.71,141.19,135.25,135.19,133.21,132.45,129.67,128.46,128.42,127.71,127.64,126.67,126.00,118.05,113.10,101.88,92.69,91.22,89.46,89.15,85.81,85.52,82.20,80.20,80.13,78.90,75.76,68.98,68.86,66.13,63.41,62.57,58.11,54.96,25.49,18.88,18.81,17.63,-4.94,-5.21.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.36.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -206.39,-206.44,-206.49,-206.53,-206.58,-206.64.C5764FN13PSSi(M+H)の分子量:計算値1179.3883、実測値1179.3907。
化合物32:化合物31(31a上部スポット:9.44g、8mmol;31b下部スポット:6.41g、5.4mmol)を乾燥THF(31a:160ml;31b:90ml)に溶解し、EtN 3HF(31a:15.6ml、96mmol、12当量;31b:10.6ml、64.8mmol、12当量)を加えた。反応混合物を14時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、THFで3回共蒸発させ、CombiFlash(登録商標)カラム(330g Goldカラム、流量150ml/分、DCMからDCM中、5%MeOH)によって精製して、32a(上部スポット:4.13g、49%)及び32b(下部スポット:2.23g、39%)を得た。DCM中、5%MeOHでは、32a:Rf=0.26、32b:Rf=1.1。
32a H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.47-11.40(m,1H),11.27(s,1H),8.61(d,J=7.0Hz,2H),8.04(d,J=7.6Hz,2H),7.68-7.58(m,2H),7.58-7.51(m,2H),7.43-7.36(m,2H),7.26(d,J=8.6Hz,6H),7.23-7.17(m,1H),6.85(dd,J=8.8,2.1Hz,4H),6.19(d,J=6.8Hz,1H),5.92-5.80(m,2H),5.62(dd,J=8.0,1.9Hz,1H),5.43-5.34(m,1H),5.23-5.00(m,2H),4.51-4.40(m,2H),4.32-4.13(m,4H),4.12-4.04(m,1H),3.72(s,6H),3.41-3.36(m,1H),3.34(s,3H),3.33-3.28(m,1H),2.92(q,J=5.4Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.60,163.05,158.09,151.91,151.63,150.66,150.10,144.52,143.65,140.87,135.28,135.20,133.21,132.47,129.70,128.48,128.44,127.77,127.67,126.73,125.98,120.35,118.01,113.15,101.89,93.50,92.03,88.97,88.68,85.86,85.39,82.20,82.17,80.23,80.15,78.96,78.92,75.80,75.76,68.09,67.96,67.32,67.28,63.11,63.07,62.68,58.08,54.99,18.84,18.77.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 66.88.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -206.83,-206.88,-206.94,-206.97,-207.02,-207.08.C5150FN13PS(M+H)の分子量:計算値1065.3018、実測値1065.3024。
32b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.45(d,J=1.7Hz,1H),11.27(s,1H),8.61(d,J=9.3Hz,2H),8.04(d,J=7.3Hz,2H),7.68-7.58(m,2H),7.58-7.50(m,2H),7.39(d,J=7.4Hz,2H),7.31-7.15(m,7H),6.84(dd,J=8.9,2.9Hz,4H),6.17(d,J=6.7Hz,1H),5.95-5.83(m,2H),5.62(dd,J=8.1,2.1Hz,1H),5.44-5.36(m,1H),5.24-5.00(m,2H),4.43-4.33(m,2H),4.31-4.19(m,4H),4.11-3.98(m,1H),3.71(s,6H),3.41-3.37(m,1H),3.36(s,3H),3.33-3.28(m,1H),2.96(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.61,163.07,158.08,152.05,151.89,151.72,151.61,150.66,150.44,150.11,144.54,143.75,142.92,140.86,135.30,135.23,133.27,133.22,132.48,132.44,129.69,128.48,128.44,127.76,127.67,126.71,126.02,118.14,113.14,101.92,93.59,92.09,89.03,88.74,86.26,85.85,85.52,82.58,82.24,82.21,80.16,80.09,78.91,78.88,75.71,75.67,68.62,67.99,67.85,66.96,66.92,63.38,63.34,62.62,61.12,58.10,57.53,54.98,18.86,18.79.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 67.00.19F NMR(376MHz,DMSO)δ -206.44,-206.50,-206.55,-206.58,-206.64,-206.69.C5150FN13PS(M+H)の分子量:計算値1065.3018、実測値1065.3014。
化合物33:化合物32(32a上部スポット:1g、0.94mmol;32b下部スポット:1g、0.94mmol)を高真空下で一晩乾燥させ、乾燥酢酸エチル(32a:13ml;32b:12ml)に溶解した。N,N-ジイソプロピルアミン(32a:409μl、304mg、2.35mmol、2.5当量;32b:409μl、304mg、2.35mmol、2.5当量)を激しく攪拌しながら滴下した。続いて、2-シアノエチルN,N-ジイソプロピルクロロホスホラミダイト(4a:424μl、450mg、1.9mmol、2当量;32b:424μl、450mg、1.9mmol、2当量)を(1分かけて)滴下し、そしてこの反応混合物を室温で1.5時間撹拌した。反応混合物を、200mlのEAで希釈し100mlのNaHCO及び100mlのブラインで洗浄し、NaSOで乾燥させ、乾燥するまで濃縮した。粗生成物(白色の泡)を5mlのDCMに溶解し、1Lの冷n-ヘキサン/ジエチルエーテル(1:1)によって沈殿させて、33a(上部スポット:1.13g、95%)及び33b(下部スポット:1.08g、91%)を得た。
33a H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.35(s,2H),8.57(s,1H),8.26(s,1H),8.02(d,J=7.6Hz,2H),7.65(t,J=7.4Hz,1H),7.55(t,J=7.7Hz,2H),7.52-7.46(m,1H),7.44(d,J=7.7Hz,2H),7.35-7.26(m,6H),7.25-7.20(m,1H),6.84(d,J=8.2Hz,4H),6.17-6.12(m,1H),5.85(dd,J=19.6,4.9Hz,1H),5.60(d,J=8.1Hz,1H),5.49-5.41(m,1H),5.26-5.10(m,1H),4.95-4.89(m,1H),4.62-4.51(m,1H),4.49-4.15(m,6H),3.89-3.77(m,2H),3.76(s,6H),3.70-3.61(m,2H),3.50-3.45(m,1H),3.43(d,J=3.1Hz,3H),3.42-3.36(m,1H),2.79-2.72(m,2H),2.70-2.63(m,2H),1.21-1.15(m,12H).13C NMR(126MHz,cdcn)δ 163.94,159.80,152.98,151.20,151.16,151.12,145.82,145.82,143.78,143.77,142.02,141.87,136.67,134.92,133.68,131.15,131.12,129.73,129.25,129.14,128.93,128.02,125.89,119.63,114.16,103.15,103.07,94.34,93.80,92.84,92.27,91.38,91.28,91.10,90.99,87.55,87.36,87.33,83.62,83.59,83.55,81.32,81.29,80.96,80.91,80.89,80.84,76.98,76.95,70.87,70.77,70.75,70.62,67.95,67.91,67.65,67.60,64.33,64.29,63.64,59.96,59.81,59.77,59.62,59.42,56.00,44.36,44.34,44.26,44.24,25.18,25.12,25.02,24.99,24.97,24.96,24.93,24.92,21.14,21.08,21.07,21.01,20.20,20.13.31P NMR(202MHz,cdcn)δ 152.06,152.03,68.66,68.64.19F NMR(376MHz,cdcn)δ -198.90,-198.93,-198.95,-198.98,-199.01,-199.03,-199.04,-199.07,-199.09,-199.12,-199.15,-199.17,-199.55,-199.57,-199.60,-199.62,-199.65,-199.67,-199.69,-199.71,-199.74,-199.76,-199.79,-199.81.C6067FN1014S(M+H)の分子量:計算値1265.4096、実測値1265.4106。
33b H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.36(s,2H),8.57(s,1H),8.25(s,1H),8.01(d,J=7.5Hz,2H),7.65(t,J=7.4Hz,1H),7.55(t,J=7.7Hz,2H),7.46-7.40(m,3H),7.35-7.25(m,6H),7.24-7.19(m,1H),6.86-6.80(m,4H),6.13-6.09(m,1H),5.86-5.77(m,1H),5.61-5.58(m,1H),5.47-5.42(m,1H),5.28-5.13(m,1H),4.97-4.92(m,1H),4.64-4.48(m,1H),4.47-4.39(m,2H),4.37-4.17(m,4H),3.91-3.77(m,2H),3.75(s,6H),3.72-3.61(m,2H),3.49-3.44(m,1H),3.43(s,3H),3.40-3.35(m,1H),2.86-2.80(m,2H),2.70-2.64(m,2H),1.22-1.17(m,12H).13C NMR(126MHz,cdcn)δ 163.94,159.78,159.77,152.99,151.20,151.16,151.13,145.86,143.89,142.34,142.14,136.66,134.93,133.67,131.16,131.12,129.73,129.25,129.11,128.93,127.99,119.61,118.68,114.16,103.19,103.12,94.42,93.86,93.84,92.93,92.36,92.34,91.77,91.49,87.53,87.52,87.43,87.41,83.73,83.69,83.65,81.26,81.23,81.12,81.09,81.05,81.02,80.75,80.70,80.67,80.63,77.15,77.12,70.63,70.58,70.50,70.45,70.38,70.32,67.34,67.31,67.06,67.03,64.52,64.48,63.66,61.04,60.00,59.85,59.77,59.61,59.36,55.99,44.37,44.34,44.27,44.24,25.21,25.15,25.04,25.01,24.98,24.95,24.93,21.22,21.16,21.10,21.03,20.25,20.18.31P NMR(202MHz,cdcn)δ 151.97,151.94,68.75,68.71.19F NMR(376MHz,cdcn)δ -197.89,-197.94,-197.97,-198.00,-198.02,-198.05,-198.08,-198.11,-198.16,-198.32,-198.34,-198.38,-198.40,-198.43,-198.45,-198.46,-198.48,-198.52,-198.54,-198.57,-198.59.C6067FN1014S(M+H)の分子量:計算値1265.4096、実測値1265.4065。
E-2.完全に脱保護されたキラル的に純粋なAOMesUの合成
Figure 0007348185000029
化合物34:化合物34(34a上部スポット:Rf=0.14、800mg、1.05mmol;34b下部スポット:Rf=0.06、400mg、0.53mmol)を、TBDMS脱保護反応中に得た。EtOAcでは:n-ヘキサン(1:1+2.5%MeOH)。
化合物35:化合物34(34a上部スポット:800mg、1.05mmol;34b下部スポット:400mg、0.53mmol)を12mlのメチルアミン(33wt%無水エタノール溶液)に溶解し、室温で2時間撹拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(24g Goldカラム、流量35ml/分、酢酸エチル/MeOH(70:30)で8分間、酢酸エチル/MeOH(60:40)で5分間、及び酢酸エチル/MeOH(60:40)で10分間)によって精製し、35a(502mg、79%)及び35b(282mg、88%)を得た。酢酸エチル/MeOH(2:1)では、35a Rf=0.25及び35b Rf=0.16。
35a H NMR(500MHz,重水)δ 8.22(s,1H),8.02(s,1H),7.68(d,J=8.1Hz,1H),6.03(d,J=3.5Hz,1H),5.76(d,J=17.3Hz,1H),5.50(d,J=8.1Hz,1H),5.02-4.85(m,2H),4.42(t,J=3.9Hz,1H),4.36-4.32(m,1H),4.31-4.15(m,3H),4.10-4.04(m,1H),3.92-3.77(m,2H),3.47(s,3H).13C NMR(126MHz,do)δ 165.88,155.54,152.65,150.98,148.18,141.02,140.08,119.18,101.95,94.31,92.83,88.59,88.31,86.85,84.03,83.99,81.62,81.59,80.98,80.90,72.62,72.58,67.61,67.48,63.17,63.12,60.42,58.16.31P NMR(202MHz,DO)δ 57.83.19F NMR(376MHz,DO)δ -203.49,-203.54,-203.55,-203.60,-203.63,-203.68,-203.69,-203.74.C2025FN10PS(M+H)の分子量:計算値606.1184、実測値606.1171。
35b H NMR(500MHz,重水)δ 8.19(s,1H),8.04(s,1H),7.67(d,J=8.1Hz,1H),5.99(d,J=5.3Hz,1H),5.83(d,J=18.3Hz,1H),5.57(d,J=8.1Hz,1H),5.02(dd,J=52.4,4.2Hz,1H),4.93-4.87(m,1H),4.45(t,J=5.0Hz,1H),4.41-4.37(m,1H),4.36-4.27(m,1H),4.25-4.08(m,3H),3.84-3.72(m,2H),3.40(s,3H).13C NMR(126MHz,do)δ 165.90,155.61,152.59,151.07,148.35,141.64,140.44,119.25,102.05,94.19,92.72,89.06,88.78,86.84,84.66,84.63,81.55,81.51,81.08,81.01,72.83,72.78,67.83,67.70,63.91,63.87,60.95,58.21.31P NMR(202MHz,DO)δ 56.63.19F NMR(376MHz,DO)δ -202.83,-202.88,-202.94,-202.97,-203.02,-203.08.C2025FN10PS(M+H)の分子量:計算値606.1184、実測値606.1183。
F-1.キラル的に純粋な2’-OMeアデノシン-2’-OMeアデノシンホスホロチオエートジヌクレオチド(AOMesAOMe)(asa)の合成
Figure 0007348185000030
化合物38:化合物36(l3.05g、14.7mmol)及び化合物37(7.7g、15.4mmol、1.05当量)を高真空下で乾燥させ、110mlのジクロロメタン(乾燥)に溶解した。この溶液に、117mlのETT(3.83g、29.4mmol、2当量)を加え、そしてこの反応混合物を1.5時間撹拌した。PADS(6.35g、22.05mmol、1.5当量)及び2.52mlの2.6-ルチジン(2.36g、22.05mmol、1.5当量)を加え、反応混合物を一晩撹拌した。反応混合物を1000mlのジクロロメタンで希釈し、400mlのHOで2回洗浄した。有機層を無水NaSO上で乾燥させ、濃縮した。ジアステレオマーをCombiFlash(登録商標)カラム(粗生成物30g、EtOAc:n-ヘキサン(1:1+2.5%MeOH))で分離して、38a(上部スポット:11.55g、60%)及び38b(下部スポット:6.81g、35%)を得た。EtOAcでは:n-ヘキサン(1:1+2.5%MeOH)、38a R=0.16、38b R=0.11。
38a H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 11.24(s,1H),11.23(s,1H),8.75(s,1H),8.69(s,1H),8.62(s,1H),8.57(s,1H),8.03(s,4H),7.70-7.58(m,2H),7.59-7.47(m,4H),7.44-7.33(m,2H),7.29-7.20(m,7H),6.88-6.80(m,4H),6.19(s,2H),5.44-5.30(m,1H),5.04(s,1H),4.72(s,1H),4.62(s,1H),4.54-4.46(m,1H),4.43(s,1H),4.37-4.28(m,1H),4.27-4.10(m,3H),3.70(s,6H),3.34(s,4H),3.31(s,4H),2.89(s,2H),0.91(s,9H),0.15(s,6H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.59,158.09,151.93,151.88,151.73,151.57,150.64,150.54,144.51,143.60,143.21,135.27,135.19,133.24,133.21,132.45,132.41,129.68,128.47,128.41,127.75,127.66,126.71,125.97,125.89,117.90,113.13,85.99,85.87,85.36,82.85,82.78,82.20,81.22,78.93,78.89,75.85,75.81,70.22,67.39,67.35,63.12,63.09,62.72,58.07,57.75,54.97,25.58,18.83,18.76,17.74,-4.84,-4.97.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.19.C66721113PSSi(M+Na)の分子量:計算値1340.4436、実測値1340.4451。
38b H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 11.24(s,1H),11.22(s,1H),8.76(s,1H),8.69(s,1H),8.62(s,1H),8.58(s,1H),8.04(d,J=6.4Hz,4H),7.67-7.60(m,2H),7.57-7.51(m,4H),7.38(d,J=6.7Hz,2H),7.24(d,J=7.2Hz,7H),6.86-6.77(m,4H),6.23-6.18(m,1H),6.18-6.14(m,1H),5.44-5.33(m,1H),5.05(s,1H),4.77-4.70(m,1H),4.62(s,1H),4.43-4.28(m,3H),4.28-4.16(m,3H),3.69(s,6H),3.35(s,7H),3.32(s,1H),2.94-2.88(m,2H),0.91(s,9H),0.15(s,6H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.58,158.06,151.87,151.74,151.55,150.65,150.54,144.52,143.74,143.17,135.26,135.19,133.26,133.22,132.44,132.40,129.67,128.46,128.41,128.40,127.70,127.64,126.65,126.02,125.86,118.00,113.09,85.96,85.82,85.54,82.80,82.73,82.24,81.21,78.89,75.75,70.08,67.04,63.36,63.32,62.60,58.09,57.76,54.94,25.59,18.82,18.75,17.74,-4.84,-4.95.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.32.C66721113PSSi(M+Na)の分子量:計算値1340.4436、実測値1340.4429。
化合物39:化合物38(38a上部スポット:10.55g、8mmol;38b下部スポット:5.81g、4.4mmol)を乾燥THF(38a:160ml;38b:80ml)に溶解し、EtN 3HF(38a:15.6ml、96mmol、12当量;38b:8.6ml、53mmol、12当量)を加えた。反応混合物を14時間撹拌した。反応混合物を濃縮し、THFで3回共蒸発させ、CombiFlash(登録商標)カラム(330g Goldカラム、流量150ml/分、DCMからDCM中、5%MeOH)によって精製して、39a(上部スポット:7.18g、74.8%)及び39b(下部スポット:2.74g、52%)を得た。DCM中、5%MeOHでは、39a:R=0.17、39b:R=0.16。
39a H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.24(s,1H),11.23(s,1H),8.75(s,1H),8.66(s,1H),8.63(s,1H),8.56(s,1H),8.08-8.00(m,4H),7.68-7.59(m,2H),7.58-7.49(m,4H),7.42-7.36(m,2H),7.26(dd,J=8.1,5.2Hz,6H),7.22-7.15(m,1H),6.84(dd,J=8.9,2.9Hz,4H),6.25-6.16(m,2H),5.61-5.56(m,1H),5.42-5.35(m,1H),5.10-5.01(m,1H),4.55-4.40(m,4H),4.39-4.29(m,1H),4.27-4.11(m,3H),3.71(s,6H),3.37(s,4H),3.33(s,1H),3.31(s,3H),2.94-2.87(m,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.61,165.59,158.09,151.96,151.88,151.81,151.57,150.64,150.50,144.53,143.82,142.87,135.29,135.21,133.24,133.21,132.46,132.41,129.70,128.47,128.43,128.41,127.76,127.67,126.71,126.04,125.75,117.99,113.14,85.86,85.51,82.73,82.66,82.22,81.79,78.84,75.82,68.76,67.83,63.08,63.05,62.67,58.07,57.73,54.98,18.81,18.74.31P NMR(162MHz,DMSO)δ 68.18.C60581113PS(M+Na)の分子量:計算値1226.3572、実測値1226.3572。
39b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.25(s,1H),11.22(s,1H),8.76(s,1H),8.66(s,1H),8.62(s,1H),8.58(s,1H),8.07-8.00(m,4H),7.68-7.59(m,2H),7.59-7.49(m,4H),7.42-7.35(m,2H),7.30-7.21(m,6H),7.21-7.14(m,1H),6.83(dd,J=8.9,2.9Hz,4H),6.21(d,J=4.6Hz,1H),6.17(d,J=6.7Hz,1H),5.60(d,J=5.3Hz,1H),5.46-5.32(m,1H),5.13-4.98(m,1H),4.60-4.46(m,2H),4.46-4.39(m,1H),4.39-4.31(m,2H),4.31-4.14(m,3H),3.70(s,6H),3.39(s,3H),3.36(s,3H),3.34-3.27(m,2H),2.92(t,J=5.8Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.60,158.06,151.95,151.86,151.81,151.57,150.65,150.51,144.54,143.82,142.91,135.29,135.22,133.26,133.22,132.46,132.41,129.69,128.47,128.43,128.40,127.74,127.66,126.67,126.05,125.77,118.07,113.12,85.94,85.93,85.84,85.60,85.59,82.75,82.69,82.20,81.73,78.83,75.62,68.69,67.74,63.30,63.26,62.57,58.08,57.75,54.96,18.79,18.72.31P NMR(162MHz,DMSO)δ 68.27.C60581113PS(M+Na)の分子量:計算値1226.3572、実測値1226.3562。
