KR20230152154A

KR20230152154A - 케토헥소키나제(ＫＨＫ) ｉＲＮＡ 조성물 및 그의 사용 방법

Info

Publication number: KR20230152154A
Application number: KR1020237035500A
Authority: KR
Inventors: 케빈 피츠제럴드; 브라이언 베텐코트; 그레고리 힝클; 제니퍼 윌러비
Original assignee: 알닐람 파마슈티칼스 인코포레이티드
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2023-11-02
Also published as: JP2017509354A; KR20220054702A; EA201691587A1; AU2023266339A1; JP2020010712A; KR20160118346A; AU2021204336A1; KR102389968B1; CA2938857A1; KR102592370B1; AU2015217301A1; EP3105331B1; US20220127618A1; US20160340679A1; WO2015123264A1; EP3960860A3; CN106103718A; US11136582B2; US10370666B2; JP2022109966A

Abstract

본 발명은, 케토헥소키나제(KHK) 유전자를 표적으로 하는 RNAi 제제, 예를 들어 이중 가닥 RNAi 제제 및, KHK의 발현을 억제하기 위한 이러한 RNAi 제제의 용법 및, KHK-관련 장애, 예를 들어 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방세포 기능장애, 내장지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 가지는 대상체의 치료 방법에 관한 것이다.

Description

케토헥소키나제(ＫＨＫ) ｉＲＮＡ 조성물 및 그의 사용 방법{KETOHEXOKINASE (KHK) iRNA COMPOSITIONS AND METHODS OF USE THEREOF}

서열 목록

본 출원은 ASCII 형식으로 전자적으로 제출되었으며, 그의 전체가 본 명세서에 참고로 포함되는 서열 목록을 포함한다. 2015년 2월 11일자로 제작된 상기 ASCII 사본은 121301-01220_SL.txt로 명명되며, 116,205 바이트의 크기이다.

관련 출원

본 출원은 그의 전체가 본 명세서에서 참고로 포함되는, 2014년 2월 11일자로 출원된 미국 가특허출원 제 61/938,567호에 대한 우선권 이익을 주장한다.

역학적 연구에 따르면, 서양식 식단이 현대 비만 유행병의 주요 원인 중 하나인 것으로 나타났다. 농축 청량음료 및 가공 식품의 사용과 관련된 프럭토스 섭취의 증가는 유행병의 주요 기여 요인인 것으로 제안되고 있다. 1967년부터, 고 프럭토스 옥수수 감미제가 식품 업계에 널리 사용되기 시작하였다. 글루코스와 프럭토스는 분자당 동일한 열량 값을 가지고 있지만, 상기 두 종류의 당은 상이하게 대사되며, 다른 GLUT 운반체를 이용한다. 프럭토스는 거의 독점적으로 간에서 대사되고, 글루코스 대사 경로와 달리, 프럭토스 대사 경로는 생성물에 의한 피드백 억제에 의해 조절되지 않는다(Khaitan Z et al., (2013) J. Nutr. Metab. 2013, Article ID 682673, 1-12). 헥소키나제 및 포스포프룩토키나제(PFK)는 글루코스로부터 글리세르알데히드-3-P의 생성을 조절하지만, 간에서 프럭토스-1-포스페이트로의 프럭토스 인산화의 원인이 되는 프룩토키나제 또는 케토헥소키나제(KHK)는 프럭토스-1-포스페이트의 농도를 증가시킴으로써 하향 조절되지 않는다. 그 결과, 세포로 진입하는 모든 프럭토스는 빠르게 인산화된다(Cirillo P. et al., (2009) J. Am. Soc. Nephrol. 20: 545-553). 프럭토스를 프럭토스-1-포스페이트로 인산화하기 위한 ATP의 지속적 사용은 세포 내 인산염의 고갈, ATP 고갈, AMP 데아미나제의 활성화 및 요산의 형성을 초래한다(Khaitan Z. et al., (2013) J. Nutr. Metab. Article ID 682673, 1-12). 요산의 증가는 KHK의 상향 조절을 더욱 자극하고(Lanaspa M.A. et al., (2012) PLOS ONE 7(10): 1-11), 내피세포 및 지방 세포의 기능 장애를 야기한다. 다음에 프럭토스-1-포스페이트는 알돌라제 B의 작용에 의해 글리세르알데히드로 전환되어, 글리세르알데히드-3-포스페이트로 인산화된다. 후자는 해당 경로의 하류로 진행되어, 피루베이트를 생성시키고, 피루베이트는 양호한 공급 조건하에서, 시트르산 사이클로 진입하며, 시트레이트는 미토콘드리아로부터 세포질로 유출되어, 지방질 생합성을 위한 아세틸 코엔자임 A를 제공한다(도 1).

KHK에 의한 프럭토스의 인산화 및 그 후, 지방질 생합성의 활성화는, 예컨대지방간, 고중성지방혈증, 이상지질혈증 및 인슐린 내성을 초래한다. 신장 근위 관상 세포에서 염증유발성 변화도 KHK 활성에 의해 유도되는 것으로 나타났다(Cirillo P. et al., (2009) J. Am. Soc. Nephrol. 20: 545-553). KHK에 의한 프럭토스의 인산화는 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방 세포 기능 장애, 내장 지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망과 같은 질환, 장애 및/또는 병증과 관련되어 있다.

따라서, KHK 활성과 관련된 질환, 장애 및/또는 병증의 치료를 위한 조성물 및 방법에 대한 요구가 당업계에 존재한다.

본 발명은 케토헥소키나제(KHK)를 표적으로 하는 RNAi 제제, 예컨대 이중 가닥 RNAi 제제를 포함하는 조성물을 제공한다. 본 발명은 또한, KHK 유전자의 발현을 억제 또는 감소시키는 것이 유리한 장애, 예컨대 KHK 관련 질환, 예를 들어 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방 세포 기능 장애, 내장 지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 가지는 대상체의 치료 및/또는 KHK 발현의 억제를 위한 본 발명의 조성물의 사용방법을 제공한다.

따라서, 일 양태에서, 본 발명은, 이중 가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하는, 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제하기 위한 이중 가닥 RNAi 제제로서, 여기서, 상기 센스 가닥은 서열번호: 1, 서열번호: 3 또는 서열번호: 5의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하며, 상기 안티센스 가닥은 서열번호: 2, 서열번호: 4 또는 서열번호: 6의 뉴클레오티드 서열과 3개 이하의 뉴클레오티드가 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하는 것인, 이중 가닥 RNAi 제제를 제공한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은, 이중 가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하는, 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제하기 위한 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 안티센스 가닥은, 표 3, 4, 및 5중 어느 하나에 열거된 안티센스 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하는 상보성 영역을 포함하는 것인, 이중 가닥 RNAi 제제를 제공한다.

일 구현예에서, 센스 및 안티센스 가닥은, AD-63851, AD-63820, AD-63853, AD-63839, AD-63854, AD-63855, 및 AD-63886 및 표 3, 4, 8, 11, 12, 14, 및 15 중 어느 하나에 개시된 서열 중 임의의 하나로 이루어진 군으로부터 선택되는 서열을 포함한다.

일 구현예에서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제는 하나 이상의 변형 뉴클레오티드를 포함한다.

일 구현예에서, 상기 하나 이상의 변형 뉴클레오티드는 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 5'-포스포로티오에이트 기를 포함하는 뉴클레오티드, 데옥시-뉴클레오티드, 3'-말단 데옥시-티민(dT) 뉴클레오티드, 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 2'-플루오로 변형된 뉴클레오티드, 2'-데옥시-변형된 뉴클레오티드, 콜레스테릴 유도체 또는 도데칸산 비스데실아미드 기에 연결된 말단 뉴클레오티드, 2'-데옥시-2'-플루오로 변형된 뉴클레오티드, 잠금 뉴클레오티드, 잠금 해제 뉴클레오티드, 입체구조 형태로 제한된 뉴클레오티드(conformationally restricted nucleotide), 구속된 에틸 뉴클레오티드(constrained ethyl nucleotide), 무염기 뉴클레오티드, 2'-아미노-변형된 뉴클레오티드, 2'-O-알릴-변형된 뉴클레오티드, 2'-C-알킬-변형된 뉴클레오티드, 2'-히드록실-변형된 뉴클레오티드, 2'-메톡시에틸 변형된 뉴클레오티드, 2'-O-알킬-변형된 뉴클레오티드, 모르폴리노 뉴클레오티드, 포스포르아미데이트, 비천연 염기 포함 뉴클레오티드, 테트라히드로피란 변형된 뉴클레오티드, 1,5-언하이드로헥시톨 변형된 뉴클레오티드, 사이클로헥세닐 변형된 뉴클레오티드, 포스포로티오에이트 기를 포함하는 뉴클레오티드, 메틸포스포네이트 기를 포함하는 뉴클레오티드, 5'-포스페이트를 포함하는 뉴클레오티드, 및 5'-포스페이트 모방체를 포함하는 뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택된다.

또 다른 구현예에서, 상기 하나 이상의 변형된 뉴클레오티드는 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 5'-포스포로티오에이트 기를 포함하는 뉴클레오티드, 및 콜레스테릴 유도체 또는 도데칸산 비스데실아미드 기에 결합된 말단 뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택된다.

또 다른 양태에서, 본 발명은, 이중 가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하는, 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제하기 위한 이중 가닥 RNAi 제제로서, 여기서, 상기 센스 가닥은 서열번호: 1, 서열번호: 3 또는 서열번호: 5의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하며, 상기 안티센스 가닥은 서열번호: 2, 서열번호: 4 또는 서열번호: 6의 뉴클레오티드 서열과 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하며, 상기 센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부 및 상기 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부가 변형 뉴클레오티드이며, 상기 센스 가닥이 3'-말단에 부착된 리간드에 컨쥬게이션되는, 이중 가닥 RNAi 제제를 제공한다.

일 구현예에서, 센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부 및 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부는 변형된 뉴클레오티드이다.

다른 구현예에서, 센스 가닥과 안티센스 가닥은 표 3, 4, 5, 6 및 7 중 어느 하나에 나열된 안티센스 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하는 상보성 영역을 포함을 포함한다.

일부 구현예에서, 변형된 뉴클레오타이드는 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 5'-포스포로티오에이트기를 포함하는 뉴클레오티드, 데옥시-뉴클레오티드, 3'-말단 데옥시-티미딘(dT) 뉴클레오티드, 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 2'-플루오로-변형된 뉴클레오티드, 2'-데옥시-변형된 뉴클레오티드, 콜레스테릴 유도체 또는 도데칸산비스데실아미드기에 연결된 말단 뉴클레오티드, 2'-데옥시-2'-플루오로 변형된 뉴클레오티드, 잠금 뉴클레오티드, 잠금 해제 뉴클레오티드, 입체구조 형태로 제한된 뉴클레오티드, 구속된 에틸 뉴클레오티드, 탈염기 뉴클레오티드, 2'-아미노-변형된 뉴클레오티드, 2'-O-알릴 변형된 뉴클레오티드, 2'-C-알킬-변형된 뉴클레오티드, 2'-하이드록시 변형된 뉴클레오티드, 2'-메톡시에틸 변형된 뉴클레오티드, 2'-O-알킬 변형된 뉴클레오티드, 모르폴리노 뉴클레오티드, 포스포라미데이트, 비천연 염기 포함 뉴클레오티드, 테트라하이드로피란 변형된 뉴클레오티드, 1,5-안하이드로헥시톨 변형된 뉴클레오티드, 시클로헥세닐 변형된 뉴클레오티드, 포스포로티오에이트기를 포함하는 뉴클레오티드, 메틸포스포네이트기를 포함하는 뉴클레오티드, 5'-포스페이트를 포함하는 뉴클레오티드, 및 5'-포스페이트 모방체를 포함하는 뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택된다.

이중 가닥 RNAi 제제의 다른 구현예에서, 하나 이상의 가닥은 1 이상의 뉴클레오티드의 3' 오버행(overhang)을 포함한다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 가닥은 2 이상의 뉴클레오티드의 3' 오버행을 포함한다.

또 다른 구현예에서, 이중 가닥 RNAi 제제는 리간드를 포함한다. 다른 구현예에서, 이중 가닥 RNAi 제제는 약제학적 조성물 및 지질 제형을 사용하여 투여된다. 다른 구현예에서, 지질 제형은 지질 나노입자(LNP)을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 지질 나노입자(LNP)는 MC3 지질을 포함한다.

다른 양태에서, 본 발명은 변형된 안티센스 폴리뉴클레오티드 제제를 포함하는 조성물로서, 상기 제제가 세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있으며, 또한 표 3, 4 및 5중 어느 하나에 나열된 안티센스의 그룹으로부터 선택된 센스 서열에 상보적인 서열을 포함하며, 여기서 상기 폴리뉴클레오티드는 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이인 조성물을 제공한다.

다른 양태에서, 본 발명은 RNAi 제제, 예를 들면 세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 엔코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중 가닥의 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되는 RNAi 제제를 제공한다.

센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'

안티센스: 3' n_p'-N_a'-(X'X'X')_k-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-(Z'Z'Z')_l-N_a'- n_q' 5' (III)

상기 식에서,

i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;

p, p', q, 및 q'은 각각 독립적으로 0 내지 6이고;

N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 25개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각 서열은 2개 이상의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;

N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 10개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고;

n_p, n_p', n_q, 및 n_q'는, 이들 각각이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, 각각 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;

XXX, YYY, ZZZ, X'X'X', Y'Y'Y', 및 Z'Z'Z'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타내며;

N_b상의 변형은 Y 상의 변형과 다르며 또한 N_b'상의 변형은 Y'상의 변형과 다르고;

여기서 상기 센스 가닥은 하나 이상의 리간드에 컨쥬게이트된다.

일 구현예에서, i는 0이고; j는 0이고; i는 1이고; j는 1이고; i 및 j는 둘 다 0이고; 또는 i 및 j는 둘 다 1이다. 다른 구현예에서, k는 0이고; l은 0이고; k는 1이고; l은 1이고; k 및l는 둘 다 0이고; 또는 k 및l는 둘 다 1이다.

일 구현예에서, XXX는 X'X'X'에 상보적이고, YYY는 Y'Y'Y'에 상보적이고 ZZZ는 Z'Z'Z'에 상보적이다.

일 구현예에서, 상기 YYY 모티프는 센스 가닥의 절단부위에서 또는 그 근처에서 발생한다.

다른 구현예에서, 상기 Y'Y'Y' 모티프는 5'-말단으로부터 안티센스 가닥의 11, 12 및 13 위치에서 발생한다.

일 구현예에서, Y'는 2'-O-메틸이다.

일 구현예에서, 식 (III)은 하기 식 (IIIa)으로 표시된다:

센스: 5' n_p-N_a -Y Y Y -N_a - n_q 3'

안티센스: 3' n_p'-N_a'- Y'Y'Y'- N_a'- n_q' 5' (IIIa).

다른 구현예에서, 식 (III)은 하기 식 (IIIb)으로 표시된다:

센스: 5' n_p-N_a -Y Y Y -N_b -Z Z Z -N_a - n_q 3'

안티센스: 3' n_p'-N_a'-Y'Y'Y'-N_b'-Z'Z'Z'- N_a'- n_q' 5' (IIIb)

상기 식에서, N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다.

또 다른 구현예에서, 식 (III)은 하기 식 (IIIc)로 표시된다:

센스: 5' n_p -N_a -X X-N_b -Y Y Y -N_a - n_q 3'

안티센스: 3' n_p'-N_a'- X'X'X'-N_b'- Y'Y'Y'- N_a'- n_q'5' (IIIc)

추가의 구현예에서, 식 (III)은 하기 식 (IIId)로 표시된다:

센스: 5' n_p-N_a - X X- N_b -Y Y Y -N_b -Z Z Z -N_a - n_q 3'

안티센스: 3' n_p'-N_a'- X'X'X'- N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-Z'Z'Z'- N_a'- n_q' 5' (IIId)

상기 식에서, N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다.

일 구현예에서, 상기 이중가닥 영역은 15 내지 30개의 뉴클레오티드 쌍 길이이다. 다른 구현예에서, 상기 이중가닥 영역은 17 내지 23개의 뉴클레오티드 쌍 길이이다. 또 다른 구현예에서, 상기 이중가닥 영역은 17 내지 25개의 뉴클레오티드 쌍 길이이다. 추가의 구현예에서, 상기 이중가닥 영역은 23 내지 27개의 뉴클레오티드 쌍 길이이다. 다른 구현예에서, 상기 이중가닥 영역은 19 내지 21개의 뉴클레오티드 쌍 길이이다. 다른 구현예에서, 상기 이중가닥 영역은 19 내지 23개의 뉴클레오티드 쌍 길이이다. 다른 구현예에서, 상기 이중가닥 영역은 21 내지 23개의 뉴클레오티드 쌍 길이이다. 또 다른 구현예에서, 각각의 가닥은 15 내지 30개의 뉴클레오티드를 갖는다

일 구현예에서, 상기 뉴클레오티드 상의 변형은 LNA, CRN, cET, UNA, HNA, CeNA, 2'-메톡시에틸, 2'-O-알킬, 2'-O-알릴, 2'-C-알릴, 2'-플루오로, 2'-데옥시, 2'-하이드록시, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 구현예에서, 상기 뉴클레오티드상의 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이다.

일 구현예에서, 상기 리간드는 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체이다. 다른 구현예에서, 상기 리간드는 다음과 같다.

.

일 구현예에서, 상기 리간드는 센스 가닥의 3'-말단에 부착된다.

또 다른 구현예에서, 상기 RNAi 제제는 다음 반응도식에서 나타낸 바와 같이 리간드에 접착된다.

상기 식에서, X는 O 또는 S이다. 구체적 구현예에서, X는 O이다.

일 구현예에서, 상기 제제는 하나 이상의 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합을 나타낸다.

추가의 구현예에서, 상기 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합은 한 가닥의 3'-말단에 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 가닥은 안티센스 가닥이다. 또 다른 구현예에서, 상기 가닥은 센스 가닥이다.

일 구현예에서, 상기 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합은 한 가닥의 5'-말단에 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 가닥은 안티센스 가닥이다. 추가의 구현예에서, 상기 가닥은 센스 가닥이다.

일 구현예에서, 상기 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합은 한 가닥의 5'- 및 3'-말단 모두에 있다. 또 다른 구현예에서, 상기 가닥은 안티센스 가닥이다.

또 다른 구현예에서, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 6 내지 8개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함한다. 추가의 구현예에서, 상기 안티센스 가닥은 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합 및 3'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하며, 또한 상기 센스 가닥은 센스 가닥의 5'-말단 또는 3'-말단 중 어느 하나에서 2개 이상의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함한다.

일 구현예에서, 듀플렉스의 안티센스 가닥의 5'-말단의 1 위치에서 염기쌍은 AU 염기쌍이다. 또 다른 구현예에서, Y 뉴클레오티드는 2-플루오로 변형을 포함한다. 추가의 구현예에서, 상기 Y' 뉴클레오티드는 2'-O-메틸 변형을 포함한다.

일 구현예에서는 p'＞0이다. 다른 구현예에서는 p'=2이다. 추가의 구현예에서는 q'=0, p=0, q=0 및 p' 오버행 뉴클레오티드는 표적 mRNA에 상보적이다. 다른 추가 구현예에서는, q'= 0, p=0, q=0, 및 p' 오버행 뉴클레오티드는 표적 mRNA에 비상보적이다.

일 구현예에서, 상기 센스 가닥은 총 21개의 뉴클레오티드를 가지며 또한 상기 안티센스 가닥은 총 23개의 뉴클레오티드를 갖는다.

다른 구현예에서, 하나 이상의 n_p'는 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 결합된다. 추가의 구현예에서, 모든 n_p'는 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 연결된다.

다른 구현예에서, RNAi 제제는 표 3, 4 및 5 중 어느 하나에 나열된 RNAi 제제의 군으로부터 선택된다.

일 양태에서, 본 발명은 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제하기 위한 이중 가닥 RNAi제제를 제공한다. 상기 이중 가닥 RNAi제제는 이중 가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하며, 여기서 상기 센스 가닥은 서열번호: 1, 서열번호 3 또는 서열번호: 5의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고, 상기 안티센스 가닥은 서열번호: 2, 서열번호: 4 또는 서열번호: 6의 뉴클레오티드 서열과 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고, 여기서 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부는 2'-O-메틸 변형 및 2'-플루오로 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 변형을 포함하고, 상기 센스 가닥은 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하고, 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부는 2'-O-메틸 변형 및 2'-플루오로 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 변형을 포함하고, 여기서 상기 안티센스 가닥은 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합 및 3'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하며, 또한 상기 센스 가닥은 3'-말단에서 분지형 2가 또는 3가 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체에 컨쥬게이트된다.

일 구현예에서, 센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부 및 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부는 변형을 포함한다.

다른 구현예에서, 본 발명은 RNAi 제제, 예를 들면 세포 중에 KHK(케토헥소키나제)의 발현을 억제할 수 있는 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중 가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되는 RNAi 제제를 제공한다.

센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'

상기 식에서,

i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;

p, p', q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;

N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 25개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각 서열은 적어도 2의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;

n_p, n_p', n_q, 및 n_q'는 이들 각각이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;

XXX, YYY, ZZZ, X'X'X', Y'Y'Y', 및 Z'Z'Z'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타내며, 여기서 상기 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고;

또 다른 양태에서, 본 발명은 RNAi 제제, 예를 들면 세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 엔코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중 가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되는 RNAi 제제를 제공한다.

센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'

상기 식에서,

i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;

n_p, n_q, 및 n_q'는 이들 각각이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;

p, q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;

n_p' >0 및 하나 이상의 n_p'는 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 연결되고;

N_b상의 변형은 Y상의 변형과 다르며 또한 N_b'상의 변형은 Y'상의 변형과 다르고;

추가의 양태에서, 본 발명은 RNAi 제제, 예를 들면 세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중 가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되는 RNAi 제제를 제공한다.

센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'

상기 식에서,

i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;

p, q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;

N_b 및 N_b'는각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 10개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고;

여기서 상기 센스 가닥은 하나 이상의 리간드에 컨쥬게이트되고, 상기 리간드는 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체이다.

다른 구현예에서, 본 발명은 RNAi 제제, 예를 들면 세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 엔코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되는 RNAi 제제를 제공한다.

센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'

상기 식에서,

i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;

p, q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;

N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 25개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각 서열은 적어도 2의 상이하게 변형된 뉴클레오티드 서열을 포함하며;

여기서 상기 센스 가닥은 적어도 하나의 포스포로티오에이트 결합을 포함하고; 또한

상기 센스 가닥은 하나 이상의 리간드에 컨쥬게이트되고, 상기 리간드는 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체이다.

또 다른 구현예에서, 본 발명은 RNAi 제제, 예를 들면 세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되는 RNAi 제제를 제공한다.

센스: 5' n_p-N_a-Y Y Y - N_a- n_q 3'

안티센스: 3' n_p'-N_a'- Y'Y'Y'- N_a'- n_q' 5' (IIIa)

상기 식에서,

p, q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;

YYY 및 Y'Y'Y'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타내며, 여기서 상기 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고;

본 발명은 또한 본 발명의 이중가닥 RNAi 제제를 포함하는 세포, 벡터, 숙주 세포 및 약제학적 조성물을 제공한다.

일 구현예에서, 본 발명은 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에 나열된 RNAi 제제를 포함하는 이중가닥 RNAi 제제를 제공한다.

일 구현예에서, 세포는 이중가닥 RNAi 제제를 포함한다.

다른 구현예에서, 벡터는 이중가닥 RNAi 제제의 하나 이상의 가닥을 인코딩하며, 여기서 상기 이중가닥 RNAi 제제는 케토헥소키나제를 인코딩하는 mRNA의 적어도 일부에 상보적인 영역을 포함하고, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 길이 30개이하의 염기 쌍이며, 또한 상기 이중가닥 RNAi 제제는 절단을 위해 mRNA를 표적으로 한다. 추가의 구현예에서, 상기 상보성 영역은 적어도 15개의 뉴클레오티드 길이이다. 다른 구현예에서, 상기 상보성 영역은 19 내지 21개의 뉴클레오티드 길이이다. 또 다른 구현예에서, 세포는 벡터를 포함한다.

일부 구현예에서, 변형된 안티센스 폴리뉴클레오티드 제제를 포함하는 이중가닥 RNAi 제제 또는 조성물은 약제학적 조성물을 사용하여 투여된다.

바람직한 구현예에서, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 용액으로 투여된다. 일부 구현예에서, 이중 가닥 RNAi 제제는 비완충된 용액으로 투여된다. 다른 구현예에서, 비완충된 용액은 염수 또는 물이다. 다른 실시 형태에서, 이중 가닥 RNAi 제제는 완충액으로 투여된다. 또 다른 구현예에서, 완충 용액은 아세테이트, 시트레이트, 프롤아민, 카보네이트 또는 포스페이트 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 완충 용액은 인산염 완충 식염수(PBS)이다.

다른 양태에서, 본 발명은 세포 중에 케토헥소키나제(KHK) 발현을 억제하는 방법을 제공한다. 이 방법은 상기 세포를 상기 이중가닥 RNAi 제제, 약제학적 조성물, 변형된 안티센스 폴리뉴클레오티드 제제를 포함하는 조성물, 또는 상기 RNAi 제제를 포함하는 벡터와 접촉시킨 다음, 상기 세포 내에 KHK 유전자의 mRNA 전사의 저하를 얻는데 충분한 시간 동안 상기 생성된 세포를 유지하고, 이에 따라 세포 내 KHK 유전자의 발현을 억제하는 단계를 포함한다.

일 구현예에서, 상기 세포는 대상체 내에 있다. 추가의 구현예에서, 상기 대상체는 인간이다. 추가의 구현예에서, 상기 대상체는 케토헥소키나제 관련 질환을 앓고 있다.

일 구현예에서, 상기 KHK 발현은 적어도 약 30%, 약 40%, 약 50%, 약 60%, 약 70%, 약 80%, 약 90%, 약 95%, 약 98% 또는 약 100%까지 억제된다.

다른 양태에서, 본 발명은 케토헥소키나제(KHK) 관련 질환을 갖는 대상체를 치료하는 방법로서, 상기 대상체에게 치료학적 유효량의 이중가닥 RNAi 제제, 변형된 안티센스 폴리뉴클레오티드 제제를 포함하는 조성물, 또는 이중가닥 RNAi 제제를 포함하는 약제학적 조성물을 투여하여, 상기 대상체를 치료하는 단계를 포함하는 치료방법을 제공한다.

다른 양태에서, 본 발명은 케토헥소키나제(KHK) 관련 질환을 갖는 대상체를 치료하는 방법으로서, 상기 대상체에게 치료학적 유효량의 이중가닥 RNAi 제제를 피하로 투여하는 단계를 포함하고, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 이중가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하고, 상기 센스 가닥은 서열번호: 1, 서열번호: 3 또는 서열번호: 5의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고, 상기 안티센스 가닥은 서열번호: 2, 서열번호: 4 또는 서열번호: 6의 뉴클레오티드 서열과 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고, 여기서 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부는 2'-O-메틸 변형 및 2'-플루오로 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 변형을 포함하고, 상기 안티센스 가닥은 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합 및 3'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하고, 센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부는 2'-O-메틸 변형 및 2'-플루오로 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 변형을 포함하고, 여기서 상기 센스 가닥은 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하며, 또한 상기 센스 가닥은 3'-말단에서 분지형 2가 또는 3가 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체에 컨쥬게이션되는, 치료방법을 제공한다.

일 구현예에서, 대상체는 인간이다.

일 구현예에서, 케토헥소키나제(KHK) 관련 질환은 간 질환, 이상 지질 혈증, 혈당 조절 장애, 심혈관 질환, 신장 질환, 대사 증후군, 지방 세포 기능 장애, 내장 지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애 및 과도한 설탕 갈망으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 구체적 구현예에서, 간질환은 지방간 및/또는 지방 간염이다. 다른 구현예에서, 상기 이상 지질 혈증은 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고 중성지방 혈증 및 식후 고혈당증으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 구현예에서, 상기 혈당 조절 질환은 인슐린 내성 및/또는 당뇨병이다. 추가의 구현예에서, 심혈관 질환은 고혈압 및/또는 내피 세포 기능 부전이다. 또 다른 실시 예에서, 신장 질환은 급성 신장 장애, 요세관 기능장애 및 근위 요세관의 염증유발성 변화로 이루어진 군에서 선택된다.

일 구현예에서. 이중가닥 RNAi 제제는 약 0.01 mg/kg 내지 약 10 mg/kg 또는 약 1 mg/kg 내지 약 10 mg/kg의 용량으로 투여된다. 바람직한 구현예에서, 이중가닥 RNAi 제제는 약 0.1 mg/kg, 약 1.0 mg/kg, 또는 약 3.0 mg/kg의 용량으로 투여된다. 구체적 구현예에서, 이중가닥 RNAi 제제는 약 1 mg/kg 내지 약 10 mg/kg의 용량으로 투여된다.

일 구현예에서, 이중가닥 RNAi 제제는 피하로 또는 정맥내로 투여된다.

일 구현예에서, RNAi 제제는 2 또는 그 이상의 용량으로 투여된다.

또 다른 구현예에서, 상기 방법은 대상체에게 추가적인 치료제를 투여하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 추가적인 치료제는 HMG-CoA 환원효소 억제제, 당뇨병 치료, 항고혈압제 및 레스베라트롤(resveratrol)로 이루어진 군으로부터 선택된다.

본원 발명은 KHK 유전자의 발현을 효과적으로 강력하게 억제하여, KHK 활성과 관련된 질환 등의 치료할 수 있는 이중가닥 RNAi 제제를 제공한다.

도 1은 케토헥소키나제에 의한 프럭토스의 대사 및 헥소키나제에 의한 글루코스 및 프럭토스의 대사를 도시한다.
도 2는 케토헥소키나제 A(NM_000221.2), 케토헥소키나제 C(NM_006488.2) 및 전사 변이체 X5(XM_005264298.1)의 전사 산물에 대한 인간 KHK 유전자의 엑손 정렬을 도시한다.

본 발명은 KHK를 표적으로 하는 RNAi 제제, 예컨대 이중 가닥 iRNA 제제를 포함하는 조성물을 제공한다. 본 발명은 또한 KHK 발현을 억제하고, KHK 관련 질환, 장애, 및/또는 병증, 예컨대 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방 세포 기능 장애, 내장 지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 치료하기 위한 본 발명의 조성물의 사용방법을 제공한다(Khaitan Z. et al., (2013) J. Nutr. Metab., Article ID 682673, 1-12; Diggle C.P. et al., (2009) J. Hisotchem. Cytochem., 57(8): 763-774; Cirillo P. et al., (2009) J. Am. Soc. Nephrol., 20: 545-553; Lanaspa M.A. et al., (2012) PLOS ONE 7(10): 1-11).

KHK(케토헥소키나제) 유전자는 염색체 2p23 상에 위치하며, 프룩토키나제로 알려져 있는 케토헥소키나제를 인코딩한다. KHK는 포스페이트 수용체로서, 알코올을 이용하는 인산전이효소(phosphotransferase enzyme)이다. KHK는 탄수화물 키나아제의 리보키나아제 패밀리에 속한다(Trinh et al., ACTA Cryst., D65: 201-211). 전장의 mRNA의 대체적 스프라이싱(alternative splicing)으로부터 초래되는 케토헥소키나제의 2개의 이소폼, 즉 KHK-A 및 KHK-C가 확인되었다. 이들 이소폼은 엑손 3a 또는 3c의 포함 여부에 따라 상이하며, 위치 72와 115 사이의 32개의 아미노산이 상이하다(예컨대 도 2 참조). KHK-C mRNA는 주로 간, 신장 및 소장에서 높은 수준으로 발현된다. KHK-C는 KHK-A 보다 훨씬 낮은 프럭토스 결합을 위한 Km을 가지며, 그 결과, 식이성 프럭토스의 인산화에 매우 효과적이다. 인간 KHK-C mRNA 전사체의 서열은, 예를 들면, GenBank 등록번호 GI: 153218447(NM_006488.2; 서열번호: 1)에서 찾을 수 있다. 인간 KHK-A mRNA 전사체의 서열은, 예를 들면 GenBank 등록번호 GI: 153218446(NM_000221.2; 서열번호: 3)에서 찾을 수 있다. GenBank 등록번호 GI: 530367552(XM_005264298.1; 서열번호: 5)로 제공된 전장의 인간 KHK mRNA의 서열이 이용되었다(도 2).

본 발명은 KHK 유전자의 발현을 조절하기 위한 iRNA 제제, 조성물 및 방법을 제공한다. 특정 구현예에서, KHK의 발현은 KHK-특이적 iRNA 제제를 이용함으로써 감소되거나 또는 억제되고, 따라서, 프럭토스의 프럭토스-1-포스페이트로의 인산화의 저하가 초래되고, 따라서, 요산 수준의 증가 및 지방질 생합성의 증가가 억제된다. 따라서, 본 발명의 iRNA 조성물을 이용한 KHK 유전자 발현 또는 활성의 억제는 대상체에서 식이성 프럭토스의 지방 생성 효과를 감소시키고, 요산의 동반 축적을 억제하기 위한 치료법으로서 유용하다. 이러한 억제는 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관형 기능 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방세포 기능장애, 내장지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망과 같은 질환, 장애 및/또는 병증의 치료법으로서 유용하다.

I. 정의

본 발명이 더욱 용이하게 이해할 수 있도록 하기 위해, 먼저 특정의 용어들을 정의한다. 또한, 파라미터의 값 또는 값의 범위가 인용되는 경우에는 항상 인용되고 있는 값의 중간적인 값 및 범위도 또한 본 발명의 일부인 것으로 의도된다는 것에 주목해야 한다.

본 명세서에 관사 "하나"(a, an)는 상기 관사의 문법적 대상의 하나 또는 그 이상(즉, 하나 이상)을 지칭하는 것으로 사용된다. 예를 들면, "요소"는 하나를 초과하는 요소, 예컨대 복수의 요소를 의미한다.

용어 "~를 포함하는"은 본 명세서에서, 문구 "~를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다"와 호환적으로 사용된다.

용어 "또는"은 본 명세서에서, 문맥상 명확하게 달리 언급되지 않는 한, 용어 "및/또는"과 호환적으로 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 "KHK"는 케토헥소키나제 유전자 또는 단백질을 지칭한다. KHK는 또한 프룩토키나제로 알려져 있다. 용어 "KHK"는 인간 KHK를 포함하며, 그의 아미노산 및 완전한 코딩 서열은, 예를 들면, GenBank 등록번호 BC006233에서 찾을 수 있다. 인간 KHK-C mRNA 전사체의 서열은, 예를 들면, GenBank 등록번호 GI: 153218447(NM_006488.2; 서열번호: 1)에서 찾을 수 있다. 서열번호: 1의 역상보(reverse complement)는 서열번호:2로 제공된다. 인간 KHK-A mRNA 전사체의 서열은, 예를 들면, GenBank 등록번호 GI: 153218446(NM_000221.2; 서열번호:3)에서 찾을 수 있다. 서열번호:3의 역상보는 서열번호:4로 제공된다. 인간 전장의 KHK mRNA 전사체의 서열은 GenBank 등록번호 GI: 530367552( XM_005264298.1; 서열번호:5)에서 제공된다. 서열번호:5의 역상보는 서열번호:6으로 제공된다. 마우스(Mus musculus) KHK mRNA의 서열은, 예를 들면, GenBank 등록번호 GI:118130797(NM_008439.3; 서열번호:7)에서 찾을 수 있으며, 역상보 서열은 서열번호:8에서 제공된다. 랫트(Rattus rattovorus) KHK mRNA의 서열은, 예를 들면 GenBank 등록번호 GI:126432547(NM_031855.3; 서열번호:9)에서 찾을 수 있으며, 역상보 서열은 서열번호:10에서 제공된다. 시아노몰거스 원숭이(Macaca fascicularis) KHK mRNA, 변이체 X1의 서열은, 예를 들면 GenBank 등록번호 GI:544482340(XM_005576321.1; 서열번호:11) 또는 GI에서 찾을 수 있으며: 역상보 서열은 서열번호:12에서 제공된다. 시아노몰거스 원숭이(Macaca fascicularis) KHK mRNA, 변이체 X3의 서열은, 예를 들면, GenBank 등록번호 GI:544482340(XM_005576321.1; 서열번호:325) 또는 GI에서 찾을 수 있으며: 역상보 서열은 서열번호:326에서 제공된다. KHK mRNA 서열의 추가 예는 공중이 입수가능한 데이터베이스, 예컨대 GenBank., UniProt, OMIM, 및 Macaca 게놈 프로젝트 웹 사이트를 이용하여, 용이하게 입수할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "표적 서열"은, 일차 전사산물의 RNA 프로세싱의 산물인 mRNA를 포함하여, KHK 유전자의 전사중에 형성되는 mRNA 분자의 뉴클레오티드 서열의 인접 부분을 지칭한다.

본 명세서에서 사용되는 "표적 서열"은, 일차 전사산물의 RNA 프로세싱의 산물인 mRNA를 포함하여, KHK 유전자의 전사중에 형성되는 mRNA 분자의 뉴클레오티드 서열의 인접 부분을 지칭한다. 일 구현예에서, 상기 서열의 표적 부분은, KHK 유전자의 전사 중에 형성되는 mRNA 분자의 뉴클레오티드 서열의 부분에서 또는 그 주위에서, iRNA-유도 절단의 기질로서 작용하기에 충분한 최소의 길이일 것이다.

표적 서열은 약 9 내지 36개의 뉴클레오티드 길이, 예컨대 약 15 내지 30개의 뉴클레오티드 길이일 수 있다. 예를 들면, 상기 표적 서열은 약 15 내지 30개의 뉴클레오티드, 15 내지 29, 15 내지 28, 15 내지 27, 15 내지 26, 15 내지 25, 15 내지 24, 15 내지 23, 15 내지 22, 15 내지 21, 15 내지 20, 15 내지 19, 15 내지 18, 15 내지 17, 18 내지 30, 18 내지 29, 18 내지 28, 18 내지 27, 18 내지 26, 18 내지 25, 18 내지 24, 18 내지 23, 18 내지 22, 18 내지 21, 18 내지 20, 19 내지 30, 19 내지 29, 19 내지 28, 19 내지 27, 19 내지 26, 19 내지 25, 19 내지 24, 19 내지 23, 19 내지 22, 19 내지 21, 19 내지 20, 20 내지 30, 20 내지 29, 20 내지 28, 20 내지 27, 20 내지 26, 20 내지 25, 20 내지 24,20 내지 23, 20 내지 22, 20 내지 21, 21 내지 30, 21 내지 29, 21 내지 28, 21 내지 27, 21 내지 26, 21 내지 25, 21 내지 24, 21 내지 23, 또는 21 내지 22개의 뉴클레오티드 길이일 수 있다. 상술한 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 고려된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "서열을 포함하는 가닥"은, 표준 뉴클레오티드 명명법을 사용하여 지칭되는 서열로 기술되는 뉴클레오티드 사슬을 포함하는 올리고뉴클레오티드를 지칭한다.

"G", "C", "A", "T" 및 "U" 각각은 일반적으로, 염기로서, 각각 구아닌, 시토신, 아데닌, 티미딘 및 우라실을 포함하는 뉴클레오티드를 의미한다. 그러나, 용어 "리보뉴클레오티드" 또는 "뉴클레오티드"가 또한, 하기에서 추가로 상술되는 바와 같은 변형된 뉴클레오티드 또는 대용 대체 모이어티를 지칭할 수 있는 것으로 이해될 것이다(예컨대 표 2 참조). 당업자는, 이러한 대체 모이어티를 갖는 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드의 염기쌍 특성을 실질적으로 변경하지 않고, 구아닌, 시토신, 아데닌 및 우라실이 다른 모이어티에 의해 대체될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들면, 제한 없이, 그의 염기로서 이노신을 포함하는 뉴클레오티드는, 아데닌, 시토신, 또는 우라실을 포함하는 뉴클레오티드와 염기쌍을 이룰 수 있다. 따라서, 본 발명에서 특징으로 하는 dsRNA의 뉴클레오티드 서열에서, 우라실, 구아닌, 또는 아데닌을 포함하는 뉴클레오티드는, 예를 들면, 이노신을 포함하는 뉴클레오티드로 대체될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 올리고뉴클레오티드의 임의 부분의 아데닌 및 시토신은 구아닌 및 우라실에 의해 대체되어, 각각 표적 mRNA와 G-U Wobble 염기쌍을 형성할 수 있다. 이러한 대체 모이어티를 포함하는 서열은, 본 발명에서 특징으로 하는 조성물 및 방법에 적합하다.

본 명세서에서 호환적으로 사용되는 용어 "iRNA", "RNAi 제제," "iRNA 제제,", "RNA 간섭 제제(RNA interference agent)" 또는 "작은 억제성 RNA(small inhibitory RNA)" 또는 "siRNA"는, 그 용어가 본 명세서에서 정의된 바와 같은 RNA를 포함하고, RNA-유도 사일런싱 복합체(RISC) 경로를 통해, RNA 전사체의 표적 절단을 매개하는 제제를 지칭한다. iRNA는, RNA 간섭(iRNA)으로 알려진 프로세스를 통해, mRNA의 서열 특이적 분해를 유도한다. iRNA는 세포, 예컨대 포유동물 대상체와 같은 대상체의 세포에서, KHK의 발현을 조절하고, 예컨대 억제한다.

일 구현예에서, 본 발명의 iRNA 제제는, 표적 RNA의 절단을 유도하는 표적 RNA 서열, 예컨대 KHK 표적 mRNA 서열과 상호작용하는 단일 가닥 RNA를 포함한다. 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니나, 세포로 도입되는 긴 이중 가닥 RNA가 Dicer로 알려진 III형 엔도뉴클레아제에 의해, siRNA로 분해된다고 여겨진다(Sharp et al. (2001) Genes Dev. 15:485). 리보뉴클레아제-III-유사 효소인 Dicer는 dsRNA를, 특징적인 2개의 염기의 3' 오버행을 가지는 19-23개의 염기쌍의 짧은 간섭 RNA로 처리한다(Bernstein, et al., (2001) Nature 409:363). 그 후, siRNA는, 하나 이상의 헬리카아제가, 상보적 안티센스 가닥의 표적 인식 길잡이를 가능하게 하는 siRNA 이중구조를 푸는 RNA-유도 사일런신 복합체(RISC)로 혼입된다(Nykanen, et al., (2001) Cell 107:309). 적절한 표적 mRNA와의 결합시, RISC 내의 하나 이상의 엔도뉴클레아제는 표적을 절단시켜, 사일런싱을 유도한다(Elbashir, et al., (2001) Genes Dev. 15:188). 따라서, 일 양태에서, 본 발명은, 세포 내에서 생성되며, 표적 유전자, 즉, KHK 유전자의 사일런싱에 영향을 주는 RISC 복합체의 형성을 촉진시키는 단일 가닥 RNA(siRNA)를 지칭한다. 따라서, 용어 "siRNA"는 또한 전술한 바와 같은 iRNA를 지칭하는 것으로 본 명세서에서 사용된다.

또 다른 구현예에서, iRNA 제제는, 표적 mRNA의 억제를 위해, 세포 또는 유기체로 도입되는 단일 가닥 siRNA일 수 있다. 단일 가닥 iRNA 제제는, 그 후, 표적 mRNA를 절단하는 RISC 엔도뉴클레아제, 아거노트(Argonaute) 2에 결합한다. 상기 단일 가닥 siRNA는 일반적으로 15-30개의 뉴클레오티드이며, 화학적으로 변형된 것이다. 단일 가닥 siRNA의 설계 및 시험은, 그 전문이 본 명세서에 참조로 포함되는 미국 특허 제8,101,348호 및 문헌[Lima et al., (2012) Cell 150: 883-894]에 개시되어 있다. 본 명세서에서 기술되는 임의의 안티센스 뉴클레오티드 서열은, 본 명세서에서 기술되는 바와 같거나 또는 문헌[Lima et al., (2012) Cell 150;:883-894]에 기술된 방법에 의해 화학적으로 변형된 단일 가닥 siRNA로서, 사용될 수 있다.

또 다른 구현예에서, 본 발명의 조성물, 용도 및 방법에서 사용하기 위한 "iRNA"는 이중 가닥 RNA이며, 본 명세서에서 "이중 가닥 RNAi 제제," "이중 가닥 RNA(dsRNA) 분자", "dsRNA 제제" 또는 "dsRNA"로 지칭된다. 용어 "dsRNA"는, 표적 RNA, 즉, KHK 유전자에 있어서, "센스" 및 "안티센스" 방향을 가지는 것으로 지칭되는 2개의 역평행(anti-parallel)의 실질적으로 상보적인 핵산 가닥을 포함하는 듀플렉스 구조를 가지는 리보 핵산 분자의 복합체를 지칭한다. 본 발명의 일부 구현예에서, 이중 가닥 RNA(dsRNA)는, 본 명세서에서 RNA 간섭 또는 RNAi 또는 iRNA로 지칭되는 전사 후 유전자 사일런싱 메커니즘을 통해, 표적 RNA, 예컨대 mRNA의 분해를 촉발시킨다.

일반적으로, dsRNA 분자의 각각의 가닥의 대부분의 뉴클레오티드는 리보뉴클레오티드이나, 본 명세서에서 상세하게 설명된 바와 같이, 각각의 가닥 또는 양쪽 가닥은 또한, 하나 이상의 비-리보뉴클레오티드, 예컨대 데옥시리보뉴클레오티드 및/또는 변형된 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "iRNA 제제"는 화학적 변형을 가지는 리보뉴클레오티드를 포함할 수 있으며; iRNA 제제는 다수의 뉴클레오티드에서 실질적 변형을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "변형된 뉴클레오티드"는 독립적으로, 변형된 당 모이어티, 변형된 인터뉴클레오티드 결합, 및/또는 변형된 핵 염기를 가지는 뉴클레오티드를 지칭한다. 따라서, 변형된 뉴클레오티드란 용어는, 예컨대 뉴클레오시드 간 결합, 당 모이어티, 또는 핵 염기로의 작용기 또는 원자의 치환, 첨가 또는 제거를 포함한다. 본 발명의 제제에서 사용하기에 적절한 변형은, 본 명세서에서 개시되거나 또는 당업계에 공지된 모든 유형의 변형을 포함한다. siRNA 유형 분자에 사용되는 바와 같은 이러한 임의의 변형은 본 명세서 및 특허청구범위 목적상 "RNAi 제제"를 포함한다.

상기 듀플렉스 영역은 RISC 경로를 통해, 원하는 표적 RNA의 특이적 분해를 가능하게 하는 임의의 길이일 수 있으며, 약 9 내지 36개의 염기쌍 길이, 예컨대 약 15 내지 30개의 염기쌍 길이, 예를 들면, 약 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 또는 36개의 염기쌍 길이, 예를 들어 약 15 내지 30, 15 내지 29, 15 내지 28, 15 내지 27, 15 내지 26, 15 내지 25, 15 내지 24, 15 내지 23, 15 내지 22, 15 내지 21, 15 내지 20, 15 내지 19, 15 내지 18, 15 내지 17, 18 내지 30, 18 내지 29, 18 내지 28, 18 내지 27, 18 내지 26, 18 내지 25, 18 내지 24, 18 내지 23, 18 내지 22, 18 내지 21, 18 내지 20, 19 내지 30, 19 내지 29, 19 내지 28, 19 내지 27, 19 내지 26, 19 내지 25, 19 내지 24, 19 내지 23, 19 내지 22, 19 내지 21, 19 내지 20, 20 내지 30, 20 내지 29, 20 내지 28, 20 내지 27, 20 내지 26, 20 내지 25, 20 내지 24,20 내지 23, 20 내지 22, 20 내지 21, 21 내지 30, 21 내지 29, 21 내지 28, 21 내지 27, 21 내지 26, 21 내지 25, 21 내지 24, 21 내지 23, 또는 21 내지 22개의 염기쌍 길이의 범위일 수 있다. 상술한 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 고려된다.

듀플렉스 구조를 형성하는 2개의 가닥은 더 큰 하나의 RNA 분자의 상이한 부분일 수 있거나, 또는 이들은 개별 RNA 분자일 수 있다. 상기 2개의 가닥이 더 큰 하나의 분자의 일부이고, 따라서, 듀플렉스 구조를 형성하는 하나의 가닥의 3'-말단과 각각의 다른 가닥의 5'-말단 사이의 뉴클레오티드의 중단되지 않는 사슬에 의해 결합되는 경우, 상기 결합 RNA 사슬은 "헤어핀 루프(hairpin loop)"로 지칭된다. 헤어핀 루프는 하나 이상의 짝을 이루지 않는 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 헤어핀 루프는 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4, 적어도 5, 적어도 6, 적어도 7, 적어도 8, 적어도 9, 적어도 10, 적어도 20, 적어도 23개 또는 그 초과의 짝을 이루지 않는 뉴클레오티드를 포함할 수 있다.

dsRNA의 2개의 실질적 상보성 가닥이 별도의 RNA 분자에 의해 포함되는 경우, 이들 분자는 반드시 공유결합될 필요는 없으나, 공유 결합될 수 있다.

상기 2개의 가닥이 듀플렉스 구조를 형성하는 하나의 가닥의 3'-말단과 각각의 다른 가닥의 5'-말단 사이의 뉴클레오티드의 중단되지 않는 사슬 이외의 수단에 의해 공유 결합되는 경우, 상기 결합 구조는 "링커"로 지칭된다. 상기 RNA 가닥은 동일하거나 또는 상이한 수의 뉴클레오티드를 가질 수 있다. 염기쌍의 최대 개수는, dsRNA의 가장 짧은 가닥에서, 상기 듀플렉스 내에 존재하는 임의의 오버행을 제외한 뉴클레오티드의 개수이다. 상기 듀플렉스 구조에 더하여, iRNA는 하나 이상의 뉴클레오티드 오버행을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "뉴클레오티드 오버행"은, iRNA, 예컨대 dsRNA의 듀플렉스 구조로부터 돌출된 하나 이상의 짝을 이루지 않는 뉴클레오티드를 지칭한다. 예를 들면, dsRNA의 한 가닥의 3'-말단이 다른 가닥의 5'-말단 이상으로 확장되거나 또는 그 반대의 경우, 뉴클레오티드 오버행이 존재한다. dsRNA는 하나 이상의 뉴클레오티드의 오버행을 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 오버행은 2개 이상의 뉴클레오티드, 적어도 3개의 뉴클레오티드, 적어도 4개의 뉴클레오티드, 적어도 5개의 뉴클레오티드 또는 그 초과의 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 뉴클레오티드 오버행은, 데옥시뉴클레오티드/뉴클레오시드를 포함하는 뉴클레오티드/뉴클레오시드 유사체를 포함하거나 또는 그로 구성될 수 있다. 상기 오버행(들)은 센스 가닥, 안티센스 가닥 또는 그의 임의의 조합에 존재할 수 있다. 또한, 오버행의 뉴클레오티드(들)는 dsRNA의 안티센스 또는 센스 가닥 중 하나의 5'-말단, 3'-말단 또는 양쪽 말단에 존재할 수 있다.

일 구현예에서, dsRNA의 안티센스 가닥은 3'-말단 및/또는 5'-말단에서, 1 내지 10개의 뉴클레오티드, 예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 뉴클레오티드 오버행을 가진다. 일 구현예에서, dsRNA의 센스 가닥은 3'-말단 및/또는 5'-말단에서, 1 내지 10개의 뉴클레오티드, 예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 뉴클레오티드 오버행을 가진다. 또 다른 구현예에서, 오버행의 하나 이상의 뉴클레오티드는 뉴클레오시드 티오포스페이트로 대체된다.

"평활" 또는 "평활 말단(blunt end)"은 이중 가닥 iRNA 제제의 말단에 짝을 이루지 않는 뉴클레오티드, 즉 뉴클레오티드 오버행이 존재하지 않는 것을 의미한다. "평활 말단화" iRNA 제제는 그 전체 길이에 걸쳐 이중 가닥인, 즉, 분자의 어느 한쪽 말단에도 뉴클레오티드 오버행이 존재하지 않는 dsRNA이다. 본 발명의 iRNA 제제는 한쪽 말단에 뉴클레오티드 오버행을 가지는 iRNA 제제(즉, 하나의 오버행 및 하나의 평활 말단을 가지는 제제) 또는 양쪽 말단에 뉴클레오티드 오버행을 가지는 iRNA 제제를 포함한다.

용어 "안티센스 가닥" 또는 "길잡이 가닥"은, 표적 서열, 예컨대 KHK mRNA에 실질적으로 상보적인 영역을 포함하는 iRNA, 예컨대 dsRNA의 가닥을 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "상보성 영역"은, 본 명세서에서 정의된 바와 같은 서열, 예를 들면 표적 서열, 예컨대 KHK 뉴클레오티드 서열에 실질적으로 상보적인 안티센스 가닥 상의 영역을 지칭한다. 상기 상보성 영역이 표적 서열에 완전히 상보적이지 않은 경우, 미스매치는 상기 분자의 내부 또는 말단 영역에 존재할 수 있다. 일반적으로, 대부분의 용인되는 미스매치는 말단 영역, 예컨대 iRNA의 5'- 및/또는 3'-말단의 5, 4, 3, 또는 2개의 뉴클레오티드 내에 존재한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "센스 가닥," 또는 "운송 가닥(passenger strand)"은, 용어가 본 명세서에서 정의되는 바와 같이, 안티센스 가닥의 영역에 실질적으로 상보적인 영역을 포함하는 iRNA의 가닥을 지칭한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "절단 영역"은, 절단부위에 바로 인접한 위치의 영역을 지칭한다. 상기 절단부위는, 절단이 발생하는 표적 상의 부위이다. 일부 구현예에서, 상기 절단 영역은 상기 절단부위의 어느 한쪽 말단 및 바로 인접한 위치에 3개의 염기를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 절단 영역은 상기 절단부위의 어느 한쪽 말단 및 바로 인접한 위치에 2개의 염기를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 절단부위는, 안티센스 가닥의 뉴클레오티드 10 및 11에 의해 결합된 부위에서 특이적으로 발생하며, 절단 영역은 뉴클레오티드 11, 12 및 13을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "상보적"은, 달리 언급되지 않는 한, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 제1 뉴클레오티드 서열을 제2 뉴클레오티드 서열과 관련하여 기술하는데 사용되는 경우, 소정의 조건하에서, 제2 뉴클레오티드 서열을 포함하는 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드와 하이브리드화되어, 듀플렉스 구조를 형성하는 제1 뉴클레오티드 서열을 포함하는 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드의 능력을 지칭한다. 이러한 조건은, 예를 들어, 12 내지 16 시간 동안 50℃ 또는 70℃에서 400 mM NaCl, 40 mM PIPES pH 6.4, 1 mM EDTA 후, 세척 단계를 포함할 수 있는 엄격한 조건일 수 있다(예컨대 문헌["Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Sambrook, et al. (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press] 참조). 기타 조건, 예를 들어, 유기체 내에서 접할 수 있는 생리학적 연관 조건이 적용될 수 있다. 당업자는, 하이브리드화 뉴클레오티드의 최후 용도에 따라, 2개의 서열의 상보성 시험에 가장 적절한 조건 군을 결정할 수 있다.

iRNA, 예컨대 본 명세서에서 개시되는 바와 같은 dsRNA 내의 상보적 서열은, 한쪽 또는 양쪽 뉴클레오티드 서열의 전체 길이에 걸쳐, 제1 뉴클레오티드 서열을 포함하는 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드와 제2 뉴클레오티드 서열을 포함하는 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드의 염기쌍 형성을 포함한다. 이러한 서열은 본 명세서에서 서로와 관련하여 "완전히 상보적인" 것으로 지칭될 수 있다. 그러나, 제1 서열이 본 명세서에서 제2 서열과 관련하여, "실질적으로 상보적인" 것으로 지칭되는 경우, 이들의 최종적인 용도, 예를 들어, RISC 경로를 통한 유전자 발현의 억제에 가장 적합한 조건하에서, 하이브리드화 능력을 보유하면서, 상기 2개의 서열은 완전히 상보적일 수 있거나, 또는 이들은 하이브리드화시, 최대 30개의 염기쌍의 듀플렉스에 대해, 하나 이상, 그러나 통상 5, 4, 3 또는 2개 이하의 미스매치 염기쌍을 형성할 수 있다. 그러나 2개의 올리고뉴클레오티드가, 하이브리드화시, 하나 이상의 단일 가닥 오버행을 형성하도록 설계되는 경우, 이러한 오버행은 상보성 결정과 관련하여 미스매치로 간주하지 않는다. 예를 들면, 21개의 뉴클레오티드 길이의 하나의 올리고뉴클레오티드 및 23개의 뉴클레오티드 길이의 또 다른 올리고뉴클레오티드를 포함하고, 더 긴 올리고뉴클레오티드가, 더 짧은 올리고뉴클레오티드에 완전히 상보적인 21개의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 dsRNA는 여전히, 본 명세서에서 개시되는 목적을 위해, "완전히 상보적인" 것으로 언급할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "상보적인" 서열은, 그의 하이브리드화 능력과 관련된 상기 필요조건이 충족되는 한, 비천연 및 변형 뉴클레오티드로부터 형성되는 염기쌍 및/또는 비-웨스턴-클릭 염기쌍(non-Watson-Crick base pairs) 으로부터 완전하게 형성될 수 있거나 또는 그를 포함할 수 있다. 이러한 비-웨스턴-클릭 염기쌍에는, 이에 제한되는 것은 아니나, G:U Wobble 또는 Hoogstein 염기쌍이 포함된다.

본 명세서의 용어 "상보적인", "완전하게 상보적인" 및 "실질적으로 상보적인"은, 그의 사용 문맥상 이해되는 바와 같이, dsRNA의 센스 가닥과 안티센스 가닥 사이 또는 iRNA 제제의 안티센스 가닥과 표적 서열 사이에 일치하는 염기와 관련하여 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 메신저 RNA(mRNA)의 "적어도 일부에 실질적으로 상보적"인 폴리뉴클레오티드는 관심 대상 mRNA(예컨대 KHK를 인코딩하는 mRNA)의 인접 부분에 실질적으로 상보적인 폴리뉴클레오티드를 지칭한다. 예를 들면, 그 서열이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 연속 부분에 실질적으로 상보적인 폴리뉴클레오티드는 KHK mRNA의 적어도 일부에 상보성이다.

일반적으로, 각각의 가닥의 뉴클레오티드 대부분은 리보뉴클레오티드이나, 본 명세서에서 상세히 개시되는 바와 같이, 각각의 가닥 또는 양쪽 가닥은 또한, 하나 이상의 비리보뉴클레오티드, 예컨대 데옥시리보뉴클레오티드 및/또는 변형된 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 또한, "iRNA"는 화학적으로 변형된 리보뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 이러한 변형은 본 명세서에 개시되거나 또는 당업계에 공지된 변형의 모든 유형을 포함할 수 있다. iRNA 분자에서 사용되는 이러한 임의의 변형은 본 명세서 및 특허청구범위의 목적상 "iRNA"에 포함된다.

