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CN111448317A - 包含二硫代磷酸酯核苷间键的缺口聚物寡核苷酸 - Google Patents

包含二硫代磷酸酯核苷间键的缺口聚物寡核苷酸 Download PDF

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CN111448317A CN201880079242.0A CN201880079242A CN111448317A CN 111448317 A CN111448317 A CN 111448317A CN 201880079242 A CN201880079242 A CN 201880079242A CN 111448317 A CN111448317 A CN 111448317A
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Abstract

本发明涉及一种缺口聚物寡核苷酸，其包含如本说明书中和权利要求书中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。本发明的寡核苷酸可以用作药物。

Description

包含二硫代磷酸酯核苷间键的缺口聚物寡核苷酸
发明背景
使用合成的寡核苷酸作为治疗药已经见证历经近数十年的显著进展，导致开发通过多样机制发挥作用的分子，所述分子包括活化RNA酶H的缺口聚物、剪接转换寡核苷酸、微RNA抑制剂、siRNA或适配子(S.T.Crooke,反义药物技术：原理、策略和应用(Antisensedrug technology:principles,strategies,and applications),第2版,Boca Raton,FL:CRC Press,2008)。但是，寡核苷酸在生物系统中内在地对溶核降解过程不稳定。另外，它们显示高度不利的药代动力学行为。为了改善这些缺点，近数十年中已经研究了多种类型的化学修饰。可商榷地，最成功的修饰之一是引入硫代磷酸酯键，其中用硫原子替换非桥接的磷酸根氧原子之一(F.Eckstein,Antisense and Nucleic Acid Drug Development 2009,10,117-121)。这类硫代磷酸酯寡脱氧核苷酸显示相比其未修饰的磷酸二酯类似物，蛋白质结合作用增加以及对溶核降解的稳定性明显更高和因此血浆、组织和细胞中的半寿期明显更高。这些决定性特征已经允许开发第一代寡核苷酸治疗药并且打开了通过更近代修饰如锁核酸(LNA)对其改善的大门。然而，用硫代磷酸酯替换磷酸二酯键在磷原子处产生手性中心。因此，获准的全部硫代磷酸酯寡核苷酸治疗药均作为巨量非对映异构化合物的混合物使用，所述化合物均可能具有不同(和可能相反)的物理化学和药理特性。
尽管现在可能立体特异地合成定义了立构的单一硫代磷酸酯寡核苷酸(N.Oka,M.Yamamoto,T.Sato,T.Wada,J.Am.Chem.Soc.2008,130,16031-16037)，在巨大数目可能的非对映异构体范围内鉴定具有最佳特性的立体异构体仍是一项挑战。在这种情况下，通过使用非手性硫代磷酸酯键(thiophosphate linkage)降低非对映异构复杂度具有巨大意义。例如，其中磷酸酯键内部的两个非桥接氧原子均由硫替换的对称性非桥接二硫代酯修饰(参见，例如W.T.Wiesler,M.H.Caruthers,J.Org.Chem.1996,61,4272-4281)已经应用于免疫刺激性寡核苷酸(A.M.Krieg,S.Matson,E.Fisher,Antisense Nucleic Acid DrugDev.1996,6,133-139)、siRNA(例如X.Yang,M.Sierant,M.Janicka,L.Peczek,C.Martinez,T.Hassell,N.Li,X.Li,T.Wang,B.Nawrot,ACS Chem.Biol.2012,7,1214-1220)和适配子(例如X.Yang,S.Fennewald,B.A.Luxon,J.Aronson,N.K.Herzog,D.G.Gorenstein,Bioorg.Med.Chem.Lett.1999,9,3357-3362)。令人感兴趣地，在反义寡核苷酸背景下利用这种非手性修饰的尝试迄今取得有限的成功(参见，例如M.K.Ghosh,K.Ghosh,O.Dahl,J.S.Cohen,Nucleic Acids Res.1993,21,5761-5766；和J.P.Vaughn,J.Stekler,S.Demirdji,J.K.Mills,M.H.Caruthers,J.D.Iglehart,J.R.Marks,Nucleic AcidsRes.1996,24,4558-4564)。
令我们惊讶的是，我们现在已经发现，可以将非桥接性二硫代磷酸酯引入寡核苷酸，尤其是一般地向寡核苷酸缺口聚物(gapmer)或混聚物(mixmer)引入并且具体地向LNA-DNA-LNA缺口聚物或LNA/DNA混聚物引入。这种修饰耐受良好并且所得的分子显示巨大的治疗应用潜力，同时每个非桥接性二硫代磷酸酯修饰减少可能的非对映异构体的总文库的大小50％。在缺口聚物的LNA侧翼(LNA flanks of gapmers)中安置修饰时，发现所得的寡核苷酸总体上比相应的全部硫代磷酸酯(phosphorothioate)母体更强力。通常，修饰额外地在缺口区内部良好耐受并且甚至更令人惊讶地，当适当地安置时，还可以导致效力改进。
因此，我们已经令人惊讶地发现，本发明提供具有改进的物理化学和药理特性(例如，包括改进的效力)的寡核苷酸。在一些方面，本发明的寡核苷酸保留活性或功效，并且可能与其中式((IA)或(IB)IB)的二硫代磷酸酯键替换为常规的立构无规硫代磷酸酯键的相同化合物(硫代磷酸酯参照化合物)一样强力或较之更强力。非桥接性二硫代磷酸酯修饰的每次引入移除了磷处的手性中心之一并且因而降低化合物的非对映异构复杂度50％。另外，无论何时引入二硫代酯修饰，寡核苷酸似乎大幅度更好地被摄入细胞，尤其被摄入例如肝细胞、肌肉细胞、心脏细胞。
向缺口聚物的LNA侧翼引入非桥接二硫代酯修饰(non-bridging dithioatemodification)似乎特别有益，导致分子显示出更高的靶减少作用和大幅度更好的摄取行为、更高的稳定性和良好的安全谱。
在寡核苷酸中化学合成非桥接二硫代磷酸酯键(non-bridgingphosphorodithioate linkage)最好通过使用适宜硫代亚磷酰胺结构单元(thiophosphoramidite building block)的固相寡核苷酸合成技术实现。已经对正常DNA(X.Yang,Curr Protoc Nucleic Acid Chem 2016,66,4.71.71-74.71.14.)以及对RNA(X.Yang,Curr Protoc Nucleic Acid Chem 2017,70,4.77.71–74.77.13.)描述了这类硫代亚磷酰胺的成功应用并且从商业来源可获得需要的结构单元。令人感兴趣地，尚未报道更有挑战性的对相应LNA硫代亚磷酰胺的合成。在本申请中，我们还报告了成功合成全部四种LNA硫代亚磷酰胺及将它们掺入寡核苷酸中。
发明简述
本发明涉及一种寡核苷酸，其包含至少一个式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键(phosphorodithioate internucleoside linkage)
Figure BDA0002528551960000021
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是LNA核苷并且其中R是氢或磷酸酯保护基。本发明还尤其涉及一种缺口聚物寡核苷酸，其包含式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。本发明还涉及用于制造本发明寡核苷酸的方法并且涉及尤其可用于制造本发明寡核苷酸中的LNA核苷单体。
本发明尤其涉及一种寡核苷酸，其包含至少一个(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000022
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子。
换而言之，M是金属，如碱金属，如Na或K；或M是NH4。
本发明的寡核苷酸优选地是单链反义寡核苷酸，其包含一个或多个2’糖修饰的核苷，如一个或多个LNA核苷或一个或多个2’MOE核苷。本发明的反义寡核苷酸能够在体内或在体外调节靶核酸(如，靶前mRNA、mRNA、微RNA、非编码性长RNA或病毒RNA)在表达该靶RNA的细胞中表达。在一些实施方案中，单链反义寡核苷酸还包含硫代磷酸酯核苷间键。单链反义寡核苷酸例如可以处于缺口聚物寡核苷酸、混聚物寡核苷酸或全聚物寡核苷酸的形式。单链反义寡核苷酸混聚物可以用于调节靶前mRNA中的剪接事件。单链反义寡核苷酸混聚物可以用于抑制靶微RNA的表达。单链反义寡核苷酸混聚物可以用于抑制非编码性长RNA和染色质之间的相互作用，因而缓解了染色质(如PRC2)介导对一种或多种mRNA的阻遏。单链反义寡核苷酸缺口聚物可以用于抑制靶前mRNA、靶mRNA、靶病毒RNA、或靶非编码性长RNA。
本发明还涉及本发明寡核苷酸(如单链反义寡核苷酸)作为治疗药的用途。
本发明还尤其涉及一种缺口聚物寡核苷酸，其包含式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。本发明还尤其涉及一种混合聚物寡核苷酸，其包含式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。本发明还尤其涉及一种全聚物寡核苷酸，其包含式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
本发明还涉及用于制造本发明寡核苷酸的方法并且涉及尤其可用于制造本发明寡核苷酸中的LNA核苷单体。
本发明还涉及用于制造本发明寡核苷酸的方法并且涉及尤其可用于制造本发明寡核苷酸中的MOE核苷单体。
本发明还提供可以用于制造本发明寡核苷酸的新MOE单体和LNA单体。
在寡核苷酸合成期间，经常使用保护性R基团的用途。在寡核苷酸合成后，一般将保护基交换为氢原子或阳离子如碱金属或铵阳离子，如当寡核苷酸处于盐形式时。盐一般含有阳离子，如金属阳离子，例如，钠或钾阳离子或铵阳离子。就反义寡核苷酸而言，优选地R是氢，或反义寡核苷酸处于盐形式(如IB中所示)。
式(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键可以例如选自：
Figure BDA0002528551960000031
其中M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子。本发明的寡核苷酸因此可以处于以下形式：寡核苷酸盐、碱金属盐，如钠盐、钾盐或铵盐。
备选地展示，本发明的寡核苷酸可以包含式IA’或IB’的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000032
本发明还尤其涉及一种缺口聚物寡核苷酸，其包含式(I)(例如，式(IA)或(IB)或者式(IA’)或式(IB’))的二硫代磷酸酯核苷间键。
本发明还尤其涉及一种混聚物寡核苷酸，其包含式(I)(例如，式(IA)或(IB)或者式(IA’)或式(IB’))的二硫代磷酸酯核苷间键。
本发明还尤其涉及一种全聚物寡核苷酸，其包含式(I)(例如，式(IA)或(IB)或者式(IA’)或式(IB’))的二硫代磷酸酯核苷间键。
在本发明寡核苷酸的优选实施方案中，两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是LNA核苷。
在本发明寡核苷酸的优选实施方案中，两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’-O-MOE核苷。
在本发明寡核苷酸的优选实施方案中，寡核苷酸是单链反义寡核苷酸，两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是LNA核苷。
在本发明寡核苷酸的优选实施方案中，寡核苷酸是单链反义寡核苷酸，并且两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’-O-MOE核苷。
本发明提供一种用于抑制细胞中靶RNA的反义寡核苷酸，其中反义缺口聚物寡核苷酸包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000041
其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，其中反义寡核苷酸是或包含反义缺口聚物寡核苷酸(本文中称作缺口聚物或缺口聚物寡核苷酸)，
本发明的反义寡核苷酸因此可以包含缺口聚物或由其组成。
本发明提供一种反义寡核苷酸，其包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000042
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是LNA核苷并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，其中A2是寡核苷酸的3’末端核苷。
本发明提供一种反义寡核苷酸，其包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000043
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是LNA核苷并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，其中A1是寡核苷酸的5’末端核苷。
本发明提供一种反义寡核苷酸，其包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000051
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2-O-MOE核苷并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，其中A2是寡核苷酸的3’末端核苷。
本发明提供一种反义寡核苷酸，其包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000052
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2-O-MOE核苷并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，其中A1是寡核苷酸的5’末端核苷。
本发明提供一种反义寡核苷酸，其包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000053
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’糖修饰的核苷并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中A2是寡核苷酸的3’末端核苷。
本发明提供一种反义寡核苷酸，其包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000061
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’糖修饰的核苷并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中A1是寡核苷酸的5’末端核苷。
2’糖修饰的核苷可以独立地选自这样的2’糖修饰的核苷，其选自2’-烷氧基-RNA、2’-烷氧基烷氧基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA、2'-氟-ANA和LNA核苷。
本发明提供一种单链反义寡核苷酸，其包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000062
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中单链寡核苷酸还包含至少一个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，为(Sp，S)或(Rp，R)
Figure BDA0002528551960000063
其中N1和N2是核苷。
本发明也提供用于调节细胞中RNA靶的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含10–30个核苷酸长度的连续核苷酸序列或由其组成，其中连续核苷酸序列包含一个或多个2’糖修饰的核苷，并且其中连续核苷酸序列的核苷之间存在的核苷间键中至少一者是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键
Figure BDA0002528551960000071
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接并且其中R是氢或磷酸酯保护基。
本发明也提供用于调节细胞中RNA靶的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含10–30个核苷酸长度的连续核苷酸序列或由其组成，其中连续核苷酸序列包含一个或多个2’糖修饰的核苷，并且其中连续核苷酸序列的核苷之间存在的核苷间键中至少一者是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键
Figure BDA0002528551960000072
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接；并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中单链反义寡核苷酸用于调节对前mRNA靶RNA的剪接。
本发明也提供用于调节细胞中RNA靶的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含10–30个核苷酸长度的连续核苷酸序列或由其组成，其中连续核苷酸序列包含一个或多个2’糖修饰的核苷，并且其中连续核苷酸序列的核苷之间存在的核苷间键中至少一者是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键
Figure BDA0002528551960000073
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接；并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中单链反义寡核苷酸用于抑制非编码性长RNA的表达。对于可以被本发明化合物靶向的lncRNA的实例，参见WO 2012/065143。
本发明也提供用于调节细胞中RNA靶的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含10–30个核苷酸长度的连续核苷酸序列或由其组成，其中连续核苷酸序列包含一个或多个2’糖修饰的核苷，并且其中连续核苷酸序列的核苷之间存在的核苷间键中至少一者是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键
Figure BDA0002528551960000081
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接；并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中单链反义寡核苷酸用于抑制人mRNA或前mRNA靶的表达。
本发明也提供用于调节细胞中RNA靶的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含10–30个核苷酸长度的连续核苷酸序列或由其组成，其中连续核苷酸序列包含一个或多个2’糖修饰的核苷，并且其中连续核苷酸序列的核苷之间存在的核苷间键中至少一者是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键
Figure BDA0002528551960000082
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接；并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中单链反义寡核苷酸用于抑制病毒RNA靶的表达。合适的病毒RNA靶可以例如是HCV或HBV。
本发明也提供用于调节细胞中RNA靶的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含7–30个核苷酸长度的连续核苷酸序列或由其组成，其中连续核苷酸序列包含一个或多个2’糖修饰的核苷，并且其中连续核苷酸序列的核苷之间存在的核苷间键中至少一者是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键
Figure BDA0002528551960000083
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接；并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中单链反义寡核苷酸用于抑制微RNA的表达。
为了靶向RNA靶，例如前mRNA靶、mRNA靶、病毒RNA靶、微RNA或非编码性长RNA靶，本发明的寡核苷酸适当地能够抑制靶RNA的表达。通过反义寡核苷酸和靶RNA之间的互补性实现这点。可以通过降低RNA靶水平或通过阻断RNA靶的功能，实现对RNA靶的抑制。对RNA靶的RNA抑制可以适当地通过(例如通使用缺口聚物)招募细胞RNA酶如RNA酶H来实现，或可以通过非核酸酶介导的机制，如空间位阻机制(如用于微RNA抑制、用于前mRNA的剪接调节、或用于阻断非编码性长RNA和染色质之间相互作用的空间位阻机制)来实现。
本发明还涉及用于制造本发明寡核苷酸的方法并且涉及尤其可用于制造本发明寡核苷酸中的LNA或MOE核苷单体。
本发明提供本发明寡核苷酸的可药用盐，或其缀合物，尤其钠盐或钾盐或铵盐。
本发明提供一种缀合物，其包含寡核苷酸或其可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分。
本发明提供一种药物组合物，其包含本发明的寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体(a therapeutically inert carrier)。
本发明提供本发明的任何寡核苷酸、可药用盐或缀合物用作治疗活性物质。
本发明提供一种用于调节正在表达靶RNA的细胞中所述RNA的方法，所述方法包括步骤：向细胞施用有效量的本发明寡核苷酸、可药用盐、缀合物或组合物，其中寡核苷酸与靶RNA互补。
本发明提供一种用于调节前RNA靶在表达所述前mRNA靶的细胞中的剪接的方法，所述方法包括步骤：向细胞施用有效量的本发明寡核苷酸、可药用盐、缀合物或组合物，其中寡核苷酸与靶RNA互补并且能够调节前mRNA中的剪接事件。
本发明提供本发明的寡核苷酸、药用盐、缀合物或组合物在细胞中(如人细胞中)抑制前mRNA、mRNA或非编码性长RNA的用途。
上述方法或用途可以是体外方法或体内方法。
本发明提供本发明的寡核苷酸、药用盐、缀合物或组合物在制造药物中的用途。
本发明提供(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键的用途，用于增强单链硫代磷酸酯反义寡核苷酸的体外或体内稳定性。
本发明提供式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键的用途，用于增强单链硫代磷酸酯反义寡核苷酸的体外或体内作用持续时间。
本发明提供式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键的用途，用于增强单链硫代磷酸酯反义寡核苷酸的细胞摄取或组织分布。
本发明提供式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键的用途，用于增强单链硫代磷酸酯反义寡核苷酸向组织中的摄取，所述组织选自骨骼肌、心脏、上皮细胞，包括视网膜上皮细胞(例如，靶向Htra1的化合物)、肝、肾或脾。
对于体内用途，单链硫代磷酸酯反义寡核苷酸可以是治疗用寡核苷酸。
附图简述
图1-图4显示在施用本发明的寡核苷酸24小时和74小时后，原代大鼠肝细胞中的靶mRNA水平。
图1显示在施用缺口中具有本发明的单个二硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸缺口聚物24小时和74小时后，原代大鼠肝细胞中的靶mRNA水平。
图2显示在施用缺口中具有本发明的多个二硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸缺口聚物24小时和74小时后，原代大鼠肝细胞中的靶mRNA水平。
图3显示在施用缺口中具有本发明的多个二硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸缺口聚物24小时和74小时后，原代大鼠肝细胞中的靶mRNA水平。
图4显示在施用侧翼中具有本发明的二硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸缺口聚物24小时和74小时后，原代大鼠肝细胞中的靶mRNA水平。
图5显示与RNA和DNA杂交的含有本发明的二硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸的热解链(Tm)。
图6显示含有本发明二硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸在大鼠血清中的稳定性。
图7：探索缺口聚物缺口区和侧翼区中的非手性二硫代磷酸酯–处理原代大鼠肝细胞后的残余mRNA水平。
图8：探索缺口聚物缺口区中非手性二硫代磷酸酯的位置依存关系和优化–处理原代大鼠肝细胞后的残余mRNA水平。
图9A和图9B：探索缺口聚物缺口区域中的非手性二硫代磷酸酯–对细胞摄取的影响。
图10A和图10B：缺口聚物侧翼区中引入非手性二硫代磷酸酯提供增加的效力，及硫代磷酸酯载量与增加的效力之间的相关性(侧翼中4个键>3个键>2个键>1个键>无二硫代磷酸酯键)。
图11：不同细胞类型中的IC50值。
图12：3’末端保护的LNA寡核苷酸的大鼠体外血清稳定性。
图13：对侧翼和缺口区域中含有非手性二硫代磷酸酯键的缺口聚物的体内评价–靶抑制作用。
图14A：对侧翼和缺口区域中含有非手性二硫代磷酸酯键的缺口聚物的体内评价–组织摄取。
图14B：对侧翼和缺口区域中含有非手性二硫代磷酸酯键的缺口聚物的体内评价–肝/肾比率。
图15A和图15B：对侧翼和缺口区域中含有非手性二硫代磷酸酯键的缺口聚物的体内评价–代谢物分析。
图16：可以通过与定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键组合，进一步增强包含非手性二硫代磷酸酯核苷间键的反义寡核苷酸的作用持续时间延长。
图17A：靶向MALAT-1的非手性二硫代磷酸酯缺口聚物的体外EC50测定。
图17B：靶向MALAT-1的非手性二硫代磷酸酯缺口聚物的体内效力。
图17C：靶向MALAT-1的非手性二硫代磷酸酯缺口聚物的体内研究–组织含量
图18A：靶向ApoB的非手性单硫代磷酸酯(monophosphorothioate)修饰的缺口聚物寡核苷酸的体外研究。活性数据
图18B：靶向ApoB的非手性单硫代磷酸酯修饰的缺口聚物寡核苷酸的体外研究。细胞含量数据。
图19A：靶向ApoB的手性二硫代磷酸酯修饰的缺口聚物寡核苷酸的体外研究。活性数据
图19B：靶向ApoB的手性二硫代磷酸酯修饰的缺口聚物寡核苷酸的体外研究。细胞含量数据。
图20：靶向TNFRSF1B的3’剪接位点的剪接转换寡核苷酸中存在的非手性二硫代磷酸酯(P2S)核苷间键的影响。将人Colo 205细胞接种在96孔平板中并且分别经历5μM(A)和25μM(B)寡聚物作用。使用靶向外显子6-8接界的探针，通过液滴数字PCR分析外显子7跳跃的百分数，并且通过靶向外显子2-3的测定法，将其与TNFRSF1B的总量比较。SSO#26是母寡聚物，并且SSO#27是不靶向TNFRSF1B的阴性对照。
图21：使用S1核酸酶的稳定性测定法。将含有二硫代酯的寡聚物与S1核酸酶分别温育30分钟和120分钟。在15％TBE-脲凝胶上可视化寡聚物。作为迁移标志物，纳入完好的寡聚物(SSO#14)，不经历S1核酸酶作用。
定义
在本说明书中，术语“烷基”在单独或组合下指具有1至8个碳原子的直链或支链烷基、特别地具有1至6个碳原子的直链或支链烷基和更特别地具有1至4个碳原子的直链或支链烷基。直链和支链C1-C8烷基的实例是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、异构戊基、异己基、异庚基和异辛基，具体地是甲基、乙基、丙基、丁基和戊基。烷基的具体实例是甲基、乙基和丙基。
术语“环烷基”在单独或组合下指具有3至8个碳原子的环烷基环、特别地具有3至6个碳原子的环烷基环。环烷基的实例是环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基，更具体地是环丙基和环丁基。“环烷基”的具体实例是环丙基。
术语“烷氧基”在单独或组合下指式烷基-O-的基团，其中术语“烷基”具有先前给出的含义，如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基和叔丁氧基。具体的“烷氧基”是甲氧基和乙氧基。甲氧基乙氧基是“烷氧基烷氧基”的具体实例。
术语“氧基”在单独或组合下指-O-基团。
术语“链烯基”在单独或组合下指包含烯键和多达8个、优选地多达6个、特别优选多达4个碳原子的直链或支链烃残基。链烯基的实例是乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基和异丁烯基。
术语“炔基”在单独或组合下指包含叁键和多达8个，特别地2个碳原子的直链或支链烃残基。
术语“卤族”或“卤素”在单独或组合下指氟、氯、溴或碘并且具体地指氟、氯或溴，更具体地氟。与另一种基团组合下，术语“卤素”指经至少一个卤素取代、尤其经一个至五个卤素、具体地一个至四个卤素(即一个、二、三个或四个卤素)取代所述基团。
术语“卤代烷基”在单独或组合下指经至少一个卤素取代、尤其经一个至五个卤素、具体地一个至三个卤素取代的烷基。卤代烷基的实例包括单氟代、二氟或三氟甲基、乙基或丙基，例如3,3,3-三氟丙基、2-二氟乙基、2,2,2-三氟乙基、氟代甲基或三氟甲基。氟代甲基、二氟甲基和三氟甲基是具体的“卤代烷基”。
术语“卤代环烷基”在单独或组合下指经至少一个卤素取代、尤其经一个至五个卤素、具体地一个至三个卤素取代的如上定义的环烷基。“卤代环烷基”的具体实例是卤代环丙基，尤其氟代环丙基、二氟环丙基和三氟环丙基。
术语“羟基”和“羟基”在单独或组合下指-OH基团。
术语“硫氢(thiohydroxyl)”和“硫氢基”在单独或组合下指-SH基团。
术语“羰基”在单独或组合下指-C(O)-基团。
术语“羧基”或“羧”在单独或组合下指-COOH基团。
术语“氨基”在单独或组合下指伯氨基(-NH2)、仲氨基(-NH-)或叔氨基(-N-)。
术语“烷基氨基”在单独或组合下指经一个或两个如上文定义的烷基取代的如上文定义的氨基。
术语“磺酰(sulfonyl)”在单独或组合下意指-SO2基团。
术语“亚磺酰(sulfinyl)”在单独或组合下指-SO-基团。
术语“硫烷基(sulfanyl)”在单独或组合下指-S-基团。
术语“氰基”在单独或组合下指-CN基团。
术语“叠氮基”在单独或组合下指-N3基团。
术语“硝基”在单独或组合下指NO2基团。
术语“甲酰基”在单独或组合下指-C(O)H基团。
术语“氨甲酰基”在单独或组合下指-C(O)NH2基团。
术语“脲基(cabamido)”在单独或组合下指-NH-C(O)-NH2基团。
术语“芳基”在单独或组合下指包含6至10个碳环原子的单价芳族碳环单环系统或双环系统，所述系统任选地经1至3个独立地选自以下的取代基取代：卤素、羟基、烷基、链烯基、炔基、烷氧基、烷氧烷基、链烯氧基、羧基、烷氧羰基、烷基羰基和甲酰基。芳基的实例包括苯基和萘基、尤其苯基。
术语“杂芳基”在单独或组合下指5至12个环原子的单价芳族杂环单环系统或双环系统，所述系统包含1、2、3或4个选自N、O和S的杂原子，剩余环原子是碳，任选地经1至3个独立地选自以下的取代基取代：卤素、羟基、烷基、链烯基、炔基、烷氧基、烷氧烷基、链烯氧基、羧基、烷氧羰基、烷基羰基和甲酰基。杂芳基的实例包括吡咯基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、三唑基、噁二唑基、噻二唑基、四唑基、吡啶基、吡嗪基、吡唑基、哒嗪基、嘧啶基、三嗪基、吖庚因基、二吖庚因基、异噁唑基、苯并呋喃基、异噻唑基、苯并噻吩基、吲哚基、异吲哚基、异苯并呋喃基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并噁二唑基、苯并噻二唑基、苯并三唑基、嘌呤基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹噁啉基、咔唑基或吖啶基。
术语“杂环基”在单独或组合下指4至12个、尤其4至9个环原子的单价饱和或部分不饱和单环系统或双环系统，所述系统包含1、2、3或4个选自N、O和S的环杂原子，剩余环原子是碳，任选地经1至3个独立地选自以下的取代基取代：卤素、羟基、烷基、链烯基、炔基、烷氧基、烷氧烷基、链烯氧基、羧基、烷氧羰基、烷基羰基和甲酰基。单环饱和杂环基的实例是吖丁啶基、吡咯烷基、四氢呋喃基、四氢-噻吩基、吡唑烷基、咪唑烷基、噁唑啉基、异噁唑烷基、噻唑烷基、哌啶基、四氢吡喃基、四氢噻喃基、哌嗪基、吗啉基、硫代吗啉基、1,1-二氧代-硫代吗啉-4-基、吖庚环基、二吖庚环基、高哌嗪基或氧吖庚环基。双环饱和杂环烷基的实例是8-氮杂-双环并[3.2.1]辛基、奎宁环基、8-氧杂-3-氮杂-双环并[3.2.1]辛基、9-氮杂-双环并[3.3.1]壬基、3-氧杂-9-氮杂-双环并[3.3.1]壬基或3-噻-9-氮杂-双环并[3.3.1]壬基。部分不饱和杂环烷基的实例是二氢呋喃基、咪唑啉基、二氢噁唑基、四氢吡啶基或二氢吡喃基。
术语“可药用盐”指保留游离碱或游离酸的生物学效应和特性的那些盐，所述的生物学效应和特性不是生物学不利或不良的。与无机酸如氢氯酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸、尤其氢氯酸，及有机酸如乙酸、丙酸、乙醇酸、丙酮酸、草酸、马来酸、丙二酸、琥珀酸、延胡索酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、水杨酸、N-乙酰基半胱氨酸形成盐。此外，可以从添加无机碱或有机碱至游离酸制备这些盐。衍生自无机碱的盐包括但不限于钠盐、钾盐、锂盐、铵盐、钙盐、镁盐。衍生自有机碱的盐包括但不限于伯胺、仲胺和叔胺、取代胺的盐，所述胺包括天然存在的取代胺、环状胺和碱性离子交换树脂，如异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、乙醇胺、赖氨酸、精氨酸、N-乙基哌啶、哌啶、多胺树脂。本发明的寡核苷酸也可以按两性离子表面活性剂的形式存在。特别优选的本发明可药用盐是钠盐、锂盐、钾盐和三烷基铵盐。
术语“保护基”在单独或组合下指这样的基团，其选择性封闭多官能化合物中的反应性位点，从而可以在另一个未保护的反应性位点选择性地实施化学反应。可以移除保护基。示例性保护基是氨基保护基、羧基保护基或羟基保护基。
“磷酸酯保护基”是磷酸酯基团的保护基。磷酸酯保护基的实例是2-氰基乙基和甲基。磷酸酯保护基的具体实例是2-氰基乙基。
“羟基保护基”是羟基的保护基并且还用来保护硫醇基(thiol)。羟基保护基的实例是乙酰基(Ac)、苯甲酰基(Bz)、苄基(Bn)、β-甲氧基乙氧甲基醚(MEM)、二甲氧基三苯甲基(或双-(4-甲氧苯基)苯基甲基)(DMT)、三甲氧基三苯甲基(或三-(4-甲氧苯基)苯基甲基)(TMT)、甲氧甲基醚(MOM)、甲氧三苯甲基[(4-甲氧苯基)二苯基甲基(MMT)、对甲氧苄基醚(PMB)、甲基硫代甲基醚、新戊酰(Piv)、四氢吡喃基(THP)、四氢呋喃(THF)、三苯甲基或三苯甲基(Tr)、甲硅烷基醚(例如三甲基甲硅烷基咪唑(TMS)、叔丁基二甲基甲硅烷基(TBDMS)、三异丁基甲硅烷氧基甲基(TOM)和三异丙基甲硅烷基(TIPS)醚)、甲醚和乙氧乙基醚(EE)。羟基保护基的具体实例是DMT和TMT、尤其DMT。
“硫氢保护基”是硫氢的保护基。硫氢保护基的实例是“羟基保护基”的那些基团。
如果本发明的起始材料或化合物之一含有一个或多个在一个或多个反应步骤的反应条件下不稳定或有反应性的官能团，则应用本领域熟知的方法，可以在关键步骤之前引入适宜的保护基(如在例如T.W.Greene和P.G.M.Wuts,第3版,1999,Wiley,New York的“有机化学中的保护基(Protective Groups in Organic Chemistry)”中所述)。可以使用文献中描述的标准方法，在合成的晚期移除这类保护基。保护基的实例是叔丁氧羰基(Boc)、9-芴基甲基氨基甲酸酯(Fmoc)、2-三甲基甲硅烷基乙基氨基甲酸酯(Teoc)、苄酯基(Cbz)和对甲氧基苄氧羰基(Moz)。
本文所述的化合物可以含有几个非对称中心并且可以按光学纯的对映异构体、对映异构体混合物(如，例如，消旋物)、非对映异构体混合物、非对映异构消旋物或非对映异构消旋物混合物的形式存在。
寡核苷酸
如本文所用的术语“寡核苷酸”如技术人员通常理解其那样为定义包含两个或更多个共价连接的核苷的分子。这类共价结合的核苷也可以称作核酸分子或寡聚物。寡核苷酸常在实验室中通过固相化学合成法产生，随后纯化。当提到寡核苷酸的序列时，指核碱基部分或其修饰物、共价连接的核苷酸或核苷的序列或顺序。本发明的寡核苷酸是人造的，并且是化学合成的，并且一般是纯化的或分离的。本发明的寡核苷酸可以包含一个或多个修饰的核苷或核苷酸。
反义寡核苷酸
如本文所用的术语“反义寡核苷酸”定义为能够通过与靶核酸、尤其与靶核酸上的连续序列杂交调节靶基因表达的寡核苷酸。反义寡核苷酸基本上不是双链的并因此不是siRNA或shRNA。优选地，本发明的反义寡核苷酸是单链的。可以理解，本发明的单链寡核苷酸可以形成发夹或分子间双链体结构(二分子的相同寡核苷酸之间的双链体)，只要内部或之间自我互补性的程度跨寡核苷酸全长小于50％即可。