化合物40:化合物39(39a上部スポット:500mg、0.42mmol;39b下部スポット:500g、0.42mmol)を高真空下で一晩乾燥させ、乾燥DCM(39a:5ml、39b:5ml)に溶解した。N,N-ジイソプロピルアミン(39a:1.1ml、814mg、6.5mmol、2.5当量;39b:1.5ml、1.1g、8.4mmol、20当量)を激しく攪拌しながら滴下した。続いて、2-シアノエチルN,N-ジイソプロピルクロロホスホラミダイト(39a:1.1ml、1.2g、5.2mmol、12.5当量;39b:1.5ml、1.6g、6.8mmol、16当量)を(1分かけて)滴下し、そしてこの反応混合物を室温で1.5時間撹拌した。反応混合物を200mlのDCMで希釈し、100mlのNaHCO及び100mlのブラインで洗浄し、NaSO上で乾燥させ、乾燥するまで濃縮した。粗生成物(白い泡)を5mlのDCMに溶解し、CombiFlash(登録商標)カラム(DCMからDCM中、5%MeOH)によって精製して、40a(上部スポット:371mg、63%)及び40b(下部スポット:324mg、55%)を得た。
40a H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.35(s,2H),8.63(s,1H),8.47(s,1H),8.39-8.33(m,1H),8.26(s,1H),8.00-7.97(m,4H),7.66-7.61(m,1H),7.61-7.55(m,1H),7.55-7.51(m,2H),7.50-7.46(m,2H),7.44-7.40(m,2H),7.31-7.28(m,4H),7.28-7.24(m,2H),7.21-7.17(m,1H),6.83-6.80(m,4H),6.18-6.14(m,1H),6.12-6.09(m,1H),5.44-5.38(m,1H),4.87-4.82(m,1H),4.82-4.75(m,1H),4.62-4.54(m,1H),4.53-4.43(m,2H),4.41-4.37(m,2H),4.20-4.11(m,2H),3.94-3.80(m,2H),3.73(s,6H),3.71-3.64(m,2H),3.47(s,2H),3.43-3.40(m,2H),3.36(s,4H),2.75-2.67(m,4H),1.24-1.19(m,12H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 159.78,152.89,151.13,151.10,145.87,144.08,143.52,143.40,136.68,134.94,133.66,133.59,131.15,131.12,129.72,129.68,129.26,129.23,129.12,128.91,127.98,125.99,125.86,114.15,88.46,88.04,87.50,87.44,83.54,83.18,83.01,81.16,76.96,72.38,71.77,71.76,68.81,68.56,64.26,63.61,60.04,59.89,59.39,59.22,58.97,56.00,44.36,44.29,44.19,25.19,25.14,25.00,21.13,21.08,20.15,20.08.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 152.07,151.35,68.79,68.75.C69751314S(M+H)の分子量:計算値1404.4831、実測値1404.4828。
40b H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 9.29(s,1H),8.65(d,J=1.7Hz,1H),8.49(s,1H),8.32-8.27(m,1H),8.27-8.23(m,1H),7.98(d,J=7.3Hz,2H),7.93(d,J=7.5Hz,2H),7.64(t,J=7.4Hz,1H),7.60-7.51(m,3H),7.46(t,J=7.7Hz,2H),7.43-7.38(m,2H),7.32-7.27(m,4H),7.24(t,J=7.7Hz,2H),7.18(t,J=7.3Hz,1H),6.80(dd,J=8.9,2.4Hz,4H),6.17-6.12(m,1H),6.05-6.00(m,1H),5.40-5.34(m,1H),4.95-4.82(m,2H),4.60(dt,J=25.6,4.5Hz,1H),4.46-4.37(m,2H),4.37-4.30(m,2H),4.30-4.21(m,3H),3.94-3.79(m,2H),3.72(s,7H),3.50(s,2H),3.45(s,1H),3.39-3.36(m,3H),3.36-3.32(m,1H),3.30-3.24(m,1H),2.79(q,J=6.1Hz,2H),2.73-2.66(m,2H),1.26-1.19(m,12H).13C NMR(126MHz,CDCN)δ 159.74,152.89,151.12,145.90,144.22,144.17,143.54,143.40,136.68,134.95,133.67,133.56,131.15,131.10,129.74,129.65,129.20,129.09,128.90,127.94,126.03,126.01,125.81,125.74,119.70,114.13,88.60,88.58,88.13,87.48,83.62,83.11,82.80,82.69,81.00,77.11,72.19,72.06,71.70,71.56,68.12,68.10,64.42,64.39,63.61,60.05,59.90,59.53,59.30,59.06,55.98,44.35,44.30,44.25,44.20,25.21,25.15,25.12,25.07,25.01,21.23,21.16,21.10,20.19,20.12.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 151.85,151.29,68.84,68.75.C69751314S(M+H)の分子量:計算値1404.4831、実測値1404.4813。
F-2.完全に脱保護されたキラル的に純粋なAOMesAOMe(asa)の合成
Figure 0007348185000031
化合物41:化合物41(41a上部スポット:1.94g、2.2mmol;41b下部スポット:840mg、0.93mmol)を、TBDMS脱保護反応中に得た。DCM中、5%MeOHでは、41a Rf=0.12及び41b Rf=0.11。
41a H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.25(s,1H),11.23(s,1H),8.78(s,1H),8.76(s,1H),8.73(s,1H),8.68(s,1H),8.04(d,J=7.5Hz,4H),7.71-7.59(m,2H),7.59-7.47(m,4H),6.25-6.18(m,2H),5.60(d,J=4.9Hz,1H),5.42(t,J=5.6Hz,1H),5.29(dd,J=10.9,4.8Hz,1H),4.88-4.80(m,1H),4.57-4.45(m,3H),4.42-4.31(m,2H),4.30-4.20(m,3H),3.71-3.61(m,2H),3.38(s,3H),3.33(s,3H),2.98(t,J=5.9Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.62,152.11,151.99,151.83,150.63,150.51,142.94,133.25,133.22,132.47,132.43,128.48,128.44,128.42,125.80,125.75,118.17,85.88,85.06,84.71,82.84,82.77,81.75,80.52,80.49,76.42,76.39,68.73,67.91,67.86,63.18,63.15,60.86,58.03,57.73,54.88,18.84,18.77.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 67.94.C39401111PS(M+Na)の分子量:計算値924.2266、実測値901.4。
41b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 11.25(s,1H),11.22(s,1H),8.78(s,1H),8.76(s,1H),8.75(s,1H),8.68(s,1H),8.04(dd,J=5.8,3.9Hz,4H),7.69-7.59(m,2H),7.59-7.49(m,4H),6.22(d,J=4.0Hz,1H),6.18(d,J=7.2Hz,1H),5.61(d,J=4.9Hz,1H),5.42(t,J=5.7Hz,1H),5.29(ddd,J=10.9,4.8,1.9Hz,1H),4.91-4.76(m,1H),4.59-4.48(m,2H),4.47-4.34(m,2H),4.34-4.29(m,1H),4.29-4.21(m,3H),3.77-3.56(m,2H),3.41(s,3H),3.37(s,3H),2.96(t,J=5.9Hz,2H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 165.61,152.11,151.96,151.83,150.63,150.51,142.99,142.93,133.26,133.22,132.47,132.42,128.47,128.44,128.41,125.80,125.76,118.13,85.95,85.09,84.68,82.76,82.69,81.70,80.49,76.32,68.70,67.85,67.82,63.28,63.25,60.81,58.06,57.78,18.80,18.73.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.05.C39401111PS(M+Na)の分子量:計算値924.2266、実測値924.2268。
化合物42:化合物41(41a上部スポット:1.9mg、2mmol;41b下部スポット:840mg、0.9mmol)を12mlのメチルアミン(33wt%無水エタノール溶液)に溶解し、室温で4時間撹拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(24g Goldカラム、流量35ml/分、酢酸エチル/MeOH(70:30)で8分間、酢酸エチル/MeOH(60:40)で5分間)によって精製して、42a(1.2g、99%)及び42b(210mg、37%)を得た。酢酸エチル/MeOH(2:1)では、42a:Rf=0.13及び42b:Rf=0.1。
42a H NMR(500MHz,重水)δ 8.41(s,1H),8.22(s,1H),8.11(s,1H),7.92(s,1H),6.04(d,J=4.4Hz,1H),5.99(d,J=3.9Hz,1H),5.05-4.99(m,1H),4.63(t,J=5.0Hz,1H),4.42-4.35(m,3H),4.31-4.19(m,3H),3.98-3.85(m,2H),3.52(s,3H),3.49(s,3H).13C NMR(126MHz,D2O)δ 157.75,157.50,155.31,154.76,150.78,150.34,142.44,141.89,121.29,120.85,89.31,88.42,86.39,86.20,86.01,84.02,75.23,71.37,67.00,63.01,60.98,60.47.31P NMR(202MHz,DO)δ 57.51.C222910PS(M+H)の分子量:計算値641.1656、実測値641.1668。
42b H NMR(500MHz,重水)δ 8.38(s,1H),8.20(s,1H),8.10(s,1H),7.97(s,1H),6.08(d,J=4.6Hz,1H),5.91(d,J=5.4Hz,1H),5.04-4.98(m,1H),4.67(t,J=4.7Hz,1H),4.43(t,J=5.0Hz,1H),4.41-4.37(m,2H),4.37-4.33(m,1H),4.26-4.20(m,2H),3.83-3.74(m,2H),3.50(s,3H),3.46(s,3H).13C NMR(126MHz,D2O)δ 157.74,155.22,154.74,151.11,150.55,142.85,141.96,121.48,120.97,89.24,88.19,86.99,86.26,86.18,85.74,83.92,75.42,71.50,67.87,63.51,60.91,60.54.31P NMR(202MHz,DO)δ 56.27.C222910PS(M+H)の分子量:計算値641.1656、実測値641.1655。
G-1.キラル的に純粋な2’-OMeグアノシン-2’-OMeアデノシンホスホロチオエートジヌクレオチド(GOMesAOMe)(gsa)の合成
Figure 0007348185000032
化合物45:化合物43(13.1g、14.7mmol)及び化合物44(5.6g、15.4mmol、1.05当量)を高真空下で乾燥させ、110mlのジクロロメタン(乾燥)に溶解した。この溶液に、117mlのETT(3.83g、29.4mmol、2当量)を加え、そしてこの反応混合物を2時間撹拌した。PADS(6.35g、22.05mmol、1.5当量)及び2.52mlの2.6-ルチジン(2.36g、22.05mmol、1.5当量)を加え、そしてこの反応混合物を一晩撹拌した。反応混合物を1000mlのジクロロメタンで希釈し、400mlのHOで2回洗浄した。有機層を無水NaSO上で乾燥させ、濃縮した。粗生成物をCombiFlash(登録商標)カラム(粗生成物30g、EtOAc:n-ヘキサン(1:1+2.5%MeOH)によって精製して45(16.5g、86%)を得た。EtOAcでは:n-ヘキサン(1:1+2.5%MeOH)、45 R=0.13。
45 H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 12.05(s,1H),11.55(s,1H),11.21(d,J=10.6Hz,1H),8.74(d,J=13.1Hz,1H),8.67(d,J=6.5Hz,1H),8.12(d,J=3.0Hz,1H),8.03(d,J=7.6Hz,2H),7.64(t,J=7.4Hz,1H),7.54(t,J=7.7Hz,2H),7.34(d,J=7.6Hz,2H),7.28-7.17(m,7H),6.86-6.79(m,4H),6.18(t,J=5.5Hz,1H),5.89(d,J=7.6Hz,1H),5.22-5.12(m,1H),4.78-4.66(m,2H),4.62-4.54(m,1H),4.49-4.24(m,3H),4.17(dq,J=13.4,8.0,7.1Hz,3H),3.72-3.69(m,6H),3.36-3.34(m,4H),3.31(s,3H),3.26-3.18(m,1H),2.93-2.83(m,2H),2.75-2.64(m,1H),1.13-1.05(m,6H),0.93-0.83(m,9H),0.12(s,6H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 179.96,165.55,158.10,154.65,151.82,151.77,151.69,150.53,148.98,148.94,148.36,144.37,143.21,137.00,136.89,135.09,133.21,132.44,129.69,129.63,128.44,128.40,127.77,127.65,126.76,126.72,125.87,120.29,120.27,118.01,117.98,113.12,86.12,86.02,85.93,83.73,83.49,82.75,82.46,82.45,81.20,79.52,76.13,70.21,70.01,67.80,67.20,63.34,63.19,63.03,59.69,58.16,58.10,57.75,54.96,54.94,34.76,25.56,25.54,18.75,18.70,17.70,-4.84,-4.97,-5.03.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.60,68.33.C63741114PSSi(M+H)の分子量:計算値1300.4723、実測値1300.4712。
化合物46:化合物45(16g、12.3mmol)を乾燥THF(140ml)に溶解し、EtN 3HF(15.1ml、92.4mmol、7.5当量)を加えた。反応混合物を14時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、THFで3回共蒸発させ、CombiFlash(登録商標)カラム(DCMからDCM中、5%MeOH)によって精製して46(13.1g、90%)を得た。ジアステレオマーは分離されなかった。ジアステレオマーをGilson RP-カラム(緩衝液A:50mM TEAA、緩衝液B:20%A、80%ACN;30分かけて勾配60から90%B;50ml/分)で分離した。
46a H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 12.06(s,1H),11.58(s,1H),11.20(s,1H),8.74(s,1H),8.64(s,1H),8.11(s,1H),8.02(d,J=7.5Hz,2H),7.63(t,J=7.4Hz,1H),7.53(t,J=7.7Hz,2H),7.34(d,J=7.5Hz,2H),7.28-7.16(m,8H),6.86-6.80(m,4H),6.19(d,J=4.6Hz,1H),5.89(d,J=7.6Hz,1H),5.58(d,J=5.6Hz,1H),5.18(dd,J=10.0,4.4Hz,1H),4.76-4.69(m,1H),4.52-4.43(m,2H),4.35-4.26(m,3H),4.22-4.14(m,3H),3.70(s,6H),3.38(s,3H),3.35(s,3H),3.34-3.32(m,1H),3.24(dd,J=10.5,4.1Hz,1H),2.88(t,J=5.8Hz,2H),2.74-2.66(m,1H),1.10(s,3H),1.09(s,3H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 180.01,165.58,158.12,158.10,154.68,151.91,151.81,150.53,149.00,148.41,144.42,142.94,136.93,135.14,135.13,133.24,132.45,129.72,129.67,128.47,128.41,127.80,127.68,126.76,125.78,120.27,118.09,113.15,85.99,85.97,83.64,82.69,82.62,82.55,81.72,79.67,79.63,75.97,75.94,68.70,67.90,67.87,63.32,63.28,63.14,58.14,57.78,54.98,54.96,34.78,18.77,18.71.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 67.27.C57601114PS(M+H)の分子量:計算値1186.3858、実測値1186.3893。
46b H NMR(500MHz,DMSO-d)δ 12.04(s,1H),11.54(s,1H),11.19(s,1H),8.72(s,1H),8.62(s,1H),8.10(s,1H),8.03(d,J=7.4Hz,2H),7.63(t,J=7.4Hz,1H),7.53(t,J=7.7Hz,2H),7.34(d,J=7.4Hz,2H),7.26(t,J=7.6Hz,2H),7.23-7.17(m,5H),6.86-6.79(m,4H),6.18(d,J=4.1Hz,1H),5.91(d,J=7.6Hz,1H),5.56(d,J=5.3Hz,1H),5.17(dd,J=10.1,4.4Hz,1H),4.76-4.69(m,1H),4.49-4.38(m,3H),4.35-4.26(m,2H),4.23-4.09(m,3H),3.71(s,6H),3.38(s,3H),3.36-3.32(m,1H),3.29(s,3H),3.22(dd,J=10.5,4.1Hz,1H),2.91-2.86(m,2H),2.74-2.66(m,1H),1.09(s,3H),1.08(s,3H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 179.98,165.57,158.12,158.10,154.67,151.85,151.77,150.50,148.96,148.38,144.39,142.86,136.93,135.13,135.09,133.22,132.45,129.71,129.66,128.46,128.41,127.79,127.67,126.77,125.74,120.28,118.06,113.14,85.97,83.63,82.60,82.54,81.80,79.68,79.64,76.12,76.08,68.79,68.20,68.15,63.20,63.06,63.02,58.08,57.79,54.98,54.97,34.78,18.81,18.77,18.75.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 67.16.C57601114PS(M+H)の分子量:計算値1186.3858、実測値1186.3885。
化合物47:化合物46(46a上部スポット:630mg、0.53mmol;46b下部スポット:920g、0.78mmol)を高真空下で一晩乾燥させ、乾燥酢酸エチル(46a:8ml、46b:9ml)に溶解した。N,N-ジイソプロピルアミン(46a:232μl、172mg、1.33mmol、2.5当量;46b:340μl、252mg、2mmol、2.5当量)を激しく攪拌しながら滴下した。続いて、2-シアノエチルN,N-ジイソプロピルクロロホスホラミダイト(46a:246μl、260mg、1.1mmol、2当量;46b:357μl、379mg、1.6mmol、2当量)を(1分かけて)滴下し、そしてこの反応混合物を室温で1.5時間撹拌した。反応混合物を200mlの酢酸エチルで希釈し、100mlのNaHCO及び100mlのブラインで洗浄し、NaSO上で乾燥させ、乾燥するまで濃縮した。粗生成物(白い泡)を5mlのDCMに溶解し、1Lの冷n-ヘキサン/ジエチルエーテル(1:1)によって沈殿させて、47a(上部スポット:689mg、94%)及び47b(下部スポット:1.07g、98%)を得た。
47a H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 8.70(d,J=2.4Hz,1H),8.33(d,1H),7.91(d,J=7.0Hz,2H),7.82(d,J=3.0Hz,1H),7.60(t,J=7.4Hz,1H),7.47(t,J=7.6Hz,2H),7.41(d,J=7.8Hz,2H),7.30-7.24(m,6H),7.23-7.18(m,1H),6.83-6.77(m,4H),6.17-6.10(m,1H),5.80-5.73(m,1H),5.28-5.21(m,1H),4.93-4.85(m,1H),4.73-4.63(m,2H),4.43-4.19(m,7H),3.97-3.75(m,2H),3.74(s,6H),3.73-3.65(m,3H),3.52(s,1H),3.47(s,2H),3.41(d,J=5.1Hz,3H),3.36-3.29(m,1H),3.29-3.22(m,1H),2.83-2.76(m,2H),2.73-2.67(m,2H),2.56-2.47(m,1H),1.26-1.20(m,12H),1.14-1.03(m,7H).13C NMR(126MHz,cdcn)δ 180.83,159.79,159.77,156.25,152.92,152.85,152.74,151.01,149.77,149.19,149.18,145.82,145.81,143.99,143.86,138.53,138.50,136.62,136.53,136.52,134.61,133.68,131.18,131.11,131.04,129.77,129.66,129.18,129.11,129.06,128.93,128.78,128.02,125.86,125.79,122.41,122.39,119.74,119.71,114.14,114.01,88.85,88.40,87.49,86.22,83.96,83.93,83.20,83.11,82.91,82.89,82.73,82.69,82.67,82.62,81.58,81.55,77.01,76.97,76.93,72.05,71.92,71.59,71.47,68.24,68.21,67.94,67.90,64.44,64.40,64.16,64.13,60.02,59.88,59.50,59.34,59.30,59.28,59.06,59.05,55.97,55.91,48.19,44.32,44.26,44.22,44.16,36.78,25.19,25.17,25.14,25.11,25.05,25.00,24.99,24.95,21.21,21.15,21.10,20.19,20.13,19.84,19.27,19.26,19.19.31P NMR(202MHz,CDCN)δ 151.68,151.17,68.81,68.70.C66771315S(M+H)の分子量:計算値1386.4936、実測値1386.4935。
