JP7543259B2 - 活性剤の脂質ナノ粒子送達のための脂質 - Google Patents

Description

本開示は、一般に、中性脂質、コレステロールおよびポリマー結合脂質などの他の脂質成分と組み合わせて使用して、核酸をカプセル化する脂質ナノ粒子を形成することができ、インビボおよびインビトロの両方において、治療用核酸（例えば、オリゴヌクレオチド、メッセンジャーＲＮＡ）の細胞内送達を促進することができる、新規カチオン性脂質に関する。

生物学的系において所望の応答に影響を与える核酸の送達に関連する多くの試みがなされている。核酸ベースの治療法には大きな可能性があるが、この可能性を実現するために、細胞または生物内の適切な部位に核酸をより効果的に送達する必要がある。治療用核酸としては、例えば、メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）、アンチセンスオリゴヌクレオチド、リボザイム、ＤＮＡザイム、プラスミド、免疫刺激性核酸、アンタゴミル（ａｎｔａｇｏｍｉｒ）、アンチミル（ａｎｔｉｍｉｒ）、ミミック（ｍｉｍｉｃ）、スーパーミル（ｓｕｐｅｒｍｉｒ）、およびアプタマー（ａｐｔａｍｅｒ）、が挙げられる。ｍＲＮＡまたはプラスミドなどのいくつかの核酸は、例えば、タンパク質または酵素の欠乏に関連する疾患の治療に有用であるように、特定の細胞産生物の発現をもたらすために用いることができる。系に固有であるかどうかにかかわらず、構成物を合成し、選択的なタンパク質配列を生成することができるため、翻訳可能なヌクレオチド送達の治療の用途は非常に広い。核酸の発現産生物は、既存のタンパク質のレベルを増強したり、タンパク質の欠落したものまたは機能していないものを置き換えたり、あるいは、細胞または生物に新しいタンパク質および関連する機能を導入したりすることができる。

ｍｉＲＮＡ阻害剤などのいくつかの核酸は、例えば、タンパク質または酵素の欠乏に関連する疾患の治療に有用であるように、ｍｉＲＮＡによって調節される特定の細胞産生物の発現をもたらすために用いることができる。構成物を合成し、ｍＲＮＡ産生物の発現を調節する１つまたは複数のｍｉＲＮＡを阻害することができるため、ｍｉＲＮＡ阻害の治療の用途は非常に広い。内因性ｍｉＲＮＡの阻害は、その下流の標的内因性タンパク質の発現を増強し、特定のｍｉＲＮＡまたはｍｉＲＮＡのグループに関連する疾患を治療する手段として、細胞または生物の適切な機能を回復させることができる。

他の核酸は、特定のｍＲＮＡの細胞内レベルをダウンレギュレートし、その結果、ＲＮＡ干渉（ＲＮＡｉ）またはアンチセンスＲＮＡの相補的結合などのプロセスを通じて、対応するタンパク質の合成をダウンレギュレートすることができる。オリゴヌクレオチド構成物は、標的ｍＲＮＡに対して指向されたヌクレオチド配列で合成され得るため、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびＲＮＡｉの治療用途も非常に広い。標的には、正常細胞のｍＲＮＡ、癌などの疾患状態に関連するｍＲＮＡ、およびウイルスなどの感染体のｍＲＮＡが含まれ得る。これまで、アンチセンスオリゴヌクレオチド構成物は、インビトロおよびインビボの両方のモデルにおいて、類似のｍＲＮＡの分解を介して標的タンパク質を特異的にダウンレギュレートする能力が示されている。さらに、アンチセンスオリゴヌクレオチド構成物は、現在、臨床研究において評価されている。

しかしながら、現在、治療の適用において、オリゴヌクレオチドの使用には、２つの問題が直面している。第１に、遊離ＲＮＡは、血漿中のヌクレアーゼ消化を受けやすい。第２に、遊離ＲＮＡは、関連する翻訳機構が存在する細胞内部分にアクセスする能力が限られている。カチオン性脂質と、中性脂質、コレステロール、ＰＥＧ、ＰＥＧ化脂質、およびオリゴヌクレオチドなどの他の脂質成分とから形成された脂質ナノ粒子は、血漿中のＲＮＡの分解を阻害し、オリゴヌクレオチドの細胞取込みを促進するために用いられている。

オリゴヌクレオチドの送達のために、カチオン性脂質および脂質ナノ粒子の改良が必要となっている。好ましくは、これらの脂質ナノ粒子は、最適な薬物脂質比を提供し、血清中で分解およびクリアランスから核酸を保護し、全身的または局所的送達に適しており、そして、核酸の細胞内送達を提供する。さらに、これらの脂質－核酸粒子は、耐性が高く、適切な治療指標を提供し、それにより、核酸の有効量での患者の治療が、患者に対する許容できない毒性および／またはリスクに関連することがなくなる。本開示は、これらおよび関連する利点を提供する。

簡単に言うと、本開示は、その立体異性体、薬学的に許容される塩および互変異性体を含む、脂質化合物を提供し、これらは、単独で、または、中性脂質、荷電脂質、ステロイド（例えば、すべてのステロールが含まれる）、および／またはそれらの類似体、および／または、治療剤の送達のための脂質ナノ粒子を形成するためのポリマー結合脂質などの、他の脂質と組み合わせて用いられる。いくつかの例において、脂質ナノ粒子は、アンチセンスＲＮＡおよび／またはメッセンジャーＲＮＡなどの核酸を送達するために用いられる。また、感染体および／またはタンパク質の不足によって引き起こされるものなど、様々な疾患または病気の治療のために脂質ナノ粒子を使用する方法が提供される。

一実施形態において、以下の構造（Ｉ）：

［式中、Ｇ^１、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｌ、およびｎは、本明細書で定義された通りである。］
で示される化合物、または、その薬学的に許容される塩、互変異性体、または立体異性体、が提供される。

また、前記構造（Ｉ）の化合物の１つ以上、および治療剤を含む、医薬組成物が提供される。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、中性脂質、荷電脂質、ステロイド、およびポリマー結合脂質から選択される１つまたは複数の成分をさらに含む。そのような組成物は、治療剤の送達のための脂質ナノ粒子の形成に有用である。

他の実施形態において、本開示は、それを必要とする患者に、治療剤を投与する方法であって、構造（Ｉ）の化合物および治療剤を含む脂質ナノ粒子の組成物を製造または調製すること、および該組成物を患者に送達または投与することを含む方法、を提供する。

本開示のこれらおよび他の態様は、以下の詳細な説明を参照することにより、明確になる。

以下の説明では、本開示の様々な実施形態の全体的な理解を促すために、特定の具体的な詳細が示されている。しかしながら、当業者は、これらの詳細なしで開示が実施され得ることを理解するものである。

本開示は、部分的に、哺乳動物の細胞への核酸などの活性剤または治療剤のインビボ送達のための脂質ナノ粒子において使用される場合に利点を提供する、新規なカチオン性（アミノ）脂質の発見に基づく。特に、本開示の実施形態は、インビボにおいて核酸の活性の増強および組成物の耐性の向上を提供する本明細書に記載の新規カチオン性脂質の１つまたは複数を含む、核酸－脂質ナノ粒子組成物を提供し、その結果、以前の核酸－脂質ナノ粒子組成物と比較して治療指標の有意な増加が得られる。他の実施形態において、開示された脂質およびそれを含む脂質ナノ粒子は、核酸などの活性剤の送達に使用される場合、安全性および／または耐性が向上する。

特定の実施形態において、本開示は、ｍＲＮＡおよび／または他のオリゴヌクレオチドのインビトロおよびインビボ送達のための改善された組成物の製剤化を可能にする、新規なカチオン性脂質を提供する。いくつかの実施形態において、これらの改善された脂質ナノ粒子組成物は、ｍＲＮＡによってコードされるタンパク質の発現に有用である。他の実施形態において、これらの改善された脂質ナノ粒子組成物は、１つの特定のｍｉＲＮＡ、または１つの標的ｍＲＮＡまたはいくつかのｍＲＮＡを調節するｍｉＲＮＡの群を標的とするｍｉＲＮＡ阻害剤を送達することによって、内因性タンパク質発現をアップレギュレートするのに有用である。他の実施形態において、これらの改善された脂質ナノ粒子組成物は、標的遺伝子のタンパク質レベルおよび／またはｍＲＮＡレベルをダウンレギュレートする（例えば、サイレンシングする）のに有用である。他のいくつかの実施形態において、脂質ナノ粒子は、導入遺伝子の発現のためのｍＲＮＡおよびプラスミドの送達にも有用である。さらに他の実施形態において、脂質ナノ粒子組成物は、タンパク質の発現から生じる薬理学的効果、例えば、適切なエリスロポエチンｍＲＮＡの送達による赤血球の産生向上、または、適切な抗原または抗体をコードするｍＲＮＡの送達による感染に対する保護、を誘導するのに有用である。

本開示の実施形態の脂質ナノ粒子および組成物は、インビトロおよびインビボの両方で、核酸などのカプセル化または結びついた（例えば、複合化）治療剤の細胞への送達を含む、様々な目的に使用することができる。したがって、本開示の実施形態は、適切な治療剤をカプセル化または結びついた脂質ナノ粒子に対象を接触させることによって、それを必要とする対象の疾患または障害を治療または予防する方法を提供し、脂質ナノ粒子は、本明細書に記載の新規なカチオン性脂質の１つ以上を含む。

本明細書に記載されるように、本開示の脂質ナノ粒子の実施形態は、例えば、ｍＲＮＡ、アンチセンスオリゴヌクレオチド、プラスミドＤＮＡ、マイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）、ｍｉＲＮＡ阻害剤（アンタゴミル／アンチミル）、メッセンジャーＲＮＡ干渉相補的ＲＮＡ（ｍｉｃＲＮＡ）、ＤＮＡ、多価（ｍｕｌｔｉｖａｌｅｎｔ）ＲＮＡ、ダイサー基質ＲＮＡ、相補的ＤＮＡ（ｃＤＮＡ）などを含む、核酸の送達に特に有用である。したがって、本開示の特定の実施形態の脂質ナノ粒子および組成物は、細胞を、本明細書に記載の１つ以上の新規カチオン性脂質を含む脂質ナノ粒子と接触させることによって、インビトロおよびインビボの両方において、所望のタンパク質の発現を誘導するために使用することができ、ここで、脂質ナノ粒子は、所望のタンパク質（例えば、所望のタンパク質をコードするメッセンジャーＲＮＡまたはプラスミド）を産生するために、またはｍＲＮＡの発現を停止させるプロセスを阻害する（例えば、ｍｉＲＮＡ阻害剤）ために発現される核酸を、カプセル化するか、または核酸と結びつく。あるいは、本開示の実施形態の脂質ナノ粒子および組成物を使用して、本明細書に記載の１つ以上の新規カチオン性脂質を含む脂質ナノ粒子と細胞を接触させることにより、インビトロおよびインビボの両方で標的遺伝子およびタンパク質の発現を減少させることができ、ここで、脂質ナノ粒子は、標的遺伝子の発現を低下させる核酸（例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ））をカプセル化するか、またはそれと結びつく。本開示の実施形態の脂質ナノ粒子および組成物はまた、異なる核酸（例えば、ｍＲＮＡおよびプラスミドＤＮＡ）の別々での、または組み合わせての同時送達のために使用することができ、例えば、異なる核酸（例えば、適切な遺伝子修飾酵素をコードするｍＲＮＡと、宿主ゲノムに組み込むためのＤＮＡセグメント）の共局在化が求められる効果を提供するのに有用である。

本開示の実施形態で使用するための核酸は、任意の利用可能な技術に従って調製することができる。ｍＲＮＡの場合、調製の主要な方法は、限定されるものではないが、酵素合成（インビトロ転写とも呼ばれる）であり、これは、現在、長い配列の特異的ｍＲＮＡを生成するための最も効率的な方法である。インビトロ転写により、目的の遺伝子をコードする下流配列に連結した上流バクテリオファージプロモーター配列（例えば、Ｔ７、Ｔ３およびＳＰ６コリファージからのものを含むがこれに限定されない）により構成される操作したＤＮＡテンプレートからのＲＮＡ分子のテンプレート指向合成のプロセスが説明される。テンプレートＤＮＡは、プラスミドＤＮＡおよびポリメラーゼ連鎖反応の増幅を含むがこれに限定されない、当技術分野でよく知られた適切な技術を用いて、多くの供給源からインビトロ転写のために調製することができる（Linpinsel, J.L and Conn, G.L., General protocols for preparation of plasmid DNA template and Bowman, J.C., Azizi, B., Lenz, T.K., Ray, P., and Williams, L.D. in RNA in vitro transcription and RNA purification by denaturing PAGE in Recombinant and in vitro RNA syntheses Methods v. 941 Conn G.L. (ed), New York, N.Y. Humana Press, 2012、参照）。

ＲＮＡの転写は、対応するＲＮＡポリメラーゼと、アデノシン、グアノシン、ウリジン、およびシチジンのリボヌクレオシド三リン酸（ｒＮＴＰ）の存在下、直線化されたＤＮＡテンプレートを使用して、得られるｍＲＮＡ転写物の潜在的な分解を最小限に抑えながらポリメラーゼ活性をサポートする条件下において、インビトロで行われる。インビトロ転写は、ＲｉｂｏＭａｘ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ ＲＮＡ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｐｒｏｍｅｇａ）、ＭｅｇａＳｃｒｉｐｔ Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｋｉｔｓ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を含むがこれらに限定されない、さまざまな市販のキット、および、ＲＮＡポリメラーゼおよびｒＮＴＰなどの市販の試薬を使用して、実施することができる。ｍＲＮＡのインビトロ転写のための方法は、当技術分野でよく知られている（例えば、Losick, R., 1972, In vitro transcription, Ann Rev Biochem v.41 409-46; Kamakaka, R. T. and Kraus, W. L. 2001. In Vitro Transcription. Current Protocols in Cell Biology. 2:11.6:11.6.1-11.6.17; Beckert, B. And Masquida, B.,(2010) Synthesis of RNA by In Vitro Transcription in RNA in Methods in Molecular Biology v. 703 (Neilson, H. Ed), New York, N.Y. Humana Press, 2010; Brunelle, J.L. and Green, R., 2013, Chapter Five - In vitro transcription from plasmid or PCR-amplified DNA, Methods in Enzymology v. 530, 101-114、参照；これらは全て参照により本明細書に組み込まれる）。

そして、所望のインビトロ転写されたｍＲＮＡは、転写または関連する反応の望ましくない成分（組み込まれないｒＮＴＰ、タンパク質酵素、塩、短いＲＮＡオリゴなどを含む）から精製される。ｍＲＮＡ転写物を単離するための技術は、当技術分野でよく知られている。よく知られている方法としては、フェノール／クロロホルム抽出、または一価カチオンまたは塩化リチウムの存在下でのいずれかのアルコール（エタノール、イソプロパノール）による沈殿が挙げられる。使用可能な精製方法のさらなる例としては、これに限定されるものではないが、サイズ排除クロマトグラフィー（Lukavsky, P.J. and Puglisi, J.D., 2004, Large-scale preparation and purification of polyacrylamide-free RNA oligonucleotides, RNA v.10, 889-893）、シリカベースのアフィニティークロマトグラフィーおよびポリアクリルアミドゲル電気泳動（Bowman, J.C., Azizi, B., Lenz, T.K., Ray, P., and Williams, L.D. in RNA in vitro transcription and RNA purification by denaturing PAGE in Recombinant and in vitro RNA syntheses Methods v. 941 Conn G.L. (ed), New York, N.Y. Humana Press, 2012）、が挙げられる。精製は、ＳＶ Ｔｏｔａｌ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｐｒｏｍｅｇａ）、およびＩｎ Ｖｉｔｒｏ Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｃｌｅａｎｕｐ ａｎｄ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｋｉｔ（Ｎｏｒｇｅｎ Ｂｉｏｔｅｋ）を含むがこれに限定されない、さまざまな市販のキットを用いて実施することができる。