对表达的调节
如本文所用的术语“对表达的调节”应理解为寡核苷酸改变靶核酸之表达或改变其水平的能力的总体术语。可以通过与施用寡核苷酸之前靶核酸的表达或其水平比较，确定对表达的调节作用，或可以通过参考其中不施用本发明寡核苷酸的对照实验，确定对表达的调节作用。通常理解，对照是用盐水组合物处理的个体或靶细胞或用非靶向性寡核苷酸(模拟物)处理的个体或靶细胞。
一个类型的调节作用是寡核苷酸例如通过降解靶核酸(例如通过RNA酶H1介导的降解)或阻断转录来抑制、下调、减少、阻抑、移除、停止、阻断、阻止、减弱、降低、避免或终止靶核酸表达的能力。另一个类型的调节作用是寡核苷酸例如通过调节靶前mRNA上的剪接事件或通过阻断抑制性机制(如mRNA的微RNA阻抑作用)来恢复、增加或增强靶RNA表达的能力。
连续核苷酸序列
术语“连续核苷酸序列”指与靶核酸互补(如，完全互补)的寡核苷酸区域。本文中该术语与术语“连续核碱基序列”和术语“寡核苷酸基序序列”互换使用。在一些实施方案中，寡核苷酸的全部核苷酸构成连续核苷酸序列。在一些实施方案中，寡核苷酸包含连续核苷酸序列，如F-G-F’缺口聚物区域，并且可以任选地包含其他核苷酸，例如可以用来将官能团接合至连续核苷酸序列的核苷酸接头区，例如区域D或D’。核苷酸接头区可以互补于或可以不互补于所述靶核酸。本文提及的反义寡核苷酸混聚物可以包含连续核苷酸序列或可以由其组成。
核苷酸
“核苷酸”是寡核苷酸和多核苷酸的结构单位并且出于本发明目的，包括天然存在的和非天然存在的核苷酸。自然界中，核苷酸如DNA和RNA核苷酸包含核糖糖部分、核碱基部分和一个或多个磷酸酯基团(它们不存在于核苷中)。核苷和核苷酸还可以可互换地称作“单位”或“单体”。
修饰的核苷
如本文所用的术语“修饰的核苷”或“核苷修饰”指与等同DNA核苷或RNA核苷相比，如通过引入一个或多个糖部分或(核)碱基部分修饰而修饰的核苷。在一个优选实施方案中，修饰的核苷包含修饰的糖部分。术语“修饰的核苷”也可以在本文中与术语“核苷类似物”或修饰的“单位”或修饰的“单体”互换使用。具有未修饰的DNA或RNA糖部分的核苷在本文中称作DNA核苷或RNA核苷。在DNA核苷或RNA核苷的碱基区域中具有修饰的核苷，如果允许Watson Crick碱基配对，通常仍称作DNA或RNA。
修饰的核苷间键
术语“修饰的核苷间键”如技术人员通常理解定义为除了将二个核苷共价连接在一起的磷酸二酯(PO)键之外的键。本发明的寡核苷酸因此可以包含修饰的核苷间键。在一些实施方案中，与磷酸二酯键相比，修饰的核苷间键增加寡核苷酸的核酸酶抗性。对于天然存在的寡核苷酸，核苷间键包括在毗邻核苷之间产生磷酸二酯键的磷酸酯基团。修饰的核苷间键特别可用于稳定寡核苷酸供体内使用，并且可以在本发明寡核苷酸中的DNA核苷或RNA核苷区域(例如在缺口聚物寡核苷酸的缺口区内部)以及在修饰的核苷区域(如，区域F和区域F’)起到保护免受核酸酶剪切的作用。
在一个实施方案中，寡核苷酸包含一个或多个从天然磷酸二酯修饰而来的核苷间键，如一个或多个例如更抵抗核酸酶攻击的修饰的核苷间键。可以通过血清中温育寡核苷酸或通过使用核酸酶抗性测定法(例如蛇毒液磷酸二酯酶(SVPD))确定核酸酶抗性，二者均为本领域熟知。寡核苷酸的能够增强核酸酶抗性的核苷间键称作抗核酸酶核苷间键。在一些实施方案中，寡核苷酸或其连续核苷酸序列中的至少50％核苷间键是修饰的，如寡核苷酸或其连续核苷酸序列中的至少60％，如至少70％，如至少80或如至少90％核苷间键是抗核酸酶核苷间键。在一些实施方案中，寡核苷酸或其连续核苷酸序列的全部核苷间键均是抗核酸酶核苷间键。将认识到，在一些实施方案中，将本发明的寡核苷酸与非核苷酸官能团如缀合物连接的核苷可以是磷酸二酯。
用于本发明寡核苷酸中的优选的修饰的核苷间键是硫代磷酸酯。
硫代磷酸酯核苷间键特别有用，原因在于核酸酶抗性、有益的药代动力学和易于生产。在一些实施方案中，寡核苷酸或其连续核苷酸序列中的至少50％核苷间键是硫代磷酸酯，如寡核苷酸或其连续核苷酸序列中的至少60％，如至少70％，如至少80％或如至少90％核苷间键是硫代磷酸酯。在一些实施方案中，除二硫代磷酸酯核苷间键之外，寡核苷酸或其连续核苷酸序列的全部核苷间键均是硫代磷酸酯。在一些实施方案中，除二硫代磷酸酯键之外，本发明的寡核苷酸还包含硫代磷酸酯核苷间键和至少一个磷酸二酯键，如2、3或4个磷酸二酯键。在缺口聚物寡核苷酸中，当存在时，磷酸二酯键合适地不位于缺口区G中的连续DNA核苷之间。
抗核酸酶键(如硫代磷酸酯键)特别可用于与靶核酸(如缺口聚物的区域G)形成双链体时能够召集核酸酶的寡核苷酸区域中。然而，硫代磷酸酯键还可以用于无核酸酶召集作用的区域和/或增强亲和力的区域(如缺口聚物的区域F和区域F’)中。在一些实施方案中，缺口聚物寡核苷酸可以在区域F和/或区域F’中或区域F和区域F’两者中包含一个或多个磷酸二酯键，其中区域G中的核苷间键可以是全硫代磷酸酯。
有利地，在寡核苷酸的连续核苷酸序列中的全部核苷间键或寡核苷酸的全部核苷间键均是硫代磷酸酯键。
认识到，如EP 2 742 135中公开的那样，反义寡核苷酸可以包含(除磷酸二酯和硫代磷酸酯之外的)其他核苷间键，例如烷基膦酸酯(alkyl phosphonate)核苷间键/甲基膦酸酯核苷间键，根据EP 2 742 135，所述的其他核苷间键可以例如在不为DNA硫代磷酸酯的缺口区中被耐受。
立构无规硫代磷酸酯键
硫代磷酸酯键是其中非桥接氧之一已经被硫取代的核苷间磷酸酯键。硫对非桥接氧之一的取代引入了手性中心并且从而在单一硫代磷酸酯寡核苷酸内部，每个硫代磷酸酯核苷间键将处于S(Sp)或R(Rp)立体同工型。这类核苷间键称作“手性核苷间键”。通过比较，磷酸二酯核苷间键是非手性的，因为它们具有两个非末端氧原子。
依据首次发表于以下文献中的标准Cahn-Ingold-Prelog规则(CIP优先规则)确定立构中心手性的命名：Cahn,R.S.；Ingold,C.K.；Prelog,V.(1966)"分子手性规范(Specification of Molecular Chirality)"Angewandte Chemie InternationalEdition 5(4):385–415.doi:10.1002/anie.196603851。
在标准寡核苷酸合成期间，偶联和后续硫化的立体选择性不受控。出于这个原因，每个硫代磷酸酯核苷间键的立体化学随机地是Sp或Rp，并且因而通过传统寡核苷酸合成法产生的硫代磷酸酯寡核苷酸实际上可以按多达2X种不同的硫代磷酸酯非对映异构体存在，其中X是硫代磷酸酯核苷间键的数目。这类寡核苷酸在本文中称作立构无规硫代磷酸酯寡核苷酸，并且不含有任何定义了立构的核苷间键。立构无规硫代磷酸酯寡核苷酸因此是源自非立体化学确定合成的各非对映异构体的混合物。在这种情况下，混合物定义为多达2X种不同的硫代磷酸酯非对映异构体。
定义了立构的(Stereodefined)核苷间键
定义了立构的核苷间键是对其两种非对映异构形式Rp或Sp之一具有非对映体过量的手性核苷间键。
应当认识到，本领域使用的立体选择性寡核苷酸合成方法一般在每个手性核苷间键提供至少约90％或至少约95％的非对映选择性，并且从而多达约10％，如约5％的寡核苷酸分子可以具有备选的非对映异构形式。
在一些实施方案中，每个定义了立构的手性核苷间键的非对映异构比率是至少约90:10。在一些实施方案中，每个手性核苷间键的非对映异构比率是至少约95:5。
定义了立构的硫代磷酸酯键是定义了立构的核苷间键的具体实例。
定义了立构的硫代磷酸酯键
定义了立构的硫代磷酸酯键是对其两种非对映异构形式Rp或Sp之一具有非对映体过量的硫代磷酸酯键。
下文展示硫代磷酸酯核苷间键的Rp和Sp构型。
Figure BDA0002528551960000151
其中3’R基团代表毗邻核苷(5’核苷)的3’位置，并且5’R基团代表毗邻核苷(3’核苷)的5’位置。
本文中，也可以将Rp核苷间键表示为srP，并且可以将Sp核苷间键表示为ssP。
在一个具体实施方案中，每个定义了立构的硫代磷酸酯键的非对映异构体比率是至少约90:10或至少95:5。
在一些实施方案中，每个定义了立构的硫代磷酸酯键的非对映体比率是至少约97:3。在一些实施方案中，每个定义了立构的硫代磷酸酯键的非对映体比率是至少约98:2。在一些实施方案中，每个定义了立构的硫代磷酸酯键的非对映体比率是至少约99:1。
在一些实施方案中，定义了立构的核苷间键在至少97％，如至少98％，如至少99％，或(基本上)全部的存在于寡核苷酸分子群体内的寡核苷酸分子中处于相同的非对映异构形式(Rp或Sp)。
可以在仅具有非手性骨架(即磷酸二酯)的模型系统中测量非对映体纯度。可以通过例如将具有定义了立构的核苷间键的单体偶联至以下模型系统“5’t-po-t-po-t-po3’”，测量每个单体的非对映体纯度。这种测量的结果随后将给出：可以使用HPLC分离的5’DMTr-t-srp-t-po-t-po-t-po 3’或5’DMTr-t-ssp-t-po-t-po-t-po 3’。通过积分来自两种可能非对映异构体的UV信号并且得到这些非对映异构体的比率(例如98:2、99:1或>99:1)，确定非对映异构体纯度。
应当理解，特定的单一非对映异构体(定义了立构的单一寡核苷酸分子)的非对映异构体纯度将随每个核苷间位置处限定的立构中心的偶联选择性和待引入的定义了立构的核苷间键的数目而变化。以举例方式，如果每个位置处的偶联选择性是97％，则具有15个定义了立构的核苷间键的定义了立构的寡核苷酸的所得纯度将是0.9715，即如与37％的其他非对映异构体相比，所需的非对映异构体为63％。可以在合成后，通过纯化(例如通过HPLC，如离子交换色谱或反相色谱)改进限定的非对映异构体的纯度。
在一些实施方案中，定义了立构的寡核苷酸指其中群体的至少约40％(如至少约50％)属于所需非对映异构体的寡核苷酸群体。
换而言之，在一些实施方案中，定义了立构的寡核苷酸指其中群体的至少约40％(如至少约50％)由所需(特定)的定义了立构的核苷间键基序(也称作定义了立构的基序)组成的寡核苷酸群体。
对于包含立构无规核苷间立体中心和定义了立构的核苷间手性中心的定义了立构的寡核苷酸，参考保留所需的定义了立构的核苷间键基序的寡核苷酸群体的％，确定定义了立构的寡核苷酸的纯度，计算时不考虑立构无规键。
核碱基
术语“核碱基”包括在核苷和核苷酸中的在核酸杂交中形成氢键的嘌呤部分(例如腺嘌呤和鸟嘌呤)和嘧啶部分(例如尿嘧啶、胸腺嘧啶和胞嘧啶)。在本发明的上下文中，术语“核碱基”还涵盖可以与天然存在的核碱基不同、但在核酸杂交期间有功能的修饰的核碱基。在这种情况下，“核碱基”指天然存在的核碱基如腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸苷、尿嘧啶、黄嘌呤和次黄嘌呤，以及非天然存在的变体。此类变体例如在Hirao等人(2012)Accountsof Chemical Research第45卷第2055页和Bergstrom(2009)Current Protocols inNucleic Acid Chemistry Suppl.37 1.4.1中描述。
在一些实施方案中，通过以下方式修饰核碱基部分：将嘌呤或嘧啶变更成修饰的嘌呤或嘧啶，如取代的嘌呤或取代的嘧啶，如选自异胞嘧啶、假异胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、5-噻唑并胞嘧啶、5-炔丙基-胞嘧啶、5-炔丙基-尿嘧啶、5-溴尿嘧啶、5-噻唑并尿嘧啶、2-硫代-尿嘧啶、2’硫代-胸腺嘧啶、肌苷、二氨基嘌呤、6-氨基嘌呤、2-氨基嘌呤、2,6-二氨基嘌呤和2-氯-6-氨基嘌呤的核碱基。
核碱基部分可以借助每一相应核碱基的字母代码(例如A、T、G、C或U)指示，其中每种字母可以任选地包括功能等同的修饰的核碱基。例如，在例举的寡核苷酸中，核碱基部分选自A、T、G、C和5-甲基胞嘧啶。任选地，对于LNA缺口聚物，可以使用5-甲基胞嘧啶LNA核苷。
修饰的寡核苷酸
术语“修饰的寡核苷酸”描述了包含一个或多个糖修饰的核苷和/或修饰的核苷间键的寡核苷酸。术语嵌合“寡核苷酸”是已经在文献中用来描述具有修饰的核苷的寡核苷酸的术语。
定义了立构的寡核苷酸
定义了立构的寡核苷酸是其中核苷间键至少之一是定义了立构的核苷间键的寡核苷酸。
定义了立构的硫代磷酸酯寡核苷酸是其中核苷间键至少之一是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸。
互补性
术语“互补性”描述核苷/核苷酸的Watson-Crick碱基配对能力。Watson-Crick碱基对是鸟嘌呤(G)-胞嘧啶(C)和腺嘌呤(A)-胸腺嘧啶(T)/尿嘧啶(U)。应当理解，寡核苷酸可以包含具有修饰的核碱基的核苷，例如经常使用5-甲基胞嘧啶替代胞嘧啶，并且从而术语“互补性”涵盖未修饰的核碱基和修饰的核碱基之间的Watson Crick碱基配对(参见例如Hirao等人(2012)Accounts of Chemical Research第45卷第2055页和Bergstrom(2009)Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Suppl.37 1.4.1)。
如本文所用，术语“％互补的”指核酸分子(例如寡核苷酸)中连续核苷酸序列内这样的核苷酸的比例，其中在给定位置，所述核苷酸与分别的核酸分子(例如靶核酸)在给定位置处的连续核苷酸序列互补(即与之形成Watson Crick碱基对)。通过以下方式计算该百分数：(与靶序列5’-3’和寡核苷酸序列从3’-5’对齐时)计数两个序列之间形成配对的对齐碱基的数目，除以寡核苷酸中核苷酸的总数并乘以100。在这种比较中，未对齐(形成碱基对)的核碱基/核苷酸称作错配。优选地，计算连续核苷酸序列的互补性％时不允许插入和缺失。
术语“完全互补的”指100％互补性。
同一性
如本文所用的术语“同一性”指核酸分子(例如寡核苷酸)中连续核苷酸序列以百分数计的核苷酸数目，其中在给定位置，所述核苷酸与分别的核酸分子(例如靶核酸)在给定位置处的连续核苷酸序列(即在其与互补性核苷形成Watson Crick碱基对的能力方面)相同。通过以下方式计算该百分数：计数两个序列之间相同的对齐碱基的数目，除以寡核苷酸中核苷酸的总数并乘以100。同一性百分数＝(匹配x 100)/对齐区域的长度。优选地，计算连续核苷酸序列的互补性％时不允许插入和缺失。
杂交
如本文所用，术语“杂交着”或“杂交”将理解为两条核酸链(例如寡核苷酸和靶核酸)在对侧链上的碱基对之间形成氢键，因而形成双链体。两条核酸链之间结合作用的亲和力是杂交的强度。经常根据解链温度(Tm)描述它，所述解链温度定义为半数寡核苷酸与靶核酸形成双链体的温度。在生理条件下，Tm不与亲和力严格成正比(Mergny和Lacroix,2003,Oligonucleotides 13:515–537)。标准状态Gibbs自由能ΔG°是结合亲和力的更精确表述并且与反应的解离常数(Kd)乘以ΔG°＝-RTln(Kd)相关，其中R是气体常数并且T是绝对温度。因此，寡核苷酸和靶核酸之间反应的很低ΔG°反映了寡核苷酸和靶核酸之间强力杂交。ΔG°是与其中水浓度为1M、pH是7和温度是37℃的反应相关的能量。寡核苷酸与靶核酸杂交是自发反应并且对于自发反应，ΔG°小于零。例如，通过利用如Hansen等人,1965,Chem.Comm.36–38和Holdgate等人,2005,Drug Discov Today中所述的等温滴定量热法(ITC)法，可以实验测量ΔG°。本领域普通技术人员将知道商业设备可用于测量ΔG°。也可以通过使用如SantaLucia,1998,Proc Natl Acad Sci USA.95:1460–1465所述的最近相邻模型，适当使用Sugimoto等人,1995,Biochemistry 34:11211–11216和McTigue等人,2004,Biochemistry 43:5388–5405描述的热动力参数，以数值方式估计ΔG。为了获得通过杂交调节其预期核酸靶的可能性，本发明的寡核苷酸与靶核酸以针对长度10-30个核苷酸的寡核苷酸的低于-10kcal的ΔG°估计值杂交。在一些实施方案中，依据标准状态Gibbs自由能ΔG°测量杂交的程度或强度。寡核苷酸可以与靶核酸以针对长度8-30个核苷酸的寡核苷酸的低于10kcal，如低于-15kcal，如低于-20kcal和如低于-25kcal的ΔG°估计值杂交。在一些实施方案中，寡核苷酸与靶核酸以-10至-60kcal，如-12至-40kcal，如-15至-30kcal或-16至-27kcal，如-18至-25kcal的ΔG°估计值杂交。
糖修饰
与DNA和RNA中存在的核糖糖部分相比时，本发明的寡聚物可以包含一个或多个具有修饰的糖部分(即糖部分修饰)的核苷。
已经产生众多具有核糖糖部分修饰的核苷，主要目的在于改善寡核苷酸的某些特性，如亲和力和/或核酸酶抗性。
这类修饰包括这样的修饰，其中例如通过用以下者替换而修饰核糖环结构：己糖环(HNA)或一般在核糖环上C2和C4碳之间具有双基桥的双环状环(LNA)或一般在C2碳和C3碳之间缺少键的非连接核糖环(例如UNA)。其他的糖修饰的核苷例如包括双环己糖核酸(WO2011/017521)或三环核酸(WO 2013/154798)。修饰的核苷还包括其中糖部分由非糖部分替换的核苷，例如在肽核酸(PNA)或吗啉代核酸的情况下。
糖修饰还包括通过将核糖环上的取代基变成氢之外的基团或DNA核苷和RNA核苷中天然存在的2’-OH基团所做出的修饰。可以例如在2’、3’、4’或5’位置引入取代基。
2’糖修饰的核苷
2’糖修饰的核苷是这样的核苷，其在2’位置具有除H或–OH之外取代基的核苷(2’取代的核苷)或包含2’连接的能够在核糖环中2’碳和第二碳之间形成桥的双基，如LNA(2’-4’双基桥接的)核苷。
实际上，多数注意力已经投入开发2’取代的核苷方面，并且已经发现众多2’取代的核苷在并入寡核苷酸时具有有益的特性。例如，2’修饰的糖可以向寡核苷酸提供增强的结合亲和力和/或增加的核酸酶抗性。2’取代的修饰的核苷实例是2’-O-烷基-RNA、2'-O-甲基-RNA、2’-烷氧基-RNA、2’-O-甲氧乙基-RNA(MOE)、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA和2’-F-ANA核苷。其他实例可以例如见于Freier和Altmann；Nucl.Acid Res.,1997,25,4429-4443和Uhlmann；Curr.Opinion in Drug Development,2000,3(2),293-213及Deleavey和Damha,Chemistry and Biology 2012,19,937中。下文展示了一些2’取代的修饰的核苷。
Figure BDA0002528551960000181
与本发明有关，2’取代不包括2’桥接的分子如LNA。
锁核酸核苷(LNA核苷)
“LNA核苷”是2’-修饰的核苷，其包含连接所述核苷的核糖糖环的C2’和C4’双基(也称作“2’-4’桥”)，所述双基限制或锁定核糖环的构象。在文献中这些核苷也称作桥接核酸或双环核酸(BNA)。对于互补的RNA或DNA分子，向寡核苷酸并入LNA时，锁定核糖的构象与增强的杂交亲和力相关(双链体稳定作用)。可以通过测量寡核苷酸/互补双链体的解链温度，例行地确定这点。
以下文献中公开了非限制的示例性LNA核苷：WO 99/014226、WO 00/66604、WO 98/039352、WO 2004/046160、WO 00/047599、WO 2007/134181、WO 2010/077578、WO 2010/036698、WO 2007/090071、WO 2009/006478、WO 2011/156202、WO 2008/154401、WO 2009/067647、WO 2008/150729；Morita等人,Bioorganic&Med.Chem.Lett.12,73-76；Seth等人J.Org.Chem.2010,Vol 75(5)第1569-81页和Mitsuoka等人,Nucleic Acids Research2009,37(4),1225-1238。
2’-4’桥包含2至4个桥接原子并且尤其具有式-X-Y-，X与C4’连接并且Y与C2’连接。
其中
X是氧、硫、-CRaRb-、-C(Ra)＝C(Rb)-、-C(＝CRaRb)-、-C(Ra)＝N-、-Si(Ra)2-、-SO2-、-NRa-；-O-NRa-、-NRa-O-、-C(＝J)-、Se、-O-NRa-、-NRa-CRaRb-、-N(Ra)-O-或-O-CRaRb-；
Y是氧、硫、-(CRaRb)n-、-CRaRb-O-CRaRb-、-C(Ra)＝C(Rb)-、-C(Ra)＝N-、-Si(Ra)2-、-SO2-、-NRa-、-C(＝J)-、Se、-O-NRa-、-NRa-CRaRb-、-N(Ra)-O-或-O-CRaRb-；
条件是-X-Y-不是-O-O-、Si(Ra)2-Si(Ra)2-、-SO2-SO2-、-C(Ra)＝C(Rb)-C(Ra)＝C(Rb)、-C(Ra)＝N-C(Ra)＝N-、-C(Ra)＝N-C(Ra)＝C(Rb)、-C(Ra)＝C(Rb)-C(Ra)＝N-或-Se-Se-；
J是氧、硫、＝CH2或＝N(Ra)；
Ra和Rb独立地选自氢、卤素、羟基、氰基、硫氢、烷基、取代的烷基、链烯基、取代的链烯基、炔基、取代的炔基、烷氧基、取代的烷氧基、烷氧烷基、链烯氧基、羧基、烷氧羰基、烷基羰基、甲酰基、芳基、杂环基、氨基、烷基氨基、氨甲酰基、烷基氨羰基、氨烷基氨羰基、烷基氨烷基氨羰基、烷基羰氨基、脲基、烷酰氧基、磺酰、烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫氢硫化烷基硫基(thiohydroxylsulfidealkylsulfanyl)、芳氧羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、-OC(＝Xa)Rc、-OC(＝Xa)NRcRd和-NReC(＝Xa)NRcRd；
或两个偕Ra和Rb共同形成任选取代的亚甲基；
或两个偕Ra和Rb与它们连接至的碳原子一起形成环烷基或卤代环烷基，具有仅一个-X-Y-的碳原子；
其中取代的烷基、取代的链烯基、取代的炔基、取代的烷氧基和取代的亚甲基是经1至3个取代基取代的烷基、链烯基、炔基和亚甲基，所述取代基独立地选自卤素、羟基、烷基、链烯基、炔基、烷氧基、烷氧烷基、链烯氧基、羧基、烷氧羰基、烷基羰基、甲酰基、杂环基、芳基和杂芳基；
Xa是氧、硫或-NRc；
Rc、Rd和Re独立地选自氢和烷基；并且
n是1、2或3。
在本发明的又一个具体实施方案中，X是氧、硫、-NRa-、-CRaRb-或-C(＝CRaRb)-，具体地是氧、硫、-NH-、-CH2-或-C(＝CH2)-，更具体地是氧。
在本发明的另一个具体实施方案中，Y是-CRaRb-、-CRaRb-CRaRb-或-CRaRb-CRaRb-CRaRb-，尤其-CH2-CHCH3-、-CHCH3-CH2-、-CH2-CH2-或-CH2-CH2-CH2-。
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-(CRaRb)n-、-S-CRaRb-、-N(Ra)CRaRb-、-CRaRb-CRaRb-、-O-CRaRb-O-CRaRb-、-CRaRb-O-CRaRb-、-C(＝CRaRb)-CRaRb-、-N(Ra)CRaRb-、-O-N(Ra)-CRaRb-或-N(Ra)-O-CRaRb-。
在本发明的一个具体实施方案中，Ra和Rb独立地选自氢、卤素、羟基、烷基和烷氧烷基，尤其氢、卤素、烷基和烷氧烷基。
在本发明的另一个实施方案中，Ra和Rb独立地选自氢、氟、羟基、甲基和-CH2-O-CH3，尤其氢、氟、甲基和-CH2-O-CH3。
有利地，-X-Y-的Ra和Rb中一者如上文定义并且其余者同时均是氢。
在本发明的又一个具体实施方案中，Ra是氢或烷基，尤其氢或甲基。
在本发明的另一个具体实施方案中，Rb是氢或烷基，尤其氢或甲基。
在本发明的一个具体实施方案中，Ra和Rb中一者或两者是氢。
在本发明的一个具体实施方案中，Ra和Rb中仅一者是氢。
在本发明的一个具体实施方案中，Ra和Rb中一者是甲基并且另一者是氢。
在本发明的一个具体实施方案中，Ra和Rb同时均是甲基。
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH2-、-S-CH2-、-S-CH(CH3)-、-NH-CH2-、-O-CH2CH2-、-O-CH(CH2-O-CH3)-、-O-CH(CH2CH3)-、-O-CH(CH3)-、-O-CH2-O-CH2-、-O-CH2-O-CH2-、-CH2-O-CH2-、-C(＝CH2)CH2-、-C(＝CH2)CH(CH3)-、-N(OCH3)CH2-或-N(CH3)CH2-；
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CRaRb-，其中Ra和Rb独立地选自氢、烷基和烷氧烷基，尤其氢、甲基和-CH2-O-CH3。
在一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH2-或-O-CH(CH3)-，尤其-O-CH2-。
2’-4’桥可以位于核糖环平面的下方(β-D-构型)，或位于该环平面的上方(α-L-构型)，分别如式(A)和式(B)中所示。
本发明的LNA核苷尤其属于式(B1)或(B2)
Figure BDA0002528551960000201
其中
W是氧、硫、-N(Ra)-或-CRaRb-，尤其氧；
B是核碱基或修饰的核碱基；
Z是至相邻核苷的核苷间键或5'末端基团；
Z*是至相邻核苷的核苷间键或3'末端基团；
R1、R2、R3、R5和R5*独立地选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、链烯基、炔基、羟基、烷氧基、烷氧烷基、叠氮基、链烯氧基、羧基、烷氧羰基、烷基羰基、甲酰基和芳基；并且
X、Y、Ra和Rb如上文定义。
在一个具体实施方案中，在-X-Y-的定义中，Ra是氢或烷基，尤其氢或甲基。在另一个具体实施方案中，在-X-Y-的定义中，Rb是氢或烷基，尤其氢或甲基。在又一个具体实施方案中，在-X-Y-的定义中，Ra和Rb中一者或两者是氢。在一个具体实施方案中，在-X-Y-的定义中，Ra和Rb中仅一者是氢。在一个具体实施方案中，在-X-Y-的定义中，Ra和Rb中一者是甲基并且另一者是氢。在一个具体实施方案中，在-X-Y-的定义中，Ra和Rb同时均是甲基。
在又一个具体实施方案中，在X的定义中，Ra是氢或烷基，尤其氢或甲基。在另一个具体实施方案中，在X的定义中，Rb是氢或烷基，尤其氢或甲基。在一个具体实施方案中，在X的定义中，Ra和Rb中一者或两者是氢。在一个具体实施方案中，在X的定义中，Ra和Rb中仅一者是氢。在一个具体实施方案中，在X定义中，Ra和Rb中一者是甲基并且另一者是氢。在一个具体实施方案中，在X的定义中，Ra和Rb同时均是甲基。
在又一个具体实施方案中，在Y的定义中，Ra是氢或烷基，尤其氢或甲基。在另一个具体实施方案中，在Y的定义中，Rb是氢或烷基，尤其氢或甲基。在一个具体实施方案中，在Y的定义中，Ra和Rb中一者或两者是氢。在一个具体实施方案中，在Y的定义中，Ra和Rb中仅一者是氢。在一个具体实施方案中，在Y定义中，Ra和Rb中一者是甲基并且另一者是氢。在一个具体实施方案中，在Y的定义中，Ra和Rb同时均是甲基。
在本发明的一个具体实施方案中，R1、R2、R3、R5和R5*独立地选自氢和烷基，尤其氢和甲基。
在本发明的又一个具体的有利实施方案中，R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。
在本发明的另一个具体实施方案中，R1、R2、R3同时均是氢，R5和R5*中一者是氢并且另一者如上文定义，具体地是烷基，更具体地是甲基。
在本发明的一个具体实施方案中，R5和R5*独立地选自氢、卤素、烷基、烷氧烷基和叠氮基，尤其选自氢、氟、甲基、甲氧乙基和叠氮基。在本发明的具体的有利实施方案中，R5和R5*中一者是氢并且另一者是烷基，尤其甲基、卤素，尤其氟、烷氧烷基，尤其甲氧乙基或叠氮基；或R5和R5*同时均是氢或卤素，尤其同时均是氢或氟。在这类具体实施方案中，W可以有利地是氧，并且-X-Y-有利地是-O-CH2-。
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH2-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。这类LNA核苷在WO 99/014226、WO 00/66604、WO 98/039352和WO2004/046160中公开，所述文献均因而通过引用的方式并入本文作为参考，并且包括本领域通常已知的β-D-氧基LNA核苷和α-L-氧基LNA核苷。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-S-CH2-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。这类硫代LNA核苷在WO 99/014226和WO 2004/046160中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-NH-CH2-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。这类氨基LNA核苷在WO 99/014226和WO 2004/046160中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH2CH2-或-OCH2CH2CH2-，W是氧，并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。这类LNA核苷在WO 00/047599和Morita等人,Bioorganic&Med.Chem.Lett.12,73-76中公开，所述文献均因而通过引用的方式并入本文作为参考，并且包括本领域通常已知的2’-O-4’C-亚乙基桥接的核酸(ENA)。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH2-，W是氧，R1、R2、R3同时均是氢，R5和R5*中一者是氢并且另一者不是氢，如是烷基，例如是甲基。这类5’取代的LNA核苷在WO 2007/134181中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CRaRb-，其中Ra和Rb中一者或两者不是氢，尤其是烷基，例如是甲基，W是氧，R1、R2、R3同时均是氢，R5和R5*中一者是氢并且另一者不是氢，尤其是烷基，例如是甲基。这类双重修饰的LNA核苷在WO 2010/077578中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CHRa-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。这类6’取代的LNA核苷在WO 2010/036698和WO 2007/090071中公开，所述文献均因而通过引用的方式并入本文作为参考。在这类6’-取代的LNA核苷中，Ra尤其是C1-C6烷基，如甲基。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH(CH2-O-CH3)-(“2’O-甲氧乙基双环核酸”，Seth等人J.Org.Chem.2010,Vol 75(5)第1569-81页)。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH(CH2CH3)-；
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH(CH2-O-CH3)-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。本领域中，这类LNA核苷也称作环状的MOE(cMOE)并在WO 2007/090071中公开。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH(CH3)-(“2’O-乙基双环核酸”，Seth等人J.Org.Chem.2010,Vol 75(5)第1569-81页)。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH2-O-CH2-(Seth等人J.Org.Chem.2010,同上)。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CH(CH3)-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。这类6’-甲基LNA核苷在本领域也称作cET核苷并且可以是(S)-cET或(R)-cET非对映异构体，如WO 2007/090071(β-D)和WO 2010/036698(α-L)中公开，所述文献二者均因而通过引用的方式并入本文作为参考。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CRaRb-，其中Ra和Rb均不是氢，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。在一个具体实施方案中，Ra和Rb同时均是烷基，尤其同时均是甲基。这类6’双取代的LNA核苷在WO 2009/006478中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。
在本发明的另一个具体实施方案中，-X-Y-是-S-CHRa-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。这类6’取代的硫代LNA核苷LNA核苷在WO 2011/156202中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。在这类6’-取代的硫代LNA的一个具体实施方案中，Ra是烷基，尤其甲基。
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-C(＝CH2)C(RaRb)-、-C(＝CHF)C(RaRb)-或-C(＝CF2)C(RaRb)-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。Ra和Rb有利地独立地选自氢、卤素、烷基和烷氧烷基、尤其氢、甲基、氟和甲氧甲基。Ra和Rb尤其同时均是氢或甲基或Ra和Rb中一者是氢并且另一者是甲基。这类乙烯基碳LNA核苷在WO 2008/154401和WO 2009/067647中公开，所述文献均因而通过引用的方式并入本文作为参考。
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-N(ORa)-CH2-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。在一个具体实施方案中，Ra是烷基如甲基。这类LNA核苷也称作N取代的LNA并且在WO 2008/150729中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-N(Ra)-、-N(Ra)-O-、-NRa-CRaRb-CRaRb-或-NRa-CRaRb-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。Ra和Rb有利地独立地选自氢、卤素、烷基和烷氧烷基、尤其氢、甲基、氟和甲氧甲基。在一个具体实施方案中，Ra是烷基，如甲基，Rb是氢或甲基，尤其氢。(Seth等人,J.Org.Chem 2010同上)。
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-N(CH3)-(Seth等人,J.Org.Chem2010同上)。
在本发明的一个具体实施方案中，R5和R5*同时均是氢。在本发明的另一个具体实施方案中，R5和R5*中一者是氢并且另一者是烷基，如甲基。在这类实施方案中，R1、R2和R3尤其可以是氢并且-X-Y-尤其可以是-O-CH2-或-O-CHC(Ra)3-，如-O-CH(CH3)-。
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-CRaRb-O-CRaRb-，如-CH2-O-CH2-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。在这类具体实施方案中，Ra尤其可以是烷基如甲基，Rb尤其可以是氢或甲基，尤其氢。这类LNA核苷也称作构象限制的核苷酸(CRN)并且在WO2013/036868中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。
在本发明的一个具体实施方案中，-X-Y-是-O-CRaRb-O-CRaRb-，如-O-CH2-O-CH2-，W是氧并且R1、R2、R3、R5和R5*同时均是氢。Ra和Rb有利地独立地选自氢、卤素、烷基和烷氧烷基、尤其氢、甲基、氟和甲氧甲基。在这种具体实施方案中，Ra尤其可以是烷基如甲基，Rb尤其可以是氢或甲基，尤其氢。这类LNA核苷也称作COC核苷酸并且在Mitsuok等人,Nucleic AcidsResearch 2009,37(4),1225-1238中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。
将认识到，除非具体说明，否则LNA核苷可以处于β-D或α-L立体同工型。
本发明LNA核苷的具体实例展示于方案1中(其中B如上文定义)。
方案1
Figure BDA0002528551960000231
Figure BDA0002528551960000241
Figure BDA0002528551960000251
具体的LNA核苷是β-D-氧基-LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA如(S)-6’-甲基-β-D-氧基-LNA((S)-cET)和ENA。
MOE核苷
术语“MOE”代表“甲氧基-乙基”并且按照缩写，是指在2’位置中以如下文代表的甲氧基-乙氧基取代的核苷。
Figure BDA0002528551960000252
以上核苷因此可以命名为“MOE”或“2’-O-MOE核苷”。
RNA酶H活性和召集