47b H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 8.75-8.70(m,1H),8.40-8.34(m,1H),8.00(d,J=7.6Hz,2H),7.84(s,1H),7.63(t,J=7.4Hz,1H),7.52(t,J=7.5Hz,2H),7.41(d,J=7.7Hz,2H),7.31-7.26(m,6H),7.23-7.18(m,1H),6.85-6.80(m,4H),6.18-6.14(m,1H),5.89-5.85(m,1H),5.36-5.27(m,1H),4.84-4.76(m,1H),4.67(dt,J=20.5,4.7Hz,1H),4.63-4.58(m,1H),4.54-4.37(m,3H),4.36-4.30(m,1H),4.18-4.01(m,2H),3.94-3.76(m,2H),3.74(s,6H),3.73-3.65(m,3H),3.49(s,1H),3.44(s,2H),3.36(s,4H),3.35-3.29(m,2H),2.73-2.64(m,4H),2.58-2.51(m,1H),1.25-1.20(m,12H),1.09-1.04(m,7H).13C NMR(126MHz,cdcn)δ 180.97,180.95,159.81,159.78,156.30,152.90,152.79,151.00,149.55,149.54,149.19,149.16,145.73,143.92,143.79,138.59,138.54,136.60,136.54,136.53,134.67,133.73,131.13,131.05,129.72,129.36,129.22,129.12,128.93,128.05,125.91,125.84,122.44,122.43,119.74,114.14,113.99,88.80,88.40,87.50,87.49,86.67,86.65,83.71,83.64,83.48,83.43,83.25,83.21,83.17,83.13,82.90,82.88,82.70,82.66,81.95,81.92,76.65,72.45,72.33,71.81,71.68,68.92,68.88,68.69,68.64,64.21,64.18,63.87,63.84,60.03,59.88,59.28,59.25,58.99,58.97,55.98,55.97,48.18,44.33,44.26,44.24,44.16,36.77,25.15,25.14,25.10,25.08,25.04,24.98,24.92,21.20,21.15,21.13,21.07,20.11,20.04,19.76,19.45,19.44,19.10,19.09.31P NMR(202MHz,cdcn)δ 152.00,151.26,68.81,68.72.C66771315S(M+H)の分子量:計算値1386.4936、実測値1386.4927。
G-2.完全に脱保護されたキラル的に純粋なGsAOMeの合成
Figure 0007348185000033
化合物48:化合物46(46a上部スポット:531mg、0.45mmol;46b下部スポット:517mg、0.43mmol)を1.5mlのDCMに溶解し、17mlのトリクロロ酢酸(DCM中3%)を加えた。反応混合物を室温で1.5時間撹拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(40g Goldカラム、流量50ml/分、DCMからDCM中、5%MeOHで8分間、DCM中、5%MeOHで15分間)によって精製して、48a(373mg、94%)及び48b(365mg、92%)を得た。DCM中、10%MeOHでは、48a Rf=0.39及び48b Rf=0.39。
48a H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 12.07(s,1H),11.67(s,1H),11.22(s,1H),8.77(s,1H),8.67(s,1H),8.30(s,1H),8.03(d,J=7.4Hz,2H),7.64(t,J=7.4Hz,1H),7.54(t,J=7.6Hz,2H),6.20(d,J=4.1Hz,1H),5.91-5.85(m,1H),5.61(d,J=5.5Hz,1H),5.37(t,J=5.3Hz,1H),5.19(dd,J=10.5,4.6Hz,1H),4.61(dt,J=7.7,3.4Hz,1H),4.54-4.46(m,2H),4.37(ddt,J=18.7,11.1,5.9Hz,2H),4.27-4.15(m,4H),3.59(d,J=4.5Hz,2H),3.40(s,3H),3.32(s,3H),2.93(t,J=5.8Hz,2H),2.77-2.67(m,1H),1.10(d,J=6.8Hz,6H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 180.06,165.61,164.38,154.71,151.92,151.84,150.52,149.01,148.45,143.00,137.10,133.22,132.46,128.46,128.43,125.80,119.97,118.17,86.00,84.65,84.64,83.66,82.71,82.64,81.70,80.83,80.79,76.70,76.66,71.06,68.70,67.95,67.91,63.27,63.24,60.72,58.01,57.81,34.76,18.81,18.77,18.73.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.30.C36421112PS(M+H)の分子量:計算値884.2551、実測値884.2556。
48b H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 12.06(s,1H),11.63(s,1H),11.20(s,1H),8.75(s,1H),8.66(s,1H),8.29(s,1H),8.02(d,J=7.3Hz,2H),7.64(t,J=7.4Hz,1H),7.54(t,J=7.6Hz,2H),6.20(d,J=4.1Hz,1H),5.88(d,J=7.9Hz,1H),5.62-5.55(m,1H),5.34(t,J=5.2Hz,1H),5.17(dd,J=10.5,4.6Hz,1H),4.63-4.55(m,1H),4.53-4.41(m,3H),4.37-4.29(m,1H),4.27-4.16(m,4H),3.62-3.50(m,2H),3.39(s,3H),3.27(s,3H),2.96(t,J=5.8Hz,2H),2.76-2.66(m,1H),1.09(d,J=6.7Hz,6H).13C NMR(126MHz,DMSO)δ 180.05,165.59,154.70,151.89,151.81,150.51,148.99,148.43,143.00,137.08,133.21,132.47,128.47,128.43,125.78,119.96,118.23,86.01,84.63,83.65,82.69,82.62,81.73,80.88,80.84,76.72,76.68,68.78,68.20,68.16,63.15,63.12,60.72,57.94,57.80,34.76,18.84,18.80,18.76.31P NMR(202MHz,DMSO)δ 68.19.C36421112PS(M+H)の分子量:計算値884.2551、実測値884.2552。
化合物49:化合物48(48a上部スポット:358mg、0.41mmol;48b下部スポット:350mg、0.4mmol)を17mlのメチルアミン(33wt%無水エタノール溶液)に溶解し、室温で3時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、CombiFlash(登録商標)カラム(24g Goldカラム、流量40ml/分、酢酸エチル/MeOH(70:30)で8分間、酢酸エチル/MeOH(60:40)で5分間)によって精製して、49a(222mg、83%)及び49b(240mg、91%)を得た。
49a H NMR(400MHz,重水)δ 8.41(s,1H),8.17(s,1H),7.92(s,1H),6.14(d,J=4.9Hz,1H),5.75(d,J=5.1Hz,1H),5.04-4.95(m,1H),4.68(t,J=4.8Hz,1H),4.45-4.34(m,3H),4.34-4.27(m,1H),4.27-4.19(m,2H),3.79(d,J=3.1Hz,2H),3.49(d,J=8.3Hz,6H),3.36(s,1H),2.61(s,2H).13C NMR(126MHz,do)δ 158.74,155.56,153.59,153.01,151.16,148.88,139.66,137.71,118.69,116.69,86.17,85.81,84.15,84.12,83.94,83.86,83.38,81.37,81.33,72.76,72.71,69.11,65.61,65.56,61.07,58.55,58.10.31P NMR(202MHz,d2o)δ 56.07.C22H29N10O10PS(M+H)の分子量:計算値657.1605、実測値657.1580。
49b H NMR(400MHz,重水)δ 8.46(s,1H),8.17(s,1H),7.90(s,1H),6.13(d,J=4.4Hz,1H),5.80(d,J=3.2Hz,1H),5.04(dt,J=11.4,5.6Hz,1H),4.65(t,J=4.9Hz,1H),4.43-4.37(m,1H),4.35-4.25(m,4H),4.25-4.16(m,1H),3.98-3.80(m,2H),3.51(d,J=9.7Hz,6H),2.61(s,2H).13C NMR(126MHz,do)δ 158.51,155.51,153.42,153.00,150.82,148.59,139.64,137.36,118.60,116.59,86.68,86.08,83.83,83.71,83.63,83.57,83.53,81.43,81.41,72.79,72.75,69.08,64.67,64.61,60.68,58.63,58.00.31P NMR(202MHz,do)δ 57.53.C22291010PS(M+H)の分子量:計算値657.1605、実測値657.1583。
H.キラル的に純粋な2’-O-2-メトキシプロパンチミジン-2’-Fウリジンホスホロチオエートジヌクレオチド(TOMePropsU)の合成
Figure 0007348185000034
化合物1.2:1.1(5.0g、20.3mmol、R.I.Chemicals,Inc.)のピリジン(50ml)溶液に、DMTrCl(7.57g、22.3mmol)を加えた。反応混合物を3時間攪拌した。イミダゾール(3.46g、50.8mmol)及びTBDMSCl(3.67g、24.4mmol)を加えた。反応混合物を一晩攪拌した。溶媒の除去後、残留物をCHCl及び飽和NaHCO(水溶液)で抽出し、無水NaSO上で乾燥させ、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc、2:1、R=0.18)によって精製して1.2(12.7g、19.2mmol、94%)を得た。
1.2:R=0.18(ヘキサン:EtOAc、2:1)H NMR(DMSO-d,400MHz)δ 11.46(s,1H),7.87(d,J=8.0Hz,1H),7.22-7.38(m,9H),6.87-6.90(m,4H),5.89(d,J=20.4Hz,1H),5.32-5.34(d,J=8.4Hz,1H),5.12-5.27(m,1H),4.51(ddd,J=22.8Hz,8.8Hz,4.4Hz,1H),3.96-3.98(m,1H),3.73(s,6H),3.43(d,J=9.6Hz,1H),3.15(dd,J=11.0Hz,3.9Hz,1H),0.74(s,9H),0.034(s,3H),-0.059(s,3H).13C NMR(DMSO-d,100MHz)δ 163.3,158.2,150.1,144.4,141.1,135.0,129.8,127.7,126.9,113.2,101.4,93.5,89.3,88.9,85.9,81.0,68.9,68.7,61.2,55.1,25.4,17.6,-4.9,-5.5.19F NMR(DMSO-d,376MHz)δ -202.39,-202.44,-202.50,-202.53,-202.59,-202.65.C3643FNNaOSi(M+Na)の分子量:計算値685.27、実測値685.3。
化合物1.3:1.2(12.5g、18.9mmol)のCHCl(126ml)及びMeOH(54ml)溶液に、CHCl(63ml)及びMeOH(27ml)中、ベンゼンスルホン酸(8.95g、56.6mmol)を-20℃で滴下した。混合物を同じ温度で1時間撹拌し、200mlの飽和NaHCO水溶液でクエンチした。有機層を分離し、水層をCHClで抽出した。組み合わせ有機層をNaSO上で乾燥させ、濾過し、濃縮した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc、1:1、R=0.20)によって精製して、1.3(6.20g、17.2mmol、91%)を得た。
1.3:R=0.20(ヘキサン:EtOAc)。H NMR(DMSO-d,400MHz)δ 11.41(s,1H),7.89(d,J=8.0Hz,1H),5.89(dd,J=17.9Hz,1.9Hz,1H),5.64(d,J=8.0Hz,1H),5.03-5.23(m,2H),4.33(ddd,J=18.9Hz,7.1Hz,4.5Hz,1H),3.86-3.88(m,1H),3.76(d,J=12.0Hz,1H),3.54(d,J=12.0Hz,1H),0.87(s,9H),0.10(s,3H),0.10(s,3H).13C NMR(DMSO-d,100MHz)δ 163.2,150.3,140.6,101.7,93.5,91.6,87.6,87.3,83.4,68.8,68.6,59.1,25.6,17.8,-4.9,-5.2.19F NMR(DMSO-d,376MHz)δ -205.34,-205.38,-205.43,-205.48,-205.53,-205.57.C1526FNSi(M+H)の分子量:計算値361.16、実測値361.2。
化合物1.6:1.3(227mg、0.630mmol)及び1.4(500mg、0.600mmol)のCHCl(15ml)溶液に、CHCN(4.8ml、1.2mmol、Glen Research)中、0.25Mエチルチオ-1H-テトラゾールを滴下した。混合物を室温で2時間攪拌した。次いで、フェニルアセチルジスルフィド(270mg、0.893mmol)及び2,6-ルチジン(0.105ml、0.902mmol)を加え、この混合物を一晩攪拌した。水性後処理及びシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって、1.6a(340mg、0.302mmol、50%)及び1.6b(264mg、0.235mmol、39%)を得た。
1.6a:S異性体、R=0.47(ヘキサン:EtOAc、1:4)。H NMR(CDCN,400MHz)δ 9.29-9.31(m,2H),7.27-7.79(m,9H),6.91-6.93(m,4H),6.01(d,J=6.4Hz,1H),5.87(d,J=1.6Hz,0.5H),5.82(d,J=1.6Hz,0.5H),5.65(d,J=8.4Hz,1H),5.22(ddd,J=10.7Hz,5.1Hz,3.2Hz,1H),5.13(dd,J=4.7,1.6Hz,0.5H),5.00(dd,J=4.7,1.6Hz,0.5H),4.47-4.53(m,2H),4.13-4.38(m,6H),3.80(s,6H),3.67(dd,J=11.0Hz,3.5Hz,1H),3.38-3.58(m,4H),3.24(s,3H),2.71-2.75(m,2H),1.47(d,J=1.2Hz,3H),1.07(d,J=6.4Hz,3H),0.94(s,9H),0.17(s,3H),0.15(s,3H).13C NMR(CDCN,100MHz)δ 164.8,164.3,160.2,152.0,151.5,151.1,145.9,142.3,137.3,136.6,131.5,129.4,128.5,125.2,114.6,112.2,103.4,94.7,92.8,91.4,91.0,88.4,87.4,83.5,82.3,82.2,81.6,77.7,77.3,77.2,75.7,70.8,70.7,68.1,64.6,64.2,57.3,56.3,28.2,26.4,20.5,20.4,19.0,16.4,15.7,12.6,-4.2,-4.4.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 67.17.19F NMR(CDCN,376MHz)δ -203.34,-203.40,-203.45,-203.49,-203.54,-203.59.C5367FNNaO15PSSi(M+Na)の分子量:計算値1146.37、実測値1146.3。
1.6b:R異性体、R=0.27(ヘキサン:EtOAc、1:4)。H NMR(CDCN,400MHz)δ 9.33(brs,2H),7.27-7.50(m,9H),6.89-6.93(m,4H),6.00(d,J=6.6Hz,1H),5.75(dd,J=20.6,1.3Hz,1H),5.60(d,J=8.0Hz,1H),5.26(ddd,J=10.7Hz,5.1Hz,2.9Hz,1H),5.07(ddd,J=53.3Hz,4.8Hz,1.3Hz,1H),4.17-4.47(m,6H),4.04-4.06(m,1H),3.79(s,6H),3.70(dd,J=10.8Hz,3.2Hz,1H),3.49-3.58(m,2H),3.26-3.36(m,3H),3.25(s,3H),2.84(t,J=5.9Hz,2H),1.43(s,3H),1.10(d,J=6.2Hz,3H),0.92(s,9H),0.15(s,3H),0.14(s,3H).13C NMR(CDCN,100MHz)δ 164.8,164.4,160.2,155.9,152.1,151.5,145.9,142.5,137.5,136.6,136.5,131.5,131.5,129.4,129.4,128.5,125.2,114.6,112.3,103.4,94.7,92.9,91.9,91.5,88.4,87.2,83.6,82.0,81.9,81.8,77.6,77.5,75.7,70.5,70.3,67.5,64.8,64.7,64.1,57.2,56.3,28.2,26.4,20.5,19.0,16.4,15.7,12.6,-4.2,-4.4.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 67.55.19F NMR(CDCN,376MHz)δ -202.41,-202.47,-202.52,-202.56,-202.61,-202.67.
化合物1.7:1.3(462mg、1.28mmol)及び1.5(1.0g、1.22mmol、R.I.Chemicals,Inc.)のCHCl(30ml)溶液に、CHCN(9.76ml、2.44mmol、Glen Research)中、0.25Mエチルチオ-1H-テトラゾールを滴下した。混合物を室温で2時間撹拌した。次いで、フェニルアセチルジスルフィド(533mg、1.83mmol)及び2,6-ルチジン(0.213ml、1.83mmol)を加え、この混合物を一晩攪拌した。水性後処理及びシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって、1.7a(725mg、0.653mmol、54%)及び1.7b(551mg、0.496mmol、41%)を得た。
1.7a:S異性体、R=0.28(ヘキサン:EtOAc、1:4)。H NMR(DMSO-d,400MHz)δ 11.55-11.35(m,2H),7.69-7.54(m,1H),7.46(s,1H),7.19-7.43(m,10H),,6.89-6.91(m,4H),5.91(d,J=6.8Hz,1H),5.85(d,J=21.0Hz,1H),5.62(dd,J=8.0Hz,2.1Hz,1H),5.14-5.29(m,2H),4.06-4.49(m,8H),3.74(s,6H),3.71-3.72(m,2H),3.31-3.46(m,3H),3.17(s,3H),2.86(t,J=5.8Hz,2H),1.38(s,3H),0.88(s,9H),0.12(s,3H),0.11(s,3H).13C NMR(DMSO-d,100MHz)δ 163.5,163.2,158.3,154.0,150.6,150.2,144.3,141.4,135.3,135.2,134.8,129.8,129.7,128.0,127.7,127.0,120.7,118.0,113.3,110.2,101.9,92.8,91.0,89.5,89.2,86.4,85.6,81.6,80.3,79.0,76.2,71.7,69.8,69.2,69.1,66.7,63.1,63.0,58.3,55.1,26.5,25.5,18.9,18.8,17.7,14.9,11.6,-4.9,-5.2.31P NMR(DMSO-d,162MHz)δ 71.96.19F NMR(DMSO-d,376MHz)δ -202.51,-202.57,-202.62,-202.65,-202.71,-202.76.C5265FNNaO15PSSi(M+Na)の分子量:計算値1132.36、実測値1132.2。
1.7b:R異性体、R=0.10(ヘキサン:EtOAc、1:4)。H NMR(DMSO-d,400MHz)δ 11.53-11.33(m,2H),7.57(d,J=8.1Hz,1H),7.48(s,1H),7.23-7.40(m,10H),6.88-6.90(m,4H),5.89(d,J=6.4Hz,1H),5.83(d,J=19.9Hz,1H),5.60(dd,J=8.1Hz,2.1Hz,1H),5.11-5.26(m,2H),3.97-4.45(m,8H),3.73(s,6H),3.70-3.77(m,2H),3.21-3.49(m,3H),3.20(s,3H),2.95(t,J=5.8Hz,2H),1.38(s,3H),0.85(s,9H),0.10(s,3H),0.090(s,3H).13C NMR(DMSO-d,100MHz)δ 163.6,163.2,158.3,150.5,150.1,144.3,141.2,135.4,135.1,134.8,129.8,128.0,127.7,127.0,118.2,113.3,110.1,101.9,92.9,91.1,89.4,89.1,86.4,85.9,81.6,80.2,80.1,79.1,75.8,71.6,69.8,69.0,68.8,66.1,63.4,63.3,62.7,58.3,55.1,30.2,26.5,25.5,20.8,18.9,18.8,18.6,17.7,15.0,13.6,11.6,-4.9,-5.2.31P NMR(DMSO-d,162MHz)δ 72.24.19F NMR(DMSO-d,376MHz)δ -202.50,-202.56,-202.61,-202.65,-202.70,-202.76.C5265FNNaO15PSSi(M+Na)の分子量:計算値1132.36、実測値1132.2。
化合物1.8a:化合物1.6a(340mg、0.302mmol)のTHF(7ml)溶液に、トリエチルアミン三フッ化水素酸塩(0.176ml、3.26mmol)を加えた。混合物を一晩撹拌してから濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl中、5%MeOH、R=0.22)によって精製して1.8a(302mg、0.299mmol、99%)を得た。
1.8a:S異性体、R=0.22 5%(DCM中、MeOH)。H NMR(CDCN,400MHz)δ 9.10(s,2H),7.24-7.49(m,11H),6.88-6.90(m,4H),5.97(d,J=6.8Hz,1H),5.74-5.88(m,1H),5.60(d,J=8.1Hz,1H),5.17(ddd,J=10.5Hz,4.9Hz,2.6Hz,1H),5.04(dd,J=52.5Hz,4.0Hz,1H),4.11-4.51(m,5H),3.87(d,J=7.1Hz,1H),3.77(s,6H),3.68-3.71(m,1H),3.32-3.51(m,4H),3.21(s,3H),2.72(td,J=5.5Hz,3.1Hz,2H),1.42(s,3H),1.04(d,J=6.1Hz,3H).13C NMR(CDCN,100MHz)δ 164.8,164.3,160.3,152.1,151.5,145.9,142.0,137.3,136.7,136.6,131.5,129.5,128.6,114.7,112.4,103.3,95.6,93.7,91.0,90.7,88.5,87.1,83.7,82.0,81.9,77.6,75.8,69.9,69.7,68.4,64.6,64.5,64.3,57.2,56.4,20.5,20.4,16.4,12.6.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 72.66.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -204.02,-204.08,-204.13,-204.16,-204.22,-204.27.
化合物1.8b:化合物1.6b(273mg、0.243mmol)のTHF(6ml)溶液に、トリエチルアミン三フッ化水素酸塩(0.142ml、2.62mmol)を加えた。混合物を一晩撹拌してから濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl中、5%MeOH、R=0.21)による精製によって1.8b(209mg、0.207mmol、85%)を得た。
1.8b:R異性体、R=0.21(CHCl中、5%MeOH)。H NMR(CDCN,400MHz)δ 9.12(s,2H),7.24-7.46(m,11H),6.87-6.90(m,4H),5.97(d,J=6.6Hz,1H),5.74(d,J=19.3Hz,1H),5.57(d,J=8.1Hz,1H),5.22(ddd,J=10.7Hz,5.1Hz,2.9Hz,1H),5.03(dd,J=53.1Hz,4.7Hz,1H),4.43(t,J=5.3Hz,1H),4.19-4.36(m,3H),4.04(s,1H),3.77(s,6H),3.66-3.70(m,2H),3.41-3.56(m,2H),3.27-3.39(m,2H),3.23(s,3H),2.82(t,J=5.9Hz,2H),1.41(s,3H),1.07(d,J=6.1Hz,3H).13C NMR(CDCN,100MHz)δ 164.8,164.3,160.3,152.1,151.5,146.0,142.3,137.3,136.7,136.6,131.5,129.5,128.5,114.7,112.4,103.4,95.5,93.6,91.5,91.2,88.4,87.3,83.6,81.8,81.7,77.6,77.5,77.4,75.8,69.8,69.7,68.1,68.0,64.8,64.7,64.2,57.2,56.4,20.5,16.4,12.6.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 72.86.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -203.18,-203.24,-203.29,-203.32,-203.38,-203.43.
