The identified multi coupling oligonucleotides can have predetermined size and composition. For example, in multiple implementation schemes, the identified multiple coupling oligonucleotides may have favorable characteristics, such as the multiple coupling siRNA (i.e., two, three or more siRNA) with enhanced intracellular delivery and / or multiple gene silencing effects. In a number of embodiments, the identified multi coupling oligonucleotides can be synthesized through new synthetic intermediates and methods. For example, multiple coupling oligonucleotides can be used in the reduction of gene expression, biological research, treatment, or preventive medicine, or for producing new or altered phenotypes in cells or organisms.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定的多偶联寡核苷酸专利
本专利技术涉及具有预定大小和组成的确定的多偶联寡核苷酸。例如,在多个实施方案中,本专利技术涉及具有有利特性的确定的多偶联寡核苷酸,例如是具有增强的细胞内递送和/或多基因沉默效应的确定的多偶联siRNA(即,包括两个、三个或更多个siRNA)的形式。在多个实施方案中,本专利技术还涉及合成确定的多偶联寡核苷酸的新的合成中间体和方法。本专利技术还涉及例如在减少基因表达、生物学研究、治疗或预防医学状况中使用确定的多偶联寡核苷酸,或用于在细胞或生物体中产生新的或改变的表型的方法。专利技术背景目前有许多新的治疗和生物工程方式涉及递送生物学活性分子,仅举几例,例如小的干扰RNA(siRNA)和microRNA(miRNA),其穿过细胞膜和细胞壁以在细胞内产生生物学效应来抑制蛋白质产生(例如在siRNA和miRNA的情况下)。递送到细胞中的其他技术和/或生物活性分子具有增强基因表达和蛋白质产生的作用。然而,处于其天然状态的RNA和其他寡核苷酸在体内是不稳定的并且在短时间内容易分解。而且,它们中的许多像RNA是阴离子型的,其使得细胞膜传输困难,导致细胞内递送效率低。以siRNA为例,增加其递送效率的努力包括通过siRNA与各种阳离子载体材料(例如阳离子聚合物、脂质或肽)的离子键合来制备纳米尺寸的离子复合物。Jeongetal.,BioconjugateChem,20(1):5-14(2009)。然而,存在与稳定的siRNA/阳离子载体复合物的制备相关的挑战。提高寡核苷酸如siRNA的递送效率的其他努力包括寡核苷酸与特定细胞靶向部分的偶联。例如, ...
【技术保护点】
根据结构1的化合物:X‑R1‑R2‑A‑R3‑B (结构1)其中:X是通过其3’或5’末端与R1键合的核酸;R1为磷酸二酯、硫代磷酸二酯、硫酸酯、酰胺、乙二醇或不存在;R2是C2‑C10烷基、烷氧基或芳基,或不存在;A是亲核体和亲电体的反应产物;R3是C2‑C10烷基、烷氧基、芳基、烷基二硫基、醚、硫醚、硫代丙酸酯或二硫化物;和B是亲核体或亲电体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.15 US 62/175,709;2015.06.15 US 62/175,714;1.