反义寡核苷酸RNA酶H活性指其与互补的RNA分子形成双链体时召集RNA酶H的能力。WO01/23613提供用于确定RNA酶H活性的体外方法，所述方法可以用来确定召集RNA酶H的能力。如果以下情况出现，则一般认定寡核苷酸能够召集RNA酶H：当提供互补的靶核酸序列时，其具有如以pmol/l/分钟计量的如此初始速率，所述初始速率是使用下述寡核苷酸并使用WO01/23613的实施例91-95(所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考)提供的方法所确定的初始速率的至少5％如至少10％或超过20％，其中所述寡核苷酸具有与受检的修饰寡核苷酸相同的碱基序列，但仅含有DNA单体，同时寡核苷酸的全部单体之间均为硫代磷酸酯键。为了用于确定RHase H活性，重组的人RNA酶H1从瑞士Lubio Science GmbH可获得。
缺口聚物
本发明的反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列可以是缺口聚物。反义缺口聚物常用来借助RNA酶H介导的降解，抑制靶核酸。缺口聚物寡核苷酸按‘5->3’取向包含至少三个独特的结构区5’-侧翼、缺口和3’-侧翼，为F-G-F’。“缺口”区(G)包含一段使寡核苷酸能够招募RNA酶H的连续DNA核苷酸。缺口区旁侧分布有包含一个或多个糖修饰的核苷、有利地糖修饰的高亲和力核苷的5’侧翼区(F)和包含一个或多个糖修饰的核苷、有利地糖修饰的高亲和力核苷的3’侧翼区(F’)。区域F和区域F’中一个或多个糖修饰的核苷增强寡核苷酸对靶核酸的亲和力(即，是增强亲和力的糖修饰的核苷)。在一些实施方案中，区域F和区域F’中的一个或多个糖修饰的核苷是如独立地选自LNA和2’-MOE的2’糖修饰的核苷，如高亲和力2’糖修饰。
在缺口聚物布局中，缺口区的5’和3’最末核苷是DNA核苷，并且分别毗邻5’(F)区域或3’(F’)区域的糖修饰的核苷存在。这些侧翼区可以通过最远离缺口区的末端(即在5’侧翼区5'末端和在3侧翼区3'末端)处具有至少一个糖修饰的核苷来进一步定义。
区域F-G-F’形成连续核苷酸序列。本发明的反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列可以包含式F-G-F’的缺口聚物区域。
缺口聚物布局F-G-F’的总体长度可以例如是12至32个核苷，如13至24个如14至22个核苷，如14至17个如16至18个核苷。
以举例方式，本发明的缺口聚物寡核苷酸可以用下式表示：
F1-8-G5-16-F’1-8，如
F1-8-G7-16-F’2-8
条件是缺口聚物区域F-G-F’的总体长度是至少12个，如至少14个核苷酸长度。
区域F、G和F’在下文进一步定义并且可以并入F-G-F’式中。
缺口聚物-区域G
缺口聚物的区域G(缺口区)是使寡核苷酸能够招募RNA酶H如人RNA酶H1的核苷区域，一般是DNA核苷。RNA酶H是识别DNA和RNA之间双链体并酶促切割RNA分子的细胞酶。合适的缺口聚物可以具有长度至少5个或6个连续DNA核苷，如5–16个连续DNA核苷，如6–15个连续DNA核苷，如7-14个连续DNA核苷，如8–12个连续DNA核苷酸，如8–12个连续DNA核苷酸的缺口区(G)。在一些实施方案中，缺口区G可以由6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16个连续DNA核苷组成。在一些情况下，缺口区中的胞嘧啶(C)DNA可以甲基化，这类残基注释为5-甲基-胞嘧啶(meC或具有替代c的e)。如果cg二核苷酸存在于缺口中，缺口中胞嘧啶DNA的甲基化有利于降低潜在毒性，该修饰对寡核苷酸的功效无明显影响。
在一些实施方案中，缺口区G可以由6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16个连续的硫代磷酸酯连接的DNA核苷组成。在一些实施方案中，缺口中的全部核苷间键均是硫代磷酸酯键。
尽管常规的缺口聚物具有DNA缺口区，但存在修饰的核苷用于缺口区内部时允许召集RNA酶H的修饰核苷的众多实例。已经报导了当修饰的核苷纳入缺口区内部时，能够召集RNA酶H的修饰的核苷例如包括α-L-LNA、C4’烷基化DNA(如PCT/EP2009/050349和Vester等人,Bioorg.Med.Chem.Lett.18(2008)2296–2300中所述，二者均通过引用方式并入本文)、阿拉伯糖衍生的核苷如ANA和2'F-ANA(Mangosr等人2003J.AM.CHEM.SOC.125,654-661)、UNA(非锁核酸)(如Fluiter等人,Mol.Biosyst.,2009,10,1039中所述，所述文献通过引用方式并入本文)。UNA是非锁核酸，一般其中核糖的C2和C3之间的键已经移除，形成非锁定的“糖”残基。用于这类缺口聚物中的修饰的核苷可以是引入缺口区时采取2’内式(DNA样)结构的核苷，即允许召集RNA酶H的修饰。在一些实施方案中，本文所述的DNA缺口区(G)可以任选地含有1至3个当引入缺口区时采取2’内式(DNA样)结构的糖修饰的核苷。
区域G-“缺口破坏者”(Gap-breaker)
备选地，存在向缺口聚物的缺口区插入赋予3’内式构象的修饰的核苷，同时保留某种RNA酶H活性的众多报告。这类具有下述缺口区的缺口聚物称作“缺口破坏者(gap-breaker)”或“妨碍缺口的(gap-disrupted)”缺口聚物，所述缺口区包含一个或多个3’内式修饰的核苷，参见例如WO2013/022984。缺口破坏者寡核苷酸在缺口区内部保留足够的DNA核苷区域以允许召集RNA酶H。缺口破坏者寡核苷酸布局召集RNA酶H的能力一般具有序列特异性或甚至化合物特异性–参见Rukov等人，2015Nucl.Acids Res.Vol.43第8476-8487页，所述文献公开了在一些情况下提供更特异的靶RNA切割作用的召集RNA酶H的“缺口破坏者”寡核苷酸。用于缺口破坏者寡核苷酸的缺口区内部的修饰的核苷可以例如是赋予3’内式构象的修饰的核苷，如2’–O-甲基(OMe)或2’-O-MOE(MOE)核苷，或β-D LNA核苷(核苷的核糖糖环的C2’和C4’之间的桥处于β构象)，如β-D-氧基LNA或ScET核苷。
与含有上述区域G的缺口聚物一样，缺口破坏者缺口聚物或妨碍缺口的缺口聚物的缺口区在缺口的5'末端具有DNA核苷(毗邻于区域F的3’核苷)并且在缺口的3'末端具有DNA核苷(毗邻于区域F’的5’核苷)。包含受妨碍缺口的缺口聚物一般在缺口区的5'末端或3’末端保留至少3或4个连续DNA核苷的区域。
缺口破坏者寡核苷酸的示例性布局包括
F1-8-[D3-4-E1-D3-4]-F’1-8
F1-8-[D1-4-E1-D3-4]-F’1-8
F1-8-[D3-4-E1-D1-4]-F’1-8
其中区域G处于括号[Dn-Er-Dm]范围内，D是连续的DNA核苷序列，E是修饰的核苷(缺口破坏者或妨碍缺口的核苷)，并且F和F’是如本文定义的侧翼区，并且条件是缺口聚物区域F-G-F’的总体长度是至少12个、如至少14个核苷酸长度。
在一些实施方案中，妨碍缺口的缺口聚物的区域G包含至少6个DNA核苷，如6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16个DNA核苷。如前所述，DNA核苷可以是连续的或可以任选地散布有一个或多个修饰的核苷，条件是缺口区G能够介导RNA酶H召集。
缺口聚物-侧翼区，F和F’
区域F紧邻于区域G的5’DNA核苷存在。区域F的3’最末核苷是糖修饰的核苷，如糖修饰的高亲和力核苷，例如2’取代的核苷，如MOE核苷，或LNA核苷。
区域F’紧邻于区域G的3’DNA核苷存在。区域F’的5’最末核苷是糖修饰的核苷，如糖修饰的高亲和力核苷，例如2’取代的核苷，如MOE核苷，或LNA核苷。
区域F具有1-8个连续核苷酸长度，如2-6个，如3-4个连续核苷酸长度。有利地，区域F’的5’最末核苷是糖修饰的核苷。在一些实施方案中，区域F的两个5’最末核苷是糖修饰的核苷。在一些实施方案中，区域F的5’最末核苷是LNA核苷。在一些实施方案中，区域F的两个5’最末核苷是LNA核苷。在一些实施方案中，区域F的两个5’最末核苷是2’取代的核苷，如两个3’MOE核苷。在一些实施方案中，区域F的5’最末核苷是2’取代的核苷，如MOE核苷。
区域F’具有2-8个连续核苷酸长度，如3-6个，如4-5个连续核苷酸长度。有利地，在一些实施方案中，区域F’的3’最末核苷是糖修饰的核苷。在一些实施方案中，区域F’的两个3’最末核苷是糖修饰的核苷。在一些实施方案中，区域F’的两个3’最末核苷是LNA核苷。在一些实施方案中，区域F’的3’最末核苷是LNA核苷。在一些实施方案中，区域F’的两个3’最末核苷是2’取代的核苷，如两个3’MOE核苷。在一些实施方案中，区域F’的3’最末核苷是2’取代的核苷，如MOE核苷。
应当指出，当区域F和/或区域F’的长度是一时，它有利地是LNA核苷。
在一些实施方案中，区域F和区域F’独立地由糖修饰的核苷的连续序列组成或包含该序列。在一些实施方案中，区域F的糖修饰的核苷可以独立地选自2’-O-烷基-RNA单元、2'-O-甲基-RNA、2’-氨基-DNA单元、2'-氟-DNA单元、2’-烷氧基-RNA、MOE单元、LNA单元、阿糖核酸(ANA)单元和2'-氟-ANA单元。
在一些实施方案中，区域F和区域F’独立地包含LNA和2’取代的修饰的核苷(混合型侧翼布局)。
在一些实施方案中，区域F和区域F’仅由一个类型的糖修饰的核苷(如仅MOE或仅β-D-氧基LNA或仅ScET)组成。这类设计也称作统一侧翼设计或统一缺口聚物设计。
在一些实施方案中，区域F或区域F’的全部核苷或F和F’是LNA核苷，如独立地选自β-D-氧基LNA、ENA或ScET核苷。在一些实施方案中，区域F由1-5个、如2-4个、如3-4个如1、2、3、4或5个连续LNA核苷组成。在一些实施方案中，区域F和区域F’的全部核苷均是β-D-氧基LNA核苷。
在一些实施方案中，区域F或区域F’的全部核苷，或F和F’是2’取代的核苷，如OMe或MOE核苷。在一些实施方案中，区域F由1、2、3、4、5、6、7或8个连续OMe或MOE核苷组成。在一些实施方案中，仅侧翼区之一可以由2’取代的核苷(如OMe或MOE核苷)组成。在一些实施方案中，正是5’(F)侧翼区才由2’取代的核苷(如OMe或MOE核苷)组成，而3’(F’)侧翼区包含至少一个LNA核苷，如β-D-氧基LNA核苷或cET核苷。在一些实施方案中，正是3’(F’)侧翼区才由2’取代的核苷(如OMe或MOE核苷)组成，而5’(F)侧翼区包含至少一个LNA核苷，如β-D-氧基LNA核苷或cET核苷。
在一些实施方案中，区域F和区域F’的全部修饰的核苷均是LNA核苷，如独立地选自β-D-氧基LNA、ENA或ScET核苷，其中区域F或区域F’或者F和F’可以任选地包含DNA核苷(交替性侧翼，关于更多详情，参见这些区域的定义)。在一些实施方案中，区域F和区域F’的全部修饰的核苷均是β-D-氧基LNA核苷，其中区域F或区域F’或者F和F’可以任选地包含DNA核苷(交替性侧翼，关于更多详情，参见这些区域的定义)。
在一些实施方案中，区域F和区域F’的5’最末核苷和3’最末核苷是LNA核苷，如β-D-氧基LNA核苷或ScET核苷。
在一些实施方案中，区域F和区域G之间的核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键。在一些实施方案中，区域F’和区域G之间的核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键。在一些实施方案中，在区域F或区域F’、F和F’的核苷之间的核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键。
其他缺口聚物设计在WO 2004/046160、WO 2007/146511和WO 2008/113832中公开，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。
LNA缺口聚物
LNA缺口聚物是其中区域F和区域F’中任一者或两者均包含LNA核苷或由其组成的缺口聚物。β-D-氧基缺口聚物是其中区域F和区域F’中任一者或两者均包含β-D-氧基LNA核苷或由其组成的缺口聚物。
在一些实施方案中，LNA缺口聚物具有下式：[LNA]1–5-[区域G]-[LNA]1-5，其中区域G如缺口聚物区域G的定义中那样进行定义。
MOE缺口聚物
MOE缺口聚物是其中区域F和区域F’由MOE核苷组成的缺口聚物。在一些实施方案中，MOE缺口聚物具有以下布局：[MOE]1-8-[区域G]-[MOE]1-8，如[MOE]2-7-[区域G]5-16-[MOE]2-7，如[MOE]3-6-[区域G]-[MOE]3-6，其中区域G如缺口聚物定义中那样定义。本领域中已经广泛使用具有5-10-5布局(MOE-DNA-MOE)的MOE缺口聚物。
混合型侧翼缺口聚物
混合型侧翼缺口聚物是这样的LNA缺口聚物，其中区域F和区域F’中一者或两者包含2’取代的核苷，如独立地选自以下的2’取代的核苷：2’-O-烷基-RNA单元、2'-O-甲基-RNA、2’-氨基-DNA单元、2'-氟-DNA单元、2’-烷氧基-RNA、MOE单元、阿糖核酸(ANA)单元和2'-氟-ANA单元，如MOE核苷。在区域F和区域F’的至少一者或区域F和区域F’两者均包含至少一个LNA核苷的一些实施方案中，区域F和区域F’的剩余核苷独立地选自MOE和LNA。在区域F和区域F’的至少一者或区域F和区域F’两者均包含至少两个LNA核苷的一些实施方案中，区域F和区域F’的剩余核苷独立地选自MOE和LNA。在一些混合型侧翼实施方案中，区域F和区域F’中一者或两者可以进一步包含一个或多个DNA核苷。
WO 2008/049085和WO 2012/109395中公开了混合型侧翼缺口聚物布局，所述两篇文献因而均通过引用的方式并入本文作为参考。
交替性侧翼缺口聚物
侧翼区可以包含LNA核苷和DNA核苷二者并称作“交替性侧翼(alternatingflanks)”，因为它们包含LNA-DNA-LNA核苷的交替性基序。包含这类交替性侧翼的缺口聚物称作“交替性侧翼缺口聚物”。“交替性侧翼缺口聚物”因此是其中侧翼至少之一(F或F’)除LNA核苷之外还包含DNA核苷的LNA缺口聚物寡核苷酸。在一些实施方案中，区域F或区域F’的至少一者或区域F和区域F’两者均包含LNA核苷和DNA核苷二者。在这类实施方案中，侧翼区F或F’，或F和F’两者包含至少三个核苷，其中F和/或F’区域的5’和3’最末核苷是LNA核苷。
WO 2016/127002中公开了交替性侧翼LNA缺口聚物。
交替性侧翼区域可以包含多达3个连续DNA核苷，如1至2个或1或2或3个连续DNA核苷。
可以将交替性侧翼注释为一系列整数，其代表LNA核苷(L)的数，随后是DNA核苷(D)的数，例如
[L]1-3-[D]1-4-[L]1-3
[L]1-2-[D]1-2-[L]1-2-[D]1-2-[L]1-2
在寡核苷酸布局中，这些将经常表示为数字，从而2-2-1代表5’[L]2-[D]2-[L]3’，并且1-1-1-1-1代表5’[L]-[D]-[L]-[D]-[L]3’。具有交替性侧翼的寡核苷酸中侧翼(区域F和区域F’)的长度可以独立地是3至10个核苷，如4至8个，如5至6个核苷，如4、5、6或7个修饰的核苷。在一些实施方案中，缺口聚物寡核苷酸中的仅侧翼之一有交替性，而另一者由LNA核苷酸构成。可以有利的是在3’侧翼(F’)的3'末端具有至少两个LNA核苷，以赋予额外的核酸外切酶抗性。一些具有交替性侧翼的寡核苷酸的实例是：
[L]1-5-[D]1-4-[L]1-3-[G]5-16-[L]2-6
[L]1-2-[D]1-2-[L]1-2-[D]1-2-[L]1-2-[G]5-16-[L]1-2-[D]1-3-[L]2-4
[L]1-5-[G]5-16-[L]-[D]-[L]-[D]-[L]2
条件是缺口聚物的总体长度是至少12个，如至少14个核苷酸长度。
寡核苷酸中的区域D’或D”
在一些实施方案中，本发明的寡核苷酸可以包含寡核苷酸的与靶核酸互补的连续核苷酸序列(如缺口聚物F-G-F’)和其他5’和/或3’核苷或由其组成。其他5’和/或3’核苷可以完全互补于或可以不完全互补于靶核酸。本文中这类其他5’和/或3’核苷可以称作区域D’和D”。
为了将连续核苷酸序列(如缺口聚物)与缀合物部分或另一个官能团连接，可以使用添加区域D’或D”。当用于连接时，具有缀合物部分的连续核苷酸序列可以充当生物可切割接头。备选地，它可以用来提供核酸外切酶保护作用或促进合成或制造。
区域D’和D”可以分别连接至区域F的5'末端或区域F’的3’末端，以产生以下式的布局：D’-F-G-F’、F-G-F’-D”或D’-F-G-F’-D”。
在这个实例中，F-G-F’是寡核苷酸的缺口聚物部分并且区域D’或D”构成寡核苷酸的独立部分。
区域D’或D”可以独立地包含1、2、3、4或5个额外核苷酸或由其组成，所述额外核苷酸可以互补或不互补于靶核酸。与F或F’区域毗邻的核苷酸不是糖修饰的核苷酸，如DNA或RNA或这些的碱基修饰形式。D’或D”区域可以充当核酸酶不稳定性生物可切割接头(参见接头的定义)。在一些实施方案中，额外的5’和/或3’末端核苷酸以磷酸二酯键连接并且是DNA或RNA。WO 2014/076195中公开了适合用作区域D’或D”的基于核苷酸的生物可切割接头，其以举例方式包括磷酸二酯连接的DNA二核苷酸。WO 2015/113922中公开了生物可切割接头在多-寡核苷酸构建体中的用途，其中它们用来连接单个寡核苷酸内部的多个反义构建体(例如缺口聚物区域)。
在一个实施方案中，除构成缺口聚物的连续核苷酸序列之外，本发明的寡核苷酸还包含区域D’和/或D”。
在一些实施方案中，本发明的寡核苷酸可以用下式表示：
F-G-F’；尤其F1-8-G5-16-F’2-8
D’-F-G-F’；尤其D’1-3-F1-8-G5-16-F’2-8
F-G-F’-D”；尤其F1-8-G5-16-F’2-8-D”1-3
D’-F-G-F’-D”；尤其D’1-3-F1-8-G5-16-F’2-8-D”1-3
在一些实施方案中，位于区域D’和区域F之间的核苷间键是磷酸二酯键。在一些实施方案中，位于区域F’和区域D”之间的核苷间键是磷酸二酯键。
全聚物(totalmers)
在一些实施方案中，寡核苷酸或其连续核苷酸序列的全部核苷均是糖修饰的核苷。本文中这类寡核苷酸称作全聚物。
在一些实施方案中，全聚物的全部糖修饰的核苷包含相同的糖修饰，例如，它们可以全部是LNA核苷，或可以全部是2’O-MOE核苷。在一些实施方案中，全聚物的糖修饰的核苷可以独立地选自LNA核苷和2’取代的核苷，如选自以下的2’取代的核苷：2’-O-烷基-RNA、2'-O-甲基-RNA、2’-烷氧基-RNA、2’-O-甲氧乙基-RNA(MOE)、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA和2’-F-ANA核苷。在一些实施方案中，寡核苷酸包含LNA核苷和2’取代的核苷，如选自以下的2’取代的核苷：2’-O-烷基-RNA、2'-O-甲基-RNA、2’-烷氧基-RNA、2’-O-甲氧乙基-RNA(MOE)、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA和2’-F-ANA核苷。在一些实施方案中，寡核苷酸包含LNA核苷和2’-O-MOE核苷。在一些实施方案中，寡核苷酸包含(S)cET LNA核苷和2’-O-MOE核苷。在一些实施方案中，寡核苷酸的每种核苷单元是2’取代的核苷。在一些实施方案中，寡核苷酸的每种核苷单元是2’-O-MOE。
在一些实施方案中，寡核苷酸或其连续核苷酸序列的全部核苷是LNA核苷，如β-D-氧基-LNA核苷和/或(S)cET核苷。在一些实施方案中，这类LNA全聚物寡核苷酸具有7–12个核苷之间的长度(参见例如，WO 2009/043353)。这类短的完整LNA寡核苷酸在抑制微RNA方面特别有效。
多种全聚物化合物作为治疗用寡聚物高度地有效，尤其在靶向微RNA(抗miR)或作为剪接转换寡聚物(SSO)时。
在一些实施方案中，全聚物包含至少一个XYX或YXY序列基序，如重复序列XYX或YXY或由其组成，其中X是LNA和Y是替代性(即非LNA)核苷酸类似物，如2’-OMe RNA单元和2'-氟DNA单元。在一些实施方案中，以上序列基序可以例如是XXY、XYX、YXY或YYX。
在一些实施方案中，全聚物可以包含7个和24个核苷酸之间如7、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22或23个核苷酸的连续核苷酸序列或由其组成。
在一些实施方案中，全聚物的连续核苷酸序列包含至少30％、如至少40％、如至少50％、如至少60％、如至少70％、如至少80％、如至少90％、如95％、如100％的LNA单元。对于完全LNA化合物，有利的是它们具有小于12个(如7–10个)核苷酸长度。
剩余的单元可以选自本文中提及的非LNA核苷酸类似物，如选自2’-O-烷基-RNA单元、2’-OMe-RNA单元、2’-氨基-DNA单元、2'-氟-DNA单元、LNA单元、PNA单元、HNA单元、INA单元和2’MOE RNA单元或选自2’-OMe RNA单元和2'-氟DNA单元的那些。
混聚物
术语‘混聚物’指包含DNA核苷和糖修饰的核苷二者的寡聚物，其中存在招募RNA酶H的不足长度的连续DNA核苷。合适的混聚物可以包含多达3个或多达4个连续DNA核苷。在一些实施方案中，混聚物或其连续核苷酸序列包含交替的糖修饰的核苷区域和DNA核苷区域。通过并入寡核苷酸时与短DNA核苷区域形成RNA样(3’内式)构象的糖修饰的核苷的交替区域，可以制备不召集RNA酶H的寡核苷酸。有利地，糖修饰的核苷是增强亲和力的糖修饰的核苷。
寡核苷酸混聚物经常用来提供基于占据对靶基因(如剪接调节物或微RNA抑制物)的调节作用。
在一些实施方案中，在混聚物或其连续核苷酸序列中的糖修饰的核苷包含或全部是LNA核苷，如(S)cET或β-D-氧基LNA核苷。
在一些实施方案中，混聚物的全部糖修饰的核苷包含相同的糖修饰，例如，它们可以全部是LNA核苷，或可以全部是2’O-MOE核苷。在一些实施方案中，混聚物的糖修饰的核苷可以独立地选自LNA核苷和2’取代的核苷，如选自以下的2’取代的核苷：2’-O-烷基-RNA、2'-O-甲基-RNA、2’-烷氧基-RNA、2’-O-甲氧乙基-RNA(MOE)、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA和2’-F-ANA核苷。在一些实施方案中，寡核苷酸包含LNA核苷和2’取代的核苷，如选自以下的2’取代的核苷：2’-O-烷基-RNA、2'-O-甲基-RNA、2’-烷氧基-RNA、2’-O-甲氧乙基-RNA(MOE)、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA和2’-F-ANA核苷。在一些实施方案中，寡核苷酸包含LNA核苷和2’-O-MOE核苷。在一些实施方案中，寡核苷酸包含(S)cET LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
在一些实施方案中，混聚物或其连续核苷酸序列仅包含LNA和DNA核苷，这类LNA混聚物寡核苷酸可以例如长度在8–24个核苷之间(参见例如，WO2007112754，其公开了微RNA的LNA antmiR抑制剂)。
多种混聚物化合物作为治疗用寡聚物高度地有效，尤其在靶向微RNA(抗miR)或作为剪接转换寡聚物(SSO)时。
在一些实施方案中，混聚物包含以下基序
…[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m…或
…[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m…或
…[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m…或
…[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m…
…[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m…或
…[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m…或
…[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m…或
[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m…
其中L代表糖修饰的核苷如LNA或2’取代的核苷(例如2’-O-MOE)，D代表DNA核苷，并且其中每个m独立地选自1–6，并且每个n独立地选自1、2、3和4，如1-3。在一些实施方案中，每个L是LNA核苷。在一些实施方案中，至少一个L是LNA核苷并且至少一个L是2’-O-MOE核苷。在一些实施方案中，每个L独立地选自LNA和2’-O-MOE核苷。
在一些实施方案中，混聚物可以包含10个和24个核苷酸之间如11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22或23个核苷酸的连续核苷酸序列或由其组成。
在一些实施方案中，混聚物的连续核苷酸序列包含至少30％，如至少40％，如至少50％的LNA单元。
在一些实施方案中，混聚物包含核苷酸类似物和天然存在核苷酸重复样式的连续核苷酸序列，或一个类型的核苷酸类似物和第二类型的核苷酸类似物或由其组成。该重复样式例如可以如下：每个第二或每个第三核苷酸是核苷酸类似物，如LNA，并且剩余的核苷酸是天然存在的核苷酸，如DNA，或可以是2’取代的核苷酸类似物如本文提到的2’氟类似物的2’MOE，或在一些实施方案中，可以选自本文中提及的核苷酸类似物群组。认识到，核苷酸类似物(如LNA单元)的重复样式可以与固定位置处–例如5’或3’末端处的核苷酸类似物组合。
在一些实施方案中，从3’末端计数，寡聚物的第一核苷酸是核苷酸类似物，如LNA核苷酸或2’-O-MOE核苷。
在可以相同或不同的一些实施方案中，从3’末端计数，寡聚物的第二核苷酸是核苷酸类似物，如LNA核苷酸或2’-O-MOE核苷。
在可以相同或不同的一些实施方案中，寡聚物的5’末端是核苷酸类似物，如LNA核苷酸或2’-O-MOE核苷。
在一些实施方案中，混聚物包含至少一个区域，所述区域包含至少两个连续核苷酸类似物单元(如至少两个连续LNA单元)。
在一些实施方案中，混聚物包含至少一个区域，所述区域包含至少三个连续核苷酸类似物单元(如至少三个连续LNA单元)。
外泌体
外泌体是借助功能活性载货(如miRNA、mRNA、DNA和蛋白质)参与细胞-细胞通讯的天然的生物学纳米囊泡，一般在30至500nm范围内。
外泌体由所有类型的细胞分泌并且还丰富地存在于体液中，如：唾液、血液、尿和乳汁。外泌体的主要作用是通过在特定细胞之间递送多种效应子或信号传导分子，携带信息(Acta Pol Pharm.2014年7月-8月；71(4):537-43)。这类效应子或信号传导分子可以例如是蛋白质、miRNA或mRNA。目前正探索外泌体作为各种药物分子(包括RNA治疗性分子)的递送载具，以拓展这类分子的治疗性和诊断性应用。本领域中存在载有合成的分子如siRNA、反义寡核苷酸和小分子的外泌体的公开，其中与游离药物分子相比，就这类分子的递送和功效而言，所述外泌体提示或显示优点(参见例如Andaloussi等人2013AdvancedDrug Delivery Reviews65:391-397、WO2014/168548、WO2016/172598、WO2017/173034和WO2018/102397)。
外泌体可以分离自生物来源，如乳汁(乳汁外泌体)，尤其牛乳是分离牛乳外泌体的丰富来源。参见例如Manca等人,Scientific Reports(2018)8:11321。
在本发明的一些实施方案中，单链寡核苷酸在外泌体中包囊化(外泌体制剂)，EP申请号18192614.8中描述了以单链反义寡核苷酸装载外泌体的实例。在本发明的方法中，可以将反义寡核苷酸按外泌体制剂形式施用至细胞或受试者，尤其构思了外泌体制剂的口服施用。
在一些实施方案中，反义寡核苷酸可以例如用亲脂缀合物如胆固醇缀合，所述亲脂缀合物可以借助生物可切割接头(例如磷酸二酯连接的DNA核苷酸的区域)，与反义寡核苷酸共价连接。这类亲脂缀合物可以促进反义寡核苷酸制剂进入外泌体并且可以进一步增强至靶细胞的递送。
缀合物
如本文所用的术语“缀合物”指与非核苷酸部分(缀合物部分或区域C或第三区域)共价连接的寡核苷酸。
本发明寡核苷酸与一个或多个非核苷酸部分的缀合可以例如通过影响寡核苷酸的活性、细胞分布、细胞摄取或稳定性，改善寡核苷酸的药理学。在一些实施方案中，缀合物部分通过改进寡核苷酸的细胞分布、生物利用度、代谢、排泄、通透性和/或细胞摄取，调节或增强寡核苷酸的药代动力学特性。特别地，缀合物可以导引寡核苷酸至特定的器官、组织或细胞类型并且因而增强寡核苷酸在这种器官、组织或细胞类型中的有效性。同时，缀合物可以起到减少寡核苷酸在非靶细胞类型、组织或器官中活性(例如非靶细胞类型、组织或器官中的脱靶活性或活性)的作用。
WO 93/07883和WO 2013/033230提供了合适的缀合物部分，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。其他的合适缀合物部分是能够与脱唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)结合的那些。特别地，三价N-乙酰半乳糖胺缀合物部分适于与ASGPR结合，参见例如WO 2014/076196、WO 2014/207232和WO 2014/179620(所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考)。这类缀合物用于增强摄取寡核苷酸至肝脏，同时减少其在肾中的存在，因而与相同寡核苷酸的未缀合形式相比，增加缀合的寡核苷酸的肝/肾比率。
寡核苷酸缀合物和它们的合成也已经在以下文献中报道：Manoharan的综合述评，引自Antisense Drug Technology,Principles,Strategies,and Applications,S.T.Crooke编著,第16章，Marcel Dekker,Inc.,2001和Manoharan,Antisense andNucleic Acid Drug Development,2002,12,103，所述文献的每一篇通过引用方式完整地并入本文。
在一个实施方案中，非核苷酸部分(缀合物部分)选自糖、细胞表面受体配体、药物、激素、亲脂物质、聚合物、蛋白质、肽、毒素(例如细菌毒素)、维生素、病毒蛋白(例如衣壳)或其组合。
接头
键或接头是在两个原子之间借助一个或多个共价键将一个目的化学基团或区段与另一个目的化学基团或区段结合的连接。缀合物部分可以与寡核苷酸直接连接或通过连接部分(例如接头或系留)连接。接头起到的作用是将第三区域例如缀合物部分(区域C)共价连接至第一区域，例如与所述靶核酸互补的寡核苷酸或连续核苷酸序列(区域A)。
在本发明的一些实施方案中，本发明的缀合物或寡核苷酸缀合物可以任选地包含位于互补于所述靶核酸的寡核苷酸或连续核苷酸序列(区域A或第一区域)和缀合物部分(区域C或第三区域)之间的接头区(第二区域或区域B和/或区域Y)。
区域B指生物可切割接头，其包含在哺乳动物身体内部通常遇到的条件或与哺乳动物身体内部遇到的那些条件类似的条件下可切割的生理不稳定键或由其组成。在生理不稳定接头发生化学转化(例如，切割)的条件下包括在哺乳动物细胞中存在或与哺乳动物细胞中遇到的那些类似的化学条件如pH、温度、氧化或还原条件或物质以及盐浓度。哺乳动物胞内条件还包括存在哺乳动物细胞中正常出现的酶活性，如来自蛋白酶解酶或水解酶或核酸酶。在一个实施方案中，生物可切割接头易遭S1核酸酶切割。在一个优选实施方案中，核酸酶敏感接头包含1和10个之间的核苷，如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个核苷，更优选地2和6个之间的核苷和最优选地2和4个之间连接的核苷，所述核苷包含至少两个连续磷酸二酯键，如至少3或4或5个连续磷酸二酯键。优选地，核苷是DNA或RNA。WO 2014/076195中更详细地描述了含有磷酸二酯的生物可切割接头(所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考)。
区域Y指这样的接头，所述接头不必是生物可切割的，但主要起到以下作用：将缀合物部分(区域C或第三区域)共价连接至寡核苷酸(区域A或第一区域)。区域Y接头可以包含重复单元如乙二醇单元、氨基酸单元或氨基烷基的链结构或寡聚物。本发明的寡核苷酸缀合物可以由以下区域性元件A-C、A-B-C、A-B-Y-C、A-Y-B-C或A-Y-C构成。在一些实施方案中，接头(区域Y)是氨基烷基，如C2–C36氨基烷基，例如包括C6至C12氨基烷基。在一个优选实施方案中，接头(区域Y)是C6氨基烷基。
施用
本发明的寡核苷酸或药物组合物可以局部(如，施用至皮肤、吸入、眼部或耳)或肠内(如，口服或通过胃肠道)或肠胃外(如，静脉内、皮下、肌内、脑内、脑室内或鞘内)施用。
在一些实施方案中，通过肠胃外途径施用本发明的寡核苷酸或药物组合物，所述肠胃外途径包括静脉内、动脉内、皮下、腹膜内或肌内注射或输注、鞘内或颅内例如脑内或脑室内、玻璃体内施用。在一个实施方案中，静脉内施用有活性的寡核苷酸或寡核苷酸缀合物。在另一个实施方案中，皮下施用有皮下施用活性的寡核苷酸或寡核苷酸缀合物。
在一些实施方案中，将本发明的寡核苷酸、寡核苷酸缀合物或药物组合物按0.1–15mg/kg、如0.2–10mg/kg，如0.25–5mg/kg的剂量施用。施用可以是一周一次、每2周、每三周或每月一次或每月两次。
本发明也提供如对所述的本发明寡核苷酸或寡核苷酸缀合物用于制造药物的用途，其中药物处于眼科用剂型如玻璃体内注射剂型。在一些实施方案中，眼科用寡核苷酸是Htra-1。
本发明也提供如对所述的本发明寡核苷酸或寡核苷酸缀合物用于制造药物的用途，其中药物处于静脉内、皮下、肌内、脑内、脑室内或鞘内施用剂型(例如注射剂)。
示意性优点
如本文所示，本发明化合物中所用的非手性二硫代磷酸酯核苷间键允许降低非定义了立构的硫代磷酸酯寡核苷酸的复杂度，同时维持寡核苷酸的活性、功效或效力。
实际上，如本文所示，与定义了立构的硫代磷酸酯组合时，本发明化合物中所用的提供独特益处，从而提供以下机会：进一步降低硫代磷酸酯寡核苷酸的复杂度，同时保留或改善寡核苷酸的活性、功效或效力。
如本文所示，本发明化合物中所用的非手性二硫代磷酸酯核苷间键允许在体外或体内改善细胞摄取。
如本文所示，本发明化合物中所用的非手性二硫代磷酸酯核苷间键允许在体外改变或改善生物分布(作为组织含量或细胞含量或靶组织中的活性/效力测量)。值得注意地，我们已经见到骨骼肌、心脏、脾、肝、肾、成纤维细胞，上皮细胞中组织摄取、含量和/或效力的改善。
在混聚物寡核苷酸的情况下，发明人已经鉴定，在一个或多个DNA核苷之间或与之毗邻处掺入二硫代磷酸酯键(如(IA)或(IB)中所示)提供改善，如稳定性增强和/或效力改进。在缺口聚物寡核苷酸的情况下，发明人已经看到，在侧翼区的核苷之间(如在2’糖修饰的核苷之间)掺入二硫代磷酸酯键(如(IA)或(IB)中所示)也提供改善，如稳定性增强和/或效力改进。
如本文所示，本发明化合物中所用的非手性二硫代磷酸酯核苷间键允许改善寡核苷酸稳定性。在本发明的化合物中掺入非手性二硫代磷酸酯核苷间提供对血清核酸外切酶和细胞核酸外切酶、尤其3’核酸外切酶、另外5’核酸外切酶的增强抗性，并且本发明化合物的明显稳定性进一步提示掺入非手性二硫代磷酸酯键的化合物对核酸内切酶的抗性。使寡核苷酸稳定在减少或预防有毒降解产物蓄积和延长反义寡核苷酸的作用持续时间方面特别重要。如实施例中所示，大鼠血清稳定性可以用来分析改进的稳定性。为了评价细胞稳定性，可以使用组织(例如肝)匀浆提取物–例如参见提供这类方法的WO2014076195。测量寡核苷酸稳定性的其他测定法包括蛇毒磷酸二酯酶稳定性测定法和S1核酸酶稳定性。
用体外肝毒性测定法(例如，如WO 2017/067970中公开)或体外肾毒性测定法(例如，如WO 2017/216340中公开)或体外神经毒性测定法(例如，如WO2016127000中公开)测试要求保护的寡核苷酸的降低的毒性风险。备选地，可以在体内测定毒性，例如在小鼠或大鼠中测定。
增强的稳定性可以为本发明寡核苷酸的作用持续时间提供益处，这在施用途径是扩散性时特别有益处，例如肠胃外施用，如，静脉内、皮下、肌内、脑内、眼内、脑室内或鞘内施用。
一般的寡核苷酸实施方案
1.一种包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键的反义寡核苷酸
Figure BDA0002528551960000341
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是LNA核苷并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子。
2.根据实施方案1的寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是LNA核苷并且另一者是DNA核苷、RNA核苷或糖修饰的核苷。
3.根据实施方案1或2的寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是LNA核苷并且另一者是DNA核苷或糖修饰的核苷。
4.根据实施方案1至3中任一个实施方案的寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是LNA核苷并且另一者是DNA核苷。
6.根据实施方案1至3中任一个实施方案的寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是LNA核苷并且另一者是糖修饰的核苷。
7.根据实施方案2至6中任一个实施方案的寡核苷酸，其中所述糖修饰的核苷是2’-糖修饰的核苷。
8.根据实施方案7的寡核苷酸，其中所述2’-糖修饰的核苷是2’-烷氧基-RNA、2’-烷氧基烷氧基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA、2'-氟-ANA或LNA核苷。
9.根据实施方案7或8的寡核苷酸，其中所述2’-糖修饰的核苷是LNA核苷。
10.根据实施方案1至9中任一个实施方案的寡核苷酸，其中LNA核苷独立地选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA。
11.根据实施方案9或10的寡核苷酸，其中LNA核苷均是β-D-氧基LNA。
12.根据实施方案7或8的寡核苷酸，其中所述2’-糖修饰的核苷是2’-烷氧基烷氧基-RNA。
13.根据实施方案10的寡核苷酸，其中2’-烷氧基-RNA是2’-甲氧基-RNA。
14.根据实施方案1至12中任一个实施方案的寡核苷酸，其中2’-烷氧基烷氧基-RNA是2'-甲氧基乙氧基-RNA。
15.根据实施方案1至14中任一个实施方案的寡核苷酸，包含在1个和15个之间、尤其在1个和5个之间、更具体地1、2、3、4或5个如实施方案1中所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