さらに、逆転写は大量のｍＲＮＡを生成することができるが、生成物には、完全な長さのｍＲＮＡ調製物から除去する必要があり得る、望ましくないポリメラーゼ活性に関連する多数の異常なＲＮＡ不純物が含まれる可能性がある。これらには、異常な転写開始から生じる短いＲＮＡ、ならびに、ＲＮＡ依存性ＲＮＡポリメラーゼ活性によって生成される二本鎖ＲＮＡ（ｄｓＲＮＡ）、ＲＮＡテンプレートからのＲＮＡプライム転写、および自己相補的な３’伸長、が含まれる。ｄｓＲＮＡ構造を有するこれらの汚染物質は、特定の核酸構造を認識して強力な免疫応答を誘導する働きをする真核細胞のさまざまな先天性免疫センサーと相互作用をすることによって、望ましくない免疫刺激活性をもたらす可能性があることが実証されている。また、先天性細胞免疫応答中にタンパク質合成が低下するため、ｍＲＮＡの翻訳が劇的に低下し得る。したがって、これらのｄｓＲＮＡ汚染物質を除去するための更なる技術が開発され、当技術分野で知られており、これには、スケーラブルＨＰＬＣ精製（例えば、Kariko, K., Muramatsu, H., Ludwig, J. And Weissman, D., 2011, Generating the optimal mRNA for therapy: HPLC purification eliminates immune activation and improves translation of nucleoside-modified, protein-encoding mRNA, Nucl Acid Res, v. 39 e142; Weissman, D., Pardi, N., Muramatsu, H., and Kariko, K., HPLC Purification of in vitro transcribed long RNA in Synthetic Messenger RNA and Cell Metabolism Modulation in Methods in Molecular Biology v.969 (Rabinovich, P.H. Ed), 2013、参照）が挙げられるが、これに限定されるものではない。ＨＰＬＣで精製されたｍＲＮＡは、特に初代細胞およびインビボにおいて、非常に高いレベルで翻訳されることが報告されている。

インビトロで転写されたｍＲＮＡの特定の特性を変更し、その有用性を向上するために使用される、かなりの種類の修飾が当技術分野で説明されている。これらには、ｍＲＮＡの５’および３’末端への修飾が含まれるが、これらに限定されるものではない。内因性の真核生物のｍＲＮＡは、通常、ｍＲＮＡキャップ結合タンパク質（ＣＢＰ）の結合を仲介するのに重要な役割を果たす、成熟分子の５’末端にキャップ構造を含み、これは、細胞内のｍＲＮＡ安定性およびｍＲＮＡ翻訳の効率の向上に関与する。したがって、最高レベルのタンパク質発現は、キャップされたｍＲＮＡ転写物で達成される。５’キャップには、５’－のほとんどのヌクレオチドとグアニンヌクレオチドとの間の５’－５’－三リン酸リンケージが含まれる。共役グアニンヌクレオチドはＮ７の位置でメチル化されている。追加の修飾には、２’－ヒドロキシル基の最後と最後から２番目のほとんどの５’－ヌクレオチドのメチル化が含まれる。

複数の異なるキャップ構造は、インビトロで転写された合成ｍＲＮＡの５’キャップを生成するために使用され得る。合成ｍＲＮＡの５’キャッピングは、化学的キャップ類似体と共転写的に行うことができる（すなわち、インビトロ転写中のキャッピング）。例えば、アンチリバースキャップアナログ（ＡＲＣＡ）キャップには、５’－５’－三リン酸グアニン－グアニンリンケージが含まれ、１つのグアニンは、Ｎ７メチル基および３’－Ｏ－メチル基を含む。しかしながら、この同時転写プロセスの間、転写物の最大２０％がキャップされないままであり、合成キャップアナログは実際の細胞ｍＲＮＡの５’キャップ構造と同一ではなく、翻訳性と細胞安定性が低下する可能性がある。あるいは、合成ｍＲＮＡ分子はまた、転写後に酵素的にキャップされ得る。これらは、より実際に近い５’－キャップ構造を生成することができ、それは、キャップ結合タンパク質の結合を強化し、半減期を延長し、５’エンドヌクレアーゼに対する感受性を低下させ、および／または５’デキャッピングを減少させる、内因性５’キャップを、構造的または機能的により近く模倣する。多数の合成５’キャップアナログが開発され、ｍＲＮＡの安定性および翻訳性を増強することが当技術分野で知られている（例えば、Grudzien-Nogalska, E., Kowalska, J., Su, W., Kuhn, A.N., Slepenkov, S.V., Darynkiewicz, E., Sahin, U., Jemielity, J., and Rhoads, R.E., Synthetic mRNAs with superior translation and stability properties in Synthetic Messenger RNA and Cell Metabolism Modulation in Methods in Molecular Biology v.969 (Rabinovich, P.H. Ed), 2013、参照）

３’末端では、通常、ＲＮＡプロセッシング中にアデニンヌクレオチドの長鎖（ポリＡテール）がｍＲＮＡ分子に付加される。転写直後に、転写物の３’末端が切断されて３’ヒドロキシルが遊離し、ポリＡポリメラーゼが、ポリアデニル化と呼ばれるプロセスでＲＮＡにアデニンヌクレオチド鎖を付加する。ポリＡテールは、ｍＲＮＡの翻訳効率と安定性の両方を高めることが広く示されている（Bernstein, P. and Ross, J., 1989, Poly (A), poly (A) binding protein and the regulation of mRNA stability, Trends Bio Sci v. 14 373-377; Guhaniyogi, J. And Brewer, G., 2001, Regulation of mRNA stability in mammalian cells, Gene, v. 265, 11-23; Dreyfus, M. And Regnier, P., 2002, The poly (A) tail of mRNAs: Bodyguard in eukaryotes, scavenger in bacteria, Cell, v.111, 611-613、参照）。

インビトロで転写されたｍＲＮＡのポリ（Ａ）テーリングは、これに限定されるものではないが、ポリ（Ｔ）トラクトのＤＮＡテンプレートへのクローニング、またはポリ（Ａ）ポリメラーゼを用いた転写後付加など、さまざまな方法を用いて達成され得る。最初のケースでは、ポリ（Ｔ）トラクトのサイズに応じて、規定の長さのポリ（Ａ）テールを有するｍＲＮＡのインビトロ転写が可能であるが、テンプレートの追加操作が必要である。後者のケースでは、ＲＮＡの３’末端へのアデニン残基の取り込みを触媒するポリ（Ａ）ポリメラーゼを用いて、インビトロで転写されたｍＲＮＡにポリ（Ａ）テールを酵素的に付加するものであり、ＤＮＡテンプレートの追加操作が不要であるが、不均一な長さのポリ（Ａ）テールを有するｍＲＮＡが得られる。５’－キャッピングおよび３’－ポリ（Ａ）テーリングは、さまざまな市販のキット、例えば、これに限定されるものではないが、Ｐｏｌｙ（Ａ）Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｔａｉｌｉｎｇ ｋｉｔ（ＥｐｉＣｅｎｔｅｒ）、ｍＭＥＳＳＡＧＥ ｍＭＡＣＨＩＮＥ Ｔ７ Ｕｌｔｒａ ｋｉｔ、およびＰｏｌｙ （Ａ）Ｔａｉｌｉｎｇ ｋｉｔ（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、および、市販の試薬、各種ＡＲＣＡキャップ、ポリ（Ａ）ポリメラーゼなど、を用いて実施することができる。

５’キャップおよび３’ポリアデニル化に加えて、インビトロ転写の他の修飾が、翻訳の効率と安定性に関する利点を提供することが報告されている。病原性のＤＮＡおよびＲＮＡが真核生物内の様々なセンサーによって認識され、強力な自然免疫応答を誘発することができることが、当技術分野でよく知られている。病原性と自己のＤＮＡおよびＲＮＡを区別する能力は、天然源からのほとんどの核酸が修飾ヌクレオシドを含むため、少なくとも部分的には、構造およびヌクレオシド修飾に基づいていることが示されている。対照的に、インビトロで合成されたＲＮＡはこれらの修飾を欠如しているため、免疫刺激性になり、上記のように効果的なｍＲＮＡ翻訳を阻害する可能性がある。インビトロ転写されたｍＲＮＡへの修飾ヌクレオシドの導入は、ＲＮＡセンサーの認識と活性化を防止するために使用でき、それにより、この望ましくない免疫刺激活性を軽減し、翻訳能力を向上させ得る（例えば、Kariko, K. And Weissman, D. 2007, Naturally occurring nucleoside modifications suppress the immunostimulatory activity of RNA: implication for therapeutic RNA development, Curr Opin Drug Discov Devel, v.10 523-532; Pardi, N., Muramatsu, H., Weissman, D., Kariko, K., In vitro transcription of long RNA containing modified nucleosides in Synthetic Messenger RNA and Cell Metabolism Modulation in Methods in Molecular Biology v.969 (Rabinovich, P.H. Ed), 2013; Kariko, K., Muramatsu, H., Welsh, F.A., Ludwig, J., Kato, H., Akira, S., Weissman, D., 2008, Incorporation of Pseudouridine Into mRNA Yields Superior Nonimmunogenic Vector With Increased Translational Capacity and Biological Stability, Mol Ther v.16, 1833-1840、参照）。修飾ＲＮＡの合成に使用される修飾ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、当技術分野で知られている一般的な方法および手法を用いて、調製し、監視し、利用することができる。単独で、または他の修飾ヌクレオシドとある程度組み合わせて、インビトロで転写されたｍＲＮＡに組み込むことができる多種多様なヌクレオシド修飾が利用可能である（例えば、ＵＳ２０１２／０２５１６１８、参照）。ヌクレオシド修飾ｍＲＮＡのインビトロ合成では、翻訳能力の強化とともに免疫センサーを活性化する能力が低下していることが報告されている。

翻訳性と安定性の観点から利益をもたらすように修飾され得るｍＲＮＡの他の成分として、５’および３’非翻訳領域（ＵＴＲ）が挙げられる。ＵＴＲ（好ましい５’および３’ＵＴＲは細胞またはウイルスＲＮＡから得ることができる）の最適化は、両方または独立して、ｍＲＮＡの安定性とインビトロで転写されたｍＲＮＡの翻訳効率を高めることが示されている（例えば、 Pardi, N., Muramatsu, H., Weissman, D., Kariko, K., In vitro transcription of long RNA containing modified nucleosides in Synthetic Messenger RNA and Cell Metabolism Modulation in Methods in Molecular Biology v.969 (Rabinovich, P.H. Ed), 2013、参照）。

ｍＲＮＡに加えて、他の核酸ペイロードを本開示のために用いることができる。オリゴヌクレオチドの場合、調製方法として、これに限定されるものではないが、化学的合成、および、より長い前駆体の酵素的および化学的な切断、上記のインビトロ転写などが挙げられる。ＤＮＡおよびＲＮＡヌクレオチドの合成方法は、当技術分野において広く使用され、よく知られている（例えば、Gait, M. J. (ed.) Oligonucleotide synthesis: a practical approach, Oxford [Oxfordshire], Washington, D.C.: IRL Press, 1984; and Herdewijn, P. (ed.) Oligonucleotide synthesis: methods and applications, Methods in Molecular Biology, v. 288 (Clifton, N.J.) Totowa, N.J.: Humana Press, 2005; これらはともに参照により本明細書に組み込まれる）。

プラスミドＤＮＡでは、本開示の実施形態で用いる製剤は、これに限定されるものではないが、一般に、目的のプラスミドを含む細菌の液体培養におけるインビトロでのプラスミドＤＮＡの増大および単離を利用する。特定の抗生物質（ペニシリン、カナマイシンなど）に対する耐性をコードする目的のプラスミド中の遺伝子の存在により、目的のプラスミドを含む細菌が、抗生物質を含む培養物で選択的に増殖することが可能である。プラスミドＤＮＡを単離する方法は、当技術分野で広く使用され、よく知られている（例えば、Heilig, J., Elbing, K. L. and Brent, R., (2001), Large-Scale Preparation of Plasmid DNA, Current Protocols in Molecular Biology, 41:II:1.7:1.7.1-1.7.16; Rozkov, A., Larsson, B., Gillstroem, S., Bjoernestedt, R. and Schmidt, S. R., (2008), Large-scale production of endotoxin-free plasmids for transient expression in mammalian cell culture, Biotechnol. Bioeng., 99: 557-566; and US 6,197,553 B1、参照）。プラスミドの単離は、さまざまな市販のキット、例えば、これに限定されるものではないが、Ｐｌａｓｍｉｄ Ｐｌｕｓ（Ｑｉａｇｅｎ）、ＧｅｎＪＥＴ ｐｌａｓｍｉｄ ＭａｘｉＰｒｅｐ（Ｔｈｅｒｍｏ）、Ｐｕｒｅ Ｙｉｅｌｄ ＭａｘｉＰｒｅｐ（Ｐｒｏｍｅｇａ）のキット、および、市販の試薬を用いて実施することができる。

本開示のカチオン性脂質、およびそれを含む脂質ナノ粒子および組成物の様々な例示的な実施形態、ならびに、遺伝子およびタンパク質の発現を調節するための核酸などの活性物（例えば、治療剤）を送達するためのそれらの使用について、以下においてさらに詳細に説明する。

本明細書において、以下の用語は、特に断りのない限り、そこで述べた意味を有する。

文脈上特に断りのない限り、本明細書および特許請求の範囲の全体を通じて、「含む」という文言およびその変形、例えば、「含み」および「含んで」は、オープンで包括的な意味で、すなわち「含むがこれに限定されない」と解釈されるものである。

本明細書を通して「一実施形態」または「実施形態」の参照は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々なところでの「一実施形態において」または「実施形態において」という表現の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を意味するとは限らない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において、任意の適切な方法で組み合わせることができる。

特に断りのない限り、本明細書で用いられるすべての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。明細書および特許請求の範囲において、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に別のことを示さない限り、複数形の意味を含む。

「所望のタンパク質の発現を誘導する」との表現は、所望のタンパク質の発現を増加させる核酸の能力を意味する。タンパク質発現の程度を調べるために、試験サンプル（例えば、所望のタンパク質を発現する培養中の細胞のサンプル）、または試験哺乳動物（例えば、ヒトまたは動物などの哺乳動物）のモデル、例えば、げっ歯類（例えば、マウス）または非ヒト霊長類（例えば、サル）のモデルを、核酸（例えば、本開示の脂質と組み合わせた核酸）と接触させる。試験サンプルまたは試験動物における所望のタンパク質の発現を、核酸と接触または投与されていない、対照のサンプル（例えば、所望のタンパク質を発現する培養中の細胞のサンプル）、または対照の哺乳動物（例えば、ヒトまたは動物などの哺乳動物）のモデル、例えば、げっ歯類（例えば、マウス）または非ヒト霊長類（例えば、サル）のモデル、における所望のタンパク質の発現と比較する。所望のタンパク質が対照サンプルまたは対照哺乳動物に存在する場合、対照サンプルまたは対照哺乳動物における所望のタンパク質の発現に、１．０の値を割り当てることができる。特定の実施形態において、所望のタンパク質の発現を誘導することは、試験サンプルまたは試験哺乳動物における所望のタンパク質の発現の、対照サンプルまたは対照哺乳動物における所望のタンパク質の発現のレベルに対する比が、１より大きい場合に、例えば、約１．１、１．５、２．０、５．０、または１０．０の場合に、達成される。所望のタンパク質が対照サンプルまたは対照哺乳動物に存在しない場合、所望のタンパク質の発現を誘導することは、試験サンプルまたは試験哺乳動物において測定可能なレベルの所望のタンパク質が検出されたときに達成される。当業者は、サンプル中のタンパク質の発現レベルを決定するための適切なアッセイ、例えば、ドットブロット、ノーザンブロット、ｉｎ・ｓｉｔｕハイブリダイゼーション、ＥＬＩＳＡ、免疫沈降、酵素機能、および表現型アッセイ、または、適切な条件下で蛍光または発光を生成できるレポータータンパク質に基づくアッセイ、を理解するものである。

