KR20230030588A - 지질 화합물 및 지질 나노입자 조성물 - Google Patents

지질 화합물 및 지질 나노입자 조성물 Download PDF

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Abstract

백신접종을 포함하여, 치료적 또는 예방적 목적으로 치료제 (예를 들면, 핵산 분자)의 전달을 위한 지질 나노입자를 형성하기 위해, 기타 지질 성분, 예컨대 중성 지질, 콜레스테롤 및 중합체 접합된 지질과 조합하여 사용될 수 있는 지질 화합물이 본원에 제공된다.

Description

지질 화합물 및 지질 나노입자 조성물
1. 관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2020년 6월 30일 출원된, 중국 특허 출원 번호 202010621718.8, 및 2020년 7월 8일 출원된, 미국 가출원 번호 63/049,431에 우선권을 주장하고, 이들의 전체는 참조로 본원에 편입된다.
2. 서열 목록
본 명세서는 서열 목록의 컴퓨터 판독가능한 형태 (CRF) 사본과 함께 제출되고 있다. CRF의 파일명은 14639-003-228_SeqListing_ST25.txt이고, 2021년 6월 7일 생성되었고 크기는 717 바이트이며, 이들의 전체가 참조로 본원에 편입된다.
3. 분야
본 개시내용은 일반적으로, 백신접종을 포함하여, 치료적 또는 예방적 목적으로, 양쪽 시험관내 및 생체내, 치료제 (예를 들면, 핵산 모방체 예컨대 잠금 핵산 (LNA), 펩티드 핵산 (PNA), 및 모르폴리노를 포함하는 핵산 분자)의 전달을 위한 지질 나노입자를 형성하기 위해, 기타 지질 성분, 예컨대 중성 지질, 콜레스테롤 및 중합체 접합된 지질과 조합하여 사용될 수 있는 지질 화합물에 관한 것이다.
4. 배경
치료적 핵산은 백신접종, 유전자 요법, 단백질 대체 요법, 및 유전 질환의 기타 치료에 혁명을 일으킬 가능성이 있다. 2000년대에 치료적 핵산에 관한 최초 임상 연구의 착수 이래, 상당한 진전은 핵산 분자의 설계 및 이의 전달 방법을 통해서 이루어졌다. 하지만, 핵산 치료학은 여전히 낮은 세포 투과성 및 RNA를 포함한 특정 핵산 분자의 분해에 대한 높은 감수성을 포함하는 몇 가지 문제를 직면한다. 그래서, 새로운 핵산 분자, 뿐만 아니라 치료적 및/또는 예방적 목적으로 시험관내 또는 생체내 그들의 전달을 촉진시키는 관련된 방법 및 조성물을 개발할 필요가 있다.
5. 개요
일 구현예에서, 치료제 (예를 들면, 핵산 모방체 예컨대 잠금 핵산 (LNA), 펩티드 핵산 (PNA), 및 모르폴리노를 포함하는 핵산 분자)의 전달을 위한 지질 나노입자를 형성하기 위해 단독으로 또는 기타 지질 성분 예컨대 중성 지질, 하전된 지질, 스테로이드 (예를 들어, 모든 스테롤 포함) 및/또는 그들의 유사체, 및/또는 중합체 접합된 지질 및/또는 중합체와 조합하여 사용될 수 있는, 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체를 포함하는, 지질 화합물이 본원에 제공된다. 일부 경우에, 지질 나노입자는 핵산 예컨대 안티센스 및/또는 메신저 RNA를 전달하는데 사용된다. 다양한 질환 또는 병태, 예컨대 단백질의 감염성 실체 및/또는 부족에 의해 야기된 것들의 치료를 위하여 그러한 지질 나노입자의 사용 방법이 또한 제공된다.
일 구현예에서, 본원에 제공된 지질 화합물은 포스포라미데이트 기반 지질 화합물이다.
일 구현예에서, 화학식 (I)의 화합물:
Figure pct00001
또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체가 본원에 제공되고, 식중 X, Y, G1, G3, L1, R4, 및 R5는 본원에 또는 다른 곳에 정의된 바와 같다.
일 구현예에서, 본원에 제공된 화합물, 및 치료제 또는 예방제를 포함하는 나노입자 조성물이 본원에 제공된다. 일 구현예에서, 치료제 또는 예방제는 항원 또는 이의 단편 또는 에피토프를 인코딩하는 적어도 하나의 mRNA를 포함한다.
본 개시내용의 추가의 속성은 특정한 구현예의 하기 상세한 설명의 고려시 당업자에 명백해질 것이다.
6. 상세한 설명
6.1 일반 기법
본원에 기재되거나 참조된 기법 및 절차는 당업자에 의한 종래 방법론, 예컨대, 예를 들어, Sambrook 등, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3d ed. 2001); Current Protocols in Molecular Biology (Ausubel 등. eds., 2003)에 기재된 널리 활용된 방법론을 사용하여 일반적으로 잘 이해되고/거나 흔히 이용되는 것들을 포함한다.
6.2 전문용어
달리 기재되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어들은 당업자에 의해 흔히 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서를 해석할 목적으로, 용어의 하기 설명이 적용할 것이고 적절할 때마다, 단수로 사용된 용어는 복수를 또한 포함할 것이고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 모든 특허, 출원, 공개된 출원, 및 기타 간행물은 그들 전체가 참조로 편입된다. 제시된 용어의 임의의 설명이 참조로 본원에 편입된 임의의 문서와 충돌하는 경우, 하기 제시된 용어의 설명이 우선할 수 있다.
본원에 사용된 경우에 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "지질"은, 비제한적으로, 지방산의 에스테르를 포함하고 물에서 빈약하게 가용성이지만, 많은 무극성 유기 용매에서 가용성임을 일반적으로 특징으로 하는 유기 화합물의 한 그룹을 지칭한다. 지질이 일반적으로 물에서 빈약한 용해도를 갖지만, 제한된 수성 용해도를 갖고 특정 조건 하에서 물에 용해할 수 있는 지질 (예를 들면, 극성 기에 의해 변형된 지질, 예를 들면, DMG-PEG2000)의 특정 범주가 있다. 지질의 알려진 유형은 생물학적 분자 예컨대 지방산, 왁스, 스테롤, 지용성 비타민, 모노글리세리드, 디글리세리드, 트리글리세리드, 및 인지질을 포함한다. 지질은 적어도 3가지 부류로 분할될 수 있다: (1) 지방 및 오일 뿐만 아니라 왁스를 포함하는, "단순 지질"; (2) 인지질 및 당지질을 포함하는, "복합 지질" (예를 들면, DMPE-PEG2000); 및 (3) "유도 지질" 예컨대 스테로이드. 추가로, 본원에 사용된 경우에, 지질은 또한 리피도이드 화합물을 포괄한다. 용어 "리피도이드 화합물", 또한 간단히 "리피도이드"는 지질-유사 화합물 (예를 들면 지질-유사 물리적 특성을 가진 양친매성 화합물)을 지칭한다.
용어 "지질 나노입자" 또는 "LNP"는, 지질 분자의 하나 이상의 유형을 함유하는, 나노미터 (nm)의 단위로 적어도 하나의 치수 (예를 들면, 1 내지 1,000 nm)를 갖는 입자를 지칭한다. 본원에 제공된 LNP는 적어도 하나의 비-지질 페이로드 분자 (예를 들면, 하나 이상의 핵산 분자)를 추가로 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, LNP는 지질 쉘 내에서 어느 한쪽 부분적으로 또는 완전히 캡슐화된 비-지질 페이로드 분자를 포함한다. 특히, 일부 구현예에서, 여기서 페이로드는 음으로 하전된 분자 (예를 들면, 바이러스성 단백질을 인코딩하는 mRNA)이고, LNP의 지질 성분은 적어도 하나의 양이온성 지질을 포함한다. 이론에 얽매이지 않고, 양이온성 지질이 음으로 하전된 페이로드 분자와 상호작용할 수 있고 LNP 형성 동안 LNP에 페이로드의 편입 및/또는 캡슐화를 촉진시키는 것이 고려된다. 본원에 제공된 경우에 LNP의 부분을 형성할 수 있는 기타 지질은 비제한적으로 중성 지질 및 하전된 지질, 예컨대 스테로이드, 중합체 접합된 지질, 및 다양한 쯔비터이온성 지질을 포함한다. 특정 구현예에서, 본 개시내용에 따른 LNP는 본원에 기재된 경우에 화학식 (I) (및 이들의 하위-화학식)의 하나 이상의 지질을 포함한다.
용어 "양이온성 지질"은 어느 한쪽 이의 환경의 임의의 pH 값 또는 수소 이온 활성에서 양으로 하전되는, 또는 이의 환경 (예를 들면, 이의 의도된 사용의 환경)의 pH 값 또는 수소 이온 활성에 반응하여 양으로 하전될 수 있는 지질을 지칭한다. 그래서, 용어 "양이온성"은 양쪽 "영구적으로 양이온성" 및 "양이온화가능한"을 포괄한다. 특정 구현예에서, 양이온성 지질에서 양전하는 4차 질소 원자의 존재에서 비롯한다. 특정 구현예에서, 양이온성 지질은 이의 의도된 사용의 환경에서 (예를 들면, 생리학적 pH에서) 양전하를 가정하는 쯔비터이온성 지질을 포함한다. 특정 구현예에서, 양이온성 지질은 본원에 기재된 경우에 화학식 (I) (및 이들의 하위-화학식)의 하나 이상의 지질이다.
용어 "중합체 접합된 지질"은 양쪽 지질 부문 및 중합체 부문을 포함하는 분자를 지칭한다. 중합체 접합된 지질의 예는 peg화된 지질 (PEG-지질)이고, 여기에서 중합체 부문은 폴리에틸렌 글리콜을 포함한다.
용어 "중성 지질"은 선택된 pH 값에서 또는 선택된 pH 범위 내에서 하전되지 않은 형태 또는 중성 쯔비터이온성 형태로 실재하는 임의의 지질 분자를 포괄한다. 일부 구현예에서, 선택된 유용한 pH 값 또는 범위는 지질의 의도된 사용의 환경에서 pH 조건, 예컨대 생리학적 pH에 상응한다. 비-제한 예로서, 본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 중성 지질은, 비제한적으로, 포스포티딜콜린 예컨대 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (DSPC), 1,2-디팔미토일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (DPPC), 1,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (DMPC), 1-팔미토일-2-올레오일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (POPC), 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (DOPC), 포파티딜에탄올아민 예컨대 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 (DOPE), 2-((2,3-비스(올레오일옥시)프로필)디메틸암모니오)에틸 수소 포스페이트 (DOCP), 스핑고미엘린 (SM), 세라미드, 스테로이드 예컨대 스테롤 및 그들의 유도체를 포함한다. 본원에 제공된 경우에 중성 지질은 합성일 수 있거나 천연 공급원 또는 화합물로부터 유래 (단리 또는 변형)될 수 있다.
용어 "하전된 지질"은 선택된 pH에서 또는 선택된 pH 범위 내에서 어느 한쪽 양으로 하전된 또는 음으로 하전된 형태로 실재하는 임의의 지질 분자를 포괄한다. 일부 구현예에서, 선택된 pH 값 또는 범위는 지질의 의도된 사용의 환경에서 pH 조건, 예컨대 생리학적 pH에 상응한다. 비-제한 예로서, 본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 중성 지질은, 비제한적으로, 포스파티딜세린, 포스파티드산, 포스파티딜글리세롤, 포스파티딜이노시톨, 스테롤 헤미숙시네이트, 디알킬 트리메틸아르모늄-프로판 (예를 들면, DOTAP, DOTMA), 디알킬 디메틸아미노프로판, 에틸 포스포콜린, 디메틸아미노에탄 카바모일 스테롤 (예를 들면, DC-Chol), 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포-L-세린 나트륨 염 (DOPS-Na), 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3 -포스포-(1'-rac-글리세롤) 나트륨 염 (DOPG-Na), 및 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스페이트 나트륨 염 (DOPA-Na)을 포함한다. 본원에 제공된 경우에 하전된 지질은 합성일 수 있거나 천연 공급원 또는 화합물로부터 유래 (단리 또는 변형)될 수 있다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "알킬"은, 포화되는, 오로지 탄소 및 수소 원자로 이루어지는 직선형 또는 분지형 탄화수소 쇄 라디칼을 지칭한다. 일 구현예에서, 알킬 기는, 예를 들어, 1 내지 24개 탄소 원자 (C1-C24　알킬), 4 내지 20개 탄소 원자 (C4-C20　알킬), 6 내지 16개 탄소 원자 (C6-C16　알킬), 6 내지 9개 탄소 원자 (C6-C9　알킬), 1 내지 15개 탄소 원자 (C1-C15　알킬), 1 내지 12개 탄소 원자 (C1-C12　알킬), 1 내지 8개 탄소 원자 (C1-C8　알킬) 또는 1 내지 6개 탄소 원자 (C1-C6　알킬)를 갖고 단일 결합에 의해 분자의 나머지에 부착된다. 알킬 기의 예는, 비제한적으로, 메틸, 에틸, n-프로필, 1-메틸에틸 (이소프로필), n-부틸, n-펜틸, 1,1-디메틸에틸 (t-부틸), 3-메틸헥실, 2-메틸헥실, 및 기타 등등을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 알킬 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "알케닐"은, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는, 오로지 탄소 및 수소 원자로 이루어지는 직선형 또는 분지형 탄화수소 쇄 라디칼을 지칭한다. 용어 "알케닐"은 또한, 당업자에 의해 이해된 경우에, "시스(cis)" 및 "트란스(trans)" 구조, 또는 대안적으로, "E" 및 "Z" 구조를 갖는 라디칼을 포괄한다. 일 구현예에서, 알케닐 기는,, 예를 들어, 2 내지 24개 탄소 원자 (C2-C24　알케닐), 4 내지 20개 탄소 원자 (C4-C20　알케닐), 6 내지 16개 탄소 원자 (C6-C16　알케닐), 6 내지 9개 탄소 원자 (C6-C9　알케닐), 2 내지 15개 탄소 원자 (C2-C15　알케닐), 2 내지 12개 탄소 원자 (C2-C12　알케닐), 2 내지 8개 탄소 원자 (C2-C8　알케닐) 또는 2 내지 6개 탄소 원자 (C2-C6　알케닐)를 갖고 단일 결합에 의해 분자의 나머지에 부착된다. 알케닐 기의 예는, 비제한적으로, 에테닐, 프로프-1-에닐, 부트-1-에닐, 펜트-1-에닐, 펜타-1,4-디에닐, 및 기타 등등을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 알케닐 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "알키닐"은, 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 함유하는, 오로지 탄소 및 수소 원자로 이루어지는 직선형 또는 분지형 탄화수소 쇄 라디칼을 지칭한다. 일 구현예에서, 알키닐 기는, 예를 들어, 2 내지 24개 탄소 원자 (C2-C24　알키닐), 4 내지 20개 탄소 원자 (C4-C20　알키닐), 6 내지 16개 탄소 원자 (C6-C16　알키닐), 6 내지 9개 탄소 원자 (C6-C9　알키닐), 2 내지 15개 탄소 원자 (C2-C15　알키닐), 2 내지 12개 탄소 원자 (C2-C12　알키닐), 2 내지 8개 탄소 원자 (C2-C8　알키닐) 또는 2 내지 6개 탄소 원자 (C2-C6　알키닐)를 갖고 단일 결합에 의해 분자의 나머지에 부착된다. 알키닐 기의 예는, 비제한적으로, 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 및 기타 등등을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 알키닐 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "알킬렌" 또는 "알킬렌 쇄"는, 포화되는, 오로지 탄소 및 수소로 이루어지는, 라디칼 기에 분자의 나머지를 결합시키는 직선형 또는 분지형 2가 탄화수소 쇄를 지칭한다. 일 구현예에서, 알킬렌은, 예를 들어, 1 내지 24개 탄소 원자 (C1-C24　알킬렌), 1 내지 15개 탄소 원자 (C1-C15　알킬렌), 1 내지 12개 탄소 원자 (C1-C12　알킬렌), 1 내지 8개 탄소 원자 (C1-C8　알킬렌), 1 내지 6개 탄소 원자 (C1-C6　알킬렌), 2 내지 4개 탄소 원자 (C2-C4　알킬렌), 1 내지 2개 탄소 원자 (C1-C2　알킬렌)를 갖는다. 알킬렌 기의 예는, 비제한적으로, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, n-부틸렌, 및 기타 등등을 포함한다. 알킬렌 쇄는 단일 결합을 통해서 분자의 나머지에 그리고 단일 결합을 통해서 라디칼 기에 부착된다. 분자의 나머지에 그리고 라디칼 기에 알킬렌 쇄의 부착의 지점은 쇄 내에서 1개 탄소 또는 임의의 2개 탄소를 통해서 이루어질 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 알킬렌 쇄는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "알케닐렌"은, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는, 오로지 탄소 및 수소로 이루어지는, 라디칼 기에 분자의 나머지를 결합시키는 직선형 또는 분지형 2가 탄화수소 쇄를 지칭한다. 일 구현예에서, 알케닐렌은, 예를 들어, 2 내지 24개 탄소 원자 (C2-C24　알케닐렌), 2 내지 15개 탄소 원자 (C2-C15　알케닐렌), 2 내지 12개 탄소 원자 (C2-C12　알케닐렌), 2 내지 8개 탄소 원자 (C2-C8　알케닐렌), 2 내지 6개 탄소 원자 (C2-C6　알케닐렌) 또는 2 내지 4개 탄소 원자 (C2-C4　알케닐렌)를 갖는다. 알케닐렌의 예는, 비제한적으로, 에테닐렌, 프로페닐렌, n-부테닐렌, 및 기타 등등을 포함한다. 알케닐렌은 단일 또는 이중 결합을 통해서 분자의 나머지에 그리고 단일 또는 이중 결합을 통해서 라디칼 기에 부착된다. 분자의 나머지에 그리고 라디칼 기에 알케닐렌의 부착의 지점은 쇄 내에서 1개 탄소 또는 임의의 2개 탄소를 통해서 이루어질 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 알케닐렌은 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "사이클로알킬"은 오로지 탄소 및 수소 원자로 이루어지는, 그리고 포화되는, 비-방향족 단환식 또는 다환식 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 사이클로알킬 기는 융합된 또는 가교된 고리 시스템을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 사이클로알킬은, 예를 들어, 3 내지 15개 고리 탄소 원자 (C3-C15　사이클로알킬), 3 내지 10개 고리 탄소 원자 (C3-C10　사이클로알킬), 또는 3 내지 8개 고리 탄소 원자 (C3-C8　사이클로알킬)를 포함할 수 있다. 사이클로알킬은 단일 결합에 의해 분자의 나머지에 부착된다. 단환식 사이클로알킬 라디칼의 예는, 비제한적으로, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 및 사이클로옥틸을 포함한다. 다환식 사이클로알킬 라디칼의 예는, 비제한적으로, 아다만틸, 노르보르닐, 데칼리닐, 7,7-디메틸-비시클로[2.2.1]헵타닐, 및 기타 등등을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 사이클로알킬 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "사이클로알킬렌"은 2가 사이클로알킬 기이다. 달리 명시되지 않는 한, 사이클로알킬렌 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "사이클로알케닐"은 오로지 탄소 및 수소 원자로 이루어지는, 그리고 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는, 비-방향족 단환식 또는 다환식 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 사이클로알케닐은 융합된 또는 가교된 고리 시스템을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 사이클로알케닐은, 예를 들어, 3 내지 15개 고리 탄소 원자 (C3-C15　사이클로알케닐), 3 내지 10개 고리 탄소 원자 (C3-C10　사이클로알케닐), 또는 3 내지 8개 고리 탄소 원자 (C3-C8　사이클로알케닐)를 갖는다. 사이클로알케닐은 단일 결합에 의해 분자의 나머지에 부착된다. 단환식 사이클로알케닐 라디칼의 예는, 비제한적으로, 사이클로프로페닐, 사이클로부테닐, 사이클로펜테닐, 사이클로헥세닐, 사이클로헵테닐, 사이클로옥테닐, 및 기타 등등을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 사이클로알케닐 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "사이클로알케닐렌"은 2가 사이클로알케닐 기이다. 달리 명시되지 않는 한, 사이클로알케닐렌 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "헤테로사이클릴"은 질소, 산소, 인, 및 황으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 (예를 들면, 1개, 1개 또는 2개, 1 내지 3개, 또는 1 내지 4개) 헤테로원자를 함유하는 비-방향족 라디칼 단환식 또는 다환식 모이어티를 지칭한다. 헤테로사이클릴은 임의의 헤테로원자 또는 탄소 원자에서 주요 구조에 부착될 수 있다. 헤테로사이클릴 기는 단환식, 이환식, 삼환식, 사환식, 또는 기타 다환식 고리 시스템일 수 있고, 여기서 다환식 고리 시스템은 융합된, 가교된 또는 스피로 고리 시스템일 수 있다. 헤테로사이클릴 다환식 고리 시스템은 하나 이상의 고리에서 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다. 헤테로사이클릴 기는 포화될 수 있거나 부분적으로 불포화될 수 있다. 포화된 헤테로사이클로알킬 기는 "헤테로사이클로알킬"로 명명될 수 있다. 부분적으로 불포화된 헤테로사이클로알킬 기는 헤테로사이클릴이 적어도 하나의 이중 결합을 함유하면 "헤테로사이클로알케닐", 또는 헤테로사이클릴이 적어도 하나의 삼중 결합을 함유하면 "헤테로사이클로알키닐"로 명명될 수 있다. 일 구현예에서, 헤테로사이클릴은, 예를 들어, 3 내지 18개 고리 원자 (3- 내지 18-원 헤테로사이클릴), 4 내지 18개 고리 원자 (4- 내지 18-원 헤테로사이클릴), 5 내지 18개 고리 원자 (3- 내지 18-원 헤테로사이클릴), 4 내지 8개 고리 원자 (4- 내지 8-원 헤테로사이클릴), 또는 5 내지 8개 고리 원자 (5- 내지 8-원 헤테로사이클릴)를 갖는다. 본원에 나타나는 때마다, 숫자 범위 예컨대 "3 내지 18"은 주어진 범위에서 각 정수를 지칭하고; 예를 들면, "3 내지 18개 고리 원자"는 헤테로사이클릴 기가, 최대 18개 고리 원자를 포함하는, 3개 고리 원자, 4개 고리 원자, 5개 고리 원자, 6개 고리 원자, 7개 고리 원자, 8개 고리 원자, 9개 고리 원자, 10개 고리 원자, 등으로 이루어질 수 있음을 의미한다. 헤테로사이클릴 기의 예는, 비제한적으로, 이미다졸릴, 이미다졸리디닐, 옥사졸릴, 옥사졸리디닐, 티아졸릴, 티아졸리디닐, 피라졸리디닐, 피라졸릴, 이속사졸리디닐, 이속사졸릴, 이소티아졸리디닐, 이소티아졸릴, 모르폴리닐, 피롤릴, 피롤리디닐, 푸릴, 테트라하이드로푸릴, 티오페닐, 피리디닐, 피페리디닐, 퀴놀릴, 및 이소퀴놀릴을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 헤테로사이클릴 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "헤테로사이클릴렌"은 2가 헤테로사이클릴 기이다. 달리 명시되지 않는 한, 헤테로사이클릴렌 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "아릴"은 적어도 하나의 방향족 탄화수소 고리를 함유하는 단환식 방향족 기 및/또는 다환형 1가 방향족 기를 지칭한다. 특정 구현예에서, 아릴은 6 내지 18개 고리 탄소 원자 (C6-C18　아릴), 6 내지 14개 고리 탄소 원자 (C6-C14　아릴), 또는 6 내지 10개 고리 탄소 원자 (C6-C10　아릴)를 갖는다. 아릴 기의 예는, 비제한적으로, 페닐, 나프틸, 플루오레닐, 아줄레닐, 안트릴, 페난트릴, 피레닐, 비페닐, 및 터페닐을 포함한다. 용어 "아릴"은 또한 이환식, 삼환식, 또는 기타 다환형 탄화수소 고리를 지칭하고, 여기에서 고리 중 적어도 하나는 방향족이고 이들 중 나머지는 포화될 수 있거나, 부분적으로 불포화될 수 있거나, 방향족, 예를 들어, 디하이드로나프틸, 인데닐, 인다닐, 또는 테트라하이드로나프틸 (테트랄리닐)일 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 아릴 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "아릴렌"은 2가 아릴 기이다. 달리 명시되지 않는 한, 아릴렌 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "헤테로아릴"은 적어도 하나의 방향족 고리를 함유하는 단환식 방향족 기 및/또는 다환형 방향족 기를 지칭하고, 여기서 적어도 하나의 방향족 고리는 O, S, 및 N으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 (예를 들면, 1개, 1개 또는 2개, 1 내지 3개, 또는 1 내지 4개) 헤테로원자를 함유한다. 헤테로아릴은 임의의 헤테로원자 또는 탄소 원자에서 주요 구조에 부착될 수 있다. 특정 구현예에서, 헤테로아릴은 5 내지 20, 5 내지 15개, 또는 5 내지 10개 고리 원자를 갖는다. 용어 "헤테로아릴"은 또한 이환식, 삼환식, 또는 기타 다환형 고리를 지칭하고, 여기에서 고리 중 적어도 하나는 방향족이고 이들 중 나머지는 포화될 수 있거나, 부분적으로 불포화될 수 있거나, 방향족일 수 있고, 여기서 적어도 하나의 방향족 고리는 O, S, 및 N으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다. 단환식 헤테로아릴 기의 예는, 비제한적으로, 피롤릴, 피라졸릴, 피라졸리닐, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 이소티아졸릴, 푸라닐, 티에닐, 옥사디아졸릴, 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 및 트리아지닐을 포함한다. 이환식 헤테로아릴 기의 예는, 비제한적으로, 인돌릴, 벤조티아졸릴, 벤즈옥사졸릴, 벤조티에닐, 퀴놀리닐, 테트라하이드로이소퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 벤즈이미다졸릴, 벤조피라닐, 인돌리지닐, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 크로모닐, 쿠마리닐, 신놀리닐, 퀴녹살리닐, 인다졸릴, 푸리닐, 피롤로피리디닐, 푸로피리디닐, 티에노피리디닐, 디하이드로이소인돌릴, 및 테트라하이드로퀴놀리닐을 포함한다. 삼환식 헤테로아릴 기의 예는, 비제한적으로, 카르바졸릴, 벤진돌릴, 페난트롤리닐, 아크리디닐, 페난트리디닐, 및 크산테닐을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 헤테로아릴 기는 임의로 치환된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "헤테로아릴렌"은 2가 헤테로아릴 기이다. 달리 명시되지 않는 한, 헤테로아릴렌 기는 임의로 치환된다.
본원에 기재된 기가 "치환된" 것으로 언급된 경우, 이들은 임의의 적절한 치환체 또는 치환체들로 치환될 수 있다. 치환체의 예시적 예는, 비제한적으로, 본원에 제공된 예시적 화합물 및 구현예에서 찾아진 것들, 뿐만 아니라: 할로겐 원자 예컨대 F, CI, Br, 또는 I; 시아노; 옥소 (=O); 하이드록실 (-OH); 알킬; 알케닐; 알키닐; 사이클로알킬; 아릴; -(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'; 및 -S(O) xNR'R', 식중: R'는, 각각의 경우에, 독립적으로 H, C1-C15　알킬 또는 사이클로알킬이고, x는 0, 1 또는 2인 것을 포함한다. 일부 구현예에서 치환체는 C1-C12　알킬 기이다. 다른 구현예에서, 치환체는 사이클로알킬 기이다. 다른 구현예에서, 치환체는 할로 기, 예컨대 플루오로이다. 다른 구현예에서, 치환체는 옥소 기이다. 다른 구현예에서, 치환체는 하이드록실 기이다. 다른 구현예에서, 치환체는 알콕시 기 (-OR')이다. 다른 구현예에서, 치환체는 카르복실 기이다. 다른 구현예에서, 치환체는 아미노 기 (-NR'R')이다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "임의적" 또는 "임의로" (예를 들면, 임의로 치환된)은 이후에 설명된 상황의 이벤트가 발생할 수도 있고 아닐 수도 있음 그리고 설명이 상기 이벤트 또는 상황이 발생하는 경우 및 발생하지 않는 경우를 포함함을 의미한다. 예를 들어, "임의로 치환된 알킬"은 알킬 라디칼이 치환될 수 있거나 치환되지 않을 수 있음 그리고 설명이 양쪽 치환된 알킬 라디칼 및 치환이 없는 알킬 라디칼을 포함함을 의미한다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 생물학적으로 활성 화합물의 용어 "전구약물"은 생리학적 조건 하에서 또는 생물학적으로 활성 화합물로의 가용매분해에 의해 전환될 수 있는 화합물을 지칭한다. 일 구현예에서, 용어 "전구약물"은 약학적으로 허용가능한 생물학적으로 활성 화합물의 대사적 전구체를 지칭한다. 전구약물은 치료를 필요로 하는 대상체에 투여된 때 불활성일 수 있지만, 생물학적으로 활성 화합물로 생체내 전환된다. 전구약물은 전형적으로 신속하게 생체내 형질전환되어, 예를 들어, 혈액내 가수분해에 의해 모체 생물학적으로 활성 화합물을 산출한다. 전구약물 화합물은 종종 포유류 유기체에서 용해도, 조직 적합성 또는 지연된 방출의 이점을 제공한다 (Bundgard, H., Design of Prodrugs (1985), pp. 7-9, 21-24 (엘스비어, 암스테르담) 참조). 전구약물의 논의는 Higuchi, T., 등, A.C.S. Symposium Series, Vol. 14에서, 그리고 Bioreversible Carriers in Drug Design, Ed. Edward B. Roche, American Pharmaceutical Association and Pergamon Press, 1987에서 제공된다.
일 구현예에서, 용어 "전구약물"은 또한, 그러한 전구약물이 포유류 대상체에게 투여되는 때 활성 화합물을 생체내 방출시키는, 임의의 공유적으로 결합된 담체를 포함하는 의미이다. 화합물의 전구약물은 변형이, 어느 한쪽 일상적인 조작에서 또는 생체내 모체 화합물로 절단되는 방식으로 화합물에서 존재하는 작용기를 변형시킴으로써 제조될 수 있다. 전구약물은 하이드록실, 아미노 또는 메르캅토 기가, 화합물의 전구약물이 포유류 대상체에게 투여되는 때, 절단되어 각각 유리 하이드록실, 유리 아미노 또는 유리 메르캅토 기를 형성하는 임의의 기에 결합되는 화합물을 포함한다.
전구약물의 예는, 비제한적으로, 본원에 제공된 화합물에서 알코올의 아세테이트, 포르메이트 및 벤조에이트 유도체 또는 아민 작용기의 아미드 유도체를 포함한다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "약학적으로 허용가능한 염"은 양쪽 산 및 염기 부가 염을 포함한다.
약학적으로 허용가능한 산 부가 염의 예는, 비제한적으로, 염산, 브롬화수소산, 황산, 질산, 인산 및 기타 등등, 및 유기 산 예컨대, 비제한적으로, 아세트산, 2,2-디클로로아세트산, 아디프산, 알긴산, 아스코르브산, 아스파르트산, 벤젠술폰산, 벤조산, 4-아세트아미도벤조산, 캄퍼산, 캄퍼-10-술폰산, 카프르산, 카프로산, 카프릴산, 탄산, 신남산, 시트르산, 사이클람산, 도데실황산, 에탄-1,2-디술폰산, 에탄술폰산, 2-하이드록시에탄술폰산, 포름산, 푸마르산, 갈락타르산, 겐티스산, 글루코헵톤산, 글루콘산, 글루쿠론산, 글루탐산, 글루타르산, 2-옥소-글루타르산, 글리세로인산, 글리콜산, 히푸르산, 이소부티르산, 락트산, 락토비온산, 라우르산, 말레산, 말산, 말론산, 만델산, 메탄술폰산, 점액산, 나프탈렌-1,5-디술폰산, 나프탈렌-2-술폰산, 1-하이드록시-2-나프토산, 니코틴산, 올레산, 오로트산, 옥살산, 팔미트산, 팜산, 프로피온산, 피로글루탐산, 피루브산, 살리실산, 4-아미노살리실산, 세바스산, 스테아르산, 숙신산, 타르타르산, 티오시안산, p-톨루엔술폰산, 트리플루오로아세트산, 운데실렌산, 및 기타 등등을 포함한다.
약학적으로 허용가능한 염기 부가 염의 예는, 비제한적으로, 유리 산 화합물에 무기 염기 또는 유기 염기의 부가로부터 제조된 염을 포함한다. 무기 염기에서 유래된 염은, 비제한적으로, 나트륨, 칼륨, 리튬, 암모늄, 칼슘, 마그네슘, 철, 아연, 구리, 망간, 알루미늄 염 및 기타 등등을 포함한다. 일 구현예에서, 무기 염은 암모늄, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 및 마그네슘 염이다. 유기 염기에서 유래된 염은, 비제한적으로, 일차, 이차, 및 삼차 아민, 자연 발생 치환된 아민을 포함하는 치환된 아민, 환식 아민 및 염기성 이온 교환 수지, 예컨대 암모니아, 이소프로필아민, 트리메틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 디에탄올아민, 에탄올아민, 데아놀, 2-디메틸아미노에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 디사이클로헥실아민, 라이신, 아르기닌, 히스티딘, 카페인, 프로카인, 하이드라바민, 콜린, 베타인, 베네타민, 벤자틴, 에틸렌디아민, 글루코사민, 메틸글루카민, 테오브로민, 트리에탄올아민, 트로메타민, 퓨린, 피페라진, 피페리딘, N-에틸피페리딘, 폴리아민 수지 및 기타 등등의 염을 포함한다. 일 구현예에서, 유기 염기는 이소프로필아민, 디에틸아민, 에탄올아민, 트리메틸아민, 디사이클로헥실아민, 콜린 및 카페인이다.
본원에 제공된 화합물은 하나 이상의 비대칭 중심을 함유할 수 있고 그래서 거울상이성질체, 부분입체이성질체, 및, 절대 입체화학의 관점에서, (R)- 또는 (S)-로서 또는, 아미노산의 경우 (D)- 또는 (L)-로서 정의될 수 있는 기타 입체이성질체성 형태를 생성할 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 본원에 제공된 화합물은 모든 이러한 가능한 이성질체, 뿐만 아니라 그들의 라세미 및 광학적으로 순수한 형태를 포함하는 것을 의미한다. 광학적으로 활성 (+) 및 (-), (R)- 및 (S)-, 또는 (D)- 및 (L)- 이성질체는 키랄 신톤 또는 키랄 시약을 사용하여 제조될 수 있거나, 종래 기법, 예를 들어, 크로마토그래피 및 분별 결정화를 사용하여 분해될 수 있다. 개별 거울상이성질체의 제조/단리를 위한 종래 기법은 적합한 광학적으로 순수한 전구체로부터 키랄 합성 또는, 예를 들어, 키랄 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용하는 라세미체 (또는 염 또는 유도체의 라세미체)의 분해를 포함한다. 본원에 기재된 화합물이 올레핀성 이중 결합 또는 기하학적 비대칭의 기타 중심을 함유하는 경우, 그리고 달리 특정되지 않는 한, 화합물이 양쪽 E 및 Z 기하학적 이성질체를 포함하는 것이 의도된다. 마찬가지로, 모든 호변이성질체성 형태가 또한 포함되도록 의도된다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "이성질체"는 동일한 분자식을 갖는 상이한 화합물을 지칭한다. "입체이성질체"는 원자가 공간에서 배열되는 방식에서만 상이한 이성질체이다. "회전장애이성질체"는 단일 결합에 대한 회전 장애로 인한 입체이성질체이다. "거울상이성질체"는 서로 비-중첩가능한 거울상인 한 쌍의 입체이성질체이다. 임의의 비율로 한 쌍의 거울상이성질체의 혼합물은 "라세미" 혼합물로서 알려질 수 있다. "부분입체이성질체"는 적어도 2개의 비대칭 원자를 갖지만, 서로 거울상이 아닌 입체이성질체이다.