16.根据实施方案1至15中任一个实施方案的寡核苷酸，包含独立地选自如实施方案1中所定义的式(IA)或(IB)的磷酸二酯核苷间键、硫代磷酸酯核苷间键和二硫代磷酸酯核苷间键中的其他核苷间键。
17.根据实施方案16的寡核苷酸，其中其他核苷间键独立地选自如实施方案1中所定义的式(IA)或(IB)的硫代磷酸酯核苷间键和二硫代磷酸酯核苷间键。
18.根据实施方案16或17的寡核苷酸，其中其他核苷间键均是硫代磷酸酯核苷间键。
19.根据实施方案16至17的寡核苷酸，其中其他核苷间键均是如实施方案1中所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
20.根据实施方案1至19中任一个实施方案的寡核苷酸，其中寡核苷酸具有7至30个核苷酸长度。
21.根据实施方案1至20中任一个实施方案的寡核苷酸，其中一个或多个核苷是核碱基修饰的核苷。
22.根据实施方案1至21中任一个实施方案的寡核苷酸，其中寡核苷酸是反义寡核苷酸、siRNA、微RNA模拟物或核酶。
23.根据实施方案1至22中任一个实施方案的寡核苷酸的可药用盐，尤其钠盐或钾盐或铵盐。
24.缀合物，包含根据实施方案1至23中任一个实施方案的寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分。
25.药物组合物，包含根据实施方案1至24中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体。
26.根据实施方案1至24中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐或缀合物用作治疗活性物质。
27.用于制造根据实施方案1至24中任一个实施方案的寡核苷酸的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将硫代亚磷酰胺核苷偶联至核苷酸或寡核苷酸的末端5'氧原子，以产生硫代亚磷酸三酯(thiophosphite triester)中间体；
(b)使步骤a)中获得的硫代亚磷酸三酯中间体硫氧化；并且
(c)任选地进一步延伸寡核苷酸。
28.根据实施方案27的方法制造的寡核苷酸。
缺口聚物实施方案
1.一种用于抑制细胞中靶RNA的反义缺口聚物寡核苷酸，其中反义缺口聚物寡核苷酸包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000361
其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子。
2.根据实施方案1的反义缺口聚物寡核苷酸，其中至少一个二硫代磷酸酯核苷间键具有式(IA)，并且R是氢；或至少一个二硫代磷酸酯核苷间键具有式(IB)，并且M+是Na+、K+或铵。
3.根据实施方案1或2的缺口聚物寡核苷酸，其中式(I)的所述至少一个核苷间键的两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’-糖修饰的核苷。
4.根据实施方案1-3中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是2’-糖修饰的核苷并且另一者是DNA核苷。
5.根据实施方案1-3中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)同时均是2’-修饰的核苷。
6.根据实施方案1-3中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)同时均是DNA核苷。
7.根据实施方案1至6中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含式5’-F-G-F’-3’的连续核苷酸序列，其中G是能够召集RNA酶H的具有5至18个核苷的区域，并且所述区域G是分别在5’和3’旁侧分布有侧翼区F和F’，其中区域F和区域F’独立地包含1至7个2’-糖修饰的核苷酸或由其组成，其中与区域G毗邻的区域F的核苷是2’-糖修饰的核苷并且其中与区域G毗邻的区域F’的核苷是2’-糖修饰的核苷。
8.根据实施方案1至7中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中2’-糖修饰的核苷独立地选自2’-烷氧基-RNA核苷、2’-烷氧基烷氧基-RNA核苷、2’-氨基-DNA核苷、2'-氟-RNA核苷、2'-氟-ANA核苷和LNA核苷。
9.根据实施方案8的缺口聚物寡核苷酸，其中2’-烷氧基烷氧基-RNA是2'-甲氧基乙氧基-RNA(2’-O-MOE)。
10.根据实施方案7至8中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’包含2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷酸或由其组成。
11.根据实施方案7至10中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者中至少一个或全部2’-糖修饰的核苷是LNA核苷。
12.根据实施方案7至11中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者包含至少一个LNA核苷和至少一个DNA核苷。
13.根据实施方案7至12中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者包含至少一个LNA核苷和至少一个非LNA 2’-糖修饰的核苷，如至少一个2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷。
14.根据实施方案1至13中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含5至16个、尤其8至16个、更具体地8、9、10、11、12、13或14个连续DNA核苷。
15.根据实施方案1至14中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’独立地具有1、2、3、4、5、6、7或8个核苷长度。
16.根据实施方案1至15中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’各自独立地包含1、2、3或4个LNA核苷。
17.根据实施方案8至16中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中LNA核苷独立地选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA。
18.根据实施方案8-18的缺口聚物寡核苷酸，其中LNA核苷是β-D-氧基LNA。
19.根据实施方案1至18中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中寡核苷酸或其连续核苷酸序列(F-G-F’)具有10至30个核苷酸长度，特别地12至22个、更特别地14至20个寡核苷酸长度。
20.根据实施方案1–19中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区至少之一如区域F和区域F’，包含如实施方案1–19的任一个实施方案中所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
21.根据实施方案1–19中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中两个侧翼区如区域F和区域F’，包含如实施方案1–19的任一个实施方案中所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
22.根据实施方案1–21中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区至少之一如F或F’，包含如实施方案1–19的任一个实施方案中所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
23.根据实施方案1–21中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中两个侧翼区F和F’包含至少两个如实施方案1–19的任一个实施方案中所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
24.根据实施方案1–23中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中一个或两个侧翼区各自包含LNA核苷，其具有将LNA与3’核苷连接的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
25.根据实施方案1–24中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中一个或两个侧翼区各自包含两个或更多个通过式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键连接的毗邻LNA核苷，其中所述式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键将LNA与3’核苷连接。
26.根据实施方案1–25中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中一个或两个侧翼区各自包含MOE核苷，其具有将MOE与3’核苷连接的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
27.根据实施方案1–26中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中一个或两个侧翼区各自包含两个或更多个通过式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键连接的毗邻MOE核苷，其中所述式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键将MOE与3’核苷连接。
28.根据实施方案1–27中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区F和F’一起包含1、2、3、4或5个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，并且其中任选地，在区域F的3’最末核苷和区域G的5’最末核苷之间的核苷间键也是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
29.根据实施方案1至28中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其包含位于区域F或区域F’中的毗邻核苷之间、位于区域F和区域G之间或位于区域G和区域F’之间的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
30.根据实施方案1–29中任一个实施方案的缺口聚物区域，其中缺口区包含1、2、3或4个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，其中剩余的核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键。
31.根据实施方案1–30中任一个实施方案的缺口聚物，其中缺口区包含具有至少5个连续DNA核苷酸的区域，如具有6–18个连续DNA核苷酸或8–14个连续DNA核苷酸的区域。
32.根据实施方案1–31中任一个实施方案的缺口聚物，其还包含一个或多个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键(Sp,S)或(Rp,R)
Figure BDA0002528551960000381
其中N1和N2是核苷。
33.根据实施方案32的缺口聚物，其中缺口聚物包含至少一个在两个DNA核苷之间(如缺口区中两个DNA核苷之间)的定义了立构的核苷间键(Sp,S)或(Rp,R)。
34.根据实施方案32或33的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含2、3、4、5、6、7或8个独立地选自Rp和Sp核苷间键的定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
35.根据实施方案32-33中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G还包含至少2、3或4个式IB的核苷间键。
34.根据实施方案32–35的缺口聚物寡核苷酸，其中(i)区域G内部(即在区域G中的核苷之间)的全部剩余核苷间键均是独立地选自Rp和Sp核苷间键的定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，或(ii)区域G内部的全部核苷间键是独立地选自Rp和Sp核苷间键的定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
35.根据实施方案1–34中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区内部的全部核苷间键是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，其中任选地，在区域F的3’最末核苷和区域G的5’最末核苷之间的核苷间键也是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，并且在区域G的3’最末核苷和区域F’的5’最末核苷之间的核苷间键是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
36.根据实施方案6至35中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
37.根据实施方案7至36中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，尤其0个式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
38.根据实施方案1至37中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中剩余的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键、磷酸二酯核苷间键和如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
39.根据实施方案7至38中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F的核苷之间的核苷间键和区域F’的核苷之间的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
40.根据实施方案7至39中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中每个侧翼区F和F’独立地包含1、2、3、4、5、6或7个如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
41.根据实施方案7至40中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区F和/或F’的全部核苷间键均是如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
42.根据实施方案1至41中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含至少一个定义了立构的核苷间键，如至少一个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
43.根据实施方案1至42中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含1、2、3、4或5个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
44.根据实施方案1至43中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区的核苷之间的全部核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
45.根据实施方案7至44中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F的核苷之间，或位于区域F’的核苷之间，或位于区域F和区域G之间，或位于区域G和区域F’之间，并且在区域F和区域F’内部、在区域F和区域G之间和在区域G和区域F’之间的剩余核苷间键独立地选自定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键、立构无规核苷间键、式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键和磷酸二酯核苷间键。
46.根据实施方案45的寡核苷酸缺口聚物，其中在区域F内部、在区域F’内部或在区域F和区域F’二者内部的剩余核苷间键均是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
47.根据实施方案6至33中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的剩余核苷间键独立地选自定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键、立构无规核苷间键和磷酸二酯核苷间键。
48.根据实施方案1-47中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的3’末端核苷是LNA核苷或2’-O-MOE核苷。
49.根据实施方案1-48中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的5’末端核苷是LNA核苷或2’-O-MOE核苷。
50.根据实施方案1–49中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个3’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
51.根据实施方案1-50中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个5’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
52.根据实施方案1-51中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的三个3’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
53.根据实施方案1-52中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的三个5’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
54.根据实施方案1–53中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个3’最末端核苷是LNA核苷。
55.根据实施方案1–54中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个5’最末端核苷是LNA核苷。
56.根据实施方案1–55中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中式(IA)或(IB)的核苷(A2)是寡核苷酸的3’末端核苷。
57.根据实施方案1–56中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中式(IA)或(IB)的核苷(A1)是寡核苷酸的5’末端核苷。
58.根据实施方案7–57中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含式5’-D’-F-G-F’-D”-3’的连续核苷酸序列，其中F、G和F’如实施方案7至45的任一个实施方案中所定义并且其中区域D’和D”各自独立地由0至5个核苷酸，尤其2、3或4个核苷酸，尤其DNA核苷酸(如磷酸二酯连接的DNA核苷)组成。
59.根据实施方案1至58中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸能够召集人RNA酶H1。
60.根据实施方案1至59中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸用于体外或体内抑制哺乳动物(如人)mRNA或前mRNA靶、或病毒靶或非编码性长RNA。
61.根据实施方案1至60中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸的可药用盐，尤其钠盐或钾盐。
62.缀合物，包含根据实施方案1至61中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分。
63.药物组合物，包含根据实施方案1至62中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体。
64.根据实施方案1至63中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸、可药用盐或缀合物，用作治疗活性物质。
反义寡核苷酸实施方案
本发明涉及一种寡核苷酸，其包含至少一个(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000401
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子。
换而言之，M是金属，如碱金属，如Na或K；或M是NH4。
寡核苷酸可以例如是能够调节靶核酸(如靶微RNA)表达或能够调节包含连续核苷酸序列的靶前mRNA的剪接过程的单链反义寡核苷酸。本发明的反义寡核苷酸包含与靶核酸互补并且能够与靶核酸杂交且调节其表达的连续核苷酸序列。在一个优选的实施方案中，反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列是混聚物寡核苷酸，其中(A1)或(A2)是DNA核苷，或(A1)和(A2)二者均是DNA核苷。
在本发明的背景下，反义寡核苷酸是与核酸靶(如靶RNA)互补并且能够起到调节作用(例如剪接调节前mRNA靶)或抑制核酸靶(例如mRNA靶、前mRNA靶、病毒RNA靶或非编码性长RNA靶)表达的单链寡核苷酸。取决于靶，寡核苷酸的长度或其与靶互补的区域的长度(即反义–优选地，互补区域与靶完全互补)可以是7–30个核苷酸(称作连续核苷酸序列的区域)。例如，微RNA的LNA核苷酸抑制剂可以短达7个连续互补核苷酸(并且可以长达30个核苷酸)，召集RNA酶H的寡核苷酸一般具有至少12个连续互补核苷酸长度，如12-26个核苷酸长度。剪接调节性反义寡核苷酸一般具有10–30互补核苷酸的连续核苷酸区域。
剪接调节性寡核苷酸也称作剪接转换寡核苷酸(SSOs)，是短的、合成的、反义、修饰的核酸，其与前mRNA发生碱基配对并且通过阻断在剪接装置的组件和前mRNA之间发生的RNA–RNA碱基配对或蛋白质–RNA结合相互作用，破坏正常的转录物剪接组库。需要剪接前mRNA以恰当表达绝大部分编码蛋白质的基因，并且因此，瞄准该过程提供了从基因操纵蛋白质产生的手段。剪接调节作用在导致破坏正常剪接过程的突变引起的疾病情况下或当干扰基因转录物正常剪接过程可能治疗用时特别有价值。SSOs提供以治疗用方式靶向并改变剪接过程的有效和特异方式。参见Haven’s和Hasting NAR(2016)44,6549-6563。SSOs可以与靶前mRNA中的外显子/内含子交界互补或可以靶向前mRNA内部调节前mRNA剪接过程的剪接增强型元件或沉默子元件(总体上称作顺式作用剪接元件)。剪接调节可以导致外显子跳跃或外显子纳入并且因而调节前mRNA的交替性剪接过程。SSOs通过非核酸酶介导的靶前mRNA调节作用发挥功能，并且因此不能够召集RNA酶，它们经常是充分修饰的寡核苷酸，即每个核苷包含修饰的糖部分，如2’糖取代的糖部分(例如基于硫代磷酸酯主链，完全包含例如15–25个核苷酸长度、往往18–22个或20个核苷酸长度的2’-O-MOE寡核苷酸)，或LNA混聚物寡核苷酸(10–30个核苷酸长度的寡核苷酸，其包含DNA核苷和LNA核苷，和任选地其他2’糖修饰的核苷，如2’-O-MOE)。还构思了不包含DNA核苷，但包含LNA和其他2’糖修饰的核苷(如2’-O-MOE核苷)的LNA寡核苷酸。因而通过引用方式并入的Haven’s和Hasting NAR(2016)44,6549-6563的表1显示一系列SSO靶和所用的具有已报告体内活性的寡核苷酸的化学，并且复制于下表A中：
表A
Figure BDA0002528551960000411
Figure BDA0002528551960000421
Figure BDA0002528551960000431
在本发明的一些实施方案中，反义寡核苷酸是与选自以下的前mRNA互补的剪接调节性寡核苷酸：HBB、FKTN、LMNA、CEP290、CLCN1、USH1C、BTK、LRP8、CTLA4、BCL2L1、ERBB4、MDM4、STAT3、IL1RAP、TNFRSF1B、FLT1、KDR、SMN2、MYBPC3、TTN、DMD、NBN、IL10、HTT、APOB、MSTN、GYS2和ATXN3。表A中基于靶对靶提供可以用本发明SSOs治疗的示例性疾病。
以下实施方案通常涉及本发明的单链反义寡核苷酸，并且尤其涉及剪接调节性反义寡核苷酸(SSOs)：
1.一种用于调节细胞中RNA靶的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含10–30个核苷酸长度的连续核苷酸序列或由其组成，其中连续核苷酸序列包含一个或多个2’糖修饰的核苷，并且其中连续核苷酸序列的核苷之间存在的核苷间键中至少一者是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键
Figure BDA0002528551960000432
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，并且其中R是氢或磷酸酯保护基。
2.根据实施方案1的反义寡核苷酸，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’糖修饰的核苷。
3.根据实施方案1的反义寡核苷酸，其中两个核苷(A1)和(A2)均是2’糖修饰的核苷。
4.根据实施方案1-3中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者或两个核苷(A1)和(A2)均是DNA核苷。
5.根据实施方案1-4中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’-糖修饰的核苷或核苷独立地选自2’-烷氧基-RNA、2’-烷氧基烷氧基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA、2'-氟-ANA或LNA核苷。
6.根据实施方案1-5中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中至少一者是LNA核苷。
7.根据实施方案1-5中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中(A1)和(A2)二者均是LNA核苷。
8.根据实施方案1-6中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中至少一者是2’-O-甲氧乙基核苷。
9.根据实施方案1-5中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中(A1)和(A2)二者均是2’-O-甲氧乙基核苷。
10.根据实施方案1–8中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中LNA核苷选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA。
11.根据实施方案1–8中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中LNA核苷是β-D-氧基LNA。
12.根据实施方案1–11中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含一个或多个其他2’-糖修饰的核苷，如一个或多个选自2’-烷氧基-RNA、2’-烷氧基烷氧基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA、2'-氟-ANA或LNA核苷的其他2’-糖修饰的核苷。
13.根据实施方案1-12中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含LNA核苷和DNA核苷。
14.根据实施方案1-12中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含LNA核苷和2’-O-甲氧乙基核苷。
15.根据实施方案1-13中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含LNA核苷和2’氟RNA核苷。
16.根据实施方案1-13中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含以下任一者
(i)仅LNA和DNA核苷
(ii)仅LNA和2’-O-甲氧乙基核苷
(iii)仅LNA、DNA和2’-O-甲氧乙基核苷
(iv)仅LNA、2’氟RNA和2’-O-甲氧乙基核苷
(v)仅LNA、DNA、2’氟RNA和2’-O-甲氧乙基核苷或仅LNA、2’氟RNA和2’-O-甲氧乙基核苷
(vi)仅2’-O-甲氧乙基核苷
17.根据实施方案1-16中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列不包含4个或更多个连续DNA核苷的序列，或不包含三个或更多个连续DNA核苷的序列。
18.根据实施方案1–17中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列是混聚物寡核苷酸或全聚物寡核苷酸。
19.根据实施方案1-18中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸不能够召集人RNA酶H1。
20.根据实施方案1–19中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中核苷(A2)是连续核苷酸序列的或寡核苷酸的3’末端核苷。
21.根据实施方案1–20中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中核苷(A1)是连续核苷酸序列的或寡核苷酸的5’末端核苷。
22.根据实施方案1–21中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其包含至少两个式I的二硫代磷酸酯核苷间键，如2、3、4、5或6个式I的二硫代磷酸酯核苷间键。
23.根据实施方案1–22中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列的2个3’最末核苷之间的核苷间键是式I的二硫代磷酸酯核苷间键，并且其中连续核苷酸序列的2个5’最末核苷之间的核苷间键是式I的二硫代磷酸酯核苷间键。
24.根据实施方案1-23中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其还包含硫代磷酸酯核苷间键。
25.根据实施方案1-24中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其还包含定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
26.根据实施方案1-25中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中剩余的核苷间键独立地选自二硫代磷酸酯核苷间键、硫代磷酸酯核苷间键和磷酸二酯核苷间键。
27.根据实施方案1-26中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中剩余的核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键。
28.根据实施方案1-27中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中所述连续核苷酸序列互补于、如100％互补于哺乳动物前mRNA、哺乳动物成熟mRNA靶、病毒RNA靶或哺乳动物非编码性长RNA。
29.反义根据实施方案28中任一个实施方案的寡核苷酸，其中RNA靶是人RNA靶。
30.根据实施方案1–29中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸调节对哺乳动物(如人)前mRNA靶的剪接，例如是剪接跳跃性或剪接调节性反义寡核苷酸。
31.根据实施方案1–30中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸互补于、如100％互补于人前mRNA的内含子/外显子剪接位点或人前mRNA剪接调节区域。
32.根据实施方案1–30中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列互补于、如完全互补于选自以下的人前mRNA序列：TNFR2、HBB、FKTN、LMNA、CEP290、CLCN1、USH1C、BTK、LRP8、CTLA4、BCL2L1、ERBB4、MDM4、STAT3、IL1RAP、TNFRSF1B、FLT1、KDR、SMN2、MYBPC3、TTN、DMD、NBN、IL10、HTT、APOB、MSTN、GYS2和ATXN3。
33.根据实施方案1–32中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸由选自SSO#1–SSO#25的连续核苷酸序列组成或包含前述序列。
34.根据实施方案1–33中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中细胞是人细胞。
35.根据实施方案1–34中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的长度是10–30个核苷酸长度。
36.根据实施方案1–34中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的长度是12–24个核苷酸长度。
37.根据实施方案1–36中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列的3’末端核苷是LNA核苷或2-O-甲氧乙基核苷。
38.根据实施方案1–27中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列的5’端核苷是LNA核苷或2-O-甲氧乙基核苷。
39.根据实施方案1–38中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列的5’末端核苷和3’末端核苷均是LNA核苷。
40.根据实施方案1–39中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含至少一个具有二或三个LNA连续核苷酸的区域和/或至少一个具有二或三个连续2’-O-甲氧乙基连续核苷酸的区域。
41.根据实施方案1至40中任一个实施方案的寡核苷酸的可药用盐，尤其钠盐或钾盐或铵盐。
42.缀合物，包含根据实施方案1至41中任一个实施方案的寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分。
43.药物组合物，包含根据实施方案1至42中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体。
44.根据实施方案1至43中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐或缀合物用作治疗活性物质。
45.用于调节正表达靶RNA的细胞中所述RNA的方法，所述方法包括步骤：向细胞施用有效量的根据实施方案1–44中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐、缀合物或组合物。
46.用于调节表达靶前RNA的细胞中所述靶前RNA剪接的方法，所述方法包括步骤：向细胞施用有效量的根据实施方案1–44中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐、缀合物或组合物。
47.根据实施方案45或46的方法，其中所述方法是体外方法或体内方法。
48.实施方案1–44中任一实施方案的寡核苷酸、药用盐、缀合物或组合物抑制细胞中(如人细胞中)RNA的用途，其中所述用途是在体外或体内。
某些混聚物实施方案
1.一种用于调节细胞中RNA靶的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含10–30个核苷酸长度的连续核苷酸序列或由其组成，其中连续核苷酸序列包含具有一个或多个2’糖修饰的核苷的交替区，其中具有连续核苷酸序列的连续DNA核苷的最大长度是3或4，并且其中连续核苷酸序列的核苷之间存在的核苷间键中至少一者是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键
Figure BDA0002528551960000461
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，并且其中R是氢或磷酸酯保护基。