根据结构1的化合物:X-R1-R2-A-R3-B(结构1)其中:X是通过其3’或5’末端与R1键合的核酸;R1为磷酸二酯、硫代磷酸二酯、硫酸酯、酰胺、乙二醇或不存在;R2是C2-C10烷基、烷氧基或芳基,或不存在;A是亲核体和亲电体的反应产物;R3是C2-C10烷基、烷氧基、芳基、烷基二硫基、醚、硫醚、硫代丙酸酯或二硫化物;和B是亲核体或亲电体。2.权利要求1的化合物,其中A的亲核体和亲电体包含巯基和马来酰亚胺、巯基和乙烯基砜、巯基和吡啶基二硫化物、巯基和碘乙酰胺、巯基和丙烯酸酯、叠氮化物和炔烃,或胺和羧基。3.权利要求1至2中任一项的化合物,其中B的亲核体或亲电体包含巯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、吡啶基二硫化物、碘乙酰胺、丙烯酸酯、叠氮化物、炔烃、胺或羧基。4.权利要求1的化合物,其中:R1是磷酸二酯或硫代磷酸二酯;R2是C2-C10烷基;A是巯基和马来酰亚胺的反应产物;R3是二硫化物;和B是巯基或马来酰亚胺。5.权利要求1至4中任一项的化合物,其中X是siRNA。6.权利要求1至5中任一项的化合物,其中所述核酸是RNA、DNA,或者包含人造或非天然核酸类似物。7.权利要求6的化合物,其中所述核酸是DNA。8.权利要求7的化合物,其中所述DNA是反义DNA(aDNA)或反义gapmer。9.权利要求6的化合物,其中所述核酸是RNA。10.权利要求9的化合物,其中所述RNA是反义RNA(aRNA)、CRISPRRNA(crRNA)、长非编码RNA(lncRNA)、microRNA(miRNA)、piwi相互作用RNA(piRNA)、小干扰RNA(siRNA)、信使RNA(mRNA)、短发夹RNA(shRNA)、小活化(saRNA)、antagomir或核酶。11.权利要求1至10中任一项的化合物,其中所述核酸是适体。12.权利要求1至11中任一项的化合物,其中所述核酸进一步包括化学修饰。13.权利要求12的化合物,其中所述化学修饰包括修饰的核苷、修饰的主链、修饰的糖或修饰的末端。14.权利要求1至13中任一项的化合物,还包含靶向配体。15.权利要求14的化合物,其中所述靶向配体与所述核酸结合。16.权利要求15的化合物,其中所述靶向配体通过其3’或5’末端与所述核酸键合。17.权利要求14至16中任一项的化合物,其中所述靶向配体包含N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)、胆固醇、生育酚、叶酸、2-[3-(1,3-二羧基丙基)-脲基]戊二酸(DUPA)或茴香酰胺。18.权利要求1至17中任一项的化合物,其中所述核酸是单链的。19.权利要求1至17中任一项的化合物,其中所述核酸是双链的。20.权利要求1至19中任一项的化合物,其中所述核酸长度为15-30、17-27、19-26、20-25、40-50、40-150、100-300、1000-2000或至多10000个核苷酸。21.权利要求1至20中任一项的化合物,其中R1是磷酸二酯或硫代磷酸二酯。22.权利要求1至21中任一项的化合物,其中R2是C2-C10、C3-C6或C6烷基。23.权利要求1至22中任一项的化合物,其中A是巯基和马来酰亚胺基团的反应产物。24.权利要求1至23中任一项的化合物,其中R3是硫代丙酸酯或二硫化物。25.权利要求1至24中任一项的化合物,其中R3包含在细胞内条件下可切割的接头。26.权利要求1至25中任一项的化合物,其中B包含与A相同的基团之一。27.权利要求1至26中任一项的化合物,其中B包含与A不同的基团。28.权利要求1至27中任一项的化合物,其中所述化合物为至少75、80、85、90、95、96、97、98、99或100%纯。29.权利要求1至27中任一项的化合物,其中所述化合物为约85-95%纯。30.根据结构2的化合物:其中:X是在其3’或5’末端经由磷酸酯或硫代磷酸酯与R1键合的核酸;每个R1独立地为C2-C10烷基、烷氧基或芳基;和R2是硫代丙酸酯或二硫化物基团。31.权利要求30的化合物,其中R1-R2-R1在细胞内条件下是可切割的。32.权利要求30的化合物,其中X包含siRNA。33.权利要求30的化合物,其中所述化合物为至少75、80、85、90、95、96、97、98、99或100%纯。34.