"입체이성질체"는 또한 E 및 Z 이성질체, 또는 이들의 혼합물, 그리고 시스 및 트란스 이성질체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 본원에 기재된 화합물은 어느 한쪽 E 또는 Z 이성질체로서 단리된다. 다른 구현예에서, 본원에 기재된 화합물은 E 및 Z 이성질체의 혼합물이다.
"호변이성질체"는 서로 평형을 이루는 화합물의 이성질체성 형태를 지칭한다. 이성질체성 형태의 농도는 화합물이 발견되는 환경에 따라 달라질 것이고, 예를 들어, 화합물이 고체인지 또는 유기 또는 수성 용액인지에 따라 상이할 수 있다.
본원에 기재된 화합물이 원자들 중 하나 이상에서 원자성 동위원소의 비천연 분율을 함유할 수 있음이 또한 주목되어야 한다. 예를 들어, 화합물은 방사성 동위원소, 예컨대 예를 들어 삼중수소 (3H), 요오드-125 (125I), 황-35 (35S), 또는 탄소-14 (14C)로 방사성표지될 수 있거나, 예컨대 중수소 (2H), 탄소-13 (13C), 또는 질소-15 (15N)로 동위원소적으로 농축될 수 있다. 본원에 사용된 경우에, "이소토폴로그(isotopolog)"는 동위원소적으로 농축된 화합물이다. 용어 "동위원소적으로 농축된"은 그 원자의 천연 동위원소성 조성 이외 동위원소성 조성을 갖는 원자를 지칭한다. "동위원소적으로 농축된"은 그 원자의 천연 동위원소성 조성 이외 동위원소성 조성을 갖는 적어도 하나의 원자를 함유하는 화합물을 또한 지칭할 수 있다. 용어 "동위원소성 조성"은 주어진 원자에 대하여 존재하는 각 동위원소의 양을 지칭한다. 방사성표지된 및 동위원소적으로 농축된 화합물은 치료제, 예를 들면,　암 치료제, 연구 시약, 예를 들면, 결합 검정 시약, 및 진단적 제제, 예를 들면, 생체내 영상화 제제로서 유용하다. 본원에 기재된 화합물의 모든 동위원소성 이형은, 방사성이든 아니든, 본원에 제공된 구현예의 범위 내에서 포괄되도록 의도된다. 일부 구현예에서, 본원에 기재된 화합물의 이소토폴로그가 제공되고, 예를 들어, 이소토폴로그는 중수소, 탄소-13, 및/또는 질소-15 농축된다. 본원에 사용된 경우에, "중수소화된"은 적어도 하나의 수소 (H)가 (D 또는 2H에 의해 표시된) 중수소에 의해 대체된 화합물, 즉, 화합물이 적어도 하나의 위치에서 중수소로 농축되는 것을 의미한다.
묘사된 구조와 그 구조에 대한 명칭 사이 불일치가 있다면, 묘사된 구조에는 더 많은 가중치가 부여된다는 것이 주목되어야 한다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 명시되지 않는 한, 용어 "약학적으로 허용가능한 담체, 희석제 또는 부형제"는 제한 없이 미국 식품의약국 (FDA)에 의해 인간이나 가축에 사용하기에 허용가능하다고 승인된 임의의 보조제, 담체, 부형제, 활택제, 감미 제제, 희석제, 보존제, 염료/착색제, 향미 증진제, 계면활성제, 습윤 제제, 분산 제제, 현탁 제제, 안정제, 등장성 제제, 용매 또는 유화제를 포함한다.
용어 "조성물"은 특정된 구성성분 (예를 들면, 본원에 제공된 mRNA 분자)를, 임의로, 특정된 양으로 함유하는 생성물을 포괄하도록 의도된다.
용어 "폴리뉴클레오티드" 또는 "핵산"은, 본원에 교환가능하게 사용된 경우에, 임의의 길이의 뉴클레오티드의 중합체를 지칭하고, 예를 들면, DNA 및 RNA를 포함한다. 뉴클레오티드는 데옥시리보뉴클레오티드, 리보뉴클레오티드, 변형된 뉴클레오티드 또는 염기, 및/또는 그들의 유사체, 또는 DNA 또는 RNA 폴리머라제에 의해 또는 합성 반응에 의해 중합체에 편입될 수 있는 임의의 기질일 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 변형된 뉴클레오티드, 예컨대 메틸화된 뉴클레오티드 및 그들의 유사체를 포함할 수 있다. 핵산은 어느 한쪽 단일- 또는 이중-가닥 형태일 수 있다. 본원에 사용된 경우에 그리고 달리 명시되지 않는 한, "핵산"은 또한 핵산 모방체 예컨대 잠금 핵산 (LNA), 펩티드 핵산 (PNA), 및 모르폴리노를 포함한다. "올리고뉴클레오티드"는, 본원에 사용된 경우에, 일반적으로, 반드시 그런 것은 아니지만, 길이가 약 200개 뉴클레오티드보다 더 적은 짧은 합성 폴리뉴클레오티드를 지칭한다. 용어 "올리고뉴클레오티드" 및 "폴리뉴클레오티드"는 상호 배타적이지 않다. 폴리뉴클레오티드에 대한 상기 설명은 올리고뉴클레오티드에 동등하게 그리고 완전히 적용가능하다. 달리 특정되지 않는 한, 본원에 개시된 임의의 단일-가닥 폴리뉴클레오티드 서열의 좌측 말단은 5' 말단이고; 이중-가닥 폴리뉴클레오티드 서열의 좌측 방향은 5' 방향으로서 지칭된다. 초기 RNA 전사체의 5'에서 3' 부가의 방향은 전사 방향으로서 지칭되고; RNA 전사체의 5' 말단에 대한 5'인 RNA 전사체와 동일한 서열을 갖는 DNA 가닥에서 서열 영역은 "업스트림 서열"로서 지칭되고; RNA 전사체의 3' 말단에 대한 3'인 RNA 전사체와 동일한 서열을 갖는 DNA 가닥에서 서열 영역은 "다운스트림 서열"로서 지칭된다.
"단리된 핵산"은, 고유 서열을 자연적으로 동반하는 단백질 또는 복합체 예컨대 리보솜 및 폴리머라제 뿐만 아니라 기타 게놈 DNA 서열로부터 실질적으로 분리되는 핵산, 예를 들어, RNA, DNA, 또는 혼합된 핵산이다. "단리된" 핵산 분자는 핵산 분자의 천연 공급원에서 존재하는 기타 핵산 분자로부터 분리되는 것이다. 게다가, "단리된" 핵산 분자, 예컨대 mRNA 분자는 재조합 기법에 의해 생산된 경우 기타 세포성 물질, 또는 배양 배지가 실질적으로 없을 수 있거나, 화학적으로 합성된 경우 화학적 전구체 또는 기타 화학물질이 실질적으로 없을 수 있다. 특정 구현예에서, 본원에 기재된 경우에 항원을 인코딩하는 하나 이상의 핵산 분자는 단리되거나 정제된다. 본 용어는 그들의 자연 발생 환경으로부터 제거된 핵산 서열을 포괄하고, 재조합 또는 클로닝된 DNA 또는 RNA 단리물 그리고 화학적으로 합성된 유사체 또는 이종 시스템에 의해 생물학적으로 합성된 유사체를 포함한다. 실질적으로 순수한 분자는 분자의 단리된 형태를 포함할 수 있다.
용어 "인코딩 핵산" 또는 이의 문법적 등가물은 핵산 분자에 관하여 사용되는 경우 (a) 이의 고유 상태로 또는 mRNA를 생산하도록 전사되고 그 다음 펩티드 및/또는 폴리펩티드로 번역되는 당업자에 잘 알려진 방법에 의해 조작된 때 핵산 분자, 및 (b) mRNA 분자 자체를 포괄한다. 안티센스 가닥은 그러한 핵산 분자의 보체이고, 인코딩 서열은 그로부터 추론될 수 있다. 용어 "코딩 영역"은 펩티드 또는 폴리펩티드로 번역되는 인코딩 핵산 서열에서 한 부문을 지칭한다. 용어 "미번역된 영역" 또는 "UTR"은 펩티드 또는 폴리펩티드로 번역되지 않는 인코딩 핵산의 부문을 지칭한다. 핵산 분자의 코딩 영역에 관하여 UTR의 배향에 따라, UTR은 코딩 영역의 5'-말단에 위치되면 5'-UTR로서 지칭되고, UTR은 코딩 영역의 3'-말단에 위치되면 3'-UTR로서 지칭된다.
용어 "mRNA"는 본원에 사용된 경우에 하나 이상의 펩티드 또는 단백질 생성물을 생산하기 위해 mRNA로 제공된 세포 또는 유기체에 의해 번역될 수 있는 하나 이상의 개방형 해독틀 (ORF)을 포함하는 메세지 RNA 분자를 지칭한다. 하나 이상의 ORF를 함유하는 영역은 mRNA 분자의 코딩 영역으로서 지칭된다. 특정 구현예에서, mRNA 분자는 추가로 하나 이상의 미번역된 영역 (UTR)을 포함한다.
특정 구현예에서, mRNA는 단 하나의 ORF를 포함하는 모노시스트론성 mRNA이다. 특정 구현예에서, 모노시스트론성 mRNA는 선택된 항원 (예를 들면, 병원성 항원 또는 종양 연관된 항원)의 적어도 하나의 에피토프를 포함하는 펩티드 또는 단백질을 인코딩한다. 다른 구현예에서, mRNA는 둘 이상의 ORF를 포함하는 멀티시스트론성 mRNA이다. 특정 구현예에서, 멀티에시스트론성 mRNA는 서로 동일 또는 상이할 수 있는 둘 이상의 펩티드 또는 단백질을 인코딩한다. 특정 구현예에서, 멀티시스트론성 mRNA에 의해 인코딩된 각 펩티드 또는 단백질은 선택된 항원의 적어도 하나의 에피토프를 포함한다. 특정 구현예에서, 멀티시스트론성 mRNA 각각에 의해 인코딩된 상이한 펩티드 또는 단백질은 상이한 항원의 적어도 하나의 에피토프를 포함한다. 본원에 기재된 구현예들 중 임의의 것에서, 적어도 하나의 에피토프는 항원의 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4, 적어도 5, 적어도 6, 적어도 7, 적어도 8, 적어도 9, 또는 적어도 10개 에피토프일 수 있다.
용어 "핵염기"는 천연 화합물 아데닌, 티민, 구아닌, 시토신, 우라실, 이노신, 및 이들의 천연 또는 합성 유사체 또는 유도체를 포함하는, 퓨린 및 피리미딘을 포괄한다.
용어 "기능적 뉴클레오티드 유사체"는 본원에 사용된 경우에 (a) 상응하는 정규 뉴클레오티드의 염기-짝짓기 특성을 보유하고, (b) 상응하는 천연 뉴클레오티드의 (i) 핵염기, (ii) 당 기, (iii) 포스페이트 기, 또는 (iv) (i) 내지 (iii)의 임의의 조합에 적어도 하나의 화학적 변형을 함유하는 정규 뉴클레오티드 A, G, C, U 또는 T의 변형된 버전을 지칭한다. 본원에 사용된 경우에, 염기 짝짓기는 정규 왓슨-크릭 아데닌-티민, 아데닌-우라실, 또는 구아닌-시토신 염기 쌍, 뿐만 아니라 정규 뉴클레오티드와 기능적 뉴클레오티드 유사체 사이 또는 기능적 뉴클레오티드 유사체의 한 쌍 사이 형성된 염기 쌍을 포괄하고, 여기서 수소 결합 주개 및 수소 결합 받개의 배열은 변형된 핵염기와 정규 핵염기 사이 또는 2개의 상보적 변형된 핵염기 구조 사이 수소 결합을 허용한다. 예를 들어, 구아노신 (G)의 기능적 유사체는 시토신 (C) 또는 시토신의 기능적 유사체와 염기-짝짓기하는 능력을 보유한다. 그러한 비-정규 염기 짝짓기의 하나의 예는 변형된 뉴클레오티드 이노신과 아데닌, 시토신, 또는 우라실 사이 염기 짝짓기이다. 본원에 기재된 경우에, 기능적 뉴클레오티드 유사체는 어느 한쪽 자연 발생 또는 비-자연 발생일 수 있다. 따라서, 기능적 뉴클레오티드 유사체를 함유하는 핵산 분자는 적어도 하나의 변형된 핵염기, 당 기 및/또는 인터뉴클레오시드 연결기를 가질 수 있다. 핵산 분자의 핵염기, 당 기, 또는 인터뉴클레오시드 연결기에 예시적 화학적 변형은 본원에 제공된다.
용어 "번역적 인핸서 요소," "TEE" 및 "번역적 인핸서"는 본원에 사용된 경우에, 예컨대 캡-의존적 또는 캡-독립적 번역을 통해 핵산의 코딩 서열을 단백질 또는 펩티드 생성물로 번역을 촉진시키는 기능을 하는 핵산 분자에서 한 영역을 지칭한다. TEE는 전형적으로 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)의 UTR 영역에서 위치하고 어느 한쪽 업스트림 또는 다운스트림 위치된 코딩 서열의 번역적 수준을 향상시킨다. 예를 들어, 핵산 분자의 5'-UTR에서 TEE는 프로모터와 핵산 분자의 개시 코돈 사이 위치할 수 있다. 다양한 TEE 서열은 당업계에서 알려진다 (Wellensiek 등. Genome-wide profiling of human cap-independent translation-enhancing elements, Nature Methods, 2013 Aug; 10(8): 747-750; Chappell 등. PNAS June 29, 2004 101 (26) 9590-9594). 일부 TEE는 여러 종에 걸쳐서 보존되는 것으로 알려진다 (Panek 등. Nucleic Acids Research , Volume 41, Issue 16, 2013년 9월 1일, 7625-7634 페이지).
본원에 사용된 경우에, 용어 "스템-루프 서열"은 반대 방향으로 해독된 때 서로에 상보적 또는 실질적으로 상보적이고, 그래서 적어도 하나의 이중 나선 및 짝짓기되지 않은 루프를 형성하기 위해 서로와 염기-짝짓기할 수 있는 적어도 2개의 영역을 갖는 단일-가닥 폴리뉴클레오티드 서열을 지칭한다. 생성된 구조는 많은 RNA 분자에서 발견된 2차 구조인 스템-루프 구조, 헤어핀 또는 헤어핀 루프로서 알려진다.
용어 "펩티드"는 본원에 사용된 경우에 하나 이상의 공유 펩티드 결합(들)에 의해 결합된 이 내지 오십 (2-50) 아미노산 잔기를 함유하는 중합체를 지칭한다. 본 용어는 자연 발생 아미노산 중합체 뿐만 아니라 하나 이상의 아미노산 잔기가 비-자연 발생 아미노산 (예를 들면, 아미노산 유사체 또는 비-천연 아미노산)인 아미노산 중합체에 적용한다.
용어 "폴리펩티드" 및 "단백질"은 공유 펩티드 결합에 의해 결합된 오십 (50) 초과 아미노산 잔기의 중합체를 지칭하기 위해 본원에 교환가능하게 사용된다. 즉, 폴리펩티드에 관한 설명은 동등하게 단백질의 설명에 적용하고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 본 용어는 자연 발생 아미노산 중합체 뿐만 아니라 하나 이상의 아미노산 잔기가 비-자연 발생 아미노산 (예를 들면, 아미노산 유사체)인 아미노산 중합체에 적용한다. 본원에 사용된 경우에, 본 용어는 전장 단백질 (예를 들면, 항원)을 포함하는 임의의 길이의 아미노산 쇄를 포괄한다.
용어 "항원"은 (적응 면역계에 의해 포함하는) 대상체의 면역계에 의해 인식될 수 있고, 대상체가 항원과 접촉된 후 면역 반응 (항원-특이적 면역 반응 포함)을 촉발시킬 수 있는 서브스턴스를 지칭한다. 특정 구현예에서, 항원은 이환된 세포, 예컨대 병원체에 의해 감염된 세포 또는 신생물성 세포 (예를 들면, 종양 연관된 항원 (TAA))와 연관된 단백질이다.
펩티드 또는 폴리펩티드의 맥락에서, 용어 "단편"은 본원에 사용된 경우에 전장 아미노산 서열 미만을 포함하는 펩티드 또는 폴리펩티드를 지칭한다. 그러한 단편은, 예를 들어, 아미노 말단에서의 절두, 카복시 말단에서의 절두, 및/또는 아미노산 서열로부터 잔기(들)의 내부 결실로부터 발생할 수 있다. 단편은, 예를 들어, 대안적 RNA 스플라이싱 또는 생체내 프로테아제 활성에서 비롯할 수 있다. 특정 구현예에서, 단편은 폴리펩티드의 아미노산 서열의 적어도 5 연속 아미노산 잔기, 적어도 10 연속 아미노산 잔기, 적어도 15 연속 아미노산 잔기, 적어도 20 연속 아미노산 잔기, 적어도 25 연속 아미노산 잔기, 적어도 30 연속 아미노산 잔기, 적어도 40 연속 아미노산 잔기, 적어도 50 연속 아미노산 잔기, 적어도 60 연속 아미노 잔기, 적어도 70 연속 아미노산 잔기, 적어도 80 연속 아미노산 잔기, 적어도 90 연속 아미노산 잔기, 적어도 연속 100 아미노산 잔기, 적어도 125 연속 아미노산 잔기, 적어도 150 연속 아미노산 잔기, 적어도 175 연속 아미노산 잔기, 적어도 200 연속 아미노산 잔기, 적어도 250, 적어도 300, 적어도 350, 적어도 400, 적어도 450, 적어도 500, 적어도 550, 적어도 600, 적어도 650, 적어도 700, 적어도 750, 적어도 800, 적어도 850, 적어도 900, 또는 적어도 950개 연속 아미노산 잔기의 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩티드를 지칭한다. 특정 구현예에서, 폴리펩티드의 단편은 폴리펩티드의 적어도 1, 적어도 2, 적어도 3개, 또는 그 이상 기능을 보유한다.
"에피토프"는 단일 항체 분자가 결합하는 항원 분자의 표면에서 부위, 예컨대 항체의 하나 이상의 항원 결합 영역에 결합될 수 있는, 그리고 면역 반응을 유인할 수 있는 동물, 예컨대 포유동물 (예를 들면, 인간)에서 항원성 또는 면역원성 활성을 갖는 항원의 표면에서 국소화된 영역이다. 면역원성 활성을 갖는 에피토프는 동물에서 항체 반응을 유인하는 폴리펩티드의 한 부문이다. 항원성 활성을 갖는 에피토프는 항체가, 예를 들어, 면역검정에 의해 포함하는 당업계에서 잘 알려진 임의의 방법에 의해 결정된 대로 결합하는 폴리펩티드의 한 부문이다. 항원성 에피토프는 반드시 면역원성일 필요는 없다. 에피토프는 종종 분자 예컨대 아미노산 또는 당 측쇄의 화학적으로 활성 표면 그룹화로 이루어지고 특정 3차원 구조적 특징 뿐만 아니라 특정 전하 특징을 갖는다. 항체 에피토프는 선형 에피토프 또는 구조적 에피토프일 수 있다. 선형 에피토프는 단백질에서 아미노산의 연속 서열에 의해 형성된다. 구조적 에피토프는 단백질 서열에서 불연속적이지만, 단백질의 폴딩시 이의 3차원 구조로 결합되는 아미노산으로 형성된다. 유도된 에피토프는 단백질의 3차원 구조가 변경된 구조인 때, 예컨대 또 다른 단백질 또는 리간드의 활성화 또는 결합 이후 형성된다. 특정 구현예에서, 에피토프는 폴리펩티드의 3차원 표면 속성이다. 다른 구현예에서, 에피토프는 폴리펩티드의 선형 속성이다. 일반적으로 항원은 몇몇 또는 많은 상이한 에피토프를 갖고 많은 상이한 항체와 반응할 수 있다.
용어 "유전적 백신"은 본원에 사용된 경우에 표적 질환 (예를 들면, 감염성 질환 또는 신생물성 질환)과 연관된 항원을 인코딩하는 적어도 하나의 핵산 분자를 포함하는 치료적 또는 예방적 조성물을 지칭한다. 대상체에게 백신의 투여 ("백신접종")는 인코딩된 펩티드 또는 단백질을 생산하고, 이에 의해 대상체에서 표적 질환에 대해 면역 반응을 유인한다. 특정 구현예에서, 면역 반응은 적응 면역 반응, 예컨대 인코딩된 항원에 대한 항체의 생산, 및/또는 항원을 발현시키는 이환된 세포를 구체적으로 제거할 수 있는 면역 세포의 활성화 및 증식을 포함한다. 특정 구현예에서, 면역 반응은 추가로 선천 면역 반응을 포함한다. 본 개시내용에 있어서, 백신은 어느 한쪽 표적 질환의 임상 증상의 개시 전 또는 후에 대상체에게 투여될 수 있다. 일부 구현예에서, 건강하거나 무증상 대상체의 백신접종은 백신접종된 대상체를 면역적으로 만들거나 표적 질환의 발병에 덜 민감하게 만든다. 일부 구현예에서, 질환의 증상을 나타내는 대상체의 백신접종은 백신접종된 대상체에서 질환을 치료하거나, 이의 병태를 개선한다.
용어 "선천 면역 반응" 및 "선천 면역성"은 당업계에서 인식되고, 비-특이적 방어 기전을 참고하여 신체의 면역계는 병원체-연관된 분자성 패턴의 인식시 개시하고, 이는 다양한 경로를 통해서 사이토카인 생산 및 세포사를 포함하는 세포성 활성의 상이한 형태를 포함한다. 본원에 사용된 경우에, 선천 면역 반응은, 제한 없이, 염증 사이토카인의 증가된 생산 (예를 들면, I형 인터페론 또는 IL-10 생산), NFκB 경로의 활성화, 면역 세포의 증가된 증식, 성숙화, 분화 및/또는 생존, 그리고 일부 경우에, 세포 사멸의 유도를 포함한다. 선천 면역성의 활성화는 당업계에서 알려진 방법을 사용하여, 예컨대 (NF)-κB 활성화를 측정하여 검출될 수 있다.
용어 "적응 면역 반응" 및 "적응 면역성"은 당업계에서 인식되고, 항원-특이적 방어 기전을 참고하여 신체의 면역계는 특이적 항원의 인식시 개시하고, 이는 양쪽 체액성 반응 및 세포-매개된 반응을 포함한다. 본원에 사용된 경우에, 적응 면역 반응은 백신 조성물, 예컨대 본원에 기재된 유전적 조성물에 의해 촉발 및/또는 증대되는 세포성 반응을 포함한다. 일부 구현예에서, 백신 조성물은 항원-특이적 적응 면역 반응의 표적인 항원을 포함한다. 다른 구현예에서, 백신 조성물은, 투여시, 항원-특이적 적응 면역 반응의 표적인 항원의 면역화된 대상체에서 생산을 허용한다. 적응 면역 반응의 활성화는 당업계에서 알려진 방법을 사용하여, 예컨대 항원-특이적 항체 생산, 또는 항원-특이적 세포-매개된 세포독성의 수준을 측정함으로써 검출될 수 있다.
용어 "항체"는 특이적 분자성 항원에 결합할 수 있고 폴리펩티드 쇄의 2개 동일 쌍으로 구성되는 폴리펩티드의 면역글로불린 부류 내에서 B 세포의 폴리펩티드 생성물을 포함하도록 의도되고, 여기서 각 쌍은 하나의 중쇄 (약 50-70 kDa) 및 하나의 경쇄 (약 25 kDa)를 갖고, 각 쇄의 각 아미노-말단 부문은 약 100 내지 약 130 또는 더 많은 아미노산의 가변 영역을 포함하고, 각 쇄의 각 카복시-말단 부문은 불변 영역을 포함한다. 예를 들면, Antibody Engineering (Borrebaeck ed., 2d ed. 1995); 및 Kuby, Immunology (3d ed. 1997), 참조. 특정 구현예에서, 특정 분자성 항원은 폴리펩티드, 이의 단편 또는 에피토프를 포함하는 본원에 제공된 항체에 의해 결합될 수 있다. 항체는 또한, 비제한적으로, 합성 항체, 재조합으로 생산된 항체, 낙타화된 항체, 인트라바디, 항-이디오타입 (항-Id) 항체, 그리고 단편이 유래된 항체의 결합 활성의 일부 또는 전부를 보유하는 항체 중쇄 또는 경쇄 폴리펩티드의 한 부문을 지칭하는, 상기 중 임의의 것의 기능적 단편을 포함한다. 기능적 단편의 비-제한 예는 단일-쇄 Fvs (scFv) (예를 들면, 단일특이적, 이중특이적, 등 포함), Fab 단편, F(ab') 단편, F(ab)2 단편, F(ab')2 단편, 디술피드-결합된 Fvs (dsFv), Fd 단편, Fv 단편, 디아바디, 트리아바디, 테트라바디, 및 미니바디를 포함한다. 특히, 본원에 제공된 항체는 면역글로불린 분자 및 면역글로불린 분자의 면역학적으로 활성 부문, 예를 들어, 항원-결합 부위를 함유하는 항원-결합 도메인 또는 분자 (예를 들면, 항체의 하나 이상의 CDR)를 포함한다. 그러한 항체 단편은, 예를 들어, Harlow and Lane, Antibodies: A Laboratory Manual (1989); Mol. Biology and Biotechnology: A Comprehensive Desk Reference (Myers ed., 1995); Huston 등, 1993, Cell Biophysics 22:189-224; Pluckthun and Skerra, 1989, Meth. Enzymol. 178:497-515; 및 Day, Advanced Immunochemistry (2d ed. 1990)에서 찾아질 수 있다. 본원에 제공된 항체는 면역글로불린 분자의 임의의 부류 (예를 들면, IgG, IgE, IgM, IgD, 및 IgA) 또는 임의의 하위부류 (예를 들면, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1, 및 IgA2)일 수 있다.
용어 "투여하다" 또는 "투여"는 환자에게, 예컨대 점막, 피내, 정맥내, 근육내 전달, 및/또는 본원에 기재된 또는 당업계에서 알려진 물리적 전달의 임의의 기타 방법에 의해 신체 외부에 실재하는 경우 서브스턴스 (예를 들면, 본원에 기재된 경우에 지질 나노입자 조성물)을 주사하거나 달리 물리적으로 전달하는 행위를 지칭한다. 질환, 장애, 병태, 또는 이들의 증상이 치료 중인 경우, 서브스턴스의 투여는 전형적으로 질환, 장애, 병태, 또는 이들의 증상의 개시 후에 발생한다. 질환, 장애, 병태, 또는 이들의 증상이 예방 중인 경우, 서브스턴스의 투여는 전형적으로 질환, 장애, 병태, 또는 이들의 증상의 개시 전에 발생한다.
"만성" 투여는, 장기간 동안 초기 치료적 효과 (활성)를 유지하기 위해, 급성 모드와 대조적으로 연속 모드로 (예를 들면, 수일, 수주, 수개월 또는 수년과 같은 기간 동안) 제제(들)의 투여를 지칭한다. "간헐적" 투여는 중단 없이 연속적으로가 아닌, 오히려 사실상 주기적인 치료이다.
용어 "표적된 전달" 또는 동사 형태 "표적하다"는 본원에 사용된 경우에 임의의 기타 기관, 조직, 세포 또는 세포내 구획 (비-표적 위치로서 지칭됨)보다 더 많이 특정 기관, 조직, 세포 및/또는 세포내 구획 (표적된 위치로서 지칭됨)에 전달된 제제 (예컨대 본원에 기재된 경우에 지질 나노입자 조성물에서 치료적 페이로드 분자)의 도달을 촉진시키는 과정을 지칭한다. 표적된 전달은 당업계에서 알려진 방법을 사용하여, 예를 들어, 전신 투여후 비-표적 세포 집단에 전달된 제제의 농도와 표적된 세포 집단에서 전달된 제제의 농도를 비교함으로써 검출될 수 있다. 특정 구현예에서, 표적된 전달은 비-표적 위치에 비교된 경우에 표적된 위치에서 적어도 2 배 더 높은 농도를 초래한다.
"유효량"은 일반적으로 증상의 중증도 및/또는 빈도를 감소시키는데, 증상 및/또는 기저 원인을 제거하는데, 증상 및/또는 그들의 기저 원인의 발생을 예방하는데, 및/또는 예를 들어, 감염 및 종양형성을 포함하는 질환, 장애, 또는 병태와 연관되거나 이로부터 비롯하는 손상을 개선 또는 교정하는데 충분한 양이다. 일부 구현예에서, 유효량은 치료적으로 유효량 또는 예방적으로 유효량이다.
용어 "치료적으로 유효량"은 본원에 사용된 경우에 주어진 질환, 장애, 또는 병태, 및/또는 거기에 관련된 증상 (예를 들면, 바이러스성 감염에 의해 예컨대 야기된 감염성 질환, 또는 신생물성 질환 예컨대 암)의 중증도 및/또는 지속기간을 감소 및/또는 호전시키는데 충분한 제제 (예를 들면, 백신 조성물)의 양을 지칭한다. 본 개시내용의 서브스턴스/분자/제제 (예를 들면, 본원에 기재된 경우에 지질 나노입자 조성물)의 "치료적으로 유효량"은 인자 예컨대 개체의 질환 상태, 연령, 성별, 및 중량, 그리고 개체에서 원하는 반응을 유인하기 위한 서브스턴스/분자/제제의 능력에 따라 다양할 수 있다. 치료적으로 유효량은 서브스턴스/분자/제제의 임의의 독성 또는 해로운 효과보다 치료적으로 이로운 효과가 더 많은 양을 포괄한다. 특정 구현예에서, 용어 "치료적으로 유효량"은 본원에 기재된 경우에 지질 나노입자 조성물이나 대상체 또는 포유동물에서 질환, 장애, 또는 병태를 "치료"하는데 효과적인 그안에 함유된 치료제 또는 예방제 (예를 들면, 치료적 mRNA)의 양을 지칭한다.
"예방적으로 유효량"은, 대상체에게 투여된 때, 의도된 예방적 효과, 예를 들면, 질환, 장애, 병태, 또는 연관된 증상(들) (예를 들면, 바이러스성 감염에 의해 예컨대 야기된 감염성 질환, 또는 신생물성 질환 예컨대 암)의 개시 (또는 재발)의 가능성을 예방, 지연, 또는 감소시킴을 가질 약학적 조성물의 양이다. 전형적으로, 반드시 그런 것은 아니지만, 예방적 용량이 질환, 장애, 또는 병태에 앞서 또는 상기의 더 이른 병기에 대상체에서 사용되므로, 예방적으로 유효량은 치료적으로 유효량 미만일 수 있다. 완전한 치료적 또는 예방적 효과는 반드시 1개 용량의 투여에 의해 발생하지 않고, 용량들의 시리즈의 투여 후에만 발생할 수 있다. 그래서, 치료적으로 또는 예방적으로 유효량은 하나 이상의 투여로 투여될 수 있다.
용어 "예방하다", "예방하기", 및 "예방"은 질환, 장애, 병태, 또는 연관된 증상(들) (예를 들면, 바이러스성 감염에 의해 예컨대 야기된 감염성 질환, 또는 신생물성 질환 예컨대 암)의 개시 (또는 재발)의 가능성을 감소시킴을 지칭한다.
용어 "관리하다", "관리하기", 및 "관리"는 대상체가 요법 (예를 들면, 예방제 또는 치료제)에서 유래하는 이로운 효과를 지칭하고, 이는 질환의 치유를 초래하지 않는다. 특정 구현예에서, 대상체는, 질환의 진행 또는 악화를 예방하기 위해, 감염성 또는 신생물성 질환, 이의 하나 이상의 증상을 "관리"하도록 하나 이상의 요법 (예를 들면, 예방제 또는 치료제, 예컨대 본원에 기재된 경우에 지질 나노입자 조성물)이 투여된다.
용어 "예방제"는 대상체에서 질환 및/또는 거기에 관련된 증상의 발병, 재발, 개시, 또는 확산을 전체적으로 또는 부분적으로 억제시킬 수 있는 임의의 제제를 지칭한다.
용어 "치료제"는, 질환, 장애, 또는 병태의 하나 이상의 증상 및/또는 거기에 관련된 증상의 치료, 예방, 또는 경감에서 포함하는, 질환, 장애, 또는 병태의 치료하기, 예방하기, 또는 경감하기에서 사용될 수 있는 임의의 제제를 지칭한다.
용어 "요법"은 질환, 장애, 또는 병태의 예방, 관리, 치료, 및/또는 호전에서 사용될 수 있는 임의의 프로토콜 방법, 및/또는 제제를 지칭한다. 특정 구현예에서, 용어 "요법들" 및 "요법"은 생물학적 요법, 지지 요법, 및/또는 당업자 예컨대 의료 종사자에 알려진 질환, 장애 또는 병태의 예방, 관리, 치료, 및/또는 호전에 유용한 기타 요법을 지칭한다.
본원에 사용된 경우에, "예방적으로 효과적 혈청 역가"는 대상체에서 질환, 장애, 또는 병태, 및/또는 거기에 관련된 증상의 발병, 재발, 개시, 또는 확산을 전체적으로 또는 부분적으로 억제시키는 대상체 (예를 들면, 인간)에서 항체의 혈청 역가이다.
특정 구현예에서, "치료적으로 효과적 혈청 역가"는 대상체에서 질환, 장애, 또는 병태와 연관된 중증도, 지속기간, 및/또는 증상을 감소시키는 대상체 (예를 들면, 인간)에서 항체의 혈청 역가이다.
용어 "혈청 역가"는 여러 샘플로부터 (예를 들면, 여러 시점에) 대상체에서 또는 적어도 10, 적어도 20, 적어도 40 대상체, 최대 약 100, 1000, 또는 그 이상의 집단에서 평균 혈청 역가를 지칭한다.
용어 "부작용"은 요법 (예를 들면, 예방제 또는 치료제)의 원치않는 효과 및/또는 역효과를 포괄한다. 원치않는 효과는 반드시 불리한 것은 아니다. 요법 (예를 들면, 예방제 또는 치료제)으로부터 역효과는 해롭거나, 불편하거나, 위험할 수 있다. 부작용의 예는 설사, 기침, 위장염, 천명, 메스꺼움, 구토, 식욕부진, 복부 경련, 발열, 통증, 체중의 감소, 탈수, 탈모, 호흡곤란, 불면증, 현기증, 점막염, 신경 및 근육 영향, 피로, 구강 건조, 식욕 저하, 투여의 부위에 발진 또는 부종, 독감 유사 증상 예컨대 발열, 오한, 및 피로, 소화관 문제, 및 알레르기성 반응을 포함한다. 환자에 의해 경험된 추가의 원치 않는 효과는 무수히 많고 당업계에서 알려진다. 많은 것이 Physician's Desk Reference (68th ed. 2014)에서 기재된다.
