嵌合单链反义多核苷酸和双链反义试剂的制作方法_2

文档序号:9291123阅读:来源:国知局
多核苷酸,其中所述蛋白质选自受体配体和 抗体。
[0075] (27)根据项目(1或2)所述的嵌合反义多核苷酸,其中所述嵌合反义多核苷酸能 够在25摄氏度下在pH7. 2,lOOmM氯化钠,10mM磷酸钠的缓冲液中与细胞转录产物杂交。
[0076] (28)根据项目(27)所述的嵌合反义多核苷酸,其中所述中心区域与所述嵌合反 义多核苷酸能够与其杂交的细胞转录产物完全地互补。
[0077] (29)根据项目(27)所述的嵌合反义多核苷酸,其中当所述嵌合反义多核苷酸与 所述嵌合反义多核苷酸能够与其杂交的细胞转录产物杂交时,所述第二5' -侧翼区域和/ 或所述第二3' -侧翼区域包括至少一个错配的碱基。
[0078] (30)根据项目(29)所述的嵌合反义多核苷酸,其中所述第二5' -侧翼区域和/ 或所述第二3' -侧翼区域的所有碱基都是错配的。
[0079] (31) -种双链反义试剂,所述双链反义试剂包括根据项目(1-18)和(27-30)的任 一项所述的嵌合反义多核苷酸和退火至所述嵌合反义多核苷酸的互补链。
[0080] (32)根据项目(31)所述的包括所述嵌合反义多核苷酸的双链反义试剂,其中所 述互补链还包括连接到3' -末端和/或5' -末端的功能部分。
[0081] (33)根据项目(32)所述的双链反义试剂,其中所述功能部分具有独立地选自标 记功能、纯化功能和祀向递送功能的功能。
[0082] (34)根据项目(32)所述的双链反义试剂,其中所述功能部分经由可切割的接头 部分被独立地连接到所述嵌合反义多核苷酸和/或所述互补链。
[0083] (35)根据项目(32)所述的双链反义试剂,其中所述功能部分是独立地选自脂质、 肽和蛋白质的分子。
[0084] (36)根据项目(35)所述的双链反义试剂,其中所述脂质独立地选自胆固醇、脂肪 酸、脂溶性维生素、糖脂和甘油酯。
[0085] (37)根据项目(35)所述的双链反义试剂,其中所述脂质独立地选自胆固醇、生育 酚和生育三烯酚。
[0086] (38)根据项目(35)所述的双链反义试剂,其中所述肽独立地选自受体配体片段 和抗体片段。
[0087] (39)根据项目(35)所述的双链反义试剂,其中所述蛋白质独立地选自受体配体 和抗体。
[0088] (40)根据项目(31)所述的包括所述嵌合反义多核苷酸的双链反义试剂,其中所 述嵌合反义多核苷酸能够在25摄氏度下在pH7. 2,lOOmM氯化钠,10mM磷酸钠的缓冲液中与 细胞转录产物杂交。
[0089] (41) -种药物组合物,所述药物组合物包含根据项目(1-30)的任一项所述的嵌 合反义多核苷酸或根据项目(31-40)的任一项所述的双链反义试剂,和药物学上可接受的 载体。
[0090] (42) -种修饰细胞内转录产物的功能的方法,所述方法包括施用组合物至所述细 胞的步骤,所述组合物包含根据项目(1-30)的任一项所述的嵌合反义多核苷酸或根据项 目(31-40)的任一项所述的双链反义试剂。
[0091] (43) -种改变细胞内蛋白质的表达水平的方法,所述方法包括施用组合物至所述 细胞的步骤,所述组合物包含根据项目(1-30)的任一项所述的嵌合反义多核苷酸或根据 项目(31-40)的任一项所述的双链反义试剂。
[0092] (44) -种改变细胞内蛋白质结构的方法,所述方法包括施用组合物至所述细胞 的步骤,所述组合物包含根据项目(1-30)的任一项所述的嵌合反义多核苷酸或根据项目 (31-40)的任一项所述的双链反义试剂。
[0093] (45) -种用于治疗患者的方法,所述患者具有特征在于改变靶基因的表达水平、 功能或编辑的状况,所述方法包括:施用治疗上有效量的药物组合物至所述患者,所述药物 组合物包含:
[0094] (a)至少一种根据项目(1-30)的任一项所述的嵌合反义多核苷酸或根据项目 (31-40)的任一项所述的双链反义试剂;和
[0095] (b)药物学上可接受的载体。
[0096] 根据某些实施方式,通过将递送部分与复合体缔合,可以以高特异性和高效率将 嵌合反义多核苷酸递送到靶位点。根据某些实施方式,通过将诸如递送部分的功能部分与 双链复合体缔合,可以以高特异性和高效率将双链反义试剂递送到靶位点。
[0097] 附图简述
[0098] [图1]图1是示出了某些反义方法的一般机制的图。如图中示出的,当将与靶基 因的mRNA的部分序列互补的寡核苷酸(反义寡核苷酸(AS0))(图中的"DNA")引入到细 胞内时,由靶基因编码的蛋白质的表达被选择性地抑制。在虚线框中,显示了降解机制,其 中RNA酶H在mRNA与AS0杂交的位置处切割mRNA。由于RNA酶H切割的结果,mRNA通常 将不会被翻译以产生功能基因表达产物。
[0099] [图2]图2是示出了RNA、DNA和LNA核苷酸的结构的示意图。
[0100] [图3]图3A-C是示出了嵌合多核苷酸的适合的实施方式的实例的示意图。核心 5'_(第一 5'侧翼)(中心区域)(第一 3'侧翼)-3'可与(第二5'侧翼)和(第二3'侧 翼)(图3A)、仅与(第二5'侧翼)(图3B)、或仅与(第二3'侧翼)(图3C)连接。
[0101] [图4]图4A-D是示出了嵌合多核苷酸的适合的实施方式的实例的示意图。嵌合 多核苷酸5'-(第二5'侧翼)(第一 5'侧翼)(中心区域)(第一 3'侧翼)(第二3'侧 翼)_3'链是能够与靶向的RNA链诸如转录产物杂交的反义核酸。在图示中,"X"代表功能 部分,且可以独立地代表脂质(例如,胆固醇或生育酚)、糖或诸如此类,或蛋白质、肽(例 如,抗体)或诸如此类。
[0102] [图5]图5显示了多种天然的和非天然的核酸部分的结构式。
[0103] [图6]图6A-6D是示出了关于嵌合有侧翼的反义寡核苷酸的设计的示意图,该嵌 合有侧翼的反义寡核苷酸在5'和3'第二侧翼区域内并入了序列错配作为用于调节反义效 应的效力的方式。
[0104] [图7]图7显不了不出施用全部都具有与ApoBl基因的喊基序列互补的序列的 "20merl9PS"、"20merl2PS"和" 13merl2PS"至H印1-6细胞,并通过定量PCR分析细胞内 ApoBl基因的表达的量后获得的结果的图;每一种反义多核苷酸的序列;和比较每一种多 核苷酸的设计的图。
[0105] [图8A]图8A显示了两个缺口体反义多核苷酸和三个嵌合有侧翼的反义多核苷酸 的序列,以及比较每一种多核苷酸的设计的示意图。
[0106] [图8B]图8B显不了不出施用全部具有与ApoBl基因的喊基序列互补的序列的 "20mer缺口体"、"20mer嵌合体5'/3'侧翼"、"20mer嵌合体3'侧翼"、"20mer嵌合体5'侧 翼"和" 13mer缺口体"至H印1-6细胞,并通过定量PCR分析细胞内ApoBl基因的表达的 量后获得的结果的图。
[0107] [图9]图9是示出了通过将嵌合多核苷酸和对照多核苷酸(图的上部所示)施用 至小鼠,并分析小鼠内ApoBl基因的表达的量获得的结果的图,ApoBl基因的转录产物被反 义链靶向。
[0108] [图10]图10显示了RNA印迹分析的结果。检测到肝内缺失的T17和T20(_)与 13mer的长度的杂交的信号(右下图)。在上图中显示了小鼠U6(内部对照)。
[0109] [图11]图11示出了多种嵌合单链多核苷酸的相对反义效应。
[0110] [图12]图12指示了与对照13mer相比,通过Gapdh mRNA表达水平标准化的ApoB mRNA表达水平。
