胺阳离子脂质及其用途
【专利摘要】本发明涉及脂质化合物及其用途。具体地，所述化合物包括具有胺部分、例如氨基-胺或氨基-酰胺部分的一类阳离子脂质。所述脂质化合物用于在体内或体外递送一种或多种剂(例如，聚阳离子有效载荷或反义有效载荷，例如RNAi剂)。
【专利说明】胺阳离子脂质及其用途
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年10月18日提交的美国临时申请号61/548，598的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]发明背景
[0004]本发明部分涉及胺阳离子脂质化合物及其制剂，以及其递送治疗剂、例如核酸分子至细胞的用途。
[0005]核酸分子因为其尺寸和亲水性而不能容易地穿过细胞膜。因此，递送已经成为核酸治疗、例如反义有效载荷和RNAi技术的主要挑战中的一个。为了在系统施用之后触发RNA酶H活性或RNAi活性，含有核酸分子的制剂不仅必须(I)防止载荷的酶促和非酶促降解并(2)提供制剂的适当生物分布，而且必须(3)允许制剂的细胞摄取或内化并(4)促进核酸有效载荷递送至细胞的细胞质。在上述标准I和2方面优异的许多制剂在标准3和4方面有缺陷，因此许多核酸制剂显示了优良的生物分布，但是由于缺乏系统递送和局部递送而未能敲除靶基因。
[0006]因此，需要用于递送治疗剂、例如RNAi剂的新化合物。具体地，可以在脂质颗粒制剂中使用能够发挥阳离子脂质作用的化合物以递送核酸有效载荷至细胞。
[0007]发明概述 [0008]我们已经开发了用于递送一种或多种治疗剂的新的基于胺的脂质化合物，包括氨基-胺和氨基酰胺阳离子脂质，及其制剂。具体地，本发明的化合物(例如，式(I)或II (a)-1I(k)的化合物)可以用于递送聚阳离子有效载荷或反义有效载荷(例如，核酸分子或RNAi剂)至细胞并沉默靶基因。
[0009]一方面，本发明特征为具有下式的化合物:
【权利要求】
1.一种具有下式的化合物:
2.如权利要求1所述的化合物，其中R3是经-NR3aR3b取代的Cu烷基并且其中每个R3a和R3b独立地为H或任选取代的CV6烷基。
3.如权利要求2所述的化合物，其中每个R3a和R3b独立地为H或CV6烷基。
4.如权利要求1所述的化合物，其中R4是经-NR4aR4b取代的未取代的Cu烷基。
5.如权利要求1所述的化合物，其中R4是经-NR4aR4b进一步取代的取代的Cu烷基。
6.如权利要求5所述的化合物，其中R4是经-NR4aR4b进一步取代的Cu氨基烷基。
7.如权利要求5所述的化合物，其中R4是经氧取代并且经-NR4aR4b进一步取代的CV6烷基。
8.如权利要求4-7任一项所述的化合物，其中R4a和R4b结合在一起形成选自由以下组成的组的任选取代的C3_7杂环基:任选取代的吡咯烷基、任选取代的咪唑烷基、任选取代的吡唑烷基、任选取代的哌啶基、任选取代的哌嗪基、任选取代的氮杂环庚烷基、任选取代的吡咯基、任选取代的咪唑基和任选取代的吡唑基。
9.如权利要求4-7任一项所述的化合物，其中每个R4a和R4b独立地为任选取代的C^6烷基。
10.如权利要求1所述的化合物，其中R4是经任选取代的c3_7杂环基取代的未取代的C1-S烷基。
11.如权利要求1所述的化合物，其中R4是经任选取代的c3_7杂环基进一步取代的取代的Cu烷基。
12.如权利要求11所述的化合物，其中R4是经任选取代的C3_7杂环基进一步取代的CV6氣基烷基。
13.如权利要求11所述的化合物，其中R4是经氧取代并且经任选取代的C3_7杂环基进一步取代的C1^烷基。
14.如权利要求10-13任一项所述的化合物，其中所述任选取代的C3_7杂环基选自由以下组成的组:任选取代的吡咯烷基、任选取代的咪唑烷基、任选取代的吡唑烷基、任选取代的哌啶基、任选取代的哌嗪基、任选取代的氮杂环庚烷基、任选取代的吡咯基、任选取代的咪唑基、任选取代的吡唑基、任选取代的吡啶基、任选取代的吡嗪基、任选取代的嘧啶基和任选取代的哒嗪基。
15.如权利要求1所述的化合物，其中R3和R4结合在一起形成任选取代的C3_7杂环基。