化合物1.9a:化合物1.7a(705mg、0.635mmol)のTHF(14ml)溶液に、トリエチルアミン三フッ化水素酸塩(0.412ml、7.62mmol)を加えた。混合物を一晩撹拌してから濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl中、5%MeOH、R=0.26)による精製によって1.9a(521mg、0.523mmol、82%)を得た。
1.9a:S異性体、R=0.26(CHCl中、5%MeOH)。H NMR(CDCN,400MHz)δ 9.32(s,2H),7.24-7.53(m,11H),6.88-6.90(m,4H),5.97(d,J=6.8Hz,1H),5.84(d,J=19.2Hz,1H),5.63(d,J=8.1Hz,1H),5.22(ddd,J=10.4Hz,4.9Hz,2.5Hz,1H),5.04(dd,J=53.0Hz,4.5Hz,1H),4.08-4.55(m,8H),3.94(s,1H),3.77(s,6H),3.72-3.83(m,2H),3.48-3.51(m,2H),3.40(dd,J=11.0Hz,2.8Hz,1H),3.33(dd,J=11.0Hz,2.7Hz,1H),3.24(s,3H),2.72(td,J=5.6Hz,2.5Hz,2H),1.40(s,3H).13C NMR(CDCN,100MHz)δ 174.4,164.8,164.3,160.2,152.1,151.5,145.9,141.8,137.3,136.6,136.5,131.5,129.4,125.1,114.6,112.4,103.2,95.6,93.7,90.8,90.5,88.4,87.1,83.6,83.5,81.9,81.8,81.5,81.4,77.9,73.4,71.8,69.7,69.5,68.1,64.5,64.4,64.2,59.6,56.3,20.5,20.4,12.6.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -204.24,-204.30,-204.35,-204.39,-204.44,-204.50.C4347FN15PS(M-CHCHCN)の分子量:計算値941.25、実測値941.2。
化合物1.9b:化合物1.7b(530mg、0.477mmol)のTHF(10ml)溶液に、トリエチルアミン三フッ化水素酸塩(0.309ml、5.72mmol)を加えた。混合物を一晩攪拌してから濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl中、5%MeOH、R=0.21)による精製によって1.9b(403mg、0.405mmol、85%)を得た。
1.9b:R異性体、R=0.21(CHCl中、5%MeOH)。H NMR(CDCN,400MHz)δ 9.30(s,2H),7.22-7.48(m,11H),6.88-6.90(m,4H),5.96(d,J=6.5Hz,1H),5.70-5.80(m,1H),5.58(d,J=8.1Hz,1H),5.26(ddd,J=10.7Hz,5.1Hz,3.0Hz,1H),5.04(dd,J=52.8Hz,4.2Hz,1H),4.40(t,J=5.4Hz,1H),4.23-4.34(m,6H),4.00-4.08(m,1H),3.78-3.80(m,3H),3.77(s,6H),3.45-3.57(m,2H),3.36(dd,J=11.0Hz,2.9Hz,1H),3.30(dd,J=11.0Hz,2.6Hz,1H),3.26(s,3H),2.82(t,J=5.9Hz,2H),1.40(s,3H).13C NMR(CDCN,100MHz)δ 164.8,164.3,160.2,152.1,151.4,145.9,142.2,137.3,136.6,136.5,131.5,129.4,125.1,114.6,112.3,103.3,95.5,93.6,91.4,91.1,88.3,87.3,83.5,81.7,81.4,77.6,77.5,73.4,71.7,69.7,69.5,68.0,67.9,64.7,64.1,59.6,56.3,20.5,20.4,12.5.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 72.76.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -203.21,-203.27,-203.32,-203.36,-203.41,-203.47.C4347FN15PS(M-CHCHCN)の分子量:計算値941.25、実測値941.2。
Figure 0007348185000035
化合物1.10:1.2(7.91g、11.9mmol)のピリジン(40ml)及びDIPEA(10.4ml、59.5mmol)溶液に、BzCl(2.21ml、19.0mmol)を0℃で加えた。反応混合物を室温で14時間攪拌した。溶媒の除去後、残留物をCHCl及び飽和NaHCO(水溶液)で抽出し、無水NaSO上で乾燥させ、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc、2:1、R=0.39)によって精製して1.10(7.68g、10.0mmol、84%)を得た。
1.10:R=0.39(ヘキサン:EtOAc、2:1)。H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 8.09(d,J=8.2Hz,1H),8.00-8.06(m,2H),7.76(t,J=7.4Hz,1H),7.55(t,J=7.7Hz,2H),7.15-7.44(m,9H),6.88-6.91(m,4H),5.94(d,J=20.0Hz,1H),5.56(d,J=8.0Hz,1H),5.23(dd,J=53.4Hz,4.4Hz,1H),4.52(ddd,J=23.3Hz,9.1Hz,4.4Hz,1H),3.92-4.09(m,1H),3.74(s,6H),3.47(d,J=10.3Hz,1H),3.20(dd,J=11.1Hz,3.6Hz,1H),0.74(s,9H),0.046(s,3H),-0.052(s,3H).13C NMR(101MHz,DMSO-d)δ 169.3,161.9,158.2,149.6,148.7,144.3,141.8,135.6,135.1,134.9,131.0,130.5,129.8,129.4,127.9,127.7,126.9,123.9,113.2,100.9,93.4,91.6,89.5,89.2,85.9,81.2,68.6,68.4,61.0,55.1,25.4,17.5,-4.8,-5.4.19F NMR(376MHz,DMSO-d)δ -202.92(brs).C4347FNNaOSi(M+Na)の分子量:計算値789.30、実測値789.2。
化合物1.11:1.10(2.50g、3.26mmol)のCHCl(21ml)及びMeOH(9ml)溶液に、CHCl(12ml)及びMeOH(5ml)中、ベンゼンスルホン酸(1.55g、9.78mmol)を-20℃で滴下した。混合物を同じ温度で1時間撹拌し、50mlの飽和NaHCO(水溶液)でクエンチした。有機層を分離し、水層をCHClで抽出した。組み合わせ有機層をNaSO上で乾燥させ、濾過し、濃縮した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc、1:1、R=0.21)によって精製して1.11(1.40g、3.01mmol、92%)を得た。
1.11:R=0.21(ヘキサン:EtOAc、1:1)。H NMR(400MHz,DMSO-d)δ 8.14(d,J=8.2Hz,1H),8.03(d,J=7.4Hz,2H),7.80(t,J=7.4Hz,1H),7.61(t,J=7.8Hz,2H),5.90-5.96(m,2H),5.34(t,J=4.7Hz,1H),5.09-5.23(m,1H),4.38(ddd,J=20.3Hz,7.6Hz,4.4Hz,1H),3.92(d,J=7.5Hz,1H),3.81-3.95(m,1H),3.58(ddd,J=12.4Hz,4.8Hz,3.0Hz,1H),0.88(s,9H),0.122(s,3H),0.115(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d)δ 169.40,161.9,148.9,141.3,135.6,131.1,130.5,129.5,101.2,93.6,91.8,88.1,87.8,83.6,68.5,68.3,58.7,25.5,17.7,-4.9,-5.1.19F NMR(376MHz,DMSO-d)δ -204.99,-205.04,-205.10,-205.14,-205.19,-205.23.
化合物1.12:1.11(595mg、1.28mmol)及び1.5(1.00g、1.22mmol)のCHCl(30ml)溶液に、CHCN(9.76ml、2.44mmol、Glen Research)中、0.25Mエチルチオ-1H-テトラゾールを滴下した。混合物を室温で1時間攪拌した。次いで、フェニルアセチルジスルフィド(533mg、1.83mmol)及び2,6-ルチジン(0.213ml、1.83mmol)を加え、混合物を一晩攪拌した。水性後処理及びシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって、1.12a(893mg、0.735mmol、60%)及び1.12b(561mg、0.462mmol、38%)を得た。
1.12a:S異性体、R=0.71(ヘキサン:EtOAc、1:4)。H NMR(400MHz,CDCN)δ 9.10(s,1H),7.98-8.00(m,2H),7.24 -7.72(m,14H),6.88-6.90(m,4H),5.99(d,J=6.6Hz,1H),5.90(dd,J=18.5Hz,1.1Hz,1H),5.84(d,J=8.2Hz,1H),5.27(ddd,J=10.8Hz,5.1Hz,2.9Hz,1H),4.99 -5.13(m,1H),4.56(ddd,J=11.6Hz,6.6Hz,1.8Hz,1H),4.47(t,J=5.6Hz,1H),4.27-4.35(m,3H),4.12-4.18(m,3H),3.78-3.80(m,2H),3.77(s,6H),3.48-3.52(m,2H),3.40(dd,J=10.9Hz,3.0Hz,1H),3.33(dd,J=11.0Hz,2.7Hz,1H),3.24(s,3H),2.70(dd,J=9.3Hz,5.6Hz,2H),1.41(s,3H),0.91(s,9H),0.14(s,3H),0.13(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCN)δ 225.9,170.7,164.8,163.5,160.3,152.0,150.6,145.9,142.3,136.7,136.6,132.7,131.7,131.5,130.8,129.4,125.2,118.7,114.6,112.3,103.2,94.7,92.9,91.2,90.8,88.4,87.5,83.6,82.5,82.4,81.4,81.3,77.9,73.5,71.7,70.6,70.4,67.7,64.6,64.3,59.7,56.34,28.2,26.4,20.5,20.4,19.0,15.7,12.6,-4.2,-4.4.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 72.57.19F NMR(CDCN,376MHz)δ -204.23,-204.28,-204.33,-204.37,-204.42,-204.48.C5969FNNaO16PSSi(M+Na)の分子量:計算値1236.38、実測値1236.3。
1.12b:R異性体、R=0.40(ヘキサン:EtOAc、1:4)。H NMR(400MHz,CDCN)δ 9.11(s,1H),7.97-7.99(m,2H),7.24-7.65(m,14H),6.88-6.90(m,4H),6.00(d,J=6.4Hz,1H),5.82-5.89(m,2H),5.31(ddd,J=10.9Hz,5.0Hz,3.1Hz,1H),5.02(dd,J=52.7Hz,4.5Hz,1H),4.43(t,J=5.7Hz,1H),4.22-4.34(m,6H),4.07-4.09(m,1H),3.80(t,J=4.2Hz,2H),3.76(s,6H),3.46-3.57(m,2H),3.40(dd,J=11.0Hz,2.8Hz,1H),3.34(dd,J=10.9Hz,2.6Hz,1H),3.26(s,3H),2.82(t,J=5.9Hz,2H),1.39(s,3H),0.89(s,9H),0.13(s,3H),0.11(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCN)δ 170.7,164.8,163.5 160.3,151.9,150.6,145.9,142.0,137.4,136.8,136.5,132.7,131.7,131.6,131.5,130.8,129.4,125.2,119.0,118.7,114.6,112.3,111.1,103.2,94.8,92.9,91.1,90.7,88.4,87.5,83.6,82.3,82.2,81.5,81.4,77.8,73.4,71.8,70.3,70.1,67.2,64.9,64.8,64.1,59.6,56.3,26.4,20.6,20.5,19.0,12.6,-4.2,-4.4.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 73.05.19F NMR(CDCN,376MHz)δ -203.94,-203.99,-204.05,-204.08,-204.13,-204.19.C5969FNNaO16PSSi(M+Na)の分子量:計算値1236.38、実測値1236.3。
化合物1.13a:化合物1.12a(875mg、0.721mmol)のTHF(15ml)溶液に、トリエチルアミン三フッ化水素酸塩(0.468ml、8.65mmol)を加えた。混合物を一晩撹拌してから濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl中、5%MeOH、R=0.46)による精製によって1.13a(698mg、0.635mmol、88%)を得た。
1.13a:S異性体、R=0.46(CHCl中、5%MeOH)。H NMR(400MHz,CDCN)δ 9.22(s,1H),7.98 -8.00(m,2H),7.81(d,J=8.3Hz,1H),7.25-7.57(m,13H),6.89-6.91(m,4H),6.00(d,J=7.2Hz,1H),5.89(d,J=17.8Hz,1H),5.83(d,J=8.3Hz,1H),5.21(ddd,J=9.6Hz,4.7Hz,2.0Hz,1H),5.10(dd,J=52.7Hz,4.2Hz,1H),4.53(ddd,J=11.7Hz,6.1Hz,1.8Hz,1H),4.33-4.44(m,4H),4.12-4.22(m,3H),3.82-3.86(m,2H),3.77(s,6H),3.49(t,J=4.3Hz,2H),3.43(dd,J=11.0Hz,2.9Hz,1H),3.35(dd,J=11.0Hz,2.9Hz,1H),3.23(s,3H),2.73(dt,J=9.2Hz,4.7Hz,2H),1.41(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCN)δ 225.4,170.5,164.4,163.3,159.9,151.8,150.2,145.6,141.6,136.5,136.2,136.1,132.5,131.4,131.2,130.5,129.1,124.8,114.3,112.2,102.5,95.4,93.6,90.5,90.2,88.2,86.4,83.4,83.3,81.7,81.6,81.2,78.1,72.9,71.6,68.9,68.8,67.3,64.1,59.3,56.0,20.2,20.1,12.2.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 72.42.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -205.08,-205.13,-205.18,-205.21,-205.27,-205.32.
化合物1.13b:化合物1.12b(541mg、0.446mmol)のTHF(10ml)溶液に、トリエチルアミン三フッ化水素酸塩(0.289ml、5.35mmol)を加えた。混合物を一晩撹拌してから濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl中、5%MeOH、R=0.38)による精製によって1.13b(456mg、0.415mmol、93%)を得た。
1.13b:R異性体、R=0.38(CHCl中、5%MeOH)。H NMR(400MHz,CDCN)δ 9.17(s,1H),7.98(d,J=7.3Hz,2H),7.65(d,J=8.3Hz,1H),7.24-7.66(m,13H),6.88-6.90(m,4H),5.99(d,J=6.5Hz,1H),5.81-5.88(m,2H),5.29(ddd,J=10.8Hz,5.0Hz,3.0Hz,1H),5.05(dd,J=52.5Hz,4.3Hz,1H),4.43(t,J=5.4Hz,1H),4.09-4.35(m,7H),3.79-3.82(m,2H),3.76(s,6H),3.48-3.59(m,2H),3.40(dd,J=11.0Hz,2.9Hz,1H),3.34(dd,J=11.0Hz,2.7Hz,1H),3.26(s,3H),2.83(t,J=5.9Hz,2H),1.40(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCN)δ 170.3,164.4,163.1,159.9,151.6,150.2,145.6,141.6,136.6,136.5,136.2,132.4,131.4,131.2,130.5,129.1,124.8,114.3,112.0,102.8,95.2,93.4,90.6,90.2,88.1,87.1,83.3,83.2,81.6,81.5,81.1,77.4,77.3,73.1,71.4,69.2,69.0,67.4,67.3,64.5,63.8,59.3,56.0,20.2,20.1,12.2.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 72.89.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -204.52,-204.57,-204.58,-204.63,-204.66,-204.71,-204.77.
Figure 0007348185000036
化合物1.14a(S異性体):化合物1.13a(500mg、0.455mmol)のCHCl(5ml)溶液に、2,4,6-コリジン(0.241ml、1.82mmol)、及び2-シアノエチルN,N-ジイソプロピルクロロホスホラミダイト(0.152ml、0.683mmol)を0℃で加えた。反応混合物を0℃で30分間撹拌した。反応混合物をCHCl(50ml)で希釈し、2%NaHCO(水溶液20ml)で洗浄した。有機層を分離し、無水NaSO上で乾燥させた。濾液を濃縮し、得られた粗製物質をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl:EtOAc、1:1;R=0.43)によって精製して、1.14a(208mg、0.160mmol、35%)を得た。
1.14a:S異性体、R=0.43(CHCl:EtOAc、1:1)。H NMR(400MHz,CDCN)δ 9.08(s,1H),7.24-7.77(m,16H),6.88-6.90(m,4H),5.82-5.99(m,3H),5.13-5.31(m,2H),4.09-4.67(m,8H),3.31-3.87(m,16H),3.24(s,3H),2.64-2.86(m,4H),1.41(s,3H),1.15-1.28(m,12H).13C NMR(100MHz,CDCN)δ 225.3,225.2,170.6,164.7,163.5,160.2,152.0,151.1,150.6,145.9,142.5,142.3,136.9,136.6,132.7,131.7,131.5,130.8,129.4,128.5,125.1,120.1,118.7,114.6,112.3,103.3,103.2,94.9,92.4,91.6,91.2,88.4,87.5,83.6,81.7,81.4,77.8,73.6,73.5,71.7,71.0,70.9,70.7,67.8,67.5,65.2,64.6,64.5,64.3,60.3,60.1,60.0,59.8,59.7,56.3,48.7,44.7,44.5,25.5,25.4,25.3,25.2,25.19,25.2,23.1,21.7,21.5,21.4,20.5,20.4,14.4,12.6,2.3,2.1,1.9,1.7,1.5,1.3,1.1.31P NMR(CDCN,162MHz)δ 156.40,156.36,156.28,72.67.19F NMR(376MHz,CDCN)δ -201.75,-201.87,-202.37,-202.52.
化合物1.14b(R異性体):化合物1.13b(400mg、0.418mmol)のCHCN(5ml)溶液に、ジイソプロピルエチルアンモニウムテトラゾリド(142mg、0.836mmol、ChemGenes Corp.)、及び2-シアノエチルN,N,N’,N’-テトライソプロピルホスホロジアミダイト(0.200ml、0.628mmol)を加えた。反応混合物を室温で2時間攪拌した。反応混合物を50mlのEtOAcで希釈し、2%NaHCO(水溶液20ml)で洗浄した。有機層を分離し、無水NaSO上で乾燥させた。濾液を濃縮し、得られた粗製物質をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(CHCl:EtOAc、1:1;R=0.23)によって精製して1.14b(200mg、0.154mmol、37%)を得た。
1.14b:R異性体、R=0.23(CHCl:EtOAc、1:1)。H NMR(400MHz,CDCN)δ 8.99(s,1H),7.24-7.99(m,16H),6.88-6.90(m,4H),5.99(dd,J=6.5Hz,3.0Hz,1H),5.87(dd,J=18.9Hz,8.5Hz,1H),5.81(dd,J=8.2Hz,1.5Hz,1H),5.10-5.34(m,2H),4.00-4.45(m,8H),3.32-3.84(m,16H),3.26(s,3H),2.62-2.84(m,4H),1.38(s,3H),1.13-1.24(m,12H).31P NMR(CDCN,162MHz)δ 156.37,156.32,156.13,156.08,72.91,72.84.
I.キラルOAP単量体の合成
I-1.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-F-アデノシン(N6-Bz)-(Sp)ホスホラミダイトの合成
Figure 0007348185000037
化合物4a:加熱オーブンで乾燥させた100mLのRBFに、化合物1((S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール、2g、ll.28mmol、1.0当量)の無水トルエン(15mL)溶液を加えた。N-メチルモルホリン(2.48mL、22.57mmol、2当量)をこの溶液に加え、得られた溶液を、-78℃のアルゴン下で、カニューレを介して、PCl(0.935mL、10.72mmol、0.95当量)の無水トルエン(10mL)撹拌溶液に滴下した。次いで、混合物を室温まで温め、40分間撹拌した。得られた溶液を、-78℃のアルゴン下で、カニューレを介して、化合物3a(2.68g、3.948mmol、0.35当量)の、トリメチルアミン(7.86mL、56.4mmol、5当量)を含む無水THF(40mL)撹拌溶液に滴下した。次いで、反応混合物を室温で3時間撹拌した。TLCプレートを、ヘキサン溶液中、1%TEAで中和した。TLCを、92%:5%:3%(EtOAc:ACN:TEA)で溶出した。反応混合物を、飽和NaHCO水溶液でクエンチし、酢酸エチルで抽出した。組み合わせ有機溶液を無水NaSO上で乾燥させ、濾過し、濃縮して淡黄色の泡を得た。92%:5%:3%(EtOAc:ACN:TEA)の100%で溶出される125濾過シリカゲルカラムを使用するISCOカラムクロマトグラフィーによって精製を行って、白色の泡生成物(1.21g、35%)を得た。
H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 9.07(s,1H),8.80(s,1H),8.31(s,1H),8.06-8.00(m,2H),7.65-7.58(m,1H),7.53(t,J=7.6Hz,3H),7.42-7.36(m,3H),7.36-7.16(m,16H),6.83-6.74(m,5H),6.31(dd,J=17.2,1.7Hz,1H),5.88(d,J=6.4Hz,1H),5.32-5.20(m,2H),4.39(dd,J=7.1,3.7Hz,1H),3.94(dq,J=9.0,6.3Hz,1H),3.77(d,J=1.4Hz,8H),3.67-3.53(m,3H),3.40(dd,J=11.1,3.4Hz,1H),3.21(tt,J=10.6,6.6Hz,1H),1.20(dq,J=11.7,5.7Hz,2H),0.96(dq,J=12.6,8.9Hz,1H).31P NMR(202MHz,クロロホルム-d)δ 155.91,155.88.
I-2.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-F-アデノシン(N6-Bz)-(Rp)ホスホラミダイトの合成
Figure 0007348185000038
化合物7:5’-O-(DMTr)-2’-F-アデノシン(N-Bz)-(R)ホスホラミダイトを、セクションI-1に上記例示したように化合物4aの合成と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-F-アデノシン(N-Bz)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 9.06(s,1H),8.79(s,1H),8.22(s,1H),8.06-7.99(m,2H),7.66-7.48(m,3H),7.42-7.11(m,14H),6.83-6.68(m,4H),6.31(dd,J=16.9,2.2Hz,1H),5.85(t,J=4.8Hz,1H),4.37(dt,J=7.0,3.4Hz,1H),3.98(dq,J=8.6,6.2Hz,1H),3.74(d,J=1.7Hz,6H),3.63-3.51(m,2H),3.40(dd,J=11.0,4.1Hz,1H),3.18-3.05(m,1H),2.04(s,2H),1.63(d,J=8.6Hz,2H),1.26-1.14(m,1H),0.96(dq,J=12.6,8.7Hz,1H).31P NMR(202MHz,クロロホルム-d)δ 155.80,155.76.