「標的遺伝子の発現を阻害する」との表現は、標的遺伝子の発現を、サイレンシング、低減、または阻害する核酸の能力を意味する。遺伝子サイレンシングの程度を調べるために、試験サンプル（例えば、標的遺伝子を発現する培養中の細胞のサンプル）、または試験哺乳動物（例えば、ヒトまたは動物などの哺乳動物）のモデル、例えば、げっ歯類（例えば、マウス）または非ヒト霊長類（例えば、サル）のモデルを、標的遺伝子の発現をサイレンシング、低減または阻害する核酸と接触させる。試験サンプルまたは試験動物における標的遺伝子の発現を、核酸と接触または投与されていない、対照のサンプル（例えば、標的遺伝子を発現する培養中の細胞のサンプル）、または対照の哺乳動物（例えば、ヒトまたは動物などの哺乳動物）、例えば、げっ歯類（例えば、マウス）または非ヒト霊長類（例えば、サル）のモデルにおける標的遺伝子の発現と比較する。対照サンプルまたは対照哺乳動物における標的遺伝子の発現は、１００％の値を割り当てることができる。特定の実施形態において、標的遺伝子の発現のサイレンシング、阻害、または低減は、対照サンプルまたは対照哺乳動物における標的遺伝子発現のレベルに対する、試験サンプルまたは試験哺乳動物における標的遺伝子発現のレベルが、約９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、または０％である場合に達成される。言い換えれば、核酸は、試験サンプルまたは試験哺乳類において、核酸と接触または投与されていない対照サンプルまたは対照哺乳動物における標的遺伝子発現レベルに対して、標的遺伝子の発現を少なくとも約５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％で、サイレンシング、低減、または阻害することができる。標的遺伝子発現のレベルを決定するための適切なアッセイとしては、これに限定されるものではないが、例えば、ドットブロット、ノーザンブロット、ｉｎ・ｓｉｔｕハイブリダイゼーション、ＥＬＩＳＡ、免疫沈降、酵素機能、および当業者に知られた表現型アッセイなどの、当業者に知られている技術を用いたタンパク質またはｍＲＮＡのレベルの試験が挙げられる。

活性剤または治療用核酸などの治療剤の「有効量」または「治療有効量」は、所望の効果、例えば、核酸の非存在下で検出される通常の発現レベルとの比較における標的配列の発現の増加または阻害、をもたらすのに十分な量のことである。標的配列の発現の増加は、核酸の非存在下で存在しない発現産生物の場合には、測定可能なレベルが検出されたときに達成される。発現産生物が核酸と接触する前にあるレベルで存在する場合には、発現の増加は、対照と比較して、ｍＲＮＡなどの核酸で得られる値の増加の倍数が、約１．０５、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．７５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、４０、５０、７５、１００、２５０、５００、７５０、１０００、５０００、１００００、またはそれ以上であるときに、達成される。標的遺伝子または標的配列の発現の阻害は、対照と比較して、アンチセンスオリゴヌクレオチドなどの核酸で得られる値が、約９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、または０％である場合に達成される。標的遺伝子または標的配列の発現を測定するための適切なアッセイとしては、例えば、ドットブロット、ノーザンブロット、ｉｎ・ｓｉｔｕハイブリダイゼーション、ＥＬＩＳＡ、免疫沈降、酵素機能、適切なレポータータンパク質の蛍光または発光、および当業者に知られた表現型アッセイなどの、当業者に知られている技術を用いたタンパク質またはＲＮＡのレベルの試験が挙げられる。

本明細書において、「核酸」との用語は、一本鎖または二本鎖のいずれかの形態の少なくとも２つのデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドを含むポリマーを意味し、ＤＮＡ、ＲＮＡ、およびそれらのハイブリッドが含まれる。ＤＮＡは、アンチセンス分子、プラスミドＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ＰＣＲ産生物、またはベクターの形態をとることができる。ＲＮＡは、スモールヘアピンＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）、メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）、アンチセンスＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ｍｉｃＲＮＡ、多価ＲＮＡ、ダイサー基質ＲＮＡ、またはウイルスＲＮＡ（ｖＲＮＡ）、およびそれらの組み合わせの形態であり得る。核酸には、既知のヌクレオチド類似体または修飾された骨格残基または結合を含む核酸が含まれ、これらは、合成、天然および非天然に存在し、およびこれらは、参照の核酸と同様の結合特性を有する。そのような類似体としては、これに限定されるものではないが、例えば、ホスホロチオエート、ホスホロアミダイト、メチルホスホネート、キラルメチルホスホネート、２’－０－メチルリボヌクレオチド、およびペプチド核酸（ＰＮＡ）が挙げられる。特に限定されない限り、この用語は、参照の核酸と同様の結合特性を有する天然ヌクレオチドの既知の類似体を含む核酸を包含する。特に断りのない限り、特定の核酸配列はまた、その保存的に修飾された変異体（例えば、縮重コドン置換）、対立遺伝子、オルソログ、一塩基多型、および相補的配列、ならびに明示的に示された配列を、暗黙的に包含する。具体的には、縮重コドン置換は、１つまたは複数の選択された（またはすべての）コドンの第３位が混合塩基および／またはデオキシイノシン残基で置換された配列を生成することによって達成され得る（Batzer et al., Nucleic Acid Res., 19:5081 (1991); Ohtsuka et al., J. Biol. Chem., 260:2605-2608 (1985); Rossolini et al., Mol. Cell. Probes, 8:91-98 (1994)）。「ヌクレオチド」は、糖デオキシリボース（ＤＮＡ）またはリボース（ＲＮＡ）、塩基、およびリン酸基を含む。ヌクレオチドは、リン酸基を介して結合している。「塩基」には、プリンおよびピリミジンが含まれ、さらに、天然化合物であるアデニン、チミン、グアニン、シトシン、ウラシル、イノシン、および天然類似体、およびプリンおよびピリミジンの合成誘導体が含まれ、これには、例えば、これ限定されるものではないが、アミン、アルコール、チオール、カルボキシレート、およびアルキルハライドなどの新たな反応性基を配置する修飾体が含まれるが、これらに限定されるものではない。核酸のプロドラッグは、本発明の様々な実施形態に含まれる。

「遺伝子」との用語は、ポリペプチドまたは前駆体ポリペプチドの産生に必要な部分長または全長コード配列を含む核酸（例えば、ＤＮＡまたはＲＮＡ）配列を意味する。

本明細書において、「遺伝子産生物」は、ＲＮＡ転写物またはポリペプチドなどの遺伝子の産生物を意味する。

「脂質」との用語は、脂肪酸のエステルを含むがこれらに限定されない有機化合物のグループを意味し、一般に、水に溶けにくいが、多くの有機溶媒に溶ける特徴がある。それらは通常、少なくとも３つのクラス：（１）「単純脂質」（これには脂肪と油およびワックスが含まれる）；（２）「複合脂質」（これにはリン脂質および糖脂質が含まれる）；および、（３）「誘導脂質」（例えばステロイド）、に分類される。

「ステロイド」は、以下の炭素骨格：

を含む化合物である。ステロイドとしては、これに限定されるものではないが、例えば、コレステロールなどが挙げられる。

「カチオン性脂質」は、正に帯電することができる脂質を意味する。カチオン性脂質には、例えば、正電荷を帯びる１つまたは複数のアミン基が含まれる。好ましいカチオン性脂質は、それらがｐＨに応じて正に帯電したまたは中性の形態で存在することができるようにイオン化可能である。カチオン性脂質のイオン化は、さまざまなｐＨ条件下で脂質ナノ粒子の表面電荷に影響を与える。この電荷状態は、血漿タンパク質の吸収、血液クリアランス、および組織分布（Semple, S.C., et al., Adv. Drug Deliv Rev 32:3-17 (1998)）、および、核酸の細胞内送達に重要なエンドソーム溶解性の非二層構造を形成する能力（Hafez, I.M., et al., Gene Ther 8:1188-1196 (2001)）に、影響を与え得る。

「ポリマー結合脂質」との用語は、脂質部分とポリマー部分の両方を含む分子を意味する。ポリマー結合脂質の一例は、ペグ化脂質である。「ペグ化脂質」との用語は、脂質部分とポリエチレングリコール部分の両方を含む分子を意味する。ペグ化脂質は、当技術分野で知られており、１－（モノメトキシ－ポリエチレングリコール）－２，３－ジミリストイルグリセロール（ＰＥＧ－ＤＭＧ）などが挙げられる。

「中性脂質」との用語は、選択されたｐＨにおいて非荷電または中性の双性イオン形態のいずれかで存在するいくつかの脂質種のいずれかを意味する。生理学的ｐＨにおいて、そのような脂質としては、これに限定されるものではないが、１，２－ジステアロイル－ｓｎ－グリセロ－３－ホスホコリン（ＤＳＰＣ）、１，２－ジパルミトイル－ｓｎ－グリセロ－３－ホスホコリン（ＤＰＰＣ）、１，２－ジミリストイル－ｓｎ－グリセロ－３－ホスホコリン（ＤＭＰＣ）、１－パルミトイル－２－オレオイル－ｓｎ－グリセロ－３－ホスホコリン（ＰＯＰＣ）、１，２－ジオレオイル－ｓｎ－グリセロ－３－ホスホコリン（ＤＯＰＣ）などのホスホチジルコリン、１，２－ジオレオイル－ｓｎ－グリセロ－３－ホスホエタノールアミン（ＤＯＰＥ）などのホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴミエリン（ＳＭ）、セラミド、ステロールなどのステロイド、およびそれらの誘導体が挙げられる。中性脂質は、合成または天然由来であり得る。

「荷電脂質」との用語は、有用な生理学的範囲のｐＨ、例えば、ｐＨ～３からｐＨ～９内、とは無関係に、正に帯電した形態または負に帯電した形態のいずれかで存在するいくつかの脂質種のいずれかを意味する。荷電脂質は、合成または天然由来であり得る。荷電脂質としては、例えば、ホスファチジルセリン、ホスファチジル酸、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、ヘミコハク酸ステロール、ジアルキルトリメチルアンモニウム－プロパン（例えば、ＤＯＴＡＰ、ＤＯＴＭＡ）、ジアルキルジメチルアミノプロパン、エチルホスホコリン、ジメチルアミノエタンカルバモイルステロール（例えば、ＤＣ－Ｃｈｏｌ）が挙げられる。

「脂質ナノ粒子」との用語は、構造（Ｉ）の化合物または他の特定のカチオン性脂質のうちの１つまたは複数を含む、ナノメートルのオーダー（例えば、１～１，０００ｎｍ）の少なくとも１つの寸法を有する粒子を意味する。いくつかの実施形態において、開示されたカチオン性脂質（例えば、構造（Ｉ）の化合物）を含む脂質ナノ粒子は、核酸（例えば、ｍＲＮＡ）などの活性剤または治療剤を目的の標的部位（例えば、細胞、組織、器官、腫瘍など）に送達するために用いられ得る製剤に含まれる。いくつかの実施形態において、脂質ナノ粒子は、構造（Ｉ）の化合物および核酸を含む。このような脂質ナノ粒子は、通常、構造（Ｉ）の化合物、および、中性脂質、荷電脂質、ステロイド、およびポリマー結合脂質から選択される１つまたは複数の賦形剤を含む。いくつかの実施形態において、核酸などの活性剤または治療剤は、脂質ナノ粒子の脂質部分、または脂質ナノ粒子の脂質部分の一部または全部によって包まれた水性空間に、カプセル化することができ、それによって、酵素による分解、または宿主生物または細胞のメカニズムによって誘発される他の望ましくない影響、例えば、有害な免疫応答、からそれを保護する。

様々な実施形態において、脂質ナノ粒子は、平均粒子径が、約３０ｎｍ～約１５０ｎｍ、約４０ｎｍ～約１５０ｎｍ、約５０ｎｍ～約１５０ｎｍ、約６０ｎｍ～約１３０ｎｍ、約７０ｎｍ～約１１０ｎｍ、約７０ｎｍ～約１００ｎｍ、約８０ｎｍ～約１００ｎｍ、約９０ｎｍ～約１００ｎｍ、約７０～約９０ｎｍ、約８０ｎｍ～約９０ｎｍ、約７０ｎｍ～約８０ｎｍ、または、約３０ｎｍ、３５ｎｍ、４０ｎｍ、４５ｎｍ、５０ｎｍ、５５ｎｍ、６０ｎｍ、６５ｎｍ、７０ｎｍ、７５ｎｍ、８０ｎｍ、８５ｎｍ、９０ｎｍ、９５ｎｍ、１００ｎｍ、１０５ｎｍ、１１０ｎｍ、１１５ｎｍ、１２０ｎｍ、１２５ｎｍ、１３０ｎｍ、１３５ｎｍ、１４０ｎｍ、１４５ｎｍ、または１５０ｎｍであり、実質的に無毒である。特定の実施形態において、核酸は、脂質ナノ粒子に存在する場合、水溶液中でヌクレアーゼによる分解に対して耐性がある。核酸を含む脂質ナノ粒子およびその製造方法は、例えば、米国特許公開２００４／０１４２０２５、２００７／００４２０３１、およびＰＣＴ公開ＷＯ２０１３／０１６０５８、およびＷＯ２０１３／０８６３７３（これらの開示は全て、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる）に開示されている。

本明細書において、「脂質カプセル化」は、完全カプセル化、部分カプセル化、またはその両方を伴う、核酸（例えば、ｍＲＮＡ）などの活性剤または治療剤を提供する脂質ナノ粒子を意味する。一実施形態において、核酸（例えば、ｍＲＮＡ）は、脂質ナノ粒子に完全にカプセル化されている。

本明細書において、「水溶液」との用語は、水を含む組成物を意味する。

核酸－脂質ナノ粒子に関する「血清安定性」とは、遊離ＤＮＡまたはＲＮＡを著しく分解する血清またはヌクレアーゼアッセイに曝露した後に、ヌクレオチドが有意に分解しないことを意味する。適切なアッセイとしては、例えば、標準的な血清アッセイ、ＤＮＡｓｅアッセイ、またはＲＮＡｓｅアッセイが挙げられる。

本明細書において、「全身送達」とは、生物内において活性剤を広範に曝露させることができる治療生成物の送達を意味する。投与のいくつかの技術は、特定の薬剤を全身送達させ、他の薬剤はそうさせないようにできる。全身送達は、有用な、好ましくは治療的な量の薬剤が体のほとんどの部分に曝露されることを意味する。脂質ナノ粒子の全身送達は、例えば、静脈内、動脈内、皮下、および腹腔内の送達を含む、当技術分野で知られている任意の手段によりなされ得る。いくつかの実施形態において、脂質ナノ粒子の全身送達は、静脈内送達によるものである。

本明細書において、「局所送達」とは、生物内の標的部位に直接的に活性剤を送達することを意味する。例えば、薬剤は、腫瘍などの疾患部位、炎症部位などの他の標的部位、または、肝臓、心臓、膵臓、腎臓などの標的器官への直接の注射によって、局所的に送達することができる。局所送達としてはまた、局所塗布、または、筋肉内、皮下または皮内注射などの局所注射技術を挙げることができる。局所送達は、全身の薬理学的効果を排除するものではない。

