KR20230175196A

KR20230175196A - 폴리뉴클레오티드 조성물, 관련된 제제, 및 이의 사용 방법

Info

Publication number: KR20230175196A
Application number: KR1020237035143A
Authority: KR
Inventors: 미르코 헤니그; 다니엘라 이시마루; 데이비드 제이 록하트; 마이클 토레스; 잭슨 애비; 드미트리 바우드코; 브랜든 우스트만
Original assignee: 리코드 테라퓨틱스, 인크.
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2023-12-29
Also published as: EP4314290A1; AU2022242828A1; WO2022204270A1; CA3213107A1; JP2024511437A; IL306007A

Abstract

폴리뉴클레오티드(들)의 조성물, 이의 약학적 조성물, 및 이의 사용 방법이 개시된다. 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질 또는 이의 작용성 단편을 코딩할 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 대상체의 폐 세포 또는 폐와 같은 세포 또는 기관으로의 표적화 전달을 위해 지질 조성물과 조합될 수 있다. 세포에서 CFTR 단백질의 발현 또는 활성을 향상시키기 위한 방법이 제공된다. CFTR-관련 병태를 갖거나 가지는 것으로 의심되는 대상체를 치료하기 위한 방법이 또한 제공된다.

Description

폴리뉴클레오티드 조성물, 관련된 제제, 및 이의 사용 방법

상호 참조

본 출원은 2021년 3월 23일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/164,573호, 2021년 6월 9일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/208,966호, 및 2021년 11월 2일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/274,912호의 이익을 주장하며, 이들 각각은 모든 목적을 위해 본원에 참조로 전체적으로 편입된다.

핵산, 예컨대 메신저 리보핵산(들)(mRNA(들))은 세포에 의해 단백질 및 폴리펩티드를 발현하는 데 사용될 수 있다. 일부 세포는 특정 단백질 또는 핵산이 결핍되어 질환 상태가 발생될 수 있다. 세포는 또한 외인성 리보핵산(들)(RNA(들))을 흡수하여 이를 번역할 수 있으나, 여러 요인이 효과적인 흡수 및 번역에 영향을 미친다. 예로서, 면역계는 여러 외인성 RNA를 이물질로 인식하여 RNA를 비활성화는 것이 목적인 반응을 유발한다.

요약

핵산의 전달을 위한 조성물 및 방법이 본원에 제공된다. 핵산은 치료제로서 사용될 수 있다. 특히, mRNA는 대상체의 세포에 전달될 수 있다. 세포로의 핵산의 전달시, 핵산은 폴리펩티드를 합성하는 데 사용될 수 있다. 질환 또는 장애를 가진 세포 또는 대상체의 경우, 핵산은 폴리펩티드의 발현을 증가시킴으로써 치료제로 작용하는 데 효과적일 수 있다. 장애 또는 질환이 폴리펩티드의 비정상적인 발현 또는 활성을 야기하거나 이와 상관되는 경우, 폴리펩티드의 발현 증가가 유리할 수 있다. 그러나, 세포는 외인성 핵산의 제한적인 흡수를 가질 수 있고, 핵산의 전달은 핵산의 흡수를 증가시키는 것이 가능한 조성물에 의해 유리하게 될 수 있다.

추가적으로, 치료제는 기관 특이적 전달에 의해 유리하게 될 수 있다. 화학요법제와 같은 여러 상이한 유형의 화합물은 상당한 세포독성을 나타낸다. 이러한 화합물이 원하는 기관으로 전달되도록 더 잘 유도되었다면, 이후 비표적 효과(off target effect)는 더 적게 나타날 것이다.

일 양태에서, 본 개시내용은 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하는 합성 폴리뉴클레오티드를 제공하며, 여기서 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 하나 이상의 뉴클레오시드 유사체(들)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 1-메틸슈도우리딘을 포함한다.

일 양태에서, 본 개시내용은 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하는 합성 폴리뉴클레오티드를 제공하며, 여기서 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열의 적어도 100, 300, 500, 700, 900, 또는 1,000개의 염기에 대해 적어도 약 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(open reading frame, ORF) 서열)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열은 약 115, 110, 105, 100, 95, 또는 90개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 일부 실시양태에서, 핵산 서열은 아르기닌을 코딩하는 적어도 2개의 동의 코돈을 포함한다. 일부 실시양태에서, 핵산 서열은 아르기닌을 코딩하는 적어도 3개의 동의 코돈을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 70%, 65%, 60%, 55%, 또는 50%는 AGA 코돈이다. 일부 실시양태에서, 핵산 서열은 서열 번호 5에 대한 적어도 100, 300, 500, 700, 900, 또는 1,000개의 인접한 아미노산 잔기에 대해 적어도 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩티드를 코딩한다. 일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 메신저 리보핵산(mRNA)이다. 일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 3'- 또는 5'-비암호화 영역을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 일부 실시양태에서, 3'- 또는 5'-비암호화 영역은 세포 내에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩된 상기 CFTR 단백질의 발현 또는 활성을 향상시킨다. 일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 5' 캡 구조를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 3' 비암호화 영역은 폴리 아데노신 테일(poly adenosine tail)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 폴리 아데노신 테일은 최대 200개의 아데노신을 포함한다. 일부 실시양태에서, 폴리 아데노신 테일은 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 약동학적 특성을 개선한다. 일부 실시양태에서, 폴리 아데노신 테일은 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 연장된 반감기를 개선한다.

일 양태에서, 본 개시내용은 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 약학적 조성물을 제공하며, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하며, 여기서 상기 지질 조성물은 다음을 포함한다: 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질.

일부 실시양태에서, 지질 조성물은 약 5% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 50:1, 40:1, 30:1, 20:1, 15:1 또는 10:1 이하이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 영구적 양이온성 지질이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 제2 이온화 가능한 양이온성 지질이다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 약 5% 내지 약 65%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 약 5% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질)을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 약 5% 내지 약 25%의 몰백분율로 상기 양쪽이온성 지질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 양쪽이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 50:1, 40:1, 30:1, 또는 20:1 이하이다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 약 15% 내지 약 46%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 중합체 접합된 지질(예를 들어, 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG) 접합된 지질)을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 약 0.5% 내지 약 10%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물의 질소 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 몰비(N/P 비)는 약 50:1, 40:1, 30:1, 또는 20:1 이하이다. 일부 실시양태에서, N/P 비는 약 5:1 내지 약 30:1이다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드 대 상기 지질 조성물의 총 지질의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 1:20, 1:50, 또는 1:100 이하이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 영구적으로 양전하로 하전된 모이어티(예를 들어, 4차 암모늄 이온)을 포함한다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 반대이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 포스포콜린 지질(예를 들어, 포화 또는 불포화)이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 에틸포스포콜린이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 헤드기(head group)를 포함한다: , 상기 식에서 L은 (예를 들어, 생분해성) 링커이고; Z⁺는 양전하로 하전된 모이어티(예를 들어, 4차 암모늄 이온)이고; X^-는 반대이온이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다: , 상기 식에서, R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 임의로 치환된 C₆-C₂₄ 알킬, 또는 임의로 치환된 C₆-C₂₄ 알케닐이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다: . 일부 실시양태에서, L은 이고, 여기서:

p 및 q는 각각 독립적으로 1, 2, 또는 3이고;

R⁴는 임의로 치환된 C₁-C₆ 알킬이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다: 상기 식에서:

R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 알킬_(C8-C24), 알케닐_(C8-C24), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;

R₃, R₃' 및 R₃"는 각각 독립적으로 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;

R₄는 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;

X^-는 1가의 음이온이다.

일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다:

상기 식에서:

X^-는 1가의 음이온이다.

일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다:

상기 식에서:

R₄ 및 R₄'는 각각 독립적으로 알킬_(C6-C24), 알케닐_(C6-C24), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;

R₄"는 알킬_(C≤24), 알케닐_(C≤24), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;

R₄"'는 알킬_(C1-C8), 알케닐_(C2-C8), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;

X₂는 1가의 음이온이다.

일부 실시양태에서, 약학적 조성물은 에어로졸 조성물이다. 일부 실시양태에서, 에어로졸 조성물은 0.5 마이크론(μm) 내지 10 μm의 액적 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 에어로졸 조성물은 0.5 μm 내지 10 μm의 중앙 액적 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 에어로졸 조성물은 0.5 μm 내지 10 μm의 평균 액적 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 약학적 조성물은 에어로졸 투여를 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 약학적 조성물은 첨단 전달(apical delivery)을 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 약학적 조성물은 분무를 위해 제제화된다.

다른 양태에서, 본 개시내용은 세포에서 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질의 발현 또는 활성을 향상시키기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다: 상기 세포를 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물과 접촉시키고, 이에 의해 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 CFTR 단백질을 코딩하고; 상기 지질 조성물은 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함하고, 임의로, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은 상기 접촉이 없는 복수의 참조 세포의 것과 비교하여 상기 세포를 포함하는 복수의 세포의 경상피 이온 수송(transepithelial ion transport) 특성의 변화를 측정하여 결정되는 단계. 일부 실시양태에서, 접촉은 반복된다. 일부 실시양태에서, 접촉은 적어도 1주 1회이다. 일부 실시양태에서, 접촉은 적어도 1주 2회이다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 각각의 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성한다. 일부 실시양태에서, 접촉은 제1 접촉이며, 여기서 상기 방법은 상기 제1 접촉 후 적어도 1, 2, 또는 3일(들)차에 임의로 수행되는 제2 접촉을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 제3 접촉을 추가로 포함하며, 임의로 상기 제3 접촉은 상기 제2 접촉 후 적어도 1, 2, 또는 3일(들)차에 수행된다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상기 제2 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상기 제3 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성한다. 일부 실시양태에서, 접촉은 상기 지질 조성물과 조합되는 상기 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 상기 조성물을 대상체에 투여하는 것을 포함한다. 일부 실시양태에서, 대상체는 포유동물이다. 일부 실시양태에서, 대상체는 인간이다. 일부 실시양태에서, 투여는 분무에 의한 흡입을 포함한다. 일부 실시양태에서, 각각의 접촉에서의 조성물은 동일하다. 일부 실시양태에서, 세포는 폐 기도 세포이다. 일부 실시양태에서, 세포는 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포이다. 폐 기저 세포는 폐 기저 줄기 세포일 수 있다. 일부 실시양태에서, 세포는 기관지 상피 세포이다. 일부 실시양태에서, 세포는 미분화된다. 일부 실시양태에서, 세포는 분화된다. 일부 실시양태에서, 세포는 상기 대상체로부터 유래된다. 일부 실시양태에서, 접촉은 생체내에서 이루어진다. 일부 실시양태에서, 접촉은 시험관내에서 이루어진다. 일부 실시양태에서, 접촉은 생체외에서 이루어진다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 기능적 변이체는 야생형 CFTR 단백질이다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 기능적 변이체는 전장 CFTR 단백질이다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성은, 예를 들어, 시험관내 검정에서 결정될 때, 적어도 약 5 마이크로-암페어(μA)의 경상피 전류에 상응한다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성은 약 5 마이크로-암페어(μA) 내지 약 30 μA의 경상피 전류에 상응한다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성은, 예를 들어, 시험관내 검정에서 결정될 때, 적어도 약 2 마이크로-암페어(μA)/평방 센티미터/분(μA·cm^-2·min^-1)의 경상피 전류에 상응한다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성은 약 2 마이크로-암페어(μA)/평방 센티미터/분(μA·cm^-2·min^-1) 내지 약 20 μA·cm^-2·min^-1의 경상피 전류에 상응한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상응하는 대조군(예를 들어, 상기 접촉이 없는 상응하는 세포의 것)에 비해 (예를 들어 적어도 약 1.1배만큼) 상기 세포에서 CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 양 또는 활성을 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상응하는 대조군(예를 들어, 상기 접촉이 없는 상응하는 세포의 것)에 비해 (예를 들어 적어도 약 1.1배만큼) 상기 세포에서 (예를 들어, 염화물) 이온 수송을 향상시킨다. 일부 실시양태에서, 대상체는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 유전자에서 돌연변이를 나타내거나 또는 이를 나타내는 것으로 결정된 것이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 기능 상실 돌연변이(loss-of-function mutation)이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 넌센스 또는 프레임쉬프트 돌연변이이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 CFTR 유전자의 엑손 11-27 중 하나 이상에 존재한다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 R553X, G542X 또는 F508del, 또는 이들의 조합이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 R1162X이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 R553X, G542X, F508del, 또는 R1162X, 또는 이들의 조합이다.

다른 양태에서, 본 개시내용은 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법을 제공하며, 이는 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 상기 대상체의 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함하고, 임의로 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 상기 치료적으로 유효한 활성은 상기 접촉이 없는 참조 폐의 것과 비교하여 상기 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포를 포함하는 폐의 경상피 이온 수송 특성의 변화를 측정하여 결정되는 단계를 포함한다. 폐 기저 세포는 폐 기저 줄기 세포일 수 있다.

다른 양태에서, 본 개시내용은 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법을 제공하며, 이는 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 상기 대상체의 폐 비-분비 세포(lung non-secretory cell) 또는 페 비-기저 세포(lung non-basal cell)에서의 것과 비교하여 상기 대상체의 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포에서 더 큰 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함하는 단계를 포함한다. 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법의 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 적어도 약 50%, 55%, 또는 60%는, 예를 들어 합성 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩된 상응하는 폴리펩티드의 양 또는 활성을 측정하여 결정될 때, 폐 분비 세포, 폐 기저 세포, 또는 이들의 조합에서 검출되거나 관찰된다. 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법의 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 최대 약 50%, 45%, 또는 40%는, 예를 들어 합성 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩된 상응하는 폴리펩티드의 양 또는 활성을 측정하여 결정될 때, 폐 비-분비 세포, 폐 비-기저 세포, 또는 이들의 임의의 조합에서 검출되거나 관찰된다. 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법의 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 최대 약 50%, 45%, 또는 40%는, 예를 들어 합성 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩된 상응하는 폴리펩티드의 양 또는 활성을 측정하여 결정될 때, 폐 섬모 세포에 존재한다. 일부 실시양태에서, 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달을 위한 방법은 폐 분비 세포(들)도 폐 기저 세포(들)도 아닌 참조 세포(들)에서의 것보다 폐 분비 세포(들) 또는 폐 기저 세포(들)에서 적어도 1.1배, 1.5배, 또는 2배 많은 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 양 또는 활성을 생성한다. 참조 세포(들)은 폐 섬포 세포(들)일 수 있다. 일부 실시양태에서, 폐 비-분비 세포 또는 폐 비-기저 세포는 폐 섬모 세포이다. 일부 실시양태에서, 폐 비-분비 세포는 폐 기저 세포이다. (예를 들어, 폐) 기저 세포는 (예를 들어, 폐) 기저 줄기 세포일 수 있다.

다른 양태에서, 본 개시내용은 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법을 제공하며, 이는 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 상기 대상체의 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포의 적어도 5%에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 투여는 상기 지질 조성물과 조합되는 상기 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 상기 조성물을 상기 대상체의 폐에 투여하는 것을 포함한다. 일부 실시양태에서, 폐 분비 세포는 클럽 세포 또는 배상 세포이다. (예를 들어, 폐) 기저 세포는 (예를 들어, 폐) 기저 줄기 세포일 수 있다.

다른 양태에서, 본 개시내용은 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR)-관련 병태를 갖거나 가지는 것으로 의심되는 대상체를 치료하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본원의 임의의 곳에 개시된 약학적 조성물을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, CFTR-관련 병태는 낭포성 섬유증, 유전성 폐기종, 또는 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)이다. 일부 실시양태에서, 투여는 국소 투여를 포함한다. 일부 실시양태에서, 투여는 분무를 포함한다.

본 개시내용의 추가적인 양태 및 장점은 하기 상세한 설명으로부터 본 기술분야의 당업자에게 쉽게 명확해질 것이며, 여기서 본 개시내용의 단지 예시적인 실시양태가 보여지고 기술된다. 이해될 것인 바와 같이, 본 개시내용은 다른 그리고 상이한 실시양태가 가능하며, 그것의 여러 상세설명은 모두 개시내용을 벗어나지 않고 다양한 명백한 양태로의 변형이 가능하다. 따라서, 도면 및 설명은 본질적으로 예시적인 것으로 간주되고, 제한적인 것으로 간주되지 않는다.

참조로의 편입

본 명세서에서 언급되는 모든 공보, 특허, 및 특허 출원은 각 개개의 공보, 특허, 또는 특허 출원이 참조로 편입되어 구체적으로 그리고 개별적으로 나타내는 는 것과 동일한 정도로 본원에 참조로 편입된다. 참조로 편입되는 공보 및 특허 또는 특허 출원이 명세서에 포함된 개시내용과 상충되는 경우, 본 명세서는 임의의 이러한 상충되는 물질을 대신하고/하거나 이에 대해 우선하는 것으로 의도된다.

특허 또는 출원 파일은 컬러로 이루어진 적어도 하나의 도면을 포함한다. 컬러 도면(들)이 있는 이러한 특허 또는 특허 출원 공보의 사본은 청구 및 필요한 수수료의 납부시 사무국에 의해 제공될 것이다.
본 발명의 신규한 특징은 첨부된 청구항에 구체적으로 제시된다. 본 발명의 원리를 이용하는 예시적인 실시양태를 제시하는 하기 상세한 설명과 하기의 첨부된 도면들(또한 본원에서 "도면" 및 "도")를 참조하여 본 발명의 특징 및 장점이 더 잘 이해될 것이다:
도 1은 예시적인 지질의 화학 구조를 나타낸다.
도 2는 예시적인 덴드리머 지질의 화학 구조를 나타낸다.
도 3은 LNP의 상이한 조성물을 사용한 전달된 mRNA의 발현 수준 및 세포 유형의 차트를 나타낸다.
도 4는 LNP의 복수의 조성물을 사용한 리포터 Luc mRNA/LNP의 흡입형 에어로졸 전달 후 마우스의 생물발광의 생체내 영상화를 사용한 이미지를 도시한다.
도 5는 인간 기관지 상피(hBE) 세포에서의 다양한 LNP 조성물의 세포 독성과 관련된 차트를 나타낸다.
도 6은 다양한 LNP 조성물의 안정성 및 일반 특성을 도시한다.
도 7은 LNP 조성물(예를 들어, 5A2-SC8 DOTAP)의 마우스에서의 시간 경과에 따른 조직 특이적 복사량(radiance)의 차트를 나타낸다.
도 8은 LNP 조성물(예를 들어, 5A2-SC8 DOTAP)의 마우스에서의 시간 경과에 따른 조직 특이적 복사량의 이미지를 나타낸다.
도 9a는 본 출원에 기재된 CFTR mRNA의 구조 설계를 도시하고; 도 9b는 본 출원에 기재된 CFTR mRNA의 생성을 도시한다.
도 10a-10b는 FRT 세포에서 CFTR 단백질의 용량-의존적 발현을 도시한다.
도 11a는 FRT 세포에서 CFTR의 활성을 도시한다.
도 11b-11c는 용량-의존적 CFTR 기능이 FRT 세포에서 본원에 기재된 CFTR mRNA를 사용하여 관찰되었음을 나타낸다. 도 11b는 TransWell® 투과성 지지체 상에서 성장된 5일령 컨플루언트 FRT 세포가 리포펙타민 2000(Lipofectamine 2000)을 사용하여 ReCode-최적화된 mRNA로 형질감염되었음을 나타낸다. 본원에 기재된 CFTR mRNA의 1회 용량으로의 형질감염 후 1일차에 경상피 전도도의 MTECC24의 검정을 수행하였다. 도 11c는 mRNA 용량 의존적 경상피 전도도(Gt) 반응을 나타낸다: 막대는 포르스콜린 첨가 시점과 억제제-172 첨가 시점 사이의 분당 Gt 곡선하면적(AUC)이었다.
도 12는 완전 분화된 hBE 세포로의 리포터 mRNA의 전달을 도시한다.
도 13a-13c는 참조 화합물 및 본 출원의 w/tdTomato mRNA의 CFTR mRNA 제제에 대한 hBE 세포의 저항 및 반응을 나타낸다.
도 14a-14b는 본 출원의 CFTR mRNA 제제에 의한 완전 분화된 F508del/F508del hBE에서의 CFTR 기능의 회복을 도시한다.
도 15a-15b는 본 출원의 CFTR mRNA 제제에 의한 R553X/F508del hBE에서의 CFTR 기능의 회복을 도시한다.
도 16a-16b는 1차 CF hBE 세포에서 CFTR 기능을 복원시키는 본원에 기재된 CFTR mRNA LNP로의 단일 용량 에어로졸 처리를 도시한다. 도 16a는 단일 투여 후 본 출원의 CFTR mRNA 제제를 사용한 포르스콜린-유도 G542X/F508 hBE 세포의 대표적인 트레이스(trace)를 나타낸다.
도 17a-17b는 1주 2회 투여 계획에 기반한 CFTR mRNA LNP 제제의 반복 투여를 나타낸다. CFTR 기능을 결정하기 위한 유사한 프로토콜을 사용하여, 반복된 투여는 각 용량 후 CFTR 기능을 나타내었다. 도 17a 및 17b는 각 용량이 음성 대조군에 비해 개선된 CFTR 기능을 생성할 수 있었음을 나타낸다.
도 18은 리포트 mRNA를 사용한 hBE 세포의 형질감염이 제제 특이적 세포 친화성 특징을 보이는 것을 나타낸다. 상부 그래프는 고분화된 인간 hBE 세포가 Vitrocell 분무를 사용하여 RTX0001 제제화 Td Tomato mRNA(4 mg)로 1회 처리되었음을 나타낸다. % 양성 세포는 나타낸 마커를 사용한 공편재화(colocalization)에 의해 결정되었다. 본원에 사용되는 바와 같은 "RTX001"은 본원에서 시험되는 예시적인 지질 조성물을 지칭한다. RTX0001은 약 19.05% 4A3-SC7(이온화 가능한 양이온성 지질), 약 20% DODAP(SORT 지질), 약 19.05% DOPE, 약 38.9% 콜레스테롤, 및 약 3.81% DMG-PEG(PEG 접합된 지질)을 포함하는 5-성분 지질 조성물이었고, 여기서 각 지질 성분은 총 지질 조성물의 몰%로 정의된다.
도 19는 본원에 개시된 조성물로 낭포성 섬유증을 치료하기 위한 인간 대상체에서의 임상 시험의 개요를 나타낸다.

본 발명의 다양한 실시양태가 본원에 나타나고 기재되어 있지만, 이러한 실시양태가 단지 예시로서 제공된다는 것이 본 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다. 다수의 변형, 변화, 및 치환이 본 발명을 벗어나지 않고 본 기술분야의 당업자에게 일어날 수 있다. 본원에 기재된 발명의 실시양태에 대한 다양한 대안이 이용될 수 있음을 이해하여야 한다.

본원에 사용되는 바와 같은 용어 "폴리뉴클레오티드" 또는 "핵산"은 일반적으로 퓨린 및 피리미딘 염기, 퓨린 및 피리미딘 유사체, 화학적으로 또는 생화학적으로 변형된 천연 또는 비천연, 또는 유도체화된 뉴클레오티드 염기를 포함하는 임의의 길이의 리보뉴클레오티드 또는 데옥시리보뉴클레오티드의 뉴클레오티드의 중합체성 형태를 지칭한다. 폴리뉴클레오티드는 데옥시리보핵산(DNA), 리보핵산(RNA), 또는 리보핵산의 DNA 카피(cDNA)의 서열을 포함하고, 이들 모두는 재조합적으로 생성되거나, 인공적으로 합성되거나, 또는 천연 공급원으로부터 단리되고 정제될 수 있다. 폴리뉴클레오티드 및 핵산은 단일 가닥 또는 이중 가닥으로 존재할 수 있다. 폴리뉴클레오티드의 골격은 RNA 또는 DNA에서 통상적으로 발견될 수 있는 바와 같이 당 및 포스페이트 기, 또는 유사체 또는 치환된 당 또는 포스페이트 기를 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 자연 발생된 또는 자연 발생되지 않은 뉴클레오티드, 예컨대 메틸화된 뉴클레오티드 및 뉴클레오티드 유사체(analogue)(또는 유사물(analog))를 포함할 수 있다.

본원에 사용되는 바와 같은 용어 "폴리리보뉴클레오티드"는 일반적으로 리보핵산을 포함하는 폴리뉴클레오티드 중합체를 지칭한다. 상기 용어는 또한 화학적으로 변형된 리보뉴클레오티드를 포함하는 폴리뉴클레오티드 중합체를 지칭한다. 폴리리보뉴클레오티드는 자연에서 발견될 수 있는 d-리보오스 당으로 형성될 수 있다.

본원에 사용되는 바와 같은 용어 "폴리펩티드"는 일반적으로 아미드 결합(펩티드 결합)을 통해 함께 연결된 아미노산 잔기 단량체로 이루어진 중합체 사슬을 지칭한다. 폴리펩티드는 적어도 3개의 아미노산의 사슬, 단백질, 재조합 단백질, 항원, 에피토프, 효소, 수용체, 또는 이들의 구조 유사체 또는 조합일 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, 폴리펩티드를 형성하는 L-거울상이성질체 아미노산에 대한 약어는 다음과 같다: 알라닌(A, Ala); 아르기닌(R, Arg); 아스파라긴(N, Asn); 아스파르트산(D, Asp); 시스테인(C, Cys); 글루탐산(E, Glu); 글루타민(Q, Gln); 글리신(G, Gly); 히스티딘(H, His); 이소류신(I, Ile); 류신(L, Leu); 라이신(K, Lys); 메티오닌(M, Met); 페닐알라닌(F, Phe); 프롤린(P, Pro); 세린(S, Ser); 트레오닌(T, Thr); 트립토판(W, Trp); 티로신(Y, Tyr); 발린(V, Val). X 또는 Xaa는 임의의 아미노산을 나타낼 수 있다.

본원에 사용되는 바와 같은 용어 "조작된"은 일반적으로 세포내에서 폴리뉴클레오티드를 제공하기 위해 유전적으로 설계되고 조작된 폴리뉴클레오티드, 벡터, 및 핵산 작제물과 관련된다. 조작된 폴리뉴클레오티드는 시험관내에서 부분적으로 또는 전체적으로 합성될 수 있다. 조작된 폴리뉴클레오티드는 또한 클로닝될 수 있다. 조작된 폴리리보뉴클레오티드는 하나 이상의 염기 또는 당 유사체, 예컨대 메신저 RNA에서 자연적으로 발견되지 않는 리보뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 조작된 폴리리보뉴클레오티드는 트랜스RNA(tRNA), 리보솜 RNA(rRNA), 가이드 RNA(gRNA), 소형 핵 RNA(snRNA), 소형 핵소체 RNA(snoRNA), SmY RNA, 스플라이싱된 리더 RNA(SL RNA), CRISPR RNA, 긴 비번역 RNA(lncRNA), 마이크로RNA(miRNA), 또는 다른 적합한 RNA에 존재하는 뉴클레오티드 유사체를 포함할 수 있다.

본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "환자" 또는 "대상체"는 살아 있는 포유동물 유기체, 예컨대 인간, 원숭이, 소, 양, 염소, 개, 고양이, 마우스, 래트, 기니피그, 또는 이들의 형질전환 종을 지칭한다. 특정 실시양태에서, 환자 또는 대상체는 영장류(예를 들어, 비인간 영장류)이다. 특정 실시양태에서, 환자 또는 대상체는 인간이다. 인간 대상체의 비제한적인 예는 성인, 청소년, 유아 및 태아이다.

표적 세포(들)로의 페이로드의 전달의 맥락에서 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "조합하다" 또는 "조합되는"은 일반적으로, 예를 들어, 치료제 또는 예방제가 지질 조성물과 복합체화되거나 그 안에 캡슐화되게 하는 공유 또는 비공유 상호작용(들) 또는 회합(들)과 관련된다.

본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "지질 조성물"은 일반적으로 비제한적으로 리포플렉스, 리포솜, 지질 입자를 포함하는 지질 화합물(들)을 포함하는 조성물을 지칭한다. 지질 조성물의 예는 현탁액, 에멀젼, 및 소포성 조성물을 포함한다.

본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "검출 가능한"은 관찰에 의해 또는 계측에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 검출 가능한 신호의 발생, 또는 이의 변화와 관련된다. 통상적으로, 검출 가능한 반응은 신호의 발생이고, 여기서 형광단은 본질적으로 형광성이고 금속 이온 또는 생물학적 화합물에 결합시 신호의 변화를 일으키지 않는다. 대안적으로, 검출 가능한 반응은 파장 분포 패턴 또는 흡광도 또는 형광의 강도의 변화 또는 광산란, 형광 수명, 형광 편광, 또는 상기 파라미터의 조합의 변화를 유발하는 광학적 반응이다. 다른 검출 가능한 반응은, 예를 들어, 화학발광, 인광, 방사성 동위원소로부터의 방사선, 자기 인력 및 전자 밀도를 포함한다.

달리 나타내지 않는 한, 명세서 및 청구항에서 사용되는 양, 범위, 조건 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에서 용어 "약"으로 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 다르게 나타내지 않는 한, 본 명세서 및 첨부된 청구항에 제시된 수치 파라미터는 본 출원에 의해 얻기 위해 추구되는 원하는 특성에 따라 변화될 수 있는 근사값이다. 일반적으로 측정 가능한 값 예컨대 중량, 시간, 용량 등의 양에 대해 언급될 때 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "약"은 하나의 예에서 ±　20% 또는 ±　10%, 다른 예에서 ±　5%, 다른 예에서 ±　1%, 그리고 또 다른 예에서 ±　0.1%의 특정 양으로부터의 변동을 포괄하는 것을 의미하고, 이러한 변동은 개시된 방법을 수행하는 데 적합하다.

본원에 사용되는 바와 같은, 용어 "비"는 일반적으로 다른 분자(들)에 대한 하나 이상의 분자의 상대적인 양을 지칭한다. 비(들)의 비제한적인 예는 몰비(들), 중량비(들), 또는 질량비(들)을 포함한다.

화학기의 맥락에서 사용될 때: "수소"는 -H를 의미하고; "하이드록시"는 -OH를 의미하고; "옥소"는 =O를 의미하고; "카르보닐"은 -C(=O)-를 의미하고; "카르복시"는 -C(=O)OH(또한 -OOH 또는 -CO₂H로 기재됨)를 의미하고; "할로"는 독립적으로 -F, -Cl, -Br 또는 -I를 의미하고; "아미노"는 -NH₂를 의미하고; "하이드록시아미노"는 -NHOH를 의미하고; "니트로"는 -NO₂를 의미하고; 이미노는 =NH를 의미하고; "시아노"는 -CN을 의미하고; "이소시아네이트"는 -N=C=O를 의미하고; "아지도"는 -N₃를 의미하고; 1가 맥락에서 "포스페이트"는 -OP(O)(OH)₂ 또는 이의 탈양성자화된 형태를 의미하고; 2가의 맥락에서 "포스페이트"는 -OP(O)(OH)O- 또는 이의 탈양성자화된 형태를 의미하고; "메르캅토"는 -SH를 의미하고; 그리고 "티오"는 =S를 의미하고; "설포닐"은 -S(O)₂-를 의미하고; "하이드록시설포닐"은 -S(O)₂OH를 의미하고; "설폰아미드"는 -S(O)₂NH₂를 의미하고; 그리고 "설피닐"은 -S(O)-를 의미한다.

화학식의 맥락에서, 기호 "-"는 단일 결합을 의미하고, "="는 이중 결합을 의미하고, 그리고 "≡"는 삼중 결합을 의미한다. 기호 ""는 존재하는 경우 단일 또는 이중인 임의의 결합을 나타낸다. 기호 ""는 단일 결합 또는 이중 결합을 나타낸다. 따라서, 예를 들어, 화학식 는 및 을 포함한다. 그리고 하나의 이러한 고리 원자는 하나 초과의 이중 결합의 일부를 형성하지 않는 것으로 이해된다. 또한, 1 또는 2개의 입체 원자들을 연결할 때, 공유 결합 기호 ""는 임의의 선호되는 입체화학을 나타내지 않음을 유의한다. 대신, 이는 모든 입체이성질체뿐만 아니라 이들의 혼합물을 포함한다. 기호 ""는, 결합을 가로질러 수직하게 도시될 때 (예를 들어 메틸의 경우 ), 기의 결합 지점을 나타낸다. 결합 지점은 통상적으로 독자가 결합 지점을 명확하게 확인하는 데 도움을 주기 위해 더 큰 기에 대해 이러한 방식으로 유일하게 확인된다는 점에 유의한다. 기호 ""는 쐐기의 두꺼운 단부에 결합되는 기가 "페이지 밖에 있는" 단일 결합을 의미한다. 기호 ""는 "쐐기의 두꺼운 단부에 결합되는 기가 "페이지 내에 있는" 단일 결합을 의미한다. 기호 ""는 이중 결합 주변의 기하학적 구조(예를 들어 E 또는 Z)가 정의되지 않은 단일 결합을 의미한다. 두 옵션뿐만 아니라 이들의 조합은 이에 따라 의도된다. 본 출원에 나타난 구조의 원자에 대한 임의의 정의되지 않은 원자가는 이 원자에 결합된 수소 원자를 암시적으로 나타낸다. 탄소 원자 상의 굵은 점은 이 탄소에 대해 결합된 수소가 종이 평면 바깥쪽으로 배향된 것을 나타낸다.

기 "R"이 예를 들어 하기 화학식에서 고리계에 대해 "부유기(floating group)"로서 도시될 때:

이후 R은, 안정한 구조가 형성되는 한, 도시되거나, 암시되거나, 또는 명확하게 정의된 수소를 포함하는 고리 원자 중 임의의 것에 결합된 임의의 수소 원자를 대체할 수 있다. 기 "R"이 예를 들어 하기 화학식에서와 같이 융합된 고리계에 대해 "부유기"로서 도시될 때:

이후 R은, 달리 명시되지 않는 한, 융합된 고리 중 어느 하나의 고리 원자 중 임의의 것에 결합된 임의의 수소를 대체할 수 있다. 대체 가능한 수소는, 안정한 구조가 형성되는 한, 도시된 수소(예를 들어, 상기 화학식의 질소에 결합된 수소), 암시된 수소(예를 들어, 나타나지 않지만 존재하는 것으로 이해되는 상기 화학식의 수소), 명확하게 정의된 수소, 및 그것의 존재가 고리 원자의 종류에 좌우되는 선택적인 수소(예를 들어, X가 -CH-와 같을 때, 기 X에 결합되는 수소)를 포함한다. 도시된 예에서, R은 융합된 고리계의 5원 또는 6원 고리 상에 있을 수 있다. 상기 화학식에서, 괄호 내에 있는 "R" 기 바로 뒤의 하첨자 "y"는 숫자 변수를 나타낸다. 달리 명시하지 않는 한, 이 변수는 0, 1, 2, 또는 2 초과의 임의의 정수일 수 있고, 고리 또는 고리계의 대체 가능한 수소 원자의 최대 수에 의해서만 제한된다.

화학기 및 화합물 계열의 경우, 기 또는 계열 중의 탄소 원자의 수는 하기와 같이 나타난다: "Cn"은 기/계열 중의 탄소 원자의 정확한 수(n)을 정의한다. "C≤n"은 기/계열 중에 존재할 수 있는 탄소 원자의 최대 수(n)을 정의하고, 최소 수는 논의되는 기/계열에 대해 가능한 작은 것이고, 예를 들어, 기 "알케닐_(C≤8)" 또는 계열 "알켄_(C≤8)" 중의 탄소 원자의 최소 수는 2인 것으로 이해된다. 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알콕시기를 표시하는 "알콕시_(C≤10)"와 비교한다. "Cn-n'"은 기 중 탄소 원자의 최소(n) 및 최대 수(n') 둘 모두를 정의한다. 따라서, "알킬_(C2-10)"은 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 이들 알킬기를 표시한다. 이러한 탄소수 표시자는 화학기 또는 계열 그의 수식어 앞에 또는 뒤에 있을 수 있고, 이는, 임의의 의미의 변화를 나타내지 않고, 괄호 내에 있거나 있지 않을 수 있다. 따라서, 용어 "C5 올레핀", "C5-올레핀", "올레핀_(C5)" 및 "올레핀_C5"는 모두 동의어이다.

화합물 또는 화학기를 변형하는 데 사용되는 때 용어 "포화된"은, 하기에 주지된 것을 제외하고, 화합물 또는 화학기가 탄소-탄소 이중 결합 및 탄소-탄소 삼중 결합을 가지지 않는 것을 의미한다. 상기 용어가 원자를 변형하는 데 사용되는 경우, 이는 원자가 임의의 이중 또는 삼중 결합의 일부가 아님을 의미한다. 포화된 기의 치환된 형태의 경우, 하나 이상의 탄소 산소 이중 결합 또는 탄소 질소 이중 결합이 존재할 수 있다. 그리고, 이러한 결합이 존재하는 경우, 이후 케토-에놀 호변이성질체 또는 이민/에나민 호변이성질체의 일부로서 발생될 수 있는 탄소-탄소 이중 결합이 배제되지 않는다. 용어 "포화된"이 물질의 용액을 변형하는 데 사용되는 경우, 이는 그 물질이 더 이상 그 용액에 용해될 수 없음을 의미한다.

용어 "지방족"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 이와 같이 변형된 화합물 또는 화학기가 비환형 또는 환형이지만, 비방향족 탄화수소 화합물 또는 기인 것을 의미한다. 지방족 화합물/기에서, 탄소 원자는 직쇄, 분지쇄, 또는 비방향족 고리(지환족)에서 함께 연결될 수 있다. 지방족 화합물/기는 포화, 즉, 단일 탄소-탄소 결합(알칸/알킬)에 의해 연결될 수 있거나, 또는 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합(알켄/알케닐) 또는 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합(알킨/알키닐)로 불포화될 수 있다.

용어 "방향족"은, 화합물 또는 화학기 원자를 변형하는 데 사용될 때, 화합물 또는 화학기가 고리를 형성하는 결합의 상호작용에 의해 안정화되는 원자의 평면형 불포화 고리를 포함하는 것을 의미한다.

용어 "알킬"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서의 탄소 원자, 선형 또는 분지형의 비환형 구조를 가지며, 탄소 및 수소 이외의 원자가 없는 1가의 포화된 지방족기를 지칭한다. 기 -CH₃(Me), -CH₂CH₃(Et), -CH₂CH₂CH₃(n-Pr 또는 프로필), -CH(CH₃)₂(i-Pr, ⁱ Pr 또는 이소프로필), -CH₂CH₂CH₂CH₃(n-Bu), -CH(CH₃)CH₂CH₃(sec-부틸), -CH₂CH(CH₃)₂(이소부틸), -C(CH₃)₃(tert-부틸, t-부틸, t-Bu 또는 ^t Bu), 및 -CH₂C(CH₃)₃(네오-펜틸)은 알킬기의 비제한적인 예이다. 용어 "알칸디일"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점(들)로서의 1 또는 2개의 포화된 탄소 원자(들), 선형 또는 분지형의 비환형 구조를 가지며, 탄소-탄소 이중 또는 삼중 결합이 없고, 탄소 및 수소 이외의 원자가 없는 2가의 포화된 지방족기를 지칭한다. 기 -CH₂-(메틸렌), -CH₂CH₂-, -CH₂C(CH₃)₂CH₂-, 및 -CH₂CH₂CH₂-는 알칸디일기의 비제한적인 예이다. "알칸"은 화학식 H-R을 갖는 계열의 화합물을 지칭하고, 여기서 R은 이 용어가 상기 정의된 바와 같은 알킬이다. 이들 용어 중 임의의 것이 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다. 하기 기는 치환된 알킬기의 비제한적인 예이다: -CH₂OH, -CH₂Cl, -CF₃, -CH₂CN, -CH₂C(O)OH, -CH₂C(O)OCH₃, -CH₂C(O)NH₂, -CH₂C(O)CH₃, -CH₂OCH₃, -CH₂OC(O)CH₃, -CH₂NH₂, -CH₂N(CH₃)₂, 및 -CH₂CH₂Cl. 용어 "할로알킬"은 탄소, 수소 및 할로겐 이외의 다른 원자가 존재하지 않도록 수소 원자 대체가 할로(즉, -F, -Cl, -Br, 또는 -I)로 제한되는 치환된 알킬의 하위세트이다. 기 -CH₂Cl은 할로알킬의 비제한적인 예이다. 용어 "플루오로알킬"은 탄소, 수소 및 불소 이외의 다른 원자가 존재하지 않도록 수소 원자 대체가 플루오로로 제한되는 치환된 알킬의 하위세트이다. 기 -CH₂F, -CF₃, 및 -CH₂CF₃는 플루오로알킬기의 비제한적인 예이다.