본 발명의 일 양태에서, 본 발명의 방법 및 조성물에서 사용하기 위한 제제는, 안티센스 억제 메커니즘을 통해, 표적 mRNA를 억제하는 단일 가닥 안티센스 올리고뉴클레오티드 분자이다. 상기 단일 가닥 안티센스 올리고뉴클레오티드 분자는 표적 mRNA 내의 서열에 상보적이다. 상기 단일 가닥 안티센스 올리고뉴클레오티드는, mRNA와 염기쌍을 이루고, 번역 기구(translation machinery)를 물리적으로 방해하여, 화학량론적 방식으로 번역을 억제할 수 있다. 문헌[Dias, N. et al., (2002) Mol Cancer Ther 1:347-355]을 참조한다. 상기 단일 가닥 안티센스 올리고뉴클레오티드 분자 약 15 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이일 수 있으며, 표적 서열에 상보적인 서열을 가진다. 예를 들면, 상기 단일 가닥 안티센스 올리고뉴클레오티드 분자는, 본 명세서에서 기술되는 안티센스 서열 중 어느 하나의 적어도 약 15, 16, 17, 18, 19, 20개 또는 그 초과의 인접 뉴클레오티드인 서열을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "억제하는"는 "감소하는", "사일런싱하는", "하향 조절하는", "저해하는" 및 기타 유사어와 호환적으로 사용되며, 임의의 수준의 억제를 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 문구 "KHK의 발현을 억제하는"에는, KHK 단백질을 인코딩하는 KHK 유전자의 변이체 또는 돌연변이뿐만 아니라, KHK 유전자(예를 들어, 예컨대 마우스 KHK 유전자, 랫트 KHK 유전자, 원숭이 KHK 유전자, 또는 인간 KHK 유전자)의 발현의 억제가 포함된다.

"KHK 유전자의 발현의 억제"에는 KHK 유전자의 임의의 수준의 억제, 예컨대 KHK 유전자의 발현의 적어도 일부 억제, 예를 들어 적어도 약 5%, 적어도 약 10%, 적어도 약 15%, 적어도 약 20%, 적어도 약 25%, 적어도 약 30%, 적어도 약 35%, 적어도 약 40%, 적어도 약 45%, 적어도 약 50%, 적어도 약 55%, 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 91%, 적어도 약 92%, 적어도 약 93%, 적어도 약 94%, 적어도 약 95%, 적어도 약 96%, 적어도 약 97%, 적어도 약 98%, 또는 적어도 약 99%의 억제가 포함된다.

KHK 유전자의 발현은 KHK 유전자 발현, 예컨대 KHK mRNA 수준, 또는 KHK 단백질 수준과 관련된 임의의 변수의 수준을 기반으로 하여 평가할 수 있다. 대조군 수준과 비교하여, 하나 이상의 이들 변수의 절대 수준 또는 상대 수준의 저하에 의해, 억제를 평가할 수 있다. 대조군 수준은, 당업계에서 사용되는 임의의 유형의 대조군 수준, 예컨대 투여 전 기준선 수준 또는, 대조군(예를 들어, 완충액 단독 대조군 또는 비활성 물질 대조군)으로 처리되거나 또는 처리되지 않은 유사한 대상체, 세포 또는 샘플에서 측정된 수준일 수 있다.

일 구현예에서, KHK 유전자의 발현의 적어도 일부 억제는, 동일하게 처리되지 않은 제1 세포 또는 세포군(대조군 세포)과 실질적으로 동일한 제2 세포 또는 세포군과 비교하여, KHK 유전자의 발현이 억제되도록 처리된, KHK 유전자가 전사되는 제1 세포 또는 세포군에서 분리 또는 검출될 수 있는 KHK mRNA의 양의 감소에 의해 평가한다. 억제 정도는

{(대조군 세포의 mRNA)-(처리 세포의 mRNA)}/(대조군 세포의 mRNA)x100%

으로 표현될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 문구 dsRNA와 같은 "iRNA 제제와 세포의 접촉"에는 임의의 가능한 수단에 의한 세포의 접촉이 포함된다. iRNA 제제와 세포의 접촉에는, iRNA 제제와 세포의 시험관 내 접촉 또는 iRNA 제제와 세포의 생체 내 접촉이 포함된다. 상기 접촉 단계는 직접적이거나 또는 간접적으로 실시될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 상기 RNAi 제제가 상기 방법의 개별적 수행에 의해, 세포와의 물리적 접촉에 적용될 수 있거나, 또는 대안적으로, iRNA 제제가, 이어서 세포와의 접촉을 야기하거나 또는 그를 가능하게 하는 상황에 적용될 수 있다.

세포의 시험관 내 접촉은, 예를 들면, iRNA 제제를 이용하여, 세포를 인큐베이션함으로써, 실시될 수 있다. 세포의 생체 내 접촉은, 예를 들면, 세포가 위치하는 조직 내에 또는 그 주위에 iRNA 제제를 주입함으로써, 또는, 상기 제제가 추후, 접촉 세포가 위치하는 조직에 도달되도록, 또 다른 부위, 예컨대 혈류 또는 피하 공간으로 iRNA 제제를 주입함으로써, 실시될 수 있다. 예를 들면, iRNA 제제는 관심 대상 부위, 예컨대 간에서, iRNA 제제를 검출하는 리간드, 예컨대 GalNAc3을 포함할 수 있고/있거나 그에 커플링될 수 있다. 시험관 내 및 생체 내 접촉 방법의 조합이 또한 가능하다. 예를 들면, 세포는 또한, iRNA 제제과 시험관 내에서 접촉될 수 있고, 그 후, 대상체로 이식될 수 있다.

일 구현예에서, 세포를 iRNA와 접촉시키는 것은, 세포로의 섭취 또는 흡수를 촉진하거나 또는 그를 수행함으로써, "iRNA를 세포내로 전달하는" 또는 "도입하는 "을 포함한다. iRNA의 흡수 또는 섭취는, 비지원 확산 또는 활성 세포 과정을 통하거나 또는 보조 제제 또는 장치에 의해 발생할 수 있다. iRNA의 세포로의 도입은 시험관 내 및/또는 생체 내에서 이루어질 수 있다. 예를 들면, 생체 내 도입의 경우, iRNA는 조직 부위로 주입될 수 있거나 또는 전신 투여될 수 있다. 생체 내 전달은 또한, 그의 전체가 본 명세서에서 참조로서 포함되는 미국 특허 제5,032,401호 및 제5,607,677호, 및 미국 공보 제2005/0281781호에 개시된 것과 같은 베타 글루칸 전달계에 의해 실시될 수 있다. 세포로의 시험관 내 도입에는 전기천공법 및 리포펙션(lipofection)과 같은 당업계에 공지된 방법이 포함된다. 추가적 접근 방식이 본 명세서의 하기에서 개시되고/거나 당업계에 공지되어 있다.

용어 "지질 나노입자" 또는 "LNP"는 핵산 분자와 같은 약제학적 활성 분자, 예컨대 iRNA 또는, iRNA가 전사되는 플라스미드를 캡슐화하는 지질 층을 포함하는 소낭(vesicle)이다. LNP는, 예를 들면, 그의 전체가 본 명세서에서 참조로서 포함되는 미국 특허 제6,858,225호, 제6,815,432호, 제8,158,601호, 및 제8,058,069호에 기술되어 있다.

본 명세서에서 사용되는 "대상체"는 영장류(예를 들어 인간, 비 인간 영장류, 예컨대 원숭이, 및 침팬지), 비 영장류(예를 들어 소, 돼지, 낙타, 라마, 말, 염소, 토끼, 양, 햄스터, 기니피그, 고양이, 개, 랫트, 마우스, 말, 및 고래), 또는 조류(예컨대 오리 또는 거위)를 비롯한 포유동물과 같은 동물이다. 일 구현예에서, 상기 대상체는 인간, 예를 들어, KHK 발현의 감소가 유리한 질환, 장애 및/또는 병증을 위해, 치료 또는 평가되는 인간; 케토헥소키나제 발현의 감소가 유리한 질환, 장애 및/또는 병증의 위험이 있는 인간; 케토헥소키나제 발현의 감소가 유리한 질환, 장애 및/또는 병증을 가지는 인간이다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "~를 치료하는" 또는 "치료"는, 이에 제한되는 것은 아니나, 검출성인지 비검출성인지와 상관없이, 원치않는 케토헥소키나제 활성화와 관련된 하나 이상의 증상(예컨대 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염)), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방세포 기능장애, 내장지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망)의 완화 또는 경감; 케토헥소키나제 활성과 연관된 하나 이상의 질환, 장애 및/또는 병증의 안정화(즉, 악화되지 않음); 원치않는 케토헥소키나제 활성(예컨대 요산 생성의 증가 및 지방질 생합성의 활성화로 이어지는 프럭토스의 인산화)의 경감 또는 일시적 완화(palliation)를 비롯한 유리하거나 또는 바람직한 결과를 지칭한다. "치료"는 또한 치료하지 않은 상태에서 예상되는 생존에 비해 생존기간을 연장하는 것을 의미할 수 있다.

결과적으로, KHK 경로를 통한 프럭토스 대사로부터 초래되는 임의의 증상의 감소 또는 경감에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 지방간, 지방 간염, 높은 혈압, 고혈압(hypertension), 고콜레스테롤, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고지혈증, 고중성지방혈증, 신장 질환, 대사 증후군, 과도한 설탕 갈망, 섭식 장애, 식후 고중성지방혈증, 지방간 관련 병증(hepatosteatosis), 통풍, 당뇨병, 급성 신장 장애, 관형 기능 장애, 인슐린 내성 및 비만을 포함하는 군에 포함되는 임의의 하나 이상의 증상의 감소 또는 경감이 포함된다. 일부 구현예에서, KHK 관련질환, 장애 또는 병증의 감소 또는 경감은 지방간 연관 병증, 과잉 체지방, 비만, 고 콜레스테롤, 고혈압 또는 높은 혈압의 감소를 의미한다.

질환 마커 또는 증상으로서, 또는 대상체에서의 케토헥소키나제 활성 수준과 관련하는 용어 "축소(lower)"는 이러한 수준의 통계적 유의 수준의 저하를 지칭한다. 상기 저하는, 예를 들면, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 그 초과일 수 있으며, 바람직하게는 이러한 장애가 없는 개체에서, 정상 범위 내로서 인정되는 수준으로 하락된다.

본 명세서에서 사용되는 "예방" 또는 "~를 예방하는"은, KHK 유전자의 발현의 감소가 유리한 그의 질환, 장애 또는 병증과 관련하여 사용되는 경우, 대상체에서, 예를 들면, 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방 세포 기능 장애, 내장 지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 초래하는 요산 생성의 증가 및 지방질 생합성의 활성화와 같은 프럭토스-1-포스페이트로의 프럭토스의 인산화의 증상과 같은 질환, 장애, 또는 병증과 연관된 증상이 발생할 가능성의 감소를 지칭한다. 이들 질환, 장애 및 또는 병증 전부 또는 이들 중 임의의 것의 하나 이상의 위험 인자를 가지는 대상체에서, 질환, 장애 및/또는 병증이 발생하지 않거나 또는, 동일한 위험 인자를 가지며, 본 명세서에서 개시된 바와 같은 치료를 받지 않은 집단에 비하여, 경미한 정도로, 질환, 장애 및/또는 병증이 발생하는 경우, 이들 질환, 장애 및/또는 병증 전부 또는 이들 중 임의의 것의 발생 가능성이 감소한다. 질환, 장애 및/또는 병증 발생의 실패 또는, 이러한 질환, 장애 및/또는 병증과 연관된 증상 발생의 감소(예컨대 그러한 질환 또는 장애의 임상 인정 척도의 적어도 약 10%) 또는 증상의 지연(예컨대 수일, 수주, 수개월 또는 수년)이 효과적인 예방으로 고려된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "케토헥소키나제 관련 질환"은 케토헥소키나제 유전자 또는 단백질과 관련되거나 또는 그에 의해 야기되는 질환, 장애 또는 병증, 예컨대 프럭토스-1-포스페이트로의 프럭토스의 인산화와 관련되거나 또는 그에 의해 야기되는 질환, 장애 또는 병증이다. 이러한 질환은 전형적으로, 지방질 생합성의 활성화 및 요산 생성의 증가와 관련된다. 케토헥소키나제 관련 질환의 비제한 예에는 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방 세포 기능 장애, 내장 지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망이 포함된다.

본 명세서에서 사용되는 "치료학적 유효량"은, KHK 관련 질환 또는 장애를 가지는 대상체에 투여되는 경우, (예컨대 상기 질환 또는, 상기 질환의 하나 이상의 증상의 감퇴 또는 경감에 의해) 상기 질환 또는 장애의 효과적 치료에 충분한 iRNA 제제의 양을 포함하는 것으로 의도된다. "치료학적 유효량"은 RNAi 제제, 상기 제제의 투여 방법, 질환 및 그의 중증도 및 병력, 연령, 체중, 가족력, 유전적 소양, 존재하는 경우, 선행 치료 또는 병행 치료의 유형, 치료 대상체의 기타 개별적 특성에 따라, 달라질 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "치료학적 유효량"은, KHK 관련 질환이 있으나, 아직(또는, 최근에) 상기 잘환의 증상을 경험하거나 또는 그러한 증상이 나타나지 않은 대상체 및/또는 KHK 관련 질환, 예컨대 간 질환, 이상지질혈증, 혈당 조절 장애, 심혈관 질환, 신장 질환, 대사 증후군, 및/또는 비만의 발생 위험이 있는 대상체에 투여되는 경우, 상기 질환 또는, 상기 질환의 하나 이상의 증상의 예방 또는 경감에 충분한 iRNA 제제의 양을 포함하는 것으로 의도된다. 상기 질환의 경감에는 상기 질환 경과의 지연 또는 후속 발생 질환의 중증도의 감소가 포함된다. "예방학적 유효량"은 iRNA 제제, 상기 제제의 투여 방법, 질환 위험 정도 및 병력, 연령, 체중, 가족력, 유전적 소양, 존재하는 경우, 선행 치료 또는 병행 치료의 유형, 치료 환자의 기타 개별적 특성에 따라, 달라질 수 있다.

"치료학적 유효량" 또는 "예방학적 유효량"에는 또한, 임의의 치료에 적용 가능한 합리적 이익/위험 비율에서, 일부 바람직한 국소 또는 전신 효과를 생성하는 RNAi 제제의 양이 포함된다. 본 발명의 방법에 사용되는 iRNA 제제는 이러한 치료에 적용 가능한 합리적 이익/위험 비율을 생성하기에 충분한 양으로 투여될 수 있다. 문구 "약제학적으로 허용 가능한"은 본 명세서에서, 건전한 의학적 판단의 범위 내에서, 합리적 이익/위험 비율에 부합하는 것으로서, 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 또는 기타 문제 또는 합병증 없이, 인간 대상체 및 동물 대상체의 조직과의 접촉 사용에 적절한 이들 화합물, 재료, 조성물 및/또는 투여 형태를 지칭하는 것으로 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 문구 "약제학적으로 허용 가능한 담체"는, 대상체에서, 하나의 기관 또는 신체의 일부로부터, 또 다른 기관 또는 신체의 일부로의 화합물의 전달 또는 운송에 포함되는 액체 또는 고체 충전제, 희석제, 부형제, 제조 보조제(예컨대 윤활제, 탈크 마그네슘, 칼슘 또는 스테아르산 아연, 또는 스테아르산) 또는 용매 캡슐화 재료와 같은 약제학적으로 허용 가능한 재료, 조성물 또는 비히클을 의미한다. 각각의 담체는, 제형의 다른 구성성분과 호환성이며, 치료 대상체에 유해하지 않다는 관점에서, "허용 가능한" 것이어야 한다. 약제학적으로 허용 가능한 담체로서 작용할 수 있는 재료의 일부 예에는: (1) 당, 예를 들어 락토스, 글루코스 및 수크로오스; (2) 전분, 예를 들어 옥수수 전분 및 감자 전분; (3) 셀룰로오스 및 그의 유도체, 예를 들어 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스 및 셀룰로오스 아세테이트; (4) 분말 트래거캔스; (5) 맥아; (6) 젤라틴; (7) 윤활제, 예를 들어 마그네슘 스테이트, 소듐 라우릴 설페이트 및 탈크; (8) 부형제, 예를 들어 코코아 버터 및 좌약 왁스; (9) 오일, 예를 들어 땅콩 유, 면실유, 홍화 유, 참기름, 올리브유, 옥수수유 및 대두 유; (10) 글리콜, 예를 들어 프로필렌 글리콜; (11) 폴리올, 예를 들어 글리세린, 소르비톨, 만니톨 및 폴리에틸렌 글리콜; (12) 에스테르, 예를 들어 에틸 올레이트 및 에틸 라우레이트; (13) 한천; (14) 완충제, 예를 들어 마그네슘 히드록사이드 및 알루미늄 히드록사이드; (15) 알긴산; (16) 발열 물질-무함유 물; (17) 등장성 식염수; (18) 링거액; (19) 에틸 알코올; (20) pH 완충액; (21) 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및/또는 폴리안하이드라이드; (22) 증량제, 예를 들어 폴리펩티드 및 아미노산 (23) 혈청 성분, 예를 들어 혈청 알부민, HDL 및 LDL; 및 (22) 약제학적 제형에 사용되는 기타 무독성 호환성 제제가 포함된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "샘플"에는, 대상체 내에 존재하는 유체, 세포, 또는 조직뿐만 아니라, 대상체로부터 분리된 유사한 유체, 세포, 조직의 집합이 포함된다. 생물학적 유체의 예에는 혈액, 혈청 및 장막 유체, 혈장, 소변, 림프, 뇌척수액, 안구 액, 침 등이 포함된다. 조직 샘플에는 조직, 기관 또는 국소 영역으로부터의 샘플이 포함될 수 있다. 예를 들면, 샘플은 특정 기관, 기관의 일부 또는 이들 기관 내의 유체 또는 세포로부터 유래할 수 있다. 특정 구현예에서, 샘플은 간(예컨대 전체 간 또는 간의 특정 절편 또는 간의 특정 유형의 세포, 예컨대 간세포)으로부터 유래할 수 있다. 바람직한 구현예에서, "대상체로부터 유래하는 샘플"은 대상체로부터 채혈된 혈액 또는 혈장을 지칭한다. 추가적 구현예에서, "대상체로부터 유래하는 샘플"은 대상체로부터 유래하는 간 조직(또는, 그의 하위 성분)을 지칭한다.

II. 본 발명의 iRNA

본 발명은 또한, KHK 유전자의 발현을 억제하는 iRNA를 제공한다. 일 구현예에서, iRNA 제제에는, 세포에서, 예를 들어 이에 제한되는 것은 아니나, 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방 세포 기능 장애, 내장 지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 비롯한 KHK 관련 질환 또는 장애를 가지는 대상체, 예컨대 인간과 같은 포유동물 내의 세포에서, KHK 유전자의 발현을 억제하기 위한 이중가닥 리보 핵산(dsRNA) 분자가 포함된다. dsRNA는, KHK 유전자의 발현시 형성되는 mRNA의 적어도 일부에 상보성인 영역을 가지는 안티센스 가닥을 포함한다. 상기 상보성 영역은 약 30개의 뉴클레오티드 또는 그 이하의 길이(예컨대 약 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19 또는 18개의 뉴클레오티드 또는 그 미만의 길이)이다. KHK 유전자를 발현하는 세포와의 접촉시, iRNA는, 예를 들면, 웨스턴 블로팅 또는 유세포 기법을 이용한 면역형광 분석과 같은 PCR 또는 분지형 DNA(bDNA)-기반 방법, 또는 단백질-기반 방법에 의해 분석되는 바와 같이, KHK 유전자의 발현(예컨대 인간, 영장류, 비영장류 또는 조류 KHK 유전자)를 적어도 약 10% 억제한다.

dsRNA는, 상보적이며, dsRNA가 사용되는 조건하에서 하이브리드화하여, 듀플렉스 구조를 형성하는 2개의 RNA 가닥을 포함한다. dsRNA의 한 가닥(안티센스 가닥)은 표적 서열에 실질적으로 상보적이고, 일반적으로 완전히 상보적인 상보성 영역을 포함한다. 상기 표적 서열은, KHK 유전자의 발현 과정에서 형성되는 mRNA의 서열로부터 유래할 수 있다. 다른 가닥(센스 가닥)은, 적절한 조건하에서, 조합되는 경우, 2개의 가닥이 하이브리드화하여, 듀플렉스 구조를 형성하도록, 안티센스 가닥에 상보적인 영역을 포함한다. 본 명세서의 기타 부분에서 개시되고, 당업계에 공지된 바와 같이, 상기 dsRNA의 상보적 서열은 또한, 각각의 올리고뉴클레오티드와는 반대로, 단일 핵산 분자의 자체-상보적 영역(self-complementary region)으로서 포함될 수 있다.

일반적으로, 상기 듀플렉스 구조는 15 내지 30개의 염기쌍 길이, 예컨대 15 내지 29, 15 내지 28, 15 내지 27, 15 내지 26, 15 내지 25, 15 내지 24, 15 내지 23, 15 내지 22, 15 내지 21, 15 내지 20, 15 내지 19, 15 내지 18, 15 내지 17, 18 내지 30, 18 내지 29, 18 내지 28, 18 내지 27, 18 내지 26, 18 내지 25, 18 내지 24, 18 내지 23, 18 내지 22, 18 내지 21, 18 내지 20, 19 내지 30, 19 내지 29, 19 내지 28, 19 내지 27, 19 내지 26, 19 내지 25, 19 내지 24, 19 내지 23, 19 내지 22, 19 내지 21, 19 내지 20, 20 내지 30, 20 내지 29, 20 내지 28, 20 내지 27, 20 내지 26, 20 내지 25, 20 내지 24,20 내지 23, 20 내지 22, 20 내지 21, 21 내지 30, 21 내지 29, 21 내지 28, 21 내지 27, 21 내지 26, 21 내지 25, 21 내지 24, 21 내지 23, 또는 21 내지 22개의 염기쌍 길이이다. 상술한 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 고려된다.

유사하게, 상기 표적 서열에 상보성인 영역은 15 내지 30개의 뉴클레오티드 길이, 예컨대 15 내지 29, 15 내지 28, 15 내지 27, 15 내지 26, 15 내지 25, 15 내지 24, 15 내지 23, 15 내지 22, 15 내지 21, 15 내지 20, 15 내지 19, 15 내지 18, 15 내지 17, 18 내지 30, 18 내지 29, 18 내지 28, 18 내지 27, 18 내지 26, 18 내지 25, 18 내지 24, 18 내지 23, 18 내지 22, 18 내지 21, 18 내지 20, 19 내지 30, 19 내지 29, 19 내지 28, 19 내지 27, 19 내지 26, 19 내지 25, 19 내지 24, 19 내지 23, 19 내지 22, 19 내지 21, 19 내지 20, 20 내지 30, 20 내지 29, 20 내지 28, 20 내지 27, 20 내지 26, 20 내지 25, 20 내지 24,20 내지 23, 20 내지 22, 20 내지 21, 21 내지 30, 21 내지 29, 21 내지 28, 21 내지 27, 21 내지 26, 21 내지 25, 21 내지 24, 21 내지 23, 또는 21 내지 22개의 뉴클레오티드 길이이다. 상술한 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 고려된다.

일부 구현예에서, 상기 dsRNA는 약 15 내지 약 20개의 뉴클레오티드 길이, 또는 약 25 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이다. 일반적으로, 상기 dsRNA는 Dicer 효소의 기질로서 작용하기에 충분한 길이이다. 예를 들면, 약 21 내지 23개의 뉴클레오티드 길이보다 긴 dsRNA가 Dicer의 기질로서 작용할 수 있다는 것이 당업계에 잘 알려져 있다. 당업자가 또한 인지하는 바와 같이, 절단 표적 RNA 영역은 대부분 종종 더 큰 RNA 분자, 종종 mRNA 분자의 일부일 것이다. 관련된 경우, mRNA 표적의 "일부"는 iRNA-유도성 절단(즉, RISC 경로를 통한 절단)의 기질이 될 수 있는 충분한 길이의 mRNA 표적의 인접 서열이다.

당업자는 또한, 듀플렉스 영역, 예컨대 약 9 내지 36개의 염기쌍, 예컨대 약 10 내지 36, 11 내지 36, 12 내지 36, 13 내지 36, 14 내지 36, 15 내지 36, 9 내지 35, 10 내지 35, 11 내지 35, 12 내지 35, 13 내지 35, 14 내지 35, 15 내지 35, 9 내지 34, 10 내지 34, 11 내지 34, 12 내지 34, 13 내지 34, 14 내지 34, 15 내지 34, 9 내지 33, 10 내지 33, 11 내지 33, 12 내지 33, 13 내지 33, 14 내지 33, 15 내지 33, 9 내지 32, 10 내지 32, 11 내지 32, 12 내지 32, 13 내지 32, 14 내지 32, 15 내지 32, 9 내지 31, 10 내지 31, 11 내지 31, 12 내지 31, 13 내지 32, 14 내지 31, 15 내지 31, 15 내지 30, 15 내지 29, 15 내지 28, 15 내지 27, 15 내지 26, 15 내지 25, 15 내지 24, 15 내지 23, 15 내지 22, 15 내지 21, 15 내지 20, 15 내지 19, 15 내지 18, 15 내지 17, 18 내지 30, 18 내지 29, 18 내지 28, 18 내지 27, 18 내지 26, 18 내지 25, 18 내지 24, 18 내지 23, 18 내지 22, 18 내지 21, 18 내지 20, 19 내지 30, 19 내지 29, 19 내지 28, 19 내지 27, 19 내지 26, 19 내지 25, 19 내지 24, 19 내지 23, 19 내지 22, 19 내지 21, 19 내지 20, 20 내지 30, 20 내지 29, 20 내지 28, 20 내지 27, 20 내지 26, 20 내지 25, 20 내지 24,20 내지 23, 20 내지 22, 20 내지 21, 21 내지 30, 21 내지 29, 21 내지 28, 21 내지 27, 21 내지 26, 21 내지 25, 21 내지 24, 21 내지 23, 또는 21 내지 22개의 염기쌍의 듀플렉스 영역이 dsRNA의 주요 기능성 부분이라는 것을 인지할 것이다. 따라서, 일 구현예에서, 절단을 위해, 원하는 RNA를 표적으로 하는, 예컨대 15 내지 30개의 염기쌍의 기능성 듀플렉스로 처리되는 경우, 30개의 염기쌍보다 더 큰 듀플렉스 영역을 가지는 RNA 분자 또는, RNA 분자의 복합체가 dsRNA이다. 따라서, 당업자는 일 구현예에서, miRNA가 dsRNA라는 것을 인식할 것이다. 또 다른 구현예에서, dsRNA는 자연 발생 miRNA가 아니다. 또 다른 구현예에서, 표적 KHK 발현에 유용한 iRNA 제제는 더 큰 dsRNA의 절단에 의해, 표적 세포에서 생성되지 않는다.

dsRNA는 본 명세서에서 기술되는 바와 같이 하나 이상의 단일 가닥 뉴클레오티드 오버행, 예컨대 1, 2, 3 또는 4개의 뉴클레오티드를 추가로 포함할 수 있다. 하나 이상의 뉴클레오티드 오버행을 가지는 dsRNA는 그의 평활 말단 반대편에 비해서, 예상 밖의 월등한 억제 특성을 가질 수 있다. 뉴클레오티드 오버행은 데옥시뉴클레오티드/뉴클레오시드를 포함하는 뉴클레오티드/뉴클레오시드 유사체를 포함하거나 또는 그로 구성될 수 있다. 상기 오버행(들)은 센스 가닥, 상기 안티센스 가닥 또는 그의 임의의 조합에 존재할 수 있다. 또한, 오버행의 뉴클레오티드(들)은 dsRNA의 안티센스 또는 센스 가닥 중 어느 하나의 5'-말단, 3'-말단 또는 양쪽 말단에 존재할 수 있다.

dsRNA는, 이하에 더욱 논의되는 바와 같은 당업계에 공지된 표준 방법에 의해, 예컨대 Biosearch, Applied Biosystems, Inc.에서 상업적으로 입수할 수 있는 것과 같은 자동 DNA 합성기를 사용하여 합성할 수 있다.

본 발명의 iRNA 화합물은 2개 단계 절차를 사용하여 제조할 수 있다. 첫째로, 이중 가닥 RNA 분자의 각각의 가닥을 개별적으로 제조한다. 그 후, 성분 가닥을 어닐링한다. siRNA iRNA 화합물의 각각의 가닥은 용액 상 또는 고체 상 유기 합성 또는 둘 모두를 사용하여 제조할 수 있다. 유기 합성은, 비천연 또는 변형 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 가닥이 용이하게 제조될 수 있다는 이점을 제공한다. 본 발명의 단일 가닥 올리고뉴클레오티드는 용액 상 또는 고체 상 유기 합성 또는 둘 모두를 사용하여 제조할 수 있다.

일 양태에서, 본 발명의 dsRNA는 2개 이상의 뉴클레오티드 서열, 센스 서열 및 안티-센스 서열을 포함한다. 센스 가닥은 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에서 제공되는 서열 군으로부터 선택되고, 상기 센스 가닥의 해당 안티센스 가닥은 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에서 제공되는 서열 군으로부터 선택된다. 이러한 양태에서, 2개의 서열 중 하나는 2개의 서열 중 다른 것에 상보적이며, 서열 중 하나는, KHK 유전자의 발현 과정에서 생성되는 mRNA 서열에 실질적으로 상보적이다. 그리하여, 이러한 양태에서, 상기 dsRNA는, 하나의 올리고뉴클레오티드가 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에서 센스 가닥으로서 기술되며, 제2 올리고뉴클레오티드가 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에서 센스 가닥의 해당 안티센스 가닥으로 기술되는 2개의 올리고뉴클레오티드를 포함할 것이다. 일 구현예에서, 상기 dsRNA의 실질적으로 상보적인 서열이 각각의 올리고뉴클레오티드에 포함된다. 또 다른 구현예에서, 상기 dsRNA의 실질적 상보적 서열이 단일 올리고뉴클레오티드에 포함된다.

당업자는, 약 20 내지 23개의 염기쌍, 예컨대 21개 염기쌍의 듀플렉스 구조를 가지는 dsRNA가 RNA 간섭을 유도하는 데 특히 효과적인 것으로 서술되었다는 것을 잘 알고 있을 것이다(Elbashir et al., EMBO 2001, 20:6877-6888). 그러나, 다른 연구자들은, 더 짧거나 또는 더 긴 RNA 듀플렉스 구조가 또한 효과적일 수 있다는 것을 발견하였다(Chu and Rana (2007) RNA 14:1714-1719; Kim et al. (2005) Nat Biotech 23:222-226). 전술된 구현예에서, 올리고뉴클레오티드 서열의 특성 관점에서, 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에서 제공된다. 본 명세서에서 기술되는 dsRNA는 최소 21개의 뉴클레오티드 길이의 하나 이상의 가닥을 포함할 수 있다. 한쪽 또는 양쪽 말단에서, 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에서 제공되는 서열 중 하나에서 단지 소수의 뉴클레오티드를 제외한 서열을 가지는 더 짧은 듀플렉스가 전술한 dsRNA와 비교하여, 유사하게 효과적일 수 있다는 것을 적정하게 예상할 수 있다. 따라서, 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에서 제공되는 서열 중 하나로부터 유래하는 적어도 15, 16, 17, 18, 19, 20개, 또는 그 초과의 인접 뉴클레오티드의 서열을 가지며, 약 5, 10, 15, 20, 25, 또는 30% 이하의 억제로서, KHK 유전자의 발현을 억제하는 그의 능력면에서, 완전한 서열을 포함하는 dsRNA와 상이한 dsRNA가 본 발명의 범위 내로 고려된다.

또한, 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에서 제공되는 RNA는, RISC-매개 절단에 민감한 KHK 전사체의 부위(들)를 식별한다. 이와 같이, 본 발명은, 이들 부위 중 어느 하나의 내부를 표적으로 하는 iRNA를 더욱 특징으로 한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, iRNA가 특정 부위 내부의 임의의 부분에서, 전사체의 절단을 촉진하는 경우, iRNA는 RNA 전사체의 특정 부위 내부를 표적으로 한다고 언급된다. 이러한 iRNA는 일반적으로, KHK 유전자에서, 선택된 서열에 인접하는 영역의 추가적 뉴클레오티드 서열에 커플링된 표 3, 4, 5, 6 및 7 중 어느 하나에서 제공되는 서열 중 하나의 적어도 약 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함할 것이다.

표적 서열은 일반적으로 약 15 내지 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 임의의 소정의 표적 RNA의 절단의 유도에 있어서, 이 범위의 특정 서열의 적합성에 큰 폭의 변화가 존재한다. 본 명세서에서 서술되는 다양한 소프트웨어 패키지 및 가이드라인이 임의의 소정의 유전자 표적의 최적의 표적 서열의 식별을 위한 지침을 제공하나, 표적 서열로서 작용할 수 있는 크기 범위의 서열의 확인을 위해, 소정의 크기(비 제한 예로서, 21개의 뉴클레오티드)의 "윈도우" 또는 "마스크"가 표적 RNA 서열 상에 문언적이거나 또는 비유적으로(예컨대 인 실리코 포함) 배치되는 경험적 접근 방식을 또한 취할 수 있다. 가능한 서열의 완전한 집합이 선택된 임의의 소정의 표적 크기로 확인될 때까지, 초기 표적 서열 위치의 상류 또는 하류에서, 서열 "윈도우"를 하나의 뉴클레오티드씩 점진적으로 이동시킴으로써, 다음 가능한 표적 서열을 확인할 수 있다. 최적 수행되는 이들 서열의 확인을 위해, (본 명세서에 기술되거나 또는 당업계에 공지된 바와 같은 분석을 이용한) 확인된 서열의 체계적 합성 및 시험과 결합한 이러한 과정에 의해, iRNA 제제에 의해 표적화되는 경우, 표적 유전자 발현의 최상의 억제를 매개하는 이들 RNA 서열을 확인할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 표 3, 4, 5, 6 및 7 중 어느 하나에서, 확인되는 서열이 효과적 표적 서열을 나타내나, 동일하거나 또는 더 나은 억제 특성을 갖는 서열의 확인을 위해, 소정의 서열의 상류 또는 하류에서, "윈도우를 하나의 뉴클레오티드씩 점진적으로 전진"시킴으로써, 억제 효율의 추가적 최적화가 달성될 수 있다는 것이 고려된다.

또한, 예컨대 표 3, 4, 5, 6 및 7 중 어느 하나에서, 확인되는 임의의 서열에 있어서, 뉴클레오티드를 체계적으로 첨가하거나 또는 제거하여, 더 길거나 또는 더 짧은 서열을 생성시키고, 그 지점의 표적 RNA의 상위 또는 하위에서, 더 길거나 또는 더 짧은 크기의 윈도우의 전진에 의해 생성되는 이들 서열을 시험함으로써, 추가적 최적화가 달성될 수 있다는 것이 고려된다. 또한, 당업계에 알려져 있고 및/또는 본 명세서에서 기술된 바와 같은 억제 분석에서, 이들 표적 서열을 기반으로 하는 iRNA의 효율성 시험과, 새로운 후보 표적의 생성을 위한 이러한 접근 방식을 커플링함으로써, 억제 효율의 추가적 향상이 초래될 수 있다. 또한, 예컨대 발현 억제제로서, 상기 분자의 추가적 최적화(예컨대 혈청 안정성의 증가 또는 반감기의 순환, 열적 안정성의 증가, 막 관통 전달의 향상, 특정 위치 또는 세포 유형에 대한 표적화, 침묵화 경로 효소와의 상호작용의 증가, 엔도솜으로부터의 방출의 증가)를 위해, 본 명세서에서 기술되거나 또는 당업계에 공지된 바와 같은 변형된 뉴클레오티드의 도입, 오버행의 첨가 또는 변화 또는 당업계에 알려져 있고 및/또는 본 명세서에서 논의되는 바와 같은 다른 변형에 의해, 이러한 최적화 서열을 조정할 수 있다.

본 명세서에서 기술된 바와 같은 iRNA는 표적 서열에 대해 하나 이상의 미스 매치를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 iRNA는 3개 이하의 미스매치를 포함한다. iRNA의 안티센스 가닥이 표적 서열에 대한 미스 매치를 포함하는 경우, 미스매치 구역이 상보성 영역의 중앙에 위치하지 않는 것이 바람직하다. iRNA의 안티센스 가닥이 표적 서열에 대한 미스매치를 포함하는 경우, 미스 매치가 상보성 영역의 5'- 또는 3'-말단 중 어느 하나의 마지막 5개의 뉴클레오티드 내부로 제한되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 23개의 뉴클레오티드 iRNA 제제에 있어서, KHK 유전자의 영역에 상보적인 가닥은 일반적으로, 중앙의 13개의 뉴클레오티드 내부에 미스매치를 전혀 포함하지 않는다. 표적 서열에 대한 미스매치를 포함하는 iRNA가 KHK 유전자의 발현의 억제에 효과적인지 여부를 측정하기 위해, 본 명세서에서 개시되는 방법 또는 당업계에 공지된 방법을 이용할 수 있다. KHK 유전자의 발현의 억제에서, 미스 매치를 가지는 iRNA의 효율에 대한 고려는, 특히, KHK 유전자의 특정 상보성 영역이 상기 집단 내부에, 다형성 서열 변화를 가지는 것으로 인지된 경우, 중요하다.

III. 본 발명의 변형된 iRNA

일 구현예에서, 본 발명의 iRNA의 RNA, 예컨대 dsRNA는 변형되지 않으며, 예컨대 당업계에 공지되고, 본 명세서에서 기술되는 화학적 변형 및/또는 컨쥬게이트를 포함하지 않는다. 또 다른 구현예에서, 본 발명의 iRNA의 RNA, 예컨대 dsRNA는, 안정성 또는 기타 유리한 특성을 향상시키기 위해, 화학적으로 변형된다. 본 발명의 특정 구현예에서, 본 발명의 iRNA의 뉴클레오티드의 거의 전부가 변형된다. 본 발명의 다른 구현예에서, 본 발명의 iRNA의 뉴클레오티드의 전부가 변형된다. "뉴클레오티드의 거의 전부가 변형된" 본 발명의 iRNA는 큰 폭으로 변형되나, 전체적으로 변형되지는 않으며, 5, 4, 3, 2 또는 1개 이하의 변형되지 않은 뉴클레오티드를 포함할 수 있다.

본 발명의 특징적 핵산은, 그의 전체가 본 명세서에서 참조로서 포함되는 문헌["Current protocols in nucleic acid chemistry" Beaucage, S.L. et al. (Edrs.), John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, USA]에 기술된 것과 같은 당업계에 잘 확립된 방법에 의해, 합성 및/또는 변형될 수 있다. 변형에는, 예를 들면, 말단 변형, 예컨대 5'-말단 변형(인산화, 컨쥬게이트, 반대 결합(inverted linkages)) 또는 3'-말단 변형(컨쥬게이트, DNA 뉴클레오티드, 반대 결합, 등.); 염기 변형, 예컨대 안정 염기, 불안정 염기 또는, 파트너의 확장 레퍼토리와 염기쌍을 이루는 염기에 의한 대체, 염기의 제거(무염기 뉴클레오티드), 또는 컨쥬게이트된 염기; 당 변형(예컨대 2'-위치 또는 4'-위치) 또는 당의 대체; 및/또는 포스포디에스테르 결합의 변형 또는 대체를 비롯한 골격 변형이 포함된다. 본 명세서에서 기술되는 구현예에 유용한 iRNA 화합물의 특정 예에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 변형된 골격 또는 비천연 뉴클레오시드 간 결합을 포함하는 RNA가 포함된다. 변형된 골격을 가지는 RNA에는, 이들 중, 골격 내에, 인 원자를 가지지 않는 것들이 포함된다. 본 명세서의 목적을 위해, 때때로 당업계에서 인용되는 바와 같이, 그의 뉴클레오시드 간 골격에 인 원자를 가지지 않는 변형된 RNA가 또한 올리고뉴클레오시드로 고려될 수 있다. 일부 구현예에서, 변형된 iRNA는 그의 뉴클레오시드 간 골격 내에 인 원자를 가질 것이다.

변형된 RNA 골격에는, 예를 들면, 정상적인 3'-5' 결합을 가지는 포스포로티오에이트, 키랄 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트, 포스포트리에스테르, 아미노알킬포스포트리에스테르, 3'-알킬렌 포스포네이트 및 키랄 포스포네이트를 비롯한 메틸 및 다른 알킬 포스포네이트, 포스피네이트, 3'-아미노 포스포르아미데이트 및 아미노알킬포스포르아미데이트를 비롯한 포스포르아미데이트, 티오노포스포르아미데이트, 티오노알킬포스포네이트, 티오노알킬포스포트리에스테르, 및 보라노포스페이트, 이들의 2'-5'-결합 유사체 및, 뉴클레오시드 단위의 인접 쌍이 3'-5'에서 5'-3'로 또는 2'-5'에서 5'-2'로 연결되어 있는 반대 극성을 가지는 것이 포함된다. 다양한 염, 혼합 염 및 유리 산 형태들이 또한 포함된다.

상기의 인-포함 결합의 제조에 대해 교시하는 대표적 미국 특허에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 그의 전체가 본 명세서에서 참조로 포함되는 미국 특허 제3,687,808호; 제4,469,863호; 제 4,476,301호; 제5,023,243호; 제 5,177,195호; 제 5,188,897호; 제5,264,423호; 제5,276,019호; 제5,278,302호; 제5,286,717호; 제5,321,131호; 제5,399,676호; 제5,405,939호; 제5,453,496호; 제5,455,233호; 제5,466,677호; 제5,476,925호; 제5,519,126호; 제5,536,821호; 제5,541,316호; 제5,550,111호; 제5,563,253호; 제5,571,799호; 제5,587,361호; 제5,625,050호; 제 6,028,188호; 제6,124,445호; 제6,160,109호; 제6,169,170호; 제6,172,209호; 제 6,239,265호; 제6,277,603호; 제6,326,199호; 제6,346,614호; 제6,444,423호; 제6,531,590호; 제6,534,639호; 제6,608,035호; 제6,683,167호; 제6,858,715호; 제 6,867,294호; 제 6,878,805호; 제7,015,315호; 제7,041,816호; 제7,273,933호; 제 7,321,029; 및 미국 특허 RE39464가 포함된다.

본 명세서에서, 인 원자를 포함하지 않는 변형된 RNA 골격은, 단쇄 알킬 또는 사이클로알킬 뉴클레오시드 간 결합, 혼합 헤테로 원자 및 알킬 또는 사이클로알킬 뉴클레오시드 간 결합, 또는 하나 이상의 단쇄 헤테로 원자 또는 헤테로사이클릭 뉴클레오시드 간 결합에 의해 형성되는 골격을 가진다. 이들은(뉴클레오시드의 당 부분으로부터 부분적으로 형성되는) 모르폴리노 결합을 가지는 것들; 실록산 골격; 설파이드, 설폭사이드 및 술폰 골격; 포름아세틸 및 티오포름아세틸 골격; 메틸렌 포름아세틸 및 티오포름아세틸 골격; 알켄 함유 골격; 설파메이트 골격; 메틸렌이미노 및 메틸렌히드라지노 골격; 설포네이트 및 술폰아미드 골격; 아미드 골격; 및 기타 혼합 N, O, S 및 CH₂ 성분 부분을 가지는 것들이 포함된다.

상기의 올리고뉴클레오시드의 제조에 대해 교시하는 대표적 미국 특허에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 그의 전체가 본 명세서에서 참조로 포함되는 미국 특허 제5,034,506호; 제5,166,315호; 제5,185,444호; 제5,214,134호; 제5,216,141호; 제5,235,033호; 제5,64,562호; 제 5,264,564호; 제5,405,938호; 제5,434,257호; 제5,466,677호; 제5,470,967호; 제5,489,677호; 제5,541,307호; 제5,561,225호; 제5,596,086호; 제5,602,240호; 제5,608,046호; 제5,610,289호; 제5,618,704호; 제5,623,070호; 제5,663,312호; 제5,633,360호; 제5,677,437호; 및, 제5,677,439호가 포함된다.

다른 구현예에서, 당 및 뉴클레오시드 간 결합 양자, 즉, 뉴클레오티드 단위의 골격이 새로운 군으로 대체된 적절한 RNA 모방체가 iRNA에서 사용하기 위한 것으로 고려된다. 염기 단위는, 적절한 핵산 표적 화합물과의 하이브리드화를 위해 유지된다. 뛰어난 하이브리드화 특성을 갖는 것으로 밝혀진 이러한 올리고머 화합물 중 하나인 RNA 모방체는 펩티드 핵산(PNA)으로서 지칭된다. PNA 화합물의 경우, RNA의 당 골격은 아미드 함유 골격, 특히, 아미노에틸글리신 골격에 의해 대체된다. 핵 염기는 보유되며, 골격의 아미드 부분의 아자 질소 원자(aza nitrogen atom)에 직접적이거나 또는 간접적으로 결합한다. PNA 화합물의 제조에 대해 교시하는 대표적 미국 특허에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 본 명세서에서, 그 전문이 참조로 포함되는 미국 특허 제5,539,082호; 제5,714,331호; 및 제5,719,262호가 포함된다. 본 발명의 iRNA에서 사용하기에 적절한 추가적 PNA 화합물은, 예를 들면 문헌[Nielsen et al., Science, 1991, 254, 1497-1500]에 개시되어 있다.

본 발명에서 특징으로 하는 일부 구현예에는 포스포로티오에이트 골격을 가지는 RNA 및, 헤테로 원자 골격, 특히 상기 인용된 미국 특허 제5,489,677호의 --CH₂--NH--CH₂-, --CH₂--N(CH₃)--O--CH₂--[메틸렌(메틸이미노) 또는 MMI 골격으로 알려짐], --CH₂--O--N(CH₃)--CH₂--, --CH₂--N(CH₃)--N(CH₃)--CH₂-- 및 --N(CH₃)--CH₂--CH₂--[여기서, 본래의 포스포디에스테르 골격은 --O--P--O--CH₂--로서 제시됨] 및 상기 인용된 미국 특허 제5,602,240호의 아미드 골격을 가지는 올리고뉴클레오시드가 포함된다. 일부 구현예에서, 본 발명에서 특징으로 하는 RNA는 상기 인용된 미국 특허 제 5,034,506호의 모르폴리노 골격 구조를 가진다.

변형된 RNA는 또한 하나 이상의 치환된 당 모이어티를 포함할 수 있다. 본 발명에서 특징으로 하는 iRNA, 예컨대 dsRNA는 2'-위치에서, OH; F; O-, S-, 또는 N-알킬; O-, S-, 또는 N-알케닐; O-, S- 또는 N-알키닐; 또는 O-알킬-O-알킬 중 하나를 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 알킬, 알케닐 및 알키닐은 치환되거나 또는 치환되지 않은 C1 내지 C10 알킬 또는 C2 내지 C10 알케닐 및 알키닐일 수 있다. 적절한 예시적 변형에는 O[(CH₂)_nO] _mCH₃, O(CH₂)._nOCH₃, O(CH₂)_nNH₂, O(CH₂) _nCH₃, O(CH₂)_nONH₂, 및 O(CH₂)_nON[(CH₂)_nCH₃)]₂가 포함되며, 여기서 n 및 m은 1 내지 약 10이다. 다른 구현예에서, dsRNA는 2' 위치에서 하기 것들 중 하나를 포함한다: C1 내지 C10 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 알카릴, 아르알킬, O-알카릴 또는 O-아르알킬, SH, SCH₃, OCN, Cl, Br, CN, CF₃, OCF₃, SOCH₃, SO₂CH₃, ONO₂, NO₂, N₃, NH₂, 헤테로사이클로알킬, 헤테로사이클로알카릴, 아미노알킬아미노, 폴리알킬아미노, 치환된 실릴, RNA 절단 기, 리포터 기, 인터칼레이터(intercalator), iRNA의 약동학적 특성의 개선을 위한 기 또는, iRNA의 약력학적 특성의 개선을 위한 기 및 유사한 특성을 가지는 기타 치환기. 일부 구현예에서, 상기 변형에는 2'-메톡시에톡시(2'-O--CH₂CH₂OCH₃, 또한 2'-O-(2-메톡시에틸) 또는 2'-MOE로 알려짐)(Martin et al., Helv. Chim. Acta, 1995, 78:486-504), 즉, 알콕시-알콕시 기가 포함된다. 또 다른 예시적 변형은 본 명세서 하기의 실시예에서 개시되는 바와 같이, 또한 2'-DMAOE로 알려진 2'-디메틸아미노옥시에톡시, 즉, O(CH₂)₂ON(CH₃)₂ 기, 2'-디메틸아미노에톡시에톡시(또한, 당업계에서 2'-O-디메틸아미노에톡시에틸 또는 2'-DMAEOE로 알려짐), 즉, 2'-O--CH₂--O--CH₂--N(CH₂)₂이다.

다른 변형에는 2'-메톡시(2'-OCH₃), 2'-아미노프로폭시(2'-OCH₂CH₂CH₂NH₂) 및 2'-플루오로(2'-F)가 포함된다. iRNA의 RNA의 다른 위치, 특히 2'-5' 결합 dsRNA 또는 3' 말단 뉴클레오티드의 당의 3' 위치 및 5' 말단 뉴클레오티드의 5' 위치에서, 유사한 변형이 또한 이루어질 수 있다. iRNA는 또한 펜토푸라노실 당 대신에, 당 모방체, 예를 들어 사이클로부틸 모이어티를 가질 수 있다.

이중 일부는 일반적으로 본 출원에 속하는 것으로서, 이러한 변형된 당 구조의 제조에 대해 교시하는 대표적 미국 특허에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 미국 특허 제4,981,957호; 제5,118,800호; 제5,319,080호; 제5,359,044호; 제5,393,878호; 제5,446,137호; 제5,466,786호; 제5,514,785호; 제5,519,134호; 제 5,567,811호; 제5,576,427호; 제5,591,722호; 제5,597,909호; 제5,610,300호; 제5,627,053호; 제5,639,873호; 제5,646,265호; 제5,658,873호; 제5,670,633호; 및 제5,700,920호가 포함된다. 이들 특허의 전문은 본 명세서에서 참조로 포함된다.

iRNA는 또한 핵 염기(당업계에서는 종종 "염기"로서 지칭됨) 변형 또는 치환을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "변형되지 않은" 또는 "천연" 핵 염기에는 퓨린계 염기 아데닌(A) 및 구아닌(G), 및 피리미딘계 염기 티민(T), 시토신(C) 및 우라실(U)이 포함된다. 변형된 핵 염기에는 다른 합성 및 천연 핵 염기, 예를 들어 데옥시-티민(dT), 5-메틸시토신(5-me-C), 5-히드록시메틸 시토신, 크산틴, 히포크산틴, 2-아미노아데닌, 아데닌 및 구아닌의 6-메틸 및 다른 알킬 유도체, 아데닌 및 구아닌의 2-프로필 및 다른 알킬 유도체, 2-티오우라실, 2-티오티민 및 2-티오시토신, 5-할로우라실 및 시토신, 5-프로피닐 우라실 및 시토신, 6-아조 우라실, 시토신 및 티민, 5-우라실(슈도우라실), 4-티오우라실, 8-할로, 8-아미노, 8-티올, 8-티오알킬, 8-히드록실 및 다른 8-치환된 아데닌 및 구아닌, 5-할로, 특히 5-브로모, 5-트리플루오로메틸 및 다른 5-치환된 우라실 및 시토신, 7-메틸구아닌 및 7-메틸아데닌, 8-아자구아닌 및 8-아자아데닌, 7-데아자구아닌 및 7-데아자아데닌 및 3-데아자구아닌 및 3-데아자아데닌이 포함된다. 추가의 핵 염기에는 미국 특허 제3,687,808호에 기술된 것들, Modified Nucleosides in Biochemistry, Biotechnology and Medicine, Herdewijn, P ed Wiley-VCH, 2008에 기술된 것들; The Concise Encyclopedia Of Polymer Science And Engineering, pages 858-859, Kroschwitz, J L, ed John Wiley & Sons, 1990에 기술된 것들, Englisch et al., Angewandte Chemie, International Edition, 1991, 30, 613에 기술된 것들, 및 Sanghvi, Y S, Chapter 15, dsRNA Research and Applications, pages 289 내지 302, Crooke, S T and Lebleu, B, Ed, CRC Press, 1993에 기술된 것들이 포함된다. 이들 핵 염기 중 일부는 본 발명에서 특징으로 하는 올리고머 화합물의 결합 친화성의 증가에 특히 유용하다. 이들에는 2-아미노프로필아데닌, 5-프로피닐우라실 및 5-프로피닐시토신을 비롯한 5-치환된 피리미딘계, 6-아자피리미딘계 및 N-2, N-6 및 0-6 치환된 퓨린계가 포함된다. 5-메틸시토신 치환은 0.6 내지 1.2℃에 의해 핵산 듀플렉스 안정성을 증가시키는 것으로 밝혀졌으며(Sanghvi, Y S, Crooke, S T and Lebleu, B, Eds, dsRNA Research and Applications, CRC Press, Boca Raton, 1993, pp 276 내지 278), 더욱 특히, 2'-O-메톡시에틸 당 변형과 조합되는 경우의 예시적 염기 치환이다.

다른 변형된 핵 염기뿐만 아니라, 상기 언급된 변형된 핵 염기 중 일부의 제조에 대해 교시하는 대표적 미국 특허에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 본 명세서에서, 그 전문이 참조로 포함되는 전술된 미국 특허 제3,687,808호, 제4,845,205호; 제 5,130,30호; 제5,134,066호; 제5,175,273호; 제5,367,066호; 제5,432,272호; 제 5,457,187호; 제5,459,255호; 제5,484,908호; 제5,502,177호; 제5,525,711호; 제 5,552,540호; 제5,587,469호; 제5,594,121, 제5,596,091호; 제5,614,617호; 제 5,681,941호; 제5,750,692호; 제6,015,886호; 제6,147,200호; 제6,166,197호; 제 6,222,025호; 제6,235,887호; 제6,380,368호; 제 6,528,640호; 제6,639,062호; 제 6,617,438호; 제7,045,610호; 제7,427,672호; 및 제 7,495,088호가 포함된다.

iRNA의 RNA는 또한 하나 이상의 바이사이클릭 당 모이어티를 포함하도록 변형될 수 있다. "바이사이클릭 당"은 두 원자의 가교에 의해 변형된 푸라노실 고리이다. "바이사이클릭 뉴클레오시드"("BNA")는 당 고리의 2개의 탄소 원자를 결합시켜, 그로 인해, 바이사이클릭 고리계를 형성하는 가교를 포함하는 당 모이어티를 가지는 뉴클레오시드이다. 특정 구현예에서, 상기 가교는 당 고리의 4'-탄소 및 2'-탄소를 결합시킨다. 따라서, 일부 구현예에서, 본 발명의 제제에는 하나 이상의 잠금 핵산(LNA)이 포함될 수 있다. 잠금 핵산은, 리보스 모이어티가 2' 및 4' 탄소를 결합시키는 가외의 가교를 포함하는 변형된 리보스 모이어티를 가지는 뉴클레오티드이다. 달리 말하면, LNA는 4'-CH₂-O-2' 가교를 포함하는 바이사이클릭 당 모이어티를 포함하는 뉴클레오티드이다. 이러한 구조는 3'-말단 입체 구조에서, 리보스를 효과적으로 "잠근다(lock)". siRNA에 대한 잠금 핵산의 첨가는 혈청에서 siRNA 안정성을 증가시키고, 비표적 효과를 감소시키는 것으로 밝혀졌다(Elmen, J et al., (2005) Nucleic Acids Research 33(1):439-447; Mook, OR et al., (2007) Mol Canc Ther 6(3):833-843; Grunweller, A et al., (2003) Nucleic Acids Research 31(12):3185-3193) . 본 발명의 폴리뉴클레오티드에서 사용하기 위한 바이사이클릭 뉴클레오시드의 예에는, 제한 없이 4' 및 2' 리보실 고리 원자 사이에 가교를 포함하는 뉴클레오시드가 포함된다. 특정 구현예에서, 본 발명의 안티센스 폴리뉴클레오티드 물질에는, 4'에서 2' 가교를 포함하는 하나 이상의 바이사이클릭 뉴클레오시드가 포함된다. 이러한 4'에서 2' 가교 바이사이클릭 뉴클레오시드의 예에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 4'-(CH₂)-O-2'(LNA); 4'-(CH₂)-S-2'; 4'-(CH₂)2-O-2'(ENA); 4'-CH(CH₃)-O-2'(또한, "구속된 에틸" 또는 "cEt"로 지칭됨) 및 4'-CH(CH₂OCH₃)-O-2'(및 그의 유사체; 예컨대 미국 특허 제7,399,845호 참조); 4'-C(CH₃)(CH₃)-O-2'(및 그의 유사체; 예컨대 미국 특허 제8,278,283호 참조); 4'-CH₂-N(OCH₃)-2'(및 그의 유사체; 예컨대 미국 특허 제8,278,425호 참조); 4'-CH₂-O-N(CH₃)-2'(예컨대 미국 특허 공보 제2004/0171570 참조); 4'-CH₂-N(R)-O-2', 여기서, R은 H이며, C1-C12 알킬, 또는 보호 기(예컨대 미국 특허 제 7,427,672호 참조); 4'-CH₂-C(H)(CH₃)-2'(예컨대 문헌[Chattopadhyaya et al., J. Org. Chem., 2009, 74, 118-134] 참조); 및 4'-CH₂-C(-CH₂)-2'(및 그의 유사체; 예컨대 미국 특허 제8,278,426호 참조)이 포함된다. 상기 문헌은 각각 본 명세서에서, 그 전문이 참조로서 포함된다.

잠금 핵산 뉴클레오티드의 제조에 대해 교시하는 추가의 대표적 미국 특허 및 미국 특허 공보에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 본 명세서에서, 그 전문이 참조로서 포함되는 미국 특허 제6,268,490호; 제6,525,191호; 제6,670,461호; 제6,770,748호; 제6,794,499호; 제6,998,484호; 제7,053,207호; 제7,034,133호; 제 7,084,125호; 제7,399,845호; 제7,427,672호; 제7,569,686호; 제7,741,457호; 제 8,022,193호; 제8,030,467호; 제8,278,425호; 제8,278,426호; 제8,278,283호; US 2008/0039618; 및 US 2009/0012281이 포함된다.

예를 들면, α-L-리보푸라노스 및 β-D-리보푸라노스를 포함하여, 하나 이상의 입체 화학적 당 입체 배치를 가지는 임의의 상기 바이사이클릭 뉴클레오시드가 제조될 수 있다(WO 99/14226 참조).

iRNA의 RNA는 또한 하나 이상의 구속된 에틸 뉴클레오티드를 포함하도록 변형될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "구속된 에틸 뉴클레오티드" 또는 "cEt"는 4'-CH(CH₃)-0-2' 가교를 포함하는 바이사이클릭 당 모이어티를 포함하는 잠금 핵산이다. 일 구현예에서, 구속된 에틸 뉴클레오티드는, 본 명세서에서. "S-cEt"로서 지칭되는 S 입체 구조이다.

본 발명의 iRNA는 또한 하나 이상의 "입체구조 형태로 제한된 뉴클레오티드"("CRN")를 포함할 수 있다. CRN은 리보스의 C2' 및 C4' 탄소 또는 리보스의 C3 및 -C5' 탄소를 결합시키는 링커를 가지는 뉴클레오티드 유사체이다. CRN은 안정한 입체 구조로 리보스 고리를 잠그고, mRNA에 대한 하이브리드화 친화성을 증가시킨다. 상기 링커는, 안정성 및 친화성을 위한 최적의 위치에 산소가 배치되기에 충분한 길이이며, 이로서, 더욱 소량의 리보스 고리 퍼커링(ribose ring puckering)이 초래된다.

상술한 CRN 중 일부의 제조에 대해 교시하는 대표적 공보에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 본 명세서에서, 그 전문이 참조로 포함되는 미국 특허 공보 제2013/0190383호; 및 PCT 공보 WO 2013/036868이 포함된다.

본 발명의 iRNA의 하나 이상의 뉴클레오티드는 또한 히드록시메틸 치환된 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. "히드록시메틸 치환된 뉴클레오티드"는 또한 "잠금 해제 핵산"("UNA") 변형으로 지칭되는 비사이클릭 2'-3'-seco-뉴클레오티드이다.