용어 "대상체" 및 "환자"는 교환가능하게 사용될 수 있다. 본원에 사용된 경우에, 특정 구현예에서, 대상체는 포유동물, 예컨대 비-영장류 (예를 들면, 소, 돼지, 말, 고양이, 개, 랫트, 등) 또는 영장류 (예를 들면, 원숭이 및 인간)이다. 특정 구현예에서, 대상체는 인간이다. 일 구현예에서, 대상체는 감염성 질환 또는 신생물성 질환을 갖는 포유동물 (예를 들면, 인간)이다. 또 다른 구현예에서, 대상체는 감염성 질환 또는 신생물성 질환을 발병할 위험에 처한 포유동물 (예를 들면, 인간)이다.
용어 "검출가능한 프로브"는 검출가능한 신호를 제공하는 조성물을 지칭한다. 본 용어는, 제한 없이, 이의 활성을 통해 검출가능한 신호를 제공하는 임의의 형광단, 발색단, 방사성 표지, 효소, 항체 또는 항체 단편, 및 기타 등등을 포함한다.
용어 "검출가능한 제제"는 샘플 또는 대상체에서 원하는 분자의 실재 또는 존재를 확인하는데 사용될 수 있는 서브스턴스, 예컨대 본원에 기재된 경우에 mRNA 분자에 의해 인코딩된 항원을 지칭한다. 검출가능한 제제는 가시화될 수 있는 서브스턴스 또는 (예를 들면, 정량화에 의해) 달리 결정 및/또는 측정될 수 있는 서브스턴스일 수 있다.
"실질적으로 모두"는 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 또는 약 100%를 지칭한다.
본원에 사용된 경우에, 그리고 달리 지시되지 않는 한, 용어 "약" 또는 "대략"은, 부분적으로 값이 측정 또는 결정되는 방법에 의존하는, 당업자에 의해 결정된 경우에 특정한 값에 대하여 허용가능한 오차를 의미한다. 특정 구현예에서, 용어 "약" 또는 "대략"은 1, 2, 3, 또는 4 표준 편차 이내를 의미한다. 특정 구현예에서, 용어 "약" 또는 "대략"은 주어진 값 또는 범위의 20%, 15%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.05% 이내, 또는 그 이하를 의미한다.
단수 용어 "한", "하나", 및 "상기"는 본원에 사용된 경우에 문맥이 달리 명확히 지시하지 않는 한 복수 참조물을 포함한다.
본 명세서에 인용된 모든 간행물, 특허 출원, 수탁 번호, 및 기타 참고문헌은 마치 각각의 개별 간행물 또는 특허 출원이 참조로 편입되는 것으로 구체적이고 개별적으로 표시된 것처럼 그들 전체가 참조로 본원에 편입된다. 본원에 논의된 간행물은 본원의 출원일에 앞서 오로지 그들의 개시를 위해서 제공된다. 본원에 어떠한 내용도 본 발명이 선행 발명으로 인해 그러한 공개보다 선행할 자격이 없음을 인정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 더욱이, 제공된 발행일은 실제 발행일과 다를 수 있어 독립적으로 확인될 필요가 있을 수 있다.
본 발명의 다수의 구현예는 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 실험 섹션 및 실시예의 설명은 청구항에 기재된 발명의 범위를 예시하기 위한 것이지 제한하기 위한 것은 아니다.
6.3 지질 화합물
일 구현예에서, 화학식 (I)의 화합물:
Figure pct00002
또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체가 본원에 제공되고, 식중:
Y는 -O-G2-L2 또는 -X-G3-NR4R5이고;
G1　및 G2는 각각 독립적으로 결합, C2-C12　알킬렌, 또는 C2-C12　알케닐렌이고;
L1은 -OC(=O)R1, -C(=O)OR1, -OC(=O)OR1, -C(=O)R1, -OR1, -S(O)xR1, -S-SR1, -C(=O)SR1, -SC(=O)R1, -NRaC(=O)R1, -C(=O)NRbRc, -NRaC(=O)NRbRc, -OC(=O)NRbRc,　-NRaC(=O)OR1, -SC(=S)R1, -C(=S)SR1, -C(=S)R1, -CH(OH)R1, -P(=O)(ORb)(ORc), -(C6-C10 아릴렌)-R1, -(6- 내지 10-원 헤테로아릴렌)-R1, 또는 R1이고;
L2는 -OC(=O)R2, -C(=O)OR2, -OC(=O)OR2, -C(=O)R2, -OR2, -S(O)xR2, -S-SR2, -C(=O)SR2, -SC(=O)R2, -NRdC(=O)R2, -C(=O)NReRf, -NRdC(=O)NReRf, -OC(=O)NReRf,　-NRdC(=O)OR2, -SC(=S)R2, -C(=S)SR2, -C(=S)R2, -CH(OH)R2, -P(=O)(ORe)(ORf), -(C6-C10 아릴렌)-R2, -(6- 내지 10-원 헤테로아릴렌)-R2, 또는 R2이고;
R1　및 R2는 각각 독립적으로 C6-C24　알킬 또는 C6-C24　알케닐이고;
Ra, Rb, Rd,　및 Re는 각각 독립적으로 H, C1-C12　알킬, 또는 C2-C12　알케닐이고;
Rc　및 Rf는 각각 독립적으로 C1-C12　알킬 또는 C2-C12　알케닐이고;
각 X는 독립적으로 O, NR3, 또는 CR10R11이고;
각 G3은 독립적으로 C2-C24 알킬렌, C2-C24 알케닐렌, C3-C8 사이클로알킬렌, 또는 C3-C8 사이클로알케닐렌이고;
각 R3은 독립적으로 H 또는 C1-C12 알킬이거나; R3, G3 또는 G3의 부분은, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 A를 형성하고;
각 R4는 독립적으로 C1-C12 알킬, C3-C8 사이클로알킬, C3-C8 사이클로알케닐, C6-C10 아릴, 또는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이거나; R4, G3 또는 G3의 부분은, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 B를 형성하고;
각 R5는 독립적으로 C1-C12 알킬, C3-C8 사이클로알킬, C3-C8 사이클로알케닐, C6-C10 아릴, 또는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이거나; 또는 R4, R5는, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 C를 형성하고;
R10 및 R11은 각각 독립적으로 H, C1-C3 알킬, 또는 C2-C3 알케닐이고;
x는 0, 1 또는 2이고;
식중 각 알킬, 알케닐, 사이클로알킬, 사이클로알케닐, 아릴, 알킬렌, 알케닐렌, 사이클로알킬렌, 사이클로알케닐렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 및 환식 모이어티는 독립적으로 임의로 치환된다.
일 구현예에서, Y는 -O-G2-L2이다. 일 구현예에서, 화합물은 화학식 (I-A)의 화합물:
Figure pct00003
또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체이다.
일 구현예에서, Y는 -X-G3-NR4R5이다. 일 구현예에서, 화합물은 화학식 (I-B)의 화합물:
Figure pct00004
또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체이다.
일 구현예에서, G3은 C2-C24　알킬렌이다. 일 구현예에서, G3은 C2-C12　알킬렌이다. 일 구현예에서, G3은 C2-C8　알킬렌이다. 일 구현예에서, G3은 C2-C6　알킬렌이다. 일 구현예에서, G3은 C2-C4　알킬렌이다. 일 구현예에서, G3은 C2 알킬렌이다. 일 구현예에서, G3은 C3 알킬렌이다. 일 구현예에서, G3은 C4　알킬렌이다.
일 구현예에서, X는 O이다. 일 구현예에서, X는 CR10R11이다. 일 구현예에서, R10 및 R11은 둘 모두 수소이다. 일 구현예에서, R10 및 R11 중 하나는 수소이고, 다른 것은 C1-C3 알킬이다. 일 구현예에서, R10 및 R11 중 하나는 수소이고, 다른 것은 C2-C3 알케닐이다.
일 구현예에서, X는 NR3이다.
일 구현예에서, R3은 H이다.
일 구현예에서, 화합물은 화학식 (II)의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체이고:
Figure pct00005
식중 s는 정수 2 내지 24이다.
일 구현예에서, s는 정수 2 내지 12이다. 일 구현예에서, s는 정수 2 내지 8이다. 일 구현예에서, s는 정수 2 내지 6이다. 일 구현예에서, s는 정수 2 내지 4이다. 일 구현예에서, s는 2이다. 일 구현예에서, s는 3이다. 일 구현예에서, s는 4이다.
일 구현예에서, R3은 C1-C12　알킬이다. 일 구현예에서, R3은 C1-C10　알킬이다. 일 구현예에서, R3은 C1-C8　알킬이다. 일 구현예에서, R3은 C1-C6　알킬이다. 일 구현예에서, R3은 C1-C4　알킬이다. 일 구현예에서, R3은 메틸이다. 일 구현예에서, R3은 에틸이다. 일 구현예에서, R3은 미치환된다.
일 구현예에서, R3, G3 또는 G3의 부분은, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 A를 형성한다.
일 구현예에서, 화합물은 화학식 (III)의 화합물:
Figure pct00006
또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체이다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 헤테로사이클릴이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 4-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 5-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 6-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 7-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 8-원 헤테로사이클로알킬이다.
일 구현예에서, 화합물은 화학식 (III-A)의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체이고:
Figure pct00007
식중 n은 1, 2, 또는 3이고; m은 1, 2, 또는 3이다.
일 구현예에서, n은 1이다. 일 구현예에서, n은 2이다. 일 구현예에서, n은 3이다. 일 구현예에서, m은 1이다. 일 구현예에서, m은 2이다. 일 구현예에서, m은 3이다.
일 구현예에서, n은 1이고 m은 1이다. 일 구현예에서, n은 2이고 m은 2이다. 일 구현예에서, n은 3이고 m은 3이다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 아제티딘-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 피롤리딘-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 피페리딘-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 아제판-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A는 아조칸-1-일이다. 이들 기에서 부착의 지점은 인이다.
일 구현예에서, R4는 C1-C12　알킬이다. 일 구현예에서, R4는 C1-C8　알킬이다. 일 구현예에서, R4는 C1-C6　알킬이다. 일 구현예에서, R4는 C1-C4　알킬이다. 일 구현예에서, R4는 메틸이다. 일 구현예에서, R4는 에틸이다. 일 구현예에서, R4는 n-프로필이다. 일 구현예에서, R4는 이소프로필이다. 일 구현예에서, R4는 n-부틸이다. 일 구현예에서, R4는 n-펜틸이다. 일 구현예에서, R4는 n-헥실이다. 일 구현예에서, R4는 n-옥틸이다. 일 구현예에서, R4는 n-노닐이다.
일 구현예에서, R4는 C3-C8　사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로프로필이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로부틸이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로펜틸이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로헥실이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로헵틸이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로옥틸이다.
일 구현예에서, R4는 C3-C8　사이클로알케닐이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로프로페닐이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로부테닐이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로펜테닐이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로헥세닐이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로헵테닐이다. 일 구현예에서, R4는 사이클로옥테닐이다.
일 구현예에서, R4는 C6-C10 아릴이다. 일 구현예에서, R4는 페닐이다.
일 구현예에서, R4는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R4는 4-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R4는 5-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R4는 6-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R4는 7-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R4는 8-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R4는 아제티딘-3-일이다. 일 구현예에서, R4는 피롤리딘-3-일이다. 일 구현예에서, R4는 피페리딘-4-일이다. 일 구현예에서, R4는 아제판-4-일이다. 일 구현예에서, R4는 아조칸-5-일이다. 일 구현예에서, R4는 테트라하이드로피란-4-일이다. 이들 기에서 부착의 지점은 R4가 부착되는 질소이다.
일 구현예에서, R4는 미치환된다.
일 구현예에서, R4는 옥소, -ORg, -NRgC(=O)Rh, -C(=O)NRgRh, -C(=O)Rh, - OC(=O)Rh, -C(=O)ORh　및 -O-Ri-OH로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환체로 치환되고, 식중:
Rg는 각각의 경우에 독립적으로 H 또는 C1-C6　알킬이고;
Rh는 각각의 경우에 독립적으로 C1-C6　알킬이고;
Ri는 각각의 경우에 독립적으로 C1-C6　알킬렌이다.
일 구현예에서, R4는 하나 이상의 하이드록실로 치환된다. 일 구현예에서, R4는 1개 하이드록실로 치환된다.
일 구현예에서, R4는 하나 이상의 하이드록실 및 하나 이상의 옥소로 치환된다. 일 구현예에서, R4는 1개 하이드록실 및 1개 옥소로 치환된다.
일 구현예에서, R4, R5는, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 C를 형성한다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 헤테로사이클릴이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 4-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 5-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 6-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 7-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 8-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 융합된 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 융합된 6- 내지 12-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 융합된 6- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 아제티딘-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 피롤리딘-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 피페리딘-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 아제판-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 아조칸-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 모르폴리닐이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 피페라진-1-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는
Figure pct00008
이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 C는
Figure pct00009
이다. 이들 기에서 부착의 지점은 G3이다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 미치환된다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 옥소, -ORg, -NRgC(=O)Rh, -C(=O)NRgRh, -C(=O)Rh, - OC(=O)Rh, -C(=O)ORh　및 -O-Ri-OH로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환체로 치환되고, 식중:
Rg는 각각의 경우에 독립적으로 H 또는 C1-C6　알킬이고;
Rh는 각각의 경우에 독립적으로 C1-C6　알킬이고;
Ri는 각각의 경우에 독립적으로 C1-C6　알킬렌이다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 C는 4-아세틸피페라진-1-일이다.
일 구현예에서, R4, G3 또는 G3의 부분은, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 B를 형성한다.
일 구현예에서, 화합물은 화학식 (IV)의 화합물:
Figure pct00010
또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체이다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 헤테로사이클릴이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 4-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 5-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 6-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 7-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 8-원 헤테로사이클로알킬이다.
일 구현예에서, 화합물은 화학식 (IV-A)의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체이고:
Figure pct00011
식중 n은 1, 2, 또는 3이고; m은 1, 2, 또는 3이다.
일 구현예에서, n은 1이다. 일 구현예에서, n은 2이다. 일 구현예에서, n은 3이다. 일 구현예에서, m은 1이다. 일 구현예에서, m은 2이다. 일 구현예에서, m은 3이다.
일 구현예에서, n은 1이고 m은 1이다. 일 구현예에서, n은 2이고 m은 2이다. 일 구현예에서, n은 3이고 m은 3이다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 아제티딘-3-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 피롤리딘-3-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 피페리딘-4-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 아제판-4-일이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 B는 아조칸-5-일이다. 이들 기에 대한 부착의 지점은 포스포라미드이다.
일 구현예에서, 화합물은 화학식 (V)의 화합물:
Figure pct00012
또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체이다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 A 및 환식 모이어티 B는 각각 독립적으로 헤테로사이클릴이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A 및 환식 모이어티 B는 각각 독립적으로 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, 환식 모이어티 A 및 환식 모이어티 B는 각각 독립적으로 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이다.
일 구현예에서, 환식 모이어티 A 및 환식 모이어티 B는 함께 2,7-디아자스피로[3.5]노난-2-일이다.
일 구현예에서, R5는 C1-C12　알킬이다. 일 구현예에서, R5는 C1-C8　알킬이다. 일 구현예에서, R5는 C1-C6　알킬이다. 일 구현예에서, R5는 C1-C4　알킬이다. 일 구현예에서, R5는 메틸이다. 일 구현예에서, R5는 에틸이다. 일 구현예에서, R5는 n-프로필이다. 일 구현예에서, R5는 이소프로필이다. 일 구현예에서, R5는 n-부틸이다. 일 구현예에서, R5는 n-펜틸이다. 일 구현예에서, R5는 n-헥실이다. 일 구현예에서, R5는 n-옥틸이다. 일 구현예에서, R5는 n-노닐이다.
일 구현예에서, R5는 C3-C8　사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로프로필이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로부틸이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로펜틸이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로헥실이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로헵틸이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로옥틸이다.
일 구현예에서, R5는 C3-C8　사이클로알케닐이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로프로페닐이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로부테닐이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로펜테닐이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로헥세닐이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로헵테닐이다. 일 구현예에서, R5는 사이클로옥테닐이다.
일 구현예에서, R5는 C6-C10 아릴이다. 일 구현예에서, R5는 페닐이다.
일 구현예에서, R5는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R5는 4-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R5는 5-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R5는 6-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R5는 7-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R5는 8-원 헤테로사이클로알킬이다. 일 구현예에서, R5는 아제티딘-3-일이다. 일 구현예에서, R5는 피롤리딘-3-일이다. 일 구현예에서, R5는 피페리딘-4-일이다. 일 구현예에서, R5는 아제판-4-일이다. 일 구현예에서, R5는 아조칸-5-일이다. 일 구현예에서, R5는 테트라하이드로피란-4-일이다.
일 구현예에서, R5는 미치환된다.
일 구현예에서, R5는 옥소, -ORg, -NRgC(=O)Rh, -C(=O)NRgRh, -C(=O)Rh, - OC(=O)Rh, -C(=O)ORh　및 -O-Ri-OH로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환체로 치환되고, 식중:
Rg는 각각의 경우에 독립적으로 H 또는 C1-C6　알킬이고;
Rh는 각각의 경우에 독립적으로 C1-C6　알킬이고;
Ri는 각각의 경우에 독립적으로 C1-C6　알킬렌이다.
일 구현예에서, R5는 하나 이상의 하이드록실로 치환된다. 일 구현예에서, R5는 1개 하이드록실로 치환된다.
일 구현예에서, R5는 하나 이상의 하이드록실 및 하나 이상의 옥소로 치환된다. 일 구현예에서, R5는 1개 하이드록실 및 1개 옥소로 치환된다.
일 구현예에서, N(R4)(R5)-G3-X-는 하기 구조 중 하나를 갖는다:
Figure pct00013
일 구현예에서, G1은 결합이다. 일 구현예에서, G1은 C2-C12　알킬렌이다. 일 구현예에서, G1은 C4-C8　알킬렌이다. 일 구현예에서, G1은 C5-C7　알킬렌이다. 일 구현예에서, G1은 C5　알킬렌이다. 일 구현예에서, G1은 C7　알킬렌이다. 일 구현예에서, G1은 C2-C12　알케닐렌이다. 일 구현예에서, G1은 C4-C8　알케닐렌이다. 일 구현예에서, G1은 C5-C7　알케닐렌이다. 일 구현예에서, G1은 C5　알케닐렌이다. 일 구현예에서, G1은 C7　알케닐렌이다.
일 구현예에서, G2는 결합이다. 일 구현예에서, G2는 C2-C12　알킬렌이다. 일 구현예에서, G2는 C4-C8　알킬렌이다. 일 구현예에서, G2는 C5-C7　알킬렌이다. 일 구현예에서, G2는 C5　알킬렌이다. 일 구현예에서, G2는 C7　알킬렌이다. 일 구현예에서, G2는 C2-C12　알케닐렌이다. 일 구현예에서, G2는 C4-C8　알케닐렌이다. 일 구현예에서, G2는 C5-C7　알케닐렌이다. 일 구현예에서, G2는 C5　알케닐렌이다. 일 구현예에서, G2는 C7　알케닐렌이다.
일 구현예에서, G1 및 G2는 각각 독립적으로 결합 또는 C2-C12　알킬렌 (예를 들면, C4-C8　알킬렌, 예를 들면, C5-C7　알킬렌, 예를 들면, C5　알킬렌 또는 C7　알킬렌)이다. 일 구현예에서, G1 및 G2는 둘 모두 결합이다. 일 구현예에서, G1 및 G2 중 하나는 결합이고, 다른 것은 C2-C12　알킬렌 (예를 들면, C4-C8　알킬렌, 예를 들면, C5-C7　알킬렌, 예를 들면, C5　알킬렌 또는 C7　알킬렌)이다. 일 구현예에서, G1 및 G2는 각각 독립적으로 C2-C12　알킬렌 (예를 들면, C4-C8　알킬렌, 예를 들면, C5-C7　알킬렌, 예를 들면, C5　알킬렌 또는 C7　알킬렌)이다. 일 구현예에서, G1 및 G2는 각각 독립적으로 결합, C5　알킬렌, 또는 C7　알킬렌이다.
일 구현예에서, L1은 R1이다.
일 구현예에서, L1은 -OC(=O)R1, -C(=O)OR1, -OC(=O)OR1, -C(=O)R1, -OR1, -S(O)xR1, -S-SR1, -C(=O)SR1, -SC(=O)R1, -NRaC(=O)R1, -C(=O)NRbRc, -NRaC(=O)NRbRc, -OC(=O)NRbRc,　-NRaC(=O)OR1, -SC(=S)R1, -C(=S)SR1, -C(=S)R1, -CH(OH)R1, 또는 -P(=O)(ORb)(ORc)이다. 일 구현예에서, L1은 -OC(=O)R1, -C(=O)OR1, -C(=O)SR1, -SC(=O)R1, -NRaC(=O)R1, 또는 -C(=O)NRbRc이다. 일 구현예에서, L1은 -OC(=O)R1, -C(=O)OR1, -NRaC(=O)R1, 또는 -C(=O)NRbRc이다. 일 구현예에서, L1은 -OC(=O)R1이다. 일 구현예에서, L1은 -C(=O)OR1이다. 일 구현예에서, L1은 -NRaC(=O)R1이다. 일 구현예에서, L1은 -C(=O)NRbRc이다.
일 구현예에서, L2는 R2이다.
일 구현예에서, L2는 -OC(=O)R2, -C(=O)OR2, -OC(=O)OR2, -C(=O)R2, -OR2, -S(O)xR2, -S-SR2, -C(=O)SR2, -SC(=O)R2, -NRdC(=O)R2, -C(=O)NReRf, -NRdC(=O)NReRf, -OC(=O)NReRf,　-NRdC(=O)OR2, -SC(=S)R2, -C(=S)SR2, -C(=S)R2, -CH(OH)R2, 또는 -P(=O)(ORe)(ORf)이다. 일 구현예에서, L2는 -OC(=O)R2, -C(=O)OR2, -C(=O)SR2, -SC(=O)R2, -NRdC(=O)R2, 또는 -C(=O)NReRf이다. 일 구현예에서, L2는 -OC(=O)R2, -C(=O)OR2, -NRdC(=O)R2, 또는 -C(=O)NReRf이다. 일 구현예에서, L2는 -OC(=O)R2이다. 일 구현예에서, L2는 -C(=O)OR2이다. 일 구현예에서, L2는 -NRdC(=O)R2이다. 일 구현예에서, L2는 -C(=O)NReRf이다.
일 구현예에서, G1은 결합이고, L1은 R1이다. 일 구현예에서, G1은 C2-C12　알킬렌이고, L1은 -C(=O)OR1이다.
일 구현예에서, G2는 결합이고, L2는 R2이다. 일 구현예에서, G2는 C2-C12　알킬렌이고, L2는 -C(=O)OR2이다.
일 구현예에서, R1　및 R2는 각각 독립적으로 직선형 C6-C24　알킬 또는 분지형 C6-C24　알킬이다.
일 구현예에서, R1　및 R2는 각각 독립적으로 직선형 C6-C18　알킬 또는 -R7-CH(R8)(R9)이고, 식중 R7은 C0-C5　알킬렌이고, R8 및 R9는 독립적으로 C2-C10　알킬이다.
일 구현예에서, R1　및 R2는 각각 독립적으로 직선형 C6-C14　알킬 또는 -R7-CH(R8)(R9)이고, 식중 R7은 C0-C1　알킬렌이고, R8 및 R9는 독립적으로 C4-C8　알킬이다.
일 구현예에서, R1　및 R2는 각각 독립적으로 분지형 C6-C24　알킬 또는 분지형 C6-C24　알케닐이다.
일 구현예에서, R1　및 R2는 각각 독립적으로 -R7-CH(R8)(R9)이고, 식중 R7은 C1-C5　알킬렌이고, R8 및 R9는 독립적으로 C2-C10　알킬 또는 C2-C10　알케닐이다.
일 구현예에서, R1　또는 R2, 또는 둘 모두는, 독립적으로 하기 구조 중 하나를 갖는다:
Figure pct00014
일 구현예에서, Ra 및 Rd는 각각 독립적으로 H이다.
일 구현예에서, Rb, Rc, Re,　및 Rf는 각각 독립적으로 n-헥실 또는 n-옥틸이다.
일 구현예에서, 화합물은 표 1내 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체이다.
표 1.
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
상기 제시된 대로, 본원에 제공된 화합물 중 임의의 구현예, 및 상기 제시된 대로, 본원에 제공된 화합물에서 임의의 특정 치환체 및/또는 변수가 상기 구체적으로 제시되지 않은 구현예를 형성하기 위해 화합물의 기타 구현예 및/또는 치환체 및/또는 변수와 독립적으로 조합될 수 있음이 이해된다. 이밖에도, 치환체 및/또는 변수의 목록이 임의의 특정한 그룹 또는 변수에 대하여 열거되는 경우에, 각 개별 치환체 및/또는 변수가 특정한 구현예 및/또는 청구항에서 삭제될 수 있음 그리고 치환체 및/또는 변수의 나머지 목록이 본원에 제공된 구현예의 범위 내인 것으로 간주될 것이 이해된다.
본 설명에서, 그러한 기여가 안정한 화합물을 초래하는 경우에만 묘사된 화학식들의 치환체 및/또는 변수의 조합이 허용가능함이 이해된다.
6.4 나노입자 조성물
일 양태에서, 본원에 기재된 지질 화합물을 포함하는 나노입자 조성물이 본원에 기재된다. 특정 구현예에서, 나노입자 조성물은 본원에 기재된 경우에 화학식 (I) (및 이들의 하위-화학식)에 따른 화합물을 포함한다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 나노입자 조성물의 최대 치수는, 예컨대 동적 광 산란 (DLS), 투과 전자 현미경검사, 주사 전자 현미경검사, 또는 또 다른 방법에 의해 측정된 때, 1 μm 이하 (예를 들면, ≤1 μm, ≤900 nm, ≤800 nm, ≤700 nm, ≤600 nm, ≤500 nm, ≤400 nm, ≤300 nm, ≤200 nm, ≤175 nm, ≤150 nm, ≤125 nm, ≤100 nm, ≤75 nm, ≤50 nm, 또는 그 이하)이다. 일 구현예에서, 본원에 제공된 지질 나노입자는 약 40 내지 약 200 nm의 범위인 적어도 하나의 치수를 갖는다. 일 구현예에서, 적어도 하나의 치수는 약 40 내지 약 100 nm의 범위이다.
본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 나노입자 조성물은, 예를 들어, 지질 나노입자 (LNP), 나노 지단백질 입자, 리포솜, 지질 소포, 및 리포플렉스를 포함한다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물은 하나 이상의 지질 이중층을 포함하는 소포이다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물은 수성 구획에 의해 분리된 둘 이상의 동심 이중층을 포함한다. 지질 이중층은 서로 기능화 및/또는 가교될 수 있다. 지질 이중층은 하나 이상의 리간드, 단백질, 또는 채널을 포함할 수 있다.
나노입자 조성물의 특징은 이의 성분에 의존할 수 있다. 예를 들어, 구조적 지질로서 콜레스테롤을 포함하는 나노입자 조성물은 상이한 구조적 지질을 포함하는 나노입자 조성물과 상이한 특징을 가질 수 있다. 비슷하게, 나노입자 조성물의 특징은 이의 성분의 절대적 또는 상대적 양에 의존할 수 있다. 가령, 인지질의 더 높은 몰 분율을 포함하는 나노입자 조성물은 인지질의 더 낮은 몰 분율을 포함하는 나노입자 조성물과 상이한 특징을 가질 수 있다. 특징은 또한 나노입자 조성물의 제조의 방법 및 조건에 따라 가변할 수 있다.
나노입자 조성물은 다양한 방법을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 현미경검사 (예를 들면, 투과 전자 현미경검사 또는 주사 전자 현미경검사)는 나노입자 조성물의 형태 및 크기 분포를 조사하는데 사용될 수 있다. 동적 광 산란 또는 전위차법 (예를 들면, 전위차 적정)은 제타 전위를 측정하는데 사용될 수 있다. 동적 광 산란은 입자 크기를 결정하는데 또한 활용될 수 있다. 기구 예컨대 Zetasizer Nano ZS (Malvem Instruments Ltd, 말벰(Malvem), 및 우스터셔, 영국)는 나노입자 조성물의 여러 특징, 예컨대 입자 크기, 다분산 지수, 및 제타 전위를 측정하는데 또한 사용될 수 있다.
Dh (크기): 나노입자 조성물의 평균 크기는 10대 nm 내지 100대 nm일 수 있다. 예를 들어, 평균 크기는 약 40 nm 내지 약 150 nm, 예컨대 약 40 nm, 45 nm, 50 nm, 55 nm, 60 nm, 65 nm, 70 nm, 75 nm, 80 nm, 85 nm, 90 nm, 95 nm, 100 nm, 105 nm, 110 nm, 115 nm, 120 nm, 125 nm, 130 nm, 135 nm, 140 nm, 145 nm, 또는 150 nm일 수 있다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물의 평균 크기는 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 50 nm 내지 약 90 nm, 약 50 nm 내지 약 80 nm, 약 50 nm 내지 약 70 nm, 약 50 nm 내지 약 60 nm, 약 60 nm 내지 약 100 nm, 약 60 nm 내지 약 90 nm, 약 60 nm 내지 약 80 nm, 약 60 nm 내지 약 70 nm, 약 70 nm 내지 약 100 nm, 약 70 nm 내지 약 90 nm, 약 70 nm 내지 약 80 nm, 약 80 nm 내지 약 100 nm, 약 80 nm 내지 약 90 nm, 또는 약 90 nm 내지 약 100 nm일 수 있다. 특정 구현예에서, 나노입자 조성물의 평균 크기는 약 70 nm 내지 약 100 nm일 수 있다. 일부 구현예에서, 평균 크기는 약 80 nm일 수 있다. 다른 구현예에서, 평균 크기는 약 100 nm일 수 있다.
PDI: 나노입자 조성물은 상대적으로 균질할 수 있다. 다분산 지수는 나노입자 조성물의 균질성, 예를 들면, 나노입자 조성물의 입자 크기 분포를 표시하는데 사용될 수 있다. 작은 (예를 들면, 0.3 미만) 다분산 지수는 일반적으로 협소한 입자 크기 분포를 표시한다. 나노입자 조성물은 다분산 지수 약 0 내지 약 0.25, 예컨대 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.10, 0.11, 0.12, 0.13, 0.14, 0.15, 0.16, 0.17, 0.18, 0.19, 0.20, 0.21, 0.22, 0.23, 0.24, 또는 0.25를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물의 다분산 지수는 약 0.10 내지 약 0.20일 수 있다.
캡슐화 효율: 치료제 및/또는 예방제의 캡슐화의 효율은, 제공된 초기 양에 비해, 제조후 나노입자 조성물로 캡슐화되거나 달리 이와 회합되는 치료제 및/또는 예방제의 양을 설명한다. 캡슐화 효율은 바람직하게 높다 (예를 들면, 100 %에 가까움). 캡슐화 효율은, 예를 들어, 나노입자 조성물을 하나 이상의 유기 용매 또는 세제로 분해하기 전 및 후에 나노입자 조성물을 함유하는 용액에서 치료제 및/또는 예방제의 양을 비교함으로써 측정될 수 있다. 형광은 용액에서 유리 치료제 및/또는 예방제 (예를 들면, RNA)의 양을 측정하는 데 사용될 수 있다. 본원에 기재된 나노입자 조성물 경우에, 치료제 및/또는 예방제의 캡슐화 효율은 적어도 50 %, 예를 들어 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 91 %, 92 %, 93 %, 94 %, 95 %, 96 %, 97 %, 98 %, 99 %, 또는 100 %일 수 있다. 일부 구현예에서, 캡슐화 효율은 적어도 80 %일 수 있다. 특정 구현예에서, 캡슐화 효율은 적어도 90 %일 수 있다.
겉보기 pKa: 나노입자 조성물의 제타 전위는 조성물의 동전기 전위를 표시하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제타 전위는 나노입자 조성물의 표면 전하를 설명할 수 있다. 더 높게 하전된 종이 신체에서 세포, 조직, 및 기타 요소와 바람직하지 않게 상호작용할 수 있음에 따라, 상대적으로 낮은 전하, 양성 또는 음성을 가진 나노입자 조성물은 일반적으로 바람직하다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물의 제타 전위는 약 - 10 mV 내지 약 + 20 mV, 약 - 10 mV 내지 약 + 15mV, 약 - 10 mV 내지 약 + 10 mV, 약 - 10 mV 내지 약 + 5 mV, 약 - 10 mV 내지 약 0 mV, 약 - 10 mV 내지 약 - 5 mV, 약 - 5 mV 내지 약 + 20 mV, 약 - 5 mV 내지 약 + 15 mV, 약 - 5 mV 내지 약 + 10 mV, 약 - 5 mV 내지 약 + 5 mV, 약 - 5 mV 내지 약 0 mV, 약 0 mV 내지 약 + 20 mV, 약 0 mV 내지 약 + 15 mV, 약 0 mV 내지 약 + 10 mV, 약 0 mV 내지 약 + 5 mV, 약 + 5 mV 내지 약 + 20 mV, 약 + 5 mV 내지 약 + 15 mV, 또는 약 + 5 mV 내지 약 + 10 mV일 수 있다.
또 다른 구현예에서, 자가-복제 RNA는 리포솜으로 제형화될 수 있다. 비-제한 예로서, 자가-복제 RNA는, 이의 전체가 참조로 본원에 편입된 국제 공개 번호 WO20120067378에서 기재된 대로 리포솜으로 제형화될 수 있다. 일 양태에서, 리포솜은 mRNA의 전달에 유리할 수 있는 pKa 값을 갖는 지질을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 리포솜은 생리학적 pH에서 본질적으로 중성 표면 전하를 가질 수 있고 그러므로 면역화에 효과적일 수 있다 (예를 들면, 이의 전체가 참조로 본원에 편입된 국제 공개 번호 WO20120067378에서 기재된 리포솜 참조).
일부 구현예에서, 기재된 대로 나노입자 조성물은 적어도 하나의 지질을 포함하는 지질 성분, 예컨대 본원에 기재된 경우에 화학식 (I) (및 이들의 하위-화학식) 중 하나에 따른 화합물을 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 나노입자 조성물은 본원에 제공된 화합물 중 하나를 포함하는 지질 성분을 포함할 수 있다. 나노입자 조성물은 하기 기재된 대로 하나 이상의 기타 지질 또는 비-지질 성분을 또한 포함할 수 있다.