[0111] [图13]图13显示了 13mer和Toc-20mer-8UPS(-)单链多核苷酸的反义效应的 比较或时间进程。
[0112] [图14]图14指示了多种嵌合单链多核苷酸对脂质水平(LDL-胆固醇、总胆固醇 和甘油三酯)的影响。
[0113] [图15]图15呈现了嵌合反义寡核苷酸的实施方式和适合的互补链的示例实施方 式的示意图。
[0114] [图16A]图16A显示了靶向ApoBl的缺口体反义多核苷酸和嵌合反义多核苷酸、 以及用于与反义多核苷酸形成双链反义试剂的互补核苷酸的序列。
[0115] [图16B]图16B是示出了通过将图16A中所示的双链复合体施用至小鼠,并分析 小鼠中ApoBl基因的表达的量获得的结果的图,ApoBl基因的转录产物被反义链靶向。
[0116] 实施方式描述
[0117] 包括下列结构的嵌合单链多核苷酸借助于反义效应在修饰或阻抑靶基因的表达 或更通常地转录产物的水平中有活性:
[0118] 包括至少5个核苷酸的中心核苷酸区域;
[0119] 连接到中心核苷酸区域的5'末端的第一 5' -侧翼区域,所述第一 5' -侧翼区域 包括1-10个核苷酸类似物;
[0120] 连接到中心核苷酸区域的3'末端的第一 3' -侧翼区域,所述第一 3' -侧翼区域 包括1-10个核苷酸类似物;和
[0121] 第二5' -侧翼区域和/或第二3' -侧翼区域,其中:
[0122] 第二5' -侧翼区域连接到第一 5' -侧翼区域的5'末端且包括至少1个低蛋白 质-亲和力核苷酸;且
[0123] 第二3' -侧翼区域连接到第一 3' -侧翼区域的3'末端且包括至少1个低蛋白 质-亲和力核苷酸;
[0124] 其中核苷酸、核苷酸类似物和低蛋白质-亲和力核苷酸的总数不超过100个核苷 酸。
[0125] 另外,包括下列结构的嵌合单链多核苷酸借助于反义效应在修饰或阻抑靶基因的 表达或更通常地转录产物的水平中有活性:
[0126] 包括至少5个核苷酸的中心核苷酸区域;
[0127] 连接到中心核苷酸区域的5'末端的第一 5' -侧翼区域,所述第一 5' -侧翼区域 包括1-10个核苷酸,其中至少1个是核苷酸类似物;
[0128] 连接到中心核苷酸区域的3'末端的第一 3' -侧翼区域,所述第一 3' -侧翼区域 包括1-10个核苷酸,其中至少一个是核苷酸类似物;和
[0129] 第二5' -侧翼区域和/或第二3' -侧翼区域,其中:
[0130] 第二5' -侧翼区域连接到第一 5' -侧翼区域的5'末端,比天然的DNA或RNA具 有更高的对DNA酶或RNA酶的耐受性,且当递送嵌合反义多核苷酸时,在细胞内消失;且
[0131] 第二3' -侧翼区域连接到第一 3' -侧翼区域的3'末端,比天然的DNA或RNA具 有更高的对DNA酶或RNA酶的耐受性,且当递送嵌合多核苷酸时,在细胞内消失;
[0132] 其中核苷酸和核苷酸类似物的总数不超过100个核苷酸。
[0133] 某些实施方式包括纯化的或分离的双链反义试剂,所述纯化的或分离的双链反义 试剂包括上述的嵌合单链反义多核苷酸。
[0134] 在一些实施方式中,反义链的中心核苷酸区域包括当反义链与转录产物杂交时被 RNA酶H识别的至少4个连续的核苷酸,或在一些实施方式中,反义链的中心核苷酸区域包 括当反义链与转录产物杂交时被RNA酶H识别的至少5个连续的核苷酸。
[0135] 互补链包括核苷酸和任选地核苷酸类似物,和任选地低蛋白质-亲和力核苷酸, 并且互补链能够退火至反义链。
[0136] 在一些实施方式中,互补链包括:
[0137] (i)RNA核苷酸和任选地核苷酸类似物,和任选地低蛋白质-亲和力核苷酸,和任 选地DNA核苷酸;或