용어 "시클로알킬"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서의 탄소 원자를 갖고, 상기 탄소 원자는 하나 이상의 비방향족 고리 구조의 일부를 형성하고, 탄소-탄소 이중 또는 삼중 결합이 없고, 탄소 및 수소 이외의 원자가 없는 1가의 포화된 지방족기를 지칭한다. 비제한적인 예는 다음을 포함한다: -CH(CH₂)₂(시클로프로필), 시클로부틸, 시클로펜틸, 또는 시클로헥실(Cy). 용어 "시클로알칸디일"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서 2개의 탄소 원자를 갖고, 탄소-탄소 이중 또는 삼중 결합이 없고, 탄소 및 수소 이외의 원자가 없는 2가의 포화된 지방족기를 지칭한다. 기 는 시클로알칸디일기의 비제한적인 예이다. "시클로알칸"은 화학식 H-R을 갖는 계열의 화합물을 지칭하고, 여기서 R은 이 용어가 상기 정의된 바와 같은 시클로알킬이다. 이들 용어 중 임의의 것이 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다.

용어 "알케닐"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서의 탄소 원자, 선형 또는 분지형의 비환형 구조, 적어도 하나의 비방향족 탄소-탄소 이중 결합을 갖고, 탄소-탄소 삼중 결합이 없고, 탄소 및 수소 이외의 원자가 없는 1가의 불포화된 지방족기를 지칭한다. 비제한적인 예는 다음을 포함한다: -CH=CH₂(비닐), -CH=CHCH₃, -CH=CHCH₂CH₃, -CH₂CH=CH₂(알릴), -CH₂CH=CHCH₃, 및 -CH=CHCH=CH₂. 용어 "알켄디일"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서의 2개의 탄소 원자, 선형 또는 분지형, 선형 또는 분지형의 비환형 구조, 적어도 하나의 비방향족 탄소-탄소 이중 결합을 갖고, 탄소-탄소 삼중 결합이 없고, 탄소 및 수소 이외의 원자가 없는 2가의 불포화된 지방족기를 지칭한다. 기 -CH=CH-, -CH=C(CH₃)CH₂-, -CH=CHCH₂-, 및 -CH₂CH=CHCH₂-는 알켄디일기의 비제한적인 예이다. 알켄디일기가 지방족지만, 일단 두 단부에 연결되면, 이 기는 방향족 구조의 일부를 형성하는 것이 배제되지 않음을 유의한다. 용어 "알켄" 및 "올레핀"은 동의어이고, 화학식 H-R을 갖는 계열의 화합물을 지칭하고, 여기서 R은 이 용어가 상기 정의된 바와 같은 알케닐이다. 유사하게는 용어 "말단 알켄" 및 "α-올레핀"은 동의어이고, 단지 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 알켄을 지칭하고, 여기서 이 결합은 분자의 단부에서 비닐기의 일부이다. 이들 용어 중 임의의 것이 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다. 기 -CH=CHF, -CH=CHCl 및 -CH=CHBr은 치환된 알케닐기의 비제한적인 예이다.

용어 "알키닐"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서의 탄소 원자, 선형 또는 분지형의 비환형 구조, 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖고, 탄소 및 수소 이외의 원자가 없는 1가의 불포화된 지방족기를 지칭한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 알키닐은 하나 이상의 비방향족 탄소-탄소 이중 결합의 존재를 배제하지 않는다. 기 -C≡CH, -C≡CCH₃, 및 -CH₂C≡CCH₃는 알키닐기의 비제한적인 예이다. "알킨"은 화학식 H-R을 갖는 계열의 화합물을 지칭하고, 여기서 R은 알키닐이다. 이들 용어 중 임의의 것이 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다.

용어 "아릴"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서의 방향족 탄소 원자를 갖고, 상기 탄소 원자는 하나 이상의 6원 방향족 고리 구조의 일부를 형성하는 1가의 불포화된 방향족기를 지칭하고, 여기서 고리 원자는 모두 탄소이고, 기는 탄소 및 수소 이외의 원자 없이 이루어진다. 1개 초과의 고리가 존재하는 경우, 고리는 융합되거나 융합되지 않을 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, 상기 용어는 제1 방향족 고리 또는 존재하는 임의의 추가적인 방향족 고리에 결합되는 하나 이상의 알킬 또는 아르알킬 기(탄소수 제한 허용)의 존재를 배제하지 않는다. 아릴기의 비제한적인 예는 페닐(Ph), 메틸페닐, (디메틸)페닐, -C₆H₄CH₂CH₃(에틸페닐), 나프틸, 및 비페닐로부터 유래된 1가의 기를 포함한다. 용어 "아렌디일"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서의 2개의 방향족 탄소 원자를 갖고, 상기 탄소 원자는 하나 이상의 6원 방향족 고리 구조(들)의 일부를 형성하는 2가의 방향족기를 지칭하고, 여기서 고리 원자는 모두 탄소이고, 1가의 기는 탄소 및 수소 이외의 원자 없이 이루어진다. 본원에 사용되는 바와 같이, 상기 용어는 제1 방향족 고리 또는 존재하는 임의의 추가적인 방향족 고리에 결합되는 하나 이상의 알킬, 아릴 또는 아르알킬 기(탄소수 제한 허용)의 존재를 배제하지 않는다. 1개 초과의 고리가 존재하는 경우, 고리는 융합되거나 융합되지 않을 수 있다. 융합되지 않은 고리는 하기 중 하나 이상을 통해 연결될 수 있다: 공유 결합, 알칸디일, 또는 알켄디일 기(탄소수 제한 허용). 아렌디일기의 비제한적인 예는 다음을 포함한다:

"아렌"은 화학식 H-R을 갖는 계열의 화합물을 지칭하고, 여기서 R은 이 용어가 상기 정의된 바와 같은 아릴이다. 벤젠 및 톨루엔은 아렌의 비제한적인 예이다. 이들 용어 중 임의의 것이 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다.

용어 "아르알킬"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 1가의 기 -알칸디일-아릴을 지칭하고, 이에서 용어 알칸디일 및 아릴은 각각 상기 제공된 정의와 일치되는 방식으로 사용된다. 비제한적인 예는 다음과 같다: 페닐메틸(벤질, Bn) 및 2-페닐-에틸. 용어 아르알킬이 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 알칸디일 및/또는 아릴 기로부터의 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다. 치환된 아르알킬의 비제한적인 예는 다음과 같다: (3-클로로페닐)-메틸, 및 2-클로로-2-페닐-에트-1-일.

용어 "헤테로아릴"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서의 방향족 탄소 원자 또는 질소 원자를 갖고, 상기 탄소 원자 또는 질소 원자는 하나 이상의 방향족 고리 구조의 일부를 형성하는 1가의 방향족기를 지칭하고, 여기서 고리 원자 중 적어도 하나는 질소, 산소 또는 황이고, 헤테로아릴기는 탄소, 수소, 방향족 질소, 방향족 산소 및 방향족 황 이외의 원자 없이 이루어진다. 헤테로아릴 고리는 질소, 산소, 및 황으로부터 선택되는 1, 2, 3, 또는 4개의 고리 원자를 포함할 수 있다. 1개 초과의 고리가 존재하는 경우, 고리는 융합되거나 융합되지 않을 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, 상기 용어는 방향족 고리 또는 방향족 고리계에 결합되는 하나 이상의 알킬, 아릴, 및/또는 아르알킬 기(탄소수 제한 허용)의 존재를 배제하지 않는다. 헤테로아릴기의 비제한적인 예는 푸라닐, 이미다졸릴, 인돌릴, 인다졸릴(Im), 이속사졸릴, 메틸피리디닐, 옥사졸릴, 페닐피리디닐, 피리디닐(피리딜), 피롤릴, 피리미디닐, 피라지닐, 퀴놀릴, 퀴나졸릴, 퀴녹살리닐, 트리아지닐, 테트라졸릴, 티아졸릴, 티에닐, 및 트리아졸릴을 포함한다. 용어 "N-헤테로아릴"은 결합 지점으로서의 질소 원자를 갖는 헤테로아릴기를 지칭한다. 용어 "헤테로아렌디일"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 2개의 결합 지점으로서의 2개의 방향족 탄소 원자, 2개의 방향족 질소 원자, 또는 1개의 방향족 탄소 원자 및 1개의 방향족 질소 원자를 갖고, 상기 원자는 하나 이상의 방향족 고리 구조(들)의 일부를 형성하는 2가의 방향족기를 지칭하고, 여기서 고리 원자 중 적어도 하나는 질소, 산소 또는 황이고, 2가 기는 탄소, 수소, 방향족 질소, 방향족 산소 및 방향족 황 이외의 원자 없이 이루어진다. 1개 초과의 고리가 존재하는 경우, 고리는 융합되거나 융합되지 않을 수 있다. 융합되지 않은 고리는 하기 중 하나 이상을 통해 연결될 수 있다: 공유 결합, 알칸디일, 또는 알켄디일 기(탄소수 제한 허용). 본원에 사용되는 바와 같이, 상기 용어는 방향족 고리 또는 방향족 고리계에 결합되는 하나 이상의 알킬, 아릴, 및/또는 아르알킬 기(탄소수 제한 허용)의 존재를 배제하지 않는다. 헤테로아렌디일기의 비제한적인 예는 다음을 포함한다:

"헤테로아렌"은 화학식 H-R을 갖는 계열의 화합물을 지칭하고, 여기서 R은 헤테로아릴이다. 피리딘 및 퀴놀린은 헤테로아렌의 비제한적인 예이다. 이들 용어가 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다.

용어 "헤테로시클로알킬"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 결합 지점으로서의 탄소 원자 또는 질소 원자를 갖고, 상기 탄소 원자 또는 질소 원자는 하나 이상의 비방향족 고리 구조의 일부를 형성하는 1가의 비방향족기를 지칭하고, 여기서 고리 원자 중 적어도 하나는 질소, 산소 또는 황이고, 헤테로시클로알킬기는 탄소, 수소, 질소, 산소 및 황 이외의 원자 없이 이루어진다. 헤테로시클로알킬 고리는 질소, 산소, 또는 황으로부터 선택되는 1, 2, 3, 또는 4개의 고리 원자를 포함할 수 있다. 1개 초과의 고리가 존재하는 경우, 고리는 융합되거나 융합되지 않을 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, 상기 용어는 고리 또는 고리계에 결합되는 하나 이상의 알킬 기(탄소수 제한 허용)의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 상기 용어는 고리 또는 고리계에서의 하나 이상의 이중 결합의 존재를 배제하지 않고, 단, 생성된 기는 비방향족으로 유지된다. 헤테로시클로알킬기의 비제한적인 예는 아지리디닐, 아제티디닐, 피롤리디닐, 피페리디닐, 피페라지닐, 모르폴리닐, 티오모르폴리닐, 테트라하이드로푸라닐, 테트라하이드로티오푸라닐, 테트라하이드로피라닐, 피라닐, 옥시라닐, 및 옥세타닐을 포함한다. 용어 "N-헤테로시클로알킬"은 결합 지점으로서의 질소 원자를 갖는 헤테로시클로알킬기를 지칭한다. N-피롤리디닐은 이러한 기의 예이다. 용어 "헤테로시클로알칸디일"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 2개의 결합 지점으로서의 2개의 탄소 원자, 2개의 질소 원자, 또는 1개의 탄소 원자 및 1개의 질소 원자를 갖고, 상기 원자는 하나 이상의 고리 구조(들)의 일부를 형성하는 2가의 환형 기를 지칭하고, 여기서 고리 원자 중 적어도 하나는 질소, 산소 또는 황이고, 2가 기는 탄소, 수소, 질소, 산소 및 황 이외의 원자 없이 이루어진다. 1개 초과의 고리가 존재하는 경우, 고리는 융합되거나 융합되지 않을 수 있다. 융합되지 않은 고리는 하기 중 하나 이상을 통해 연결될 수 있다: 공유 결합, 알칸디일, 또는 알켄디일 기(탄소수 제한 허용). 본원에 사용되는 바와 같이, 상기 용어는 고리 또는 고리계에 결합되는 하나 이상의 알킬기(탄소수 제한 허용)의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 상기 용어는 고리 또는 고리계에서의 하나 이상의 이중 결합의 존재를 배제하지 않고, 단, 생성된 기는 비방향족으로 유지된다. 헤테로시클로알칸디일기의 비제한적인 예는 다음을 포함한다:

이들 용어가 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다.

용어 "아실"은, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 기 -C(O)R을 지칭하고, 이에서 R은 이들 용어가 상기 정의된 바와 같은 수소, 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 아릴, 아르알킬 또는 헤테로아릴이다. 기 -CHO, -C(O)CH₃(아세틸, Ac), -C(O)CH₂CH₃, -C(O)CH₂CH₂CH₃, -C(O)CH(CH₃)₂, -C(O)CH(CH₂)₂, -C(O)C₆H₅, -C(O)C₆H₄CH₃, -C(O)CH₂C₆H₅, -C(O)(이미다졸릴)은 아실기의 비제한적인 예이다. "티오아실"은 기 -C(O)R의 산소 원자가 황 원자로 대체된 것, -C(들)R을 제외하고, 유사한 방식으로 정의된다. 용어 "알데히드"는 상기 정의된 바와 같은 알칸에 해당하고, 여기서 수소 원자 중 적어도 하나는 -CHO 기로 대체되었다. 이들 용어 중 임의의 것이 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 하나 이상의 수소 원자(존재하는 경우, 카르보닐 또는 티오카르보닐 기의 탄소 원자에 직접적으로 결합되는 수소 원자를 포함함)는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다. 기, -C(O)CH₂CF₃, -CO₂H(카르복실), -CO₂CH₃(메틸카르복실), -CO₂CH₂CH₃, -C(O)NH₂(카바모일), 및 -CON(CH₃)₂는 치환된 아실기의 비제한적인 예이다.

용어 "알콕시"는, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 기 -OR을 지칭하고, 이에서 R은 이 용어가 상기 정의된 바와 같은 알킬이다. 비제한적인 예는 다음을 포함한다: -OCH₃(메톡시), -OCH₂CH₃(에톡시), -OCH₂CH₂CH₃, -OCH(CH₃)₂(이소프로폭시), -OC(CH₃)₃(tert-부톡시), -OCH(CH₂)₂, -O-시클로펜틸, 및 -O-시클로헥실. 용어 "시클로알콕시", "알케닐옥시", "알키닐옥시", "아릴옥시", "아르알콕시", "헤테로아릴옥시", "헤테로시클로알콕시", 및 "아실옥시"는, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, -OR로서 정의된 기를 지칭하고, 이에서 R은 각각 시클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아르알킬, 헤테로아릴, 헤테로시클로알킬, 및 아실이다. 용어 "알콕시디일"은 2가 기 -O-알칸디일-, -O-알칸디일-O-, 또는 -알칸디일-O-알칸디일-을 지칭한다. 용어 "알킬티오" 및 "아실티오"는, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 기 -SR을 지칭하고, 이에서 R은 각각 알킬 및 아실이다. 용어 "알코올"은 상기 정의된 바와 같은 알칸에 해당하고, 여기서 수소 원자 중 적어도 하나는 하이드록시기로 대체되었다. 용어 "에테르"는 상기 정의된 바와 같은 알칸에 해당하고, 여기서 수소 원자 중 적어도 하나는 알콕시기로 대체되었다. 이들 용어 중 임의의 것이 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다.

용어 "알킬아미노"는 "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 기 -NHR을 지칭하고, 이에서 R은 이 용어가 상기 정의된 바와 같은 알킬이다. 비제한적인 예는 다음을 포함한다: -NHCH₃ 및 -NHCH₂CH₃. 용어 "디알킬아미노"는, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 기 -NRR'을 지칭하고, 이에서 R 및 R'은 동일하거나 상이한 알킬기일 수 있거나, 또는 R 및 R'은 함께 취해져 알칸디일을 나타낼 수 있다. 디알킬아미노기의 비제한적인 예는 다음을 포함한다: -N(CH₃)₂ 및 -N(CH₃)(CH₂CH₃). 용어 "시클로알킬아미노", "알케닐아미노", "알키닐아미노", "아릴아미노", "아르알킬아미노", "헤테로아릴아미노", "헤테로시클로알킬아미노", "알콕시아미노" 및 "알킬설포닐아미노"는, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, -NHR로서 정의된 기를 지칭하고, 이에서 R은 각각 시클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아르알킬, 헤테로아릴, 헤테로시클로알킬, 알콕시, 및 알킬설포닐이다. 아릴아미노기의 비제한적인 예는 -NHC₆H₅이다. 용어 "알킬아미노디일"은 2가 기 -NH-알칸디일-, -NH-알칸디일-NH-, 또는 -알칸디일-NH-알칸디일-를 지칭한다. 용어 "아미도"(아실아미노)는, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 기 -NHR을 지칭하고, 이에서 R은 이 용어가 상기 정의된 바와 같은 아실이다. 아미도기의 비제한적인 예는 -NHC(O)CH₃이다. 용어 "알킬이미노"는, "치환된" 수식어 없이 사용될 때, 2가 기 =NR을 지칭하고, 이에서 R은 이 용어가 상기 정의된 바와 같은 알킬이다. 이들 용어 중 임의의 것이 "치환된" 수식어와 함께 사용될 때, 탄소 원자에 결합되는 하나 이상의 수소 원자는 독립적으로 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -NH₂, -NO₂, -CO₂H, -CO₂CH₃, -CN, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -C(O)CH₃, -NHCH₃, -NHCH₂CH₃, -N(CH₃)₂, -C(O)NH₂, -C(O)NHCH₃, -C(O)N(CH₃)₂, -OC(O)CH₃, -NHC(O)CH₃, -S(O)₂OH, 또는 -S(O)₂NH₂로 대체되었다. 기 -NHC(O)OCH₃ 및 -NHC(O)NHCH₃는 치환된 아미도기의 비제한적인 예이다.

청구항 및/또는 명세서에서의 용어 "포함하는"과 함께 사용될 때 단어 "a" 또는 "an"의 사용은 "하나"를 의미할 수 있지만, 이는 또한 "하나 이상", "적어도 하나", 및 "하나 또는 하나 초과"의 의미와 일치한다.

본 출원에 사용되는 바와 같이, 용어 "평균 분자량"은 각 중합체 종의 몰수와 그 종의 몰 질량 사이의 관계와 관련된다. 특히, 각 중합체 분자는 상이한 수준의 중합과 이에 따른 상이한 몰 질량을 가질 수 있다. 평균 분자량은 복수의 중합체 분자의 분자량을 표시하기 위해 사용될 수 있다. 평균 분자량은 통상적으로 평균 몰 질량과 동의어이다. 특히, 다음의 3개의 주요 유형의 평균 분자량이 존재한다: 수평균 몰 질량, 중량 (질량) 평균 몰 질량, 및 Z-평균 몰 질량. 본 출원의 맥락에서, 달리 명시되지 않는 한, 평균 분자량은 화학식의 수평균 몰 질량 또는 중량 평균 몰 질량을 표시한다. 일부 실시양태에서, 평균 분자량은 수평균 몰 질량이다. 일부 실시양태에서, 평균 분자량은 지질에 존재하는 PEG 성분을 기술하기 위해 사용될 수 있다.

용어 "포함하다(comprise)", "갖다" 및 "포함하다(include)"는 개방형 연결 동사이다. "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)", "갖다", "갖는", "포함하다(includes)" 및 "포함하는(including)"과 같은 이러한 동사 중 하나 이상의 임의의 형태 또는 시제는 또한 개방형이다. 예를 들어, 하나 이상의 단계들을 "포함하는", "갖는" 또는 "포함하는" 임의의 방법은 이들 하나 이상의 단계들만을 갖는 것으로 제한되지 않고, 다른 열거되지 않은 단계를 또한 포함한다.

이 용어가 명세서 및/또는 청구항에서 사용되는 바와 같은 용어 "유효한"은 원하거나, 예상되거나, 또는 의도된 결과를 달성하기에 적절한 것을 의미한다. 화합물로 환자 또는 대상체를 치료하는 맥락에서 사용될 때, "유효량", "치료적 유효량" 또는 "약학적 유효량"은 질환을 치료하기 위해 대상체 또는 환자에 투여될 경우의 화합물의 양이 질환에 대한 이러한 치료를 실시하기 위해 충분하다는 것을 의미한다.

본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "IC₅₀"은 얻어진 최대 반응의 50%인 억제 용량을 지칭한다. 이러한 정량적 측정은 특정 약물 또는 다른 물질(억제제)가 주어진 생물학적, 생화학적 또는 화학적 과정(또는 과정의 성분, 즉, 효소, 세포, 세포 수용체 또는 미생물)을 절반까지 억제하는 데 필요한 양을 나타낸다.

제1 화합물의 "이성질체"는 각 분자가 제1 화합물과 동일한 구성 원자를 포함하지만 이들 원자의 3차원 구조가 상이한 별도의 화합물이다.

본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "환자" 또는 "대상체"는 살아 있는 포유동물 유기체, 예컨대 인간, 원숭이, 소, 양, 염소, 개, 고양이, 마우스, 래트, 기니피그, 또는 이들의 형질전환 종을 지칭한다. 특정 실시양태에서, 환자 또는 대상체는 영장류이다. 인간 대상체의 비제한적인 예는 성인, 청소년, 유아 및 태아이다.

본원에 일반적으로 사용되는 바와 같이, "약학적으로 허용 가능한"은 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응, 또는 합리적인 이익/위험 비율에 상응하는 다른 문제 또는 합병증 없이 건전한 의학적 판단의 범위 내에서 인간 및 동물의 조직, 기간, 및/또는 체액과 접촉하여 사용하는 데 적합한 화합물, 물질, 조성물, 및/또는 제형과 관련된다.

"약학적으로 허용 가능한 염"은 상기 정의된 바와 같이 약학적으로 허용 가능하고 그리고 원하는 약리학적 활성을 갖는 본 개시내용의 화합물의 염을 의미한다. 이러한 염은 무기산 예컨대 염산, 브롬화수소산, 황산, 질산, 인산 등과 함께; 또는 유기산 예컨대 1,2-에탄디설폰산, 2-하이드록시에탄설폰산, 2-나프탈렌설폰산, 3-페닐프로피온산, 4,4'-메틸렌비스(3-하이드록시-2-엔-1-카르복실산), 4-메틸비시클로[2.2.2]옥트-2-엔-1-카르복실산, 아세트산, 지방족 모노카르복실산 및 디카르복실산, 지방족 황산, 방향족 황산, 벤젠설폰산, 벤조산, 캄포르설폰산, 탄산, 신남산, 시트르산, 시클로펜탄프로피온산, 에탄설폰산, 푸마르산, 글루코헵톤산, 글루콘산, 글루탐산, 글리콜산, 헵타노산, 헥산산, 하이드록시나프토산, 락트산, 라우릴황산, 말레산, 말산, 말론산, 만델산, 메탄설폰산, 뮤콘산, o-(4-하이드록시벤조일)벤조산, 옥살산, p-클로로벤젠설폰산, 페닐-치환된 알칸산, 프로피온산, p-톨루엔설폰산, 피루브산, 살리실산, 스테아르산, 석신산, 타르타르산, 3차부틸아세트산, 트리메틸아세트산 등과 함께 형성된 산 부가염을 포함한다. 약학적으로 허용 가능한 염은 또한 존재하는 산성 양성자가 무기 염기 또는 유기 염기와 반응할 수 있을 경우 형성될 수 있는 염기 부가염을 포함한다. 허용 가능한 무기 염기는 수산화나트륨, 탄산나트륨, 수산화칼륨, 수산화알루미늄 및 수산화칼슘을 포함한다. 허용 가능한 유기 염기는 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트로메타민, N-메틸글루카민 등을 포함한다. 본 개시내용의 임의의 염의 일부를 형성하는 특정 음이온 또는 양이온은, 염이 전체적으로 약리학적으로 허용되는 한, 중요하지 않음을 인지하여야 한다. 약학적으로 허용 가능한 염 및 그것의 제조 및 사용 방법의 추가적인 예는 문헌[Handbook of Pharmaceutical Salts: Properties, and Use (P. H. Stahl & C. G. Wermuth eds., Verlag Helvetica Chimica Acta, 2002)]에 제시된다.

"예방" 또는 "예방하는"은 다음을 포함한다: (1) 질환의 위험이 있고/있거나 질환에 걸리기 쉬울 수 있으나 임의의 또는 모든 질환의 병리 또는 증상을 아직 경험하거나 나타내지 않은 대상체 또는 환자에서 질환의 시작의 억제, 및/또는 (2) 질환의 위험이 있고/있거나 질환에 걸리기 쉬울 수 있으나 임의의 또는 모든 질환의 병리 또는 증상을 아직 경험하거나 나타내지 않은 대상체 또는 환자에서 질환의 병리 또는 증상의 시작의 지연.

"반복 단위"는 특정 물질, 예를 들어 유기물, 무기물 또는 금속-유기물이든 프레임워크 및/또는 중합체의 가장 단순한 구조 실체이다. 중합체 사슬의 경우, 반복 단위는 목걸이의 구슬과 같이 장쇄로 함께 연속적으로 연결된다. 예를 들어, 폴리에틸렌, -[-CH₂CH₂-]_n-에서, 반복 단위는 -CH₂CH₂-이다. 하첨자 "n"은 중합도, 즉, 함께 연결된 반복 단위의 수를 의미한다. "n"에 대한 값이 정의되지 않고 있거나 "n"이 없는 경우, 이는 간단하게 괄호 내의 화학식의 반복뿐만 아니라 물질의 중합체 특징을 표시한다. 반복 단위의 개념은 반복 단위들 간의 연결성이 금속 유기 프레임워크, 변형된 중합체, 열경화성 중합체 등에서와 같이 3차원적으로 확장되는 경우에 대해 동일하게 적용된다. 덴드리머의 맥락에서, 반복 단위는 또한 분지 단위, 내부층, 또는 세대(generation)로서 기술될 수 있다. 유사하게는, 말단기는 또한 표면기로서 기술될 수 있다.

"입체이성질체" 또는 "광학 이성질체"는 동일한 원자가 동일한 다른 원자에 결합되지만, 3차원에서 이들 원자의 구조가 상이한 주어진 화합물의 이성질체이다. "거울상이성질체"는 왼손 및 오른손과 같이 서로 거울상인 주어진 화합물의 입체이성질체이다. "부분입체이성질체"는 거울상이성질체가 아닌 주어진 화합물의 입체이성질체이다. 키랄 분자는 입체중심 또는 입체생성 중심으로도 지칭되는 키랄 중심을 포함하고, 이는 임의의 2개의 기의 상호교환이 입체이성질체를 유발하도록 기들을 갖는 분자에서의 반드시 원자를 통한 것이 아닌 임의의 지점이다. 유기 화합물에서, 키랄 중심은 통상적으로 탄소, 인 또는 황 원자이지만, 다른 원자가 유기 및 무기 화합물에서 입체중심이 되는 것이 또한 가능하다. 분자는 복수의 입체중심을 가질 수 있고, 이는 여러 입체이성질체를 제공한다. 입체이성질체가 사면체 입체생성 중심(예를 들어, 사면체 탄소)에 기인한 것인 화합물에서, 가설로 가능한 입체이성질체의 총수는 2ⁿ을 초과하지 않을 것이며, 여기서 n은 사면체 입체중심의 수이다. 대칭성을 갖는 분자는 흔히 최대 가능한 수 미만의 입체이성질체를 갖는다. 거울상이성질체의 50:50 혼합물은 라세미 혼합물로 지칭된다. 대안적으로, 거울상이성질체의 혼합물은 하나의 거울상이성질체가 50% 초과의 양으로 존재하도록 거울상이성질체가 풍부할 수 있다. 통상적으로, 거울상이성질체 및/또는 부분입체이성질체는 본 기술분야에 알려진 기술을 사용하여 분해 또는 분리될 수 있다. 입체화학이 정의되지 않은 임의의 입체중심 또는 키랄성의 축의 경우, 입체중심 또는 키랄성의 축은 그것의 R 형태, S 형태, 또는 라세미 및 비라세미 혼합물을 포함하는, R 및 S 형태의 혼합물로서 존재할 수 있는 것으로 고려된다. 본원에 사용되는 바와 같이, 문구 "다른 입체이성질체가 실질적으로 없는"은 조성물이 ≤15%, 보다 바람직하게는 ≤10%, 심지어 보다 바람직하게는 ≤5%, 또는 가장 바람직하게는 ≤1%의 다른 입체이성질체(들)을 포함하는 것을 의미한다.

"치료" 또는 "치료하는"은 (1) 질환의 병리 또는 증상을 경험하거나 나타낸 대상체 또는 환자에서의 질환의 억제(예를 들어, 병리 및/또는 증상의 추가의 발생 저지), (2) 질환의 병리 또는 증상을 경험하거나 나타낸 대상체 또는 환자에서 질환의 개선(예를 들어, 병리 및/또는 증상의 역전), 및/또는 (3) 질환의 병리 또는 증상을 경험하거나 나타낸 대상체 또는 환자에서의 임의의 측정 가능한 질환 감소에 영향을 미치는 것을 포함한다.

지질 조성물(들)과 연관하여 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "몰백분율" 또는 "몰%"는 일반적으로 지질 조성물로 제제화되거나 이에 존재하는 모든 지질과 비교하여 상대적인 성분 지질의 몰 비율을 지칭한다.

상기 정의는 본원에 참조로 편입된 임의의 참고문헌에서의 상충되는 임의의 정의를 대신한다. 그러나, 특정 용어가 정의되어 있는 사실이 정의되지 않은 임의의 용어가 무한하다는 것을 나타내는 것으로 간주되어서는 안된다. 오히려, 사용되는 모든 용어는 당업자가 본 개시내용의 범위 및 실시를 이해할 수 있도록 용어로 개시내용을 기술하는 것으로 여겨진다.

본 개시내용은, 일부 실시양태에서, 단백질 또는 단백질 단편(들)을 코딩하는 핵산을 사용하여 섬모 유지 및 기능과 관련된 병태의 치료를 위한 조성물 및 방법을 제공한다. 여러 진핵 세포는 섬모 또는 편모로도 종종 지칭되는 부착물을 운반하며, 이의 내부 코어는 축사를 지칭하는 세포골격 구조체를 포함한다. 축사는 세포의 세포골격 구조체의 골격으로서 기능할 수 있고, 구조를 지지하면서도, 일부 실시양태에서는, 이를 구부러지게 만든다. 일반적으로, 축사의 내부 구조는 섬모 및 편모 둘 모두에 대해 공통적이다. 섬모는 종종 기도 내면, 생식계 및 다른 기관과 조직에서 발견된다. 편모는 정자 세포와 같이 세포를 전방으로 추진할 수 있는, 섬모와 유사한 꼬리-유사 구조체이다.

기도에서 섬모가 적절하게 기능하지 않으면, 박테리아는 기도에 남아 감염을 일으킬 수 있다. 호흡기에서, 섬모는 점액을 목을 향하여 이동시키는 공동작용 방식으로 앞뒤로 움직인다. 점액의 이러한 이동은 체액, 박테리아, 및 입자를 폐로부터 제거하는 데 도움이 된다. 섬모 및 편모 기능장애를 앓는 많은 영아들은 출생시 호흡 문제를 겪으며, 이는 섬모가 폐로부터 태아 체액을 제거하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다. 유아기 초반에, 섬모 기능장애를 앓는 대상체는 빈번한 호흡기 감염이 발병될 수 있다.

낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR)

낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR)은 CFTR 유전자에 의해 코딩되는 척추동물에서의 막 단백질 및 염화물 채널이다. CFTR 유전자는 q31.2 위치에서의 염색체 7의 긴 아암 상에 있다. 염화물 이온 채널 기능에 영향을 미치는 CFTR 유전자의 돌연변이는 폐, 췌장 및 기타 기관에서의 상피액 수송의 조절 장애를 야기하고, 이는 낭포성 섬유증(CF)를 일으킨다.

낭포성 섬유증(CF)는 미국에서 2,500명의 유아마다 대략 1명꼴로 발병한다. 일반 미국 인구에서, 최대 천만명 사람들이 뚜렷한 질병 영향이 없는 결함이 있는 유전자의 단일 카피를 가진다. 반면, CF 관련 유전자의 2개의 카피를 가진 사람은 만성 폐질환을 포함하는 CF의 쇠약하게 하는 치명적인 영향으로 고통을 받는다. 낭포성 섬유증의 합병증은 잦은 호흡기 감염으로 폐에서의 농후한 점액, 및 영양실조와 당뇨병을 일으키는 췌장 부전(pancreatic insufficiency)을 포함한다. 이러한 병태는 만성 장애 및 감소된 기대 수명으로 이어진다. 남성 환자에서, 발달 중인 정관(정색(spermatic cord)) 및 부고환의 진행성 폐색 및 파괴는 정관의 선척적 결여 및 남성 불임을 야기하는 비정상적인 관내 분비(intraluminal secretion)로부터 일어나는 것으로 보인다.

지금까지, 거의 1000개의 낭포성 섬유증-유발 돌연변이가 기재되어 있다. 다수의 돌연변이는 드물다. 돌연변이의 분포 및 빈도는 상이한 집단 중에서 변화된다. 돌연변이는 CFTR 유전자에서의 대체, 중복, 결실, 또는 단축으로 이루어진다. 이는 더 적은 활성을 갖고, 더 빠르게 분해되거나 불충분한 수로 존재하는 기능 장애 단백질을 유발할 수 있다. 가장 일반적인 돌연변이인 DeltaF508(F508)은 단백질의 508번째 위치에서의 아미노산 페닐알라닌(F)의 손실을 일으키는 3개의 뉴클레오티드의 결실()로부터 발생한다. 결과적으로, 상기 단백질은 정상적으로 접히지 않고, 보다 빠르게 분해된다.

조성물

일부 실시양태에서, 본 개시내용은 본원에 기재된 바와 같은 CFTR 단백질을 코딩하는 (예를 들어, 합성) 폴리뉴클레오티드를 포함하는 (예를 들어, 약학적) 조성물을 제공한다. 조성물의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 (예컨대 본원에 기재된) 지질 조성물과 조합된다.

폴리뉴클레오티드

일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩한다. 일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 CFTR 단백질을 코딩하는 리보핵산(RNA), 예를 들어, 메신저 리보핵산(mRNA)이다. 일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 CFTR 단백질을 코딩하는 데옥시리보핵산(DNA)이다.

다양한 양태의 일부 실시양태에서, 핵산 서열은 서열 번호 5의 적어도 100, 300, 500, 700, 900, 또는 1,000개의 인접한 아미노산 잔기에 대한 적어도 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩티드를 코딩한다. 다양한 양태의 일부 실시양태에서, 핵산 서열은 서열 번호 5와 실질적으로 동일한 폴리펩티드를 코딩한다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열은 서열 번호 5의 적어도 1,000개의 인접한 아미노산 잔기에 대해 실질적으로 동일한 폴리펩티드를 코딩한다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열은 서열 번호 5와 실질적으로 동일한 폴리펩티드를 코딩한다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열은 서열 번호 5의 적어도 100, 300, 500, 700, 900, 또는 1,000개의 인접한 아미노산 잔기에 대해 적어도 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩티드를 코딩한다. 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열은 서열 번호 5와 실질적으로 동일한 폴리펩티드를 코딩한다.

가수분해 핫스팟(hot spot)

코돈 내에서 뿐만 아니라 변형된 mRNA의 코돈에 걸쳐, 보다 반응성인 5'-U(U/A)-3' 디뉴클레오티드의 수를 감소시키는 것을 목적으로 하는 변경된 뉴클레오티드 사용 방식은 RNA의 고유한 화학적 불안정성에 의해 부여되는 한계를 부분적으로 완화한다. 동시에, RNA 전사체에서 U 함량을 낮추어 이를 덜 면역원성이게 만든다. 본 개시내용은 변경된 오픈 리딩 프레임(ORF)를 포함하는 RNA 전사체에 관한 것이다. 예를 들어, 코돈 최적화된 또는 변경된 뉴클레오티드 사용은 안정화된 치료적 mRNA를 야기하는 단백질 코딩 영역 내에서의 5'-U(U/A)-3' 디뉴클레오티드의 상당한 감소를 포함할 수 있다. 코돈 최적화된 폴리뉴클레오티드는 동의 코돈으로 치환되거나 대체되는 특정 아미노산을 코딩하는 코돈을 포함할 수 있다. 코돈 최적화된 폴리뉴클레오티드는 상응하는 야생형 폴리뉴클레오티드와 같거나 동일한 폴리펩티드를 코딩할 수 있고, 상기 폴리뉴클레오티드는 상응하는 야생형과 상이한 폴리뉴클레오티드의 서열을 포함한다. 복수의 코돈은 동일한 아미노산을 코딩할 수 있으나, 주어진 코돈의 품질은 동일한 아미노산을 코딩하는 것들 사이에서 조차도 상이하다. 복수의 상이한 코돈이 동일한 아미노산을 코딩할 수 있기 때문에, 특정 폴리뉴클레오티드는 동일한 폴리펩티드를 코딩할 수 있고, 동일한 폴리펩티드를 코딩하는 다른 폴리뉴클레오티드보다 유리한 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 코돈 최적화된 폴리뉴클레오티드는 더 빠르게 번역될 수 있거나, 더 높은 안정성(생체내 또는 시험관내)을 포함할 수 있거나, 증가된 발현 수율 또는 전장의 또는 기능적 폴리펩티드를 생성할 수 있거나, 가용성 폴리펩티드의 증가 및 폴리펩티드 응집물의 감소를 유발할 수 있다. 특정 기전에 제한되지 않고, 코돈 최적화된 폴리뉴클레오티드의 유리한 특징은 예를 들어 폴리뉴클레오티드와의 리보솜 상호작용에 기반하여 발현된 생성물의 개선된 단백질 접힘의 결과일 수 있거나, 용액에서의 반응성 결합의 감소된 가수분해의 결과일 수 있다. 예를 들어, 코돈 최적화는 리보솜 결합 부위, 샤인-달가르노 서열(Shine-Dalgarno sequence) 또는 리보솜 또는 번역 중지와 관련된 특성을 변경하거나 개선할 수 있다. 유리한 특징은 더 낮은 농도의 동족 tRNA를 가져 개선된 번역 반응을 가능하게 할 수 있는 "희귀 코돈(rare codon)"의 감소된 사용의 결과일 수 있다. 유리한 특징은 더 낮은 농도의 동족 tRNA를 가져 개선된 번역 반응을 가능하게 할 수 있는 "희귀 코돈"의 감소된 사용의 결과일 수 있다. 유리한 특징은 효소 반응을 통해 분해를 감소시킨 결과일 수 있다. 예를 들어, 올리고뉴클레오티드의 가수분해는 단일 가닥 (ss)RNA에서의 2개의 리보뉴클레오티드를 연결하는 포스포디에스테르 결합의 반응성이 이들 뉴클레오티드의 특징에 좌우된다는 것을 시사한다. pH 8.5에서, ssRNA 십이량체(dodecamer)에 내포되었을 경우의 디뉴클레오티드 절단 민감성은 크기 차수에 따라 변화될 수 있다. 거의 생리적 조건하에서, RNA의 가수분해는 보통 5'-산소음이온 이탈기의 반대면 상에서 인접한 인 표적 중심에 대한 2'-산소 친핵체에 의한 S_N2-유형 공격을 포함하며, 2',3'-환형 포스페이트 및 5'-하이드록실 말단을 갖는 2개의 RNA 단편을 생성한다. 보다 반응성의 분리성 포스포디에스테르 결합은 5'-UpA-3'(R₁ = U₁, R₂= A) 및 5'-CpA-3'(R₁ = C, R₂ = A)를 포함할 수 있고, 그 이유는 이러한 단계에서의 골격은 인접한 포스포디에스테르 연결에 대한 2'-OH에 의한 S_N2-유형 친핵성 공격에 대해 요구되는 "인라인(in-line")" 구조를 대부분 쉽게 채택할 수 있기 때문이다. 또한, 인터페론-조절된 dsRNA-활성화 항바이러스 경로는 RNase L 엔도리보뉴클라아제의 활성화를 야기하는 안키린 반복에 결합하는 2'-5' 올리고아데닐레이트를 생성한다. RNase L은 UA 및 UU 디뉴클레오티드에서 효율적으로 ssRNA를 절단한다. 마지막으로, U-풍부 서열은 톨-유사 수용체 7 및 8 및 RIG-I를 포함하는 RNA 센서의 강력한 활성인자이고, 이는 전체 우리딘 함량 감소가 치료적 mRNA의 면역원성을 감소시키는 잠재적으로 매력적인 방법이 되게 한다.