6.4.1 양이온성/이온화가능한 지질
본원에 기재된 경우에, 일부 구현예에서, 본원에 제공된 나노입자 조성물은 화학식 (I) (및 이들의 하위-화학식)에 따른 지질에 더하여 하나 이상의 하전된 또는 이온화가능한 지질을 포함한다. 이론에 얽매이지 않고, 나노입자 조성물의 특정 하전된 또는 쯔비터이온성 지질 성분이 세포 막에서 지질 성분을 닮고, 이에 의해 나노입자의 세포성 흡수를 개선할 수 있음이 고려된다. 본 나노입자 조성물의 부분을 형성할 수 있는 예시적 하전된 또는 이온화가능한 지질은 비제한적으로 3-(디도데실아미노)-N1,N1,4-트리도데실-1-피페라진에탄아민 (KL10), N1-[2-(디도데실아미노)에틸]-N1,N4,N4-트리도데실-1,4-피페라진디에탄아민 (KL22), 14,25-디트리데실-15,18,21,24-테트라아자-옥타트리아콘탄 (KL25), 1,2-디리놀레일옥시-N,N-디메틸아미노프로판 (DLinDMA), 2,2-디리놀레일-4-디메틸아미노메틸-[1,3]-디옥솔란 (DLin-K-DMA), 헵타트리아콘타-6,9,28,31-테트라엔-19-일 4-(디메틸아미노)부타노에이트 (DLin-MC3-DMA), 2,2-디리놀레일-4-(2-디메틸아미노에틸)-[1,3]-디옥솔란 (DLin-KC2-DMA), 1,2-디올레일옥시-N,N-디메틸아미노프로판 (DODMA), 2-({8-[(3β)-콜레스트-5-엔-3-일옥시]옥틸}옥시)-N,N-디메틸-3[(9Z,12Z)-옥타데카-9,12-디엔-1-일옥시]프로판-1-아민 (옥틸-CLinDMA), (2R)-2-({8-[(3β)-콜레스트-5-엔-3-일옥시]옥틸}옥시)-N,N-디메틸-3-[(9Z,12Z)-옥타데카-9,12-디엔-1-일옥시]프로판-1-아민 (옥틸-CLinDMA (2R)), (2S)-2-({8-[(3β)-콜레스트-5-엔-3-일옥시]옥틸}옥시)-N,N-디메틸-3-[(9Z-,12Z)-옥타데카-9,12-디엔-1-일옥시]프로판-1-아민 (옥틸-CLinDMA(2S)), (12Z,15Z)-N,N-디메틸-2-노닐헤니코사 12,15-덴-1-아민, N,N-디메틸-1-{(1S,2R)-2-옥틸사이클로프로필}헵타데칸-8-아민을 포함한다. 본 나노입자 조성물의 부분을 형성할 수 있는 추가의 예시적 하전된 또는 이온화가능한 지질은, 이의 전체가 참조로 본원에 편입되는, Sabnis 등. "A Novel Amino Lipid Series for mRNA Delivery: Improved Endosomal Escape and Sustained Pharmacology and Safety in Non-human Primates", Molecular Therapy Vol. 26 No 6, 2018에 기재된 지질 (예를 들면, 지질 5)을 포함한다.
일부 구현예에서, 적합한 양이온성 지질은 N-[1-(2,3-디올레일옥시)프로필]-N,N,N-트리메틸암모늄 클로라이드 (DOTMA); N-[1-(2,3-디올레오일옥시)프로필]-N,N,N-트리메틸암모늄 클로라이드 (DOTAP); 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린 (DOEPC); 1,2-디라우로일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린 (DLEPC); 1,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린 (DMEPC); 1,2-디미리스톨레오일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린 (14:1); N1-[2-((1S)-1-[(3-아미노프로필)아미노]-4-[디(3-아미노-프로필)아미노]부틸카르복스아미도)에틸]-3,4-디[올레일옥시]-벤즈아미드 (MVL5); 디옥타데실아미도-글리실스페르민 (DOGS); 3b-[N-(N',N'-디메틸아미노에틸)카르바모일]콜레스테롤 (DC-Chol); 디옥타데실디메틸암모늄 브로마이드 (DDAB); SAINT-2, N-메틸-4-(디올레일)메틸피리디늄; 1,2-디미리스틸옥시프로필-3-디메틸하이록시에틸암모늄 브로마이드 (DMRIE); 1,2-디올레오일-3-디메틸-하이드록시에틸 암모늄 브로마이드 (DORIE); 1,2-디올레오일옥시프로필-3-디메틸하이드록시에틸 암모늄 클로라이드 (DORI); 디-알킬화 아미노산 (DILA2) (예를 들면, C18:1-norArg-C16); 디올레일디메틸암모늄 클로라이드 (DODAC); 1-팔미토일-2-올레오일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린 (POEPC); 1,2-디미리스톨레오일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린 (MOEPC); (R)-5-(디메틸아미노)펜탄-1,2-디일 디올레에이트 하이드로클로라이드 (DODAPen-Cl); (R)-5-구아니디노펜탄-1,2-디일 디올레에이트 하이드로클로라이드 (DOPen-G); 및 (R)-N,N,N-트리메틸-4,5-비스(올레오일옥시)펜탄-1-아미늄 클로라이드 (DOTAPen)를 포함한다. 생리학적 pH에 하전되는 헤드기가 있는 양이온성 지질, 예컨대 일차 아민 (예를 들면, DODAG N',N'-디옥타데실-N-4,8-디아자-10-아미노데카노일글리신 아미드) 및 구아니디늄 헤드 기 (예를 들면, 비스-구아니디늄-스페르미딘-콜레스테롤 (BGSC), 비스-구아니디늄트렌-콜레스테롤 (BGTC), PONA, 및 (R)-5-구아니디노펜탄-1,2-디일 디올레에이트 하이드로클로라이드 (DOPen-G))가 또한 적합하다. 더욱 또 다른 적합한 양이온성 지질은 (R)-5-(디메틸아미노)펜탄-1,2-디일 디올레이트 하이드로클로라이드 (DODAPen-Cl)이다. 특정 구현예에서, 양이온성 지질은 특정한 거울상이성질체 또는 라세미 형태이고, 상기와 같이 양이온성 지질의 다양한 염 형태 (예를 들면, 클로라이드 또는 술페이트)를 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 양이온성 지질은 N-[1-(2,3-디올레오일옥시)프로필]-N,N,N-트리메틸암모늄 클로라이드 (DOTAP-Cl) 또는 N-[1-(2,3-디올레오일옥시)프로필]-N,N,N-트리메틸암모늄 술페이트 (DOTAP-술페이트)이다. 일부 구현예에서, 양이온성 지질은 이온화가능한 양이온성 지질 예컨대, 예를 들면, 디옥타데실디메틸암모늄 브로마이드 (DDAB); 1,2-디리놀레일옥시-3-디메틸아미노프로판 (DLinDMA); 2,2-디리놀레일-4-(2디메틸아미노에틸)-[1,3]-디옥솔란 (DLin-KC2-DMA); 헵타트리아콘타-6,9,28,31-테트라엔-19-일 4-(디메틸아미노)부타노에이트 (DLin-MC3-DMA); 1,2-디올레오일옥시-3-디메틸아미노프로판 (DODAP); 1,2-디올레일옥시-3-디메틸아미노프로판 (DODMA); 및 모르폴리노콜레스테롤 (Mo-CHOL)이다. 특정 구현예에서, 지질 나노입자는 조합 또는 둘 이상의 양이온성 지질 (예를 들면, 상기와 같이 둘 이상의 양이온성 지질)을 포함한다.
추가적으로, 일부 구현예에서, 본 나노입자 조성물의 부분을 형성할 수 있는 하전된 또는 이온화가능한 지질은 환식 아민 기를 포함하는 지질이다. 본원에 개시된 제형 및 방법에 적합한 추가의 양이온성 지질은 WO2015199952, WO2016176330, 및 WO2015011633에서 기재된 것들을 포함하고, 이들의 전체 내용은 그들 전체가 참조로 이로써 편입된다.
6.4.2 중합체 접합된 지질
일부 구현예에서, 나노입자 조성물의 지질 성분은 하나 이상의 중합체 접합된 지질, 예컨대 PEG화된 지질 (PEG 지질)을 포함할 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 나노입자 조성물에서 중합체 접합된 지질 성분이 콜로이드성 안정성 개선할 수 있고/거나 나노입자의 단백질 흡수를 감소시킬 수 있음이 고려된다. 본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 예시적 양이온성 지질은 비제한적으로 PEG-변형 포스파티딜에탄올아민, PEG-변형 포스파티드산, PEG-변형 세라미드, PEG-변형 디알킬아민, PEG-변형 디아실글리세롤, PEG-변형 디알킬글리세롤, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 예를 들어, PEG 지질은 PEG-c-DOMG, PEG-DMG, PEG-DLPE, PEG-DMPE, PEG-DPPC, PEG-DSPE, Ceramide-PEG2000, 또는 Chol-PEG2000일 수 있다.
일 구현예에서, 중합체 접합된 지질은 peg화된 지질이다. 예를 들어, 일부 구현예는 peg화된 디아실글리세롤 (PEG-DAG) 예컨대 1-(모노메톡시-폴리에틸렌글리콜)-2,3-디미리스토일글리세롤 (PEG-DMG), peg화된 포스파티딜에탄올아민 (PEG-PE), PEG 숙시네이트 디아실글리세롤 (PEG-S-DAG) 예컨대 4-O-(2',3'-디(테트라데카노일옥시)프로필-1-O-(ω-메톡시(폴리에톡시)에틸)부탄디오에이트 (PEG-S-DMG), peg화된 세라미드 (PEG-cer), 또는 PEG 디알콕시프로필카바메이트 예컨대 ω-메톡시(폴리에톡시)에틸-N-(2,3-디(테트라데카녹시)프로필)카바메이트 또는 2,3-디(테트라데카녹시)프로필-N-(ω-메톡시(폴리에톡시)에틸)카바메이트를 포함한다.
일 구현예에서, 중합체 접합된 지질은 1.0 내지 2.5 몰 퍼센트 범위의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 중합체 접합된 지질은 약 1.7 몰 퍼센트의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 중합체 접합된 지질은 약 1.5 몰 퍼센트의 농도로 존재한다.
일 구현예에서, 양이온성 지질 대 중합체 접합된 지질의 몰비는 약 35:1 내지 약 25:1 범위이다. 일 구현예에서, 양이온성 지질 대 중합체 접합된 지질의 몰비는 약 100:1 내지 약 20:1 범위이다.
일 구현예에서, peg화된 지질은 하기 화학식:
Figure pct00022
또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 호변이성질체 또는 입체이성질체를 갖고, 식중:
R12　및 R13은 각각 독립적으로 10 내지 30개 탄소 원자를 함유하는 직선형 또는 분지형, 포화된 또는 불포화된 알킬 쇄이고, 여기서 알킬 쇄는 하나 이상의 에스테르 결합에 의해 임의로 중단되고;
w는 30 내지 60 범위의 평균 값을 갖는다.
일 구현예에서, R12　및 R13은 각각 독립적으로 12 내지 16개 탄소 원자를 함유하는 직선형, 포화된 알킬 쇄이다. 다른 구현예에서, 평균 w는 42 내지 55 범위이고, 예를 들어, 평균 w는 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54 또는 55이다. 일부 특정 구현예에서, 평균 w는 약 49이다.
일 구현예에서, peg화된 지질은 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00023
식중 평균 w는 약 49임.
6.4.3 구조적 지질
일부 구현예에서, 나노입자 조성물의 지질 성분은 하나 이상의 구조적 지질을 포함할 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 구조적 지질이 나노입자의 양친성 구조, 예컨대 비제한적으로 나노입자의 지질 이중층 구조를 안정화시킬 수 있음이 고려된다. 본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 예시적 구조적 지질은 비제한적으로 콜레스테롤, 페코스테롤, 시토스테롤, 에르고스테롤, 캄페스테롤, 스티그마스테롤, 브라시카스테롤, 토마티딘, 토마틴, 우르솔산, 알파-토코페롤, 및 이들의 혼합물을 포함하다. 특정 구현예에서, 구조적 지질은 콜레스테롤이다. 일부 구현예에서, 구조적 지질은 콜레스테롤 및 코르티코스테로이드 (예컨대 프레드니솔론, 덱사메타손, 프레드니손, 및 하이드로코르티손), 또는 이들의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 본원에 제공된 지질 나노입자는 스테로이드 또는 스테로이드 유사체를 포함한다. 일 구현예에서, 스테로이드 또는 스테로이드 유사체는 콜레스테롤이다. 일 구현예에서, 스테로이드는 39 내지 49 몰 퍼센트, 40 내지 46 몰 퍼센트, 40 내지 44 몰 퍼센트, 40 내지 42 몰 퍼센트, 42 내지 44 몰 퍼센트, 또는 44 내지 46 몰 퍼센트 범위의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 스테로이드는 40, 41, 42, 43, 44, 45, 또는 46 몰 퍼센트의 농도로 존재한다.
일 구현예에서, 양이온성 지질 대 스테로이드의 몰비는 1.0:0.9 내지 1.0:1.2, 또는 1.0:1.0 내지 1.0:1.2 범위이다. 일 구현예에서, 양이온성 지질 대 스테로이드의 몰비는 약 5:1 내지 1:1 범위이다. 일 구현예에서, 스테로이드는 스테로이드의 32 내지 40 몰 퍼센트 범위의 농도로 존재한다.
6.4.4 인지질
일부 구현예에서, 나노입자 조성물의 지질 성분은 하나 이상의 인지질, 예컨대 하나 이상의 (폴리)불포화된 지질을 포함한다. 이론에 얽매이지 않고, 인지질이 하나 이상의 지질 이중층 구조로 조립할 수 있음이 고려된다. 본 나노입자 조성물의 부분을 형성할 수 있는 예시적 인지질은 비제한적으로 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (DSPC), 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 (DOPE), 1,2-디리놀레오일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (DLPC), 1,2-디미리스토일-sn-글리세로-포스포콜린 (DMPC), 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (DOPC), 1,2-디팔미토일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (DPPC), 1,2-디운데카노일-sn-글리세로-포스포콜린 (DUPC), 1-팔미토일-2-올레오일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (POPC), 1,2-디-O-옥타데세닐-sn-글리세로-3-포스포콜린 (18:0 디에테르 PC), 1-올레오일-2-콜레스테릴헤미숙시노일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (OChemsPC), 1-헥사데실-sn-글리세로-3-포스포콜린 (C16 Lyso PC), 1,2-디리놀레노일-sn-글리세로-3-포스포콜린, 1,2-디아라키도노일-sn-글리세로-3-포스포콜린, 1,2-디도코사헥사에노일-sn-글리세로-3-포스포콜린, 1,2-디피타노일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 (ME 16.0 PE), 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민, 1,2-디리놀레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민, 1,2-디리놀레노일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민, 1,2-디아라키도노일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민, 1,2-디도코사헥사에노일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민, 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포-rac-(1-글리세롤) 나트륨 염 (DOPG), 및 스핑고미엘린을 포함한다. 특정 구현예에서, 나노입자 조성물은 DSPC를 포함한다. 특정 구현예에서, 나노입자 조성물은 DOPE를 포함한다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물은 양쪽 DSPC 및 DOPE를 포함한다.
추가의 예시적 중성 지질은, 예를 들어, 디팔미토일포스파티딜글리세롤 (DPPG), 팔미토일올레오일-포스파티딜에탄올아민 (POPE) 및 디올레오일-포스파티딜에탄올아민 4-(N-말레이미도메틸)-사이클로헥산-1카르복실레이트 (DOPE-mal), 디팔미토일 포스파티딜 에탄올아민 (DPPE), 디미리스토일포스포에탄올아민 (DMPE), 디스테아로일-포스파티딜에탄올아민 (DSPE), 16-O-모노메틸 PE, 16-O-디메틸 PE, 18-1-트랜스 PE, 1-스테아리오일-2-올레오일포스파티디에탄올 아민 (SOPE), 및 1,2- 디엘라이도일-sn-글리세로-3-포포에탄올아민 (트랜스DOPE)을 포함한다. 일 구현예에서, 중성 지질은 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3포스포콜린 (DSPC)이다. 일 구현예에서, 중성 지질은 DSPC, DPPC, DMPC, DOPC, POPC, DOPE 및 SM으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 중성 지질은 포스파티딜콜린 (PC), 포스파티딜에탄올아민 (PE) 포스파티딜세린 (PS), 포스파티드산 (PA), 또는 포스파티딜글리세롤 (PG)이다.
추가적으로 본 나노입자 조성물의 부분을 형성할 수 있는 인지질은 또한 WO2017/112865에 기재된 것들을 포함하고, 이의 전체 내용은 이 전체가 참조로 이로써 편입된다.
6.4.5 치료적 페이로드
본 개시내용에 있어서, 나노입자 조성물은 본원에 기재된 경우에 하나 이상의 치료제 및/또는 예방제를 추가로 포함할 수 있다. 이들 치료제 및/또는 예방제는 때때로 본 개시내용에서 "치료적 페이로드" 또는 "페이로드"로서 지칭된다. 일부 구현예에서, 치료적 페이로드는 전달 비히클로서 나노입자를 사용하여 생체내 또는 시험관내 투여될 수 있다.
일부 구현예에서, 나노입자 조성물은, 치료적 페이로드로서, 작은 분자 화합물 (예를 들면, 작은 분자 약물) 예컨대 항신생물성 제제 (예를 들면, 빈크리스틴, 독소루비신, 미톡산트론, 캄프토테신, 시스플라틴, 블레오마이신, 사이클로포스파미드, 메토트렉세이트, 및 스트렙토조토신), 항종양 제제 (예를 들면, 악티노마이신 D, 빈크리스틴, 빈블라스틴, 시토신 아라비노사이드, 안트라사이클린, 알킬화 제제, 백금 화합물, 항대사물질, 및 뉴클레오사이드 유사체, 예컨대 메토트렉세이트 및 퓨린 및 피리미딘 유사체), 항감염성 제제, 국소 마취제 (예를 들면, 디부카인 및 클로르프로마진), 베타-아드레날린성 차단제 (예를 들면, 프로프라놀롤, 티몰롤, 및 라베탈롤), 항고혈압 제제 (예를 들면, 클로니딘 및 하이드랄라진), 항우울제 (예를 들면, 이미프라민, 아미트립틸린, 및 독세핀), 항경련제 (예를 들면, 페니토인), 항히스타민제 (예를 들면, 디펜하이드라민, 클로르페니라민, 및 프로메타진), 항생제/항균제 (예를 들면, 젠타마이신, 시프로플록사신, 및 세폭시틴), 항진균제 (예를 들면, 미코나졸, 테르코나졸, 에코나졸, 이소코나졸, 부타코나졸, 클로트리마졸, 이트라코나졸, 니스타틴, 나프티핀, 및 암포테리신 B), 구충 제제, 호르몬, 호르몬 길항제, 면역조절제, 신경전달물질 길항제, 항녹내장 제제, 비타민, 마취약, 및 영상 제제를 포함한다.
일부 구현예에서, 치료적 페이로드는 세포독소, 방사성 이온, 화학요법제, 백신, 면역 반응을 유인하는 화합물, 및/또는 또 다른 치료제 및/또는 예방제를 포함한다. 세포독소 또는 세포독성 제제는 세포에 해로울 수 있는 임의의 제제를 포함한다. 예는, 비제한적으로, 탁솔, 사이토칼라신 B, 그라미시딘 D, 브롬화에티듐, 에메틴, 미토마이신, 에토포시드, 테니포시드, 빈크리스틴, 빈블라스틴, 콜히친, 독소루비신, 다우노루비신, 디하이드록시안트라신디온, 미톡산트론, 미트라마이신, 악티노마이신 D, 1-데하이드로테스토스테론, 글루코코르티코이드, 프로카인, 테트라카인, 리도카인, 프로프라놀롤, 퓨로마이신, 메이탄시노이드, 예를 들면, 메이탄시놀, 라헬마이신 (CC-1065), 및 이들의 유사체 또는 동족체를 포함한다. 방사성 이온은 비제한적으로 요오드 (예를 들면, 요오드 125 또는 요오드 131), 스트론튬 89, 인, 팔라듐, 세슘, 이리듐, 포스페이트, 코발트, 이트륨 90, 사마륨 153, 및 프라세오디뮴을 포함한다.
다른 구현예에서, 본 나노입자 조성물의 치료적 페이로드는, 비제한적으로, 치료제 및/또는 예방제 예컨대 항대사물질 (예를 들면, 메토트렉세이트, 6-메르캅토퓨린, 6-티오구아닌, 시타라빈, 5-플루오로우라실, 다카르바진), 알킬화 제제 (예를 들면, 메클로레타민, 티오테파 클로람부실, 라헬마이신 (CC-1065), 멜팔란, 카르무스틴 (BSNU), 로무스틴 (CCNU), 사이클로포스파미드, 부설판, 디브로모만니톨, 스트렙토조토신, 미토마이신 C, 및 시스-디클로로디아민 백금 (II) (DDP) 시스플라틴), 안트라사이클린 (예를 들면, 다우노루비신 (이전의 다우노마이신), 및 독소루비신), 항생제 (예를 들면, 닥티노마이신 (이전의 악티노마이신), 블레오마이신, 미트라마이신, 및 안트라마이신 (AMC)), 및 항유사분열 제제 (예를 들면, 빈크리스틴, 빈블라스틴, 탁솔 및 메이탄시노이드)를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 나노입자 조성물은, 치료적 페이로드로서, 생물학적 분자 예컨대 펩티드 및 폴리펩티드를 포함한다. 본 나노입자 조성물의 부분을 형성하는 생물학적 분자는 어느 한쪽 천연 공급원 또는 합성일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 본 나노입자 조성물의 치료적 페이로드는, 비제한적으로 젠타마이신, 아미카신, 인슐린, 에리트로포이에틴 (EPO), 과립구-콜로니 자극 인자 (G-CSF), 과립구-대식세포 콜로니 자극 인자 (GM-CSF), 인자 VIR, 황체형성 호르몬-방출 호르몬 (LHRH) 유사체, 인터페론, 헤파린, B형 간염 표면 항원, 장티푸스 백신, 콜레라 백신, 그리고 펩티드 및 폴리펩티드를 포함할 수 있다.
6.4.5.1 핵산
일부 구현예에서, 본 나노입자 조성물은 하나 이상의 핵산 분자 (예를 들면, DNA 또는 RNA 분자)를 치료적 페이로드로서 포함한다. 치료적 페이로드로서 본 나노입자 조성물에서 포함될 수 있는 핵산 분자의 예시적 형태는, 비제한적으로, 데옥시리보핵산 (DNA), 메신저 mRNA (mRNA)를 포함하는 리보핵산 (RNA), 이의 하이브리드, RNAi-유도화 제제, RNAi 제제, siRNA, shRNA, miRNA, 안티센스 RNA, 리보자임, 촉매적 DNA, 삼중 나선 형성을 유도하는 RNA, 압타머, 벡터, 등 중 하나 이상을 포함한다. 특정 구현예에서, 치료적 페이로드는 RNA를 포함한다. 치료적 페이로드로서 본 나노입자 조성물에서 포함될 수 있는 RNA 분자는, 비제한적으로, 쇼트머(shortmer), 아고미르(agomir), 안타고미르(antagomir), 안티센스, 리보자임, 작은 간섭 RNA (siRNA), 비대칭 간섭 RNA (aiRNA), 마이크로RNA (miRNA), 다이서-기질 RNA (dsRNA), 작은 헤어핀 RNA (shRNA), 전달 RNA (tRNA), 메신저 RNA (mRNA), 및 당업계에서 알려진 기타 형태의 RNA 분자를 포함한다. 특정 구현예에서, RNA는 mRNA이다.
다른 구현예에서, 나노입자 조성물은 siRNA 분자를 치료적 페이로드로서 포함한다. 특히, 일부 구현예에서, siRNA 분자는 관심 유전자의 발현을 선택적으로 중단 및 하향조절할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, siRNA 페이로드는 siRNA를 포함하는 나노입자 조성물의 치료를 필요로 하는 대상체에게 투여시 특정한 질환, 장애, 또는 병태와 연관된 유전자를 선택적으로 침묵시킨다. 일부 구현예에서, siRNA 분자는 관심의 단백질 생성물을 인코딩하는 mRNA 서열에 상보적인 서열을 포함한다. 일부 구현예에서, siRNA 분자는 면역조절 siRNA이다.
일부 구현예에서, 나노입자 조성물은 shRNA 분자 또는 shRNA 분자를 인코딩하는 벡터를 치료적 페이로드로서 포함한다. 특히, 일부 구현예에서, 치료적 페이로드는, 표적 세포에 투여시, shRNA를 표적 세포 내부에서 생산한다. shRNA에 관련한 작제물 및 기전은 관련 업계에서 잘 알려진다.
일부 구현예에서, 나노입자 조성물은 mRNA 분자를 치료적 페이로드로서 포함한다. 특히, 일부 구현예에서, mRNA 분자는 임의의 자연 또는 비-자연 발생 또는 달리 변형된 폴리펩티드를 포함하는 관심의 폴리펩티드를 인코딩한다. mRNA에 의해 인코딩된 폴리펩티드는 임의의 크기일 수 있고 임의의 이차 구조 또는 활성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, mRNA 페이로드에 의해 인코딩된 폴리펩티드는 세포에서 발현된 때 치료적 효과를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자는 mRNA 분자를 포함한다. 특정 구현예에서, 핵산 분자는 관심의 펩티드 또는 폴리펩티드를 인코딩하는 적어도 하나의 코딩 영역 (예를 들면, 개방형 해독틀 (ORF))을 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 추가로 적어도 하나의 미번역된 영역 (UTR)을 포함한다. 특정 구현예에서, 미번역된 영역 (UTR)은 코딩 영역의 (5'-말단에 대한) 업스트림 위치되고, 본원에 5'-UTR로서 지칭된다. 특정 구현예에서, 미번역된 영역 (UTR)은 코딩 영역의 (3'-말단에 대한) 다운스트림 위치되고, 본원에 3'-UTR로서 지칭된다. 특정 구현예에서, 핵산 분자는 양쪽 5'-UTR 및 3'-UTR을 포함한다. 일부 구현예에서, 5'-UTR은 5'-캡 구조를 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 코작 서열을 (예를 들면, 5'-UTR에서) 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 폴리-A 영역을 (예를 들면, 3'-UTR에서) 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 폴리아데닐화 신호를 (예를 들면, 3'-UTR에서) 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 안정화 영역을 (예를 들면, 3'-UTR에서) 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 이차 구조를 포함한다. 일부 구현예에서, 이차 구조는 스템-루프이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 스템-루프 서열을 (예를 들면, 5'-UTR 및/또는 3'-UTR에서) 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 스플라이싱 동안 절개될 수 있는 하나 이상의 인트론성 영역을 포함한다. 특정 구현예에서, 핵산 분자는 5'-UTR, 및 코딩 영역으로부터 선택된 하나 이상의 영역을 포함한다. 특정 구현예에서, 핵산 분자는 코딩 영역 및 3'-UTR로부터 선택된 하나 이상의 영역을 포함한다. 특정 구현예에서, 핵산 분자는 5'-UTR, 코딩 영역, 및 3'-UTR로부터 선택된 하나 이상의 영역을 포함한다.
코딩 영역
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자는 적어도 하나의 코딩 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 코딩 영역은 단일 펩티드 또는 단백질에 대하여 인코딩하는 개방형 해독틀 (ORF)이다. 일부 구현예에서, 코딩 영역은 펩티드 또는 단백질을 각각 인코딩하는 적어도 2개의 ORF를 포함한다. 코딩 영역이 1개 초과 ORF를 포함하는 그들 구현예에서, 인코딩된 펩티드 및/또는 단백질은 서로 동일 또는 상이할 수 있다. 일부 구현예에서, 코딩 영역에서 여러 ORF는 비-코딩 서열에 의해 분리된다. 특정 구현예에서, 2개 ORF를 분리시키는 비-코딩 서열은 내부 리보솜 진입 부위 (IRES)를 포함한다.
이론에 얽매이지 않고, 내부 리보솜 진입 부위 (IRES)가 유일한 리보솜 결합 부위로서 작용할 수 있거나, mRNA의 여러 리보솜 결합 부위 중 하나의 역할을 할 수 있음이 고려된다. 1개 초과 기능적 리보솜 결합 부위를 함유하는 mRNA 분자는 리보솜 (예를 들면, 멀티시스트론성 mRNA)에 의해 독립적으로 번역되는 몇몇 펩티드 또는 폴리펩티드를 인코딩할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 하나 이상의 내부 리보솜 진입 부위 (IRES)를 포함한다. 본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 IRES 서열의 예는, 제한 없이, 피코마바이러스 (예를 들면, FMDV), 페스트 바이러스 (CFFV), 폴리오 바이러스(PV), 뇌심근염 바이러스 (ECMV), 구제역 바이러스 (FMDV), C형 간염 바이러스 (HCV), 고전 돼지열병 바이러스 (CSFV), 뮤린 백혈병 바이러스 (MLV), 유인원 면역 결핍 바이러스 (SIV) 또는 귀뚜라미마비병 바이러스 (CrPV) 출신의 것들을 포함한다.
다양한 구현예에서, 본 디스클로스의 핵산 분자는 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 또는 10개 초과 펩티드 또는 단백질에 대하여 인코딩한다. 핵산 분자에 의해 인코딩된 펩티드 및 단백질은 동일 또는 상이할 수 있다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자는 디펩티드 (예를 들면, 카모신 및 안세린)를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 트리펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 테트라펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 펜타펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 헥사펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 헵타펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 옥타펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 노나펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 데카펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 적어도 약 15개 아미노산을 갖는 펩티드 또는 폴리펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 적어도 약 50개 아미노산을 갖는 펩티드 또는 폴리펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 적어도 약 100개 아미노산을 갖는 펩티드 또는 폴리펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 적어도 약 150개 아미노산을 갖는 펩티드 또는 폴리펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 적어도 약 300개 아미노산을 갖는 펩티드 또는 폴리펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 적어도 약 500개 아미노산을 갖는 펩티드 또는 폴리펩티드를 인코딩한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 적어도 약 1000개 아미노산을 갖는 펩티드 또는 폴리펩티드를 인코딩한다.
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자는 길이가 적어도 약 30 뉴클레오티드 (nt)이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 35 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 40 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 45 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 50 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 55 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 60 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 65 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 70 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 75 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 80 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 85 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 90 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 95 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 100 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 120 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 140 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 160 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 180 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 200 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 250 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 300 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 400 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 500 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 600 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 700 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 800 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 900 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1000 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1100 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1200 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1300 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1400 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1500 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1600 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1700 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1800 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 1900 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 2000 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 2500 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 3000 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 3500 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 4000 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 4500 nt이다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 길이가 적어도 약 5000 nt이다.
특정 구현예에서, 치료적 페이로드는 백신 조성물 (예를 들면, 유전적 백신)을 본원에 기재된 경우에 포함한다. 일부 구현예에서, 치료적 페이로드는 하나 이상의 표적 병태 또는 질환에 대해 면역성을 유인할 수 있는 화합물을 포함한다. 일부 구현예에서, 표적 병태는 병원체, 예컨대 코로나바이러스 (예를 들면 2019-nCoV), 인플루엔자, 홍역, 인간 유두종바이러스 (HPV), 광견병, 수막염, 백일해, 파상풍, 흑사병, 간염, 및 결핵에 의한 감염에 관련되거나 상기에 의해 야기된다. 일부 구현예에서, 치료적 페이로드는 병원체, 또는 이의 항원성 단편 또는 에피토프에 대하여 특징적인 병원성 단백질을 인코딩하는 핵산 서열 (예를 들면, mRNA)을 포함한다. 백신은, 백신접종된 대상체에게 투여시, 인코딩된 병원성 단백질 (또는 이의 항원성 단편 또는 에피토프)의 발현을 허용하고, 이에 의해 병원체에 대해 대상체에서 면역성을 유인한다.
일부 구현예에서, 표적 병태는 세포의 신생물성 성장, 예컨대 암에 관련되거나 상기에 의해 야기된다. 일부 구현예에서, 치료적 페이로드는 암, 또는 이의 항원성 단편 또는 에피토프에 대하여 특징적인 종양 연관된 항원 (TAA)을 인코딩하는 핵산 서열 (예를 들면, mRNA)을 포함한다. 백신은, 백신접종된 대상체에게 투여시, 인코딩된 TAA (또는 이의 항원성 단편 또는 에피토프)의 발현을 허용하고, 이에 의해 TAA를 발현시키는 신생물성 세포에 대해 대상체에서 면역성을 유인한다.
5'-캡 구조
이론에 얽매이지 않고, 폴리뉴클레오티드의 5'-캡 구조가 핵 반출 및 증가하는 폴리뉴클레오티드 안정성에 관여되고 mRNA 캡 결합 단백질 (CBP)을 결합시키고, 이는 성숙한 환식 mRNA 종을 형성하기 위해 폴리-A 결합 단백질과 CBP의 회합을 통해서 번역 능력 그리고 세포에서 폴리뉴클레오티드 안정성을 담당하는 것이 고려된다. 5'-캡 구조는 추가로 mRNA 스플라이싱 동안 5'-근위 인트론 제거의 제거를 원조한다. 따라서, 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자는 5'-캡 구조를 포함한다.
핵산 분자는 말단 구아노신 캡 잔기와 폴리뉴클레오티드의 5'-말단 전사된 센스 뉴클레오티드 사이 5'-ppp-5'-트리포스페이트 연결기를 생성하기 위해 세포의 내인성 전사 기계장치에 의해 5'-말단 캡핑될 수 있다. 이 5'-구아닐레이트 캡은 그 다음 메틸화되어 N7-메틸-구아닐레이트 잔기를 생성할 수 있다. 폴리뉴클레오티드의 5' 말단의 말단 및/또는 미말단 전사된 뉴클레오티드의 리보스 당은 임의로 또한 2'-O-메틸화될 수 있다. 구아닐레이트 캡 구조의 가수분해 및 절단을 통해서 5'-디캡핑은 분해를 위하여 핵산 분자, 예컨대 mRNA 분자를 표적할 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자는 내인성 과정에 의해 생성된 천연 5'-캡 구조에 하나 이상의 변경을 포함한다. 이론에 얽매이지 않고, 5'-캡에서의 변형은 폴리뉴클레오티드의 안정성을 증가시킬 수 있고, 폴리뉴클레오티드의 반감기를 증가시키고, 폴리뉴클레오티드 번역적 효율을 증가시킬 수 있다.
천연 5'-캡 구조에 예시적 변경은 디캡핑을 예방하고 그래서 폴리뉴클레오티드 반감기를 증가시키는 비-가수분해가능한 캡 구조의 생성을 포함한다. 일부 구현예에서, 캡 구조 가수분해가 5'-ppp-5' 포스포로디에스테르 연결기의 절단을 요구하기 때문에, 일부 구현예에서, 변형된 뉴클레오티드는 캡핑 반응 동안 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, Vaccinia Capping Enzyme from New England Biolabs (입시치, 매사추세츠)는 5'-ppp-5' 캡에서 포스포로티오에이트 연결기를 창출하기 위해 제조업체의 지침에 따라 α-티오-구아노신 뉴클레오티드와 사용될 수 있다. 추가의 변형된 구아노신 뉴클레오티드, 예컨대 α-메틸-포스포네이트 및 셀레노-포스페이트 뉴클레오티드는 사용될 수 있다.
천연 5'-캡 구조에 추가의 예시적 변경은 또한 캡핑된 구아노신 트리포스페이트 (GTP)의 2'- 및/또는 3'-위치에서의 변형, (탄소환식 고리를 생산하였던) 당 고리 산소의 메틸렌 모이어티 (CH2)로의 대체, 캡 구조의 트리포스페이트 브릿지 모이어티에서의 변형, 또는 핵염기 (G) 모이어티에서의 변형을 포함한다.