「アルキル」は、飽和または不飽和（すなわち、１つまたは複数の二重結合（アルケニル）および／または三重結合（アルキニル）を含む）である、炭素および水素原子のみからなる分岐または非分岐（すなわち、直鎖）の炭化水素鎖の基を意味し、例えば、１～２４個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_２４アルキル）、４～２０個の炭素原子（Ｃ_４－Ｃ_２０アルキル）、６～１６個の炭素原子（Ｃ_６－Ｃ_１６アルキル）、６～９個の炭素原子（Ｃ_６－Ｃ_９アルキル）、１～１５個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_１５アルキル）、１～１２個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_１２アルキル）、１～８個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_８アルキル）、または１～６個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_６アルキル）を有しており、これは、単結合によって分子の残りの部分に結合し、例えば、メチル、エチル、ｎ－プロピル、１－メチルエチル（イソプロピル）、ｎ－ブチル、ｎ－ペンチル、１，１－ジメチルエチル（ｔ－ブチル）、３－メチルヘキシル、２－メチルヘキシル、エテニル、プロパ－１－エニル、ブタ－１－エニル、ペンタ－１－エニル、ペンタ－１，４－ジエニル、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニルなどである。本明細書で特に断りのない限り、アルキル基は任意に置換されていてもよい。

「アルキレン」または「アルキレン鎖」は、飽和または不飽和（すなわち、１つまたは複数の二重結合（アルケニレン）および／または三重結合（アルキニレン））である、炭素および水素のみからなる、分子の残りを他の基に結合する分岐または非分岐（すなわち、直線）の二価の炭化水素鎖を意味し、例えば、１～２４個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_２４アルキレン）、１～１５個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_１５アルキレン）、１～１２個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_１２アルキレン）、１～８個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_８アルキレン）、１～６個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_６アルキレン）、２～４個の炭素原子（Ｃ_２－Ｃ_４アルキレン）、１～２個の炭素原子（Ｃ_１－Ｃ_２アルキレン）を有しており、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、ｎ－ブチレン、エテニレン、プロペニレン、ｎ－ブテニレン、プロピニレン、ｎ－ブチニレンなどである。アルキレン鎖は、単結合または二重結合を介して分子の残りの部分に結合し、単結合または二重結合を介して他の基に結合する。分子の残りの部分および他の基へのアルキレン鎖の結合点は、鎖内の１つの炭素または任意の２つの炭素を介することができる。本明細書で特に断りのない限り、アルキレン鎖は任意に置換されていてもよい。

「シクロアルキル」または「炭素環」は、炭素原子および水素原子のみからなる安定な非芳香族の単環式または多環式の炭化水素基を意味し、これには縮合または架橋環系が含まれ、３～１５個の炭素原子を有し、好ましくは３～１０個の炭素原子を有し、飽和または不飽和で、単結合によって分子の残りの部分に結合する。単環式基としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、およびシクロオクチルが挙げられる。多環式基としては、例えば、アダマンチル、ノルボルニル、デカリニル、７，７－ジメチル－ビシクロ［２．２．１］ヘプタニルなどが挙げられる。本明細書で特に断りのない限り、シクロアルキル基は任意に置換されていてもよい。

「シクロアルキレン」は、二価のシクロアルキル基である。本明細書で特に断りのない限り、シクロアルキレン基は、任意に置換されていてもよい。

「ヘテロシクリル」または「複素環」は、２～１２個の炭素原子、および、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される１～６個のヘテロ原子からなる安定な３～１８員の非芳香族環基を意味する。

本明細書において、「置換」との用語は、少なくとも１つの水素原子が、非水素原子への結合によって置き換えられた上記の基（例えば、アルキル、アルキレン、シクロアルキル、シクロアルキレン、またはヘテロシクリル）のいずれかを意味し、これに限定されるものではないが、例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩなどのハロゲン原子；オキソ基（＝Ｏ）；ヒドロキシル基（－ＯＨ）；Ｃ_１－Ｃ_１２アルキル基；シクロアルキル基；－（Ｃ＝Ｏ）ＯＲ’；－Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｒ’；－Ｃ（＝Ｏ）Ｒ’；－ＯＲ’；－Ｓ（Ｏ）_ｘＲ’；－Ｓ－ＳＲ’；－Ｃ（＝Ｏ）ＳＲ’；－ＳＣ（＝Ｏ）Ｒ’；－ＮＲ’Ｒ’；－ＮＲ’Ｃ（＝Ｏ）Ｒ’；－Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ’Ｒ’；－ＮＲ’Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ’Ｒ’；－ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲ’Ｒ’；－ＮＲ’Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ’；－ＮＲ’Ｓ（Ｏ）_ｘＮＲ’Ｒ’；－ＮＲ’Ｓ（Ｏ）_ｘＲ’；および、－Ｓ（Ｏ）ｘＮＲ’Ｒ’であり、ここで、Ｒ’は、出現するごとに、独立して、Ｈ、Ｃ_１－Ｃ_１５アルキルまたはシクロアルキルであり、および、ｘは、０、１または２である。いくつかの実施形態において、置換基はＣ_１－Ｃ_１２アルキル基である。他の実施形態において、置換基はシクロアルキル基である。他の実施形態において、置換基は、フルオロなどのハロ基である。他の実施形態において、置換基はオキソ基である。他の実施形態において、置換基はヒドロキシル基である。他の実施形態において、置換基はアルコキシ基（－ＯＲ）である。他の実施形態において、置換基はカルボキシル基である。他の実施形態において、置換基はアミン基（－ＮＲ’Ｒ’）である。

「任意の」または「任意に」（例えば、任意に置換された）は、その後に説明される状況の事象が発生する場合も発生しない場合もあり、その説明には、前記事象または状況が発生する場合と発生しない場合が含まれることを意味する。例えば、「任意に置換されていてもよいアルキル」は、アルキル基が置換されてもされなくてもよく、その説明は、置換されたアルキル基、および置換基を有さないアルキル基の両方を含むことを意味する。

「プロドラッグ」は、生理学的条件下で、または加溶媒分解によって、本開示の生物学的に活性な化合物に変換され得る化合物を示すことを意味する。したがって、「プロドラッグ」との用語は、薬学的に許容される本開示の化合物の代謝前駆体を意味する。プロドラッグは、それを必要とする対象に投与するときは不活性であり得るが、インビボで本開示の活性な化合物に変換される。プロドラッグは、典型的には、例えば、血液中での加水分解によって、インビボで容易に変換されて、本開示の親化合物を生成する。プロドラッグ化合物は、哺乳動物の生物において、溶解性、組織適合性、または遅延放出の利点を提供することが多い（Bundgard, H., Design of Prodrugs (1985), pp. 7 9, 21 24 (Elsevier, Amsterdam)、参照）。プロドラッグの議論は、Higuchi, T., et al., A.C.S. Symposium Series, Vol. 14, and in Bioreversible Carriers in Drug Design, Ed. Edward B. Roche, American Pharmaceutical Association and Pergamon Press, 1987、において提供されている。

本明細書において開示される開示はまた、１つまたは複数の原子を、異なる原子質量または質量数の原子で置き換えることによって同位体標識される、構造（Ｉ）の化合物のすべての薬学的に許容される化合物を包含することを意味する。開示された化合物に組み込むことができる同位体としては、例えば、水素、炭素、窒素、酸素、リン、フッ素、塩素、およびヨウ素の同位体が挙げられ、例えば、それぞれ、^２Ｈ、^３Ｈ、^１１Ｃ、^１３Ｃ、^１４Ｃ、^１３Ｎ、^１５Ｎ、^１５Ｏ、^１７Ｏ、^１８Ｏ、^３１Ｐ、^３２Ｐ、^３５Ｓ、^１８Ｆ、^３６Ｃｌ、^１２３Ｉ、および^１２５Ｉである。これらの放射性標識化合物は、例えば、作用部位または作用機序、あるいは薬理学的に重要な作用部位への結合親和性を特徴づけることによって、化合物の有効性を決定または測定するのを助けるのに役立つ可能性がある。構造（Ｉ）、（ＩＡ）、または（ＩＢ）の特定の同位体標識化合物、例えば、放射性同位元素を組み込んだ化合物は、薬物および／または基質組織分布の研究に有用である。放射性同位体のトリチウム、すなわち^３Ｈ、および炭素－ｌ４、すなわち^１４Ｃは、組み込みおよび検出準備手段の容易さの観点から、この目的のために特に有用である。

重水素すなわち^２Ｈなどのより重い同位体での置換は、より大きな代謝安定性、例えば、インビボの半減期の増加または必要な投与量の減少によって生じる特定の治療上の利点をもたらす可能性があり、したがって、状況によって好ましくなり得る。

^１１Ｃ、^１８Ｆ、^１５Ｏ、^１３Ｎなどの陽電子放出同位体での置換は、基質受容体占有率を調べるための陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）の研究において有用であり得る。構造（Ｉ）の同位体標識化合物は、一般に、当業者に知られている従来の技術によって、または以下の製造法および実施例に記載されるプロセスと類似のプロセスによって、適切な同位体標識試薬をそれまで使用された非標識試薬の代わりに使用することにより、製造することができる。

「安定な化合物」および「安定な構造」は、反応混合物からの有用な純度までの単離、および有効な治療剤への製剤化に耐えるのに十分に強固である化合物を示すことを意味する。

「哺乳動物」には、ヒト、および、実験動物および家庭用ペット（例えば、ネコ、イヌ、ブタ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、ウサギ）などの家畜動物、および野生生物などの非家畜動物の両方が含まれる。

「薬学的に許容される担体、希釈剤または賦形剤」には、これに限定されるものではないが、アジュバント、担体、賦形剤、流動促進剤、甘味剤、希釈剤、保存剤、染料／着色剤、香味増強剤、界面活性剤、湿潤剤、分散剤、懸濁剤、安定剤、等張剤、溶媒、または乳化剤が含まれ、これらは、米国食品医薬品局によって、ヒトまたは家畜動物での使用が許容されるものとして承認されている。

「薬学的に許容される塩」には、酸および塩基の付加塩の両方が含まれる。

「薬学的に許容される酸付加塩」は、遊離塩基の生物学的有効性および特性を保持し、生物学的またはその他の望ましくないものではなく、無機酸および有機酸で形成される塩を意味し、無機酸として、これに限定されるものではないが、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸などが挙げられ、および、有機酸として、これに限定されるものではないが、酢酸、２，２－ジクロロ酢酸、アジピン酸、アルギン酸、アスコルビン酸、アスパラギン酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸、４－アセトアミド安息香酸、カンファー酸、カンファー－１０－スルホン酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、炭酸、ケイ皮酸、クエン酸、シクラミン酸、ドデシル硫酸、エタン－１，２－ジスルホン酸、エタンスルホン酸、２－ヒドロキシエタンスルホン酸、ギ酸、フマル酸、ガラクタル酸、ゲンチシン酸、グルコヘプトン酸、グルコン酸、グルクロン酸、グルタミン酸、グルタル酸、２－オキソ－グルタル酸、グリセロリン酸、グリコール酸、馬尿酸、イソ酪酸、乳酸、ラクトビオン酸、ラウリン酸、マレイン酸、リンゴ酸、マロン酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、ムチン酸、ナフタレン－１，５－ジスルホン酸、ナフタレン－２－スルホン酸、１－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、ニコチン酸、オレイン酸、オロト酸、シュウ酸、パルミチン酸、パモ酸、プロピオン酸、ピログルタミン酸、ピルビン酸、サリチル酸、４－アミノサリチル酸、セバシン酸、ステアリン酸、コハク酸、酒石酸、チオシアン酸、ｐ－トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ウンデシレン酸などが挙げられる。

「薬学的に許容される塩基付加塩」は、遊離酸の生物学的有効性および特性を保持し、生物学的またはその他の望ましくないものではない、塩を意味する。これらの塩は、無機塩基または有機塩基を遊離酸に付加することによって調製される。無機塩基から誘導される塩としては、これに限定されるものではないが、ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、銅、マンガン、アルミニウムの塩などが挙げられる。好ましい無機塩は、アンモニウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、およびマグネシウムの塩である。有機塩基から誘導される塩としては、これに限定されるものではないが、一級、二級および三級アミン、天然に存在する置換アミンを含む置換アミン、環状アミン、および塩基性イオン交換樹脂の塩が挙げられ、例えば、アンモニア、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、デアノール、２－ジメチルアミノエタノール、２－ジエチルアミノエタノール、ジシクロヘキシルアミン、リジン、アルギニン、ヒスチジン、カフェイン、プロカイン、ヒドラバミン、コリン、ベタイン、ベネタミン、ベンザチン、エチレンジアミン、グルコサミン、メチルグルカミン、テオブロミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、プリン、ピペラジン、ピペリジン、Ｎ－エチルピペリジン、ポリアミン樹脂などの塩が挙げられる。特に好ましい有機塩基は、イソプロピルアミン、ジエチルアミン、エタノールアミン、トリメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、コリン、カフェインである。

結晶化により、本開示の化合物（すなわち、構造（Ｉ）の化合物）の溶媒和物が生成されることが多い。本明細書において、「溶媒和物」との用語は、本開示の化合物の１つ以上の分子、および１つ以上の溶媒分子を含む集合体を意味する。溶媒は水であり得、その場合、溶媒和物は水和物であり得る。あるいは、溶媒は有機溶媒であり得る。したがって、本開示の化合物は、一水和物、二水和物、半水和物、セスキ水和物、三水和物、四水和物などを含む水和物として、およびそれに対応する溶媒和物の形態として存在し得る。本開示の化合物の溶媒和物は、真の溶媒和物であり得るが、一方、他の場合において、本開示の化合物は、単に不随的な水を保持するか、または水といくつかの付随的な溶媒との混合物であってもよい。

「医薬組成物」は、本開示の化合物、および、生物活性化合物を哺乳動物（例えばヒト）に送達するために当技術分野で一般に許容される媒体の製剤を意味する。そのような媒体には、そのための薬学的に許容される担体、希釈剤または賦形剤のすべてが含まれる。

本明細書において、「治療する」または「治療」は、目的の疾患または病気を有する哺乳動物（好ましくはヒト）における目的の疾患または病気の治療を包含し、以下を含む：
（ｉ）疾患または病気が哺乳動物に発生するのを防ぐこと（特に、その哺乳動物がその病気になりやすいが、まだそれを有していると診断されていない場合）；
（ｉｉ）疾患または病気を抑制すること（すなわち、その発症を止めること）；
（ｉｉｉ）疾患または病気を緩和すること（すなわち、疾患または病気の退行を引き起こすこと）；または、
（ｉｖ）疾患または病気に起因する症状を緩和すること（すなわち、根本の疾患または病気を対処せずに痛みを緩和すること）。
本明細書において、「疾患」および「病気」との用語は、交換可能に使用され得るか、または、特定の病気または病態が既知の原因物質を有さない（したがって、病因はまだ解明されていない）かもしれないという点で異なる可能性があり、したがって、それは、まだ疾患として認識されないが、臨床医によって多少の特定の症状が確認された望ましくない病気または症候群としてのみ認識されるものである。

本開示の化合物、またはその薬学的に許容される塩は、１つ以上の立体中心を含んでいてもよく、したがって、絶対立体化学に関して、（Ｒ）－または（Ｓ）－として、あるいは、アミノ酸の場合に（Ｄ）－または（Ｌ）－として定義され得る、エナンチオマー、ジアステレオマー、およびその他の立体異性体の形態を生じさせ得る。本開示は、そのようなすべての可能な異性体、ならびにそれらのラセミ体および光学的に純粋な形態を含むことを意図している。光学活性な（＋）および（－）、（Ｒ）－および（Ｓ）－、または（Ｄ）－および（Ｌ）－の異性体は、キラルシントンまたはキラル試薬を用いて製造するか、または、従来の技術、例えば、クロマトグラフィーおよび分別結晶を用いて分離することができる。個々のエナンチオマーを製造／単離するための従来の技術としては、適切な光学的に純粋な前駆体からのキラル合成、または、例えばキラル高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いたラセミ体（または塩または誘導体のラセミ体）の分離、が挙げられる。本明細書に記載の化合物が、オレフィン二重結合または他の幾何学的非対称中心を含む場合、特に断りのない限り、化合物は、ＥおよびＺの両方の幾何異性体を含むことを意図する。同様に、すべての互変異性体の形態を含むことも意図する。