일부 경우에, 폴리뉴클레오티드에서의 UU 및 UA 서열의 수 또는 백분율은 특정 임계값 미만이다. 예를 들어, UU 및 UA를 포함하는 디뉴클레오티드 서열의 백분율은 폴리뉴클레오티드에서 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5% 미만이거나 그 보다 낮을 수 있다. 일부 경우에 서열에서 UU 또는 UA의 수는 폴리뉴클레오티드에서 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1개 미만이거나 그보다 적을 수 있다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 115개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 110개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 105개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 100개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 95개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 90개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 85개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 80개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 75개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 70개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 65개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 60개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 55개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 50개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 45개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 40개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 35개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 45개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 30개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함한다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 115개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 110개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 105개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 100개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 95개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 90개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 85개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 80개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 75개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 70개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 65개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 60개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 55개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 50개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 45개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 40개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 35개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 30개 미만의 UA 또는 TA 디뉴클레오티드를 포함한다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 200개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 195개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 190개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 185개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 180개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 175개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 170개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 165개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 160개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 155개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 150개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 145개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 140개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 135개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 130개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 125개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 120개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 115개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 110개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 105개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 100개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 95개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 90개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 85개 미만의 UU 및 UA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 80개 미만의 UU 및 UA를 포함한다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 200개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 195개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 190개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 185개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 180개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 175개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 170개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 165개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 160개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 155개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 150개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 145개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 140개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 135개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 130개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 125개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 120개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 115개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 110개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 105개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 100개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 95개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 90개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 85개 미만의 TT 및 TA를 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 약 80개 미만의 TT 및 TA를 포함한다.

코돈 사용

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 아르기닌을 코딩하는 적어도 2개의 동의 코돈을 포함한다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 아르기닌을 코딩하는 적어도 2개의 동의 코돈을 포함하고, 상기 코돈은 AGG, AGA, CGG, CGA, CGT 및 CGC로 이루어진 군으로부터 선택된다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 아르기닌을 코딩하는 적어도 3개의 동의 코돈을 포함하고, 상기 코돈은 AGG, AGA, CGG, CGA, CGT 및 CGC로 이루어진 군으로부터 선택된다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 아르기닌을 코딩하는 적어도 4개의 동의 코돈을 포함하고, 상기 코돈은 AGG, AGA, CGG, CGA, CGT 및 CGC로 이루어진 군으로부터 선택된다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 아르기닌을 코딩하는 적어도 5개의 동의 코돈을 포함하고, 상기 코돈은 AGG, AGA, CGG, CGA, CGT 및 CGC로 이루어진 군으로부터 선택된다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 아르기닌을 코딩하는 4개의 동의 코돈을 포함하고, 상기 코돈은 AGG, AGA, CGG 및 CGC로 이루어진 군으로부터 선택된다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 70%는 AGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 65%는 AGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 60%는 AGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 AGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 AGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 AGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 AGG 코돈이다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 70%는 AGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 65%는 AGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 60%는 AGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 AGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 AGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 AGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 AGA 코돈이다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 70%는 CGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 65%는 CGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 60%는 CGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 CGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 CGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 CGG 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 CGG 코돈이다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 70%는 CGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 65%는 CGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 60%는 CGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 CGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 CGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 CGA 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 CGA 코돈이다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 70%는 CGT (또는 CGU) 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 65%는 CGT (또는 CGU) 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 60%는 CGT (또는 CGU) 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 CGT (또는 CGU) 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 CGT (또는 CGU) 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 CGT (또는 CGU) 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 CGT (또는 CGU) 코돈이다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 70%는 CGC 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 65%는 CGC 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 60%는 CGC 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 CGC 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 CGC 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 55%는 CGC 코돈이다. 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 50%는 CGC 코돈이다.

본원에 기재된 바와 같은 합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열을 포함할 수 있다. ORF 서열은 하기를 포함하는 코돈 사용 프로파일을 특징으로 할 수 있다: (1) 코돈의 총 수, (2) 코돈의 종의 수(예를 들어, 상이한 코돈 유형의 총수), (3) 각 (특유의) 코돈의 수, 및 (4) (존재하는 경우) 모든 동의 코돈 중의 각 코돈의 (사용) 빈도. 코돈 사용 프로파일은 상응하는 야생형 서열에 대해 변경되거나 비교될 수 있다. 예를 들어, 특정 코돈의 빈도 또는 수는 야생형 서열과 비교하여 감소되거나 증가될 수 있다. 폴리뉴클레오티드의 코돈 빈도의 변화는 야생형 서열에 비해 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 변경된 코돈 빈도는 덜 면역원성인 폴리뉴클레오티드를 유발할 수 있다. 변경된 코돈 빈도를 가진 폴리뉴클레오티드는 보다 빠르게 발현되거나 더 많은 양의 발현 생성물을 유발하는 폴리뉴클레오티드를 생성할 수 있다. 변경된 코돈 빈도를 가진 폴리뉴클레오티드는 혈청에서의 증가된 반감기와 같은 안정성 증가를 가질 수 있거나, 폴리뉴클레오티드의 분해를 유발할 수 있는 가수분해 또는 다른 반응에 덜 민감할 수 있다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 상응하는 야생형 서열과 비교하여 변경된 뉴클레오티드 사용을 포함한다. 변경된 뉴클레오티드 사용은 또한 "코돈 최적화된" 서열로 지칭될 수 있거나 "코돈 최적화"에 의해 생성될 수 있다.

일부 경우에, 폴리펩티드에서의 특정 아미노산을 코딩하는 코돈은 동의 코돈으로 치환되거나 대체될 수 있다. 예를 들어, 류신을 코딩하는 코돈은 류신을 코딩하는 다른 코돈으로 치환될 수 있다. 이러한 방식에서, 생성된 번역 생성물은 서열이 상이한 폴리뉴클레오티드와 동일할 수 있다. 상기 상응하는 야생형 서열에서의 이소류신-코딩 코돈의 적어도 하나의 유형은 상기 핵산 서열에서 동의 코돈 유형으로 치환될 수 있다. 상기 상응하는 야생형 서열에서의 발린-코딩 코돈의 적어도 하나의 유형은 상기 핵산 서열에서 동의 코돈 유형으로 치환될 수 있다. 상기 상응하는 야생형 서열에서의 알라닌-코딩 코돈의 적어도 하나의 유형은 상기 핵산 서열에서 동의 코돈 유형으로 치환될 수 있다. 상기 상응하는 야생형 서열에서의 글리신-코딩 코돈의 적어도 하나의 유형은 상기 핵산 서열에서 동의 코돈 유형으로 치환될 수 있다. 상기 상응하는 야생형 서열에서의 프롤린-코딩 코돈의 적어도 하나의 유형은 상기 핵산 서열에서 동의 코돈 유형으로 치환될 수 있다. 상기 상응하는 야생형 서열에서의 트레오닌-코딩 코돈의 적어도 하나의 유형은 상기 핵산 서열에서 동의 코돈 유형으로 치환될 수 있다. 상기 상응하는 야생형 서열에서의 류신-코딩 코돈의 적어도 하나의 유형은 상기 핵산 서열에서 동의 코돈 유형으로 치환될 수 있다. 상기 상응하는 야생형 서열에서의 아르기닌-코딩 코돈의 적어도 하나의 유형은 상기 핵산 서열에서 동의 코돈 유형으로 치환될 수 있다. 상기 상응하는 야생형 서열에서의 세린-코딩 코돈의 적어도 하나의 유형은 상기 핵산 서열에서 동의 코돈 유형으로 치환될 수 있다.

일부 실시양태에서, 특정 아미노산의 특정 코돈은 폴리뉴클레오티드에서의 이 특정 아미노산에 대한 코돈의 총수의 백분율 또는 양을 포함한다. 이는 "코돈 빈도"로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산을 코딩하는 전체 코돈의 적어도 50%는 제1 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 예를 들어, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산을 코딩하는 전체 코돈의 적어도 55%는 제1 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산을 코딩하는 전체 코돈의 적어도 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 그 초과는 제1 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 일부 경우에, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산을 코딩하는 전체 코돈의 최대 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 그 미만은 제1 코돈 서열에 의해 코딩된다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 90% 페닐알라닌-코딩 코돈은 (TTT와 대조되는) TTC일 수 있다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 60% 시스테인-코딩 코돈은 (TGT와 대조되는) TGC일 수 있다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 70% 아스파르트산-코딩 코돈은 (GAT와 대조되는) GAC일 수 있다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 50% 글루탐산-코딩 코돈은 (GAA와 대조되는) GAG일 수 있다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 60% 히스티딘-코딩 코돈은 (CAT와 대조되는) CAC일 수 있다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 60% 라이신-코딩 코돈은 (AAA와 대조되는) AAG일 수 있다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 60% 아스파라긴-코딩 코돈은 (AAT와 대조되는) AAC일 수 있다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 70% 글루타민-코딩 코돈은 (CAA와 대조되는) CAG일 수 있다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 80% 티로신-코딩 코돈은 (TAT와 대조되는) TAC일 수 있다. 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 적어도 약 90% 이소류신-코딩 코돈은 ATC일 수 있다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 다수의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 예를 들어, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 2개 이하의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 일부 경우에, 폴리뉴클레오티드는 2개 이하의 유형의 이소류신-코딩 코돈을 포함한다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 3개 이하의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 3개 이하 유형의 알라닌(Ala)-코딩 코돈을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 3개 이하 유형의 글리신(Gly)-코딩 코돈을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 3개 이하 유형의 프롤린(Pro)-코딩 코돈을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 3개 이하 유형의 트레오닌(Thr)-코딩 코돈을 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 4개 이하의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 4개 이하 유형의 아르기닌(Arg)-코딩 코돈을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 4개 이하 유형의 세린(Ser)-코딩 코돈을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 5개 이하의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 5개 이하 유형의 아르기닌(Arg)-코딩 코돈을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 5개 이하 유형의 세린(Ser)-코딩 코돈을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 6개 이하의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 1개 또는 그 초과의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 2개 또는 그 초과의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 3개 또는 그 초과의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 4개 또는 그 초과의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 5개 또는 그 초과의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산은 6개 또는 그 초과의 상이한 코돈 서열에 의해 코딩될 수 있다.

일부 경우에, 제1 코돈 서열의 빈도는 폴리뉴클레오티드의 특정 아미노산을 코딩하는 제2 코돈 서열의 빈도보다 더 높거나, 더 낮거나 또는 동일하다. 예를 들어, 제1 코돈의 빈도는 폴리뉴클레오티드에서의 특정 아미노산에 대한 제2 코돈의 빈도보다 더 높다. GCC 코돈의 빈도는 GCT 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. GCT 코돈의 빈도는 GCA 코돈의 빈도보다 더 낮을 수 있다. GCT 코돈의 빈도는 GCA 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드의 알라닌-코딩 코돈에 대한 코돈 사용은 특정 파라미터를 가질 수 있다. 예를 들어, GCG 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다. GCA 코돈의 빈도는 약 20% 이하일 수 있다. GCT 코돈의 빈도는 적어도 약 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 또는 25%일 수 있다. GCT 코돈의 빈도는 약 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 또는 5% 이하일 수 있다. GCC 코돈의 빈도는 적어도 약 60%, 70%, 80%, 또는 90%일 수 있다. GCC 코돈의 빈도는 약 95%, 90%, 85%, 80%, 또는 75% 이하일 수 있다. GCC 코돈의 빈도는 GCT 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. GCT 코돈의 빈도는 GCA 코돈의 빈도보다 더 낮을 수 있다. GCT 코돈의 빈도는 GCA 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드의 글리신-코딩 코돈에 대한 코돈 사용은 특정 파라미터를 가질 수 있다. 예를 들어, GGC 코돈의 빈도는 GGA 코돈의 빈도보다 더 낮을 수 있다. 예를 들어, GGC 코돈의 빈도는 GGA 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. GGG 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다. GGG 코돈의 빈도는 적어도 약 1%일 수 있다. GGA 코돈의 빈도는 약 30% 또는 20% 이하일 수 있다. GGA 코돈의 빈도는 적어도 약 10% 또는 20%일 수 있다. GGT 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 초과일 수 있다. GGC 코돈의 빈도는 약 90%, 80%, 또는 70% 이하일 수 있다. GGC 코돈의 빈도는 적어도 약 60%, 70%, 또는 80%일 수 있다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드의 프롤린-코딩 코돈에 대한 코돈 사용은 특정 파라미터를 가질 수 있다. 예를 들어, CCC 코돈의 빈도는 CCT 코돈의 빈도보다 더 낮을 수 있다. CCC 코돈의 빈도는 CCT 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. CCC 코돈의 빈도는 CCA 코돈의 빈도보다 더 낮을 수 있다. CCC 코돈의 빈도는 CCA 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. CCT 코돈의 빈도는 CCA 코돈의 빈도보다 더 낮을 수 있다. CCT 코돈의 빈도는 CCA 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. CCG 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다. CCA 코돈의 빈도는 약 30%, 20%, 또는 10% 이하일 수 있다. CCA 코돈의 빈도는 적어도 약 5%, 10%, 15%, 20%, 또는 25%일 수 있다. CCT 코돈의 빈도는 약 60%, 50%, 40%, 또는 30% 이하일 수 있다. CCT 코돈의 빈도는 적어도 약 20%, 30%, 40%, 또는 50%일 수 있다. CCC 코돈의 빈도는 약 60%, 50%, 또는 40% 이하일 수 있다. CCC 코돈의 빈도는 적어도 약 30%, 40%, 50%, 60%, 또는 70%일 수 있다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드의 트레오닌-코딩 코돈에 대한 코돈 사용은 특정 파라미터를 가질 수 있다. 예를 들어, ACA 코돈의 빈도는 ACT 코돈의 빈도보다 더 높다. ACC 코돈의 빈도는 ACT 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. ACC 코돈의 빈도는 ACA 코돈의 빈도보다 더 낮을 수 있다. ACC 코돈의 빈도는 ACA 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. ACG 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다. ACA 코돈의 빈도는 약 60%, 50%, 40%, 또는 30% 이하일 수 있다. ACA 코돈의 빈도는 적어도 약 10%, 20%, 30%, 40%, 또는 50%일 수 있다. ACT 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다. ACC 코돈의 빈도는 약 90%, 80%, 70%, 60%, 또는 50% 이하일 수 있다. ACC 코돈의 빈도는 적어도 약 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80%이다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드의 아르기닌-코딩 코돈에 대한 코돈 사용은 특정 파라미터를 가질 수 있다. 예를 들어, AGA 코돈의 빈도는 AGG 코돈의 빈도보다 더 낮을 수 있다. AGA 코돈의 빈도는 AGG 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. AGA 코돈의 빈도는 CGG 코돈의 빈도보다 더 낮을 수 있다. AGA 코돈의 빈도는 CGG 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. CGG 코돈의 빈도는 CGA 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. CGG 코돈의 빈도는 CGC 코돈의 빈도보다 더 높다. AGG 코돈의 빈도는 약 10% 이하일 수 있다. AGG 코돈의 빈도는 약 10% 미만일 수 있다. AGA 코돈의 빈도는 약 70%, 60%, 또는 50% 이하일 수 있다. AGA 코돈의 빈도는 적어도 약 40%, 50%, 60%, 또는 70%일 수 있다. CGG 코돈의 빈도는 약 50%, 40%, 또는 30% 이하일 수 있다. CGG 코돈의 빈도는 적어도 약 20%, 30%, 또는 40%일 수 있다. CGA 코돈의 빈도는 적어도 약 1%일 수 있다. CGA 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다. CGT 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다. CGC 코돈의 빈도는 약 20%, 10%, 또는 5% 이하일 수 있다. CGC 코돈의 빈도는 적어도 약 1%, 2%, 3%, 4%, 또는 5%일 수 있다.

일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드의 세린-코딩 코돈에 대한 코돈 사용은 특정 파라미터를 가질 수 있다. 예를 들어, AGC 코돈의 빈도는 TCT 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. TCT 코돈의 빈도는 TCG 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. TCT 코돈의 빈도는 TCA 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. TCT 코돈의 빈도는 TCC 코돈의 빈도보다 더 높을 수 있다. AGT 코돈의 빈도는 약 10% 이하일 수 있다. AGT 코돈의 빈도는 적어도 약 1%일 수 있다. AGC 코돈의 빈도는 약 95%, 90%, 85%, 또는 80% 이하일 수 있다. AGC 코돈의 빈도는 적어도 약 70%, 80%, 또는 90%일 수 있다. TCG 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다. TCA 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다. TCT 코돈의 빈도는 약 30%, 20%, 또는 10% 이하일 수 있다. TCT 코돈의 빈도는 적어도 약 10%, 또는 20%일 수 있다. TCC 코돈의 빈도는 약 10% 또는 5% 이하일 수 있다.

예시적인 CFTR-코딩 폴리뉴클레오티드

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하는 mRNA이다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열의 적어도 100개의 염기에 대해 적어도 약 70% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열의 적어도 100개의 염기에 대해 적어도 약 75% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열의 적어도 100개의 염기에 대해 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 81%, 적어도 약 82%, 적어도 약 83%, 적어도 약 84%, 적어도 약 85%, 적어도 약 86%, 적어도 약 87%, 적어도 약 88%, 적어도 약 89%, 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% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하는 mRNA이다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열의 적어도 200개의 염기에 대해 적어도 약 70% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열의 적어도 200개의 염기에 대해 적어도 약 75% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열의 적어도 200개의 염기에 대해 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 81%, 적어도 약 82%, 적어도 약 83%, 적어도 약 84%, 적어도 약 85%, 적어도 약 86%, 적어도 약 87%, 적어도 약 88%, 적어도 약 89%, 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% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하는 mRNA이다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열에 대해 적어도 약 70% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열에 대해 적어도 약 75% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열에 대해 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 80%, 적어도 약 81%, 적어도 약 82%, 적어도 약 83%, 적어도 약 84%, 적어도 약 85%, 적어도 약 86%, 적어도 약 87%, 적어도 약 88%, 적어도 약 89%, 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% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함한다.

비번역 영역

일부 실시양태에서, 본 개시내용의 폴리뉴클레오티드는 3'- 또는 5'-비번역 영역 또는 3'- 또는 5'-비암호화 영역을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 비번역 영역 또는 비암호화 영역은 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 약동학 특성(예를 들어, 연장된 반감기)를 개선한다. 일부 실시양태에서, 본 개시내용의 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 6-22에 제시된 것에 대해 적어도 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 5' 비번역 영역(UTR) 또는 3' UTR을 포함한다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 5' 캡 구조를 포함한다. 일부 실시양태에서, 5' 캡 구조는 서열 번호 6에 대해 적어도 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 3' 폴리 아데노신 테일을 포함한다. 일부 실시양태에서, 3' 폴리 아데노신 테일은 서열 번호 7 또는 8에 대해 적어도 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 서열을 포함한다.

뉴클레오티드 유사체

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 하나 이상의 뉴클레오티드 유사체를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 뉴클레오티드 유사체는 서열에서 우리딘을 대체한다. 예를 들어, 표준 뉴클레오티드(A, C, U, T, G)를 사용하는 서열은 서열에서의 특정 위치에 우리딘을 포함할 수 있다. 서열은 우리딘 대신 뉴클레오티드 유사체를 대신 가질 수 있다. 뉴클레오티드 유사체는 뉴클레오티드 유사체를 포함하는 폴리뉴클레오티드가 여전히 번역될 수 있도록 세포 번역 기구에 의해 여전히 인식될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 뉴클레오티드 유사체는 표준 뉴클레오티드와의 동의어로서 인식될 수 있다. 예를 들어, 뉴클레오티드 유사체는 우리딘과 동의어로서 인식될 있고, 생성된 번역 생성물은 뉴클레오티드 유사체가 우리딘인 것처럼 생성된다. 일부 실시양태에서, 상기 폴리뉴클레오티드 내의 우리딘을 대체하는 뉴클레오티드의 적어도 약 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%가 뉴클레오티드 유사체이다. 일부 실시양태에서, 상기 폴리뉴클레오티드 내의 뉴클레오티드의 약 15% 미만이 뉴클레오티드 유사체이다. 일부 경우에 뉴클레오티드의 약 30% 미만이 뉴클레오티드 유사체이다. 다른 경우에, 뉴클레오티드의 약 27.5% 미만, 약 25% 미만, 약 22.5% 미만, 약 20% 미만, 약 17.5% 미만, 약 15% 미만, 약 12.5% 미만, 약 10% 미만, 약 7.5% 미만, 약 5% 미만, 또는 약 2.5% 미만이 뉴클레오티드 유사체이다.

폴리리보뉴클레오티드는 동일한 것을 가지거나 또는 상이한 뉴클레오티드 유사체 또는 변형된 뉴클레오티드의 혼합물을 가질 수 있다. 뉴클레오티드 유사체 또는 변형된 뉴클레오티드는 메신저 RNA에서 자연 발생되거나 자연 발생되지 않은 구조적 변화를 가질 수 있다. 다양한 유사체 또는 변형된 뉴클레오티드의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들어 폴리뉴클레오티드 내의 하나 이상의 유사체는 자연 변형을 가질 수 있고, 한편 다른 부분은 mRNA에서 자연적으로 발견되지 않는 변형을 가진다. 추가적으로, 일부 유사체 또는 변형된 리보뉴클레오티드는 염기 변형을 가질 수 있고, 한편 다른 변형된 리보뉴클레오티드는 당 변형을 가진다. 동일한 방식으로, 모든 변형은 염기 변형이거나 또는 모든 변형은 당 변형 또는 임의의 적합한 이들의 혼합인 것이 가능하다.

뉴클레오티드 유사체 또는 변형된 뉴클레오티드는 피리딘-4-온 리보뉴클레오시드, 5-아자-우리딘, 2-티오-5-아자-우리딘, 2-티오우리딘, 4-티오-슈도우리딘, 2-티오-슈도우리딘, 5-하이드록시우리딘, 3-메틸우리딘, 5-카르복시메틸-우리딘, 1-카르복시메틸-슈도우리딘, 5-프로피닐-우리딘, 1-프로피닐-슈도우리딘, 5-타우리노메틸우리딘, 1-타우리노메틸-슈도우리딘, 5-타우리노메틸-2-티오-우리딘, 1-타우리노메틸-4-티오-우리딘, 5-메틸-우리딘, 1-메틸-슈도우리딘, 4-티오-1-메틸-슈도우리딘, 2-티오-1-메틸-슈도우리딘, 1-메틸-1-데아자-슈도우리딘, 2-티오-1-메틸 -1-데아자-슈도우리딘, 디하이드로우리딘, 디하이드로슈도우리딘, 2-티오-디하이드로우리딘, 2-티오-디하이드로슈도우리딘, 2-메톡시우리딘, 2-메톡시-4-티오-우리딘, 4-메톡시-슈도우리딘, 4-메톡시-2-티오-슈도우리딘, 5-아자-시티딘, 슈도이소시티딘, 3-메틸-시티딘, N4-아세틸시티딘, 5-포르밀시티딘, N4-메틸시티딘, 5-하이드록시메틸시티딘, 1-메틸-슈도이소시티딘, 피롤로-시티딘, 피롤로-슈도이소시티딘, 2-티오-시티딘, 2-티오-5-메틸-시티딘, 4-티오-슈도이소시티딘, 4-티오-1-메틸-슈도이소시티딘, 4-티오-1-메틸-1-데아자-슈도이소시티딘, 1-메틸-1-데아자-슈도이소시티딘, 제부라린(zebularine), 5-아자-제부라린, 5-메틸-제부라린, 5-아자-2-티오-제부라린, 2-티오-제부라린, 2-메톡시-시티딘, 2-메톡시-5-메틸-시티딘, 4-메톡시-슈도이소시티딘, 4-메톡시-1-메틸-슈도이소시티딘, 2-아미노퓨린, 2,6-디아미노퓨린, 7-데아자-아데닌, 7-데아자-8-아자-아데닌, 7-데아자-2-아미노퓨린, 7-데아자-8-아자-2-아미노퓨린, 7-데아자-2,6-디아미노퓨린, 7-데아자-8-아자-2,6-디아미노퓨린, 1-메틸아데노신, N6-메틸아데노신, N6-이소펜테닐아데노신, N6-(시스-하이드록시이소펜테닐)아데노신, 2-메틸티오-N6-(시스-하이드록시이소펜테닐) 아데노신, N6-글리시닐카르바모일아데노신, N6-트레오닐카르바모일아데노신, 2-메틸티오-N6-트레오닐카르바모일아데노신, N6,N6-디메틸아데노신, 7-메틸아데닌, 2-메틸티오-아데닌, 2-메톡시-아데닌, 이노신, 1-메틸-이노신, 와이오신(wyosine), 와이부토신(wybutosine), 7-데아자-구아노신, 7-데아자-8-아자-구아노신, 6-티오-구아노신, 6-티오-7-데아자-구아노신, 6-티오-7-데아자-8-아자-구아노신, 7-메틸-구아노신, 6-티오-7-메틸-구아노신, 7-메틸이노신, 6-메톡시-구아노신, 1-메틸구아노신, N2-메틸구아노신, N2,N2-디메틸구아노신, 8-옥소-구아노신, 7-메틸-8-옥소-구아노신, 1-메틸-6-티오-구아노신, N2-메틸-6-티오-구아노신, 및 N2,N2-디메틸-6-티오-구아노신을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.

합성 폴리뉴클레오티드의 일부 실시양태에서, 뉴클레오티드 유사체는 퓨린 또는 피리미딘 유사체이다. 일부 경우에, 본 개시내용의 폴리리보뉴클레이티드는 변형된 피리미딘, 예컨대 변형된 우리딘을 포함한다. 뉴클레오티드 유사체는 슈도우리딘()일 수 있다. 뉴클레오티드 유사체는 메틸슈도우리딘일 수 있다. 뉴클레오티드 유사체는 1-메틸슈도우리딘()일 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드는 1-메틸슈도우리딘을 포함한다. 일부 경우에 우리딘 유사체는 슈도우리딘 1-메틸슈도우리딘, 2-티오우리딘(s²U), 5-메틸우리딘(m²U), 5-메톡시우리딘(mo⁵U), 4-티오우리딘(s⁴U), 5-브로모우리딘(Br⁵U), 2'O-메틸우리딘(U2'm), 2'-아미노-2'-데옥시우리딘(U2'NH₂), 2'-아지도-2'-데옥시우리딘(U2'N₃) 및 2'-플루오로-2'-데옥시우리딘(U2'F)로부터 선택된다.

일부 실시양태에서, 합성 폴리뉴클레오티드는 (예를 들어, 하나 이상의) 1-메틸슈도우리딘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 폴리뉴클레오티드 내의 우리딘을 대체하는 뉴클레오티드의 적어도 약 80%가 1-메틸슈도우리딘이다. 일부 실시양태에서, 상기 폴리뉴클레오티드 내의 우리딘을 대체하는 뉴클레오티드의 적어도 (약) 5%, 10%, 15%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99%가 1-메틸슈도우리딘이다. 일부 실시양태에서, 상기 폴리뉴클레오티드 내의 우리딘을 대체하는 뉴클레오티드의 100%가 1-메틸슈도우리딘이다.

핵산 작제물, 벡터, 및 조작된 폴리리보뉴클레이티드

일부 실시양태에서, 본 개시내용은 핵산 분자, 예컨대 관심대상의 하나 이상의 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다. 용어 핵산은 뉴클레오티드의 중합체를 포함하는 임의의 화합물 및/또는 물질을 포함한다. 리보오스 염기 또는 리보뉴클레오티드 유사체의 50% 초과를 포함하는 뉴클레오티드 중합체는 폴리리보뉴클레오티드로서 지칭된다. 뉴클레오티드 중합체는 단백질 또는 이의 작용성 단편, 예컨대 CFTR을 코딩하는 변경된 뉴클레오티드 사용을 사용할 수 있다. 조작된 폴리뉴클레오티드의 서열은 예를 들어, DNA, RNA, mRNA 전사체, 게놈 DNA, 미토콘드리아 DNA, 미토콘드리아 RNA, 또는 관심 대상의 유전자의 유전 정보를 포함하는 다른 적합한 핵산으로부터 유래될 수 있다. 핵산 작제물, 벡터, 조작된 폴리리보뉴클레오티드, 또는 조성물은 돌연변이된 유전자 및 다형성을 운반하는 핵산으로부터 유래될 수 있다.

4개의 표준 리보뉴클레오티드, 즉, 아데노신, 구아노신, 시티딘 및 우리딘 이외에, 여러 세포 RNA는 또한 다수의 구조적으로 다양한 리보뉴클레오티드를 포함한다. 약 100개의 구조적으로 상이한 뉴클레오티드 또는 뉴클레오티드 유사체는 트랜스 RNA(tRNA), 리보솜 RNA(rRNA), 메신저 RNA(mRNA) 및 소형 핵 RNA(snRNA)에서 확인되었다. tRNA에서, 일부 뉴클레오티드는 아미노실화 및 코돈 인식의 특이성 및 효율의 중요한 결정요소일 수 있다. 이러한 구조적으로 다양한 리보뉴클레오티드는 변형된 리보뉴클레오티드 또는 뉴클레오티드 유사체일 수 있다. 일부 경우에, 본 개시내용의 폴리뉴클레오티드는 리보뉴클레오티드 유사체를 포함하도록 조작된다.

일부 경우에, 핵산 작제물, 벡터, 또는 폴리뉴클레오티드는 4개의 전형적인 리보뉴클레오티드를 포함하도록 조작되고, 대상체에 투여된 후, 전사 후 변형될 수 있다. 예로서, 일부 경우에, 본 개시내용은 CFTR을 코딩하는 핵산 작제물을 포함하는 조성물, 벡터, 또는 핵산 작제물을 제공하며, 여기서 CFTR을 코딩하는 핵산의 30% 미만이 뉴클레오티드 유사체이다. 다른 경우에, CFTR을 코딩하는 뉴클레오티드의 27.5% 미만, 25% 미만, 22.5% 미만, 20% 미만, 17.5% 미만, 15% 미만, 12.5% 미만, 10% 미만, 7.5% 미만, 5% 미만, 또는 2.5% 미만이 뉴클레오티드 유사체이다.

본 개시내용의 폴리뉴클레오티드를 형성할 수 있는 예시적인 핵산은 비제한적으로 리보핵산(RNA), 데옥시리보핵산(DNA), 또는 이의 하이브리드를 포함한다. 본 개시내용의 폴리뉴클레오티드의 단편을 적어도 형성할 수 있는 예시적인 변형된 뉴클레오티드는 비제한적으로 슈도우리딘(T) 및 1-메틸슈도우리딘()을 포함한다.

화학적 변형은 핵산 분자의 하나 이상의 뉴클레오시드(들) 또는 골격 상에 위치할 수 있다. 이는 뉴클레오시드 및 골격 연결 둘 모두에 위치할 수 있다. 변형은 시험관내에서 폴리뉴클레오티드로 조작될 수 있다. 변형된 리보뉴클레오티드 및 핵산 유사체는 또한 전형적인 리보뉴클레오티드의 공유적 변형에 의해 전사 후 도입될 수 있다.

본 개시내용의 핵산 작제물, 벡터, 또는 조작된 폴리리보뉴클레오티드는 퓨린 및 피리미딘 유사체를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 본 개시내용의 폴리리보뉴클레오티드는 변형된 피리미딘, 예컨대 변형된 우리딘을 포함한다. 일부 경우에, 우리딘 유사체는 슈도우리딘(), 1-메틸슈도우리딘(), 2-티오우리딘(s2U), 5-메틸우리딘(m5U), 5-메톡시우리딘(mo5U), 4-티오우리딘(s4U), 5-브로모우리딘(Br5U), 2'O-메틸우리딘(U2'm), 2'-아미노-2'-데옥시우리딘(U2'NH2), 2'-아지도-2'-데옥시우리딘(U2'N3) 및 2'-플루오로-2'-데옥시우리딘(U2F)로부터 선택된다.

일부 경우에, 핵산 작제물(들), 벡터(들), 조작된 폴리리보뉴클레이티드(들), 또는 조성물(들)은 CFTR 또는 이의 변이체를 코딩하는 코돈을 포함하지 않는 핵산 작제물을 포함하는 조성물에 노출된 세포 내에서의 수준과 비교하여 적어도 약 1.5배만큼 증가된 수준으로 CFTR 또는 이의 변이체를 코딩한다. 일부 경우에, 배수(factor)는 적어도 약 1.1, 적어도 약 1.2, 적어도 약 1.3, 적어도 약 1.4, 적어도 약 1.5, 적어도 약 2, 적어도 약 3, 적어도 약 4, 적어도 약 5, 적어도 약 10, 적어도 약 20, 적어도 약 30, 적어도 약 40, 적어도 약 50, 적어도 약 60, 적어도 약 70, 적어도 약 80, 적어도 약 90, 또는 적어도 약 100이다.

뉴클레오티드 유사체 또는 변형된 뉴클레오티드는 피리딘-4-온 리보뉴클레오시드, 5-아자-우리딘, 2-티오-5-아자-우리딘, 2-티오우리딘, 4-티오-슈도우리딘, 2-티오-슈도우리딘, 5-하이드록시우리딘, 3-메틸우리딘, 5-카르복시메틸-우리딘, 1-카르복시메틸-슈도우리딘, 5-프로피닐-우리딘, 1-프로피닐-슈도우리딘, 5-타우리노메틸우리딘, 1-타우리노메틸-슈도우리딘, 5-타우리노메틸-2-티오-우리딘, 1-타우리노메틸-4-티오-우리딘, 5-메틸-우리딘, 1-메틸-슈도우리딘, 4-티오-1-메틸-슈도우리딘, 2-티오-1-메틸-슈도우리딘, 1-메틸-1-데아자-슈도우리딘, 2-티오-1-메틸 -1-데아자-슈도우리딘, 디하이드로우리딘, 디하이드로슈도우리딘, 2-티오-디하이드로우리딘, 2-티오-디하이드로슈도우리딘, 2-메톡시우리딘, 2-메톡시-4-티오-우리딘, 4-메톡시-슈도우리딘, 4-메톡시-2-티오-슈도우리딘, 5-아자-시티딘, 슈도이소시티딘, 3-메틸-시티딘, N4-아세틸시티딘, 5-포르밀시티딘, N4-메틸시티딘, 5-하이드록시메틸시티딘, 1-메틸-슈도이소시티딘, 피롤로-시티딘, 피롤로-슈도이소시티딘, 2-티오-시티딘, 2-티오-5-메틸-시티딘, 4-티오-슈도이소시티딘, 4-티오-1-메틸-슈도이소시티딘, 4-티오-1-메틸-1-데아자-슈도이소시티딘, 1-메틸-1-데아자-슈도이소시티딘, 제부라린, 5-아자-제부라린, 5-메틸-제부라린, 5-아자-2-티오-제부라린, 2-티오-제부라린, 2-메톡시-시티딘, 2-메톡시-5-메틸-시티딘, 4-메톡시-슈도이소시티딘, 4-메톡시-1-메틸-슈도이소시티딘, 2-아미노퓨린, 2,6-디아미노퓨린, 7-데아자-아데닌, 7-데아자-8-아자-아데닌, 7-데아자-2-아미노퓨린, 7-데아자-8-아자-2-아미노퓨린, 7-데아자-2,6-디아미노퓨린, 7-데아자-8-아자-2,6-디아미노퓨린, 1-메틸아데노신, N6-메틸아데노신, N6-이소펜테닐아데노신, N6-(시스-하이드록시이소펜테닐)아데노신, 2-메틸티오-N6-(시스-하이드록시이소펜테닐) 아데노신, N6-글리시닐카르바모일아데노신, N6-트레오닐카르바모일아데노신, 2-메틸티오-N6-트레오닐카르바모일아데노신, N6,N6-디메틸아데노신, 7-메틸아데닌, 2-메틸티오-아데닌, 2-메톡시-아데닌, 이노신, 1-메틸-이노신, 와이오신, 와이부토신, 7-데아자-구아노신, 7-데아자-8-아자-구아노신, 6-티오-구아노신, 6-티오-7-데아자-구아노신, 6-티오-7-데아자-8-아자-구아노신, 7-메틸-구아노신, 6-티오-7-메틸-구아노신, 7-메틸이노신, 6-메톡시-구아노신, 1-메틸구아노신, N2-메틸구아노신, N2,N2-디메틸구아노신, 8-옥소-구아노신, 7-메틸-8-옥소-구아노신, 1-메틸-6-티오-구아노신, N2-메틸-6-티오-구아노신, 및 N2,N2-디메틸-6-티오-구아노신을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.

일부 경우에, 핵산 작제물(들), 벡터(들), 조작된 폴리리보뉴클레이티드(들), 또는 조성물의 적어도 약 5%는 자연 발생되지 않은 (예를 들어, 변형된, 유사체, 또는 조작된) 우리딘, 아데노신, 구아닌, 또는 시토신, 예컨대 본원에 기재된 뉴클레오티드를 포함한다. 일부 경우에, 조성물에서의 변형된 뉴클레오티드의 100%는 1-메틸슈도우리딘 또는 슈도우리딘이다. 일부 경우에, 핵산 작제물(들), 벡터(들), 조작된 폴리리보뉴클레이티드(들), 또는 조성물의 적어도 약 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%는 자연 발생되지 않은 우라실, 아데닌, 구아닌, 또는 시토신을 포함한다. 일부 경우에, 핵산 작제물(들), 벡터(들), 조작된 폴리리보뉴클레이티드(들), 또는 조성물의 최대 약 99%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, 1%는 자연 발생되지 않은 우라실, 아데닌, 구아닌, 또는 시토신을 포함한다.

본 개시내용의 핵산 작제물(들), 벡터(들), 또는 조작된 폴리리보뉴클레이티드(들)은 하나 이상의 프로모터 서열 및 임의의 관련된 조절 서열을 포함할 수 있다. 프로모터 서열 및/또는 관련 조절 서열은 임의의 수의 변형된 또는 비변형된 뉴클레오티드, 및 임의의 수의 핵산 유사체를 포함할 수 있다. 프로모터 서열 및/또는 관련 조절 서열은, 예를 들어, 적어도 2개의 염기 또는 염기쌍, 3개의 염기 또는 염기쌍, 4개의 염기 또는 염기쌍, 5개의 염기 또는 염기쌍, 6개의 염기 또는 염기쌍, 7개의 염기 또는 염기쌍, 8개의 염기 또는 염기쌍, 9개의 염기 또는 염기쌍, 10개의 염기 또는 염기쌍, 11개의 염기 또는 염기쌍, 12개의 염기 또는 염기쌍, 13개의 염기 또는 염기쌍, 14개의 염기 또는 염기쌍, 15개의 염기 또는 염기쌍, 16개의 염기 또는 염기쌍, 17개의 염기 또는 염기쌍, 18개의 염기 또는 염기쌍, 19개의 염기 또는 염기쌍, 20개의 염기 또는 염기쌍, 21개의 염기 또는 염기쌍, 22개의 염기 또는 염기쌍, 23개의 염기 또는 염기쌍, 24개의 염기 또는 염기쌍, 25개의 염기 또는 염기쌍, 26개의 염기 또는 염기쌍, 27개의 염기 또는 염기쌍, 28개의 염기 또는 염기쌍, 29개의 염기 또는 염기쌍, 30개의 염기 또는 염기쌍, 35개의 염기 또는 염기쌍, 40개의 염기 또는 염기쌍, 50개의 염기 또는 염기쌍, 75개의 염기 또는 염기쌍, 100개의 염기 또는 염기쌍, 150개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 5000개의 염기 또는 염기쌍, 적어도 10000개의 염기 또는 염기쌍을 포함하거나 또는 더 많이 포함할 수 있다. 프로모터 서열 및/또는 관련 조절 서열은, 임의의 수의 변형된 또는 비변형된 뉴클레오티드, 예를 들어, 최대 10000개의 염기 또는 염기쌍, 5000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 100개의 염기 또는 염기쌍, 75개의 염기 또는 염기쌍, 50개의 염기 또는 염기쌍, 40개의 염기 또는 염기쌍, 35개의 염기 또는 염기쌍, 30개의 염기 또는 염기쌍, 29개의 염기 또는 염기쌍, 28개의 염기 또는 염기쌍, 27개의 염기 또는 염기쌍, 26개의 염기 또는 염기쌍, 25개의 염기 또는 염기쌍, 24개의 염기 또는 염기쌍, 23개의 염기 또는 염기쌍, 22개의 염기 또는 염기쌍, 21개의 염기 또는 염기쌍, 20개의 염기 또는 염기쌍, 19개의 염기 또는 염기쌍, 18개의 염기 또는 염기쌍, 17개의 염기 또는 염기쌍, 16개의 염기 또는 염기쌍, 15개의 염기 또는 염기쌍, 14개의 염기 또는 염기쌍, 13개의 염기 또는 염기쌍, 12개의 염기 또는 염기쌍, 11개의 염기 또는 염기쌍, 10개의 염기 또는 염기쌍, 9개의 염기 또는 염기쌍, 8개의 염기 또는 염기쌍, 7개의 염기 또는 염기쌍, 6개의 염기 또는 염기쌍, 5개의 염기 또는 염기쌍, 4개의 염기 또는 염기쌍, 3개의 염기 또는 염기쌍 또는 2개의 염기 또는 염기쌍을 포함할 수 있다.