UNA의 제조에 대해 교시하는 대표적 미국 공보에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 본 명세서에서, 그 전문이 참조로 포함되는 미국 특허 제8,314,227호; 및 미국 특허 공보 제2013/0096289호; 제2013/0011922호; 및 제2011/0313020호가 포함된다.

RNA 분자 말단에 대한 가능한 안정화 변형에는 N-(아세틸아미노카프로일)-4-히드록시프롤리놀(Hyp-C6-NHAc), N-(카프로일-4-히드록시프롤리놀(Hyp-C6), N-(아세틸-4-히드록시프롤리놀(Hyp-NHAc), 티미딘-2'-0-데옥시티미딘(에테르), N-(아미노카프로일)-4-히드록시프롤리놀(Hyp-C6-아미노), 2-도코사노일-우리딘-3"-포스페이트, 역 염기(inverted base) dT(idT) 및 다른 것들이 포함될 수 있다. 이러한 변형에 대한 설명은 PCT 공보 WO 2011/005861에서 찾아볼 수 있다.

A. 본 발명의 모티프를 포함하는 변형된 iRNA

본 발명의 특정 양태에서, 본 발명의 이중 가닥 iRNA 제제는, 예를 들면, 본 명세서에서, 각각의 전문이 참조로서 포함되는, 2011년 11월 18일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/561,710호 및 2012년 11월 16일자로 출원된 PCT/US2012/065691에서 기술된 바와 같이 화학적으로 변형된 제제를 포함한다.

본 명세서 및 가특허 출원 제61/561,710호 또는 PCT 출원 PCT/US2012/065691에서 제시된 바와 같이, iRNA 제제의 센스 가닥 및/또는 안티센스 가닥, 특히 절단부위 또는 그 부근으로, 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 하나 이상의 모티프를 도입시킴으로써, 우수한 결과를 얻을 수 있다. 일부 구현예에서, iRNA 제제의 센스 가닥 및 안티센스 가닥은 다른 방식으로 완전히 변형될 수 있다. 이들 모티프의 도입은, 존재한다면, 센스 및/또는 안티센스 가닥의 변형 패턴을 중단시킨다. iRNA 제제는 임의적으로, 예를 들면 센스 가닥에서, GalNAc 유도체 리간드에 의해 컨쥬게이트될 수 있다. 생성된 iRNA 제제는 우수한 유전자 침묵화 활성을 나타낸다.

더욱 구체적으로, 놀랍게도, 이중 가닥 iRNA 제제의 센스 가닥 및 안티센스 가닥이 iRNA 제제의 하나 이상의 가닥의 절단부위 또는 그 부근에서, 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 하나 이상의 모티프를 가지도록 완전히 변형된 경우, iRNA 제제의 유전자 사일런싱 활성이 월등히 향상되었음이 발견되었다.

따라서, 본 발명은, 생체 내에서, 표적 유전자(즉, KHK 유전자)의 발현을 억제할 수 있는 이중 가닥 iRNA 제제를 제공한다. iRNA 제제는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함한다. iRNA 제제의 각 가닥은 12 내지 30개의 뉴클레오티드 길이의 범위이다. 예를 들면, 각각의 가닥은 14 내지 30개의 뉴클레오티드 길이, 17 내지 30개의 뉴클레오티드 길이, 25 내지 30개의 뉴클레오티드 길이, 27 내지 30개의 뉴클레오티드 길이, 17 내지 23개의 뉴클레오티드 길이, 17 내지 21개의 뉴클레오티드 길이, 17 내지 19 뉴클레오티드 길이, 19 내지 25개의 뉴클레오티드 길이, 19 내지 23개의 뉴클레오티드 길이, 19 내지 21개의 뉴클레오티드 길이, 21 내지 25개의 뉴클레오티드 길이, 또는 21 내지 23개의 뉴클레오티드 길이일 수 있다.

센스 가닥 및 안티센스 가닥은 전형적으로, 또한 본 명세서에서, "iRNA 제제" 또는 "iRNA 제제"로서 지칭되는 듀플렉스 이중 가닥 RNA("dsRNA")를 형성한다. iRNA 제제의 듀플렉스 영역은 12 내지 30개의 뉴클레오티드 쌍 길이일 수 있다. 예를 들면, 상기 듀플렉스 영역은 14 내지 30개의 뉴클레오티드 쌍 길이, 17 내지 30개의 뉴클레오티드 쌍 길이, 27 내지 30개의 뉴클레오티드 쌍 길이, 17 내지 23개의 뉴클레오티드 쌍 길이, 17 내지 21개의 뉴클레오티드 쌍 길이, 17 내지 19 뉴클레오티드 쌍 길이, 19 내지 25개의 뉴클레오티드 쌍 길이, 19 내지 23개의 뉴클레오티드 쌍 길이, 19 내지 21개의 뉴클레오티드 쌍 길이, 21 내지 25개의 뉴클레오티드 쌍 길이, 또는 21 내지 23개의 뉴클레오티드 쌍 길이일 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 듀플렉스 영역은 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 및 27 뉴클레오티드 길이로부터 선택된다.

일 구현예에서, iRNA 제제는 한쪽 또는 양쪽 가닥의 3'-말단, 5'-말단, 또는 양쪽 말단에, 하나 이상의 오버행 영역 및/또는 캐핑 기를 포함할 수 있다. 상기 오버행은 1 내지 6개의 뉴클레오티드 길이, 예를 들면 2 내지 6개의 뉴클레오티드 길이, 1 내지 5개의 뉴클레오티드 길이, 2 내지 5개의 뉴클레오티드 길이, 1 내지 4개의 뉴클레오티드 길이, 2 내지 4개의 뉴클레오티드 길이, 1 내지 3개의 뉴클레오티드 길이, 2 내지 3개의 뉴클레오티드 길이, 또는 1 내지 2개의 뉴클레오티드 길이일 수 있다. 상기 오버행은, 한 쪽 가닥이 다른 쪽 보다 긴 결과이거나 또는 동일한 길이의 두 개의 가닥에 격차가 존재하는 결과일 수 있다. 상기 오버행은 표적 mRNA와 미스 매치를 형성할 수 있거나 또는 표적 유전자 서열에 상보성일 수 있거나, 또는 또 다른 서열일 수 있다. 제1 및 제2 가닥은 또한, 예컨대 헤어핀을 형성하는 추가적 염기에 의해, 또는 다른 비염기 링커에 의해, 결합할 수 있다.

일 구현예에서, iRNA 제제의 오버행 영역의 뉴클레오티드 각각은 독립적으로, 이에 제한되는 것은 아니나, 2'-당 변형, 예를 들어, 2-F, 2'-O메틸, 티미딘(T), 2`-O-메톡시에틸-5-메틸우리딘(Teo), 2`-O-메톡시에틸아데노신(Aeo), 2`-O-메톡시에틸-5-메틸시티딘(m5Ceo), 및 그의 임의의 조합을 포함하는 변형 또는 비변형 뉴클레오티드일 수 있다. 예를 들면, 어느 한쪽 가닥의 어느 한 말단의 오버행 서열이 TT일 수 있다. 상기 오버행은 표적 mRNA와 미스 매치를 형성할 수 있거나 또는 표적 유전자 서열에 상보성일 수 있거나, 또는 또 다른 서열일 수 있다.

iRNA 제제의 센스 가닥, 안티센스 가닥 또는 양쪽 가닥의 5'- 또는 3'- 오버행은 인산화될 수 있다. 일부 구현예에서, 오버행 영역(들)은, 2개의 뉴클레오티드 사이에 포스포로티오에이트를 가지는 2개의 뉴클레오티드를 포함하며, 여기서, 2개의 뉴클레오티드는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 일 구현예에서, 오버행은 센스 가닥, 안티센스 가닥, 또는 양쪽 가닥의 3'-말단에 존재한다. 일 구현예에서, 이러한 3'-오버행은 안티센스 가닥에 존재한다. 일 구현예에서, 이러한 3'-오버행은 센스 가닥에 존재한다.

iRNA 제제는, 그의 전체 안정성에 영향을 미치지 않고, iRNA의 간섭 활성을 강화할 수 있는 단일 오버행만을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 단일 가닥 오버행은 센스 가닥의 3'-말단 또는, 대안적으로, 안티센스 가닥의 3'-말단에 위치할 수 있다. iRNA는 또한, 안티센스 가닥의 5'-말단(또는, 센스 가닥의 3'-말단)에 위치하거나 또는 그 반대인 평활 말단을 가질 수 있다. 일반적으로, iRNA의 안티센스 가닥은 3'-말단에서 뉴클레오티드 오버행을 가지며, 5'-말단은 평활성이다. 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니나, 안티센스 가닥의 5'-말단의 비대칭 평활 말단 및 안티센스 가닥의 3'-말단 오버행은 RISC 과정에 부하시, 길잡이 가닥을 지원한다.

일 구현예에서, iRNA 제제는 19개 뉴클레오티드 길이의 이중 말단 블런트머(bluntmer)이며, 여기서, 센스 가닥은 5' 말단의 위치 7, 8, 9에서 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-F 변형이 있는 모티프를 하나 이상 포함한다. 안티센스 가닥은 5' 말단의 위치 11, 12, 13에서 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-O-메틸 변형이 있는 모티프를 하나 이상 포함한다.

또 다른 구현예에서, iRNA 제제는 20개의 뉴클레오티드 길이의 이중 말단 블런트머이며, 여기서, 센스 가닥은 5' 말단의 위치 8, 9, 10에서 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-F 변형이 있는 모티프를 하나 이상 포함한다. 안티센스 가닥은 5' 말단의 위치 11, 12, 13에서 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-O-메틸 변형이 있는 모티프를 하나 이상 포함한다.

또 다른 구현예에서, iRNA 제제는 21개의 뉴클레오티드 길이인 이중 말단 블런트머이며, 여기서, 센스 가닥은 5' 말단의 9, 10, 11에서 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-F 변형이 있는 모티프를 하나 이상 포함한다. 안티센스 가닥은 5' 말단으로부터 위치 11, 12, 13에서 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-O-메틸 변형이 있는 모티프를 하나 이상 포함한다.

일 구현예에서, iRNA 제제는 21개의 뉴클레오티드 센스 가닥 및 23개의 뉴클레오티드 안티센스 가닥을 포함하며, 센스 가닥은 5' 말단의 위치 9, 10, 11에서 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-F 변형이 있는 모티프를 하나 이상 포함하며; 안티센스 가닥은 5' 말단의 위치 11, 12, 13에서 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-O-메틸 변형이 있는 모티프를 하나 이상 포함하고, iRNA 제제의 한쪽 말단은 평활성인 반면, 다른 쪽 말단은 2개의 뉴클레오티드 오버행을 포함한다. 바람직하게는, 2개의 뉴클레오티드 오버행이 안티센스 가닥의 3'-말단에 존재한다. 2개 뉴클레오티드 오버행이 안티센스 가닥의 3'-말단에 존재하는 경우, 3개의 말단 뉴클레오티드 사이에 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합이 존재할 수 있으며, 상기 3개의 뉴클레오티드 중 2개는 오버행 뉴클레오티드이고, 제3의 뉴클레오티드는 오버행 뉴클레오티드 바로 옆의 쌍을 이루는 뉴클레오티드이다. 일 구현예에서, iRNA 제제는 추가로 센스 가닥의 5'-말단 및 안티센스 가닥의 5'-말단 둘 모두에서 3개의 말단 뉴클레오티드 사이에 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 가진다. 일 구현예에서, 모티프의 일부인 뉴클레오티드를 포함하는 iRNA 제제의 센스 가닥 및 안티센스 가닥 내의 모든 뉴클레오티드는 변형 뉴클레오티드이다. 일 구현예에서, 각각의 잔기는, 예를 들어, 교대 모티프에서, 독립적으로, 2'-O-메틸 또는 3'-플루오로로 변형된다. 임의적으로, iRNA 제제는 리간드(바람직하게는 GalNAc3)를 추가로 포함한다.

일 구현예서, iRNA 제제는 센스 및 안티센스 가닥을 포함하며, 센스 가닥은 25-30개의 뉴클레오티드 잔기 길이이며, 5' 말단 뉴클레오티드(위치 1)에서 시작하여, 제1 가닥의 위치 1 내지 23은 적어도 8개의 리보뉴클레오티드를 포함하고; 안티센스 가닥은 36 내지 66개 뉴클레오티드 잔기 길이이며, 3' 말단 뉴클레오티드에서 시작하여, 센스 가닥의 위치 1 내지 23과 쌍을 이루는 위치에서 적어도 8개의 리보뉴클레오티드를 포함하여, 듀플렉스를 형성하며; 안티센스 가닥의 적어도 3' 말단 뉴클레오티드는 센스 가닥과 쌍을 이루지 않으며, 최대 6개의 연속 3' 말단 뉴클레오티드는 센스 가닥과 쌍을 이루지 않고, 이에 의해, 1 내지 6개의 뉴클레오티드로 된 3' 단일 가닥 오버행을 형성하고; 안티센스 가닥의 5' 말단은 센스 가닥과 쌍을 이루지 않는 10 내지 30개의 연속 뉴클레오티드를 포함하여, 이에 의해, 10 내지 30개 뉴클레오티드 단일 가닥 5' 오버행을 형성하고; 센스 및 안티센스 가닥이 최대 상보성을 위해 정렬되는 경우, 적어도 센스 가닥 5' 말단 및 3' 말단 뉴클레오티드는 안티센스 가닥의 뉴클레오티드와 염기쌍을 이루어, 이에 의해, 센스 및 안티센스 가닥 간에 실질적 듀플렉스 영역을 형성하며; 안티센스 가닥은, 이중 가닥 핵산이 포유동물 세포로 도입되는 경우, 표적 유전자 발현을 감소시키기 위해, 적어도 19개의 리보뉴클레오티드의 안티센스 가닥 길이를 따라 표적 RNA에 충분히 상보적이고; 센스 가닥은 3개의 연속 뉴클레오티드에 3개의 2'-F 변형이 있는 하나 이상의 모티프를 함유하며, 상기 모티프 중 하나 이상은 절단부위 또는 그 부근에 존재한다. 안티센스 가닥은 절단부위 또는 그 부근에서 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-O-메틸 변형이 있는 하나 이상의 모티프를 포함한다.

일 구현예에서, iRNA 제제는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하며, 여기서, iRNA 제제는 적어도 25개, 최대 29개의 뉴클레오티드 길이를 가지는 제1 가닥, 및 5' 말단으로부터 위치 11, 12, 13에서 3개의 연속적인 뉴클레오티드 상에 3개의 2'-O-메틸 변형이 있는 모티프를 하나 이상 가지는 최대 30개 뉴클레오티드 길이를 가지는 제2 가닥을 포함하고; 제1 가닥의 3' 말단 및 제2 가닥의 5' 말단은 평활성 말단을 형성하며, 제2 가닥은 그의 3' 말단에서 제1 가닥 보다 1 내지 4개의 뉴클레오티드가 더 길고, 듀플렉스 영역은 적어도 25개 뉴클레오티드 길이의 영역이며, 제2 가닥은, iRNA 제제가 포유동물 세포 내로 도입되는 경우, 표적 유전자 발현을 감소시키기 위해, 제2 가닥 길이의 적어도 19개의 뉴클레오티드를 따라, 표적 mRNA에 충분히 상보적이고, iRNA 제제의 다이서 절단은 우선적으로, 제2 가닥의 3' 말단을 포함하는 siRNA를 초래하여, 포유동물에서 표적 유전자의 발현을 감소시킨다. 임의적으로, iRNA 제제는 리간드를 추가로 포함한다.

일 구현예에서, iRNA 제제의 센스 가닥은 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 모티프를 하나 이상 포함하며, 상기 모티프 중 하나는 센스 가닥의 절단부위에 존재한다.

일 구현예에서, iRNA 제제의 안티센스 가닥은 또한, 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 모티프를 하나 이상 포함할 수 있으며, 상기 모티프 중 하나는 안티센스 가닥의 절단부위 또는 그 부근에 존재한다.

17 내지 23개의 뉴클레오티드 길이의 듀플렉스 영역을 가지는 iRNA 제제에 있어서, 안티센스 가닥의 절단부위는 전형적으로 5'-말단의 10, 11 및 12 위치 주변에 존재한다. 따라서, 3개의 동일한 변형 중 모티프는 안티센스 가닥의 9, 10, 11 위치; 10, 11, 12 위치; 11, 12, 13 위치; 12, 13, 14 위치; 또는 13, 14, 15 위치에 존재할 수 있으며, 안티센스 가닥의 5'-말단의 제1 뉴클레오티드로부터 시작하여 계수하거나, 또는 안티센스 가닥의 5'-말단의 듀플렉스 영역 내의 제1 뉴클레오티드 쌍으로부터 시작하여 계수한다. 안티센스 가닥의 절단부위는 또한, 5'-말단의 iRNA의 듀플렉스 영역의 길이에 따라 변할 수 있다.

iRNA 제제의 센스 가닥은, 상기 가닥의 절단부위에서, 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 모티프를 하나 이상 포함할 수 있으며; 안티센스 가닥은 상기 가닥의 절단부위에서 또는 그의 부근에서, 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 하나 이상의 모티프를 가질 수 있다. 센스 가닥과 안티센스 가닥이 dsRNA 듀플렉스를 형성하는 경우, 센스 가닥 및 안티센스 가닥은 또한, 센스 가닥 상의 3개의 뉴클레오티드의 하나의 모티프와, 안티센스 가닥 상의 3개의 뉴클레오티드의 하나의 모티프는 하나 이상의 뉴클레오티드가 중첩되도록, 즉, 센스 가닥의 모티프의 3개의 뉴클레오티드 중 하나 이상이 안티센스 가닥의 모티프의 3개의 뉴클레오티드 중 하나 이상와 염기쌍을 형성하도록, 정렬될 수 있다. 대안적으로, 2개 이상의 뉴클레오티드가 중첩될 수 있거나, 또는 3개의 뉴클레오티드 모두 중첩될 수 있다.

일 구현예에서, iRNA 제제의 센스 가닥은 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 모티프를 하나 초과해서 포함할 수 있다. 제1 모티프는 상기 가닥의 절단부위 또는 그 부근에 존재할 수 있으며, 다른 모티프는 윙(wing) 변형일 수 있다. 본 명세서에서, 용어 "윙 변형"은, 동일한 가닥의 절단부위 또는 그 부근의 모티프로부터 분리된, 상기 가닥의 다른 부위에 존재하는 모티프를 지칭한다. 윙 변형은 제1 모티프에 인접해 있거나, 또는 하나 이상 이상의 뉴클레오티드에 의해 분리된다. 모티프가 서로 바로 인접해 있는 경우, 모티프의 화학적 성질은 서로 구별되며, 모티프가 하나 이상의 뉴클레오티드에 의해 분리되어 있는 경우, 모티프의 화학적 성질은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 2개 또는 그 초과의 윙 변형이 존재할 수 있다. 예를 들어, 2개의 윙 변형이 존재하는 경우, 각각의 윙 변형은 절단 부위 또는 그 부근에 존재하는 제1 모티프의 한쪽 말단 또는 선행 모티프의 어느 한 양태에 존재할 수 있다.

센스 가닥과 마찬가지로, iRNA 제제의 안티센스 가닥은 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 모티프를 하나 초과해서 포함할 수 있으며, 모티프 중 하나 이상은 상기 가닥의 절단부위 또는 그 부근에 존재한다. 이러한 안티센스 가닥은 또한, 센스 가닥에 존재할 수 있는 윙 변형과 유사한 정렬의 하나 이상의 윙 변형을 또한 포함할 수 있다.

일 구현예에서, iRNA 제제의 센스 가닥 또는 안티센스 가닥 상의 윙 변형은 전형적으로, 상기 가닥의 3'-말단, 5'-말단 또는 양쪽 말단에서 1 또는 2개의 제1 말단 뉴클레오티드를 포함하지 않는다.

또 다른 구현예에서, iRNA 제제의 센스 가닥 또는 안티센스 가닥 상의 윙 변형은 전형적으로, 상기 가닥의 3'-말단, 5'-말단 또는 양똑 말단에서 듀플렉스 영역 내에 1개 또는 2개의 제1 뉴클레오티드 쌍을 포함하지 않는다.

iRNA 제제의 센스 가닥 및 안티센스 가닥이 각각 하나 이상의 윙 변형을 포함하는 경우, 상기 윙 변형은 듀플렉스 영역의 동일한 말단에 존재할 수 있으며, 1, 2 또는 3개의 뉴클레오티드의 중첩을 가진다.

iRNA 제제의 센스 가닥 및 안티센스 가닥이 각각 2개 이상의 윙 변형을 포함하는 경우, 센스 가닥 및 안티센스 가닥은, 하나의 가닥의 2개의 변형이 각각 듀플렉스 영역의 한쪽 말단에 존재하고, 1, 2 또는 3개의 뉴클레오티드의 중첩을 가지거나; 하나의 가닥의 2개의 변형이 각각 듀플렉스 영역의 다른 쪽 말단에 존재하고, 1, 2 또는 3개의 뉴클레오티드 중첩을 가지거나; 하나의 가닥의 2개의 변형이 선행 모티프의 각 양태에 존재하고, 듀플렉스 영역에서 1, 2 또는 3개의 뉴클레오티드의 중첩을 가지도록 정렬될 수 있다.

일 구현예에서, 모티프의 일부인 뉴클레오티드를 포함하는 iRNA 제제의 센스 가닥 및 안티센스 가닥 내의 모든 뉴클레오티드가 변형될 수 있다. 각각의 뉴클레오티드는, 비결합 포스페이트 산소 중 하나 또는 둘 모두 및/또는 하나 이상의 결합 포스페이트 산소의 변경; 리보스 당의 구성성분, 예를 들어, 리보스 당의 2'-히드록실의 변경; 포스페이트 모이어티의 "데포스포" 링커로의 대규모 대체; 자연 발생 염기의 변형 또는 대체; 및 리보스-포스페이트 골격의 대체 또는 변형을 하나 또는 그 이상 포함할 수 있는 동일하거나 또는 상이한 변형에 의해, 변형될 수 있다.

핵산이 하위단위의 중합체이기 때문에, 핵산 내의 반복적 위치에서, 다수의 변형, 예를 들어, 염기, 또는 포스페이트 모이어티, 또는 포스페이트 모이어티의 비-결합 O의 변형이 발생된다. 일부 경우, 상기 변형은 핵산의 모든 대상 위치에서 발생할 것이나, 많은 경우, 그렇지 않을 것이다. 예를 들어, 3' 또는 5' 말단 위치에서만 변형이 발생할 수 있으며, 가닥의 말단 영역, 예를 들어 말단 뉴클레오티드 상의 위치, 또는 마지막 2, 3, 4, 5, 또는 10개의 뉴클레오티드에서 발생할 수 있다. 변형은 이중 가닥 영역, 단일 가닥 영역, 또는 두 영역 모두에서 발생할 수 있다. 변형은 RNA의 이중 가닥 영역에서만 발생할 수 있거나, 또는 RNA의 단일 가닥 영역에서만 발생할 수 있다. 예를 들어, 비결합 O 위치에서의 포스포로티오에이트 변형이 한쪽 또는 양쪽 말단에서만 발생할 수 있거나, 가닥의 말단 영역, 예를 들어, 말단 뉴클레오티드 상의 위치 또는 마지막 2, 3, 4, 5, 또는 10개의 뉴클레오티드에서만 발생할 수 있거나, 또는 이중 가닥 및 단일 가닥 영역, 특히 말단에서 발생할 수 있다. 5' 말단 또는 말단들은 인산화될 수 있다.

예를 들어, 안정성을 향상시키기 위해, 단일 가닥 오버행, 예컨대 5' 또는 3' 오버행, 또는 양쪽 모두에서, 변형 뉴클레오티드 또는 뉴클레오티드 대용물을 포함하거나 또는 오버행에서, 특정 염기를 포함하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 오버행에 퓨린계 뉴클레오티드를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 구현예에서, 3' 또는 5' 오버행의 전체 염기 또는 그 일부가, 본 명세서에서 기술되는 변형에 의해, 변형될 수 있다. 변형에는, 예를 들어, 당업계에 공지된 변형을 가지는 리보스 당의 2' 위치에서의 변형의 사용, 예를 들어, 핵 염기의 리보당 대신에 변형된 데옥시리보뉴클레오티드, 2'-데옥시-2'-플루오로(2'-F) 또는 2'-O-메틸의 이용, 및 포스페이트 기에서의 변형, 예를 들어, 포스포로티오에이트 변형이 포함될 수 있다. 오버행은 표적 서열과 상동성일 필요가 없다.

일 구현예에서, 센스 가닥 및 안티센스 가닥의 각각의 잔기는 독립적으로, LNA, CRN, cET, UNA, HNA, CeNA, 2'-메톡시에틸, 2'-O-메틸, 2'-O-알릴, 2'-C-알릴, 2'-데옥시, 2'-히드록실 또는 2'-플루오로로 변형된다. 상기 가닥은 변형을 하나 초과해서 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 센스 가닥 및 안티센스 가닥의 잔기는 각각 독립적으로, 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로로 변형된다.

2개 이상의 상이한 변형이 전형적으로, 센스 가닥 및 안티센스 가닥에 존재한다. 그들 2개의 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형, 또는 기타 변형일 수 있다.

일 구현예에서, N_a및/또는 N_b는 교대 패턴(alternating pattern)의 변형을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "교대 모티프"는 하나 이상의 변형을 가지는 모티프를 지칭하며, 각각의 변형은 하나의 가닥의 교대 뉴클레오티드에서 발생한다. 교대 뉴클레오티드는 뉴클레오티드 2개 마다 하나, 또는 뉴클레오티드 3개 마다 하나 또는 유사한 패턴을 지칭할 수 있다. 예를 들어, A, B 및 C가 각각 뉴클레오티드에 대한 하나의 유형의 변형을 나타내는 경우, 교대 모티프는 "ABABABABABAB…", "AABBAABBAABB…", "AABAABAABAAB…", "AAABAAABAAAB…", "AAABBBAAABBB…" 또는 "ABCABCABCABC…" 등일 수 있다.

교대 모티프에 포함되는 변형의 유형은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 예를 들어, A, B, C, D가 각각 뉴클레오티드 상의 하나의 유형의 변형을 나타내는 경우, 교대 패턴, 즉 뉴클레오티드 2개 마다의 변형은 동일할 수 있지만, 센스 가닥 또는 안티센스 가닥은 각각 교대 모티프, 예컨대 "ABABAB…", "ACACAC…", "BDBDBD…" 또는 "CDCDCD…" 등에서의 다수의 가능한 변형으로부터 선택될 수 있다.

일 구현예에서, 본 발명의 iRNA 제제는, 안티센스 가닥의 교대 모티프의 변형 패턴에 비하여 이동된 센스 가닥의 교대 모티프의 변형 패턴을 포함한다. 상기 이동은, 센스 가닥의 뉴클레오티드의 변형된 기가 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 다르게 변형된 기에 상응하도록 이루어질 수 있으며, 그 반대의 경우도 그러하다. 예를 들어, dsRNA 듀플렉스에서, 센스 가닥이 안티센스 가닥과 쌍을 이루는 경우, 센스 가닥의 교대 모티프는 상기 가닥의 5'-3'으로부터 "ABABAB"로 시작할 수 있으며, 안티센스 가닥의 교대 모티프는 듀플렉스 영역의 상기 가닥의 5'-3'으로부터 "BABABA"로 시작할 수 있다. 또 다른 예로서, 센스 가닥의 교대 모티프는 상기 가닥의 5'-3'으로부터 "AABBAABB"로 시작할 수 있으며, 안티센스 가닥의 교대 모티프는 듀플렉스 영역 내의 상기 가닥의 5'-3'으로부터 "BBAABBAA"로 시작하여, 센스 가닥과 안티센스 가닥 사이의 변형 패턴의 완전하거나 또는 부분적인 이동이 이루어질 수 있다.

일 구현예에서, iRNA 제제는, 처음의 안티센스 가닥의 2'-O-메틸 변형 및 2'-F 변형의 교대 모티프의 패턴에 비해 이동된 처음의 센스 가닥의 2'-O-메틸 변형 및 2'-F 변형의 교대 모티프의 패턴, 즉, 안티센스 가닥의 2'-F 변형 뉴클레오티드와 염기쌍을 이루는 센스 가닥의 2'-O-메틸 변형 뉴클레오티드 및 그 반대의 경우를 포함한다. 센스 가닥의 1 위치는 2'-F 변형으로 시작할 수 있으며, 안티센스 가닥의 1 위치는 2'-O-메틸 변형으로 시작할 수 있다.

3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 하나 이상의 모티프를 센스 가닥 및/또는 안티센스 가닥에 도입시키면, 센스 가닥 및/또는 안티센스 가닥에 존재하는 초기 변형 패턴이 중단된다. 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 하나 이상의 모티프를 센스 및/또는 안티센스 가닥에 도입함에 의한, 센스 및/또는 안티센스 가닥의 변형 패턴의 중단은 놀랍게도, 표적 유전자에 대한 유전자 사일런싱 활성을 향상시킨다.

일 구현예에서, 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 모티프가 임의의 가닥에 도입되는 경우, 모티프 다음의 뉴클레오티드의 변형은 모티프의 변형과 상이한 변형이다. 예를 들어, 모티프를 포함하는 서열의 부분은 "…N_aYYYN_b…"이며, 여기서, "Y"는 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 모티프의 변형을 나타내며, "N_a" 및 "N_b"는 Y의 변형과 상이한 모티프 "YYY" 다음의 뉴클레오티드의 변형을 나타내며, N_a 및 N_b는 동일하거나 또는 상이한 변형일 수 있다. 대안적으로, 윙 변형이 존재하는 경우, N_a 및/또는 N_b는 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있다.

iRNA 제제는 하나 이상의 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합을 추가로 포함할 수 있다. 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합 변형은 가닥의 임의의 위치에서, 센스 가닥 또는 안티센스 가닥 또는 양족 가닥의 임의의 뉴클레오티드에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 인터뉴클레오티드 결합 변형은 센스 가닥 및/또는 안티센스 가닥의 모든 뉴클레오티드에서 발생할 수 있거나; 각각의 인터뉴클레오티드 결합 변형은 센스 가닥 및/또는 안티센스 가닥의 교대 패턴으로 발생할 수 있거나; 또는 센스 가닥 또는 안티센스 가닥은 교대 패턴에서 인터뉴클레오티드 결합 변형 둘 모두를 포함할 수 있다. 센스 가닥의 인터뉴클레오티드 결합 변형의 교대 패턴은 안티센스 가닥과 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 센스 가닥의 인터뉴클레오티드 결합 변형의 교대 패턴은 안티센스 가닥의 인터뉴클레오티드 결합 변형의 교대 패턴에 비해 이동될 수 있다.

일 구현예에서, iRNA는 오버행 영역에 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합 변형을 포함한다. 예를 들어, 오버행 영역은 2개의 뉴클레오티드 간에 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합을 가지는 2개의 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 뉴클레오티드간 결합 변형은 또한, 듀플렉스 영역 내의 말단 뉴클레오티드 쌍과 오버행 뉴클레오티드를 결합하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 적어도 2, 3, 4개 또는 모든 오버행 뉴클레오티드는 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합을 통해 결합될 수 있으며, 선택적으로, 오버행 뉴클레오티드 다음의 뉴클레오티드 쌍과 오버행 뉴클레오티드를 결합하는 추가의 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 뉴클레오티드 결합이 존재할 수 있다. 예를 들어, 3개의 말단 뉴클레오티드 간에는 2개 이상의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합이 존재할 수 있으며, 상기 3개의 뉴클레오티드 중 2개는 오버행 뉴클레오티드이며, 제3 뉴클레오티드는 오버행 뉴클레오티드 다음의 상 뉴클레오티드이다. 이들 3개의 말단 뉴클레오티드는 안티센스 가닥의 3'-말단, 센스 가닥의 3'-말단, 안티센스 가닥의 5'-말단 및/또는 안티센스 가닥의 5' 말단에 존재할 수 있다.

일 구현예에서, 2개 뉴클레오티드 오버행은 안티센스 가닥의 3'-말단에 존재하며, 3개의 말단 뉴클레오티드 간에는 2개의 포스포로티오에이트 뉴클레오티드 결합이 존재하고, 상기 3개의 뉴클레오티드 중 2개는 오버행 뉴클레오티드이며, 제3 뉴클레오티드는 오버행 뉴클레오티드 다음의 뉴클레오티드 쌍이다. 임의적으로, iRNA 제제는 센스 가닥의 5'-말단과 안티센스 가닥의 5'-말단 둘 모두에서 3개의 말단 뉴클레오티드 간에 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 추가로 가질 수 있다.

일 구현예에서, 이중-가닥 RNAi 제제는 6 내지 8개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함한다. 일 구현예에서, 안티센스 가닥은 5'-말단에 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합 및 3'-말단에 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하며, 센스 가닥은 5'-말단 또는 3'-말단 중 어느 하나에 2개 이상의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함한다.

일 구현예에서, iRNA 제제는 듀플렉스 내에 표적과의 미스매치(들), 또는 그의 조합을 포함한다. 미스 매치는 오버행 영역 또는 듀플렉스 영역에 발생할 수 있다. 염기쌍은 해리 또는 용융을 촉진하는 그의 특성을 기반으로 하여 서열화될 수 있다(예를 들어, 특정 쌍 이루기(pairing)의 결합 또는 해리의 자유 에너지에 있어서, 그와 매우 근사하거나 또는 유사한 분석이 또한 이용될 수 있으나, 가장 간단한 접근 방식은 개별 쌍 기준에서, 쌍들을 시험하는 것임). 해리의 촉진이라는 관점에서, A:U는 G:C보다 바람직하며; G:U는 G:C보다 바람직하고; I:C는 G:C보다 바람직하다(I=이노신). 미스 매치, 예를 들어, 비정규(non-canonical) 쌍 이루기 또는, 정규 쌍 이루기 이외의 것(본 명세서의 다른 부분에서 개시된 바와 같음)이 정규(A:T, A:U, G:C) 쌍 이루기보다 바람직하며; 일반적인 염기를 포함하는 쌍 이루기가 정규 쌍 이루기보다 바람직하다.

일 구현예에서, iRNA 제제는, 듀플렉스의 5' 말단에서 안티센스 가닥의 해리를 촉진하기 위해, 독립적으로, A:U, G:U, I:C, 및 미스 매치 쌍, 예를 들어, 비정규 쌍 이루기 또는, 일반적인 염기를 포함하는 쌍 이루기 또는 정규 쌍 이루기 이외의 것의 군으로부터 선택되는 안티센스 가닥의 5'-말단의 듀플렉스 영역 내에 처음의 1, 2, 3, 4 또는 5개의 염기쌍 중 하나 이상을 포함한다.

일 구현예에서, 안티센스 가닥의 5'-말단의 듀플렉스 영역 내의 1 위치의 뉴클레오티드는 A, dA, dU, U, 및 dT로 이루어진 군으로부터 선택된다. 대안적으로, 안티센스 가닥의 5'-말단의 듀플렉스 영역 내의 처음 1, 2 또는 3개의 염기쌍 중 하나 이상은 AU 염기쌍이다. 예를 들어, 안티센스 가닥의 5'-말단의 듀플렉스 영역 내의 첫 번째 염기쌍은 AU 염기쌍이다.

일 구현예에서, 상기 센스 가닥 서열은 화학식(I)로 표시될 수 있다:

5' n_p-N_a-(X X X)_i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a-n_q 3' (I)

상기 식에서:

i 및 j는 각각 독립적으로 0 또는 1이고;

p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 6이며;

N_a는 각각 독립적으로 0 내지 25개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각각의 서열은 2개 이상의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;

N_b는 각각 독립적으로 0 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내며;

n_p 및 n_q는 각각 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;

여기서, N_b 및 Y는 동일한 변형을 가지지 않으며;

XXX, YYY 및 ZZZ는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타낸다. 바람직하게는, YYY는 모든 2'-F 변형된 뉴클레오티드이다.

일 구현예에서, N_a 및/또는 N_b는 교대 패턴의 변형을 포함한다.

일 구현예에서, YYY 모티프는 센스 가닥의 절단부위 또는 그 부근에 존재한다. 예를 들어, iRNA 제제가 17 내지 23개의 뉴클레오티드 길이의 듀플렉스 영역을 가지는 경우, YYY 모티프는 센스 가닥의 절단 부위 또는 그 부근에 존재할 수 있으며(예를 들어, 위치 6, 7, 8, 7, 8, 9, 8, 9, 10, 9, 10, 11, 10, 11, 12 또는 11, 12, 13에서 발생할 수 있음), 5'-말단의 첫 번째 뉴클레오티드에서 시작하여 계수하거나; 또는 임의적으로, 5'-말단의 듀플렉스 영역 내의 제1 뉴클레오티드 쌍에서 시작하여 계수한다.

일 구현예에서, i는 1이고, j는 0이거나, 또는 i는 0이고, j는 1이거나, 또는 i 및 j는 둘 모두 1이다. 따라서, 센스 가닥은 하기 화학식으로 표시될 수 있다:

5' n_p-N_a-YYY-N_b-ZZZ-N_a-nq 3' (Ib);

5' n_p-N_a-XXX-N_b-YYY-N_a-nq 3' (Ic); 또는

5' n_p-N_a-XXX-N_b-YYY-N_b-ZZZ-N_a-n_q 3' (Id).

센스 가닥이 식 (Ib)로 표시되는 경우, N_b는 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 2 또는 0개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. N_a는 각각 독립적으로, 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낼 수 있다.

센스 가닥이 화학식 (Ic)로 표시되는 경우, N_b는 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 2 또는 0개의 변형 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. N_a는 각각 독립적으로, 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낼 수 있다.

센스 가닥이 화학식 (Id)로 표시되는 경우, N_b는 각각 독립적으로, 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 2 또는 0개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. 바람직하게는, N_b는 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다. N_a는 각각 독립적으로, 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낼 수 있다.

각각의 X, Y 및 Z는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.

다른 구현예에서, i는 0이고, j는 0이고, 센스 가닥은 하기 식으로 표시될 수 있다:

5' n_p-N_a-YYY-N_a-n_q 3' (Ia).

센스 가닥이 식 (Ia)로 표시되는 경우, N_a는 각각 독립적으로 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낼 수 있다.

일 구현예에서, iRNA의 안티센스 가닥 서열은 식 (II)로 표시될 수 있다:

5' n_q'-N_a'-(Z'Z'Z')_k-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-(X'X'X')_l-N'_a-n_p' 3' (II)

상기 식에서:

k 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;

p' 및 q'은 각각 독립적으로 0 내지 6이며;

각각의 N_a'은 독립적으로 0 내지 25개의 변형 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각각의 서열은 2개 이상의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;

N_b'은 각각 독립적으로 0 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내며;

n_p' 및 n_q'은 각각 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;

여기서, N_b' 및 Y'는 동일한 변형을 가지지 않으며;

X'X'X', Y'Y'Y' 및 Z'Z'Z' 각각은 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타낸다.

일 구현예에서, N_a' 및/또는 N_b'는 교대 패턴의 변형을 포함한다.

Y'Y'Y' 모티프는 안티센스 가닥의 절단 부위에 또는 그의 부근에 존재한다. 예를 들어, iRNA 제제가 17 내지 23개의 뉴클레오티드 길이의 듀플렉스 영역을 가지는 경우, Y'Y'Y' 모티프는 안티센스 가닥의 위치 9, 10, 11; 10, 11, 12; 11, 12, 13; 12, 13, 14; 또는 13, 14, 15에 존재할 수 있으며, 계수는 5'-말단으로부터 제1 뉴클레오티드에서 시작하거나; 또는 선택적으로, 계수는 5'-말단으로부터 듀플렉스 영역 내의 쌍을 이루는 제1 뉴클레오티드에서 시작한다. 바람직하게는, Y'Y'Y' 모티프는 위치 11, 12, 13에 존재한다.

일 구현예에서, Y'Y'Y' 모티프는 모든 2'-OMe 변형된 뉴클레오티드이다.

일 구현예에서, k는 1이고, l는 0이거나, 또는 k는 0이고, l은 1이거나, 또는 k 및 l은 둘 모두 1이다.

따라서, 안티센스 가닥은 하기 식으로 표시될 수 있다:

5' n_q'-N_a'-Z'Z'Z'-N_b'-Y'Y'Y'-N_a'-np' 3' (IIb);

5' n_q'-N_a'-Y'Y'Y'-N_b'-X'X'X'-n_p' 3' (IIc); 또는

5' n_q'-N_a'- Z'Z'Z'-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'- X'X'X'-N_a'-n_p' 3' (IId).

안티센스 가닥이 식 (IIb)로 표시되는 경우, N_b'는 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 2 또는 0개의 변형 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. N_a'는 각각 독립적으로, 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다.

안티센스 가닥이 식 (IIc)로 표시되는 경우, N_b'는 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 2 또는 0개의 변형 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. N_a'는 각각 독립적으로, 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다.

안티센스 가닥이 식 (IId)로 표시되는 경우, N_b'는 각각 독립적으로, 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 2 또는 0개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. N_a'는 각각 독립적으로 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. 바람직하게는, N_b는 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다.

다른 구현예에서, k는 0이고, l는 0이고, 안티센스 가닥은 하기 식으로 표시될 수 있다:

5' n_p'-N_a'-Y'Y'Y'- N_a'-nq' 3' (Ia).

안티센스 가닥이 식 (IIa)로 표시되는 경우, N_a'는 각각 독립적으로, 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다.

각각의 X', Y' 및 Z'는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.

센스 가닥 및 안티센스 가닥의 각각의 뉴클레오티드는 독립적으로 LNA, CRN, cET, UNA, HNA, CeNA, 2'-메톡시에틸, 2'-O-메틸, 2'-O-알릴, 2'-C- 알릴, 2'-히드록실, 또는 2'-플루오로로 변형될 수 있다. 예를 들어, 센스 가닥 및 안티센스 가닥의 뉴클레오티드는 각각 독립적으로 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로로 변형된다. 각각의 X, Y, Z, X', Y' 및 Z'은 특히 2'-O-메틸 변형 또는 2'-플루오로 변형을 나타낼 수 있다.

일 구현예에서, iRNA 제제의 센스 가닥은, 듀플렉스 영역이 21번째인 경우, 상기 가닥의 9, 10 및 11 위치에 존재하는 YYY 모티프를 포함할 수 있으며, 5'-말단의 제1 뉴클레오티드에서 시작하여 계수하거나, 또는 선택적으로, 5'-말단의 듀플렉스 영역 내의 제1 뉴클레오티드 쌍에서 시작하여 계수하고; Y는 2'-F 변형을 나타낸다. 센스 가닥은 듀플렉스 영역의 반대쪽 말단에 XXX 모티프 또는 ZZZ 모티프를 윙 변형으로서 추가로 포함할 수 있으며; XXX 및 ZZZ은 각각 독립적으로 2'-OMe 변형 또는 2'-F 변형을 나타낸다.

일 구현예에서, 안티센스 가닥은 상기 가닥의 위치 11, 12 및 13에 존재하는 Y'Y'Y' 모티프를 포함할 수 있으며, 5'-말단의 제1 뉴클레오티드에서 시작하여, 계수하거나, 또는 선택적으로, 5'-말단의 듀플렉스 영역 내의 제1 뉴클레오티드 쌍에서 시작하여, 계수하며; Y'는 2'-O-메틸 변형을 나타낸다. 안티센스 가닥은 듀플렉스 영역의 반대쪽 말단에 X'X'X' 모티프 또는 Z'Z'Z' 모티프를 윙 변형으로서 추가로 포함하며; X'X'X' 및 Z'Z'Z'은 각각 독립적으로 2'-OMe 변형 또는 2'-F 변형을 나타낸다.

상기 식 (Ia), (Ib), (Ic) 및 (Id) 중 어느 하나로 표시되는 센스 가닥은, 각각 식 (IIa), (IIb), (IIc) 및 (IId) 중 어느 하나로 표시되는 안티센스 가닥과 듀플렉스를 형성한다.

따라서, 본 발명의 방법에 이용하기 위한 iRNA 제제는, 각각의 가닥이 14 내지 30개의 뉴클레오티드를 가지는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함할 수 있으며, iRNA 듀플렉스는 식 (III)로 표시된다:

센스: 5'n_p-N_a-(X X X)_i-Nb-Y Y Y-N_b-(Z Z Z)_j-N_a-n_q 3'

안티센스: 3'n_p'-N_a'-(X'X'X')_k-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-(Z'Z'Z')_l-N_a'-n_q' 5' (III)

상기 식에서:

i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;

p, p', q, 및 q'은 각각 독립적으로 0 내지 6이며;

N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로, 0 내지 25개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각각의 서열은 2개 이상의 상이한 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;

N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 0 내지 10개의 변형 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내며;

n_p', n_p, n_q', 및 n_q는 각각 존재하거나 존재하지 않을 수 있으며, 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내고;

XXX, YYY, ZZZ, X'X'X', Y'Y'Y', 및 Z'Z'Z'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드 상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타낸다.

일 구현예에서, i는 0이고, j는 0이거나; 또는 i는 1이고, j는 0이거나; 또는 i는 0이고, j는 1이거나; 또는 i 및 j 둘 모두 0이거나; 또는 i 및 j 둘 모두 1이다. 또 다른 구현예에서, k는 0이고, l는 0이거나; 또는 k는 1이고, l은 0이고; k는 0이고, l는 1이거나; 또는 k 및 l 둘 모두 0이거나; 또는 k 및 l은 둘 모두 1이다.

iRNA 듀플렉스를 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥의 예시적인 조합은 하기 화학식의 것들을 포함한다:

5' n_p - N_a -Y Y Y -N_a-n_q 3'

3' n_p'-N_a'-Y'Y'Y' -N_a'n_q' 5' (IIIa)

5' n_p -N_a -Y Y Y -N_b -Z Z Z -N_a-n_q 3'

3' n_p'-N_a'-Y'Y'Y'-N_b'-Z'Z'Z'-N_a'n_q' 5' (IIIb)

5' n_p-N_a- X X X -N_b -Y Y Y - N_a-n_q 3'

3' n_p'-N_a'-X'X'X'-N_b'-Y'Y'Y'-N_a'-n_q' 5' (IIIc)

5' n_p -N_a -X X X -N_b-Y Y Y -N_b- Z Z Z -N_a-n_q 3'

3' n_p'-N_a'-X'X'X'-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-Z'Z'Z'-N_a-n_q' 5' (IIId)

iRNA 제제가 화학식 (IIIa)로 표시되는 경우, N_a는 각각 독립적으로 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다.

iRNA 제제가 화학식 (IIIb)로 표시되는 경우, N_b는 각각 독립적으로 1 내지 10, 1 내지 7, 1 내지 5 또는 1 내지 4개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. N_a는 각각 독립적으로 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다.

iRNA 제제가 화학식 (IIIc)로 표시되는 경우, N_b, N_b'은 각각 독립적으로 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 2 또는 0개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. N_a는 각각 독립적으로 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다.

iRNA 제제가 화학식 (IIId)로 표시되는 경우, N_b, N_b'은 각각 독립적으로 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 10, 0 내지 7, 0 내지 5, 0 내지 4, 0 내지 2 또는 0개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. N_a, N_a'은 각각 독립적으로 2 내지 20, 2 내지 15, 또는 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타낸다. N_a, N_a', N_b 및 N_b'은 각각 독립적으로, 교대 패턴의 변형을 포함한다.

식 (III), (IIIa), (IIIb), (IIIc), 및 (IIId)의 X, Y 및 Z 각각은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.

iRNA 제제가 식 (III), (IIIa), (IIIb), (IIIc) 및 (IIId)로 표시되는 경우, Y 뉴클레오티드 중 하나 이상이 Y' 뉴클레오티드 중 하나와 염기쌍을 형성할 수 있다. 대안적으로, Y 뉴클레오티드 중 2개 이상이 상응하는 Y' 뉴클레오티드와 염기쌍을 형성하거나; 또는 3개의 Y 뉴클레오티드 모두가 상응하는 Y' 뉴클레오티드와 염기쌍을 형성한다.

iRNA 제제가 화학식 (IIIb), 또는 (IIId)로 표시되는 경우, Z 뉴클레오티드 중 하나 이상이 Z' 뉴클레오티드 중 하나와 염기쌍을 형성할 수 있다. 대안적으로, Z 뉴클레오티드 중 2개 이상이 상응하는 Z' 뉴클레오티드와 염기쌍을 형성하거나; 또는 3개의 Z 뉴클레오티드 모두가 상응하는 Z' 뉴클레오티드와 염기쌍을 형성한다.

iRNA 제제가 화학식 (IIIc) 또는 (IIId)로 표시되는 경우, X 뉴클레오티드 중 하나 이상이 X' 뉴클레오티드 중 하나와 염기쌍을 형성할 수 있다. 대안적으로, X 뉴클레오티드 중 2개 이상이 상응하는 X' 뉴클레오티드와 염기쌍을 형성하거나; 또는 3개의 X 뉴클레오티드 모두가 상응하는 X' 뉴클레오티드와 염기쌍을 형성한다.

일 구현예에서, Y 뉴클레오티드 상의 변형은 Y' 뉴클레오티드 상의 변형과 상이하고/거나, Z 뉴클레오티드 상의 변형은 Z' 뉴클레오티드 상의 변형과 상이하고/거나, X 뉴클레오티드 상의 변형은 X' 뉴클레오티드 상의 변형과 상이하다.

일 구현예에서, iRNA 제제가 식 (IIId)로 표시되는 경우, N_a 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이다. 다른 구현예에서, iRNA 제제가 (IIId)로 표시되는 경우, N_a 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고, n_p'은 >0이며, 하나 이상의 n_p'은 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 결합된 다. 또 다른 구현예에서, iRNA 제제가 식 (IIId)로 표시되는 경우, N_a 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고, n_p'은 >0이며, 하나 이상의 n_p'은 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 결합되고, 센스 가닥은 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체에 컨쥬게이트된다(하기에서 기술됨). 또 다른 구현예에서, iRNA 제제가 화학식 (IIId)로 표시되는 경우, N_a 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고, n_p'은 >0이며, 하나 이상의 n_p'은 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 결합되고, 센스 가닥은 하나 이상의 포스포로티오에이트 결합을 포함하고, 센스 가닥은 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체에 컨쥬게이트된다.

일 구현예에서, iRNA 제제가 식 (IIIa)로 표시되는 경우, N_a 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고, n_p'은 >0이며, 하나 이상의 n_p'은 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 결합되고, 센스 가닥은 하나 이상의 포스포로티오에이트 결합을 포함하고, 센스 가닥은 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체에 컨쥬게이트된다.

일 구현예에서, iRNA 제제는 식 (III), (IIIa), (IIIb), (IIIc) 및 (IIId)로 표시되는 2개 이상의 듀플렉스를 포함하는 다량체이며, 듀플렉스는 링커에 의해 결합된다. 상기 링커는 절단가능이거나 또는 비절단가능일 수 있다. 선택적으로, 상기 다량체는 리간드를 추가로 포함한다. 듀플렉스 각각은 동일한 유전자 또는 2개의 상이한 유전자를 표적으로 할 수 있거나; 또는 듀플렉스 각각은 2개의 상이한 표적 부위의 동일한 유전자를 표적으로 할 수 있다.

일 구현예에서, 상기 iRNA 제제는 식 (III), (IIIa), (IIIb), (IIIc) 및 (IIId)로 표시되는 3, 4, 5, 6개 또는 그 초과의 듀플렉스를 포함하는 다량체이며, 듀플렉스는 링커에 의해 결합된다. 상기 링커는 절단가능이거나 또는 비절단가능일 수 있다. 선택적으로, 상기 다량체는 리간드를 추가로 포함한다. 듀플렉스 각각은 동일한 유전자 또는 2개의 상이한 유전자를 표적으로 할 수 있거나; 또는 듀플렉스 각각은 2개의 상이한 표적 부위의 동일한 유전자를 표적으로 할 수 있다.

일 구현예에서, 식 (III), (IIIa), (IIIb), (IIIc) 및 (IIId)로 표시되는 2개의 iRNA 제제는 5' 말단에서 서로 결합하며, 3' 말단 중 하나 또는 둘 모두는 리간드에 선택적으로 컨쥬게이트된다. 상기 제제 각각은 동일한 유전자 또는 2개의 상이한 유전자를 표적으로 할 수 있거나; 또는 상기 제제 각각은 2개의 상이한 표적 부위에서 동일한 유전자를 표적으로 할 수 있다.

다양한 공개 문헌에, 본 발명의 방법에 이용될 수 있는 다량체 iRNA 제제가 개시되어 있다. 이러한 공개문헌에는, 본 명세서에서, 각각 그 전문이 참조로서 포함되는 WO2007/091269호, 미국 특허 제7858769호, WO2010/141511, WO2007/117686, WO2009/014887 및 WO2011/031520가 포함된다.

하기에서 더욱 상세히 개시되는 바와 같이, iRNA 제제로의 하나 이상의 탄수화물 모이어티의 컨쥬게이트를 포함하는 iRNA 제제는 iRNA 제제의 하나 이상의 특성을 최적화할 수 있다. 많은 경우, 상기 탄수화물 모이어티는 iRNA 제제의 변형된 하위 단위에 부착될 것이다. 예를 들어, dsRNA 제제의 하나 이상의 리보뉴클레오티드 하위 단위의 리보스 당은 또 다른 모이어티, 예를 들어, 탄수화물 리간드가 부착된 비-탄수화물(바람직하게는, 사이클릭) 담체로 대체될 수 있다. 상기 하위 단위의 리보스 당이 그와 같이 대체된 리보뉴클레오티드 하위 단위는 본 명세서에서, 리보스 대체 변형 하위 단위(RRMS)로 지칭된다. 사이클릭 담체는 카르보사이클릭 고리계일 수 있으며, 즉, 모든 고리 원자가 탄소 원자 또는 헤테로사이클릭 고리계일 수 있으며, 즉, 하나 이상의 고리 원자가 헤테로 원자, 예컨대 질소, 산소, 황일 수 있다. 사이클릭 담체는 모노사이클릭 고리계일 수 있거나, 또는 2개 또는 그 초과의 고리, 예를 들어, 융합 고리를 포함할 수 있다. 상기 사이클릭 담체는 완전 포화 고리계일 수 있거나, 또는 하나 이상의 이중 결합을 포함할 수 있다.

상기 리간드는 담체를 통해 폴리뉴클레오티드에 부착될 수 있다. 담체는, (i) 하나 이상의 "골격 부착점", 바람직하게는 2개의 "골격 부착점", 및 (ii) 하나 이상의 "테더링(tethering) 부착점"을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "골격 부착점"은 작용기, 예를 들어 히드록실 기, 또는, 일반적으로, 골격, 예를 들어, 포스페이트, 또는 변형된 포스페이트, 예를 들어, 리보핵산의 황 함유 골격으로의 담체의 혼입에 적합한 이용 가능한 결합을 지칭한다. 일부 구현예에서, "테더링 부착점"(TAP)은, 선택된 모이어티와 결합하는(골격 부착점을 제공하는 원자와 구별되는) 사이클릭 담체의 구성 고리 원자, 예컨대 탄소 원자 또는 헤테로 원자를 지칭한다. 상기 모이어티는, 예를 들어, 탄수화물, 예를 들어 단당류, 이당류, 삼당류, 사당류, 올리고당 및 다당류일 수 있다. 임의적으로, 선택된 모이어티는 개재 테더링(intervening tethering)에 의해 사이클릭 담체와 결합한다. 따라서, 상기 사이클릭 담체는 종종 작용기, 예를 들어 아미노기를 포함하거나, 또는 일반적으로, 또 다른 화학적 성분, 예를 들어 리간드의 구성 고리로의 혼입 또는 테더링에 적절한 결합을 제공한다.

iRNA 제제는 담체를 통해 리간드에 컨쥬게이트될 수 있으며, 담체는 사이클릭 기 또는 비사이클릭 기일 수 있으며; 바람직하게는, 사이클릭 기는 피롤리디닐, 피라졸리닐, 피라졸리디닐, 이미다졸리닐, 이미다졸리디닐, 피페리디닐, 피페라지닐, [1,3]디옥솔란, 옥사졸리디닐, 이속사졸리디닐, 모르폴리닐, 티아졸리디닐, 이소티아졸리디닐, 퀴녹살리닐, 피리다지노닐, 테트라히드로푸릴 및 데칼린으로부터 선택되며; 바람직하게는, 비사이클릭 기는 세리놀 골격 또는 디에탄올아민 골격으로부터 선택된다.

구체적인 특정 구현예에서, 본 발명의 방법에 사용하기 위한 iRNA 제제는 표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에 열거된 제제의 군으로부터 선택되는 제제가다. 이들 물질들은 리간드를 추가로 포함할 수 있다.

IV. 리간드에 컨쥬게이트된 iRNA

본 발명의 iRNA의 RNA의 또 다른 변형에는, iRNA의 활성, 세포 분산 또는 세포 섭취를 향상시키는 하나 이상의 리간드들, 모이어티 또는 컨쥬게이트를 상기 RNA에 화학적으로 결합시키는 것이 포함된다. 이러한 모이어티에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 지질 모이어티, 예를 들어 콜레스테롤 모이어티(Letsinger et al., Proc Natl Acid Sci USA, 1989, 86: 6553-6556), 콜산(Manoharan et al., Biorg Med Chem Let, 1994, 4:1053-1060), 티오에테르, 예컨대 베릴-S-트리틸티올(Manoharan et al., Ann NY Acad Sci, 1992, 660:306-309; Manoharan et al., Biorg Med Chem Let, 1993, 3:2765-2770), 티오콜레스테롤(Oberhauser et al., Nucl Acids Res, 1992, 20:533-538), 지방족 사슬, 예컨대 도데칸디올 또는 운데실 잔기(Saison-Behmoaras et al., EMBO J, 1991, 10:1111-1118; Kabanov et al., FEBS Lett, 1990, 259:327-330; Svinarchuk et al., Biochimie, 1993, 75:49-54), 인지질, 예컨대 디-헥사데실-rac-글리세롤 또는 트리에틸-암모늄 1,2-디-O-헥사데실-rac-글리세로-3-포스포네이트((Manoharan et al., Tetrahedron Lett, 1995, 36:3651-3654; Shea et al., Nucl Acids Res, 1990, 18:3777-3783), 폴리아민 또는 폴리에틸렌 글리콜 사슬(Manoharan et al., Nucleosides & Nucleotides, 1995, 14:969-973), 또는 아다만탄 아세트산(Manoharan et al., Tetrahedron Lett, 1995, 36:3651-3654), 팔미틸 모이어티(Mishra et al., Biochim Biophys Acta, 1995, 1264:229-237), 또는 옥타데실아민 또는 헥실아미노-카르보닐옥시콜레스테롤 모이어티(Crooke et al., J Pharmacol Exp Ther, 1996, 277:923-937)가 포함된다.

일 구현예에서, 리간드는, 이것이 혼입되는 iRNA 제제의 분산, 표적화 또는 수명을 변경한다. 바람직한 구현예에서, 이러한 리간드가 존재하지 않는 종류에 비해서, 리간드는 선택된 표적, 예를 들어, 분자, 세포 또는 세포 유형, 구획, 예를 들어, 세포 또는 기관 구획, 조직, 기관 또는 신체 영역에 대해 향상된 친화성을 제공한다. 바람직한 리간드는 듀플렉스 핵산에서 듀플렉스 쌍 이루기에 관여하지 않을 것이다.