2.根据实施方案1的反义寡核苷酸，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’糖修饰的核苷。
3.根据实施方案1的反义寡核苷酸，其中两个核苷(A1)和(A2)均是2’糖修饰的核苷。
4.根据实施方案1-3中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者或两个核苷(A1)和(A2)均是DNA核苷。
5.根据实施方案1-4中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’-糖修饰的核苷或核苷独立地选自2’-烷氧基-RNA、2’-烷氧基烷氧基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA、2'-氟-ANA或LNA核苷。
6.根据实施方案1-5中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中至少一者是LNA核苷。
7.根据实施方案1-5中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中(A1)和(A2)二者均是LNA核苷。
8.根据实施方案1-6中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中至少一者是2’-O-甲氧乙基核苷。
9.根据实施方案1-5中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中(A1)和(A2)二者均是2’-O-甲氧乙基核苷。
10.根据实施方案1–8中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中LNA核苷选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA。
11.根据实施方案1–8中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中LNA核苷是β-D-氧基LNA。
12.根据实施方案1–11中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含一个或多个其他2’-糖修饰的核苷，如一个或多个选自2’-烷氧基-RNA、2’-烷氧基烷氧基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA、2'-氟-ANA或LNA核苷的其他2’-糖修饰的核苷。
13.根据实施方案1-12中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含LNA核苷和DNA核苷。
14.根据实施方案1-12中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含LNA核苷和2’-O-甲氧乙基核苷。
15.根据实施方案1-13中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含LNA核苷和2’氟RNA核苷。
16.根据实施方案1-13中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含以下任一者
(i)LNA和DNA核苷
(ii)LNA、DNA和2’-O-甲氧乙基核苷
(iii)LNA、DNA、2’氟RNA和2’-O-甲氧乙基核苷
17.根据实施方案1-16中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列不包含3个或更多个连续DNA核苷的序列，或不包含2个或更多个连续DNA核苷的序列。
18.根据实施方案1–17中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列是混聚物寡核苷酸，如剪接调节性寡核苷酸或微RNA抑制剂寡核苷酸。
19.根据实施方案18的反义寡核苷酸，其中混聚物由以下交替区基序组成或包含前述基序
[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m或
[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m或
[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m或
[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m或
[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m或
[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m或
[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m或
[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m[D]n[L]m
其中L代表2’糖修饰的核苷，D代表DNA核苷，并且其中每个m独立地选自1–6，并且每个n独立地选自1、2、3和4，如1-3。
20.根据实施方案19的反义寡核苷酸，其中每个L核苷独立地选自LNA、2’-O-MOE或2’氟核苷，或每个L独立地是LNA或2’-O-MOE。
21.根据实施方案20的反义寡核苷酸，其中每个L是LNA。
22.根据实施方案1-21中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸不能够召集人RNA酶H1。
23.根据实施方案1–22中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中核苷(A2)是连续核苷酸序列的或寡核苷酸的3’末端核苷。
24.根据实施方案1–23中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中核苷(A1)是连续核苷酸序列的或寡核苷酸的5’末端核苷。
25.根据实施方案1–24中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其包含至少两个式I的二硫代磷酸酯核苷间键，如2、3、4、5或6个式I的二硫代磷酸酯核苷间键。
26.根据实施方案1–25中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含两个连续DNA核苷酸，其中两个连续DNA核苷酸之间的核苷键是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，即P2S连接的DNA核苷酸对子。
27.根据实施方案1–26中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含多于一个P2S连接的DNA核苷酸对子。
28.根据实施方案1–26中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列中存在的两个连续DNA核苷酸之间的全部核苷键均是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
29.根据实施方案1–27中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中在2’糖修饰的核苷和DNA核苷之间的至少一个核苷间键是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
30.根据实施方案1–27中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中在2’糖修饰的核苷和DNA核苷之间的多于一个核苷间键是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
31.根据实施方案1–27中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中在2’糖修饰的核苷和DNA核苷之间的全部多于一个核苷间键是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
32.根据实施方案1–27中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中在两个2’糖修饰的核苷之间的核苷间键至少之一不是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，如，是硫代磷酸酯核苷间键。
33.根据实施方案1–27中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中在两个2’糖修饰的核苷之间的全部核苷间键均不是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，如，是硫代磷酸酯核苷间键。
34.根据实施方案1–33中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列的2个3’最末核苷之间的核苷间键是式I的二硫代磷酸酯核苷间键，并且其中连续核苷酸序列的2个5’最末核苷之间的核苷间键是式I的二硫代磷酸酯核苷间键。
35.根据实施方案1-34中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其还包含硫代磷酸酯核苷间键。
36.根据实施方案1-35中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其还包含定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
37.根据实施方案1-35中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中剩余的核苷间键独立地选自二硫代磷酸酯核苷间键、硫代磷酸酯核苷间键和磷酸二酯核苷间键。
38.根据实施方案1-36中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中剩余的核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键。
39.根据实施方案1-37中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中所述连续核苷酸序列互补于、如100％互补于哺乳动物(如人)前mRNA。
40.根据实施方案1–38中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸调节对哺乳动物(如人)前mRNA靶的剪接，例如是剪接跳跃性或剪接调节性反义寡核苷酸。
41.根据实施方案1–39中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸互补于、如100％互补于人前mRNA的内含子/外显子剪接位点或人前mRNA剪接调节区域。
42.根据实施方案1–41中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列互补于、如完全互补于选自以下的人前mRNA序列：TNFR2、HBB、FKTN、LMNA、CEP290、CLCN1、USH1C、BTK、LRP8、CTLA4、BCL2L1、ERBB4、MDM4、STAT3、IL1RAP、TNFRSF1B、FLT1、KDR、SMN2、MYBPC3、TTN、DMD、NBN、IL10、HTT、APOB、MSTN、GYS2和ATXN3。
43.根据实施方案1–42中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸由选自SSO#1–SSO#25的连续核苷酸序列组成或包含前述序列。
44.根据实施方案1–43中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中细胞是哺乳动物细胞。
45.根据实施方案1–44中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的长度是10–30个核苷酸长度。
46.根据实施方案1–44中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的长度是12–24个核苷酸长度。
47.根据实施方案1–46中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列的3’末端核苷是LNA核苷或2-O-甲氧乙基核苷。
48.根据实施方案1–47中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列的5’端核苷是LNA核苷或2-O-甲氧乙基核苷。
49.根据实施方案1–48中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸或其连续核苷酸序列的5’末端核苷和3’末端核苷均是LNA核苷。
50.根据实施方案1–49中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含至少一个具有二或三个LNA连续核苷酸的区域和/或至少一个具有二或三个连续2’-O-甲氧乙基连续核苷酸的区域。
51.根据实施方案1至50中任一个实施方案的寡核苷酸的可药用盐，尤其钠盐或钾盐或铵盐。
52.缀合物，包含根据实施方案1至51中任一个实施方案的寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分。
53.药物组合物，包含根据实施方案1至52中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体。
54.根据实施方案1至53中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐或缀合物用作治疗活性物质。
55.用于调节正表达靶RNA的细胞中所述RNA的方法，所述方法包括步骤：向细胞施用有效量的根据实施方案1–54中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐、缀合物或组合物。
56.用于调节表达靶前RNA的细胞中所述前RNA剪接过程的方法，所述方法包括步骤：向细胞施用有效量的根据实施方案1–54中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐、缀合物或组合物。
57.根据实施方案55或56的方法，其中所述方法是体外方法或体内方法。
58.实施方案1–54中任一实施方案的寡核苷酸、药用盐、缀合物或组合物抑制细胞中(如哺乳动物细胞中)RNA的用途，其中所述用途是在体外或体内。
某些涉及3’末端保护的实施方案
1.一种单链反义寡核苷酸，其包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000491
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’糖修饰的核苷，如LNA核苷或2’-O-MOE核苷，并且其中R是氢或磷酸酯保护基，其中A2是寡核苷酸的3’末端核苷。
2.根据实施方案1的单链反义寡核苷酸，其中(A2)是LNA核苷，或(A1)和(A2)二者均是LNA核苷。
3.根据实施方案1的单链反义寡核苷酸，其中(A2)是LNA核苷并且(A1)是糖修饰的核苷酸。
4.根据实施方案1的单链反义寡核苷酸，其中(A2)是LNA核苷并且(A1)是DNA核苷酸。
5.根据实施方案1的单链反义寡核苷酸，其中(A1)是LNA核苷并且(A2)是糖修饰的核苷酸。
6.根据实施方案1的单链反义寡核苷酸，其中(A1)是LNA核苷并且(A2)是DNA核苷酸。
7.根据实施方案3或5中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中所述糖修饰的核苷是2’-糖修饰的核苷。
8.根据实施方案7的单链反义寡核苷酸，其中所述2’-糖修饰的核苷是2’-烷氧基-RNA、2’-烷氧基烷氧基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA、2'-氟-ANA或LNA核苷。
9.根据实施方案7或8的单链反义寡核苷酸，其中所述2’-糖修饰的核苷是2’-O-甲氧乙基核苷。
10.根据实施方案1-9中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中LNA核苷或核苷酸处于β-D构型。
11.根据实施方案1至10中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中LNA核苷独立地选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA。
12.根据实施方案1至11中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中LNA是β-D-氧基LNA。
13.根据实施方案1–12中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中单链反义寡核苷酸由7–30个与靶核酸(如选自前mRNA、和mRNA、微RNA、病毒RNA和非编码性长RNA的靶核酸)互补的连续核苷酸组成或包含前述连续核苷酸[称作单链寡核苷酸的连续核苷酸序列]。
14.根据实施方案1至13中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列包含式5’-F-G-F’-3’的缺口聚物区域，其中G是能够召集RNA酶H的具有5至18个核苷的区域，并且所述区域G是分别在5’和3’旁侧分布有侧翼区F和F’，其中区域F和区域F’独立地包含1至7个2’-糖修饰的核苷酸或由其组成，其中与区域G毗邻的区域F的核苷是2’-糖修饰的核苷并且其中与区域G毗邻的区域F’的核苷是2’-糖修饰的核苷。
14.根据实施方案1至13中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列是混聚物寡核苷酸，其中混聚物寡核苷酸包含LNA核苷和DNA核苷，和任选地2’糖修饰的核苷[如根据实施方案8–9的那些]，其中单链反义寡核苷酸不包含4个或更多个连续DNA核苷的区域。
15.根据实施方案1至13中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中连续核苷酸序列仅包含糖修饰的核苷。
16.根据实施方案14或15的寡核苷酸，其中寡核苷酸是剪接调节性寡核苷酸[能够调节前mRNA剪接事件的剪接]。
17.根据实施方案14或15的寡核苷酸，其中寡核苷酸与微RNA互补，如，是微RNA抑制剂。
18.根据实施方案1至17中任一个实施方案的寡核苷酸，包含独立地选自磷酸二酯核苷间键、硫代磷酸酯核苷间键和二硫代磷酸酯核苷间键的其他核苷间键；或其中在寡核苷酸内部或在其连续核苷酸序列内部的其他核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和二硫代磷酸酯核苷间键。
18.根据实施方案1-18中任一个实施方案的寡核苷酸，其中寡核苷酸的其他核苷间键或其连续核苷酸序列均是硫代磷酸酯核苷间键。
19.根据实施方案1–18中任一个实施方案的寡核苷酸，其中寡核苷酸包含相对于连续核苷酸序列为位置5’的5’区域，其中5’核苷区域包含至少一个磷酸二酯键。
20.根据实施方案19的寡核苷酸，其中5’区域包含1–5个磷酸二酯连接的DNA核苷，并且任选地可以使寡核苷酸或其连续核苷酸序列连接至缀合物部分。
21.根据实施方案1至20中任一个实施方案的寡核苷酸，其中一个或多个核苷是核碱基修饰的核苷。
22.根据实施方案1至21中任一个实施方案的寡核苷酸，其中一个或多个核苷是5-甲基胞嘧啶，如LNA5-甲基胞嘧啶或DNA5-甲基胞嘧啶。
23.根据实施方案1至22中任一个实施方案的寡核苷酸的可药用盐，尤其钠盐或钾盐或铵盐。
24.缀合物，包含根据实施方案1至23中任一个实施方案的寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分。
25.药物组合物，包含根据实施方案1至24中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体。
26.根据实施方案1至25中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐或缀合物用作治疗活性物质。
27.用于治疗中的根据实施方案1至24中任一个实施方案的寡核苷酸、可药用盐或缀合物，用于通过肠胃外施用(如，静脉内、皮下、肌内、脑内、眼内、脑室内或鞘内施用)向受试者施用。
涉及具有非手性二硫代磷酸酯和定义了立构的硫代磷酸酯键的寡核苷酸的实施方案
1.一种单链反义寡核苷酸，其包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000512
其中两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一毗邻核苷(A2)的5’碳原子连接，并且其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子，并且其中单链寡核苷酸还包含至少一个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，为(Sp、S)或(Rp、R)
Figure BDA0002528551960000511
其中N1和N2是核苷。(注意：在一些非限制实施方案中，N1和/或N2是DNA核苷酸)。
2.根据实施方案1的单链反义寡核苷酸，其中A2是寡核苷酸的3’末端核苷。
3.根据实施方案1的单链反义寡核苷酸，其中A1是寡核苷酸的5’端核苷。
4.根据实施方案1–3中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中所述单链寡核苷酸包含1、2、3、4、5或6个式IB的核苷间键。
5.根据实施方案1–4中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的5’末端核苷间键和反义寡核苷酸的3’末端核苷间键均是式IB的核苷间键。
6.根据实施方案1-5中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中在式IB的核苷间键的至少一者中，两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’糖修饰的核苷，如选自2’-烷氧基-RNA、2’-烷氧基烷氧基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA、2'-氟-ANA和LNA核苷的2’糖修饰的核苷。
7.根据实施方案1-6中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中在式IB的核苷间键的至少一者中，两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是LNA核苷。
8.根据实施方案1-6中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中在式IB的核苷间键的至少一者中，两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’-O-MOE核苷。
9.根据实施方案1-8中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的3’末端核苷是LNA核苷或2’-O-MOE核苷。
10.根据实施方案1-9中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的5’端核苷是LNA核苷或2’-O-MOE核苷。
11.根据实施方案1–10中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个3’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
12.根据实施方案1–11中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个5’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
13.根据实施方案1–12中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的三个3’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
14.根据实施方案1–13中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的三个5’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
15.根据实施方案1–14中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个3’最末端核苷是LNA核苷。
16.根据实施方案1–15中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个5’最末端核苷是LNA核苷。
17.根据实施方案1–16中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸还包含2–16个DNA核苷酸的区域，其中DNA核苷酸之间的核苷间键是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
18.根据实施方案1至17中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中LNA核苷独立地选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA。
19.根据实施方案1至17中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中LNA核苷是β-D-氧基LNA。
20.根据实施方案1–19中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中寡核苷酸由7–30个与靶核酸互补(如与选自前mRNA、和mRNA、微RNA、病毒RNA和非编码性长RNA的靶核酸完全互补)的连续核苷酸组成或包含前述连续核苷酸[反义寡核苷酸]。
21.根据实施方案1–20中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中单链寡核苷酸能够调节RNA靶。
22.根据实施方案1–20中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中单链反义寡核苷酸能够抑制RNA靶，如通过RNA酶H1招募来抑制。
23.根据实施方案1至22中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中寡核苷酸的连续核苷酸序列包含式5’-F-G-F’-3’的缺口聚物区域，其中G是能够召集RNA酶H1的具有5至18个核苷的区域，并且所述区域G是分别在5’和3’旁侧分布有侧翼区F和F’，其中区域F和区域F’独立地包含1至7个2’-糖修饰的核苷酸或由其组成，其中与区域G毗邻的区域F的核苷是2’-糖修饰的核苷并且其中与区域G毗邻的区域F’的核苷是2’-糖修饰的核苷。
24.根据实施方案23的单链反义寡核苷酸，区域F或区域F’包含根据实施方案1-19中任一个实施方案的式IB的核苷间键。
25.根据实施方案24的单链反义寡核苷酸，其中区域F和区域F’二者均包含根据实施方案1-19中任一个实施方案的式IB的核苷间键。
26.根据实施方案23-25的单链反义寡核苷酸，其中区域F和/或区域F’内部的全部核苷间键均是根据实施方案1-19中任一个实施方案的式IB的核苷间键。
27.根据实施方案23–26的单链反义寡核苷酸，其中区域F和区域F’均包含LNA核苷或由其组成。
28.根据实施方案23–27的单链反义寡核苷酸，其中区域F和区域F’均包含MOE核苷或由其组成。
29.根据实施方案23–28的单链反义寡核苷酸，其中区域F包含LNA核苷并且F’包含MOE核苷或由其组成。
30.根据实施方案23–29的单链反义寡核苷酸，其中区域G还包含至少一个位于区域F的3’末端核苷和区域G的5’末端核苷之间的式IB的核苷间键。
31.根据实施方案23–30的单链反义寡核苷酸，其中区域G包含至少一个位于两个DNA核苷之间的定义了立构的硫代磷酸酯键。
32.根据实施方案23–31的单链反义寡核苷酸，其中区域G包含至少一个位于两个DNA核苷之间的式IB的核苷间键。
33.根据实施方案23–32的单链反义寡核苷酸，其中区域G还包含至少2、3、或4个式IB的核苷间键。
34.根据实施方案23–31的单链反义寡核苷酸，其中区域G内部全部的剩余核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，独立地选自Rp和Sp核苷间键。
35.根据实施方案23–31的单链反义寡核苷酸，其中区域G内部的全部核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，独立地选自Rp和Sp核苷间键，任选地除区域F的3’末端核苷和区域G的5’末端核苷之间的核苷间键之外。
36.根据实施方案1至22中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含少于4个连续DNA核苷酸。
37.单链根据实施方案1至22或36中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸是混聚物或全聚物寡核苷酸。
38.根据实施方案37的单链寡核苷酸，其中混聚物寡核苷酸包含LNA核苷和DNA核苷，和任选地2’糖修饰的核苷(例如参见实施方案6中的列表)，如2’-O-MOE核苷。
39.根据实施方案1至38中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸包含3个或更多个连续MOE核苷的区域，并且任选地其中寡核苷酸的全部核苷均是2’MOE核苷。
40.根据实施方案1–39中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中靶是mRNA或前mRNA靶。
41.根据实施方案1–40中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中寡核苷酸靶向前mRNA剪接位点或在前mRNA剪接位点调节剪接事件的前mRNA区域。
42.根据实施方案1–41中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其是能够调节前mRNA靶剪接过程的剪接调节性寡核苷酸。
43.根据实施方案1–42中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中靶是微RNA。
44.根据实施方案1–42中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸具有10–20个核苷酸长度，如12–24个核苷酸长度。
45.根据实施方案43的单链反义寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的长度是7–30个、如8–12个或12至23个核苷酸长度。
46.单链反义寡核苷酸，包含根据实施方案1–45中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中寡核苷酸还相对于连续核苷酸序列为位置5’的5’区域，其中5’核苷区域包含至少一个磷酸二酯键。
47.根据实施方案46的单链反义寡核苷酸，其中5’区域包含1–5个磷酸二酯连接的DNA核苷，并且任选地可以使寡核苷酸或其连续核苷酸序列连接至缀合物部分。
48.根据实施方案1至47中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中一个或多个核苷是核碱基修饰的核苷。
49.根据实施方案1至48中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，其中一个或多个核苷是5-甲基胞嘧啶，如LNA5-甲基胞嘧啶或DNA5-甲基胞嘧啶。
50.根据实施方案1至49中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸的可药用盐，尤其钠盐或钾盐或铵盐。
51.缀合物，包含根据实施方案1至49中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分。
52.药物组合物，包含根据实施方案1至51中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体。
53.根据实施方案1至52中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸、可药用盐或缀合物，用作治疗活性物质。
54.根据实施方案1至53中任一个实施方案的单链反义寡核苷酸，可药用盐或缀合物，用于通过肠胃外施用(如，静脉内、皮下、肌内、脑内、眼内、脑室内或鞘内施用)向受试者施用。
55.根据前述任一实施方案的单链反义寡核苷酸、盐或组合物用于抑制细胞中靶RNA的体外用途，其中单链反义寡核苷酸互补于、如完全互补于靶RNA。
56.用于抑制正表达靶RNA的细胞中所述靶RNA的体内或体外方法，所述方法包括：向细胞施用有效量的根据前述任一实施方案的反义寡核苷酸、可药用盐、缀合物或组合物，从而旨在抑制靶RNA。
57.根据前述任一实施方案的单链反义寡核苷酸，盐、或组合物调节细胞中的靶前mRNA剪接的体外或体内用途。
58.用于调节正表达靶前RNA的细胞中所述靶前RNA剪接的体内或体外方法，所述方法包括：向细胞施用有效量的根据前述任一实施方案的反义寡核苷酸、盐、缀合物或组合物，从而旨在调节靶RNA的剪接过程。
靶向Htra-1的本发明的反义寡核苷酸
在一些实施方案中，本发明的反义寡核苷酸例如与编码人需高温A1丝氨酸蛋白酶(human high temperature requirement A1 Serine protease，Htra1)的mRNA或前mRNA互补–参见WO 2018/002105。使用靶向Htra1 mRNA或前mRNA的本发明反义寡核苷酸抑制Htra1表达有益于治疗一系列医学病症，如黄斑变性，例如年龄相关性黄斑变性(地图样萎缩)。人Htra1前mRNA和mRNA靶序列如下可获得：
Figure BDA0002528551960000541
列出靶向Htra-1的本发明化合物作为实例中的Htra1#1–38。
1.具有10–30个核苷酸长度的本发明反义寡核苷酸，其中所述反义寡核苷酸靶向人HTRA1 mRNA或前mRNA，其中所述反义寡核苷酸包含10–22个核苷酸的连续核苷酸区域，所述连续核苷酸区域至少90％如100％互补于WO 2018/002105的SEQ ID NO 1或2，在序列表中作为SEQ ID NO 9和10公开，其中所述反义寡核苷酸包含至少一个式IA或式IB的二硫代磷酸酯核苷间键。
2.根据实施方案1或2的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸区域与选自以下序列中存在的序列相同
SEQ ID NO 11、12、13、14、15、16、17和18：
SEQ ID NO 11：CAAATATTTACCTGGTTG
SEQ ID NO 12：TTTACCTGGTTGTTGG
SEQ ID NO 13：CCAAATATTTACCTGGTT
SEQ ID NO 14：CCAAATATTTACCTGGTTGT
SEQ ID NO 15：ATATTTACCTGGTTGTTG
SEQ ID NO 16：TATTTACCTGGTTGTT
SEQ ID NO 17：ATATTTACCTGGTTGT
SEQ ID NO 18：ATATTTACCTGGTTGTT
3.根据实施方案1-3中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中连续核苷酸区域包含序列
SEQ ID NO 19：TTTACCTGGTT
4.根据实施方案1–4中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中寡核苷酸的连续核苷酸区域由选自SEQ ID NO 11、12、13、14、15、16、17和18中任一者的序列组成或包含前述序列。
5.根据实施方案1–5中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中寡核苷酸的连续核苷酸区域包含一个或多个2’糖修饰的核苷，如一个或多个独立地选自2’-O-烷基-RNA、2'-O-甲基-RNA、2’-烷氧基-RNA、2’-O-甲氧乙基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-DNA、阿糖核酸(ANA)、2'-氟-ANA和LNA核苷的2’糖修饰的核苷。
6.根据实施方案1-5中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中寡核苷酸的连续核苷酸区域包含至少一个修饰的核苷间键，如一个或多个硫代磷酸酯核苷间键，或如连续核苷酸区域内部的全部核苷间键均是硫代磷酸酯核苷间键。
7.根据实施方案1-6中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其中寡核苷酸或其连续核苷酸序列是或包含缺口聚物，如式5’-F-G-F’-3’的缺口聚物，其中区域F和区域F’独立地包含1-7个糖修饰的核苷并且G是6-16个核苷的能够召集RNA酶H的区域，其中与区域G毗邻的区域F和区域F’核苷是糖修饰的核苷。
8.根据实施方案7的反义寡核苷酸，其中区域F和区域F’至少之一或两者各自包含至少一个LNA核苷。
9.根据实施方案1–8中任一个实施方案的反义寡核苷酸，其选自：Htra1#1–38，其中大写字母代表β-D-氧基LNA核苷单元、小写字母代表DNA核苷单元，下标s代表硫代磷酸酯核苷间键，其中全部LNA胞嘧啶均是5-甲基胞嘧啶，P代表式IB的二硫代磷酸酯核苷间键，S代表Sp定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，R代表Rp定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，并且X代表立构无规硫代磷酸酯键。