I-3.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-OMe-シチジン(N4-アセチル)-(Sp)ホスホラミダイトの合成
Figure 0007348185000039
化合物8を、I-1で上記例示したように化合物4aの合成と同様の方法で、(S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物1)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-シチジン(N-アセチル)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 8.97(s,1H),8.66(d,J=7.4Hz,1H),7.45-7.39(m,2H),7.34(q,J=2.9Hz,5H),7.32-7.23(m,9H),7.03(d,J=7.5Hz,1H),6.90-6.82(m,4H),5.94(s,1H),5.89(d,J=6.2Hz,1H),4.73(ddd,J=9.5,7.4,4.8Hz,1H),4.31(dt,J=9.7,2.2Hz,1H),3.87(dq,J=9.2,6.4Hz,2H),3.81(d,J=3.0Hz,8H),3.66-3.49(m,7H),2.21(s,3H),1.67(s,4H),1.16(dtd,J=12.5,6.2,3.7Hz,2H),0.96(dq,J=12.5,9.2Hz,1H).31P NMR(202MHz,クロロホルム-d)δ 158.17,154.18.
I-4.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-OMe-シチジン(N4-アセチル)-(Rp)ホスホラミダイトの合成
Figure 0007348185000040
化合物9を、I-1で上記例示したように化合物4aの合成と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-シチジン(N-アセチル)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 9.28(s,1H),8.55(d,J=7.5Hz,1H),7.42-7.16(m,16H),6.96(d,J=7.5Hz,1H),6.91-6.73(m,4H),6.01(s,1H),5.76(d,J=6.4Hz,1H),4.73(ddd,J=9.2,7.7,4.7Hz,1H),4.31(dt,J=9.3,2.3Hz,1H),3.99-3.86(m,2H),3.86-3.68(m,9H),3.67-3.50(m,4H),3.17(tdd,J=10.5,7.7,5.8Hz,1H),2.23(s,3H),2.04(s,2H),1.66-1.56(m,2H),1.23-1.14(m,1H).31P NMR(202MHz,クロロホルム-d)δ 157.63.
I-5.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-F-アデノシン(N6-DMF)-(Sp)ホスホラミダイトの合成
Figure 0007348185000041
化合物11:加熱オーブンで乾燥させた200mLのRBFに、化合物1((S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール、3g、16.93mmol、1.0当量)の無水トルエン溶液(25mL)を加えた。N-メチルモルホリン(3.72mL、33.85mmol、2当量)をこの溶液に加え、得られた溶液を、-78℃のアルゴン下で、カニューレを介して、PCl(1.403mL、16.08mmol、0.95当量)の無水トルエン(15mL)撹拌溶液に滴下した。次いで、混合物を室温まで温め、40分間撹拌した。得られた溶液を、78℃のアルゴン下で、カニューレを介して、5’-O-(DMTr)-2’-F-アデノシン(N-DMF)化合物10(3.71g、5.93mmol、0.35当量)の、トリメチルアミン(11.8mL、84.65mmol、5当量)を含む無水THF(60mL)撹拌溶液に滴下した。次いで、反応混合物を室温で3時間撹拌した。TLCプレートを、ヘキサン溶液中、1%TEAで中和した。TLCを、92%:5%:3%(EtOAc:ACN:TEA)で溶出した。反応混合物を、飽和NaHCO水溶液でクエンチし、酢酸エチルで抽出した。組み合わせ有機溶液を、無水NaSO上で乾燥させ、濾過し、濃縮して、淡黄色の泡を得た。92%:5%:3%(EtOAc:ACN:TEA)の100%で溶出される125濾過シリカゲルカラムを使用するISCOカラムクロマトグラフィーによって精製を行って、白色の泡生成物(3.43g、69.3%)を得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.96(s,1H),8.53(s,1H),8.15(s,1H),7.43-7.12(m,15H),6.80-6.70(m,4H),6.26(dd,J=18.3,1.7Hz,1H),5.89(d,J=6.4Hz,1H),5.30(dtd,J=16.3,8.2,4.5Hz,1H),4.34(dd,J=7.7,3.3Hz,1H),3.95(dq,J=8.9,6.3Hz,1H),3.76(d,J=1.3Hz,6H),3.65-3.51(m,2H),3.35(dd,J=11.0,3.5Hz,1H),3.26(s,3H),3.21(s,4H),2.04(s,1H),1.18(dt,J=11.6,5.9Hz,1H),0.95(dq,J=12.5,8.9Hz,1H).31P NMR(202MHz,クロロホルム-d)δ 154.97,154.94.
I-6.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-F-アデノシン(N6-DMF)-(Rp)ホスホラミダイトの合成
Figure 0007348185000042
化合物12を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-F-アデノシン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.94(s,1H),8.08(s,1H),7.40-7.33(m,3H),7.33-7.19(m,10H),7.19-7.09(m,3H),6.76-6.67(m,4H),6.26(dd,J=18.1,2.1Hz,1H),5.83(dd,J=20.8,5.5Hz,2H),5.37-5.22(m,1H),4.33(dt,J=7.2,3.5Hz,1H),3.99(dq,J=8.7,6.2Hz,1H),3.73(s,6H),3.61-3.48(m,2H),3.36(dd,J=10.9,4.2Hz,1H),3.26(s,3H),3.21(s,3H),3.14-3.01(m,1H),2.04(s,1H),1.59(q,J=7.3Hz,2H),1.18(dt,J=12.0,6.1Hz,1H).31P NMR(202MHz,クロロホルム-d)δ 154.69,154.64.
I-7.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-OMe-グアノシン(N2-DMF)-(Sp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000043
化合物13を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物1)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-グアノシン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.61(s,1H),7.80(s,1H),7.47-7.39(m,2H),7.38-7.17(m,11H),6.86-6.77(m,3H),6.08(d,J=5.2Hz,1H),5.79(d,J=6.3Hz,1H),4.93(dt,J=9.9,4.9Hz,1H),4.36-4.23(m,2H),3.88(dq,J=8.6,6.2Hz,1H),3.78(d,J=2.0Hz,5H),3.64-3.45(m,2H),3.42-3.31(m,3H),3.23-3.04(m,6H),2.04(s,1H),1.30-1.16(m,2H),0.97(dq,J=12.5,8.7Hz,1H).31P NMR(202MHz,クロロホルム-d)δ 155.52.
I-8.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-OMe-グアノシン(N2-DMF)-(Rp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000044
化合物14を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-グアノシン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.62(s,1H),7.75(s,1H),7.44-7.14(m,15H),6.81-6.70(m,4H),6.11(d,J=5.9Hz,1H),5.74(d,J=6.4Hz,1H),4.83(ddd,J=9.6,5.2,3.9Hz,1H),4.35-4.25(m,2H),3.97-3.72(m,7H),3.58(ddt,J=14.0,10.4,7.2Hz,1H),3.48(s,3H),3.45-3.30(m,2H),3.23-3.05(m,7H),2.04(s,1H),1.21-1.10(m,1H),0.94(dq,J=12.6,8.8Hz,1H).31P NMR(202MHz,クロロホルム-d)δ 157.32.
I-9.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-OMe-シチジン(N4-DMF)-(Rp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000045
化合物15を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-シチジン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.81(s,1H),8.21(d,J=7.2Hz,1H),7.43-7.13(m,16H),6.81-6.69(m,4H),5.72(dd,J=24.6,6.8Hz,2H),4.74(td,J=8.5,4.9Hz,1H),4.28(dt,J=9.0,2.4Hz,1H),3.99-3.85(m,2H),3.72(d,J=6.9Hz,6H),3.70-3.52(m,6H),3.13(d,J=13.7Hz,7H),1.17(dt,J=12.4,6.3Hz,1H),0.95(dq,J=12.5,8.7Hz,1H).31P NMR(202MHz,クロロホルム-d)δ 157.40.
I-10.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-OMe-シチジン(N4-DMF)-(Sp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000046
化合物16を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物1)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-シチジン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 8.66(s,1H),8.08(d,J=7.2Hz,1H),7.49-7.42(m,2H),7.38-7.27(m,9H),7.27-7.21(m,2H),6.89-6.81(m,4H),5.86(d,J=1.8Hz,1H),5.78(d,J=6.4Hz,1H),5.63(d,J=7.2Hz,1H),4.78(td,J=8.5,5.0Hz,1H),4.13(dt,J=8.3,2.7Hz,1H),3.91-3.83(m,2H),3.75(s,6H),3.61-3.44(m,5H),3.38(dd,J=11.2,3.1Hz,1H),3.14(s,3H),3.13-3.02(m,4H),1.97(s,1H),1.65-1.54(m,2H).31P NMR(202MHz,アセトニトリル-d)δ 153.90.
I-11.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-OMe-アデノシン(N6-DMF)-(Sp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000047
化合物17を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物1)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-アデノシン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 8.90(s,1H),7.40-7.14(m,17H),6.79-6.72(m,5H),6.05(d,J=4.0Hz,1H),5.79(d,J=6.5Hz,1H),5.18(dt,J=9.7,5.4Hz,1H),4.74(dd,J=5.0,4.0Hz,1H),4.19(dt,J=5.8,3.7Hz,1H),4.02-3.91(m,1H),3.73(d,J=2.1Hz,7H),3.56(dddd,J=13.5,10.4,8.0,6.0Hz,1H),3.42(s,4H),3.23-3.02(m,9H).31P NMR(202MHz,アセトニトリル-d)δ 150.80.
I-12.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’-OMe-アデノシン(N6-DMF)-(Rp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000048
化合物18を、I-5に上記例示したように化合物11と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-アデノシン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 8.89(s,1H),8.40(s,1H),8.12(s,1H),7.44-7.32(m,5H),7.32-7.13(m,11H),6.80-6.72(m,4H),6.05(d,J=4.5Hz,1H),5.89(d,J=6.5Hz,1H),5.15(dt,J=10.0,5.1Hz,1H),4.70(t,J=4.8Hz,1H),4.25-4.16(m,1H),3.93(dq,J=8.1,6.2Hz,1H),3.71(d,J=1.1Hz,6H),3.55-3.39(m,6H),3.29(dd,J=10.7,4.8Hz,1H),3.15(d,J=3.1Hz,6H),2.94(tdd,J=10.4,8.0,5.7Hz,1H).31P NMR(202MHz,アセトニトリル-d)δ 153.21.
I-13.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’F-シチジン(N4-DMF)-(Sp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000049
化合物19を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物1)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-F-シチジン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得た。
H NMR(500MHz,アセトニトリル-d)δ 8.68(s,1H),7.98(d,J=7.2Hz,1H),7.49-7.41(m,2H),7.38-7.28(m,8H),7.28-7.19(m,5H),6.87-6.80(m,4H),5.87(d,J=19.5Hz,1H),5.81(d,J=6.5Hz,1H),5.68(d,J=7.2Hz,1H),5.19(d,J=4.4Hz,1H),4.94(dtd,J=23.6,8.9,4.3Hz,1H),4.17(dt,J=9.2,2.7Hz,1H),3.89(dq,J=8.6,6.2Hz,1H),3.75(s,6H),3.60-3.48(m,2H),3.37(dd,J=11.2,3.3Hz,1H),3.14(s,3H),3.12-3.02(m,4H),2.10(s,1H),1.69-1.53(m,2H).31P NMR(202MHz,アセトニトリル-d)δ 153.74,153.72
I-14.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’F-シチジン(N4-DMF)-(Rp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000050
化合物20を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-F-シチジン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得ることができる。
I-15.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’F-グアノシン(N2-DMF)-(Rp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000051
化合物21を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-F-グアノシン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得ることができる。
I-16.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’F-グアノシン(N2-DMF)-(Sp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000052
化合物22を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物1)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-F-グアノシン(N2-DMF)を介して合成を開始することによって得ることができる。
I-17.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’F-ウリジン-(Rp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000053
化合物23を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-F-ウリジンを介して合成を開始することによって得た。
I-18.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’F-ウリジン-(Sp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000054
化合物23を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物1)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-F-ウリジンを介して合成を開始することによって得た。
I-19.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’OMe-ウリジン-(Rp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000055
化合物25を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(R)-フェニル((S)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物5)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-ウリジンを介して合成を開始することによって得た。
I-20.キラル的に純粋な5’-O-(DMTr)-2’OMe-ウリジン-(Sp)ホスホラミダイトの合成:
Figure 0007348185000056
化合物26を、I-5に上記例示したように化合物11の合成と同様の方法で、(S)-フェニル((R)-ピロリジン-2-イル)メタノール(化合物1)から中間化合物5’-O-(DMTr)-2’-OMe-ウリジン(N-DMF)を介して合成を開始することによって得た。
J.ジヌクレオチドにおけるホスホロチオエート(PS)立体化学の割り当て
ヘビ毒ホスホジエステラーゼ(SVPDE)アッセイ:
キラル的に純粋な完全に脱保護された各ホスホロチオエートジヌクレオチドの1mg/mL HO(ヌクレアーゼフリー)溶液を調製し、ヘビ毒ホスホジエステラーゼ(SVPDE)と共に37℃で48時間インキュベートし、逆相HPLCで分析した。各サンプルについて、個別の対照を調製した(酵素をHOで置き換えた)。SVPDEと対照実験の実験条件を表5に示す。
Figure 0007348185000057
逆相HPLC条件:xBridge C18、3.5μm、4.6×150mmカラム、緩衝液B=アセトニトリル、A=ddHO、勾配3%から30%B(6分間)、流量1.2mL/分、又は勾配3%から15%B(6分間)。
TLC上部スポットのジアステレオマーの結果を用いたヘビ毒ホスホジエステラーゼアッセイを図10~図16に示す。
TLC下部スポットジアステレオマーの結果を用いたヘビ毒ホスホジエステラーゼアッセイを図17~図23に示す。
ホスホジエステラーゼII(PDII)アッセイ:
キラル的に純粋な各ホスホロチオエートジヌクレオチドの1mg/mL HO(ヌクレアーゼフリー)溶液を調製し、ホスホジエステラーゼII(PDII)と共に37℃で48時間(及び5日間)インキュベートし、逆相HPLCで分析した。各サンプルについて、個別の対照を調製した(酵素をHOで置き換えた)。SVPDE及び対照実験の実験条件を表6に示す。
Figure 0007348185000058
逆相HPLC条件:xBridge C18、3.5μm、4.6×150mmカラム、緩衝液B=アセトニトリル、A=ddHO、勾配3%から30%B(6分間)、流量1.2mL/分、又は勾配3%から15%B(6分間)。
TLC上部スポットのジアステレオマーの結果を用いたホスホジエステラーゼIIアッセイを図24~図33に示す。
TLC下部スポットのジアステレオマーの結果を用いたホスホジエステラーゼIIアッセイを図34~図43に示す。
K.キラル的に純粋なPSジヌクレオチドを使用したキラル的に純粋なPSオリゴヌクレオチドにおけるPS立体化学の割り当て
合成異性体の立体化学配置の割り当て方法
キラル的に純粋なPSジヌクレオチドホスホラミダイトビルディングブロックを使用して合成された立体的に純粋なオリゴヌクレオチドの立体化学を予測するために、「精製された異性体の立体化学配置の割り当て方法」(以下のセクションL.を参照)で説明される方法と同じ方法を利用した。これらの化合物は異性体混合物として合成されなかったため、オリゴヌクレオチドは、1つ(センス鎖)又は2つ(アンチセンス鎖)のキラル的に純粋な立体中心を含んでいた。31P-NMRを使用して、R異性体又はS異性体のみが最終精製化合物に存在するかどうか、又はR異性体とS異性体の混合物が存在するかどうかを分析的に決定した。イオン交換分析を用いて、R異性体とS異性体との間の保持時間差を確認した。これを行うために、1つの位置に異なる配置(しかしながら、アンチセンスの場合は反対側の末端に同じ配置)を含む化合物を一定の比率(例えば、75:25)で混合して、どの異性体がより速く溶出するかを決定した。これは、5’-DMT-オン(DMT:ジメトキシトリチル保護基)及び5’末端異性体のDMT-オフを用いて行って、上記の「精製異性体の立体化学配置の割り当て方法」のセクションで説明されている「フリップ」を視覚化した。
アンチセンス鎖とR異性体を優先的に分解する3’エキソヌクレアーゼヘビ毒ホスホジエステラーゼ(SVPD)とのインキュベーションを使用して、3’末端のR割り当て又はS割り当てのさらなる証拠を提供した。5’エキソヌクレアーゼホスホジエステラーゼIIは、ホスホチオエート結合(PS)を2’-F修飾ヌクレオチドと組み合わせて使用した。表7は、この方法で同定されたすべての化合物を示す。
Figure 0007348185000059
「上部スポット」及び「下部スポット」の説明は、ホスホラミダイト二量体の合成及びキラル対応物への分離について説明するセクションA1~Hで確認することができる。表7のすべてのケースで、「(gsa)」二量体の分離のケースを除いて、上部スポットはR異性体に対応し、下部スポットはS異性体に対応することが分かった。「(gsa)」二量体は逆相によって分離し、その他のすべては順相によって分離した。
キラル的に純粋な二量体を使用して合成したmrTTR異性体の同定
表8は、この実施例で使用されるmrTTR異性体の配置を予測するために使用される方法の要約である。
Figure 0007348185000060
これらの分析では、すべての粗オリゴヌクレオチド濃度は、260nmのUV吸光度に基づいて決定し、示された比率で混合し、水で約3OD/mLに希釈した。注入量は30μLとし、サンプルを、45℃のカラム温度で、Dionex DNAPac PA200イオン交換分析カラム、4mm×250mm(ThermoFisher Cat#063000)で分離した。緩衝液Aは、20mMリン酸ナトリウム、15%アセトニトリル、pH11とし;緩衝液Bには1M臭化ナトリウムも含めた。流量1mL/分で16分間に31%から57%の勾配を使用して、すべてのサンプルを分析した。
すべてのセンス鎖の5’末端異性体は、5’-DMT-オン及び5’-DMT-オフで良好な分離を示した。イオン交換分析(IEX)中の溶出時間における「フリップ」は、粗化合物が図44及び図45に示す比率で混合されている場合、すべてのセンス鎖の異性体(図45)で観察することができる。
すべてのアンチセンス鎖の5’末端異性体は、5’-DMT-オンのみで良好な分離を示した。PSがS配置にあるオリゴヌクレオチドは、5’-DMT-オンのR配置(遅い)よりも早く(速く)溶出することが分かった(図46及び図47)。
4つのアンチセンス鎖異性体をSVPDと共にインキュベートして、3’末端ジアステレオマーの安定性を評価し、アッセイプロトコル、「3’エキソヌクレアーゼSVPD安定性アッセイ」(以下のセクションO.を参照)に記載されているように1時間ごとに自動的にサンプリングして分析した。SVPD分解の結果を図48に示す。図48は、A-152478及びA-152479が、A-152481及びA-152480よりも不安定であることが認められたことを例示する。従って、A-152478及びA-152479は、3’末端にR配置を有することが分かった。
キラル的に純粋なジヌクレオチドを使用して合成されたC5 siRNAに使用される異性体の同定
表9は、キラル的に純粋なジヌクレオチドホスホラミダイトを使用して合成されたC5異性体の配置を決定するために使用された方法の要約である。