천연 5'-캡 구조에 추가의 예시적 변경은, 비제한적으로, 당의 2'-하이드록시 기에서 (상기 언급된 대로) 폴리뉴클레오티드의 5'-말단 및/또는 5'-미말단 뉴클레오티드의 리보스 당의 2'-O-메틸화를 포함한다. 여러 별개의 5'-캡 구조는 폴리뉴클레오티드, 예컨대 mRNA 분자의 5'-캡을 생성하는데 사용될 수 있다. 본 개시내용에 관련하여 사용될 수 있는 추가의 예시적 5'-캡 구조는 추가로, 이들 각각의 전체 내용이 참조로 본원에 편입되는, 국제 특허 공개 번호 WO2008127688, WO 2008016473, 및 WO 2011015347에서 기재된 것들을 포함한다.
다양한 구현예에서, 5'-말단 캡은 캡 유사체를 포함할 수 있다. 본원에 합성 캡 유사체, 화학적 캡, 화학적 캡 유사체, 또는 구조적 또는 기능적 캡 유사체로서 또한 지칭되는 캡 유사체는, 캡 기능을 유지하면서, 그들의 화학적 구조에서 천연 (즉, 내인성, 야생형, 또는 생리학적) 5'-캡과 상이하다. 캡 유사체는 화학적으로 (즉, 비-효소적으로) 또는 효소적으로 합성될 수 있고/폴리뉴클레오티드에 결합될 수 있다.
예를 들어, 안티-리버스 캡 유사체 (ARCA) 캡은 5'-5'-트리포스페이트 기에 의해 결합된 2개의 구아노신을 함유하고, 여기서 하나의 구아노신은 N7-메틸 기 뿐만 아니라 3'-O-메틸 기 (즉, N7,3'-O-디메틸-구아노신-5'-트리포스페이트-5'-구아노신, m7G-3'mppp-G, 이는 동등하게 3' O-Me-m7G(5')ppp(5')G로 지정될 수 있음)를 함유한다. 기타, 미변경된, 구아노신의 3'-O 원자는 캡핑된 폴리뉴클레오티드 (예를 들면, mRNA)의 5'-말단 뉴클레오티드에 결합된다. N7- 및 3'-O-메틸화된 구아노신은 캡핑된 폴리뉴클레오티드 (예를 들면, mRNA)의 말단 모이어티를 제공한다. 또 다른 예시적 캡 구조는 mCAP이고, 이는 ARCA와 유사하지만 구아노신 (즉, N7,2'-O-디메틸-구아노신-5'-트리포스페이트-5'-구아노신, m7Gm-ppp-G)에서 2'-O-메틸 기를 갖는다.
일부 구현예에서, 캡 유사체는 디뉴클레오티드 캡 유사체일 수 있다. 비-제한 예로서, 디뉴클레오티드 캡 유사체는 상이한 포스페이트 위치에서 보라노포스페이트 기 또는 포포로셀레노에이트 기 예컨대, 이의 전체 내용이 이 전체가 참조로 본원에 편입되는 미국 특허 번호: 8,519,110에서 기재된 디뉴클레오티드 캡 유사체로 변형될 수 있다.
일부 구현예에서, 캡 유사체는 당업계에서 알려지고/거나 본원에 기재된 N7-(4-클로로페녹시에틸) 치환된 디뉴클레오티드 캡 유사체일 수 있다. N7-(4-클로로페녹시에틸) 치환된 디뉴클레오티드 캡 유사체의 비-제한 예는 N7-(4-클로로페녹시에틸)-G(5')ppp(5')G 및 N7-(4-클로로페녹시에틸)-m3'-OG(5')ppp(5')G 캡 유사체를 포함한다 (예를 들면, Kore 등. Bioorganic & Medicinal Chemistry 2013 21:4570-4574에서 기재된 다양한 캡 유사체 및 캡 유사체의 합성 방법, 참조; 이의 전체 내용은 참조로 본원에 편입됨). 다른 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자와 관련하여 유용한 캡 유사체는 4-클로로/브로모페녹시에틸 유사체이다.
다양한 구현예에서, 캡 유사체는 구아노신 유사체를 포함할 수 있다. 유용한 구아노신 유사체는 비제한적으로 이노신, N1-메틸-구아노신, 2'-플루오로-구아노신, 7-데아자-구아노신, 8-옥소-구아노신, 2-아미노-구아노신, LNA-구아노신, 및 2-아지도-구아노신을 포함한다.
이론에 얽매이지 않고, 캡 유사체가 시험관내 전사 반응에서 폴리뉴클레오티드의 동반 캡핑을 허용하는 한편, 최대 20%의 전사체가 캡핑되지 않고 남아있음이 고려된다. 이것은, 뿐만 아니라 세포의 내인성 전사 기계장치에 의해 생산된 폴리뉴클레오티드의 천연 5'-캡 구조로부터 캡 유사체의 구조적 차이는, 감소된 번역적 능력 및 감소된 세포성 안정성으로 이어질 수 있다.
따라서, 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자는, 더욱 진정한 5'-캡 구조를 생성하기 위해, 효소를 사용하여, 전사후에 또한 캡핑될 수 있다. 본원에 사용된 경우에, 문구 "더욱 진정한"은 어느 한쪽 구조적으로 또는 기능적으로, 내인성 또는 야생형 속성을 밀접하게 반영하거나 모방하는 속성을 지칭한다. 즉, "더욱 진정한" 속성은 선행 기술의 합성 속성 또는 유사체와 비교된 경우에 내인성, 야생형, 천연 또는 생리학적 세포성 기능, 및/또는 구조를 더 잘 대표하거나, 이는 하나 이상의 측면에서 상응하는 내인성, 야생형, 천연, 또는 생리학적 속성을 능가한다. 본 개시내용의 핵산 분자와 관련하여 유용한 더욱 진정한 5'-캡 구조의 비-제한 예는, 무엇보다도, 당업계에서 알려진 합성 5'-캡 구조에 (또는 야생형, 천연 또는 생리학적 5'-캡 구조에) 비교된 경우에, 캡 결합 단백질의 향상된 결합, 증가된 반감기, 5'-엔도뉴클레아제에 대한 감소된 감수성, 및/또는 감소된 5'-디캡핑을 갖는 것들이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 재조합 백시니아 바이러스 캡핑 효소 및 재조합 2'-O-메틸트랜스퍼라제 효소는 폴리뉴클레오티드의 5'-말단 뉴클레오티드와 구아노신 캡 뉴클레오티드 사이 정규 5'-5'-트리포스페이트 연결기를 창출할 수 있고 여기서 캡 구아노신은 N7-메틸화를 함유하고 폴리뉴클레오티드의 5'-말단 뉴클레오티드는 2'-O-메틸을 함유한다. 그러한 구조는 Cap1 구조라고 명명된다. 이 캡은, 예를 들면, 당업계에서 알려진 기타 5'캡 유사체 구조에 비교된 경우에, 더 높은 번역적-능력, 세포성 안정성, 및 세포성 전-염증성 사이토카인의 감소된 활성화를 초래한다. 기타 예시적 캡 구조는 7mG(5')ppp(5')N,pN2p (캡 0), 7mG(5')ppp(5')NlmpNp (캡 1), 7mG(5')-ppp(5')NlmpN2mp (캡 2), 및 m(7)Gpppm(3)(6,6,2')Apm(2')Apm(2')Cpm(2)(3,2')Up (캡 4)를 포함한다.
이론에 얽매이지 않고, 본 개시내용의 핵산 분자가 전사후에 캡핑될 수 있고, 이 과정이 더욱 효율적이기 때문에, 핵산 분자의 거의 100%가 캡핑될 수 있음이 고려된다.
미번역된 영역 (UTR)
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자는 하나 이상의 미번역된 영역 (UTR)을 포함한다. 일부 구현예에서, UTR은 핵산 분자에서 코딩 영역에 업스트림 위치되고, 5'-UTR로 명명된다. 일부 구현예에서, UTR은 핵산 분자에서 코딩 영역에 다운스트림 위치되고, 3'-UTR로 명명된다. UTR의 서열은 핵산 분자에서 발견된 코딩 영역의 서열에 동종 또는 이종일 수 있다. 여러 UTR은 핵산 분자에서 포함될 수 있고 동일한 또는 상이한 서열, 및/또는 유전적 기원일 수 있다. 본 개시내용에 있어서, 핵산 분자에서 UTR의 임의의 부문 (없음 포함)은 코돈 최적화될 수 있고 임의의 것은 코돈 최적화 전 및/또는 후, 하나 이상의 상이한 구조적 또는 화학적 변형을 독립적으로 함유할 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 서로에 대해 동종인 UTR 및 코딩 영역을 포함한다. 다른 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 서로에 대해 이종인 UTR 및 코딩 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, UTR 서열의 활성을 모니터링하기 위해, 검출가능한 프로브의 UTR 및 코딩 서열을 포함하는 핵산 분자는 시험관내 (예를 들면, 세포 또는 조직 배양물) 또는 생체내 (예를 들면, 대상체에게) 투여될 수 있고, UTR 서열의 효과 (예를 들면, 발현 수준에서의 조절, 인코딩된 생성물의 세포성 국소화, 또는 인코딩된 생성물의 반감기)는 당업계에서 알려진 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)의 UTR은 핵산 분자로부터 생산된 폴리펩티드 또는 단백질의 양을 증가시키는 기능을 하는 적어도 하나의 번역 인핸서 요소 (TEE)를 포함한다. 일부 구현예에서, TEE는 핵산 분자의 5'-UTR에서 위치된다. 다른 구현예에서, TEE는 핵산 분자의 3'-UTR에서 위치된다. 더욱 기타 구현예에서, 적어도 2개의 TEE는 각각 핵산 분자의 5'-UTR 및 3'-UTR에서 위치된다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 TEE 서열의 하나 이상의 카피를 포함할 수 있거나 1개 초과 상이한 TEE 서열을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자에서 존재하는 상이한 TEE 서열은 서로에 대해 동종 또는 이종일 수 있다.
당업계에서 알려지고 본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 다양한 TEE 서열. 예를 들어, 일부 구현예에서, TEE는 내부 리보솜 진입 부위 (IRES), HCV-IRES 또는 IRES 요소일 수 있다. Chappell 등. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101:9590-9594, 2004; Zhou 등. Proc. Natl. Acad. Sci. 102:6273-6278, 2005. 본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 추가의 내부 리보솜 진입 부위 (IRES)는 비제한적으로 미국 특허 번호 7,468,275, 미국 특허 공개 번호 2007/0048776 및 미국 특허 공개 번호 2011/0124100 및 국제 특허 공개 번호 WO2007/025008 및 국제 특허 공개 번호 WO2001/055369에서 기재된 것들을 포함하고, 이들 각각의 내용은 이들 전체가 참조로 본원에 첨부된다. 일부 구현예에서, TEE는 Wellensiek 등 Genome-wide profiling of human cap-independent translation-enhancing elements, Nature Methods, 2013 Aug; 10(8): 747-750의 보충 표 1에서 그리고 보충 표 2에서 기재된 것들일 수 있고; 이의 내용은 이 전체가 참조로 편입된다.
본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 추가의 예시적 TEE는 비제한적으로 미국 특허 번호 6,310,197, 미국 특허 번호 6,849,405, 미국 특허 번호 7,456,273, 미국 특허 번호 7,183,395, 미국 특허 공개 번호 2009/0226470, 미국 특허 공개 번호 2013/0177581, 미국 특허 공개 번호 2007/0048776, 미국 특허 공개 번호 2011/0124100, 미국 특허 공개 번호 2009/0093049, 국제 특허 공개 번호 WO2009/075886, 국제 특허 공개 번호 WO2012/009644, 및 국제 특허 공개 번호 WO1999/024595, 국제 특허 공개 번호WO2007/025008, 국제 특허 공개 번호WO2001/055371, 유럽 특허 번호 2610341, 유럽 특허 번호 2610340에서 개시된 TEE 서열을 포함하고, 이들 각각의 내용은 이들 전체가 참조로 본원에 첨부된다.
다양한 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 적어도 1, 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4, 적어도 5, 적어도 6, 적어도 7, 적어도 8, 적어도 9, 적어도 10, 적어도 11, 적어도 12, 적어도 13, 적어도 14, 적어도 15, 적어도 16, 적어도 17, 적어도 18 적어도 19, 적어도 20, 적어도 21, 적어도 22, 적어도 23, 적어도 24, 적어도 25, 적어도 30, 적어도 35, 적어도 40, 적어도 45, 적어도 50, 적어도 55 또는 60개 초과 TEE 서열을 포함하는 적어도 하나의 UTR을 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자의 UTR에서 TEE 서열은 동일한 TEE 서열의 카피이다. 다른 구현예에서, 핵산 분자의 UTR에서 적어도 2개 TEE 서열은 상이한 TEE 서열이다. 일부 구현예에서, 여러 상이한 TEE 서열은 핵산 분자의 UTR 영역에서 하나 이상의 반복하는 패턴으로 배열된다. 단지 예시하는 목적으로, 반복하는 패턴은, 예를 들어, ABABAB, AABBAABBAABB, ABCABCABC, 또는 기타 등등일 수 있고, 여기에서 이들 예시적 패턴에서, 각 대문자 (A, B, 또는 C)는 상이한 TEE 서열을 나타낸다. 일부 구현예에서, 적어도 2개 TEE 서열은 핵산 분자의 UTR에서 서로와 연속적이다 (즉, 사이에 스페이서 서열 없음). 다른 구현예에서, 적어도 2개 TEE 서열은 스페이서 서열에 의해 분리된다. 일부 구현예에서, UTR은 UTR에서 적어도 1회, 적어도 2회, 적어도 3회, 적어도 4회, 적어도 5회, 적어도 6회, 적어도 7회, 적어도 8회, 적어도 9회, 또는 9회 초과 반복되는 TEE 서열-스페이서 서열 모듈을 포함할 수 있다. 이 단락에 기재된 구현예 중 임의의 것에서, UTR은 핵산 분자의 5'-UTR, 3'-UTR 또는 양쪽 5'-UTR 및 3'-UTR일 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)의 UTR은 핵산 분자로부터 생산된 폴리펩티드 또는 단백질의 양을 감소시키는 기능을 하는 적어도 하나의 번역 억제 요소를 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자의 UTR은 하나 이상의 마이크로RNA에 의해 인식되는 하나 이상의 miR 서열 또는 이의 단편 (예를 들면, miR 씨드 서열)을 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자의 UTR은 핵산 분자의 번역적 활성을 하향조절하는 하나 이상의 스템-루프 구조를 포함한다. 핵산 분자와 연관된 번역적 활성을 억제시키기 위한 기타 기전은 당업계에서 알려진다. 이 단락에 기재된 구현예 중 임의의 것에서, UTR은 핵산 분자의 5'-UTR, 3'-UTR 또는 양쪽 5'-UTR 및 3'-UTR일 수 있다.
폴리아데닐화 (폴리-A) 영역
천연 RNA 처리 동안, 아데노신 뉴클레오티드의 장쇄 (폴리-A 영역)는 메신저 RNA (mRNA) 분자에 정상적으로 부가되어 분자의 안정성을 증가시킨다. 전사 직후, 전사체의 3'-말단은 절단되어 3'-하이드록시를 유리시킨다. 그 다음 폴리-A 폴리머라제는 아데노신 뉴클레오티드의 쇄를 RNA에 부가한다. 폴리아데닐화로 불리는 공정은 100 내지 250 잔기 길이인 폴리-A 영역을 부가한다. 이론에 얽매이지 않고, 폴리-A 영역이 다양한 이점을 본 개시내용의 핵산 분자에 부여할 수 있음이 고려된다.
따라서, 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 폴리아데닐화 신호를 포함한다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 하나 이상의 폴리아데닐화 (폴리-A) 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리-A 영역은 아데닌 뉴클레오티드 또는 이의 기능적 유사체로 전적으로 구성된다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 이의 3'-말단에서 적어도 하나의 폴리-A 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 이의 5'-말단에서 적어도 하나의 폴리-A 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 이의 5'-말단에서 적어도 하나의 폴리-A 영역 그리고 이의 3'-말단에서 적어도 하나의 폴리-A 영역을 포함한다.
본 개시내용에 있어서, 폴리-A 영역은 상이한 구현예에서 가변된 길이를 가질 수 있다. 특히, 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 30개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 35개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 40개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 45개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 50개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 55개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 60개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 65개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 70개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 75개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 80개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 85개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 90개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 95개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 100개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 110개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 120개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 130개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 140개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 150개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 160개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 170개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 180개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 190개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 200개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 225개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 250개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 275개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 300개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 350개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 400개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 450개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 500개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 600개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 700개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 800개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 900개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1000개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1100개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1200개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1300개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1400개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1500개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1600개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1700개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1800개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 1900개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 2000개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 2250개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 2500개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 2750개 뉴클레오티드이다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자의 폴리-A 영역은 길이가 적어도 3000개 뉴클레오티드이다.
일부 구현예에서, 핵산 분자에서 폴리-A 영역의 길이는 핵산 분자, 또는 이의 한 부문의 전반적 길이 (예컨대 코딩 영역의 길이 또는 핵산 분자의 개방형 해독틀의 길이, 등)에 기반하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 폴리-A 영역은 폴리-A 영역을 함유하는 핵산 분자의 총 길이의 약 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 그 이상을 차지한다.
이론에 얽매이지 않고, 특정 RNA-결합 단백질이 mRNA 분자의 3'-말단에 위치된 폴리-A 영역에 결합할 수 있음이 고려된다. 이들 폴리-A 결합 단백질 (PABP)은 mRNA 발현, 예컨대 세포에서 번역 개시 기계장치와의 상호작용 및/또는 분해로부터 3'-폴리-A 꼬리의 보호를 조절할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 폴리-A 결합 단백질 (PABP)을 위한 적어도 하나의 결합 부위를 포함한다. 다른 구현예에서, 핵산 분자는 전달 비히클 (예를 들면, 지질 나노입자)에 로딩하기 전에 PABP와 접합되거나 복합체화한다.
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 폴리-A-G 콰르텟(Quartet)을 포함한다. G-콰르텟은 양쪽 DNA 및 RNA내 G-풍부 서열에 의해 형성될 수 있는 4개 구아노신 뉴클레오티드의 환식 수소 결합된 어레이이다. 이 구현예에서, G-콰르텟은 폴리-A 영역의 말단에 편입된다. 생성된 폴리뉴클레오티드 (예를 들면, mRNA)는 다양한 시점에서 안정성, 단백질 생산 및 반감기를 포함하는 기타 매개변수에 대하여 검정될 수 있다. 폴리A-G 콰르텟 구조가 120개 뉴클레오티드 단독의 폴리-A 영역을 사용하여 보여진 것의 적어도 75%에 맞먹는 단백질 생산을 초래한다는 것이 발견되었다.
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 폴리-A 영역을 포함할 수 있고 3'-안정화 영역의 부가에 의해 안정화될 수 있다. 일부 구현예에서, 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)를 안정화시키는데 사용될 수 있는 3'-안정화 영역은, 이의 내용이 이 전체가 참조로 본원에 편입되는, 국제 특허 공개 번호 WO2013/103659에서 기재된 대로 폴리-A 또는 폴리-A-G 콰르텟 구조를 포함함.
다른 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자와 관련하여 사용될 수 있는 3'-안정화 영역은 쇄 종결 뉴클레오시드 예컨대 비제한적으로 3'-데옥시아데노신 (코르디세핀), 3'-데옥시우리딘, 3'-데옥시시토신, 3'-데옥시구아노신, 3'-데옥시티민, 2',3'-디데옥시뉴클레오시드, 예컨대 2',3'-디데옥시아데노신, 2',3 '-디데옥시우리딘, 2',3'-디데옥시시토신, 2',3'-디데옥시구아노신, 2',3'-디데옥시티민, 2'-데옥시뉴클레오시드, 또는 O-메틸뉴클레오시드, 3'-데옥시뉴클레오시드, 2',3' -디데옥시뉴클레오시드 3'-O-메틸뉴클레오시드, 3'-O-에틸뉴클레오시드, 3'-아라비노시드, 및 당업계에 공지되고/거나 본원에 기재된 기타 대안적 뉴클레오시드를 포함한다.
이차 구조
이론에 얽매이지 않고, 스템-루프 구조가 RNA 폴딩을 유도할 수 있고, 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)의 구조적 안정성을 보호할 수 있고, RNA 결합 단백질에 대하여 인식 부위를 제공할 수 있고, 효소적 반응을 위한 기질의 역할을 할 수 있음이 고려된다. 예를 들어, miR 서열 및/또는 TEE 서열의 편입은 번역을 증가 및/또는 감소시킬 수 있는 스템 루프 영역의 형상을 변화시킨다 (Kedde 등. A Pumilio-induced RNA structure switch in p27-3'UTR controls miR-221 and miR-222 accessibility. Nat Cell Biol., 2010 Oct; 12(10):1014-20, 이의 내용은 이 전체가 참조로 본원에 편입됨).
따라서, 일부 구현예에서, 본원에 기재된 경우에 핵산 분자 (예를 들면, mRNA) 또는 이의 한 부문은 스템-루프 구조, 예컨대 비제한적으로 히스톤 스템 루프를 추정할 수 있다. 일부 구현예에서, 스템-루프 구조는 길이가 약 25 또는 약 26개 뉴클레오티드인 스템-루프 서열 예컨대, 비제한적으로, 이의 내용이 이 전체가 참조로 본원에 편입되는 국제 특허 공개 번호 WO2013/103659에서 기재된 것들로부터 형성된다. 스템-루프 서열의 추가의 예는 국제 특허 공개 번호 WO2012/019780 및 국제 특허 공개 번호 WO201502667에 기재된 것들을 포함하고, 이들의 내용은 참조로 본원에 편입된다. 일부 구현예에서, 스텝-루프 서열은 TEE를 본원에 기재된 경우에 포함한다. 일부 구현예에서, 스텝-루프 서열은 miR 서열을 본원에 기재된 경우에 포함한다. 특정 구현예에서, 스템 루프 서열은 miR-122 씨드 서열을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 핵산 분자는 스템-루프 서열 CAAAGGCTCTTTTCAGAGCCACCA (서열번호:1)을 포함한다. 다른 구현예에서, 핵산 분자는 스템-루프 서열 CAAAGGCUCUUUUCAGAGCCACCA (서열번호:2)을 포함한다.
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 핵산 분자에서 코딩 영역의 (5'-말단에 대한) 업스트림 위치된 스템-루프 서열을 포함한다. 일부 구현예에서, 스템-루프 서열은 핵산 분자의 5'-UTR 내에 위치된다. 일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자 (예를 들면, mRNA)는 핵산 분자에서 코딩 영역의 (3'-말단에 대한) 다운스트림 위치된 스템-루프 서열을 포함한다. 일부 구현예에서, 스템-루프 서열은 핵산 분자의 3'-UTR 내에 위치된다. 일부 경우에, 핵산 분자는 1개 초과 스템-루프 서열을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 5'-UTR에서 적어도 하나의 스템-루프 서열, 및 3'-UTR에서 적어도 하나의 스템-루프 서열을 포함한다.
일부 구현예에서, 스템-루프 구조를 포함하는 핵산 분자는 추가로 안정화 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 안정화 영역은 분해를 늦추는 기능을 하고 그래서 핵산 분자의 반감기를 증가시키는 적어도 하나의 쇄 종결 뉴클레오시드를 포함한다. 본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 예시적 쇄 종결 뉴클레오시드는 비제한적으로 3'-데옥시아데노신 (코르디세핀), 3'-데옥시우리딘, 3'-데옥시시토신, 3'-데옥시구아노신, 3'-데옥시티민, 2',3'-디데옥시뉴클레오시드, 예컨대 2',3'-디데옥시아데노신, 2',3'-디데옥시우리딘, 2',3'-디데옥시시토신, 2',3'-디데옥시구아노신, 2',3'-디데옥시티민, 2'-데옥시뉴클레오시드, 또는 O-메틸뉴클레오시드, 3'-데옥시뉴클레오시드, 2',3'-디데옥시뉴클레오시드 3'-O-메틸뉴클레오시드, 3'-O-에틸뉴클레오시드, 3'-아라비노시드, 및 당업계에 알려지고/거나 본원에 기재된 기타 대안적 뉴클레오시드를 포함한다. 다른 구현예에서, 스템-루프 구조는 올리지오(U)의 부가를 방지 및/또는 억제할 수 있는 폴리뉴클레오티드의 3'-영역에 대한 변경에 의해 안정화될 수 있다 (국제 특허 공개 번호 WO2013/103659, 이 전체가 참조로 본원에 편입됨).
일부 구현예에서, 본 개시내용의 핵산 분자는 적어도 하나의 스템-루프 서열 및 폴리-A 영역 또는 폴리아데닐화 신호를 포함한다. 적어도 하나의 스템-루프 서열 및 폴리-A 영역 또는 폴리아데닐화 신호를 포함하는 폴리뉴클레오티드 서열의 비-제한 예는 국제 특허 공개 번호 WO2013/120497, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120629, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120500, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120627, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120498, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120626, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120499 및 국제 특허 공개 번호 WO2013/120628에 기재된 것들을 포함하고, 이들의 각각의 내용은 이들 전체가 참조로 본원에 편입된다.
일부 구현예에서, 스템-루프 서열 및 폴리-A 영역 또는 폴리아데닐화 신호를 포함하는 핵산 분자는 병원체 항원 또는 이의 단편 예컨대, 이들 각각의 내용이 이들 전체가 참조로 본원에 편입되는, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120499 및 국제 특허 공개 번호 WO2013/120628에 기재된 폴리뉴클레오티드 서열에 대하여 인코딩할 수 있다.
일부 구현예에서, 스템-루프 서열 및 폴리-A 영역 또는 폴리아데닐화 신호를 포함하는 핵산 분자는 치료적 단백질 예컨대, 이들 각각의 내용이 이들 전체가 참조로 본원에 편입되는, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120497 및 국제 특허 공개 번호 WO2013/120629에 기재된 폴리뉴클레오티드 서열에 대하여 인코딩할 수 있다.
일부 구현예에서, 스템-루프 서열 및 폴리-A 영역 또는 폴리아데닐화 신호를 포함하는 핵산 분자는 종양 항원 또는 이의 단편 예컨대, 이들 각각의 내용이 이들 전체가 참조로 본원에 편입되는, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120500 및 국제 특허 공개 번호WO2013/120627에 기재된 폴리뉴클레오티드 서열에 대하여 인코딩할 수 있다.
일부 구현예에서, 스템-루프 서열 및 폴리-A 영역 또는 폴리아데닐화 신호를 포함하는 핵산 분자는 알러젠성 항원 또는 자가면역 자가-항원 예컨대, 이들 각각의 내용이 이들 전체가 참조로 본원에 편입되는, 국제 특허 공개 번호 WO2013/120498 및 국제 특허 공개 번호 WO2013/120626에 기재된 폴리뉴클레오티드 서열에 대하여 코딩할 수 있다.
기능적 뉴클레오티드 유사체
일부 구현예에서, 본원에 기재된 페이로드 핵산 분자는 A (아데노신), G (구아노신), C (시토신), U (우리딘), 및 T (티미딘)로부터 선택된 정규 뉴클레오티드만을 함유한다. 이론에 얽매이지 않고, 특정 기능적 뉴클레오티드 유사체가 유용한 특성을 핵산 분자에 부여할 수 있음이 고려된다. 본 개시내용의 맥락에서 예컨대 유용한 특성의 예는 비제한적으로 핵산 분자의 증가된 안정성, 선천 면역 반응 유도에서 핵산 분자의 감소된 면역원성, 핵산 분자에 의해 인코딩된 단백질의 향상된 생산, 핵산 분자의 증가된 세포내 전달 및/또는 체류, 및/또는 핵산 분자의 감소된 세포성 독성, 등을 포함한다.
따라서, 일부 구현예에서, 페이로드 핵산 분자는 적어도 하나의 기능적 뉴클레오티드 유사체를 본원에 기재된 경우에 포함한다. 일부 구현예에서, 기능적 뉴클레오티드 유사체는 핵염기, 당 기 및/또는 포스페이트 기에 대한 적어도 하나의 화학적 변형을 함유한다. 따라서, 적어도 하나의 기능적 뉴클레오티드 유사체를 포함하는 페이로드 핵산 분자는 핵염기, 당 기, 및/또는 인터뉴클레오시드 연결기에 적어도 하나의 화학적 변형을 함유한다. 핵산 분자의 핵염기, 당 기, 또는 인터뉴클레오시드 연결기에 대한 예시적 화학적 변형은 본원에 제공된다.
본원에 기재된 경우에, 페이로드 핵산 분자에서 모든 뉴클레오티드의 0% 내지 100% 범위는 본원에 기재된 경우에 기능적 뉴클레오티드 유사체일 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현예에서, 핵산 분자에서 모든 뉴클레오티드의 약 1% 내지 약 20%, 약 1% 내지 약 25%, 약 1% 내지 약 50%, 약 1% 내지 약 60%, 약 1% 내지 약 70%, 약 1% 내지 약 80%, 약 1% 내지 약 90%, 약 1% 내지 약 95%, 약 10% 내지 약 20%, 약 10% 내지 약 25%, 약 10% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 60%, 약 10% 내지 약 70%, 약 10% 내지 약 80%, 약 10% 내지 약 90%, 약 10% 내지 약 95%, 약 10% 내지 약 100%, 약 20% 내지 약 25%, 약 20% 내지 약 50%, 약 20% 내지 약 60%, 약 20% 내지 약 70%, 약 20% 내지 약 80%, 약 20% 내지 약 90%, 약 20% 내지 약 95%, 약 20% 내지 약 100%, 약 50% 내지 약 60%, 약 50% 내지 약 70%, 약 50% 내지 약 80%, 약 50% 내지 약 90%, 약 50% 내지 약 95%, 약 50% 내지 약 100%, 약 70% 내지 약 80%, 약 70% 내지 약 90%, 약 70% 내지 약 95%, 약 70% 내지 약 100%, 약 80% 내지 약 90%, 약 80% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 100%, 약 90% 내지 약 95%, 약 90% 내지 약 100%, 또는 약 95% 내지 약 100%는 본원에 기재된 기능적 뉴클레오티드 유사체이다. 이들 구현예 중 임의의 것에서, 기능적 뉴클레오티드 유사체는 5'-말단, 3'-말단, 및/또는 하나 이상의 내부 위치를 포함하는, 핵산 분자의 임의의 위치(들)에 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 단일 핵산 분자는 상이한 당 변형, 상이한 핵염기 변형, 및/또는 상이한 유형 인터뉴클레오시드 연결기 (예를 들면, 백본 구조)를 함유할 수 있다.
본원에 기재된 경우에, 페이로드 핵산 분자에서 한 종류의 모든 뉴클레오티드 (예를 들면, 한 종류로서 모든 퓨린-함유 뉴클레오티드, 또는 한 종류로서 모든 피리미딘-함유 뉴클레오티드, 또는 한 종류로서 모든 A, G, C, T 또는 U)의 0% 내지 100% 범위는 본원에 기재된 경우에 기능적 뉴클레오티드 유사체일 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현예에서, 핵산 분자에서 뉴클레오티드의 한 종류의 약 1% 내지 약 20%, 약 1% 내지 약 25%, 약 1% 내지 약 50%, 약 1% 내지 약 60%, 약 1% 내지 약 70%, 약 1% 내지 약 80%, 약 1% 내지 약 90%, 약 1% 내지 약 95%, 약 10% 내지 약 20%, 약 10% 내지 약 25%, 약 10% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 60%, 약 10% 내지 약 70%, 약 10% 내지 약 80%, 약 10% 내지 약 90%, 약 10% 내지 약 95%, 약 10% 내지 약 100%, 약 20% 내지 약 25%, 약 20% 내지 약 50%, 약 20% 내지 약 60%, 약 20% 내지 약 70%, 약 20% 내지 약 80%, 약 20% 내지 약 90%, 약 20% 내지 약 95%, 약 20% 내지 약 100%, 약 50% 내지 약 60%, 약 50% 내지 약 70%, 약 50% 내지 약 80%, 약 50% 내지 약 90%, 약 50% 내지 약 95%, 약 50% 내지 약 100%, 약 70% 내지 약 80%, 약 70% 내지 약 90%, 약 70% 내지 약 95%, 약 70% 내지 약 100%, 약 80% 내지 약 90%, 약 80% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 100%, 약 90% 내지 약 95%, 약 90% 내지 약 100%, 또는 약 95% 내지 약 100%는 본원에 기재된 기능적 뉴클레오티드 유사체이다. 이들 구현예 중 임의의 것에서, 기능적 뉴클레오티드 유사체는 5'-말단, 3'-말단, 및/또는 하나 이상의 내부 위치를 포함하는, 핵산 분자의 임의의 위치(들)에 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 단일 핵산 분자는 상이한 당 변형, 상이한 핵염기 변형, 및/또는 상이한 유형 인터뉴클레오시드 연결기 (예를 들면, 백본 구조)를 함유할 수 있다.
핵염기에 대한 변형
일부 구현예에서, 기능적 뉴클레오티드 유사체는 비-정규 핵염기를 함유한다. 일부 구현예에서, 뉴클레오티드에서 정규 핵염기 (예를 들면, 아데닌, 구아닌, 우라실, 티민, 및 시토신)는 뉴클레오티드의 하나 이상의 기능적 유사체를 제공하기 위해 변형 또는 대체될 수 있다. 핵염기에 대한 예시적 변형은 비제한적으로 알킬, 아릴, 할로, 옥소, 하이드록실, 알킬옥시, 및/또는 티오 치환; 하나 이상의 융합된 또는 개방형 고리, 산화, 및/또는 환원을 포함하는 변형 또는 하나 이상의 치환을 비제한적으로 포함한다.