16.如权利要求15所述的化合物，其中R3和R4结合在一起形成任选取代的吡咯烷基、任选取代的咪唑烷基、任选取代的吡唑烷基、任选取代的哌啶基、任选取代的哌嗪基、任选取代的氮杂环庚烷基、任选取代的吡咯基、任选取代的咪唑基、任选取代的吡唑基、任选取代的吡啶基、任选取代的吡嗪基、任选取代的嘧啶基或任选取代的哒嗪基。
17.如权利要求1所述的化合物，所述化合物具有下式:
18.如权利要求1所述的化合物，所述化合物具有下式:
19.如权利要求17或18所述的化合物，其中nl和n2都是1，或者其中nl是I并且n2是2。
20.如权利要求17-19任一项所述的化合物，其中R5是未取代的Cu烷基。
21.如权利要求17-19任一项所述的化合物，其中R5是经以下基团取代的Cu烷基:任选取代的吡咯基、任选取代的咪唑基、任选取代的吡唑基、任选取代的吡啶基、任选取代的吡嗪基、任选取代的嘧啶基或任选取代的哒嗪基。
22.如权利要求17-19任一项所述的化合物，其中R5是经NR5aR5b取代的C^6烷基，其中每个R5a和R5b独立地为H、任选取代的Cu烷基，并且其中R5a和R5b可以结合在一起形成任选取代的C3_7杂环基。
23.如权利要求22所述的化合物，其中每个R5a和R5b独立地为任选取代的CV6烷基。
24.如权利要求17-19任一项所述的化合物，其中R5是任选取代的杂环基。
25.如权利要求24所述的化合物，其中R5是任选取代的吡咯烷基、任选取代的咪唑烷基、任选取代的吡唑烷基、任选取代的哌啶基、任选取代的哌嗪基、任选取代的氮杂环庚烷基、任选取代的吡咯基、任选取代的咪唑基、任选取代的吡唑基、任选取代的吡啶基、任选取代的吡嗪基、任选取代的嘧啶基或任选取代的哒嗪基。
26.如权利要求17所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组:L-2、L-5、L-6、L-22、L-23、L-24、L-25、L-26、L-28、L-29、L-45 和 L-48 或其药学可接受的盐。
27.如权利要求18所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组:L-27和L-47或其药学可接受的盐。
28.如权利要求1所述的化合物，所述化合物具有下式:
29.如权利要求28所述的化合物，其中nl和n2都是1，或者其中nl是I并且n2是2。
30.如权利要求28所述的化合物，其中所述化合物是L-46或其药学可接受的盐。
31.如权利要求1所述的化合物，所述化合物具有下式:
32.如权利要求1所述的化合物，所述化合物具有下式:
33.如权 利要求31或32所述的化合物，其中R3是经-NR3aR3b取代的C^6烷基，并且其中每个R3a和R3b独立地为H或任选取代的CV6烷基。
34.如权利要求31或32所述的化合物，其中R3是未取代的Cu烷基。
35.如权利要求31-34任一项所述的化合物，其中L1是经甲基、乙基、丙基或-NRLaRLb取代的Cu亚烷基，其中每个Rla和Ru3独立地为H或任选取代的CV6烷基。
36.如权利要求31-35任一项所述的化合物，其中R5和R6结合形成任选取代的吡咯烷基、任选取代的咪唑烷基、任选取代的吡唑烷基、任选取代的哌啶基、任选取代的哌嗪基或任选取代的氮杂环庚烷基。
37.如权利要求31或32所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组:L-1、L-3、L-4、L-7、L-9、L-10、L-ll、L-12、L-15、L-16、L-17、L-18、L-19、L-30、L-31、L-32、L-33、L-34、L-42、L-43和L_49或其药学可接受的盐。
38.如权利要求1所述的化合物，所述化合物具有下式:
39.如权利要求38所述的化合物，其中R3是经-NR3aR3b取代的C^6烷基，并且其中每个R3a和R3b独立地为H或任选取代的C^6烷基。
40.如权利要求38所述的化合物，其中R3是未取代的Cu烷基。
41.如权利要求38所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组:L-14、L-21和L-36或其药学可接受的盐。
42.如权利要求1所述的化合物，所述化合物具有下式:
43.如权利要求42所述的化合物，其中L1在4-位置连接至咪唑基。
44.如权利要求42所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组:L-8、L-13、L-20、L-35和L-44或其药学可接受的盐。
45.如权利要求1所述的化合物，所述化合物具有下式:
46.如权利要求45所述的化合物，所述化合物具有下式:
47.如权利要求45或46所述的化合物，其中每个R5和R6独立地为经-NR5aR5b取代的CV6烷基，并且每个R5a和R5b独立地为H或任选取代的C^6烷基。
48.如权利要求45所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组:L-37、L-38、L-39、L-40和L-41或其药学可接受的盐。
49.如权利要求31-47任一项所述的化合物，其中L1是任选取代的Cu亚烷基。
50.如权利要求1-47任一项所述的化合物，其中R3是任选取代的Cu烷基。
51.如权利要求1-50任一项所述的化合物，其中每个R1和R2独立地为包括直链和支链形式的未取代的Cn_24烯基或未取代的Cn_24杂烯基。
52.如权利要求1-51任一项所述的化合物，其中每个R1和R2独立地为包含一个或多个双键的未取代的cn_24烯基或未取代的cn_24杂烯基。
53.如权利要求1-52任一项所述的化合物，其中R1或R2中的一个不是饱和的Cn_24烷基。
54.如权利要求1-52任一项所述的化合物，其中R1和R2都不是饱和的Cn_24烷基。
55.如权利要求1-50任一项所述的化合物，其中每个R1和R2独立地选自由以下组成的组:亚麻烯基(C18:3)、亚麻烯基氧基(C18:3)、亚麻酰基(C18:3)、亚油烯基(C18:2)、亚油烯基氧基(C18:2)、亚油酰基(C18:2)、油烯基(C18:1)、油烯基氧基(18:1)、油烯基氧基亚甲基(18:1)、油酰基(C18:1)、油酰基亚甲基(C18:1)、硬脂基(C18:0)、硬脂基氧基(C18:O)、硬脂酰基(C18:0)、棕榈基(C16:0)、棕榈基氧基(C16:0)、棕榈酰基(C16:0)、棕榈酰基亚甲基(C16:0)、肉豆蘧基(C14:0)、肉豆蘧基氧基(C14:0)、肉豆蘧酰基(C14:0)、月桂基(C12:0)、月桂基氧基(C12:0)和月桂酰基(C12:0)。
56.如权利要求55所述的化合物，其中每个R1和R2独立地为亚油烯基(C18:2)或油烯基(C18:1)。
57.如权利要求55或56所述的化合物，其中R1和R2相同或不同。
58.如权利要求1-57任一项所述的化合物，其中R3或R4但不是R3和R4两者同时经伯胺取代。
59.如权利要求1-57任一项所述的化合物，其中R3和R4不同时经伯胺取代。
60.如权利要求1-59任一项所述的化合物，其中R3和R4与它们连接的N—起包含来自表2和3的H-1至H-52中的一个的头基。
61.如权利要求60所述的化合物，其中每个R1和R2独立地选自由以下组成的组:亚麻烯基(C18:3)、亚麻烯基氧基(C18:3)、亚麻酰基(C18:3)、亚油烯基(C18:2)、亚油烯基氧基(C18:2)、亚油酰基(C18:2)、油烯基(C18:1)、油烯基氧基(18:1)、油烯基氧基亚甲基(18:1)、油酰基(C18:1)、油酰基亚甲基(C18:1)、硬脂基(C18:0)、硬脂基氧基(C18:0)、硬脂酰基(C18:0)、棕榈基(C16:0)、棕榈基氧基(C16:0)、棕榈酰基(C16:0)、棕榈酰基亚甲基(C16:0)、肉豆蘧基(C14:0)、肉豆蘧基氧基(C14:0)、肉豆蘧酰基(C14:0)、月桂基(C12:O)、月桂基氧基(C12:0)和月桂酰基(C12:0)。
62.如权利要求61所述的化合物，其中每个R1和R2独立地为亚油烯基(C18:2)或油烯基(C18:1)。
63.一种化合物，所述化合物选自由以下组成的组:
64.如权利要求63所述的化合物，其中所述化合物是L-6、L-30、L_48、L-49或其药学可接受的盐。
65.一种制剂，包含权利要求1-64任一项所述的化合物或其药学可接受的盐。
66.如权利要求65所述的制剂，其中所述制剂包含两种或多种所述化合物。