Figure 0007348185000061
A-156820及びA-156821は、(gsa)二量体を用いて合成したセンス鎖である。これは、Rf値(上部スポット)がより高い化合物がR配置に対応しなかったことが認められた唯一の例である。
キラル的に純粋なジヌクレオチドで作製されたC5 mRNAを標的とするように設計されたオリゴヌクレオチドは、イオン交換精製のためにDMT-オフで合成した。DMT-オフのイオン交換分析を行って、5’末端センス鎖ジアステレオマー及び3’末端アンチセンスジアステレオマーを確認した。アンチセンス鎖の5’末端ジアステレオマーは、5’-DMTの存在なしでは、イオン交換分析によって分離されなかった。図49に示されているように、センス鎖の決定された5’末端のR異性体は、S異性体と比較して、DMT-オフでより早く溶出したが、その差はわずかであった。
アンチセンス鎖の3’末端の異性体(図50に示されているA-156822及びA-156823、A-156824及びA-156825)は、イオン交換分離中に分離された。3’末端における異性体は、配列の5’末端におけるDMTの存在による影響を受けなかった。3’末端のR異性体は、DMTが5’末端に存在するかどうかに関係なく、常にイオン交換分析中に最初に溶出した。3’末端配置のみが異なるDMT-オフのオリゴヌクレオチドを、75:25の比率を使用するイオン交換分析によって分析した。これらのクロマトグラムでは、勾配は、12分間に30%から50%の緩衝液Bとし;サンプルの調製及び分析の他のすべてのパラメーターは上記の通りとした。
各配列の異性体を精製、脱塩、及び凍結乾燥した後、各異性体を、凍結乾燥した化合物を重水10mg/mLに溶解することによって31P-NMR分析に供した。得られた31P-NMRスペクトルを図51及び図52に示す。図51及び図52は、Rp配置の2’-OMeセンス鎖がSp配置(55.05ppm)と比較して低磁場シフト(57.28ppm)したことを示す。
図53は、R異性体のみに対応する、57.13ppmに共鳴ピークを有するアンチセンス鎖A-156822の31P-NMRスペクトルを示す。図54は、R異性体及びS異性体それぞれに対応する、57.15ppm及び55.29ppmに共鳴ピークを有するアンチセンス鎖A-156823の31P-NMRスペクトルを示す。
図55は、R異性体及びS異性体それぞれに対応する、57.16ppm及び55.27ppmに共鳴ピークを有するアンチセンス鎖A-156824の31P-NMRスペクトルを示す。図56は、S異性体のみに対応する、55.27ppmに単一の共鳴ピークを有するアンチセンス鎖A-156825の31P-NMRスペクトルを示す。
L.オリゴヌクレオチドの合成
一般的なオリゴヌクレオチドの合成及び分析
オリゴヌクレオチドは、市販のRNAアミダイト、ウリジンの5’-O-(4,4’-ジメトキシトリチル)-2’-デオキシ-2’-フルオロ-、及び5’-O-(4,4’-ジメトキシトリチル)-2’-O-メチル-3’-O-(2-シアノエチル-N、N-ジイソプロピル)ホスホラミダイト単量体、4-N-アセチルシチジン、6-N-ベンゾイルアデノシン、及び2-N-イソブチリルグアノシンを使用してBioautomation Mermade 12合成装置で合成した。標準的な固相オリゴヌクレオチド合成プロトコルを使用した。GalNAcリガンドを、記載の通りピロリジン足場間のホスホジエステル結合によってsiRNAのセンス(S)鎖の3’末端に共有結合させた(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Nair et al.,“Multivalent N-acetylgalactosamine-conjugated siRNA localizes in hepatocytes and elicits robust RNAi-mediated gene silencing,”J.Am.Chem.Soc.136:16958-61(2014);Parmar et al.,“5’-(E)-Vinylphosphonate:a stable phosphate mimic can improve the RNAi activity of siRNA-GalNAc conjugates,”ChemBioChem.17:985-89(2016)を参照)。ホスホロチオエート結合を、ピリジン中、0.1M 3-((N,N-ジメチル-アミノメチリデン)アミノ)-3H-1,2,4-ジチアゾール-5-チオン(DDTT)を使用して亜リン酸塩の酸化によって導入した。ホスホロチオエート異性体が合成後に分離された場合は、最終的なジメトキシトリチル保護基は合成の完了後に除去されなかった。
利用した脱保護手順は、2’-F及び2’-OMe修飾オリゴヌクレオチドに適していた。合成後、支持体を、カラム上でアセトニトリル(ACN)中、0.5Mピペリジンで15分間処理した。カラムをACNで洗浄し、ACN中、0.5Mピペラジンでさらに15分間処理してから、再度ACNで洗浄した。支持体を、真空下、カラム上で乾燥させ、次いで、密閉可能な容器に入れ、水酸化アンモニウム水溶液(28~30%)で、60℃で2~3時間加熱した。脱保護手順は、30℃で一晩振盪することで完了した。次いで、オリゴヌクレオチドを濾過して、5倍量の水で支持体を除去し、LC-MS及びイオン交換分析によって分析して、上記のNairら及びParmarらに記載されているように粗生成物の質を決定した。
イオン交換HPLC精製のカラムサイズは、スケール(総OD負荷)に依存した。Tosoh CorporationのTSKgel Super Q-5PW(20)陰イオン交換樹脂を精製に使用した。精製緩衝液Aは、20mMリン酸ナトリウム(pH8.5)、15%ACNからなり、緩衝液Bは、20mMリン酸ナトリウム(pH8.5)、15%ACN、1M臭化ナトリウムとした。合成後に異性体の分離を行わないのであれば、約20カラム容量で15%から45%の勾配で十分であった。勾配開始時間は、粗生成物のイオン交換分析における全長生成物の保持時間に応じて調整した。Dionex DNAPac PA200イオン交換分析カラム、4mm×250mm(ThermoFisher Cat#063000)を室温で使用するイオン交換分析によって画分を分析した。緩衝液Aは、20mMリン酸ナトリウム(pH12)、15%アセトニトリル、緩衝液Bは、20mMリン酸ナトリウム(pH12)、15%アセトニトリル、1M臭化ナトリウムとした。流量1ml/分で12分間に30%から50%の勾配を画分の分析に使用した。
85%を超える純度の画分をプールし、乾燥させ、水に溶解し、サイズ排除カラム(GE Healthcare)で、流量10ml/分で脱塩した。脱塩した最終生成物を乾燥させ、水に再懸濁し、0.2μmのポリエーテルスルホンフィルターで濾過し、260nmでの吸光度の定量分析を行った。約1OD/mlのサンプルを、LC-MS及びイオン交換分析によって評価した。次いで、オリゴヌクレオチドを凍結及び凍結乾燥させてから、等モル量の相補鎖をアニーリングして、90℃まで加熱して徐冷することによって所望のsiRNA二重鎖を作製した。上記のNairら及びParmarらに記載されているように、siRNAサンプルを、エンドトキシン及び浸透圧について質量分析及びキャピラリーゲル電気泳動によって分析した。
ジヌクレオチドビルディングブロックを使用した一般的なオリゴヌクレオチドの合成
ジヌクレオチドホスホラミダイトビルディングブロックを手動で結合して、オリゴヌクレオチドを支持した、又は伸長させた。ジヌクレオチドホスホラミダイトは、乾燥アセトニトリル中、0.15M溶液として調製した。アクチベーター5-(エチルチオ)-1H-テトラゾール(乾燥アセトニトリル中、0.25M溶液)を使用した。1回の15分のカップリング時間を使用した。
M.オリゴヌクレオチドにおけるPSジアステレオマーの立体化学の分離/割り当て(アプローチ1)
アンチセンス鎖A-122625の4つのジアステレオマーへの精製
5’末端に1つと3’末端に1つの2つのホスホロチオエート結合を含むオリゴヌクレオチドA-122625(5’DMT-asUfuAfuAfgUfgAfguuAfuUfuUfgUfcasa-3’)を、4つのジアステレオマーに分離した。サンプルを水で約0.03mg/mlに希釈し、30μlを、Dionex DNAPac PA200イオン交換分析カラム、4mm×250mm(ThermoFisher)に30℃のカラム温度で注入した。緩衝液Aは、20mMリン酸ナトリウム、15%アセトニトリル、pH11とし、緩衝液Bは、1M臭化ナトリウムを追加した以外は同一とした。流量1mL/分で16分間に40%から68%の勾配を使用してDMT-オンのサンプルを分析した。16分間に31%から57%の勾配を使用して、DMT-オフのサンプルを分析した(図57を参照)。カラム温度は30℃に維持した。DMT-オンのA-122625の4つすべてのジアステレオマーのベースライン分離を、イオン交換HPLCによって達成した。DMT除去後、3’末端異性体のみを分離した。
この上記の分析方法を、分取スケールでの異性体の分離を達成するためにスケールアップした。陰イオン交換Dionex DNAPak PA200(22mm×250mm)分取カラム(ThermoFisher)を使用し、緩衝液A及びBは、上記の分析緩衝液と同一とした。勾配は、5.7カラム容量に対応する、流量12ml/分で45分間に42%から57%の緩衝液Bとし、カラム温度は40℃に維持した。良好な分離を達成するために、少量の粗製物質(約3.2mg)を試験ごとに負荷した。85%以上の異性体純度を得るために、画分を組み合わせて「濃縮」異性体プールを作製し、再精製した。4つの各異性体の最も純粋な領域を、すべての試験でプールし;このようにして、合計50回の試験を行った。方法が再現可能であったため、これらの領域を、すべての試験からの画分の分析なしでプールした。2つ~4つの5.5mLの画分を、試験ごとに各異性体についてプールし、保持時間は、異性体1の場合は35~36.5分、異性体2の場合は37~38分、異性体3の場合は39~40.5分、及び異性体4の場合は43.5~45.5分であった。4つの異性体の精製プロフィールを、各異性体のプール領域を示す図58に示す。
4つの異性体プールを乾燥させ、サイズ排除カラム(GE Healthcare)で、流量10ml/分で脱塩し、再び乾燥させ、5mlの20%酢酸を室温で10分かけて加えることによって脱トリチル化した。PSからPOへの変換を回避するために、インキュベーション時間を最小限にした。次いで、各プールを、18mLの飽和重炭酸水素ナトリウム溶液を添加して中和した。サンプルを乾燥させ、水に溶解し、サイズ排除によって再び脱塩した。各異性体プールを再精製して、残りの不純物を除去した。キラル純度を決定するために、Dionex DNAPac PA200カラム(4mm×250mm)を使用して、流量1mL/分でイオン交換分析を行った。DMT-オンのサンプルの分析勾配は、16分間に40%から68%の緩衝液Bとした。DMT-オフのサンプルでは、勾配は、16分間に31%から57%の緩衝液Bとした。260nmでのピーク面積の積分値を使用して、キラル純度を決定した。逆相LC-MS分析を使用して、質量不純物を検出した。使用したカラムは、Waters XBridge(C8 2.5μm、2.1mm×50mm;PN 186003101)とした。緩衝液Aは、水中、200mMのヘキサフルオロイソプロパノール及び16mMのトリエチルアミンとした。緩衝液Bは100%メタノールとした。すべての試薬はLC-MSグレードであった。勾配は、流量0.7mL/分で9.6分間に0%から40%メタノールとした。濃縮された異性体プールのイオン交換クロマトグラムを図59に示し、異性体1、2、3、及び4の最終純度を図60に示す。
標準的な合成比率で異性体混合物を含む化合物も必要であった。この化合物は、DMT-オフで合成され、20mMリン酸ナトリウム、15%アセトニトリル、pH8.5の緩衝液A及び1M臭化ナトリウムをさらに含む緩衝液Bを使用するイオン交換クロマトグラフィーによって精製した。精製は、Tosoh CorporationのTSKgel Super Q-5PW(20)陰イオン交換樹脂を充填したWaters 2-APカラムで行った。流量10ml/分で150分間に17%から42%の緩衝液Bの勾配を利用した。画分をpH11 IEXによって分析し、純度85%超の画分をプールした。このプールを乾燥させ、水に再懸濁し、上記のようにサイズ排除クロマトグラフィーによって脱塩した。
A-141381及びA-141382の2つのジアステレオマーへの精製
それぞれ5’末端に1つのPSを有する、2つのGalNAcコンジュゲートセンス鎖A-141381及びA-141382を合成した。表10に示すように、A-141381は5’末端に2’F-Gを含み、A-141382は5’末端に2’OMe-Gを含んでいた。5’末端のホスホロチオエート異性体の効率的な分離を可能にするDMT-オンで精製を行った。
Figure 0007348185000062
サンプルを水で約0.03mg/mLに希釈し、30μlの各サンプルをDionex DNAPac PA200イオン交換分析カラム(4mm×250mm;ThermoFisher)に注入した。緩衝液Aは、20mMリン酸ナトリウム(pH11)、15%アセトニトリルとし、緩衝液Bは、20mMリン酸ナトリウム(pH11)、15%アセトニトリル、1M臭化ナトリウムとした。流量1ml/分で16分間に31%から57%の緩衝液Bの勾配を使用して、これらのサンプルを分析した。カラム温度は45℃に維持した。異性体の分離は、図61に示すようにベースライン(又はベースライン近傍)であった。
異なる陰イオン交換樹脂を使用して、これらの化合物をそれぞれの異性体に精製した(Source 30Q、GE Healthcare)。この樹脂を、直径2cmのガラスカラム(Waters Corporation、AP-2 Glass Column、20mm×300mm)に手動で充填した。緩衝液Aは、20mMリン酸ナトリウム(pH11)、15%アセトニトリルとし、緩衝液Bは、20mMリン酸ナトリウム(pH11)、15%アセトニトリル、1M臭化ナトリウムとした。使用した勾配は、流量10mL/分で150分間に15%から55%の緩衝液Bとした。この勾配は、約21カラム容量に等しい。カラムの温度は65℃とした。各化合物について3~5回の試験を行い、約800 OD/試験を行った。この手順により、85%超の純度で適切な量の各異性体が得られた。異性体の精製プロフィールを図62に示す。画分をpH11 IEXによって分析し、各異性体の純度85%超の画分を組み合わせた。
結果として得られた4つの異性体のDMT-オンのプールを乾燥させ、水に再懸濁し、サイズ排除カラム(GE Healthcare)で、流量10mL/分で脱塩し、再度乾燥させ、室温で10分間かけて5mLの20%酢酸を加えて脱トリチル化した。次いで、各プールを、18mLの飽和重炭酸水素ナトリウム溶液を添加して中和した。これらの溶液を乾燥させ、オリゴヌクレオチドを再びサイズ排除によって脱塩した。図63及び図64のpH 11 IEXクロマトグラムは、センス鎖異性体の純度を示す。カラム温度の差が、A-141381(図63、45℃)とA-141382(図64、30℃)の保持時間の差を説明し得る。
精製異性体の立体化学配置の割り当て方法
立体化学を予測するために、いくつかの方法を利用した。使用した1つのツールは、カップリングされるアミダイトの2’-修飾のサイズと性質に依存する、R異性体とS異性体の合成比率とした。これらのカップリング反応は、オリゴヌクレオチド合成における所与のカップリング工程中に生成されるジアステレオ異性体比率を表すために、PSジヌクレオチドの合成によって模倣することができる。合成中、これらの比率は、リン酸の保護基(シアノエチル)及びアクチベーター型(0.5M ETT)が一定である限り、合成の規模又はオリゴヌクレオチド配列内の位置により大きな影響を受けない。
異性体とS異性体の合成比率を、アクチベーターとして0.5M ETTを使用して、可能なすべての2’-F及び2’-OMe(シアノエチル-保護)ジヌクレオチドについて決定した。2’-F及び2’-OMeジヌクレオチドのジアステレオマー比率を表11に示す。この比率は、31P-NMRスペクトルに基づいており、低磁場ジアステレオマー(Downfield Diastereomer)(R)/高磁場ジアステレオマー(Upfield Diasteromer)(S)として表わされる。
Figure 0007348185000063
表11に一覧で示されているジヌクレオチドは、ABI合成装置のユニバーサル支持体で40μMスケールで合成した。アンモニアを、固体支持体からの切断及び脱保護に使用し、脱保護後に蒸発(真空下での遠心分離)によって除去し、得られた物質を凍結及び凍結乾燥した。サンプルを、500μLの重水に5mgの凍結乾燥生成物を溶解することによって、31P-NMR分析用に調製した。31P-NMR分析は、2つの理由から使用した。第1に、異性体を55~60ppmの範囲で分離し;イオン交換分析又は逆相HPLC分析では、すべてのジヌクレオチドのすべての異性体が分離するわけではないことが観察された。第2に、完全に脱保護されたジヌクレオチドの場合、R異性体は、高磁場シフトした(較正基準に対して0ppmから離れている、δ31P)S異性体と比較して低磁場シフトしていた(較正基準に対して0ppmから離れている、δ31P)。
31P-NMR分析はまた、最終的な精製されたオリゴヌクレオチド中にR異性体又はS異性体のみか又はR異性体とS異性体の混合物が存在するかを決定するための分析方法としても使用した。
異性体を同定するために使用した別の方法は、R異性体がS異性体よりも早く溶出することが見出されたHPLCイオン交換分析であった。R異性体は、以下の場合を除いて最初に溶出した:ホスホロチオエート結合が5’末端にあり、DMT保護基が残っている場合は、R異性体の前にS異性体が溶出した。この観察は、合成アプローチ2を使用した異性体の同定で説明されているように、5’末端における異性体配置の確認に役立った。
特に3’末端における精製異性体を同定するために使用した補完的な方法は、エキソヌクレアーゼによる分解の分析によるものであった。S異性体は、3’エキソヌクレアーゼであるヘビ毒ホスホジエステラーゼ(SVPD)に対してR異性体よりも安定であった。さらに、R異性体は、5’エキソヌクレアーゼ(PDII)であるホスホジエステラーゼIIに対してS異性体よりもより安定であった。しかしながら、PS結合が2’-OMe修飾と組み合わせられている場合には、SVPD及び/又はホスホジエステラーゼIIでのR異性体及びS異性体の分解速度にほとんど又はまったく差がなかった。
A-122625ジアステレオマーの同定
A-122625は、配列の3’末端の1つと5’末端の1つの2つのPS結合を含み、4つの異なる立体異性体をもたらす。5’-DMT保護基の除去後、陰イオン交換HPLC分析によって3’末端異性体のみ分離された。これは、5’末端に1つのPS結合を有するA-122628の合成及び分析によって確認された。表12に示すように、A-122628は、3’末端にPS結合がないことを除いて、A-122625と同じ配列を有する。A-122628のイオン交換HPLC分析では1つのピークのみが観察され、観察された分離が3’末端異性体に由来することを立証した。
Figure 0007348185000064
表11に示されているデータに基づくと、A-122625の3’末端(asa)二量体の31P-NMR分析によるジアステレオマー比率は66:34(R:S)である。
化合物が合成された後、A-122625の比率は、イオン交換HPLC分析によると62:38であった(図65)。5’末端の配置に関係なく、3’末端におけるPS結合に対応する異性体を分離した。
5’-DMTオンのA-122625を分析すると、5’末端PS異性体と3’末端PS異性体がイオン交換HPLCで分離された(図66)。図66で観察されたA-122625についての59:41及び57:43(R:S)のジアステレオマー比率は、60:40(R:S;表11のasUf)の比率と同様であった。さらに、4つの主ピークが合計100%のUV領域に統合される場合、異性体1及び3(3’-R異性体)は合計の62%を占めた。異性体2及び4(3’-S異性体)は38%を占めた。これは、DMT-オフのA-122625で観察されたR:S比率(62:38)に対応する(図65)。
A-122625の4つの異性体が妥当な純度及び適切な量で得られたら、化合物を31P-NMR分析によって分析して、異性体の同定の割り当てを確認した。化合物は、凍結乾燥オリゴヌクレオチドを10mg/mLの濃度の550μLの重水に溶解することによって調製した。異性体4(5’R-3’S)を4.4mg/mLの濃度で分析した。異性体2、3、及び4、並びに異性体混合物の31P-NMR分析を図67~図70に示す。図67に示されているように、異性体2(5’S-3’S)の58.01ppmの主ピークは、少量の異性体1(5’S-3’R)及び/又は異性体3(5’R-3’R)の存在が原因であり得る59.80ppmのピークと比較して高磁場シフトした。異性体3(5’R-3’R)の31P-NMRスペクトルにおけるR異性体のピークは60.30及び59.81ppmで観察され;S異性体のピークは、58.03ppmで検出されなかった(図68)。R(59.71ppm)及びS(58.00ppm)の両方のピーク特性は、異性体4(5’R-3’S)の31P-NMRスペクトルに現れた(図69)。
4つすべての異性体を含む混合物についての31P-NMRスペクトルの58.18ppm及び56.37ppmのピークはそれぞれ、R異性体及びS異性体によるものであった(図70)。ピーク下の面積を統合すると、R:S比率は約1.4:1.0であり、合成比率と一致した。
SVPDアッセイでインキュベートしたサンプルを使用して、3’末端の配置をさらに分析した。A-122625異性体及び混合物の分析を図71に示す。各異性体及び混合物の半減期を表13に一覧で示す。
Figure 0007348185000065
図71及び表13の結果は、2’-OMeと組み合わせたホスホロチオエートを含むサンプル(この場合、3’末端はPS結合と組み合わせた2’-OMe-Aである)が、SVPDと共にインキュベートした場合のR異性体とS異性体との間の安定性の違いを示したことを例示する。
A-141381及びA-141382ジアステレオマーの同定
上記の方法を利用して、センス鎖A-141381及びA-141382の両方で分離された2つの各異性体を同定した(配列は表10に示されている)。両方の配列は、5’末端に1つのPS結合を含む。A-141381は、5’末端に2’-F-G(Gf)を有し、A-141382は、5’末端に2’-OMe-G(g)を有する。
5’末端に(Gfsa)を有するA-141381では、合成比率は30:70(R:S、表11)であり、粗化合物のイオン交換クロマトグラムのピーク積分によって得られた比率は、図72に示すように34:66(R:S)であった。5’末端に(gsa)を有するA-141382では、合成比率は53:47(R:S、表11)であり、実験的に見出された比率は、図72に示すように53:47(R:S)であった。
図72に示されている各クロマトグラムの2つのピークのより速い移動はSであると決定され、第2のピークはR(5’-DMT-オン)であると決定され、これは表11のジヌクレオチドの合成比率と一致した。5’-DMT基が最終生成物から除去されると、S異性体はより長い保持時間で溶出した(異性体をゆっくりと溶出)。図77に示されているように、DMTの存在は、DMT-オンの生成物の溶出と比較して、5’末端のR異性体とS異性体の溶出に「フリップ」を引き起こす。
各配列の異性体が精製され、DMTが除去されたら、各異性体を、10mg/mLの重水溶液として31P-NMR分析に供した。得られた31P-NMRスペクトルを図73~図76に示す。A-141381では、異性体1(S)の31P-NMRのスペクトルは、55.40ppmの主共鳴ピークを示し、57.36ppmの不純物R異性体に対して高磁場シフトしている(図73)。異性体2(R)の31P-NMRスペクトルは、57.48ppmの主共鳴ピークを示し、55.57ppmの不純物S異性体と比較して低磁場シフトしている(図74)。A-141382では、異性体1(Sp)は、55.05ppmに主共鳴ピークを有し、57.30ppmの不純物(Rp異性体)に対して高磁場シフトしている(図75)。異性体2(R)は、57.37ppmに主共鳴ピークを有し、55.34ppmの不純物(S異性体)に対して低磁場シフトしている(図76)。
オキサザホスホリジン(OAP)単量体を使用したオリゴヌクレオチドの合成(アプローチ3)
二環式オキサザホスホリジン(OAP)単量体を使用した第3のアプローチを、連続したキラル結合を含むすべての化合物に利用した。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Wan et al.,“Synthesis,biophysical properties,and biological activity of second generation antisense oligonucleotides containing chiral phosphorothioate linkages,”Nucleic Acids Research 42(22):13456-68(2014)に記載されているパラメーターに従って、改良合成サイクルを最適化して使用した。2つの個別のサイクルが必要であり、1つは変更サイクルを使用したオリゴヌクレオチドの5’末端又は3’末端のいずれかにおけるキラルPSカップリング用であり、もう1つは標準的な固相オリゴヌクレオチド合成プロトコルを使用したPOヌクレオチドカップリングの内部ストレッチ用であった。
合成及び特性評価の後、OAP単量体を、アセトニトリル:トルエン 1:1(v:v)中、0.2Mに調製して、ABI 394自動合成装置ですぐに使用した。OAP単量体を使用したキラルPSサイクルでは、アセトニトリル中、1M 4,5-ジシアノイミダゾール及び0.1M N-メチルイミダゾールをアクチベーターとして使用した。カップリング効率を高めるために、「二重カップリング」(OAP及びアクチベーターの2つの適用;それぞれ7.5分の接触時間)を使用した。カップリング後、無水酢酸/ピリジン/THFを含むキャップA試薬(Glen Research)への2分間の曝露をまず行った(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Iwamoto et al.,“Control of Phosphorothioate Stereochemistry Substantially Increases the Efficacy of Antisense Oligonucleotides,”Nature Biotechnology 35(9):845-851(2017)を参照)。この後、THF(Glen Research)中、10%N-メチルイミダゾールを含むキャップA及びキャップBを一緒にカラムに流した。カップリング後のキラル亜リン酸トリエステルを硫化するために、ピリジン中、0.1M 3-((N,N-ジメチル-アミノメチリデン)アミノ)-3H-1,2,4-ジチアゾール-5-チオン(DDTT)の硫化剤を使用した。十分な硫化を確実にするために、DDTTの4つの経路を利用し、各経路で7.5分の接触時間とした。脱トリチル化のために標準的なデブロッキング試薬(ジクロロメタン中、3%ジクロロ酢酸)を使用した。合成の完了後、最後のDMT保護基を除去し、固体支持オリゴヌクレオチドを含むカラムを、乾燥アセトニトリル中、1Mピペリジンに各10分間、3回曝露した(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、O’Shea et al.,“An efficient deprotection method for 5’-[O,O-bis(pivaloyloxymethyl)]-∈-vinylphosphonate containing oligonucleotides,”Tetrahedron 74(42):6182-6186(2018)を参照)。固体支持体をACNで洗浄し、乾燥させ、アンモニア水(28~30重量%)に懸濁し、60℃に8~10時間加熱した。