10.根据前述任一实施方案的反义寡核苷酸，其处于盐形式，如钠盐、钾盐或铵盐(例如可药用盐)。
11.缀合物，包含根据实施方案1–10中任一个实施方案的寡核苷酸和与所述寡核苷酸共价连接的至少一个缀合物部分，或其盐。
12.药物组合物，包含实施方案1-10的寡核苷酸或实施方案11的缀合物和可药用的稀释剂、溶剂、载体、盐和/或辅助剂。
13.调节正表达HTRA1的靶细胞中HTRA1表达的体内或体外方法，所述方法包括以有效量向所述细胞施用实施方案1–10中任一个实施方案的寡核苷酸或根据实施方案11的缀合物或实施方案12的药物组合物。
14.治疗或预防疾病的方法，包括向患有或易患疾病的受试者施用治疗有效量或预防有效量的实施方案1–10中任一个实施方案的寡核苷酸或根据实施方案11的缀合物或实施方案12的药物组合物。
15.实施方案1–10中任一个实施方案的寡核苷酸或根据实施方案11的缀合物或实施方案12的药物组合物，用于药物中。
16.实施方案1–10中任一个实施方案的寡核苷酸或根据实施方案11的缀合物或实施方案12的药物组合物，用于治疗或预防疾病，所述疾病选自黄斑变性(如湿性AMD、干性AMD、地图样萎缩、中间性dAMD、糖尿病性视网膜病变)、帕金森病、阿尔茨海默病、杜兴氏肌营养不良、关节炎(如骨关节炎)和家族性缺血性脑小血管病。
17.实施方案1–10的寡核苷酸或根据实施方案11的缀合物或实施方案12的药物组合物的用途，用于制备治疗或预防疾病的药物，所述疾病选自黄斑变性(如湿性AMD、干性AMD、地图样萎缩、中间性dAMD、糖尿病性视网膜病变)、帕金森病、阿尔茨海默病、杜兴氏肌营养不良、关节炎(如骨关节炎)和家族性缺血性脑小血管病。
18.根据前述任一实施方案的寡核苷酸、缀合物、盐或组合物或用途，用于治疗地图样萎缩。
本发明的其他实施方案
本发明因此尤其涉及：
本发明的寡核苷酸，其中寡核苷酸是能够调节靶RNA在表达所述靶RNA的细胞中表达的反义寡核苷酸；
本发明的寡核苷酸，其中寡核苷酸是能够抑制靶RNA在表达所述靶RNA的细胞中表达的反义寡核苷酸；
本发明的寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是LNA核苷并且另一者是DNA核苷、RNA核苷或糖修饰的核苷；
本发明的寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是LNA核苷并且另一者是DNA核苷或糖修饰的核苷；
本发明的寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是LNA核苷并且另一者是DNA核苷；
本发明的寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是LNA核苷并且另一者是糖修饰的核苷；
本发明的寡核苷酸，其中所述糖修饰的核苷是2’-糖修饰的核苷；
本发明的寡核苷酸，其中所述2’-糖修饰的核苷是2’-烷氧基-RNA、2’-烷氧基烷氧基-RNA、2’-氨基-DNA、2'-氟-RNA、2'-氟-ANA或LNA核苷；
本发明的寡核苷酸，其中所述2’-糖修饰的核苷是LNA核苷；
本发明的寡核苷酸，其中LNA核苷独立地选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA；
本发明的寡核苷酸，其中LNA核苷均是β-D-氧基LNA；
本发明的寡核苷酸，其中所述2’-糖修饰的核苷是2’-烷氧基烷氧基-RNA；
本发明的寡核苷酸，其中2’-烷氧基-RNA是2’-甲氧基-RNA；
本发明的寡核苷酸，其中2’-烷氧基烷氧基-RNA是2'-甲氧基乙氧基-RNA；
本发明的寡核苷酸，包含在1个和15个之间、尤其在1个和5个之间、更具体地1、2、3、4或5个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
本发明的寡核苷酸，包含其他核苷间键，独立地选自磷酸二酯核苷间键、硫代磷酸酯核苷间键和如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的寡核苷酸，其中其他核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
本发明的寡核苷酸，其中其他核苷间键均是硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的寡核苷酸，其中其他核苷间键均是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的寡核苷酸，其中寡核苷酸是缺口聚物，尤其LNA缺口聚物、混合型侧翼缺口聚物、交替性侧翼缺口聚物、剪接转换寡聚物、混聚物或全聚物；
本发明的寡核苷酸，其是缺口聚物并且其中至少一个式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键包含于缺口聚物的缺口区中和/或一个或多个侧翼区中；
本发明的寡核苷酸，其中连续核苷酸序列，如缺口聚物区域F-G-F’，旁侧分布有侧翼区D’或D”或D’和D”，所述侧翼区包含一个或多个通过磷酸二酯核苷间键与其余寡核苷酸连接的DNA核苷；
本发明的寡核苷酸，其是是缺口聚物，其中侧翼区F和F’中一者或两者，尤其一者，进一步旁侧分布有磷酸二酯连接的DNA核苷，尤其磷酸二酯连接的1至5个DNA核苷(区域D’和D”)；和
本发明的寡核苷酸，其中寡核苷酸具有7至30个核苷酸长度。
当本发明的寡核苷酸是缺口聚物时，它有利地具有12至26个核苷酸长度。16个核苷酸是特别有利的缺口聚物寡核苷酸长度。
当寡核苷酸是全LNA寡核苷酸时，它有利地具有7至10个核苷酸长度。
当寡核苷酸是混聚物寡核苷酸时，它有利地具有8至30个核苷酸长度。
本发明尤其涉及：
本发明的寡核苷酸，其中一个或多个核苷是核碱基修饰的核苷；
本发明的寡核苷酸，其中寡核苷酸是反义寡核苷酸、siRNA、微RNA模拟物或核酶；
本发明寡核苷酸的可药用盐，尤其钠盐或钾盐；
缀合物，其包含本发明的寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分；
药物组合物，包含本发明的寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体；
本发明的寡核苷酸、可药用盐或缀合物，用作治疗活性物质；和
本发明的寡核苷酸、可药用盐或缀合物作为药物的用途。
在一些实施方案中，如与相应的全硫代磷酸酯连接的寡核苷酸相比，本发明的寡核苷酸在调节其靶核酸方面具有更高活性。在一些实施方案中，本发明提供活性增强、效力增强、比活性增强或细胞摄取增强的寡核苷酸。在一些实施方案中，本发明提供具有改变的体外或体内作用持续时间，如延长的体外或体内作用持续时间的寡核苷酸。在一些实施方案中，在表达靶核酸的细胞中体外或体内确定更高的调节靶核酸的活性。
在一些实施方案中，本发明的寡核苷酸具有改变的药理特性，如降低的毒性，例如降低的肾毒性、降低的肝毒性或降低的免疫刺激作用。可以例如在体内或通过使用WO2017/067970中公开的体外测定法确定肝脏毒性，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。可以例如在体外或通过使用PCT/EP2017/064770中公开的测定法确定肾毒性，所述文献因而通过引用的方式并入本文作为参考。在一些实施方案中，本发明的寡核苷酸包含5’CG3’二核苷酸，如DNA 5’CG 3’二核苷酸，其中C和G之间的核苷间键是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
在一些实施方案中，本发明的寡核苷酸具有改进的核酸酶抗性，如改进的血清中生物稳定性。在一些实施方案中，本发明的寡核苷酸的3’末端核苷具有A或G碱基，如3’末端LNA-A或LNA-G核苷。适当地，在寡核苷酸的两个3’最末核苷之间的核苷间键可以是根据如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
在一些实施方案中，本发明的寡核苷酸具有增强的生物利用度。在一些实施方案中，本发明的寡核苷酸具有更大的血液暴露量，如更长的血液中保留时间。
使用亚磷酰胺(phosphoramidite)方法通过固相合成，向寡核苷酸引入非桥接性二硫代磷酸酯修饰。使用配备通用接头的可控孔度玻璃(CPG)作为支持物，进行合成。在这种固相支持物上，寡核苷酸一般通过依次循环按3’至5’方向建成，所述的依次循环由偶联5’O-DMT保护的核苷亚磷酰胺结构单元、随后(硫代)氧化、加帽和DMT基团去保护组成。使用适宜的硫代亚磷酰胺结构单元，随后硫氧化主要中间体，实现引入非桥接性二硫代磷酸酯。
尽管相应的DNA硫代亚磷酰胺(thiophosphoramidite)是可商业获得的，但先前尚未描述相应的LNA结构单元。可以例如通过与单苯甲酰基保护的乙二硫醇和三吡咯烷-1-基磷烷反应，从5’-O-DMT-保护的核苷3’-醇制备它们。
本发明的寡核苷酸因此可以例如根据方案2制造，其中R1、R2a、R2b、R4a、R4b、R5、Rx、Ry和V如下文定义。
方案2
Figure BDA0002528551960000581
本发明因此还涉及一种用于制造本发明寡核苷酸的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将硫代亚磷酰胺核苷偶联至核苷酸或寡核苷酸的末端5'氧原子，以产生硫代亚磷酸三酯中间体；
(b)使步骤(a)中获得的硫代亚磷酸三酯中间体硫氧化；并且
(c)任选地进一步延伸寡核苷酸。
本发明尤其涉及一种用于制造本发明寡核苷酸的方法，所述方法包括以下步骤：
(a1)将式(A)的化合物
Figure BDA0002528551960000582
偶联至式(B)的核苷酸或寡核苷酸的5’氧原子
Figure BDA0002528551960000583
(b1)使步骤(a1)中获得的硫代亚磷酸三酯中间体硫氧化；并且
(c1)任选地进一步延伸寡核苷酸；
其中
R2a和R4a共同形成如上文定义的-X-Y-；或
R4a是氢并且R2a选自烷氧基，尤其甲氧基、卤素，尤其氟、烷氧基烷氧基，尤其甲氧基乙氧基、链烯氧基，尤其烯丙氧基和氨基烷氧基，尤其氨基乙氧基；
R2b和R4b共同形成如上文定义的-X-Y-；或
R2b和R4b同时均是氢；或
R4b是氢并且R2b选自烷氧基，尤其甲氧基、卤素，尤其氟、烷氧基烷氧基，尤其甲氧基乙氧基、链烯氧基，尤其烯丙氧基和氨基烷氧基，尤其氨基乙氧基；
V是氧或硫；和
其中R5、Rx、Ry和Nu如下文定义。
本发明尤其涉及一种用于制造本发明寡核苷酸的方法，所述方法包括以下步骤：
(a2)将式(II)的化合物偶联
Figure BDA0002528551960000591
至式(IV)的核苷酸或寡核苷酸的5’氧原子
Figure BDA0002528551960000592
(b2)使步骤(a2)中获得的硫代亚磷酸三酯中间体硫氧化；并且
(c2)任选地进一步延伸寡核苷酸；
其中
R2b和R4b共同形成如上文定义的-X-Y-；或
R2b和R4b同时均是氢；或
R4b是氢并且R2b选自烷氧基，尤其甲氧基、卤素，尤其氟、烷氧基烷氧基，尤其甲氧基乙氧基、链烯氧基，尤其烯丙氧基和氨基烷氧基，尤其氨基乙氧基；并且
其中R5、Rx、Ry和Nu如下文定义。
本发明还涉及根据本发明方法制造的寡核苷酸。
本发明还涉及：
一种缺口聚物寡核苷酸，其包含至少一个式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000593
其中R是氢或磷酸酯保护基；
如上文定义的缺口聚物寡核苷酸，其中寡核苷酸是能够调节靶RNA在所述表达靶RNA的细胞中表达的反义寡核苷酸；
如上文定义的缺口聚物寡核苷酸，其中寡核苷酸是能够抑制靶RNA在表达所述靶RNA的细胞中表达的反义寡核苷酸；
如上文定义的缺口聚物寡核苷酸，能够召集RNA酶，如人RNA酶H1；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中式(I)的所述至少一个核苷间键的两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’-糖修饰的核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是2’-糖修饰的核苷并且另一者是DNA核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)同时均是2’-修饰的核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)同时均是DNA核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含式5’-F-G-F’-3’的连续核苷酸序列，其中G是能够召集RNA酶H的具有5至18个核苷的区域，并且所述区域G是分别在5’和3’旁侧分布有侧翼区F和F’，其中区域F和区域F’独立地包含1至7个2’-糖修饰的核苷酸或由其组成，其中与区域G毗邻的区域F的核苷是2’-糖修饰的核苷并且其中与区域G毗邻的区域F’的核苷是2’-糖修饰的核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，2’-糖修饰的核苷独立地选自2’-烷氧基-RNA核苷、2’-烷氧基烷氧基-RNA核苷、2’-氨基-DNA核苷、2'-氟-RNA核苷、2'-氟-ANA核苷和LNA核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中其中2’-烷氧基烷氧基-RNA是2'-甲氧基乙氧基-RNA(2’-O-MOE)；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’包含2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷酸或由其组成；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’两者均由2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷酸组成，如包含式[MOE]3-8[DNA]8-16[MOE]3-8的缺口聚物(例如[MOE]5[DNA]10[MOE]5)的F-G-F’，即其中区域F和区域F’各自由五个2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷酸组成，并且区域G由10个DNA核苷酸组成；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者中至少一个或全部2’-糖修饰的核苷是LNA核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者包含至少一个LNA核苷和至少一个DNA核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者包含至少一个LNA核苷和至少一个非LNA 2’-糖修饰的核苷，如至少一个2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含5至16个、尤其8至16个、更具体地8、9、10、11、12、13或14个连续DNA核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’独立地具有1、2、3、4、5、6、7或8个核苷长度；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’各自独立地包含1、2、3或4个LNA核苷；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中LNA核苷独立地选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中LNA核苷是β-D-氧基LNA；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中寡核苷酸或其连续核苷酸序列(F-G-F’)具有10至30个核苷酸长度，特别地12至22个、更特别地14至20个寡核苷酸长度；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含式5’-D’-F-G-F’-D”-3’的连续核苷酸序列，其中F、G和F’如权利要求4至17中任一项所定义并且其中区域D’和D”各自独立地由0至5个核苷酸，尤其2、3或4个核苷酸，尤其DNA核苷酸(如磷酸二酯连接的DNA核苷)组成；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸能够召集人RNA酶H1；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中所述至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F或区域F’中毗邻核苷之间、区域F和区域G之间或区域G和区域F’之间；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其还包含硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中剩余的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键、磷酸二酯核苷间键和如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F的核苷之间的核苷间键和区域F’的核苷之间的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中每个侧翼区F和F’独立地包含1、2、3、4、5、6或7个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区F和F’一起或单独地包含1、2、3、4、5或6个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，或区域F和/或区域F’中的全部核苷间键均是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区F和F’一起包含1、2、3或4个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区F和F’各自包含2个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区F和/或F’的全部核苷间键均是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含至少一个定义了立构的核苷间键，如至少一个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含1、2、3、4或5个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区的核苷之间的全部核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F的核苷之间，或位于区域F’的核苷之间，或位于区域F和区域G之间，或位于区域G和区域F’之间，并且在区域F和区域F’内部、在区域F和区域G之间和在区域G和区域F’之间的剩余核苷间键独立地选自定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键、立构无规核苷间键、式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键和磷酸二酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中如上文定义的式(I)的至少一个二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F的至少两个毗邻核苷之间、或区域F’的两个毗邻核苷之间或区域F和区域G之间，或位于区域G和区域F’之间，并且在区域F和区域F’的核苷酸之间的剩余核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键、式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键和磷酸二酯核苷间键。区域F和区域F’的硫代磷酸酯核苷间键可以是立构无规的或定义了立构的，或可以独立地选自立构无规的和立体化学确定；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中如上文定义的式(I)的至少一个二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F的至少两个毗邻核苷之间、或区域F’的至少两个毗邻核苷之间或区域F和区域G之间，或位于区域G和区域F’之间，并且在区域F和区域F’的核苷酸之间的剩余核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。区域F和区域F’的硫代磷酸酯核苷间键可以是立构无规的或定义了立构的，或可以独立地选自立构无规的和立体化学确定；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中如上文定义的式(I)的至少一个二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F的至少两个毗邻核苷之间、或区域F’的至少两个毗邻核苷之间或区域F和区域G之间，或位于区域G和区域F’之间’，并且在区域F和区域F’的核苷酸之间、区域F和区域G之间和区域G和区域F’之间’的剩余核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；区域F和区域F’的硫代磷酸酯核苷间键可以是立构无规的或定义了立构的，或可以独立地选自立构无规的和定义了立构的；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中如上文定义的式(I)的至少一个二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F的至少两个毗邻核苷之间、或区域F’的至少两个毗邻核苷之间或区域F和区域G之间，或位于区域G和区域F’之间，并且在区域F和区域F’的核苷酸之间及区域F和区域G之间以及区域G和区域F’之间的剩余核苷间键独立地选自定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键和式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中如上文定义的式(I)的至少一个二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F的至少两个毗邻核苷之间、或区域F’的至少两个毗邻核苷之间，或位于区域F和区域G之间，或位于区域G和区域F’之间，并且在区域F和F’内部、区域F和区域G之间及区域G和区域F’之间的剩余核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键，其可以是全部立构无规的硫代磷酸酯核苷间键、全部定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，或可以独立地选自立构无规硫代磷酸酯核苷间键和定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中在区域F内部、在区域F’内部或在区域F和区域F’二者内部的剩余核苷间键均是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的剩余核苷间键独立地选自定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键和立构无规硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的剩余核苷间键中至少一者或区域G内部的全部剩余剩余核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的剩余核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键，如立构无规硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’中至少一者包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的全部核苷间键均是硫代磷酸酯核苷间键，如立构无规硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’中至少一者包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的全部核苷间键均是硫代磷酸酯核苷间键，其中区域G内部的硫代磷酸酯核苷间键至少一者是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’中至少一者包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的全部核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中在区域F和G之间的核苷间键、或在区域G和F’之间的核苷间键、或在区域F和G之间及区域G和F’之间的核苷间键是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，并且其中，如若仅区域F和G之间和区域G和F’之间核苷间键之一是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，则在区域F和G之间或区域G和F’之间的另一核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’中至少一者包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，其中在区域F和G之间的核苷间键、或在区域G和F’之间的核苷间键、或在区域F和G之间及区域G和F’之间的核苷间键是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且其中如若仅区域F和G之间和区域G和F’之间核苷间键之一是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，则在区域F和G之间或区域G和F’之间的另一核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的剩余核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键，其中在区域F和G之间的核苷间键、或在区域G和F’之间的核苷间键、或在区域F和G之间及区域G和F’之间的核苷间键是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且其中如若仅区域F和G之间和区域G和F’之间核苷间键之一是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，则在区域F和G之间或区域G和F’之间的另一核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’中至少一者包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的剩余核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键，其中在区域F和G之间的核苷间键、或在区域G和F’之间的核苷间键、或在区域F和G之间及区域G和F’之间的核苷间键是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，并且其中，如若仅区域F和G之间和区域G和F’之间核苷间键之一是如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，则在区域F和G之间或区域G和F’之间的另一核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，或其中在区域F和区域G之间或在区域G和区域F’之间的核苷间键包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，区域G包含1、2或3个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，并且区域G内部的剩余核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，或其中在区域F和区域G之间或在区域G和区域F’之间的核苷间键包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，区域G内部的全部核苷间键均是硫代磷酸酯核苷间键，并且其中区域G内部的硫代磷酸酯核苷间键至少一者是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，或其中在区域F和区域G之间或在区域G和区域F’之间的核苷间键包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，区域G内部的全部核苷间键均是硫代磷酸酯核苷间键，并且其中区域G内部的全部硫代磷酸酯核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中除至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键之外，缺口聚物区域F-G-F’内部的全部剩余核苷间键均是硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’中至少一者包含至少一个如上文定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的全部核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其中除至少一个式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键之外，缺口聚物区域F-G-F’内部的全部剩余核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键；
本发明的缺口聚物寡核苷酸，其是LNA缺口聚物、混合型侧翼缺口聚物、交替性侧翼缺口聚物或缺口破坏者缺口聚物。
本发明缺口聚物寡核苷酸的可药用盐，尤其钠盐或钾盐；
缀合物，其包含本发明的缺口聚物寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接、尤其经生物可切割接头，特别地经2至4个磷酸二酯连接的DNA核苷(例如区域D’或D”)共价连接的至少一个缀合物部分；
药物组合物，包含本发明的缺口聚物寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体；
本发明的缺口聚物寡核苷酸、可药用盐或缀合物，用作治疗活性物质；
缺口聚物寡核苷酸、可药用盐或缀合物作为药物用途；
调节靶RNA在细胞中表达的方法，所述方法包括向表达所述靶RNA的细胞施用本发明的寡核苷酸或缺口聚物寡核苷酸，从而调节所述靶RNA的表达；
抑制靶RNA在细胞中表达的方法，所述方法包括向表达所述靶RNA的细胞施用本发明的寡核苷酸或缺口聚物寡核苷酸，从而抑制所述靶RNA的表达；和
调节或抑制细胞中靶RNA的体外方法，所述方法包括向表达所述靶RNA的细胞施用本发明的寡核苷酸或缺口聚物寡核苷酸，从而调节或抑制所述细胞中的所述靶RNA。
靶RNA可以例如是哺乳动物mRNA，如前mRNA或成熟mRNA、人mRNA、病毒RNA或非编码性RNA，如微RNA或非编码性长RNA。
在一些实施方案中，调节作用是导致靶前mRNA的剪接样式改变的前mRNA剪接调节作用。
在一些实施方案中，调节作用是可以通过靶降解过程(例如通过召集RNA酶H，如RNA酶H1或RISC)发生的抑制作用，或抑制作用可以通过抑制靶RNA的正常生物学功能的占位介导机制(例如混聚物或全聚物对微RNA或非编码性长RNA的抑制作用)发生。
人mRNA可以是成熟RNA或前mRNA。
本发明还进一步涉及式(II)的化合物
Figure BDA0002528551960000641
其中
X是氧、硫、-CRaRb-、-C(Ra)＝C(Rb)-、-C(＝CRaRb)-、-C(Ra)＝N-、-Si(Ra)2-、-SO2-、-NRa-；-O-NRa-、-NRa-O-、-C(＝J)-、Se、-O-NRa-、-NRa-CRaRb-、-N(Ra)-O-或-O-CRaRb-；
Y是氧、硫、-(CRaRb)n-、-CRaRb-O-CRaRb-、-C(Ra)＝C(Rb)-、-C(Ra)＝N-、-Si(Ra)2-、-SO2-、-NRa-、-C(＝J)-、Se、-O-NRa-、-NRa-CRaRb-、-N(Ra)-O-或-O-CRaRb-；
条件是-X-Y-不是-O-O-、Si(Ra)2-Si(Ra)2-、-SO2-SO2-、-C(Ra)＝C(Rb)-C(Ra)＝C(Rb)、-C(Ra)＝N-C(Ra)＝N-、-C(Ra)＝N-C(Ra)＝C(Rb)、-C(Ra)＝C(Rb)-C(Ra)＝N-或-Se-Se-；
J是氧、硫、＝CH2或＝N(Ra)；
Ra和Rb独立地选自氢、卤素、羟基、氰基、硫氢、烷基、取代的烷基、链烯基、取代的链烯基、炔基、取代的炔基、烷氧基、取代的烷氧基、烷氧烷基、链烯氧基、羧基、烷氧羰基、烷基羰基、甲酰基、芳基、杂环基、氨基、烷基氨基、氨甲酰基、烷基氨羰基、氨烷基氨羰基、烷基氨烷基氨羰基、烷基羰氨基、脲基、烷酰氧基、磺酰、烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫氢硫化烷基硫基、芳氧羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、-OC(＝Xa)Rc、-OC(＝Xa)NRcRd和-NReC(＝Xa)NRcRd；
或两个偕Ra和Rb共同形成任选取代的亚甲基；
或两个偕Ra和Rb与它们连接至的碳原子一起形成环烷基或卤代环烷基，具有仅一个-X-Y-的碳原子；
其中取代的烷基、取代的链烯基、取代的炔基、取代的烷氧基和取代的亚甲基是经1至3个取代基取代的烷基、链烯基、炔基和亚甲基，所述取代基独立地选自卤素、羟基、烷基、链烯基、炔基、烷氧基、烷氧烷基、链烯氧基、羧基、烷氧羰基、烷基羰基、甲酰基、杂环基、芳基和杂芳基；
Xa是氧、硫或-NRc；
Rc、Rd和Re独立地选自氢和烷基；
n是1、2或3。
R5是羟基保护基；
Rx是苯基、硝基苯基、苯基烷基、卤代苯基烷基、氰烷基、苯基羰基硫烷基烷基、卤代苯基羰基硫烷基烷基、烷基羰基硫烷基烷基或烷基羰基羰基硫烷基烷基；
Ry是二烷氨基或吡咯烷基；并且
Nu是核碱基或受保护的核碱基。
本发明还涉及：
式(II)的化合物，其中-X-Y-是-CH2-O-、-CH(CH3)-O-或-CH2CH2-O-；
本发明还提供式(IIb)的化合物
Figure BDA0002528551960000651
其中
R5是羟基保护基，
Rx是苯基、硝基苯基、苯基烷基、卤代苯基烷基、氰烷基、苯基羰基硫烷基烷基、卤代苯基羰基硫烷基烷基、烷基羰基硫烷基烷基或烷基羰基羰基硫烷基烷基；
Ry是二烷氨基或吡咯烷基；并且
Nu是核碱基或受保护的核碱基；
式(II)的化合物，其具有式(III)或(IV)
Figure BDA0002528551960000652
其中R5、Rx、Ry和Nu如上文定义。
式(II)、(IIb)、(III)或(IV)的化合物，其中Rx是苯基、硝基苯基、苯基甲基、二氯苯基甲基、氰基乙基、甲基羰基硫烷基乙基、乙基羰基硫烷基乙基、异丙基羰基硫烷基乙基、叔丁基羰基硫烷基乙基、甲基羰基羰基硫烷基乙基或二氟苯基羰基硫烷基乙基；
式(II)、(IIb)、(III)或(IV)的化合物，其中Rx是苯基、4-硝基苯基、2,4-二氯苯基甲基、氰基乙基、甲基羰基硫烷基乙基、乙基羰基硫烷基乙基、异丙基羰基硫烷基乙基、叔丁基羰基硫烷基乙基、甲基羰基羰基硫烷基乙基或2,4-二氟苯基羰基硫烷基乙基；
式(II)、(IIb)、(III)或(IV)的化合物，其中Rx是苯基羰基硫烷基烷基；
式(II)、(IIb)、(III)或(IV)的化合物，其中Rx是苯基羰基硫烷基乙基；
式(II)、(IIb)、(III)或(IV)的化合物，其中Ry是二异丙基氨基或吡咯烷基；
式(II)、(IIb)、(III)或(IV)的化合物，其中Ry是吡咯烷基；
式(II)的化合物，其具有式(V)
Figure BDA0002528551960000661
其中R5和Nu如上文定义；
式(IIb)的化合物，其具有式(Vb)
Figure BDA0002528551960000662
其中R5和Nu如上文定义；
式(II)、(IIb)、(III)、(IV)或(V)或(Vb)的化合物，其中Nu是胸腺嘧啶、受保护的胸腺嘧啶、腺苷、受保护的腺苷、胞嘧啶、受保护的胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、受保护的5-甲基胞嘧啶、鸟嘌呤、受保护的鸟嘌呤、尿嘧啶基或受保护的尿嘧啶基；
式(IIb)的化合物，其中Nu是胸腺嘧啶、受保护的胸腺嘧啶、腺苷、受保护的腺苷、胞嘧啶、受保护的胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、受保护的5-甲基胞嘧啶、鸟嘌呤、受保护的鸟嘌呤、尿嘧啶基或受保护的尿嘧啶基；
式(Vb)的化合物，其中Nu是胸腺嘧啶、受保护的胸腺嘧啶、腺苷、受保护的腺苷、胞嘧啶、受保护的胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、受保护的5-甲基胞嘧啶、鸟嘌呤、受保护的鸟嘌呤、尿嘧啶基或受保护的尿嘧啶基；
式(II)的化合物，选自
Figure BDA0002528551960000663
Figure BDA0002528551960000671
式(IIb)的化合物，选自
Figure BDA0002528551960000681
Figure BDA0002528551960000691