리간드에는 자연 발생 물질, 예를 들어 단백질(예컨대 인간 혈청 알부민(HSA), 저밀도 지질 단백질(LDL), 또는 글로불린); 탄수화물(예컨대 덱스트란, 풀루란, 키틴, 키토산, 이눌린, 사이클로덱스트린, N-아세틸갈락토사민 또는 히알루론산); 또는 지질이 포함될 수 있다. 리간드는 또한, 재조합 또는 합성 분자, 예를 들어, 합성 중합체, 예컨대 합성 폴리 아미노산일 수 있다. 폴리 아미노산의 예에는 폴리리신(PLL), 폴리 L-아스파르트산, 폴리 L-글루탐산, 스티렌-말레산 무수물 공중합체, 폴리(L-락티드-코-글리콜리드) 공중합체, 디비닐 에테르-말레산 무수물 공중합체, N-(2-히드록시프로필)메타크릴아미드 공중합체(HMPA), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리우레탄, 폴리(2-에틸아크릴산), N-이소프로필아크릴아미드 중합체, 또는 폴리포스파진이 포함된다. 폴리아민의 예에는 폴리에틸렌이민, 폴리리신(PLL), 스페르민, 스페르미딘, 폴리아민, 슈도펩티드-폴리아민, 펩티드모방체 폴리아민(peptidomimetic polyamine), 덴드리머 폴리아민(dendrimer polyamine), 아르기닌, 아미딘, 프로타민, 양이온성 지질, 양이온성 포르피린, 폴리아민의 4차 염, 또는 알파 나선형 펩티드가 포함된다.

리간드에는 또한 표적화 기, 예컨대 세포 또는 조직 표적화제, 예컨대 렉틴, 당단백질, 지질 또는 단백질, 예컨대 신장 세포와 같은 특정 세포 유형과 결합하는 항체가 포함될 수 있다. 표적화 기는 갑상선 자극 호르몬, 멜라노트로핀, 렉틴, 당단백질, 계면활성제 단백질 A, 뮤신 탄수화물, 다가 락토오스, 다가 갈락토오스, N-아세틸-갈락토사민, N-아세틸-글루코사민 다가 만노오스, 다가 푸코오스, 당화 폴리 아미노산, 다가 갈락토오스, 트랜스페린, 비스포스포네이트, 폴리글루타메이트, 폴리아스파르테이트, 지질, 콜레스테롤, 스테로이드, 담즙 산, 폴레이트, 비타민 B12, 비타민 A, 비오틴 또는 RGD 펩티드 또는 RGD 펩티드 모방체일 수 있다.

리간드의 다른 예에는 염료, 인터칼레이팅제(intercalating agent)(예컨대 아크리딘), 가교제(예컨대 소랄렌, 미토마이신 C), 포르피린(TPPC4, 텍사피린, 사피린), 폴리사이클릭 방향족 탄화수소(예컨대 페나진, 디하이드로페나진), 인공 엔도뉴클레아제(예컨대 EDTA), 친유성 분자, 예컨대 콜레스테롤, 콜산, 아다만탄 아세트산, 1-피렌 부티르산, 디하이드로테스토스테론, 1,3-비스-O(헥사데실)글리세롤, 제라닐옥시헥실 기, 헥사데실글리세롤, 보르네올, 멘톨, 1,3-프로판디올, 헵타데실 기, 팔미트산, 미리스틱산, O3-(올레오일)리토콜산, O3-(올레오일)콜렌산(cholenic acid), 디메톡시트리틸, 또는 페녹사진) 및 펩티드 컨쥬게이트(예컨대 안테나페디아 펩티드, Tat 펩티드), 알킬화제, 포스페이트, 아미노, 메르캅토, PEG(예컨대 PEG-40K), MPEG, [MPEG]₂, 폴리아미노, 알킬, 치환된 알킬, 방사성 표지 마커, 효소, 합텐(예컨대 비오틴), 수송/흡수 촉진제(예컨대 아스피린, 비타민 E, 엽산), 합성 리보뉴클레아제(예컨대 가미다졸, 비스이미다졸, 히스타민, 이미다졸 클러스터, 아크리딘-이미다졸 컨쥬게이트, 테트라아자마크로사이클의 Eu3+ 복합체), 디니트로페닐, HRP, 또는 AP가 포함된다.

리간드는 단백질, 예컨대 당단백질, 또는 펩티드, 예컨대 공동 리간드에 대해 특이적 친화성을 가지는 분자, 또는 항체, 예컨대 간세포와 같은 특정 세포 유형과 결합하는 항체일 수 있다. 리간드에는 또한 호르몬 및 호르몬 수용체가 포함될 수 있다. 이들에는 또한 비-펩티드성 종류, 예를 들어, 지질, 렉틴, 탄수화물, 비타민, 보조 인자, 다가 락토오스, 다가 갈락토오스, N-아세틸-갈락토사민, N-아세틸-글루코사민 다가 만노오스 또는 다가 푸코오스가 포함될 수 있다. 리간드는, 예를 들면, 지질 다당류, p38 MAP 키나아제의 활성화제 또는 NF-κB의 활성화제일 수 있다.

리간드는 예컨대 세포의 세포 골격을 파열시킴으로써, 예컨대 세포의 미소관, 미세섬유 및/또는 중간 필라멘트를 파열시킴으로써, iRNA 제제의 세포로의 섭취를 증가시킬 수 있는 물질, 예컨대 약제일 수 있다. 상기 약제는, 예를 들어, 탁손, 빈크리스틴, 빈블라스틴(vinblastine), 사이토칼라신(cytochalasin), 노코다졸(nocodazole), 자플라키놀리데(japlakinolide), 라트룬쿨린 A(latrunculin A), 팔로이딘(phalloidin), 스윈홀리데 A(swinholide A), 인다노신(indanocine) 또는 미오세르빈(myoservin)일 수 있다.

일부 구현예에서, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 iRNA에 부착되는 리간드는 약동학적 조절제(PK 조절제)로 작용한다. PK 조절제에는 친유성 기, 담즙 산, 스테로이드, 인지질 유사체, 펩티드, 단백질 결합제, PEG, 비타민 등이 포함된다. 예시적 PK 조절제에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 콜레스테롤, 지방산, 콜산, 리토콜산, 디알킬글리세리드, 디아실글리세리드, 인지질, 스핑고지질, 나프록센(naproxen), 이부프로펜(ibuprofen), 비타민 E, 비오틴 등이 포함된다. 복수의 포스포로티오에이트 결합을 포함하는 올리고뉴클레오티드는 또한, 혈청 단백질과 결합하는 것으로 알려져 있으며, 따라서, 골격 내에, 다수의 포스포로티오에이트 결합을 포함하는 짧은 올리고뉴클레오티드, 예컨대 약 5개의 염기, 10개의 염기, 15개의 염기 또는 20개의 염기의 올리고뉴클레오티드는 리간드(예컨대 PK 조절 리간드)로서, 본 발명에 적용 가능하다. 또한, 본 명세서에서 개시되는 구현예에서, 혈청 성분(예컨대 혈청 단백질)과 결합하는 압타머가 PK 조절 리간드로서의 사용하기에 적합하다.

본 발명의 리간드-컨쥬게이트 올리고뉴클레오티드는, 결합 분자의 올리고뉴클레오티드로의 부착으로부터 유래된 것과 같이, 펜던트 반응성 작용기를 보유하는 올리고뉴클레오티드를 사용함으로써, 합성될 수 있다(하기에서 기술됨). 이러한 반응성 올리고뉴클레오티드는 상업적으로 이용 가능한 리간드, 다양한 보호기 중 임의의 것을 보유하는 합성 리간드 또는, 이에 부착된 결합 모이어티를 가지는 리간드와 직접적으로 반응할 수 있다.

본 발명의 컨쥬게이트에 이용되는 올리고뉴클레오티드는 고상 합성에 있어서, 잘 알려진 기술을 통해, 용이하게 통상적으로 제조할 수 있다. 이러한 합성 장비는, 예를 들어, Applied Biosystems(Foster City, Calif)를 비롯한 다수의 판매 회사에 의해 판매된다. 당업계에 공지된 이러한 합성을 위한 기타 임의의 수단이 추가적으로 또는 대안적으로 사용될 수 있다. 또한, 포스포로티오에이트 및 알킬화 유도체와 같은 다른 올리고뉴클레오티드를 제조하기 위한 유사 기술을 이용하는 것도 공지되어 있다.

본 발명의 리간드-컨쥬게이트 올리고뉴클레오티드 및, 리간드-분자를 갖는 서열-특이적 결합 뉴클레오시드에 있어서, 상기 올리고뉴클레오티드 및 올리고뉴클레오시드는 표준 뉴클레오티드 또는 뉴클레오시드 전구물질 또는, 결합 모이어티를 이미 가지고 있는 뉴클레오티드 또는 뉴클레오시드 컨쥬게이트 전구물질, 리간드 분자를 이미 가지고 있는 리간드-뉴클레오티드 또는 뉴클레오시드-컨쥬게이트 전구물질 또는 비-뉴클레오시드 리간드를 갖는 빌딩 블록을 사용하는 적절한 DNA 합성기에서 조립될 수 있다.

결합 모이어티를 이미 가지고 있는 뉴클레오티드-컨쥬게이트 전구제제를 이용하는 경우, 서열-특이적 결합 뉴클레오시드의 합성이 전형적으로 완료된 후, 리간드 분자가 결합 모이어티와 반응하여, 리간드-컨쥬게이트 올리고뉴클레오티드가 형성된다. 일부 구현예에서, 본 발명의 올리고뉴클레오티드 또는 결합 뉴클레오시드는 올리고뉴클레오티드 합성에 있어서, 상업적으로 이용 가능하며 통상적으로 이용되는 표준 포스포라미디트 및 비-표준 포스포라미디트에 더하여, 리간드-뉴클레오시드 컨쥬게이트로부터 유래된 포스포라미디트를 이용하는 자동 합성기에 의해 합성된다.

A. 지질 컨쥬게이트

일 구현예에서, 상기 리간드 또는 컨쥬게이트는 지질 또는 지질-기반 분자이다. 이러한 지질 또는 지질 기반 분자는 바람직하게는, 혈청 단백질, 예컨대 인간 혈청 알부민(HSA)과 결합한다. HSA 결합 리간드는 신체의 표적 조직, 예컨대 비-신장 표적 조직으로의 컨쥬게이트의 분산을 가능하게 한다. 예를 들어, 상기 표적 조직은 간의 실질 세포를 비롯한 간일 수 있다. HSA와 결합할 수 있는 기타 분자들이 또한 리간드로 이용될 수 있다. 예를 들어, 나프록센 또는 아스피린을 이용할 수 있다. 지질 또는 지질 기반 리간드는, (a) 컨쥬게이트의 분해에 대한 내성을 증가시키고/거나, (b) 표적 세포 또는 세포막으로의 표적화 또는 수송을 증가시키고/거나, (c) 혈청 단백질, 예컨대 HSA와의 결합을 조절하는 데 사용될 수 있다.

지질 기반 리간드는, 컨쥬게이트와 표적 조직과의 결합의 억제, 예컨대 조절에 이용될 수 있다. 예를 들면, HSA와 더욱 강하게 결합하는 지질 또는 지질 기반 리간드는 신장으로 표적화될 가능성이 작을 것이며, 따라서, 신체로부터 제거될 가능성이 작다. HSA와 덜 강하게 결합하는 지질 또는 지질 기반 리간드는 신장으로의 컨쥬게이트의 표적화에 이용될 수 있다.

바람직한 구현예에서, 지질 기반 리간드는 HSA와 결합한다. 바람직하게는, 이것은, 컨쥬게이트가 바람직하게는 비-신장 조직으로 분산되도록 하기에 충분한 친화성으로 HSA와 결합한다. 그러나, 친화성이 너무 강하지 않아, HSA-리간드 결합이 비가역적이지 않은 것이 바람직하다.

또 다른 바람직한 구현예에서, 지질 기반 리간드는, 컨쥬게이트가 바람직하게는 신장으로 분산되도록 하기 위해, HSA와 약하게 결합하거나 또는 전혀 결합하지 않는다. 신장 세포를 표적으로 하는 다른 모이어티가 또한, 지질 기반 리간드 대신에 사용되거나 또는 이에 더하여 사용될 수 있다.

또 다른 양태에서, 리간드는 모이어티, 예컨대 표적 세포, 예컨대 증식 세포에 의해 섭취되는 비타민이다. 이들은, 예컨대 악성 또는 비-악성 유형, 예컨대 암 세포의 원치 않는 세포 증식을 특징으로 하는 장애의 치료에 특히 유용하다. 예시적인 비타민에는 비타민 A, E 및 K가 포함된다. 기타 예시적인 비타민에는 비타민 B, 예컨대 엽산, B12, 리보플라빈, 비오틴, 피리독살 또는, 표적 세포, 예를 들어, 간 세포에 의해 섭취되는 비타민 또는 영양소가 포함된다. HSA 및 저밀도 지질 단백질(LDL)이 또한 포함된다.

B. 세포 침투제

또 다른 양태에서, 리간드는 세포-침투제, 바람직하게는 나선형 세포-침투제이다. 바람직하게는, 상기 침투제는 양친매성(amphipathic)이다. 예시적인 침투제는 tat 또는 안테노페디아와 같은 펩티드이다. 상기 침투제가 펩티드인 경우, 이것은, 펩티드 모방체, 인버토머(invertomer), 비펩티드 또는 슈도펩티드 결합 및 D-아미노산의 이용을 포함하여, 변형될 수 있다. 상기 나선형 침투제는, 바람직하게는 친유성 및 소유성을 가지는 알파-나선형 침투제가 바람직하다.

리간드는 펩티드 또는 펩티드 모방체일 수 있다. 펩티드 모방체(또한, 본 명세서에서, 올리고펩티드모방체로 지칭됨)는, 천연 펩티드와 유사한 소정의 3차원 구조로 접힐 수 있는 분자이다. iRNA 제제과 펩티드 및 펩티드 모방체의 부착은, 예를 들어, 세포 인식 및 흡수의 향상에 의해, iRNA의 약동학적 분산에 영향을 미칠 수 있다. 펩티드 또는 펩티드 모방체 모이어티는 약 5 내지 50개의 아미노산 길이, 예컨대 약 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 또는 50개의 아미노산 길이일 수 있다.

펩티드 또는 펩티드 모방체는, 예를 들어, 세포 침투 펩티드, 양이온성 펩티드, 양친매성 펩티드 또는 소수성 펩티드(예컨대 주로 Tyr, Trp 또는 Phe로 구성됨)일 수 있다. 상기 펩티드 모이어티는 덴드리머 펩티드, 구속된 펩티드 또는 가교성 펩티드일 수 있다. 또 다른 대체안으로, 상기 펩티드 모이어티는 소수성 막 전좌 서열(membrane translocation sequence)(MTS)을 포함할 수 있다. 예시적인 소수성 MTS-함유 펩티드는 아미노산 서열 AAVALLPAVLLALLAP(서열번호:13)를 가지는 RFGF이다. 소수성 MTS를 포함하는 RFGF 유사체(예컨대 아미노산 서열 AALLPVLLAAP(서열번호:14))는 또한 표적 모이어티일 수 있다. 상기 펩티드 모이어티는 세포막을 가로지르는 펩티드, 올리고뉴클레오티드 및 단백질을 포함하는 더 큰 극성 분자들을 운반할 수 있는 "전달" 펩티드일 수 있다. 예를 들어, HIV Tat 단백질(GRKKRRQRRRPPQ(서열번호:15) 및 드로소필라 안테나페디아 단백질(RQIKIWFQNRRMKWKK(서열번호:16))의 서열이 전달 펩티드로서 작용할 수 있다는 것이 발견되었다. 펩티드 또는 펩티드 모방체는 파지-디스플레이 라이브러리 또는 원-비드-원-화합물(one-bead-one-compound)(OBOC) 조합 라이브러리로부터 확인되는 펩티드와 같이, 무작위 서열의 DNA에 의해 인코딩될 수 있다(Lam et al., Nature, 354:82-84, 1991). 세포 표적화를 위해, 혼입 단량체 단위를 통해, dsRNA 물질로 테더링된 펩티드 또는 펩티드 모방체의 예에는 아르기닌-글리신-아스파르트산(RGD)-펩티드 또는 RGD 모방체가 있다. 펩티드 모이어티는 약 5개의 아미노산 내지 약 40개의 아미노산 길이 범위일 수 있다. 상기 펩티드 모이어티는, 안정성을 증가시키거나, 또는 입체 구조적 특성을 유도하는 것과 같은 구조적 변형을 가질 수 있다. 하기에서 개시되는 구조적 변형 중 임의의 것이 이용될 수 있다.

본 발명의 조성물 및 방법에 이용되는 RGD 펩티드는 선형 또는 고리형일 수 있으며, 특정 조직(들)으로의 표적화의 촉진을 위해, 변형, 예컨대 글리코실화 또는 메틸화될 수 있다. RGD-함유 펩티드 및 펩티드 모방체에는 합성 RGD 모방체뿐만 아니라 D-아미노산이 포함될 수 있다. RGD에 더하여, 인테그린 리간드를 표적으로 하는 다른 모이어티가 이용될 수 있다. 이러한 리간드의 바람직한 컨쥬게이트는 PECAM-1 또는 VEGF를 표적으로 한다.

"세포 침투 펩티드"는 세포, 예컨대 박테리아 또는 진균 세포와 같은 미생물 세포, 또는 인간 세포와 같은 포유동물 세포를 침투할 수 있다. 미생물 세포-침투 펩티드는 예를 들어, α-나선 선형 펩티드(예컨대 LL-37 또는 세로핀 P1), 이황화 결합-함유 펩티드(예컨대 α-디펜신, β-디펜신 또는 박테네신(bactenecin)), 또는 1 또는 2개의 우세 아미노산만을 포함하는 펩티드(예컨대 PR-39 또는 인도리시딘)일 수 있다. 세포 침투 펩티드는 또한 핵 위치 신호(NLS)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 세포 침투 펩티드는, SV40 거대 T 항원의 NLS 및 HIV-1 gp41의 융합 펩티드 도메인으로부터 유래된 MPG와 같은 이분 양친매성 펩티드(bipartite amphipathic peptide)일 수 있다(Simeoni et al., Nucl. Acids Res. 31:2717-2724, 2003).

C. 탄수화물 컨쥬게이트

본 발명의 조성물 및 방법의 일부 구현예들에 있어서, iRNA 올리고뉴클레오티드는 탄수화물을 추가로 포함한다. 탄수화물 컨쥬게이트 iRNA는 본 명세서에서 개시되는 바와 같이, 생체 내 치료용으로 적합한 조성물뿐만 아니라 핵산의 생체 내 전달에 유리하다. 본 명세서에서 사용되는 "탄수화물"은, 각각의 탄소 원자에 결합된 산소, 질소 또는 황 원자와 적어도 6개의 탄소 원자(선형, 분지형 또는 고리형일 수 있음)을 가지는 하나 이상의 단당류 단위로 구성된 탄수화물 자체 화합물; 또는, 각각의 탄소 원자에 결합된 산소, 질소 또는 황 원자와 적어도 6개의 탄소 원자(선형, 분지형 또는 고리형일 수 있음)을 각각 가지는 하나 이상의 단당류 단위로 구성된 탄수화물 모이어티를 그의 일부로서 가지는 화합물을 지칭한다. 대표적인 탄수화물에는 당(약 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 단당류 단위를 포함하는 단당류, 이당류, 삼당류 및 올리고당) 및, 전분, 글리코겐, 셀룰로오스 및 다당류 검과 같은 다당류가 포함된다. 구체적 단당류에는 C5 및 그 초과의(예컨대 C5, C6, C7 또는 C8) 당이 포함되며; 이당류 및 삼당류에는 2 또는 3개의 단당류 단위를 가지는 당(예컨대 C5, C6, C7 또는 C8)이 포함된다.

일 구현예에서, 본 발명의 조성물 및 방법에 사용하기 위한 탄수화물 컨쥬게이트는 단당류이다. 일 구현예에서, 상기 단당류는 하기와 같은 N-아세틸갈락토사민이다:

화학식 II.

또 다른 구현예에서, 본 발명의 조성물 및 방법에 사용하기 위한 탄수화물 컨쥬게이트는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:

화학식 II,

화학식 III,

화학식 IV,

화학식 V,

화학식 VI,

화학식 VII,

화학식 VIII,

화학식 IX,

화학식 X,

화학식 XI,

화학식 XII,

화학식 XIII,

화학식 XIV,

화학식 XV,

화학식 XVI,

화학식 XVII,

화학식 XVIII,

화학식 XIX,

화학식 XX,

화학식 XXI,

화학식 XXII.

본 명세서에서 기술되는 구현예에서 사용하기 위한 또 다른 대표적 탄수화물 컨쥬게이트에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 하기의 것이 포함된다:

(화학식 XXIII), 상기 식에서, X 또는 Y 중 하나는 올리고뉴클레오티드이며, 다른 하나는 수소이다.

일부 구현예에서, 탄수화물 컨쥬게이트에는, 이에 제한되는 것은 아니나, PK 조절제 및/또는 세포 침투 펩티드와 같은, 전술된 바와 같은 하나 이상의 추가적 리간드가 추가로 포함된다.

본 발명에서 사용하기에 적합한 추가적 탄수화물 컨쥬게이트에는, 본 명세서에서 그의 전체가 각각 참조로 포함되는 PCT 공보 WO 2014/179620 및 WO 2014/179627에 기술된 것들이 포함된다.

D. 링커

일부 구현예에서, 본 명세서에서 개시되는 컨쥬게이트 또는 리간드는, 절단가능 또는 비-절단 가능일 수 있는 다양한 링커를 가지는 iRNA 올리고뉴클레오티드에 부착될 수 있다.

용어 "링커" 또는 "연결기"는, 화합물의 2 부분을 결합시키는 것으로서, 예를 들어, 화합물의 2 부분을 공유적으로 부착시키는 유기 모이어티를 의미한다. 링커는 전형적으로, 직접 결합 또는 산소 또는 황과 같은 원자,NR8, C(O), C(O)NH, SO, SO₂, SO₂NH 또는 원자 사슬, 예를 들어, 이에 제한되는 것은 아니나, 치환되거나 또는 치환되지 않은 알킬, 치환되거나 또는 치환되지 않은 알케닐, 치환되거나 또는 치환되지 않은 알키닐, 아릴알킬, 아릴알케닐, 아릴알키닐, 헤테로아릴알킬, 헤테로아릴알케닐, 헤테로아릴알키닐, 헤테로사이클릴알킬, 헤테로사이클릴알케닐, 헤테로사이클릴알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 헤테로사이클릴, 사이클로알킬, 사이클로알케닐, 알킬아릴알킬, 알킬아릴알케닐, 알킬아릴알키닐, 알케닐아릴알킬, 알케닐아릴알케닐, 알케닐아릴알키닐, 알키닐아릴알킬, 알키닐아릴알케닐, 알키닐아릴알키닐, 알킬헤테로아릴알킬, 알킬헤테로아릴알케닐, 알킬헤테로아릴알키닐, 알케닐헤테로아릴알킬, 알케닐헤테로아릴알케닐, 알케닐헤테로아릴알키닐, 알키닐헤테로아릴알킬, 알키닐헤테로아릴알케닐, 알키닐헤테로아릴알키닐, 알킬헤테로사이클릴알킬, 알킬헤테로사이클릴알케닐, 알킬헤테로사이클릴알키닐, 알케닐헤테로사이클릴알킬, 알케닐헤테로사이클릴알케닐, 알케닐헤테로사이클릴알키닐, 알키닐헤테로사이클릴알킬, 알키닐헤테로사이클릴알케닐, 알키닐헤테로사이클릴알키닐, 알킬아릴, 알케닐아릴, 알키닐아릴, 알킬헤테로아릴, 알케닐헤테로아릴, 알키닐헤테로아릴과 같은 단위를 포함하며, 여기서 하나 이상의 메틸렌은 O, S, S(O), SO₂, N(R8), C(O), 치환되거나 또는 치환되지 않은 아릴, 치환되거나 또는 치환되지 않은 헤테로아릴, 치환되거나 또는 치환되지 않은 헤테로사이클릭에 의해 중단되거나 또는 종결될 수 있으며, R8은 수소, 아실, 지방족 또는 치환된 지방족이다. 일 구현예에서, 상기 링커는 약 1 내지 24개의 원자, 2 내지 24, 3 내지 24, 4 내지 24, 5 내지 24, 6 내지 24, 6 내지 18, 7 내지 18, 8 내지 18 원자, 7 내지 17, 8 내지 17, 6 내지 16, 7 내지 16, 또는 8 내지 16개의 원자이다.

절단가능 연결기는, 세포 밖에서는 충분히 안정하지만, 표적 세포로 유입되는 경우, 절단되어, 링커가 함께 고정된 2개의 부분을 방출하는 것이다. 바람직한 구현예에서, 상기 절단가능 연결기는, 대상체의 혈액 내 또는 (예컨대 혈액 또는 혈청 내에서 발견되는 조건을 모방하거나 또는 그에 상응하는 것으로 선택될 수 있는) 제2 기준 조건하에서 보다, 표적 세포 내 또는 (예컨대 세포 내 조건을 모방하거나 또는 그에 상응하는 것으로 선택될 수 있는) 제1 기준 조건하에서, 적어도 약 10배, 20배, 30배, 40배, 50배, 60배, 70배, 80배, 90배 또는 그 초과 또는 적어도 약 100배 더 빠르게 절단된다.

절단가능 연결기는 절단 물질, 예컨대 pH, 산화환원 전위 또는 분해 분자의 존재에 민감하다. 일반적으로, 절단 제제는 혈청 또는 혈액 내에서 보다 세포 내에서 더 우세하거나 더 높은 수준 또는 활성을 나타낸다. 이러한 분해 제제의 예에는, 예컨대 환원에 의해, 산화환원 절단가능 연결기를 분해할 수 있는 것으로서, 세포 내에 존재하는 메르캅탄과 같은 산화 또는 환원 효소 또는 환원제를 비롯하여, 특정 기질에 대하여 선택되거나, 또는, 기질 특이성이 없는 산화환원 제제; 에스테라아제; 산성 환경을 유발시킬 수 있는 엔도솜 또는 제제, 예컨대 5 이하의 pH를 초래하는 엔도솜 또는 제제; 일반 산으로 작용함으로써, 산 절단가능 연결기를 가수분해하거나 또는 분해할 수 있는 효소, (기질 특이적일 수 있는) 펩티다아제 및 포스파타아제가 포함된다.

이황화 결합과 같은 절단가능 연결기는 pH에 민감할 수 있다. 인간 혈청의 pH는 7.4인 반면, 세포 내 평균 pH는 이보다 다소 더 낮은 약 7.1 내지 7.3의 범위이다. 엔도솜은 5.5 내지 6.0의 범위의 더욱 산성인 pH를 가지며, 리소좀은 약 5.0의 좀 더 산성인 pH를 가진다. 일부 링커는 원하는 pH에서 절단되는 절단가능 연결기를 가짐으로써, 세포 내부에서 또는 세포의 원하는 구획으로 양이온성 지질을 방출하게 된다.

링커는 특정 효소에 의해 절단될 수 있는 절단가능 연결기를 포함할 수 있다. 링커 내로 혼입되는 절단가능 연결기의 유형은 표적이 되는 세포에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 간-표적화 리간드는, 에스테르기를 포함하는 링커를 통해, 양이온성 지질에 결합할 수 있다. 간 세포는 에스테라아제가 풍부하며, 따라서, 링커는, 에스테라아제가 풍부하지 않은 세포 유형 내에서 보다 간 세포에서 더 효율적으로 절단될 것이다. 에스테라아제가 풍부한 기타 세포-유형에는 폐, 신장 피질 및 고환 세포가 포함된다.

펩티드 결합을 포함하는 링커는, 간 세포 및 윤활막 세포와 같이, 펩티다아제가 풍부한 세포 유형을 표적으로 하는 경우에 이용될 수 있다.

일반적으로, 후보 절단가능 연결기의 적합성은, 후보 연결기를 절단하는 분해 제제(또는 조건)의 능력을 시험함으로써, 평가될 수 있다. 또한, 혈액 내에서 또는 기타 비표적 조직과 접촉하는 경우, 절단에 저항하는 후보 절단가능 연결기의 능력을 시험하는 것이 또한 바람직할 것이다. 따라서, 제1 조건은 표적 세포에서 절단이 일어나도록 선택되고, 제2 조건은 기타 조직 또는 생체 액, 예컨대 혈액 또는 혈청 내에서 절단이 일어나도록 선택되는 것인 제1 조건 및 제2 조건 사이의 상대적 절단 민감성이 측정될 수 있다. 상기 평가는 무세포계, 세포 내, 세포 배양액 내, 기관 또는 조직 배양액 내, 또는 전체 동물에서 수행될 수 있다. 무세포 또는 배양 조건에서, 초기 평가를 실시하고, 전체 동물에서의 추가 평가에 의해 확인하는 것이 유용할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 유용한 후보 화합물은, 혈액 또는 혈청(또는, 세포 외 조건을 모방하는 것으로 선택된 시험관 내 조건)에 비해서, 세포(또는, 세포 내 조건을 모방하는 것으로 선택된 시험관 내 조건)에서 적어도 약 2, 4, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 또는 약 100배 더 빨리 절단된다.

i. 산화환원 절단가능 연결기

일 구현예에서, 절단가능 연결기는 산화 또는 환원시에 절단되는 산화환원 절단가능 연결기이다. 환원적 절단가능 연결기의 일 예에는 이황화 연결기(-S-S-)가 있다. 후보 절단가능 연결기가 적절한 "환원성 절단가능 연결기"인지 또는, 예를 들면, 특정 iRNA 모이어티 및 특정 표적 제제와 사용하기에 적절한지 여부를 측정하기 위해, 본 명세서에서 개시되는 방법을 살펴볼 수 있다. 예를 들어, 세포, 예컨대 표적 세포 내에서 관찰될 수 있는 절단 속도를 모방하는 것으로서, 당업계에 알려진 시약을 이용한 기타 환원제, 또는 디티오트레이톨(DTT)과의 인큐베이션에 의해, 후보를 평가할 수 있다. 또한, 혈액 또는 혈청 조건을 모방하는 것으로 선택된 조건 하에서, 상기 후보를 평가할 수 있다. 한가지 경우, 후보 화합물은 혈액 내에서 최대 약 10% 절단된다. 다른 구현예에서, 유용한 후보 화합물은, 혈액(또는, 세포 외 조건을 모방하는 것으로 선택된 시험관 내 조건)에 비해서, 세포 내(또는, 세포 내 조건을 모방하는 것으로 선택된 시험관 내 조건)에서, 적어도 약 2, 4, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 또는 약 100배 더 빨리 분해된다. 세포 외 배지를 모방하는 것으로 선택된 조건에 비해서, 세포 내 배지를 모방하는 것으로 선택된 조건하에서, 표준 효소 동력학 분석을 이용하여, 후보 화합물의 절단 속도를 측정할 수 있다.

ii. 포스페이트-기반 절단가능 연결기

또 다른 구현예에서, 절단가능 링커는 포스페이트-기반 절단가능 연결기를 포함한다. 포스페이트-기반 절단가능 연결기는, 포스페이트 기를 분해하거나 또는 가수분해하는 물질에 의해 절단된다. 세포에서, 포스페이트 기를 절단하는 제제의 예에는 세포 내 포스파타아제와 같은 효소가 있다. 포스페이트-기반 연결기의 예에는 -O-P(O)(ORk)-O-, -O-P(S)(ORk)-O-, -O-P(S)(SRk)-O-, -S-P(O)(ORk)-O-, -O-P(O)(ORk)-S-, -S-P(O)(ORk)-S-, -O-P(S)(ORk)-S-, -S-P(S)(ORk)-O-, -O-P(O)(Rk)-O-, -O-P(S)(Rk)-O-, -S-P(O)(Rk)-O-, -S-P(S)(Rk)-O-, -S-P(O)(Rk)-S-, -O-P(S)( Rk)-S-가 있다. 바람직한 구현예는 -O-P(O)(OH)-O-, -O-P(S)(OH)-O-, -O-P(S)(SH)-O-, -S-P(O)(OH)-O-, -O-P(O)(OH)-S-, -S-P(O)(OH)-S-, -O-P(S)(OH)-S-, -S-P(S)(OH)-O-, -O-P(O)(H)-O-, -O-P(S)(H)-O-, -S-P(O)(H)-O, -S-P(S)(H)-O-, -S-P(O)(H)-S-, -O-P(S)(H)-S-이다. 바람직한 구현예는 -O-P(O)(OH)-O-이다. 이들 후보들은 전술된 것과 유사한 방법을 사용하여, 평가할 수 있다.

iii. 산 절단가능 연결기

또 다른 구현예에서, 절단가능 링커는 산 절단가능 연결기를 포함한다. 산 절단가능 연결기는, 산성 조건하에서 절단되는 연결기이다. 바람직한 구현예에서, 산 절단가능 연결기는 약 6.5 또는 그 미만(예컨대 약 6.0, 5.75, 5.5, 5.25, 5.0 또는 그 미만)의 pH를 가지는 산성 환경에서 또는, 일반 산으로 작용할 수 있는 효소와 같은 물질에 의해 절단된다. 세포에서, 엔도솜 및 리소좀과 같은 특이적으로 낮은 pH 세포 기관은 산 절단가능 연결기의 절단 환경을 제공할 수 있다. 산 절단가능 연결기의 예에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 히드라존, 에스테르 및 아미노산의 에스테르가 포함된다. 산 절단가능 기는 일반 화학식 -C=NN-, C(O)O, 또는 -OC(O)을 가질 수 있다. 바람직한 구현예는, 에스테르(알콕시 기)의 산소에 부착된 탄소가 아릴기, 치환된 알킬기 또는 삼차 알킬기, 예를 들어 디메틸 펜틸 또는 t-부틸인 경우이다. 이들 후보들은 전술된 것과 유사한 방법을 이용하여, 평가할 수 있다.

iv. 에스테르-기반 연결기

또 다른 구현예에서, 절단가능 링커는 에스테르-기반 절단가능 연결기를 포함한다. 에스테르-기반 절단가능 연결기는 세포 내에서 에스테라아제 및 아미다아제와 같은 효소에 의해 절단된다. 에스테르-기반 절단가능 연결기의 예에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 알킬렌, 알케닐렌 및 알키닐렌 기의 에스테르가 포함된다. 에스테르 절단가능 연결기는 일반 화학식 -C(O)O-, 또는 -OC(O)-을 가진다. 이들 후보들은 전술된 것과 유사한 방법을 사용하여, 평가할 수 있다.

v. 펩티드-기반 절단 기

또 다른 구현예에서, 절단가능 링커는 펩티드-기반 절단가능 연결기를 포함한다. 펩티드-기반 절단가능 연결기는 세포 내에서 펩티다아제 및 프로테아제와 같은 효소에 의해 절단된다. 펩티드-기반 절단가능 연결기는, 아미노산 사이에 형성되어, 올리고펩티드(예를 들어, 디펩티드, 트리펩티드 등) 및 폴리펩티드를 생성시키는 펩티드 결합이다. 펩티드-기반 절단가능 기는 아미드 기(-C(O)NH-)를 포함하지 않는다. 아미드 기는 임의의 알킬렌, 알케닐렌 또는 알키닐렌 사이에 형성될 수 있다. 펩티드 결합은, 아미노산 사이에 형성되어, 펩티드 및 단백질을 생성시키는 아미드 결합의 특수 유형이다. 펩티드 기반 절단기는 일반적으로, 아미노산 사이에 형성되어, 펩티드 및 단백질을 생성시키는 펩티드 결합(즉, 아미드 결합)에 한정되며, 전체 아미드 작용기가 포함되지는 않는다. 펩티드-기반 절단가능 연결기는 일반 화학식 -NHCHRAC(O)NHCHRBC(O)-를 가지며, 여기서 RA 및 RB는 2개의 인접 아미노산의 R 기이다. 이들 후보들은 전술된 것과 유사한 방법을 이용하여, 평가할 수 있다.

일 구현예에서, 본 발명의 iRNA는 링커를 통해 탄수화물에 컨쥬게이트된다. 본 발명의 조성물 및 방법의 링커와의 iRNA 탄수화물 컨쥬게이트의 비제한적 예에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 하기의 것이 포함된다:

[화학식 XXIV]

,

[화학식 XXV]

,

[화학식 XXVI]

,

[화학식 XXVII]

,

[화학식 XXVIII]

,

[화학식 XXIX]

,

[화학식 XXX]

, 및

[화학식 XXXI]

,

상기 식에서, X 또는 Y 중 하나는 올리고뉴클레오티드이며, 다른 하나는 수소이다.

본 발명의 조성물 및 방법의 특정 구현예에서, 리간드는 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 "GalNAc"(N-아세틸갈락토사민) 유도체이다.

일 구현예에서, 본 발명의 dsRNA는 화학식 (XXXII) 내지 (XXXV) 중 어느 하나에 제시된 구조의 군으로부터 선택되는 2가 또는 3가 분지형 링커에 컨쥬게이트된다:

[화학식 XXXII] [화학식 XXXIII]

, ,

[화학식 XXXIV] [화학식 XXXV]

, ;

상기 식에서:

q2A, q2B, q3A, q3B, q4A, q4B, q5A, q5B 및 q5C는 존재할 때마다 독립적으로 0 내지 20을 나타내며, 반복 단위는 동일하거나 또는 상이할 수 있고;

P^2A, P^2B, P^3A, P^3B, P^4A, P^4B, P^5A, P^5B, P^5C, T^2A, T^2B, T^3A, T^3B, T^4A, T^4B, T^4A, T^5B, T^5C는 존재할 때마다 각각 독립적으로, 존재하지 않거나, CO, NH, O, S, OC(O), NHC(O), CH₂, CH₂NH 또는 CH₂O이며;

Q^2A, Q^2B, Q^3A, Q^3B, Q^4A, Q^4B, Q^5A, Q^5B, Q^5C는 존재할 때마다 독립적으로 존재하지 않거나, 알킬렌, 치환된 알킬렌이고, 여기서, 하나 이상의 메틸렌은 하나 이상의 O, S, S(O), SO₂, N(R^N), C(R')=C(R"), C≡C 또는 C(O)에 의해 차단되거나 또는 종결될 수 있으며;

R^2A, R^2B, R^3A, R^3B, R^4A, R^4B, R^5A, R^5B, R^5C는 존재할 때마다 각각 독립적으로 존재하지 않거나, NH, O, S, CH₂, C(O)O, C(O)NH, NHCH(R^a)C(O), -C(O)-CH(R^a)-NH-, CO, CH=N-O, , , , , 또는 헤테로사이클릴이고;

L^2A, L^2B, L^3A, L^3B, L^4A, L^4B, L^5A, L^5B 및L^5C는 리간드를 나타내며; 즉 각각은 존재할 때마다 독립적으로 단당류(예컨대 GalNAc), 이당류, 삼당류, 사당류, 올리고당, 또는 다당류를 나타내고; R^a는 H 또는 아미노산 측쇄이다. 3가 컨쥬게이트 GalNAc 유도체, 예를 들어, 화학식 (XXXV)의 것은, 표적 유전자의 발현을 억제하기 위한 RNAi 제제과 이용하기에 특히 유용하다:

[화학식 XXXV]

,

여기서, L^5A, L^5B및L^5C는 단당류, 예를 들어 GalNAc 유도체를 나타낸다.

적절한 2가 및 3가 분지형 링커 기 컨쥬게이트 GalNAc 유도체의 예에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 화학식 II, VII, XI, X, 및 XIII로서 상기에서 인용된 구조의 것들이 포함된다.

RNA 컨쥬게이트의 제조에 대해 교시하는 대표적 미국 특허에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 그의 전체가 본 명세서에서 참조로서 포함되는 미국 특허 제4,828,979호; 제4,948,882호; 제5,218,105호; 제5,525,465호; 제5,541,313호; 제5,545,730호; 제5,552,538호; 제5,578,717, 5,580,731호; 제5,591,584호; 제5,109,124호; 제5,118,802호; 제5,138,045호; 제5,414,077호; 제5,486,603호; 제5,512,439호; 제5,578,718호; 제5,608,046호; 제4,587,044호; 제4,605,735호; 제4,667,025호; 제4,762,779호; 제4,789,737호; 제4,824,941호; 제4,835,263호; 제4,876,335호; 제4,904,582호; 제4,958,013호; 제5,082,830호; 제5,112,963호; 제5,214,136호; 제5,082,830호; 제5,112,963호; 제5,214,136호; 제5,245,022호; 제 5,254,469호; 제5,258,506호; 제5,262,536호; 제5,272,250호; 제5,292,873호; 제5,317,098호; 제5,371,241, 제5,391,723호; 제5,416,203, 제5,451,463호; 제5,510,475호; 제5,512,667호; 제5,514,785호; 제5,565,552호; 제5,567,810호; 제5,574,142호; 제5,585,481호; 제5,587,371호; 제5,595,726호; 제5,597,696호; 제5,599,923호; 제5,599,928 및 제5,688,941호; 제6,294,664호; 제6,320,017호; 제6,576,752호; 제6,783,931호; 제6,900,297호; 제7,037,646호; 제8,106,022호가 포함된다.

지정 화합물 내의 모든 위치들이 균일하게 변형될 필요는 없으며, 사실상, 상술한 변형들 중 하나를 초과하는 것이 iRNA 내의 단일 화합물 내 또는, 심지어 단일 뉴클레오시드에 혼입될 수 있다. 본 발명에는 또한 키메라 화합물인 iRNA 화합물이 포함된다.

본 발명의 맥락상, "키메라" iRNA 화합물 또는 "키메라"는, 각각이 하나 이상의 단량체 단위, 즉, dsRNA 화합물의 경우, 뉴클레오티드로 구성된 2개 또는 그 초과의 화학적으로 구별되는 영역을 포함하는 iRNA 화합물, 바람직하게는, dsRNA이다. 이들 iRNA는 전형적으로, iRNA에 뉴클레아제 분해에 대한 내성의 증가, 세포성 섭취의 증가 및/또는 표적 핵산에 대한 결합 친화성의 증가가 부여되도록, RNA가 변형된 하나 이상의 영역을 포함한다. iRNA의 추가적 영역은 RNA:DNA 또는 RNA:RNA 혼성체를 절단할 수 있는 효소의 기질로 작용할 수 있다. 예로서, RNase H는, RNA:DNA 듀플렉스의 RNA 가닥을 절단하는 세포성 엔도뉴클레아제이다. 따라서, RNase H의 활성화에 의해, RNA 표적의 절단이 초래되고, 따라서, 유전자 발현에 대한 iRNA의 억제 효율이 현저히 향상된다. 결과적으로, 동일한 표적 영역에 혼성화하는 포스포로티오에이트 데옥시 dsRNA에 비해서, 키메라 dsRNA가 사용되는 경우, 더 짧은 iRNA에 의해, 유사한 결과를 종종 얻을 수 있다. RNA 표적의 절단은 겔 전기영동 및 필요한 경우, 당업계에 공지된 관련 핵산 하이브리드화 기술에 의해 통상적으로 검출될 수 있다.

특정한 경우, iRNA의 RNA는 비-리간드 기에 의해 변형될 수 있다. iRNA의 활성, 세포 분산 또는 세포 섭취를 향상시키기 위해, 다수의 비-리간드 분자들이 iRNA에 컨쥬게이트되었으며, 이러한 컨쥬게이트 수행 절차는 과학 문헌에서 입수할 수 있다. 이러한 비-리간드 모이어티에는 지질 모이어티, 예를 들어(Kubo, T et al., Biochem Biophys Res Comm, 2007, 365(1):54-61; Letsinger et al., Proc Natl Acad Sci USA, 1989, 86:6553),(Manoharan et al., Bioorg Med Chem Lett, 1994, 4:1053), 티오에테르, 예컨대(Manoharan et al., Ann NY Acad Sci, 1992, 660:306; Manoharan et al., Bioorg Med Chem Let, 1993, 3:2765), 티오콜레스테롤(Oberhauser et al., Nucl Acids Res, 1992, 20:533), 지방족 사슬, 예컨대 도데칸디올 또는 운데실 잔기(Saison-Behmoaras et al., EMBO J, 1991, 10:111; Kabanov et al., FEBS Lett, 1990, 259:327; Svinarchuk et al., Biochimie, 1993, 75:49), 인지질, 예컨대 디-헥사데실-rac-글리세롤 또는 트리에틸암모늄 1,2-디-O-헥사데실-rac-글리세로-3-H-포스포네이트(Manoharan et al., Tetrahedron Lett, 1995, 36:3651; Shea et al., Nucl Acids Res, 1990, 18:3777), 폴리아민 또는 폴리에틸렌 글리콜 사슬(Manoharan et al., Nucleosides & Nucleotides, 1995, 14:969), 또는 아다만탄 아세트산(Manoharan et al., Tetrahedron Lett, 1995, 36:3651), 팔미틸 모이어티(Mishra et al., Biochim Biophys Acta, 1995, 1264:229), 또는 옥타데실아민 또는 헥실아미노-카르보닐-옥시콜레스테롤 모이어티(Crooke et al., J Pharmacol Exp Ther, 1996, 277:923)가 포함된다. 이러한 RNA 컨쥬게이트의 제조에 대해 교시하는 대표적인 미국 특허가 상기에 열거되어 있다. 전형적 컨쥬게이트 프로토콜에는, 서열의 하나 이상의 위치에서 아미노 링커를 보유하는 RNA의 합성 단계가 포함된다. 그 후, 아미노기를, 적절한 커플링 시약 또는 활성화 시약을 이용하여, 컨쥬게이션되는 분자와 반응시킨다. 컨쥬게이트 반응은, 고체 지지체에 여전히 결합되어 있는 RNA를 이용하거나 또는, RNA의 절단 후 용액 상(phase)에서 수행할 수 있다. HPLC에 의한 RNA 컨쥬게이트의 정제에 의해, 전형적으로 순수한 컨쥬게이트가 제공된다.

V. 본 발명의 iRNA의 전달

본 발명의 iRNA의 세포, 예컨대 인간 대상체와 같은 대상체(예컨대 KHK에 의한 프럭토스의 인산화와 관련된 질환, 장애 또는 병증을 가지는 대상체와 같은 이를 필요로 하는 대상체) 내의 세포로의 전달은 다수의 상이한 방법으로 달성될 수 있다. 예를 들면, 전달은, 시험관 내 또는 생체 내에서, 세포를 본 발명의 iRNA와 접촉시킴으로써 수행될 수 있다. 생체 내 전달은 또한, iRNA, 예컨대 dsRNA를 포함하는 조성물을 대상체에 투여함으로써 직접 수행될 수 있다. 대안적으로, 생체 내 전달은, iRNA를 인코딩하고 그의 발현을 유도하는 하나 이상의 벡터를 투여함으로써, 간접적으로 수행될 수 있다. 이러한 대안은 하기에서 추가로 논의된다.

일반적으로, (시험관 내 또는 생체 내에서) 핵산 분자를 전달하는 임의의 방법이 본 발명의 iRNA와 사용하기 위해 채용될 수 있다(예컨대 본 명세서에서 그 전문이 참조로 포함되는, 문헌[Akhtar S. and Julian RL.,(1992) Trends Cell. Biol. 2(5): 139-144 및 WO94/02595] 참조). 생체 내 전달에 있어서, iRNA 분자 전달을 위해 고려되는 인자에는, 예를 들면, 전달 분자의 생체 안정성, 비-특이적 효과의 억제 및 표적 조직 내의 전달 분자의 축적이 포함된다. iRNA의 비-특이적인 효과는, 국소 투여, 예를 들면, 조직으로의 직접 주입 또는 이식 또는 제조물의 국소 투여에 의해 최소화될 수 있다. 치료 부위로의 국소 투여는 상기 제제의 국소 농도를 최대화하고, 달리는, 상기 물질에 의해, 유해할 수 있거나, 또는 상기 제제를 분해할 수 있는 전신 조직으로의 상기 제제의 노출을 제한하며, 더욱 소량의 iRNA 분자의 총 투여량이 투여될 수 있도록 한다. 다수의 연구에 의해, iRNA가 국소 투여되는 경우, 유전자 생성물의 성공적인 녹다운(knockdown)이 나타났다. 예를 들면, 시아노몰거스 원숭이에서, 유리체 내 주입(Tolentino, MJ., et al. (2004) Retina 24:132-138) 및 마우스에서, 망막 하 주입(Reich, SJ., et al. (2003) Mol. Vis. 9:210-216)에 의한 VEGF dsRNA의 안구 내 전달에 의해, 두 경우 모두, 연령 관련황반 변성의 실험적 모델에서 신혈관 신생이 억제되는 것으로 밝혀졌다. 또한, 마우스에서, dsRNA의 직접적인 종양 내 주입에 의해, 종양 용적이 감소하고(Pille, J, et al. (2005) Mol. Ther. 11:267-274), 종양 보유 마우스의 생존이 연장될 수 있다(Kim, WJ., et al. (2006) Mol. Ther. 14:343-350; Li, S., et al. (2007) Mol. Ther. 15:515-523). RNA 간섭에 의해, 직접 주입에 의한 CNS로의 국소 전달(Dorn, G, et al. (2004) Nucleic Acids 32:e49; Tan, PH, et al. (2005) Gene Ther 12:59-66; Makimura, H, et al. (2002) BMC Neurosci 3:18; Shishkina, GT, et al. (2004) Neuroscience 129:521-528; Thakker, ER, et al. (2004) Proc Natl Acad Sci USA 101:17270-17275; Akaneya,Y, et al. (2005) J Neurophysiol 93:594-602) 및 비강 내 투여에 의한 폐로의 국소 전달(Howard, KA, et al. (2006) Mol Ther 14:476-484; Zhang, X, et al. (2004) J Biol Chem 279:10677-10684; Bitko, V, et al. (2005) Nat Med 11:50-55)이 또한 성공적인 것으로 밝혀졌다. 질환 치료를 위한 iRNA의 전신 투여에 있어서, RNA는 변형되거나, 또는, 대안적으로, 약제 전달 시스템을 이용하여 전달될 수 있으며; 두 가지 방법 모두, 생체 내에서, 엔도뉴클레아제 및 엑소뉴클레아제에 의한 dsRNA의 급속한 분해를 억제하는 작용을 한다. RNA 또는 약제학적 담체의 변형은 또한 iRNA 조성물의 표적 조직으로의 표적화를 가능하게 할 수 있으며, 원치 않는 비표적 효과를 회피할 수 있게 한다. iRNA 분자는, 세포성 섭취를 향상시키고, 분해를 억제하기 위해, 콜레스테롤과 같은 친유성 기로의 화학적 컨쥬게이트에 의해 변형될 수 있다. 예를 들면, 친유성 콜레스테롤 모이어티에 컨쥬게이트된 ApoB에 대해 유도된 iRNA를 마우스에 전신 주입하였으며, 간 및 빈 창자 둘 모두에서, apoB mRNA의 녹다운이 초래되었다(Soutschek, J., et al. (2004) Nature 432:173-178). iRNA의 압타머로의 컨쥬게이트는 전립선암 마우스 모델에서, 종양 성장을 억제하고, 종양 퇴화를 매개하는 것이 밝혀졌다(McNamara, JO., et al. (2006) Nat. Biotechnol. 24:1005-1015). 대안적 구현예에서, iRNA는 나노입자, 덴드리머, 중합체, 리포좀 또는 양이온성 전달 시스템과 같은 약제 전달 시스템을 이용하여 전달될 수 있다. 양전하의 양이온성 전달 시스템은 iRNA 분자(음전하)의 결합을 용이하게 하고, 또한, 음전하를 띠는 세포막에서의 상호작용을 향상시켜, 세포에 의한 iRNA의 효율적인 섭취를 가능하게 한다. 양이온 지질, 덴드리머 또는 중합체는 iRNA에 결합될 수 있거나, 또는 iRNA를 내표하는 소낭 또는 미셀(micelle)을 형성하도록, 유도될 수 있다(예컨대 문헌[Kim SH., et al. (2008) Journal of Controlled Release 129(2):107-116] 참조). 소낭 또는 미셀의 형성은, 전신 투여되는 경우, iRNA의 분해를 추가로 억제한다. 양이온성 iRNA 복합체의 제조 및 투여 방법은 완전히 당업자의 능력 내이다(예컨대 본 명세서에서, 그 전문이 참조로서 포함되는 문헌[Sorensen, DR., et al. (2003) J. Mol. Biol 327:761-766; Verma, UN., et al. (2003) Clin. Cancer Res. 9:1291-1300; Arnold, AS et al. (2007) J. Hypertens. 25:197-205] 참조). iRNA의 전신 전달에 유용한 약제 전달 시스템의 일부 비제한 예에는 DOTAP(Sorensen, DR., et al. (2003), supra; Verma, UN., et al. (2003), supra), 올리고펙타민, "고체 핵산 지질 입자"(Zimmermann, TS., et al. (2006) Nature 441:111-114), 카르디올리핀(Chien, PY., et al. (2005) Cancer Gene Ther. 12:321-328; Pal, A., et al. (2005) Int J. Oncol. 26:1087-1091), 폴리에틸렌이민(Bonnet ME., et al. (2008) Pharm. Res. Aug 16 Epub ahead of print; Aigner, A. (2006) J. Biomed. Biotechnol. 71659), Arg-Gly-Asp (RGD) 펩티드(Liu, S. (2006) Mol. Pharm. 3:472-487), 및 폴리아미도아민(Tomalia, DA., et al. (2007) Biochem. Soc. Trans. 35:61-67; Yoo, H., et al. (1999) Pharm. Res. 16:1799-1804)이 포함된다. 일부 구현예에서, iRNA는 전신 투여를 위해, 사이클로덱스트린과 복합체를 형성한다. iRNA 및 사이클로덱스트린의 약제학적 조성물 및 투여 방법은, 본 명세서에서 그 전문이 참조로 포함되는 미국 특허 제 7,427,605호에서 찾아 볼 수 있다.

A. 본 발명의 iRNA를 인코딩하는 벡터

C5 유전자를 표적으로 하는 iRNA는, DNA 또는 RNA 벡터로 삽입된 전사 단위로부터 발현될 수 있다(예컨대 문헌[Couture, A, et al., TIG. (1996), 12:5-10; Skillern, A., et al., 국제 PCT 공보 WO 00/22113, Conrad, 국제 PCT 공보 WO 00/22114, 및 Conrad, 미국 특허 제 6,054,299호] 참조). 발현은, 사용된 특정 작제물 및 표적 조직 또는 세포 유형에 따라, 일시적(수 시간 내지 수 주)일 수 있거나, 또는 지속적(수 주 내지 수개월 또는 그 초과)일 수 있다. 이들 이식 유전자는, 통합(integrating) 또는 비통합 벡터일 수 있는 선형 작제물, 원형 플라스미드, 또는 바이러스 벡터로서 도입될 수 있다. 이식 유전자는 또한, 염색체 외 플라스미드로서 유전될 수 있도록 제작될 수 있다(Gassmann, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1995) 92:1292).

iRNA의 각각의 가닥 또는 가닥들은 발현 벡터 상의 프로모터로부터 전사될 수 있다. 2개의 개별 가닥들이 발현되어, 예를 들어, dsRNA가 생성되는 경우, 2개의 개별 발현 벡터는 표적 세포로 (예컨대 형질감염 또는 감염에 의해) 공동 도입될 수 있다. 대안적으로, dsRNA의 각각의 개별 가닥은, 둘 모두 동일한 발현 플라스미드 상에 위치하는 프로모터에 의해 전사될 수 있다. 일 구현예에서, dsRNA는, 링커 폴리뉴클레오티드 서열에 의해 결합된 역 반복(inverted repeat) 폴리뉴클레오티드로서 발현되어, dsRNA는 줄기 및 루프 구조를 가진다.

iRNA 발현 벡터는 일반적으로 DNA 플라스미드 또는 바이러스 벡터이다. 진핵 세포와 화합성인 발현 벡터, 바람직하게는 척추동물 세포와 화합성인 발현 벡터는 본 명세서에서 기술된 바와 같이, iRNA의 발현을 위한 재조합 작제물의 생성에 이용할 수 있다. 진핵 세포 발현 벡터는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 다수의 상업적 공급원으로부터 구할 수 있다. 전형적으로, 원하는 핵산 절편의 삽입을 위한 용이한 제한 부위를 포함하는 이러한 벡터가 제공된다. iRNA 발현 벡터의 전달은, 정맥 내 또는 근육 내 투여에 의하거나, 대상체로부터 외식(explantation)된 표적 세포로의 투여 후, 상기 대상체로의 재도입시키거나, 또는 원하는 표적 세포로의 도입을 가능하게 하는 기타 임의의 수단에 의해, 전신적으로 이루어질 수 있다.

iRNA 발현 플라스미드는 양이온성 지질 담체(예컨대 올리고펙타민) 또는 비양이온성 지질 기반 담체(예컨대 Transit-TKO^TM)와의 복합체로서 표적 세포로 형질감염될 수 있다. 일주일 또는 그 초과의 기간 동안, 표적 RNA의 상이한 영역을 표적으로 하는 iRNA-매개 녹다운을 위한 다수의 지질 형질감염이 또한 본 발명에 의해 고려된다. 벡터의 숙주 세포로의 성공적 도입은 다양한 공지 방법을 이용하여 모니터링될 수 있다. 예를 들면, 일시적 형질감염이 리포터, 예를 들어 녹색 형광 단백질(GFP), 예를 들어 형광 마커에 의해, 신호화될 수 있다. 생체 외의 세포의 안정된 형질감염은, 하이그로마이신 B 내성과 같이, 특정 환경 인자(예컨대 항생제 및 약제)에 내성을 가지는 형질감염 세포를 제공하는 마커를 이용하여 확보될 수 있다.

본 명세서에 기술된 방법 및 조성물에 의해, 사용될 수 있는 바이러스 벡터 시스템에는, 이에 제한되는 것은 아니나, (a) 아데노바이러스 벡터; (b) 이에 제한되는 것은 아니나, 렌티바이러스 벡터, 몰로니 설치류 백혈병 바이러스 등을 비롯한 레트로바이러스 벡터; (c) 아데노 관련바이러스 벡터; (d) 단순 포진 바이러스 벡터; (e) SV 40 벡터; (f) 폴리오마 바이러스 벡터; (g) 유두종 바이러스 벡터; (h) 피코르나바이러스 벡터; (i) 수두 바이러스 벡터, 예컨대 오르토폭스(orthopox), 예를 들어 우두 바이러스 벡터 또는 조류두, 예컨대카나리아 수두 또는 계두; 및 (j) 헬퍼(helper)-종속 또는 무력화(gutless) 아데노바이러스가 포함된다. 복제-결함 바이러스가 또한 유리할 수 있다. 상이한 벡터가 세포 게놈으로 혼입되거나 또는 혼입되지 않을 수 있다. 작제물은, 바람직한 경우, 형질감염을 위한 바이러스 서열을 포함할 수 있다. 대안적으로, 작제물은, 에피솜 복제가 가능한 벡터, 예컨대 EPV 및 EBV 벡터로 혼입될 수 있다. iRNA의 재조합 발현을 위한 작제물은 일반적으로, 표적 세포에서 iRNA의 발현을 확보하기 위해, 조절 요소, 예컨대 프로모터, 인핸서 등을 요구할 것이다. 벡터 및 작제물에 있어서, 고려되는 다른 양태가 하기에서 추가로 개시된다.

iRNA의 전달에 유용한 벡터는 원하는 표적 세포 또는 조직 내에서 iRNA의 발현에 충분한 조절 인자(프로모터, 인핸서 등)을 포함할 것이다. 구성적 또는 조절/유도성 발현을 제공하기 위해, 조절 요소들을 선택할 수 있다.

iRNA의 발현은, 예를 들어, 특정 생리학적 조절제, 예컨대 순환 글루코스 수준 또는 호르몬에 민감한 유도성 조절 서열을 이용함으로써, 정밀하게 조절될 수 있다(Docherty et al., 1994, FASEB J. 8:20-24). 세포 내 또는 포유동물에서, dsRNA 발현의 조절에 적절한 이러한 유도성 발현 시스템은, 예를 들면, 엑디손, 에스트로겐, 프로게스테론, 테트라사이클린, 이량체화의 화학적 유도제 및 이소프로필-베타-D1-티오갈락토피라노시드(IPTG)에 의한 조절을 포함한다. 당업자는 iRNA 전이유전자의 의도된 이용을 기반으로 하여, 적절한 조절/프로모터 서열을 선택할 수 있을 것이다.

iRNA를 인코딩하는 핵산 서열들을 포함하는 바이러스 벡터를 이용할 수 있다. 예를 들면, 레트로바이러스 벡터를 이용할 수 있다(문헌[Miller et al., Meth. Enzymol. 217:581-599 (1993)] 참조). 이들 레트로바이러스 벡터는 바이러스성 게놈의 올바른 패키징 및 숙주 세포 DNA로의 통합에 필요한 구성성분을 포함한다. iRNA를 인코딩하는 핵산 서열을, 환자로의 핵산의 전달을 용이하게 하는 하나 이상의 벡터로 클로닝한다. 레트로바이러스 벡터에 대한 상세 정보는, 예를 들면, 줄기세포를 화학요법에 대해 더욱 내성적이 되도록 하기 위한 것으로서, 조혈 줄기세포로 mdr1 유전자를 전달하는 레트로바이러스 벡터를 이용하는 것에 대해 기술하는 문헌[Boesen et al., Biotherapy 6:291-302 (1994)]에서 찾을 수 있다. 유전자 요법에서 레트로바이러스 벡터의 사용을 예시하는 기타 문헌에는 문헌[Clowes et al., J Clin Invest 93:644-651 (1994); Kiem et al., Blood 83:1467-1473 (1994); Salmons and Gunzberg, Human Gene Therapy 4:129-141 (1993); and Grossman and Wilson, Curr Opin in Genetics and Devel 3:110-114 (1993)]이 있다. 사용이 고려되는 렌티바이러스 벡터에는, 예를 들면, 본 명세서에서 참조로서 포함되는 미국특허 제6,143,520호; 제5,665,557호; 및 제5,981,276호에 개시된 HIV 기반 벡터가 포함된다.