5’[O,O-ビス(ピバロイルオキシメチル))]-(E)-ビニルホスホネートを含むオリゴヌクレオチドの場合、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、O’Shea et al.“An efficient deprotection method for 5’-[O,O-bis(pivaloyloxymethyl)]-(E)-vinylphosphonate containing oligonucleotides,”Tetrahedron 74(42):6182-6186(2018)に従って、アンモニア中、5%(v/v)ジエチルアミンを使用して脱保護を行った。
N. in vitro実験
トランスフェクション
初代マウス肝細胞(PMH)をsiRNAでトランスフェクトしてサイレンシング効率を試験し、示された濃度のsiRNA(5μl)を、384ウェルプレートの1ウェル当たり4.9μlのOpti-MEM及び0.1μlのLipofectamine RNAiMax(Invitrogen,Carlsbad CA.cat#13778-150)と混合し、室温でインキュベートした。15分後、約5×10個の細胞を含む40μlのウィリアムズE培地(Life Tech)又はEMEM培地(ATCC)をウェルに加えた。RNA精製の前に、細胞を24時間インキュベートした。
自由取り込み
自由取り込み実験をPMHで行った。siRNA(示された濃度で5μl)を、384ウェルプレートの1ウェル当たり5μlのOpti-MEMと混合した。15分後、約5×10個の細胞を含む40μlのウィリアムズE培地(Life Tech)又はEMEM培地(ATCC)をsiRNA混合物に加えた。RNA精製の前に、細胞を24時間インキュベートした。
DYNABEADS mRNA分離キットを使用した全RNA単離:
DYNABEADs(Invitrogen、cat#61012)を使用するBioTek-EL406プラットフォームで自動化プロトコルを使用してRNAを単離した。簡単に述べると、50μlの溶解/結合緩衝液及び3μlの磁気ビーズを含む25μlの溶解緩衝液を各ウェルに加えた。プレートを電磁シェーカーで、室温で10分間インキュベートしてから、磁気ビーズを捕捉し、上清を除去した。次いで、ビーズに結合したRNAを、150μl/ウェルの緩衝液Aで2回、150μl/ウェルの緩衝液Bで1回洗浄した。次いで、ビーズを、150μlの溶出緩衝液で洗浄し、再捕捉し、上清を収集した。
ABI高性能cDNA逆転写キットを使用したcDNA合成
cDNA合成は、ABIキットCat#4368813を使用して行った。DYNABEADSを使用して単離したRNAを含む384ウェルプレートのウェルに、1μlの10×緩衝液、0.4μlの25×dNTP、1μlの10×ランダムプライマー、0.5μlの逆転写酵素、0.5μlのRNase阻害剤、及び6.6μlのHOを含む10μlのマスターミックスを加えた。プレートを密封し、混合し、そして室温で10分間、電磁シェーカー上でインキュベートし、続いて37℃で2時間インキュベートした。
リアルタイムPCR
cDNA(2μl)を含む384ウェルプレート(Roche Cat#04887301001)の各ウェルに、0.5μlのマウスGAPDH TaqManプローブ(4352339E)、0.5μlのC5マウスプローブ(Mm00439275_ml)、又は適切な標的プローブ、及び5μlのLightcycler 480プローブマスターミックスを含むマスターミックスを加えた。LightCycler480リアルタイムPCRシステム(Roche)でリアルタイムPCRを行った。各siRNA濃度を2連で分析した。相対的な倍数変化を計算するために、リアルタイムデータを、ΔΔCt法を使用して分析し、非標的対照siRNAをトランスフェクトした細胞で行われるアッセイに対して正規化した。
O. RISCローディング実験
全肝臓及びAgo2関連siRNAレベルの定量
投与後7日目にマウスを屠殺し、肝臓を液体窒素で急速冷凍し、さらなる分析のために粉砕して粉末にした。全siRNA肝臓レベルを、0.25%Triton-X100を含むPBS中、10mg/mlで肝臓粉末を再構成することによって測定した。組織懸濁液を、4℃の組織ホモジナイザー(Qiagen TissueLyser LT)で50サイクル/秒で5分間、5mmスチール製粉砕ボールでさらに粉砕した。次いで、ホモジナイズしたサンプルを95℃で5分間加熱し、短時間ボルテックスし、氷上で5分間静置した。次いで、サンプルを、4℃で5分間、21,000×gで遠心分離した。上清を含むsiRNAを新しい管に移した。siRNAセンス鎖及びガイド鎖のレベルを、以前に公開された方法(どちらも参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、Chen,“Real-time quantification of microRNAs by stem-loop RT-PCR,”Nucleic Acids Research 33:e179(2005);Pei et al.,“Quantitative evaluation of siRNA delivery in vivo,”RNA 16:2553-63(2010)を参照)に基づいてTaqman PCR(SL-RT QPCR)に従ったステムループ逆転写によって定量した。
マウス肝臓からのAgo2結合siRNAを、1:100希釈のプロテアーゼ阻害剤(Sigma-Aldrich,P8340)及び1mM PMSF(Life Technologies)が新たに加えられて補充された溶解緩衝液(50mM Tris-HCl、pH7.5、150mM NaCl、2mM EDTA、0.5%Triton-X 100)で100mg/mlの肝臓粉末溶解物を調製することによって定量した。全肝臓溶解物(10mg)を、各Ago2免疫沈降(IP)及び対照IPに使用した。抗Ago2抗体は、Wako Chemicals(Clone No.:2D4)から購入した。対照マウスIgGは、Santa Cruz Biotechnology(sc-2025)から購入した。Protein G Dynabeads(Life Technologies)を使用して抗体を沈殿させた。Ago2関連siRNAを、加熱(50μL PBS、0.25%Triton;95℃、5分)によって溶出し、上記のChen及びPeiらによって説明されているように、SL-RT QPCRによって定量した。
ヒトAgo2関連siRNAのin vitro定量
Ago2結合siRNAを、FLAG-HAタグ付きヒトAgo2を過剰発現するHEK293細胞溶解物で定量した(上記のPeiらを参照)。細胞を溶解緩衝液(100mM KCl、20mM HEPES pH7.5、0.5mM TCEP、0.05%NP-40)中で穏やかに揺らしながら室温で30分間インキュベートすることによってHEK293溶解物を調製した。溶解物を遠心分離(25,000×g、20分、4℃)によって清澄化し、上清アリコートをドライアイスで凍結してから、-80℃で保存した。各70μlのin vitroローディング反応は、30mM HEPES(pH7.5)、100mM NaCl、5mM MgCl、1mM DTT、0.03mg/mlクレアチンキナーゼ、25mM クレアチンリン酸、1U/μl Superase-Inヌクレアーゼ阻害剤、1mM ATP、0.2mM GTP、35μLのHEK293細胞溶解物、及び7μLの200nM siRNA二重鎖(合計1.4pmol)を含んでいた。ローディング反応物を37℃で4時間インキュベートした。インキュベーション後、反応物を、430μLの20mg/ml QAE 50陰イオン交換樹脂(GE Healthcare)を使用して、4℃で15分間回転させて浄化した。サンプルを酢酸セルロースフィルターカラムに通してQAE樹脂を除去してから、60μLのProtein G Dynabeads(Life Technologies)、3μlの抗HA抗体(Cell Signaling,3724S)、並びに1:100希釈のプロテアーゼ阻害剤(Sigma-Aldrich,P8340)及び1mM PMSF(Life Technologies)が新たに加えられて補充された600μlの溶解緩衝液を添加した。4℃での一晩のインキュベーション(免疫沈降)後、Ago2関連のsiRNAを加熱(50μL PBS、0.25%Triton;95℃、5分)により溶出し、上記のChen及びPeiらによって説明されているSL-RT QPCRによって定量した。
P. 3’/5’エキソヌクレアーゼアッセイ
3’エキソヌクレアーゼSVPD安定性アッセイ
修飾オリゴヌクレオチドを、0.1mg/mlで50mM Tris-HCl(pH7.2)(Lonza Cat No.51236)及び10mM MgCl(Ambion P/N AM9530G)の溶液に加えた。ヘビ毒ホスホジエステラーゼ(SVPD)(Worthington Cat#LS003926)を750mU/mlで混合物に加えた。酵素の添加直後に、サンプルをDionex DNAPac PA200カラム(4mm×250mm)に30℃で注入し、7.5分間かけて40%から55%の緩衝液Bの勾配で、流量1ml/分で流した。緩衝液Aは、20mMリン酸ナトリウム、15%アセトニトリル、pH11とし;緩衝液Bには、1M臭化ナトリウム(pH11)も含めた。アリコートを24時間にわたって1時間ごとに分析した。完全長オリゴヌクレオチドに対応するピーク下の面積を、0時間の時点(最初の注射)の面積に対して正規化した。半減期の計算では、一次崩壊速度論を前提とした。対照配列、dT19sdT(dTはデオキシチミジンである)を毎日分析し、半減期を、対照配列の半減期と比較して報告した。酵素を、1ml管に等分した1000mU/mlのストックとして調製し、-20℃で保存した。新しいアリコートを毎週使用した。
5’エキソヌクレアーゼ、ホスホジエステラーゼII安定性アッセイ
修飾オリゴヌクレオチドを0.1mg/mlで、50mM酢酸ナトリウム(pH6.5)(Sigma Cat.S8750-1kg)及び10mM MgCL(Ambion P/N AM9530G)の溶液に加えた。ウシ脾臓由来ホスホジエステラーゼII(Worthington Cat#LS003602)を500mU/mlで混合物に加えた。酵素の添加直後に、サンプルをDionex DNAPac PA200カラム(4mm×250mm)に注入し、7.5分間かけて37%から52%の緩衝液Bの勾配で流量1ml/分で流した。緩衝液Aは、20mMリン酸ナトリウム、15%アセトニトリル、pH11とし;緩衝液Bには、1M臭化ナトリウムも含めた。アリコートを24時間にわたって1時間ごとに分析した。完全長オリゴヌクレオチドに対応するピーク下の面積を、0時間の時点(最初の注射)の面積に正規化した。半減期の計算では、一次崩壊速度論を前提とした。対照配列、dTsdT19を毎日分析し、半減期を、対照配列の半減期と比較して報告した。酵素を、1ml管に等分した2000mU/mlのストックとして調製し、-20℃で保存した。新しいアリコートを毎週使用した。
Q. in vivo実験
動物:
マウスを使用するすべての手順は、地方、州、及び連邦の規制に準拠したプロトコルを使用して、認定された検査施設職員が行った。実験プロトコルは、施設内動物管理使用委員会(Institutional Animal Care and Use Committee)、国際実験動物管理公認協会(Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International)(認定番号:001345)、及び実験動物福祉局(office of Laboratory Animal Welfare)(認定番号:#A4517-01)によって承認された。動物実験のサンプル数を決定する場合、IACUCガイドラインに従って必要とされる、最小数の動物を使用して得られるデータセットを信頼できるようにする数にするために必要な最終数を決定した。すべての動物を、試験開始までの48時間、社内で順化させた。約8週齢の雌C57BL/6マウスを、Charles River Laboratoriesから入手し、各群にランダムに割り当てた。すべての動物を、IACUCプロトコルに従って処置した。動物に、siRNA二重鎖又はPBS生理食塩水対照を10μl/kgで皮下投与した。siRNAをリン酸緩衝生理食塩水(Gibco)で希釈した。すべての投与溶液は、注入時まで4℃で保存した。投与後5日又は7日で動物を屠殺した。肝臓を採取し、分析のために急速冷凍した。
サル:
雄カニクイザル(未投与)を試験に使用した。各動物の投与時の体重は2~5kg以上であり、投与時の年代は若い成体/成体であった。
投与。すべての群の動物は、投与前の一晩(約12~18時間)と投与後約4時間絶食させた。被験物質を、1日目に皮下注射によってすべての動物に投与した。皮下用量は、肩甲骨中央部に注射器と針で投与した。各動物に投与するべき被験物質の量は、投与日に得た体重に基づいて計算した。すべての群の用量処方は、siRNA被験物質のストック溶液を1×リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で混合することによって用量レベルの要件を満たす適切な濃度で調製した。
薬物動態学(PK)用の血漿。血液(約1mL)を、投与の約0.25時間後、1時間後、4時間後、8時間後、及び24時間後に各動物から採取した。血液を、大腿静脈の静脈穿刺によって(又は必要に応じて伏在静脈から)K2EDTA抗凝固剤を含む管に採取し、処理して血漿にした。血液サンプルを穏やかに混合し、遠心分離するまでウェットアイス(破砕)上に置くか又は冷蔵クライオラック(chilled cryorack)に入れた。サンプルを、冷蔵遠心分離機(約4℃)において約2700rpmで約10分間遠心分離した。各PK時点の被験物質のレベルを、RT-qPCRを使用して評価した。
薬力学(PD)用の血漿。血液(約1mL)を、各動物から、投与の6日前、3日前、前日、4日後、8日後、15日後、22日後、29日後、36日後、43日後、57日後、71日後、85日後、99日後、113日後、127日後、141日後、155日後、及び169日後のそれぞれで採取した。血液を、大腿静脈の静脈穿刺によって(又は必要に応じて伏在静脈から)K2EDTA抗凝固剤を含む管に採取し、処理して血漿にした。血液サンプルを穏やかに混合し、遠心分離するまでウェットアイス(破砕)又は冷蔵クライオラックに入れた。サンプルを、冷蔵遠心分離機(約4℃)において約2700rpmで約10分間遠心分離した。PD用の循環タンパク質レベルは、適切なELISAキットを使用して分析した。
肝生検(腹腔鏡)。肝臓生検サンプルを、2匹の動物/群について合計1つの非末端生検(non-terminal biopsy)/動物に対して、投与の約24時間後及び168時間後(それぞれ2日目及び8日目)に1匹の動物/群/時点から収集した。
遺伝子発現解析(RT-qPCR):
QIAzol試薬(Qiagen)を使用したRNAの単離は、PBS(1×)洗浄直後の成長している細胞、又はPBS洗浄後に収集した細胞ペレットに試薬を添加することによって行い、急速冷凍して-80℃で保存した。或いは、製造者の指示に従って、Qiagen RNAeasyキットを使用してサンプルからRNAを単離した。RNA濃度を、Nanodrop分光光度計(ThermoFisher Scientific)を使用して決定した。RNA濃度を、25ng/μlに調整した。cDNAを、Applied Biosystemsの逆転写キット(カタログ番号4368814)を使用して、250ngのRNAから作製した。RNAの定量のためのすべてのプローブは、遺伝子発現の分析を可能にする二重標識プローブを有するそれらのTaqman遺伝子発現系を利用してLife Technologiesから取得した。標的遺伝子の発現を、二重標識系を利用して各ウェルのGAPDHユビキタス対照に対して正規化した。Cp値を、Light Cycler 480(Roche)を使用して測定した。以下の式を使用して、相対的遺伝子発現:2-(C Target)/2-(C Control)を決定した。Taqmanプローブのカタログ番号:マウスC5(Mm00439275_m1)、マウスGAPDH 4352339E、マウスTTR(Mm00443267_ml)。
血清の収集:
IACUC承認プロトコルに従って、最終投与の24時間後に眼窩後眼出血手順を利用して採血した。サンプルを、Becton Dickinson(BD)血清分離管(Fisher Scientific Cat#BD365967)に収集した。血清サンプルを、室温で1時間保持した後、微量遠心機において22×g、室温で10分間遠心した。-80℃で保存するために、血清を1.5mlマイクロ遠心管に移した。循環C5の分析のために収集した血清を、室温で15分間保持し、その後即座に4℃に下げてから、マイクロ遠心機において22×g、室温で10分間遠心分離した。
循環血清トランスチレチンレベル
血清サンプルを1:4000に希釈し、マウスプレアルブミンの検出専用のALPCOが市販するキット(カタログ番号41-PALMS-E01)を使用してアッセイした。タンパク質濃度(μg/ml)を、社内で調製された精製TTR標準との比較により決定し、製造者の指示に従った。
循環C5レベル
循環マウスC5レベルを特異的に検出するためにELISAアッセイを開発した。一次抗体はヤギ抗ヒトC5(Complement Technologies#A220)とし、二次抗体はウシ抗ヤギIgG-HRP(Jackson ImmunoResearch 805-035-180)とし、これらは、他の種との交差反応性は最小限であった。抗体は0.8mg/mlで使用した。アッセイはTMB基質キットを使用して開発し、測定前に硫酸を使用して反応を停止させた。血清サンプルを、分析のために1から5,000に希釈した。
循環Angptl3レベル
ELISAヒトアンジオポエチン様3 Quantikine ELISAキット(R&D Systems Cat#DANL30)を製造者のプロトコルに従って使用した。
循環因子12レベル
ELISAヒト凝固因子XII全抗原ELISAキット(Molecular Innovations Cat#HFXIIKT-TOT)を製造者のプロトコルに従って使用した。
循環アンジオテンシノーゲンレベル
ELISAヒト全アンジオテンシノーゲンアッセイキット(IBL Cat#27412)を製造者のプロトコルに従って使用した。
RNAとアルゴノート(NHP肝臓由来)との共沈
アルゴノートタンパク質を、Ago-APP(ペプチドによるアルゴノートタンパク質親和性精製)(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Hauptmann et al.,“Peptide-Based Isolation of Argonaute Protein Complexes Using Ago-APP”in Tamas Dalmay,“MicroRNA Detection and Target Identification:Methods and Protocols,Methods in Molecular Biology,”vol.1580(Springer 2017)の改良型)を使用して非ヒト霊長類肝臓溶解物から単離した。Ago-APPは、ヒトタンパク質TNRC6Bに由来するペプチドに依存し、このヒトタンパク質TNRC6Bは、種を越えてアルゴノートタンパク質のPIWIドメインの2つのトリプトファン結合ポケットに結合することが知られているいくつかのGW(グリシン、トリプトファン)リピートを含む。ペプチドを、細菌からの精製を可能にするGSTタグ、及び抗FLAG抗体でコーティングされた磁気ビーズによるアルゴノートのプルダウン(pulldown)を可能にするFLAGタグを含むようにさらに修飾した。サンプル溶解物のAPPペプチド及び磁気ビーズとのインキュベーション後、磁石を使用してビーズを固定し、残りの溶解物を除去して廃棄した。ビーズを数回洗浄して、非特異的なバックグラウンド相互作用を取り除いた。アルゴノートがローディングされたsiRNAを、サンプルを煮沸することによって溶出し、RT-qPCRによるsiRNAの定量のために溶出液を収集した。
実施例3.マウス、ラット、及びNHPにおけるキラル的に純粋なPS異性体の代謝安定性の決定
キラル的に純粋なPS結合を含むオリゴヌクレオチドを、実施例1~2のプロトコル(アプローチ1、2、及び3)を使用して調製した。キラル修飾ヌクレオチド間結合を含むsiRNA二重鎖の代謝安定性を評価した。
PSキラル修飾siRNA剤のmrTTR配列及び構成モチーフを表14~表19に示す。
Figure 0007348185000066
例示的なm/rTTR siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、雌ラット(n=3)に10mg/kgの単回用量で皮下投与した。投与の1日後及び7日後に動物を屠殺した。肝臓を採取し、ホモジナイズし、核酸を抽出してLC-MSによって分析した。1日目及び7日目の雌ラットにおけるm/rTTR siRNA-GalNAcコンジュゲートのセンス鎖及びアンチセンス鎖の相対的in vivo代謝安定性プロフィールの結果を図95~図97に示す。これらの結果は、立体化学的に純粋なPS結合が、修飾siRNAのエキソヌクレアーゼ分解に対して強い影響を与えたことを示す。
Figure 0007348185000067
7日目のsiRNA二重鎖の全肝臓レベルを図85に示す。siRNAの全Ago2レベルを図86に示し、全肝臓レベルの全Ago2パーセンテージを図87に示す。7日目のノックダウン(rTTRタンパク質レベル)を図88に示す。さらに、0.1mg/kg、0.3mg/kg、及び0.75mg/kgの漸増用量でAD-157697(R/R-RS)及びAD-157698(R/R-SS)をAD-64228(6PS混合物)と比較する、用量反応in vivo持続時間試験をマウスで行った。結果を図89に示す。
Figure 0007348185000068
図90は、ラットにおけるすべてのm/rTTR siRNAの21日目までの経過観察in vivo活性持続時間試験を示す。図91~図93は、ラットにおけるすべてのm/rTTR siRNAの46日目までの経過観察in vivo活性持続時間試験を示し、各図は、siRNA二重鎖の異なるセットを6PS混合物(AD-64228)と比較している。
Figure 0007348185000069
これらのsiRNA二重鎖のhAgo2ローディングレベルを図94に示す。
Figure 0007348185000070
Figure 0007348185000071
図79~図84は、ラットにおけるこれらの化合物の様々な分類のin vivo活性の結果を示す。3つの最も強力な化合物の58日目までの活性データを示す図83を除いて、すべての図は28日目までの活性を示す。
Rp異性体及びSp異性体は、部位特異的キラル修飾ヌクレオチド間を含むsiRNAのin vivo安定性に影響を与えた。アンチセンス鎖の3’末端におけるSp異性体は、m/rTTR二重鎖に安定性をもたらしたが、アンチセンス鎖の3’末端におけるRp異性体は、m/rTTR二重鎖に不利益をもたらした。センス鎖の5’末端における固定異性体(fixed isomer)は、親よりも安定性を改善しなかった;センス鎖のS-異性体の代謝のわずかな増加が観察された(図96を参照)。
例示的なF12 siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、10mg/kgの単回用量で雌ラット(n=3)に皮下投与した。投与の1日後及び4日後に動物を屠殺した。肝臓を採取し、ホモジナイズし、核酸を抽出してLC-MSによって分析した。1日目及び4日目の雌ラットにおけるF12 siRNA及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の相対的in vivo代謝安定性プロフィールの結果を図98A~図98Cに示す。これらの結果は、立体化学的に純粋なPS結合が、修飾siRNAのエキソヌクレアーゼ分解に対して強い影響を与えたことを示す。
例示的なF12及びAngtpl3(ANG)siRNA及びそれらのキラルPS siRNA型を、10mg/kgの単回用量でマウス(n=1)に皮下投与した。投与後1日目又は7日目に動物を屠殺した。肝臓を採取し、ホモジナイズし、核酸を抽出してLC-MSによって分析した。1日目及び7日目のマウスにおけるF12 siRNA及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の相対的in vivo代謝安定性プロフィールの結果を図99A及び図99Bに示す。これらの結果は、立体化学的に純粋なPS結合が、修飾siRNAのエキソヌクレアーゼ分解に対して影響を与えたことを示す。
例示的なF12 siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、1mg/kgの単回用量でNHP(n=1)に皮下投与した。投与後1日目又は7日目に肝生検を行った。肝生検組織を処理し、ホモジナイズし、核酸を抽出してLC-MSによって分析した。1日目及び7日目のNHPにおけるF12 siRNA及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の相対的in vivo代謝安定性プロフィールの結果を図100に示す。これらの結果は、立体化学的に純粋なPS結合が修飾siRNAのエキソヌクレアーゼ分解に対して影響を与えたことを示す。
例示的なAngptl3(ANG)siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、3mg/kgの単回用量でNHP(n=1)に皮下投与した。投与後1日目又は7日目に肝生検を行った。肝生検組織を処理し、ホモジナイズし、核酸を抽出してLC-MSによって分析した。1日目及び7日目のNHPにおけるANG siRNA及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の相対的in vivo代謝安定性プロフィールの結果を図101A及び図101Bに示す。これらの結果は、立体化学的に純粋なPS結合が修飾siRNAのエキソヌクレアーゼ分解に対して影響を与えなかったことを示す。
例示的なF12配列2 siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、1mg/kgの単回用量でNHP(n=1)に皮下投与した。投与後1日目又は7日目に肝生検を行った。肝生検組織を処理し、ホモジナイズし、核酸を抽出してLC-MSによって分析した。1日目及び7日目のNHPにおけるF12配列2 siRNA及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の相対的in vivo代謝安定性プロフィールの結果を図103A及び図103Bに示す。これらの結果は、立体化学的に純粋なPS結合が、修飾siRNAのエキソヌクレアーゼ分解に対して影響を与えたことを示す。