式(II)和(IIb)的化合物中杂质的存在导致制造寡核苷酸期间的副产物并且阻碍合成的成功。另外，在杂质存在下，式(II)或(IIb)的化合物在储存时不稳定。
式(X1)、(X2)、X(11)和(X21)的化合物
Figure BDA0002528551960000692
连同其他是这类杂质的实例。
因此出于储存和寡核苷酸制造目的，需要处于足够纯形式的式(II)或(IIb)的化合物。
本发明因此还涉及式(II)(IIb)的化合物，其具有至少98％、具体地99％，更具体地100％的纯度。
本发明因此尤其涉及式(II)的化合物，其包含小于1％、具体地0％的式(X1)化合物和/或(X2)化合物作为杂质。
本发明还涉及制造式(II)化合物的方法，所述方法包括使5’-保护的LNA核苷与膦和单保护的二硫醇在酸性偶联剂和硅烷化剂存在下反应。
本发明还涉及制造式(IIb)化合物的方法，所述方法包括使5’-保护的MOE核苷与膦和单保护的二硫醇在酸性偶联剂和硅烷化剂存在下反应。
本发明涉及制造式(II)化合物的方法，所述方法包括使式(C)的化合物
Figure BDA0002528551960000693
与式P(Ry)3的化合物和式HSRx的化合物在酸性偶联剂和硅烷化剂存在下反应，其中X、Y、R5、Nu、Rx和Ry如上文定义。
本发明还涉及制造如上文定义的式(II)化合物的方法，所述方法包括使式(C1)的化合物
Figure BDA0002528551960000701
与式P(Ry)3的化合物和式HSRx的化合物在酸性偶联剂和硅烷化剂存在下反应，其中R5、Nu、Rx和Ry如上文定义。
本发明还涉及制造如上文定义的式(IIb)化合物的方法，所述方法包括使式(Cb)的化合物
Figure BDA0002528551960000702
与式P(Ry)3的化合物和式HSRx的化合物在酸性偶联剂和硅烷化剂存在下反应，其中R5、Nu、Rx和Ry如上文定义。
酸性偶联剂(也称作酸性活化剂)的实例是基于唑的活化剂，如四唑、5-硝基苯基-1H-四唑(NPT)、5-乙基硫基-1H-四唑(ETT)、5-苄基硫基-1H-四唑(BTT)、5-甲基硫基-1H-四唑(MTT)、5-硫氢-四唑类(MCT)，5-(3,5-双(三氟甲基)苯基)-1H-四唑和4,5-二氰基咪唑(DCI)，或酸性盐如氯化吡啶鎓、三氟咪唑鎓、三氟苯并咪唑鎓、三氟5-硝基苯并咪唑鎓、或弱酸如2,4-二硝基苯甲酸或2,4-二硝基酚。四唑是具体的酸性偶联剂。
硅烷化剂(又称作羟基猝灭剂)的实例是双(二甲基氨基)二甲基硅烷、N,O-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺(BSA)、N,O-双(三甲基甲硅烷基)氨基甲酸酯(BSC)、N,N-双(三甲基甲硅烷基)甲基胺、N,O-双(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)、N,N′-双(三甲基甲硅烷基)脲(BSU)、溴三甲基硅烷(TMBS)、N-叔丁基二甲基甲硅烷基-N-甲基三氟乙酰胺(MTBSTFA)、氯二甲基(五氟苯基)硅烷、氯三乙基硅烷(TESCI)、氯三甲基硅烷(TMCS)、1,3-二甲基-1,1,3,3-四苯基二硅氮烷(TPDMDS)、N,N-二甲基三甲基甲硅烷基胺(TMSDMA)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、N-甲基-N-三甲基甲硅烷基乙酰胺(MSA)、N-甲基-N-三甲基甲硅烷基七氟丁酰胺(MSHFA)、N-甲基-N-(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺(MSTFA)、1,1,3,3-四甲基-1,3-二苯基二硅氮烷(DPTMDS)、4-(三甲基硅氧烷基)-3-戊-2-酮(TMS acac)、1-(三甲基甲硅烷基)咪唑(TMSI)或三甲基甲硅烷基甲代烯丙基亚磺酸酯(SILMAS-TMS)。1-(三甲基甲硅烷基)咪唑是具体的硅烷化剂。
本发明还涉及制造式(II)、(IIb)或(III)化合物的方法，其中通过制备性HPLC纯化粗制的式(II)或(IIb)化合物。
本发明还涉及制造式(II)、(IIb)或(III)化合物的方法，其中通过制备性HPLC纯化粗制的式(II)、(IIb)或(III)化合物并且用乙腈对水中氢氧化铵的梯度洗脱。
水中氢氧化铵含量尤其是至少约0.05％v/v，尤其在约0.05％和1％v/v之间，更具体地在约0.05％和0.5％v/v之间，更具体地约0.05％v/v。
乙腈梯度尤其在0％和25％之间至75％和100％乙腈之间，尤其在20分钟至120分钟范围内，更具体地在10％和20％之间至75％和90％乙腈之间，尤其在25分钟至60分钟范围内，更具体地约25％至75％乙腈，尤其在30分钟范围内。
本发明还涉及式(II)、(IIb)或(III)化合物在制造寡核苷酸、尤其本发明的寡核苷酸或缺口聚物寡核苷酸中的用途。
其他缺口聚物实施方案
1.一种缺口聚物寡核苷酸，包含至少一个式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure BDA0002528551960000711
其中R是氢或磷酸酯保护基。
2.根据实施方案1的缺口聚物寡核苷酸，其中式(I)的所述至少一个核苷间键的两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’-糖修饰的核苷。
3.根据实施方案1或2的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是2’-糖修饰的核苷并且另一者是DNA核苷。
4.根据实施方案1或2的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)同时均是2’-修饰的核苷。
5.根据实施方案1的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)同时均是DNA核苷。
6.根据实施方案1至5中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含式5’-F-G-F’-3’的连续核苷酸序列，其中G是能够召集RNA酶H的具有5至18个核苷的区域，并且所述区域G是分别在5’和3’旁侧分布有侧翼区F和F’，其中区域F和区域F’独立地包含1至7个2’-糖修饰的核苷酸或由其组成，其中与区域G毗邻的区域F的核苷是2’-糖修饰的核苷并且其中与区域G毗邻的区域F’的核苷是2’-糖修饰的核苷。
7.根据实施方案1至6中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中2’-糖修饰的核苷独立地选自2’-烷氧基-RNA核苷、2’-烷氧基烷氧基-RNA核苷、2’-氨基-DNA核苷、2'-氟-RNA核苷、2'-氟-ANA核苷和LNA核苷。
8.根据实施方案7的缺口聚物寡核苷酸，其中2’-烷氧基烷氧基-RNA是2'-甲氧基乙氧基-RNA(2’-O-MOE)。
9.根据实施方案6至8中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’包含2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷酸或由其组成。
10.根据实施方案6至9中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者中至少一个或全部2’-糖修饰的核苷是LNA核苷。
11.根据实施方案6至10中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者包含至少一个LNA核苷和至少一个DNA核苷。
12.根据实施方案6至11中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者包含至少一个LNA核苷和至少一个非LNA 2’-糖修饰的核苷，如至少一个2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷。
13.根据实施方案1至12中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含5至16个、尤其8至16个、更具体地8、9、10、11、12、13或14个连续DNA核苷。
14.根据实施方案1至13中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’独立地具有1、2、3、4、5、6、7或8个核苷长度。
15.根据实施方案1至14中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’各自独立地包含1、2、3或4个LNA核苷。
16.根据实施方案7至17中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中LNA核苷独立地选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA。
17.根据实施方案7或10的缺口聚物寡核苷酸，其中LNA核苷是β-D-氧基LNA。
18.根据实施方案1至17中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中寡核苷酸或其连续核苷酸序列(F-G-F’)具有10至30个核苷酸长度，特别地12至22个、更特别地14至20个寡核苷酸长度。
19.根据实施方案1至18中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含式5’-D’-F-G-F’-D”-3’的连续核苷酸序列，其中F、G和F’如实施方案4至17的任一个实施方案中所定义并且其中区域D’和D”各自独立地由0至5个核苷酸，尤其2、3或4个核苷酸，尤其DNA核苷酸(如磷酸二酯连接的DNA核苷)组成。
20.根据实施方案1至19中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸能够召集人RNA酶H1。
21.根据实施方案6至20中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中所述至少一个如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F或区域F’中毗邻核苷之间、区域F和区域G之间或区域G和区域F’之间。
22.根据实施方案1至21中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其还包含硫代磷酸酯核苷间键。
23.根据实施方案6至22中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
24.根据实施方案6至23中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，尤其0个式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
25.根据实施方案1至24中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中剩余的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键、磷酸二酯核苷间键和如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
26.根据实施方案6至25中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F的核苷之间的核苷间键和区域F’的核苷之间的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
27.根据实施方案6至26中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中每个侧翼区F和F’独立地包含1、2、3、4、5、6或7个如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
28.根据实施方案6至27中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区F和/或F’的全部核苷间键均是如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
29.根据实施方案1至28中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含至少一个定义了立构的核苷间键，如至少一个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
30.根据实施方案1至29中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含1、2、3、4或5个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
31.根据实施方案1至30中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区的核苷之间的全部核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
32.根据实施方案6至27中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中至少一个如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F的核苷之间，或位于区域F’的核苷之间，或位于区域F和区域G之间，或位于区域G和区域F’之间，并且在区域F和区域F’内部、在区域F和区域G之间和在区域G和区域F’之间的剩余核苷间键独立地选自定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键、立构无规核苷间键、式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键和磷酸二酯核苷间键。
33.根据实施方案32的寡核苷酸缺口聚物，其中在区域F内部、在区域F’内部或在区域F和区域F’二者内部的剩余核苷间键均是如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
34.根据实施方案6至33中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如实施方案1中所定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的剩余核苷间键独立地选自定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键、立构无规核苷间键和磷酸二酯核苷间键。
35.根据实施方案1至34中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸的可药用盐，尤其钠盐或钾盐。
36.缀合物，包含根据实施方案1至35中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分。
37.药物组合物，包含根据实施方案1至36中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体。
38.根据实施方案1至36中任一个实施方案的缺口聚物寡核苷酸、可药用盐或缀合物，用作治疗活性物质。
39.如前文所述的本发明。
本发明现在将会通过以下实施例说明，所述实施例无限制性特征。
实施例
实施例1：单体合成
1.1：S-(2-硫烷基乙基)苯硫代羧酸酯
Figure BDA0002528551960000731
向1,2-乙二硫醇(1,2-ethanedithiol)(133.57mL，1592mmol，1当量)和吡啶(64.4mL，796mmol，0.5当量)在氯仿(200mL)中的溶液逐滴添加氯仿(200mL)中的苯甲酰氯(92.4mL，796mmol，0.5当量)1小时，并且将反应在0℃搅拌1小时。用水(300mL)和盐水(300mL)洗涤混合物。将有机相在Na2SO4上干燥并浓缩成黄色油。将该油蒸馏(135～145℃)以提供作为无色油的S-(2-硫烷基乙基)苯硫代羧酸酯(40g，202mmol，13％产率)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.97(d,J＝7.34Hz,2H),7.53-7.64(m,1H),7.47(t,J＝7.58Hz,2H),3.31(t,J＝7.34Hz,2H),2.77-2.86(m,2H),1.70(t,J＝8.56Hz,1H)。
1.2：S-[2-[[(1R,3R,4R,7S)-1-[[双(4-甲氧苯基)-苯基-甲氧基]甲基]-3-(5-甲基-2,4-二氧代-嘧啶-1-基)-2,5-二氧杂双环并[2.2.1]庚-7-基]氧基-吡咯烷-1-基-磷烷基]硫烷基乙基]苯硫代羧酸酯
Figure BDA0002528551960000732
将1-[(1R,4R,6R,7S)-4-[[双(4-甲氧苯基)-苯基-甲氧基]甲基]-7-羟基-2,5-二氧杂双环并[2.2.1]庚-6-基]-5-甲基-嘧啶-2,4-二酮(2.29g，4.00mmol，1.0当量)溶解于60mL无水二氯甲烷中，向其添加一刮铲的
Figure BDA0002528551960000733
分子筛。借助注射器添加三吡咯烷-1-基磷烷(960mg，3.98mmol，0.99当量)，之后按2分钟间距添加七个等份的0.1mmol四唑(在
Figure BDA0002528551960000734
分子筛上储存的7*0.4mL的在无水乙腈中的0.5M溶液)。随后向反应添加N-三甲基甲硅烷基咪唑(56.0mg，0.400mmol，0.1当量)。5分钟后，添加四唑(21.6mL的在无水乙腈中的0.5M溶液)，之后立即添加S-(2-硫烷基乙基)苯硫代羧酸酯(1.04g，5.24mmol，1.31当量)。允许反应进行120秒。通过将溶液倾倒入含有40mL三乙胺的600mL二氯甲烷，合并及猝灭四个相同批次的反应。将混合物立即用饱和碳酸氢钠(800mL)洗涤，随后用10％碳酸钠(2*800mL)和盐水(800mL)洗涤。在Na2SO4上干燥有机层。10-15分钟后，通过过滤移除干燥剂。将三乙胺(40mL)添加至溶液，其中将所述溶液使用旋转蒸发器浓缩成浆状物。该浆状物溶解于甲苯(200mL)和三乙胺(40mL)中，并且将这种溶液吸入4500mL强有力搅拌的庚烷中，以析出松软白色产物。在滗析大部分庚烷后，通过穿过中等的烧结玻璃漏斗过滤，收集白色析出物并且随后在真空下干燥以产生白色固体。通过制备性HPLC(Phenomenex Gemini C18，250x50 mm，10mm柱，水中0.05％氢氧化铵/CH3CN)纯化固体，并冻干以提供4.58g作为白色固体的目标化合物。31P NMR(162MHz,CD3CN)δ167.6,164.2。1H NMR(400MHz,CD3CN)δ9.16(br s,1H),7.93(t,J＝7.41Hz,2H),7.60-7.71(m,1H),7.45-7.57(m,4H),7.24-7.45(m,7H),6.90(d,J＝8.93Hz,4H),5.53-5.63(m,1H),4.41-4.64(m,2H),3.74-3.88(m,8H),3.39-3.63(m,2H),3.03-3.32(m,5H),2.77-2.94(m,2H),1.66-1.84(m,4H),1.54-1.66(m,3H)。
1.3：S-[2-[[(1R,3R,4R,7S)-3-(6-苯甲酰胺嘌呤-9-基)-1-[[双(4-甲氧苯基)-苯基-甲氧基]甲基]-2,5-二氧杂双环并[2.2.1]庚-7-基]氧基-吡咯烷-1-基-磷烷基]硫烷基乙基]苯硫代羧酸酯
Figure BDA0002528551960000743
将N-[9-[(1R,4R,6R,7S)-4-[[双(4-甲氧苯基)-苯基-甲氧基]甲基]-7-羟基-2,5-二氧杂双环并[2.2.1]庚-6-基]嘌呤-6-基]苯甲酰胺(2.74g，4.00mmol，1.0当量)溶解于60mL无水二氯甲烷中，向其添加一刮铲的
Figure BDA0002528551960000741
分子筛。借助注射器添加三吡咯烷-1-基磷烷(960mg，3.98mmol，0.99当量)，之后按2分钟间距添加七个等份的0.1mmol四唑(在
Figure BDA0002528551960000742
分子筛上储存的7*0.4mL的在无水乙腈中的0.5M溶液)。随后向反应添加1-(三甲基甲硅烷基)-1H-咪唑(56.0mg，0.400mmol，0.1当量)。5分钟后，添加四唑(21.6mL的在无水乙腈中的0.5M溶液)，之后立即添加S-(2-硫烷基乙基)苯硫代羧酸酯(1.04g，5.24mmol，1.31当量)。允许反应进行120秒。通过将溶液倾倒入含有40mL三乙胺的600mL二氯甲烷，合并及猝灭四个相同批次的反应。将混合物立即用饱和碳酸氢钠(800mL)洗涤，随后用10％碳酸钠(2*800mL)和盐水(800mL)洗涤。在Na2SO4上干燥有机层。10-15分钟后，通过过滤移除干燥剂。将三乙胺(10mL)添加至溶液，其中将所述溶液使用旋转蒸发器浓缩成浆状物。该浆状物溶解于甲苯(100mL)和三乙胺(20mL)中，并且将这种溶液吸入4500mL强有力搅拌的庚烷中，以析出松软白色产物。在滗析大部分庚烷后，通过穿过中等的烧结玻璃漏斗过滤，收集白色析出物并且随后在真空下干燥以产生白色固体。通过制备性HPLC(Phenomenex Gemini C18，250x50mm，10mm柱，水中0.05％氢氧化铵/CH3CN)纯化固体，并冻干以提供5.26g作为白色固体的目标化合物。31P NMR(162MHz,CD3CN)δ165.6,164.7.1H NMR(400MHz,CD3CN)δ8.56(d,J＝10.76Hz,1H),8.24(d,J＝10.27Hz,1H),7.82-7.93(m,2H),7.71-7.80(m,2H),6.92-7.54(m,14H),6.68-6.83(m,4H),6.03(d,J＝6.48Hz,1H),4.70-4.90(m,2H),3.81-3.98(m,2H),3.59-3.68(m,7H),3.25-3.47(m,2H),2.81-3.02(m,6H),2.56-2.81(m,2H),1.44-1.72(m,4H)。
1.4：S-[2-[[(1R,3R,4R,7S)-3-(4-苯甲酰胺-5-甲基-2-氧代-嘧啶-1-基)-1-[[双(4-甲氧苯基)-苯基-甲氧基]甲基]-2,5-二氧杂双环并[2.2.1]庚-7-基]氧基-吡咯烷-1-基-磷烷基]硫烷基乙基]苯硫代羧酸酯
Figure BDA0002528551960000753
将N-[1-[(1R,4R,6R,7S)-4-[[双(4-甲氧苯基)-苯基-甲氧基]甲基]-7-羟基-2,5-二氧杂双环并[2.2.1]庚-6-基]-5-甲基-2-氧代-嘧啶-4-基]苯甲酰胺(2.70g，4.00mmol，1.0当量)溶解于60mL无水二氯甲烷中，向其添加一刮铲的
Figure BDA0002528551960000751
分子筛。借助注射器添加三吡咯烷-1-基磷烷(965mg，4.00mmol，1.0当量)，之后按2分钟间距添加七个等份的0.1mmol四唑(在
Figure BDA0002528551960000752
分子筛上储存的7*0.4mL的在无水乙腈中的0.5M溶液)。随后向反应添加1-(三甲基甲硅烷基)-1H-咪唑(56.0mg，0.400mmol，0.1当量)。5分钟后，添加四唑(21.6mL的在无水乙腈中的0.5M溶液)，之后立即添加S-(2-硫烷基乙基)苯硫代羧酸酯(1.04g，5.24mmol，1.31当量)。允许反应进行120秒。通过将溶液倾倒入含有40mL三乙胺的600mL二氯甲烷，将四个相同批次的反应猝灭并合并。将混合物立即用饱和碳酸氢钠(800mL)洗涤，随后用10％碳酸钠(2*800mL)和盐水(800mL)洗涤。在Na2SO4上干燥有机层。10-15分钟后，通过过滤移除干燥剂。将三乙胺(40mL)添加至溶液，其中将所述溶液使用旋转蒸发器浓缩成浆状物。该浆状物溶解于甲苯(100mL)和三乙胺(30mL)中，并且将这种溶液吸入4500mL强有力搅拌的庚烷中，以析出松软白色产物。在滗析大部分庚烷后，通过穿过中等的烧结玻璃漏斗过滤，收集白色析出物并且随后在真空下干燥以产生白色固体。通过制备性HPLC(Phenomenex Gemini C18，250x50 mm，10mm柱，水中0.05％氢氧化铵/CH3CN)纯化固体，并冻干以提供2.05g作为白色固体的目标化合物。31P NMR(162MHz,CD3CN)δ171.2,167.4。1H NMR(400MHz,CD3CN)δ8.18-8.32(m,2H),7.81-7.93(m,3H),7.35-7.60(m,14H),7.17-7.35(m,2H),6.93(d,J＝8.93Hz,4H),5.65(d,J＝15.04Hz,1H),4.56-4.72(m,2H),3.69-3.90(m,8H),3.45-3.61(m,2H),3.03-3.26(m,6H),2.76-3.02(m,2H),1.65-1.93(m,7H)。
1.5：S-[2-[[(1R,3R,4R,7S)-1-[[双(4-甲氧苯基)-苯基-甲氧基]甲基]-3-[2-[(E)-二甲基氨基亚甲基氨基]-6-氧代-1H-嘌呤-9-基]-2,5-二氧杂双环并[2.2.1]庚-7-基]氧基-吡咯烷-1-基-磷烷基]硫烷基乙基]苯硫代羧酸酯
Figure BDA0002528551960000754
将N'-[9-[(1R,4R,6R,7S)-4-[[双(4-甲氧苯基)-苯基-甲氧基]甲基]-7-羟基-2,5-二氧杂双环并[2.2.1]庚-6-基]-6-氧代-1H-嘌呤-2-基]-N,N-二甲基-甲脒(2.62mg，4.00mmol，1.0当量)溶解于200mL无水二氯甲烷中，向其添加一刮铲的
Figure BDA0002528551960000755
分子筛。借助注射器添加三吡咯烷-1-基磷烷(965mg，4.00mmol，1.0当量)，之后按2分钟间距添加七个等份的0.1mmol四唑(在
Figure BDA0002528551960000756
分子筛上储存的7*0.4mL的在无水乙腈中的0.5M溶液)。随后向反应添加1-(三甲基甲硅烷基)-1H-咪唑(56.0mg，0.400mmol，0.1当量)。5分钟后，添加四唑(21.6mL的在无水乙腈中的0.5M溶液)，之后立即添加S-(2-硫烷基乙基)苯硫代羧酸酯(1.04g，5.24mmol，1.31当量)。允许反应推进180秒。
通过将溶液倾倒入含有40mL三乙胺的600mL二氯甲烷，合并及猝灭四个相同批次。将混合物立即用饱和碳酸氢钠(800mL)洗涤，随后用10％碳酸钠(2*800mL)和盐水(800mL)洗涤。在Na2SO4上干燥有机层。10-15分钟后，通过过滤移除干燥剂。将三乙胺(40mL)添加至溶液，其中将所述溶液使用旋转蒸发器浓缩成浆状物。该浆状物溶解于甲苯(100mL)和三乙胺(30mL)中，并且将这种溶液吸入4500mL强有力搅拌的庚烷中，以析出松软白色产物。在滗析大部分庚烷后，通过穿过中等的烧结玻璃漏斗过滤，收集白色析出物并且随后在真空下干燥以产生白色固体。通过制备性HPLC(Phenomenex Gemini C18，250x50 mm，10mm柱，水中0.05％氢氧化铵/CH3CN)纯化固体，并冻干以提供3.82g作为黄色固体的目标化合物。31PNMR(162MHz,CD3CN)δ167.1,162.2。1H NMR(400MHz,CD3CN)δ9.36(br s,1H),8.63(d,J＝16.51Hz,1H),7.78-8.00(m,3H),7.66(t,J＝7.62Hz,1H),7.42-7.57(m,4H),7.24-7.40(m,7H),6.89(d,J＝8.68Hz,4H),5.92-5.98(m,1H),4.72-4.97(m,2H),3.86-4.05(m,2H),3.78(2s,6H),3.27-3.70(m,3H),2.87-3.20(m,12H),2.67-2.82(m,2H),1.54-1.79(m,4H)。
实施例2：寡核苷酸合成
使用MerMade 12自动化DNA合成仪由Bioautomation合成寡核苷酸。使用携带通用接头的可控孔度玻璃支持物
Figure BDA0002528551960000762
按1μmol规模实施合成。
在偶联DNA和LNA亚磷酰胺的标准循环程序中，用CH2Cl2中的3％(w/v)三氯乙酸按200μL三次施加30秒进行DMT去保护。用100μL在乙腈中的0.1M溶液(或对于LNA-MeC结构单元，为在乙腈/CH2Cl2 1:1中的溶液)和110μL在乙腈中的0.1M 5-(3,5-双(三氟甲基苯基))-1H-四唑溶液作为活化剂且偶联时间180秒，偶联相应的亚磷酰胺三次。为了硫氧化，使用0.1m 3-氨基-1,2,4-二噻唑-5-硫酮在乙腈/吡啶1:1中的溶液(3x190μL，55秒)。使用THF/卢剔啶/Ac2O 8:1:1(CapA，75μmol)和THF/N-甲基咪唑8:2(CapB,75μmol)55秒，进行封端。
引入硫代亚磷酰胺的合成循环包括：使用CH2Cl2中的3％(w/v)三氯乙酸按200μL三次施加30秒去保护DMT。用100μL在乙腈中10％(v/v)CH2Cl2中的0.15M溶液和110μL在乙腈中的0.1M 5-(3,5-双(三氟甲基苯基))-1H-四唑溶液作为活化剂且偶联时间每次600秒，偶联市售DNA硫代亚磷酰胺或新鲜制备的LNA硫代亚磷酰胺三次。使用0.1M 3-氨基-1,2,4-二噻唑-5-硫酮在乙腈/吡啶中的溶液按三次施加55秒，进行硫氧化。使用THF/卢剔啶/Ac2O 8:1:1(CapA，75μmol)和THF/N-甲基咪唑8:2(CapB,75μmol)55秒，进行封端(capping)。
一旦完成自动化合成，则使用含有20mM DTT的氨(32％):乙醇(3:1，v:v)混合物，在55℃实施核碱基保护基移除和从固相支持物切下持续15-16小时。
使用固相提取管状柱，纯化粗制的载有DMT的寡核苷酸，并且使用C18柱，以离子交换色谱或通过RP-HPLC纯化法再纯化，随后用80％含水乙酸酸和乙醇沉淀法移除DMT。
在以下实施例中，我们已经使用以下硫代键化学
Figure BDA0002528551960000761
Figure BDA0002528551960000771
在以下实施例中，除非另外说明，否则非手性二硫代磷酸酯键(也称作P2S)是非桥接的二硫代酯(如式(IA)或(IB)中所示)，并且标记为*。实施例中使用的化合物包括具有以下核碱基序列的化合物：
SEQ ID NO 1：GCATTGGTATTCA
SEQ ID NO 2：TCTCCCAGCGTGCGCCAT
SEQ ID NO 3：GAGTTACTTGCCAACT
SEQ ID NO 4：TATTTACCTGGTTGTT
SEQ ID NO 5：CAATCAGTCCTAG
已经按照以上程序制备了以下分子。
Figure BDA0002528551960000772
Figure BDA0002528551960000781
*毗邻核苷酸之间的二硫代酯修饰
A、G、mC、T代表LNA核苷酸
a、g、c、t代表DNA核苷酸
全部其他键制备为硫代磷酸酯
实施例3：体外功效实验和细胞摄取实验
将原代大鼠肝细胞铺种在96孔板中并在无抗生素的含有10％FCS的Williams培养基E中处理。将细胞用LNA溶液按所示的浓度在完整细胞培养基中处理。分别在24小时和72小时温育时间后，将细胞用含有Ca2+和Mg2+的PBS洗涤3次并且用165uL PureLink Pro裂解缓冲液裂解。使用来自Thermo Fisher的PureLink PRO 96RNA试剂盒根据生产商的说明，分离总RNA，并且使用LightCycler多重RNA病毒主混合物(Roche)配合RnApoB的引物探针组(Invitrogen)，进行RT-qPCR。将获得的数据对Ribogreen归一化。
使用针对多种化合物的基于杂交的ELISA测定法，确定LNA寡核苷酸的胞内浓度。一式三份进行全部数据点并且数据作为其平均数给出。
图1至4中显示结果。
实施例4：与RNA和DNA杂交的含有二硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸的热解链(Tm)
已经制备以下寡核苷酸。硫代磷酸酯键以S下标表示；本发明的二硫代磷酸酯键以PS2下标表示。
Figure BDA0002528551960000782
化合物1–6具有序列基序SEQ ID NO 1。
根据以下程序测量与RNA和DNA杂交的化合物1-6的热解链(Tm)。
将等摩尔量RNA或DNA和LNA寡核苷酸(1.5μM)在缓冲液(100mM NaCl，0.1mM EDTA，10mM Na2HPO4，pH 7)中的溶液加热到90℃持续1分钟并且随后允许其冷却至室温。使用CarySeries UV-Vis分光光度计(加热速率：1℃/分钟；读取速率：一次/分钟)记录260nm处的UV吸光度。将吸光度对温度作图并且通过求得每条曲线的一阶导数，计算Tm值。
下表和图5中总结结果。
Figure BDA0002528551960000783
Figure BDA0002528551960000791
Td：解离温度(变性)；Ta：结合温度(复性)
本发明的化合物保留对RNA和DNA对照的高亲和力。
实施例5：含有二硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸的血清稳定性
根据以下程序测量寡核苷酸1-6在来自雄性Sprague-Dawl大鼠的血清中的稳定性。
将大鼠血清中的25μM寡核苷酸溶液与核酸酶缓冲液(30mM乙酸钠，1mM硫酸锌，300mM NaCl，pH 4.6)3:1混合，在37℃温育0、5、25、52或74小时。注射2μL样品供配备WaterAcquity BEH C18,1.7μm柱的Water Acquity UPLC上进行UPLC-MS分析。用不同降解长度的扩展常数补偿的在260nm测量的类似物峰面积来建立未切割型寡核苷酸％。
UPLC洗脱剂：A：2.5％MeOH，0.2M HEP，16.3mM TEA B：60％MeOH，0.2M HEP，16.3mMTEA
时间：分钟 流速：ML/分钟 ％A缓冲液 ％B缓冲液
0 0.5 90 10
0.5 0.5 90 10
5 05 70 30
6 0.5 70 30
7 0.5 0 100
8 0.5 0 100
9 0.5 90 10
14.9 0.5 90 10
15 0.5 90 10
图6中总结结果。
有至少一个本发明二硫代磷酸酯核苷间键的化合物比仅有硫代磷酸酯核苷间键的化合物具有优越的核酸酶抗性。
发现化合物1-6中5小时后见到的初始寡核苷酸降解由单硫代酯杂质的存在引起。
实施例7：二硫代酯修饰的缺口聚物：探索LNA缺口聚物的缺口区中的二硫代酯类。
受检化合物
Figure BDA0002528551960000792
Figure BDA0002528551960000801
实验：使用裸摄取法在原代大鼠肝细胞中测试靶向ApoB mRNA的上述化合物，温育72小时，化合物浓度为2μM。随后使用RT-PCR测量靶mRNA水平。图7中显示结果。
图7中所示的结果显示，单一和多重非手性二硫代磷酸酯在缺口区和侧翼区中兼容。与侧翼区中使用多个非手性二硫代磷酸酯相比，缺口区中使用多于3个或4个非手性二硫代磷酸酯可能倾向于降低效力。
实施例8：活性的位置依赖性–设计优化
受检化合物
Figure BDA0002528551960000802
Figure BDA0002528551960000811
实验：使用裸摄取法在原代大鼠肝细胞中测试靶向ApoB mRNA的上述化合物，温育72小时，化合物浓度为2μM。随后使用RT-PCR测量靶mRNA水平。图8中显示结果。
实施例9：非手性二硫代磷酸酯缺口聚物的细胞摄取
受检化合物
Figure BDA0002528551960000812
化合物#1-#16和参照具有SEQ ID NO 1中所示的序列基序。
大写字母：β-D-氧基LNA核苷；小写字母DNA核苷；
*＝非手性二硫代磷酸酯修饰的键；全部其他键是硫代磷酸酯
实验：使用裸摄取法在原代大鼠肝细胞中测试靶向ApoB mRNA的上述化合物，温育72小时，化合物浓度为2μM。使用基于杂交的ELISA测定法，测定寡核苷酸含量。图9A和图9B中显示结果。
无一例外，非手性二硫代磷酸酯的纳入提供增强的细胞摄取。然而，取决于非手性二硫代磷酸酯键的位置，摄取改进存在多样性。
实施例10：在缺口聚物的侧翼区中增加非手性二硫代磷酸酯载量
受检化合物(序列基序＝SEQ ID NO 1)
Figure BDA0002528551960000813
大写字母：β-D-氧基LNA核苷；小写字母DNA核苷；
*＝非手性二硫代磷酸酯修饰的键；全部其他键是硫代磷酸酯
实验：使用裸摄取法在原代大鼠肝细胞中测试靶向ApoB mRNA的上述化合物，温育72小时，化合物浓度为2μM。随后使用RT-PCR测量靶mRNA水平。图10A和图10B中显示结果。
在缺口聚物的侧翼区中引入非手性二硫代磷酸酯修饰无一例外地引起明显的效力增加，IC50降低3–7x。令人感兴趣地，侧翼中手性二硫代磷酸酯修饰数目的增加导致IC50较低。
实施例11：体外在不同细胞类型中非手性二硫代磷酸酯键的影响
受检化合物(序列基序＝SEQ ID NO 3)
Figure BDA0002528551960000821
大写字母：β-D-氧基LNA核苷；小写字母DNA核苷；
*＝非手性二硫代磷酸酯修饰的键；全部其他键是硫代磷酸酯
在一系列浓度使用裸摄取(gymnotic uptake)72小时，在三种体外细胞系统中测试靶向Malat-1的以上化合物：人原代骨骼肌、人原代支气管上皮细胞和小鼠成纤维细胞(LTK细胞)，以确定化合物效力(IC50)。
LTK细胞的浓度范围：50μM，1/2log稀释，8个浓度。
使用qPCR(对GAPDH水平归一化)，定量Malat1的RNA水平，并测定IC50值。
图11中显示IC50结果。引入非手性二硫代磷酸酯提供骨骼肌细胞中可靠的效力增强，并且通常向小鼠成纤维细胞给予改进的效力。人支气管上皮细胞中的影响更有化合物特异性，然而，一些化合物(#5)比参照化合物明显地更强力。
实施例12：5’和3’末端保护的LNA寡核苷酸的大鼠体外血清稳定性。
受检化合物(序列基序＝SEQ ID NO 1)
Figure BDA0002528551960000822
Figure BDA0002528551960000831
大写字母：β-D-氧基LNA核苷；小写字母DNA核苷；
*＝非手性二硫代磷酸酯修饰的键；全部其他键是硫代磷酸酯
实验–参见实施例5。