일부 경우에, 프로모터 서열 또는 관련된 조절 영역에서 전체 수 미만의 뉴클레오티드가 뉴클레오티드 유사체 또는 변형된 뉴클레오티드이다. 예로서, 일부 경우에, 프로모터 서열 또는 관련된 조절 영역에서 99%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 또는 5% 이하이다. 일부 경우에, 프로모터 서열 또는 관련된 조절 영역에서 모든 뉴클레오티드가 핵산 유사체 또는 변형된 뉴클레오티드이다.

본 개시내용의 핵산 작제물(들), 벡터(들), 조작된 폴리리보뉴클레이티드(들), 또는 조성물은 조작된 5' 캡 구조를 포함할 수 있거나, 또는 5' 캡은 세포내에서 폴리리보뉴클레오티드에 첨가될 수 있다. mRNA의 5' 캡 구조는 mRNA 캡 결합 단백질(CBP)에 결합하는 것과 관련될 수 있고, 이는 세포에서의 mRNA 안정성 및 성숙한 유사-원형 mRNA 종을 형성하는 CBP와 폴리(A) 결합 단백질의 회합을 통한 번역 역량에 관여한다. 5' 캡 구조는 또한 핵 이동, mRNA 안정성의 증가 및 mRNA 스플라이싱 동안의 5' 근위 인트론의 제거의 지원과 관련될 수 있다.

핵산 작제물(들), 벡터(들), 또는 조작된 폴리리보뉴클레이티드(들)은 5'-말단 캡핑되어 말단 구아노신 캡 잔기와 mRNA 분자의 5'-말단 전사된 센스 뉴클레오티드 사이의 5'-GpppN-3'-트리포스페이트 연결을 생성할 수 있다. 캡-구조는 5'-5' 트리포스페이트 가교를 통해 제1 뉴클레오티드에 연결된 변형된 또는 비변형된 7-메틸구아노신을 포함할 수 있다. 5'구아닐레이트 캡은 이후 메틸화되어 N7-메틸-구아닐레이트 잔기(캡-0 구조)를 생성할 수 있다. mRNA의 5' 말단의 말단 또는 전말단(anteterminal) 전사된 뉴클레오티드의 리보오스 당은 또한 임의로 2'-O-메틸화될 수 있다(캡-1 구조). 구아닐레이트 캡 구조의 가수분해 및 절단을 통한 5'-탈캡핑화는 분해를 위해 핵산 분자, 예컨대 mRNA 분자를 표적화할 수 있다.

일부 경우에, 캡은 mRNA의 5' 말단의 첫 번째 2개의 리보오스 당의 2' 하이드록시-기의 메틸화를 포함하는 변형을 추가로 포함할 수 있다. 예로서, 진핵 캡-1은 첫 번째 리보오스 당 상에 메틸화된 2'-하이드록시기를 갖고, 한편 캡-2는 첫 번째 2개의 리보오스 당 상에 메틸화된 2'-하이드록시기들을 갖는다. 5' 캡은 RNA 분자의 3' 말단(캡 리보오스의 5' 탄소가 결합됨) 및 캡핑된 전사체의 5'-말단 및 3'-말단 둘 모두 상의 유리 3'-하이드록실과 화학적으로 유사할 수 있다. 이러한 이중 변형은 5' 엑소뉴클라아제에 대한 상당한 저항을 제공할 수 있다. 조작된 폴리리보뉴클레오티드와 함께 사용될 수 있는 5' 캡 구조의 비제한적인 예는 m7G(5')ppp(5')N(캡-0), m7G(5')ppp(5')N1mpNp(캡-1), 및 m7G(5')-ppp(5)N1mpN2mp(캡-2)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

본 개시내용의 변형된 mRNA의 변형은 탈캡핑화를 방지하고 이에 따라 효과적인 번역을 촉진하면서 mRNA 반감기를 증가시키는 비가수분해성 캡 구조를 생성할 수 있다. 캡 구조 가수분해가 5'-ppp-5'트리포스페이트 연결의 절단을 필요로 하기 때문에, 변형된 뉴클레오티드는 캡핑 반응 동안 사용될 수 있다. 예를 들어, 뉴 잉글랜드 바이오랩(New England Biolabs)(메사추세츠주 입스위치 소재)로부터의 백시니아 캡핑 효소(Vaccinia Capping Enzyme)는 5'-ppp-5' 캡에서의 포스포로티오에이트 연결을 생성하기 위한 제조사의 지침에 따라 구아노신 α-티오포스페이트 뉴클레오티드와 함께 사용될 수 있다. α-메틸-포스포네이트 및 셀레노-포스페이트 뉴클레오티드와 같이 추가적인 변형된 구아노신 뉴클레오티드가 사용될 수 있다. 추가적인 변형은 당 고리의 2'하이드록실기 상의 mRNA의 5'-말단 및/또는 5'-전말단 뉴클레오티드의 리보오스 당의 2'-O-메틸화를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 복수의 별개의 5'-캡 구조는 폴리리보뉴클레오티드의 5'-캡을 생성하기 위해 사용될 수 있다.

변형된 mRNA는 전사 후 캡핑될 수 있다. 본 개시내용에 따라, 5'-말단 캡은 내인성 캡 또는 캡 유사체를 포함할 수 있다. 본 개시내용에 따라, 5' 말단 캡은 구아닌 유사체를 포함할 수 있다. 유용한 구아닌 유사체는 이노신, N1-메틸-구아노신, 2'플루오로-구아노신, 7-데아자-구아노신, 8-옥소-구아노신, 2-아미노-구아노신, LNA-구아노신, 및 2-아지도-구아노신을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

추가로, 핵산 작제물(들), 벡터(들), 또는 조작된 폴리리보뉴클레이티드(들)은 하나 이상의 내부 리보솜 유입 부위(들)(IRES)를 포함할 수 있다. IRES 서열은 5' 캡 구조의 부재시 단백질 합성을 개시할 수 있다. IRES 서열은 또한 유일한 리보솜 결합 부위일 수 있거나, 또는 이는 mRNA의 복수의 리보솜 결합 부위 중 하나로서 역할을 할 수 있다. 하나 초과의 작용성 리보솜 결합 부위를 포함하는 조작된 폴리리보뉴클레오티드는 리보솜("폴리시스트론 또는 멀티시스트론 폴리뉴클레오티드")에 의해 번역되는 여러 펩티드 또는 폴리펩티드를 코딩할 수 있다. 본원에 기재된 조작된 폴리뉴클레오티드는 적어도 1개의 IRES 서열, 2개의 IRES 서열, 3개의 IRES 서열, 4개의 IRES 서열, 5개의 IRES 서열, 6개의 IRES 서열, 7개의 IRES 서열, 8개의 IRES 서열, 9개의 IRES 서열, 10개의 IRES 서열을 포함할 수 있거나, 또는 다른 적합한 수가 조작된 폴리리보뉴클레오티드에 존재한다. 본 개시내용에 따라 사용될 수 있는 IRES 서열의 예는 제한 없이 담배 식각 바이러스(TEV), 피코나바이러스(예를 들어, FMDV), 페스트 바이러스(pest virus)(CFFV), 폴리오 바이러스(polio virus)(PV), 뇌심근염 바이러스(encephalomyocarditis virus)(EMCV), 구제역 바이러스(FMDV), C형 간염 바이러스(HCV), 돼지열병 바이러스(classical swine fever virus)(CSFV), 뮤린 백혈병 바이러스(murine leukemia virus)(MLV), 유인원 면역결핍 바이러스(simian immune deficiency virus)(SIV) 또는 귀뚜라미 마비 바이러스(cricket paralysis virus)(CrPV)로부터의 것을 포함한다. IRES 서열은 예를 들어 상업적으로 이용가능한 벡터 예컨대 Clontech^TM, GeneCopoeia^TM, 또는 Sigma-Aldrich^TM으로부터 이용가능한 IRES 서열로부터 유래될 수 있다. IRES 서열은, 예를 들어, 적어도 150개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 5000개의 염기 또는 염기쌍, 또는 10000개의 염기 또는 염기쌍일 수 있다. IRES 서열은 최대 10000개의 염기 또는 염기쌍, 5000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 100개의 염기 또는 염기쌍, 50개의 염기 또는 염기쌍, 또는 10개의 염기 또는 염기쌍일 수 있다.

본 개시내용의 핵산 작제물(들), 벡터(들), 또는 조작된 폴리리보뉴클레이티드(들)은 하나 이상의 비번역 영역을 포함할 수 있다. 비번역 영역은 임의의 수의 변형된 또는 비변형된 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 유전자의 비번역 영역(UTR)은 전사되지만 폴리펩티드로 번역되지 않는다. 일부 경우에, 비번역 서열은 핵산 분자의 안정성 및 번역의 효율을 증가시킬 수 있다. UTR의 조절 특징은 본 개시내용의 변형된 mRNA 분자에 포함되어 예로서 분자의 안정성을 증가시킬 수 있다. 특정 특징이 또한 포함되어 그것이 원하지 않는 기관 부위로 잘못 유도되는 경우에 전사의 제어된 하향-조절을 보장할 수 있다. 일부 5' UTR은 번역 개시에 있어서 역할을 한다. 5' UTR은 리보솜이 다수의 유전자의 번역을 개시하는 과정과 관련된 코작(Kozak) 서열을 포함할 수 있다. 코작 서열은 공통 GCC(R)CCAUGG를 가질 수 있고, 여기서 R은 시작 코돈(AUG)의 상류에 3개의 염기가 위치하는 퓨린(아데닌 또는 구아닌)이다. 코작 서열은 GCCACC를 포함할 수 있다. 5' UTR은 번역 연장 요소와의 결합과 관련되는 2차 구조를 형성할 수 있다. 일부 경우에, 특정 표적 기관의 풍부하게 발현된 유전자에서 통상적으로 발견되는 특징을 조작함으로써 본 개시내용의 조작된 폴리뉴클레오티드 분자의 안정성 및 단백질 생성을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 알부민, 혈청 아밀로이드 A, 아포지질단백질 AB/E, 트랜스페린, 알파 태아단백질, 에리스로포이에틴, 또는 인자 VIII과 같은 간-발현된 mRNA의 5'UTR의 도입은 간에서 조작된 폴리뉴클레오티드의 발현을 증가시키는 데 사용될 수 있다. 유사하게는, 상피 세포(Tie-1, CD36)에 대한, 골수성 세포(C/EBP, AML1, G-CSF, GM-CSF, CD1 lb, MSR, Fr-1, i-NOS)에 대한, 백혈구(CD45, CD18)에 대한, 지방 조직(CD36, GLUT4, ACRP30, 아디포넥틴)에 대한 그리고 폐 상피 세포(SP-A/B/C/D)에 대한 근육 단백질(MyoD, 미오신, 미오글로빈, 미오게닌, 헤르쿨린)으로부터의 5' UTR의 사용은 원하는 세포 또는 조직에서 조작된 폴리뉴클레오티드의 발현을 증가시키는 데 사용될 수 있다.

다른 비-UTR 서열은 본 개시내용의 폴리리보뉴클레오티드의 5' (또는 3' UTR) UTR에 혼입될 수 있다. 5' 및/또는 3' UTR은 폴리리보뉴클레오티드의 안정성 및/또는 번역 효율을 제공할 수 있다. 예를 들어, 인트론 또는 인트론의 일부는 조작된 폴리리보뉴클레오티드의 측면 영역에 혼입될 수 있다. 인트론 서열의 혼입은 또한 폴리리보뉴클레오티드의 번역 속도를 증가시킬 수 있다.

3' UTR은 그 안에 내포된 아데노신 및 우리딘의 신장부(stretch)를 가질 수 있다. 이러한 AU가 풍부한 특징은 턴오버(turnover)의 고비율을 가진 유전자에서 특히 우세하다. 그것의 서열 특징 및 기능적 특성에 기초하여, AU가 풍부한 성분(ARE)는 하기 클래스로 분리될 수 있다: 클래스 I ARE는 U-풍부 영역 내의 AUUUA 모티프의 여러 분산된 카피를 포함한다. C-Myc 및 MyoD는 클래스 I ARE를 포함한다. 클래스 II ARE는 2개 초과의 중첩된 UUAUUUA(U/A)(U/A) 노나머(nonamer)를 가진다. 이러한 유형의 ARE를 포함하는 분자는 GM-CSF 및 TNF-α를 포함한다. 클래스 III ARE는 덜 잘 정의되어 있다. 이러한 U 풍부 영역은 이 클래스의 2개의 잘 연구된 예인 AUUUA 모티프 c-Jun 및 미오게닌을 포함하지 않는다. ARE에 결합되는 단백질은 메신저를 불안정하게 할 수 있고, 반면, HuR과 같은 ELAV 패밀리의 구성원은 mRNA의 안정성을 증가시킬 수 있다. HuR은 모든 3개의 클래스의 ARE에 결합될 수 있다. 핵산 분자의 3' UTR로 HuR 특이적 결합 부위를 조작하는 것은 HuR 결합을 야기할 수 있고, 이에 따라 생체내 메시지(message)의 안정화를 야기할 수 있다.

3' UTR AU 풍부 성분(ARE)의 조작은 조작된 폴리리보뉴클레오티드의 안정화를 조정하기 위해 사용될 수 있다. ARE의 하나 또는 그 초과의 카피는 폴리리보뉴클레오티드의 안정화를 조정하기 위해 폴리리보뉴클레오티드로 조작될 수 있다. ARE는 확인되거나, 제거되거나 돌연변이되어 세포내 안정성을 증가시키고, 이에 따라 생성된 단백질의 번역 및 생성을 증가시킬 수 있다. 형질감염 실험은 조작된 폴리리보뉴클레오티드를 사용하여 관련 세포주에서 실시될 수 있고, 단백질 생성은 형질감염 후 다양한 시점에 검정될 수 있다. 예를 들어, 세포는 관련 단백질에 대해 ELISA 키트를 사용하고 형질감염 후 6시간, 12시간, 24시간, 48시간, 및 7일 시점에 생성된 단백질을 검정함으로써 상이한 ARE-조작된 분자를 사용하여 형질감염될 수 있다.

비번역 영역은 임의의 수의 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 비번역 영역은 길이가 약 1 내지 약 10개의 염기 또는 염기쌍, 약 10 내지 약 20개의 염기 또는 염기쌍, 약 20 내지 약 50개의 염기 또는 염기쌍, 약 50 내지 약 100개의 염기 또는 염기쌍, 약 100 내지 약 500개의 염기 또는 염기쌍, 약 500 내지 약 1000개의 염기 또는 염기쌍, 약 1000 내지 약 2000개의 염기 또는 염기쌍, 약 2000 내지 약 3000개의 염기 또는 염기쌍, 약 3000 내지 약 4000개의 염기 또는 염기쌍, 약 4000 내지 약 5000개의 염기 또는 염기쌍, 약 5000 내지 약 6000개의 염기 또는 염기쌍, 약 6000 내지 약 7000개의 염기 또는 염기쌍, 약 7000 내지 약 8000개의 염기 또는 염기쌍, 약 8000 내지 약 9000개의 염기 또는 염기쌍, 또는 약 9000 내지 약 10000개의 염기 또는 염기쌍인 길이를 포함할 수 있다. 비번역 영역은, 예를 들어, 길이가 적어도 1개의 염기 또는 염기쌍, 2개의 염기 또는 염기쌍, 3개의 염기 또는 염기쌍, 4개의 염기 또는 염기쌍, 5개의 염기 또는 염기쌍, 6개의 염기 또는 염기쌍, 7개의 염기 또는 염기쌍, 8개의 염기 또는 염기쌍, 9개의 염기 또는 염기쌍, 10개의 염기 또는 염기쌍, 20개의 염기 또는 염기쌍, 30개의 염기 또는 염기쌍, 40개의 염기 또는 염기쌍, 50개의 염기 또는 염기쌍, 60개의 염기 또는 염기쌍, 70개의 염기 또는 염기쌍, 80개의 염기 또는 염기쌍, 90개의 염기 또는 염기쌍, 100개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 5000개의 염기 또는 염기쌍, 6000개의 염기 또는 염기쌍, 7000개의 염기 또는 염기쌍, 8000개의 염기 또는 염기쌍, 9000개의 염기 또는 염기쌍, 또는 10000개의 염기 또는 염기쌍인 길이를 포함할 수 있다.

본 개시내용의 조작된 폴리리보뉴클레오티드는 하나 이상의 인트론을 포함할 수 있다. 인트론은 임의의 수의 변형된 또는 비변형된 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 인트론은 예를 들어 적어도 1개의 염기 또는 염기쌍, 50개의 염기 또는 염기쌍, 100개의 염기 또는 염기쌍, 150개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 또는 5000개의 염기 또는 염기쌍을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 인트론은 예를 들어 최대 10000개의 염기 또는 염기쌍, 5000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 또는 100개의 염기 또는 염기쌍을 포함할 수 있다.

일부 경우에, 인트론에서의 뉴클레오티드의 백분율은 변형된다. 예로서, 일부 경우에, 인트론에서의 뉴클레오티드의 99%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5% 또는 1% 미만이 변형된다. 일부 경우에, 인트론에서의 모든 뉴클레오티드는 변형된다.

본 개시내용의 조작된 폴리리보뉴클레오티드는 폴리A 서열을 포함할 수 있다. 폴리A 서열(예를 들어, 폴리A 테일)은 임의의 수의 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 폴리A 서열은 길이가 약 1 내지 약 10개의 염기 또는 염기쌍, 약 10 내지 약 20개의 염기 또는 염기쌍, 약 20 내지 약 50개의 염기 또는 염기쌍, 약 50 내지 약 100개의 염기 또는 염기쌍, 약 100 내지 약 500개의 염기 또는 염기쌍, 약 500 내지 약 1000개의 염기 또는 염기쌍, 약 1000 내지 약 2000개의 염기 또는 염기쌍, 약 2000 내지 약 3000개의 염기 또는 염기쌍, 약 3000 내지 약 4000개의 염기 또는 염기쌍, 약 4000 내지 약 5000개의 염기 또는 염기쌍, 약 5000 내지 약 6000개의 염기 또는 염기쌍, 약 6000 내지 약 7000개의 염기 또는 염기쌍, 약 7000 내지 약 8000개의 염기 또는 염기쌍, 약 8000 내지 약 9000개의 염기 또는 염기쌍, 또는 약 9000 내지 약 10000개의 염기 또는 염기쌍인 길이를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 폴리A 서열은 길이가 적어도 약 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 또는 200개의 뉴클레오티드이다. 폴리A 서열은 예를 들어 길이가 적어도 1개의 염기 또는 염기쌍, 2개의 염기 또는 염기쌍, 3개의 염기 또는 염기쌍, 4개의 염기 또는 염기쌍, 5개의 염기 또는 염기쌍, 6개의 염기 또는 염기쌍, 7개의 염기 또는 염기쌍, 8개의 염기 또는 염기쌍, 9개의 염기 또는 염기쌍, 10개의 염기 또는 염기쌍, 20개의 염기 또는 염기쌍, 30개의 염기 또는 염기쌍, 40개의 염기 또는 염기쌍, 50개의 염기 또는 염기쌍, 60개의 염기 또는 염기쌍, 70개의 염기 또는 염기쌍, 80개의 염기 또는 염기쌍, 90개의 염기 또는 염기쌍, 100개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 5000개의 염기 또는 염기쌍, 6000개의 염기 또는 염기쌍, 7000개의 염기 또는 염기쌍, 8000개의 염기 또는 염기쌍, 9000개의 염기 또는 염기쌍, 또는 10000개의 염기 또는 염기쌍인 길이를 포함할 수 있다. 폴리A 서열은 최대 100개의 염기 또는 염기쌍, 90개의 염기 또는 염기쌍, 80개의 염기 또는 염기쌍, 70개의 염기 또는 염기쌍, 60개의 염기 또는 염기쌍, 50개의 염기 또는 염기쌍, 40개의 염기 또는 염기쌍, 30개의 염기 또는 염기쌍, 20개의 염기 또는 염기쌍, 10개의 염기 또는 염기쌍, 또는 5개의 염기 또는 염기쌍의 길이를 포함할 수 있다.

일부 경우에, 폴리-A 서열에서의 뉴클레오티드의 백분율이 변형된다. 예로서, 일부 경우에, 폴리-A 서열에서의 뉴클레오티드의 99%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5% 또는 1% 미만이 변형된다. 일부 경우에, 폴리-A 서열에서의 모든 뉴클레오티드가 변형된다.

링커 서열은 임의의 수의 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 링커는 N-3 또는 C-5 위치에서 변형된 핵염기에 결합될 수 있다. 핵염기에 결합된 링커는 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 2가 알킬, 알케닐, 알키닐 모이어티, 에스테르, 아미드, 또는 에테르 모이어티일 수 있다. 링커 서열은 길이가 약 1 내지 약 10개의 염기 또는 염기쌍, 약 10 내지 약 20개의 염기 또는 염기쌍, 약 20 내지 약 50개의 염기 또는 염기쌍, 약 50 내지 약 100개의 염기 또는 염기쌍, 약 100 내지 약 500개의 염기 또는 염기쌍, 약 500 내지 약 1000개의 염기 또는 염기쌍, 약 1000 내지 약 2000개의 염기 또는 염기쌍, 약 2000 내지 약 3000개의 염기 또는 염기쌍, 약 3000 내지 약 4000개의 염기 또는 염기쌍, 약 4000 내지 약 5000개의 염기 또는 염기쌍, 약 5000 내지 약 6000개의 염기 또는 염기쌍, 약 6000 내지 약 7000개의 염기 또는 염기쌍, 약 7000 내지 약 8000개의 염기 또는 염기쌍, 약 8000 내지 약 9000개의 염기 또는 염기쌍, 또는 약 9000 내지 약 10000개의 염기 또는 염기쌍인 길이를 포함할 수 있다. 링커 서열은 예를 들어 길이가 적어도 1개의 염기 또는 염기쌍, 2개의 염기 또는 염기쌍, 3개의 염기 또는 염기쌍, 4개의 염기 또는 염기쌍, 5개의 염기 또는 염기쌍, 6개의 염기 또는 염기쌍, 7개의 염기 또는 염기쌍, 8개의 염기 또는 염기쌍, 9개의 염기 또는 염기쌍, 10개의 염기 또는 염기쌍, 20개의 염기 또는 염기쌍, 30개의 염기 또는 염기쌍, 40개의 염기 또는 염기쌍, 50개의 염기 또는 염기쌍, 60개의 염기 또는 염기쌍, 70개의 염기 또는 염기쌍, 80개의 염기 또는 염기쌍, 90개의 염기 또는 염기쌍, 100개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 5000개의 염기 또는 염기쌍, 6000개의 염기 또는 염기쌍, 7000개의 염기 또는 염기쌍, 8000개의 염기 또는 염기쌍, 9000개의 염기 또는 염기쌍, 또는 적어도 10000개의 염기 또는 염기쌍인 길이를 포함할 수 있다. 링커는 길이가 최대 10000개의 염기 또는 염기쌍, 5000개의 염기 또는 염기쌍, 4000개의 염기 또는 염기쌍, 3000개의 염기 또는 염기쌍, 2000개의 염기 또는 염기쌍, 1000개의 염기 또는 염기쌍, 900개의 염기 또는 염기쌍, 800개의 염기 또는 염기쌍, 700개의 염기 또는 염기쌍, 600개의 염기 또는 염기쌍, 500개의 염기 또는 염기쌍, 400개의 염기 또는 염기쌍, 300개의 염기 또는 염기쌍, 200개의 염기 또는 염기쌍, 또는 100개의 염기 또는 염기쌍이다.

일부 경우에, 링커 서열에서의 뉴클레오티드의 백분율이 변형된다. 예로서, 일부 경우에, 링커 서열에서의 뉴클레오티드의 99%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5% 또는 1% 미만이 변형된다. 일부 경우에, 링커 서열에서의 모든 뉴클레오티드가 변형된다.

일부 경우에, 핵산 작제물(들), 벡터(들), 또는 조작된 폴리리보뉴클레오티드(들)은 3' 비번역 영역(UTR) 앞에 적어도 하나의 종결 코돈을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 핵산 작제물(들), 벡터(들), 또는 조작된 폴리리보뉴클레오티드(들)은 복수의 종결 코돈을 포함한다. 종결 코돈은 TGA, TAA 및 TAG로부터 선택될 수 있다. 종결 코돈은 변형되거나 변형되지 않을 수 있다. 일부 경우에, 핵산 작제물(들), 벡터(들), 또는 조작된 폴리리보뉴클레오티드(들)은 종결 코돈 TGA 및 하나의 추가적인 종결 코돈을 포함한다. 일부 경우에, 핵산 작제물(들), 벡터(들), 또는 조작된 폴리리보뉴클레오티드(들)은 TAA 종결 코돈의 첨가를 포함한다.

지질 조성물

(예를 들어, 약학적) 조성물의 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 다음을 포함한다: (1) 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 (2) 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질. 일부 실시양태에서, (예를 들어, 약학적) 조성물은 양쪽이온성 지질(예를 들어 인지질)을 추가로 포함한다.

이온화 가능한 양이온성 지질

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 생리학적 pH에서 양성자화되지만 탈양성자화될 수 있고, 8, 9, 10, 11, 또는 12 초과의 pH에서 전하가 없는 하나 이상의 기를 포함한다. 이온화 가능한 양이온성 기는 생리학적 pH에서 양이온성 기를 형성할 수 있는 하나 이상의 양성자화 가능한 아민을 포함할 수 있다. 이온화 가능한 양이온성 지질 화합물은 또한 추가로 하나 이상의 지질 성분 예컨대 C₆-C₂₄ 알킬 또는 알케닐 탄소 기를 갖는 2개 이상의 지방산을 포함할 수 있다. 이러한 지질 기들은 에스테르 연결을 통해 결합될 수 있거나 황 원자에 대한 마이클 첨가(Michael addition)를 통해 추가로 첨가될 수 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 화합물은 덴드리머, 덴드론, 중합체, 또는 이들의 조합일 수 있다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 전하(pKa)를 획득할 수 있는 질소 원자를 갖는 지질 및 지질-유사 분자를 지칭한다. 이러한 지질은 양이온성 지질로서 문헌에 알려져 있을 수 있다. 아미노기를 갖는 이러한 분자는 통상적으로 2 내지 6개의 소수성 사슬, 종종 알킬 또는 알케닐 예컨대 C₆-C₂₄ 알킬 또는 알케닐 기를 가지고, 그러나 1 이상 또는 6개 초과의 테일을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 이온화 가능한 양이온성 지질은 덴드리머이고, 이는 코어에 대해 또는 코어로부터 분지형 층의 순차적 또는 세대적 첨가에 의해 형성되고, 코어, 적어도 하나의 내부 분지형 층, 및 표면 분지형 층을 특징으로 하는 규칙적 덴드리틱 분지화(dendritic branching)를 나타내는 중합체이다. (문헌[Petar R. Dvornic and Donald A. Tomalia in Chem. in Britain, 641-645, August 1994] 참조). 다른 실시양태에서, 본원에 사용되는 바와 같은 용어 "덴드리머"는 비제한적으로 내부 코어를 갖는 분자 구조, 이 내부 코어에 규칙적으로 결합된 반복 단위의 내부 층 (또는 "세대"), 및 최외각 세대에 결합된 말단기의 외부 표면을 포함하는 것으로 의도된다. "덴드론"은 더 큰 덴드리머를 형성하기 위해 직접적으로 또는 연결 모이어티를 통해 코어에 연결된 또는 연결될 수 있는 초점으로부터 나오는 분지를 갖는 덴드리머의 종이다. 일부 실시양태에서, 덴드리머 구조는 각각의 분지에 대한 각각의 반복 단위로 두배가 되는 중심 코어로부터의 방사형 반복 기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 덴드리머는 소분자, 중간 크기의 분자, 지질, 또는 지질-유사 물질로서 기술될 수 있다. 이러한 용어는 덴드론과 유사한 외관(예를 들어, 단일 초점으로부터 나오는 분자)를 갖는 본원에 기재된 화합물을 기술하기 위해 사용될 수 있다.

덴드리머가 중합체이지만, 덴드리머는 종래의 중합체보다 바람직할 수 있고, 그 이유는 그것이 조절 가능한 구조, 단일 분자량, 다수의 그리고 조절 가능한 표면 작용성, 및 특정 세대에 도달된 후 종래에 채택된 구형 형태를 가지기 때문이다. 덴드리머는 단분산성, 나무-유사 및/또는 세대 구조 중합체성 구조를 생성하기 위한 각각의 반복 단위의 순차적인 반응에 의해 제조될 수 있다. 개개의 덴드리머는 그 중심 코어 상의 하나 이상의 작용성 부위에 결합되는 덴드리틱 쐐기(dendritic wedge)와 함께 중심 코어 분자로 구성된다. 덴드리머성 표면층은 제조 과정에서 사용되는 조립 단량체(assembly monomer)에 따라 음이온성, 양이온성, 친수성, 또는 친유성 기를 포함하는 그 위에 배치된 다양한 작용기를 가질 수 있다.

작용기 및/또는 코어, 반복 단위, 및 표면 또는 말단 기의 화학적 특성을 변형하여, 그것의 물리적 특성이 조절될 수 있다. 변화될 수 있는 일부 특성은 비제한적으로 용해도, 독성, 면역원성 및 생체부착 능력을 포함한다. 덴드리머는 종종 분지에서의 반복 단위의 그것의 세대 또는 수로 기재된다. 유일하게 코어 분자만으로 이루어진 덴드리머는 세대 0으로 지칭되고, 한편 모든 분지와 함께의 각각의 연속 반복 단위는 말단 또는 표면 기까지 세대 1, 세대 2 등이다. 일부 실시양태에서, 티올과의 제2 축합 반응이 아닌 아민과의 제1 축합 반응으로부터만 생성되는 절반 세대(half generation)가 가능하다.

덴드리머의 제조는 각각의 연속 기에 의해 덴드리머를 구성하는 것을 포함하는 단계적 일련의 반응을 통해 달성되는 합성 제어의 수준을 필요로 한다. 덴드리머 합성은 수렴형 또는 발산형의 것일 수 있다. 발산형 덴드리머 합성 과정에서, 분자는 한 세대를 이전 세대와 연결하고 이후 다음 반응 단계를 위해 작용기를 변화시키는 것을 포함하는 단계적 공정에서 코어로부터 주변으로 조립된다. 작용기 변환이 조절되지 않는 중합을 방지하기 위해 필요하다. 이러한 중합은 단분산성이 아니며, 초분지형 중합체로서 달리 알려진 고도로 분지화된 분자를 야기할 것이다. 입체 효과로 인해, 덴드리머 반복 단위를 지속적으로 반응시키는 것은, 입체 과밀화가 특정 세대에서 완전한 반응을 방해하고 분자의 단분산성이 파괴될 때까지 구체 형상의 또는 구형의 분자를 야기한다. 따라서, 일부 실시양태에서, G1-G10 세대의 덴드리머가 구체적으로 고려된다. 일부 실시양태에서, 덴드리머는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10개 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위의 반복 단위를 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 사용되는 덴드리머는 G0, G1, G2, 또는 G3이다. 그러나, 가능한 세대의 수(예컨대 11, 12, 13, 14, 15, 20, 또는 25)는 분지형 중합체에서 스페이싱 단위(spacing unit)를 감소시켜 증가될 수 있다.

추가적으로, 덴드리머는 하기 2개의 주요 화학적 환경을 가진다: 최종 세대에 상의 특정 표면 기에 의해 생성된 환경 및 더 높은 고차 구조로 인해 벌크 매체 및 표면 기로부터 보호될 수 있는 덴드리틱 구조의 내부. 이러한 상이한 화학적 환경으로 인해, 덴드리머는 치료 분야를 포함하여 다수의 상이한 잠재적 용도가 발견되었다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 본 조성물에 사용될 수 있는 덴드리머는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 기의 아민 및 티올과의 차등 반응성을 사용하여 조립된다. 덴드리머는 아크릴레이트 기의 1차 또는 2차 아민과의 반응 및 메타크릴레이트의 메르캅토기와의 반응에 의해 형성되는 2차 또는 3차 아민 및 티오에테르를 포함할 수 있다. 추가적으로, 덴드리머의 반복 단위는 생리학적 조건하에 분해 가능한 기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 반복 단위는 하나 이상의 제미날(germinal) 디에테르, 에스테르, 아미드, 또는 디설파이드 기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 코어 분자는 유일하게 하나의 방향으로 덴드리틱 중합이 가능한 모노아민이다. 다른 실시양태에서, 코어 분자는 각각 하나 이상의 반복 단위를 포함할 수 있는 복수의 상이한 덴드리틱 분지를 갖는 폴리아민이다. 덴드리머는 이러한 코어로부터 하나 이상의 수소 원자를 제거하여 형성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 수소 원자는 헤테로원자 예컨대 질소 원자 상에 있다. 일부 실시양태에서, 말단기는 친유성 기 예컨대 장쇄 알킬 또는 알케닐 기이다. 다른 실시양태에서, 말단기는 장쇄 할로알킬 또는 할로알케닐 기이다. 다른 실시양태에서, 말단기는 아민(-NH₂) 또는 카르복실산(-CO₂H)과 같은 이온화 가능한 기를 포함하는 지방족 또는 방향족 기이다. 또 다른 실시양태에서, 말단기는 하이드록시드기, 아미드기, 또는 에스테르와 같은 하나 이상의 수소 결합 공여체를 포함하는 지방족 또는 방향족 기이다.

본 출원의 이온화 가능한 양이온성 지질은 하나 이상의 비대칭적으로 치환된 탄소 또는 질소 원자를 포함할 수 있고, 광학 활성 형태 또는 라세미 형태로 단리될 수 있다. 따라서, 특정 입체화학 또는 이성질체 형태가 구체적으로 표시되지 않는 한, 화학식의 모든 키랄, 부분입체이성질체, 라세미 형태, 에피머 형태 및 모든 기하 이성질체 형태가 의도된다. 이온화 가능한 양이온성 지질은 라세미체 및 라세미 혼합물, 단일 거울상이성질체, 부분입체이성질체 혼합물 및 개개의 부분입체이성질체로 발생될 수 있다. 일부 실시양태에서, 단일 거울상이성질체가 얻어진다. 본 출원의 이온화 가능한 양이온성 지질의 키랄 중심은 S 또는 R 배열을 가질 수 있다. 또한, 이온화 가능한 양이온성 지질 중 하나 이상이 구성 이성질체로서 존재할 수 있는 것으로 고려된다. 일부 실시양태에서, 상기 화합물은 동일한 화학식을 갖지만 코어의 질소 원자에 대해 상이한 연결성을 가진다. 임의의 이론에 구속되는 것으로 원하지 않고, 출발 단량체가 우선 1차 아민과 반응하고 이후 퉁계적으로 존재하는 임의의 2차 아민과 반응하기 때문에 이러한 이온화 가능한 양이온성 지질이 존재하는 것으로 여겨진다. 따라서, 구성 이성질체는 완전하게 반응된 1차 아민과 그 다음 반응된 2차 아민의 혼합물을 제공할 수 있다.

본 출원의 이온화 가능한 양이온성 지질을 표시하기 위해 사용되는 화학식은 통상적으로 유일하게 가능한 여러 상이한 호변이성질체 중 하나만을 나타낼 것이다. 예를 들어, 여러 유형의 케톤기가 상응하는 에놀기와의 평형상태로 존재하는 것으로 알려져 있다. 유사하게는, 여러 유형의 이민기가 에나민기와 평형상태로 존재한다. 주어진 식에 대해 어느 호변이성질체가 도시되었는지와 관계없이, 그리고 어느 하나가 가장 우세한지 여부와 무관하게, 주어진 화학식의 모든 호변이성질체가 의도된다.

본 출원의 이온화 가능한 양이온성 지질은 또한 그것이 본원에 언급되거나 또는 그와 다른 적응증에 사용하기 위한 것이든 간에 선행 기술에 알려진 화합물보다 더 효능이 있고, 독성이 더 낮고, 더 오래 작용하고, 더 강력하고, 더 적은 부작용을 일으키고, 보다 쉽게 흡수되고/되거나 더 나은 약동학 프로파일(예를 들어 더 높은 경구 생체 이용효율 및/또는 더 낮은 제거율)을 갖고/갖거나 이와는 다른 유용한 약리학적, 물리적 또는 화학적 특성을 갖는 장점을 가질 수 있다.

또한, 본 출원의 이온화 가능한 양이온성 지질을 구성하는 원자는 이러한 원자의 모든 동위원소 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 본원에 사용되는 바와 같은 동위원소는 동일한 원자수를 가지지만 상이한 질량수를 갖는 원자들을 포함한다. 일반적 예시를 위해 그리고 제한 없이, 수소의 동위원소는 삼중수소 및 중수소를 포함하고, 탄소의 동위원소는 ¹³C 및 ¹⁴C를 포함한다.

본원에 제공되는 이온화 가능한 양이온성 지질의 임의의 염 형태의 일부를 형성하는 특정 음이온 또는 양이온은, 염이 전체적으로 약리학적으로 허용되는 한, 중요하지 않음을 인지하여야 한다. 약학적으로 허용 가능한 염 및 그의 제조 및 사용 방법의 추가적인 예는 문헌[Handbook of Pharmaceutical Salts: Properties, and Use (2002)]에 제시되며, 이는 본원에 참조로 편입된다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 덴드리머 또는 덴드론이다. 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 생리학적 pH에서 양전하로 하전된 암모늄기를 포함하고, 적어도 2개의 소수성 기를 포함한다. 일부 실시양태에서, 암모늄기는 약 6 내지 약 8의 pH에서 양전하로 하전된다. 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 덴드리머 또는 덴드론이다. 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 적어도 2개의 C₆-C₂₄ 알킬 또는 알케닐 기를 포함한다.