「立体異性体」とは、同じ結合によって結合された同じ原子からなるが、互換性のない異なる三次元構造を有する化合物を意味する。本開示は、様々な立体異性体およびその混合物を企図し、「エナンチオマー」が含まれ、これは、分子が互いに重ね合わせることができない鏡像である２つの立体異性体を意味する。

「互変異性体」とは、分子のある原子から同じ分子の別の原子へのプロトンのシフトを意味する。本開示には、任意の前記化合物の互変異性体が含まれる。

化合物
一態様において、本開示は、中性脂質、荷電脂質、ステロイド、および／またはポリマー結合脂質などの他の脂質成分と組み合わせて、オリゴヌクレオチドを有する脂質ナノ粒子を形成することができる、新規な脂質化合物を提供する。理論によって拘束されるものではないが、これらの脂質ナノ粒子は、オリゴヌクレオチドを血清中での分解から保護し、インビトロおよびインビボにおいてオリゴヌクレオチドの効果的な細胞への送達を提供するものと考えられる。

一実施形態において、化合物は、以下の構造（Ｉ）：

［式中、
Ｇ^１は、－Ｎ（Ｒ^３）Ｒ^４、または－ＯＲ^５であり；
Ｒ^１は、任意に置換されていてもよい分岐の飽和または不飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルであり；
Ｒ^２は、Ｌが、－Ｃ（＝Ｏ）－である場合、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルであり；あるいは、Ｒ^２は、Ｌが、Ｃ_６－Ｃ_１２アルキレン、Ｃ_６－Ｃ_１２アルケニレン、またはＣ_２－Ｃ_６アルキニレンである場合、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_４－Ｃ_３６アルキルであり；
Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立して、Ｈ、または任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_１－Ｃ_６アルキルであり；あるいは、Ｒ^３およびＲ^４は、Ｌが、Ｃ_６－Ｃ_１２アルキレン、Ｃ_６－Ｃ_１２アルケニレン、またはＣ_２－Ｃ_６アルキニレンである場合、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_１－Ｃ_６アルキルであり；あるいは、Ｒ^３およびＲ^４は、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロシクリルを形成し；
Ｒ^５は、Ｈ、または任意に置換されていてもよいＣ_１－Ｃ_６アルキルであり；
Ｌは、－Ｃ（＝Ｏ）－、Ｃ_６－Ｃ_１２アルキレン、Ｃ_６－Ｃ_１２アルケニレン、またはＣ_２－Ｃ_１２アルキニレン（例えば、Ｃ_２－Ｃ_６アルキニレン）であり；および、
ｎは、１～１２の整数である。］
で示される化合物、またはその薬学的に許容される塩、互変異性体、または立体異性体、である。

いくつかの実施形態において、
Ｇ^１は、－Ｎ（Ｒ^３）Ｒ^４、または－ＯＲ^５であり；
Ｒ^１は、任意に置換されていてもよい分岐の飽和または不飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルであり；
Ｒ^２は、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルであり；
Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立して、Ｈ、または置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_１－Ｃ_６アルキルであり；あるいは、Ｒ^３およびＲ^４は、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロシクリルを形成し；
Ｒ^５は、Ｈ、または任意に置換されていてもよいＣ_１－Ｃ_６アルキルであり；
Ｌは、－Ｃ（＝Ｏ）－であり；および、
ｎは、１～１２の整数である、
構造（Ｉ）の化合物、またはその薬学的に許容される塩、互変異性体、または立体異性体、である。

他の異なる実施形態において、
Ｇ^１は、－Ｎ（Ｒ^３）Ｒ^４、または－ＯＲ^５であり；
Ｒ^１は、任意に置換されていてもよい分岐の飽和または不飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルであり；
Ｒ^２は、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_４－Ｃ_３６アルキルであり；
Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_１－Ｃ_６アルキルであり；あるいは、Ｒ^３およびＲ^４は、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロシクリルを形成し；
Ｒ^５は、Ｈ、または任意に置換されていてもよいＣ_１－Ｃ_６アルキルであり；
Ｌは、Ｃ_６－Ｃ_１２アルキレンリンカー、Ｃ_６－Ｃ_１２アルケニレンリンカー、またはＣ_２－Ｃ_６アルキニレンリンカーであり；および、
ｎは、１～１２の整数である、
構造（Ｉ）の化合物、またはその薬学的に許容される塩、または立体異性体、である。

いくつかのより具体的な実施形態において、以下の構造（ＩＡ）：

［式中、
Ｒ^８およびＲ^９は、それぞれ独立して、Ｈ、または任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_２－Ｃ_１２アルキルであり；ただし、Ｒ^８およびＲ^９は、Ｒ^１が、任意に置換されていてもよい分岐の飽和または不飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルとなるように、それぞれ独立して選択され；および、
Ｒ^１０およびＲ^１１は、それぞれ独立して、Ｈ、または任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_２－Ｃ_１２アルキルであり；ただし、Ｌが－Ｃ（＝Ｏ）－である場合、Ｒ^２が、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルとなり；および、ＬがＣ_６－Ｃ_１２アルキレン、Ｃ_６－Ｃ_１２アルケニレン、またはＣ_２－Ｃ_６アルキニレンである場合、Ｒ^２が、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_４－Ｃ_３６アルキルとなるように、Ｒ^１０およびＲ^１１は、それぞれ独立して選択される。］
で示される、化合物である。

前記の実施形態のいくつかにおいて、Ｒ^８およびＲ^９は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_２－Ｃ_１２アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^８は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_２アルキル、Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^８は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、またはＣ_８アルキルである。いくつかのより具体的な実施形態において、Ｒ^９は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、Ｃ_１０アルキル、またはＣ_１２アルキルである。いくつかのより特定の実施形態において、Ｒ^９は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである。いくつかのより特定の具体的な実施形態において、Ｒ^８は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、またはＣ_８アルキルであり、および、Ｒ^９は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである。

いくつかの実施形態において、Ｒ^１０は、Ｈであり、Ｒ^１１は、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_２－Ｃ_１２アルキルである。いくつかのより具体的な実施形態において、Ｒ^１１は、任意に置換されていてもよい非分岐の、Ｃ_２アルキル、Ｃ_６アルキル、またはＣ_１０アルキルである。いくつかのさらなる実施形態において、Ｒ^１１は、任意に置換されていてもよいＣ_２アルキルである。他の実施形態において、Ｒ^１１は、任意に置換されていてもよいＣ_６アルキルである。さらに他の実施形態において、Ｒ^１１は、任意に置換されていてもよいＣ_１０アルキルである。

特定の実施形態において、Ｒ^１０およびＲ^１１は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_２－Ｃ_１２アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^１０は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_２アルキル、Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである。特定の実施形態において、Ｒ^１０は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、またはＣ_８アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^１１は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、Ｃ_１０アルキル、またはＣ_１２アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^１１は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^１０は、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、またはＣ_８アルキルであり、および、Ｒ^１１は、Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである。

いくつかの実施形態において、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、およびＲ^１１は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_６－Ｃ_１２アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、およびＲ^１１は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_６－Ｃ_１０アルキルである。いくつかの特定の具体的な実施形態において、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、およびＲ^１１は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_８－Ｃ_１２アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、およびＲ^１１は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐または非分岐の飽和または不飽和のＣ_２－Ｃ_６アルキルである。

いくつかの実施形態において、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐の飽和または不飽和のＣ_１２－Ｃ_３０アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐の飽和または不飽和のＣ_１２－Ｃ_２０アルキルである。いくつかの実施形態において、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐の飽和または不飽和のＣ_１５－Ｃ_２０アルキルである。

前記の実施形態のいくつかにおいて、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ飽和である。特定の実施形態において、Ｒ^１およびＲ^２のうちの少なくとも１つは、不飽和である。いくつかの実施形態において、Ｒ^１およびＲ^２のうちの少なくとも１つは、独立して非置換である。いくつかのより具体的な実施形態において、Ｒ^１およびＲ^２は、両方とも非置換である。

いくつかの実施形態において、Ｒ^１およびＲ^２のうちの少なくとも１つは、独立して置換されている（例えば、－ＯＨ、－ＮＨ_２、ハロ、－ＳＨ、－Ｃ（＝Ｏ）－、アミニル（aminyl）、またはそれらの組み合わせで置換されている）。いくつかの実施形態において、Ｒ^１およびＲ^２の両方が置換されている（例えば、－ＯＨ、－ＮＨ_２、ハロ、－ＳＨ、－Ｃ（＝Ｏ）－、アミニル、またはそれらの組み合わせで置換されている）。

前記の実施形態のいくつかにおいて、Ｒ^１およびＲ^２は、以下の構造：

である。

いくつかの実施形態において、Ｒ^２は、以下の構造：

のうちの１つである。

いくつかのより具体的な実施形態において、Ｒ^２は、以下の構造：

のうちの１つである。

いくつかのより具体的な実施形態において、Ｒ^１は、以下の構造：

のうちの１つである。

いくつかの実施形態において、Ｒ^１およびＲ^２の両方は、以下の構造：

のうちの１つである。

前記の実施形態のいくつかにおいて、Ｒ^１は、以下の構造：

である。

いくつかの実施形態において、Ｌは、－Ｃ（＝Ｏ）－である。いくつかの実施形態において、Ｌは、アルキレンリンカー、例えば、Ｃ_６－Ｃ_１２アルキレンである。いくつかのより具体的な実施形態において、Ｌは、Ｃ_６アルキレンである。他の具体的な実施形態において、Ｌは、Ｃ_７アルキレンである。いくつかの実施形態において、Ｌは、Ｃ_８アルキレンである。いくつかの実施形態において、Ｌは、Ｃ_９アルキレンである。いくつかの実施形態において、Ｌは、Ｃ_１０アルキレンである。他の特定の実施形態において、Ｌは、Ｃ_１１アルキレンである。

特定の実施形態において、Ｇ^１は、－Ｎ（Ｒ^３）Ｒ^４である。いくつかの実施形態において、Ｇ^１は、－ＮＨ_２、－ＮＨＣＨ_３、または－Ｎ（ＣＨ_３）_２である。

いくつかの実施形態において、Ｒ^３およびＲ^４は、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロシクリルを形成している。特定の実施形態において、Ｇ^１は、以下の構造：

のうちの１つである。

他の実施形態において、Ｇ^１は以下の構造：

である。

特定の実施形態において、Ｇ^１は、－ＯＲ^５である。いくつかの実施形態において、Ｒ^５は、Ｃ_１－Ｃ_６アルキルであり、Ｒ^５は少なくとも１つのアミンで置換されている。いくつかの具体的な実施形態において、Ｒ^５は、メチル、エチル、またはイソプロピルである。

いくつかの特定の実施形態において、ｎは、１、２、３、４、５、または６である。いくつかの実施形態において、ｎは、７、８、９、１０、１１、または１２である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、１である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、２である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、３である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、４である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、５である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、６である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、７である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、８である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、９である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、１０である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、１１である。いくつかの具体的な実施形態において、ｎは、１２である。

様々な異なる実施形態において、化合物は、以下の表１に記載される構造のうちの１つである。
表１．構造（Ｉ）の化合物の実施形態に含まれる化合物

上記の構造（Ｉ）の化合物の任意の実施形態、および上記の構造（Ｉ）の化合物中の任意の具体的な置換基および／または変数は、独立して、構造（Ｉ）の化合物の他の実施形態および／または置換基および／または変数と組み合わせて、上記に具体的に記載されていない開示の実施形態を形成することができることが理解される。さらに、特定の実施形態および／または特許請求の範囲において、特定のＲ基、Ｇ基、または変数ａ、ｂまたはｎについて置換基および／または変数のリストが挙げられる場合、個々の置換基および／または変数は、それぞれ、特定の実施形態および／または特許請求の範囲から削除することができること、および、置換基および／または変数の残りのリストは、本開示の範囲内であるとみなされることが、理解される。

本明細書において、記載された式の置換基および／または変数の組み合わせは、そのような寄与が安定な化合物をもたらす場合にのみ許容されることが理解される。

いくつかの実施形態において、構造（Ｉ）の化合物を含む、脂質ナノ粒子が提供される。脂質ナノ粒子は、任意に、中性脂質、ステロイド、およびポリマー結合脂質から選択される賦形剤を含んでもよい。

いくつかの実施形態において、構造（Ｉ）の化合物のいずれか１つ以上、および治療剤を含む、組成物が提供される。例えば、いくつかの実施形態において、組成物は、構造（Ｉ）の化合物のいずれか、治療剤、および中性脂質、ステロイド、およびポリマー結合脂質から選択される１つ以上の賦形剤、を含む。他の薬学的に許容される賦形剤および／または担体もまた、組成物の様々な実施形態に含まれる。

いくつかの実施形態において、中性脂質は、ＤＳＰＣ、ＤＰＰＣ、ＤＭＰＣ、ＤＯＰＣ、ＰＯＰＣ、ＤＯＰＥ、およびＳＭから選択される。いくつかの実施形態において、中性脂質は、ＤＳＰＣである。様々な実施形態において、該化合物と中性脂質とのモル比は、約２：１～約８：１の範囲である。

様々な実施形態において、組成物は、ステロイドまたはステロイド類似体をさらに含む。特定の実施形態において、ステロイドまたはステロイド類似体は、コレステロールである。これらの実施形態のいくつかにおいて、該化合物とコレステロールとのモル比は、約５：１～１：１の範囲である。

様々な実施形態において、ポリマー結合脂質は、ペグ化脂質である。例えば、いくつかの実施形態には、ペグ化ジアシルグリセロール（ＰＥＧ－ＤＡＧ）、例えば、１－（モノメトキシ－ポリエチレングリコール）－２，３－ジミリストイルグリセロール（ＰＥＧ－ＤＭＧ）、ペグ化ホスファチジルエタノールアミン（ＰＥＧ－ＰＥ）、ＰＥＧコハク酸ジアシルグリセロール（ＰＥＧ－Ｓ－ＤＡＧ）、例えば、４－Ｏ－（２’，３’－ジ（テトラデカノイルオキシ）プロピル－１－Ｏ－（ω－メトキシ（ポリエトキシ）エチル）ブタンジオエート（ＰＥＧ－Ｓ－ＤＭＧ）、ペグ化セラミド（ＰＥＧ－ｃｅｒ）、または、ＰＥＧジアルコキシプロピルカルバメート、例えば、ω－メトキシ（ポリエトキシ）エチル－Ｎ－（２，３－ジ（テトラデカノキシ）プロピル）カルバメート、または、２，３－ジ（テトラデカノキシ）プロピル－Ｎ－（ω－メトキシ（ポリエトキシ）エチル）カルバメート、が挙げられる。様々な実施形態において、該化合物とペグ化脂質とのモル比は、約１００：１～約２０：１の範囲である。

いくつかの実施形態において、組成物は、以下の構造（ＩＩ）：

［式中、
Ｒ^１２およびＲ^１３は、それぞれ独立して、１０～３０個の炭素原子を含む分岐または非分岐の飽和または不飽和のアルキル鎖であり、ここで、該アルキル鎖は、任意に、１つまたは複数のエステル結合が割り込まれていてもよく、および、
ｗの平均値は、３０～６０の範囲である。］
で示されるペグ化脂質、またはその薬学的に許容される塩、互変異性体、または立体異性体、を含む。

いくつかの実施形態において、Ｒ^１２およびＲ^１３は、それぞれ独立して、１２～１６個の炭素原子を含む、非分岐の飽和アルキル鎖である。他の実施形態において、ｗの平均値は、約４２～５５の範囲、例えば、約４９、である。

前記の組成物のいくつかの実施形態において、治療剤は、核酸を含む。例えば、いくつかの実施形態において、核酸は、アンチセンスＲＮＡおよびメッセンジャーＲＮＡから選択される。

他の異なる実施形態において、本開示は、治療剤を、それを必要とする患者に投与する方法、に関するものであり、この方法は、前記の組成物のいずれかを製造または調製すること、および組成物を患者に投与することを含む。