67.如权利要求65或66所述的制剂，其中所述制剂包含约10%至约80%的所述化合物。
68.如权利要求67所述的制剂，其中所述制剂包含约20mol%至约25mol%的所述化合物。
69.如权利要求68所述的制剂，其中所述制剂包含约22mol%所述化合物。
70.如权利要求65-69任一项所述的制剂，还包含阳离子脂质、中性脂质和任选的甾醇衍生物。
71.如权利要求70所述的制剂，还包含PEG-脂质轭合物。
72.如权利要求65所述的制剂，其中所述制剂包含约10mol%至约40mol%的一种或多种权利要求1-64任一项的化合物、约10mol%至约40mol%的一种或多种阳离子脂质或一种或多种权利要求1-64任一项的化合物、约Imol %至约20mol %的一种或多种PEG-脂质轭合物、约511101%至约2011101%的一种或多种中性脂质、和约2011101%至约4011101%的一种或多种留醇衍生物。
73.如权利要求72所述的制剂，其中所述制剂包含约20mol%至约25mol%的一种或多种权利要求1-64任一项的化合物、约20mol%至约30mol %的一种或多种阳离子脂质、约2mol%至约8mol%的一种或多种PEG-脂质轭合物、约IOmol %至20mol %的一种或多种中性脂质、和约2511101%至3511101%的一种或多种留醇衍生物。
74.如权利要求73所述的制剂，其中所述制剂包含约22mol%的一种或多种权利要求1-64任一项的化合物、约2611101%的一种或多种阳离子脂质、约δηιο?1^至约911101%的一种或多种PEG-脂质轭合物、约14mol%的一种或多种中性脂质、和约29mol%至约33mol%的一种或多种留醇衍生物。
75.如权利要求72所述的制剂，其中所述制剂包含一种或多种脂质颗粒，所述脂质颗粒包含一种或多种RNA结合剂和一种或多种转染脂质， 其中所述一种或多种RNA结合剂包含约10mol%至约40mol%的一种或多种阳离子脂质或一种或多种权利要求1-64任一项的化合物和约0.5mol%至约IOmol %的一种或多种PEG-脂质；并且 其中所述一种或多种转染脂质包含约IOmol %至约40mol %的一种或多种权利要求1-64任一项的化合物、约5mol %至约20mol %的一种或多种中性脂质、约0.5mol %至约IOmol %的一种或多种PEG-脂质轭合物、和约20mol %至约40mol %的一种或多种留醇衍生物。
76.如权利要求70-75任一项所述的制剂，其中所述阳离子脂质选自由DODMA、DOTMA,DPePC, DODAP和DOTAP组成的组；并且所述中性脂质选自由DSPC、POPC, DOPE和SM组成的组。
77.如权利要求76所述的制剂，其中所述阳离子脂质是D0DMA，并且所述中性脂质是DSPC。
78.如权利要求70-77任一项所述的制剂，其中所述PEG-脂质轭合物选自由以下组成的组:PEG-DMG、PEG-DMPE、PEG-DSPE, PEG-DPPE, PEG-DPG, PEG-DOPE 和 PEG-D0G。
79.如权利要求78所述的制剂，其中所述PEG-脂质轭合物是PEG-DMPE或PEG-DSPE。
80.如权利要求70-79任一项所述的制剂，其中所述留醇衍生物选自由以下组成的组:胆固醇；胆甾烷酮；胆甾烯酮；粪甾醇；3β-[-(Ν-(Ν’，Ν’_ 二甲基氨基乙烷)-氨基甲酰基]胆固醇(DC-胆固醇)；双胍-三氨乙基胺-胆固醇(BGTC) ;(2S,3S)-2-(((3S,10R,13R,17R)-10,13- 二甲基-17-((R)-6-甲基庚 _2_ 基)-2，3，4，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17-十四氢-1H-环戊二烯并[a]菲-3-基氧基)羰基氨基)乙基2，3，4，4-四羟基丁酸酯(DPC-1) ;(2S，3S)-((3S，10R, 13R, 17R)_10，13- 二甲基-17-((R) -6-甲基庚-2-基)_2，3，4，7,8,9,10，11，12，13，14，15，16，17-十四氢-1H-环戊二烯并[a]菲-3-基)2，3,4,4-四羟基丁酸酯(DPC-2);双((35，101?