权利要求30的化合物,其中所述化合物为约85-95%纯。35.权利要求30至34中任一项的化合物,其中部分包含DTME(二硫代双马来酰亚胺乙烷)、BM(PEG)2(1,8-双(马来酰亚胺基)二甘醇)、BM(PEG)3(1,11-双马来酰亚胺-三甘醇)、BMOE(双马来酰亚胺乙烷)、BMH(双马来酰亚胺己烷)或BMB(1,4-双马来酰亚胺丁烷)的反应产物。36.根据结构3的化合物:X-R1-R2-A-R3-B(结构3)其中:X是通过其3’或5’末端与R1键合的核酸;R1是磷酸酯、硫代磷酸酯、硫酸酯、酰胺、乙二醇,或不存在;R2是C2-C10烷基、烷氧基或芳基,或不存在;A是第一和第二反应部分的反应产物;R3是C2-C10烷基、烷氧基、芳基、烷氧基、烷基二硫基、醚、硫醚、硫代丙酸酯或二硫化物;和B是第三反应部分。37.权利要求36的化合物,其中A-R3-B在细胞内条件下是可切割的。38.权利要求36的化合物,其中X包含siRNA。39.权利要求36的化合物,其中所述化合物为至少75、80、85、90、95、96、97、98、99或100%纯。40.权利要求36的化合物,其中所述化合物为约85-95%纯。41.用于合成根据权利要求1至40中任一项的化合物的方法,所述方法包括:在X-R1-R2-A’的稀释溶液中并且利用化学计量过量的A”-R3-B使功能化的核酸X-R1-R2-A’和共价接头A”-R3–B反应,其中A’和A”包含亲核体和亲电体,由此形成化合物X-R1-R2-A-R3-B(结构1)其中:X是通过其3’或5’末端与R1键合的核酸;R1为磷酸二酯、硫代磷酸二酯、硫酸酯、酰胺、乙二醇或不存在;R2是C2-C10烷基、烷氧基或芳基,或不存在;A是亲核体和亲电体的反应产物;R3是C2-C10烷基、烷氧基、芳基、烷基二硫基、醚、硫醚、硫代丙酸酯或二硫化物;和B是亲核体或亲电体。42.权利要求41的方法,进一步包括通过以下合成功能化核酸X-R1-R2-A’的步骤,其中A’包含巯基(-SH):(i)在核酸的固相合成过程中使用亚磷酰胺寡聚化化学引入巯基或(ii)还原在固相合成过程中引入的二硫化物。43.权利要求41至42中任一项的方法,其包括合成权利要求30的化合物44.权利要求41至43中任一项的方法,其中所述反应在基本上有利于结构1或2的形成并基本上防止X的二聚体化的条件下进行。45.权利要求41至44中任一项的方法,其中使所述功能化核酸X-R1-R2-A’和所述共价接头A”-R3-B反应在低于约1mM、500μM、250μM、100μM或50μM的X-R1-R2-A’浓度下进行。46.权利要求41至44中任一项的方法,其中使所述功能化核酸X-R1-R2-A’和所述共价接头A”-R3-B反应在约1mM、500μM、250μM、100μM或50μM的X-R1-R2-A’浓度下进行。47.权利要求41至46中任一项的方法,其中使所述功能化核酸X-R1-R2-A’和所述共价接头A”-R3-B反应用至少约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50或100摩尔过量的A”-R3-B进行。48.权利要求41至46中任一项的方法,其中使所述功能化核酸X-R1-R2-A’和所述共价接头A”-R3-B反应用约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50或100摩尔过量的A”-R3-B进行。49.权利要求41至48中任一项的方法,其中使所述功能化核酸X-R1-R2-A’和共价接头A”-R3-B在低于约7、6、5或4的pH下进行。50.权利要求41至48中任一项的方法,其中使所述功能化核酸X-R1-R2-A’和共价接头A”-R3-B在约7、6、5或4的pH下进行。51.权利要求41至50中任一项的方法,其中使所述功能化核酸X-R1-R2-A’和所述共价接头A”-R3-B反应在包含水和水混溶性有机物共溶剂的溶液中进行。52.权利要求51的方法,其中所述水混溶性有机共溶剂包含DMF、NMP、DMSO或乙腈。53.权利要求51或52中任一项的方法,其中所述水混溶性有机共溶剂包括所述溶液的约10、15、20、25、30、40或50%(v/v)。54.