화학식 (I)의 덴드리머

지질 조성물의 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 적어도 2개의 C₈-C₂₄ 알킬기를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 하기 화학식 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염으로 추가로 정의된 덴드리머이다:

코어-반복 단위-말단기(D-I)

여기서 코어는, 코어로부터 하나 이상의 수소 원자를 제거하고 원자를 반복 단위로 대체함으로써 반복 단위에 연결되고, 여기서:

코어는 하기 화학식을 갖거나:

상기 식에서:

X₁은 아미노 또는 알킬아미노_(C≤12), 디알킬아미노_(C≤12), 헤테로시클로알킬_(C≤12), 헤테로아릴_(C≤12), 또는 이들의 치환된 형태이고;

R₁은 아미노, 하이드록시, 또는 메르캅토, 또는 알킬아미노_(C≤12), 디알킬아미노_(C≤12), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태이고;

a는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6임; 또는

코어는 하기 화학식을 갖거나:

상기 식에서:

X₂는 N(R₅)_y이고;

R₅는 수소, 알킬_(C≤18), 또는 치환된 알킬_(C≤18)이고;

y는 0, 1, 또는 2이고, 단, y 및 z의 합은 3이고;

R₂는 아미노, 하이드록시, 또는 메르캅토, 또는 알킬아미노_(C≤12), 디알킬아미노_(C≤12), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태이고;

b는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6이고;

z는 1, 2, 3이고; 단, z 및 y의 합은 3임; 또는

코어는 하기 화학식을 갖거나:

상기 식에서:

X₃는 -NR₆-이고, 여기서 R₆는 수소, 알킬_(C≤8), 또는 치환된 알킬_(C≤8), -O-, 또는 알킬아미노디일_(C≤8), 알콕시디일_(C≤8), 아렌디일_(C≤8), 헤테로아렌디일_(C≤8), 헤테로시클로알칸디일_(C≤8), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태이고;

R₃및R₄는 각각 독립적으로 아미노, 하이드록시, 또는 메르캅토, 또는 알킬아미노_(C≤12), 디알킬아미노_(C≤12), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태; 또는 하기 화학식의 기이고:

상기 식에서:

e 및 f는 각각 독립적으로 1, 2, 또는 3이고; 단, e 및 f의 합은 3이고;

R_c, R_d, 및 R_f는 각각 독립적으로 수소, 알킬_(C≤6), 또는 치환된 알킬_(C≤6)임;

c 및 d는 각각 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6임; 또는

코어는 알킬아민_(C≤18), 디알킬아민_(C≤36), 헤테로시클로알칸_C≤12), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태이고;

여기서 반복 단위는 분해 가능한 디아실 및 링커를 포함하고;

분해 가능한 디아실기는 하기 화학식을 갖고:

상기 식에서:

A₁ 및 A₂는 각각 독립적으로 -O-, -S-, 또는 -NR_a-이고, 여기서:

R_a는 수소, 알킬_(C≤6), 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;

Y₃는 알칸디일_(C≤12), 알켄디일_(C≤12), 아렌디일_(C≤12), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태; 또는 하기 화학식의 기임:

상기 식에서:

X₃ 및 X₄는 알칸디일_(C≤12), 알켄디일_(C≤12), 아렌디일_(C≤12), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태이고;

Y₅는 공유 결합, 알칸디일_(C≤12), 알켄디일_(C≤12), 아렌디일_(C≤12), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태이고;

R₉은 알킬_(C≤8) 또는 치환된 알킬_(C≤8)임;

링커기는 하기 화학식을 갖고:

상기 식에서:

Y₁은 알칸디일_(C≤12), 알켄디일_(C≤12), 아렌디일_(C≤12), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태이고;

여기서 반복 단위가 링커기를 포함하는 경우, 링커기는 n이 1 초과인 경우 링커기의 질소 및 황 원자 둘 모두에 결합되는 독립적인 분해 가능한 디아실기를 포함하고, 반복 단위에서의 제1 기는 분해 가능한 디아실기이고, 각 링커기의 경우, 다음 반복 단위는 링커기의 질소 원자에 결합되는 2개의 분해 가능한 디아실기를 포함하고; n은 반복 단위에 존재하는 링커기의 수임;

말단기는 하기 화학식을 갖는다:

상기 식에서:

Y₄는 알칸디일_(C≤18) 또는 알칸디일_(C≤18)이고 여기서 알칸디일_(C≤18) 상의 수소 원자 중 하나 이상은 -OH, -F, -Cl, -Br, -I, -SH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, -SCH₃, 또는 -OC(O)CH₃로 대체되었고;

R₁₀은 수소, 카르복시, 하이드록시, 또는

아릴_(C≤12), 알킬아미노_(C≤12), 디알킬아미노_(C≤12), N-헤테로시클로알킬_(C≤12), -C(O)N(R₁₁)-알칸디일_(C≤6)-헤테로시클로알킬_(C≤12), -C(O)-알킬아미노_(C≤12), -C(O)-디알킬아미노_(C≤12), -C(O)-N-헤테로시클로알킬_(C≤12)이고, 여기서:

R₁₁은 수소, 알킬_(C≤6), 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;

여기서 사슬에서의 마지막의 분해 가능한 디아실은 말단기에 결합되고;

n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6임.

일부 실시양태에서, 말단기는 하기 화학식에 의해 추가로 정의된다:

상기 식에서:

Y₄는 알칸디일_(C≤18)이고;

R₁₀은 수소이다. 일부 실시양태에서, A₁ 및 A₂는 각각 독립적으로 -O- 또는 -NR_a-이다.

화학식 (D-I)의 덴드리머의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 화학식에 의해 추가로 정의된다:

상기 식에서:

X₂는 N(R₅)_y이고;

R₅는 수소 또는 알킬_(C≤8), 또는 치환된 알킬_(C≤18)이고;

y는 0, 1, 또는 2이고, 단, y 및 z의 합은 3임;

b는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6이고;

z는 1, 2, 3이고; 단, z 및 y의 합은 3이다.

상기 식에서:

c 및 d는 각각 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6이다.

화학식 (I)의 덴드리머의 일부 실시양태에서, 말단기는 하기 화학식으로 표시된다:

상기 식에서:

Y₄는 알칸디일_(C≤18)이고;

R₁₀은 수소이다.

화학식 (D-I)의 덴드리머의 일부 실시양태에서, 코어는 하기와 같이 추가로 정의된다:

화학식 (D-I)의 덴드리머의 일부 실시양태에서, 분해 가능한 디아실은 다음과 같이 추가로 정의된다:

화학식 (D-I)의 덴드리머의 일부 실시양태에서, 링커는 다음과 같이 추가로 정의된다:

상기 식에서 Y₁은 알칸디일_(C≤8) 또는 치환된 알칸디일_(C≤8)이다.

화학식 (D-I)의 덴드리머의 일부 실시양태에서, 덴드리머는 하기로 이루어진 군 및 이의 약학적으로 허용 가능함 염으로부터 선택된다:

화학식 (X)의 덴드리머

지질 조성물의 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 화학식 의 덴드리머이다. 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 하기 화학식의 덴드리머이다:

지질 조성물의 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 하기 구조식 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 갖는 세대(g)의 덴드리머이다:

상기 식에서:

(a) 코어는 하기 구조식(X_코어)를 포함하고:

상기 식에서:

Q는 독립적으로 각 경우에 공유 결합, -O-, -S-, -NR²-, 또는 -CR^3aR^3b-이고;

R²는 독립적으로 각 경우에 R^1g 또는 -L²-NR^1eR^1f이고;

R^3a 및 R^3b는 각각 독립적으로 각 경우에 수소 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₆, 예컨대 C₁-C₃) 알킬이고;

R^1a, R^1b, R^1c, R^1d, R^1e, R^1f, 및 R^1g는 (존재하는 경우) 각각 독립적으로 각 경우에 분지에 대한 연결 지점, 수소 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 알킬이고;

L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 공유 결합, 알킬렌, 헤테로알킬렌, [알킬렌]-[헤테로시클로알킬]-[알킬렌], [알킬렌]-(아릴렌)-[알킬렌], 헤테로시클로알킬, 및 아릴렌으로부터 선택되거나; 또는

대안적으로, L¹의 일부는 R^1c 및 R^1d 중 하나와 함께 (예를 들어, C₄-C₆) 헤테로시클로알킬(예를 들어, 1 또는 2개의 질소 원자 및, 임의로 산소 및 황으로부터 선택되는 추가적인 헤테로원자를 포함함)을 형성하고;

x¹은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6임; 그리고

(b) 복수(N)의 분지들 중의 각각의 분지는 독립적으로 하기 구조식(X_분지)을 포함하고:

상기 식에서:

*는 코어에 대한 분지의 결합 지점을 나타내고;

g는 1, 2, 3, 또는 4이고;

Z = 2^(g-1)이고;

g=1일 때 G=0이거나; 또는 g≠1일 때 이고;

(c) 각각의 디아실기는 독립적으로 하기 구조식을 포함하고:

상기 식에서:

*는 그것의 근위 단부에서의 디아실기의 결합 지점을 나타내고;

**는 그것의 원위 단부에서의 디아실기의 결합 지점을 나타내고;

Y³는 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂); 알킬렌, 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 알케닐렌, 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 아레닐렌이고;

A¹ 및 A²는 각각 독립적으로 각 경우에 -O-, -S-, 또는 -NR⁴-이고, 여기서:

R⁴는 수소 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₆) 알킬임;

m¹ 및 m²는 각각 독립적으로 각 경우에 1, 2, 또는 3이고;

R^3c, R^3d, R^3e, 및 R^3f는 각각 독립적으로 각 경우에 수소 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₈) 알킬이고;

(d) 각각의 링커기는 독립적으로 하기 구조식 을 포함하고,

상기 식에서:

**는 근위 디아실기에 대한 링커의 결합 지점을 나타내고;

***는 원위 디아실기에 대한 링커의 결합 지점을 나타내고;

Y₁은 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 알킬렌, 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 알케닐렌, 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 아레닐렌이고;

(e) 각각의 말단기는 독립적으로 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₈, 예컨대 C₄-C₁₈) 알킬티올, 및 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₈, 예컨대 C₄-C₁₈) 알케닐티올로부터 선택된다.

X_코어의 일부 실시양태에서, Q는 독립적으로 각 경우에 공유 결합, -O-, -S-, -NR²-, 또는 -CR^3aR^3b이다. X_코어의 일부 실시양태에서, Q는 독립적으로 각 경우에 공유 결합이다. X_코어의 일부 실시양태에서, Q는 독립적으로 각 경우에 -O-이다. X_코어의 일부 실시양태에서, Q는 독립적으로 각 경우에 -S-이다. X_코어의 일부 실시양태에서, Q는 독립적으로 각 경우에 -NR²이고 R²는 독립적으로 각 경우에 R^1g 또는 -L²-NR^1eR^1f이다. X_코어의 일부 실시양태에서, Q는 독립적으로 각 경우에 -CR^3aR^3bR^3a이고, R^3a 및 R^3b는 각각 독립적으로 각 경우에 수소 또는 임의로 치환된 알킬(예를 들어, C₁-C₆, 예컨대 C₁-C₃)이다.

X_코어의 일부 실시양태에서, R^1a, R^1b, R^1c, R^1d, R^1e, R^1f, 및 R^1g는 (존재하는 경우) 각각 독립적으로 각 경우에 분지에 대한 연결 지점, 수소, 또는 임의로 치환된 알킬이다. X_코어의 일부 실시양태에서, R^1a, R^1b, R^1c, R^1d, R^1e, R^1f, 및 R^1g는 (존재하는 경우) 각각 독립적으로 각 경우에 분지에 대한 연결 지점, 수소이다. X_코어의 일부 실시양태에서, R^1a, R^1b, R^1c, R^1d, R^1e, R^1f, 및 R^1g는 (존재하는 경우) 각각 독립적으로 각 경우에 분지에 대한 연결 지점, 임의로 치환된 알킬(예를 들어, C₁-C₁₂)이다.

X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 공유 결합, 알킬렌, 헤테로알킬렌, [알킬렌]-[헤테로시클로알킬]-[알킬렌], [알킬렌]-(아릴렌)-[알킬렌], 헤테로시클로알킬, 및 아릴렌으로부터 선택되거나; 또는, 대안적으로 L¹의 일부는 R^1c 및 R^1d중 하나와 함께 헤테로시클로알킬(예를 들어, C₄-C₆이고, 1 또는 2개의 질소 원자 및 임의로 산소 및 황으로부터 선택되는 추가적인 헤테로원자를 포함함)을 형성한다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 공유 결합일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 수소일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 알킬렌(예를 들어, C₁-C₁₂, 예컨대 C₁-C₆ 또는 C₁-C₃)일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 헤테로알킬렌(예를 들어, C₁-C₁₂, 예컨대 C₁-C₈ 또는 C₁-C₆)일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 헤테로알킬렌(예를 들어, C₂-C₈ 알킬렌옥사이드, 예컨대 올리고(에틸렌옥사이드))일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 [알킬렌]-[헤테로시클로알킬]-[알킬렌][(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌]-[(예를 들어, C₄-C₆) 헤테로시클로알킬]-[(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌]일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 [알킬렌]-(아릴렌)-[알킬렌] [(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌]-(아릴렌)-[(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌]일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 [알킬렌]-(아릴렌)-[알킬렌](예를 들어, [(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌]-페닐렌-[(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌])일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 헤테로시클로알킬(예를 들어, C₄-C₆헤테로시클로알킬)일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 아릴렌(예를 들어, 페닐렌)일 수 있다. X_코어의 일부 실시양태에서, L¹의 일부는 R^1c 및 R^1d 중 하나와 함께 헤테로시클로알킬을 형성한다. X_코어의 일부 실시양태에서, L¹의 일부는 R^1c 및 R^1d중 하나와 함께 헤테로시클로알킬(예를 들어, C₄-C₆ 헤테로시클로알킬)을 형성하고, 헤테로시클로알킬은 1 또는 2개의 질소 원자 및 임의로 산소 및 황으로부터 선택되는 추가적인 헤테로원자를 포함할 수 있다.

X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 공유 결합, C₁-C₆ 알킬렌(예를 들어, C₁-C₃ 알킬렌), C₂-C₁₂(예를 들어, C₂-C₈) 알킬렌옥사이드(예를 들어, 올리고(에틸렌옥사이드), 예컨대 -(CH₂CH₂O)_1-4-(CH₂CH₂)-), [(C₁-C₄) 알킬렌]-[(C₄-C₆) 헤테로시클로알킬]-[(C₁-C₄) 알킬렌](예를 들어, ), 및 [(C₁-C₄) 알킬렌]-페닐렌-[(C₁-C₄) 알킬렌](예를 들어, )으로부터 선택된다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 C₁-C₆ 알킬렌(예를 들어, C₁-C₃ 알킬렌), -(C₁-C₃ 알킬렌-O)_1-4-(C₁-C₃ 알킬렌), -(C₁-C₃ 알킬렌)-페닐렌-(C₁-C₃ 알킬렌)-, 및 -(C₁-C₃ 알킬렌)-피페라지닐-(C₁-C₃ 알킬렌)-으로부터 선택된다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 C₁-C₆ 알킬렌(예를 들어, C₁-C₃ 알킬렌)이다. 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 C₂-C₁₂(예를 들어, C₂-C₈) 알킬렌옥사이드(예를 들어, -(C₁-C₃ 알킬렌-O)_1-4-(C₁-C₃ 알킬렌))이다. X_코어의 일부 실시양태에서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 [(C₁-C₄) 알킬렌]-[(C₄-C₆) 헤테로시클로알킬]-[(C₁-C₄) 알킬렌](예를 들어, -(C₁-C₃ 알킬렌)-페닐렌-(C₁-C₃ 알킬렌)-) 및 [(C₁-C₄) 알킬렌]-[(C₄-C₆) 헤테로시클로알킬]-[(C₁-C₄) 알킬렌](예를 들어, -(C₁-C₃ 알킬렌)-피페라지닐-(C₁-C₃ 알킬렌)-)으로부터 선택된다.

X_코어의 일부 실시양태에서, x¹은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6이다. X_코어의 일부 실시양태에서, x¹은 0이다. X_코어의 일부 실시양태에서, x¹은 1이다. X_코어의 일부 실시양태에서, x¹은 2이다. X_코어의 일부 실시양태에서, x¹은 0, 3이다. X_코어의 일부 실시양태에서, x¹은 4이다. X_코어의 일부 실시양태에서, x¹은 5이다. X_코어의 일부 실시양태에서, x¹은 6이다.

X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: (예를 들어, ). X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: . X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: (예를 들어, , 또는 ). X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: (예를 들어, ). X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: . X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: (예를 들어, , 또는 ). X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: (예를 들어, , 예컨대 또는 ). X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: , 여기서 Q'는 -NR²- 또는 -CR^3aR^3b-이고; q¹ 및 q²는 각각 독립적으로 1 또는 2이다. X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: 또는 (예를 들어, , 또는 ). X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식을 포함한다: 또는 (예를 들어, , 또는 ), 여기서 고리 A는 임의로 치환된 아릴 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₃-C₁₂, 예컨대 C₃-C₅) 헤테로아릴이다. X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조식 을 포함한다.

X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 표 3에 제시된 구조식 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하고, 여기서 *는 복수의 분지들 중의 분지에 대한 코어의 결합 지점을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 표 3의 예시적인 코어는 열거된 입체이성질체(즉, 거울상이성질체, 부분입체이성질체)로 제한되지 않는다.

X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조식 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함한다:

여기서 *는 복수의 분지들 중의 분지 또는 H에 대한 코어의 결합 지점을 나타낸다. 일부 실시양태에서, *는 복수의 분지들 중의 분지에 대한 코어의 결합 지점을 나타낸다.

여기서 *는 복수의 분지들 중의 분지에 대한 코어의 결합 지점을 나타낸다.

X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조 를 갖고, 여기서 *는 복수의 분지들 중의 분지 또는 H에 대한 코어의 결합 지점을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 적어도 2개의 분지가 코어에 결합된다. 일부 실시양태에서, 적어도 3개의 분지가 코어에 결합된다. 일부 실시양태에서, 적어도 4개의 분지가 코어에 결합된다.

X_코어의 일부 실시양태에서, 코어는 하기 구조 를 갖고, 여기서 *는 복수의 분지들 중의 분지 또는 H에 대한 코어의 결합 지점을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 적어도 4개의 분지가 코어에 결합된다. 일부 실시양태에서, 적어도 5개의 분지가 코어에 결합된다. 일부 실시양태에서, 적어도 6개의 분지가 코어에 결합된다.

일부 실시양태에서, 복수(N)의 분지는 적어도 3개의 분지, 적어도 4개의 분지, 적어도 5개의 분지를 포함한다. 일부 실시양태에서, 복수(N)의 분지는 적어도 3개의 분지를 포함한다. 일부 실시양태에서, 복수(N)의 분지는 적어도 4개의 분지를 포함한다. 일부 실시양태에서, 복수(N)의 분지는 적어도 5개의 분지를 포함한다.

X_분지의 일부 실시양태에서, g는 1, 2, 3, 또는 4이다. X_분지의 일부 실시양태에서, g는 1이다. X_분지의 일부 실시양태에서, g는 2이다. X_분지의 일부 실시양태에서, g는 3이다. X_분지의 일부 실시양태에서, g는 4이다.

X_분지의 일부 실시양태에서, Z = 2^(g-1)이고, g=1일 때 G=0이다. X_분지의 일부 실시양태에서, Z = 2^(g-1)이고, g≠1일 때 이다.

X_분지의 일부 실시양태에서, g=1, G=0, Z=1이고, 복수의 분지들 중의 각각의 분지는 구조식을 포함하고 복수의 분지들 중의 각각의 분지는 하기 구조식 을 포함한다.

X_분지의 일부 실시양태에서, g=2, G=1, Z=2이고, 복수의 분지들 중의 각각의 분지는 하기 구조식을 포함한다:

X_분지의 일부 실시양태에서, g=3, G=3, Z=4이고, 복수의 분지들 중의 각각의 분지는 하기 구조식을 포함한다:

X_분지의 일부 실시양태에서, g=4, G=7, Z=8이고, 복수의 분지들 중의 각각의 분지는 하기 구조식을 포함한다:

일부 실시양태에서, 세대(g) = 1을 갖는 본원에 기재된 덴드리머는 하기 구조를 갖는다:

세대 1-4에 대한 본원에 기재된 덴드리머의 예시적인 제제는 표 4에 나타나 있다. 디아실기, 링커기, 및 말단기의 수는 g 기준으로 계산될 수 있다.

일부 실시양태에서, 디아실기는 독립적으로 하기 구조식 을 포함하고, *는 이의 근위 단부에서의 디아실기의 결합 지점을 나타내고, **는 이의 원위 단부에서의 디아실기의 결합 지점을 나타낸다.

X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, Y³는 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된; 알킬렌, 임의로 치환된 알케닐렌, 또는 임의로 치환된 아레닐렌이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, Y³는 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 알킬렌(예를 들어, C₁-C₁₂)이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, Y³는 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 알케닐렌(예를 들어, C₁-C₁₂)이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, Y³는 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 아레닐렌(예를 들어, C₁-C₁₂)이다.

X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, A¹ 및 A²는 각각 독립적으로 각 경우에 -O-, -S-, 또는 -NR⁴-이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, A¹ 및 A²는 각각 독립적으로 각 경우에 -O-이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, A¹ 및 A²는 각각 독립적으로 각 경우에 -S-이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, A¹ 및 A²는 각각 독립적으로 각 경우에 -NR⁴-이고 R⁴는 수소 또는 임의로 치환된 알킬(예를 들어, C₁-C₆)이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, m¹ 및 m²는 각각 독립적으로 각 경우에 1, 2, 또는 3이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, m¹ 및 m²는 각각 독립적으로 각 경우에 1이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, m¹ 및 m²는 각각 독립적으로 각 경우에 2이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, m¹ 및 m²는 각각 독립적으로 각 경우에 3이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, R^3c, R^3d, R^3e, 및 R^3f는 각각 독립적으로 각 경우에 수소 또는 임의로 치환된 알킬이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, R^3c, R^3d, R^3e, 및 R^3f는 각각 독립적으로 각 경우에 수소이다. X_분지의 디아실기의 일부 실시양태에서, R^3c, R^3d, R^3e, 및 R^3f는 각각 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₈) 알킬이다.

디아실기의 일부 실시양태에서, A¹은 -O- 또는 -NH-이다. 디아실기의 일부 실시양태에서, A¹은 -O-이다. 디아실기의 일부 실시양태에서, A²는 -O- 또는 -NH-이다. 디아실기의 일부 실시양태에서, A²는 -O-이다. 디아실기의 일부 실시양태에서, Y³는 C₁-C₁₂(예를 들어, C₁-C₆, 예컨대 C₁-C₃) 알킬렌이다.

디아실기의 일부 실시양태에서, 디아실기는 독립적으로 각 경우에 하기 구조식 (예를 들어, , 예컨대 )을 포함하고, 임의로 R^3c, R^3d, R^3e, 및 R^3f는 각각 독립적으로 각 경우에 수소 또는 C₁-C₃ 알킬이다.

일부 실시양태에서, 링커기는 독립적으로 하기 구조식 을 포함하고, **는 근위 디아실기에 대한 링커의 결합 지점을 나타내고, ***는 원위 디아실기에 대한 링커의 결합 지점을 나타낸다.

X_분지의 링커기의 일부 실시양태에서, 존재하는 경우, Y₁은 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 알킬렌, 임의로 치환된 알케닐렌, 또는 임의로 치환된 아레닐렌이다. X_분지의 링커기의 일부 실시양태에서, 존재하는 경우, Y₁은 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 알킬렌(예를 들어, C₁-C₁₂)이다. X_분지의 링커기의 일부 실시양태에서, 존재하는 경우, Y₁은 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 알케닐렌(예를 들어, C₁-C₁₂)이다. X_분지의 링커기의 일부 실시양태에서, 존재하는 경우, Y₁은 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 아레닐렌(예를 들어, C₁-C₁₂)이다.

X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 독립적으로 임의로 치환된 알킬티올 및 임의로 치환된 알케닐티올로부터 선택된다. X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 임의로 치환된 알킬티올(예를 들어, C₁-C₁₈, 예컨대 C₄-C₁₈)이다. X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 임의로 치환된 알케닐티올(예를 들어, C₁-C₁₈, 예컨대 C₄-C₁₈)이다.

X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈ 알케닐티올 또는 C₁-C₁₈ 알킬티올이고, 알킬 또는 알케닐 모이어티는 할로겐, C₆-C₁₂ 아릴, C₁-C₁₂ 알킬아미노, C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬, -OH, -C(O)OH, -C(O)N(C₁-C₃ 알킬)-(C₁-C₆ 알킬렌)-(C₁-C₁₂ 알킬아미노), -C(O)N(C₁-C₃ 알킬)-(C₁-C₆ 알킬렌)-(C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬), -C(O)-(C₁-C₁₂ 알킬아미노), 및 -C(O)-(C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬)로부터 각각 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 임의로 치환되고, 상기 치환기 중 어느 하나의 C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬 모이어티는 C₁-C₃ 알킬 또는 C₁-C₃ 하이드록시알킬로 임의로 치환된다.

X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알케닐티올 또는 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올이고, 여기서 알킬 또는 알케닐 모이어티는 할로겐, C₆-C₁₂ 아릴(예를 들어, 페닐), C₁-C₁₂(예를 들어, C₁-C₈) 알킬아미노(예를 들어, C₁-C₆ 모노-알킬아미노(예컨대 -NHCH₂CH₂CH₂CH₃) 또는 C₁-C₈ 디-알킬아미노(예컨대 )), C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬(예를 들어, N-피롤리디닐(), N-피페리디닐(), N-아제파닐()), -OH, -C(O)OH, -C(O)N(C₁-C₃ 알킬)-(C₁-C₆ 알킬렌)-(C₁-C₁₂ 알킬아미노(예를 들어, 모노- 또는 디-알킬아미노))(예를 들어, ), -C(O)N(C₁-C₃ 알킬)-(C₁-C₆ 알킬렌)-(C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬)(예를 들어, ), -C(O)-(C₁-C₁₂ 알킬아미노(예를 들어, 모노- 또는 디-알킬아미노)), 및 -C(O)-(C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬)(예를 들어, )로부터 각각 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 임의로 치환되고, 여기서 상기 치환기 중 임의의 것의 C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬 모이어티는 C₁-C₃ 알킬 또는 C₁-C₃ 하이드록시알킬로 임의로 치환된다. X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올이고, 여기서 알킬 모이어티는 하나의 치환기 -OH로 임의로 치환된다. X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올이고, 여기서 알킬 모이어티는 C₁-C₁₂(예를 들어, C₁-C₈) 알킬아미노(예를 들어, C₁-C₆ 모노-알킬아미노(예컨대 -NHCH₂CH₂CH₂CH₃) 또는 C₁-C₈ 디-알킬아미노 (예컨대 )) 및 C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬(예를 들어, N-피롤리디닐(), N-피페리디닐(), N-아제파닐())로부터 선택되는 하나의 치환기로 임의로 치환된다. X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알케닐티올 또는 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올이다. X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올이다.

X_분지의 말단기의 일부 실시양태에서, 각각의 말단기는 독립적으로 표 5에 제시된 구조이다. 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 덴드리머는 표 5에서 선택되는 말단기 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 표 5의 예시적인 말단기는 열거된 입체이성질체(즉, 거울상이성질체, 부분입체이성질체)로 제한되지 않는다.

일부 실시양태에서, 화학식 (X)의 덴드리머는 표 6에 제시된 것 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염으로부터 선택된다.

다른 이온화 가능한 양이온성 지질

지질 조성물의 일부 실시양태에서, 양이온성 지질은 하기 구조식 (D-I')을 포함한다:

상기 식에서:

a는 1이고 b는 2, 3, 또는 4이거나; 또는 대안적으로, b는 1이고 a는 2, 3, 또는 4이고;

m은 1이고 n은 1이거나; 또는 대안적으로, m은 2이고 n은 0이거나; 또는 대안적으로, m은 2이고 n은 1이고;

R¹, R², R³, R⁴, R⁵, 및 R⁶는 각각 독립적으로 H, -CH₂CH(OH)R⁷, -CH(R⁷)CH₂OH, -CH₂CH₂C(=O)OR⁷, -CH₂CH₂C(=O)NHR⁷, 및 -CH₂R⁷로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R⁷은 독립적으로 C₃-C₁₈ 알킬, 하나의 C=C 이중 결합을 갖는 C₃-C₁₈ 알케닐, 아미노기에 대한 보호기, -C(=NH)NH₂, 폴리(에틸렌 글리콜) 사슬, 및 수용체 리간드로부터 선택되고;

단, R¹ 내지 R⁶ 중의 적어도 2개의 모이어티는 독립적으로 -CH₂CH(OH)R⁷, -CH(R⁷)CH₂OH, -CH₂CH₂C(=O)OR⁷, -CH₂CH₂C(=O)NHR⁷, 또는 -CH₂R⁷로부터 선택되고, 여기서 R⁷은 독립적으로 C₃-C₁₈ 알킬, 또는 하나의 C=C 이중 결합을 갖는 C₃-C₁₈ 알케닐로부터 선택되고;

여기서 화학식 (D-I')에 나타난 질소 원자 중 하나 이상은 양성자화되어 양이온성 지질을 제공할 수 있다.

화학식 (D-I')의 양이온성 지질의 일부 실시양태에서, a는 1이다. 화학식 (D-I')의 양이온성 지질의 일부 실시양태에서, b는 2이다. 화학식 (D-I')의 양이온성 지질의 일부 실시양태에서, m은 1이다. 화학식 (D-I')의 양이온성 지질의 일부 실시양태에서, n은 1이다. 화학식 (D-I')의 양이온성 지질의 일부 실시양태에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, 및 R⁶는 각각 독립적으로 H 또는 -CH₂CH(OH)R⁷이다. 화학식 (D-I')의 양이온성 지질의 일부 실시양태에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, 및 R⁶는 각각 독립적으로 H 또는 이다. 화학식 (D-I')의 양이온성 지질의 일부 실시양태에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, 및 R⁶는 각각 독립적으로 H 또는 이다. 화학식 (D-I')의 양이온성 지질의 일부 실시양태에서, R⁷은 C₃-C₁₈ 알킬(예를 들어, C₆-C₁₂ 알킬)이다.

일부 실시양태에서, 화학식 (D-I')의 양이온성 지질은 하기 13,16,20-트리스(2-하이드록시도데실)-13,16,20,23-테트라아자펜타트리콘탄-11,25-디올이다:

일부 실시양태에서, 화학식 (D-I')의 양이온성 지질은 하기 (11R,25R)-13,16,20-트리스((R)-2-하이드록시도데실)-13,16,20,23-테트라아자펜타트리콘탄-11,25-디올이다:

본 출원의 조성물 및 방법에 사용될 수 있는 추가적인 양이온성 지질은 문헌[J. McClellan, M. C. King, Cell 2010, 141, 210-217], 및 국제 특허 공개 WO 2010/144740, WO 2013/149140, WO 2016/118725, WO 2016/118724, WO 2013/063468, WO 2016/205691, WO 2015/184256, WO 2016/004202, WO 2015/199952, WO 2017/004143, WO 2017/075531, WO 2017/117528, WO 2017/049245, WO 2017/173054 및 WO 2015/095340에 기재된 바와 같은 양이온성 지질을 포함하고, 이는 모든 목적을 위해 본원에 참조로 편입된다. 이들 이온화 가능한 양이온성 지질의 예는 표 7에 나타난 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 약 20 내지 약 23의 양으로 존재한다. 일부 실시양태에서, 몰백분율은 약 20, 20.5, 21, 21.5, 22, 22.5 내지 약 23, 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위이다. 다른 실시양태에서, 몰백분율은 약 7.5 내지 약 20이다. 일부 실시양태에서, 몰백분율은 약 7.5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 내지 약 20, 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위이다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 10% 내지 약 25%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 15% 내지 약 20%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 10% 내지 약 20%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 20% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 적어도 (약) 5%, 적어도 (약) 10%, 적어도 (약) 15%, 적어도 (약) 20%, 적어도 (약) 25%, 또는 적어도 (약) 30%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 최대 (약) 5%, 최대 (약) 10%, 최대 (약) 15%, 최대 (약) 20%, 최대 (약) 25%, 또는 최대 (약) 30%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함한다.

일부 실시양태에서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 100:1, 90:1, 80:1, 70:1, 60:1, 50:1, 40:1, 또는 30:1 이하이다. 일부 실시양태에서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 적어도 약 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 또는 5:1이다. 일부 실시양태에서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 1:1 내지 약 80:1, 약 2:1 내지 약 80:1, 약 3:1 내지 약 80:1, 약 4:1 내지 약 80:1, 또는 약 5:1 내지 약 80:1이다. 일부 실시양태에서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 1:1 내지 약 70:1, 약 2:1 내지 약 70:1, 약 3:1 내지 약 70:1, 약 4:1 내지 약 70:1, 또는 약 5:1 내지 약 70:1이다. 일부 실시양태에서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 1:1 내지 약 60:1, 약 2:1 내지 약 60:1, 약 3:1 내지 약 60:1, 약 4:1 내지 약 60:1, 또는 약 5:1 내지 약 60:1이다. 일부 실시양태에서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 1:1 내지 약 50:1, 약 2:1 내지 약 50:1, 약 3:1 내지 약 50:1, 약 4:1 내지 약 50:1, 또는 약 5:1 내지 약 50:1이다.

선택적 기관 표적화(SORT) 지질

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 지질(예를 들어, 나노입자) 조성물은 우선적으로 표적 기관에 전달된다. 일부 실시양태에서, 표적 기관은 폐, 폐 조직 또는 폐 세포이다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "우선적으로 전달되는"은, 전달시, 투여되는 양의 적어도 25%(예를 들어, 적어도 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 또는 75%)가 표적 기관(예를 들어, 폐), 조직, 또는 세포에 전달되는 조성물을 언급하기 위해 사용된다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 특정 기관으로의 조성물의 선택적 전달을 야기하는 하나 이상의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함한다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 C₆-C₂₄의 2개 이상의 알킬 또는 알케닐 사슬을 가질 수 있다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 영구적으로 양전하로 하전된 모이어티를 포함한다. 영구적으로 양전하로 하전된 모이어티는 SORT 지질이 세포로의 폴리뉴클레오티드의 전달시 양전하를 포함하도록 생리학적 pH에서 양전하로 하전될 수 있다. 일부 실시양태에서, 양전하로 하전된 모이어티는 4차 아민 또는 4차 암모늄 이온이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 반대이온을 포함하거나, 또는 그렇지 않으면 이와 복합체화되거나 이와 상호작용한다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 제2 이온화 가능한 양이온성 지질이다. SORT 지질은 본 개시내용의 임의의 곳에 기재된 바와 같은 이온화 가능한 양이온성 지질일 수 있다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 영구적 양이온성 지질(즉, 하나 이상의 소수성 성분 및 영구적 양이온성 기를 포함함)이다. 영구적 양이온성 지질은 pH와 관계없이 양전하를 갖는 기를 포함할 수 있다. 영구적 양이온성 지질에 사용될 수 있는 하나의 영구적 양이온성 기는 4차 암모늄기이다. 영구적 양이온성 지질은 하기 구조식을 포함할 수 있다: 상기 식에서:

Y₁, Y₂, 또는 Y₃는 각각 독립적으로 X₁C(O)R₁ 또는 X₂N⁺R₃R₄R₅이고;

단, Y₁, Y₂, 및 Y₃ 중 적어도 하나는 X₂N⁺R₃R₄R₅이고;

R₁은 C₁-C₂₄ 알킬, C₁-C₂₄ 치환된 알킬, C₁-C₂₄ 알케닐, C₁-C₂₄ 치환된 알케닐이고;

X₁은 O 또는 NR_a이고, 여기서 R_a는 수소, C₁-C₄ 알킬, 또는 C₁-C₄ 치환된 알킬이고;

X₂는 C₁-C₆ 알칸디일 또는 C₁-C₆ 치환된 알칸디일이고;

R₃, R₄, 및 R₅는 각각 독립적으로 C₁-C₂₄ 알킬, C₁-C₂₄ 치환된 알킬, C₁-C₂₄ 알케닐, C₁-C₂₄ 치환된 알케닐이고;

A₁은 화합물에서 X₂N⁺R₃R₄R₅기의 수와 동일한 전하를 갖는 음이온이다.

SORT 지질의 일부 실시양태에서, 영구적 양이온성 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다: 상기 식에서:

R₆-R₉은 각각 독립적으로 C₁-C₂₄ 알킬, C₁-C₂₄ 치환된 알킬, C₁-C₂₄ 알케닐, C₁-C₂₄ 치환된 알케닐이고; 단, R₆-R₉ 중 적어도 하나는 C₈-C₂₄의 기이고;

A₂는 1가의 음이온이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 제2 이온화 가능한 양이온성 지질(즉, 하나 이상의 소수성 성분 및 이온화 가능한 양이온성기를 포함함)이다. 이온화 가능한 양전하로 하전된 모이어티는 생리학적 pH에서 양전하로 하전될 수 있다. 제2 이온화 가능한 양이온성 지질에서 사용될 수 있는 하나의 이온화 가능한 양이온성 기는 3차 아민기이다. 지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다: 상기 식에서:

R₃ 및 R₃'는 각각 독립적으로 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 특정 구조의 헤드기를 포함한다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 헤드기를 포함한다: , 상기 식에서, L은 링커이고; Z⁺는 양전하로 하전된 모이어티이고, X^-는 반대이온이다. 일부 실시양태에서, 링커는 생분해성 링커이다. 생분해성 링커는 생리학적 pH 및 온도하에 분해 가능할 수 있다. 생분해성 링커는 대상체로부터의 단백질 또는 효소에 의해 분해될 수 있다. 일부 실시양태에서, 양전하로 하전된 모이어티는 4차 암모늄 이온 또는 4차 아민이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다: , 상기 식에서, R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 임의로 치환된 C₆-C₂₄ 알킬, 또는 임의로 치환된 C₆-C₂₄ 알케닐이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다: .

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 링커(L)을 포함한다. 일부 실시양태에서, L은 이고, 상기 식에서:

p 및 q는 각각 독립적으로 1, 2, 또는 3이고;

R⁴는 임의로 치환된 C₁-C₆ 알킬이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다: 상기 식에서:

R₃, R₃', 및 R₃"는 각각 독립적으로 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;

R₄는 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;

X^-는 1가의 음이온이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 포스파티딜콜린(예를 들어, 14:0 EPC)이다. 일부 실시양태에서, 포스파티딜콜린 화합물은 다음과 같이 추가로 정의된다: 상기 식에서:

X^-는 1가의 음이온이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 포스포콜린 지질이다. 일부 실시양태에서, SORT 지질은 에틸포스포콜린이다. 에틸포스포콜린은, 예로서, 제한 없이, 1,2-디미리스톨레오일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린, 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린, 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린, 1,2-디팔미토일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린, 1,2-디미리스토일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린, 1,2-디라우로일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린, 1-팔미토일-2-올레오일-sn-글리세로-3-에틸포스포콜린일 수 있다.

X^-는 1가의 음이온이다.

예시적이며 그리고 이에 제한되지 않고, 바로 앞에서의 단락의 구조식의 SORT 지질은 1,2-디올레오일-3-트리메틸암모늄-프로판(18:1 DOTAP)(예를 들어, 염화물 염)이다.

X₂ ^―는 1가의 음이온이다.

예시적이며 그리고 이에 제한되지 않고, 바로 앞에서의 단락의 구조식의 SORT 지질은 디메틸디옥타데실암모늄(DDAB)(예를 들어, 브롬화물 염)이다.

X^-는 1가의 음이온이다.

예시적이며 그리고 이에 제한되지 않고, 바로 앞에서의 단락의 구조식의 SORT 지질은 N-[1-(2, 3-디올레일옥시)프로필]-N,N,N-트리메틸암모늄 염화물(DOTMA)이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 음이온성 지질이다. 지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 하기 구조식을 갖는다: 상기 식에서:

R₃는 수소, 알킬_(C≤6), 또는 치환된 알킬_(C≤6), 또는 -Y₁-R₄이고; 여기서:

Y₁은 알칸디일_(C≤6) 또는 치환된 알칸디일_(C≤6)이고;

R₄는 아실옥시_(C≤8-24) 또는 치환된 아실옥시_(C≤8-24)이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, SORT 지질은 표 8에 제시된 지질로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 65%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 30% 내지 약 55%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 20% 내지 약 50%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 30% 내지 약 60%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 25% 내지 약 60%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 10% 내지 약 20%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 20% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 10% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 10% 내지 약 15%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 15% 내지 약 20%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 적어도 (약) 25%, 적어도 (약) 30%, 적어도 (약) 35%, 적어도 (약) 40%, 적어도 (약) 45%, 적어도 (약) 50%, 적어도 (약) 55%, 적어도 (약) 60%, 또는 적어도 (약) 65%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 최대 (약) 25%, 최대 (약) 30%, 최대 (약) 35%, 최대 (약) 40%, 적어도 (약) 45%, 최대 (약) 50%, 최대 (약) 55%, 최대 (약) 60%, 또는 최대 (약) 65%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함한다.

추가적인 지질

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 비제한적으로 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질), 스테로이드 또는 스테로이드 유도체, 중합체 접합된 지질(예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 접합된 지질), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 추가적인 지질을 추가로 포함한다.

일부 실시양태에서, 지질 조성물의 질소 대 합성 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 몰비(N/P 비)는 약 50:1 이하, 약 40:1 이하, 약 30:1 이하, 또는 약 20:1 이하이다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물의 질소 대 합성 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 몰비(N/P 비)는 적어도 약 1:1, 적어도 약 2:1, 적어도 약 3:1, 적어도 약 4:1, 또는 적어도 약 5:1이다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물의 질소 대 합성 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 몰비(N/P 비)는 약 1:1 내지 약 50:1, 적어도 약 2:1 내지 약 50:1, 적어도 약 3:1 내지 약 50:1, 적어도 약 4:1 내지 약 50:1, 또는 적어도 약 5:1 내지 약 50:1이다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물의 질소 대 합성 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 몰비(N/P 비)는 약 1:1 내지 약 40:1, 적어도 약 2:1 내지 약 40:1, 적어도 약 3:1 내지 약 40:1, 적어도 약 4:1 내지 약 40:1, 또는 적어도 약 5:1 내지 약 40:1이다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물의 질소 대 합성 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 몰비(N/P 비)는 약 1:1 내지 약 30:1, 적어도 약 2:1 내지 약 30:1, 적어도 약 3:1 내지 약 30:1, 적어도 약 4:1 내지 약 30:1, 또는 적어도 약 5:1 내지 약 30:1이다.