，131?，1710-10，13-二甲基-17-(00-6-甲基庚 _2_ 基)_2，3，4，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17_ 十四氢-1H-环戊二烯并[a]菲-3-基)2，3，4-三羟基戊二酸酯(DPC-3);和 6-(((35，101?，131?，1710-10，13-二甲基-17-(00-6-甲基庚-2-基)-2，3，4，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17_ 十四氢-1H-环戊二烯并[a]菲-3-基氧基)氧代憐酸基氧基)-2,3,4,5-四羟基己酸酯(DPC-4)。
81.如权利要求80所述的制剂，其中所述留醇衍生物是胆固醇。
82.如权利要求65-81任一项所述的制剂，还包含聚阳离子有效载荷或反义有效载荷。
83.如权利要求82所述的制剂，其中所述聚阳离子有效载荷是RNAi剂。
84.如权利要求83所述的制剂，其中所述RNAi剂选自由以下组成的组:dsRNA、siRNA、miRNA, shRNA、ptgsRNA 和 DsiRNA。
85.如权利要求83或84所述的制剂，其中所述RNAi剂具有10至40个核苷酸的长度。
86.如权利要求85所述的制剂，其中所述RNAi剂具有25至35个核苷酸的长度。
87.如权利要求86所述的制剂，其中所述RNAi剂是所述DsiRNA。
88.如权利要求85所述的制剂，其中所述RNAi剂具有16至30个核苷酸的长度。
89.如权利要求88所述的制剂，其中所述RNAi剂具有19至29个核苷酸的长度。
90.如权利要求82-89任一项所述的制剂，其中所述制剂包含约1:10(w/w)至约1:100 (w/w)比率的所述聚阳离子有效载荷与所述制剂中存在的总脂质。
91.如权利要求65-90任一项所述的制剂，其中所述制剂包含脂质体、脂质体复合物或胶团。
92.如权利要求91所述的制剂，其中所述制剂包含所述脂质体，并且所述脂质体是脂质纳米颗粒。
93.一种药物组合物，包含权利要求1-64任一项的化合物或其药学可接受的盐或权利要求65-92任一项的制剂；和药学可接受的赋形剂。
94.一种治疗或预防性治疗受试者疾病的方法，所述方法包括给所述受试者施用足以治疗所述疾病的量的权利要求1-64任一项的化合物或其药学可接受的盐、权利要求65-92任一项的制剂、或权利要求93的组合物。
95.如权利要求94所述的方法，其中所述疾病是癌症。
96.如权利要求95所述的方法，其中所述癌症是肝细胞癌、肺癌、前列腺癌或成神经细胞瘤。
97.一种调节受试者中靶核酸表达的方法，所述方法包括施用足以减少所述受试者中所述靶基因表达的量的权利要求1-64任一项的化合物或其药学可接受的盐、权利要求65-92任一项的制剂、或权利要求93的组合物。
98.如权利要求97所述的方法，其中所述方法包括减少所述受试者中所述靶基因的表达。
99.如权利要求98所述的方法，其中所述靶基因选自由以下组成的组:ABLl、AR、i3-连环蛋白、BCL1、BCL2、BCL6、CBFA2、CBL、CSFIR、ERBA1、ERBA2、ERBB1、ERBB2、ERBB3、ERBB4、ETSl、ETS2、ETV6、FGR、FOS、FYN、HCR、HRAS, JUN, KRAS, LCK、LYN、MET、MDM2、MLL1、MLL2、MLL3、MYB、MYC、MYCL1、MYCN、NRAS、P 頂1、PML、RET、SRC、TAL1、TAL2、TCL3、TCL5、YES、BRCA1、BRCA2、MADH4、MCC、NF1、NF2、RB1、TP53、WTl、ApoB100、CSN5、CDK6、ITGB1、TGF β 1、细胞周期蛋白Dl、PLKl和KIFl-结合蛋白。
【文档编号】C12N15/11GK103987847SQ201280061076
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年10月18日 优先权日:2011年10月18日
【发明者】鲍勃·达勒·布朗, 苏伊特·库马尔·巴苏, 大卫·施瓦茨, 阿利斯特·弗雷泽 申请人:迪克纳制药公司