根据结构4的分离的化合物:其中:每个都是双链寡核苷酸,其被设计为在体内与相同的分子靶标反应,并且●是在其3’或5’末端连接相邻单链寡核苷酸的单链并具有结构-R1-R2-A-R3-A-R2-R1-的共价接头,其中:每个R1独立地为磷酸二酯、硫代磷酸二酯、硫酸酯、酰胺、乙二醇,或不存在;每个R2独立地为C2-C10烷基、烷氧基或芳基,或不存在;每个A独立地为亲核体和亲电体的反应产物,和R3是C2-C10烷基、烷氧基、芳基、烷氧基、烷基二硫基、醚、硫醚、硫代丙酸酯或二硫化物。55.权利要求54的分离的化合物,其中每个包含靶向因子VII的siRNA引导链和与所述引导链杂交的随从链。56.权利要求54至55中任一项的分离的化合物,其进一步包含靶向配体,其中每个包含siRNA引导链和与所述引导链杂交的随从链,并且其中所述分离的化合物为至少75、80、85、90、95、96、97、98、99或100%纯。57.根据结构5的分离的化合物:其中:是第一单链寡核苷酸是具有与第一单链寡核苷酸不同序列的第二单链寡核苷酸,并且●是在其3’或5’末端连接相邻单链寡核苷酸的单链并具有结构-R1-R2-A-R3-A-R2-R1-的共价接头,其中:每个R1独立地是磷酸酯、硫酸酯、酰胺、乙二醇,或不存在;每个R2独立地为C2-C10烷基、烷氧基或芳基,或不存在;每个A独立地为巯基和马来酰亚胺、巯基和乙烯基砜、巯基和吡啶基二硫化物、巯基和碘乙酰胺、巯基和丙烯酸酯、叠氮化物和炔烃或胺和羧基的反应产物,和R3是C2-C10烷基、烷氧基、芳基、烷氧基、烷基二硫基、醚、硫醚、硫代丙酸酯或二硫化物。58.根据结构6的分离的化合物:其中:是第一双链寡核苷酸是具有与第一双链寡核苷酸不同序列的第二双链寡核苷酸,并且●是在其3’或5’末端连接相邻单链寡核苷酸的单链并具有结构-R1-R2-A-R3-A-R2-R1-的共价接头,其中:每个R1独立地是磷酸酯、硫酸酯、酰胺、乙二醇,或不存在;每个R2独立地为C2-C10烷基、烷氧基或芳基,或不存在;每个A独立地为巯基和马来酰亚胺、巯基和乙烯基砜、巯基和吡啶基二硫化物、巯基和碘乙酰胺、巯基和丙烯酸酯、叠氮化物和炔烃或胺和羧基的反应产物,和R3是C2-C10烷基、烷氧基、芳基、烷氧基、烷基二硫基、醚、硫醚、硫代丙酸酯或二硫化物。59.权利要求58的分离的化合物,其中:包含靶向因子VII的第一siRNA引导链和与所述引导链杂交的第一随从链,包含靶向载脂蛋白B的第二siRNA引导链和与所述第二引导链杂交的第二随从链。60.权利要求54至59中任一项的分离的化合物,其中A的亲核体和亲电体包含巯基和马来酰亚胺、巯基和乙烯基砜、巯基和吡啶基二硫化物、巯基和碘乙酰胺、巯基和丙烯酸酯、叠氮化物和炔烃,或胺和羧基。61.权利要求54至60中任一项的分离的化合物,其中所述共价接头包含DTME(二硫代双马来酰亚胺乙烷)、BM(PEG)2(1,8-双(马来酰亚胺基)二甘醇)、BM(PEG)3(1,11-双马来酰亚胺基-三甘醇)、BMOE(双马来酰亚胺乙烷)、BMH(双马来酰亚胺己烷)或BMB(1,4-双马来酰亚胺丁烷)的反应产物。62.根据结构7或8的化合物:其中:每个是双链寡核苷酸,每个●是连接相邻单链寡核苷酸的单链的共价接头,并且m是≥1的整数,n是≥0的整数。63.根据结构11的化合物:其中:是双链寡核苷酸,是单链寡核苷酸,和●是连接相邻单链寡核苷酸的单链的共价接头。64.根据结构12、13、14或15的化合物:其中:每个是双链寡核苷酸,每个是单链寡核苷酸,每个●是连接相邻单链寡核苷酸的单链的共价接头,并且m是≥1的整数,n是≥0的整数。65.权利要求62至64中任一项的化合物,其中每个可独立地包含两个有义或两个反义寡核苷酸。66.权利要求62至64中任一项的化合物,其中每个可独立地包含一个有义寡核苷酸和一个反义寡核苷酸。67.包含多个分子的组合物,每个分子具有结构16:其中n是≥1的整数;每个是单链寡核苷酸;每个是与杂交的单链寡核苷酸;是双链寡核苷酸;并且每个●是连接相邻单链寡核苷酸的单链的共价接头。68.权利要求67的组合物,其中每个具有15-30个碱基对的长度。69.权利要求67至68中任一项的组合物,其中每个是siRNA。70.权利要求67至69中任一项的组合物,其中n是1至100的整数。71.