양쪽이온성 지질

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 양쪽이온성 지질 또는 인지질을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 양쪽이온성 지질 또는 인지질은 1 또는 2개의 장쇄(예를 들어, C₆-C₂₄) 알킬 또는 알케닐 기, 글리세롤 또는 스핑고신, 1 또는 2개의 포스페이트기, 및, 임의로, 유기 소분자를 포함할 수 있다. 유기 소분자는 아미노산, 당, 또는 아미노 치환된 알콕시기, 예컨대 콜린 또는 에탄올아민일 수 있다. 일부 실시양태에서, 양쪽이온성 지질 또는 인지질은 포스파티딜콜린이다. 일부 실시양태에서, 양쪽이온성 지질 또는 인지질은 디스테아로일포스파티딜콜린 또는 디올레오일포스파티딜에탄올아민이다. 일부 실시양태에서, 다른 양쪽이온성 지질이 사용되며, 여기서 양쪽이온성 지질은 양전하 및 음전하 둘 모두를 갖는 지질 및 지질-유사 분자로 정의된다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, 양쪽이온성 지질 또는 인지질은 에틸포스포콜린이 아니다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 조성물은 약 20 내지 약 23의 양쪽이온성 지질 또는 인지질 대 총 지질 조성물의 몰백분율을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 몰백분율은 약 20, 20.5, 21, 21.5, 22, 22.5, 내지 약 23 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위이다. 다른 실시양태에서, 몰백분율은 약 7.5 내지 약 60이다. 일부 실시양태에서, 몰백분율은 약 7.5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 내지 약 20 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위이다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 25%의 몰백분율로 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질 또는 양쪽이온성 인지질)을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 10% 내지 약 20%의 몰백분율로 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질 또는 양쪽이온성 인지질)을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 15% 내지 약 20%의 몰백분율로 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질 또는 양쪽이온성 인지질)을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 8% 내지 약 15%의 몰백분율로 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질 또는 양쪽이온성 인지질)을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 10% 내지 약 15%의 몰백분율로 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질 또는 양쪽이온성 인지질)을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 12% 내지 약 18%의 몰백분율로 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질 또는 양쪽이온성 인지질)을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 적어도 (약) 8%, 적어도 (약) 10%, 적어도 (약) 12%, 적어도 (약) 15%, 적어도 (약) 18%, 적어도 (약) 20%, 또는 적어도 (약) 25%의 몰백분율로 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질 또는 양쪽이온성 인지질)을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 최대 (약) 8%, 최대 (약) 10%, 최대 (약) 12%, 최대 (약) 15%, 최대 (약) 18%, 최대 (약) 20%, 또는 최대 (약) 25%의 몰백분율로 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질 또는 양쪽이온성 인지질)을 포함한다.

일부 실시양태에서, 양쪽이온성 지질 대 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 50:1, 40:1, 30:1, 20:1, 10:1, 또는 7:1 이하이다. 일부 실시양태에서, 양쪽이온성 지질 대 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 적어도 약 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 또는 5:1이다. 일부 실시양태에서, 양쪽이온성 지질 대 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 1:1 내지 약 10:1, 약 1:1 내지 약 20:1, 약 1:1 내지 약 30:1, 약 1:1 내지 약 40:1, 또는 약 1:1 내지 약 50:1이다.

스테로이드 또는 스테로이드 유도체

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 스테로이드 또는 스테로이드 유도체는 임의의 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 일부 실시양태에서, 용어 "스테로이드"는 알킬기, 알콕시기, 하이드록시기, 옥소기, 아실기, 또는 2개 이상의 탄소 원자 사이의 이중 결합을 포함하는 하나 이상의 치환을 추가로 포함할 수 있는, 4 고리 17개 탄소 환형 구조를 갖는 계열의 화합물이다. 일부 실시양태에서, 스테로이드의 고리 구조는 하기 화학식으로 나타난 바와 같이, 3개의 융합된 시클로헥실 고리 및 융합된 시클로펜틸 고리를 포함한다: . 일부 실시양태에서, 스테로이드 유도체는 하나 이상의 비알킬 치환을 갖는 상기 고리 구조를 포함한다. 일부 실시양태에서, 스테로이드 또는 스테로이드 유도체는 스테롤이고, 여기서 화학식은 하기와 같이 추가로 정의된다: . 본 출원의 일부 실시양태에서, 스테로이드 또는 스테로이드 유도체는 콜레스탄 또는 콜레스탄 유도체이다. 콜레스탄에서, 고리 구조는 하기 화학식에 의해 추가로 정의된다: . 상기 기재된 바와 같이, 콜레스탄 유도체는 상기 고리계의 하나 이상의 비알킬 치환을 포함한다. 일부 실시양태에서, 콜레스탄 또는 콜레스탄 유도체는 콜레스텐 또는 콜레스텐 유도체 또는 스테롤 또는 스테롤 유도체이다. 다른 실시양태에서, 콜레스탄 또는 콜레스탄 유도체는 콜레스테르 및 스테롤 둘 모두 또는 이들의 유도체이다.

지질 조성물의 일부 실시양태에서, 조성물은 약 40 내지 약 46의 스테로이드 대 총 지질 조성물의 몰백분율을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 몰백분율은 약 40, 41, 42, 43, 44, 45, 내지 약 46 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위이다. 다른 실시양태에서, 총 지질 조성물에 대한 스테로이드의 몰백분율은 약 15 내지 약 40이다. 일부 실시양태에서, 몰백분율은 15, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 또는 40, 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위이다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 15% 내지 약 46%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 20% 내지 약 40%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 25% 내지 약 35%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 30% 내지 약 40%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 20% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 적어도 (약) 15%, 적어도 (약) 20%, 적어도 (약) 25%, 적어도 (약) 30%, 적어도 (약) 35%, 적어도 (약) 40%, 적어도 (약) 45%, 또는 적어도 (약) 46%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 최대 (약) 15%, 최대 (약) 20%, 최대 (약) 25%, 최대 (약) 30%, 최대 (약) 35%, 최대 (약) 40%, 최대 (약) 45%, 또는 최대 (약) 46%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함한다.

중합체 접합된 지질

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 중합체 접합된 지질을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 중합체 접합된 지질은 PEG 지질이다. 일부 실시양태에서, PEG 지질은 글리세롤기에 결합된 PEG 사슬을 또한 포함하는 디글리세라이드이다. 다른 실시양태에서, PEG 지질은 PEG 사슬을 갖는 링커기에 결합되는 하나 이상의 C₆-C₂₄ 장쇄 알킬 또는 알케닐 기 또는 C₆-C₂₄ 지방산기를 포함하는 화합물이다. PEG 지질의 일부 비제한적인 예는 PEG 변형된 포스파티딜에탄올아민 및 포스파티드산, PEG 세라마이드 접합된, PEG 변형된 디알킬아민 및 PEG 변형된 1,2-디아실옥시프로판-3-아민, PEG 변형된 디아실글리세롤 및 디알킬글리세롤을 포함한다. 일부 실시양태에서, PEG 변형된 포스파티딜에탄올아민(PE). 일부 실시양태에서, PEG 변형된 디아스테아로일포스파티딜에탄올아민 또는 PEG 변형된 디미리스토일-sn-글리세롤. 일부 실시양태에서, PEG 변형은 지질의 PEG 성분의 분자량에 의해 측정된다. 일부 실시양태에서, PEG 변형은 약 100 내지 약 15,000의 분자량을 갖는다. 일부 실시양태에서, 분자량은 약 200 내지 약 500, 약 400 내지 약 5,000, 약 500 내지 약 3,000, 또는 약 1,200 내지 약 3,000이다. PEG 변형의 분자량은 약 100, 200, 400, 500, 600, 800, 1,000, 1,250, 1,500, 1,750, 2,000, 2,250, 2,500, 2,750, 3,000, 3,500, 4,000, 4,500, 5,000, 6,000, 7,000, 8,000, 9,000, 10,000, 12,500 내지 약 15,000이다. 본 출원에 사용될 수 있는 지질의 일부 비제한적인 예는 미국 특허 제5,820,873호, WO 2010/141069, 또는 미국 특허 제8,450,298호에 교시되어 있고, 이는 본원에 참조로 편입된다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, PEG 지질은 하기 구조식을 갖는다: , 상기 식에서: R₁₂ 및 R₁₃은 각각 독립적으로 알킬_(C≤24), 알케닐_(C≤24), 또는 이들 기 중 어느 하나의 치환된 형태이고; R_e는 수소, 알킬_(C≤8), 또는 치환된 알킬_(C≤8)이고; x는 1-250이다. 일부 실시양태에서, R_e는 알킬_(C≤8) 예컨대 메틸이다. R₁₂ 및 R₁₃은 각각 독립적으로 알킬_(C≤4-20)이다. 일부 실시양태에서, x는 5-250이다. 하나의 실시양태에서, x는 5-125이거나 x는 100-250이다. 일부 실시양태에서, PEG 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤, 메톡시폴리에틸렌 글리콜이다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, PEG 지질은 하기 구조식을 갖는다:

, 상기 식에서: n₁은 1 내지 100의 정수이고, n₂ 및 n₃는 각각 독립적으로 1 내지 29의 정수로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, n₁은 5, 10, 15, 20, 25, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 또는 100, 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위이다. 일부 실시양태에서, n₁은 약 30 내지 약 50이다. 일부 실시양태에서, n₂는 5 내지 23이다. 일부 실시양태에서, n₂는 11 내지 약 17이다. 일부 실시양태에서, n₃는 5 내지 23이다. 일부 실시양태에서, n₃는 11 내지 약 17이다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 조성물은 약 4.0 내지 약 4.6의 PEG 지질 대 총 지질 조성물의 몰백분율을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 몰백분율은 약 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 내지 약 4.6 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위이다. 다른 실시양태에서, 몰백분율은 약 1.5 내지 약 4.0이다. 일부 실시양태에서, 몰백분율은 약 1.5, 1.75, 2, 2.25, 2.5, 2.75, 3, 3.25, 3.5, 3.75, 내지 약 4.0 또는 그 중에서 유도될 수 있는 임의의 범위이다.

본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 0.5% 내지 약 12%, 또는 약 0.5% 내지 약 10%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 약 1% 내지 약 10%의 몰백분율로 중합체 접합된 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 약 2% 내지 약 10%의 몰백분율로 중합체 접합된 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 1% 내지 약 8%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 2% 내지 약 7%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 3% 내지 약 5%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 10%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 적어도 (약) 0.5%, 적어도 (약) 1%, 적어도 (약) 1.5%, 적어도 (약) 2%, 적어도 (약) 2.5%, 적어도 (약) 3%, 적어도 (약) 3.5%, 적어도 (약) 4%, 적어도 (약) 4.5%, 적어도 (약) 5%, 적어도 (약) 5.5%, 적어도 (약) 6%, 적어도 (약) 6.5%, 적어도 (약) 7%, 적어도 (약) 7.5%, 적어도 (약) 8%, 적어도 (약) 8.5%, 적어도 (약) 9%, 적어도 (약) 9.5%, 또는 적어도 (약) 10%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함한다. 본 출원의 지질 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 지질 조성물은 최대 (약) 0.5%, 최대 (약) 1%, 최대 (약) 1.5%, 최대 (약) 2%, 최대 (약) 2.5%, 최대 (약) 3%, 최대 (약) 3.5%, 최대 (약) 4%, 최대 (약) 4.5%, 최대 (약) 5%, 최대 (약) 5.5%, 최대 (약) 6%, 최대 (약) 6.5%, 최대 (약) 7%, 최대 (약) 7.5%, 최대 (약) 8%, 최대 (약) 8.5%, 최대 (약) 9%, 최대 (약) 9.5%, 또는 최대 (약) 10%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함한다.

본원에 개시된 (예를 들어, 약학적) 조성물의 일부 실시양태는 특정 몰비의 성분 또는 원자를 포함한다. 일부 실시양태에서, (예를 들어, 약학적) 조성물은 지질 조성물의 질소 대 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 특정 몰비(N/P 비)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물의 질소 대 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 몰비(N/P 비)는 약 30:1 이하이다. 일부 실시양태에서, N/P 비는 약 5:1 내지 약 30:1이다. 일부 실시양태에서, N/P 비는 최대 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, 25:1, 30:1, 35:1, 40:1, 45:1, 50:1, 또는 그 미만이다. 일부 실시양태에서, N/P 비는 적어도 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, 25:1, 30:1, 35:1, 40:1, 45:1, 50:1, 또는 그 초과이다. 일부 실시양태에서, N/P 비는 하기 값 중 어느 하나이거나 하기 값 중 임의의 2개의 범위 내에 있다: 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, 25:1, 30:1, 35:1, 40:1, 45:1, 및 50:1.

일부 실시양태에서, 조성물은 폴리뉴클레오티드 대 지질 조성물의 총 지질의 특정 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비를 포함한다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드 대 지질 조성물의 총 지질의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 약 1:1, 1:10, 1:50, 또는 1:100 이하이다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드 대 지질 조성물의 총 지질의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 최대 약 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 1:15, 1:20, 1:25, 1:30, 1:35, 1:40, 1:45, 1:50, 1:75, 또는 1:100 또는 그 미만이다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드 대 지질 조성물의 총 지질의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 적어도 약 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 1:15, 1:20, 1:25, 1:30, 1:35, 1:40, 1:45, 1:50, 1:75, 또는 1:100 또는 그 초과이다. 일부 실시양태에서, 폴리뉴클레오티드 대 지질 조성물의 총 지질의 (예를 들어, 질량 또는 중량) 비는 하기 값 중 어느 하나이거나 하기 값 중 임의의 2개의 범위 내에 있다: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 1:15, 1:20, 1:25, 1:30, 1:35, 1:40, 1:45, 1:50, 1:75, 및 1:100.

조성물의 일부 실시양태에서, 조성물은 본 기술분야에 알려진 임의의 적합한 제형으로 제제화될 수 있다. 일부 실시양태에서, 조성물은 나노입자 또는 나노캡슐로 제제화된다. 일부 실시양태에서, 조성물은 예를 들어, 경구, 직장, 질, 경점막, 기관내 또는 흡입을 포함하는 폐, 또는 장 투여; 근육내, 피하, 골수내 주사뿐만 아니라 척수강내, 직접 뇌실내, 정맥내, 복강내, 비강내 또는 안구내 주사를 포함하는 비경구 전달을 포함하는 본 기술분야에 알려진 임의의 적합한 경로에 의한 투여를 위해 제제화된다.

일부 실시양태에서, 본 출원의 조성물은 예를 들어, 서방형 제제와 같은 표적화된 조직으로의 약학적 조성물의 직접적인 주사를 통해, 전신 방식이 아닌 국소 방식에 의한 투여를 위해 제제화된다. 국소 전달은 표적화되는 조직에 따라 다양한 방식으로 영향을 받을 수 있다. 조성물은 에어로졸 투여를 위해 제제화될 수 있다. 에어로졸 투여는 호흡기 상피에 전달될 수 있다. 일부 실시양태에서, 에어로졸 조성물은 0.5 마이크론(μm) 내지 10 μm의 액적 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 에어로졸 조성물은 0.5 μm 내지 10 μm의 중앙 액적 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 에어로졸 조성물은 0.5 μm 내지 10 μm의 평균 액적 크기를 갖는다. 액적 크기는 캐스케이드 임팩터 분석(cascade impactor analysis) 또는 레이저 회절, 또는 에어로졸 액적을 측정하기 위한 임의의 적합한 기술을 사용하여 측정될 수 있다.

일부 실시양태에서, 본 출원의 조성물은 예를 들어 손상, 질환 발현, 또는 통증의 부위로 주사될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 출원의 조성물은 경구, 기관, 또는 식도 적용을 위한 로젠지로 제공될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 출원의 조성물은 위 또는 장에의 투여를 위한 액체, 정제 또는 캡슐 형태로 공급될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 출원의 조성물은 직장 또는 질 적용을 위한 좌약 형태로 공급될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 출원의 조성물은 크림, 액적, 또는 심지어 주사를 사용하여 눈으로도 전달될 수 있다.

방법

세포(들)에서 CFTR 발현 또는 활성을 향상시키기 위한 방법

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는 세포에서 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질의 발현 또는 활성을 향상시키기 위한 방법이 본원에 제공된다: 지질 조성물과 조합되는 본원에 기재된 바와 같은 합성 폴리뉴클레오티드를 상기 세포와 접촉시키고, 이에 의해 상기 세포에서 상기 CFTR 단백질의 발현 또는 활성을 유발하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 CFTR 단백질을 코딩하고; 상기 지질 조성물은 (1) 이온화 가능한 양이온성 지질; (2) 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질 및 상기 인지질을 포함하는 단계. 지질 조성물은 양쪽이온성 지질 또는 인지질을 추가로 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 세포에서 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질의 발현 또는 활성을 향상시키기 위한 방법이 본원에 제공되며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다: 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 상기 세포와 접촉시키고, 이에 의해 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 CFTR 단백질을 코딩하고; 상기 지질 조성물은 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함하고, 임의로 CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은 상기 접촉이 없는 복수의 참조 세포의 것과 비교하여 상기 세포를 포함하는 복수의 세포의 경상피 이온 수송 특성의 변화를 측정하여 결정된다. 지질 조성물은 양쪽이온성 지질 또는 인지질을 추가로 포함할 수 있다.

상기 방법의 일부 실시양태에서, 본 출원의 조성물은 예를 들어 서방형 제제와 같은 표적화된 조직으로의 약학적 조성물의 직접적인 주사를 통해, 전신 방식이 아닌 국소 방식에 의한 투여를 위해 제제화된다. 국소 전달은 표적화되는 조직에 따라 다양한 방식으로 영향을 받을 수 있다. 상기 방법의 일부 실시양태에서, 본 출원의 조성물을 포함하는 에어로졸은 (비강, 기관, 또는 기관지 전달을 위해) 흡입될 수 있다. 조성물은 에어로졸 투여를 위해 제제화될 수 있다.

일부 실시양태에서, 접촉은 반복된다. 접촉은 1, 2, 3, 또는 그 초과의 횟수로 반복될 수 있다. 일부 실시양태에서, 접촉은 적어도 1주 1회이다. 일부 실시양태에서, 접촉은 적어도 1주 2회이다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 각각의 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성한다. 일부 실시양태에서, 제2 접촉은 임의로 제1 접촉 후 적어도 약 1, 2, 또는 3일(들)차에 수행된다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 제3 접촉을 추가로 포함하고, 여기서 상기 제3 접촉은 임의로 제2 접촉 후 적어도 약 1, 2, 또는 3일(들)차에 수행된다. 실시양태에 있어서, 상기 방법은 제2 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 제3 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성한다. 각각의 접촉에서의 조성물은 같거나 동일할 수 있다. CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성은 반복된 접촉 후 증가될 수 있다.

접촉(들)은 생체내에서 수행될 수 있다. 접촉(들)은 시험관내에서 수행될 수 있다. 접촉(들)은 생체외에서 수행될 수 있다.

일부 실시양태에서, 상기 방법은 CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성을 달성한다. 일부 실시양태에서, 치료적으로 유효한 활성은 경상피 검정에 의해 측정될 수 있다. 경상피 검정은 기능적 단백질의 기능에 상응할 수 있는 전압 또는 전류를 측정할 수 있다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성은 적어도 5 마이크로-암페어(μA)의 경상피 전류에 상응한다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성은 적어도 5 마이크로-암페어(μA) 내지 약 30 μA의 경상피 전류에 상응한다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성은 적어도 약 2 마이크로-암페어(μA)/평방 센티미터/분(μA·cm^-2·min^-1)의 경상피 전류에 상응한다. 일부 실시양태에서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은 약 2 마이크로-암페어(μA)/평방 센티미터/분(μA·cm^-2·min^-1) 내지 약 20 μA·cm^-2·min^-1의 경상피 전류에 상응한다. 경상피 전류는 본원의 임의의 곳에 기재된 것과 같은 시험관내 검정을 통해 결정될 수 있다.

일부 실시양태에서, 상기 방법은 대상체의 강제 날숨량(FEV)의 측정값일 수 있는 CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성을 달성한다. FEV는 강제 호흡 중에 대상체가 내쉴 수 있는 공기의 양을 측정한다. 내쉰 공기의 양은 강제 호흡의 1(FEV1), 2(FEV2), 또는 3(FEV3) 초(들) 동안 측정될 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 약 40% 내지 약 90%, 약 50% 내지 약 90%, 약 60% 내지 약 90%, 약 70% 내지 약 90%, 약 80% 내지 약 90%, 약 40% 내지 약 80%, 약 40% 내지 약 70%, 약 40% 내지 약 60%, 또는 약 40% 내지 약 50%의 FEV1, FEV2, 또는 FEV3를 갖는 대상체를 초래한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 약 40%, 약 45%, 약 50%, 약 55%, 약 60%, 약 65%, 약 70%, 약 75%, 약 80%, 약 85%, 약 90%의 FEV1, FEV2, 또는 FEV3를 갖는 대상체를 초래한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 약 40% 내지 약 90%의 FEV1, FEV2, 또는 FEV3를 갖는 대상체를 초래한다.

상기 방법의 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상응하는 대조군에 비해 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 양을 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상응하는 대조군에 비해 상기 세포에서 WT CFTR 단백질의 양을 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 상기 대조군은 상기 접촉이 없는 상응하는 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상응하는 대조군에 비해 상기 세포에서 적어도 약 1.1배, 적어도 약 1.2배, 적어도 약 1.3배, 적어도 약 1.4배, 적어도 약 1.5배, 적어도 약 1.6배, 적어도 약 1.7배, 적어도 약 1.8배, 적어도 약 1.9배, 적어도 약 2.0배, 적어도 약 2.1배, 적어도 약 2.2배, 적어도 약 2.3배, 적어도 약 2.4배, 적어도 약 2.5배, 적어도 약 2.6배, 적어도 약 2.7배, 적어도 약 2.8배, 적어도 약 2.9배, 적어도 약 3.0배, 적어도 약 3.1배, 적어도 약 3.2배, 적어도 약 3.3배, 적어도 약 3.4배, 적어도 약 3.5배, 적어도 약 3.6배, 적어도 약 3.7배, 적어도 약 3.8배, 적어도 약 3.9배, 적어도 약 4.0배, 적어도 약 4.1배, 적어도 약 4.2배, 적어도 약 4.3배, 적어도 약 4.4배, 적어도 약 4.5배, 적어도 약 4.6배, 적어도 약 4.7배, 적어도 약 4.8배, 적어도 약 4.9배, 또는 적어도 약 5.0배만큼 CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 양을 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상기 접촉이 없는 세포에 비해 상기 세포에서 적어도 약 1.1배, 적어도 약 1.2배, 적어도 약 1.3배, 적어도 약 1.4배, 적어도 약 1.5배, 적어도 약 1.6배, 적어도 약 1.7배, 적어도 약 1.8배, 적어도 약 1.9배, 적어도 약 2.0배, 적어도 약 2.1배, 적어도 약 2.2배, 적어도 약 2.3배, 적어도 약 2.4배, 적어도 약 2.5배, 적어도 약 2.6배, 적어도 약 2.7배, 적어도 약 2.8배, 적어도 약 2.9배, 적어도 약 3.0배, 적어도 약 3.1배, 적어도 약 3.2배, 적어도 약 3.3배, 적어도 약 3.4배, 적어도 약 3.5배, 적어도 약 3.6배, 적어도 약 3.7배, 적어도 약 3.8배, 적어도 약 3.9배, 적어도 약 4.0배, 적어도 약 4.1배, 적어도 약 4.2배, 적어도 약 4.3배, 적어도 약 4.4배, 적어도 약 4.5배, 적어도 약 4.6배, 적어도 약 4.7배, 적어도 약 4.8배, 적어도 약 4.9배, 또는 적어도 약 5.0배만큼 WT CFTR 단백질의 양을 증가시킨다.

일부 실시양태에서, 상기 방법은 상기 세포에서 CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양을 유발한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상기 세포에서 WT CFTR 단백질의 치료적으로 유효한 양을 유발한다.

일부 실시양태에서, 상기 방법은 상응하는 대조군에 비해 상기 세포에서 이온 수송을 향상시킨다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상응하는 대조군에 비해 상기 세포에서 염화물 수송을 향상시킨다. 일부 실시양태에서, 상기 대조군은 상기 접촉이 없는 상응하는 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 상응하는 대조군에 비해 상기 세포에서 적어도 약 1.1배, 적어도 약 1.2배, 적어도 약 1.3배, 적어도 약 1.4배, 적어도 약 1.5배, 적어도 약 1.6배, 적어도 약 1.7배, 적어도 약 1.8배, 적어도 약 1.9배, 적어도 약 2.0배, 적어도 약 2.1배, 적어도 약 2.2배, 적어도 약 2.3배, 적어도 약 2.4배, 적어도 약 2.5배, 적어도 약 2.6배, 적어도 약 2.7배, 적어도 약 2.8배, 적어도 약 2.9배, 적어도 약 3.0배, 적어도 약 3.1배, 적어도 약 3.2배, 적어도 약 3.3배, 적어도 약 3.4배, 적어도 약 3.5배, 적어도 약 3.6배, 적어도 약 3.7배, 적어도 약 3.8배, 적어도 약 3.9배, 적어도 약 4.0배, 적어도 약 4.1배, 적어도 약 4.2배, 적어도 약 4.3배, 적어도 약 4.4배, 적어도 약 4.5배, 적어도 약 4.6배, 적어도 약 4.7배, 적어도 약 4.8배, 적어도 약 4.9배, 또는 적어도 약 5.0배만큼 이온 수송을 향상시킨다.

낭포성 섬유증을 치료하기 위한 방법

일부 실시양태에서, 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR)-관련 병태를 갖거나 가지는 것으로 의심되는 대상체를 치료하기 위한 방법이 본원에 제공된다. 상기 방법은 본원에 기재된 바와 같은 조성물을 대상체에 투여하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, CFTR-관련 병태는 낭포성 섬유증, 유전성 폐기종, 또는 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 또는 이들의 임의의 조합이다. 일부 실시양태에서, 상기 대상체는 포유동물, 예컨대 인간, 원숭이, 소, 양, 염소, 개, 고양이, 마우스, 래트, 기니 피그, 또는 이의 형질전환 종이다. 대상체는 포유동물일 수 있다. 대상체는 인간일 수 있다. 일부 실시양태에서, 투여는 폐 투여를 포함한다. 일부 실시양태에서, 투여는 분무에 의한 흡입을 포함한다. 일부 실시양태에서, 투여는 첨단 투여를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 대상체는 인간이다. 일부 실시양태에서, 상기 대상체는 CFTR 유전자에서 돌연변이를 나타내거나 이를 나타내는 것으로 결정된 것이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 R553X, G542X 또는 F508del, 또는 이들의 임의의 조합이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 R1162X이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 R553X, G542X, F508del, 또는 R1162X, 또는 이들의 임의의 조합이다.

본 개시내용의 방법은 제제 또는 조성물의 특성에 기초하여 낭포성 섬유증을 가진 대상체를 치료할 수 있다. 구체적으로, 본원의 임의의 곳에 기재된 조성물은 낭포성 섬유증과 관련된 점액에 침투하여 이에 의해 세포에 폴리뉴클레오티드를 전달할 수 있다.

세포

본원에 기재된 임의의 하나의 방법의 일부 실시양태에서, 상기 세포는 폐 세포이다. 일부 실시양태에서, 상기 폐 세포는 폐 기도 세포이다. 본 출원의 전달에 의해 표적화될 수 있는 예시적인 폐 기도 세포는 기저 세포, 분비 세포 예컨대 배상 세포 및 클럽 세포, 섬모 세포, 이온세포 및 이들의 임의의 조합을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 상기 방법의 일부 실시양태에서, 상기 세포는 기도 상피 세포이다. 일부 실시양태에서, 상기 세포는 기관지 상피 세포이다. 일부 실시양태에서, 상기 세포는 기도 상피 세포이다. 일부 실시양태에서, 상기 세포는 p63 마커의 발현을 특징으로 하는 기저 세포이다. 일부 실시양태에서, 상기 세포는 FOXI1 마커의 발현을 특징으로 하는 이온세포이다. 일부 실시양태에서, 상기 세포는 미분화된다. 일부 실시양태에서, 상기 세포는 분화된다.

돌연변이(들)

본원에 기재된 임의의 하나의 방법의 일부 실시양태에서, 상기 세포는 CFTR 유전자 또는 전사체에서 돌연변이를 나타내거나 이를 나타내는 것으로 결정된 것이다. 일부 실시양태에서, 상기 세포는 CFTR 유전자의 엑손 11-27 중 하나 이상에서 돌연변이를 나타내거나 이를 나타내는 것으로 결정된 것이다. 상기 세포는 CFTR 유전자의 엑손 11-27 중 하나 이상에서 넌센스 또는 프레임쉬프트 돌연변이를 나타내거나 이를 나타내는 것으로 결정된 것이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 F508에서의 돌연변이, 예를 들어, F508del을 갖는 돌연변이 단백질을 발생시킬 수 있는 변화가 있는 CFTR 유전자에서의 위치에 위치한다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 예를 들어 CFTR 유전자에서 c.1624G>T에 상응하는 CFTR 단백질에서 G542에서의 돌연변이, 예를 들어, G542X를 갖는 돌연변이 단백질을 발생시킬 수 있는 변화가 있는 CFTR 유전자에서의 위치에 위치한다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 CFTR 단백질에서 R553에서의 돌연변이, 예를 들어, R553X를 갖는 돌연변이 단백질을 발생시킬 수 있는 변화가 있는 CFTR 유전자에서의 위치에 위치한다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 CFTR 단백질에서 R1162에서의 돌연변이, 예를 들어, R1162X를 갖는 돌연변이 단백질을 발생시킬 수 있는 변화가 있는 CFTR 유전자에서의 위치에 위치한다.

본원에 기재된 임의의 하나의 방법의 일부 실시양태에서, 상기 돌연변이는 낭포성 섬유증, 유전성 폐기종, 또는 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)와 관련된다.

폐 세포 전달을 위한 방법

일부 실시양태에서, 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 본원에 기재된 바와 같은 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 대상체의 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포에서 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계를 포함한다. 임의로, 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적으로 유효한 활성은 예를 들어 접촉이 없는 참조 폐의 것과 비교하여 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포를 포함하는 폐의 경상피 이온 수송 특성(예를 들어, 경상피 전류 또는 전압)의 변화를 측정하여 결정될 수 있다. 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 지질 조성물과 조합되는 (본원에 기재된 바와 같은) 합성 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩할 수 있다. 지질 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 (본원에 기재된 바와 같은) 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함할 수 있다. 폐 기저 세포는 폐 기저 줄기 세포일 수 있다.

일부 실시양태에서, 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 본원에 기재된 바와 같은 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 대상체의 폐 비-분비 세포 또는 폐 비-기저 세포에서의 것과 비교하여 대상체의 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포에서 더 큰 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적 양 또는 활성을 생성하는 단계를 포함한다. 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 지질 조성물과 조합되는 (본원에 기재된 바와 같은) 합성 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩할 수 있다. 지질 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 (본원에 기재된 바와 같은) 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 폐 비-분비 및/또는 비-기저 세포에서의 것보다 폐 분비 및/또는 기저 세포에서 적어도 1.1배, 1.5배, 2배, 2.5배, 3배, 3.5배, 4배, 4.5배 또는 5배 더 큰 합성 폴리뉴클레오티드의 양 또는 활성을 생성한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 폐 비-분비 세포에서의 것보다 폐 분비 세포에서 적어도 1.1배, 1.5배, 2배, 2.5배, 3배, 3.5배, 4배, 4.5배 또는 5배 더 큰 합성 폴리뉴클레오티드의 양 또는 활성을 생성한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 폐 비-기저 세포에서의 것보다 폐 기저 세포에서 적어도 1.1배, 1.5배, 2배, 2.5배, 3배, 3.5배, 4배, 4.5배 또는 5배 더 큰 합성 폴리뉴클레오티드의 양 또는 활성을 생성한다. 폐 기저 세포는 폐 기저 줄기 세포일 수 있다. 폐 비-분비 세포는 폐 섬모 세포일 수 있다. 폐 비-기저 세포는 폐 섬모 세포일 수 있다.

일부 실시양태에서, 폐 분비 세포 전달과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 본원에 기재된 바와 같은 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 대상체의 폐 분비 세포에서 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계를 포함한다. 임의로, 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적으로 유효한 활성은 예를 들어 접촉이 없는 참조 폐의 것과 비교하여 폐 분비 세포를 포함하는 폐의 경상피 이온 수송 특성(예를 들어, 경상피 전류 또는 전압)의 변화를 측정하여 결정될 수 있다. 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 지질 조성물과 조합되는 (본원에 기재된 바와 같은) 합성 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩할 수 있다. 지질 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 (본원에 기재된 바와 같은) 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함할 수 있다.

일부 실시양태에서, 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 본원에 기재된 바와 같은 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 대상체의 폐 비-분비 세포 또는 폐 비-기저 세포에서의 것과 비교하여 대상체의 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포에서 더 큰 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적 양 또는 활성을 생성하는 단계를 포함한다. 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 지질 조성물과 조합되는 (본원에 기재된 바와 같은) 합성 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩할 수 있다. 지질 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 (본원에 기재된 바와 같은) 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 폐 비-분비 세포에서의 것보다 폐 분비 세포에서 적어도 1.1배, 1.5배, 2배, 2.5배, 3배, 3.5배, 4배, 4.5배 또는 5배 더 큰 합성 폴리뉴클레오티드의 양 또는 활성을 생성한다. 폐 비-분비 세포는 폐 섬모 세포일 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 폐 비-기저 세포에서의 것보다 폐 기저 세포에서 적어도 1.1배, 1.5배, 2배, 2.5배, 3배, 3.5배, 4배, 4.5배 또는 5배 더 큰 합성 폴리뉴클레오티드의 양 또는 활성을 생성한다. 폐 비-기저 세포는 폐 섬모 세포일 수 있다. 폐 기저 세포는 폐 기저 줄기 세포일 수 있다.

폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법의 다양한 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 적어도 약 50%, 55%, 또는 60%는, 예를 들어 합성 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩되는 상응하는 폴리펩티드의 양 또는 활성을 측정하여 결정될 때, 폐 분비 세포, 폐 기저 세포, 또는 이들의 조합에서 검출되거나 관찰된다. 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법의 다양한 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 최대 약 50%, 45%, 또는 40%는, 예를 들어 합성 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩되는 상응하는 폴리펩티드의 양 또는 활성을 측정하여 결정될 때, 폐 비-분비 세포, 폐 비-기저 세포, 또는 이들의 조합에서 검출되거나 관찰된다. 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법의 다양한 실시양태에서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 최대 약 50%, 45%, 또는 40%는, 예를 들어 합성 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩되는 상응하는 폴리펩티드의 양 또는 활성을 측정하여 결정될 때, 폐 섬모 세포에 있다. 다양한 실시양태에서, 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달(대안적으로, 폐 분비 및/또는 기저 세포 전달)과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법은 폐 분비 세포(들)도 폐 기저 세포(들)도 아닌 참조 세포(들)에서의 것보다 폐 분비 세포(들) 또는 폐 기저 세포(들)에서 적어도 1.1배, 1.5배, 또는 2배 더 큰 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 양 또는 활성을 생성한다. 참조 세포(들)은 폐 섬모 세포(들)일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 폐 비-분비 세포 또는 폐 비-기저 세포는 폐 섬모 세포이다. 폐 기저 세포는 폐 기저 줄기 세포일 수 있다. 일부 실시양태에서, 폐 분비 세포 전달과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법은 폐 비-분비 세포(들)에서의 것보다 폐 분비 세포(들)에서 적어도 1.1배, 1.5배, 또는 2배 더 큰 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 양 또는 활성을 생성한다. 일부 실시양태에서, 폐 기저 세포 전달과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법은 폐 비-기저 세포(들)에서의 것보다 폐 기저 세포(들)에서 적어도 1.1배, 1.5배, 또는 2배 더 큰 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 양 또는 활성을 생성한다.

일부 실시양태에서, 폐 분비 세포 또는 기저 세포 전달과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법이 제공되며, 이는 본원에 기재된 바와 같은 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 대상체의 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포의 적어도 (약) 5%에서 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적 양 또는 활성을 생성하는 단계를 포함한다. 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 지질 조성물과 조합되는 (본원에 기재된 바와 같은) 합성 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩할 수 있다. 지질 조성물은 (본원에 기재된 바와 같은) 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 (본원에 기재된 바와 같은) 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함할 수 있다.

폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달과 같은 표적화 폐 전달을 위한 다양한 방법의 일부 실시양태에서, 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포는 CFTR 유전자에서 돌연변이를 나타내거나 이를 나타내는 것으로 결정된 것이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 G542X 또는 F508del로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 R553X, G542X 또는 F508del, 또는 이들의 조합이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 R1162X이다. 일부 실시양태에서, 돌연변이는 R553X, G542X, F508del, 또는 R1162X, 또는 이들의 조합이다.

CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 활성은 예를 들어 투여 전 참조 폐의 것과 비교하여 대상체의 폐의 경상피 이온 수송 특성(예를 들어, 경상피 전류 또는 전압)의 변화를 측정하여 결정될 수 있다.

일부 실시양태에서, CFTR 단백질을 코딩하는 합성 폴리뉴클레오티드의 기저 세포 전달과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법이 제공되며, 이는 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 복수의 기저 세포를 포함하는 세포 조성물과 접촉시키고, 이에 의해 상기 복수의 기저 세포의 적어도 15%에 상기 합성 폴리뉴클레오티드를 전달하는 단계로서, 상기 지질 조성물은 (1) 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 (2) 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 양쪽이온성 지질 또는 인지질을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 세포 조성물은 폐 기저 세포를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 세포 조성물은 기저 세포, 분비 세포 예컨대 배상 세포 및 클럽 세포, 섬모 세포, 이온세포 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 세포 조성물은 제1 CFTR 유전자형의 제1 세포 및 제2 CFTR 유전자형의 제2 세포를 포함한다.

일부 실시양태에서, CFTR 단백질을 코딩하는 합성 폴리뉴클레오티드의 기저 세포-표적화 전달과 같은 표적화 폐 전달을 위한 방법이 제공되며, 이는 지질 조성물과 조합되는 본원에 기재된 바와 같은 상기 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물과 복수의 세포 유형 중의 복수의 세포를 접촉시키고, 이에 의해 상기 비-기저 세포에 전달되는 것보다 더 많은 양으로 상기 기저 세포에 상기 합성 폴리뉴클레오티드를 전달하는 단계로서, 상기 복수의 세포는 기저 세포 및 비-기저 세포를 포함하고, 상기 지질 조성물은 (1) 이온화 가능한 양이온성 지질; 및 (2) 상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 지질 조성물은 양쪽이온성 지질 또는 인지질을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 기저 세포는 폐 기저 세포이다. 일부 실시양태에서, 상기 비-기저 세포는 폐 비-기저 세포이다. 일부 실시양태에서, 상기 비-기저 세포는 분비 세포 예컨대 배상 세포 및 클럽 세포, 섬모 세포, 이온세포 및 이들의 임의의 조합이다. 일부 실시양태에서, 비-기저 세포는 섬모 세포이다. 일부 실시양태에서, 상기 복수의 세포는 제1 CFTR 유전자형의 제1 세포 및 제2 CFTR 유전자형의 제2 세포를 포함한다.

일부 실시양태에서, 조성물은 본 기술분야에 알려진 임의의 적합한 제형으로 제제화될 수 있다. 일부 실시양태에서, 조성물은 나노입자 또는 나노캡슐로 제제화된다. 일부 실시양태에서, 조성물은 예를 들어, 경구, 직장, 질, 경점막, 기관내 또는 흡입을 포함하는 폐, 또는 장 투여; 근육내, 피하, 골수내 주사뿐만 아니라 척수강내, 직접 뇌실내, 정맥내, 복강내, 비강내 또는 안구내 주사를 포함하는 비경구 전달을 포함하는 본 기술분야에 알려진 임의의 적합한 경로에 의한 투여를 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 첨단 전달을 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 분무를 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 에어로졸이다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 정맥내 투여를 위해 제제화된다.

일부 실시양태에서, 조성물은 본 기술분야에 알려진 임의의 적합한 제형으로 제제화될 수 있다. 일부 실시양태에서, 조성물은 나노입자 또는 나노캡슐로 제제화된다. 일부 실시양태에서, 조성물은 예를 들어, 경구, 직장, 질, 경점막, 기관내 또는 흡입을 포함하는 폐, 또는 장 투여; 근육내, 피하, 골수내 주사뿐만 아니라 척수강내, 직접 뇌실내, 정맥내, 복강내, 비강내 또는 안구내 주사를 포함하는 비경구 전달을 포함하는 본 기술분야에 알려진 임의의 적합한 경로에 의한 투여를 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 첨단 전달을 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 분무를 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 약 0.1 ml/min 내지 약 1.0 ml/min의 사용 속도로의 분무를 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 약 0.2 ml/min 내지 약 0.7 ml/min의 사용 속도로의 분무를 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 약 0.1 ml/min 내지 약 0.5 ml/min의 사용 속도로의 분무를 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 약 0.5 ml/min 내지 약 1.0 ml/min의 사용 속도로의 분무를 위해 제제화된다. 일부 실시양태에서, 상기 조성물은 에어로졸이다. 일부 실시양태에서, 에어로졸의 질량 중앙 공기역학적 직경(MMAD)는 약 1.0 μm 내지 약 10.0 μm, 약 1.0 μm 내지 약 5.0 μm, 약 2.0 μm 내지 약 5.0 μm, 또는 약 3.0 μm 내지 약 6.0 μm의 범위이다.