본 발명의 iRNA의 전달에 사용하기 위한 아데노바이러스가 또한 고려된다. 아데노바이러스는, 예컨대 유전자를 호흡 상피에 전달하기 위한, 특히 매력적인 비히클이다. 아데노바이러스가 호흡 상피에 자연적으로 감염되는 경우, 이들에 의해, 가벼운 질환이 야기된다. 아데노바이러스 기반 전달 시스템의 다른 표적에는 간, 중추 신경계, 내피세포 및 근육이 있다. 아데노바이러스는 비분할 세포를 감염시킬 수 있는 이점을 가진다.[Kozarsky and Wilson, Current Opinion in Genetics and Development 3:499-503 (1993)]은 아데노바이러스 기반 유전자 요법의 평가를 나타내고 있다. [Bout et al., Human Gene Therapy 5:3-10 (1994)]는 레서스 원숭이의 호흡 상피에 유전자를 전달하기 위해, 아데노바이러스 벡터를 사용하는 법을 입증하였다. 유전자 요법에서 아데노바이러스의 사용 사례는 문헌[Rosenfeld et al., Science 252:431-434 (1991); Rosenfeld et al., Cell 68:143-155 (1992); Mastrangeli et al., J. Clin. Invest. 91:225-234 (1993); PCT 공보 WO94/12649; 및 Wang, et al., Gene Therapy 2:775-783 (1995)]에서 찾아 볼 수 있다. 본 발명에서 특징으로 하는 iRNA의 발현에 적절한 AV 벡터, 재조합 AV 벡터의 제작 방법 및 상기 벡터의 표적 세포로의 전달 방법은 문헌[Xia H et al. (2002), Nat. Biotech. 20: 1006-1010]에 기술되어 있다.

아데노 관련 바이러스(AAV) 벡터가 또한 본 발명의 iRNA의 전달에 사용될 수 있다(Walsh et al., Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 204:289-300 (1993); 미국 특허 제 5,436,146호). 일 구현예에서, iRNA는, 예를 들어, U6 또는 H1 RNA 프로모터, 또는 거대세포바이러스(CMV) 프로모터를 가지는 재조합 AAV 벡터의 2개의 개별적 상보성 단일 가닥 RNA 분자로서 발현될 수 있다. 본 발명의 특징을 이루는 dsRNA의 발현에 적절한 AAV 벡터, 재조합 AV 벡터의 제작 방법 및 벡터의 표적 세포로의 전달 방법은 그의 전문이 본 명세서에서 참조로 포함되는 문헌[Samulski R et al. (1987), J. Virol. 61: 3096-3101; Fisher K J et al. (1996), J. Virol, 70: 520-532; Samulski R et al. (1989), J. Virol. 63: 3822-3826; 미국 특허 제 5,252,479호; 미국 특허 제5,139,941호; 국제 특허 출원 WO 94/13788; 및 국제 특허 출원 WO 93/24641에 기술되어 있다.

본 발명의 iRNA 전달에 적절한 다른 바이러스 벡터에는 수두 바이러스, 예를 들어 우두 바이러스, 예를 들면, 변형된 바이러스 앙카라(MVA) 또는 NYVAC와 같은 약독화된 우두, 계두 또는 카나리아 수두와 같은 조류두가 있다.

바이러스 벡터의 지향성(tropism)은 벡터를 다른 바이러스의 외피 단백질 또는 다른 표면 항원으로 위형별(pseudotyping)하거나, 필요에 따라, 상이한 바이러스 캡시드 단백질을 교체함으로써, 변형될 수 있다. 예를 들면, 렌티바이러스 벡터는 수포성 구내염 바이러스(VSV), 광견병, 에볼라, 모콜라 등의 표면 단백질로 위형별될 수 있다. AAV 벡터는, 벡터를 상이한 캡시드 단백질 혈청형을 발현하도록 조작(engineering)함으로써, 상이한 세포를 표적화하도록 할 수 있으며; 예컨대 본 명세서에서, 그 전문이 참조로서 포함되는 문헌[Rabinowitz J E et al. (2002), J Virol 76:791-801]을 참조한다.

벡터의 약제학적 제조물은 허용 가능한 희석제 중의 벡터를 포함할 수 있거나, 또는 유전자 전달 비히클이 포매되어 있는 서방성 매트릭스를 포함할 수 있다. 대안적으로, 완전한 유전자 전달 벡터가, 재조합 세포, 예컨대 레트로바이러스 벡터로부터 손상되지 않고 생성될 수 있는 경우, 상기 약제학적 제조물은, 유전자 전달 시스템을 생성하는 하나 이상의 세포를 포함할 수 있다.

VI. 본 발명의 약제학적 조성물

본 발명은 또한, 본 발명의 iRNA를 포함하는 약제학적 조성물 및 제형을 포함한다. 일 구현예에서, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 iRNA 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약제학적 조성물이 본 발명에서 제공된다. iRNA를 포함하는 약제학적 조성물은, KHK 유전자의 발현 또는 활성과 관련된 질환 또는 장애의 치료에 유용하다. 이러한 약제학적 조성물은 전달 방식을 기반으로 제형화된다. 일 예는 비경구 전달을 통해, 예컨대 피하(SC) 또는 정맥 내(IV) 전달에 의해, 전신 투여용으로 제형화되는 조성물이다. 다른 예는, 예컨대 연속 펌프 주입에 의한 것과 같은 뇌로의 주입에 의한 뇌실질로의 직접 전달을 위해 제형화되는 조성물이다. 본 발명의 약제학적 조성물은 KHK 유전자의 발현의 억제에 충분한 투여량으로 투여될 수 있다.

상기 약제학적 조성물은 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 및 21, 22, 23, 24, 또는 약 25분과 같은 일정시간 동안, 정맥 내 주입에 의해 투여될 수 있다. 예를 들어, 정기적 체계로, 예를 들어, 1개월, 2개월, 3개월, 4개월 또는 그 초과의 기간 동안, 매주, 격주(즉, 매 2주)로 반복 투여될 수 있다. 초기 치료 섭생 후, 상기 치료는 감소된 횟수 체계로 투여될 수 있다. 예를 들어, 3개월 동안의 매주 또는 격주 투여 후, 6개월 또는 1년 또는 그 초과의 기간 동안, 월 1회 반복 투여될 수 있다.

상기 약제학적 조성물은 매일 1회 투여될 수 있거나, 또는 iRNA는, 하루종일 적절한 간격으로 2, 3 또는 그 초과의 횟수의 하위 투여량으로 또는 심지어 연속 주입 또는 방출 조절 제형을 통한 전달을 이용하여 투여될 수 있다. 이러한 경우, 각각의 하위 투여량에 포함된 iRNA는, 일일 총 투여량을 달성하기 위해, 그에 상응하게 더욱 소량이어야 한다. 상기 투여량 단위는 또한, 예컨대 수일 동안, iRNA의 지속 방출을 제공하는 통상의 지속 방출 제형을 이용하여, 수일 동안의 전달을 위해 배합될 수 있다. 지속 방출 제형은 당업계에 잘 공지되어 있으며, 특정 부위에서의 제제의 전달을 위해 특히 유용하며, 예컨대 본 발명의 제제와 함께 사용될 수 있다. 이 구현예에서, 투여량 단위는 상응하는 복수의 일일 투여량을 포함한다.

다른 구현예에서, 상기 약제학적 조성물의 단일 투여량은, 후속 투여량이 3, 4 또는 5일 이하의 간격, 또는 1, 2, 3 또는 4주 이하의 간격으로 투여되도록, 장기 지속될 수 있다. 본 발명의 일부 구현예에서, 단일 용량의 본 발명의 약제학적 조성물은 주 1회 투여된다. 본 발명의 일부 구현예에서, 본 발명의 약제학적 조성물의 단일 투여량이 2개월마다 투여된다.

당업자는, 이에 제한되는 것은 아니나, 질환 또는 장애의 중증도, 선행 치료, 대상체의 일반적 건강 상태 및/또는 연령 및 현존하는 기타 질환을 비롯한 특정 인자가 대상체의 효과적 치료에 필요한 투여량 및 일정에 영향을 줄 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 치료학적 유효량의 조성물을 이용한 대상체의 치료에는 단일 치료 또는 일련의 치료가 포함될 수 있다. 본 발명에 의해 포괄되는 개별 iRNA의 효과적 투여량 및 생체 내 반감기의 측정은, 본 명세서의 다른 부분에서 기술된 바와 같이, 적합한 동물을 사용한 생체 내 시험을 기반으로 하거나 또는 통상의 방법론을 이용하여, 행해질 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은, 국소 또는 전신 치료의 필요 여부 및 치료 부위에 따라, 다양한 방식으로 투여될 수 있다. (예컨대 경피 패치에 의한) 국소, 폐, 예컨대 분무기에 의한 것을 비롯한 것으로서, 분말 또는 에어로졸의 흡입 또는 통기(insufflation); 기관삽관, 비강 내, 표피 및 경피, 경구 또는 비경구로 투여될 수 있다. 비경구 투여에는 정맥 내, 동맥 내, 피하, 복막 내 또는 근육 내 주입 또는 주사; 피하층(subdermal), 예컨대 가식 장치를 통하거나; 또는 두개 내, 예컨대 뇌실질 내, 척수강 내 또는 뇌실 내 투여가 포함된다.

iRNA는 간(예컨대 간의 간세포)과 같은 특정 조직을 표적으로 하는 방식으로 전달될 수 있다.

국소 투여를 위한 약제학적 조성물 및 제형에는 경피 패치, 연고, 로션, 크림, 젤, 드롭, 좌약, 스프레이, 액체 및 분말이 포함될 수 있다. 통상의 약제학적 담체, 수성, 분말 또는 유성 베이스, 증점제 등이 필요하거나 바람직할 수 있다. 코팅 콘돔, 장갑 등이 또한 유용할 수 있다. 적절한 국소 제형에는, 본 발명에서 특징으로 하는 iRNA가 국소 전달 제제 예를 들어 지질, 리포좀, 지방산, 지방산 에스테르, 스테로이드, 킬레이트화제 및 계면활성제와 혼합되어 있는 것들이 포함된다. 적절한 지질 및 리포좀에는 중성(예컨대 디올레오일포스파티딜 DOPE 에탄올아민, 디미리스토일포스파티딜 콜린 DMPC, 디스테아롤리포스파티딜 콜린), 음성(예컨대 디미리스토일포스파티딜 글리세롤 DMPG) 및 양이온성(예컨대 디올레오일테트라메틸아미노프로필 DOTAP 및 디올레오일포스파티딜 에탄올아민 DOTMA)이 포함된다. 본 발명에서 특징으로 하는 iRNA는 리포좀 내에 캡슐화될 수 있거나, 또는 복합체, 특히 양이온 리포좀을 형성할 수 있다. 대안적으로, iRNA는 지질, 특히 양이온성 지질로 복합체화될 수 있다. 적절한 지방산 및 에스테르에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 아라키돈산, 올레산, 에이코사노산, 라우르산, 카프릴산, 카프르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 리놀레산, 리놀렌산, 디카프레이트, 트리카프레이트, 모노올레인, 디라우린, 글리세릴 1-모노카프레이트, 1-도데실아자사이클로펩탄-2-온, 아실카르니틴, 아실콜린, 또는 C_1-20 알킬 에스테르(예컨대 가소프로필미리스테이트 IPM), 모노글리세리드, 디글리세리드 또는 그의 약제학적으로 허용 가능한 염)가 포함된다. 본 명세서에서, 참조로서 포함되는 미국 특허 제 6,747,014호에 국소 제형에 대해, 상세히 개시되어 있다.

A. 막 분자 조립체를 포함하는 iRNA 제형

본 발명의 조성물 및 방법에 사용하기 위한 iRNA는 전달을 위해, 막 분자 조립체, 예컨대 리포좀 또는 미셀 내에 제형화될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "리포좀"은, 하나 이상의 이중 층, 예컨대 하나의 이중 층 또는 복수의 이중 층 내에 배열된 양친매성 지질로 구성된 소낭을 지칭한다. 리포좀에는, 친유성 물질로부터 형성된 막 및 수성 내부를 가지는 단일 층상 또는 다중 층상 소낭이 포함된다. 상기 수성 부분은 iRNA 조성물을 포함한다. 상기 친유성 제제는, 일부 예의 경우, 그러할 수 있다 할지라도, 전형적으로는 iRNA 조성물을 포함하지 않는 수성 외부로부터 수성 내부를 분리한다. 리포좀은 작용 부위로의 활성 성분의 수송 및 전달에 유용하다. 리포좀 막이 생체 막과 구조적으로 유사하기 때문에, 리포좀이 조직에 적용되는 경우, 리포좀 이중 층은 세포막 이중 층과 융합된다. 리포좀과 세포의 합체가 진행됨에 따라, iRNA를 포함하는 내부 수성 내용물이 세포로 전달되며, 여기서, iRNA는 표적 RNA와 특이적으로 결합할 수 있고, RNAi를 매개할 수 있다. 일부 경우, 리포좀은 또한, 예컨대 iRNA를 특정 세포 유형으로 유도하기 위해, 특이적으로 표적화된다.

iRNA 제제를 포함하는 리포좀은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 리포좀의 지질 성분은, 미셀이 지질 구성성분으로 형성되도록 세정제에 용해된다. 예를 들면, 지질 성분은 양친매성 양이온성 지질 또는 지질 컨쥬게이트일 수 있다. 상기 세정제는 높은 임계 미셀 농도를 가질 수 있으며, 비이온성일 수 있다. 예시적 세정제에는 콜레이트, CHAPS, 옥틸글루코시드, 데옥시콜레이트 및 라우로일 사르코신이 포함된다. 그 후, iRNA 제제 제조물을, 지질 성분을 포함하는 미셀에 첨가한다. 상기 지질의 양이온 기는 iRNA 제제과 상호작용하고, iRNA 제제 주위에 응축되어, 리포좀이 형성된다. 응축 후, 세정제를, 예컨대 투석에 의해 제거하여, iRNA 제제의 리포좀 제조물을 생성시킨다.

필요에 따라, 응축 반응 동안, 응축을 보조하는 담체 화합물이, 예컨대조절 첨가에 의해 첨가될 수 있다. 예를 들면, 상기 담체 화합물은 핵산 이외의 중합체(예컨대 스페르민 또는 스페르미딘)일 수 있다. 또한, pH를 조절하여 응축을 보조할 수 있다.

전달 비히클의 구조적 구성성분으로서 폴리뉴클레오티드/양이온 지질 복합체를 혼입하는 안정한 폴리뉴클레오티드 전달 비히클의 생성 방법은, 예컨대 그의 전체가 본 명세서에서 참조로 포함되는 WO 96/37194호에 추가로 기술되어 있다. 리포좀 형성은 또한, 문헌[Felgner, P L et al., Proc Natl Acad Sci, USA 8:7413-7417, 1987; 미국 특허 제4,897,355호; 미국 특허 제5,171,678호; Bangham, et al. M Mol Biol 23:238, 1965; Olson, et al. Biochim Biophys Acta 557:9, 1979; Szoka, et al. Proc Natl Acad Sci 75: 4194, 1978; Mayhew, et al. Biochim Biophys Acta 775:169, 1984; Kim, et al. Biochim Biophys Acta 728:339, 1983; and Fukunaga, et al. Endocrinol 115:757, 1984]에 기술된 예시적인 방법의 하나 이상의 양태를 포함할 수 있다. 전달 비히클로서 사용하기에 적당한 크기의 지질 응집체의 제조를 위한 통상 사용 기술에는 초음파처리 및 동결-해동 플러스 압출이 포함된다(예컨대 문헌[Mayer, et al. Biochim. Biophys. Acta 858:161, 1986] 참조). 일정한 소형(50 nm 내지 200 nm)의 비교적 균일한 응집체를 원하는 경우, 미세유동화를 사용할 수 있다(Mayhew, et al. Biochim. Biophys. Acta 775:169, 1984). 이들 방법은 iRNA 제제 제조물을 리포좀으로 패키징하는 데 간편하게 채택된다.

리포좀은 2개의 광범위한 종류에 속한다. 양이온성 리포좀은 양전하를 띠는 리포좀이며, 이것은 음전하를 띠는 핵산 분자와 상호작용하여 안정한 복합체를 형성한다. 양전하를 띠는 핵산/리포좀 복합체는 음전하를 띠는 세포 표면과 결합하고, 엔도솜에 내재화된다. 엔도솜 내의 산성 pH로 인해, 리포좀이 파열되고, 그 내용물이 세포의 세포질로 방출된다(Wang et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 1987, 147, 980-985).

pH-민감성이거나 또는 음전하를 띠는 리포좀은, 핵산과 복합체화하기 보다는 핵산을 포획한다. 핵산 및 지질은 비슷한 전하를 띠므로, 복합체를 형성하기 보다는 반발력이 발생한다. 그럼에도 불구하고, 일부 핵산은 이들 리포좀의 수성 내부에 포획된다. pH-민감성 리포좀은, 배양시, 세포 단일 층으로 티미딘 키나아제 유전자를 인코딩하는 핵산을 전달하는데 이용되어 왔다. 외인성 유전자의 발현을 표적 세포에서 검출하였다(Zhou et al., Journal of Controlled Release, 1992, 19, 269-274).

하나의 중요한 유형의 리포좀 조성물로는 천연-유래 포스파티딜콜린 이외의 인지질이 포함된다. 중성 리포좀 조성물은, 예를 들어, 디미리스토일 포스파티딜콜린(DMPC) 또는 디팔미토일 포스파티딜콜린(DPPC)으로부터 형성될 수 있다. 음이온성 리포좀 조성물은 일반적으로 디미리스토일 포스파티딜글리세롤로부터 형성되고, 음이온성 융합성 리포좀은 주로 디올레오일 포스파티딜에탄올아민(DOPE)으로부터 형성된다. 다른 유형의 리포좀 조성물은, 예를 들면, 대두 PC 및 계란 PC와 같은 포스파티딜콜린(PC)으로부터 형성된다. 다른 유형은 인지질 및/또는 포스파티딜콜린 및/또는 콜레스테롤의 혼합물로부터 형성된다.

시험관 내 및 생체 내에서 리포좀을 세포로 도입하는 다른 방법의 예에는 문헌[미국 특허 제5,283,185호; 미국 특허 제5,171,678호; WO 94/00569; WO 93/24640; WO 91/16024; Felgner, J. Biol. Chem. 269:2550, 1994; Nabel, Proc. Natl. Acad. Sci. 90:11307, 1993; Nabel, Human Gene Ther. 3:649, 1992; Gershon, Biochem. 32:7143, 1993; 및 Strauss EMBO J. 11:417, 1992]이 포함된다.

또한, 비이온성 리포좀 시스템, 특히, 비이온성 계면활성제 및 콜레스테롤을 포함하는 시스템을, 피부로의 약제의 전달에서의 그 유용성을 측정하기 위해, 조사하였다. 마우스 피부의 진피로 사이클로스포린-A를 전달하기 위해, Novasome^TM I(글리세릴 딜라우레이트/콜레스테롤/폴리옥시에틸렌-10-스테아릴 에테르) 및 Novasome^TM II(글리세릴 디스테아레이트/콜레스테롤/폴리옥시에틸렌-10-스테아릴 에테르)를 포함하는 비이온성 리포좀 제형을 사용하였다. 그 결과에 따르면, 이러한 비이온성 리포좀 시스템이 사이클로스포린-A의 피부의 다른 층으로의 침착을 촉진시키는데 효과적이라는 것을 시사한다(Hu et al. S.T.P.Pharma. Sci., 1994, 4(6) 466).

리포좀에는 또한 "입체적으로 안정한" 리포좀이 포함되며, 본 명세서에서 사용되는 상기 용어는, 하나 이상의 특수 지질을 포함하는 리포좀으로서, 하나 이상의 특수 지질이 리포좀에 혼입되는 경우, 이러한 특수 지질이 결여된 리포좀에 비해서, 순환 수명의 향상이 초래되는 리포좀을 지칭한다. 입체적으로 안정한 리포좀의 예로는, 리포좀의 소낭-형성 지질 부분의 일부가, (A) 모노시알로강글리오시드 G_M1과 같은 하나 이상의 당지질을 포함하거나, 또는 (B) 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 모이어티와 같은 하나 이상의 친수성 중합체에 의해, 유도체화된 것들이 있다. 임의의 특정 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니나, 적어도, 강글리오시드, 스핑고미엘린 또는 PEG-유도체화 지질을 포함하는 입체적으로 안정한 리포좀에 있어서, 이러한 입체적으로 안정한 리포좀의 향상된 순환 반감기는 세망내피계통(RES)의 세포로의 섭취의 감소로부터 유래한다는 것이, 당업계에 주지되어 있다(Allen et al., FEBS Letters, 1987, 223, 42; Wu et al., Cancer Research, 1993, 53, 3765).

하나 이상의 당지질을 포함하는 다양한 리포좀이 당업계에 공지되어 있다. Papahadjopoulos 등(Ann. N.Y.Acad. Sci., 1987, 507, 64)은, 리포좀의 혈액 반감기를 향상시키는 모노시알로강글리오시드 G_M1, 갈락토세레브로시드 설페이트 및 포스파티딜리노시톨의 능력을 보고하였다. 이러한 시험결과는 Gabizon et al.(Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1988, 85, 6949)에 의해 상세히 설명되었다. 둘 모두 Allen et al.에 의한 미국 특허 제4,837,028호 및 국제 특허 출원 WO 88/04924는 (1) 스핑고미엘린 및 (2) 강글리오시드 G_M1 또는 갈락토세레브로시드 설페이트 에스테르를 포함하는 리포좀을 기술한다. 미국 특허 제5,543,152호(Webb et al.)는 스핑고미엘린을 포함하는 리포좀을 기술한다. 1,2-sn-디미리스토일포스파티딜콜린을 포함하는 리포좀은 WO 97/13499(Lim et al.)에 기술되어 있다.

일 구현예에서, 양이온성 리포좀이 사용된다. 양이온성 리포좀은 세포막으로 융합할 수 있는 이점을 가진다. 비-양이온성 리포좀은 비록 원형질막과 효율적으로 융합할 수 없다고 하더라도, 생체 내에서 대식세포에 의해 섭취되며, iRNA 제제를 대식세포로 전달하는 데 이용될 수 있다.

리포좀의 다른 이점에는 하기의 것들이 포함된다: 천연 인지질로부터 수득된 리포좀은 생화합성 및 생분해성이고; 리포좀에는 광범위한 물 및 지질 용해성 약제가 혼입될 수 있으며; 리포좀은 그 내부 격실에 캡슐화된 iRNA 제제를 물질 대사 및 분해로부터 보호할 수 있다(Rosoff, in "Pharmaceutical Dosage Forms,"Lieberman, Rieger and Banker (Eds.), 1988, volume 1, p. 245). 리포좀 제형의 제조에 있어서 중요한 고려사항은 리포좀의 지질 표면 전하, 소낭 크기 및 수성 용적이다.

핵산과 자발적으로 상호작용하여, 지질-핵산 복합체를 형성하고, 조직 배양 세포의 세포막의, 음전하를 띠는 지질과 융합함으로써, iRNA 제제의 전달을 초래하는 소형 리포좀의 형성에 있어서, 양전하를 띠는 합성 양이온성 지질인 N-[1-(2,3-디올레일옥시)프로필]-N,N,N-트리메틸암모늄 클로라이드(DOTMA)가 사용된다(예컨대 DOTMA 및 그의 DNA와의 사용에 대한 설명을 위해, 문헌[Felgner, P. L. et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA 8:7413-7417, 1987 및 미국 특허 제4,897,355호 참조).

DOTMA 유사체인 1,2-비스(올레오일옥시)-3-(트리메틸암모니아)프로판(DOTAP)는 인지질과 조합하여 DNA-복합 소낭을 형성하는 데 사용될 수 있다. Lipofectin^TM(Bethesda Research Laboratories, Gaithersburg, Md.)은, 음전하를 띠는 폴리뉴클레오티드와 자발적으로 상호작용하여, 복합체를 형성하는, 양전하를 띠는 DOTMA 리포좀을 포함하는 것으로서, 살아 있는 조직 배양 세포로, 고도의 음이온성 핵산을 전달하는데, 효과적인 제제이다. 충분한 양전하를 띠는 리포좀이 이용되는 경우, 생성된 복합체의 순 전하 역시 양전하이다. 이러한 방식으로 제조된 양전하를 띠는 복합체는 음전하를 띠는 세포 표면에 자발적으로 부착되고, 원형질막과 융합된 후, 예를 들면 조직 배양 세포로 기능성 핵산을 효과적으로 전달한다. 또 다른 상업적으로 구할 수 있는 양이온성 지질인, 1,2-비스(올레오일옥시)-3,3-(트리메틸암모니아)프로판("DOTAP")(Boehringer Mannheim, Indianapolis, Indiana)은, 올레오일 모이어티가 에테르 결합보다는 에스테르에 의해 결합한다는 점에서 DOTMA와 다르다.

보고된 다른 양이온성 지질 화합물에는, 예를 들어, 두 가지 유형의 지질 중 하나에 컨쥬게이트되고, 5-카르복시스페르밀글리신 디옥타올레오일아미드("DOGS")(Transfectam™, Promega, Madison, Wisconsin) 및 디팔미토일포스파티딜에탄올아민 5-카르복시스페르밀-아미드("DPPES")와 같은 화합물을 포함하는 카르복시스페르민을 포함하는 다양한 모이어티들에 컨쥬게이트된 것들이 포함된다(예컨대 미국 특허 제5,171,678호 참조).

또 다른 양이온성 지질 컨쥬게이트에는, DOPE와 조합되어 리포좀으로 제형화되는, 콜레스테롤("DC-Chol")과 지질의 유도체화가 포함된다(문헌[Gao, X. 및 Huang, L., Biochim. Biophys. Res. Commun. 179:280, 1991] 참조). 폴리리신과 DOPE의 컨쥬게이트에 의해 제조되는 리포폴리리신이 혈청의 존재하에, 형질감염에 효과적인 것으로 보고되어 있다(Zhou, X. et al., Biochim. Biophys. Acta 1065:8, 1991). 특정 세포주에서, 컨쥬게이트된 양이온성 지질을 포함하는 이들 리포좀은 DOTMA-함유 조성물보다 낮은 독성을 나타내며, 더욱 효과적인 형질감염을 제공한다고 언급되고 있다. 기타 상업적으로 입수가능한 양이온성 지질 생성물에는 DMRIE 및 DMRIE-HP(Vical, La Jolla, California) 및 리포펙타민(DOSPA)(Life Technology, Inc., Gaithersburg, Maryland)이 포함된다. 올리고뉴클레오티드의 전달에 적합한 기타 양이온성 지질이 WO 98/39359호 및 WO 96/37194호에 기술되어 있다.

리포좀 제형은 국소 투여에 특히 적합하며, 리포좀은 다른 제형보다 다수의 이점을 제공한다. 이러한 이점에는, 투여 약제의 높은 전신 흡수율과 관련된 부작용의 감소, 원하는 표적에서의 투여 약제의 축적의 증가 및 피부로 iRNA 제제를 투여하는 능력이 포함된다. 일부 구체예에서, 리포좀은 iRNA 제제를 상피 세포로 전달하고, 또한, iRNA 제제의 피부 조직, 예컨대 피부로의 투과를 향상시키기 위해, 이용된다. 예를 들면, 리포좀은 국소적으로 적용될 수 있다. 리포좀으로 제형화되는 약제의 피부로의 국소 전달이 보고되었다(예컨대 문헌[Weiner et al., Journal of Drug Targeting, 1992, vol 2,405-410 and du Plessis et al., Antiviral Research, 18, 1992, 259-265; Mannino, R J and Fould-Fogerite, S, Biotechniques 6:682-690, 1988; Itani, T et al. Gene 56:267-276 1987; Nicolau, C et al. Meth Enz 149:157-176, 1987; Straubinger, R M and Papahadjopoulos, D Meth Enz 101:512-527, 1983; Wang, C Y and Huang, L, Proc Natl Acad Sci USA 84:7851-7855, 1987] 참조).

또한, 비이온성 리포좀 시스템, 특히, 비이온성 계면활성제 및 콜레스테롤을 포함하는 시스템을, 피부로의 약제의 전달에서의 그 유용성을 측정하기 위해, 조사하였다. 노바솜(Novasome) I(글리세릴 딜라우레이트/콜레스테롤/폴리옥시에틸렌-10-스테아릴 에테르) 및 노바솜 II(글리세릴 디스테아레이트/ 콜레스테롤/폴리옥시에틸렌-10-스테아릴 에테르)를 포함하는 비이온성 리포좀 제형은 마우스 피부의 표피로 약제를 전달하는데 사용하였다. iRNA 제제를 가지는 이러한 제형은 피부 장애를 치료하는데 유용하다.

iRNA를 포함하는 리포좀은 고도로 변형 가능하게 제조될 수 있다. 이러한 변형 가능함은, 리포좀이 상기 리포좀의 평균 반경보다 더 작은 기공을 통해, 투과될 수 있도록 한다. 예를 들면, 트랜스퍼솜(transfersome)은 일종의 변형 가능한 리포좀이다. 트랜스퍼솜은, 표면 엣지 활성화제(surface edge activator), 일반적으로 계면활성제를 표준 리포좀 조성물에 첨가함으로써 제조될 수 있다. iRNA 제제를 포함하는 트랜스퍼솜은, 예를 들면, iRNA 제제를 피부의 각질 세포로 전달하기 위해, 감염에 의해 피하로 전달될 수 있다. 무손상 포유 동물의 피부를 통과하기 위해, 지질 소낭은, 적절한 경피 구배의 영향하에, 각각이 50 nm 미만의 직경을 가지는 일련의 미세 기공들을 통해, 통과되어야 한다. 또한, 지질 특성으로 인해, 이들 트랜스퍼솜은 자가-최적화(예컨대 피부 기공의 형상으로의 적응), 자가-복구할 수 있으며, 빈번한 경우, 단편화되지 않으면서, 그의 표적에 도달할 수 있고, 종종 자가-부하할 수 있다.

본 발명에 적용 가능한 기타 제형이 2008년 1월 2일자로 출원된 미국 가출원 제61/018,616호; 2008년 1월 2일자로 출원된 제61/018,611호; 2008년 3월 26일자로 출원된 제61/039,748호; 2008년 4월 22일자로 출원된 제61/047,087호 및 2008년 5월 8일자로 출원된 제61/051,528호에 기술되어 있다. 2007년 10월 3일자로 출원된 PCT 출원 PCT/US2007/080331호 역시 본 발명에 적용 가능한 기타 제형을 기술하고 있다.

트랜스퍼솜은 다른 유형의 리포좀이며, 고도로 변형 가능한 지질 응집체이고, 약제 전달 비히클로서, 매력적인 후보이다. 트랜스퍼솜은 고도로 변형가능 하여, 소적보다 더 작은 기공을 통해, 용이하게 투과할 수 있는 지질 소적으로 기술할 수 있다. 트랜스퍼솜은, 이들이 사용되는 환경에 맞게 조정될 수 있으며, 예컨대 그들은 자가-최적화하고(피부 내의 기공의 형상으로 적응됨), 자가-복구하며, 빈번한 경우, 단편화되지 않으면서, 그의 표적에 도달하고, 종종 자가-부하한다. 트랜스퍼솜 제조에서, 표면 엣지-활성화제, 일반적으로는 계면활성제를 표준 리포좀 조성물에 첨가하는 것이 가능하다. 트랜스퍼솜은 피부에 혈청 알부민을 전달하는데 이용되어 왔다. 혈청 알부민의 트랜스퍼솜-매개 전달은 혈청 알부민을 포함하는 용액의 피하 주입으로서, 효과적인 것으로 밝혀졌다.

계면활성제는, 에멀젼(마이크로에멀젼 포함) 및 리포좀과 같은 제형에서, 광범위한 용도를 발견한다. 다른 다수 유형의 천연 및 합성 계면활성제 양자의 특성을 분류하여, 서열화하기 위한 가장 통상적인 방법은 친수성/친유성 균형(HLB)을 사용하는 것이다. 친수성 기(또한, "헤드(head)"로서 알려짐)의 특성은, 제형에 사용되는 다른 계면활성제의 범주화를 위해, 가장 유용한 수단을 제공한다(Rieger, Pharmaceutical Dosage Forms, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., 1988, p. 285).

계면활성제 분자가 이온화되지 않는 경우, 이것은 비이온성 계면활성제로 분류된다. 비이온성 계면활성제는 약제학적 생성물 및 화장품에서 광범위한 용도를 발견하며, 광범위한 pH 값으로 사용할 수 있다. 일반적으로, 그 HLB 값은 그 구조에 따라 2 내지 약 18의 범위이다. 비이온성 계면활성제에는 에틸렌 글리콜 에스테르, 프로필렌 글리콜 에스테르, 글리세릴 에스테르, 폴리글리세릴 에스테르, 소르비탄 에스테르, 수크로스 에스테르 및 에톡시화 에스테르와 같은 비이온성 에스테르가 포함된다. 지방 알코올 에톡실레이트, 프로폭시화 알코올 및 에톡시화/프로폭시화 블록 중합체와 같은 비이온성 알칸올아미드 및 에테르가 또한 이러한 종류에 포함된다. 폴리옥시에틸렌 계면활성제는 비이온성 계면활성제 종류 중 가장 일반적인 멤버이다.

물에 용해되거나 분산되는 경우, 계면활성제 분자가 음전하를 띤다면, 상기 계면활성제는 음이온성으로 분류된다. 음이온성 계면활성제에는 카브록실레이트, 예를 들어 비누, 아실 락틸레이트, 아미노산의 아실 아미드, 황산의 에스테르, 예를 들어 알킬 설페이트 및 에톡시화 알킬 설페이트, 설포네이트, 예를 들어 알킬 벤젠 설포네이트, 아실 이세티오네이트, 아실 타우레이트 및 설포석시네이트 및 포스페이트가 포함된다. 음이온성 계면활성제 종류 중 가장 중요한 멤버는 알킬 설페이트 및 비누이다.

물에 용해되거나 분산되는 경우, 계면활성제 분자가 양전하를 보유한다면, 상기 계면활성제는 양이온성으로 분류된다. 양이온성 계면활성제에는 4차 암모늄 염 및 에톡시화 아민이 포함된다. 4차 암모늄 염은 이 종류 중 가장 많이 이용되는 멤버이다.

계면활성제 분자가 양전하 또는 음전하 중 어느 하나를 보유하는 능력을 가지는 경우, 상기 계면활성제는 양쪽성으로 분류된다. 양쪽성 계면활성제에는 아크릴산 유도체, 치환된 알킬아미드, N-알킬베타인 및 포스파티드가 포함된다.

의약 제품, 제형 및 에멀젼에서의 계면활성제의 사용이 검토되었다(Rieger, Pharmaceutical Dosage Forms, Marcel Dekker, Inc., New York, N.Y., 1988, p. 285).

본 발명의 방법에 사용되는 iRNA는 또한 미셀 제형으로 제공될 수 있다. 본 명세서에서, "미셀"은, 분자의 모든 소수성 부분이 내부로 향하여, 친수성 부분이 주위의 수상과 접촉되는 구형 구조로, 양친매성 분자가 배열되는 특정 유형의 분자 조립체로서 정의된다. 상기 환경이 소수성인 경우, 반대 배열로 존재한다.

경피막을 통한 전달에 적합한 혼합 미셀 제형은, siRNA 조성물, 알칼리 금속 C₈-C₂₂ 알킬 설페이트 및 미셀 형성 화합물의 수용액을 혼합함으로써 제조할 수 있다. 예시적인 미셀 형성 화합물에는 레시틴, 히알루론산, 히알루론산의 약제학적으로 허용 가능한 염, 글리콜산, 락트산, 카모마일 추출물, 오이 추출물, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 모노올레인, 모노올리에이트, 모노라우레이트, 보라지유, 달맞이꽃유, 멘톨, 트리히드록시 옥소 콜라닐 글리신 및 그의 약제학적으로 허용 가능한 염, 글리세린, 폴리글리세린, 리신, 폴리리신, 트리올레인, 폴리옥시에틸렌 에테르 및 그의 유사체, 폴리도카놀 알킬 에테르 및 그의 유사체, 케노데옥시콜산염, 데옥시콜산염, 및 그의 혼합물이 포함된다. 미셀 형성 화합물은 알칼리 금속 알킬 설페이트와 동시에 또는 그의 첨가 후, 첨가될 수 있다. 혼합 미셀은, 더 작은 크기의 미셀을 제공하기 위해, 실질적으로 임의의 방식이나, 격렬한 혼합 방식으로, 구성요소를 혼합함으로써, 형성될 것이다.

한 가지 방법에서, siRNA 조성물 및 적어도 알칼리 금속 알킬 설페이트를 포함하는 제1 미셀 조성물을 제조한다. 그 후, 제1 미셀 조성물이 적어도 3개의 미셀 형성 화합물과 혼합되어, 혼합 미셀 조성물이 형성한다. 또 다른 방법에서, siRNA 조성물, 알칼리 금속 알킬 설페이트 및 하나 이상의 미셀 형성 화합물를 혼합한 후, 잔여 미셀 형성 화합물을 격렬히 혼합하면서 첨가하여, 미셀 조성물을 제조한다.

페놀 및/또는 m-크레졸을 상기 혼합 미셀 조성물에 첨가하여 상기 제형을 안정화시키고, 박테리아 성장으로부터 보호할 수 있다. 대안적으로, 페놀 및/또는 m-크레졸은 미셀 형성 성분과 함께 첨가할 수 있다. 혼합 미셀 조성물 형성 후에, 글리세린과 같은 등장화제를 또한 첨가할 수 있다.

미셀 제형을 분무로서 전달하기 위해서, 상기 제형을 에어로졸 디스펜서(aerosol dispenser)에 넣을 수 있으며, 이 디스펜스에 분무제(propellant)로 충진한다. 가압 하에, 상기 분무제는 디스펜스 내에서 액체 형태이다. 수상 및 분무상이 하나가 되도록, 즉, 한가지 상만이 존재하도록, 성분 비율을 조정한다. 2가지 의 상이 존재하는 경우, 내용물의 일부를 예컨대 계량 밸브를 통해, 분산시키기 전에, 디스펜스를 흔들어 줄 필요가 있다. 약제학적 제제의 분산 용량이 계량밸브로부터 미세한 분무상으로 분무된다.

분무제는 수소-함유 클로로플루오로탄소, 수소-함유 플루오로탄소, 디메틸 에테르 및 디에틸 에테르가 포함될 수 있다. 특정 구현예에서, HFA 134a(1,1,1,2 테트라플루오로에탄)를 사용할 수 있다.

필수 성분의 특정 농도는 비교적 간단한 실험에 의해 측정할 수 있다. 구강을 통한 흡수에서, 많은 경우, 주입을 통한 투여량 또는 위장관을 통한 투여를 예컨대 적어도 2배 또는 3배 증가시키는 것이 바람직하다.

B. 지질 입자

본 발명의 iRNA, 예컨대 dsRNA는 지질 제형, 예컨대 LNP, 또는 다른 핵산-지질 입자 내에 완전히 캡슐화될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "LNP"는 안정한 핵산-지질 입자를 지칭한다. LNP는 전형적으로, 입자의 응집(예컨대 PEG-지질 컨쥬게이트)을 억제하는 양이온성 지질, 비양이온성 지질, 및 지질을 포함한다. LNP는, 이들이 정맥 내(i.v.) 주입 후, 순환 수명의 연장을 나타내고, 원위(예컨대 투여 부위로부터 물리적으로 분리된 부위)에 축적되는 것으로 인해, 전신 적용에 극히 유용하다. LNP는 PCT 공보 WO 00/03683에 설명된 바와 같은 캡슐화된 응축화제-핵산 복합체를 포함하는 "pSPLP"를 포함한다. 본 발명의 입자는 전형적으로 약 50 nm 내지 약 150 nm, 더욱 전형적으로는 약 60 nm 내지 약 130 nm, 더욱 전형적으로는 약 70 nm 내지 약 110 nm, 가장 전형적으로는 약 70 nm 내지 약 90 nm의 평균 직경을 가지며, 실질적으로 비독성이다. 또한, 본 발명의 핵산-지질 입자 내에 존재하는 경우, 핵산은 수용액 내에서, 뉴클레아제에 의한 분해에 대해 내성이 있다. 핵산-지질 입자 및 그 제조 방법은 예컨대 미국 특허 제5,976,567호; 제5,981,501호; 제6,534,484호; 제6,586,410호; 제6,815,432호; 미국 공보 제2010/0324120호 및 PCT 공보 WO 96/40964에 기술되어 있다.

일 구현예에서, 지질 대 약제의 비율(질량/질량 비율)(예컨대 지질 대 dsRNA 비율)은 약 1:1 내지 약 50:1, 약 1:1 내지 약 25:1, 약 3:1 내지 약 15:1, 약 4:1 내지 약 10:1, 약 5:1 내지 약 9:1, 또는 약 6:1 내지 약 9:1의 범위 내일 것이다. 전술된 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 고려된다.

양이온성 지질은, 예를 들면, N,N-디올레일-N,N-디메틸암모늄 클로라이드(DODAC), N,N-디스테아릴-N,N-디메틸암모늄 브로마이드(DDAB), N-(I-(2,3-디올레오일옥시)프로필)-N,N,N-트리메틸암모늄 클로라이드(DOTAP), N-(I-(2,3-디올레일옥시)프로필)-N,N,N-트리메틸암모늄 클로라이드(DOTMA), N,N-디메틸-2,3-디올레일옥시)프로필아민(DODMA), 1,2-딜리놀에일옥시-N,N-디메틸아미노프로판(DLinDMA), l,2-딜리놀에닐옥시-N,N-디메틸아미노프로판(DLenDMA), 1,2-딜리놀에일카르바모일옥시-3-디메틸아미노프로판(DLin-C-DAP), 1,2-딜리놀레이옥시-3-(디메틸아미노)아세톡시프로판(DLin-DAC), 1,2-딜리놀레이옥시-3-모르폴리노프로판(DLin-MA), 1,2-딜리놀레오일-3-디메틸아미노프로판(DLinDAP), 1,2-딜리놀에일티오-3-디메틸아미노프로판(DLin-S-DMA), 1-리놀레오일-2-리놀레일옥시-3-디메틸아미노프로판(DLin-2-DMAP), 1,2-딜리놀에일옥시-3-트리메틸아미노프로판 클로라이드 염(DLin-TMA.Cl), 1,2-딜리놀레오일-3-트리메틸아미노프로판 클로라이드 염(DLin-TAP.Cl), 1,2-딜리놀에일옥시-3-(N-메틸피페라지노)프로판(DLin-MPZ), 또는 3-(N,N-딜리놀에일아미노)-1,2-프로판디올(DLinAP), 3-(N,N-디올레일아미노)-1,2-프로판디오(DOAP), 1,2-딜리놀에일옥소-3-(2-N,N-디메틸아미노)에톡시프로판(DLin-EG-DMA), l,2-딜리놀에닐옥시-N,N-디메틸아미노프로판(DLinDMA), 2,2-딜리놀에일-4-디메틸아미노메틸-[1,3]-디옥솔란(DLin-K-DMA) 또는 그의 유사체, (3aR,5s,6aS)-N,N-디메틸-2,2-디((9Z,12Z)-옥타데카-9,12-디에닐)테트라하이드로-3aH-사이클로펜타[d][1,3]디옥솔-5-아민(ALN100), (6Z,9Z,28Z,31Z)-헵타트리아콘타-6,9,28,31-테트라엔-19-일 4-(디메틸아미노)부타노에이트(MC3), 1,1'-(2-(4-(2-((2-(비스(2-히드록시도데실)아미노)에틸)(2-히드록시도데실)아미노)에틸)피페라진-1-일)에틸아잔에디일)디도데칸-2-올(Tech G1), 또는 그의 혼합물일 수 있다. 양이온성 지질은, 입자 내에 존재하는 총 지질의 약 20 몰% 내지 약 50 몰% 또는 약 40 몰%를 포함할 수 있다.

또 다른 구현예에서, 지질-siRNA 나노입자의 제조에, 화합물 2,2-딜리놀에일-4-디메틸아미노에틸-[1,3]-디옥솔란을 이용할 수 있다. 2,2-딜리놀에일-4-디메틸아미노에틸-[1,3]-디옥솔란의 합성은, 본 명세서에서 참조로 포함되는 2008년 10월 23일자 출원된 미국 특허 가출원 제61/107,998호에 기술되어 있다.

일 구현예에서, 지질-siRNA 입자는, 63.0 ± 20 nm의 입자 크기 및 0.027 siRNA/지질 비율을 가지는 40% 2,2-딜리놀에일-4-디메틸아미노에틸-[1,3]-디옥솔란: 10% DSPC: 40% 콜레스테롤: 10% PEG-C-DOMG(몰%)를 포함한다.

이온화성/비양이온성 지질은, 이에 제한되는 것은 아니나, 디스테아로일포스파티딜콜린(DSPC), 디올레오일포스파티딜콜린(DOPC), 디팔미토일포스파티딜콜린(DPPC), 디올레오일포스파티딜글리세롤(DOPG), 디팔미토일포스파티딜글리세롤(DPPG), 디올레오일-포스파티딜에탄올아민(DOPE), 팔미토일올레오일포스파티딜콜린(POPC), 팔미토일올레오일포스파티딜에탄올아민(POPE), 디올레오일-포스파티딜에탄올아민 4-(N-말레이미도메틸)-사이클로핵산-l-카르복실레이트(DOPE-말), 디팔미토일 포스파티딜 에탄올아민(DPPE), 디미리스토일포스포에탄올아민(DMPE), 디스테아로일-포스파티딜-에탄올아민(DSPE), 16-O-모노메틸 PE, 16-O-디메틸 PE, 18-1-트랜스 PE, 1-스테아로일-2-올레오일- 포스파티디에탄올아민(SOPE), 콜레스테롤, 또는 그의 혼합물을 비롯한 음이온성 지질 또는 중성 지질일 수 있다. 콜레스테롤이 포함되는 경우, 비양이온 지질은, 입자 내에 존재하는 총 지질의 약 5 몰% 내지 약 90 몰%, 약 10 몰%, 또는 약 58 몰%일 수 있다.

입자의 응집을 억제하는 컨쥬게이트 지질은, 예를 들면, 제한 없이, PEG-디아실글리세롤(DAG), PEG-디알킬옥시프로필(DAA), PEG-인지질, PEG-세라미드(Cer), 또는 그의 혼합물을 비롯한 폴리에틸렌글리콜(PEG)-지질일 수 있다. PEG-DAA 컨쥬게이트는, 예를 들면, PEG-디라우릴옥시프로필(Ci₂), PEG-디미리스틸옥시프로필(Ci₄), PEG-디팔미틸옥시프로필(Ci₆), 또는 PEG-디스테아릴옥시프로필(Ci₈)일 수 있다. 입자의 응집을 억제하는 컨쥬게이트 지질은, 입자 내에 존재하는 총 지질의 0 몰% 내지 약 20 몰% 또는 약 2 몰%일 수 있다.

일부 구현예에서, 상기 핵산-지질 입자는, 입자 내에 존재하는 총 지질의 예컨대 약 10 몰% 내지 약 60 몰% 또는 약 48 몰%의 콜레스테롤을 추가로 포함한다

일 구현예에서, 지질-dsRNA 나노입자(즉, LNP01 입자)의 제조를 위해, 리피도이드(ipidoid) ND98·4HCl(MW 1487)(본 명세서에서 참조로 포함되는 2008년 3월 26일자 출원된 미국 특허 출원 제12/056,230호 참조), 콜레스테롤(Sigma-Aldrich), 및 PEG-세라미드 C16(Avanti Polar Lipids)을 이용할 수 있다. ND98, 133 mg/ml; 콜레스테롤, 25 mg/ml, PEG-세라미드 C16, 100 mg/ml과 같은 각각의 에탄올 중 원액을 제조할 수 있다. ND98, 콜레스테롤, 및 PEG-세라미드 C16 원액을 그 후, 예컨대 42:48:10의 몰 비율로 조합할 수 있다. 조합 지질 용액을, 최종 에탄올 농도가 약 35 내지 45%이고, 최종 아세트산 나트륨 농도가 약 100 내지 300 mM이 되도록 수성 dsRNA(예컨대 pH 5의 아세트산 나트륨 중)와 혼합할 수 있다. 혼합시, 지질-dsRNA 나노입자가 전형적으로 자발적으로 형성된다. 원하는 입자 크기 분포에 따라, 생성된 나노입자 혼합물을, 예를 들면, Lipex Extruder(Northern Lipids, Inc)와 같은 열 배럴 압출기(thermobarrel extruder)를 이용하여, 폴리카보네이트 막(예컨대 100 nm 컷-오프(cut-off))을 통해, 압출시킬 수 있다. 일부 경우, 압출 단계는 생략할 수 있다. 예를 들면, 투석 또는 접선 유동 여과(tangential flow filtration)에 의해, 에탄올 제거 및 완충액 동시 교환을 달성할 수 있다. 완충액은, 예를 들면, 약 pH 7, 예컨대 약 pH 6.9, 약 pH 7.0, 약 pH 7.1, 약 pH 7.2, 약 pH 7.3, 또는 약 pH 7.4의 인산염 완충 염수(PBS)와 교환할 수 있다.

[화학식 1]

ND98 이성질체 I

LNP01 제형은, 예컨대 본 명세서에서 참조로 포함되는 국제 출원 공보 WO 2008/042973에 기술되어 있다.

추가의 예시적 지질-dsRNA 제형이 표 1에 기술된다.

[표 1]

DSPC: 디스테아로일포스파티딜콜린 DPPC: 디팔미토일포스파티딜콜린

PEG-DMG: PEG-디디미리스토일 글리세롤(C14-PEG, 또는 PEG-C14)(평균 분자량 2000의 PEG)

PEG-DSG: PEG-디스티릴 글리세롤(C18-PEG, 또는 PEG-C18)(평균분자량 2000의 PEG)

PEG-cDMA: PEG-카바모일-1,2-디미리스틸옥시프로필아민(평균 분자량 2000의 PEG)

SNALP(l,2-디리놀레닐옥시-N,N-디메틸아미노프로판(DLinDMA)) 함유 제형은 본 명세서에서 참조로 포함되는 2009년 4월 15일자 출원된 국제출원 공개 WO2009/127060에 기술되어 있다.

XTC 함유 제형은 예를 들면 2009년 1월 29일자 출원된 미국 가출원 제 61/148,366호, 2009년 3월 2일자 출원된 미국 가출원 제61/156,851호, 2009년 6월 10일자 출원된 미국 가출원, 2009년 7월 24일자 출원된 미국 가출원 제61/228,373호, 2009년 9월3일자 출원된 미국 가출원 제 61/239,686호, 및 2010년 1월 29일자 출원된 국제출원 PCT/US2010/022614호에 기술되어 있으며, 이들 출원은 본 명세서에서 참고로 도입된다.

MC3 함유 제형은 예를 들면 2010년 6월 10일자 출원된 미국출원 공개 제2010/0324120호에 기술되어 있으며, 이 전문은 본 명세서에서 참조로 포함다.

ALNY-100 함유 제형은 예를 들면 2009년 11월 10일자 출원된 국제특허출원 PCT/US09/63933호에 기술되어 있으며, 이 출원은 본 명세서에서 참고로 포함된다.

C12-200 함유 제형은 2009년 5월 5일자 출원된 미국 가출원 제 61/175,770호 및 2010년 5월 5일자 출원된 국제특허출원 PCT/US10/33777호에 기술되어 있으며, 이들 출원은 본 명세서에서 참고로 포함된다.

이온성/양이온성 지질의 합성

본 발명의 핵산 지질 입자에서 사용되는 화합물, 예를 들면 양이온성 지질 등의 임의의 것은 실시예에 상세하게 기술된 방법을 포함하는 공지된 유기 합성 기법에 의해 제조할 수 있다. 모든 치환기들은 별도로 언급이 없는 한 하기에 정의된 바와 같다.

"알킬"은 1 내지 24개의 탄소원자를 포함하는 직쇄 또는 분지쇄, 비환상 또는 환상 포화 지방족 탄화수소를 의미한다. 대표적인 직쇄 알킬은 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실 등을 포함하며; 한편 포화 분지쇄 알킬은 이소프로필, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, 이소펜틸 등을 포함한다. 대표적인 포화 환상 알킬은, 사이클로 프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 등을 포함하며, 반면 불포화 환상 알킬은 사이클로 펜테닐 및 사이클로 헥세닐 등을 포함한다.

"알케닐"은 인접한 탄소원자들 사이에 하나 이상의 이중결합을 함유하는 상기 정의한 바와 같은 알킬을 의미한다. 알케닐은 시스 및 트랜스 이성질체를 모두 포함한다. 대표적인 직쇄 및 분지쇄 알케닐은 에릴렌일, 프로필렌일, 1-부텐일, 2-부텐일, 이소부틸렌일, 1-펜텐일, 2-펜텐일, 3-메틸-1-부텐일, 2-메틸-2-부텐일, 2,3-디메틸-2-부텐일 등을 포함한다.

"알키닐"은 인접한 탄소원자들 사이에 하나 이상의 삼중결합을 함유하는 상기 정의한 바와 같은 알킬 또는 알케닐을 의미한다. 대표적인 직쇄 및 분지쇄 알키닐은 아세틸렌일, 프로핀일, 1-부틴일, 2-부틴일, 1-펜틴일, 2-펜틴일, 3-메틸-1-부틴일 등을 포함한다.

"아실"은 부착 지점에서 탄소가 이하에 정의된 바와 같이 옥소기로 치환된 임의의 일킬, 알케닐 또는 알키닐을 의미한다. 예를 들면, -C(=O)알킬, -C(=O)알케닐 및 -C(=O)알키닐은 아실기이다.

"헤테로사이클"은 포화되거나, 불포화되거나, 방향족이며 질소, 산소 및 황으로부터 독립적으로 선택된 1 또는 2개의 헤테로원자를 함유하고, 여기서 질소 및 황 헤테로원자는 임의로 산화되며, 또한 질소 헤테로원자는 임의로 4급화되는, 5- 내지 7-원 모노사이클릭, 또는 7- 내지 10-원 바이사이클릭, 헤테로사이클릭 고리를 의미하며, 상기 헤테로사이클의 임의의 것이 벤젠 고리에 융합된 바이사이클릭 고리를 포함한다. 헤테로사이클은 임의의 헤테로원자 또는 탄소원자를 통해 부착될 수 있다. 헤테로사이클은 이하에 정의되는 바와 같은 헤테로아릴을 포함한다. 헤테로사이클은 모르폴리닐, 피롤리디노일, 피페리디닐, 피페리디닐, 피페라지닐, 히단토인일, 발레로락타밀, 옥시란일, 옥세탄일, 테트라하이드로푸란일, 테트라하이드포피란일, 테트라하이드로피리디닐, 테트라하이드로피리미니닐, 테트라하이드로티오페닐, 테타르하이드로티오피란일, 테트라하이드로피리미딘일, 테트라하이드로티오펜일, 테트라하이드로티오피란일 등을 포함한다.

용어 "임의로 치환된 알킬", "임의로 치환된 알케닐", "임의로 치환된 알키닐", "임의로 치환된 아실", 및 "임의로 치환된 헤테로사이클"은 치환된 경우 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 대체된다는 것을 의미한다. 옥소 치환기(=O)의 경우에, 2개의 수소원자가 대체된다. 이와 관련하여, 치환기는 옥소, 수소, 헤테로사이클, -CN, -ORx, -NRxRy, -NRxC(=O)Ry, -NRxSO2Ry, -C(=O)Rx, -C(=O)ORx, -C(=O)NRxRy, -SOnRx 및 -SonNRxRy을 포함하며, 여기서 n은 0, 1 또는 2이며, Rx 및 Ry는 동일 또는 상이하며 또한 독립적으로 수소, 알킬 또는 헤테로사이이고, 상기 알킬 및 치환기의 각각은 옥소, 할로겐, -OH, -CN, 알킬, -ORx, 헤테로사이클, -NRxRy, -NRxC(=O)Ry, -NRxSO2Ry, -C(=O)Rx, -C(=O)ORx, -C(=O)NRxRy, -SOnRx 및 -SOnNRxRy 중 하나 이상으로 추가로 치환될 수 있다.

"할로겐"은 플루오로, 클로로, 브로모 및 요오드를 의미한다.

일부 구현예에서, 본 발명의 방법은 보호기의 사용을 필요로 할 수 있다. 보호기 방법론은 당업자에게 잘 알려져 있다(참조, 예를 들면, Protective Groups in Organic Synthesis, Green, T.W. et al., Wiley-Interscience, New York City, 1999). 간략하게, 본 발명의 본문 중에서 보호기는 작용기의 원치 않는 반응성을 줄이거나 제거하는 임의의 기이다. 보호기는 작용기에 부가하여 특정의 반응 중에 그의 반응성을 마스킹하고 다음에 제거하여 원래의 작용기를 나타낸다. 일부 구현예에서, "알코올 보호기"가 사용된다. "알코올 보호기"는 알코올 작용기의 원치 않는 반응성을 줄이거나 제거하는 임의의 기이다. 보호기는 당업계에 잘 알려진 기법을 사용하여 부가되고 제거할 수 있다.

화학식 A의 합성

일부 구현예에서, 본 발명의 핵산-지질 입자는 하기 화학식 A의 양이온 지질을 사용하여 제형화한다.

[화학식 A]

상기 식에서 R1 및 R2는 독립적으로 알킬, 알케닐 또는 알키닐이고, 각각은 임의로 치환될 수 있으며, 또한 R3 및 R4 는 독립적으로 저급 알킬 이거나 또는 R3 및 R4는 함께 취하여 임의로 치환된 헤테로사이클릭 고리를 형성한다. 일부 구현예에서, 양이온성 지질은 XTC(2,2-디리놀렌일-4-디메틸아미노에틸-[1,3]-디옥살란)이다. 일반적으로, 상기 화학식(A)의 지질은 다음 반응도식 1 또는 3에 의해 제조할 수 있으며, 여기서 모든 치환기는 별도의 언급이 없는 한 상기 정의된 바와 같다.