权利要求62至70中任一项的化合物,其中每个共价接头●是相同的。72.权利要求62至70中任一项的化合物,其包含两种或更多种不同的共价接头●。73.权利要求62至72中任一项的化合物,其包含基本上相同的双链寡核苷酸的同源多聚体。74.权利要求73的化合物,其中所述基本上相同的双链寡核苷酸各自包含靶向体内相同分子靶标的siRNA。75.权利要求62-66中任一项的化合物,其包含两种或更多种基本上不同的双链寡核苷酸的异源多聚体。76.权利要求75的化合物,其中所述基本不同的双链寡核苷酸各自包含靶向不同基因的siRNA。77.权利要求62的化合物,其包含结构9并且其中n=0:78.权利要求77的化合物,其进一步包含靶向配体。79.权利要求77至78中任一项的化合物,其进一步包含2或3个基本上不同的双链寡核苷酸其各自包含靶向体内不同分子靶标的siRNA。80.权利要求77至79中任一项的化合物,其进一步包含靶向配体,并且其中一个包含靶向因子VII的第一siRNA引导链和与所述引导链杂交的第一随从链,一个包含靶向载脂蛋白B的第二siRNA引导链和与所述第二引导链杂交的第二随从链,并且一个包含靶向TTR的第三siRNA引导链和与所述第三引导链杂交的第三随从链。81.权利要求77至80中任一项的化合物,其中所述靶向配体包含N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)。82.权利要求62的化合物,其包含结构10并且其中m=1:83.权利要求82的化合物,还包含靶向配体。84.权利要求82至83中任一项的化合物,还包含2、3或4个基本不同的双链寡核苷酸其每个包含靶向体内不同分子靶标的siRNA。85.权利要求82至84中任一项的化合物,还包含靶向配体,并且其中一个包含靶向因子VII的第一siRNA引导链和与所述引导链杂交的第一随从链,一个包含靶向载脂蛋白B的第二siRNA引导链和与所述第二引导链杂交的第二随从链,并且一个包含靶向TTR的第三siRNA引导链和与所述第三引导链杂交的第三随从链。86.权利要求82至85中任一项的化合物,其中所述靶向配体包含N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)。87.权利要求62至86中任一项的化合物,其中所述共价接头●包含亲核体和亲电体的反应产物。88.权利要求87的化合物,其中所述共价接头●包含巯基和马来酰亚胺、巯基和乙烯基砜、巯基和吡啶基二硫化物、巯基和碘乙酰胺、巯基和丙烯酸酯、叠氮化物和炔烃,或胺和羧基的反应产物。89.权利要求87的化合物,其中所述共价接头●包含巯基与DTME(二硫代双马来酰亚胺乙烷)、BM(PEG)2(1,8-双(马来酰亚胺基)二甘醇)、BM(PEG)3(1,11-双马来酰亚胺基-三甘醇)、BMOE(双马来酰亚胺乙烷)、BMH(双马来酰亚胺己烷)或BMB(1,4-双马来酰亚胺丁烷)的反应产物。90.权利要求54至89中任一项的化合物,其中一个或多个双链寡核苷酸包含平末端。91.权利要求54至90中任一项的化合物,其中一个或多个双链寡核苷酸包含突出端。92.权利要求54至91中任一项的化合物,其中每个共价接头●独立地连接相邻的单链寡核苷酸3’至3’,5’至5’或3’至5’。93.权利要求54至92中任一项的化合物,其中至少一个寡核苷酸还包含化学修饰。94.权利要求93的化合物,其中所述化学修饰包含修饰的核苷、修饰的主链、修饰的糖或修饰的末端。95.权利要求54至94中任一项的化合物,其中所述化合物为至少75、80、85、90、95、96、97、98、99或100%纯。96.权利要求54至95中任一项的化合物,其中所述化合物为约85-95%纯。97.权利要求54至78、81至83或86至96中任一项的化合物,其中所述寡核苷酸中的至少一个是siRNA。98.权利要求54至77...
【专利技术属性】
技术研发人员:P哈德维格,HP沃恩洛彻,JM布朗,JE达尔曼,KKH纽曼,
申请(专利权)人:MPEGLA有限责任公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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