例示的なF12配列1 siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、1.5mg/kg又は0.5mg/kgの単回用量でNHP(n=1)に皮下投与した。投与後1日目又は7日目に肝生検を行った。肝生検組織を処理し、ホモジナイズし、核酸を抽出してLC-MSによって分析した。1日目及び7日目のNHPにおけるF12配列1及びそのキラルPS siRNA型のセンス鎖及びアンチセンス鎖の相対的in vivo代謝安定性プロフィールの結果を図102A~図102Cに示す。これらの結果は、立体化学的に純粋なPS結合が、修飾siRNAのエキソヌクレアーゼ分解に対して影響を与えたことを示す。
実施例4. in vitro並びにマウス、ラット、及びNHPにおけるキラル的に純粋なPS異性体の効力の評価
ラットにおける例示的なF12 siRNA及びそのキラルPS siRNA型の持続時間試験
例示的なF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、ラットでの持続時間試験のために調べ、結果を図104A~図104Cに示す。図104Aは、使用したキラル修飾siRNAの構成モチーフ、使用した動物と用量、及び試験の期間を含む、持続時間試験の試験デザインを示す。図104Bは、ラットでの持続時間試験に使用したF12 ELF異性体の一覧を示す。図104Cは、50日目までのF12 ELFの持続時間試験の結果を示す。
ラットにおける例示的なF12 ELF siRNA及びそのセンス鎖キラルPS異性体の持続時間試験
例示的なF12 ELF siRNA及びそのセンス鎖キラルPS異性体を、28日目までのラットにおけるin vivo相対的タンパク質発現レベルについて調べ、結果を図105A~図105Cに示す。図105Aは、使用したキラル修飾siRNAの構成モチーフ、使用した動物と用量、及び試験の期間を含む、持続時間試験の試験デザインを示す。図105Bは、ラットでの持続時間試験に使用したF12 ELFセンス鎖異性体の一覧を示す。図105Cは、28日目までのF12 ELFセンス鎖異性体の持続時間試験の結果を示す。
例示的なF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型のin vivoマウス試験
例示的なF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、35日目までのマウスにおけるin vivo相対的血漿発現レベルについて調べ、結果を図106A~図106Cに示す。図106Aは、使用したキラル修飾siRNAの配列変数と構成モチーフ、使用した用量、及び試験の期間を含む試験デザインを示す。図106Bは、使用したF12 ELF異性体の一覧を示す。図106Cは、35日目までのF12 ELF相対的血漿発現レベルの結果を示す。
F12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型のin vitro自由取り込み及びトランスフェクションIC50の結果
例示的なF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、初代マウス肝細胞及び初代カニクイザル肝細胞におけるin vitro自由取り込みIC50及びin vitroトランスフェクションIC50について調べ、結果を図107A~図107Cに示す。図107Aは、使用したキラル修飾siRNAの配列及び構成モチーフの一覧を示す。図107Bは、初代マウス及びカニクイザル肝細胞におけるin vitro自由取り込みIC50の結果を示す。図107Cは、初代マウス及びカニクイザル肝細胞におけるin vitroトランスフェクションIC50の結果を示す。
NHPにおけるF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型の評価
例示的なF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型を、血漿PD、血漿PK、NHPにおける肝臓レベル、並びに肝臓におけるペプチドによるago親和性精製、及びRISCにローディングされた全アンチセンスのパーセントについて調べた。結果を図108A~図108Eに示す。図108Aは、使用したキラル修飾siRNAの用量、配列、及び構成モチーフの一覧を示す。図108Bは、NHPにおける血漿薬力学(PD)の結果(F12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型の相対的血漿レベル)を示す。図108Cは、NHPにおける血漿薬物動態学(PK)の結果を示す。図108Dは、NHPにおけるF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型の肝臓レベルを示す。図108Eは、NHPにおけるペプチドによるアルゴノートタンパク質親和性精製(Ago-APP)及び肝臓におけるRISCにローディングされたアンチセンスの結果を示す。
C5、F12、及びhAGT siRNA並びにそれらのキラルPS siRNA型のin vitro自由取り込みIC50の結果
例示的なC5、F12、hAGT siRNA及びそれらのキラルPS siRNA型を、初代マウス肝細胞及び初代カニクイザル肝細胞におけるin vitro自由取り込みIC50について調べ、結果を図109A及び図109Bに示す。図109Aは、使用したキラル修飾siRNAの配列及び構成モチーフの一覧を示す。図109Bは、初代マウス及びカニクイザル肝細胞におけるin vitro自由取り込みIC50の結果を示す。
例示的なC5、F12、及びhAGT siRNA並びにそれらのキラルPS siRNA型のin vivoマウス試験
例示的なC5、F12、及びhAGT siRNA並びにそれらのキラルPS siRNA型を、28日目又は48日目までのマウスにおけるin vivo相対的発現レベルについて調べ、結果を図110A~図110Cに示す。図110Aは、使用したキラル修飾siRNAの構成モチーフ、使用した用量、及び試験の期間を含む試験デザインを示す。図110Bは、使用したすべての配列の一覧を示す。図110Cは、28日目又は48日目までの相対的発現レベルの結果を示す。
NHPにおけるF12 ELF siRNA及びそのキラルPS siRNA型の評価
例示的なF12及びAngptl3(ANG)siRNA及びそれらのキラルPS siRNA型を、NHPにおける血漿PDについて調べ、結果を図111A~図111Dに示す。図111Aは、使用したキラル修飾siRNAの構成モチーフ並びに使用した動物及び用量の一覧を示す。図111Bは、使用したすべての配列の一覧を示す。図111Cは、NHPにおけるF12配列1 siRNA及びそのキラルPS siRNA型の血漿薬力学(PD)の結果(相対的血漿レベル)を示す。図111Dは、NHPにおけるF12配列2及びAngptl3(ANG)siRNA並びにそれらのキラルPS siRNA型の血漿薬力学(PD)の結果(相対的血漿レベル)を示す。
本明細書で言及したすべての米国特許、米国特許出願公開、外国特許、外国特許出願、及び非特許公報は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。さらに別の実施形態を提供するために様々な特許、出願、及び刊行物の概念を利用する必要がある場合、実施形態の態様を変更することができる。
上記の詳細な説明に照らして、これら及び他の変更を実施形態に加えることができる。一般に、以下の特許請求の範囲では、使用される用語は、本明細書及び特許請求の範囲に開示される特定の実施形態に請求項を限定するように解釈されるべきではなく、可能なすべての実施形態及びそのような請求項が権利を与えられる等価物の全範囲を含むように解釈されるべきである。従って、請求項は本開示によって限定されない。
最後に、本発明の好ましい実施態様を項分け記載する。
[実施態様1]
標的遺伝子の発現を阻害することができるキラル修飾二本鎖RNA(dsRNA)剤であって、センス鎖及びアンチセンス鎖を含み、各鎖は14~40ヌクレオチドを有し、
前記センス鎖が、5’末端に1つ又は複数の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含み、
前記アンチセンス鎖が、5’末端に1つ又は複数の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合、及び3’末端に1つ又は複数の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む、キラル修飾二本鎖RNA剤。
[実施態様2]
各末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合のキラル結合リン原子に関するキラル純度が少なくとも50%である、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様3]
各末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合がホスホロチオエート結合である、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様4]
前記末端のキラル修飾が、前記アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在し、前記結合リン原子がSp配置にある、実施態様3に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様5]
末端のキラル修飾が、前記アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在し、前記結合リン原子がRp配置にある、実施態様3に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様6]
末端のキラル修飾が、前記センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在し、前記結合リン原子が、Rp配置又はSp配置のいずれかにある、実施態様3に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様7]
前記結合リン原子がSp配置にある、前記アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、
前記結合リン原子がRp配置にある、前記アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、及び
前記結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、前記センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾鎖を含む、実施態様3に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様8]
4つ以上の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様9]
前記結合リン原子がSp配置にある、前記アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、
前記結合リン原子がRp配置にある、前記アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、及び
前記結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、前記センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾を含む、実施態様8に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様10]
5つ以上の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様11]
前記結合リン原子がSp配置にある、前記アンチセンス鎖の3’末端の1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、
前記結合リン原子がRp配置にある、前記アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、及び
前記結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、前記センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾を含む、実施態様10に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様12]
前記結合リン原子がSp配置にある、前記アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、
前記結合リン原子がRp配置にある、前記アンチセンス鎖の3’末端の3番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、
前記結合リン原子がRp配置にある、前記アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、及び
前記結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、前記センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾を含む、実施態様10に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様13]
前記結合リン原子がSp配置にある、前記アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、
前記結合リン原子がRp配置にある、前記アンチセンス鎖の5’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾、及び
前記結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、前記センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端のキラル修飾を含む、実施態様10に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様14]
6つ以上の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様15]
8つ以上の末端のキラル修飾ヌクレオチド間結合を含む、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様16]
前記末端のキラル修飾ヌクレオチド間連結によって結合されたジヌクレオチドの各ヌクレオチドが独立に、非環状ヌクレオチド、LNA、HNA、CeNA、2’-O-メトキシアルキル、2’-O-メチル、2’-O-アリル、2’-C-アリル、2’-デオキシ、2’-フルオロ、2’-O-N-メチルアセトアミド(2’-O-NMA)、2’-O-ジメチルアミノエトキシエチル(2’-O-DMAEOE)、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)、及び2’-ara-Fからなる群から選択される修飾で修飾される、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様17]
前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖のそれぞれが独立に、非環状ヌクレオチド、LNA、HNA、CeNA、2’-O-メトキシアルキル、2’-O-メチル、2’-O-アリル、2’-C-アリル、2’-デオキシ、2’-フルオロ、2’-O-N-メチルアセトアミド(2’-O-NMA)、2’-O-ジメチルアミノエトキシエチル(2’-O-DMAEOE)、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)、及び2’-ara-Fからなる群から選択される修飾で修飾される、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様18]
前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖のそれぞれが15~30ヌクレオチドを有する、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様19]
前記センス鎖が19~22ヌクレオチドを有し、前記アンチセンス鎖が19~25ヌクレオチドを有する、実施態様13に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様20]
少なくとも1つのASGPRリガンドをさらに含む、実施態様1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様21]
前記ASGPRリガンドが、前記センス鎖又は前記アンチセンス鎖の3’末端に付着している、実施態様20に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様22]
前記ASGPRリガンドが、1つ又は複数の切断可能なリンカーを介して付着している、実施態様20に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様23]
前記ASGPRリガンドが、2価又は3価の分岐リンカーを介して付着した1つ又は複数のGalNAc誘導体である、実施態様20に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様24]
前記ASGPRリガンドが、
Figure 0007348185000072
である、実施態様23に記載のキラル修飾dsRNA剤。
[実施態様25]
実施態様1~24のいずれかに記載のキラル修飾dsRNA剤及び薬学的に許容される担体又は賦形剤を含む医薬組成物。
[実施態様26]
実施態様1~25のいずれかに記載のキラル修飾dsRNA剤を標的遺伝子の発現を阻害するのに十分な量で投与する工程を含む、標的遺伝子の発現を阻害するための方法。
[実施態様27]
前記キラル修飾dsRNA剤が、皮下投与又は静脈内投与によって投与される、実施態様30に記載の方法。

Claims (19)

  1. 標的遺伝子の発現を阻害することができるキラル修飾二本鎖RNA(dsRNA)剤であって、19~29ヌクレオチドを有するセンス鎖及び19~30ヌクレオチドを有するアンチセンス鎖を含み、
    前記センス鎖は、5’末端の1番目、2番目、3番目、または4番目のヌクレオチド間結合に存在する1つ又は複数の末端キラル修飾ヌクレオチド間結合を含み、
    前記アンチセンス鎖は、5’末端の1番目、2番目、3番目、または4番目のヌクレオチド間結合に存在する1つ又は複数の末端キラル修飾ヌクレオチド間結合、及び3’末端の1番目、2番目、3番目、または4番目のヌクレオチド間結合に存在する1つ又は複数の末端キラル修飾ヌクレオチド間結合を含み、
    各末端キラル修飾ヌクレオチド間結合はホスホロチオエート結合であり、
    末端キラル修飾が、前記アンチセンス鎖の3’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在し、その結合リン原子がSp配置にあり、かつ
    末端キラル修飾が、前記アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在し、その結合リン原子がRp配置にある、キラル修飾二本鎖RNA剤。
  2. 各末端キラル修飾ヌクレオチド間結合のキラル結合リン原子に関するキラル純度が少なくとも50%である、請求項1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  3. 前記センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に末端キラル修飾が存在し、その結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、請求項1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  4. 4つ以上の末端キラル修飾ヌクレオチド間結合を含み、
    結合リン原子がSp配置にある、アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾、
    結合リン原子がRp配置にある、アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾、及び
    結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾
    を含む、請求項1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  5. 5つ以上の末端キラル修飾ヌクレオチド間結合を含み、
    (i)
    結合リン原子がSp配置にある、アンチセンス鎖の3’末端の1番目、2番目、及び3番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾、
    結合リン原子がRp配置にある、アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾、及び
    結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾
    を含む、あるいは
    (ii)
    結合リン原子がSp配置にある、アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾、
    結合リン原子がRp配置にある、アンチセンス鎖の3’末端の3番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾、
    結合リン原子がRp配置にある、アンチセンス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾、及び
    結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾
    を含む、あるいは
    (iii)
    結合リン原子がSp配置にある、アンチセンス鎖の3’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾、
    結合リン原子がRp配置にある、アンチセンス鎖の5’末端の1番目及び2番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾、及び
    結合リン原子がRp配置又はSp配置のいずれかにある、センス鎖の5’末端の1番目のヌクレオチド間結合に存在する末端キラル修飾
    を含む、
    請求項1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  6. 6つ以上の末端キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む、請求項1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  7. 8つ以上の末端キラル修飾ヌクレオチド間結合を含む、請求項1に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  8. 前記末端キラル修飾ヌクレオチド間連結によって結合されたジヌクレオチドの各ヌクレオチドが、独立に、非環状ヌクレオチド、LNA、HNA、CeNA、2’-O-メトキシアルキル、2’-O-メチル、2’-O-アリル、2’-C-アリル、2’-デオキシ、2’-フルオロ、2’-O-N-メチルアセトアミド(2’-O-NMA)、2’-O-ジメチルアミノエトキシエチル(2’-O-DMAEOE)、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)、及び2’-ara-Fからなる群から選択される修飾で修飾されている、請求項1~7のいずれか一項に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  9. 前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖のそれぞれが独立に、非環状ヌクレオチド、LNA、HNA、CeNA、2’-O-メトキシアルキル、2’-O-メチル、2’-O-アリル、2’-C-アリル、2’-デオキシ、2’-フルオロ、2’-O-N-メチルアセトアミド(2’-O-NMA)、2’-O-ジメチルアミノエトキシエチル(2’-O-DMAEOE)、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)、及び2’-ara-Fからなる群から選択される修飾で修飾されている、請求項1~7のいずれか一項に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  10. 前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖のそれぞれが1925ヌクレオチドを有する、請求項1~9のいずれか一項に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  11. 前記センス鎖が19~22ヌクレオチドを有し、前記アンチセンス鎖が19~25ヌクレオチドを有する、請求項1~9のいずれか一項に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  12. 少なくとも1つのアシアロ糖タンパク質受容体(ASGPR)リガンドをさらに含む、請求項1~11のいずれか一項に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  13. 前記ASGPRリガンドが、前記センス鎖又は前記アンチセンス鎖の3’末端に付着している、請求項12に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  14. 前記ASGPRリガンドが、1つ又は複数の切断可能なリンカーを介して付着している、請求項12または13に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  15. 前記ASGPRリガンドが、2価又は3価の分岐リンカーを介して付着した1つ又は複数のGalNAc誘導体である、請求項12~14のいずれか一項に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  16. 前記ASGPRリガンドが、
    Figure 0007348185000073
    である、請求項15に記載のキラル修飾dsRNA剤。
  17. 請求項1~16のいずれか一項に記載のキラル修飾dsRNA剤及び薬学的に許容される担体又は賦形剤を含む医薬組成物。
  18. 請求項1~16のいずれか一項に記載のキラル修飾dsRNA剤を含む、標的遺伝子の発現を阻害するための組成物。
  19. 皮下投与又は静脈内投与によって投与される、請求項18に記載の組成物。
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