图12中显示结果。我们确定了，LNA硫代磷酸酯寡核苷酸的3’末端比先前所想更易受血清核酸酶影响，并且这似乎与寡核苷酸的3'末端处的手性硫代磷酸酯键有关–如快速切割50％的母体寡核苷酸#1所示。采用非手性二硫代磷酸酯的5'末端保护提供了改进的保护作用。采用非手性二硫代磷酸酯的3’末端保护提供针对大鼠血清核酸外切酶的完全保护–对化合物#4-#8所见的轻微减少与单硫代酯杂质相关。
因此考虑用非手性硫代磷酸酯键对反义寡核苷酸进行5’和/或3’末端保护，以提供伴随立构无规和定义了立构的硫代磷酸酯的重大不稳定性问题的解决方案。
实施例13：侧翼中具有非手性二硫代磷酸酯键的缺口聚物的体内评估。
受检化合物(序列基序＝SEQ ID NO 1)
#1 GCattggtatTC*A
#2 G*CattggtatTCA
#3 G*CattggtatTC*A
#4 G*CattggtatT*C*A
#5 G*C*attggtatTC*A
#6 G*C*attggtatT*C*A
#7 G*C*<u>attggtat</u>T*C*A
#8 GCat*tggt*at*TCA
#9 <u>GCa</u>t*<u>tgg</u>t*<u>a</u>t*<u>TC</u>A
参照 GCattggtatTCA
大写字母：β-D-氧基LNA核苷；小写字母DNA核苷；
*＝非手性二硫代磷酸酯修饰的键；全部其他键是硫代磷酸酯。注意，加下划线的粗体核苷由定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键在3’位置连接。化合物#7在SSRSSRSR的缺口区中具有定义了立构的基序(S＝Sp，R＝Rp)。化合物#9的主链基序＝RRSPRSSPSPSS，其中S＝Sp，R＝Rp，和P＝非手性PS2键(*)。
实验：使用1mg/kg单次静脉给药，向雌性C57BL/6JBom小鼠施用靶向ApoB的上述化合物，并且在第7天处死小鼠，n＝5。使用RT-PCR测量肝脏中减少的mRNA并且图13中显示结果。
结果显示，总体上，引入非手性二硫代磷酸酯核苷间键提供改进的效力，值得注意地，侧翼区中具有非手性二硫代磷酸酯键的全部化合物均显示改进的效力。如体外实验中所说明，缺口区中使用多个二硫代磷酸酯键(#8)受到包容，同时效力无明显损失。特别有意义的是缺口聚物设计与缺口区中的定义了立构的硫代磷酸酯键、与侧翼中的非手性二硫代磷酸酯键的联合效果，其说明这些键技术与反义寡核苷酸组合的协同作用。
实施例14：肝脏中具有修饰的侧翼和缺口区的非手性二硫代磷酸酯的缺口聚物的体内组织含量。
化合物和实验–参见实施例13。图14A和B中显示组织含量的结果(通过基于杂交的ELISA确定，以测量来自已处死动物的肝样品和肾样品中的含量)。注意存在化合物#1的实验误差–参见图14B数据。
结果：图14A。如与参照化合物相比，含有非手性二硫代磷酸酯键的全部反义寡核苷酸均具有更高的组织摄取/含量。图14B显示非手性二硫代磷酸酯键的引入增强全部受检化合物的生物分布(如通过肝/肾比率确定)。
实施例15：来自体内实验的代谢物分析
化合物和实验–参见实施例13。使用C.Husser等人,Anal.Chem.2017,89,6821中公开的方法，进行代谢物分析。
图15中显示结果。二硫代磷酸酯修饰有效地防止体内3’-核酸外切降解作用。仍存在某种核酸内切酶切割作用(注意，受检化合物#1–6均具有DNA硫代磷酸酯缺口区域，从而这是预期的)。鉴于核酸外切酶保护作用明显，认为在反义寡核苷酸内部使用非手性二硫代磷酸酯键可以用来防止或限制核酸内切酶切割。预期非手性二硫代磷酸酯的增强的核酸酶抗性提供明显的药理学益处，如增强的活性和延长的作用持续时间，并且可能避免有毒降解产物。
实施例16：体内-长期肝脏活性(ApoB)
受检化合物(序列基序＝SEQ ID NO 1)：
参照 GCattggtatTCA
#1 G*C*attggtatT*C*A
#2 <u>GCattggtatTCA</u>
#3 G*C*<u>attggtat</u>T*C*A
大写字母：β-D-氧基LNA核苷；小写字母DNA核苷；
*＝非手性二硫代磷酸酯修饰的键；全部其他键是硫代磷酸酯。注意，加下划线的粗体核苷由定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键在3’位置连接。化合物#3在SSRSSRSR的缺口区中具有定义了立构的基序(S＝Sp，R＝Rp)。化合物#2的主链基序＝RRSSRSSRSRSS，其中S＝Sp，R＝Rp，和P＝非手性PS2键(*)。
实验：如同实施例13中那样，但是，在第7或第21天进行处死。
图16中显示结果。与硫代磷酸酯参照化合物相比，非手性二硫代磷酸酯的引入提供肝脏中延长的作用持续时间，并且这与21天时更高的组织含量相关。值得注意地，二硫代磷酸酯连接的侧翼区与缺口区中定义了立构的硫代磷酸酯键的组合在延长的效力和作用持续时间方面提供进一步益处，再次强调在反义寡核苷酸中非手性二硫代磷酸酯核苷间键与定义了立构的硫代磷酸酯键组合的明显协同作用。
实施例17：使用靶向Malat-1的非手性二硫代磷酸酯修饰的缺口聚物的体内研究。
受检化合物(序列基序＝SEQ ID NO 3)
Figure BDA0002528551960000851
大写字母：β-D-氧基LNA核苷；小写字母DNA核苷；
*＝非手性二硫代磷酸酯修饰的键；全部其他键是硫代磷酸酯。
实验：
体外：小鼠LTK细胞用来测定体外浓度剂量反应曲线–测量MALAT-1 mRNA抑制作用。
体内：在第1、第2和第3天，按三剂向小鼠(C57/BL6)皮下施用15mg/kg剂量的寡核苷酸(n＝5)。在第8天处死小鼠，并且测量肝、心脏、肾、脾和肺的MALAT-1 RNA降低和组织含量。按两剂施用母体化合物：3*15mg/kg和3*30mg/kg。
结果：图17中显示体外结果–发现在侧翼中具有1、2、3和4个非手性二硫代磷酸酯的化合物在体外高度强力。发现相比侧翼中具有1–4个非手性二硫代磷酸酯的那些化合物，侧翼中具有5个非手性二硫代磷酸酯的化合物#7具有更低效力。选择最强力的化合物#1、#2和#6供体内研究。图17B中显示体内结果(心脏)–其说明，非手性二硫代磷酸酯化合物在心脏中敲减MALAT-1方面的效力约两倍于参照化合物。值得注意地的，在反义寡核苷酸的两个3’末端核苷之间使用非手性二硫代磷酸酯核苷间键相比同等的5'末端保护的寡核苷酸提供明显改进。
图17C显示来自体内研究的组织含量分析结果。全部三个含有非手性二硫代磷酸酯核苷间键的寡核苷酸均在肝脏中具有更高的组织含量。二硫代酯在心脏和肝脏中产生相似或更高的含量，并在肾脏中产生较低含量，这再次说明超过PS-修饰的反义寡核苷酸的优效性。值得注意地，心脏中的组织含量仅对化合物1而言更高，这表明增强的体内效力可能不是组织含量的结果，而是更高比活性的结果。
实施例18：测试的非手性硫代单磷酸酯(monophosphothioate)修饰未提供随非手性二硫代磷酸酯键所见的可转移益处。
受检化合物(序列基序＝SEQ ID NO 1)
Figure BDA0002528551960000861
大写字母：β-D-氧基LNA核苷；小写字母DNA核苷；
■＝3’-S硫代磷酸酯键，全部其他键均是硫代磷酸酯。
Figure BDA0002528551960000862
＝5’-S硫代磷酸酯键，全部其他键均是硫代磷酸酯。
在这项研究中，我们合成一系列靶向ApoB的3’或5’S修饰的硫代磷酸酯寡核苷酸缺口聚物–主链键中硫的位置产生非手性核苷间键。关于合成方法，参见WO2018/019799。
如先前所述那样在体外测试化合物–例如参见实施例8。
图18A中显示结果：结果显示，非手性单硫代磷酸酯通常不利于化合物的效力，不过在一些情况下，化合物保持效力。这似乎与细胞含量相关(图18B)。
实施例19：手性二硫代磷酸酯修饰可以向反义寡核苷酸缺口聚物提供益处。
受检化合物(序列基序＝SEQ ID NO 1)
Figure BDA0002528551960000863
大写字母：β-D-氧基LNA核苷；小写字母DNA核苷；
◆＝手性二硫代磷酸酯键，全部其他键均是硫代磷酸酯。
在这项研究中，我们合成一系列靶向ApoB的立构无规手性二硫代磷酸酯寡核苷酸缺口聚物–主链键中硫的位置产生手性核苷间键。
如先前所述那样在体外测试化合物–例如参见实施例8。
图19A中显示结果：结果显示，在一些位置，手性二硫代磷酸酯化合物与参照化合物同样强力，提示手性二硫代磷酸酯并非与反义官能度不相容–然而，益处是化合物特异的(即似乎不是可转移的(portable))。就细胞摄取方面看到相似图片(图19B)，不过反义活性和细胞摄取之间似乎不存在相关性。
实施例20：使用靶向Htra-1的非手性二硫代磷酸酯修饰的缺口聚物的体内研究。
受检化合物
全部化合物均具有序列：TATttacctggtTGTT(SEQ ID NO 4)，其中大写字母是β-D-氧基LNA核苷，小写字母是DNA核苷。下表中，主链基序代表每个核苷间键的主链修饰样式，所述核苷间键始于5‘二核苷酸之间的键处并止于在3’二核苷酸之间的核苷间键(左至右)。X＝立构无规硫代磷酸酯核苷间键，P＝非手性二硫代磷酸酯(*)，S＝Sp定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，R＝Rp定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
Figure BDA0002528551960000871
Figure BDA0002528551960000881
实验：
人胶质母细胞瘤U251细胞系购自ECACC并且如供应商推荐那样在37℃含5％CO2的增湿培养箱中维持。对于测定法，将15000个U251个细胞/孔接种于96多孔板的饥饿培养基(供应商推荐的培养基，例外是FBS为1％而非10％)中。将细胞温育24小时，之后添加溶解于PBS中的寡核苷酸。寡核苷酸的浓度：5、1和0.2μM。添加寡核苷酸后4天，收获细胞。根据生产商的说明，使用PureLink Pro 96RNA纯化试剂盒(Ambion)提取RNA。随后使用M-MLT逆转录酶、随机十聚物RETROscript、RNA酶抑制剂(Ambion，根据生产商的说明)连同100mM dNTP组合PCR级(Invitrogen)和无DNA酶/RNA酶的水(Gibco)，合成cDNA。对于基因表达分析，按双重布局使用TagMan Fast高级主混合物(2X)(Ambion)进行qPCR。以下TaqMan引物测定法用于qPCR：来自Life Technologies的HTRA1、Hs01016151_m1(FAM-MGB)和持家基因、TBP、Hs4326322E(VIC-MGB)。在Graph Pad Prism6中进行EC50确定。在表中HTRA1 mRNA相对表达水平表示为对照(PBS处理的细胞)的％。
结果：
Figure BDA0002528551960000882
Figure BDA0002528551960000891
实施例21：靶向TNFRSF1B外显子7跳跃的LNA混聚物上的PS2行走
我们先前已经确定，使用混聚物(13’聚物)SSO#26时，TNFRSF1B外显子7的跳跃在靶向TNFRSF1B的内含子6-外显子7的3’剪接位点方面高度有效(背景信息参见WO2008131807和WO2007058894)。
建立这个实验以确定式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键(PS2)的存在是否可以用于进一步增强剪接转换寡核苷酸的剪接调节活性。为了确定这种影响，我们在母体寡核苷酸SSO#26的不同位置引入式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键并且合成以下化合物(下表)。
受检化合物：母体寡核苷酸(SSO#26)的二硫代酯修饰的寡核苷酸。在标有*的位置引入式((IA)或(IB))的二硫代磷酸酯核苷间键，全部其他核苷间键均是硫代磷酸酯核苷间键(立构无规)，大写字母代表β-D-氧基LNA核苷，并且LNA C是5-甲基-胞嘧啶，小写字母代表DNA核苷。
Figure BDA0002528551960000892
Figure BDA0002528551960000901
实验：
通过两个不同浓度(5μM和25μM)时的裸摄取，分析Colo 205细胞(人结直肠腺癌)中的寡核苷酸摄取和外显子跳跃。在96孔平板(25,000个细胞/孔)中接种细胞并添加寡核苷酸。添加寡核苷酸后三天，使用Qiagen设置从96孔平板分离总RNA。通过液滴数字PCR(BioRad)用跨越外显子6–8接界(外显子7跳跃)的FAM-标记探针分析剪接转换百分数，并且用HEX-标记探针和来自IDT的跨越外显子2-3的引物分析TNFRSF1B(野生型和外显子7跳跃型)的总量。二硫代磷酸酯键的存在对寡核苷酸引入外显子跳跃的能力有影响(图20)。在5μM，最强力的PS2寡核苷酸增加外显子跳跃超过二倍，而母体(SSO#26)显示大约10％的外显子跳跃，SSO#25显示超过20％的外显子7跳跃。在25μM，最强力的寡核苷酸实现超过60％的外显子跳跃(SSO#7)，再次优于母体超过2倍。寡核苷酸SSO#22，其中全部DNA核苷酸均具有二硫代酯修饰(PS2)而非硫代磷酸酯修饰(PS)，与母体相比，显示增加的活性，并且在5μM是第三最强力的寡核苷酸，以及在25μM是第二最强力的剪接转换寡核苷酸(图20)。然而，与母体寡核苷酸相比，用PS2键交换LNA核苷之间的全部键(SSO#16)降低剪接转换效力(图20)。另外，显然在某些位置引入PS2可能并非有益于外显子跳跃活性，并且在5μM，SSO#1、SSO#9、SSO#11、SSO#12和SSO#14未显示在较低浓度时显著的剪接转换活性，但在较高浓度均有效(图20)。这类实施例显示，PS2键与剪接调节性寡核苷酸相容并且进一步强调与DNA核苷毗邻或在毗邻DNA核苷之间、在混聚物寡核苷酸(如LNA混聚物)内部引入PS2键的清晰益处–这些设计在调节剪接方面明显更有效。
材料和方法
通过液滴数字PCR检测TNFRSF1B外显子7跳跃的测定法
正向序列：CAACTCCAGAACCCAGCACT(SEQ ID NO 6)
反向序列：CTTATCGGCAGGCAAGTGAG(SEQ ID NO 7)
探针序列：GCACAAGGGCTTCTCAACTGGAAGAG(SEQ ID NO 8)
荧光团：FAM
检测TNFRSF1B总量的测定法
IDT测定法跨越外显子2-3的Hs.PT.58.40638488
实施例22：含有二硫代磷酸酯修饰的混聚物寡聚物的稳定性
选择母体(SSO#26)的三种二硫代酯修饰的寡核苷酸用于使用S1核酸酶的稳定性测定法(表2)。将选择的寡核苷酸在37℃以25μM，在含有1x S1核酸酶缓冲液和10U S1核酸酶的100μL反应缓冲液中根据生产商的说明(Invitrogen，目录号18001-016)温育30分钟或2小时。通过向100μL反应混合物添加2μL 500mM EDTA溶液，终止S1核酸酶反应。将2.5μL反应混合物稀释于NovexTM TBE-脲2x样品缓冲液(LC6876 Invitrogen)中并加载于NovexTM15％TBE-脲凝胶(EC6885BOX,Invitrogen)上。将该凝胶在180V电泳大约1小时，此后用SYBR金染色(S11494，Invitrogen)和ChemiDocTM Touch成像系统(BIO-RAD)获得凝胶图像。
用30分钟和120分钟S1核酸酶温育测试含有PS2的寡核苷酸的稳定性。PS2键的位置影响稳定性，并且在DNA核苷酸的3′存在PS2(SSO#14)具有最大影响(图21)。与S1核酸酶温育30分钟后，母体寡核苷酸几乎降解，而PS2修饰的寡聚物显示一个代表13聚物的强条带。此外，SSO#14显示代表降解产物的更强条带，提示对剩余寡聚物的稳定作用，即便遭S1核酸酶初始切割后也是如此(图21，泳道5+9)。
这些数据显示当引入寡核苷酸如混聚物寡核苷酸时，二硫代磷酸酯的存在提供针对核酸内切酶活性的保护作用–并且令人惊讶地，在维持寡核苷酸功效的同时实现这种保护作用，的确如本发明实验中所示，可以是明显地改进剪接调节活性。认定，本文通过包含LNA和DNA核苷的混聚物所示的混聚物寡核苷酸中与DNA核苷毗邻或在DNA核苷之间的PS2键增强了核酸内切酶稳定性。对于用在反义寡核苷酸如混聚物(例如，SSOs或抗miRs)中，因此认为在连续DNA核苷之间使用PS2键是有益的。也可以通过使用与DNA核苷毗邻的5’或3’PS2键提供这类益处，所述DNA核苷的5’或3’(分别)旁侧分布有2’糖修饰的核苷，如LNA或MOE。
本发明因此进一步提供改进的反义寡核苷酸用于基于占位的机制中，如用于剪接调节中或微RNA抑制中。
Figure IDA0002528554030000011
Figure IDA0002528554030000021
Figure IDA0002528554030000031
Figure IDA0002528554030000041
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Figure IDA0002528554030000061
Figure IDA0002528554030000071
Figure IDA0002528554030000081
Figure IDA0002528554030000091
Figure IDA0002528554030000101
Figure IDA0002528554030000111
Figure IDA0002528554030000121
Figure IDA0002528554030000131
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Figure IDA0002528554030000151
Figure IDA0002528554030000161
Figure IDA0002528554030000171
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Figure IDA0002528554030000191
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Figure IDA0002528554030000241
Figure IDA0002528554030000251

Claims (67)

1.用于抑制细胞中靶RNA的反义缺口聚物寡核苷酸，其中反义缺口聚物寡核苷酸包含至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键
Figure FDA0002528551950000011
其中在(IA)中，R是氢或磷酸酯保护基，并且在(IB)中，M+是阳离子，如金属阳离子，如碱金属阳离子，如Na+或K+阳离子；或M+是铵阳离子。
2.根据权利要求1所述的反义缺口聚物寡核苷酸，其中至少一个二硫代磷酸酯核苷间键属于式(IA)，并且R是氢；或至少一个二硫代磷酸酯核苷间键属于式(IB)，并且M+是Na+、K+或NH4+。
3.根据权利要求1或2所述的缺口聚物寡核苷酸，其中式(I)的所述至少一个核苷间键的两个氧原子之一与毗邻核苷(A1)的3’碳原子连接并且另一氧原子与另一核苷(A2)的5’碳原子连接，其中两个核苷(A1)和(A2)中至少一者是2’-糖修饰的核苷。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)中一者是2’-糖修饰的核苷并且另一者是DNA核苷。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)同时均是2’-修饰的核苷。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中(A1)和(A2)同时均是DNA核苷。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含式5’-F-G-F’-3’的连续核苷酸序列，其中G是能够召集RNA酶H的5至18个核苷的区域，并且所述区域G是分别在5’和3’旁侧分布有侧翼区F和F’，其中区域F和区域F’独立地包含1至7个2’-糖修饰的核苷酸或由其组成，其中与区域G毗邻的区域F的核苷是2’-糖修饰的核苷并且其中与区域G毗邻的区域F’的核苷是2’-糖修饰的核苷。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中2’-糖修饰的核苷独立地选自2’-烷氧基-RNA核苷、2’-烷氧基烷氧基-RNA核苷、2’-氨基-DNA核苷、2'-氟-RNA核苷、2'-氟-ANA核苷和LNA核苷。
9.根据权利要求8所述的缺口聚物寡核苷酸，其中2’-烷氧基烷氧基-RNA是2'-甲氧基乙氧基-RNA(2’-O-MOE)。
10.根据权利要求7至8中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’包含2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷酸或由其组成。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者中至少一个或全部2’-糖修饰的核苷是LNA核苷。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者包含至少一个LNA核苷和至少一个DNA核苷。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F或区域F’或区域F和区域F’两者包含至少一个LNA核苷和至少一个非LNA 2’-糖修饰的核苷，如至少一个2'-甲氧基乙氧基-RNA核苷。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含5至16、特别地8至16、更特别地8、9、10、11、12、13或14个连续DNA核苷。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’独立地为1、2、3、4、5、6、7或8个核苷长度。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F和区域F’各自独立地包含1、2、3或4个LNA核苷。
17.根据权利要求8至16中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中LNA核苷独立地选自β-D-氧基LNA、6’-甲基-β-D-氧基LNA和ENA。
18.根据权利要求8-18所述的缺口聚物寡核苷酸，其中LNA核苷是β-D-氧基LNA。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中寡核苷酸或其连续核苷酸序列(F-G-F’)具有10至30个核苷酸长度，特别地12至22个、更特别地14至20个寡核苷酸长度。
20.根据权利要求1–19中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区至少之一，如区域F和区域F’，包含如权利要求1–19中任一项所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
21.根据权利要求1–19中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中两个侧翼区域，如区域F和区域F’，包含如权利要求1–19中任一项所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
22.根据权利要求1–21中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区至少之一，如F或F’，包含至少两个如权利要求1–19中任一项所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
23.根据权利要求1–21中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中两个侧翼区F和F’包含至少两个如权利要求1–19中任一项所定义的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
24.根据权利要求1–23中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中一个或两个侧翼区各自包含LNA核苷，其具有将LNA与3’核苷连接的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
25.根据权利要求1–24中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中一个或两个侧翼区各自包含两个或更多个通过式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键连接的毗邻LNA核苷，其中所述式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键将LNA与3’核苷连接。
26.根据权利要求1–25中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中一个或两个侧翼区各自包含MOE核苷，其具有将MOE与3’核苷连接的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键。
27.根据权利要求1–26中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中一个或两个侧翼区各自包含两个或更多个通过式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键连接的毗邻MOE核苷，其中所述式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯键将MOE与3’核苷连接。
28.根据权利要求7–27中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区F和F’一起包含1、2、3、4或5个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，并且其中任选地，在区域F的3’最末核苷和区域G的5’最末核苷之间的核苷间键也是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
29.根据权利要求7至28中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其包含位于区域F或区域F’中的毗邻核苷之间、位于区域F和区域G之间或位于区域G和区域F’之间的式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
30.根据权利要1–29中任一项求所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含1、2、3或4个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，其中剩余的核苷间键是硫代磷酸酯核苷间键。
31.根据权利要求1–30中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含至少5个连续DNA核苷酸的区域，如6–18个连续DNA核苷酸或8–14个连续DNA核苷酸的区域。
32.根据权利要求1–31中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其还包含一个或多个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键(Sp,S)或(Rp,R)
Figure FDA0002528551950000031
其中N1和N2是核苷。
33.根据权利要求32所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物包含至少一个在两个DNA核苷之间，如缺口区中两个DNA核苷之间，的定义了立构的核苷间键(Sp,S)或(Rp,R)。
34.根据权利要求32或33所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含2、3、4、5、6、7或8个独立地选自Rp和Sp核苷间键的定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
35.根据权利要求32-33中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G还包含至少2、3或4个式IB的核苷间键。
36.根据实施方案32–35的缺口聚物寡核苷酸，其中(i)区域G内部(即在区域G中的核苷之间)的全部剩余核苷间键均是独立地选自Rp和Sp核苷间键的定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键，或(ii)区域G内部的全部核苷间键是独立地选自Rp和Sp核苷间键的定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
37.根据权利要求7–35中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区内部的全部核苷间键是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，其中任选地，在区域F的3’最末核苷和区域G的5’最末核苷之间的核苷间键也是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键，并且在区域G的3’最末核苷和区域F’的5’最末核苷之间的核苷间键是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
38.根据权利要求7至37中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和如权利要求1中定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
39.根据权利要求7至38中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如权利要求1中定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键，尤其0个式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
40.根据权利要求1至39中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中剩余的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键、磷酸二酯核苷间键和如权利要求1中定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
41.根据权利要求7至40中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域F的核苷之间的核苷间键和区域F’的核苷之间的核苷间键独立地选自硫代磷酸酯核苷间键和如权利要求1中定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
42.根据权利要求7至41中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中每个侧翼区F和F’独立地包含1、2、3、4、5、6或7个如权利要求1中定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
43.根据权利要求7至42中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中侧翼区F和/或F’的全部核苷间键均是如权利要求1中定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键。
44.根据权利要求1至43中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含至少一个定义了立构的核苷间键，如至少一个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
45.根据权利要求1至44中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区包含1、2、3、4或5个定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
46.根据权利要求1至45中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口区的核苷之间的全部核苷间键均是定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键。
47.根据权利要求7至46中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中至少一个式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键位于区域F的核苷之间，或位于区域F’的核苷之间，或位于区域F和区域G之间，或位于区域G和区域F’之间，并且在区域F和区域F’内部、在区域F和区域G之间和在区域G和区域F’之间的剩余核苷间键独立地选自定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键、立构无规核苷间键、式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键和磷酸二酯核苷间键。
48.根据权利要求47所述的缺口聚物寡核苷酸，其中在区域F内部、在区域F’内部或在区域F和区域F’二者内部的剩余核苷间键均是式(IA)或(IB)的二硫代磷酸酯核苷间键。
49.根据权利要求7至48中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中区域G的核苷之间的核苷间键包含0、1、2或3个如权利要求1中定义的式(I)的二硫代磷酸酯核苷间键并且区域G内部的剩余核苷间键独立地选自定义了立构的硫代磷酸酯核苷间键、立构无规核苷间键和磷酸二酯核苷间键。
50.根据权利要求1-49中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的3’末端核苷是LNA核苷或2’-O-MOE核苷。
51.根据权利要求1-50中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的5'末端核苷酸是LNA核苷或2’-O-MOE核苷。
52.根据权利要求1–51中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个3’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
53.根据权利要求1-52中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个5’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
54.根据权利要求1-53中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的三个3’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
55.根据权利要求1-54中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的三个5’最末端核苷独立地选自LNA核苷和2’-O-MOE核苷。
56.根据权利要求1–55中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个3’最末端核苷是LNA核苷。
57.根据权利要求1–56中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中反义寡核苷酸的两个5’最末端核苷是LNA核苷。
58.根据权利要求1–57中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中式(IA)或(IB)的核苷(A2)是寡核苷酸的3’末端核苷。
59.根据权利要求1–58中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中式(IA)或(IB)的核苷(A1)是寡核苷酸的5’末端核苷。
60.根据权利要求7–59中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸包含式5’-D’-F-G-F’-D”-3’的连续核苷酸序列，其中F、G和F’如权利要求7至47中任一项所定义并且其中区域D’和D”各自独立地由0至5个核苷酸，尤其2、3或4个核苷酸，尤其DNA核苷酸如磷酸二酯连接的DNA核苷组成[包含缺口聚物寡核苷酸和侧翼序列的寡核苷酸]。
61.根据权利要求1至60中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸能够召集人RNA酶H1。
62.根据权利要求1至61中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸，其中缺口聚物寡核苷酸用于体外或体内抑制哺乳动物，如人，的mRNA或前mRNA靶、或病毒靶或非编码性长RNA。
63.根据权利要求1至62中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸的可药用盐，特别地钠盐或钾盐。
64.缀合物，其包含根据权利要求1至63中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸或可药用盐和与所述寡核苷酸或所述可药用盐共价连接、任选地经接头部分共价连接的至少一个缀合物部分。
65.药物组合物，其包含根据权利要求1至64中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸、可药用盐或缀合物和治疗惰性载体。
66.根据权利要求1至65中任一项所述的缺口聚物寡核苷酸、可药用盐或缀合物，用作治疗活性物质。
67.如本文之前描述的本发明。
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