投与の目的では、本開示の化合物の実施形態（典型的には、治療剤と組み合わせた脂質ナノ粒子の形態のもの）は、未加工の化学物質として投与され得るか、または医薬組成物として製剤化され得る。本開示の実施形態の医薬組成物は、構造（Ｉ）の化合物、および１つまたは複数の、薬学的に許容される担体、希釈剤または賦形剤、を含む。いくつかの実施形態において、構造（Ｉ）の化合物は、組成物中に、脂質ナノ粒子を形成し、例えば、目的とする特定の疾患または病気を治療するための治療剤を送達するのに有効な量で、存在する。適切な濃度および投与量は、当業者によって容易に決定することができる。

本開示の実施形態の組成物の投与は、同様の有用性を提供するための薬剤の許容される投与方法のいずれかを通して、実施することができる。本開示の実施形態の医薬組成物は、固体、半固体、液体、または気体の形態の製剤に製剤化することができ、例えば、錠剤、カプセル、粉末、顆粒、軟膏、溶液、懸濁液、坐剤、注射剤、吸入剤、ゲル、マイクロスフェア、およびエアロゾル、が挙げられる。そのような医薬組成物を投与する典型的な経路としては、これに限定されるものではないが、経口、局所、経皮、吸入、非経口、舌下、口腔、直腸、膣、および鼻腔、が挙げられる。本明細書において、非経口との用語は、皮下注射、静脈内、筋肉内、皮内、胸骨内の注射または注入技術を含む。本開示の実施形態の医薬組成物は、そこに含まれる有効成分が、組成物を患者に投与したときに生物学的に利用可能になるように製剤化される。いくつかの実施形態において被検体または患者に投与される組成物は、１つ以上の単位剤形の形態をとり、例えば、錠剤が１つの単位剤形であってよく、および、エアロゾル形態における本開示の実施形態の化合物の容器が、複数の単位剤形を保持していてもよい。そのような剤形を実際に製造する方法は、当業者に、知られ、または明らかである。例えば、Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 20th Edition (Philadelphia College of Pharmacy and Science, 2000)、を参照されたい。いくつかの実施形態において、投与される組成物は、いずれの場合も、本開示の教示に従った目的の疾患または病気の治療のために、本開示の化合物またはその薬学的に許容される塩を含む治療有効量の脂質ナノ粒子を含む。

本開示の実施形態の医薬組成物は、固体または液体の形態であり得る。一態様において、担体は、粒子状であって、組成物が、例えば、錠剤または粉末の形態である。また、担体は、液体であって、組成物が、例えば、経口シロップ、注射液、または、例えば吸入投与において有用なエアロゾル、であってよい。

経口投与を目的とする場合、特定の実施形態の医薬組成物は、好ましくは、固体または液体のいずれかの形態であり、そこには、半固体、半液体、懸濁液、およびゲルの形態が、本明細書において固体または液体のいずれかとしてみなされる形態の範囲内として含まれる。

経口投与用の固体組成物として、いくつかの実施形態の医薬組成物は、粉末、顆粒、圧縮錠剤、ピル、カプセル、チューインガム、ウエハーなどの形態に、製剤化され得る。そのような固体組成物は、典型的には、１つ以上の不活性希釈剤または可食性担体を含むものである。さらに、以下のものの１つ以上が存在してもよく：結合剤、例えば、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、微結晶セルロース、トラガカントガム、またはゼラチン；賦形剤、例えば、デンプン、ラクトース、またはデキストリン；崩壊剤、例えば、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、プリモゲル（Ｐｒｉｍｏｇｅｌ）、コーンスターチなど；滑沢剤、例えば、ステアリン酸マグネシウム、またはステロテックス（Ｓｔｅｒｏｔｅｘ）；流動促進剤、例えば、コロイド状二酸化ケイ素；甘味料、例えば、スクロース、またはサッカリン；香料、例えば、ペパーミント、サリチル酸メチル、またはオレンジフレーバー；着色剤、が挙げられる。

いくつかの実施形態の医薬組成物は、カプセルの形態、例えばゼラチンカプセルの形態である場合、それは、上記の種類の原料に加えて、ポリエチレングリコールまたは油などの液体担体を含み得る。

いくつかの実施形態の医薬組成物は、液体の形態、例えば、エリキシル、シロップ、溶液、エマルジョン、または懸濁液の形態であり得る。液体は、２つの例として、経口投与用、または注射による送達用であり得る。経口投与を目的とする場合、好ましい組成物は、構造（Ｉ）の化合物に加えて、甘味料、保存剤、染料／着色剤、および香味剤のうちの１つまたは複数を含む。注射によって投与することを目的とした組成物では、界面活性剤、保存剤、湿潤剤、分散剤、懸濁剤、緩衝剤、安定剤、および等張剤のうちの１つまたは複数が含まれ得る。

本開示の実施形態の液体医薬組成物は、それらが溶液、懸濁液またはその他の形態であるかどうかにかかわらず、以下のアジュバントのうちの１つ以上を含んでよく：滅菌希釈剤、例えば、注射用水、食塩水、好ましくは生理食塩水、リンゲル液、等張性塩化ナトリウム；不揮発性油、例えば、溶媒または懸濁媒質として機能し得る合成のモノグリセリドまたはジグリセリド、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、またはその他の溶媒；抗菌剤、例えば、ベンジルアルコール、またはメチルパラベン；抗酸化剤、例えば、アスコルビン酸、または亜硫酸水素ナトリウム；キレート剤、例えば、エチレンジアミン四酢酸；緩衝剤、例えば、酢酸塩、クエン酸塩、またはリン酸塩、および、塩化ナトリウムまたはデキストロースなどの張性の調節剤；凍結防止剤として作用する剤、例えば、スクロース、またはトレハロース、が挙げられる。非経口製剤は、ガラスまたはプラスチック製の、アンプル、使い捨てシリンジ、または複数回投与バイアルに入れることができる。生理食塩水は、好ましいアジュバントである。注射用の医薬組成物は、好ましくは無菌である。

非経口投与または経口投与のいずれかを目的とする本開示の実施形態の液体医薬組成物は、適切な投与量が得られるような量の本開示の化合物を含むものである。

本開示の実施形態の医薬組成物は、局所投与を目的とすることができ、その場合、担体は、溶液、エマルジョン、軟膏、またはゲルベースを、適宜、含むことができる。基剤は、例えば、ワセリン、ラノリン、ポリエチレングリコール、ミツロウ、鉱油、水およびアルコールなどの希釈剤、ならびに乳化剤および安定剤のうちの１つまたは複数を含み得る。増粘剤が、局所投与用の医薬組成物中に存在してもよい。経皮投与を目的とする場合、組成物は、経皮パッチまたはイオントフォレシス装置を含み得る。

本開示の実施形態の医薬組成物は、例えば、直腸内で溶融して薬剤を放出する坐剤の形態において、直腸投与を目的とし得る。直腸投与用の組成物は、適切な非刺激性賦形剤として、油性基剤を含み得る。そのような基剤としては、これに限定されるものではないが、ラノリン、カカオバター、およびポリエチレングリコールが挙げられる。

本開示の実施形態の医薬組成物は、固体または液体の投薬単位の物理的形態を変更する、様々な材料を含み得る。例えば、組成物は、有効成分の周りにコーティングシェルを形成する材料を含んでもよい。コーティングシェルを形成する材料は、通常、不活性であり、例えば、砂糖、シェラック、およびその他の腸溶コーティング剤から選択され得る。あるいは、有効成分をゼラチンカプセルに包むこともできる。

固体または液体形態の本開示の実施形態の医薬組成物は、本開示の化合物に結合し、それにより化合物の送達を援助する、薬剤を含み得る。この能力で作用し得る適切な薬剤として、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体、あるいはタンパク質が挙げられる。

本開示の実施形態の医薬組成物は、エアロゾルとして投与することができる投薬単位からなり得る。エアロゾルとの用語は、コロイド性のものから加圧包装からなる系までの範囲の、さまざまな系を表すために用いられる。送達は、有効成分を分散する、液化または圧縮ガスによって、または適切なポンプ系によって行われ得る。本開示の実施形態の化合物のエアロゾルは、有効成分を送達するために、単相系、二相系、または三相系で送達され得る。エアロゾルの送達には、必要な容器、アクチベーター、バルブ、サブ容器などが含まれ、これらが一緒になってキットを形成してもよい。当業者は、過度の実験をすることなく、好ましいエアロゾルを得ることができる。

本開示の実施形態の医薬組成物は、医薬分野でよく知られている方法によって製造することができる。例えば、注射によって投与されることを目的とした医薬組成物は、溶液を形成するために、本開示の液体の脂質ナノ粒子を、滅菌蒸留水または他の担体と組み合わせることによって、製造することができる。均一な溶液または懸濁液の形成を促進するために、界面活性剤が添加されてもよい。界面活性剤は、水性の送達系における化合物の溶解または均一な懸濁を促進するために、本開示の化合物と非共有結合的に相互作用する化合物である。

本開示の実施形態の組成物は、治療有効量で投与され、これは、使用される特定の治療剤の活性を含む様々な要因に応じて変化するものであり：要因には、治療剤の代謝安定性および作用期間；患者の年齢、体重、普段の健康状態、性別、食事；投与の態様および時間；排泄率；薬剤の組み合わせ；特定の障害または病気の重症度；および、治療を受ける対象、が挙げられる。

本開示の実施形態の組成物はまた、１つまたは複数の他の治療剤の、投与と同時に、投与前に、または投与後に、投与することができる。そのような併用療法には、本開示の実施形態の組成物および１つまたは複数の追加の活性剤の単一の医薬投与製剤の投与、ならびに、本開示の実施形態の組成物および各活性剤のそれぞれの別個の医薬投与製剤の投与、が含まれる。例えば、本開示の実施形態の組成物およびその他の活性剤は、錠剤またはカプセルなどの単一の経口投与組成物において一緒に患者に投与することができ、あるいは、各薬剤を別個の経口投与製剤において投与することができる。別々の投与製剤を用いる場合、本開示の実施形態の化合物、および１つまたは複数の追加の活性剤は、本質的に同時に、すなわち一緒に、または別々にずらされた時間に、すなわち連続して投与することができ、併用療法には、これらすべてのレジメンが含まれるものと理解される。

上記の化合物および組成物の製造方法は、本明細書において以下に記載され、および／または当技術分野において知られている。

本明細書に記載の方法において、中間体化合物の官能基は、適切な保護基によって保護される必要があり得ることが当業者によって理解されるものである。そのような官能基としては、ヒドロキシ、アミノ、メルカプト、およびカルボン酸が挙げられる。ヒドロキシの適切な保護基としては、トリアルキルシリルまたはジアリールアルキルシリル（例えば、ｔ－ブチルジメチルシリル、ｔ－ブチルジフェニルシリルまたはトリメチルシリル）、テトラヒドロピラニル、ベンジルなどが挙げられる。アミノ、アミジノおよびグアニジノの適切な保護基としては、ｔ－ブトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニルなどが挙げられる。メルカプトの適切な保護基としては、－Ｃ（０）－Ｒ”（ここで、Ｒ”はアルキル、アリールまたはアリールアルキルである）、ｐ－メトキシベンジル、トリチルなどが挙げられる。カルボン酸の適切な保護基としては、アルキル、アリールまたはアリールアルキルのエステルが挙げられる。保護基は、当業者に知られ、本明細書に記載されている標準的な技術に従って付加または除去することができる。保護基の使用については、Green, T.W. and P.G.M. Wutz, Protective Groups in Organic Synthesis (1999), 3^rd Ed., Wiley、に詳細に説明されている。当業者が理解するように、保護基はまた、ワング（Ｗａｎｇ）樹脂、リンク（Ｒｉｎｋ）樹脂、または２－クロロトリチルクロリド樹脂などのポリマー樹脂であってもよい。

本開示の化合物のそのような保護された誘導体は、それ自体は薬理学的活性を有さないかもしれないが、それらは哺乳動物に投与され、その後、体内で代謝されて、薬理学的に活性な本開示の化合物を形成し得る。したがって、そのような誘導体は「プロドラッグ」として説明することができる。本開示の化合物のすべてのプロドラッグは、本開示の範囲内に含まれる。

さらに、遊離の塩基または酸の形態で存在する本開示の実施形態の化合物は、当技術分野で知られている方法により、適切な無機または有機の塩基または酸で処理することによって、その薬学的に許容される塩に変換することができる。本開示の実施形態の化合物の塩は、標準的な技術によって、その遊離の塩基または酸の形態に変換することができる。

以下の一般反応スキーム１は、本開示の化合物、すなわち構造（Ｉ）：

［式中、Ｇ^１、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｌ、およびｎは、本明細書で定義された通りである。］
で示される化合物、またはその薬学的に許容される塩、互変異性体、または立体異性体、を製造するための例示的な方法を示している。当業者は、同様の方法によって、または当業者に知られている他の方法を組み合わせることによって、これらの化合物を製造することができることが理解される。また、当業者は、以下に記載されるのと同様の方法で、適切な出発成分を用い、必要に応じて合成のパラメータを変更することにより、以下に具体的に示されていない構造（Ｉ）の他の化合物を製造できることも理解される。一般に、出発成分は、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｉｎｃ．、Ｍａｙｂｒｉｄｇｅ、Ｍａｔｒｉｘ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＴＣＩ、および、Ｆｌｕｏｒｏｃｈｅｍ ＵＳＡなどの供給元から入手するか、または当業者に知られている供給源に従って合成することができ（例えば、Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 5th edition (Wiley, December 2000)参照）、あるいは本開示に記載されたように製造することができる。

一般反応スキーム１

一般反応スキーム１（「方法Ａ」）は、構造（Ｉ）の化合物の例示的な製造方法を提供する。一般反応スキーム１のＲ^１、Ｒ^２、Ｌ、およびｎは、本明細書で定義された通りであり、ＸおよびＹは、反応スキーム全体で互換性のある反応性部分を意味する。構造Ａ－１およびＡ－２の化合物は、購入され、または当技術分野で知られている方法に従って製造される。適切なカップリング条件下（例えば、Ｙがクロライドであり、反応条件がトリエチルアミンなどの適切な塩基を含む）、Ａ－１とＡ－２との反応により、Ａ－３が生成し、これは次に反応基Ｘ（例えば、ブロミド）を目的のＧ^１基（例えば、第二級アミンを使用）に変換する反応によって、構造（Ｉ）の化合物が生成される。さらに、Ａ－２が酸ハロゲン化物（例えば、酸塩化物）である場合、Ａ－３は、カルボニルを除去する還元工程を要し得る。その場合、適切な還元条件（例えば、水素化アルミニウムリチウム）を用いて、構造（Ｉ）の化合物を生成することができる。

一般反応スキーム２

一般反応スキーム２（「方法Ｂ」）は、構造（Ｉ）の化合物の例示的な製造方法を提供する。一般反応スキーム２のＧ^１、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｌ、およびｎは、本明細書で定義された通りであり、ｍは、Ｂ－４が対応物（例えば、構造（Ｉ）の化合物よりも－ＣＨ_２－が１つ短い化合物）であり、最終化合物が本明細書の構造（Ｉ）に定義された通りであるように、選択される。構造Ｂ－１の化合物は、購入され、または当技術分野で知られている方法に従って製造される。適切な条件下（例えば、塩化オキサリル）、Ｂ１の反応により、塩化アシルＢ－２が生成し、これは次にＢ－３と反応してアミドＢ－４を生成することができる。Ｂ－４を適切な還元剤（例えば、水素化アルミニウムリチウム）で処理して、構造（Ｉ）の化合物を生成することができる。構造（Ｉ）の化合物を製造するための様々な代替戦略が当業者に利用可能であることに留意されたい。例えば、他の構造（Ｉ）の化合物は、適切な出発物質を用いて類似の方法に従って製造することができる。必要に応じて保護基を用いること、および上記の一般反応スキームに対する他の修正は、当業者にとって容易に明らかであろう。