일부 구현예에서, 비-정규 핵염기는 변형된 우라실이다. 변형된 우라실을 갖는 예시적 핵염기 및 뉴클레오시드는 슈도우리딘 (Ψ), 피리딘-4-온 리보뉴클레오시드, 5-아자-우라실, 6-아자-우라실, 2-티오-5-아자-우라실, 2-티오-우라실 (s2U), 4-티오-우라실 (s4U), 4-티오-슈도우리딘, 2-티오-슈도우리딘, 5-하이드록시-우라실 (ho5U), 5-아미노알릴-우라실, 5-할로-우라실 (예를 들면, 5-요오도-우라실 또는 5-브로모-우라실), 3-메틸-우라실 (m3U), 5-메톡시-우라실 (mo5U), 우라실 5-옥시아세트산 (cmo5U), 우라실 5-옥시아세트산 메틸 에스테르 (mcmo5U), 5-카르복시메틸-우라실 (cm5U), 1-카르복시메틸-슈도우리딘, 5-카르복시하이드록시메틸-우라실 (chm5U), 5-카르복시하이드록시메틸-우라실 메틸 에스테르 (mchm5U), 5-메톡시카르보닐메틸-우라실 (mcm5U), 5-메톡시카르보닐메틸-2-티오-우라실 (mcm5s2U), 5-아미노메틸-2-티오-우라실 (nm5s2U), 5-메틸아미노메틸-우라실 (mnm5U), 5-메틸아미노메틸-2-티오-우라실 (mnm5s2U), 5-메틸아미노메틸-2-셀레노-우라실 (mnm5se2U), 5-카르바모일메틸-우라실 (ncm5U), 5-카르복시메틸아미노메틸-우라실 (cmnm5U), 5-카르복시메틸아미노메틸-2-티오-우라실 (cmnm5s2U), 5-프로피닐-우라실, 1-프로피닐-슈도우라실, 5-타우리노메틸-우라실 (τm5U), 1-타우리노메틸-슈도우리딘, 5-타우리노메틸-2-티오-우라실(τm55s2U), 1-타우리노메틸-4-티오-슈도우리딘, 5-메틸-우라실 (m5U, 즉, 핵염기 데옥시티민을 가짐), 1-메틸-슈도우리딘 (m1Ψ), 1-에틸-슈도우리딘 (Et1Ψ), 5-메틸-2-티오-우라실 (m5s2U), 1-메틸-4-티오-슈도우리딘 (m1s4Ψ), 4-티오-1-메틸-슈도우리딘, 3-메틸-슈도우리딘 (m3Ψ), 2-티오-1-메틸-슈도우리딘, 1-메틸-1-데아자-슈도우리딘, 2-티오-1-메틸-1-데아자-슈도우리딘, 디하이드로우라실 (D), 디하이드로슈도우리딘, 5,6-디하이드로우라실, 5-메틸-디하이드로우라실 (m5D), 2-티오-디하이드로우라실, 2-티오-디하이드로슈도우리딘, 2-메톡시-우라실, 2-메톡시-4-티오-우라실, 4-메톡시-슈도우리딘, 4-메톡시-2-티오-슈도우리딘, N1-메틸-슈도우리딘, 3-(3-아미노-3-카르복시프로필)우라실 (acp3U), 1-메틸-3-(3-아미노-3-카르복시프로필)슈도우리딘 (acp3Ψ), 5-(이소펜테닐아미노메틸)우라실 (m5U), 5-(이소펜테닐아미노메틸)-2-티오-우라실 (m5s2U), 5,2'-O-디메틸-우리딘 (m5Um), 2-티오-2'-O-메틸-우리딘 (s2Um), 5-메톡시카르보닐메틸-2'-O-메틸-우리딘 (mcm5Um), 5-카르바모일메틸-2'-O-메틸-우리딘 (ncm5Um), 5-카르복시메틸아미노메틸-2'-O-메틸-우리딘 (cmnm5Um), 3,2'-O-디메틸-우리딘 (m3Um), 및 5-(이소펜테닐아미노메틸)-2'-O-메틸-우리딘 (inm5Um), 1-티오-우라실, 데옥시티미딘, 5-(2-카르보메톡시비닐)-우라실, 5-(카르바모일하이드록시메틸)-우라실, 5-카르바모일메틸-2-티오-우라실, 5-카르복시메틸-2-티오-우라실, 5-시아노메틸-우라실, 5-메톡시-2-티오-우라실, 및 5-[3-(1-E-프로페닐아미노)]우라실을 포함한다.
일부 구현예에서, 비-정규 핵염기는 변형된 시토신이다. 변형된 시토신을 갖는 예시적 핵염기 및 뉴클레오시드는 5-아자-시토신, 6-아자-시토신, 슈도이소시티딘, 3-메틸-시토신 (m3C), N4-아세틸-시토신 (ac4C), 5-포르밀-시토신 (f5C), N4-메틸-시토신 (m4C), 5-메틸-시토신 (m5C), 5-할로-시토신 (예를 들면, 5-요오도-시토신), 5-하이드록시메틸-시토신 (hm5C), 1-메틸-슈도이소시티딘, 피롤로-시토신, 피롤로-슈도이소시티딘, 2-티오-시토신 (s2C), 2-티오-5-메틸-시토신, 4-티오-슈도이소시티딘, 4-티오-1-메틸-슈도이소시티딘, 4-티오-1-메틸-1-데아자-슈도이소시티딘, 1-메틸-1-데아자-슈도이소시티딘, 제불라린, 5-아자-제불라린, 5-메틸-제불라린, 5-아자-2-티오-제불라린, 2-티오-제불라린, 2-메톡시-시토신, 2-메톡시-5-메틸-시토신, 4-메톡시-슈도이소시티딘, 4-메톡시-1-메틸-슈도이소시티딘, 라이시딘 (k2C), 5,2'-O-디메틸-시티딘 (m5Cm), N4-아세틸-2'-O-메틸-시티딘 (ac4Cm), N4,2'-O-디메틸-시티딘 (m4Cm), 5-포르밀-2'-O-메틸-시티딘 (fSCm), N4,N4,2'-O-트리메틸-시티딘 (m42Cm), 1-티오-시토신, 5-하이드록시-시토신, 5-(3-아지도프로필)-시토신, 및 5-(2-아지도에틸)-시토신을 포함한다.
일부 구현예에서, 비-정규 핵염기는 변형된 아데닌이다. 대안적 아데닌을 갖는 예시적 핵염기 및 뉴클레오시드는 2-아미노-퓨린, 2,6-디아미노퓨린, 2-아미노-6-할로-퓨린 (예를 들면, 2-아미노-6-클로로-퓨린), 6-할로-퓨린 (예를 들면, 6-클로로-퓨린), 2-아미노-6-메틸-퓨린, 8-아지도-아데닌, 7-데아자-아데닌, 7-데아자-8-아자-아데닌, 7-데아자-2-아미노-퓨린, 7-데아자-8-아자-2-아미노-퓨린, 7-데아자-2,6-디아미노퓨린, 7-데아자-8-아자-2,6-디아미노퓨린, 1-메틸-아데닌 (m1A), 2-메틸-아데닌 (m2A), N6-메틸-아데닌 (m6A), 2-메틸티오-N6-메틸-아데닌 (ms2m6A), N6-이소펜테닐-아데닌 (i6A), 2-메틸티오-N6-이소펜테닐-아데닌 (ms2i6A), N6-(시스-하이드록시이소펜테닐)아데닌 (io6A), 2-메틸티오-N6-(시스-하이드록시이소펜테닐)아데닌 (ms2io6A), N6-글리시닐카르바모일-아데닌 (g6A), N6-트레오닐카르바모일-아데닌 (t6A), N6-메틸-N6-트레오닐카르바모일-아데닌 (m6t6A), 2-메틸티오-N6-트레오닐카르바모일-아데닌 (ms2g6A), N6,N6-디메틸-아데닌 (m62A), N6-하이드록시노르발릴카르바모일-아데닌 (hn6A), 2-메틸티오-N6-하이드록시노르발릴카르바모일-아데닌 (ms2hn6A), N6-아세틸-아데닌 (ac6A), 7-메틸-아데닌, 2-메틸티오-아데닌, 2-메톡시-아데닌, N6,2'-O-디메틸-아데노신 (m6Am), N6,N6,2'-O-트리메틸-아데노신 (m62Am), 1,2'-O-디메틸-아데노신 (m1Am), 2-아미노-N6-메틸-퓨린, 1-티오-아데닌, 8-아지도-아데닌, N6-(19-아미노-펜타옥사노나데실)-아데닌, 2,8-디메틸-아데닌, N6-포르밀-아데닌, 및 N6-하이드록시메틸-아데닌을 포함한다.
일부 구현예에서, 비-정규 핵염기는 변형된 구아닌이다. 변형된 구아닌을 갖는 예시적 핵염기 및 뉴클레오시드는 이노신 (I), 1-메틸-이노신 (m1I), 와이오신 (imG), 메틸와이오신 (mimG), 4-데메틸-와이오신 (imG-14), 이소와이오신 (imG2), 와이부토신 (yW), 퍼옥시와이부토신 (o2yW), 하이드록시와이부토신 (OHyW), 저변형 하이드록시와이부토신 (OHyW*), 7-데아자-구아닌, 퀴오신 (Q), 에폭시퀴오신 (oQ), 갈락토실-퀴오신 (galQ), 만노실-퀴오신 (manQ), 7-시아노-7-데아자-구아닌 (preQO), 7 -아미노메틸-7-데아자-구아닌 (preQ1), 아르케오신 (G+), 7-데아자-8-아자-구아닌, 6-티오-구아닌, 6-티오-7-데아자-구아닌, 6-티오-7-데아자-8-아자-구아닌, 7-메틸-구아닌 (m7G), 6-티오-7-메틸-구아닌, 7-메틸-이노신, 6-메톡시-구아닌, 1-메틸-구아닌 (m1G), N2-메틸-구아닌 (m2G), N2,N2-디메틸-구아닌 (m22G), N2,7-디메틸-구아닌 (m2,7G), N2, N2,7-디메틸-구아닌 (m2,2,7G), 8-옥소-구아닌, 7-메틸-8-옥소-구아닌, 1-메틸-6-티오-구아닌, N2-메틸-6-티오-구아닌, N2,N2-디메틸-6-티오-구아닌, N2-메틸-2'-O-메틸-구아노신 (m2Gm), N2,N2-디메틸-2'-O-메틸-구아노신 (m22Gm), 1-메틸-2'-O-메틸-구아노신 (m1Gm), N2,7-디메틸-2'-O-메틸-구아노신 (m2,7Gm), 2'-O-메틸-이노신 (Im), 1,2'-O-디메틸-이노신 (m1Im), 1-티오-구아닌, 및 O-6-메틸-구아닌을 포함한다.
일부 구현예에서, 기능적 뉴클레오티드 유사체의 비-정규 핵염기는 독립적으로 퓨린, 피리미딘, 퓨린 또는 피리미딘 유사체일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 비-정규 핵염기는 변형된 아데닌, 시토신, 구아닌, 우라실, 또는 하이포크산틴일 수 있다. 다른 구현예에서, 비-정규 핵염기는, 예를 들어, 피라졸로[3,4-d]피리미딘, 5-메틸시토신 (5-me-C), 5-하이드록시메틸 시토신, 크산틴, 하이포크산틴, 2-아미노아데닌, 아데닌 및 구아닌의 6-메틸 및 기타 알킬 유도체, 아데닌 및 구아닌의 2-프로필 및 기타 알킬 유도체, 2-티오우라실, 2-티오티민 및 2-티오시토신, 5-프로피닐 우라실 및 시토신, 6-아조 우라실, 시토신 및 티민, 5-우라실 (슈도우라실), 4-티오우라실, 8-할로 (예를 들면, 8-브로모), 8-아미노, 8-티올, 8-티오알킬, 8-하이드록시 및 기타 8-치환된 아데닌 및 구아닌, 5-할로 특히 5-브로모, 5-트리플루오로메틸 및 기타 5-치환된 우라실 및 시토신, 7-메틸구아닌 및 7- 메틸아데닌, 8-아자구아닌 및 8-아자아데닌, 데아자구아닌, 7-데아자구아닌, 3-데아자구아닌, 데아자아데닌, 7-데아자아데닌, 3-데아자아데닌, 피라졸로[3,4-d]피리미딘, 이미다조[1,5-a]1,3,5 트리아지논, 9-데아자퓨린, 이미다조[4,5-d]피라진, 티아졸로[4,5-d]피리미딘, 피라진-2-온, 1,2,4-트리아진, 피리다진; 또는 1,3,5 트리아진을 포함하는, 염기의 자연-발생 및 합성 유도체를 또한 포함할 수 있다.
당에 대한 변형
일부 구현예에서, 기능적 뉴클레오티드 유사체는 비-정규 당 기를 함유한다. 다양한 구현예에서, 비-정규 당 기는 하나 이상의 치환, 예컨대 할로 기, 하이드록시기, 티올 기, 알킬 기, 알콕시 기, 알케닐옥시 기, 알키닐옥시 기, 사이클로알킬 기, 아미노알콕시 기, 알콕시알콕시 기, 하이드록시알콕시 기, 아미노 기, 아지도 기, 아릴 기, 아미노알킬 기, 아미노알케닐 기, 아미노알키닐 기 등을 가진 5-탄소 또는 6-탄소 당 (예컨대 펜토스, 리보스, 아라비노스, 크실로스, 글루코스, 갈락토스, 또는 이들의 데옥시 유도체)일 수 있다.
일반적으로, RNA 분자는, 산소를 갖는 5-원 고리인, 리보스 당 기를 함유한다. 예시적, 비-제한 대안적 뉴클레오티드는 리보스내 산소의 (예를 들면, S, Se, 또는 알킬렌, 예컨대 메틸렌 또는 에틸렌으로의) 대체; (예를 들면, 리보스를 사이클로펜테닐 또는 사이클로헥세닐로 대체하기 위한) 이중 결합의 부가; (예를 들면, 사이클로부탄 또는 옥세탄의 4-원 고리를 형성하기 위한) 리보스의 고리 수축; (예를 들면, 예컨대 안하이드로헥시톨, 알트리톨, 만니톨, 사이클로헥사닐, 사이클로헥세닐, 및 (포스포라미데이트 백본을 또한 갖는)모르폴리노에 대하여, 추가의 탄소 또는 헤테로원자를 갖는 6- 또는 7-원 고리를 형성하기 위한) 리보스의 고리 확장; 다환형 형태 (예를 들면, 트리사이클로 및 "미잠금" 형태, 예컨대 글리콜 핵산 (GNA) (예를 들면, R-GNA 또는 S-GNA, 리보스가 포스포디에스테르 결합에 부착된 글리콜 단위에 의해 대체되는 경우), 트레오스 핵산 (TNA, 리보스가 α-L-트레오푸라노실-(3'→2')로 대체하는 경우), 및 펩티드 핵산 (PNA, 2-아미노-에틸-글리신 연결기가 리보스 및 포스포디에스테르 백본을 대체하는 경우)을 포함한다.
일부 구현예에서, 당 기는 리보스내 상응하는 탄소의 반대 입체화학적 구조를 소유하는 하나 이상의 탄소를 함유한다. 그래서, 핵산 분자는, 예를 들면, 아라비노스 또는 L-리보스를, 당으로서 함유하는 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 핵산 분자는 당이 L-리보스, 2'-O-메틸-리보스, 2'-플루오로-리보스, 아라비노스, 헥시톨, LNA, 또는 PNA인 적어도 하나의 뉴클레오시드를 포함한다.
인터뉴클레오시드 연결기에 대한 변형
일부 구현예에서, 본 개시내용의 페이로드 핵산 분자는 하나 이상의 변형된 인터뉴클레오시드 연결기 (예를 들면, 포스페이트 백본)를 함유할 수 있다. 백본 포스페이트 기는 산소 원자 중 하나 이상을 상이한 치환체로 대체함으로써 변경될 수 있다.
일부 구현예에서, 기능적 뉴클레오티드 유사체는 본원에 기재된 경우에 미변경된 포스페이트 모이어티의 또 다른 인터뉴클레오시드 연결기로의 대체를 포함할 수 있다. 대안적 포스페이트 기의 예는, 비제한적으로, 포스포로티오에이트, 포스포로셀레네이트, 보라노포스페이트, 보라노포스페이트 에스테르, 수소 포스포네이트, 포스포라미데이트, 포스포로디아미데이트, 알킬 또는 아릴 포스포네이트, 및 포스포트리에스테르를 포함한다. 포스포로디티오에이트는 황에 의해 대체된 비-결합 산소 모두를 갖는다. 포스페이트 링커는 결합 산소의 질소 (가교된 포스포라미데이트), 황 (가교된 포스포로티오에이트), 및 탄소 (가교된 메틸렌-포스포네이트)로의 대체에 의해 또한 변경될 수 있다.
대안적 뉴클레오시드 및 뉴클레오티드는 비-가교 산소 중 하나 이상의 보란 모이어티 (BH3), 황 (티오), 메틸, 에틸, 및/또는 메톡시로의 대체를 포함할 수 있다. 비-제한 예로서, 동일한 위치 (예를 들면, 알파 (α), 베타 (β) 또는 감마 (γ) 위치)에 2개 비-가교 산소는 황 (티오) 및 메톡시로 대체될 수 있다. 포스페이트 모이어티 (예를 들면, α-티오 포스페이트)의 위치에 산소 원자 중 하나 이상의 대체는 비천연 포스포로티오에이트 백본 연결기를 통해서 RNA 및 DNA에 (예컨대 엑소뉴클레아제 및 엔도뉴클레아제에 대한) 안정성을 부여하기 위해 제공된다. 포스포로티오에이트 DNA 및 RNA는 증가된 뉴클레아제 내성 그리고 후속적으로 세포성 환경에서 더 오랜 반감기를 갖는다.
인 원자를 함유하지 않는 인터뉴클레오시드 연결기를 포함하는, 본 개시내용에 따라 이용될 수 있는 기타 인터뉴클레오시드 연결기는 본원에 기재된다.
본 개시내용과 관련하여 사용될 수 있는 핵산 분자 (예를 들면, mRNA), 그와 연관된 조성물, 제형 및/또는 방법의 추가의 예는 추가로 WO2002/098443, WO2003/051401, WO2008/052770, WO2009127230, WO2006122828, WO2008/083949, WO2010088927, WO2010/037539, WO2004/004743, WO2005/016376, WO2006/024518, WO2007/095976, WO2008/014979, WO2008/077592, WO2009/030481, WO2009/095226, WO2011069586, WO2011026641, WO2011/144358, WO2012019780, WO2012013326, WO2012089338, WO2012113513, WO2012116811, WO2012116810, WO2013113502, WO2013113501, WO2013113736, WO2013143698, WO2013143699, WO2013143700, WO2013/120626, WO2013120627, WO2013120628, WO2013120629, WO2013174409, WO2014127917, WO2015/024669, WO2015/024668, WO2015/024667, WO2015/024665, WO2015/024666, WO2015/024664, WO2015101415, WO2015101414, WO2015024667, WO2015062738, WO2015101416에 기재된 것들을 포함하고, 이들 각각의 내용은 이들 전체가 본원에 편입된다.
6.5 제형
본 개시내용에 있어서, 본원에 기재된 나노입자 조성물은 적어도 하나의 지질 성분 및 하나 이상의 추가의 성분, 예컨대 치료제 및/또는 예방제를 포함할 수 있다. 나노입자 조성물은 하나 이상의 특이적 적용 또는 표적을 위하여 설계될 수 있다. 나노입자 조성물의 요소는 특정한 적용 또는 표적에 기반하여, 및/또는 하나 이상의 요소의 효능, 독성, 비용, 사용의 용이성, 이용가능성, 또는 기타 속성에 기반하여 선택될 수 있다. 비슷하게, 나노입자 조성물의 특정한 제형은, 예를 들어, 요소의 특정한 조합의 효능 및 독성에 따라 특정한 적용 또는 표적에 대하여 선택될 수 있다.
나노입자 조성물의 지질 성분은, 예를 들어, 본원에 기재된 화학식 (I) (및 이들의 하위-화학식) 중 하나에 따른 지질, 인지질 (예컨대 불포화된 지질, 예를 들면, DOPE 또는 DSPC), PEG 지질, 및 구조적 지질을 포함할 수 있다. 지질 성분의 요소는 특정 분획으로 제공될 수 있다.
일 구현예에서, 본원에 제공된 양이온성 또는 이온화가능한 지질 화합물, 치료제, 및 하나 이상의 부형제를 포함하는 나노입자 조성물이 본원에 제공된다. 일 구현예에서, 양이온성 또는 이온화가능한 지질 화합물은 본원에 기재된 경우에 화학식 (I) (및 이들의 하위-화학식) 중 하나에 따른 화합물, 및 임의로 하나 이상의 추가의 이온화가능한 지질 화합물을 포함한다. 일 구현예에서, 하나 이상의 부형제는 중성 지질, 스테로이드, 및 중합체 접합된 지질로부터 선택된다. 일 구현예에서, 치료제는 지질 나노입자 내에서 캡슐화되거나 이와 회합된다.
일 구현예에서,
i) 40 내지 50 몰 퍼센트의 양이온성 지질;
ii) 중성 지질;
iii) 스테로이드;
iv) 중합체 접합된 지질; 및
v) 치료제
를 포함하는 나노입자 조성물 (지질 나노입자)이 본원에 제공된다.
본원에 사용된 경우에, "몰 퍼센트"는 LNP에서 모든 지질 성분의 총 몰 (즉, 양이온성 지질(들), 중성 지질, 스테로이드 및 중합체 접합된 지질의 총 몰)에 비해 성분의 몰 백분율을 지칭한다.
일 구현예에서, 지질 나노입자는 41 내지 49 몰 퍼센트, 41 내지 48 몰 퍼센트, 42 내지 48 몰 퍼센트, 43 내지 48 몰 퍼센트, 44 내지 48 몰 퍼센트, 45 내지 48 몰 퍼센트, 46 내지 48 몰 퍼센트, 또는 47.2 내지 47.8 몰 퍼센트의 양이온성 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 지질 나노입자는 약 47.0, 47.1, 47.2, 47.3, 47.4, 47.5, 47.6, 47.7, 47.8, 47.9 또는 48.0 몰 퍼센트의 양이온성 지질을 포함한다.
일 구현예에서, 중성 지질은 5 내지 15 몰 퍼센트, 7 내지 13 몰 퍼센트, 또는 9 내지 11 몰 퍼센트 범위의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 중성 지질은 약 9.5, 10 또는 10.5 몰 퍼센트의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 4.1:1.0 내지 약 4.9:1.0, 약 4.5:1.0 내지 약 4.8:1.0, 또는 약 4.7:1.0 내지 4.8:1.0 범위이다.
일 구현예에서, 스테로이드는 39 내지 49 몰 퍼센트, 40 내지 46 몰 퍼센트, 40 내지 44 몰 퍼센트, 40 내지 42 몰 퍼센트, 42 내지 44 몰 퍼센트, 또는 44 내지 46 몰 퍼센트 범위의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 스테로이드는 40, 41, 42, 43, 44, 45, 또는 46 몰 퍼센트의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 양이온성 지질 대 스테로이드의 몰비는 1.0:0.9 내지 1.0:1.2, 또는 1.0:1.0 내지 1.0:1.2 범위이다. 일 구현예에서, 스테로이드는 콜레스테롤이다.
일 구현예에서, LNP에서 치료제 대 지질 비 (즉, N/P, N은 양이온성 지질의 몰을 나타내고 P는 핵산 백본의 부분으로서 존재하는 포스페이트의 몰을 나타냄)는 2:1 내지 30:1, 예를 들어 3:1 내지 22:1 범위이다. 일 구현예에서, N/P는 6:1 내지 20:1 또는 2:1 내지 12:1 범위이다. 예시적 N/P 범위는 약 3:1. 약 6:1, 약 12:1 및 약 22:1을 포함한다.
일 구현예에서,
i) 6.0 초과의 효과적 pKa를 갖는 양이온성 지질; ii) 5 내지 15 몰 퍼센트의 중성 지질;
iii) 1 내지 15 몰 퍼센트의 음이온성 지질;
iv) 30 내지 45 몰 퍼센트의 스테로이드;
v) 중합체 접합된 지질; 및
vi) 치료제, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 또는 전구약물
을 포함하는 지질 나노입자가 본원에 제공되고,
여기서 몰 퍼센트는 지질 나노입자에서 존재하는 지질의 총 몰에 기반하여 결정된다.
일 구현예에서, 양이온성 지질은 선택된 pH, 예컨대 생리학적 pH에 순 양전하를 갖는 다수의 지질 종의 임의의 것일 수 있다. 예시적 양이온성 지질은 하기 본원에 기재된다. 일 구현예에서, 양이온성 지질은 6.25 초과의 pKa를 갖는다. 일 구현예에서, 양이온성 지질은 6.5 초과의 pKa를 갖는다. 일 구현예에서, 양이온성 지질은 6.1 초과, 6.2 초과, 6.3 초과, 6.35 초과, 6.4 초과, 6.45 초과, 6.55 초과, 6.6 초과, 6.65 초과, 또는 6.7 초과의 pKa를 갖는다.
일 구현예에서, 지질 나노입자는 40 내지 45 몰 퍼센트의 양이온성 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 지질 나노입자는 45 내지 50 몰 퍼센트의 양이온성 지질을 포함한다.
일 구현예에서, 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 2:1 내지 약 8:1 범위이다. 일 구현예에서, 지질 나노입자는 5 내지 10 몰 퍼센트의 중성 지질을 포함한다.
예시적 음이온성 지질은, 비제한적으로, 포스파티딜글리세롤, 디올레오일포스파티딜글리세롤 (DOPG), 디팔미토일포스파티딜글리세롤 (DPPG) 또는 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포-(1'-rac-글리세롤) (DSPG)을 포함한다.
일 구현예에서, 지질 나노입자는 1 내지 10 몰 퍼센트의 음이온성 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 지질 나노입자는 1 내지 5 몰 퍼센트의 음이온성 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 지질 나노입자는 1 내지 9 몰 퍼센트, 1 내지 8 몰 퍼센트, 1 내지 7 몰 퍼센트, 또는 1 내지 6 몰 퍼센트의 음이온성 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 음이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 1:1 내지 1:10 범위이다.
일 구현예에서, 스테로이드 콜레스테롤. 일 구현예에서, 양이온성 지질 대 콜레스테롤의 몰비는 약 5:1 내지 1:1 범위이다. 일 구현예에서, 지질 나노입자는 32 내지 40 몰 퍼센트의 스테로이드를 포함한다.
일 구현예에서, 중성 지질의 몰 퍼센트 및 음이온성 지질의 몰 퍼센트의 합계는 5 내지 15 몰 퍼센트 범위이다. 일 구현예에서, 중성 지질의 몰 퍼센트 및 음이온성 지질의 몰 퍼센트의 합계는 7 내지 12 몰 퍼센트 범위이다.
일 구현예에서, 음이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 1:1 내지 1:10 범위이다. 일 구현예에서, 중성 지질의 몰 퍼센트 및 몰 퍼센트 스테로이드의 합계는 35 내지 45 몰 퍼센트 범위이다.
일 구현예에서, 지질 나노입자는
i) 45 내지 55 몰 퍼센트의 양이온성 지질;
ii) 5 내지 10 몰 퍼센트의 중성 지질;
iii) 1 내지 5 몰 퍼센트의 음이온성 지질; 및
iv) 32 내지 40 몰 퍼센트의 스테로이드
를 포함한다.
일 구현예에서, 지질 나노입자는 1.0 내지 2.5 몰 퍼센트의 접합된 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 중합체 접합된 지질은 약 1.5 몰 퍼센트의 농도로 존재한다.
일 구현예에서, 중성 지질은 5 내지 15 몰 퍼센트, 7 내지 13 몰 퍼센트, 또는 9 내지 11 몰 퍼센트 범위의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 중성 지질은 약 9.5, 10 또는 10.5 몰 퍼센트의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 양이온성 지질 대 중성 지질의 몰비는 약 4.1:1.0 내지 약 4.9:1.0, 약 4.5:1.0 내지 약 4.8:1.0, 또는 약 4.7:1.0 내지 4.8:1.0 범위이다.
일 구현예에서, 스테로이드는 콜레스테롤이다. 일부 구현예에서, 스테로이드는 39 내지 49 몰 퍼센트, 40 내지 46 몰 퍼센트, 40 내지 44 몰 퍼센트, 40 내지 42 몰 퍼센트, 42 내지 44 몰 퍼센트, 또는 44 내지 46 몰 퍼센트 범위의 농도로 존재한다. 일 구현예에서, 스테로이드는 40, 41, 42, 43, 44, 45, 또는 46 몰 퍼센트의 농도로 존재한다. 특정 구현예에서, 양이온성 지질 대 스테로이드의 몰비는 1.0:0.9 내지 1.0:1.2, 또는 1.0:1.0 내지 1.0:1.2 범위이다.
일 구현예에서, 양이온성 지질 대 스테로이드의 몰비는 5:1 내지 1:1 범위이다.
일 구현예에서, 지질 나노입자는 1.0 내지 2.5 몰 퍼센트의 접합된 지질을 포함한다. 일 구현예에서, 중합체 접합된 지질은 약 1.5 몰 퍼센트의 농도로 존재한다.
일 구현예에서, 양이온성 지질 대 중합체 접합된 지질의 몰비는 약 100:1 내지 약 20:1 범위이다. 일 구현예에서, 양이온성 지질 대 중합체 접합된 지질의 몰비는 약 35:1 내지 약 25:1 범위이다.
일 구현예에서, 지질 나노입자는 50 nm 내지 100 nm, 또는 60 nm 내지 85 nm 범위의 평균 직경을 갖는다.
일 구현예에서, 조성물은 본원에 제공된 양이온성 지질, DSPC, 콜레스테롤, 및 PEG-지질, 및 mRNA를 포함한다. 일 구현예에서, 본원에 제공된 양이온성 지질, DSPC, 콜레스테롤, 및 PEG-지질은 약 50:10:38.5:1.5의 몰비이다.
나노입자 조성물은 하나 이상의 특이적 적용 또는 표적을 위하여 설계될 수 있다. 예를 들어, 나노입자 조성물은 포유동물의 신체에서 특정한 세포, 조직, 기관, 또는 이들의 시스템 또는 그룹에 치료제 및/또는 예방제 예컨대 RNA를 전달하도록 설계될 수 있다. 나노입자 조성물의 물리화학적 특성은 특정한 신체상의 표적에 대하여 선택성을 증가시키기 위해 변경될 수 있다. 가령, 입자 크기는 상이한 기관의 천공술 크기에 기반하여 조정될 수 있다. 나노입자 조성물에서 포함된 치료제 및/또는 예방제는 원하는 전달 표적 또는 표적들에 기반하여 또한 선택될 수 있다. 예를 들어, 치료제 및/또는 예방제는 특정한 적응증, 병태, 질환, 또는 장애를 위하여 및/또는 특정한 세포, 조직, 기관, 또는 이들의 시스템 또는 그룹에 전달 (예를 들면, 국소화된 또는 특이적 전달)을 위하여 선택될 수 있다. 특정 구현예에서, 나노입자 조성물은 관심의 폴리펩티드를 생산하기 위해 세포 내에서 번역될 수 있는 관심의 폴리펩티드를 인코딩하는 mRNA를 포함할 수 있다. 그러한 조성물은 특정한 기관에 특이적으로 전달되도록 설계될 수 있다. 특정 구현예에서, 조성물은 포유류 간에 특이적으로 전달되도록 설계될 수 있다.
나노입자 조성물에서 치료제 및/또는 예방제의 양은 나노입자 조성물의 크기, 조성, 원하는 표적 및/또는 적용, 또는 기타 특성 뿐만 아니라 치료제 및/또는 예방제의 특성에 의존할 수 있다. 예를 들어, 나노입자 조성물에서 유용한 RNA의 양은 RNA의 크기, 서열, 및 기타 특징에 의존할 수 있다. 나노입자 조성물에서 치료제 및/또는 예방제 및 기타 요소 (예를 들면, 지질)의 상대량은 또한 가변할 수 있다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물에서 지질 성분 대 치료제 및/또는 예방제의 wt/wt 비는 약 5:1 내지 약 60:1, 예컨대 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, 25:1, 30:1, 35:1, 40:1, 45:1, 50:1, 및 60:1일 수 있다. 예를 들어, 지질 성분 대 치료제 및/또는 예방제의 wt/wt 비는 약 10:1 내지 약 40:1일 수 있다. 특정 구현예에서, wt/wt 비는 약 20:1이다. 나노입자 조성물에서 치료제 및/또는 예방제의 양은, 예를 들어, 흡수 분광법 (예를 들면, 자외선-가시광선 분광법)을 사용하여 측정될 수 있다.
일부 구현예에서, 나노입자 조성물은 하나 이상의 RNA를 포함하고, 하나 이상의 RNA, 지질, 및 이들의 양은 특정 N:P 비를 제공하도록 선택될 수 있다. 조성물의 N:P 비는 하나 이상의 지질에서의 질소 원자 대 RNA에서의 포스페이트 기의 수의 몰비를 지칭한다. 일부 구현예에서, 더 낮은 N:P 비가 선택된다. 하나 이상의 RNA, 지질, 및 이들의 양은 N:P 비 약 2:1 내지 약 30:1, 예컨대 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 12:1, 14:1, 16:1, 18:1, 20:1, 22:1, 24:1, 26:1, 28:1, 또는 30:1을 제공하도록 선택될 수 있다. 특정 구현예에서, N:P 비는 약 2:1 내지 약 8:1일 수 있다. 다른 구현예에서, N:P 비는 약 5:1 내지 약 8:1이다. 예를 들어, N:P 비는 약 5.0:1, 약 5.5:1, 약 5.67:1, 약 6.0:1, 약 6.5:1, 또는 약 7.0:1일 수 있다. 예를 들어, N:P 비는 약 5.67:1일 수 있다.
나노입자 조성물의 물리적 특성은 이의 성분에 의존할 수 있다. 예를 들어, 구조적 지질로서 콜레스테롤을 포함하는 나노입자 조성물은 상이한 구조적 지질을 포함하는 나노입자 조성물에 비교하여 상이한 특징을 가질 수 있다. 비슷하게, 나노입자 조성물의 특징은 이의 성분의 절대적 또는 상대적 양에 의존할 수 있다. 가령, 인지질의 더 높은 몰 분율을 포함하는 나노입자 조성물은 인지질의 더 낮은 몰 분율을 포함하는 나노입자 조성물과 상이한 특징을 가질 수 있다. 특징은 나노입자 조성물의 제조 방법 및 조건에 따라 또한 가변할 수 있다.
나노입자 조성물은 다양한 방법을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 현미경검사 (예를 들면, 투과 전자 현미경검사 또는 주사 전자 현미경검사)는 나노입자 조성물의 형태 및 크기 분포를 검사하는데 사용될 수 있다. 동적 광 산란 또는 전위차법 (예를 들면, 전위차 적정)은 제타 전위를 측정하는데 사용될 수 있다. 동적 광 산란은 입자 크기를 결정하는데 또한 활용될 수 있다. 기구 예컨대 Zetasizer Nano ZS (Malvem Instruments Ltd, 말벰, 우스터셔, 영국)는 나노입자 조성물의 여러 특징, 예컨대 입자 크기, 다분산 지수, 및 제타 전위를 측정하는데 또한 사용될 수 있다.
다양한 구현예에서, 나노입자 조성물의 평균 크기는 10대의 nm 내지 100대의 nm일 수 있다. 예를 들어, 평균 크기는 약 40 nm 내지 약 150 nm, 예컨대 약 40 nm, 45 nm, 50 nm, 55 nm, 60 nm, 65 nm, 70 nm, 75 nm, 80 nm, 85 nm, 90 nm, 95 nm, 100 nm, 105 nm, 110 nm, 115 nm, 120 nm, 125 nm, 130 nm, 135 nm, 140 nm, 145 nm, 또는 150 nm일 수 있다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물의 평균 크기는 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 50 nm 내지 약 90 nm, 약 50 nm 내지 약 80 nm, 약 50 nm 내지 약 70 nm, 약 50 nm 내지 약 60 nm, 약 60 nm 내지 약 100 nm, 약 60 nm 내지 약 90 nm, 약 60 nm 내지 약 80 nm, 약 60 nm 내지 약 70 nm, 약 70 nm 내지 약 100 nm, 약 70 nm 내지 약 90 nm, 약 70 nm 내지 약 80 nm, 약 80 nm 내지 약 100 nm, 약 80 nm 내지 약 90 nm, 또는 약 90 nm 내지 약 100 nm일 수 있다. 특정 구현예에서, 나노입자 조성물의 평균 크기는 약 70 nm 내지 약 100 nm일 수 있다. 일부 구현예에서, 평균 크기는 약 80 nm일 수 있다. 다른 구현예에서, 평균 크기는 약 100 nm일 수 있다.
나노입자 조성물은 상대적으로 균질할 수 있다. 다분산 지수는 나노입자 조성물의 균질성, 예를 들면, 나노입자 조성물의 입자 크기 분포를 표시하는데 사용될 수 있다. 작은 (예를 들면, 0.3 미만) 다분산 지수는 일반적으로 협소한 입자 크기 분포를 표시한다. 나노입자 조성물은 다분산 지수 약 0 내지 약 0.25, 예컨대 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.10, 0.11, 0.12, 0.13, 0.14, 0.15, 0.16, 0.17, 0.18, 0.19, 0.20, 0.21, 0.22, 0.23, 0.24, 또는 0.25를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물의 다분산 지수는 약 0.10 내지 약 0.20일 수 있다.