반응도식 1

R1 및 R2가 독립적으로 알킬, 알케닐 또는 알키닐이고, 각각이 임의로 치환될 수 있으며, 또한 R3 및 R4 가 독립적으로 저급 알킬이거나 또는 R3 및 R4가 함께 취하여 임의로 치환된 헤테로사이클릭 고리를 형성하는 지질 A는 도식 1에 따라 제조할 수 있다. 케톤 1 및 브로마이드 2는 당업자들에게 알려진 방법에 따라 구입하거나 제조할 수 있다. 반응 1 및 2는 케탈 3을 생성한다. 케탈 3을 아민 4로 처리하면 화학식(A)의 지질을 생성한다. 화학식(A)의 지질은 화학식(5)의 유기염과 상응하는 암모늄 염으로 전환할 수 있으며, 여기서 X는 할로겐, 하이드록사이드, 포스페이트, 설페이트 등으로부터 선택된 음이온 대이온이다.

반응도식 2

대안적으로, 케톤 1 출발물질은 도식 2에 따라 제조할 수 있다. 그리냐드 시약 6 및 시아나이드7는 당업자들에게 알려진 방법에 따라 구입하거나 제조할 수 있다. 6과 7의 반응은 케톤 1을 생성한다. 케톤을 화학식(A)의 상응하는 지질로의 전환은 도식 1에 기술된 바와 같다.

MC3의 합성

DLin-M-C3-DMA(즉, (6Z,9Z,28Z,31Z)-헵타트리아콘타-6,9,28,31-테트라엔-19-일 4-(디메틸아미노)부타노에이트)의 제조는 다음과 같다. 디클로로메탄(5 mL) 중 (6Z,9Z,28Z,31Z)-헵타트리아콘타-6,9,28,31-테트라엔-19-올(0.53 g), 4-N,N-디메틸아미노부티르산 하이드로클로라이드(0.51 g), 4-N,N-디메틸아미노피리딘(0.61g) 및 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드(0.53 g)의 용액을 실온에서 하룻밤 교반하였다. 용액을 묽은 염산으로 세척한 다음 수성의 묽은 중탄산 나트륨으로 세척하였다. 유기 분획물을 황산 마그네슘으로 건조시키고, 여과하고 용매를 rotovap에서 제거하였다. 잔사물은 1 내지 5% 메탄올/디클로로메탄 용출구내를 사용하여 실리카 겔 칼럼(20g) 상에 통과시켰다. 정제된 생성물을 함유하는 분획물을 조합하고 용매를 제거하여 무색 오일(0.54 g)을 생성하였다.

ALNY-100의 합성

케탈 519 [ALNY-100]의 합성은 다음 반응도식 3을 사용하여 수행하였다:

515의 합성

2목 RBF(1L) 내에 200 ml의 무수 THF 중 LiAlH4(3.74 g, 0.09852 mol)의 교반 현탁액에, 질소 분위기 하에 0℃에서 70 mL의 THF 중에 514(10g, 0.04926mol)의 용액을 서서히 첨가하였다. 첨가 완료 후, 반응 혼합물을 실온으로 가온한 다음 4시간 동안 가열 환류시켰다. 반응의 진행은 TLC로 모니터링 하였다. 반응(TLC에 의함)의 종료 후에, 혼합물을 0℃까지 냉각한 다음 포화 Na2SO4 용액을 조심스럽게 첨가하면서 퀀칭하였다. 반응 혼합물을 실온에서 4시간 교반한 다음 여과하였다. 자사물을 THF로 잘 세척하였다. 여과물 및 세척물을 혼합하고 400 mL 디옥산 및 26 mL 농 HCl로 희석하고 실온에서 20분 동안 교반하였다. 휘발물을 진공하에 제거하여, 백색 고체로서 555의 하이드로클로라이드 염을 제공하였다. 수율: 7.12 g 1H-NMR (DMSO, 400MHz): δ= 9.34 (broad, 2H), 5.68 (s, 2H), 3.74 (m, 1H), 2.66-2.60 (m, 2H), 2.50-2.45 (m, 5H).

516의 합성

250 mL 2목 RBF 내에 100 mL 건조 DCM 중 화합물 515의 교반용액에 NEt3(37.2 mL, 0.2669 mol)을 첨가하고 질소 분위기하에 0℃까지 냉각하였다. 50 mL 건조 DCM 중에 50 mLm 건조 DCM중에 N-(벤질옥시-카르보닐옥시)-숙신이미드(20 g, 0.08007 mol)를 서서히 첨가한 후에, 반응 혼합물을 실온까지 가온시켰다. 반응(TLC로 2 내지 3시간) 완료 후에 혼합물은 1N HCl 용액(1 x 100 mL) 및 포화 NaHCO3 용액(1 x 50 mL)으로 연속적으로 세척하였다. 이어서 유기층을 무수 Na2SO4로 건토하고 용매를 증발시켜 조물질을 생성시키고 실리카 겔 크로마토그래피로 정제하여 점착성 덩어리로서 516을 얻었다. 수율: 11g(89%). 1H-NMR(CDCl3, 400MHz): δ= 7.36-7.27(m, 5H), 5.69(s, 2H), 5.12(s, 2H), 4.96(br., 1H) 2.74(s, 3H), 2.60(m, 2H), 2.30-2.25(m, 2H). LC-MS [M+H] -232.3 (96.94%).

517A 및 517B의 합성

사이클로펜텐 516(5 g, 0.02164 mol)을 단일 목 500 mL RBF 내에 220 mL의 아세톤 및 물(10:1)의 용액 중에 용해시키고, 여기에 N-메틸 모르폴린-N-옥사이드(7.6 g, 0.06492 mol)를 첨가한 다음, 실온에서 tert-부탄올 중 4.2 mL의 OsO4(0.275 g, 0.00108 mol)의 7.6% 용액을 첨가하였다. 반응(약 3시간) 완료 후에, 혼합물을 고체 Na2SO3를 첨가하여 퀀칭하였고, 수득된 혼합물을 실온에서 1.5 시간 교반하였다. 반응 혼합물을 DCM(300 mL)으로 희석하고 물(2 x 100 mL)로 세척한 다음 포화 NaHCO3(1 x 50 mL) 용액, 물(1 x 30 mL) 및 최종적으로 염수(1x 50 mL)로 세척하였다. 유기상을 Na2SO4로 건조시키고 진공하에 제거하였다. 조물질의 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 정제는 디아스테레오머의 혼합물을 제공하였으며, 이를 분취용 HPLC로 정제하였다. 수율: 6 g까지의 조물질

517A - Peak-1(white solid), 5.13 g(96%). 1H-NMR(DMSO, 400MHz): δ=7.39-7.31(m, 5H), 5.04(s, 2H), 4.78-4.73(m, 1H), 4.48-4.47(d, 2H), 3.94-3.93(m, 2H), 2.71(s, 3H), 1.72-1.67(m, 4H). LC-MS - [M+H]-266.3, [M+NH4 +]-283.5 존재, HPLC-97.86%. 입체화학은 X-선으로 확인하였다.

518의 합성

화합물 505의 합성에서 개시된 것과 유사한 절차를 이용하여, 무색 오일로서 화합물 518(1.2 g, 41%)을 얻었다. 1H-NMR(CDCl3, 400MHz): δ= 7.35-7.33(m, 4H), 7.30-7.27(m, 1H), 5.37-5.27(m, 8H), 5.12(s, 2H), 4.75(m,1H), 4.58-4.57(m,2H), 2.78-2.74(m,7H), 2.06-2.00(m,8H), 1.96-1.91(m, 2H), 1.62(m, 4H), 1.48(m, 2H), 1.37-1.25(br m, 36H), 0.87(m, 6H). HPLC-98.65%.

화합물 519의 합성의 일반 절차

핵산(15 mL) 중 화합물 518(1 당량)의 용액을 THF(1 M, 2 당량) 중 LAH의 얼음 냉각 용액에 적가하였다. 완전히 첨가한 후, 상기 혼합물을 40℃에서 0.5 시간 동안 가열한 후, 얼음 욕조에서 다시 냉각시켰다. 상기 혼합물을 포화 수성 Na2SO4로 주의하여 가수분해시킨 다음, 셀라이트를 통해 여과시키고, 오일로 감소시켰다. 칼럼 크로마토그래피를 행하여 무색 오일로진 순수한 519(1.3 g, 68%)를 수득하였다. 13C NMR δ= 130.2, 130.1 (x2), 127.9 (x3), 112.3, 79.3, 64.4, 44.7, 38.3, 35.4, 31.5, 29.9 (x2), 29.7, 29.6 (x2), 29.5 (x3), 29.3 (x2), 27.2 (x3), 25.6, 24.5, 23.3, 226, 14.1; 전기 분무 MS (+ve): C44H80NO₂의 몰 중량(M + H)+ 계산치. 654.6, 측정치 654.6.

표준 또는 무압출(extrusion-free) 방법에 의해 제조된 제형은 유사한 방식으로 특성화할 수 있다. 예를 들면, 제형을 전형적으로 육안 검사에 의해, 특성화한다. 이들은 응집체 또는 침전물이 함유되지 않은 약간 흐릿한 반투명 용액이어야 한다. 지질-나노입자의 입자 크기 및 입자 크기 분포는, 예를 들면, Malvern Zetasizer Nano ZS(Malvern, USA)를 이용한 광 산란에 의해 측정할 수 있다. 입자는 약 20 내지 300 nm, 예를 들어 40 내지 100 nm 크기이어야 한다. 입자 크기 분포는 단봉형이어야 한다. 포획 분율 뿐만 아니라, 제형 내의 총 dsRNA 농도는 염료 배제 분석법을 이용하여 추산한다. 제형화 dsRNA 샘플은, 제형 파열 계면활성제, 예컨대 0.5% 트리톤-X100의 존재 또는 부재하에, Ribogreen(Molecular Probes)과 같은 RNA-결합 염료에 의해, 인큐베이션할 수 있다. 제형 내의 총 dsRNA는, 표준 곡선에 대비하여, 계면활성제를 포함하는 샘플로부터의 신호에 의해, 측정할 수 있다. 포획 분율은, 총 dsRNA 함량으로부터 "유리(free)" dsRNA 함량(계면활성제의 부재 하의 신호에 의해 측정되는 바와 같음)을 차감함으로써 측정된다. 포획 dsRNA의 백분율은 전형적으로 85% 초과이다. SNALP 제형에서, 입자 크기는 적어도 30 nm, 적어도 40 nm, 적어도 50 nm, 적어도 60 nm, 적어도 70 nm, 적어도 80 nm, 적어도 90 nm, 적어도 100 nm, 적어도 110 nm, 및 적어도 120 nm이다. 적절한 범위는 전형적으로 적어도 약 50 nm 내지 적어도 약 110 nm, 적어도 약 60 nm 내지 적어도 약 100 nm, 또는 적어도 약 80 nm 내지 적어도 약 90 nm이다.

경구 투여용 조성물 및 제형에는 분말 또는 과립, 마이크로미립자, 나노미립자, 물 또는 비수성 배지의 현탁액 또는 용액, 캡슐, 젤 캡슐, 향낭, 정제 또는 미니정제가 포함된다. 증점제, 향미제, 희석제, 유화제, 분산 보조제 또는 결합제가 바람직할 수 있다. 일부 구현예에서, 경구 제형은, 본 발명에서 특징으로 하는 dsRNA가 하나 이상의 투과성 향상 계면활성제 및 킬레이트화제와 함께 투여되는 경구 제형이다. 적절한 계면활성제에는 지방산 및/또는 그의 에스테르 또는 염, 담즙산 및/또는 그의 염이 포함된다. 적절한 담즙산/염에는 케노데옥시콜산(CDCA) 및 우르소데옥시케노데옥시콜산(UDCA), 콜산, 데하이드로콜산, 데옥시콜산, 글루콜산, 글리콜산, 글리코데옥시콜산, 타우로콜산, 타우로데옥시콜산, 소듐 타우로-24,25-디하이드로-푸시데이트 및 소듐 글리코디하이드로푸시데이트가 포함된다. 적당한 지방산에는 아라키돈산, 운데칸 산, 올레산, 라우르산, 카프릴산, 카프르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 리놀레산, 리놀렌산, 디카프레이트, 트리카프레이트, 모노올레인, 디라우린, 글리세릴 1-모노카프레이트, 1-도데실아자사이클로펩탄-2-온, 아실카르니틴, 아실콜린, 또는 모노글리세리드, 디글리세리드 또는 그의 약제학적으로 허용 가능한 염(예컨대 나트륨)이 포함된다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 담즙산/염과 조합된 지방산/염과 같은 침투성 향상제의 조합물이 이용된다. 예시적인 한가지 조합물에는 라우르산, 카프르산 및 UDCA의 나트륨 염이 있다. 추가의 투과성 향상제에는 폴리옥시에틸렌-9-라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌-20-세틸 에테르가 포함된다. 본 발명의 특징을 이루는 DsRNA는, 분무 건조 입자를 비롯한 과립 형태로 경구적으로 전달될 수 있거나, 또는 복합체화되어, 마이크로 또는 나노입자를 형성할 수 있다. DsRNA 복합화제에는 폴리아미노산; 폴리이민; 폴리아크릴레이트; 폴리알킬아크릴레이트, 폴리옥세탄, 폴리알킬시아노아크릴레이트; 양이온화된 젤라틴, 알부빈, 전분, 아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 전분; 폴리알킬시아노아크릴레이트; DEAE-유도체화 폴리이민, 풀루란, 셀룰로오스 및 전분이 포함된다. 적절한 복합화제에는 키토산, N-트리메틸키토산, 폴리-L-리신, 폴리히스티딘, 폴리오르니틴, 폴리스페르민, 프로타민, 폴리비닐피리딘, 폴리티오디에틸아미노메틸에틸렌 P(TDAE), 폴리아미노스티렌(예컨대 p-아미노), 폴리(메틸시아노아크릴레이트), 폴리(에틸시아노아크릴레이트), 폴리(부틸시아노아크릴레이트), 폴리(이소부틸시아노아크릴레이트), 폴리(이소헥실시아노아크릴레이트), DEAE-메타크릴레이트, DEAE-헥실아크릴레이트, DEAE-아크릴아미드, DEAE-알부민 및 DEAE-덱스트란, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리헥실아크릴레이트, 폴리(D,L-락트산), 폴리(DL-락틱-코-글리콜산 (PLGA), 알기네이트, 및 폴리에틸렌글리콜(PEG)이 포함된다. dsRNA의 경구 제형 및 그의 제조물은, 본 명세서에서 참조로 포함되는 미국 특허 제6,887,906호, 미국 공보 제20030027780호 및 미국 특허 제6,747,014호에 상세히 기술되어 있다.

비경구, (뇌로의) 실질세포 내, 척수강 내, 뇌실 내 또는 간 내 투여용 조성물 및 제형은, 완충액, 희석제, 및 이에 제한되는 것은 아니나, 투과성 향상제, 담체 화합물 및 기타 약제학적으로 허용 가능한 담체 또는 부형제와 같은 기타 적절한 첨가제를 또한 포함할 수 있는 살균 수용액을 포함할 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은, 이에 제한되는 것은 아니나, 용액, 에멀젼 및 리포좀-함유 제형을 포함한다. 이들 조성물은, 이에 제한되는 것은 아니나, 기성 액체(preformed liquid), 자가-유화 고체 및 자가-유화 반고체를 포함하는 다양한 구성성분으로부터 생성시킬 수 있다. 간 암종과 같은 간 장애의 치료시, 간을 표적으로 하는 제형이 특히 바람직하다.

단위 투여량 형태로 간편하게 제공될 수 있는, 본 발명의 약제학적 제형은 의약품 산업 분야에 잘 공지되어 있는 종래 기술에 따라 제조할 수 있다. 이러한 기술에는, 활성 구성요소와 약제학적 담체(들) 또는 부형제 들)를 결합시키는 단계가 포함된다. 일반적으로, 상기 제형은 활성 구성요소를 액체 담체 또는 미분화 고체 담체 또는 둘 모두와 균일하고 밀접하게 결합시킨 다음, 필요한 경우, 생성물을 성형함으로써, 제조한다.

본 발명의 조성물은, 이에 제한되는 것은 아니나, 정제, 캡슐, 젤 캡슐, 액체 시럽, 연질 젤, 좌약 및 관장제와 같은 임의의 다양한 가능한 투여 형태로 제형화될 수 있다. 본 발명의 조성물은 또한 수성, 비수성 또는 혼합 배지 중의 현탁액으로 제형화될 수 있다. 수성 현탁액은, 예를 들어, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 소르비톨 및/또는 덱스트란을 비롯하여, 현탁액의 점성을 증가시키는 제제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 현탁액은 또한 안정화제를 포함할 수 있다.

C. 추가 제형

i. 에멀젼

본 발명의 조성물은 에멀젼으로 제조 및 제형화될 수 있다. 에멀젼은, 일반적으로 직경이 0.1 ㎛를 초과하는 소적의 형태로, 하나의 액체를 또 다른 액체에 분산시킨 전형적 이종 시스템이다(예컨대 문헌[Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Allen, LV, Popovich NG, and Ansel HC, 2004, Lippincott Williams & Wilkins (8th ed), New York, NY; Idson, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 199; Rosoff, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, Volume 1, p 245; Block in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 2, p 335; Higuchi et al., in Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co, Easton, Pa, 1985, p 301] 참조). 에멀젼은 종종, 서로 밀접하게 혼합 및 분산된 2가지의 비혼성 액체 상을 포함하는 2 상계이다. 일반적으로, 에멀젼은 유중수(w/o) 또는 수중유(o/w) 종류 중 어느 하나일 수 있다. 수상이 벌크유상(bulk oily phase)으로 세분되고, 극미 소적으로서 분산되는 경우, 생성된 조성물은 유중수(w/o) 에멀젼으로 불린다. 대안적으로, 유상이 벌크 수성상으로 세분되고, 극미 소적으로서 분산되는 경우, 생성된 조성물은 수중유(o/w) 에멀젼으로 불린다. 에멀젼은, 수상, 유상 또는 개별 상으로서 그 자체 중 어느 하나의 용액으로서 존재할 수 있는 활성 약제 및 분산 상에 더하여, 추가의 성분을 포함할 수 있다. 유화제, 안정화제, 염료 및 항산화제와 같은 약제학적 부형제는 또한, 필요에 따라, 에멀젼에 존재할 수 있다. 약제학적 에멀젼은 또한, 예를 들면, 유중수중유(o/w/o) 및 수중유중수(w/o/w) 에멀젼의 경우에서와 같이, 2개를 초과하는 상으로 구성된 다상 에멀젼(multiple emulsion)일 수 있다. 이러한 복합체 제형은 종종, 단순 2 상 에멀젼이 제공하지 않는 특정 이점을 제공한다. o/w 에멀젼의 개별 유성 소적이 작은 물방울(water droplet)을 둘러싸는 다상 에멀젼은 w/o/w 에멀젼을 구성한다. 마찬가지로, 연속 유상 내에서, 안정화된 물의 소구체에 둘러싸인 유성 소적의 시스템은 o/w/o 에멀젼을 제공한다.

에멀젼은 열역학적 안정성이 거의 없거나 또는 전혀 없는 것을 특징으로 한다. 종종, 에멀젼의 분산 또는 불연속적 상은 외부 또는 연속 상으로 잘 분산되며, 제형의 점성 또는 유화제 수단을 통해, 이러한 형태로 유지된다. 에멀젼의 상 중 어느 하나는, 에멀젼-스타일 연고 베이스 및 크림의 경우와 같이, 반고체 또는 고체일 수 있다. 에멀젼을 안정화시키는 다른 수단은, 에멀젼의 상 중 어느 하나로 혼입될 수 있는 유화제의 이용을 수반한다. 유화제는 4개의 범주: 합성 계면활성제, 자연발생 유화제, 흡수 베이스 및 미세 분산 고체로 광범위하게 분류될 수 있다(예컨대 문헌[Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Allen, LV, Popovich NG, and Ansel HC, 2004, Lippincott Williams & Wilkins (8th ed), New York, NY; Idson, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 199] 참조).

또한, 표면 활성제로 알려진 합성 계면활성제는 에멀젼 제형에서 광범위한 용도가 발견되었으며, 하기 문헌에서 검토되었다(예컨대 문헌[Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Allen, LV, Popovich NG, and Ansel HC, 2004, Lippincott Williams & Wilkins (8th ed), New York, NY; Rieger, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 285; Idson, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), Marcel Dekker, Inc, New York, NY, 1988, volume 1, p 199] 참조). 계면활성제는 전형적으로 양친매성이며, 친수성 및 소수성 부분을 포함한다. 계면활성제의 친수성 대 소수성의 비율은 친수성/친유성 균형(HLB)으로 지칭되며, 제형의 제조시, 계면활성제의 범주화와 및 선택에서, 중요한 수단이다. 계면활성제는 친수성 기의 특성을 기반으로 하여, 상이한 종류로 분류될 수 있다: 비이온성, 음이온성, 양이온성 및 양쪽성(예컨대 문헌[Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Allen, LV, Popovich NG, and Ansel HC, 2004, Lippincott Williams & Wilkins (8th ed), New York, NY Rieger, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 285] 참조)

에멀젼 제형에 사용되는 자연발생 유화제에는 라놀린, 밀랍, 인지질, 레시틴 및 아카시아가 포함된다. 흡수 베이스는 친수성을 가지며, 이에 따라, 이들은 물을 흡수하여, w/o 에멀젼을 형성하나, 무수 라놀린 및 친수성 광유(petrolatum)와 같이, 이들의 반고체 조도(consistency)를 유지할 수 있다. 세분 고체는 또한, 특히 계면활성제와의 조합물 및 점성 제조물에서, 양호한 유화제로서 사용되어 왔다. 이들은 극성 무기 고체, 예를 들어 중금속 수산화물, 비팽창성 점토, 예를 들어 벤토나이트, 아타풀자이트, 헥토라이트, 고령토, 몬모릴로나이트, 콜로이드성 알루미늄 실리케이트 및 콜로이드성 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 안료 및 비극성 고체, 예를 들어 탄소 또는 글리세릴 트리스테아레이트가 포함된다.

매우 다양한 비유화 제제가 또한 에멀젼 제형에 포함되며, 에멀젼의 특성에 기여한다. 이들에는 지방, 오일, 왁스, 지방산, 지방 알코올, 지방 에스테르, 보습제, 친수성 콜로이드, 보존제 및 항산화제가 포함된다 \(Block, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 335; Idson, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 199).

친수성 콜로이드 또는 수성콜로이드는 자연발생 검 및 합성 중합체, 예를 들어 다당류(예를 들면, 아카시아, 한천, 알긴산, 카라기난, 구아 검, 카라야 검 및 트라가칸트), 셀룰로오스 유도체(예를 들면, 카르복시메틸셀룰로오스 및 카르복시프로필셀룰로오스) 및 합성 중합체(예를 들면, 카르보머, 셀룰로오스 에테르 및 카르복시비닐 중합체)가 포함된다. 이들은, 물에서 분산되거나 또는 팽창되어, 분산 상의 소적 주위에 강한 계면 필름을 형성하고, 외부 상의 점성을 증가시킴으로써, 에멀젼을 안정화시키는 콜로이드성 용액을 형성한다.

에멀젼이 종종 미생물의 성장을 용이하게 지원할 수 있는 다양한 성분, 예를 들어 탄수화물, 단백질, 스테롤 및 인지질을 포함하기 때문에, 이들 제형은 종종 보존제를 포함한다. 에멀젼 제형에 포함되는 통상적으로 사용되는 보존제에는 메틸 파라벤, 프로필 파라벤, 4차 암모늄 염, 염화 벤잘코늄, p-히드록시벤조산의 에스테르 및 붕산이 포함된다. 항산화제 역시, 제형의 열화 억제를 위해, 에멀젼 제형에 통상적으로 첨가되는 것이다. 사용 항산화제는 자유 라디칼 스캐빈저, 예를 들어 토코페롤, 알킬 갈레이트, 부틸화 히드록시아니솔, 부틸화 히드록시톨루엔, 또는 환원제, 예를 들어 아스코르브산 및 소듐 메타비설파이트 및 항산화 상승제, 예를 들어 시트르산, 타르타르산 및 레시틴일 수 있다.

피부, 경구 및 비경구 경로를 통한 에멀젼 제형의 적용 및 그의 제조법이 문헌에서 검토되었다(예를 들어, Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Allen, LV, Popovich NG, and Ansel HC, 2004, Lippincott Williams & Wilkins (8th ed), New York, NY; Idson, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 199을 참조). 경구 절달을 위한 에멀젼 제형은 제형의 용이성 뿐만 아니라 흡수 및 생물학적 이용능력 관점으로부터의 효과 때문에 매우 광범위하게 사용되어 왔다(예를 들면 Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Allen, LV, Popovich NG, and Ansel HC, 2004, Lippincott Williams & Wilkins (8th ed), New York, NY; Rosoff, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 245; Idson, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 199을 참조). 미네랄 오일 베이스 완하제, 유용성 비타민 및 고지방 영양제가 o/w 에멀젼으로서 통상적으로 경구 투여되는 물질들이다.

ii. 마이크로에멀젼

본 발명의 일 구현예에서, iRNA 및 핵산의 조성물은 마이크로에멀젼으로 제형화된다. 마이크로에멀젼은, 단일 광학적 등방성이며, 열역학적으로 안정한 액체 용액인 물, 오일 및 친양쪽성 제제의 시스템으로 정의될 수 있다(예컨대 문헌[Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Allen, LV, Popovich NG, and Ansel HC, 2004, Lippincott Williams & Wilkins (8th ed), New York, NY; Rosoff, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 245] 참조). 전형적인 마이크로에멀젼은, 우선 오일을 수성 계면활성제 용액에 분산시킨 후, 일반적으로, 중간 사슬 길이 알코올로서, 제4 구성성분의 충분한 양을 첨가하여, 투명 시스템을 형성함으로써, 제조되는 시스템이다. 따라서, 마이크로에멀젼은 또한 표면 활성 분자의 계면 필름에 의해 안정화되는 2종의 비혼성 액체의 열역학적으로 안정한 등방성의 맑은 분산액으로 기술되어 있다(Leung and Shah, in: Controlled Release of Drugs: Polymers and Aggregate Systems, Rosoff, M, Ed, 1989, VCH Publishers, New York, pages 185-215). 마이크로에멀젼은 통상적으로, 오일, 물, 계면활성제, 공계면활성제 및 전해질을 포함하는 3 내지 5종의 구성성분의 조합을 통해, 제조된다. 마이크로에멀젼이 유중수(w/o) 또는 수중유(o/w) 유형인지의 여부는 사용된 오일 및 계면활성제의 특성 및, 계면활성제 분자의 극성 헤드 및 탄화수소 꼬리의 구조 및 기하학적인 패킹에 의존한다(Schott, in Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co, Easton, Pa, 1985, p 271).

상 다이아그램(phase diagram)을 활용한 현상학적 접근법이 광범위하게 연구되어 왔으며, 마이크로에멀젼의 제형화 방법에 대한 방대한 지식을 당업자에게 제공하였다(예를 들어, 문헌[Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Allen, LV, Popovich NG, and Ansel HC, 2004, Lippincott Williams & Wilkins (8th ed), New York, NY; Rosoff, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 245; Block, in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker (Eds), 1988, Marcel Dekker, Inc, New York, NY, volume 1, p 335] 참조). 종래의 에멀젼에 비해, 마이크로에멀젼은, 자발적으로 형성되는 열역학적으로 안정한 소적의 제형시, 수 불용성 약제가 가용화되는 이점을 제공한다.

마이크로에멀젼의 제조에 사용되는 계면활성제에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, Brij 96, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리글리세롤 지방산 에스테르, 테트라글리세롤 모노라우레이트(ML310), 테트라글리세롤 모노올리에이트(MO310), 헥사글리세롤 모노올리에이트(PO310), 헥사글리세롤 펜타올리에이트(PO500), 데카글리세롤 모노카프레이트(MCA750), 데카글리세롤 모노올리에이트(MO750), 데카글리세롤 세퀴올리에이트(SO750), 데카글리세롤 데카올리에이트(DAO750)가 단독 또는 공계면활성제와 조합하여 포함된다. 공계면활성제, 일반적으로 단쇄 알코올, 예를 들어 에탄올, 1-프로판올 및 1-부탄올은, 계면활성제 분자들 사이에 생성된 빈 공간으로 인해, 계면활성제 필름을 투과하고, 그 결과, 결함이 있는 필름이 생성됨으로써, 계면 유동성을 증가시키는 작용을 한다. 그러나, 마이크로에멀젼은 공계면활성제를 사용함이 없이 제조될 수 있으며, 무알코올 자가-유화 마이크로에멀젼 시스템이 당업계에 공지되어 있다. 수상은 전형적으로는, 이에 제한되는 것은 아니나, 물, 약제 수용액, 글리세롤, PEG300, PEG400, 폴리글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 에틸렌 글리콜 유도체일 수 있다. 유상에는, 이에 제한되는 것은 아니나, Captex 300, Captex 355, Capmul MCM, 지방산 에스테르, 중간 사슬(C8-C12) 모노, 디, 및 트리-글리세리드, 폴리옥시에틸화 글리세릴 지방산 에스테르, 지방 알코올, 폴리글리콜화 글리세리드, 포화 폴리글리콜화 C8-C10 글리세리드, 식물성유 및 규소수지유가 포함될 수 있다.

마이크로에멀젼은 약제 가용화 및 약제 흡수의 향상의 관점에서 특히 관심을 받고 있다. 펩티드를 비롯하여, 약제의 경구적 생물학적 이용 가능성을 향상시키기 위한 지질 기반 마이크로에멀젼(o/w 및 w/o 둘 모두)이 제안되었다(예컨대 문헌[미국 특허 제6,191,105호; 제7,063,860호; 제7,070,802호; 제7,157,099호; Constantinides et al., Pharmaceutical Research, 1994, 11, 1385-1390; Ritschel, Meth. Find. Exp. Clin. Pharmacol., 1993, 13, 205] 참조). 마이크로에멀젼은 약제 가용화의 개선, 효소적 가수분해로부터의 약제의 보호, 막 유동성 및 침투성에서 계면활성제-유도 변경으로 인한 약제 흡수의 가능한 향상, 제조의 용이성, 고체 투여 형태의 경구 투여 용이성, 임상 효과의 개선 및 독성의 감소의 이점을 제공한다(예컨대 문헌[미국 특허 제6,191,105호; 제7,063,860호; 제7,070,802호; 제7,157,099호; Constantinides et al., Pharmaceutical Research, 1994, 11, 1385; Ho et al., J Pharm Sci, 1996, 85, 138-143] 참조). 종종, 마이크로에멀젼은, 주위 온도에서 그 구성성분이 함께 적용되는 경우, 자발적으로 형성될 수 있다. 이는, 열불안정성 약제, 펩티드 또는 iRNA의 제형시, 특히 유리할 수 있다. 마이크로에멀젼은 또한, 화장품 및 약제학적 적용의 양 분야에서, 활성 구성성분의 경피 전달에 효과적이었다. 본 발명의 마이크로에멀젼 조성물 및 제형은, iRNA 및 핵산의 국소 세포성 섭취를 개선시킬뿐만 아니라, 위장관으로부터 iRNA 및 핵산의 전신 흡수의 증가를 촉진할 것으로 예측된다.

본 발명의 마이크로에멀젼은 또한, 제형의 특성을 개선시키고, 본 발명의 iRNA 및 핵산의 흡수를 향상시키기 위해, 추가적 구성성분 및 첨가제, 예를 들어 소르비탄 모노스테아레이트(Grill 3), 라브라졸(Labrasol), 및 투과성 향상제를 포함할 수 있다. 본 발명의 마이크로에멀젼에서 사용되는 투과성 향상제는 5종의 광범위한 범주--계면활성제, 지방산, 담즙산 염, 킬레이트화제 및 비킬레이트화 비계면활성제 중 하나에 속하는 것으로 분류될 수 있다(Lee et al., Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p. 92). 각각의 이들 종류는 상기에서 논의되었다.

iii. 마이크로입자

본 발명의 iRNA 제제는 입자, 예컨대 마이크로입자로 혼입될 수 있다. 마이크로입자는 분무-건조에 의해 생성될 수 있으나, 동결 건조, 증발, 유동층 건조, 진공 건조 또는 이들 기술의 조합을 비롯한 기타 방법에 의해서도, 생성될 수 있다.

iv. 투과성 향상제

일 구현예에서, 본 발명에서는, 동물의 피부에 핵산, 특히 iRNA를 효과적으로 전달하기 위해, 다양한 투과성 향상제가 사용된다. 대부분의 약제는 이온 및 비이온의 양자 형태로 용액 내에 존재한다. 그러나 일반적으로 단지 지질 용해성 또는 친유성 약제만이 세포막을 용이하게 통과한다. 통과해야 하는 막을 투과성 향상제로 처리한 경우, 심지어 비친유성 약제가 세포막을 통과할 수 있다는 것이 발견되었다. 세포막을 통과한 비친유성 약제의 확산을 지원하는 것에 더하여, 투과성 향상제는 또한 친유성 약제의 투과성을 향상시킨다.

투과성 향상제는 5종의 광범위한 범주, 즉, 계면활성제, 지방산, 담즙산 염, 킬레이트화제 및 비킬레이트화 비계면활성제 중 하나에 속하는 것으로 분류될 수 있다(예를 들어, 문헌[Malmsten, M Surfactants and polymers in drug delivery, Informa Health Care, New York, NY, 2002; Lee et al., Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p92] 참조). 상기에서 언급된 투과성 향상제의 각 종류들은 하기에서 더 상세히 개시된다.

계면활성제(또는 "표면 활성제")는, 수용액에 용해되는 경우, 용액의 표면 장력 또는, 수용액과 또 다른 액체 사이의 계면 장력을 감소시켜, 점막을 통한 iRNA의 흡수의 향상이 초래되는 화학적 성분이다. 담즙산 염 및 지방산에 더하여, 이들 투과성 향상제에는, 예를 들어, 소듐 라우릴 설페이트, 폴리옥시에틸렌-9-라우릴 에테르 및 폴리옥시에틸렌-20-세틸 에테르(예컨대 문헌[Malmsten, M Surfactants and polymers in drug delivery, Informa Health Care, New York, NY, 2002; Lee et al., Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p92] 참조); 및 수소를 플루오르로 치환한 화합물 에멀젼, 예를 들어 FC-43(Takahashi et al., J Pharm Pharmacol, 1988, 40, 252)이 포함된다.

투과성 향상제로서 작용하는 다양한 지방산 및 이들의 유도체에는, 예를 들어, 올레산, 라우르산, 카프르산(n-데카노산), 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 리놀레산, 리놀렌산, 디카프레이트, 트리카프레이트, 모노올레인(1-모노올레오일-rac-글리세롤), 디라우린, 카프릴산, 아라키돈산, 글리세롤 1-모노카프레이트, 1-도데실아자사이클로헵탄-2-온, 아실카르니틴, 아실콜린, 그의 C1-20 알킬 에스테르(예컨대 메틸, 이소프로필 및 t-부틸), 및 그의 모노 및 디글리세리드(즉, 올리에이트, 라우레이트, 카프레이트, 미리스테이트, 팔미테이트, 스테아레이트, 리놀리에이트 등)이 포함된다(예컨대 문헌[Touitou, E, et al. Enhancement in Drug Delivery, CRC Press, Danvers, MA, 2006; Lee et al., Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, p92; Muranishi, Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1990, 7, 1-33; El Hariri et al., J Pharm Pharmacol, 1992, 44, 651-654] 참조).

담즙의 생리학적 역할에는 지질 및 지용성 비타민의 분산 및 흡수의 촉진이 포함된다(예컨대 문헌[Malmsten, M Surfactants and polymers in drug delivery, Informa Health Care, New York, NY, 2002; Brunton, Chapter 38 in: Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 9th Ed, Hardman et al. Eds, McGraw-Hill, New York, 1996, pp 934-935] 참조). 다양한 천연 담즙산 염 및 이들의 합성 유도체는 투과성 향상제로서 작용한다. 따라서, 용어 "담즙산염"에는 그의 임의의 합성 유도체뿐만 아니라, 담즙의 임의의 자연발생 구성성분이 포함된다. 적절한 담즙산 염에는, 예를 들면, 콜산(또는, 그의 약제학적으로 허용 가능한 나트륨염, 소듐 콜레이트), 디하이드로콜산(소듐 디하이드로콜레이트), 데옥시콜산(소듐 데옥시콜레이트), 글루콜산(소듐 글루콜레이트), 글리콜산(소듐 글리콜레이트), 글리코데옥시콜산(소듐 글리코데옥시콜레이트), 타우로콜산(소듐 타우로콜레이트), 타우로데옥시콜산(소듐 타우로데옥시콜레이트), 케노데옥시콜산(소듐 케노데옥시콜레이트), 우르소데옥시콜산(UDCA), 소듐 타우로-24,25-디하이드로-푸시데이트(STDHF), 소듐 글리코디하이드로푸시데이트 및 폴리옥시에틸렌-9-라우릴 에테르(POE)가 포함된다(예컨대 문헌[Malmsten, M Surfactants and polymers in drug delivery, Informa Health Care, New York, NY, 2002; Lee et al., Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, page 92; Swinyard, Chapter 39 In: Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Ed, Gennaro, ed, Mack Publishing Co, Easton, Pa, 1990, pages 782-783; Muranishi, Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1990, 7, 1-33; Yamamoto et al., J Pharm Exp Ther, 1992, 263, 25; Yamashita et al., J Pharm Sci, 1990, 79, 579-583] 참조).

본 발명과 관련하여 사용되는 바와 같은 킬레이트화제는, 금속 이온과 복합체를 형성함으로써, 용액으로부터 금속 이온을 제거하여, 점막을 통한 iRNA의 흡수의 향상을 초래하는 화합물로 정의될 수 있다. 본 발명에서 투과성 향상제로서 그 용도와 관련하여, 킬레이트화제는, 대부분 특성화되어 있는 DNA 뉴클레아제가 촉매작용을 위해, 2가 금속 이온을 필요로 하며, 따라서 킬레이트화제에 의해 억제되므로, 또한, DNase 억제제로서 작용하는 추가 이점을 가진다(Jarrett, J. Chromatogr., 1993, 618, 315-339). 적절한 킬레이트화제에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 디소듐 에틸렌디아민테트라아세테이트(EDTA), 시트르산, 살리실레이트(예컨대 소듐 살리실레이트, 5-메톡시살리실레이트 및 호모바닐레이트), 콜라겐의 N-아실 유도체, 라우레스-9 및 베타-디케톤의 N-아미노 아실 유도체(엔아민)가 포함된다(예컨대 문헌[Katdare, A et al., Excipient development for pharmaceutical, biotechnology, and drug delivery, CRC Press, Danvers, MA, 2006; Lee et al., Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, page 92; Muranishi, Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1990, 7, 1-33; Buur et al., J Control Rel, 1990, 14, 43-51] 참조).

본 명세서에서 사용되는 비킬레이트화 비계면활성제 투과성 향상 화합물은, 킬레이트화제로서 또는 계면활성제로서 현저하지 않은 활성이 입증되었으나, 그럼에도 불구하고, 소화관 점막을 통한 iRNA의 흡수를 향상시키는 화합물로 정의될 수 있다(예컨대 문헌[Muranishi, Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1990, 7, 1-33] 참조). 이러한 종류의 투과성 향상제에는, 예를 들어, 불포화 사이클릭 요소, 1-알킬- 및 1-알케닐아자사이클로-알칸온 유도체(Lee et al., Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 1991, page 92); 및 비스테로이드성 항염증제, 예를 들어 디클로페낙 소듐, 인도메타신 및 페닐부타존(Yamashita et al., J. Pharm. Pharmacol., 1987, 39, 621-626)이 포함된다.

세포 수준에서 iRNA의 흡수를 향상시키는 제제가 또한 본 발명의 기타 약제학적 조성물에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 양이온 지질, 예를 들어 리포펙틴(Junichi et al., 미국 특허 제5,705,188호), 양이온 글리세롤 유도체, 및 폴리양이온 분자, 예를 들어 폴리리신(Lollo et al., PCT 출원 WO 97/30731)이 또한 dsRNA의 세포성 섭취를 향상시키는 것으로 알려져 있다. 상업적으로 입수할 수 있는 형질감염 시약의 예에는, 예를 들면, 다른 것들 중에서, Lipofectamine™(인비트로겐; 캘리포니아, 칼스배드), Lipofectamine 2000™(인비트로겐; 캘리포니아, 칼스배드), 293fectin™(인비트로겐; 캘리포니아, 칼스배드), Cellfectin™(인비트로겐; 캘리포니아, 칼스배르), DMRIE-C™(인비트로겐; 캘리포니아 칼스배드), FreeStyle™ MAX(인비트로겐; 캘리포니아 칼스배드), Lipofectamine™ 2000 CD(인비트로겐; 캘리포니아, 칼스배드), Lipofectamine™(인비트로겐; 캘리포니아, 칼스배드), iRNAMAX(인비트로겐; 캘리포니아, 칼스배드), Oligofectamine™(인비트로겐; 캘리포니아, 칼스배드), Optifect™(인비트로겐; 캘리포니아, 칼스배드), X-tremeGENE Q2 형질감염 시약(Roche; Grenzacherstrasse, 스위스), DOTAP 리포솜 형질감염 시약(Grenzacherstrasse, 스위스), DOSPER 리포솜 형질감염 시약(Grenzacherstrasse, 스위스), 또는 Fugene(Grenzacherstrasse, 스위스), Transfectam® 시약(Promega; 위스콘신, 마디손), TransFast™ 형질감염 시약(Promega; 위스콘신, 마디손), Tfx™-20 시약(Promega; 위스콘신, 마디손), Tfx™-50 시약(Promega; 위스콘신, 마디손), DreamFect™(OZ Biosciences; Marseille, 프랑스), EcoTransfect(OZ Biosciences; Marseille, 프랑스), TransPass^a D1 형질감염 시약(New England Biolabs; Ipswich, MA, 미국), LyoVec™/LipoGen™(Invitrogen; 미국 캘리포니아 산디에고), PerFectin 형질감염 시약(Genlantis; 미국 캘리포니아 산디에고), NeuroPORTER 형질감염 시약(Genlantis; 미국 캘리포니아 산디에고), GenePORTER 형질감염 시약(Genlantis; 미국 캘리포니아 산디에고), GenePORTER 2 형질감염 시약(Genlantis; 미국 캘리포니아 산디에고), Cytofectin 형질감염 시약(Genlantis; 미국 캘리포니아 산디에고), BaculoPORTER 형질감염 시약(Genlantis; 미국 캘리포니아 산디에고), TroganPORTER™ 형질감염 시약(Genlantis; 미국 캘리포니아 산디에고), RiboFect(Bioline; 미국 메사추세츠 타운톤), PlasFect(Bioline; 미국 메사추세츠 타운톤), UniFECTOR(B-Bridge International; 미국 캘리포니아 마운테인 뷰우), SureFECTOR(B-Bridge International; 미국 캘리포니아 마운테인 뷰우), 또는 HiFect™(B-가교 국제, Mountain View, CA, 미국)이 포함된다.

투여 핵산의 투과성을 향상시키기 위해, 글리콜, 예를 들어 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜, 피롤, 예를 들어 2-피롤, 아존 및 테르펜, 리모넨 및 멘톤을 비롯한 기타 제제가 사용될 수 있다.

v. 담체

본 발명의 특정 조성물은 또한 제형 중에 담체 화합물을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "담체 화합물" 또는 "담체"라 함은 핵산 또는 그의 유사체를 지칭할 수 있으며, 이것은 비활성(즉, 그 자체로 생물학적 활성을 갖지 않음)이지만, 예를 들면, 생물학적으로 활성인 핵산을 분해하거나 또는 순환으로부터 생물학적 활성인 핵산을 제거하는 것을 촉진함으로써, 생물학적 활성을 갖는 핵산의 생물학적 이용가능성을 감소시키는 생체내 프로세스에 의해, 핵산으로 인식된다.　 핵산과 담체 화합물의 동시 투여는, 즉 전형적으로 후자의 물질이 과잉인 것은, 아마도 공통의 수용체에 대하여 담체 화합물과 핵산 사이의 경쟁에 기인하여, 간, 신장 또는 다른 체외 순환 레저보아(extracirculatory reservoirs)에서 회수되는 핵산의 양의 실질적인 감소를 초래할 수 있다. 예를 들면, 간장 조직에서의 부분적인 포스포로티오에이트 dsRNA의 회수는 폴리이노신산, 덱스트란 설페이트, 폴리시티드산 또는 4-아세트아미도-4'이소티오시아노-스틸벤-2,2'-디설폰산과 동시투여되는 경우체 감소될 수 있다(Miyao et al., DsRNA Res. Dev., 1995, 5, 115-121; Takakura et al., DsRNA & Nucl. Acid Drug Dev., 1996, 6, 177-183).

vi. 부형제

담체 화합물과는 대조적으로, "약제학적 담체" 또는 "부형제"는 약제학적으로 허용 가능한 용매, 현탁제 또는, 하나 이상의 핵산을 동물에 전달하기 위한 임의의 기타 약리학적 비활성인 비히클이다. 부형제는 액체 또는 고체일 수 있으며, 핵산과 소정의 약제학적 조성물의 다른 성분이 조합되는 경우, 원하는 벌크, 점조도 등이 제공되도록 고려하여 계획된 투여 방식으로 선택될 수 있다. 대표적인 약제학적 담체로서는, 이에 제한되는 것은 아니나, 결합제(예컨대 미리 젤라틴화한 옥수수 전분(maize starch), 폴리비닐피롤리돈 또는 히드록시프로필 메틸셀룰로오스 등); 충진제(예컨대 락토오스 및 기타 당류, 미세결정성 셀룰로오스, 펙틴, 젤라틴, 칼슘 설페이트, 에틸 셀룰로오스, 폴리아크릴레이트 또는 칼슘 수소 포스페이트 등); 윤활제(예컨대 스테아르산 마그네슘, 활석, 이산화규소, 콜로이드성 이산화 규소, 스테아르산, 스테아린산 금속염, 수소화 식물성유, 옥수수 전분(corn starch), 폴리에틸렌 글리콜, 벤조산 나트륨, 아세트산 나트륨 등); 붕해제(예컨대 전분, 소듐 전분 글리콜레이트 등); 및 습윤제(예컨대 소듐 라우릴 설페이트 등)가 포함된다.

핵산과 유해하게 반응하지 않는, 비경구 이외의 투여에 적합한 약제학적으로 허용 가능한 유기 또는 무기 부형제가 또한 본 발명의 조성물을 제형화하는 데 사용될 수 있다. 적절한 약제학적으로 허용 가능한 담체에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 물, 염 용액, 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 젤라틴, 락토오스, 아밀로오스, 스테아르산 마그네슘, 활석, 규산, 점성 파라핀, 히드록시메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈 등이 포함된다.

핵산의 국소 투여를 위한 제형에는 살균 및 비살균 수용액, 알코올과 같은 통상적 용매의 비수용액 또는, 액체 또는 고체 오일 베이스의 핵산 용액이 포함될 수 있다. 상기 용액에는 또한 완충액, 희석제 및 기타 적절한 첨가제가 포함될 수 있다. 핵산과 유해하게 반응하지 않는 비경구 이외의 투여에 적합한 약제학적으로 허용 가능한 유기 또는 무기 부형제가 사용될 수 있다.

적절한 약제학적으로 허용 가능한 부형제에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 물, 염 용액, 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 젤라틴, 락토오스, 아밀로오스, 스테아르산 마그네슘, 활석, 규산, 점성 파라핀, 히드록시메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈 등이 포함된다.

vii. 기타 성분

본 발명의 조성물은, 약제학적 조성물에서 종래 발견되는 기타 부가 성분을 당업계에 확립된 사용 수준에서 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 상기 조성물은, 예를 들면, 항소양제, 수렴제, 국소 마취제 또는 항염증제와 같은 화합성인 추가의 약학적 활성 제제를 포함할 수 있거나, 또는, 염료, 향미제, 보존제, 항산화제, 불투명화제(opacifier), 증점제 및 안정화제와 같이, 본 발명의 조성물의 다양한 투여 형태의 물리적 제형에 유용한 추가적 제제를 포함할 수 있다. 그러나, 첨가시, 이러한 제제는, 본 발명의 조성물의 구성성분의 생물학적 활성을 과도하게 간섭해서는 안 된다. 상기 제형은 살균될 수 있으며, 바람직한 경우, 상기 제형의 핵산(들)과 유해하게 반응하지 않는 것으로서, 예컨대 윤활제, 보존제, 안정화제, 습윤제, 유화제, 삼투압에 영향을 주기 위한 염, 완충액, 착색제, 향미 및/또는 방향 물질 등과 같은 보조제와 혼합될 수 있다.

수성 현탁액은, 예를 들면, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 소르비톨 및/또는 덱스트란을 비롯한 것으로서, 현탁액의 점성을 증가시키는 제제를 포함할 수 있다. 상기 현탁액은 또한 안정화제를 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 본 발명에서 특징으로 하는 약제학적 조성물은, (a) 하나 이상의 iRNA 화합물 및 (b) 비-iRNA 메커니즘에 의해 작용하고, 용혈성 질환의 치료에 유용한 하나 이상의 제제를 포함한다. 그러한 제제의 예에는, 이에 제한되는 것은 아니나, 함염증제, 항-지방증제, 항-바이러스제 및/또는 항-섬유증제가 포함된다. 또한, 실리마린과 같이 간 보호를 위해, 통상적으로 사용되는 기타 제제가 또한, 본 명세서에 개시되는 iRNA와 연계하여 사용될 수 있다. 간 질환의 치료에 유용한 기타 물질에는 텔비부딘, 엔테카비르 및 프로테아제 억제제, 예를 들어 텔라프레비어 및 예를 들어, 문헌[Tung et al., 미국 출원 공보 제2005/0148548호, 제2004/0167116호, 및 제2003/0144217호; 및 Hale et al.의 미국 출원 공보 제 2004/0127488호]에 기술된 기타 제제가 포함된다.

이러한 화합물의 독성 및 치료학적 효능은, 예컨대 LD50(집단 내 50%의 치사량) 및 ED50(집단 내 50%의 치료학적 유효량)의 측정을 위해, 세포 배양액 또는 실험 동물에서, 약제학적 표준 절차에 의해 측정될 수 있다. 독성 및 치료 효과 사이의 투여량 비율이 치료 지수이며, 이는 비율 LD50/ED50으로 표현될 수 있다. 높은 치료 지수를 나타내는 화합물이 바람직하다.

세포 배양 분석 및 동물 연구로부터 얻은 데이터는 인간 사용을 위한 투여량 범위의 제형화에 이용될 수 있다. 본 발명의 특징을 이루는 조성물의 투여량은, 일반적으로, 독성이 거의 없거나 또는 전혀 없는 것으로서, ED50을 포함하는 범위의 순환 농도 내에 존재한다. 상기 투여량은 이용 투여 형태 및 사용 투여 경로에 따라, 이 범위 내에서 변화될 수 있다. 본 발명의 특징을 이루는 방법에 사용되는 임의의 화합물에서, 치료학적 유효량은 우선 세포 배양 분석으로부터 추산될 수 있다. 투여량은, 동물 모델에서, 화합물 또는, 필요에 따라, 세포 배양에서 측정된 바와 같은 IC50(즉, 증상의 절반-최대 억제(half-maximal inhibition)를 달성하는 시험 화합물의 농도)을 포함하는, 표적 서열의 폴리펩티드 생성물의 순환 혈장 농도 범위가 달성(예컨대 감소된 농도의 폴리펩티드를 달성)되도록, 계산될 수 있다. 이러한 정보는, 인간에서 유용한 투여량을 더욱 정확하게 측정하는데 이용될 수 있다. 혈장 수준은, 예를 들어, 고성능 액체 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있다.

상기에서 논의된 바와 같은 그의 투여법에 더하여, 본 발명의 특징을 이루는 iRNA는 KHK 발현에 의해 매개되는 병리학적 과정의 치료에 효과적인 기타 공지 물질과 조합하여, 투여될 수 있다. 어쨌든, 투여 의사는, 본 명세서에서 개시되었거나 또는 당업계에 공지된 표준 효능 척도를 이용하여, 관찰 결과를 기반으로 한 iRNA의 투여량 및 투여 일정을 조정할 수 있다.

VII. 본 발명의 방법

본 발명은 KHK 관련 질환, 장애, 및/또는 병증(예컨대 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염)), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방 세포 기능 장애, 내장 지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 가지거나 또는 그 발생 가능성이 있는 대상체에, 본 발명의 iRNA 제제, iRNA 제제를 포함하는 약제학적 조성물 또는, iRNA를 포함하는 벡터를 투여하는 단계를 포함하는 치료 및 예방 방법을 제공한다.

일 양태에서, 본 발명은, KHK 발현의 감소가 유리한 장애, 예컨대 KHK 관련질환, 예컨대 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방세포 기능장애, 내장지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 가지는 대상체의 치료 방법을 제공한다. 본 발명의 치료 방법(및, 용법)은, KHK 유전자를 표적으로 하는 iRNA 제제의 치료학적 유효량 또는, KHK 유전자를 표적으로 하는 iRNA 제제를 포함하는 약제학적 조성물의 치료학적 유효량을 대상체에 투여하여, KHK 발현의 감소가 유리한 장애를 가진 대상체를 치료하는 단계를 포함한다.

일 양태에서, 본 발명은, KHK 발현의 감소가 유리한 장애, 예컨대 KHK 관련질환, 예컨대 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방세포 기능장애, 내장지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 가지는 대상체에서, 하나 이상의 증상을 예방하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 본 발명의 iRNA 제제, 예컨대 dsRNA 또는 벡터의 치료학적 유효량을 대상체에 투여하여, KHK 발현의 감소가 유리한 장애를 가지는 대상체에서, 하나 이상의 증상을 예방하는 단계를 포함한다. 예를 들면, 본 발명은, KHK 발현의 감소가 유리한 장애를 앓고 있는 대상체에서, 지방질 생합성 및/또는 고요산혈증을 예방하기 위한 방법을 제공한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은, 대상체, 예를 들어 KHK 발현의 감소 및/또는 억제가 유리한 대상체를 치료하기 위한, 치료학적 유효량의 본 발명의 iRNA 제제의 사용을 제공한다.

추가의 양태에서, 본 발명은, 대상체, 예를 들어, KHK 발현의 감소가 유리한 장애, 예컨대 KHK 관련질환, 예컨대 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방세포 기능장애, 내장지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 가지는 대상체와 같이, KHK 발현의 감소 및/또는 억제가 유리한 대상체의 치료를 위한 의약품의 제조에서, KHK 유전자를 표적으로 하는 본 발명의 iRNA 제제, 예컨대 dsRNA 또는, KHK 유전자를 표적으로 하는 iRNA 제제를 포함하는 약제학적 조성물의 용법을 제공한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은, KHK 발현의 감소 및/또는 억제가 유리한 장애, 예를 들어 KHK 관련 질환, 예컨대 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방세포 기능장애, 내장지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 앓고 있는 대상체의 하나 이상의 증상을 예방하기 위한, 본 발명의 iRNA, 예컨대 dsRNA의 용법을 제공한다.

추가의 양태에서, 본 발명은, KHK 발현의 감소 및/또는 억제가 유리한 장애, 예를 들어 KHK 관련 질환, 예컨대 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염), 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증), 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병), 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전), 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관상 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화), 대사 증후군, 지방세포 기능장애, 내장지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애, 및 과도한 설탕 갈망을 앓고 있는 대상체의 하나 이상의 증상을 예방하기 위한 의약품의 제조에서, 본 발명의 iRNA 제제의 용법을 제공한다.

일 구현예에서, dsRNA 제제가 대상체에 투여되는 경우, 예를 들어 상기 대상체의 세포, 조직, 혈액 또는 기타 조직 또는 유체에서, KHK의 수준이 적어도 약 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 62%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 적어도 약 99% 또는 그 초과의 백분율로 감소하도록, KHK 관련 질환을 가지는 대상체에, KHK를 표적으로 하는 iRNA 제제가 투여된다.

본 발명의 방법 및 용도는, 표적 KHK 유전자의 발현이, 예를 들어 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 16, 18, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 68, 72, 76, 또는 약 80시간 동안 저하되도록, 본 명세서에서 기술된 조성물을 투여하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 표적 KHK 유전자의 발현은 연장된 기간 동안, 예를 들어 적어도 약 2, 3, 4, 5, 6, 7일 또는 그 초과의 기간, 예를 들어 약 1주, 2주, 3주 또는 약 4주 또는 그 초과의 기간 동안, 저하된다.

본 발명의 방법 및 용도에 따른 dsRNA의 투여는, KHK 관련 질환 환자에서, 이러한 질환 또는 장애의 중증도, 징후, 증상 및/또는 마커의 감소를 초래할 수 있다. 이러한 문맥에서 "감소"는, 이러한 수준의 통계적으로 유의미한 저하를 의미한다. 상기 감소는, 예를 들면, 적어도 약 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 약 100%일 수 있다.

예를 들어, 질환의 진행, 질환의 완화(remission), 증상의 중증도, 통증의 감소, 삶의 질, 치료 효과의 유지에 필요한 의약품의 투여량, 질환 마커의 수준 또는, 예방 대상 또는 치료되는 소정의 질환에 적절한 기타 임의의 측정 가능한 파라미터의 측정에 의해, 질환의 치료 또는 예방 효능을 평가할 수 있다. 이러한 파라미터 중 임의의 하나 또는 임의의 파라미터의 조합의 측정에 의한 치료 또는 예방 효능의 모니터링은 당업자의 능력 내일 것이다. 예를 들면, 이상지질혈증의 치료 효능은, 예를 들어 콜레스테롤 LDL, HDL 콜레스테롤 및 트리글리세리드 수준의 주기적 모니터링에 의해, 평가할 수 있다. 추가의 실시예에서, 글루코스 조절 장애의 치료 효능은, 예를 들어 인슐린 및 글루코스 수준의 주기적 모니터링에 의해, 평가할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 비만 치료 효능은, 예를 들어 체질량 지수의 주기적 모니터링에 의해, 평가할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 고혈압의 치료 효능은, 예를 들어 혈압의 주기적 모니터링에 의해, 평가할 수 있다. 초기 측정치와 이후 측정치의 비교에 의해, 의료진에, 치료가 효과적인지 여부에 대한 지표가 제공된다. 이러한 파라미터 중 임의의 하나 또는 임의의 파라미터의 조합의 측정에 의한 치료 또는 예방 효능의 모니터링은 당업자의 능력 내일 것이다. KHK를 표적으로 하는 iRNA 표적 또는 그의 약제학적 조성물의 투여와 관련하여, KHK 관련질환"에 대해 효과적"이라는 것은, 임상적으로 적절한 방식의 투여가, 적어도 통계적으로 유의미한 비율의 환자에서, 증상의 개선, 치유, 질환의 완화, 생존 기간의 연장, 삶의 질의 개선, 또는, KHK 관련 질환 및 관련 원인의 치료에 능숙한 의료진에 의해, 일반적으로 긍정적인 것으로 인식되는 기타 효과와 같은 유리한 효과를 초래한다는 것을 나타낸다.