以下の実施例は、説明を目的として提供されるものであり、これに限定されるものではない。

実施例１
脂質ナノ粒子組成物を用いたルシフェラーゼｍＲＮＡインビボ評価
脂質ナノ粒子は、ＰＣＴ公開番号ＷＯ２０１５／１９９９５２およびＷＯ２０１７／００４１４３に記載された一般的な方法に従って、製造および試験され、これらの開示は全て、参照により本明細書に組み込まれる。簡単に説明すると、カチオン性脂質、ＤＳＰＣ、コレステロール、およびＰＥＧ脂質を、約５０：１０：３８．５：１．５、または約４７．５：１０：４０．８：１．７のモル比で、エタノールに可溶化する。脂質ナノ粒子（ＬＮＰ）を、脂質合計とｍＲＮＡとの重量比が約１０：１～３０：１で製造する。ｍＲＮＡを、１０～５０ｍＭのクエン酸または酢酸緩衝液（ｐＨ４）で、０．２ｍｇ／ｍＬに希釈する。シリンジポンプを用いて、総流量１５ｍＬ／ｍｉｎ以上で、エタノール性脂質溶液を、ｍＲＮＡ水溶液と、約１：５～１：３（ｖｏｌ／ｖｏｌ）の比率で混合する。次いで、エタノールを除去し、透析によって外部のバッファーをＰＢＳに置き換える。最後に、脂質ナノ粒子を、０．２μｍ細孔の滅菌フィルターでろ過する。脂質ナノ粒子の粒子サイズは、粒径約５５～９５ｎｍであり、場合によっては、粒径約７０～９０ｎｍであり、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ ＺＳ（Ｍａｌｖｅｒｎ、ＵＫ）を用いた準弾性光散乱によって決定される。

試験は、施設内動物管理委員会（ＡＣＣ）およびカナダ動物管理評議会（ＣＣＡＣ）によって定められたガイドラインに従って、６～８週齢の雌Ｃ５７ＢＬ／６マウス（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｉｖｅｒ）、または８～１０週齢のＣＤ－１（Ｈａｒｌａｎ）マウス（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｉｖｅｒ）で実施する。様々な用量のｍＲＮＡ脂質ナノ粒子を、尾静脈注射によって全身投与し、投与後の特定の時点（例えば、４時間）で動物を安楽死させる。肝臓と脾臓を、あらかじめ計量したチューブに収集し、重量を測定し、すぐに液体窒素で急速冷凍し、分析処理するまで－８０℃で保存する。

肝臓の場合、２ｍＬのＦａｓｔＰｒｅｐチューブ（ＭＰ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ、Ｓｏｌｏｎ、ＯＨ）において、約５０ｍｇが分析のために処理される。１／４インチセラミック球（ＭＰ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ）を各チューブに加え、室温に平衡化した５００μＬのＧｌｏ Ｌｙｓｉｓ Ｂｕｆｆｅｒ－ＧＬＢ（Ｐｒｏｍｅｇａ、Ｍａｄｉｓｏｎ、ＷＩ）を肝臓組織に加える。肝臓組織をＦａｓｔＰｒｅｐ２４装置（ＭＰ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ）で、２回、６．０ｍ／ｓで、１５秒間、ホモジナイズする。ホモジネート物を室温で５分間インキュベートした後、ＧＬＢで１：４に希釈し、ＳｔｅａｄｙＧｌｏルシフェラーゼアッセイシステム（Ｐｒｏｍｅｇａ）を用いて測定する。具体的には、５０μＬのホモジネート希釈組織を５０μＬのＳｔｅａｄｙＧｌｏ基質と反応させ、１０秒間振とうした後、５分間インキュベートし、その後、ＣｅｎｔｒｏＸＳ^３ＬＢ９６０ルミノメーター（Ｂｅｒｔｈｏｌｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、ドイツ）を用いて定量する。アッセイされるタンパク質の量を、ＢＣＡタンパク質アッセイキット（Ｐｉｅｒｃｅ、Ｒｏｃｋｆｏｒｄ ＩＬ）を用いて測定する。次に、相対発光単位（ＲＬＵ）を、アッセイされた総タンパク質ｕｇに対して正規化する。ＲＬＵをルシフェラーゼｎｇに変換するために、ＱｕａｎｔｉＬ ｕｍ Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ Ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ（Ｐｒｏｍｅｇａ）で標準曲線を作成する。

Ｔｒｉｌｉｎｋ ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓのＦＬｕｃ ｍＲＮＡ（Ｌ－６１０７またはＬ－７２０２）は、ホタル（ｐｈｏｔｉｎｕｓ ｐｙｒａｌｉｓ）から最初に単離されたルシフェラーゼタンパク質を発現する。ＦＬｕｃは、遺伝子発現および細胞生存率の両方を測定するために、哺乳類の細胞培養で一般的に使用される。基質であるルシフェリンの存在下で生物発光を発する。このキャップされ、ポリアデニル化されたｍＲＮＡは、ウリジンおよび／またはシチジンのヌクレオシドに関して完全に置換される。

実施例２
製剤化した脂質のＰＫ_Ａの測定
他の箇所で説明するように、製剤化されたカチオン性脂質のｐＫ_ａは、核酸送達のＬＮＰの有効性と相関している（Jayaraman et al, Angewandte Chemie, International Edition (2012), 51(34), 8529-8533; Semple et al, Nature Biotechnology 28, 172-176 (2010)、参照）。ｐＫ_ａの好ましい範囲は～５から～７である。各カチオン性脂質のｐＫ_ａは、２－（ｐ－トルイジノ）－６－ナフタレンスルホン酸（ＴＮＳ）の蛍光に基づくアッセイを用いて脂質ナノ粒子で測定する。ＰＢＳ中に、総脂質０．４ｍＭの濃度で、カチオン性脂質／ＤＳＰＣ／コレステロール／ＰＥＧ脂質（５０／１０／３８．５／１．５ｍｏｌ％）を含む脂質ナノ粒子を、実施例１に記載のインラインプロセスを用いて調製する。ＴＮＳを、蒸留水中に１００ｍＭのストック溶液として調製する。ビヒクルを、１０ｍＭのＨＥＰＥＳ、１０ｍＭのＭＥＳ、１０ｍＭの酢酸アンモニウム、１３０ｍＭのＮａＣｌを含む、緩衝液２ｍＬで、脂質２４ｍＭに希釈し、ここで、ｐＨは２．５～１１の範囲とする。ＴＮＳ溶液のアリコートを加えて、最終濃度１μＭとし、次いで、ボルテックス混合を行い、蛍光強度を、ＳＬＭ Ａｍｉｎｃｏ Ｓｅｒｉｅｓ ２ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒにより、励起および発光の波長として３２１ｎｍおよび４４５ｎｍを用いて、室温で測定する。シグモイドベストフィット分析を蛍光データに適用し、ｐＫａを、最大蛍光強度の半分を生じさせるｐＨとして測定した。

表２．選択された構造（Ｉ）の化合物のｐＫ_ａ

実施例３
インビボのルシフェラーゼｍＲＮＡ発現げっ歯類モデルを用いた、様々なカチオン性脂質を含む脂質ナノ粒子製剤の有効性の測定
表３に示すカチオン性脂質は、以前に核酸で試験されている。比較の目的で、これらの脂質を使用して、実施例１およびＰＣＴ／ＵＳ１０／２２６１４（これはその全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているインライン混合法を用いて、ＦＬｕｃ ｍＲＮＡ（Ｌ－６１０７）を含む脂質ナノ粒子を製剤化した。脂質ナノ粒子は、次のモル比により製剤化された：５０％カチオン性脂質／１０％ジステアロイルホスファチジルコリン（ＤＳＰＣ）／３８．５％コレステロール／１．５％ＰＥＧ脂質（「ＰＥＧ－ＤＭＧ」、すなわち、１－（モノメトキシ－ポリエチレングリコール）－２，３－ジミリストイルグリセロール、平均ＰＥＧ分子量２０００）。代わりの実施形態において、カチオン性脂質、ＤＳＰＣ、コレステロール、およびＰＥＧ脂質は、約４７．５：１０：４０．８：１．７のモル比で製剤化した。相対活性は、実施例１に記載のように、尾静脈注射による投与４時間後の肝臓におけるルシフェラーゼ発現を測定することにより求めた。活性は、０．３ｍｇおよび１．０ｍｇのｍＲＮＡ／ｋｇの用量で比較し、実施例１に記載のように、投与４時間後に測定したｎｇルシフェラーゼ／ｇ肝臓として、表した。

表３．ｍＲＮＡで活性を示す比較脂質

表４に示される本開示の代表的な化合物は、以下のモル比により製剤化した：５０％カチオン性脂質／１０％ジステアロイルホスファチジルコリン（ＤＳＰＣ）／３８．５％コレステロール／１．５％ＰＥＧ脂質（「ＰＥＧ－ＤＭＡ」、２－［２－（ω－メトキシ（ポリエチレングリコール_２０００）エトキシ］－Ｎ，Ｎ－ジテトラデシルアセトアミド）、または、４７．５％カチオン性脂質／１０％ＤＳＰＣ／４０．８％コレステロール／１．７％ＰＥＧ脂質。相対活性は、実施例１に記載のように、尾静脈注射による投与４時間後の肝臓におけるルシフェラーゼ発現を測定することにより求めた。活性は、０．５ｍｇのｍＲＮＡ／ｋｇの用量で比較し、実施例１に記載のように、投与４時間後に測定したｎｇルシフェラーゼ／ｇ肝臓として、表した。表４の化合物番号は、表１の化合物番号を表す。

表４．新規カチオン性脂質およびその活性

実施例４
化合物Ｉ－１の合成

ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（１．４ｇ）のジクロロメタン（２０ｍＬ）溶液を、トリエチルアミン（１ｍＬ）、および５－ブロモペンタノイルクロリド（２ｇ）のジクロロメタン（２０ｍＬ）溶液で処理した。反応物を１時間撹拌し、次いで、希塩酸水溶液で洗浄した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、溶媒を除去した。残渣を、２Ｍのジメチルアミンのテトラヒドロフラン（３０ｍＬ）溶液に溶解し、一晩撹拌した。溶媒をほぼ除去し、残渣をヘキサンと希塩酸水溶液で分配した。有機相を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、そして、溶媒を除去した。残渣を、２％酢酸／ジクロロメタン、次いで２～１２％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通して、無色の油として、化合物Ｉ－１（０．９５ｇ）を得た。

実施例５
化合物Ｉ－２の合成

ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（１．５ｇ）のジクロロメタン（１０ｍＬ）溶液を、トリエチルアミン（２０滴）、および６－ブロモヘキサノイルクロリド（１ｇ）のジクロロメタン（１０ｍＬ）溶液で処理した。反応物を３０分間撹拌し、次いで、溶媒を真空で除去した。残渣をジクロロメタンに溶解し、シリカゲル層で濾過し、溶媒を除去した。残渣を、２Ｍのジメチルアミンのテトラヒドロフラン（３０ｍＬ）溶液に溶解し、一晩撹拌した。溶媒をほぼ除去し、残渣をジクロロメタンと重炭酸ナトリウム水溶液で分配した。有機相を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、そして溶媒を除去した。残渣を、０～８％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通して、無色の油として、化合物Ｉ－２（０．２６ｇ）を得た。

実施例６
化合物Ｉ－３の合成

ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（１．２５ｇ）のジクロロメタン（２０ｍＬ）溶液を、トリエチルアミン（５ｍＬ）、および５－ブロモペンタノイルクロリド（１ｇ）で処理した。反応物を１０分間撹拌し、濾過し、そして、溶媒を除去した。残渣をジクロロメタンに溶解し、希塩酸水溶液で洗浄した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、溶媒を除去した。残渣をジエタノールアミン（４．９ｇ）のテトラヒドロフラン（２０ｍＬ）溶液で処理し、４５℃に一晩加熱した。反応混合物を水で２回洗浄し、そして、溶媒を除去した。残渣を、０～１２％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通して、無色の油として、化合物Ｉ－３（０．３２ｇ）を得た。

実施例７
化合物Ｉ－４の合成

ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（１．２５ｇ）のジクロロメタン（２０ｍＬ）溶液を、トリエチルアミン（５ｍＬ）、および５－ブロモペンタノイルクロリド（１ｇ）で処理した。反応物を１０分間撹拌し、濾過し、そして、溶媒を除去した。残渣をジクロロメタンに溶解し、希塩酸水溶液で洗浄した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、溶媒を除去した。残渣をイソプロピルアミン（２０ｍＬ）で処理し、一晩撹拌した。溶媒を除去し、残渣をヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を除去し、残渣を、０～８％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通し、無色の油として、化合物Ｉ－４（０．６７ｇ）を得た。

実施例８
化合物Ｉ－５の合成

ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（０．５３ｇ）のジクロロメタン（１０ｍＬ）溶液を、３－ブロモプロパノイルクロリド（１ｇ）、およびＮ－エチルジイソプロピルアミン（０．５ｍＬ）で、３０分間処理した。溶媒を除去し、残渣を、２ＭのジメチルアミンのＴＨＦ（２５ｍＬ）に溶解した。反応物を一晩撹拌し、次いで、溶媒を真空で除去した。残渣をヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で分配した。有機画分から溶媒を除去し、残渣を、２％酢酸／ジクロロメタン、次に２～８％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通した。精製した画分を、ヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を除去して、無色の油として、化合物Ｉ－５（０．２２ｇ）を得た。

実施例９
化合物Ｉ－６の合成

ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（１．６１ｇ）のジクロロメタン（１０ｍＬ）溶液を、９－ブロモノナノイルクロリド（１ｇ）、およびＮ－エチルジイソプロピルアミン（１ｍＬ）で一晩処理した。溶媒を除去し、残渣を、２ＭのジメチルアミンのＴＨＦ（３５ｍＬ）に溶解した。反応物を一晩撹拌し、次いで、溶媒を真空で除去した。残渣をヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で分配した。有機画分から溶媒を除去し、残渣を、２％酢酸／ジクロロメタン、次に２～１２％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通した。精製した画分を、ヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を除去して、無色の油として、化合物Ｉ－６（０．８５ｇ）を得た。

実施例１０
化合物Ｉ－７の合成

ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（１．２５ｇ）のジクロロメタン（１０ｍＬ）溶液を、８－ブロモオクタノイルクロリド（０．５２ｇ）、およびトリエチルアミン（１ｍＬ）で一晩処理した。溶媒を除去し、残渣をヘキサンと水で３回分配した。溶媒を除去し、残渣を２ＭのジメチルアミンのＴＨＦ（２０ｍＬ）に溶解した。反応物を一晩撹拌し、濾過し、そして、溶媒を真空で除去した。残渣を、０～６％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通した。精製した画分を、ヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を除去して、無色の油として、化合物Ｉ－７（０．６５ｇ）を得た。

実施例１１
２－ヘキシルデカノイルアミドの合成
２－ヘキシルデカン酸（２６ｇ）のベンゼン（３０ｍＬ）溶液を塩化オキサリル（１５ｍＬ）で処理した。気体の発生が止まるまで反応物を撹拌し、その後、溶媒を真空で除去し、残渣を真空下で４時間乾燥させた。粗製の２－ヘキシルデカノイルクロリドをジクロロメタン（１００ｍＬ）に溶解し、撹拌した濃水酸化アンモニウム（１５０ｍＬ）の溶液にゆっくりと加えた。反応混合物を２時間放置し、水性の上澄みを取り出した。有機相を同じ方法により水で２回洗浄し、濾過した。収集した沈殿物を乾燥させて、白色の粉末として、粗製の２－ヘキシルデカノイルアミド（２２ｇ）を得た。

実施例１２
２－ヘキシルデカニルアミンの合成
２－ヘキシルデカノイルアミド（８．２ｇ）の乾燥テトラヒドロフラン（４０ｍＬ）懸濁液を、水素化アルミニウムリチウム（１．１ｇ、ゆっくりと添加）で処理した。反応物を２時間撹拌し、次いで、過剰のメタノールをゆっくりと加えた。ジクロロメタン（１５０ｍＬ）を加え、続いて水（２ｍＬ）を加えた。反応混合物を濾過し、溶媒を濾液から除去して、粗製の２－ヘキシルデカニルアミン（４．７ｇ）を得た。