[0138] (ii)DNA核苷酸和/或核苷酸类似物和/或低蛋白质-亲和力核苷酸;或
[0139] (iii)PNA 核苷酸。
[0140] "反义效应"意指阻抑靶基因的表达或靶向的转录产物的水平,其由于靶向的转录 产物(RNA有义链)与例如DNA链或更通常地经设计引起反义效应、与转录产物的部分序列 互补的链等等的杂交而发生。在某些情况下,可以通过杂交产物遮蔽转录产物引起翻译或 剪接功能修饰作用诸如外显子跳跃的抑制(参见在图1中的虚线包围的区域之外的上部中 的描述),和/或由于杂交部分的识别,可以发生转录产物的分解(参见在图1中的虚线包 围的区域内的描述)。
[0141] 其表达被反义效应阻抑的"靶基因"或"靶向的转录产物"没有具体限制,并且它 们的实例包括其表达在多种疾病中增加的基因。同样,"靶基因的转录产物"是从编码靶基 因的基因组DNA转录的mRNA,并且还包括没有经受碱基修饰的mRNA、还没有被剪接的mRNA 前体等等。更通常地,"转录产物"可以是由DNA-依赖的RNA聚合酶合成的任何RNA。
[0142] 如本文使用的,术语"核酸"可以指单体核苷酸或核苷,或可以意指由众多单体组 成的寡核苷酸。术语"多核苷酸"和"核酸链"也在本文中用于指寡核苷酸。可以通过化学 合成方法整个或部分地制备核酸链,所述化学合成方法包括利用自动的合成仪或通过酶促 过程,包括但不限于聚合酶、连接酶、或限制反应。
[0143] 本文使用的术语"嵌合多核苷酸"意指包括至少一个天然核苷酸(例如,DNA或RNA核苷酸)和至少一个非天然的核苷酸(例如,LNA、2' -0-甲基RNA)的多核苷酸,或完全地 包括非天然的核苷酸的多核苷酸,并因此是非天然存在的多核苷酸。根据某些实施方式的 嵌合多核苷酸是与转录产物诸如靶基因的转录产物互补的反义寡核苷酸。
[0144] 术语"嵌合反义多核苷酸"或"嵌合AS0"意指包括与靶向的转录产物互补的序列 的嵌合多核苷酸。
[0145] 术语"双链反义试剂(double-strandedantisenseagent) "意指可以引起反义效 应的双链多核苷酸复合体。双链反义试剂可以包括两条或更多条多核苷酸链。在一些实施 方式中,链被退火。在一些实施方式中,试剂包括两条链,反义链和互补链,这两条链能够退 火以形成双链复合体。反义链是嵌合多核苷酸(详情如下)。互补链在一些实施方式中是 嵌合多核苷酸,且在其他实施方式中由天然的核苷酸组成,且在其他实施方式中包括肽核 酸单元。
[0146] 如本文使用的术语"互补的"意指其中可以经由氢键键合形成所谓的Watson-Crick碱基对(天然类型的碱基对)或非Watson-Crick碱基对(Hoogsteen碱基对 等等)的关系。靶向的转录产物(例如,靶基因的转录产物)的碱基序列,和嵌合反义多核 苷酸的碱基序列不必完全地互补,且如果碱基序列具有至少70%或更高,优选地80%或更 高,且更优选地90%或更高(例如,95%、96%、97%、98%、或99%或更高)的互补性,是可 以接受的。可以通过利用BLAST程序等等确定序列的互补性。当序列是互补的时,第一链 能够"退火"或"杂交"至第二链。考虑链之间的互补性的程度,本领域的普通技术人员可以 容易地确定两条链可以退火的条件(温度、盐浓度,等等)。同样,基于例如,靶基因的碱基 序列的信息,本领域的普通技术人员可以容易地设计与靶向的转录产物互补的反义核酸。
[0147] 嵌合反义多核苷酸的链长度没有具体限制,但是链长度通常是至少8个碱基、至 少10个碱基、至少12个碱基、或至少13个碱基。链长度可以多达20个碱基、25个碱基或 35个碱
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