질환 상태의 하나 이상의 파라미터에서, 통계적으로 유의미한 개선이 존재하거나 또는, 그 외에는 예상되는 증상의 발생 또는 악화가 실패한 경우, 치료 또는 예방 효과는 명백하다. 예로서, 질환의 측정 가능한 파라미터의 적어도 10% 및 바람직하게는 적어도 20%, 30%, 40%, 50% 또는 그 초과의 우호적인 변화는 효과적인 치료의 지표일 수 있다. 또한, 당업계에 공지된 바와 같이, 소정 질환의 실험 동물 모델을 이용하여, 소정의 iRNA 약제 또는 상기 약제의 제형의 효능을 판단할 수 있다. 실험 동물 모델의 이용시, 마커 또는 증상의 통계적으로 유의미한 감소가 관찰되는 경우, 치료 효과가 명백하다.

iRNA의 치료량, 예를 들어 약 0.01 mg/kg, 0.02 mg/kg, 0.03 mg/kg, 0.04 mg/kg, 0.05 mg/kg, 0.1 mg/kg, 0.15 mg/kg, 0.2 mg/kg, 0.25 mg/kg, 0.3 mg/kg, 0.35 mg/kg, 0.4 mg/kg, 0.45 mg/kg, 0.5 mg/kg, 0.55 mg/kg, 0.6 mg/kg, 0.65 mg/kg, 0.7 mg/kg, 0.75 mg/kg, 0.8 mg/kg, 0.85 mg/kg, 0.9 mg/kg, 0.95 mg/kg, 1.0 mg/kg, 1.1 mg/kg, 1.2 mg/kg, 1.3 mg/kg, 1.4 mg/kg, 1.5 mg/kg, 1.6 mg/kg, 1.7 mg/kg, 1.8 mg/kg, 1.9 mg/kg, 2.0 mg/kg, 2.1 mg/kg, 2.2 mg/kg, 2.3 mg/kg, 2.4 mg/kg, 2.5 mg/kg dsRNA, 2.6 mg/kg dsRNA, 2.7 mg/kg dsRNA, 2.8 mg/kg dsRNA, 2.9 mg/kg dsRNA, 3.0 mg/kg dsRNA, 3.1 mg/kg dsRNA, 3.2 mg/kg dsRNA, 3.3 mg/kg dsRNA, 3.4 mg/kg dsRNA, 3.5 mg/kg dsRNA, 3.6 mg/kg dsRNA, 3.7 mg/kg dsRNA, 3.8 mg/kg dsRNA, 3.9 mg/kg dsRNA, 4.0 mg/kg dsRNA, 4.1 mg/kg dsRNA, 4.2 mg/kg dsRNA, 4.3 mg/kg dsRNA, 4.4 mg/kg dsRNA, 4.5 mg/kg dsRNA, 4.6 mg/kg dsRNA, 4.7 mg/kg dsRNA, 4.8 mg/kg dsRNA, 4.9 mg/kg dsRNA, 5.0 mg/kg dsRNA, 5.1 mg/kg dsRNA, 5.2 mg/kg dsRNA, 5.3 mg/kg dsRNA, 5.4 mg/kg dsRNA, 5.5 mg/kg dsRNA, 5.6 mg/kg dsRNA, 5.7 mg/kg dsRNA, 5.8 mg/kg dsRNA, 5.9 mg/kg dsRNA, 6.0 mg/kg dsRNA, 6.1 mg/kg dsRNA, 6.2 mg/kg dsRNA, 6.3 mg/kg dsRNA, 6.4 mg/kg dsRNA, 6.5 mg/kg dsRNA, 6.6 mg/kg dsRNA, 6.7 mg/kg dsRNA, 6.8 mg/kg dsRNA, 6.9 mg/kg dsRNA, 7.0 mg/kg dsRNA, 7.1 mg/kg dsRNA, 7.2 mg/kg dsRNA, 7.3 mg/kg dsRNA, 7.4 mg/kg dsRNA, 7.5 mg/kg dsRNA, 7.6 mg/kg dsRNA, 7.7 mg/kg dsRNA, 7.8 mg/kg dsRNA, 7.9 mg/kg dsRNA, 8.0 mg/kg dsRNA, 8.1 mg/kg dsRNA, 8.2 mg/kg dsRNA, 8.3 mg/kg dsRNA, 8.4 mg/kg dsRNA, 8.5 mg/kg dsRNA, 8.6 mg/kg dsRNA, 8.7 mg/kg dsRNA, 8.8 mg/kg dsRNA, 8.9 mg/kg dsRNA, 9.0 mg/kg dsRNA, 9.1 mg/kg dsRNA, 9.2 mg/kg dsRNA, 9.3 mg/kg dsRNA, 9.4 mg/kg dsRNA, 9.5 mg/kg dsRNA, 9.6 mg/kg dsRNA, 9.7 mg/kg dsRNA, 9.8 mg/kg dsRNA, 9.9 mg/kg dsRNA, 9.0 mg/kg dsRNA, 10 mg/kg dsRNA, 15 mg/kg dsRNA, 20 mg/kg dsRNA, 25 mg/kg dsRNA, 30 mg/kg dsRNA, 35 mg/kg dsRNA, 40 mg/kg dsRNA, 45 mg/kg dsRNA, 또는 약 50 mg/kg dsRNA이 대상체에 투여될 수 있다. 전술된 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 간주된다.

특정 구현예에서, 예를 들면, 본 발명의 조성물에, 본 명세서에서 개시된 바와 같은 dsRNA 및 지질이 포함되는 경우, iRNA의 치료량, 예를 들어 약 0.01 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 0.01 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 0.05 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 0.05 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 0.1 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 0.1 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 0.2 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 0.2 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 0.3 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 0.3 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 0.4 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 0.4 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 0.5 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 0.5 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 1 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 1 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 1.5 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 1.5 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 2 mg/kg 내지 약 2.5 mg/kg, 약 2 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 3 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 3 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 3.5 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 4 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 4.5 mg/kg 내지 약 5 mg/kg, 약 4 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 4.5 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 5 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 5.5 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 6 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 6.5 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 7 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 7.5 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 8 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 8.5 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 약 9 mg/kg 내지 약 10 mg/kg, 또는 약 9.5 mg/kg 내지 약 10 mg/kg이 대상체에 투여될 수 있다. 전술된 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 간주된다.

예를 들면, dsRNA는 약 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 9, 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 또는 약 10 mg/kg의 투여량으로 투여될 수 있다. 전술된 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 간주된다.

다른 구현예에서, 예를 들면, 본 발명의 조성물에, 본 명세서에서 개시된 바와 같은 dsRNA 및 N-아세틸갈락토사민이 포함되는 경우, iRNA의 치료량, 예를 들어 약 0.1 내지 약 50 mg/kg, 약 0.25 내지 약 50 mg/kg, 약 0.5 내지 약 50 mg/kg, 약 0.75 내지 약 50 mg/kg, 약 1 내지 약 50 mg/kg, 약 1.5 내지 약 50 mg/kg, 약 2 내지 약 50 mg/kg, 약 2.5 내지 약 50 mg/kg, 약 3 내지 약 50 mg/kg, 약 3.5 내지 약 50 mg/kg, 약 4 내지 약 50 mg/kg, 약 4.5 내지 약 50 mg/kg, 약 5 내지 약 50 mg/kg, 약 7.5 내지 약 50 mg/kg, 약 10 내지 약 50 mg/kg, 약 15 내지 약 50 mg/kg, 약 20 내지 약 50 mg/kg, 약 20 내지 약 50 mg/kg, 약 25 내지 약 50 mg/kg, 약 25 내지 약 50 mg/kg, 약 30 내지 약 50 mg/kg, 약 35 내지 약 50 mg/kg, 약 40 내지 약 50 mg/kg, 약 45 내지 약 50 mg/kg, 약 0.1 내지 약 45 mg/kg, 약 0.25 내지 약 45 mg/kg, 약 0.5 내지 약 45 mg/kg, 약 0.75 내지 약 45 mg/kg, 약 1 내지 약 45 mg/kg, 약 1.5 내지 약 45 mg/kg, 약 2 내지 약 45 mg/kg, 약 2.5 내지 약 45 mg/kg, 약 3 내지 약 45 mg/kg, 약 3.5 내지 약 45 mg/kg, 약 4 내지 약 45 mg/kg, 약 4.5 내지 약 45 mg/kg, 약 5 내지 약 45 mg/kg, 약 7.5 내지 약 45 mg/kg, 약 10 내지 약 45 mg/kg, 약 15 내지 약 45 mg/kg, 약 20 내지 약 45 mg/kg, 약 20 내지 약 45 mg/kg, 약 25 내지 약 45 mg/kg, 약 25 내지 약 45 mg/kg, 약 30 내지 약 45 mg/kg, 약 35 내지 약 45 mg/kg, 약 40 내지 약 45 mg/kg, 약 0.1 내지 약 40 mg/kg, 약 0.25 내지 약 40 mg/kg, 약 0.5 내지 약 40 mg/kg, 약 0.75 내지 약 40 mg/kg, 약 1 내지 약 40 mg/kg, 약 1.5 내지 약 40 mg/kg, 약 2 내지 약 40 mg/kg, 약 2.5 내지 약 40 mg/kg, 약 3 내지 약 40 mg/kg, 약 3.5 내지 약 40 mg/kg, 약 4 내지 약 40 mg/kg, 약 4.5 내지 약 40 mg/kg, 약 5 내지 약 40 mg/kg, 약 7.5 내지 약 40 mg/kg, 약 10 내지 약 40 mg/kg, 약 15 내지 약 40 mg/kg, 약 20 내지 약 40 mg/kg, 약 20 내지 약 40 mg/kg, 약 25 내지 약 40 mg/kg, 약 25 내지 약 40 mg/kg, 약 30 내지 약 40 mg/kg, 약 35 내지 약 40 mg/kg, 약 0.1 내지 약 30 mg/kg, 약 0.25 내지 약 30 mg/kg, 약 0.5 내지 약 30 mg/kg, 약 0.75 내지 약 30 mg/kg, 약 1 내지 약 30 mg/kg, 약 1.5 내지 약 30 mg/kg, 약 2 내지 약 30 mg/kg, 약 2.5 내지 약 30 mg/kg, 약 3 내지 약 30 mg/kg, 약 3.5 내지 약 30 mg/kg, 약 4 내지 약 30 mg/kg, 약 4.5 내지 약 30 mg/kg, 약 5 내지 약 30 mg/kg, 약 7.5 내지 약 30 mg/kg, 약 10 내지 약 30 mg/kg, 약 15 내지 약 30 mg/kg, 약 20 내지 약 30 mg/kg, 약 20 내지 약 30 mg/kg, 약 25 내지 약 30 mg/kg, 약 0.1 내지 약 20 mg/kg, 약 0.25 내지 약 20 mg/kg, 약 0.5 내지 약 20 mg/kg, 약 0.75 내지 약 20 mg/kg, 약 1 내지 약 20 mg/kg, 약 1.5 내지 약 20 mg/kg, 약 2 내지 약 20 mg/kg, 약 2.5 내지 약 20 mg/kg, 약 3 내지 약 20 mg/kg, 약 3.5 내지 약 20 mg/kg, 약 4 내지 약 20 mg/kg, 약 4.5 내지 약 20 mg/kg, 약 5 내지 약 20 mg/kg, 약 7.5 내지 약 20 mg/kg, 약 10 내지 약 20 mg/kg, 또는 약 15 내지 약 20 mg/kg의 투여량이 대상체에 투여될 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명의 조성물에, 본 명세서에서 개시된 바와 같은 dsRNA 및 N-아세틸갈락토사민이 포함되는 경우, 약 10 내지 약 30 mg/kg의 dsRNA의 치료량이 대상체에 투여될 수 있다. 전술된 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 간주된다.

예를 들면, iRNA의 치료량, 예를 들어 약 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 9, 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 15.5, 16, 16.5, 17, 17.5, 18, 18.5, 19, 19.5, 20, 20.5, 21, 21.5, 22, 22.5, 23, 23.5, 24, 24.5, 25, 25.5, 26, 26.5, 27, 27.5, 28, 28.5, 29, 29.5, 30, 31, 32, 33, 34, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 약 50 mg/kg이 대상체에 투여될 수 있다. 전술된 범위 및 길이의 중간 범위 및 길이가 또한 본 발명의 일부로 간주된다.

iRNA는 일정 시간, 예를 들어 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 또는 약 25분의 시간 동안, 정맥 내 주입에 의해, 투여될 수 있다. 정기적 체계로, 예를 들어, 1개월, 2개월, 3개월, 4개월 또는 그 초과의 기간 동안, 매주, 격주(즉, 매 2주)로 반복 투여될 수 있다. 초기 치료 섭생 후, 상기 치료는 감소된 횟수 체계로 투여될 수 있다. 예를 들어, 3개월 동안의 매주 또는 격주 투여 후, 6개월 또는 1년 또는 그 초과의 기간 동안, 월 1회 반복 투여될 수 있다.

iRNA의 투여는, 예를 들어, 환자의 세포, 조직, 혈액, 소변 또는 다른 구획에서, KHK 수준을 적어도 약 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 적어도 약 99% 또는 그 초과의 수준까지 감소시킬 수 있다.

최대 투여량의 iRNA가 투여되기 전에, 더 소량의 투여량, 예를 들어 5% 투입량이 환자에 투여될 수 있고, 알레르기 반응과 같은 부작용에 대해 모니터링될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 환자는, 사이토카인(예컨대 TNF-알파 또는 INF-알파) 수준의 증가와 같은 원치 않는 면역 자극 효과에 대해, 모니터링될 수 있다.

KHK 발현에 대한 억제 효과로 인해, 본 발명에 따른 조성물 또는 그로부터 제조된 약제학적 조성물은 삶의 질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 iRNA는, 변형 또는 비변형된 iRNA 제제가 "유리 iRNA"로서, 수성 용매 또는 적절한 완충 용매에 직접 현탁된 "네이키드(naked)" 형태로 투여될 수 있다. 유리 iRNA는 약제학적 조성물의 부재 하에 투여된다. 유리 iRNA는 적절한 완충 용액 내에 존재할 수 있다. 상기 완충 용액은 아세트산염, 시트르산염, 프롤라민, 탄산염 또는 인산염, 또는 그의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 완충 용액은 인산염 완충 염수(PBS)이다. iRNA를 포함하는 완충 용액의 pH 및 삼투압몰농도는, 대상체에 투여되기에 적절한 것으로 조정될 수 있다.

대안적으로, 본 발명의 iRNA는 약제학적 조성물, 예를 들어 dsRNA 리포좀 제형으로 투여될 수 있다.

KHK 유전자 발현의 감소 및/또는 억제가 유리한 대상체는, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 KHK 관련 질환 또는 장애를 가지는 대상체이다. 일 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 간 질환(예컨대 지방간, 지방 간염)을 가진다. 또 다른 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 이상지질혈증(예컨대 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고중성지방혈증, 식후 고중성지방혈증)을 가진다. 또 다른 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 혈당 조절 장애(예컨대 인슐린 내성, 당뇨병)를 가진다. 또 다른 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 심혈관 질환(예컨대 고혈압, 내피세포 기능 부전)을 가진다. 일 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 신장 질환(예컨대 급성 신장 장애, 관형 기능 장애, 근위 요세관의 염증유발성 변화)을 가진다. 또 다른 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 대사 증후군을 가진다. 특정 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 지방 세포 기능 장애를 가진다. 또 다른 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 내장 지방 침착을 가진다. 또 다른 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 비만을 가진다. 특정 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 고요산혈증을 가진다. 또 다른 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 통풍을 가진다. 또 다른 구현예에서, KHK 관련 질환을 가지는 대상체는 섭식 장애 및/또는 과도한 설탕 갈망을 가진다.

KHK 유전자 발현의 감소 및/또는 억제가 유리한 대상체의 치료에는 치료학적 및 예방학적 치료가 포함된다.

본 발명은, KHK 발현의 감소 및/또는 억제가 유리한 대상체, 예를 들어 KHK-관련 질환을 가지는 대상체를 치료하기 위한 iRNA 제제 또는 그의 약제학적 조성물의 방법 및 용도로서, 예를 들어, 이들 장애의 치료를 위해, 현재 사용되고 있는, 예를 들어 공지의 약제학적 방법 및/또는 공지의 치료학적 방법과 기타 약제학적 방법 및/또는 기타 치료학적 방법을 병용하여 이루어지는 방법 및 용도를 추가로 제공 한다. 예를 들면, 특정 구현예에서, KHK를 표적으로 하는 iRNA는, 예를 들어, 본 명세서의 다른 부분에서 개시된 바와 같은 KHK-관련 질환의 치료에 유용한 물질과 병용 투여된다. 예를 들면, KHK 발현의 감소가 유리한 대상체, 예컨대 KHK-관련 질환을 가지는 대상체의 치료에 적절한 추가의 치료법 및 치료학적 방법에는, HMG-CoA 환원 효소 억제제, 당뇨병 치료법, 항고혈압제, 레스베라트롤 또는, KHK-관련 질환 치료용의 기타 치료제가 포함된다. 예시적 HMG-CoA 환원 효소 억제제에는 아토르바스타틴(atorvastatin)(Pfizer's Lipitor®/Tahor/Sortis/Torvast/Cardyl), 프라바스타틴(pravastatin)(Bristol-Myers Squibb's Pravachol, Sankyo's Mevalotin/Sanaprav), 심바스타틴(simvastatin)(Merck's Zocor®/Sinvacor, Boehringer Ingelheim's Denan, Banyu's Lipovas), 로바스타틴(lovastatin)(Merck's Mevacor/Mevinacor, Bexal's Lovastatina, Cepa; Schwarz Pharma's Liposcler), 플루바스타틴(fluvastatin)(Novartis' Lescol®/Locol/Lochol, Fujisawa's Cranoc, Solvay's Digaril), 세리바스타틴(cerivastatin)(Bayer's Lipobay/GlaxoSmithKline's Baycol), 로수바스타틴(rosuvastatin)(AstraZeneca' s Crestor®) 및 피티바스타틴(pitivastatin)(이타바스타틴(itavastatin)/리시바스타틴(risivastatin))(Nissan Chemical, Kowa Kogyo, Sankyo, and Novartis)이 포함된다. 예시적 당뇨병 치료법은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, 단독 사용되거나 또는 병용되는 인슐린 증감제, 예를 들어 비구아니드(biguanide)(예를 들어, 메트포르민) 및 티아졸리딘디온(예를 들어, 로시글리타존(rosiglitazone), 피오글리타존(pioglitazone), 트로글리타존(troglitazone)); 분비 촉진약, 예를 들어 설포닐우레아(예를 들어, 글리부리드(glyburide), 글리피자이드(glipizide), 글리메피리드(glimepiride), 톨부타미드(tolbutamide), 아세토헥사미드(acetohexamide), 톨라자미드(tolazamide), 클로르프로파미드(chlorpropamide), 글리클라지드(gliclazide), 글리코피아미드(glycopyamide), 글리퀴돈(gliquidone)), 비설포닐우레아 분비 촉진약, 예를 들면 메글리티니드(meglitinide) 유도체(예를 들어, 레파글리니드(repaglinide), 나테글리니드(nateglinide)); 디펩티딜 펩티다제 IV 억제제(예를 들어, 시타글립틴(sitagliptin), 삭사글립틴(saxagliptin), 리나글립틴(linagliptin), 빌다글립틴(vildagliptin), 알로글립틴(allogliptin), 셉타글립틴(septagliptin)); 알파-글루코시다제 억제제(예를 들어, 아카르보스(acarbose), 미글리톨(miglitol), 보글리보스(voglibose)); 아밀린 모방체(amylinomimetic)(예를 들어, 프람린티드 아세테이트(pramlintide acetate)); 인크레틴 모방체(예를 들어, 엑세네티드(exenatide), 리라글루티드(liraglutide), 타스포글루티드(taspoglutide)); 인슐린 및 그의 유사체(예를 들어, 고속 작용(rapid acting), 저속 작용(slow acting) 및 중속 작용(intermediate acting)); 담즙산 격리제(예를 들어, 콜레세벨람(colesevelam)); 도파민 작용제(예를 들어, 브로모크립틴(bromocriptine))가 포함된다. 예시적 항고혈압제는 당업계에 공지되어 있으며, 이뇨제(예를 들어, 티아자이드 이뇨제(thiazide diuretics)(예를 들어, 클로로티아지드(chlorothiazide), 클로르틸리돈(chlorthalidone), 하이드로클로로티아지드(hydrochlorothiazide), 인다파미드(indapamide), 메톨라존(metolazone)), 루프 이뇨제(예를 들어, 부메타니드(bumetanide), 에타크린산(ethacrynic acid), 푸로세미드(furosemide), 토르세미드(torsemide)), 및 칼륨-보전 이뇨제/알도스테론-수용체 차단제(예를 들어, 아밀로리드(amiloride), 스피로노락톤(spironolactone), 트리암테렌(triamterene), 에플레레논 eplerenone))), 항아드레날린성 약물(예를 들어, 베타 차단제(예를 들어, 아테놀롤(atenolol), 메토프롤롤(metoprolol), 메토프롤롤(metoprolol) 연장 방출, 네비볼롤(nebivolol), 나돌롤(nadolol), 핀돌롤(pindolol), 프로프라놀롤(propranolol), 소탈롤(sotalol), 티몰롤(timolol)), 알파-1-차단제(예를 들어, 독사조신(doxazosin), 프라조신(prazosin), 테라조신(terazosin)), 알파 및 베타 차단제(예를 들어, 카베딜롤(carvedilol), 라베탈롤(labetalol)), 중추성 작용제(centrally acting agent)(예를 들어, 클로니딘(clonidine), 메틸도파(methyldopa)), 말초 신경 작용제(예를 들어, 구아네티딘(guanethidine), 레세르핀(reserpine)) 및 직접 작용 혈관 확장제(예를 들어, 하이드랄라진(hydralazine), 미녹시딜(minoxidil))), 칼슘 채널 차단제(예를 들어, 암로디핀(amlodipine), 딜티아젬(diltiazem), 펠로디핀(felodipine), 이스라디핀(isradipine), 니카르디핀(nicardipine), 니페디핀(nifedipine), 베라파밀(verapamil)) , ACE 억제제(예를 들어, 베나제프릴(benazepril), 캡토프릴(captopril), 에날라프릴(enalapril), 포시노프릴(fosinopril), 리시노프릴(lisinopril), 퀴나프릴(quinapril), 라미프릴(ramipril)), 안지오텐신 수용체 차단제(angiotensin-receptor blocker)(예를 들어, 칸데사르탄(candesartan), 에프로사르탄(eprosartan), 이르베사르탄(irbesartan), 로사르탄(losartan), 올메사르탄(olmesartan), 텔미사르탄(telmisartan), 발사르탄(valsartan)) 또는 그의 임의의 조합이 포함된다.

iRNA 제제 및 추가의 치료제 및/또는 치료법은 동시에 및/또는 동일한 조합물로, 예를 들어 비경구적으로 투여될 수 있거나 또는, 추가의 치료제는 개별 조성물의 일부로서 또는 개별 시간에 및/또는 본 명세서에서 개시되거나 또는 당업계에 공지된 또 다른 방법에 의해, 투여될 수 있다.

본 발명은 또한, 세포에서, KHK 발현을 감소 및/또는 억제하기 위한 것으로서, 본 발명의 iRNA 제제 및/또는, 본 발명의 iRNA 제제을 포함하는 조성물의 용법을 제공한다. 다른 양태에서, 본 발명은, 세포에서, KHK 발현을 감소 및/또는 억제하기 위해 사용하기 위한, 본 발명의 iRNA 제제 및/또는, 본 발명의 iRNA 제제을 포함하는 조성물을 제공한다. 또 다른 양태에서, KHK 발현을 감소 및/또는 억제하기 위한 의약품의 제조에서, 본 발명의 iRNA 제제 및/또는, 본 발명의 iRNA 제제을 포함하는 조성물의 용법을 제공한다.

상기 방법 및 용도는, 본 발명의 iRNA, 예컨대 dsRNA와 세포를 접촉시키는 단계 및, KHK 유전자의 mRNA 전사체의 분해가 이루어지기에 충분한 시간 동안, 세포를 유지하여, 상기 세포에서, KHK 유전자의 발현을 억제하는 단계를 포함한다.

유전자 발현의 감소는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 평가할 수 있다. 예를 들면, KHK의 발현의 감소는, 당업자에게 익숙한 방법, 예를 들어, 노던 블로팅, qRT-PCR을 사용하여, KHK의 mRNA 발현 수준을 측정하고/거나, 웨스턴 블로팅, 면역학적 기술, 유세포 분석법, ELISA와 같은, 당업자에게 익숙한 방법을 사용하여, KHK의 단백질 수준을 측정하고/거나, KHK의 생물학적 활성(예컨대 프럭토스-1-포스페이트로의 프럭토스의 인산화)의 측정함으로써, 측정할 수 있다. 일 구현예에서, 소변의 프럭토스 수준을 측정함으로써, KHK 유전자 발현의 감소를 측정할 수 있다.

본 발명의 방법 및 용법에서, 세포는 시험관 내 또는 생체 내에서 접촉될 수 있다, 즉, 세포는 대상체 내에 존재할 수 있다.

본 발명의 방법을 이용한 치료에 적절한 세포는, KHK 유전자를 발현하는 임의의 세포일 수 있다. 본 발명의 방법 및 용법에서 사용하기에 적절한 세포는 포유동물 세포, 예컨대 영장류 세포(예를 들어 인간 세포 또는 비 인간 영장류 세포, 예컨대 원숭이 세포 또는 침팬지 세포), 비 영장류 세포(예를 들어 소 세포, 돼지 세포, 낙타 세포, 라마 세포, 말 세포, 염소 세포, 토끼 세포, 양 세포, 햄스터, 기니피그 세포, 고양이 세포, 개 세포, 랫트 세포, 마우스 세포, 사자 세포, 호랑이 세포, 곰 전지, 또는 버팔로 세포), 조류 세포(예컨대 오리 세포 또는 거위 세포), 또는 고래 세포일 수 있다. 일 구현예에서, 세포는 인간 세포, 예컨대 인간의 간 세포이다.

KHK 발현은 세포에서, 적어도 약 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 약 100% 억제될 수 있다.

본 발명의 생체 내 방법 및 용도는, iRNA를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하는 단계를 포함하며, 여기서, iRNA는 치료되는 포유동물의 KHK 유전자의 RNA 전사체의 적어도 일부에 상보성인 뉴클레오티드 서열을 포함한다. 치료 유기체가 인간인 경우, 상기 조성물은, 이에 제한되는 것은 아니나, 피하, 정맥 내, 경구, 복강 내, 또는 두개 내(예컨대 심실 내, 뇌 실질 내, 및 막내), 근육 내, 경피, 기도(에어로졸), 비강, 직장, 및 국소(구강 및 설하 포함)를 비롯한 비경구 경로를 포함하여, 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해, 투여될 수 있다.

일부 구현예에서는, 데포 주입(depot injection)을 통해 투여된다. 데포 주입은 연장 시간 동안 일정한 방식으로 iRNA를 방출할 수 있다. 따라서, 데포 주입은, 바람직한 효과, 예컨대 바람직한 KHK의 억제 또는 치료학적 또는 예방학적 효과를 획득하는 데 필요한 투여 횟수를 감소시킬 수 있다. 데포 주입은 또한, 더욱 일정한 혈청 농도를 제공할 수 있다. 데포 주입은 피하 주입 또는 근육 내 주입을 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 데포 주입은 피하 주입이다.

일부 구현예에서는, 펌프를 통해 투여된다. 상기 펌프는 외부 펌프 또는 외과적으로 이식된 펌프일 수 있다. 특정 구현예에서, 상기 펌프는 피하 이식 삼투 펌프이다. 다른 구현예에서, 상기 펌프는 투입 펌프이다. 투입 펌프는 정맥 내, 피하, 동맥, 또는 경막 외용으로 사용될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 투입 펌프는 피하용 투입 펌프이다. 다른 구현예에서, 상기 펌프는, iRNA를 간에 전달하는 외과적 이식 펌프이다.

투입 방식은, 바람직한 것이 국소 처리인지 또는 전신 처리인지 여부 및, 처리 영역을 기반으로 하여, 선택될 수 있다. 표적화의 향상을 위해, 투여 경로 및 위치가 선택될 수 있다.

일 양태에서, 본 발명은 또한 포유동물, 예컨대 인간에서, KHK 유전자의 발현을 억제하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 포유동물에서, KHK 유전자의 발현의 억제에 사용하기 위한 것으로서, 포유동물의 KHK 유전자 세포를 표적으로 하는 iRNA, 예컨대 dsRNA를 포함하는 조성물을 제공한다. 또 다른 양태에서, 본 발명은, 포유동물에서, KHK 유전자의 발현을 억제하는 의약품의 제조에서, 포유동물의 KHK 유전자 세포를 표적으로 하는 iRNA, 예컨대 dsRNA의 용법을 제공한다.

상기 방법 및 용법은, 포유동물, 예컨대 인간에, 포유동물의 KHK 유전자 세포를 표적으로 하는 iRNA, 예컨대 dsRNA를 포함하는 조성물을 투여하는 단계 및, KHK 유전자의 mRNA 전사체의 분해가 획득되기에 충분한 시간 동안, 상기 포유동물을 유지시켜, 상기 포유동물에서, KHK 유전자의 발현을 억제하는 단계를 포함한다.

유전자 발현의 감소는, 본 명세서에서 개시된 바와 같은 qRT-PCR과 같은 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해, iRNA가 투여된 대상체의 말초 혈액 샘플에서, 평가할 수 있다. 단백질 생성의 감소는, 본 명세서에서 개시된 바와 같은 ELISA 또는 웨스턴 블로팅과 같은 방법 및 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해, 평가할 수 있다. 일 구현예에서, 천자 간 생검 샘플(puncture liver biopsy sample)은 KHK 유전자 및/또는 단백질 발현의 감소를 모니터링하기 위한 조직 물질로서 기능한다. 또 다른 구현예에서, 혈액 샘플은 KHK 유전자 및/또는 단백질 발현의 감소를 모니터링하기 위한 조직 물질로서 기능한다.

일 구현예에서, iRNA 제제의 투여 후, 생체 내 표적의 RISC 매개 절단에 대한 검증을, 5'-RACE 또는, 당업계에 공지된 바와 같은 변형 프로토콜을 수행하여, 실시한다(Lasham A et al., (2010) Nucleic Acid Res, 38 (3) p-e19) (Zimmermann et al. (2006) Nature 441: 111-4).

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 과학적 용어는 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가진다. 본 명세서에서 개시된 것과 유사하거나 또는 균등한 방법 및 물질이 본 발명의 특징을 이루는 iRNA 및 방법의 실시 또는 시험에 사용될 수 있다 할 것이나, 적절한 방법 및 물질이 하기에서 기술된다. 본 명세서에서 언급된 모든 공개 문헌, 특허 출원, 특허 및 기타 참조는 그 전문이 참조로서 포함된다. 모순되는 경우, 정의가 포함된 본 명세서가 우선한다. 또한 물질, 방법 및 실시예는 단지 예시를 위한 것이며, 제한하고자 하는 것이 아니다.

실시예

실시예 1. iRNA 합성

시약 공급원

시약의 공급원이 본 명세서에서 구체적으로 제공되지 않은 경우, 이러한 시약은, 분자 생물학에서의 적용을 위한 품질/순도 표준의, 분자 생물학을 위한 시약의 임의의 공급원으로부터 구할 수 있다.

KHK 센스 및 안티센스 가닥 서열의 상세 목록이 표 3, 4 및 5에 제시된다.

전사체

NCBI 유전자 데이터베이스(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/) 주해의 인간, 시아노몰거스 원숭이(Macaca fascicularis; 이후 "시아노"), 마우스 및 랫트 KHK 전사체를 표적으로 하는 siRNA를 확인하기 위해, siRNA 설계를 수행하였다. 설계는 NCBI RefSeq 콜렉션의 하기 전사체를 사용하였다: 인간 -XM_005264298.1; 시아노 - XM_005576324.1; 마우스 - NM_008439.3; 랫트 - NM_031855.3. 영장류/설치류 서열의 높은 괴리율(divergence)로 인해, siRNA 듀플렉스를, 이에 제한되는 것은 아니나, 단지 인간 및 시아노 전사체; 단지 인간, 시아노, 및 마우스 전사체; 및 인간, 시아노, 마우스, 및 랫트 전사체가 매칭된 듀플렉스를 포함하는 배치를 비롯한 다수의 개별 배치로, 설계하였다. 대부분의 siRNA 듀플렉스는, 열거된 인간 전사체 및, 각 설계 배치에서 고려되는 다른 종의 전사체(상기)와 지정 영역에서 100% 동일성을 공유하도록, 설계하였다. 일부 예에서, 안티센스 가닥:표적 mRNA 상보성 염기쌍이 GC 또는 CG 쌍인 경우, 첫 번째 안티센스(마지막 센스) 위치에서, 듀플렉스와 mRNA 표적 사이의 미스 매치가 허용되었다. 이들 경우, 첫 번째 안티센스:마지막 센스 쌍에서, UA 또는 AU 쌍을 가지는 듀플렉스를 설계하였다. 따라서, 듀플렉스는 상보성이 유지되나, 표적에 대해 미스 매칭되었다((U:C, U:G, A:C, 또는 A:G)).

siRNA 설계, 특이성, 및 효능 예측

가능한 모든 19량체의 특이성을 각각의 서열로부터 예측하였다. 그 후, 7개 초과의 뉴클레오티드 반복체가 결실된 후보 19량체를 선택하였다. 이들 476개의 후보 인간/시아노, 71개의 인간/시아노/마우스, 및 58개의 인간/시아노/마우스/랫트 siRNA를, 파이선 스크립트(python script) 'BruteForce.py'에서 실행되는 완전한 "부르트 포스(brute-force)" 알고리즘을 이용한 적절한 트랜스크립톰(transcriptome)(인간, 시아노, 마우스 또는 랫트 NCBI Refseq 세트 내의 NM_ 및 XM_ 기록 세트로 정의됨)에 대한 포괄 검색에 이용하였다. 그 후, 스크립트에 의한 전사체-올리고 정렬의 파싱(parsing)에 의해, siRNA와 가능한 임의의 '표적 외(off-target)' 전사체 사이의 미스 매치의 위치 및 개수를 기반으로 한 점수를 생성하였다. 표적 외 점수는, 상기 분자의 5' 말단으로부터의 위치 2-9의 siRNA의 '씨드(seed)' 영역의 차이를 강조하기 위해, 가산된다. 부르트 포스 검색으로부터 각각의 올리고-전사체 쌍에 대해, 개별 미스 매치 점수를 더하여, 미스 매치 점수를 책정하였다; 위치 2-9의 미스 매치는 2.8로 계산되었고, 절단 부위 위치 10-11의 미스 매치는 1.2로 계산되었으며, 영역 12-19의 미스 매치는 1.0으로 계산되었다. 각각의 올리고의 3개의 개별적인 시드-유래 6량체로부터 유래된 7량체와 8량체의 빈도를 비교함으로써, 추가의 표적 외 예측은 수행되었다. 5'으로부터 시작하여 2-7 위치의 6량체를 이용하여, 2개의 7량체 및 1개의 8량체를 생성하였다. 6량체에 3' A를 첨가하여, 7량체 1을 생성하고; 6량체에 5' A를 첨가하여, 7량체 2를 생성하였으며; 6량체의 5' 및 3' 양쪽 말단에 A를 첨가하여, 8량체를 생성하였다. 인간, 시아노, 마우스 또는 랫트 3'UTRome(코딩 영역 'CDS'의 말단이 명확하게 정의되어 있는 NCBI Refseq 데이터베이스로부터의 트랜스크립톰의 하위 서열로서 정의됨)에서의 8량체와 7량체의 빈도를 사전에 계산하였다. 8량체 빈도 범위의 중앙 값을 이용하여, 8량체 빈도를 7량체 빈도에 대해 정규화하였다. 그 후, ((3 X 정규화된 8량체 계수) + (2 X 7량체 2 계수) + (1 X 7량체 1 계수))의 합을 계산함으로써, 'mirSeedScore'를 계산하였다.

siRNA의 양쪽 가닥을, 계산된 점수에 따라 특이성 범주에 배정하였다: 3점 초과의 점수는 매우 특이적인 것으로, 3점과 동일한 점수는 특이적인 것으로, 2 내지 2.8점 사이의 점수는 중간 정도로 특이적인 것으로 하였다. siRNA 가닥을 안티센스 가닥의 특이성에 의해 분류하였다. 안티센스 올리고가, 시드 영역에서, 최대의 UA 함량을 포함하고, 전체적으로 낮은 GC 함량을 포함하는 것으로서, 고도의 효능이 예상되는 듀플렉스의 특성을 보유하는 중간 정도(또는, 그 초과)로 특이적인 듀플렉스를 선택하였다. 랫트에서, 1.2의 안티센스 점수를 가지는 하나의 추가의 듀플렉스(그러나, 다른 종의 경우에는 2 이상임)가 또한 포함되었다.

안티센스 19량체(전술됨)를 표적-상보성 서열의 23개의 뉴클레오티드로 연장함으로써, 각각의 센스 및 안티센스 가닥의 21 및 23개의 뉴클레오티드 길이의 후보 GalNaC-컨쥬게이트 듀플렉스를 설계하였다. 상기 설계 배치에 포함된 모든 종의 전사체를 상보성에 대해 조사하였다. 각각의 듀플렉스에서, 센스 21량체를 안티센스 가닥의 처음 21개의 뉴클레오티드의 역상보로 지정하였다.

siRNA 서열 선택

총 21량체 센스 및 21량체 안티센스 유래 인간/시아노/마우스/랫트 siRNA 21/23량체 올리고(표 3), 29량체 센스 및 29량체 안티센스 유래 인간/시아노 siRNA 21/23량체 올리고(표 4) 및 3량체 센스 및 3량체 안티센스 유래 인간/시아노/마우스 siRNA 21/23량체 올리고(표 5)를 합성하였다.

siRNA 합성

일반 소규모 및 중간 규모 RNA 합성 절차

RNA 올리고뉴클레오티드를, 표준 고체상 올리고뉴클레오티드 합성 프로토콜에 따라, 상업적으로 구할 수 있는 우리딘, 4-N-아세틸시티딘, 6-N-벤조일아데노신 및 2-N-이소부티릴구아노신의 5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-O-t-부틸디메틸실릴-3'-O-(2-시아노에틸-N,N-디이소프로필)포스포라미디트 단량체 및 해당 2'-O-메틸 및 2'-플루오로 포스포라미디트를 사용하여, 0.2 내지 500 μmol 규모로 합성하였다. 아미디트 용액을 0.1 내지 0.15 M 농도로 제조하고, 5-에틸티오-1H-테트라졸(아세토니트릴 중 0.25 내지 0.6 M)을 활성화제로서 사용하였다. 산화 단계 동안, 루티딘:아세토니트릴(1:1)(v;v) 중 0.2 M 페닐아세틸 디설파이드(PADS) 또는 피리딘 중 0.1 M 3-(디메틸아미노메틸렌) 아미노-3H-1,2,4-디티아졸-5-티온(DDTT)을 사용한 합성 과정 동안, 포스포로티오에이트 골격 변형을 도입시켰다. 합성 완료 후, 상기 서열을 고체 지지체로부터 절단하고, 존재하는 임의의 2'-O-t-부틸디메틸실릴 보호기를 제거하기 위해, 메틸아민 후, 트리에틸아민.3HF를 사용하여 탈보호시켰다.

5 내지 500 μmol 규모의 완전 2' 변형 서열(2'-플루오로 및/또는 2'-O-메틸 또는 그의 조합)의 합성에서, 35℃에서 16시간 동안 또는 55℃에서 5.5시간 동안, 3:1(v/v) 에탄올 및 농축(28 내지 32%) 수성 암모니아를 이용하여, 상기 올리고뉴클레오티드를 탈보호시켰다. 암모니아 탈보호 전에, 상기 올리고뉴클레오티드를 고체 지지체 상에서 20분 동안 아세토니트릴 중 0.5 M 피페리딘으로 처리하였다. 미정제 올리고뉴클레오티드를 LC-MS 및 음이온 교환 HPLC(IEX-HPLC)에 의해 분석하였다. 20 mM 포스페이트, 10% 내지 15% ACN, pH = 8.5(완충액 A) 및 20 mM 포스페이트, 10% 내지 15% ACN, 1 M NaBr, pH = 8.5(완충액 B)를 사용하여, IEX HPLC에 의해, 상기 올리고뉴클레오티드를 정제하였다. 분석 HPLC에 의해, 분획의 순도를 분석하였다. 적절한 순도를 가지는 생성물-포함 분획을 풀링(pooling)하고, 탈염시키기 전에, 회전식 증발기에서 농축시켰다. 샘플을 크기 배제 크로마토그래피에 의해 탈염시키고, 건조시까지 동결건조시켰다. 등몰량의 센스 및 안티센스 가닥을 1x PBS 완충액에서 어닐링시켜, 해당 siRNA 듀플렉스를 제조하였다.

소규모(0.2 내지 1 μmol) 합성을 96 웰 형식의 MerMade 192 합성기에서 수행하였다. 완전 2'-변형 서열(2'-플루오로 및/또는 2'-O-메틸 또는 그의 조합)의 경우, 상기 올리고뉴클레오티드를 실온에서 30 내지 60분 동안, 메틸아민을 사용하여, 탈보호시킨 다음, 60℃에서 30분 동안, 인큐베이션하거나, 또는 실온에서 30 내지 60분 동안, 3:1(v/v) 에탄올 및 농축(28 내지 32%) 수성 암모니아를 사용하여 탈보호시킨 다음, 40℃에서 1.5시간 동안, 인큐베이션하였다. 그 후, 미정제 올리고뉴클레오티드를 아세토니트릴:아세톤 용액(9:1)에서 침전시키고, 원심분리에 의해 단리한 후, 상청액을 분리하였다. 미정제 올리고뉴클레오티드 펠렛을 20 mM NaOAc 완충액 중에 재현탁시키고, LC-MS 및 음이온 교환 HPLC에 의해 분석하였다. 미정제 올리고뉴클레오티드 서열을 5 mL HiTrap Sephadex G25 칼럼(GE Healthcare) 상의 96 깊은 웰 플레이트에서 탈염시켰다. 각 웰에서, 각각의 서열에 상응하는 약 1.5 mL의 샘플을 수집하였다. 이들 정제 탈염 올리고뉴클레오티드를 LC-MS 및 음이온 교환 크로마토그래피에 의해 분석하였다. 듀플렉스를 Tecan 로봇 상에서 등몰량의 센스 및 안티센스 서열을 어닐링시킴으로써, 제조하였다. 듀플렉스의 농도를 1x PBS 완충액에서, 10 μM로 조정하였다.

생체 내 분석을 위한 GalNAc-컨쥬게이트 올리고뉴클레오티드의 합성

그의 3' 말단에서 GalNA 리간드와 컨쥬게이트된 올리고뉴클레오티드를, 테더(tether)를 통해 부착된 GalNAc 리간드 및 올리고뉴클레오티드 합성을 위한 4,4'-디메톡시트리틸(DMT)-보호 일차 하이드록시기를 가지는 Y-형 링커가 사전-부하된 고체 지지체를 이용하여, 0.2 내지 500 μmol의 규모로 합성하였다.

5 내지 500 μmol 규모의 GalNAc 컨쥬게이트의 합성에서, 하기와 같이 조정된 상기 RNA 합성 프로토콜을 실시하였다: 폴리스티렌-기반 합성에서, 톨루엔 중 5% 디클로로아세트산을 합성 과정 중 DMT-절단에 사용하였다. 지지체로부터의 절단 및 탈보호를 전술된 바와 같이 수행하였다. 포스포로티오에이트-풍부 서열(일반적으로 5 초과의 포스포로티오에이트)을 마지막 5'-DMT 기를 제거하지 않고 합성하고("DMT-on"), 전술된 바와 같은 절단 및 탈보호 후, 물 중 50 mM 아세트산 암모늄(완충액 A) 및 80% 아세토니트릴 중 50 mM 아세트산 암모늄(완충액 B)을 사용하여, 역상 HPLC에 의해 정제하였다. 분석적 HPLC 및/또는 LC-MS에 의해, 분획 순도를 분석하였다. 적절한 순도를 가지는 생성물-포함 분획을 풀링하고, 회전식 증발기에서 농축시켰다. 완료시까지, 물 중 20 내지 25% 아세트산을 사용하여, DMT-기를 제거하였다. 샘플을 크기 배제 크로마토그래피에 의해 탈염시키고, 건조시까지 동결건조시켰다. 등몰량의 센스 및 안티센스 가닥을 1x PBS 완충액에서 어닐링시켜, 해당 siRNA 듀플렉스를 제조하였다.

다중 포스포로티오에이트 결합을 가지는 서열을 포함하는 GalNAc 컨쥬게이트의 소규모 합성(0.2 내지 1 μmol)에서는, MerMade 플랫폼에서, RNA 또는 완전 2'-F/2'-OME-포함 서열의 합성을 위해 전술된 프로토콜을 적용하였다. GalNAc-기능화 조절 기공 유리 지지체를 포함하는 사전-패킹 칼럼에서, 합성 과정을 수행하였다.

실시예 2. siRNA 듀플렉스의 일반적 시험관 내 스크리닝

상기 듀플렉스의 시험관 내 효능은, 하기 방법을 이용하여, 임의의 RNAi 표적 유전자 발현에 대한 단일 투여 스크린에서, 측정할 수 있다. 상기 듀플렉스의 투여 반응을 측정하고, 상기 듀플렉스의 IC₅₀을 계산하기 위해, 다중 투여 스크린에서, 유사한 방법을 이용할 수 있다.

세포 배양 및 형질감염

Hep3B 세포(ATCC, Manassas, VA)를 10% FBS, 스트렙토마이신, 및 글루타민(ATCC)으로 보충된 이글 최소 필수 배지(ATCC)에서, 5% CO2의 대기하에 37℃에서 거의 컨플루언스(confluence) 될 때까지, 성장시킨 후, 트립신처리에 의해, 플레이트로부터 방출시켰다. 세포를 세척한 후, 0.25x10⁶ 세포/ml로 재현탁시켰다. 형질감염 과정 동안, 세포를 96-웰 플레이트에, 웰당 약 20,000개의 세포로 플레이팅하였다.

일차 마우스 간세포(PMH)를 형질감염 전 1시간 내에, C57BL/6 암컷 마우스(Charles River Labortories International, Inc. Willmington, MA)로부터 새로 단리한 후, 일차 간세포 배지에서 성장시켰다. 세포를 InVitroGRO CP 랫트(플레이팅) 배지(Celsis In Vitro Technologies, 카탈로그 번호 S01494) 중에, 0.11x10⁶ 세포/ml로 재현탁시켰다. 형질감염 과정 동안, 세포를 BD BioCoat 96 웰 콜라겐 플레이트(BD, 356407)에 웰당 10,000개의 세포로 플레이팅한 후, 5% CO2의 대기하에, 37℃에서 인큐베이션하였다.

저온 보존된 일차 시아노몰거스 간세포(Celsis In Vitro Technologies, M003055-P)를 사용 직전에, 37℃ 물 욕조에서 해동시킨 후, InVitroGRO CP(플레이팅) 배지(Celsis In Vitro Technologies, 카탈로그 번호 Z99029) 중에, 0.26x10⁶ 세포/ml로 재현탁시켰다. 형질감염 과정 동안, 세포를 BD BioCoat 96 웰 콜라겐 플레이트(BD, 356407)에 웰당 25,000개의 세포로 플레이팅한 후, 5% CO2의 대기하에, 37℃에서 인큐베이션하였다.

Hep3B, PMH 및 일차 시아노몰거스 간세포에서, 96 웰 플레이트에서 각 웰에, 웰당 14.8 μl의 Opti-MEM + 0.2 μl의 Lipofectamine RNAiMax(Invitrogen, Carlsbad CA. 카탈로그 번호 13778-150)를 5 μl의 각각의 siRNA 듀플렉스에 첨가하여, 형질감염을 수행하였다. 그 후, 상기 혼합물을 실온에서 20분 동안 인큐베이션하였다. 적절한 세포 수를 포함하는 항생제 무함유 완전 성장 배지 80 μl를 siRNA 혼합물에 첨가하였다. RNA 정제 과정 전에, 세포를 24시간 동안 인큐베이션하였다.

단일 투여 실험을 GalNAc 변형 서열에서, 10nM 및 0.1nM 최종 듀플렉스 농도로 수행하거나, 또는 다른 모든 서열에서, 1nM 및 0.01nM 최종 듀플렉스 농도로 수행하였다. 투여 반응 실험을 일차 마우스 간세포에서, 3, 1, 0.3, 0.1, 0.037, 0.0123, 0.00412, 및 0.00137 nM 최종 듀플렉스 농도로 실시한 후, Hep3B 세포에서, 3, 1, 0.3, 0.1, 0.037, 0.0123, 0.00412, 0.00137, 0.00046, 0.00015, 0.00005, 및 0.000017 nM 최종 듀플렉스 농도로 실시하였다.

자유 섭취 형질감염(free uptake transfection)

96 웰 플레이트에, 웰당 PBS 중 siRNA 듀플렉스 10 μl를 첨가하여, 자유 섭취 형질감염을 수행하였다. 그 후, 적절한 세포 수를 포함하는 완전 성장 배지 90 μl를 siRNA에 첨가하였다. RNA 정제 과정 전에, 세포를 24시간 동안 인큐베이션하였다. 단일 투여 실험을 500nM 및 5nM 최종 듀플렉스 농도에서 수행한 후, 투여 반응 실험을 1000, 333, 111, 37, 12.3, 4.12, 1.37, 0.46 nM 최종 듀플렉스 농도에서, 실시하였다.

DYNABEADS mRNA 단리 키트(Invitrogen, part #: 610-12)를 이용한 전체 RNA 단리

세포를 수집한 후, 용해/결합 완충액 150 μl에 용해시킨 다음, Eppendorf Thermomixer를 이용하여 850 rpm에서 5분 동안 혼합하였다(혼합 속도는 전 과정 동안 동일하였다). 10 μl의 자석 구슬 및 80 μl의 용해/결합 완충액 혼합물을 둥근 바닥 플레이트에 첨가하고, 1분 동안 혼합하였다. 자석 구슬을 자석 스탠드(magnetic stand)를 이용하여 포획하고, 구슬을 건드리지 않고 상청액을 제거하였다. 상청액을 제거한 후, 용해된 세포를 남아있는 구슬에 첨가하고, 5분 동안 혼합하였다. 상청액을 제거한 후, 자석 구슬을 150 μl의 세척 완충액 A로 2회 세척한 후, 1분 동안 혼합하였다. 구슬을 다시 포획하고, 상청액을 제거하였다. 그 후, 구슬을 150 μl의 세척 완충액 B로 세척한 후, 포획하고, 상청액을 제거하였다. 그 다음, 구슬을 150 μl의 용출 완충액으로 세척한 후, 포획하고, 상청액을 제거하였다. 마지막으로, 구슬을 2분 동안 건조되도록 하였다. 건조 후, 50 μl의 용출 완충액를 첨가하고, 70℃에서 5분 동안 혼합하였다. 구슬을 5분 동안 자석 위에서 포획하였다. 45 μl의 상청액을 제거한 후, 또 다른 96 웰 플레이트에 첨가하였다.

ABI High capacity cDNA 역전사 키트(Applied Biosystems, Foster City, CA, Cat #4368813)를 이용한 일반적 cDNA 합성

반응당 2 μl의 10x 완충액, 0.8 μl의 25X dNTP, 2 μl의 랜덤 프라이머(Random primer), 1 μl의 역전사효소, 1 μl의 RNase 억제제 및 3.2 μl의 H2O의 마스터 믹스(master mix)를 제조하였다. 동일 용적의 마스터 믹스 및 RNA를 시험관 내 스크리닝 샘플에서, 12 μl의 최종 부피로 혼합하거나, 또는 생체 내 스크리닝 샘플에서, 20 μl의 최종 부피로 혼합하였다. Bio-Rad C-1000 또는 S-1000 열 순환기(thermal cycler)(Hercules, CA)를 이용하여, cDNA를 하기 단계를 통해, 생성하였다: 25℃에서 10분, 37℃에서 120분, 85℃에서 5초 및 4℃에서 유지함.

실시간 PCR

384 웰 플레이트(Roche 카탈로그 번호 04887301001)에, 웰당 2 μl의 H2O, 0.5 μl의 GAPDH TaqMan 프로브(Hep3B 세포에서는 Life Technologies 카탈로그 번호 4326317E이거나, 일차 마우스 간세포에서는 카탈로그 번호 352339E이거나, 또는 시아노몰거스 일차 간세포에서는 커스텀 프로브(custom probe)임), 0.5 μl의 C5 TaqMan 프로브(Hep3B 세포에서는 Life Technologies 카탈로그 번호 Hs00156197_m1이거나, 또는 일차 마우스 간세포에서는 mm00439275_m1이거나, 또는 시아노몰거스 일차 간세포에서는 커스텀 프로브임) 및 5 μl의 Lightcycler 480 프로브 마스터 믹스(Roche 카탈로그 번호 04887301001)를 포함하는 마스터 믹스에 2 μl의 cDNA를 첨가하였다. △△Ct(RQ) 분석을 이용하여, 실시간 PCR을 Roche LC480 실시간 PCR 시스템(Roche)에서 수행하였다. 시험관 내 스크리닝에서, 달리 언급되지 않는 한, 각각의 듀플렉스를 2가지 생물학적 반복검증(replicate)으로 시험하고, 각각의 실시간 PCR을 이중 기술적 반복검증(duplicate technical replicate)으로 수행하였다. 생체 내 스크리닝에서, 각각의 듀플렉스를 하나 이상의 실험(그룹당 3마리의 마우스)에서 시험하고, 각각의 실시간 PCR을 이중 기술적 반복검증으로 구동하였다.

KHK mRNA 수준의 상대적 배수 변화를 계산하기 위해, △△Ct 방법을 이용하여, 실시간 데이터를 분석하고, 10 nM AD-1955로 형질감염된 세포, 또는 모의 형질감염 세포에 의해 수행된 분석으로 정규화하였다. XLFit를 이용하는 4개의 파라미터 피트 모델(parameter fit model)을 이용하여, IC₅₀을 계산하고, 동일한 투여 범위 또는 그 자체의 최소 투여에 대해, AD-1955를 이용하여 형질감염된 세포로 정규화하였다.

AD-1955의 센스 및 안티센스 서열:

센스: cuuAcGcuGAGuAcuucGAdTsdT (서열번호:17)

안티센스: UCGAAGuACUcAGCGuAAGdTsdT (서열번호:18).

[표 2]

핵산 서열 표시에 사용되는 뉴클레오티드 단량체의 약어. 올리고뉴클레오티드에 존재하는 이들 단량체가 5'-3'-포스포디에스테르 결합에 의해 서로 결합된다는 것이 이해될 것이다.

[표 3]

KHK dsRNA의 비변형 센스 및 안티센스 가닥 서열

[표 4]

KHK dsRNA의 비변형 센스 및 안티센스 가닥 서열

[표 5]

KHK dsRNA의 비변형 센스 및 안티센스 가닥 서열

실시예 3. 추가의 siRNA의 설계, 합성 및 시험관 내 스크리닝

siRNA 설계

독물학 종 KHK 오솔로그(시아노몰거스 원숭이: XM_005545463; 마우스: NM_008439; 랫트, NM_031855)뿐만 아니라, 인간 KHK, "케토헥소키나제(프룩토키나제)"(인간: NCBI refseqID XM_005264298; NCBI GeneID: 3795)를 표적으로 하는 siRNA 추가 세트를 커스텀 R 파이선 스크립트를 이용하여, 설계하였다. 인간 XM_005264298 REFSEQ mRNA는 2146개의 염기 길이를 가진다. 상기 siRNA 세트 설계의 근거 및 방법은 하기와 같다: 위치 501 내지 위치 2146(코딩 영역 및 3' UTR)의 가능한 모든 19량체 siRNA 설계의 예측 효능을, 다수의 척추동물 유전자를 표적으로 하는 20,000개 초과의 개별 siRNA로부터, mRNA 녹다운을 직접 측정함으로써, 유래된 선형 모델을 이용하여, 측정하였다. 인간 및 시아노몰거스 원숭이를 단독으로 표적으로 하는 하위 세트뿐만 아니라, 인간, 시아노몰거스 및 설치류 종 사이의 완전하거나 또는 거의 완전한 매치를 가지는 KHK siRNA의 하위 세트를 설계하였다. 마우스 및 랫트 KHK 오솔로그에 대해, 완전하거나 또는 거의 완전한 매치를 가지는 추가의 하위 세트를 설계하였다. siRNA의 각 가닥에서, 커스텀 파이선 스크립트를, 표적 종의 트랜스크립톰의 가능한 모든 정렬과 siRNA 사이의 미스 매치의 수 및 위치를 측정하기 위한 부르트 포스 검색에 사용하였다. 본 명세서에서, 안티센스 올리고뉴클레오티드의 위치 10-11로서 정의된 siRNA의 절단부위뿐만 아니라, 본 명세서에서, 안티센스 올리고뉴클레오티드의 위치 2-9로 정의된 시드 영역에서의 미스 매치에, 가외의 가산점을 부여하였다. 상기 미스 매치의 상대적 가산점은 시드 미스 매치, 절단 부위 및 안티센스 위치 19까지의 기타 위치에서, 2.8; 1.2: 1이었다. 첫 번째 위치의 미스 매치는 무시하였다. 각각의 가산된 미스 매치 값을 합함으로써, 각 가닥의 특이성 점수를 계산하였다. 인간 및 시아노몰거스 원숭이의 안티센스 점수가 >= 3.0인 siRNA에 우선순위를 부여하고, 예측 효능은 >= 70% XM_005264298 전사체 녹다운이었다.

합성

고체 지지체 매개 포스포라미디트 화학을 이용하여, Mermade 192 합성기(BioAutomation)에서, 1 μmol 규모로, KHK siRNA 서열을 합성하였다. 고체 지지체는 일반적 고체 지지체(AM biochemical)이거나 또는 커스텀 GalNAc 리간드가 부하된 조절 기공 유리이다. 보조 합성 시약, 2'-F 및 2'-O-메틸 RNA 및 데옥시 포스포라미디트는 Thermo-Fisher(Milwaukee, WI) 및 Hongene(China)으로부터 입수하였다. 2'-F, 2'-O-메틸, RNA, DNA 및 다른 변형된 뉴클레오시드를 해당 포스포라미디트를 이용하여, 서열 내로 도입시켰다. 3' GalNAc 컨쥬게이트 단일 가닥의 합성을 GalNAc 변형 CPG 지지체에서 수행하였다. 안티센스 단일 가닥의 합성에, 커스텀 CPG 일반 고체 지지체를 사용하였다. 활성화제로서, 5-에틸티오-1H-테트라졸(ETT)(아세토니트릴 중 0.6 M)을 이용한 모든 포스포라미디트(100 mM/아세토니트릴)의 커플링 시간은 5분이었다. 무수 아세토니트릴/피리딘(1:1 v/v) 중의 3-((디메틸아미노-메틸리덴) 아미노)-3H-1,2,4-디티아졸-3-티온(DDTT, Chemgenes(미국 메사추세츠 윌밍톤)로부터 입수)의 50 mM 용액을 사용하여, 포스포로티오에이트 결합을 생성시켰다. 산화 반응 시간은 3분이었다. 모든 서열은 DMT 기를 최종 제거하여, 합성하였다("DMT off").