実施例１３
Ｎ－（２’－ヘキシルデカニル）－２－ヘキシルデカノイルアミドの合成
２－ヘキシルデカニルアミン（４．７ｇ）のジクロロメタン（１００ｍＬ）溶液を、２－ヘキシルデカノイルクロリド（５．５ｇ、ジクロロメタン５０ｍＬに溶解）で処理し、続いて、トリエチルアミン（４ｍＬ）で処理した。反応物を１時間撹拌し、次いで、希塩酸で洗浄した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、そして、溶媒を除去した。残渣（～１０ｇ）を第２の反応からの粗生成物（～７ｇ）と合わせ、０～１０％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲル（１００ｇ）に通して、Ｎ－（２’－ヘキシルデカニル）－２－ヘキシルデカノイルアミド（１４．４ｇ）を得た。

実施例１４
ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミンの合成
Ｎ－（２’－ヘキシルデカニル）－２－ヘキシルデカノイルアミド（１４．４ｇ）の乾燥テトラヒドロフラン（１００ｍＬ）溶液を、水素化アルミニウムリチウム（２ｇ）で処理し、一晩還流した。過剰のメタノールをゆっくりと加え、過剰の還元剤を潰した。ジクロロメタン（２００ｍＬ）を加え、続いて水（２ｍＬ）を加えた。次いで、混合物を濾過し、溶媒を除去した。残渣をヘキサンに懸濁し、濾過し、そして、溶媒を除去した。残渣を、２％酢酸／ジクロロメタン、次に２～１６％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲル（１００ｇ）カラムに通した。精製した画分をヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を除去して、無色の油として、ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（９．５ｇ）を得た。

実施例１５
化合物Ｉ－８の合成

ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（１．６１ｇ）のジクロロメタン（１０ｍＬ）溶液を、９－ブロモノナノイルクロリド（１ｇ）およびＮ－エチルジイソプロピルアミン（１ｍＬ）で一晩処理した。溶媒を除去し、残渣を２ＭのジメチルアミンのＴＨＦ（３５ｍＬ）液に溶解した。反応物を一晩撹拌し、次いで、溶媒を真空で除去した。残渣をヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で分配した。有機画分から溶媒を除去し、残渣を２％酢酸／ジクロロメタン、次に２～１２％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通した。精製した画分をヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を除去して、無色の油として、化合物１ａ（０．８５ｇ）を得た。

化合物１－８ａ（０．５０ｇ）のテトラヒドロフラン（１５ｍＬ）溶液を、水素化アルミニウムリチウム（０．２８ｇ、ゆっくりと添加）で処理した。反応物を４時間撹拌した。次に、過剰のメタノールをゆっくりと加え、続いてジクロロメタン（５０ｍＬ）および水（０．５ｍＬ）を加えた。懸濁液を濾過し、溶媒を除去した。粗生成物を２％酢酸／ジクロロメタン、次に２～１２％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通した。精製した画分をヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で分配した。溶媒を除去して、無色の油として、化合物Ｉ－８（０．４６ｇ）を得た。

実施例１６
化合物Ｉ－９の合成

ジ－（２－ヘキシルデカニル）アミン（１．２５ｇ）のジクロロメタン（１０ｍＬ）溶液を、８－ブロモオクタノイルクロリド（０．５２ｇ）およびトリエチルアミン（１ｍＬ）で一晩処理した。溶媒を除去し、残渣をヘキサンと水で３回分配した。溶媒を除去し、残渣を２ＭのジメチルアミンのＴＨＦ（２０ｍＬ）液に溶解した。反応物を一晩撹拌し、濾過し、そして、溶媒を真空で除去した。残渣を、０～６％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通した。精製した画分をヘキサンと重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。溶媒を除去して、無色の油として、化合物Ｉ－９ａ（０．６５ｇ）を得た。

化合物Ｉ－９ａ（０．５５ｇ）のテトラヒドロフラン（２０ｍＬ）溶液を、水素化アルミニウムリチウム（０．５ｇ）で２時間処理した。メタノールを加えて、過剰の還元剤をクエンチした。ジクロロメタン（５０ｍＬ）および水（１ｍＬ）を加え、懸濁液を濾過した。溶媒を除去し、残渣を、０～８％のメタノール／ジクロロメタンのグラジエントを用いたシリカゲルカラムに通して、無色の油として、化合物Ｉ－９（０．２７ｇ）を得た。

上記の様々な実施形態を組み合わせて、さらなる実施形態を提供することができる。本明細書で参照され、および／または出願データシートにリストされた、すべての米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、および非特許刊行物（２０１８年１０月１８日に出願された米国仮特許出願６２／７４７，５５７および６２／７４７，５２１の両方を含む）（存在する場合）は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。実施形態の態様は、必要に応じ、様々な特許、出願、および刊行物の概念を使用して、さらに別の実施形態を提供するように修正することができる。これらおよび他の変更は、上記の詳細な説明に照らして実施形態に対して行うことができる。一般に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は、特許請求の範囲を、明細書および特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではなく、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲とともに、すべての可能な実施形態を含むと解釈されるべきである。したがって、特許請求の範囲は、本開示によって限定されるものではない。

Claims (48)

1. 以下の構造（Ｉ）：
   

   

   ［式中、
   Ｇ^１は、－Ｎ（Ｒ^３）Ｒ ^４ であり；
   Ｒ^１は、任意に置換されていてもよい分岐の飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐の不飽和のＣ _１２ －Ｃ _３６ アルキルであり；
   Ｒ^２は、Ｌが、－Ｃ（＝Ｏ）－である場合、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _１２ －Ｃ _３６ アルキルであり；あるいは、Ｒ^２は、Ｌが、Ｃ_６－Ｃ_１２アルキレン、Ｃ_６－Ｃ_１２アルケニレン、またはＣ_２－Ｃ_６アルキニレンである場合、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_４－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _４ －Ｃ _３６ アルキルであり；
   Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_１－Ｃ_６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _１ －Ｃ _６ アルキルであり；あるいは、Ｒ^３およびＲ^４は、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロシクリルを形成し；
   Ｌは、－Ｃ（＝Ｏ）－、Ｃ_６－Ｃ_１２アルキレン、Ｃ_６－Ｃ_１２アルケニレン、またはＣ_２－Ｃ_６アルキニレンであり；および、
   ｎは、１～１２の整数である。］
   で示される化合物、またはその薬学的に許容される塩、互変異性体、または立体異性体。
2. Ｇ^１が、－Ｎ（Ｒ^３）Ｒ ^４ であり；
   Ｒ^１が、任意に置換されていてもよい分岐の飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐の不飽和のＣ _１２ －Ｃ _３６ アルキルであり；
   Ｒ^２が、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _１２ －Ｃ _３６ アルキルであり；
   Ｒ^３およびＲ^４が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_１－Ｃ_６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _１ －Ｃ _６ アルキルであり；あるいは、Ｒ^３およびＲ^４が、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロシクリルを形成し；
   Ｌが、－Ｃ（＝Ｏ）－であり；および、
   ｎが、１～１２の整数である、
   請求項１に記載の化合物、またはその薬学的に許容される塩、互変異性体、または立体異性体。
3. Ｇ^１が、－Ｎ（Ｒ^３）Ｒ ^４ であり；
   Ｒ^１が、任意に置換されていてもよい分岐の飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐の不飽和のＣ _１２ －Ｃ _３６ アルキルであり；
   Ｒ^２が、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_４－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _４ －Ｃ _３６ アルキルであり；
   Ｒ^３およびＲ^４が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_１－Ｃ_６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _１ －Ｃ _６ アルキルであり；あるいは、Ｒ^３およびＲ^４が、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロシクリルを形成し；
   Ｌが、Ｃ_６－Ｃ_１２アルキレンリンカー、Ｃ_６－Ｃ_１２アルケニレンリンカー、またはＣ_２－Ｃ_６アルキニレンリンカーであり；および、
   ｎが、１～１２の整数である、
   請求項１に記載の化合物、またはその薬学的に許容される塩、または立体異性体。
4. 以下の構造（ＩＡ）：
   

   

   ［式中、
   Ｒ^８およびＲ^９は、それぞれ独立して、Ｈ、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_２－Ｃ_１２アルキル、または任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _２ －Ｃ _１２ アルキルであり；ただし、Ｒ^８およびＲ^９は、Ｒ^１が、任意に置換されていてもよい分岐の飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐の不飽和のＣ _１２ －Ｃ _３６ アルキルとなるように、それぞれ独立して選択され；および、
   Ｒ^１０およびＲ^１１は、それぞれ独立して、Ｈ、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_２－Ｃ_１２アルキル、または任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _２ －Ｃ _１２ アルキルであり；ただし、Ｒ ^１０ およびＲ ^１１ は、それぞれ独立して、Ｌが－Ｃ（＝Ｏ）－である場合、Ｒ^２が、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_１２－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _１２ －Ｃ _３６ アルキルとなり；および、ＬがＣ_６－Ｃ_１２アルキレン、Ｃ_６－Ｃ_１２アルケニレン、またはＣ_２－Ｃ_６アルキニレンである場合、Ｒ^２が、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_４－Ｃ_３６アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _４ －Ｃ _３６ アルキルとなるように、選択される。］
   で示される、請求項１～３のいずれか１項に記載の化合物。
5. Ｒ^８およびＲ^９が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_２－Ｃ_１２アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _２ －Ｃ _１２ アルキルである、請求項４に記載の化合物。
6. Ｒ^８が、任意に置換されていてもよい：Ｃ_２アルキル、Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである、請求項４または５のいずれか１項に記載の化合物。
7. Ｒ^８が、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、またはＣ_８アルキルである、請求項４～６のいずれか１項に記載の化合物。
8. Ｒ^９が、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、Ｃ_１０アルキル、またはＣ_１２アルキルである、請求項４～７のいずれか１項に記載の化合物。
9. Ｒ^９が、任意に置換されていてもよい：Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである、請求項４～８のいずれか１項に記載の化合物。
10. Ｒ^１０およびＲ^１１が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_２－Ｃ_１２アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _２ －Ｃ _１２ アルキルである、請求項４～９のいずれか１項に記載の化合物。
11. Ｒ^１０が、任意に置換されていてもよい：Ｃ_２アルキル、Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである、請求項４～１０のいずれか１項に記載の化合物。
12. Ｒ^１０が、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、またはＣ_８アルキルである、請求項４～１１のいずれか１項に記載の化合物。
13. Ｒ^１１が、任意に置換されていてもよい非分岐の、Ｃ_２アルキル、Ｃ_６アルキル、またはＣ_１０アルキルである、請求項３～１２のいずれか１項に記載の化合物。
14. Ｒ^１１が、任意に置換されていてもよいＣ_２アルキルである、請求項１３に記載の化合物。
15. Ｒ^１１が、任意に置換されていてもよいＣ_６アルキルである、請求項１３に記載の化合物。
16. Ｒ^１１が、任意に置換されていてもよいＣ_１０アルキルである、請求項１３に記載の化合物。
17. Ｒ^１１が、任意に置換されていてもよい：Ｃ_４アルキル、Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、Ｃ_１０アルキル、またはＣ_１２アルキルである、請求項４～１２のいずれか１項に記載の化合物。
18. Ｒ^１１が、任意に置換されていてもよい：Ｃ_６アルキル、Ｃ_８アルキル、またはＣ_１０アルキルである、請求項４～１２のいずれか１項に記載の化合物。
19. Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、およびＲ^１１が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_６－Ｃ_１０アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _６ －Ｃ _１０ アルキルである、請求項４に記載の化合物。
20. Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、およびＲ^１１が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_８－Ｃ_１２アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _８ －Ｃ _１２ アルキルである、請求項４に記載の化合物。
21. Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、およびＲ^１１が、それぞれ独立して、分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_２－Ｃ_６アルキルまたは分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _２ －Ｃ _６ アルキルである、請求項４に記載の化合物。
22. Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、およびＲ^１１が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の飽和のＣ_６－Ｃ_１２アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐もしくは非分岐の不飽和のＣ _６ －Ｃ _１２ アルキルである、請求項４に記載の化合物。
23. Ｒ^１およびＲ^２が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐の飽和のＣ_１２－Ｃ_３０アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐の不飽和のＣ _１２ －Ｃ _３０ アルキルである、請求項１に記載の化合物。
24. Ｒ^１およびＲ^２が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐の飽和のＣ_１２－Ｃ_２０アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐の不飽和のＣ _１２ －Ｃ _２０ アルキルである、請求項１に記載の化合物。
25. Ｒ^１およびＲ^２が、それぞれ独立して、任意に置換されていてもよい分岐の飽和のＣ_１５－Ｃ_２０アルキルまたは任意に置換されていてもよい分岐の不飽和のＣ _１５ －Ｃ _２０ アルキルである、請求項１に記載の化合物。
26. Ｒ^１およびＲ^２が、それぞれ飽和である、請求項１または２３～２５のいずれか１項に記載の化合物。
27. Ｒ^１およびＲ^２のうちの少なくとも１つが不飽和である、請求項１または２３～２５のいずれか１項に記載の化合物。
28. Ｒ^１およびＲ^２が、両方とも非置換である、請求項１～２７のいずれか１項に記載の化合物。
29. Ｒ^１およびＲ^２が、それぞれ、以下の構造：
    

    

    である、請求項１に記載の化合物。
30. Ｒ^１およびＲ^２が、それぞれ、以下の構造：
    

    

    のうちの１つである、請求項１に記載の化合物。
31. Ｒ^２が、以下の構造：
    

    

    のうちの１つである、請求項１または３～２９のいずれか１項に記載の化合物。
32. Ｒ^２が、以下の構造：
    

    

    のうちの１つである、請求項１または３～２９のいずれか１項に記載の化合物。
33. Ｒ^１が、以下の構造：
    

    

    である、請求項３１または３２のいずれか１項に記載の化合物。
34. Ｌが、Ｃ_６－Ｃ_１２アルキレンである、請求項１または３～３３のいずれか１項に記載の化合物。
35. Ｇ^１が、－Ｎ（Ｒ^３）Ｒ^４である、請求項１～３４のいずれか１項に記載の化合物。
36. Ｇ^１が、－ＮＨ_２、－ＮＨＣＨ_３、または－Ｎ（ＣＨ_３）_２である、請求項３５に記載の化合物。
37. Ｒ^３およびＲ^４が、それらが結合している窒素と一緒になってヘテロシクリルを形成している、請求項３５に記載の化合物。
38. Ｇ^１が、以下の構造：
    

    

    のうちの１つである、請求項３７に記載の化合物。
39. Ｇ^１が、以下の構造：
    

    

    である、請求項３５に記載の化合物。
40. ｎが、１、２、３、４、５、または６である、請求項１～３９のいずれか１項に記載の化合物。
41. ｎが、７、８、９、１０、１１、または１２である、請求項１～３９のいずれか１項に記載の化合物。
42. 以下の構造：
    

    

    のうちの１つである、請求項１に記載の化合物。
43. 以下の構造：
    

    

    

    

    のうちの１つである、請求項１に記載の化合物。
44. 請求項１～４３のいずれか１項に記載の化合物、および治療剤を含む、組成物。
45. 請求項１～４３のいずれか１項に記載の化合物、および治療剤を含む、脂質ナノ粒子。
46. 治療剤が、核酸を含む、請求項４４または４５のいずれか１項に記載の組成物または脂質ナノ粒子。
47. 核酸が、アンチセンスＲＮＡおよびメッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）から選択される、請求項４６に記載の組成物または脂質ナノ粒子。
48. 治療剤の送達のための医薬の製造における、請求項４４に記載の組成物または請求項４５に記載の脂質ナノ粒子の使用。