실시양태의 목록

본 발명의 실시양태의 하기 목록은 본 발명의 다양한 특징을 개시하는 것으로 간주되어야 하고, 이 특징은 이들이 논의되는 특정 실시양태에 특정한 것으로 간주될 수 있거나, 또는 다른 실시양태에 열거된 다양한 다른 특징과 조합될 수 있다. 따라서, 특징이 간략하게 하나의 특정 실시양태로 논의되기 때문에, 그의 특징의 사용이 그 실시양태로 반드시 제한되는 것은 아니다.

실시양태 1. 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하는 합성 폴리뉴클레오티드로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 하나 이상의 뉴클레오시드 유사체(들)를 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 2. 실시양태 1에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 1-메틸슈도우리딘을 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 3. 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하는 합성 폴리뉴클레오티드로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열의 적어도 100, 300, 500, 700, 900, 또는 1,000개의 염기에 대해 적어도 약 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 4. 실시양태 1-3 중 어느 하나에 있어서, 상기 핵산 서열은 약 115, 110, 105, 100, 95, 또는 90개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 5. 실시양태 1-4 중 어느 하나에 있어서, 상기 핵산 서열은 아르기닌을 코딩하는 적어도 2개의 동의 코돈을 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 6. 실시양태 1-4 중 어느 하나에 있어서, 상기 핵산 서열은 아르기닌을 코딩하는 적어도 3개의 동의 코돈을 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 7. 실시양태 1-6 중 어느 하나에 있어서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 70%, 65%, 60%, 55%, 또는 50%가 AGA 코돈인 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 8. 실시양태 1-7 중 어느 하나에 있어서, 상기 핵산 서열은 서열 번호 5에 대한 적어도 100, 300, 500, 700, 900, 또는 1,000개의 인접한 아미노산 잔기에 대해 적어도 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩티드를 코딩하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 9. 실시양태 1-8 중 어느 하나에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 메신저 리보핵산(mRNA)인 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 10. 실시양태 1-9 중 어느 하나에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 3'- 또는 5'-비암호화 영역을 추가로 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 11. 실시양태 10에 있어서, 상기 3'- 또는 5'-비암호화 영역은 세포 내에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩되는 상기 CFTR 단백질의 발현 또는 활성을 향상시키는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 12. 실시양태 1-11 중 어느 하나에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 5' 캡 구조를 추가로 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 13. 실시양태 1-12 중 어느 하나에 있어서, 상기 3' 비암호화 영역은 폴리 아데노신 테일을 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 14. 실시양태 13에 있어서, 상기 폴리 아데노신 테일은 최대 200개의 아데노신을 포함하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 15. 실시양태 13 또는 14에 있어서, 상기 폴리 아데노신 테일은 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 약동학적 특성을 개선하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 16. 실시양태 15에 있어서, 상기 폴리 아데노신 테일은 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 연장된 반감기를 개선하는 합성 폴리뉴클레오티드.

실시양태 17. 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 약학적 조성물로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은

이온화 가능한 양이온성 지질; 및

상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질

을 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 18. 실시양태 17에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 19. 실시양태 17 또는 18에 있어서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 질량 또는 중량 비는 약 50:1, 40:1, 30:1, 20:1, 15:1 또는 10:1 이하인 약학적 조성물.

실시양태 20. 실시양태 17-19 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 영구적 양이온성 지질인 약학적 조성물.

실시양태 21. 실시양태 17-20 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 제2 이온화 가능한 양이온성 지질인 약학적 조성물.

실시양태 22. 실시양태 21에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 65%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 23. 실시양태 21에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 24. 실시양태 17-23 중 어느 하나에 있어서, 상기 지질 조성물은 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질)을 추가로 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 25. 실시양태 24에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 25%의 몰백분율로 상기 양쪽이온성 지질을 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 26. 실시양태 24에 있어서, 상기 양쪽이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 몰비는 약 50:1, 40:1, 30:1, 또는 20:1 이하인 약학적 조성물.

실시양태 27. 실시양태 17-26 중 어느 하나에 있어서, 상기 지질 조성물은 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 추가로 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 28. 실시양태 27에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 15% 내지 약 46%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 29. 실시양태 17-28 중 어느 하나에 있어서, 상기 지질 조성물은 중합체 접합된 지질(예를 들어, 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG) 접합된 지질)을 추가로 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 30. 실시양태 29에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 0.5% 내지 약 10%, 또는 약 1% 내지 약 10%, 또는 약 2% 내지 약 10%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 31. 실시양태 17-30 중 어느 하나에 있어서, 상기 지질 조성물의 질소 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 몰비(N/P 비)는 약 50:1, 40:1, 30:1, 또는 20:1 이하인 약학적 조성물.

실시양태 32. 실시양태 31에 있어서, 상기 N/P 비는 약 5:1 내지 약 30:1인 약학적 조성물.

실시양태 33. 실시양태 17-32 중 어느 하나에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드 대 상기 지질 조성물의 총 지질의 질량 또는 중량 비는 약 1:20, 1:50, 또는 1:100 이하인 약학적 조성물.

실시양태 34. 실시양태 17-33 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 영구적으로 양전하로 하전된 모이어티(예를 들어, 4차 암모늄 이온)을 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 35. 실시양태 34에 있어서, 상기 SORT 지질은 반대이온을 포함하는 약학적 조성물.

실시양태 36. 실시양태 17-35 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 포스포콜린 지질(예를 들어, 포화 또는 불포화)인 약학적 조성물.

실시양태 37. 실시양태 36의 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 에틸포스포콜린인 약학적 조성물.

실시양태 38. 실시양태 17-37 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 헤드기를 포함하는 약학적 조성물: , 상기 식에서 L은 (예를 들어, 생분해성) 링커이고; Z⁺는 양전하로 하전된 모이어티(예를 들어, 4차 암모늄 이온)이고; X^-는 반대이온이다.

실시양태 39. 실시양태 38에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 약학적 조성물: , 상기 식에서, R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 임의로 치환된 C₆-C₂₄ 알킬, 또는 임의로 치환된 C₆-C₂₄ 알케닐이다.

실시양태 40. 실시양태 38에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 약학적 조성물: .

실시양태 41. 실시양태 40에 있어서, L은 이고, 여기서:

p 및 q는 각각 독립적으로 1, 2, 또는 3이고;

R⁴는 임의로 치환된 C₁-C₆ 알킬인 약학적 조성물.

실시양태 42. 실시양태 38에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 약학적 조성물: 상기 식에서:

R₄는 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;

X^-는 1가의 음이온이다.

실시양태 43. 실시양태 17-35 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 약학적 조성물:

상기 식에서:

X^-는 1가의 음이온이다.

실시양태 44. 실시양태 17-35 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 약학적 조성물:

상기 식에서:

X₂는 1가의 음이온이다.

실시양태 45. 실시양태 17-35 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 약학적 조성물:

상기 식에서:

X^-는 1가의 음이온이다.

실시양태 46. 실시양태 17-35 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 약학적 조성물:

상기 식에서:

R₃는 수소, 알킬_(C≤6), 또는 치환된 알킬_(C≤6), 또는 -Y₁-R₄이고, 여기서:

Y₁은 알칸디일_(C≤6) 또는 치환된 알칸디일_(C≤6)임;

R₄는 아실옥시_(C≤8-24) 또는 치환된 아실옥시_(C≤8-24)이다.

실시양태 47. 실시양태 17-46 중 어느 하나에 있어서, 상기 약학적 조성물은 에어로졸 조성물인 약학적 조성물.

실시양태 48. 실시양태 45에 있어서, 상기 에어로졸 조성물은 0.5 마이크론(μm) 내지 10 μm의 액적 크기를 갖는 약학적 조성물.

실시양태 49. 실시양태 45에 있어서, 상기 에어로졸 조성물은 0.5 μm 내지 10 μm의 중앙 액적 크기를 갖는 약학적 조성물.

실시양태 50. 실시양태 45에 있어서, 상기 에어로졸 조성물은 0.5 μm 내지 10 μm의 평균 액적 크기를 갖는 약학적 조성물.

실시양태 51. 실시양태 17-50 중 어느 하나에 있어서, 상기 약학적 조성물은 에어로졸 투여를 위해 제제화되는 약학적 조성물.

실시양태 52. 실시양태 17-51 중 어느 하나에 있어서, 상기 약학적 조성물은 첨단 투여를 위해 제제화되는 약학적 조성물.

실시양태 53. 실시양태 17-52 중 어느 하나에 있어서, 상기 약학적 조성물은 분무를 위해 제제화되는 약학적 조성물.

실시양태 54. 세포에서 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질의 발현 또는 활성을 향상시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은

지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물과 상기 세포를 접촉시키고, 이에 의해 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계로서,

상기 합성 폴리뉴클레오티드는 CFTR 단백질을 코딩하고; 상기 지질 조성물은

이온화 가능한 양이온성 지질; 및

을 포함하고, 임의로, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은 상기 접촉이 없는 복수의 참조 세포의 것과 비교하여, 상기 세포를 포함하는 복수의 세포의 경상피 이온 수송 특성의 변화를 측정하여 결정되는 단계를 포함하는 방법.

실시양태 55. 실시양태 54에 있어서, 상기 접촉은 반복되는 방법.

실시양태 56. 실시양태 55에 있어서, 상기 접촉은 적어도 1주 1회인 방법.

실시양태 57. 실시양태 55에 있어서, 상기 접촉은 적어도 1주 2회인 방법.

실시양태 58. 실시양태 54-57 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 각각의 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 방법.

실시양태 59. 실시양태 54-58 중 어느 하나에 있어서, 상기 접촉은 제1 접촉이고, 상기 방법은 상기 제1 접촉 후 적어도 1, 2, 또는 3일(들)차에 임의로 수행되는 제2 접촉을 포함하는 방법.

실시양태 60. 실시양태 59에 있어서, 제3 접촉을 추가로 포함하며, 임의로 상기 제3 접촉은 상기 제2 접촉 후 적어도 1, 2, 또는 3일(들)차에 수행되는 방법.

실시양태 61. 실시양태 59에 있어서, 상기 방법은 상기 제2 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 방법.

실시양태 62. 실시양태 60에 있어서, 상기 방법은 상기 제3 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 방법.

실시양태 63. 실시양태 54-62 중 어느 하나에 있어서, 상기 접촉은 상기 지질 조성물과 조합되는 상기 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 상기 조성물을 대상체에 투여하는 것을 포함하는 방법.

실시양태 64. 실시양태 63에 있어서, 상기 대상체는 포유동물인 방법.

실시양태 65. 실시양태 63에 있어서, 상기 대상체는 인간인 방법.

실시양태 66. 실시양태 63-65 중 어느 하나에 있어서, 상기 투여는 분무에 의한 흡입을 포함하는 방법.

실시양태 67. 실시양태 54-66 중 어느 하나에 있어서, 각각의 접촉에 있어서의 상기 조성물은 동일한 것인 방법.

실시양태 68. 실시양태 54-67 중 어느 하나에 있어서, 상기 세포는 폐 기도 세포인 방법.

실시양태 69. 실시양태 68에 있어서, 상기 세포는 폐 분비 세포인 방법.

실시양태 70. 실시양태 68 또는 69에 있어서, 상기 세포는 기관지 상피 세포인 방법.

실시양태 71. 실시양태 54-70 중 어느 하나에 있어서, 상기 세포는 미분화된 것인 방법.

실시양태 72. 실시양태 54-70 중 어느 하나에 있어서, 상기 세포는 분화된 것인 방법.

실시양태 73. 실시양태 54-72 중 어느 하나에 있어서, 상기 세포는 상기 대상체로부터 유래된 것인 방법.

실시양태 74. 실시양태 54-73 중 어느 하나에 있어서, 상기 접촉은 생체내에서 이루어지는 방법.

실시양태 75. 실시양태 54-73 중 어느 하나에 있어서, 상기 접촉은 시험관내에서 이루어지는 방법.

실시양태 76. 실시양태 54-73 중 어느 하나에 있어서, 상기 접촉은 생체외에서 이루어지는 방법.

실시양태 77. 실시양태 54-76 중 어느 하나에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체는 야생형 CFTR 단백질인 방법.

실시양태 78. 실시양태 54-77 중 어느 하나에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체는 전장 CFTR 단백질인 방법.

실시양태 79. 실시양태 54-78 중 어느 하나에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은, 예를 들어, 시험관내 검정에서 결정될 때, 적어도 약 5 마이크로-암페어(μA)의 경상피 전류에 상응하는 것인 방법.

실시양태 80. 실시양태 79에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은 약 5 마이크로-암페어(μA) 내지 약 30 μA의 경상피 전류에 상응하는 것인 방법.

실시양태 81. 실시양태 54-80 중 어느 하나에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은, 예를 들어, 시험관내 검정에서 결정될 때, 적어도 약 2 마이크로-암페어(μA)/평방 센티미터/분(μA·cm^-2·min^-1)의 경상피 전류에 상응하는 것인 방법.

실시양태 82. 실시양태 81에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은 약 2 마이크로-암페어(μA)/평방 센티미터/분(μA·cm^-2·min^-1) 내지 약 20 μA·cm^-2·min^-1의 경상피 전류에 상응하는 것인 방법.

실시양태 83. 실시양태 54-82 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 상응하는 대조군(예를 들어, 상기 접촉이 없는 상응하는 세포의 것)에 비해 상기 세포에서 (예를 들어, 적어도 약 1.1배만큼) CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 양 또는 활성을 증가시키는 방법.

실시양태 84. 실시양태 54-83 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 상응하는 대조군(예를 들어, 상기 접촉이 없는 상응하는 세포의 것)에 비해 상기 세포에서 (예를 들어, 적어도 약 1.1배만큼) (예를 들어, 염화물) 이온 수송을 향상시키는 방법.

실시양태 85. 실시양태 54-84 중 어느 하나에 있어서, 상기 대상체는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 유전자에서 돌연변이를 나타내거나 이를 나타내는 것으로 결정된 것인 방법.

실시양태 86. 실시양태 85에 있어서, 상기 돌연변이는 기능 상실 돌연변이인 방법.

실시양태 87. 실시양태 85에 있어서, 상기 돌연변이는 넌센스 또는 프레임쉬프트 돌연변이인 방법.

실시양태 88. 실시양태 85-87 중 어느 하나에 있어서, 상기 돌연변이는 CFTR 유전자의 엑손 11-27 중 하나 이상에 존재하는 것인 방법.

실시양태 89. 실시양태 85-88 중 어느 하나에 있어서, 상기 돌연변이는 R553X, G542X, F508del, 또는 R1162X, 또는 이들의 조합이고; 예를 들어, 상기 돌연변이는 G542X 또는 F508del인 방법.

실시양태 90. 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달을 위한 방법으로서, 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 상기 대상체의 폐 분비 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은

이온화 가능한 양이온성 지질; 및

을 포함하고, 임의로, 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 상기 치료적으로 유효한 활성은 상기 접촉이 없는 참조 폐의 것과 비교하여, 상기 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포를 포함하는 폐의 경상피 이온 수송 특성의 변화를 측정하여 결정되는 단계를 포함하는 방법.

실시양태 91. 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달을 위한 방법으로서, 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 상기 대상체의 폐 비-분비 세포 또는 비-기저 세포에서의 것과 비교하여, 상기 대상체의 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포에서 더 큰 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은

이온화 가능한 양이온성 지질; 및

을 포함하는 단계를 포함하는 방법.

실시양태 92. 실시양태 91에 있어서, 상기 방법은 (i) 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 적어도 약 50%, 55%, 또는 60%가 폐 분비 세포, 폐 기저 세포, 또는 이들의 조합에서 검출되는 것; 또는 (ii) 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 최대 약 50%, 45%, 또는 40%가 폐 비-분비 세포, 폐 비-기저 세포, 또는 이들의 조합에서 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.

실시양태 93. 실시양태 91 또는 92에 있어서, 상기 폐 비-분비 세포는 폐 섬모 세포인 방법.

실시양태 94. 실시양태 91-93 중 어느 하나에 있어서, 상기 폐 비-분비 세포는 폐 기저 세포인 방법.

실시양태 95. 폐 분비 세포 전달을 위한 방법으로서, 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 상기 대상체의 폐 분비 세포의 적어도 5%에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적 양 또는 활성을 생성하는 단계로서,

상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은

이온화 가능한 양이온성 지질; 및

상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함하는 단계를 포함하는 방법.

실시양태 96. 실시양태 95에 있어서, 상기 투여는 상기 지질 조성물과 조합되는 상기 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 상기 조성물을 상기 대상체의 폐에 투여하는 것을 포함하는 방법.

실시양태 97. 실시양태 95 또는 96에 있어서, 상기 폐 분비 세포는 클럽 세포 또는 배상 세포인 방법.

실시양태 98. 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR)-관련 병태를 갖거나 가지는 것으로 의심되는 대상체를 치료하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 실시양태 17-53 및 101-151 중 어느 하나의 약학적 조성물을 상기 대상체에 투여하는 것을 포함하는 방법.

실시양태 99. 실시양태 98에 있어서, 상기 CFTR-관련 병태는 낭포성 섬유증, 유전성 폐기종, 또는 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)인 방법.

실시양태 100. 실시양태 98 또는 99에 있어서, 상기 투여는 국소 투여(예를 들어, 분무)를 포함하는 방법.

실시양태 101. 실시양태 17-53 중 어느 하나에 있어서, 상기 SORT 지질은 표 8에 제시된 것, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 지질 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 하위세트로부터 선택되는 조성물.

실시양태 102. 실시양태 17-53 및 101 중 어느 하나에 있어서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질은 하기 구조식 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 갖는 세대(g)의 덴드리머 또는 덴드론인 조성물:

,

상기 식에서:

(a) 코어는 하기 구조식 (X_코어)를 포함하고:

상기 식에서:

R²는 독립적으로 각 경우에 R^1g 또는 -L²-NR^1eR^1f이고;

R^1a, R^1b, R^1c, R^1d, R^1e, R^1f, 및 R^1g는 (존재하는 경우) 각각 독립적으로 각 경우에 분지에 대한 연결 지점, 수소, 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 알킬이고;

L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 공유 결합, (예를 들어, C₁-C₁₂, 예컨대 C₁-C₆ 또는 C₁-C₃) 알킬렌, (예를 들어, C₁-C₁₂, 예컨대 C₁-C₈ 또는 C₁-C₆) 헤테로알킬렌(예를 들어, C₂-C₈ 알킬렌옥사이드, 예컨대 올리고(에틸렌옥사이드)), [(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌]-[(예를 들어, C₄-C₆) 헤테로시클로알킬]-[(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌], [(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌]-(아릴렌)-[(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌] (예를 들어, [(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌]-페닐렌-[(예를 들어, C₁-C₆) 알킬렌]), (예를 들어, C₄-C₆) 헤테로시클로알킬, 및 아릴렌(예를 들어, 페닐렌)으로부터 선택되거나; 또는

대안적으로, L¹의 일부는 R^1c 및 R^1d중 하나와 함께 (예를 들어, C₄-C₆) 헤테로시클로알킬(예를 들어, 1 또는 2개의 질소 원자 및, 임의로, 산소 및 황으로부터 선택되는 추가적인 헤테로원자를 포함함)을 형성하고;

x¹은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6임; 그리고

(b) 복수(N)의 분지들 중의 각각의 분지는 독립적으로 하기 구조식 (X_분지)를 포함하고:

상기 식에서:

*는 코어에 대한 분지의 결합 지점을 나타내고;

g는 1, 2, 3, 또는 4이고;

Z = 2^(g-1)이고;

g=1일 때 G=0이거나; 또는 g≠1일 때 임;

(c) 각각의 디아실기는 독립적으로 하기 구조식 을 포함하고, 상기 식에서:

*는 이의 근위 단부에서의 디아실기의 결합 지점을 나타내고;

**는 이의 원위 단부에서의 디아실기의 결합 지점을 나타내고;

R⁴는 수소 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₆) 알킬임;

m¹ 및 m²는 각각 독립적으로 각 경우에 1, 2, 또는 3이고;

R^3c, R^3d, R^3e, 및 R^3f는 각각 독립적으로 각 경우에 수소 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₈) 알킬임; 그리고

(d) 각각의 링커기는 독립적으로 하기 구조식 을 포함하고,

상기 식에서:

**는 근위 디아실기에 대한 링커의 결합 지점을 나타내고;

***는 원위 디아실기에 대한 링커의 결합 지점을 나타내고;

Y₁은 독립적으로 각 경우에 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 알킬렌, 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 알케닐렌, 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₁-C₁₂) 아레닐렌임; 그리고

실시양태 103. 실시양태 102에 있어서, x¹은 0, 1, 2, 또는 3인 조성물.

실시양태 104. 실시양태 102 또는 103에 있어서, R^1a, R^1b, R^1c, R^1d, R^1e, R^1f, 및 R^1g는 (존재하는 경우) 각각 독립적으로 각 경우에 분지에 대한 연결 지점(예를 들어, *로 표시됨), 수소, 또는 C₁-C₁₂ 알킬(예를 들어, C₁-C₈ 알킬, 예컨대 C₁-C₆ 알킬 또는 C₁-C₃ 알킬)이고, 여기서 알킬 모이어티는 -OH, C₄-C₈(예를 들어, C₄-C₆) 헤테로시클로알킬(예를 들어, 피페리디닐(예를 들어, , 또는 ), N-(C₁-C₃ 알킬)-피페리디닐(예를 들어, ), 피페라지닐(예를 들어, ), N-(C₁-C₃ 알킬)-피페라디지닐(예를 들어, ), 모르폴리닐(예를 들어, ), N-피롤리디닐(예를 들어, ), 피롤리디닐(예를 들어, ), 또는 N-(C₁-C₃ 알킬)-피롤리디닐(예를 들어, )), (예를 들어, C₆-C₁₀) 아릴, 및 C₃-C₅ 헤테로아릴(예를 들어, 이미다졸릴(예를 들어,) 또는 피리디닐(예를 들어, ))로부터 각각 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 임의로 치환되는 조성물.

실시양태 105. 실시양태 104에 있어서, R^1a, R^1b, R^1c, R^1d, R^1e, R^1f, 및 R^1g는 (존재하는 경우) 각각 독립적으로 각 경우에 분지에 대한 연결 지점(예를 들어, *로 표시됨), 수소, 또는 C₁-C₁₂ 알킬(예를 들어, C₁-C₈ 알킬, 예컨대 C₁-C₆ 알킬 또는 C₁-C₃ 알킬)이고, 여기서 알킬 모이어티는 하나의 치환기 -OH로 임의로 치환되는 조성물.

실시양태 106. 실시양태 102-105 중 어느 하나에 있어서, R^3a 및 R^3b는 각각 독립적으로 각 경우에 수소인 조성물.

실시양태 107. 실시양태 102-106 중 어느 하나에 있어서, 복수(N)의 분지는 적어도 3개(예를 들어, 적어도 4개, 또는 적어도 5개의) 분지를 포함하는 조성물.

실시양태 108. 실시양태 102-107 중 어느 하나에 있어서, g=1; G=0; 및 Z=1인 조성물.

실시양태 109. 실시양태 108에 있어서, 복수의 분지들 중의 각각의 분지는 하기 구조식 를 포함하는 조성물.

실시양태 110. 실시양태 102-107 중 어느 하나에 있어서, g=2; G=1; 및 Z=2인 조성물.

실시양태 111. 실시양태 110에 있어서, 복수의 분지들 중의 각각의 분지는 하기 구조식을 포함하는 조성물:

실시양태 112. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 하기 구조식을 포함하는 조성물: (예를 들어, ).

실시양태 113. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 하기 구조식을 포함하는 조성물: .

실시양태 114. 실시양태 113에 있어서, 코어는 하기 구조식을 포함하는 조성물: (예를 들어, , , , 또는 ).

실시양태 115. 실시양태 113에 있어서, 코어는 하기 구조식을 포함하는 조성물: (예를 들어, , 예컨대 또는 ).

실시양태 116. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 하기 구조식을 포함하는 조성물: , 상기 식에서 Q'는 -NR²- 또는 -CR^3aR^3b-이고; q¹ 및 q²는 각각 독립적으로 1 또는 2이다.

실시양태 117. 실시양태 116에 있어서, 코어는 하기 구조식을 포함하는 조성물:

실시양태 118. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 하기 구조식을 포함하는 조성물: 또는 (예를 들어, 또는 ), 상기 식에서 고리 A는 임의로 치환된 아릴 또는 임의로 치환된 (예를 들어, C₃-C₁₂, 예컨대 C₃-C₅) 헤테로아릴이다.

실시양태 119. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 하기 구조식을 포함하는 약학적 조성물: .

실시양태 120. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 표 3에 제시된 것 또는 이의 하위세트로부터 선택되는 약학적 조성물.

실시양태 121. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조식, 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 조성물:

상기 식에서, *는 복수의 분지들 중의 분지에 대한 코어의 결합 지점을 나타낸다.

실시양태 122. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조식, 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 조성물:

실시양태 123. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 하기 구조 를 갖고, 상기 식에서 *는 복수의 분지들 중의 분지 또는 H에 대한 코어의 결합 지점을 나타내는 조성물.

실시양태 124. 실시양태 123에 있어서, 적어도 2개의 분지가 코어에 결합되는 조성물.

실시양태 125. 실시양태 123에 있어서, 적어도 3개의 분지가 코어에 결합되는 조성물.

실시양태 126. 실시양태 123에 있어서, 적어도 4개의 분지가 코어에 결합되는 조성물.

실시양태 127. 실시양태 102-111 중 어느 하나에 있어서, 코어는 하기 구조 를 갖고, 상기 식에서 *는 복수의 분지들 중의 분지 또는 H에 대한 코어의 결합 지점을 나타내는 조성물.

실시양태 128. 실시양태 127에 있어서, 적어도 4개의 분지가 코어에 결합되는 조성물.

실시양태 129. 실시양태 127에 있어서, 적어도 5개의 분지가 코어에 결합되는 조성물.

실시양태 130. 실시양태 127에 있어서, 적어도 6개의 분지가 코어에 결합되는 조성물.

실시양태 131. 실시양태 102-130 중 어느 하나에 있어서, A¹은 -O- 또는 -NH-인 조성물.

실시양태 132. 실시양태 131에 있어서, A¹은 -O-인 조성물.

실시양태 133. 실시양태 102-132 중 어느 하나에 있어서, A²는 -O- 또는 -NH-인 조성물.

실시양태 134. 실시양태 133에 있어서, A²는 -O-인 조성물.

실시양태 135. 실시양태 102-134 중 어느 하나에 있어서, Y³는 C₁-C₁₂(예를 들어, C₁-C₆, 예컨대 C₁-C₃) 알킬렌인 조성물.

실시양태 136. 실시양태 102-135 중 어느 하나에 있어서, 디아실기는 독립적으로 각 경우에 하기 구조식을 포함하는 조성물: (예를 들어, , 예컨대 ), 임의로, 상기 식에서 R^3c, R^3d, R^3e, 및 R^3f는 각각 독립적으로 각 경우에 수소 또는 C₁-C₃ 알킬이다.

실시양태 137. 실시양태 102-136 중 어느 하나에 있어서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 공유 결합, C₁-C₆ 알킬렌(예를 들어, C₁-C₃ 알킬렌), C₂-C₁₂(예를 들어, C₂-C₈) 알킬렌옥사이드(예를 들어, 올리고(에틸렌옥사이드), 예컨대 -(CH₂CH₂O)_1-4-(CH₂CH₂)-), [(C₁-C₄) 알킬렌]-[(C₄-C₆) 헤테로시클로알킬]-[(C₁-C₄) 알킬렌](예를 들어, ), 및 [(C₁-C₄) 알킬렌]-페닐렌-[(C₁-C₄) 알킬렌] (예를 들어,)로부터 선택되는 조성물.

실시양태 138. 실시양태 137에 있어서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 C₁-C₆ 알킬렌(예를 들어, C₁-C₃ 알킬렌), -(C₁-C₃ 알킬렌-O)_1-4-(C₁-C₃ 알킬렌), -(C₁-C₃ 알킬렌)-페닐렌-(C₁-C₃ 알킬렌)-, 및 -(C₁-C₃ 알킬렌)-피페라지닐-(C₁-C₃ 알킬렌)-으로부터 선택되는 조성물.

실시양태 139. 실시양태 137에 있어서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 C₁-C₆ 알킬렌(예를 들어, C₁-C₃ 알킬렌)인 조성물.

실시양태 140. 실시양태 137에 있어서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 C₂-C₁₂(예를 들어, C₂-C₈) 알킬렌옥사이드(예를 들어, -(C₁-C₃ 알킬렌-O)_1-4-(C₁-C₃ 알킬렌))인 조성물.

실시양태 141. 실시양태 137에 있어서, L⁰, L¹, 및 L²는 각각 독립적으로 각 경우에 [(C₁-C₄) 알킬렌]-[(C₄-C₆) 헤테로시클로알킬]-[(C₁-C₄) 알킬렌](예를 들어, -(C₁-C₃ 알킬렌)-페닐렌-(C₁-C₃ 알킬렌)-) 및 [(C₁-C₄) 알킬렌]-[(C₄-C₆) 헤테로시클로알킬]-[(C₁-C₄) 알킬렌](예를 들어, -(C₁-C₃ 알킬렌)-피페라지닐-(C₁-C₃ 알킬렌)-)으로부터 선택되는 조성물.

실시양태 142. 실시양태 102-141 중 어느 하나에 있어서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알케닐티올 또는 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올이고, 여기서 알킬 또는 알케닐 모이어티는 할로겐, C₆-C₁₂ 아릴(예를 들어, 페닐), C₁-C₁₂(예를 들어, C₁-C₈) 알킬아미노(예를 들어, C₁-C₆ 모노-알킬아미노(예컨대 -NHCH₂CH₂CH₂CH₃) 또는 C₁-C₈ 디-알킬아미노(예컨대 )), C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬(예를 들어, N-피롤리디닐(), N-피페리디닐(), N-아제파닐()), -OH, -C(O)OH, -C(O)N(C₁-C₃ 알킬)-(C₁-C₆ 알킬렌)-(C₁-C₁₂ 알킬아미노(예를 들어, 모노- 또는 디-알킬아미노))(예를 들어, ), -C(O)N(C₁-C₃ 알킬)-(C₁-C₆ 알킬렌)-(C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬)(예를 들어, ), -C(O)-(C₁-C₁₂ 알킬아미노(예를 들어, 모노- 또는 디-알킬아미노)), 및 -C(O)-(C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬)(예를 들어, )로부터 각각 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 임의로 치환되고, 상기 치환기 중 임의의 것의 C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬 모이어티는 C₁-C₃ 알킬 또는 C₁-C₃ 하이드록시알킬로 임의로 치환되는 조성물.

실시양태 143. 실시양태 142에 있어서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올이고, 여기서 알킬 모이어티는 C₆-C₁₂ 아릴(예를 들어, 페닐), C₁-C₁₂(예를 들어, C₁-C₈) 알킬아미노(예를 들어, C₁-C₆ 모노-알킬아미노(예컨대 -NHCH₂CH₂CH₂CH₃) 또는 C₁-C₈ 디-알킬아미노(예컨대 )), C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬(예를 들어, N-피롤리디닐(), N-피페리디닐(), N-아제파닐()), -OH, -C(O)OH, -C(O)N(C₁-C₃ 알킬)-(C₁-C₆ 알킬렌)-(C₁-C₁₂ 알킬아미노(예를 들어, 모노- 또는 디-알킬아미노))(예를 들어, ), -C(O)N(C₁-C₃ 알킬)-(C₁-C₆ 알킬렌)-(C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬)(예를 들어, ), 및 -C(O)-(C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬)(예를 들어, )로부터 각각 독립적으로 선택되는 하나 이상의(예를 들어, 하나의) 치환기로 임의로 치환되고, 상기 치환기 중 임의의 것의 C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬 모이어티는 C₁-C₃ 알킬 또는 C₁-C₃ 하이드록시알킬로 임의로 치환되는 조성물.

실시양태 144. 실시양태 143에 있어서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올이고, 여기서 알킬 모이어티는 하나의 치환기 -OH로 임의로 치환되는 조성물.

실시양태 145. 실시양태 143에 있어서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올이고, 여기서 알킬 모이어티는 C₁-C₁₂(예를 들어, C₁-C₈) 알킬아미노(예를 들어, C₁-C₆ 모노-알킬아미노(예컨대 -NHCH₂CH₂CH₂CH₃) 또는 C₁-C₈ 디-알킬아미노(예컨대 ,)) 및 C₄-C₆ N-헤테로시클로알킬(예를 들어, N-피롤리디닐(), N-피페리디닐(), N-아제파닐())로부터 선택되는 하나의 치환기로 임의로 치환되는 조성물.

실시양태 146. 실시양태 142에 있어서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알케닐티올 또는 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올인 조성물.

실시양태 147. 실시양태 146에 있어서, 각각의 말단기는 독립적으로 C₁-C₁₈(예를 들어, C₄-C₁₈) 알킬티올인 조성물.

실시양태 148. 실시양태 147에 있어서, 각각의 말단기는 독립적으로 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물:

실시양태 149. 실시양태 102-141 어느 하나에 있어서, 각각의 말단기는 독립적으로 표 5에 제시된 것 또는 이의 하위세트로부터 선택되는 조성물.

실시양태 150. 실시양태 17-53 및 101 중 어느 하나에 있어서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 표 6 에 제시된 것, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 또는 지질 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 하위세트로부터 선택되는 조성물.

실시양태 151. 실시양태 17-53 및 101 중 어느 하나에 있어서, 이온화 가능한 양이온성 지질은 표 6 또는 표 7에 제시된 것, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 또는 지질 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 하위세트로부터 선택되는 조성물.

실시양태 101. 청구항 54-97 중 어느 하나에 있어서, 조성물이 실시양태 17-53 및 101-151 중 어느 하나에 따르는 것인 방법.

실시예

실시예 1: DOTAP 또는 DODAP 변형된 지질 나노입자의 제조

지질 나노입자(LNP)는 생체내 핵산 전달을 위한 가장 효과적인 담체 계열이다. 역사적으로, 효과적인 LNP는 하기 4개의 성분으로 이루어진다: 이온화 가능한 양이온성 지질, 양쪽이온성 인지질, 콜레스테롤, 및 지질 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG). 그러나, 이러한 LNP는 기관 또는 조직 표적화 전달보다는 핵산의 일반적인 전달만을 유발한다. IV에 의해 투여되는 LNP는 통상적으로 간에만 RNA를 전달한다. 따라서, 표적화된 핵산 전달을 제공하기 위해서 LNP의 신규한 제제가 모색되었다.

4가지 표준 유형의 지질은 영구적 양이온성 지질이 첨가되거나 첨가되지 않고 15:15:30:3 몰비로 혼합되었다. 간략하게는, LNP는 덴드리머 지질(이온화 가능한 양이온성), DOPE(양쪽이온성), 콜레스테롤, DMG-PEG, 및 DOTAP(영구적 양이온성)을 혼합하여 제조되었다. 대안적으로 DOTAP는 DODAP를 포함하는 LNP를 생성하기 위해 DODAP에 대해 치환될 수 있다. DOTAP 및 DODAP의 구조는 도 1에 나타나 있다. 사용될 수 있는 다양한 덴드리머 지질은 도 2에 나타나 있다.

LNP 제제를 제조하기 위해, 덴드리머 지질, DOPE, 콜레스테롤 및 DMG-PEG를 원하는 몰비로 에탄올에 용해시켰다. mRNA를 시트레이트 버퍼(10 mM, pH 4.0)에 용해시켰다. 이후 3:1의 부피비(mRNA:지질, v/v)로 지질 용액에 mRNA를 신속하게 혼합시켜 40:1(총 지질:mRNA)의 중량비를 달성하기 위해 지질 용액에서 mRNA를 희석시켰다. 이 용액을 이후 실온에서 10분 동안 인큐베이션시켰다. DOTAP 변형된 LNP 제제의 형성을 위해, mRNA를 1×PBS 또는 시트레이트 버퍼(10 mM, pH 4.0)에 용해시키고, 40:1(총 지질:mRNA)의 중량비 및 3:1(mRNA:지질)의 부피비로 고정시켜 5A2-SC8, DOPE, 콜레스테롤, DMG-PEG 및 DOTAP를 포함하는 에탄올에 신속하게 혼합시켰다. 제제는 X% DOTAP Y (또는 X%DODAP Y)로 명명되며, 여기서 X는 총 지질 중의 DOTAP (또는 DODAP) 몰백분율을 나타내고, Y는 덴드리머 지질의 유형을 나타낸다. 대안적으로, 제제는 Y X%DOTAP 또는 Y X%DODAP로 명명될 수 있고, 여기서 X는 총 지질 중의 DOTAP (또는 DODAP) 몰백분율을 나타내고, Y는 덴드리머 지질의 유형을 나타낸다.

실시예 2: SORT LNP 안정성:

LNP는 안정성에 대해 시험되었다. 5A2-SC8 20% DODAP("간-SORT) 및 5A2-SC8 50% DOTAP("폐-SORT")는 미세유체 혼합 방법 또는 크로스/티(cross/tee) 혼합 방법을 사용하여 생성되었다. 상이한 LNP 제제를 각 제제에 대해 별도의 3회로 동적 광 산란에 의해 평가하여 크기, 다분산 지수(PDI) 및 제타-전위로 특성화하였다. LNP의 특성은 표 9에 나타나 있다.

캡슐화 효능을 Ribogreen RNA 검정을 사용하여 시험하였다(Zhao et al., 2016). 간략하게는, mRNA가 산성 버퍼(10 mM 시트레이트, pH 4)에 용해되었을 때, mRNA를 LNP에 > 95% 효율로 캡슐화시켰다. LNP(5A2-SC8 20% DODAP("간-SORT) 및 5A2-SC8 50% DOTAP("폐-SORT"))의 2가지 유형에 대해 28일에 걸쳐 특성을 관찰하였다. 도 6은 28일 과정에 걸친 LNP의 특성의 변화를 나타낸다.

또한, 용액 중의 LNP의 안정성을 측정하기 위해, LNP의 안정성 및 생성된 mRNA 발현이 마우스에서 관찰되었다. 간략하게는, 마우스에 0.1 mg/kg로 정맥내로 주사하였고, 생체내에서 관찰하였다. 루시페린을 주사 후 5시간 시점에 첨가하였고, 시각화하였다. 도 7에 나타난 바와 같이, 폐-SORT LNP는 폐에서 조직 특이적 복사량을 생성하였고, 이는 심지어 14일 후에도 높게 유지되었고 21일차 및 28일차에 신호가 약간 감소하였다. 도 8은 폐-SORT 또는 간-SORT로 처리된 후 특정 기간에서의 마우스의 기관의 이미지를 나타낸다.

실시예 3: 상이한 세포 유형에서의 TR(토마토 레드((Tomato Red)) mRNA의 발현

hBE 배양물(인간 기관지 상피 배양물)에서 상이한 세포 유형에서의 TR(토마토 레드) mRNA의 발현을 분석하였다. TR mRNA를 20%DODAP 4A3-SC7 LNP 또는 10%DOTAP 5A2-SC8 LNP에 로딩하였고, 첨단 볼루스 투여(apical bolus dosing)(상부 패널) 또는 에어로졸 전달(하부 패널)을 사용하여 고분화된 인간 기관지 상피 배양물에 전달하였다. 다양한 세포 유형에서 TR 단백질 발현이 관찰되었고, 상이한 세포 유형에서의 TR 양성 세포의 백분율을 플롯팅하였다. 도 3의 상부 패널에 나타난 바와 같이, 20% DODAP 4A3-SC7 LNP는 우선적으로 분비 세포가 TR을 발현하게 하였고, 한편 10%DOTAP 5A2-SC8 LNP는 섬모 세포가 TR을 우선적으로 발현하게 하였다. 이러한 우선적 전달은 폐에 전달된 치료제가 폐의 특정 세포 유형에 우선적으로 영향을 미치게 하는 것을 가능하게 할 수 있다. TR mRNA는 또한 SORT 지질(예를 들어 DODAP 또는 DOTAP)가 없는 LNP에 로딩되어 DODAP 또는 DOTAP가 효능에 영향을 미치는 방식을 확인하였다. 도 3의 하부 패널에 나타난 바와 같이, DOTAP 또는 DODAP를 포함하는 LNP는 DOTAP 또는 DODAP가 없는 그것의 상응하는 LNP와 비교하여 증가된 TR 발현을 나타내었다.