고체 상 합성 종료시, 올리고리보뉴클레오티드를 고체 지지체로부터 절단한 후, 60℃에서 20분 동안, 밀봉된 96 깊은 웰 플레이트에서, 200 μL 수성 메틸아민 시약을 사용하여, 탈보호시켰다. tert-부틸 디메틸 실릴(TBDMS) 기에 의해 보호된 2' 리보 잔기(2'-OH)를 포함하는 서열에서, TEA.3HF(트리에틸아민 트리하이드로 플루오라이드) 시약을 사용하여, 두 번째 탈보호 단계를 수행하였다. 메틸아민 탈보호 용액에, 200 μL의 디메틸 설폭사이드(DMSO) 및 300 μl의 TEA.3HF 시약을 첨가한 후, 용액을 60℃에서 추가의 20분 동안 인큐베이션하였다. 절단 및 탈보호 단계의 마지막에, 합성 플레이트를 실온이 되도록 한 후, 1mL의 아세토니트릴:에탄올 혼합물(9:1)을 첨가함으로써, 침전시켰다. 플레이트를 -80℃에서 2시간 동안, 냉각시킨 후, 상청액을 다중 채널 피펫의 지원에 의해, 조심스럽게 분리하였다. 올리고뉴클레오티드 펠렛을 20 mM NaOAc 완충액 중에 재현탁시킨 후, A905 자동 샘플기 및 Frac 950 분획 수집기가 장착된 AKTA 정화 시스템에서, 5 mL HiTrap 크기 배제 칼럼(GE Healthcare)을 이용하여, 탈염시켰다. 탈염된 샘플을 96 웰 플레이트에 수집하였다. 각 서열의 샘플을 정량화를 위해, 동일성 UV(260 nm)을 확인하기 위해, LC-MS에 의해, 분석한 후, 순도 측정을 위해, IEX 크로마토그래피에 의해, 샘플 세트를 선택하였다.

Tecan 액체 핸들링 로봇에서, KHK 단일 가닥의 어닐링을 수행하였다. 센스 및 안티센스 단일 가닥의 등몰 혼합물을 조합하여, 96 웰 플레이트에서, 어닐링시켰다. 상보성 단일 가닥의 조합 후, 96 웰 플레이트를 단단히 밀봉하고, 100℃에서 10분 동안 오븐에서, 가열한 후, 2 내지 3시간 동안, 서서히 실온이 되도록 하였다. 각각의 듀플렉스의 농도를 1X PBS에서, 10 uM로 정규화한 다음, 시험관 내 스크리닝 분석에 배치하였다.

세포 배양 및 형질감염

384-웰 플레이트에 웰당 5 μl의 siRNA 듀플렉스에 웰당 4.9 μl의 Opti-MEM + 0.1 μl의 Lipofectamine RNAiMax(Invitrogen, Carlsbad CA. cat # 13778-150)를 첨가함으로써, Hep3B 세포를 형질감염시키고, 15분 동안 실온에서 인큐베이션하였다. 그 후, 약 5 x10³ 세포를 포함하는 40 μl의 DMEM을 siRNA 혼합물에 첨가하였다. RNA 정제 과정 전에, 세포를 24시간 동안 인큐베이션하였다. 단일 투여 실험을 10 nM 및 0.1 nM 최종 듀플렉스 농도에서 수행한 후, 투여 반응 실험을 8, 6-배 희석에서, 10 nM 내지 36 fM 최종 듀플렉스 농도의 투여 범위에서, 실시하였다.

DYNABEADS mRNA 단리 키트를 이용한 전체 RNA의 단리

DYNABEAD를 이용한 BioTek-EL406 플랫폼(Invitrogen, cat#61012)에서, 자동 프로토콜을 이용하여, RNA를 단리하였다. 요약하면, 3 μl의 자석 구슬을 포함하는 25 μl의 용해 완충액 및 50 μl의 용해/결합 완충액을 세포 플레이트에 첨가하였다. 플레이트를 실온에서 10분 동안 전자기식 진탕기에서 인큐베이션한 다음, 자석 구슬을 포획한 후, 상청액을 제거하였다. 그 후, 구슬-결합 RNA를 150 μl의 세척 완충액 A로 2회 세척하고, 세척 완충액 B로 1회 세척하였다. 그 후, 구슬을 150 μl의 용출 완충액으로 세척한 후, 재포획하고, 상청액을 제거하였다.

ABI High capacity cDNA 역전사 키트(Applied Biosystems, Foster City, CA, Cat #4368813)를 이용한 cDNA 합성

반응당 1 μl의 10X 완충액, 0.4 μl의 25X dNTP, 1 μl의 10x 랜덤 프라이머, 0.5 μl의 역전사 효소, 0.5 μl의 RNase 억제제 및 6.6 μl의 H2O를 포함하는 10 μl의 마스터 믹스를 상기에서 단리된 RNADP에 첨가하였다. 플레이트를 밀봉하고, 혼합한 후, 실온에서 10분 동안 전자기식 진탕기에서 인큐베이션한 다음, 2시간 동안 37℃에서 인큐베이션하였다. 그 후, 플레이트를 81℃에서 8분 동안 인큐베이션하였다.

실시간 PCR

384 웰 플레이트(Roche cat # 04887301001)에, 웰당 0.5 μl의 GAPDH TaqMan Probe(Hs99999905), 0.5 μl의 KHK probe(Hs00240827_m1) 및 5 μl의 Lightcycler 480 프로브 마스터 믹스(Roche Cat # 04887301001)를 포함하는 마스터 믹스에 2 μl의 cDNA를 첨가하였다. 실시간 PCR을 △△Ct(RQ) 분석을 이용하여, LightCycler480 실시간 PCR 시스템(Roche)에서 실시하였다. 각각의 듀플렉스를 4종의 독립적 형질감염에서 시험하였다.

상대적 배수 변화를 계산하기 위해, △△Ct 방법을 이용하여, 실시간 데이터를 분석한 후, 모의 형질감염 세포 또는 10 nM AD-1955로 형질감염된 세포를 이용하여 수행된 분석으로 정규화하였다. XLFit를 이용한 4개의 파라미터 피트 모델을 이용하여, IC₅₀을 계산한 후, 나이브 세포(naive cell) 또는 AD-1955로 형질감염된 세포로 정규화하였다.

KHK 센스 및 안티센스 가닥 서열의 상세 목록이 표 6 및 7에 제시된다.

단일 투여 스크린의 결과는 표 8에서 제공된다. 데이터는 AD-1955에 대한 잔존 퍼센트 메시지(percent message)로서 표시하였다.

표 9는 소정의 iRNA에 의해 형질감염된 Hep3B 세포에서, 하위 세트 물질의 투여 반응을 제시한다. 소정의 IC₅₀ 값은 미처리 세포에 대한 IC₅₀ 값을 나타낸다.

[표 6]

KHK 비변형 서열

[표 7]

KHK 변형 서열

[표 8]

Hep3b의 KHK 단일 투여 스크린

[표 9]

Hep3b의 KHK 투여 반응 스크린

균등물

당업자는 단지 통상적인 실험을 이용하여 본 명세서에서 기술되는 특정의 구현예 및 방법에 대한 다수의 균등물을 인식하거나 또는 이를 확인할 수 있을 것이다. 이러한 균등물은 하기 특허청구범위의 범위에 포함되는 것으로 의도된다.

<110> ALNYLAM PHARMACEUTICALS, INC. <120> KETOHEXOKINASE (KHK) IRNA COMPOSITIONS AND METHODS OF USE THEREOF <130> 121301-01220 <140> PCT/US2015/015367 <141> 2015-02-11 <150> 61/938,567 <151> 2014-02-11 <160> 326 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 2433 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 1 ggggcggggc cgccgcgacc gcgggcttca ggcagggctg cagatgcgag gcccagctgt 60 acctcgcgtg tcccgggtcg ggagtcggag acgcaggtgc aggagagtgc ggggcaagta 120 gcgcattttc tctttgcatt ctcgagatcg cttagccgcg ctttaaaaag gtttgcatca 180 gctgtgagtc catctgacaa gcgaggaaac taaggctgag aagtgggagg cgttgccatc 240 tgcaggccca ggcaacctgc tacgggaaga ccggggacca agacctctgg gttggctttc 300 ctagacccgc tcgggtcttc gggtgtcgcg aggaagggcc ctgctccttt cgttccctgc 360 acccctggcc gctgcaggtg gctccctgga ggaggagctc ccacgcggag gaggagccag 420 ggcagctggg agcggggaca ccatcctcct ggataagagg cagaggccgg gaggaacccc 480 gtcagccggg cgggcaggaa gctctgggag tagcctcatg gaagagaagc agatcctgtg 540 cgtggggcta gtggtgctgg acgtcatcag cctggtggac aagtacccta aggaggactc 600 ggagataagg tgtttgtccc agagatggca gcgcggaggc aacgcgtcca actcctgcac 660 cgttctctcc ctgctcggag ccccctgtgc cttcatgggc tcaatggctc ctggccatgt 720 tgctgacttc ctggtggccg acttcaggcg gcggggcgtg gacgtgtctc aggtggcctg 780 gcagagcaag ggggacaccc ccagctcctg ctgcatcatc aacaactcca atggcaaccg 840 taccattgtg ctccatgaca cgagcctgcc agatgtgtct gctacagact ttgagaaggt 900 tgatctgacc cagttcaagt ggatccacat tgagggccgg aacgcatcgg agcaggtgaa 960 gatgctgcag cggatagacg cacacaacac caggcagcct ccagagcaga agatccgggt 1020 gtccgtggag gtggagaagc cacgagagga gctcttccag ctgtttggct acggagacgt 1080 ggtgtttgtc agcaaagatg tggccaagca cttggggttc cagtcagcag aggaagcctt 1140 gaggggcttg tatggtcgtg tgaggaaagg ggctgtgctt gtctgtgcct gggctgagga 1200 gggcgccgac gccctgggcc ctgatggcaa attgctccac tcggatgctt tcccgccacc 1260 ccgcgtggtg gatacactgg gagctggaga caccttcaat gcctccgtca tcttcagcct 1320 ctcccagggg aggagcgtgc aggaagcact gagattcggg tgccaggtgg ccggcaagaa 1380 gtgtggcctg cagggctttg atggcatcgt gtgagagcag gtgccggctc ctcacacacc 1440 atggagacta ccattgcggc tgcatcgcct tctcccctcc atccagcctg gcgtccaggt 1500 tgccctgttc aggggacaga tgcaagctgt ggggaggact ctgcctgtgt cctgtgttcc 1560 ccacagggag aggctctggg gggatggctg ggggatgcag agcctcagag caaataaatc 1620 ttcctcagag ccagcttctc ctctcaatgt ctgaactgct ctggctgggc attcctgagg 1680 ctctgactct tcgatcctcc ctctttgtgt ccattcccca aattaacctc tccgcccagg 1740 cccagaggag gggctgcctg ggctagagca gcgagaagtg ccctgggctt gccaccagct 1800 ctgccctggc tggggaggac actcggtgcc ccacacccag tgaacctgcc aaagaaaccg 1860 tgagagctct tcggggccct gcgttgtgca gactctattc ccacagctca gaagctggga 1920 gtccacaccg ctgagctgaa ctgacaggcc agtggggggc aggggtgcgc ctcctctgcc 1980 ctgcccacca gcctgtgatt tgatggggtc ttcattgtcc agaaatacct cctcccgctg 2040 actgccccag agcctgaaag tctcaccctt ggagcccacc ttggaattaa gggcgtgcct 2100 cagccacaaa tgtgacccag gatacagagt gttgctgtcc tcagggaggt ccgatctgga 2160 acacatattg gaattggggc caactccaat atagggtggg taaggcctta taatgtaaag 2220 agcatataat gtaaagggct ttagagtgag acagacctgg attcaaatct gccatttaat 2280 tagctgcata tcaccttagg gtacagcact taacgcaatc tgcctcaatt tcttcatctg 2340 tcaaatggaa ccaattctgc ttggctacag aattattgtg aggataaaat catatataaa 2400 atgcccagca tgatgaaaaa aaaaaaaaaa aaa 2433 <210> 2 <211> 2433 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 2 tttttttttt ttttttttca tcatgctggg cattttatat atgattttat cctcacaata 60 attctgtagc caagcagaat tggttccatt tgacagatga agaaattgag gcagattgcg 120 ttaagtgctg taccctaagg tgatatgcag ctaattaaat ggcagatttg aatccaggtc 180 tgtctcactc taaagccctt tacattatat gctctttaca ttataaggcc ttacccaccc 240 tatattggag ttggccccaa ttccaatatg tgttccagat cggacctccc tgaggacagc 300 aacactctgt atcctgggtc acatttgtgg ctgaggcacg cccttaattc caaggtgggc 360 tccaagggtg agactttcag gctctggggc agtcagcggg aggaggtatt tctggacaat 420 gaagacccca tcaaatcaca ggctggtggg cagggcagag gaggcgcacc cctgcccccc 480 actggcctgt cagttcagct cagcggtgtg gactcccagc ttctgagctg tgggaataga 540 gtctgcacaa cgcagggccc cgaagagctc tcacggtttc tttggcaggt tcactgggtg 600 tggggcaccg agtgtcctcc ccagccaggg cagagctggt ggcaagccca gggcacttct 660 cgctgctcta gcccaggcag cccctcctct gggcctgggc ggagaggtta atttggggaa 720 tggacacaaa gagggaggat cgaagagtca gagcctcagg aatgcccagc cagagcagtt 780 cagacattga gaggagaagc tggctctgag gaagatttat ttgctctgag gctctgcatc 840 ccccagccat ccccccagag cctctccctg tggggaacac aggacacagg cagagtcctc 900 cccacagctt gcatctgtcc cctgaacagg gcaacctgga cgccaggctg gatggagggg 960 agaaggcgat gcagccgcaa tggtagtctc catggtgtgt gaggagccgg cacctgctct 1020 cacacgatgc catcaaagcc ctgcaggcca cacttcttgc cggccacctg gcacccgaat 1080 ctcagtgctt cctgcacgct cctcccctgg gagaggctga agatgacgga ggcattgaag 1140 gtgtctccag ctcccagtgt atccaccacg cggggtggcg ggaaagcatc cgagtggagc 1200 aatttgccat cagggcccag ggcgtcggcg ccctcctcag cccaggcaca gacaagcaca 1260 gcccctttcc tcacacgacc atacaagccc ctcaaggctt cctctgctga ctggaacccc 1320 aagtgcttgg ccacatcttt gctgacaaac accacgtctc cgtagccaaa cagctggaag 1380 agctcctctc gtggcttctc cacctccacg gacacccgga tcttctgctc tggaggctgc 1440 ctggtgttgt gtgcgtctat ccgctgcagc atcttcacct gctccgatgc gttccggccc 1500 tcaatgtgga tccacttgaa ctgggtcaga tcaaccttct caaagtctgt agcagacaca 1560 tctggcaggc tcgtgtcatg gagcacaatg gtacggttgc cattggagtt gttgatgatg 1620 cagcaggagc tgggggtgtc ccccttgctc tgccaggcca cctgagacac gtccacgccc 1680 cgccgcctga agtcggccac caggaagtca gcaacatggc caggagccat tgagcccatg 1740 aaggcacagg gggctccgag cagggagaga acggtgcagg agttggacgc gttgcctccg 1800 cgctgccatc tctgggacaa acaccttatc tccgagtcct ccttagggta cttgtccacc 1860 aggctgatga cgtccagcac cactagcccc acgcacagga tctgcttctc ttccatgagg 1920 ctactcccag agcttcctgc ccgcccggct gacggggttc ctcccggcct ctgcctctta 1980 tccaggagga tggtgtcccc gctcccagct gccctggctc ctcctccgcg tgggagctcc 2040 tcctccaggg agccacctgc agcggccagg ggtgcaggga acgaaaggag cagggccctt 2100 cctcgcgaca cccgaagacc cgagcgggtc taggaaagcc aacccagagg tcttggtccc 2160 cggtcttccc gtagcaggtt gcctgggcct gcagatggca acgcctccca cttctcagcc 2220 ttagtttcct cgcttgtcag atggactcac agctgatgca aaccttttta aagcgcggct 2280 aagcgatctc gagaatgcaa agagaaaatg cgctacttgc cccgcactct cctgcacctg 2340 cgtctccgac tcccgacccg ggacacgcga ggtacagctg ggcctcgcat ctgcagccct 2400 gcctgaagcc cgcggtcgcg gcggccccgc ccc 2433 <210> 3 <211> 2433 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 3 ggggcggggc cgccgcgacc gcgggcttca ggcagggctg cagatgcgag gcccagctgt 60 acctcgcgtg tcccgggtcg ggagtcggag acgcaggtgc aggagagtgc ggggcaagta 120 gcgcattttc tctttgcatt ctcgagatcg cttagccgcg ctttaaaaag gtttgcatca 180 gctgtgagtc catctgacaa gcgaggaaac taaggctgag aagtgggagg cgttgccatc 240 tgcaggccca ggcaacctgc tacgggaaga ccggggacca agacctctgg gttggctttc 300 ctagacccgc tcgggtcttc gggtgtcgcg aggaagggcc ctgctccttt cgttccctgc 360 acccctggcc gctgcaggtg gctccctgga ggaggagctc ccacgcggag gaggagccag 420 ggcagctggg agcggggaca ccatcctcct ggataagagg cagaggccgg gaggaacccc 480 gtcagccggg cgggcaggaa gctctgggag tagcctcatg gaagagaagc agatcctgtg 540 cgtggggcta gtggtgctgg acgtcatcag cctggtggac aagtacccta aggaggactc 600 ggagataagg tgtttgtccc agagatggca gcgcggaggc aacgcgtcca actcctgcac 660 cgttctctcc ctgctcggag ccccctgtgc cttcatgggc tcaatggctc ctggccatgt 720 tgctgatttt gtcctggatg acctccgccg ctattctgtg gacctacgct acacagtctt 780 tcagaccaca ggctccgtcc ccatcgccac ggtcatcatc aacgaggcca gtggtagccg 840 caccatccta tactatgaca ggagcctgcc agatgtgtct gctacagact ttgagaaggt 900 tgatctgacc cagttcaagt ggatccacat tgagggccgg aacgcatcgg agcaggtgaa 960 gatgctgcag cggatagacg cacacaacac caggcagcct ccagagcaga agatccgggt 1020 gtccgtggag gtggagaagc cacgagagga gctcttccag ctgtttggct acggagacgt 1080 ggtgtttgtc agcaaagatg tggccaagca cttggggttc cagtcagcag aggaagcctt 1140 gaggggcttg tatggtcgtg tgaggaaagg ggctgtgctt gtctgtgcct gggctgagga 1200 gggcgccgac gccctgggcc ctgatggcaa attgctccac tcggatgctt tcccgccacc 1260 ccgcgtggtg gatacactgg gagctggaga caccttcaat gcctccgtca tcttcagcct 1320 ctcccagggg aggagcgtgc aggaagcact gagattcggg tgccaggtgg ccggcaagaa 1380 gtgtggcctg cagggctttg atggcatcgt gtgagagcag gtgccggctc ctcacacacc 1440 atggagacta ccattgcggc tgcatcgcct tctcccctcc atccagcctg gcgtccaggt 1500 tgccctgttc aggggacaga tgcaagctgt ggggaggact ctgcctgtgt cctgtgttcc 1560 ccacagggag aggctctggg gggatggctg ggggatgcag agcctcagag caaataaatc 1620 ttcctcagag ccagcttctc ctctcaatgt ctgaactgct ctggctgggc attcctgagg 1680 ctctgactct tcgatcctcc ctctttgtgt ccattcccca aattaacctc tccgcccagg 1740 cccagaggag gggctgcctg ggctagagca gcgagaagtg ccctgggctt gccaccagct 1800 ctgccctggc tggggaggac actcggtgcc ccacacccag tgaacctgcc aaagaaaccg 1860 tgagagctct tcggggccct gcgttgtgca gactctattc ccacagctca gaagctggga 1920 gtccacaccg ctgagctgaa ctgacaggcc agtggggggc aggggtgcgc ctcctctgcc 1980 ctgcccacca gcctgtgatt tgatggggtc ttcattgtcc agaaatacct cctcccgctg 2040 actgccccag agcctgaaag tctcaccctt ggagcccacc ttggaattaa gggcgtgcct 2100 cagccacaaa tgtgacccag gatacagagt gttgctgtcc tcagggaggt ccgatctgga 2160 acacatattg gaattggggc caactccaat atagggtggg taaggcctta taatgtaaag 2220 agcatataat gtaaagggct ttagagtgag acagacctgg attcaaatct gccatttaat 2280 tagctgcata tcaccttagg gtacagcact taacgcaatc tgcctcaatt tcttcatctg 2340 tcaaatggaa ccaattctgc ttggctacag aattattgtg aggataaaat catatataaa 2400 atgcccagca tgatgaaaaa aaaaaaaaaa aaa 2433 <210> 4 <211> 2433 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 4 tttttttttt ttttttttca tcatgctggg cattttatat atgattttat cctcacaata 60 attctgtagc caagcagaat tggttccatt tgacagatga agaaattgag gcagattgcg 120 ttaagtgctg taccctaagg tgatatgcag ctaattaaat ggcagatttg aatccaggtc 180 tgtctcactc taaagccctt tacattatat gctctttaca ttataaggcc ttacccaccc 240 tatattggag ttggccccaa ttccaatatg tgttccagat cggacctccc tgaggacagc 300 aacactctgt atcctgggtc acatttgtgg ctgaggcacg cccttaattc caaggtgggc 360 tccaagggtg agactttcag gctctggggc agtcagcggg aggaggtatt tctggacaat 420 gaagacccca tcaaatcaca ggctggtggg cagggcagag gaggcgcacc cctgcccccc 480 actggcctgt cagttcagct cagcggtgtg gactcccagc ttctgagctg tgggaataga 540 gtctgcacaa cgcagggccc cgaagagctc tcacggtttc tttggcaggt tcactgggtg 600 tggggcaccg agtgtcctcc ccagccaggg cagagctggt ggcaagccca gggcacttct 660 cgctgctcta gcccaggcag cccctcctct gggcctgggc ggagaggtta atttggggaa 720 tggacacaaa gagggaggat cgaagagtca gagcctcagg aatgcccagc cagagcagtt 780 cagacattga gaggagaagc tggctctgag gaagatttat ttgctctgag gctctgcatc 840 ccccagccat ccccccagag cctctccctg tggggaacac aggacacagg cagagtcctc 900 cccacagctt gcatctgtcc cctgaacagg gcaacctgga cgccaggctg gatggagggg 960 agaaggcgat gcagccgcaa tggtagtctc catggtgtgt gaggagccgg cacctgctct 1020 cacacgatgc catcaaagcc ctgcaggcca cacttcttgc cggccacctg gcacccgaat 1080 ctcagtgctt cctgcacgct cctcccctgg gagaggctga agatgacgga ggcattgaag 1140 gtgtctccag ctcccagtgt atccaccacg cggggtggcg ggaaagcatc cgagtggagc 1200 aatttgccat cagggcccag ggcgtcggcg ccctcctcag cccaggcaca gacaagcaca 1260 gcccctttcc tcacacgacc atacaagccc ctcaaggctt cctctgctga ctggaacccc 1320 aagtgcttgg ccacatcttt gctgacaaac accacgtctc cgtagccaaa cagctggaag 1380 agctcctctc gtggcttctc cacctccacg gacacccgga tcttctgctc tggaggctgc 1440 ctggtgttgt gtgcgtctat ccgctgcagc atcttcacct gctccgatgc gttccggccc 1500 tcaatgtgga tccacttgaa ctgggtcaga tcaaccttct caaagtctgt agcagacaca 1560 tctggcaggc tcctgtcata gtataggatg gtgcggctac cactggcctc gttgatgatg 1620 accgtggcga tggggacgga gcctgtggtc tgaaagactg tgtagcgtag gtccacagaa 1680 tagcggcgga ggtcatccag gacaaaatca gcaacatggc caggagccat tgagcccatg 1740 aaggcacagg gggctccgag cagggagaga acggtgcagg agttggacgc gttgcctccg 1800 cgctgccatc tctgggacaa acaccttatc tccgagtcct ccttagggta cttgtccacc 1860 aggctgatga cgtccagcac cactagcccc acgcacagga tctgcttctc ttccatgagg 1920 ctactcccag agcttcctgc ccgcccggct gacggggttc ctcccggcct ctgcctctta 1980 tccaggagga tggtgtcccc gctcccagct gccctggctc ctcctccgcg tgggagctcc 2040 tcctccaggg agccacctgc agcggccagg ggtgcaggga acgaaaggag cagggccctt 2100 cctcgcgaca cccgaagacc cgagcgggtc taggaaagcc aacccagagg tcttggtccc 2160 cggtcttccc gtagcaggtt gcctgggcct gcagatggca acgcctccca cttctcagcc 2220 ttagtttcct cgcttgtcag atggactcac agctgatgca aaccttttta aagcgcggct 2280 aagcgatctc gagaatgcaa agagaaaatg cgctacttgc cccgcactct cctgcacctg 2340 cgtctccgac tcccgacccg ggacacgcga ggtacagctg ggcctcgcat ctgcagccct 2400 gcctgaagcc cgcggtcgcg gcggccccgc ccc 2433 <210> 5 <211> 2146 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 5 accgcgggct tcaggcaggg ctgcagatgc gaggcccagc tgtacctcgc gtgtcccggg 60 tcgggagtcg gagacgcagg tgcaggagag tgcggggcaa gtagcgcatt ttctctttgc 120 attctcgaga tcgcttagcc gcgctttaaa aaggtttgca tcagctgtga gtccatctga 180 caagcgagga aactaaggct gagaagtggg aggcgttgcc atctgcaggc ccaggcaacc 240 tgctacggga agaccgggga ccaagacctc tgggttggct ttcctagacc cgctcgggtc 300 ttcgggtgtc gcgaggaagg gccctgctcc tttcgttccc tgcacccctg gccgctgcag 360 gtggctccct ggaggaggag ctcccacgcg gaggaggagc cagggcagct gggagcgggg 420 acaccatcct cctggataag aggcagaggc cgggaggaac cccgtcagcc gggcgggcag 480 gaagctctgg gagtagcctc atggaagaga agcagatcct gtgcgtgggg ctagtggtgc 540 tggacgtcat cagcctggtg gacaagtacc ctaaggagga ctcggagata aggagcctgc 600 cagatgtgtc tgctacagac tttgagaagg ttgatctgac ccagttcaag tggatccaca 660 ttgagggccg gaacgcatcg gagcaggtga agatgctgca gcggatagac gcacacaaca 720 ccaggcagcc tccagagcag aagatccggg tgtccgtgga ggtggagaag ccacgagagg 780 agctcttcca gctgtttggc tacggagacg tggtgtttgt cagcaaagat gtggccaagc 840 acttggggtt ccagtcagca gaggaagcct tgaggggctt gtatggtcgt gtgaggaaag 900 gggctgtgct tgtctgtgcc tgggctgagg agggcgccga cgccctgggc cctgatggca 960 aattgctcca ctcggatgct ttcccgccac cccgcgtggt ggatacactg ggagctggag 1020 acaccttcaa tgcctccgtc atcttcagcc tctcccaggg gaggagcgtg caggaagcac 1080 tgagattcgg gtgccaggtg gccggcaaga agtgtggcct gcagggcttt gatggcatcg 1140 tgtgagagca ggtgccggct cctcacacac catggagact accattgcgg ctgcatcgcc 1200 ttctcccctc catccagcct ggcgtccagg ttgccctgtt caggggacag atgcaagctg 1260 tggggaggac tctgcctgtg tcctgtgttc cccacaggga gaggctctgg ggggatggct 1320 gggggatgca gagcctcaga gcaaataaat cttcctcaga gccagcttct cctctcaatg 1380 tctgaactgc tctggctggg cattcctgag gctctgactc ttcgatcctc cctctttgtg 1440 tccattcccc aaattaacct ctccgcccag gcccagagga ggggctgcct gggctagagc 1500 agcgagaagt gccctgggct tgccaccagc tctgccctgg ctggggagga cactcggtgc 1560 cccacaccca gtgaacctgc caaagaaacc gtgagagctc ttcggggccc tgcgttgtgc 1620 agactctatt cccacagctc agaagctggg agtccacacc gctgagctga actgacaggc 1680 cagtgggggg caggggtgcg cctcctctgc cctgcccacc agcctgtgat ttgatggggt 1740 cttcattgtc cagaaatacc tcctcccgct gactgcccca gagcctgaaa gtctcaccct 1800 tggagcccac cttggaatta agggcgtgcc tcagccacaa atgtgaccca ggatacagag 1860 tgttgctgtc ctcagggagg tccgatctgg aacacatatt ggaattgggg ccaactccaa 1920 tatagggtgg gtaaggcctt ataatgtaaa gagcatataa tgtaaagggc tttagagtga 1980 gacagacctg gattaaaatc tgccatttaa ttagctgcat atcaccttag ggtacagcac 2040 ttaacgcaat ctgcctcaat ttcttcatct gtcaaatgga accaattctg cttggctaca 2100 gaattattgt gaggataaaa tcatatataa aatgcccagc atgatg 2146 <210> 6 <211> 2146 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 6 catcatgctg ggcattttat atatgatttt atcctcacaa taattctgta gccaagcaga 60 attggttcca tttgacagat gaagaaattg aggcagattg cgttaagtgc tgtaccctaa 120 ggtgatatgc agctaattaa atggcagatt ttaatccagg tctgtctcac tctaaagccc 180 tttacattat atgctcttta cattataagg ccttacccac cctatattgg agttggcccc 240 aattccaata tgtgttccag atcggacctc cctgaggaca gcaacactct gtatcctggg 300 tcacatttgt ggctgaggca cgcccttaat tccaaggtgg gctccaaggg tgagactttc 360 aggctctggg gcagtcagcg ggaggaggta tttctggaca atgaagaccc catcaaatca 420 caggctggtg ggcagggcag aggaggcgca cccctgcccc ccactggcct gtcagttcag 480 ctcagcggtg tggactccca gcttctgagc tgtgggaata gagtctgcac aacgcagggc 540 cccgaagagc tctcacggtt tctttggcag gttcactggg tgtggggcac cgagtgtcct 600 ccccagccag ggcagagctg gtggcaagcc cagggcactt ctcgctgctc tagcccaggc 660 agcccctcct ctgggcctgg gcggagaggt taatttgggg aatggacaca aagagggagg 720 atcgaagagt cagagcctca ggaatgccca gccagagcag ttcagacatt gagaggagaa 780 gctggctctg aggaagattt atttgctctg aggctctgca tcccccagcc atccccccag 840 agcctctccc tgtggggaac acaggacaca ggcagagtcc tccccacagc ttgcatctgt 900 cccctgaaca gggcaacctg gacgccaggc tggatggagg ggagaaggcg atgcagccgc 960 aatggtagtc tccatggtgt gtgaggagcc ggcacctgct ctcacacgat gccatcaaag 1020 ccctgcaggc cacacttctt gccggccacc tggcacccga atctcagtgc ttcctgcacg 1080 ctcctcccct gggagaggct gaagatgacg gaggcattga aggtgtctcc agctcccagt 1140 gtatccacca cgcggggtgg cgggaaagca tccgagtgga 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Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 120 gaagaugcug cagcggauag a 21 <210> 121 <211> 21 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <221> source <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 121 ugaagaugcu gcagcggaua a 21 <210> 122 <211> 23 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <221> source <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 122 uauccgcugc agcaucuuca ccu 23 <210> 123 <211> 23 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <221> source <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 123 ucuauccgcu gcagcaucuu cac 23 <210> 124 <211> 23 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <221> source <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 124 uuauccgcug cagcaucuuc acc 23 <210> 125 <211> 21 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <221> source <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic oligonucleotide" <400> 125 aucaaugugg 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Claims

케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제하기 위한 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 이중가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하고, 상기 센스 가닥이 서열번호 1, 서열번호 3 또는 서열번호 5의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15 개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고, 또한 상기 안티센스 가닥이 서열번호 2, 서열번호 4 또는 서열번호 6의 뉴클레오티드 서열과 3 개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15 개의 인접 뉴클레오티드를 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제하기 위한 이중 가닥의 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 이중가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하고, 상기 안티센스 가닥이 표 3, 4, 5, 6 및 7 중 어느 하나에 나열된 안티센스 서열 중 어느 하나와 3 개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15 개의 인접 뉴클레오티드를 포함하는 상보성 영역을 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제2항에 있어서, 상기 센스 및 안티센스 가닥이 AD-63851, AD-63820, AD-63853, AD-63839, AD-63854, AD-63855, 및 AD-63886로 이루어진 군으로부터 선택된 서열, 및 표 3, 4, 5, 6 및 7 중 어느 하나에 기술된 서열 중 어느 하나를 포함하는 dsRNA.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이중가닥 RNAi 제제가 적어도 하나의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제4항에 있어서, 상기 변형된 뉴클레오티드가 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 5'-포스포로티오에이트기를 포함하는 뉴클레오티드, 데옥시-뉴클레오티드, 3'-말단 데옥시-티미딘(dT) 뉴클레오티드, 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 2'-플루오로-변형된 뉴클레오티드, 2'-데옥시-2'-변형된 뉴클레오티드, 콜레스테릴 유도체 또는 도데칸산비스데실아미드기에 결합된 말단 뉴클레오티드, 2'-데옥시-플루오로 변형된 뉴클레오티드, 잠금 뉴클레오티드, 잠금 해제 뉴클레오티드, 입체구조 형태로 제한된 뉴클레오티드, 구속된 에틸 뉴클레오티드, 탈염기 뉴클레오티드, 2'-아미노-변형된 뉴클레오티드, 2'-O-알릴 변형된 뉴클레오티드, 2'-C-알킬 변형된 뉴클레오티드, 2'-히드록실-변형된 뉴클레오티드, 2'-메톡시에틸 변형된 뉴클레오티드, 2'-O-알킬 변형된 뉴클레오티드, 모르폴리노 뉴클레오티드, 포스포라미데이트, 비천연 염기 포함 뉴클레오티드, 테트라하이드로피란 변형된 뉴클레오티드, 1,5-안하이드로헥시톨 변형된 뉴클레오티드, 시클로헥세닐 변형된 뉴클레오티드, 포스포로티오에이트기를 포함하는 뉴클레오티드, 메틸포스포네이트기를 포함하는 뉴클레오티드, 5'-포스페이트를 포함하는 뉴클레오티드, 및 5'-포스페이트 모방체를 포함하는 뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택되는 dsRNA.
제5항에 있어서, 상기 변형된 뉴클레오티드의 적어도 하나는 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 5'-포스포로티오에이트기를 포함하는 뉴클레오티드, 및 콜레스테릴 유도체 또는 도데카노산 비스데실아미드기에 연결된 말단 뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택되는 dsRNA.
케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제하기 위한 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥의 RNAi 제제가 이중가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하고, 상기 센스 가닥이 서열번호 1, 서열번호 3 또는 서열번호 5의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고, 또한 상기 안티센스 가닥이 서열번호 2, 서열번호 4 또는 서열번호 6의 뉴클레오티드 서열과 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15 개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고,
상기 센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부 및 상기 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부가 변형된 뉴클레오티드이며, 또한
상기 센스 가닥이 3'-말단에서 부착된 리간드에 컨쥬케이트되는, 이중가닥 RNAi 제제.
제7항에 있어서, 상기 센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부 및 상기 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부가 변형된 뉴클레오티드인, 이중가닥 RNAi 제제.
제7항에 있어서, 상기 센스 가닥 및 안티센스 가닥이 표 3, 4 및 5 중 어느 하나에 나열된 안티센스 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하는 상보성 영역을 포함하는, 이중가닥RNAi 제제.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형된 뉴클레오티드가 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 5'-포스포로티오에이트기를 포함하는 뉴클레오티드, 데옥시-뉴클레오티드, 3'-말단 데옥시-티미딘(dT)뉴클레오티드, 2'-O-메틸 변형된 뉴클레오티드, 2'-플루오로-변형된 뉴클레오티드, 2'-데옥시-변형된 뉴클레오티드, 콜레스테릴 유도체 또는 도데칸산비스데실아미드기에 연결된 말단 뉴클레오티드, 2'-데옥시-2'-플루오로 변형된 뉴클레오티드, 잠금 뉴클레오티드, 입체구조 형태로 제한된 뉴클레오티드, 구속된 에틸 뉴클레오티드, 탈염기 뉴클레오티드, 2'-아미노-변형된 뉴클레오티드, 2'-O-알릴 변형된 뉴클레오티드, 2'-C-알킬 변형된 뉴클레오티드, 2'-히드록시-변형된 뉴클레오티드, 2'-메톡시에틸 변형된 뉴클레오티드, 2'-O-알킬 변형된 뉴클레오티드, 모르폴리노 뉴클레오티드, 포스포라미데이트, 비천연 염기 포함 뉴클레오티드, 테트라하이드로피란 변형된 뉴클레오티드, 1,5-안하이드로헥시톨 변형된 뉴클레오티드, 시클로헥세닐 변형된 뉴클레오티드, 포스포로티오에이트기를 포함하는 뉴클레오티드, 메틸포스포네이트를 포함하는 뉴클레오티드, 5'-포스페이트를 포함하는 뉴클레오티드, 및 5'-포스페이트 모방체를 포함하는 뉴클레오티드로 이루어진 군으로부터 선택되는, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항, 제2항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가닥이 적어도 1 뉴클레오티드의 3' 오버행을 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항, 제2항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가닥이 적어도 2 뉴클레오티드의 3' 오버행을 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항 또는 제2항에 있어서, 리간드를 추가로 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항 또는 제2항의 이중가닥 RNAi 제제 및 지질 제형을 포함하는, 약제학적 조성물.
제14항에 있어서, 상기 지질 제형이 지질 나노입자(LNP)를 포함하는, 약제학적 조성물.
제15항에 있어서, 상기 지질 나노입자(LNP)가 MC3지질을 포함하는, 약제학적 조성물.
변형된 안티센스 폴리뉴클레오티드 제제를 포함하는 조성물로서, 상기 제제가 세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있으며, 또한 표 3, 4, 5, 6 및 7 중 어느 하나에 나열된 그룹으로부터 선택된 센스 서열에 상보적인 서열을 포함하며, 여기서 상기 폴리뉴클레오티드는 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이인, 조성물.
세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 이중가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중 가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되며,
센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'-(X'X'X')_k-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-(Z'Z'Z')_l-N_a'- n_q' 5' (III)
상기 식에서,
i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;
p, p', q, 및 q'은 각각 독립적으로 0 내지 6이고;
N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 25개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각 서열은 적어도 2개의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;
N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 10개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고;
n_p, n_p', n_q, 및 n_q'는, 이들 각각이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;
XXX, YYY, ZZZ, X'X'X', Y'Y'Y', 및 Z'Z'Z'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타내며;
N_b상의 변형은 Y 상의 변형과 다르며 또한 N_b'상의 변형은 Y'상의 변형과 다르고;
여기서 상기 센스 가닥은 적어도 하나의 리간드에 컨쥬게이션되는, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, i는 0이고; j는 0이고; i는 1이고; j는 1이고; i 및 j는 둘 다 0이거나; i 및 j는 둘 다 1인, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, k는 0이고; l은 0이고; k는 1이고; l은 1이고; k 및 l는 둘 다 0이거나; k 및 l은 둘 다 1인, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, XXX는 X'X'X'에 상보적이고, YYY는 Y'Y'Y'에 상보적이고 ZZZ는 Z'Z'Z'에 상보적인, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, 상기 YYY 모티프가 센스 가닥의 절단 부위에 또는 그 근처에서 발생하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, 상기 Y'Y'Y' 모티프가 5'-말단으로부터 안티센스 가닥의 11, 12 및 13 위치에서 발생하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제23항에 있어서, Y'가 2'-O-메틸인, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, 식 (III)가 하기 식 (IIIa)로 표시되는, 이중가닥 RNAi 제제:
센스: 5' n_p -N_a -Y Y Y -N_a - n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'- Y'Y'Y'- N_a'- n_q' 5' (IIIa).
제18항에 있어서, 식 (III)이 하기 식(IIIb)로 표시되고,
센스: 5' n_p -N_a -Y Y Y -N_b -Z Z Z -N_a - n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'- Y'Y'Y'-N_b'-Z'Z'Z'- N_a'- n_q' 5' (IIIb)
상기 식에서, N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내는, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, 식 (III)이 하기 식 (IIIc)로 표시되고,
센스: 5' n_p -N_a - X X -N_b -Y Y Y -N_a - n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'- X'X'X'-N_b'- Y'Y'Y'- N_a'- n_q' 5' (IIIc)
상기 식에서, N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내는, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, 식 (III)이 하기 식 (IIId)로 표시되고,
센스: 5' n_p -N_a -X X- N_b -Y Y Y -N_b -Z Z Z -N_a - n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'- X'X'X'- N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-Z'Z'Z'- N_a'- n_q' 5' (IIId)
상기 식에서, N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 2 내지 10개의 변형된 뉴클레오티드를 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내는, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항, 제2항, 제7항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이중가닥 영역이 15 내지 30개의 뉴클레오티드 쌍 길이인, 이중가닥 RNAi 제제.
제29항에 있어서, 상기 이중가닥 영역이 17 내지 23개의 뉴클레오티드 쌍 길이인, 이중가닥 RNAi 제제.
제29항에 있어서, 상기 이중가닥 영역이 17 내지 25개의 뉴클레오티드 쌍 길이인, 이중가닥 RNAi 제제.
제29항에 있어서, 상기 이중가닥 영역이 23 내지 27개의 뉴클레오티드 쌍 길이인, 이중가닥 RNAi 제제.
제29항에 있어서, 상기 이중가닥 영역이 19 내지 21개의 뉴클레오티드 쌍 길이인, 이중가닥 RNAi 제제.
제29항에 있어서, 상기 이중가닥 영역이 19 내지 23개의 뉴클레오티드 쌍 길이인, 이중가닥 RNAi 제제.
제29항에 있어서, 상기 이중가닥 영역이 21 내지 23개의 뉴클레오티드 쌍 길이인, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항, 제2항, 제7항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 가닥이 15 내지 30개의 뉴클레오티드를 갖는, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항, 제2항, 제7항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 가닥이 19 내지 30개의 뉴클레오티드를 갖는, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, 상기 뉴클레오티드 상의 변형이 LNA, CRN, cET, UNA, HNA, CeNA, 2'-메톡시에틸, 2'-O-알킬, 2'-O-알릴, 2'-C-알릴, 2'-플루오로, 2'-데옥시, 2'-하이드록시, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 이중가닥 RNAi 제제.
제38항에 있어서, 상기 뉴클레오티드상의 변형이 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형인, 이중가닥 RNAi 제제.
제7항, 제13항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리간드가 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체인, 이중가닥 RNAi 제제.
제7항, 제13항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리간드가 하기와 같은, 이중가닥 RNAi 제제:
.
제7항, 제13항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리간드가 센스 가닥의 3' 말단에 부착되는, 이중가닥 RNAi 제제.
제42항에 있어서, 상기 RNAi 제제가 다음 반응도식에서 나타낸 바와 같이 리간드에 컨쥬게이션되고,

상기 식에서, X는 O 또는 S인, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항, 제2항, 제7항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 RNAi 제제가 적어도 하나의 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합을 추가로 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제44항에 있어서, 상기 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합이 한 가닥의 3'-말단에 있는, 이중가닥 RNAi 제제.
제45항에 있어서, 상기 가닥이 안티센스 가닥인, 이중가닥 RNAi 제제.
제45항에 있어서, 상기 가닥이 센스 가닥인, 이중가닥 RNAi 제제.
제44항에 있어서, 상기 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합이 한 가닥의 5'-말단에 있는, 이중가닥 RNAi 제제.
제48항에 있어서, 상기 가닥이 안티센스 가닥인, 이중가닥 RNAi 제제.
제48항에 있어서, 상기 가닥이 센스 가닥인, 이중가닥 RNAi 제제.
제44항에 있어서, 상기 포스포로티오에이트 또는 메틸포스포네이트 인터뉴클레오티드 결합이 한 가닥의 5'- 및 3'-말단 모두에 있는, 이중가닥 RNAi 제제.
제51항에 있어서, 상기 가닥이 안티센스 가닥인, 이중가닥 RNAi 제제.
제44항에 있어서, 상기 RNAi 제제가 6 내지 8개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제53항에 있어서, 상기 안티센스 가닥이 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합 및 3'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하며, 상기 센스 가닥은 5'-말단 또는 3'-말단 중 어느 하나에서 적어도 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항, 제2항, 제7항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 듀플렉스의 안티센스 가닥의 5'-말단의 1 위치에서 염기쌍이 AU 염기쌍인, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, Y 뉴클레오티드가 2'-플루오로 변형을 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, 상기 Y'가뉴클레오티드가 2'-O-메틸 변형을 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, p'가 0을 초과하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제18항에 있어서, p'=2인, 이중가닥 RNAi 제제.
제59항에 있어서, q'=0, p=0, q=0, 및 p' 오버행 뉴클레오티드가 표적 mRNA에 상보적인, 이중가닥 RNAi 제제.
제59항에 있어서, q'=0, p=0, q=0, 및 p' 오버행 뉴클레오티드가 표적 mRNA에 비상보적인, 이중가닥 RNAi 제제.
제59항에 있어서, 상기 센스 가닥이 총 21개의 뉴클레오티드를 가지며 상기 안티센스 가닥이 총 23개의 뉴클레오티드를 갖는, 이중가닥 RNAi 제제.
제58항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 n_p'가 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 연결되는, 이중가닥 RNAi 제제.
제63항에 있어서, 모든 n_p'가 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 연결되는, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항, 제2항, 제7항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 RNAi 제제가 표 3, 4, 5, 6 및 7 중 어느 하나에 나열된 RNAi 제제의 군으로부터 선택되는, 이중가닥 RNAi 제제.
제7항 또는 제18항에 있어서, 상기 RNAi 제제가 AD-63851, AD-63820, AD-63853, AD-63839, AD-63854, AD-63855, 및 AD-63886로 이루어진 군으로부터 선택되는, 이중가닥 RNAi 제제.
케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제하기 위한 이중 가닥 RNAi제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 이중 가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하며,
여기서 상기 센스 가닥은 서열번호: 1, 서열번호3 또는 서열번호:5의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고, 상기 안티센스 가닥은 서열번호: 2, 서열번호 4 또는 서열번호: 6의 뉴클레오티드 서열과 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고,
여기서 센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부는 2'-O-메틸 변형 및 2'-플루오로 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 변형을 포함하고,
상기 센스 가닥은 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하고,
상기 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부는 2'-O-메틸 변형 및 2'-플루오로 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 변형을 포함하고,
여기서 상기 안티센스 가닥은 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합 및 3'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하며,
상기 센스 가닥은 3'-말단에서 분지형 2가 또는 3가 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체에 컨쥬게이션되는, 이중가닥 RNAi 제제.
제67항에 있어서, 상기 센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부 및 상기 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부가 변형을 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
세포 중에 KHK(케토헥소키나제)의 발현을 억제할 수 있는 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중 가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되며,
센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'-(X'X'X')_k-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-(Z'Z'Z')_l-N_a'- n_q' 5' (III)
상기 식에서,
i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;
p, p' q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;
N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 25개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각 서열은 적어도 2개의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;
N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 10개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드를 나타내고;
n_p, n_p', n_q, 및 n_q'는 이들 각각이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;
XXX, YYY, ZZZ, X'X'X', Y'Y'Y', 및 Z'Z'Z'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타내며, 여기서 상기 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고;
N_b상의 변형은 Y상의 변형과 다르며 또한 N_b'상의 변형은 Y'상의 변형과 다르고;
여기서 상기 센스 가닥은 하나 이상의 리간드에 컨쥬게이션되는, 이중가닥 RNAi 제제.
세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중 가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되며,
센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'-(X'X'X')_k-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-(Z'Z'Z')_l-N_a'- n_q' 5' (III)
상기 식에서,
i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;
n_p, n_q, 및 n_q'는 이들 각각이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, 각각 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;
p, q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;
n_p'는 0 초과이고 적어도 하나의 n_p'는 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 연결되고;
N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 25개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각 서열은 적어도 2개의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;
N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 10개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고;
XXX, YYY, ZZZ, X'X'X', Y'Y'Y', 및 Z'Z'Z'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타내며, 여기서 상기 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고;
N_b상의 변형은 Y상의 변형과 다르며 또한 N_b'상의 변형은 Y'상의 변형과 다르고;
여기서 상기 센스 가닥은 하나 이상의 리간드에 컨쥬게이션되는, 이중가닥 RNAi 제제.
세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중 가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중 가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되며,
센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'-(X'X'X')_k-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-(Z'Z'Z')_l-N_a'- n_q' 5' (III)
상기 식에서,
i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;
n_p, n_q, 및 n_q'는 이들 각각이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;
p, q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;
n_p'은 0초과이고 적어도 하나의 n_p'는 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 연결되고;
N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 25개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각 서열은 적어도 2개의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;
N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 10개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고;
XXX, YYY, ZZZ, X'X'X', Y'Y'Y', 및 Z'Z'Z'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타내며, 여기서 상기 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고;
N_b상의 변형은 Y상의 변형과 다르며 또한 N_b'상의 변형은 Y'상의 변형과 다르고;
여기서 상기 센스 가닥은 적어도 하나의 리간드에 컨쥬게이션되고, 상기 리간드는 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체인, 이중가닥 RNAi 제제.
세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되며,
센스: 5' n_p-N_a-(X X X) _i-N_b-Y Y Y -N_b-(Z Z Z)_j-N_a- n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'-(X'X'X')_k-N_b'-Y'Y'Y'-N_b'-(Z'Z'Z')_l-N_a'- n_q' 5' (III)
상기 식에서,
i, j, k, 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고;
n_p, n_q, 및 n_q'는 이들 각각이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;
p, q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;
n_p'은 0 초과이고 적어도 하나의 n_p'는 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 연결되고;
N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 25개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각 서열은 적어도 2개의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;
N_b 및 N_b'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 10개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고;
XXX, YYY, ZZZ, X'X'X', Y'Y'Y', 및 Z'Z'Z'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타내며, 여기서 상기 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고;
N_b상의 변형은 Y상의 변형과 다르며 또한 N_b'상의 변형은 Y'상의 변형과 다르고;
여기서 상기 센스 가닥은 적어도 하나의 포스포로티오에이트 결합을 포함하고;
상기 센스 가닥은 적어도 하나의 리간드에 컨쥬게이션되고, 상기 리간드는 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체인, 이중가닥 RNAi 제제.
세포 중에 케토헥소키나제(KHK)의 발현을 억제할 수 있는 이중가닥 RNAi 제제로서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 안티센스 가닥에 상보적인 센스 가닥을 포함하며, 상기 안티센스 가닥이 KHK를 인코딩하는 mRNA의 일부에 상보적인 영역을 포함하며, 각각의 가닥은 약 14 내지 약 30개의 뉴클레오티드 길이이며, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 하기 식(III)으로 표시되며,
센스: 5' n_p-N_a-Y Y Y - N_a- n_q 3'
안티센스: 3' n_p'-N_a'- Y'Y'Y'- N_a'- n_q' 5' (IIIa)
상기 식에서,
n_p, n_q, 및 n_q'는 이들 각각이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, 독립적으로 오버행 뉴클레오티드를 나타내며;
p, q, 및 q'는 각각 독립적으로 0 내지 6이고;
n_p'은 0 초과이고 적어도 하나의 n_p'는 포스포로티오에이트 결합을 통해 인접 뉴클레오티드에 결합되고;
N_a 및 N_a'는 각각 독립적으로 변형 또는 비변형된 0 내지 25개의 뉴클레오티드 또는 이의 조합을 포함하는 올리고뉴클레오티드 서열을 나타내고, 각 서열은 적어도 2개의 상이하게 변형된 뉴클레오티드를 포함하며;
YYY 및 Y'Y'Y'는 각각 독립적으로 3개의 연속 뉴클레오티드상에 3개의 동일한 변형 중 하나의 모티프를 나타내며, 여기서 상기 변형은 2'-O-메틸 또는 2'-플루오로 변형이고;
여기서 상기 센스 가닥은 적어도 포스포로티오에이트 결합을 포함하고; 또한
상기 센스 가닥은 적어도 하나의 리간드에 컨쥬게이션되고, 상기 리간드는 2가 또는 3가 분지형 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체인, 이중가닥 RNAi 제제.
표 3, 4, 5, 6, 및 7 중 어느 하나에 나열된 RNAi 제제를 포함하는, 이중가닥 RNAi 제제.
제1항, 제2항, 제7항, 제18항, 제67항 및 제69항 내지 제74항 중 어느 한 항의 이중가닥 RNAi 제제를 포함하는 세포.
이중가닥 RNAi 제제의 적어도 하나의 가닥을 인코딩하는 벡터로서, 여기서 상기 이중가닥 RNAi 제제가 케토헥소키나제를 인코딩하는 mRNA의 적어도 일부에 상보성 영역을 포함하고, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 30개 이하의 염기 쌍 길이이며, 상기 이중가닥 RNAi 제제는 절단을 위해 상기 mRNA를 표적으로 하는 벡터.
제76항에 있어서, 상기 상보성 영역이 적어도 15개의 뉴클레오티드 길이인 벡터.
제76항에 있어서, 상기 상보적 영역이 19 내지 21개의 뉴클레오티드 길이인 벡터.
제76항의 벡터를 포함하는 세포.
제1항, 제2항, 제7항, 제18항, 제67항 및 제69항 내지 제74항 중 어느 한 항의 이중가닥 RNAi 제제를 포함하는 약제학적 조성물로서, 상기 조성물이 제14항의 변형된 안티센스 폴리뉴클레오티드 제제 또는 제76항의 벡터를 포함하는, 약제학적 조성물.
제80항에 있어서, 이중가닥 RNAi 제제가 비완충된 용액으로 투여되는, 약제학적 조성물.
제81항에 있어서, 상기 비완충된 용액이 식염수 또는 물인, 약제학적 조성물.
제80항에 있어서, 상기 이중 가닥 RNAi 제제가 완충액과 함께 투여되는, 약제학적 조성물.
제83항에 있어서, 상기 완충 용액이 아세테이트, 시트레이트, 프롤아민, 카보네이트 또는 포스페이트 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 약제학적 조성물.
제84항에 있어서, 상기 완충 용액이 인산염 완충 식염수(PBS)인, 약제학적 조성물.
세포 중에 케토헥소키나제(KHK) 발현을 억제하는 방법으로서,
(a) 상기 세포를 제1항, 제2항, 제7항, 제18항, 제67항 및 제69항 내지 제74항 중 어느 한 항의 이중가닥 RNAi 제제, 제14항 내지 제16항 및 제80항 내지 제85항 중 어느 한 항의 약제학적 조성물, 제17항의 변형된 안티센스 폴리뉴클레오티드 제제 또는 제76항의 벡터를 포함하는 조성물과 접촉시키는 단계; 및
(b) 상기 세포 내에 KHK 유전자의 mRNA 전사체를 분해하기에 충분한 시간 동안 단계(a)에서 생성된 세포를 유지시키고, 이에 따라 세포 중에 KHK 유전자의 발현을 억제하는 단계를 포함하는 방법.
제86항에 있어서, 상기 세포가 대상체 내에 있는 방법.
제87항에 있어서, 상기 대상체가 인간인 방법.
제88항에 있어서, 상기 대상체가 케토헥소키나제 관련 질환을 앓고 있는 방법.
제86항 내지 제89항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 KHK 발현이 적어도 약 30%, 약 40%, 약 50%, 약 60%, 약 70%, 약 80%, 약 90%, 약 95%, 약 98% 또는 약 100%까지 억제되는 방법.
케토헥소키나제(KHK) 관련 장애를 갖는 대상체를 치료하는 방법으로서, 상기 대상체에 치료학적 유효량의 제1항, 제2항, 제7항, 제18항, 제67항 및 제69항 내지 제74항 중 어느 한 항의 이중가닥 RNAi 제제, 제14항 내지 제16항 및 제80항 내지 제85항 중 어느 한 항의 약제학적 조성물, 제17항의 변형된 안티센스 폴리뉴클레오티드 제제 또는 제76항의 벡터를 포함하는 조성물을 투여하고, 이에 따라 상기 대상체를 치료하는 단계를 포함하는 방법.
케토헥소키나제(KHK) 관련 장애를 갖는 대상체를 치료하는 방법으로서, 상기 대상체에게 치료학적 유효량의 이중가닥 RNAi 제제를 피하로 투여하는 단계를 포함하고,
상기 이중가닥 RNAi 제제는 이중가닥 영역을 형성하는 센스 가닥 및 안티센스 가닥을 포함하고,
상기 센스 가닥은 서열번호:1, 서열번호:3 또는 서열번호:5의 뉴클레오티드 서열 중 어느 하나와 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고, 상기 안티센스 가닥은 서열번호:2, 서열번호:4 또는 서열번호:6의 뉴클레오티드 서열과 3개 이하의 뉴클레오티드만 상이한 적어도 15개의 인접 뉴클레오티드를 포함하고,
여기서 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부는 2'-O-메틸 변형 및 2'-플루오로 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 변형을 포함하고,
상기 안티센스 가닥은 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합 및 3'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하고,
상기 센스 가닥의 뉴클레오티드의 거의 전부는 2'-O-메틸 변형 및 2'-플루오로 변형으로 이루어진 군으로부터 선택된 변형을 포함하고,
여기서 상기 센스 가닥은 5'-말단에서 2개의 포스포로티오에이트 인터뉴클레오티드 결합을 포함하고, 또한
상기 센스 가닥은 3'-말단에서 분지형 2가 또는 3가 링커를 통해 부착된 하나 이상의 GalNAc 유도체에 컨쥬게이션되며, 이에 따라 상기 대상체를 치료하는 단계를 포함하는, 치료방법.
제92항에 있어서, 상기 센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부 및 상기 안티센스 가닥의 뉴클레오티드의 전부가 변형을 포함하는 방법.
제91항 또는 제92항에 있어서, 대상체가 인간인 방법.
제94항에 있어서, 케토헥소키나제(KHK) 관련 질환이 간 질환, 이상 지질 혈증, 혈당 조절 질환, 심혈관 질환, 신장 질환, 대사 증후군, 지방 세포 기능 장애, 내장 지방 침착, 비만, 고요산혈증, 통풍, 섭식 장애 및 과도한 설탕 욕구 장애로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
제95항에 있어서, 간 질환이 지방간 및/또는 지방 간염인 방법.
제95항에 있어서, 상기 이상 지질 혈증은 고지혈증, 고 LDL 콜레스테롤, 저 HDL 콜레스테롤, 고 중성지방 혈증 및 식후 고혈당증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
제95항에 있어서, 상기 혈당 조절 장애가 인슐린 내성 및/또는 당뇨병인 방법.
제95항에 있어서, 상기 심혈관 질환이 고혈압 및/또는 내피 세포 기능 부전인 방법.
제95항에 있어서, 상기 신장 질환이 급성 신장 장애, 요세관 기능장애 및 근위 요세관의 염증 유발성 변화로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
제91항 또는 제92항에 있어서. 상기 이중가닥 RNAi 제제가 약 0.01 mg/kg 내지 약 10 mg/kg 또는 약 1 mg/kg 내지 약 10 mg/kg의 용량으로 투여되는 방법.
제101항에 있어서, 상기 이중가닥 RNAi 제제가 약 0.1 mg/kg, 약 1.0 mg/kg, 또는 약 3.0 mg/kg의 용량으로 투여되는 방법.
제101항에 있어서, 상기 이중가닥 RNAi 제제가 약 1 mg/kg 내지 약 10 mg/kg의 용량으로 투여되는 방법.
제101항에 있어서, 상기 이중가닥 RNAi 제제가 피하로 투여되는 방법.
제101항에 있어서, 상기 이중가닥 RNAi 제제가 정맥내로 투여되는 방법.
제101항에 있어서, 상기 이중가닥 RNAi 제제가 2회 이상의 용량으로 투여되는 방법.
제91항 또는 제92항에 있어서, 대상체에게 추가적인 치료제를 투여하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제107항에 있어서, 상기 추가적인 치료제가 HMG-CoA 환원효소 억제제, 당뇨병 치료, 항고혈압제 및 레스베라트롤(resveratrol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.