나노입자 조성물의 제타 전위는 조성물의 동전기 전위를 표시하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제타 전위는 나노입자 조성물의 표면 전하를 설명할 수 있다. 더욱 고도로 하전된 종이 신체에서 세포, 조직, 및 기타 요소와 바람직하지 않게 상호작용할 수 있음에 따라, 상대적으로 낮은 전하, 양성 또는 음성을 가진 나노입자 조성물은 일반적으로 바람직하다. 일부 구현예에서, 나노입자 조성물의 제타 전위는 약 -10 mV 내지 약 +20 mV, 약 -10 mV 내지 약 +15 mV, 약 -10 mV 내지 약 +10 mV, 약 -10 mV 내지 약 +5 mV, 약 -10 mV 내지 약 0 mV, 약 -10 mV 내지 약 -5 mV, 약 -5 mV 내지 약 +20 mV, 약 -5 mV 내지 약 +15 mV, 약 -5 mV 내지 약 +10 mV, 약 -5 mV 내지 약 +5 mV, 약 -5 mV 내지 약 0 mV, 약 0 mV 내지 약 +20 mV, 약 0 mV 내지 약 +15 mV, 약 0 mV 내지 약 +10 mV, 약 0 mV 내지 약 +5 mV, 약 +5 mV 내지 약 +20 mV, 약 +5 mV 내지 약 +15 mV, 또는 약 +5 mV 내지 약 +10 mV일 수 있다.
치료제 및/또는 예방제의 캡슐화의 효율은, 제공된 초기 양에 비해, 제조후 나노입자 조성물로 캡슐화되거나 달리 이와 회합되는 치료제 및/또는 예방제의 양을 설명한다. 캡슐화 효율은 바람직하게는 높다 (예를 들면, 100%에 가까움). 캡슐화 효율은, 예를 들어, 하나 이상의 유기 용매 또는 세제로 나노입자 조성물 분해하기 전 및 후에 나노입자 조성물을 함유하는 용액에서 치료제 및/또는 예방제의 양을 비교함으로써 측정될 수 있다. 형광은 용액에서 유리 치료제 및/또는 예방제 (예를 들면, RNA)의 양을 측정하는 데 사용될 수 있다. 본원에 기재된 나노입자 조성물 경우에, 치료제 및/또는 예방제의 캡슐화 효율은 적어도 50%, 예를 들어 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 100%일 수 있다. 일부 구현예에서, 캡슐화 효율은 적어도 80%일 수 있다. 특정 구현예에서, 캡슐화 효율은 적어도 90%일 수 있다.
나노입자 조성물은 하나 이상의 코팅물을 임의로 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노입자 조성물은 코팅물을 갖는 캡슐, 필름, 또는 정제로 제형화될 수 있다. 본원에 기재된 조성물을 포함하는 캡슐, 필름, 또는 정제는 임의의 유용한 크기, 인장 강도, 경도, 또는 밀도를 가질 수 있다.
6.6 약학적 조성물
본 개시내용에 있어서, 나노입자 조성물은 전체적으로 또는 부분적으로 약학적 조성물로서 제형화될 수 있다. 약학적 조성물은 하나 이상의 나노입자 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 약학적 조성물은 하나 이상의 상이한 치료제 및/또는 예방제를 포함하는 하나 이상의 나노입자 조성물을 포함할 수 있다. 약학적 조성물은 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 부형제 또는 부성분 예컨대 본원에 기재된 것들을 추가로 포함할 수 있다. 약학적 조성물 및 제제의 제형화 및 제조를 위한 일반 지침은, 예를 들어, Remington's The Science and Practice of Pharmacy, 21st Edition, A. R. Gennaro; Lippincott, Williams & Wilkins, Baltimore, Md., 2006에서 이용가능하다. 종래 부형제 및 부성분은, 임의의 종래 부형제 또는 부성분이 나노입자 조성물의 하나 이상의 성분과 양립할 수 없는 한을 제외하고는, 임의의 약학적 조성물에서 사용될 수 있다. 부형제 또는 부성분은 성분과 이의 조합이 임의의 바람직하지 않은 생물학적 효과 또는 달리 해로운 효과를 초래할 수 있으면 나노입자 조성물의 성분과 양립할 수 없을 수 있다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 부형제 또는 부성분은 나노입자 조성물을 포함하는 약학적 조성물의 총 질량 또는 부피의 50% 초과를 구성할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 부형제 또는 부성분은 약학적 조약의 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 그 이상을 구성할 수 있다. 일부 구현예에서, 약학적으로 허용가능한 부형제는 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99%, 또는 100% 순수하다. 일부 구현예에서, 부형제는 인간에서의 사용을 위하여 그리고 수의학 용도로 승인된다. 일부 구현예에서, 부형제는 미국 식품의약국에 의해 승인된다. 일부 구현예에서, 부형제는 약학적 등급이다. 일부 구현예에서, 부형제는 미국 약전 (USP), 유럽 약전 (EP), 영국 약전, 및/또는 국제 약전의 표준을 충족시킨다.
본 개시내용에 따라 약학적 조성물에서 하나 이상의 나노입자 조성물, 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 부형제, 및/또는 임의의 추가의 구성성분의 상대량은, 치료된 대상체의 정체, 크기, 및/또는 조건에 따라 그리고 추가로 조성물이 투여될 루트에 따라 가변할 것이다. 예로써, 약학적 조성물은 0.1% 내지 100% (wt/wt)의 하나 이상의 나노입자 조성물을 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 본 개시내용의 나노입자 조성물 및/또는 약학적 조성물은 보관 및/또는 선적을 위하여 냉장되거나 냉동된다 (예를 들면, 4 ℃ 이하의 온도, 예컨대 온도 약 -150 ℃ 내지 약 0 ℃ 또는 약 -80 ℃ 내지 약 -20 ℃(예를 들면, 약 -5 ℃, -10 ℃, -15 ℃, -20 ℃, -25 ℃, -30 ℃, -40 ℃, -50 ℃, -60 ℃, -70 ℃, -80 ℃, -90 ℃, -130 ℃ 또는 -150 ℃에서 보관됨). 예를 들어, 화학식 (I) (및 이들의 하위-화학식)의 임의의 것의 화합물을 포함하는 약학적 조성물은, 예를 들어, 약 -20 ℃, -30 ℃, -40 ℃, -50 ℃, -60 ℃, -70 ℃, 또는 -80 ℃에서 보관 및/또는 선적을 위하여 냉장되는 용액이다 특정 구현예에서, 본 개시내용은 또한 나노입자 조성물 및/또는 약학적 조성물을 4 ℃ 이하의 온도, 예컨대 온도 약 -150 ℃ 내지 약 0 ℃ 또는 약 -80 ℃ 내지 약 -20 ℃, 예를 들면, 약 -5 ℃, -10 ℃, -15 ℃, -20 ℃, -25 ℃, -30 ℃, -40 ℃, -50 ℃, -60 ℃, -70 ℃, -80 ℃, -90 ℃, -130 ℃ 또는 -150 ℃에 보관함으로써 화학식 (I) (및 이들의 하위-화학식)의 임의의 것의 화합물을 포함하는 나노입자 조성물 및/또는 약학적 조성물의 안정성의 증가 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 본원에 개시된 나노입자 조성물 및/또는 약학적 조성물은 약 적어도 1 주, 적어도 2 주, 적어도 3 주, 적어도 4 주, 적어도 5 주, 적어도 6 주, 적어도 1 개월, 적어도 2 개월, 적어도 4 개월, 적어도 6 개월, 적어도 8 개월, 적어도 10 개월, 적어도 12 개월, 적어도 14 개월, 적어도 16 개월, 적어도 18 개월, 적어도 20 개월, 적어도 22 개월, 또는 적어도 24 개월 동안, 예를 들면, 4 ℃ 이하 (예를 들면, 약 4 ℃ 내지 -20 ℃의 온도에 안정하다. 일 구현예에서, 제형은 적어도 4 주 동안 약 4 ℃에서 안정화된다 특정 구현예에서, 본 개시내용의 약학적 조성물은 본원에 개시된 나노입자 조성물 그리고, 트리스, 아세트산염 (예를 들면, 아세트산나트륨), 시트르산염 (예를 들면, 시트르산나트륨), 염수, PBS, 및 수크로스 중 하나 이상으로부터 선택된 약학적으로 허용가능한 담체를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 개시내용의 약학적 조성물은 pH 값 약 7 내지 8 (예를 들면, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9 또는 8.0, 또는 7.5 내지 8 또는 7 내지 7.8)을 갖는다. 예를 들어, 본 개시내용의 약학적 조성물은 본원에 개시된 나노입자 조성물, 트리스, 염수 및 수크로스를 포함하고, 약 7.5-8의 pH를 가지며, 이는 예를 들어, 약 -20 ℃에서 보관 및/또는 선적에 적합하다 예를 들어, 본 개시내용의 약학적 조성물은 본원에 개시된 나노입자 조성물 및 PBS를 포함하고, 예를 들어, 약 4 ℃이하에서 보관 및/또는 선적에 적합한, 약 7-7.8의 pH를 갖는다. 본 개시내용의 맥락에서 "안정성", "안정화된", 및 "안정한"은, 예를 들면, 응력 예컨대 전단력, 냉동/해동 응력 등이 가해지는 경우, 주어진 조제, 제조, 운송, 보관 및/또는 사용중 조건 하에서 화학적 또는 물리적 변화 (예를 들면, 분해, 입자 크기 변화, 응집, 캡슐화에서의 변화, 등)에 대한 본원에 개시된 나노입자 조성물 및/또는 약학적 조성물의 내성을 지칭한다.
나노입자 조성물 및/또는 하나 이상의 나노입자 조성물을 포함하는 약학적 조성물은, 하나 이상의 특정한 세포, 조직, 기관, 또는 이들의 시스템 또는 그룹, 예컨대 신장 시스템에 치료제 및/또는 예방제의 전달에 의해 제공된 치료적 효과로부터 유익할 수 있는 그들 환자 또는 대상체를 포함하는, 임의의 환자 또는 대상체에게 투여될 수 있다. 나노입자 조성물 및 나노입자 조성물을 포함하는 약학적 조성물의 본원에 제공된 설명이 인간에게 투여에 적합한 조성물에 원칙적으로 관한 것이어도, 그러한 조성물이 임의의 기타 포유동물에게 투여에 일반적으로 적합한 것은 숙련된 기술자에 의해 이해될 것이다. 조성물을 다양한 동물에게 투여에 적합하도록 만들기 위해 인간에게 투여에 적합한 조성물의 변형은 잘 이해되고, 일반적으로 숙련된 수의 약리학자는 그러한 변형을 그저 일반적인, 있다면, 실험방법으로 설계 및/또는 수행할 수 있다. 조성물의 투여가 고려되는 대상체는, 비제한적으로, 인간, 기타 영장류, 및 상업적으로 관련한 포유동물 예컨대 소, 돼지, 말, 양, 고양이, 개, 마우스, 및/또는 랫트를 포함하는 기타 포유동물을 포함한다.
하나 이상의 나노입자 조성물을 포함하는 약학적 조성물은 약리학의 업계에서 알려지거나 이후 개발된 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 일반적으로, 그러한 예비 방법은 활성 구성성분을 부형제 및/또는 하나 이상의 기타 부성분과 가교 회합시킴, 및 그 다음, 바람직하거나 필요하면, 생성물을 원하는 단일- 또는 다중-용량 단위로 분할, 형상화, 및/또는 패키징시킴을 포함한다.
본 개시내용에 따라 약학적 조성물은, 단일 단위 용량으로서, 및/또는 복수의 단일 단위 용량으로서 대량으로 제조, 패키징, 및/또는 판매될 수 있다. 본원에 사용된 경우에, "단위 용량"은 활성 구성성분 (예를 들면, 나노입자 조성물)의 소정량을 포함하는 약학적 조성물의 별개 양이다. 활성 구성성분의 양은 대상체에게 투여될 활성 구성성분의 투약량 및/또는 그러한 투약량의 편리한 분획, 예컨대, 예를 들어 이러한 투약량의 1/2 또는 1/3과 일반적으로 같다.
약학적 조성물은 다양한 투여 루트 및 방법에 적합한 다양한 형태로 제조될 수 있다. 예를 들어, 약학적 조성물은 액체 투약 형태 (예를 들면, 에멀젼, 마이크로에멀젼, 나노에멀젼, 용액, 현탁액, 시럽, 및 엘릭시르), 주사가능한 형태, 고체 투약 형태 (예를 들면, 캡슐, 정제, 환제, 분말, 및 과립), 국소 및/또는 경피 투여를 위한 투약 형태 (예를 들면, 연고, 페이스트, 크림, 로션, 젤, 분말, 용액, 스프레이, 흡입제, 및 패치), 현탁액, 분말, 및 기타 형태로 제조될 수 있다.
경구 및 비경구 투여를 위한 액체 투약 형태는, 비제한적으로, 약학적으로 허용가능한 에멀젼, 마이크로에멀젼, 나노에멀젼, 용액, 현탁액, 스프레이, 및/또는 엘릭시르를 포함한다. 활성 구성성분에 더하여, 액체 투약 형태는 당업계에서 흔히 사용된 불활성 희석제 예컨대, 예를 들어, 물 또는 기타 용매, 가용화 제제 및 유화제 예컨대 에틸 알코올, 이소프로 필알코올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 디메틸포름아미드, 오일 (특히, 면실유, 땅콩유, 옥수수유, 배아유, 올리브유, 피마자유, 및 참기름), 글리세롤, 테트라하이드로푸르푸릴 알코올, 폴리에틸렌 글리콜 및 소르비탄의 지방산 에스테르, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 불활성 희석제 외에, 경구 조성물은 추가의 치료제 및/또는 예방제, 추가의 제제 예컨대 습윤 제제, 유화 및 현탁 제제, 감미제, 풍미제, 및/또는 방향제를 포함할 수 있다. 비경구 투여를 위한 특정 구현예에서, 조성물은 가용화 제제 예컨대 CremophorTM, 알코올, 오일, 변형된 오일, 글리콜, 폴리소르베이트, 사이클로덱스트린, 중합체, 및/또는 이들의 조합과 혼합된다.
주사가능한 제제, 예를 들어, 멸균 주사가능한 수성 또는 유지성 현탁액은 적합한 분산 제제, 습윤 제제, 및/또는 현탁 제제를 사용하여 알려진 기술에 따라 제형화될 수 있다. 멸균 주사가능한 제제는, 예를 들어, 1,3-부탄디올 중의 용액으로서, 무독성 비경구적으로 허용가능한 희석제 및/또는 용매 중의 멸균 주사가능한 용액, 현탁액, 및/또는 에멀젼일 수 있다. 이용될 수 있는 허용가능한 비히클 및 용매 중에는 물, 링거액, U.S.P., 및 등장성 염화나트륨 용액이 있다. 멸균, 고정 오일은 용매 또는 현탁 매체로서 일반적으로 이용된다. 이 목적으로 합성 모노- 또는 디글리세리드를 포함하는 임의의 부드러운 고정 오일이 이용될 수 있다. 지방산 예컨대 올레산은 주사제의 제조에서 사용될 수 있다.
주사가능한 제형은, 예를 들어, 박테리아성-보유 필터를 통해서 여과에 의해, 및/또는 사용에 앞서 멸균수 또는 기타 멸균 주사가능한 매질에 용해 또는 분산될 수 있는 멸균 고체 조성물의 형태로 멸균화 제제를 편입함으로써 멸균될 수 있다.
본 개시내용은 포유류 세포 또는 기관에 치료제 및/또는 예방제를 전달하는 방법, 포유류 세포에서 관심의 폴리펩티드를 생산하는 방법, 그리고 포유동물에게 투여하는 단계 및/또는 치료제 및/또는 예방제를 포함하는 나노입자 조성물과 포유류 세포를 접촉시키는 단계를 포함하는 치료를 필요로 하는 포유동물에서 질환 또는 장애를 치료하는 방법을 특성화한다.
7. 실시예
본 섹션에서 실시예는 예시의 방식으로 제공되고, 제한의 방식으로는 아니다.
일반 방법.
일반 분취형 HPLC 방법: HPLC 정제는, 일반적으로 용매 A로서 0.1% TFA를 함유하는 물 및 용매 B로서 아세토니트릴로, Inertsil Pre-C8 OBD 컬럼에 다이오드 어레이 검출기 (DAD)가 장착된 Waters 2767에서 실시한다.
일반 LCMS 방법: LCMS 분석은 Shimadzu (LC-MS2020) System에서 실행한다. 크로마토그래피는, 일반적으로 용매 A로서 0.1% 포름산을 함유하는 물 및 용매 B로서 0.1% 포름산을 함유하는 아세토니트릴로, SunFire C18에서 수행한다.
7.1 실시예 1: 화합물 1의 제조.
Figure pct00024
단계 1: 화합물 1-1의 제조
POCl3 (3.29 g, 21.5 mmol, 1.0 당량) 및 노나놀 (6.18 g, 42.9 mmol, 2.0 당량)을 실온에서 질소 하에서 1 시간 동안 교반하였고 그 다음 60 ℃로 가열하여 반응을 1 시간 동안 계속하였고, 물 펌프에 연결하여 생성된 염화수소 가스를 제거하였다. 수득된 유성 액체를 불활성 조건 하에서 보관하였다.
단계 2: 화합물 1의 제조
실온에서 화합물 1-1 (636 mg, 1.7 mmol, 1.0 당량) 및 DIEA (670 mg, 5.1 mmol, 3.0 당량)의 DCM 용액에 4-(디메틸아미노)부틸아민 (1-2, 200 mg, 1.7 mmol, 1.0 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 15 분 동안 실온에서 교반하였고, LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 반응 시스템을 농축하고, DMF에 용해시켰고, 액체 크로마토그래피로 정제하여 화합물 1 (106 mg)을 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.88 (t, J=14.4Hz, 6H), 1.27-1.35 (m, 24H), 1.47-1.52 (m, 4H), 1.63-1.70 (m, 4H), 2.22 (s, 6H), 2.26 (t, J =13.2 Hz, 2H), 2.89-2.93 (m, 2H), 3.00-3.02 (m, 1H), 3.93-4.01 (m, 4H). LCMS: Rt: 0.967 분; MS m/z (ESI): 449.4[M+H]+.
하기 화합물을 상응하는 출발 물질을 사용하여 화학물 1과 유사한 방식으로 제조하였다.
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
7.2 실시예 2: 화합물 2의 제조.
Figure pct00029
단계 1: 화합물 2-2의 제조
6-카프로락톤 2-1 (2.0 g, 17.5 mmol, 1.0 당량) 및 노나놀 (12.6 g, 87.7 mmol, 5.0 당량)의 혼합물에 농축된 황산 7 방울을 적가하였다. 70 ℃에서 밤새 반응한 후, 혼합물을 실리카 겔 크로마토그래피에 의해 정제하여 3.8 g의 생성물, 수율 84.4%를 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.86-0.90 (m, 3H), 1.27-1.44 (m, 14H), 1.56-1.70 (m, 6H), 2.30-2.34 (m, 2H), 3.64-3.67 (m, 2H), 4.04-4.07(m, 2H).
단계 2: 화합물 2-3의 제조
둥근 바닥 병에, 화합물 2-2 (3.8 g, 14.7 mmol, 2.0 당량) 및 POCl3 (1.13 g, 7.35 mmol, 1.0 당량)을 잘 혼합하였고, 그 다음 1 시간 동안 60 ℃에서 감압 하에서 반응시켰다. 생성된 유성 액체를 다음 단계에 직접 사용하였다.
단계 3: 화합물 2의 제조
15 ml의 건조 DCM 내 유성 액체 2-3 (600 mg, 1.0 mmol, 1.0 당량) 및 DIEA (390 mg, 3.0 mmol, 3.0 당량)의 용액에 4-(디메틸아미노)부틸아민 (174 mg, 1.5 mmol, 1.5 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 15 분 동안 실온에서 교반하였고, LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 반응 용액을 농축시키고 분취형 크로마토그래피로 정제하여 화합물 2 (26 mg)를 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.88 (t, J=13.2Hz, 6H), 1.27-1.31 (m, 24H), 1.37-1.45 (m, 4H), 1.60-1.72 (m, 16H), 2.22 (s, 6H), 2.26-2.33 (m, 6H), 2.90-2.91 (m, 2H), 3.12-3.15 (m, 1H), 3.94-4.00 (m, 4H), 4.04-4.07 (m, 4H). LCMS: Rt: 0.920 분; MS m/z (ESI): 677.5[M+H]+.
하기 화합물을 상응하는 출발 물질을 사용하여 화합물 2와 유사한 방식으로 제조하였다.
Figure pct00030
7.3 실시예 3: 화합물 8의 제조.
Figure pct00031
무수 DCM (15 ml)내 화합물 1-1 (500 mg, 1.36 mmol, 1.0 당량) 및 DIEA (530 mg, 4.09 mmol, 3.0 당량)의 혼합물에 3-(디메틸아미노)프로판-1-올 (210 mg, 2.04 mmol, 1.5 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 15 분 동안 주위 온도에서 교반하였고, LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 용매의 제거 후, 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 8 (69 mg)을 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.88 (t, J=13.6Hz, 6H), 1.27-1.37 (m, 24H), 1.64-1.71 (m, 4H), 1.83-1.88 (m, 2H), 2.22 (s, 6H), 2.35-2.39 (m, 2H), 4.00-4.11 (m, 6H). LCMS: Rt: 0.850 분; MS m/z (ESI): 436.3[M+H]+.
하기 화합물은 상응하는 출발 물질을 사용하여 화합물 3과 유사한 방식으로 제조하였다.
Figure pct00032
7.4 실시예 4: 화합물 14의 제조.
Figure pct00033
단계 1: 화합물 14-3의 제조
아세토니트릴 (50 mL)내 14-1 (0.58 g, 5.0 mmol, 1.0 당량)의 용액에 tert-부틸 (2-브로모에틸)카바메이트 14-2 (1.34 g, 6.0 mmol, 1.2 당량), 탄산칼륨 (1.38 g, 10.0 mmol, 2.0 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반하였다. TLC (PE/EA=0/1)는 반응이 완료됨을 보여주었다. 반응 혼합물은 물 (50 mL)에 붓고 EA (50 mL X 3)로 추출하였다. 조합된 유기 층을 염수로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조하였고 농축하여 14-3 (0.7 g, 54% 수율)을 무색 오일로서 제공하였다.
단계 2: 화합물 14-4의 제조
DCM (10 mL)내 14-3 (350 mg, 1.35 mmol, 1.0 당량)의 용액에 1,4-디옥산 내 HCl (5.0 mL, 4.0 M)의 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 감압 하에서 농축하여 14-4 (300 mg, 미정제 수율)를 갈색 오일로서 제공하였고, 이를 추가 정제 없이 다음 단계에서 사용하였다. LCMS: Rt: 0.338 분; MS m/z (ESI): 161.3[M+H]+.
단계 3: 화합물 14의 제조
DCM (10 mL)내 2-헥실데칸-1-올 (600 mg, 2.48 mmol, 2.0 당량), DIPEA (456 mg, 3.5 mmol, 3.0 당량) 및 DMAP (14 mg, 0.1 mmol, 0.1 당량)의 용액에 POCl3 (183 mg, 1.2 mmol, 1.0 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 질소 대기 하에서 1 시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물에 14-4 (283 mg, 1.77 mmol, 1.5 당량)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 15 분 동안 실온에서 교반하였다. LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 용매의 제거 후, 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 14 (150 mg, 18% 수율)를 무색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.86-0.95 (m, 15H), 1.16-1.26 (m, 52H), 1.35-1.62 (m, 5H), 2.46-2.84 (m, 5H), 3.12 (s, 2H), 3.67(s, 2H), 3.86-3.90 (m, 4H). LCMS: Rt: 1.570 분; MS m/z (ESI): 689.5[M+H]+.
하기 화합물을 상응하는 출발 물질을 사용하여 화합물 14와 유사한 방식으로 제조하였다.
Figure pct00034
Figure pct00035
7.5 실시예 5: 화합물 20의 제조.
Figure pct00036
단계 1: 화합물 20-1의 제조
메탄올 (15 ml)내 SM 10 (500 mg, 2.2 mmol, 1.0 당량), 포름알데하이드 수성 (2.0 ml (37%), 10.0 당량)의 혼합물에 NaBH3CN (277 mg, 4.4 mmol, 2.0 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 4 시간 동안 주위 온도에서 교반하였고, LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 용매의 제거 후, 잔류물을 EA로 희석하였고 물 및 염수로 세정하고, 농축하였다. 잔류물을 추가 정제 없이 다음 단계를 위해 사용하였다. LCMS: Rt: 1.63 분; MS m/z (ESI): 241.1[M+H]+.
단계 2: 화합물 20-2의 제조
화합물 20-1의 미정제 생성물에 디옥산내 HCl (4 M, 5 ml)을 첨가하였고, 2 시간 동안 실온에서 반응 후, LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 혼합물을 농축시키고 잔류물을 정제 없이 다음 단계를 위해 사용하였다. LCMS: Rt: 1.47 분; MS m/z (ESI): 141.1[M+H]+.
단계 3: 화합물 20의 제조
무수 DCM (15 ml)내 화합물 10-1 (500 mg, 1.04 mmol, 1.0 당량), DIEA (260mg, 2.0 mmol, 2.0 당량)의 혼합물에 화합물 20-2 (300 mg, 미정제)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 15 분 동안 주위 온도에서 교반하였고, LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 용매의 제거 후, 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 20 (93 mg)을 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.89 (t, J=13.2Hz, 6H), 1.26-1.34 (m, 38H), 1.64-1.66 (m, 10H), 1.79 (b, 4H), 2.24 (s, 3H), 3.54-3.55 (d, J=5.6Hz, 4H), 3.95-4.00 (m, 4H). LCMS：Rt: 1.300 분; MS m/z (ESI): 585.3[M+H]+.
7.6 실시예 6: 화합물 23의 제조.
Figure pct00037
단계 1: 화합물 23-1의 제조
아세토니트릴 (15 mL)내 아제티딘 하이드로클로라이드 (374 mg, 4.0 mmol, 2.0 당량)의 용액에 tert-부틸 (3-브로모프로필)카바메이트 (476 mg, 2.0 mmol, 1.0 당량) 및 탄산칼륨 (832 mg, 6.0 mmol, 3.0 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반하였다. LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 반응 혼합물을 물 (50 mL)에 붓고 EA (50 mL X 3)로 추출하였다. 조합된 유기 층을 포화된 염수로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조하고 농축하였다. 잔류물을 DCM/MeOH=10/1로 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 23-1 (250 mg, 58% 수율)을 황색 오일로서 제공하였다. LCMS: Rt: 0.686 분; MS m/z (ESI): 215.2[M+H]+.
단계 2: 화합물 23-2의 제조
DCM (4 mL)내 화합물 23-1 (250 mg, 1.17 mmol, 1.0 당량)의 용액에 1,4-디옥산내 HCl (2.0 mL, 4.0 M)의 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 감압 하에 농축하여 화합물 23-2 (130 mg, 98% 수율)를 백색 고체로서 제공하였다. LCMS: Rt: 0.357 분; MS m/z (ESI): 115.2[M+H]+.
단계 3: 화합물 23의 제조
무수 DCM (10 mL)내 화합물 21-1 (320 mg, 0.57 mmol, 1.0 당량) 및 DIPEA (147 mg, 1.14 mmol, 2.0 당량)의 혼합물에 화합물 23-2 (97 mg, 0.85 mmol, 1.5 당량)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 15 분 동안 실온에서 교반하였다. LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 용매의 제거 후, 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 23 (30 mg, 8% 수율)을 황색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.87-0.90 (t, J =6.0 Hz, 12H), 1.26 (s, 48H), 1.60 (s, 6H), 1.8-2.31 (m, 2H), 2.7-3.1 (m, 2H), 3.03-3.3 (m, 2H), 3.66-3.95 (m, 4H), 4.34-4.43 (m, 2H). LCMS: Rt: 1.08 분; MS m/z (ESI): 643.5[M+H]+.
하기 화합물을 상응하는 출발 물질을 사용하여 화합물 23과 유사한 방식으로 제조하였다.
Figure pct00038
Figure pct00039
7.7 실시예 7: 화합물 32의 제조.
Figure pct00040
단계 1: 화합물 32-2의 제조
THF (200 mL) 및 물 (400 mL)내 화합물 32-1 (80 g, 0.36 mol, 1.0 당량)의 용액에 KOH (50.5 g, 0.90 mol, 2.5 당량)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 환류 하에 16 시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하였고 6N HCl을 사용하여 pH 4로 조정하고, 그 다음 EA (200 mL X 3)로 추출하였다. 조합된 유기 층은 포화된 염수로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조하고 농축하였다. 잔류물을 PE/EA=3/1 내지 1/1로 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 32-2 (54 g, 95% 수율)를 백색 고체로서 제공하였다.
단계 2: 화합물 32-3의 제조
DCM (500 mL)내 화합물 32-2 (54.0 g, 0.337 mol, 1.0 당량)의 용액에 p-톨루엔술폰산 (200 mg)을 첨가하였고, 그 다음 DHP (34.0 g, 0.404 mol, 1.2 당량)의 용액을 적가하였다. 첨가 후, 반응 혼합물을 2 시간 동안 실온에서 교반하였다. 반응은 포화된 수성 NaHCO3 용액, 염수로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조하고 농축하였다. 잔류물을 PE/EA = 8/1 내지 4/1로 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 32-3 (48.0 g, 58% 수율)을 무색 오일로서 제공하였다. LCMS: Rt: 0.940 분; MS m/z (ESI): 267.1[M+Na].
단계 3: 화합물 32-5의 제조
DCM (300 mL)내 화합물 32-3 (30 g, 0.123 mol, 1.5 당량), 화합물 32-4 (21.0 g, 0.082 mol, 1.0 당량), EDCI (25.2 g, 0.131 mol, 1.6 당량), DMAP (2.0 g, 0.016 mol, 0.2 당량) 및 DIPEA (26.4 g, 0.205 mol, 2.5 당량)의 혼합물을 16 시간 동안 환류 하에 교반하였다. 반응 혼합물을 물 (200 mL)에 붓고 DCM (200 mL X 3)으로 추출하였다. 조합된 유기 층을 염수로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조하고 농축하였다. 잔류물을 PE/EA=50/1로 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 32-5 (20 g, 50% 수율)를 무색 오일로서 제공하였다.
단계 4: 화합물 32-6의 제조
DCM (100 mL)내 화합물 32-5 (20 g, 0.06 mol, 1.0 당량)의 용액에 1,4-디옥산내 HCl (30 mL, 4.0 M)의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반하였다. 반응 혼합물을 포화된 NaHCO3 용액으로 퀀칭하고 그 다음 DCM (50 mL X 3)으로 추출하였다. 조합된 유기 층을 염수로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조하고 농축하였다. 잔류물을 PE/EA=10/1 내지 6/1로 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 32-6 (8.4 g, 51% 수율)을 무색 오일로서 제공하였다. 1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.88 (t, J =6.8 Hz, 6H), 1.26 (s, 23H), 1.29-1.38 (m, 6H), 1.46-1.51 (m, 4H), 1.53-1.64 (m, 6H), 2.28 (t, J =7.6 Hz, 2H), 3.62-3.66 (m, 2H), 4.85-4.88 (m, 1H).
단계 5: 화합물 32의 제조
무수 DCM (15 ml)내 화합물 32-6 (200 mg, 0.5 mmol, 1.0 당량) 및 DIEA (300 mg, 2.5 mmol, 5.0 당량)의 혼합물에 POCl3 (77 mg, 0.5 mmol, 1.0 당량)를 첨가하였다. 혼합물을 불활성 대기 하에 1 시간 동안 주위 온도에서 교반하였고, 그 다음 노난-1-올 (86.4 mg, 0.6 mmol,1.2 당량)을 첨가하였다. 4 시간 동안 교반 후, 화합물 SM2 (60 mg, 0.6 mmol, 1.2 당량)를 첨가하였다. LCMS가 반응이 완료됨을 보인 후, 혼합물은 농축하고, 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 32 (23 mg)를 무색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.86-0.89 (m, 9H), 1.26-1.34 (m, 42H), 1.49-1.51 (m, 4H), 1.60-1.70 (m, 8H), 2.25-2.29 (m, 8H), 2.40 (s, 2H), 2.97-3.01 (m, 2H), 3.52 (s, 1H), 3.93-3.99 (m, 4H), 4.86-4.88(m, 1H). LCMS: Rt: 2.030 분; MS m/z (ESI): 689.5[M+H]+.
하기 화합물은 상응하는 출발 물질을 사용하여 화합물 32와 유사한 방식으로 제조하였다.
Figure pct00041
Figure pct00042
7.8 실시예 8: 화합물 36의 제조.
Figure pct00043
무수 THF (15 ml)내 POCl3 (52 mg, 0.33 mmol, 1.0 당량) 및 화합물 32-6 (400 mg, 1.00 mmol, 3.0 당량)의 혼합물을 불활성 대기 하에 4 시간 동안 환류에서 교반하였고, 그 다음 N1,N1-디메틸프로판-1,3-디아민 (50 mg, 0.49 mmol,1.5당량)을 첨가하고 15 분 동안 교반하였고, 그 다음 혼합물을 농축하고 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 36 (78 mg)을 무색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.86-0.89 (m, 12H), 1.29-1.34 (m, 56H), 1.43-1.63 (m, 25H), 2.26-2.30 (m, 10H), 2.8 (s, 1H), 3.23 (m, 1H), 3.62-3.97 (m, 4H), 4.84-4.88 (m, 2H). LCMS: Rt: 0.090 분; MS m/z (ESI): 943.7[M+H]+.
하기 화합물을 상응하는 출발 물질을 사용하여 화합물 36과 동일한 방식으로 제조하였다.
Figure pct00044
7.9 실시예 9: 화합물 37의 제조.
Figure pct00045
무수 DCM (15 ml)내 POCl3 (77 mg, 0.5 mmol, 1.0 당량), DIEA (260 mg, 2.0 mmol, 4.0 당량) 및 화합물 32-6 (200 mg, 0.5 mmol, 1.0 당량)의 혼합물을 불활성 대기 하에 2 시간 동안 실온에서 교반하였고, 그 다음 N1,N1-디메틸프로판-1,3-디아민 (150 mg, 1.5 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 15 분 동안 교반하였고 그 다음 농축하였다. 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 37 (66 mg)을 백색 고체로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.86-0.89 (m, 6H), 1.26-1.32 (m, 32H), 1.49-1.51 (m, 4H), 1.61-1.62 (m, 4H), 1.93 (s, 4H), 2.26-2.29 (m, 2H), 2.83 (s, 12H), 3.05 (s, 4H), 3.23 (s, 4H), 3.88 (s, 2H), 4.83-4.86 (m, 1H). LCMS: Rt: 0.780 분; MS m/z (ESI): 647.5[M+H]+.
7.10 실시예 10: 화합물 40의 제조.