실시예 4: 흡입된 에어로졸을 통해 전달된 LNP로부터의 루시페라아제 활성 및 조직병리검사

Luc mRNA를 SORT 지질 및 덴드리머를 포함하는 LNP를 포함하는 다수의 LNP에 로딩하였다. 4A3-SC7 20% DODAP, 4A3-SC7 10% DODAP, 5A2-SC8, 및 5A2-SC8 10% DOTAP의 LNP가 생성되었고, Luc mRNA를 로딩하였다. 0.4/2/8 mg의 LNP-제제화된 Luc2 mRNA(1 mg/ml)를 분무(에어로겐 솔로(Aerogen solo))에 의해 파이 챔버(pie chamber)에 전달하였고, 마우스당 추정된 (측정되지 않은) 전달된 용량은 0.01, 0.06 또는 0.22 mg/kg이었다. 마우스는 7주령 B6 수컷 알비노 마우스이었다. LNP의 전달 후 5시간 시점에 루시페린을 마우스에 투여하였다. 루시페라아제 활성은 표적으로의 전달의 측정으로 검출되었다. 도 4는 마우스에서의 루시페라아제의 분포 및 발현을 나타내며, 이는 발현이 성공적이었고, LNP의 전달이 흡입형 에어로졸 전달을 사용하여 수행될 수 있음을 입증한다.

실시예 5: EPC 함유 LNP의 독성

DOTAP 또는 DODAP 대신 에틸포스포콜린(EPC)을 포함하는 LNP를 인간 기관지 상피 세포에 대한 첨단 볼루스 투여를 사용하여 독성에 대해 시험하였다. 방출된 젖산 탈수소효소(LDH)의 %를 세포 사멸의 측정 기준으로 사용하였으며, LNP의 독성을 나타낸다. LDH의 방출은 처리 이전(처리전) 및 처리후 24 시점에 검출되었다. 도 5에 나타난 바와 같이, 50% DOTAP LNP의 처리는 ~15% LDH 방출을 유발하였고, 반면 EPC는 유의미한 %LDH 방출을 나타내지 않았다. 중요하게는, DOTAP 및 EPC는 유사한 4차 아민 모이어티를 가지며, 이는 세포 표적화를 위한 활성이 유사할 수 있지만 EPC는 독성이 상당하게 더 낮음을 나타낸다.

실시예 6: CFTR mRNA의 최적화

CFTR mRNA의 mRNA 서열을 생성하기 전에 최적화하였다. 간략하게는, 야생형 서열을 먼저 % 코돈-사용, UU 및 UA 가수분해 핫스팟, TAC 및 TTC 이외의 U-함유 코돈의 제거, 및 원하지 않는 그리고 우발적인 제한(restriction)의 제거에 따라 최적화하여 코돈 최적화된 ORF를 얻었다. CFTR mRNA의 예시적인 구조는 도 9a에 나타나 있다. 코작 서열 AUGC의 변형을 사용하여 야생형 아미노산 조성을 유지하였다. N-말단 Met 다음의 두 번째 잔기는 Gln(CAG에 의해 코딩됨)이다. 서열 번호 1을 포함하는 ORF 서열은 코작 서열 뒤에 위치하고 그 다음 폴리A가 후속된다.

CFTR의 유전자에 상응하는 DNA를 GenScript에서 합성하였다. pUC57/CFTR은 BstBI로 분해되었다(CFTR에 대한 ORF는 코돈 최적화됨). 표준 시험관내 전사 절차를 비변형된 또는 변형된 뉴클레오티드를 이용하는 RNA 생성에 대해 사용하였다. 캡핑 반응(capping reaction)을 백시니아 바이러스(Vaccinia Virus) 캡핑 시스템 및 캡 2'-O-메틸 트랜스퍼라아제를 사용하여 실시하였다. 전장 CFTR mRNA를 도 9b에 나타난 바와 같이 단편 분석에 추가로 적용하였고, 비변형된 또는 변형된 뉴클레오티드를 가진 전장 CFTR mRNA의 합성을 입증하였다. 시험되는 추가적인 일상적 QC 파라미터는 농도, 무균성, mRNA 기능, 잔류 플라스미드 및 박테리아 DNA, dsRNA, 및 내독소를 포함한다.

실시예 7: FRT 세포에서의 CFTR 단백질의 용량-의존적 발현

간략하게는, 본 출원의 CFTR mRNA를 FRT 세포로 형질감염시켰다. 도 10a 및 10b에 나타난 바와 같이, CFTR mRNA의 형질감염은 FRT에서 CFTR 단백질 발현을 유도하였다. FRT 세포를 용해시키고, 용해물을 수집하였다. 겔 전기영동을 용해물 샘플에 대해 수행하고 이후 항-CFTR을 사용하여 웨스턴 블롯팅을 수행하였다. HA-태깅된 CFTR 및 비태깅된 CFTR mRNA 둘 모두는 검출 가능한 단백질을 생성하였고, 비태깅된 mRNA로부터 더 많은 검출 가능한 단백질을 생성하였다. CFTR 발현은 형질감염 후 48시간 시점 대비 24시간 시점에 더 높게 관찰되었다.

24 전극 매니폴드(TECC24) 및 투과성 막 지지 인서트 Transwell®(Corning)를 가진 24 웰 플레이트를 가진 경상피 전류 클램프(TransEpithelial Current Clamp)를 사용하여 피셔 래트 갑상선(Fisher Rat Thyroid, FRT) 세포주에서 CFTR mRNA의 기능적 발현을 평가하였다. FRT 세포를 다공성 막 상에 시딩하고, 형질감염 전에 컨플루언스(confluence)까지 성장시켰다. 리포펙타민 2000을 FRT 형질감염을 위한 최적 시약으로서 사용하였다. 형질감염 후 24시간 시점에 FRT 플레이트를 열안정화된 (36℃) 플랫폼에 배치하였고, 세포 모집된 플레이트와 검정 버퍼가 충전된 참조 플레이트 사이에의 전극 매니폴드의 로봇 지원 수송 또는 수동 수송시 ~1분 획득 간격으로 경상피 저항(Rt) 값을 측정하였다. FRT 검정 서열은 기준선 판독 간격(~8분), 10 μM 포르스콜린-유도 CFTR 활성화 간격(~10분), 1 μM VX-770-유도된 CFTR 강화 간격(potentiation interval)(~10분), 및 20 μM INH-172-유도된 CFTR 억제 간격(~10분)을 포함한다. FRT 전도도 트레이스[Gt = 1/(Rt-50), mS/cm]를 시간에 대해 재구성하였다. 포르스콜린/VX-770-매개 반응을 포르스콜린과 NIH-172 첨가 사이의 시점에 대한 Gt 곡선하면적(Gt AUC)으로 계산하였다. 명백하게 완전한 CFTR 억제 후 얻은 초기 기준선 Gt 시점과 평탄부(plateau) Gt 시점 사이에서 경사선으로 계산되는 기준선 차감 후 이 AUC 계산을 수행한다(도 11a. 파선). CFTR 기능적 활성으로 외삽되는 FRT 층에 걸친 Cl-플럭스의 CFTR-매개 변경에 상응하는 Gt/분의 변화를 상이한 mRNA 설계에 대해 통계적으로 비교하였다. 도 11에 예시된 바와 같이, FRT 모 세포를 두 개의 농도의 CFTR mRNA로 처리 후 TECC24 전도도 검정으로 시험하였고, 1 μg의 mRNA는 ~28 mS/cm²의 포르스콜린-유도 전도도를 생성하였고, 0.5 μg의 mRNA는 ~7 mS/cm²의 전도도를 생성하였고, 이는 CFTR 단백질의 ReCode mRNA-매개 기능적 발현을 입증하였다. 도 11b 및 도 11c는 FRT 세포에서 최적화된 CFTR mRNA를 사용하여 관찰된 용량-의존적 CFTR 기능의 예시적인 실험을 나타낸다. 도 11b는 CFTR 조절인자의 첨가 후 FRT 단층에서의 대표적인 전도도 키네틱 트레이스(conductance kinetic trace)를 나타낸다. TransWell® 투과성 지지체 상에서 성장된 5일령 컨플루언트 FRT 세포를 리포펙타민 2000을 사용하여 최적화된 mRNA로 형질감염시켰다. 최적화된 CFTR mRNA의 1회 용량으로의 형질감염 후 1일차에 경상피 전도도의 MTECC24 검정을 수행하였다. 도 11c는 포르스콜린으로 유도된 그리고 INH 172 억제된 Cl- 전도도: mRNA 용량 의존적 경상피 전도도(Gt) 반응에 의한 CFTR 활성을 나타낸다: 막대는 포르스콜린 첨가 시점과 억제제-172 첨가 시점 사이의 분당 Gt 곡선하면적(AUC)이다.

실시예 8: 완전 분화된 hBE 세포로의 리포터 mRNA의 전달

완전 분화된 hBE 세포에서의 TR(토마토 레드) mRNA의 발현을 분석하였다. 간략하게는, hBE 세포를 24웰 플레이트에 플레이팅하여 증식시켰다. 밀폐된 챔버 내에 플레이트를 배치하고, 분무된 LNP를 hBE 세포 상에 정착시킴으로써 토마토 레드 mRNA를 포함하는 LNP를 24-웰 플레이트 상에 분무하였다. 도 12에 나타난 바와 같이, 비처리된 웰은 임의의 신호를 나타내지 않았고, 반면 분무된 LNP로 처리된 웰은 토마토 레드 발현을 가진 세포를 포함하는 것으로 관찰되었다. 2개의 상이한 전달된 용량을 시험하였고, 200-μg 용량으로의 처리와 비교하여 400-μg 용량 후 증가된 발현이 관찰되었다.

실시예 9. 본 출원의 선택된 약리학적 화합물 및 CFTR mRNA/LNP 제제의 세포 내약성 및 CFTR 복원 효능을 검증하기 위한 hBE 세포에서의 경상피 저항 및 등가 경상피 전류 검정.

24 웰 Transwell® 플레이트 내의 투과성 지지체 상에서 성장되고, 첨단(apical) 공기-액체 계면(ALI)에 대해 분화되고/분극화된 인간 기관지 상피(hBE)의 경상피 저항(Rt)을 사용하여 본 출원의 mRNA/LNP 제제에 대한 인간 기관지 상피의 내약성을 평가하였다. > 50%의 기준선 Rt 감소는 상당한 것으로 간주되며 이는 장벽 상피 기능의 방해에 해당한다. 도 13a에 나타난 바와 같이, LNP 캡슐화 토마토 레드 리포터 mRNA 및 CFTR mRNA는 비히클 대비 Rt의 상당한 손실을 유도하지 않으며, 이는 ReCode mRNA/LNP 제제에 대한 인간 기관지 상피의 양호한 내약성을 시사한다. 예상된 바와 같이, TR 리포터 mRNA LNP로 처리된 hBE는 강한 TR 단백질 발현(도 13c 적색 형광 신호)에도 불구하고 검출 가능한 포르스콜린으로 유도된 전류(도 13b)는 나타나지 않았다. 결과는 TR 리포터 LNP가 hBE에서의 CFTR 활성의 양성 대조군으로서 사용되는 CFTR 치료제와 함께 양성 형질감염 대조군으로서 사용될 수 있음을 나타내었다.

실시예 10. F508del/F508del 대상체로부터의 분화된 1차 hBE 세포에서의 본 출원의 CFTR mRNA LNP 제제에 의한 F508del/F508del CFTR 돌연변이의 보정.

ReCode CFTR mRNA-캡슐화 LNP는 F508del/F508del CFTR hBE 모델에서의 CFTR의 상당한 복원을 나타내었다. 간략하게는, CFTR mRNA를 상이한 LNP 조성물로 캡슐화하였고, 첨단 액체 볼루스 또는 분무된 LNP 에어로졸에 대한 ALI hBE의 첨단 노출로서 F508del/F508del hBE 세포에 전달하였다. 계대 3에서의 F508del/F508del 유전자형을 가진 낭포성 섬유증 환자로부터 단리된 hBE 세포를 24 웰 Transwell® 플레이트에 시딩하고, 96시간 후 공기부양시켰다. Vertex ALI 배지를 사용하는 3 일/주 공급 루틴에 따라 세포를 성장시켰다. 5주 후 hBE 세포 배양물이 완전하게 분화된 것으로 간주되고, 분극화되어 TECC24 기능 검정을 위해 준비되었다. 처리하기 4일 전에 점액을 PBS 중의 3 mM DTT를 사용하여 hBE 배양물의 첨단 면으로부터 세척하였다. 처리하기 24시간 전에, 계획한 바에 따라 세포를 PBS로 세척하였고, 추가적으로 처리 당일 PBS로 세척하였고, 첨단으로 액체 볼루스를 사용하여 처리하거나 VitroCell 분무형 제제로 처리하였고, 24 또는 24+n24 시간 CO2 인큐베이션 이후에 시험하였다. 큰 Na⁺ 전도도를 억제하고 hBE에 전형적인 작은 단리 CFTR 매개된 Cl^- 전류를 기록하는 데 필요한 상이한 약리학적 제제에 대한 것을 제외하고, TECC 24 검정을 FRT 세포에 대해 기재한 것과 유사하게 수행하였다. 구체적으로, hBE 검정 순서는 배경 전류/저항 기록 간격(~8분), 6 μM 벤자밀(Benzamil)을 사용한 Na⁺ 전도의 억제 후의 기준선 Cl^-전류 기록 간격(~8분), 10 μM 포르스콜린 + 1 μM VX-770으로 유도된 CFTR 활성화 간격(~15분), 및 20 μM 부메타니드(Bumetanide)로 유도된 Cl - 전류 억제 간격(~10분)을 포함한다. hBE 경상피 등가 전류 트레이스[Ieq = Vt/(Rt-50), μA/cm]를 시간에 대해 재구성하였다. 포르스콜린/VX-770-유도된 Cl^-전류 응답을 포르스콜린/VX770과 NIH-172 첨가 사이의 시점에 대해 Ieq 곡선하면적(Ieq AUC)으로 계산하였다. Ieq AUC/분 값을 통계적으로 입증하였고, 실험 샘플에 대해 비교하였다. 도 14a에 나타난 바와 같이, HA-CFTR mRNA 5A2-SC8 및 DOTAP 제제를 포함하는 LNP로의 첨단 볼루스 처리는 F508del/F508del hBE에서 포르스콜린-의존적 Cl^- 전류를 회복시켰고 이는 양성 약리학적 대조군(VX-809)와 비교하여 동등하거나 더 나은 CFTR 기능의 복원을 시사한다. VitroCell-분무형 첨단 에어로졸로의 F508del/F508del hBE의 처리는 또한 CFTR 활성을 회복시켰다.

실시예 11. 본 출원의 CFTR mRNA 제제를 사용한 CFTR 돌연변이체 hBE에서의 CFTR 기능의 회복

ReCode CFTR mRNA 캡슐화 LNP를 CFTR 돌연변이체(예컨대 R553X/F508del) hBE에서의 CFTR 기능의 복원에 대해 검증하였다. 간략하게는, CFTR mRNA를 상이한 LNP 조성물과 조합하고, 상기 F508del/F508del hBE에 대해 기재된 것과 유사한 프로토콜에 따라 CFTR 돌연변이체(예컨대 R553X/F508del) hBE 세포에 전달하였다. 도 15a에 나타난 바와 같이, LNP(4A3-SC7 및 DODAP 포함)를 사용하는 분무를 통한 HA-CFTR mRNA의 전달은 세포에서 CFTR의 발현을 생성하였다. 도 15b에 나타난 바와 같이, 분무를 통한 CFTR mRNA를 포함하는 조성물의 전달은 또한 기능 복원에 효과적인 것을 나타내었다.

실시예 12. G542X/F508del 대상체로부터의 분화된 1차 hBE 세포에서의 본 출원의 CFTR mRNA LNP 제제에 의한 G542X/F508del CFTR 돌연변이의 보정

ReCode CFTR mRNA 캡슐화 LNP는 G542X /F508del CFTR hBE 모델에서 CFTR의 상당한 복원을 나타내었다. 간략하게는, CFTR mRNA를 상이한 LNP 조성물로 캡슐화하였고, 첨단 액체 볼루스 또는 분무된 LNP 에어로졸에 대한 ALI hBE의 첨단 노출로 G542X/F508del hBE 세포에 전달하였다. 계대 3에서의 G542X /F508del 유전자형을 가진 낭포성 섬유증 환자로부터 단리된 hBE 세포를 24 웰 Transwell® 플레이트에 시딩하고, 96시간 후 공기부양시켰다. Vertex ALI 배지를 사용하는 3일/주 공급 루틴에 따라 세포를 성장시켰다. 5주 후 hBE 세포 배양물이 완전하게 분화된 것으로 간주되고, 분극화되어 TECC24 기능 검정을 위해 준비되었다. 처리하기 4일 전에 점액을 PBS 중의 3 mM DTT를 사용하여 hBE 배양물의 첨단 면으로부터 세척하였다. 처리하기 24시간 전에, 세포를 PBS로 세척하였고, 추가적으로 처리 당일 PBS로 세척하였고, 첨단으로 액체 볼루스를 사용하여 처리하거나 VitroCell 분무형 제제로 처리하였고, 처리 시점 후의 24 또는 24+n24 12시간, 24시간, 48시간, 72시간, 또는 96시간 CO2 인큐베이션 이후에 시험하였다. 구체적으로, hBE 검정 순서는 배경 (초기) 전류/저항 기록 간격(~8분), 기준선 Cl^-전류 기록 간격(6 μM 벤자밀을 사용한 Na⁺ 전도의 억제 후 ~8분), 10 μM 포르스콜린 + 1 μM VX-770으로 유도된 CFTR 활성화 간격(~15분), 및 20 μM 부메타니드로 유도된 Cl - 전류 억제 간격(~10분)을 포함한다. hBE 경상피 등가 전류 트레이스[Ieq = Vt/(Rt-50), μA/cm]를 시간에 대해 재구성하였다. 포르스콜린/VX-770-유도된 Cl^-전류 응답을 포르스콜린/VX770과 NIH-172 첨가 사이의 시점에 대해 Ieq 곡선하면적(Ieq AUC)으로 계산하였다. Ieq AUC/분 값을 통계적으로 입증하였고, 실험 샘플에 대해 비교하였다. 도 16a에 나타난 바와 같이, CFTR mRNA를 포함하는 LNP로의 첨단 볼루스 처리는 G542X/F508del hBE에서 포르스콜린-의존적 Cl^- 전류를 회복시켰고, 이는 양성 약리학적 대조군(VX-809 및 트리카프타(Trikafta))와 비교하여 동등하거나 더 나은 CFTR 기능의 복원을 시사한다. 또한, Transwell® 투과성 지지체 상의 ALI에서 성장된

F508-HBE에서의 포르스콜린으로 유도되고 부메타니드로 억제된 Cl- 전류의 대표적인 트레이스가 도 16a에 나타나 있다. 단일 용량의 에어로졸화된 CFTR mRNA LNP, VX-809 및 트리카프타 균등물을 사용하여 처리 후 1일차에 MTECC24 검정을 수행하였다. 도 16b는 등가 전류 AUC/분으로 나타낸 상대적인 CFTR 기능 활성을 나타낸다. 도 16c는 처리 독성의 상대적 기준으로서의 초기 경상피 저항을 나타낸다. 도 16d는 CFTR에 대한 단백질 블롯을 나타내고, CFTR 단백질이 CFTR mRNA 처리 세포에서 성공적으로 생성되고, 루마카프토르(Lumacaftor)(3 μM VX-809) 또는 트리카프타(포르스콜린이 함께 첨가된 3.3 μM VX-661 + 3μM VX-445 및 1 μM VX-770)로 처리된 세포인 양성 약리학적 대조군보다 유사하거나 더 많은 양으로 생성되었음을 입증한다.

유사한 검정에서, CFTR mRNA LNP 제제를 1주 2회 투여 스케줄에 기초하여 반복적으로 투여하였다. CFTR 기능을 결정하기 위한 유사한 프로토콜을 사용하여, 반복된 투여는 각 용량 후 CFTR 기능을 나타내었다. 도 17a 및 도 17b는 각 용량이 음성 대조군보다 개선된 CFTR 기능을 일으킬 수 있음을 나타낸다.

실시예 13. 특정 폐 세포로의 mRNA 전달

hBE 배양물(인간 기관지 상피 배양물)에서 상이한 세포 유형에서의 TR(토마토 레드) mRNA의 발현을 분석하였다. TR mRNA를 LNP에 로딩하고, 첨단 볼루스 투여(상부 패널) 또는 에어로졸 전달(하부 패널)을 사용하여 고분화된 인간 기관지 상피 배양물에 전달하였다. 다양한 세포 유형에서의 TR 단백질 발현을 관찰하였고, 상이한 세포 유형에서의 TR 양성 세포의 백분율을 플롯팅하였다. 도 18의 상부 패널에 나타난 바와 같이, TR 발현은 배상 세포에서 강하게 관찰되었고, 기저 및 클럽 세포에서 적게 발현되고 섬모 세포에서 최소로 발현된 것으로 관찰되었다. 도 18은 또한 고분화된 인간 hBE 세포가 Vitrocell 분무를 사용하여 RTX0001 제제화 Td Tomato mRNA(4 mg)로 1회 처리되었음을 나타낸다. % 양성 세포는 나타낸 마커를 사용한 공편재화에 의해 결정되었다. 이는 LNP 제제가 전달을 위한 특정 선택된 폐 세포 유형으로 선택적으로 전달될 수 있음을 입증한다.

실시예 14. 대상체로의 CFTR mRNA 전달의 검출

낭포성 섬유증을 갖거나 가지는 것으로 의심되는 대상체는 본원의 임의의 곳에 기재된 바와 같은 조성물을 투여하는 것에 의해 처리를 받는다. 대상체는 폐에서의 CFTR 발현에 대해 일정 간격으로 모니터링된다. 폐의 섬모 세포를 포함하는 대상체로부터의 폐 조직의 샘플을 취한다. 세포를 수확하고 RNA 단리를 위해 준비한다. 첫 번째 가닥 합성 키트 및 무작위 육량체를 사용하여 RNA로부터 cDNA를 생성한다. CFTR에 대해 특이적인 정방향 및 역방향 프라이머 및 형광 프로브의 세트, 및 발현 정규화를 위한 대조군 또는 하우스키핑 유전자에 대해 특이적인 제2 세트를 사용하여 qPCR 반응을 실시한다. CFTR의 발현은 CFTR 프로브에 상응하는 형광 판독을 사용하여 검출된다.

실시예 15. 인간 대상체에 대한 임상 시험

최대 허용 용량, 용량 제한 독성, 및 단일 상승 용량(SAD) 및 다중 상승 용량(MAD)을 통한 안전성 연구를 위해 ReCode CFTR mRNA 캡슐화 LNP를 낭포성 섬유증을 갖는 인간 대상체에 투여한다. 3개월 기간에 걸쳐 인간 대상체에 대해 SAD 및 MAD 연구를 시험한다. 추가적으로 내약성 및 독성의 장기간 연장 연구를 오픈-라벨 연장 연구(OLE)에서 대상체를 시험한다. 9개월에 걸쳐 인간 대상체에 대해 OLE 연구를 시험한다. SAD, MAD, 및 OLE 연구에서, 인간 대상체의 코호트를 저용량의 ReCode CFTR mRNA 캡슐화 LNP, 고용량의 ReCode CFTR mRNA 캡슐화 LNP, 또는 위약을 사용하여 시험한다. 또한, ReCode CFTR mRNA 캡슐화 LNP의 투여 전과 치료 효능을 평가하기 위한 처리 후에 인간 대상체의 FEV1의 백분율의 절대적 변화를 비교한다. 연구의 개요는 도 19에 나타나 있다.

실시양태가 단지 예로서 제공된다는 것은 본 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명은 명세서 내에 제공된 특정 실시예에 의해 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명은 상술한 명세서를 참조하여 기재되어 있지만, 본원의 실시양태의 설명 및 예시가 제한적인 의미로 해석되는 것을 의미하지 않는다. 다수의 변형, 변화, 및 치환이 이제 본 발명을 벗어나지 않고 본 기술분야의 당업자에게 일어날 것이다. 또한, 본 발명의 모든 양태는 다양한 조건 및 변수에 따라 달라지는 본원에 제시된 특정 묘사, 구성 또는 상대적인 비율로 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 본원에 기재된 본 발명의 실시양태에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시하는 데 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 또한 임의의 이러한 대안예, 수정예, 변형예 또는 균등물을 포괄하는 것으로 고려된다. 하기 청구항은 본 발명의 범위를 정의하고, 이 청구항의 범위 내의 방법 및 구조 및 그것의 균등물이 이에 의해 포괄되는 것으로 의도된다.

Claims

낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하는 합성 폴리뉴클레오티드로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 하나 이상의 뉴클레오시드 유사체(들)를 포함하는, 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 1-메틸슈도우리딘을 포함하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하는 합성 폴리뉴클레오티드로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 서열 번호 1-4 및 23으로부터 선택되는 서열의 적어도 100, 300, 500, 700, 900, 또는 1,000개의 염기에 대해 적어도 약 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 핵산 서열(예를 들어, 오픈 리딩 프레임(ORF) 서열)을 포함하는, 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 핵산 서열은 약 115, 110, 105, 100, 95, 또는 90개 미만의 UU 또는 TT 디뉴클레오티드를 포함하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 핵산 서열은 아르기닌을 코딩하는 적어도 2개의 동의 코돈을 포함하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 핵산 서열은 아르기닌을 코딩하는 적어도 3개의 동의 코돈을 포함하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 핵산 서열의 모든 아르기닌 코딩 코돈의 최대 약 70%, 65%, 60%, 55%, 또는 50%가 AGA 코돈인 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 핵산 서열은 서열 번호 5에 대한 적어도 100, 300, 500, 700, 900, 또는 1,000개의 인접한 아미노산 잔기에 대해 적어도 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 서열 동일성을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩티드를 코딩하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 메신저 리보핵산(mRNA)인 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 3'- 또는 5'-비암호화 영역을 추가로 포함하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제10항에 있어서, 상기 3'- 또는 5'-비암호화 영역은 세포 내에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩되는 상기 CFTR 단백질의 발현 또는 활성을 향상시키는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 5' 캡 구조를 추가로 포함하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제1항에 있어서, 상기 3' 비암호화 영역은 폴리 아데노신 테일을 포함하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제13항에 있어서, 상기 폴리 아데노신 테일은 최대 200개의 아데노신을 포함하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제13항에 있어서, 상기 폴리 아데노신 테일은 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 약동학적 특성을 개선하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
제15항에 있어서, 상기 폴리 아데노신 테일은 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 연장된 반감기를 개선하는 것인 합성 폴리뉴클레오티드.
지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 약학적 조성물로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은
이온화 가능한 양이온성 지질; 및
상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질
을 포함하는, 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 이온화 가능한 양이온성 지질을 포함하는 것인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 이온화 가능한 양이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 질량 또는 중량 비는 약 50:1, 40:1, 30:1, 20:1, 15:1 또는 10:1 이하인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 SORT 지질은 영구적 양이온성 지질인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 SORT 지질은 제2 이온화 가능한 양이온성 지질인 약학적 조성물.
제21항에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 65%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함하는 것인 약학적 조성물.
제21항에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 30%의 몰백분율로 상기 SORT 지질을 포함하는 것인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 지질 조성물은 양쪽이온성 지질(예를 들어, 인지질)을 추가로 포함하는 것인 약학적 조성물.
제24항에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 5% 내지 약 25%의 몰백분율로 상기 양쪽이온성 지질을 포함하는 것인 약학적 조성물.
제24항에 있어서, 상기 양쪽이온성 지질 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 몰비는 약 50:1, 40:1, 30:1, 또는 20:1 이하인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 지질 조성물은 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 추가로 포함하는 것인 약학적 조성물.
제27항에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 15% 내지 약 46%의 몰백분율로 상기 스테로이드 또는 스테로이드 유도체를 포함하는 것인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 지질 조성물은 중합체 접합된 지질(예를 들어, 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG) 접합된 지질)을 추가로 포함하는 것인 약학적 조성물.
제29항에 있어서, 상기 지질 조성물은 약 0.5% 내지 약 10%의 몰백분율로 상기 중합체 접합된 지질을 포함하는 것인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 지질 조성물의 질소 대 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 포스페이트의 몰비(N/P 비)는 약 50:1, 40:1, 30:1, 또는 20:1 이하인 약학적 조성물.
제31항에 있어서, 상기 N/P 비는 약 5:1 내지 약 30:1인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드 대 상기 지질 조성물의 총 지질의 질량 또는 중량 비는 약 1:20, 1:50, 또는 1:100 이하인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 SORT 지질은 영구적으로 양전하로 하전된 모이어티(예를 들어, 4차 암모늄 이온)을 포함하는 것인 약학적 조성물.
제34항에 있어서, 상기 SORT 지질은 반대이온을 포함하는 것인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 SORT 지질은 포스포콜린 지질(예를 들어, 포화 또는 불포화)인 약학적 조성물.
제36항에 있어서, 상기 SORT 지질은 에틸포스포콜린인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 헤드기를 포함하는 것인 약학적 조성물: , 상기 식에서 L은 (예를 들어, 생분해성) 링커이고; Z⁺는 양전하로 하전된 모이어티(예를 들어, 4차 암모늄 이온)이고; X^-는 반대이온이다.
제38항에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 것인 약학적 조성물: , 상기 식에서, R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 임의로 치환된 C₆-C₂₄ 알킬, 또는 임의로 치환된 C₆-C₂₄ 알케닐이다.
제38항에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 것인 약학적 조성물: .
제40항에 있어서, L은 이고, 여기서:
p 및 q는 각각 독립적으로 1, 2, 또는 3이고;
R⁴는 임의로 치환된 C₁-C₆ 알킬인 약학적 조성물.
제38항에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 것인 약학적 조성물: 상기 식에서:
R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 알킬_(C8-C24), 알케닐_(C8-C24), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;
R₃, R₃' 및 R₃"는 각각 독립적으로 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;
R₄는 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;
X^-는 1가의 음이온이다.
제17항에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 것인 약학적 조성물:

상기 식에서:
R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 알킬_(C8-C24), 알케닐_(C8-C24), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;
R₃, R₃' 및 R₃"는 각각 독립적으로 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;
X^-는 1가의 음이온이다.
제17항에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 것인 약학적 조성물:

상기 식에서:
R₄ 및 R₄'는 각각 독립적으로 알킬_(C6-C24), 알케닐_(C6-C24), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;
R₄"는 알킬_(C≤24), 알케닐_(C≤24), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;
R₄"'는 알킬_(C1-C8), 알케닐_(C2-C8), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;
X₂는 1가의 음이온이다.
제17항에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 것인 약학적 조성물:
상기 식에서:
R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 알킬_(C8-C24), 알케닐_(C8-C24), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;
R₃, R₃' 및 R₃"는 각각 독립적으로 알킬_(C≤6) 또는 치환된 알킬_(C≤6)이고;
X^-는 1가의 음이온이다.
제17항에 있어서, 상기 SORT 지질은 하기 구조식을 갖는 것인 약학적 조성물:
상기 식에서:
R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 알킬_(C8-C24), 알케닐_(C8-C24), 또는 어느 하나의 기의 치환된 형태이고;
R₃는 수소, 알킬_(C≤6), 또는 치환된 알킬_(C≤6), 또는 -Y₁-R₄이고, 여기서:
Y₁은 알칸디일_(C≤6) 또는 치환된 알칸디일_(C≤6)임;
R₄는 아실옥시_(C≤8-24) 또는 치환된 아실옥시_(C≤8-24)이다.
제17항에 있어서, 상기 약학적 조성물은 에어로졸 조성물인 약학적 조성물.
제45항에 있어서, 상기 에어로졸 조성물은 0.5 마이크론(μm) 내지 10 μm의 액적 크기를 갖는 것인 약학적 조성물.
제45항에 있어서, 상기 에어로졸 조성물은 0.5 μm 내지 10 μm의 중앙 액적 크기를 갖는 것인 약학적 조성물.
제45항에 있어서, 상기 에어로졸 조성물은 0.5 μm 내지 10 μm의 평균 액적 크기를 갖는 것인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 약학적 조성물은 에어로졸 투여를 위해 제제화되는 것인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 약학적 조성물은 첨단 투여를 위해 제제화되는 것인 약학적 조성물.
제17항에 있어서, 상기 약학적 조성물은 분무를 위해 제제화되는 것인 약학적 조성물.
세포에서 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질의 발현 또는 활성을 향상시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은
지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물과 상기 세포를 접촉시키고, 이에 의해 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계로서,
상기 합성 폴리뉴클레오티드는 CFTR 단백질을 코딩하고; 상기 지질 조성물은
이온화 가능한 양이온성 지질; 및
상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질
을 포함하고, 임의로, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은 상기 접촉이 없는 복수의 참조 세포의 것과 비교하여, 상기 세포를 포함하는 복수의 세포의 경상피 이온 수송 특성의 변화를 측정하여 결정되는 단계를 포함하는, 세포에서 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질의 발현 또는 활성을 향상시키기 위한 방법.
제54항에 있어서, 상기 접촉은 반복되는 것인 방법.
제55항에 있어서, 상기 접촉은 적어도 1주 1회인 방법.
제55항에 있어서, 상기 접촉은 적어도 1주 2회인 방법.
제54항에 있어서, 상기 방법은 각각의 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 접촉은 제1 접촉이고, 상기 방법은 상기 제1 접촉 후 적어도 1, 2, 또는 3일(들)차에 임의로 수행되는 제2 접촉을 포함하는 것인 방법.
제59항에 있어서, 제3 접촉을 추가로 포함하며, 임의로 상기 제3 접촉은 상기 제2 접촉 후 적어도 1, 2, 또는 3일(들)차에 수행되는 것인 방법.
제59항에 있어서, 상기 방법은 상기 제2 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 것인 방법.
제60항에 있어서, 상기 방법은 상기 제3 접촉 후 적어도 24시간 시점에 상기 세포에서 CFTR 단백질의 기능적 변이체의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 접촉은 상기 지질 조성물과 조합되는 상기 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 상기 조성물을 대상체에 투여하는 것을 포함하는 것인 방법.
제63항에 있어서, 상기 대상체는 포유동물인 방법.
제63항에 있어서, 상기 대상체는 인간인 방법.
제63항에 있어서, 상기 투여는 분무에 의한 흡입을 포함하는 것인 방법.
제54항에 있어서, 각각의 접촉에 있어서의 상기 조성물은 동일한 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 세포는 폐 기도 세포인 방법.
제68항에 있어서, 상기 세포는 폐 분비 세포인 방법.
제68항에 있어서, 상기 세포는 기관지 상피 세포인 방법.
제54항에 있어서, 상기 세포는 미분화된 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 세포는 분화된 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 세포는 상기 대상체로부터 유래된 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 접촉은 생체내에서 이루어지는 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 접촉은 시험관내에서 이루어지는 것인 방법.
제54항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉은 생체외에서 이루어지는 것인 방법.
제54항에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체는 야생형 CFTR 단백질인 방법.
제54항에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체는 전장 CFTR 단백질인 방법.
제54항에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은, 예를 들어, 시험관내 검정에서 결정될 때, 적어도 약 5 마이크로-암페어(μA)의 경상피 전류에 상응하는 것인 방법.
제79항에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은 약 5 마이크로-암페어(μA) 내지 약 30 μA의 경상피 전류에 상응하는 것인 방법.
제54항에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은, 예를 들어, 시험관내 검정에서 결정될 때, 적어도 약 2 마이크로-암페어(μA)/평방 센티미터/분(μA·cm^-2·min^-1)의 경상피 전류에 상응하는 것인 방법.
제81항에 있어서, CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 상기 치료적으로 유효한 활성은 약 2 마이크로-암페어(μA)/평방 센티미터/분(μA·cm^-2·min^-1) 내지 약 20 μA·cm^-2·min^-1의 경상피 전류에 상응하는 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 방법은 상응하는 대조군(예를 들어, 상기 접촉이 없는 상응하는 세포의 것)에 비해 상기 세포에서 (예를 들어, 적어도 약 1.1배만큼) CFTR 단백질의 상기 기능적 변이체의 양 또는 활성을 증가시키는 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 방법은 상응하는 대조군(예를 들어, 상기 접촉이 없는 상응하는 세포의 것)에 비해 상기 세포에서 (예를 들어, 적어도 약 1.1배만큼) (예를 들어, 염화물) 이온 수송을 향상시키는 것인 방법.
제54항에 있어서, 상기 대상체는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 유전자에서 돌연변이를 나타내거나 이를 나타내는 것으로 결정된 것인 방법.
제85항에 있어서, 상기 돌연변이는 기능 상실 돌연변이인 방법.
제85항에 있어서, 상기 돌연변이는 넌센스 또는 프레임쉬프트 돌연변이인 방법.
제85항에 있어서, 상기 돌연변이는 CFTR 유전자의 엑손 11-27 중 하나 이상에 존재하는 것인 방법.
제85항에 있어서, 상기 돌연변이는 R553X, G542X, F508del, 또는 R1162X, 또는 이들의 조합인 방법.
폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달을 위한 방법으로서, 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 상기 대상체의 폐 분비 세포에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적으로 유효한 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은
이온화 가능한 양이온성 지질; 및
상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질
을 포함하고, 임의로, 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 상기 치료적으로 유효한 활성은 상기 접촉이 없는 참조 폐의 것과 비교하여, 상기 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포를 포함하는 폐의 경상피 이온 수송 특성의 변화를 측정하여 결정되는 단계를 포함하는, 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달을 위한 방법.
폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달을 위한 방법으로서, 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 상기 대상체의 폐 비-분비 세포 또는 비-기저 세포에서의 것과 비교하여, 상기 대상체의 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포에서 더 큰 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은
이온화 가능한 양이온성 지질; 및
상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질
을 포함하는 단계를 포함하는, 폐 분비 세포 또는 폐 기저 세포 전달을 위한 방법.
제91항에 있어서, 상기 방법은 (i) 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 적어도 약 50%, 55%, 또는 60%가 폐 분비 세포, 폐 기저 세포, 또는 이들의 조합에서 검출되는 것; 또는 (ii) 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 (예를 들어, 폐) 발현의 최대 약 50%, 45%, 또는 40%가 폐 비-분비 세포, 폐 비-기저 세포, 또는 이들의 조합에서 검출되는 것을 특징으로 하는 것인 방법.
제91항에 있어서, 상기 폐 비-분비 세포는 폐 섬모 세포인 방법.
제91항에 있어서, 상기 폐 비-분비 세포는 폐 기저 세포인 방법.
폐 분비 세포 전달을 위한 방법으로서, 지질 조성물과 조합되는 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 조성물을 대상체에 투여하고, 이에 의해 상기 대상체의 폐 분비 세포의 적어도 5%에서 상기 합성 폴리뉴클레오티드의 치료적 양 또는 활성을 생성하는 단계로서, 상기 합성 폴리뉴클레오티드는 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR) 단백질을 코딩하고, 상기 지질 조성물은
이온화 가능한 양이온성 지질; 및
상기 이온화 가능한 양이온성 지질과 별도의 선택적 기관 표적화(SORT) 지질을 포함하는 단계를 포함하는, 폐 분비 세포 전달을 위한 방법.
제95항에 있어서, 상기 투여는 상기 지질 조성물과 조합되는 상기 합성 폴리뉴클레오티드를 포함하는 상기 조성물을 상기 대상체의 폐에 투여하는 것을 포함하는 것인 방법.
제95항에 있어서, 상기 폐 분비 세포는 클럽 세포 또는 배상 세포인 방법.
낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR)-관련 병태를 갖거나 가지는 것으로 의심되는 대상체를 치료하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 제17항의 약학적 조성물을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함하는, 낭포성 섬유증 막횡단 전도 조절인자(CFTR)-관련 병태를 갖거나 가지는 것으로 의심되는 대상체를 치료하기 위한 방법.
제98항에 있어서, 상기 CFTR-관련 병태는 낭포성 섬유증, 유전성 폐기종, 또는 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)인 방법.
제98항에 있어서, 상기 투여는 국소 투여를 포함하는 것인 방법.
제98항에 있어서, 상기 투여는 분무를 포함하는 것인 방법.