Figure pct00046
단계 1: 화합물 40-2의 제조
DCM (300 mL)내 화합물 32-3 (7.7 g, 31.5 mmol, 1.5 당량), 노난-1-올 (3.0 g, 21.0 mol, 1.0 당량), EDCI (6.4 g, 33.6 mol, 1.6 당량), DMAP (513 mg, 4.2 mmol, 0.2 당량) 및 DIPEA (6.8 g, 52.5 mmol, 2.5 당량)의 혼합물을 16 시간 동안 환류 하에 교반하였다. 반응 혼합물을 물 (200 mL)에 붓고 DCM (200 mL X 3)으로 추출하였다. 조합된 유기 층을 포화된 염수로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조하고 농축하였다. PE/EA=30/1로 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 표적 분획을 수집하고, 농축하여 화합물 40-2 (5.3 g, 68% 수율)를 무색 오일로서 제공하였다.
단계 2: 화합물 40-3의 제조
DCM (50 mL)내 화합물 40-2 (5.3 g, 14.3 mmol, 1.0 당량)의 용액에 1,4-디옥산내 HCl (20 mL, 4.0 M)을 첨가하였다. 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반하였다. 반응 혼합물을 포화된 NaHCO3 용액으로 퀀칭하고 그 다음 DCM (50 mL X 3)으로 추출하였다. 조합된 유기 층을 염수로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조하고 농축하였다. 잔류물을 PE/EA=10/1 내지 5/1로 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 40-3 (1.5 g, 37% 수율)을 무색 오일로서 제공하였다.
단계 3: 화합물 40의 제조
DCM (10 mL)내 화합물 32-6 (399 g, 1.0 mmol, 1.0 당량), DIPEA (387 mg, 3.0 mmol, 3.0 당량) 및 DMAP (24 mg, 0.2 mmol, 0.2 당량)의 용액에 POCl3 (155 mg, 1.0 mmol, 1.0 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 실온에서 교반하였다. 화합물 40-3 (287 mg, 1.0 mmol, 1.0 당량)을 첨가하였고 혼합물을 1 시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물에 N1,N1-디메틸프로판-1,3-디아민 (153 mg, 1.5 mmol, 1.5 당량)을 첨가하였고 추가 15 분 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 15 분 동안 실온에서 교반하였다. LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 용매의 제거 후, 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 40 (21 mg, 3% 수율)을 무색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.83-0.89 (m, 12H), 1.21-1.43 (m, 40H), 1.51-1.65 (m, 20H), 2.09 (s, 2H), 2.26-2.31 (m, 4H), 2.81 (s, 6H), 3.16 (s, 4H), 3.95-3.98 (m, 4H), 4.05 (t, J=6.8Hz, 2H), 4.78-4.83 (m, 1H). LCMS: Rt: 1.635 분; MS m/z (ESI): 832.1[M+H]+.
7.11 실시예 11: 화합물 41의 제조.
Figure pct00047
단계 1: 화합물 41-2의 제조
아세토니트릴 (15 mL)내 아제티딘 하이드로클로라이드 (374 mg, 4.0 mmol, 2.0 당량)의 용액에 N-Boc-브로모에탄아민 (446 mg, 2.0 mmol, 1.0 당량) 및 탄산칼륨 (832 mg, 6.0 mmol, 3.0 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반하였다. LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 반응 혼합물은 물 (50 mL)에 붓고 EA (50 mL X 3)로 추출하였다. 조합된 유기 층을 염수로 세정하고, Na2SO4 상에서 건조하고 농축하였다. 잔류물을 DCM/MeOH=10/1로 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 41-2 (240 mg, 55% 수율)를 황색 오일로서 제공하였다. LCMS: Rt: 0.490 분; MS m/z (ESI): 201.1[M+H]+.
단계 2: 화합물 41-3의 제조
DCM (4 mL)내 화합물 41-2 (240 mg, 1.13 mmol, 1.0 당량)의 용액에 1,4-디옥산내 HCl (2.0 mL, 4.0 M)의 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물은 감압 하에 농축하여 화합물 41-3 (120 mg, 95% 수율)을 백색 고체로서 제공하였다.
단계 3: 화합물 41의 제조
DCM (10 mL)내 화합물 32-6 (399 g, 1.0 mmol, 1.0 당량), DIPEA (387 mg, 3.0 mmol, 3.0 당량) 및 DMAP (24 mg, 0.2 mmol, 0.2 당량)의 용액에 POCl3 (155 mg, 1.0 mmol, 1.0 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 실온에서 교반하였다. 트리데칸-1-올 (200 mg, 1.0 mmol, 1.0 당량)을 첨가하였고 혼합물을 1 시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물에 화합물 41-3 (150 mg, 1.5 mmol, 1.5 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 15 분 동안 실온에서 교반하였다. LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 용매의 제거 후, 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 41 (22 mg, 3% 수율)을 무색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.88 (m, 11H), 1.25 (m, 54H), 1.49-1.74 (m, 12H), 2.27-2.29 (m, 2H), 3.37-3.52 (m, 2H), 4.05 (t, J=6.8Hz, 4H), 4.46-4.86 (m, 2H). LCMS: Rt: 1.43 분; MS m/z (ESI): 743.3[M+H]+.
7.12 실시예 12: 화합물 59의 제조
Figure pct00048
단계 1: 화합물 59-1의 제조
디메틸 술폭시드 (9.73 g, 124.8 mmol)를 무수 DCM (50mL)에 용해시키고 아르곤 하에 -78 ℃로 냉각하였다. 그 다음 -78 ℃에서 온도를 유지하면서, 옥살릴 클로라이드 (10.5g, 83.3 mmol)를 천천히 적가하였다. 혼합물을 30 분 동안 교반하였고, 그 다음 2-헥실데칸-1-올 (10 g, 41.6 mmol)을 -78 ℃에서 적가하였다. 혼합물을 -78 ℃를 유지하면서 조심스럽게 35 분 동안 교반하였다. TEA (10 mL)를 첨가하고, 탁한 백색 침전물을 형성하였다. 혼합물을 -78 ℃에서 10 분 동안 교반하고 그 다음 실온으로 가온하였다. 혼합물을 1 M HCl에 붓고 DCM으로 추출하였다. 그 다음 유기 층을 증류수로 반복적으로 세정하고 MgSO4 상에서 건조하였다. 그 다음 혼합물을 여과하고, 농축하고, 실리카 겔의 짧은 플러그를 통해 여과하였다. 실리카 겔을 헥산으로 세정하고, 여과물은 농축시키고 감압 하에 증류하였다. 수율: 8.8 g (83%).
단계 2: 화합물 59-2의 제조
THF (200 mL)내 화합물 59-1 (1 g, 4.16 mmol, 1.0 당량)의 용액에 -78 ℃에서 THF내 CH3MgBr (1.56 mL, 6.25 mmol 4.0 M)의 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 1 M HCl (150 ml)에 붓고, EA로 추출하였다. 그 다음 유기 층은 증류수로 반복적으로 세정하고 MgSO4 상에서 건조하였다. 그 다음 혼합물을 여과하고, 농축하고, 실리카 겔의 짧은 플러그를 통해 여과하였다. 실리카 겔은 PE: EA=5:1로 세정하고, 여과물을 농축시키고 감압 하에 증류되어 화합물 59-2 (800 mg, 75% 수율)를 백색 고체로서 제공하였다.
단계 3: 화합물 59의 제조
무수 DCM (10 mL)내 화합물 59-2 (600 mg, 2.344 mmol, 2.1 당량) 및 DIPEA (432mg, 3.34 mmol, 3.0 당량) 및 DMAP (10 mg)의 혼합물에 포스포릴 트리클로라이드 (170.7 mg, 1.12 mmol, 1.0 당량)를 첨가하였다. 이 혼합물을 실온에서 교반하였다. 그 다음 N1,N1-디에틸에탄-1,2-디아민 (390 mg, 3.36 mmol, 3.0 당량)을 이 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 15 분 동안 실온에서 교반하였다. LCMS는 반응이 완료됨을 보여주었다. 용매의 제거 후, 잔류물을 분취형-HPLC로 정제하여 화합물 59 (40 mg, 5.3 % 수율)를 황색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CCl3D): δ 0.86-0.90 (m, 18H), 1.13-1.19 (m, 6H), 1.27-1.33 (m, 46H), 1.36-1.48 (m, 4H), 1.59-1.61 (m, 2H), 2.17-2.36 (m, 6H), 3.81-3.84 (m, 2H). LCMS: Rt: 1.48 분; MS m/z (ESI): 673.5[M+H]+.
7.13 실시예 14: 화합물 68의 제조
Figure pct00049
단계 1: 화합물 68-2의 제조
DMF (20 mL)내 68-1 (2.0 g, 6.5 mmol, 1.0 당량)의 교반된 용액에 질소 대기 하에 실온에서 수소화 나트륨 (349 mg, 8.73 mmol, 1.3 당량)을 첨가하였다. 혼합물은 50 ℃에서 0.5 시간 동안 교반하였다. 상기 혼합물에 메틸 요오다이드 (1.24 g, 8.73 mmol, 1.3 당량)를 첨가하고 120 ℃까지 가열하였다. 혼합물을 1 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물 (20 mL)로 퀀칭하였다. 혼합물을 EA (3 x 20 mL)로 추출하였다. 조합된 유기 층을 염수로 세정하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조하였다. 혼합물을 진공 하에 농축하였다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (PE:EA=80:1) 상에서 정제하여 68-2 (1.6 g, 76.4% 수율)를 무색 오일로서 제공하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.81-0.91 (m, 3H), 1.16-1.31 (m, 15H), 1.44 (s, 18H), 1.72-1.79 (m, 2H).
단계 2: 화합물 68-3의 제조
DCM (16 mL)내 68-2 (1.6 g, 5.0 mmol, 1.0 당량)의 교반된 용액에 실온에서 트리플루오로아세트산 (5 mL, 67.3 mmol, 13.5 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 1.5 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 진공 하에 농축하였다. 잔류물을 톨루엔에 용해시켰다. 혼합물을 160 ℃까지 가열하고, 그 다음 180 ℃까지 가열하였다. 혼합물을 180 ℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (PE:EA=30:1) 상에서 정제하여 68-3 (714 mg, 77.3% 수율)을 연갈색 오일로서 제공하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.79-0.92 (m, 3H), 1.05-1.11 (d, J=6.8, 3H), 1.13-1.27 (m, 12H), 1.44 (s, 2H), 2.41-2.52 (m,1H).
단계 3: 화합물 68-4의 제조
THF (12 mL)내 68-3 (714 mg, 3.84 mmol, 1 당량)의 교반된 용액에 질소 대기 하에 -78 ℃에서 THF내 B2H6 (9.6 mL,9.6 mmol, 2.5 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 1.5 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 포화된 나트륨 디카보네이트로 퀀칭하였다. 혼합물을 EA (3 x 20 mL)로 추출하였다. 조합된 유기 층을 무수 나트륨 술페이트 상에서 건조하였다. 혼합물을 여과하고, 여과물을 진공 하에 농축하였다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (PE:EA=20:1) 상에서 정제하여 68-4 (400 mg, 60.5% 수율)를 무색 오일로서 제공하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.85-0.93 (m, 6H), 1.26-1.41 (m, 14H), 1.58-1.68 (m, 1H), 3.31-3.57 (m, 2H).
단계 4: 화합물 68-6의 제조
아세토니트릴 (300 ml)내 피롤리딘 (5.0 g, 70.3 mmol, 1.2 당량), 탄산칼륨 (16.2 g, 117.2 mmol, 2.0 당량) 및 화합물 68-5 (13.1 g, 58.6 mmol, 1.0 당량)의 혼합물은 실온에서 밤새 교반하였다. 혼합물은 물 (300 ml)로 희석하였고 EA (3 x 300 ml) 상에서 추출하였다. 조합된 유기 층을 염수로 세정하고 무수 나트륨 술페이트 상에서 건조하였다. 혼합물을 여과하고, 여과물을 진공 하에 농축하였다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (MeOH/DCM=0 내지 1/80) 상에서 정제하여 화합물 68-6 (8.9 g. 71.2%)을 갈색 오일로서 제공하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.37 (s, 9H), 1.55-1.71 (m, 4H), 2.37-2.44 (m, 6H), 2.85-3.10 (m, 2H).
단계 5: 화합물 68-7의 제조
DCM (45 mL)내 68-6 (4.5 g, 21.0 mmol, 1 당량) 및 트리플루오로아세트산 (15 mL, 202 mmol, 9.6 당량)의 혼합물을 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 진공 하에 농축하여 68-7 (11.3 g, 미정제)을 갈색 오일로서 제공하였다.
단계 6: 화합물 68의 제조
DCM (3 mL)내 68-4 (200 mg, 1.16 mmol, 1 당량) 및 DIEA (748 mg, 5.80 mmol, 5 당량)의 교반된 용액에 실온에서 POCl3 (89 mg, 0.58 mmol,0.5 당량) 및 DMAP (1 mg, 1 mmol, 0.01 당량)를 첨가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 교반하였다. 혼합물에 실온에서 68-7 (99 mg, 0.87 mmol, 0.75 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물로 희석하고, EA (3 x 6 mL) 상에서 추출하였다. 조합된 유기 층을 무수 나트륨 술페이트 상에서 건조하였다. 혼합물을 여과하고, 여과물을 진공 하에 농축하였다. 잔류물을 분취형-HPLC 상에서 건조하여 화합물 68 (15 mg, 2.6% 수율)을 무색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.81-0.95 (m, 12H), 1.11-1.49 (m, 30H), 1.55-1.63 (m, 8H),1.72-1.81 (m, 3H), 2.46-2.63 (m, 3H), 3.63-3.92 (m, 2H), 2.88-3.11 (m, 1H). LCMS: Rt: 0.970 분; MS m/z (ESI): 503.3 [M+H]+.
하기 화합물을 상응하는 출발 물질을 사용하여 화합물 68과 유사한 방식으로 제조하였다.
Figure pct00050
Figure pct00051
Figure pct00052
Figure pct00053
7.14 실시예 14: 화합물 88의 제조
Figure pct00054
단계 1: 화합물 88-2의 제조
DCM (200 mL)내 88-1 (10 g, 100 mmol, 1.0 당량)의 교반된 용액에 0 ℃에서 Et3N (19 g, 150 mmol, 1.5 당량) 및 메탄술포닐 클로라이드 (14 g, 120 mmol, 1.2 당량)를 첨가하고 그 다음 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물 (100 mL)로 희석하고, EA (3 x 100 mL) 상에서 추출하고, 무수 Na2SO4로 건조하고, 농축하여 88-2 (21 g, 미정제)를 황색 오일로서 제공하였다.
단계 2: 화합물 88-3의 제조
THF (400 mL)내 88-2 (21 g, 118 mmol, 1 당량) 및 TBAB (45.6 g, 142 mmol, 1.2 당량)의 혼합물은 80 ℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 농축하고 물 (200 mL)로 희석하고, PE (2 x 200 Ml) 상에서 추출하고, 무수 Na2SO4로 건조하고, 농축시키고 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (EA:PE= 0% 내지 5%)로 정제하여 88-3 (13.6 g, 70.8% 수율)을 황색 오일로서 제공하였다.
단계 3: 화합물 88-4의 제조
DMF (150 mL)내 디메틸 말로네이트 (4.4 g, 33 mmol, 1 당량)의 교반된 용액에 아르곤 대기 하에 실온에서 수소화 나트륨 (3.3 g, 83 mmol, 2.5 당량)을 첨가하였다. 0.5 시간 후, 88-3 (13.6 g, 83 mmol, 2.5 당량)이 혼합물에 첨가하고, 혼합물은 실온에서 밤새 교반하였다. 혼합물은 물 (130 mL)로 퀀칭하고, EA (3 x 100 mL) 상에서 추출하고; 조합된 유기 층을 염수 (2 x 100 mL)로 세정하고, 무수 나트륨 술페이트 상에서 건조하고, 진공 하에 농축하였다. 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (EA:PE=0% 내지 5%)로 정제하여 88-4 (4.8 g, 49.6 % 수율)를 무색 오일로서 제공하였다.
단계 4: 화합물 88-5의 제조
DMF (30 ml)내 88-4 (1.5 g, 5.1 mmol, 1 당량) 및 LiCl (2.2 g, 51 mmol, 10 당량)의 혼합물을 120 ℃에서 밤새 교반하였다. 실온에서 물 (300 ml)로 희석하고, EA (3 x 100 ml) 상에서 추출하고, 염수 (300 mL)로 세정하고, 무수 나트륨 술페이트 상에서 건조하고, 여과하고, 여과물은 농축시키고 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (EA:PE=0% 내지 5%) 상에서 정제하여 88-5 (1.3 g, 미정제)를 갈색 오일로서 제공하였다.
단계 5: 화합물 88-6의 제조
THF (18 ml)내 88-5 (1.3 g, 5.5 mmol, 1 당량)의 용액을 실온에서 나누어 LiAlH4 (0.4 g, 11 mmol, 2 당량)에 첨가하고 80 ℃에서 2 시간 동안 교반하였다. 실온에서 물로 퀀칭하고, EA 상에서 추출하고, 무수 나트륨 술페이트 상에서 건조하고, 농축하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (EA:PE=0% 내지 10%) 상에서 정제하여 88-6 (892 mg, 77.9% 수율)을 무색 오일로서 제공하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.83-0.99 (m, 6H), 1.34-1.47 (m, 4H), 1.48-1.52 (m, 1H), 1.96-2.13 (m, 8H), 3.51-3.62 (m, 2H), 5.27-5.43 (m, 4H).
단계 6: 화합물 88의 제조
DCM (10 mL)내 88-6 (420 mg, 2 mmol, 1 당량) 및 DIEA (774 mg, 6 mmol, 3 당량)의 교반된 용액에 실온에서 POCl3 (152 mg, 1 mmol,0.5 당량) 및 DMAP (2 mmg, 0.01 mmol, 0.01 당량)를 첨가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 교반하였다. 상기 혼합물에 실온에서 N1,N1-디에틸에탄-1,2-디아민 (174 mg, 1.5 mmol, 0.75 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 교반하였다. 혼합물은 물로 희석하고, EA (3 x 10 mL) 상에서 추출하였다. 조합된 유기 층은 무수 나트륨 술페이트 상에서 건조하였다. 혼합물을 여과하고, 여과물은 진공 하에 농축하였다. 잔류물을 분취형-HPLC 상에서 정제하여 화합물 88 (33 mg, 2.8 % 수율)을 무색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.88-1.08 (m, 18H), 1.30-1.51 (m, 8H), 1.58-1.78 (m, 2H), 1.96-2.13 (m, 16H), 2.40-2.61 (m, 6H), 2.81-3.01 (m, 2H), 3.35 (s, 1H), 3.82-3.98 (m, 4H), 5.20-5.43 (m, 8H). LCMS: Rt: 0.900 분; MS m/z (ESI): 581.5 [M+H]+.
7.15 실시예 15: 화합물 90의 제조
Figure pct00055
단계 1: 화합물 90-3의 제조
DCM (5 mL)내 90-1 (270 mg, 1.0 mmol, 1.0 당량) 및 DIEA (645 mg, 5.0 mmol, 5 당량), DMAP (10 mg)의 교반된 용액에 실온에서 POCl3 (153 mg, 1 mmol,1 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 교반하였다. 그 다음 90-2 (214 mg, 1.0 mmol, 1.0 당량)를 이 혼합물에 첨가하였다. 혼합물은 50 ℃에서 2 시간 동안 교반하고 농축하여 미정제 90-3 (700 mg)을 제공하고, 이는 추가 정제 없이 다음 단계를 위해 사용하였다.
단계 2: 화합물 90의 제조
5 mL DCM내 90-3 (700 mg, 미정제)에 대한 용액에 실온에서 N1,N1-디에틸에탄-1,2-디아민 (348 mg, 3.0 mmol,3.0 당량)을 첨가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물로 희석하고, EA (3 x 6 mL) 상에서 추출하였다. 조합된 유기 층을 무수 나트륨 술페이트 상에서 건조하였다. 혼합물을 여과하고, 여과물을 진공 하에 농축하였다. 잔류물을 분취형-HPLC 상에서 정제하여 화합물 90 (106 mg, 16.4% 수율)을 무색 오일로서 제공하였다.
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 0.87-0.89 (m, 15H), 1.01-1.03 (m, 3H), 1.27-1.35 (m, 52H), 1.43-1.61 (m, 4H), 2.52-2.91 (m, 3H), 3.53-3.54 (m, 2H), 3.84-3.91 (m, 2H). LCMS: Rt: 1.16 min, m/z: 645.5[M+H]+.
7.16 실시예 16: 지질 나노입자의 제조 및 특성규명
간단히, 본원에 제공된 양이온성 지질, DSPC, 콜레스테롤, 및 PEG-지질은 50:10:38.5:1.5의 몰비로 에탄올에 가용화되었고, mRNA는 10 내지 50mM 시트레이트 완충액, pH = 4에 희석되었다. LNP는, 총 유량 범위 9-30mL/분인, 미세유체 기구를 사용하여 1:3의 부피 비로 수성 mRNA 용액과 에탄올성 지질 용액을 혼합시킴으로써 대략 10:1 내지 30:1의 총 지질 대 mRNA 중량 비로 제조하였다. 에탄올은 이로써 제거되었고 투석을 사용하여 DPBS에 의해 대체되었다. 마지막으로, 지질 나노입자는 0.2 μm 멸균 필터를 통해서 여과하였다.
지질 나노입자 크기는 173o 후방산란 검출 모드를 사용하여 Malvern Zetasizer Nano ZS (영국 말번)을 사용하는 동적 광 산란에 의해 결정되었다. 지질 나노입자의 캡슐화 효율은 제조업체의 지침에 따라 Quant-it Ribogreen RNA 정량화 검정 키트 (Thermo Fisher Scientific, 영국)를 사용하여 결정되었다.
문헌에서 보고된 대로, LNP 제형의 겉보기 pKa는 생체내 핵산을 위한 LNP의 전달 효율과 상관관계가 있다. 각 제형의 겉보기 pKa는 2-(p-톨루이디노)-6-나프탈렌 술폰산 (TNS)의 형광에 기반된 검정을 사용하여 결정되었다. PBS내 양이온성 지질 / DSPC / 콜레스테롤 / DMG-PEG (50 /10 /38.5/1.5 mol %)를 포함하는 LNP 제형은 상기 기재된 대로 제조하였다. TNS는 증류수내 300uM 원액으로서 제조하였다. LNP 제형은 pH가 3 내지 9 범위인 50 mM 시트르산나트륨, 50 mM 인산나트륨, 50 mM 붕산나트륨, 및 30mM 염화나트륨을 함유하는 3 mL의 완충된 용액내 0.1mg/ml 총 지질로 희석되었다. TNS 용액의 분취량은 첨가되어 0.1mg/ml의 최종 농도를 제공하였고 와동 혼합 이후 형광 강도는 325 nm 및 435 nm의 여기 및 임무 파장을 사용하는 Molecular Devices Spectramax iD3 분광계로 실온에서 측정되었다. S자형 최고 적합 분석은 형광 데이터에 적용되었고 pKa 값은 절반 - 최대 형광 강도를 일으키는 pH로서 측정되었다.
7.17 실시예 17: 동물 연구
인간 에리트로포이에틴 (hEPO) mRNA를 캡슐화하는 하기 표의 화합물을 포함하는 지질 나노입자는 꼬리 정맥 주사에 의해 0.5mg/kg 용량으로 6-8 주령 암컷 ICR 마우스 (Xipuer-Bikai, 상하이)에게 전신적으로 투여되었고 마우스 혈액은 투여후 특정 시점 (예를 들면, 6 시간)에 샘플링되었다. 상기언급된 시험된 그룹에 더하여, hEPO mRNA를 캡슐화하는 디리놀레일메틸-4-디메틸아미노부티레이트 (DLin-MC3-DMA, 보통 MC3으로 약술됨)를 포함하는 지질 나노입자는 양성 대조군으로서 마우스의 연령 및 성별 비교 그룹에 동일한 용량으로 유사하게 투여되었다.
마우스는 마지막 샘플링 시점후 CO2 과용량에 의해 안락사되었다. 혈청은 4 ℃에서 10 분 동안 5000g로 원심분리에 의해 총 혈액으로부터 분리되었고, 급속-냉동되었고 분석을 위하여 -80 ℃에서 보관되었다. ELSA 검정은 제조업체의 지침에 따라 상업적 키트 (DEP00, R&D 시스템)를 사용하여 실시되었다.
시험된 그룹으로부터 측정된 MC3에 대한 발현 수준을 포함하는, 시험된 지질 나노입자의 특징은 하기 표에 열거된다.
표 2.
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
SEQUENCE LISTING <110> SUZHOU ABOGEN BIOSCIENCES CO., LTD. <120> LIPID COMPOUNDS AND LIPID NANOPARTICLE COMPOSITIONS <130> 14639-003-228 <140> TBA <141> <150> CN 202010621718.8 <151> 2020-06-30 <150> US 63/049,431 <151> 2020-07-08 <160> 2 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> stem-loop sequence <400> 1 caaaggctct tttcagagcc acca 24 <210> 2 <211> 24 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> stem-loop sequence <400> 2 caaaggcucu uuucagagcc acca 24

Claims (63)

  1. 화학식 (I)의 화합물:
    Figure pct00059

    또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체로서, 식중:
    Y는 -O-G2-L2 또는 -X-G3-NR4R5이고;
    G1　및 G2는 각각 독립적으로 결합, C2-C12　알킬렌, 또는 C2-C12　알케닐렌이고;
    L1은 -OC(=O)R1, -C(=O)OR1, -OC(=O)OR1, -C(=O)R1, -OR1, -S(O)xR1, -S-SR1, -C(=O)SR1, -SC(=O)R1, -NRaC(=O)R1, -C(=O)NRbRc, -NRaC(=O)NRbRc, -OC(=O)NRbRc,　-NRaC(=O)OR1, -SC(=S)R1, -C(=S)SR1, -C(=S)R1, -CH(OH)R1, -P(=O)(ORb)(ORc), -(C6-C10 아릴렌)-R1, -(6- 내지 10-원 헤테로아릴렌)-R1, 또는 R1이고;
    L2는 -OC(=O)R2, -C(=O)OR2, -OC(=O)OR2, -C(=O)R2, -OR2, -S(O)xR2, -S-SR2, -C(=O)SR2, -SC(=O)R2, -NRdC(=O)R2, -C(=O)NReRf, -NRdC(=O)NReRf, -OC(=O)NReRf,　-NRdC(=O)OR2, -SC(=S)R2, -C(=S)SR2, -C(=S)R2, -CH(OH)R2, -P(=O)(ORe)(ORf), -(C6-C10 아릴렌)-R2, -(6- 내지 10-원 헤테로아릴렌)-R2, 또는 R2이고;
    R1　및 R2는 각각 독립적으로 C6-C24　알킬 또는 C6-C24　알케닐이고;
    Ra, Rb, Rd,　및 Re는 각각 독립적으로 H, C1-C12　알킬, 또는 C2-C12　알케닐이고;
    Rc　및 Rf는 각각 독립적으로 C1-C12　알킬 또는 C2-C12　알케닐이고;
    각 X는 독립적으로 O, NR3, 또는 CR10R11이고;
    각 G3은 독립적으로 C2-C24　알킬렌, C2-C24　알케닐렌, C3-C8　사이클로알킬렌, 또는 C3-C8　사이클로알케닐렌이고;
    각 R3은 독립적으로 H 또는 C1-C12 알킬이거나; R3, G3 또는 G3의 부분은, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 A를 형성하고;
    각 R4는 독립적으로 C1-C12　알킬, C3-C8　사이클로알킬, C3-C8　사이클로알케닐, C6-C10 아릴, 또는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이거나; R4, G3 또는 G3의 부분은, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 B를 형성하고;
    각 R5는 독립적으로 C1-C12　알킬, C3-C8　사이클로알킬, C3-C8　사이클로알케닐, C6-C10 아릴, 또는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬이거나; R4, R5는, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 C를 형성하고;
    R10 및 R11은 각각 독립적으로 H, C1-C3 알킬, 또는 C2-C3 알케닐이고;
    x는 0, 1 또는 2이고;
    식중 각 알킬, 알케닐, 사이클로알킬, 사이클로알케닐, 아릴, 알킬렌, 알케닐렌, 사이클로알킬렌, 사이클로알케닐렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 및 환식 모이어티는 독립적으로 임의로 치환되는, 화합물.
  2. 제 1 항에 있어서, 화학식 (I-A)의 화합물인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체:
    Figure pct00060
    .
  3. 제 1 항에 있어서, 화학식 (I-B)의 화합물인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체:
    Figure pct00061
    .
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, G3이 C2-C24 알킬렌인, 화합물.
  5. 제 4 항에 있어서, G3이 C2-C4　알킬렌인, 화합물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, X가 O인, 화합물.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, X가 CR10R11인, 화합물.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, X가 NR3인, 화합물.
  9. 제 8 항에 있어서, R3이 H인, 화합물.
  10. 제 9 항에 있어서, 화학식 (II)의 화합물인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체:
    Figure pct00062

    식중 s는 정수 2 내지 24임.
  11. 제 10 항에 있어서, s가 2, 3, 또는 4인, 화합물.
  12. 제 8 항에 있어서, R3, G3 또는 G3의 부분이, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 A를 형성하는, 화합물.
  13. 제 12 항에 있어서, 화학식 (III)의 화합물인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체:
    Figure pct00063
    .
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 환식 모이어티 A가 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬인, 화합물.
  15. 제 14 항에 있어서, 화학식 (III-A)의 화합물인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체:
    Figure pct00064

    식중 n은 1, 2, 또는 3이고; m은 1, 2, 또는 3임.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, R4가 C1-C12　알킬 또는 C3-C8　사이클로알킬인, 화합물.
  17. 제 16 항에 있어서, R4가 C1-C12　알킬 또는 C3-C8　사이클로알킬인, 화합물.
  18. 제 17 항에 있어서, R4가 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 또는 사이클로헥실인, 화합물.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, R4가 미치환되는, 화합물.
  20. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, R4, R5가, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 C를 형성하는, 화합물.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 환식 모이어티 C가 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬인, 화합물.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 환식 모이어티 C가 아제티딘-1-일, 피롤리딘-1-일, 피페리딘-1-일, 아제판-1-일, 모르폴리닐, 4-아세틸피페라진-1-일인, 화합물.
  23. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, R4, G3 또는 G3의 부분이, 이들이 부착되는 질소와 함께 환식 모이어티 B를 형성하는, 화합물.
  24. 제 23 항에 있어서, 화학식 (IV)의 화합물인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체:
    Figure pct00065
    .
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 환식 모이어티 B가 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬인, 화합물.
  26. 제 25 항에 있어서, 화학식 (IV-A)의 화합물인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체:
    Figure pct00066

    식중 n은 1, 2, 또는 3이고; m은 1, 2, 또는 3임.
  27. 제 8 항에 있어서, 화학식 (V)의 화합물인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체:
    Figure pct00067
    .
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 환식 모이어티 A 및 환식 모이어티 B가 각각 독립적으로 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬인, 화합물.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 환식 모이어티 A 및 환식 모이어티 B가 함께 2,7-디아자스피로[3.5]노난-2-일인, 화합물.
  30. 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, R5가 C1-C12　알킬 또는 4- 내지 8-원 헤테로사이클로알킬인, 화합물.
  31. 제 30 항에 있어서, R5가 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 또는 테트라하이드로피란-4-일인, 화합물.
  32. 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, R5가 미치환되는, 화합물.
  33. 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, R5가 하나 이상의 하이드록실로 치환되는, 화합물.
  34. 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, G1 및 G2가 각각 독립적으로 결합 또는 C2-C12　알킬렌인, 화합물.
  35. 제 34 항에 있어서, G1 및 G2가 각각 독립적으로 결합, C5　알킬렌, 또는 C7　알킬렌인, 화합물.
  36. 제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, L1이 -OC(=O)R1, -C(=O)OR1, -C(=O)NRbRc, 또는 R1인, 화합물.
  37. 제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서, L2가 -OC(=O)R2, -C(=O)OR2, -C(=O)NReRf, 또는 R2인, 화합물.
  38. 제 1 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서, R1　및 R2가 각각 독립적으로 직선형 C6-C24　알킬 또는 분지형 C6-C24　알킬인, 화합물.
  39. 제 38 항에 있어서, R1　및 R2가 각각 독립적으로 직선형 C6-C18　알킬 또는 -R7-CH(R8)(R9)이고, 식중 R7은 C0-C5　알킬렌이고, R8 및 R9는 독립적으로 C2-C10　알킬인, 화합물.
  40. 제 39 항에 있어서, R1　및 R2가 각각 독립적으로 직선형 C6-C14　알킬 또는 -R7-CH(R8)(R9)이고, 식중 R7은 C0-C1　알킬렌이고, R8 및 R9는 독립적으로 C4-C8　알킬인, 화합물.
  41. 제 1 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서, Ra 및 Rd가 각각 독립적으로 H인, 화합물.
  42. 제 1 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서, Rb, Rc, Re,　및 Rf가 각각 독립적으로 n-헥실 또는 n-옥틸인, 화합물.
  43. 표 1에서의 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 입체이성질체.
  44. 제 1 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항의 화합물, 및 치료제 또는 예방제를 포함하는, 조성물.
  45. 제 44 항에 있어서, 하나 이상의 구조적 지질을 추가로 포함하는, 조성물.
  46. 제 45 항에 있어서, 하나 이상의 구조적 지질이 DSPC인, 조성물.
  47. 제 45 항 또는 제 46 항에 있어서, 상기 화합물 대 상기 구조적 지질의 몰비가 약 2:1 내지 약 8:1 범위인, 조성물.
  48. 제 44 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서, 스테로이드를 추가로 포함하는, 조성물.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 스테로이드가 콜레스테롤인, 조성물.
  50. 제 48 항 또는 제 49 항에 있어서, 상기 화합물 대 상기 스테로이드의 몰비가 약 5:1 내지 약 1:1 범위인, 조성물.
  51. 제 44 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 하나 이상의 중합체 접합된 지질을 추가로 포함하는, 조성물.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 중합체 접합된 지질이 DMG-PEG2000 또는 DMPE-PEG2000인, 조성물.
  53. 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 화합물 대 상기 중합체 접합된 지질의 몰비가 약 100:1 내지 약 20:1 범위인, 조성물.
  54. 제 44 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치료제 또는 예방제가 항원 또는 이의 단편 또는 에피토프를 인코딩하는 적어도 하나의 mRNA를 포함하는, 조성물.
  55. 제 54 항에 있어서, 상기 mRNA가 모노시스트론성 mRNA인, 조성물.
  56. 제 54 항에 있어서, 상기 mRNA가 멀티시스트론성 mRNA인, 조성물.
  57. 제 54 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항원이 병원성 항원인, 조성물.
  58. 제 54 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항원이 종양 연관된 항원인, 조성물.
  59. 제 54 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 mRNA가 하나 이상의 기능적 뉴클레오티드 유사체를 포함하는, 조성물.
  60. 제 59 항에 있어서, 상기 기능적 뉴클레오티드 유사체가 슈도우리딘, 1-메틸-슈도우리딘 및 5-메틸시토신으로부터 선택된 것으로부터 선택된 하나 이상인, 조성물.
  61. 제 44 항 내지 제 60 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 나노입자인, 조성물.
  62. 제 1 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항의 화합물, 또는 제 44 항 내지 제 60 항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는, 지질 나노입자.
  63. 제 1 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항의 화합물, 제 44 항 내지 제 60 항 중 어느 한 항의 조성물, 또는 제 62 항의 지질 나노입자, 및 약학적으로 허용가능한 부형제 또는 희석제를 포함하는, 약학적 조성물.
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