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JP2001501975A - 亢進した細胞取り込みを有する結合ペプチド核酸 - Google Patents

亢進した細胞取り込みを有する結合ペプチド核酸

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JP2001501975A
JP2001501975A JP11500871A JP50087199A JP2001501975A JP 2001501975 A JP2001501975 A JP 2001501975A JP 11500871 A JP11500871 A JP 11500871A JP 50087199 A JP50087199 A JP 50087199A JP 2001501975 A JP2001501975 A JP 2001501975A
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ニールセン,ペーター・エー
クヌートセン,ヘレ
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ペーター・エー・ニールセン
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Abstract

(57)【要約】 親脂質基に結合し、そしてリポソームに取り込まれているペプチド核酸は、亢進した細胞取り込みおよび分布を示す。ペプチド核酸の細胞取り込みおよび分布はまた、ペプチド核酸の骨格にアミノ酸側鎖を導入することでも増加する。細胞取り込みを調節する方法および動物を治療する方法が提供される。本発明のペプチド核酸は、天然発生核酸塩基およびポリアミド骨格に結合する非天然発生核酸塩基を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 亢進した細胞取り込みを有する結合ペプチド核酸 発明の分野 本発明は、親脂質基(lipophilic group)に結合し、そしてリポソームに取り 込まれているペプチド核酸(PNA)を含む組成物に関する。該PNAは、ポリアミド 骨格に共有結合した天然発生核酸塩基(nucleobase)または非天然発生核酸塩基 から構成される。本発明のPNA組成物はさらに、アミノ酸側鎖により修飾されたP NAを含んでもよい。本発明のPNA組成物は、亢進した細胞取り込みおよび分布を 示す。リポソームに取り込まれたPNA組成物は、リポソームを含まないPNA組成物 より増加した細胞取り込みおよび拡散した分布を示した。 発明の背景 遺伝子の機能は、その情報をメッセンジャーRNA(mRNA)に転写することによ り開始する。リボソーム複合体との相互作用により、mRNAはタンパク質の合成を 指示する。このタンパク質合成過程は、翻訳として知られる。翻訳には、多様な 補因子、構築ブロック、アミノ酸およびトランスファーRNA(tRNA)の存在が必 要であり、これらはすべて正常細胞に存在する。 ほとんどの慣用的な薬剤は、1つまたはそれ以上の標的内因性タンパク質、例 えば酵素と相互作用し、そして該タンパク質を調節することにより、その効果を 発揮する。しかし、典型的には、こうした薬剤は標的タンパク質に特異的でなく 、他のタンパク質とも相互作用する。したがって、特定のタンパク質の作用を効 果的に調節するには、比較的大量の薬剤用量を使用することが必要である。タン パク質活性の調節を、mRNAとの相互作用またはmRNAの不活性化により達成するこ とが可能であるならば、必要な薬剤量および薬剤の副作用の劇的な減少が達成さ れる可能性がある。こうした相互作用が部位特異的であるならば、必要な薬剤量 および副作用のさらなる減少が達成される可能性がある。機能している遺伝子は 連続的にmRNAを産生するため、遺伝子転写が完全に停止されることが可能ならば 、さらにより都合がよいであろう。オリゴヌクレオチドおよびその類似 体(analogue)が開発されてきており、そして診断、治療および研究試薬として 用いられてきている。オリゴヌクレオチドへの修飾の1つの例は、非同位体標識 、例えばフルオレセイン、ビオチン、ジゴキシゲニン、アルカリホスファターゼ 、または他のレポーター分子による標識である。ヌクレアーゼへの耐性を増加さ せるリボースリン酸骨格への他の修飾も作成されてきている。これらの修飾には メチルホスホネート類、ホスホロチオエート類およびホスホロジチオエート類な どの結合、および2’−O−メチルリボース糖部分の使用が含まれる。他のオリ ゴヌクレオチド修飾には、取り込みおよび細胞分布を調節するために作成される ものが含まれる。ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドは、現在、多様な疾患 状態の治療のため、ヒトの臨床試験において、アンチセンス剤として用いられて いる。これらのオリゴヌクレオチド修飾に関し、診断および治療用途におけるい くつかの改善が達成されてきたものの、改善されたオリゴヌクレオチド類似体へ の要求は存在しつづけている。 天然発生リボ核酸またはデオキシリボ核酸以外の骨格に結合する核酸塩基を有 するいくつかの既知の核酸類似体が存在する。これらの核酸類似体は、相補的な 核酸塩基配列を持つ核酸に結合する能力を有する。とりわけ、例えばWO92/207 02に記載されるようなペプチド核酸(PNA)が、治療および診断試薬として有用 であることが示されてきている。これは、これらが一般的に、対応する野生型核 酸より、相補的核酸塩基配列に対し高い親和性を持つためである可能性がある。 PNAはDNAおよびRNAへの結合においてオリゴヌクレオチドの有用な代用物であ る。Egholmら,Nature,1993,365,566および該論文に引用される参考文献。最新の 文献はPNAの多様な適用を反映している。Hyrupら,Bioorganic&Med.Chem.,1996 ,4,5;およびNielsen,Perspectives Drug Disc.Des.,1996,4,76。 PNAはオリゴヌクレオチドに類似であるが組成物が異なる化合物である。PNAに おいて、オリゴヌクレオチドのデオキシリボース骨格は、ペプチド骨格により置 き換えられている。ペプチド骨格の各サブユニットは、天然発生または非天然発 生核酸塩基に結合している。こうしたペプチド骨格の1つは、アミド結合 を通じ連結されたN−(2−アミノエチル)グリシンの反復単位で構築される。 あらかじめ形成された単量体を介したPNAの合成は、以前WO 92/20702およびWO 92/20703に記載されており、これらの内容は本明細書に援用される。PNAの構造 および合成における、より最近の進歩は、WO 93/12129および1996年7月23日に 発行された米国特許第5,539,082号に例示されており、どちらの内容も本明細書 に援用される。さらに、文献には、PNAの合成方法、生物学的特性および使用を 記載する刊行物が豊富である。例えば、PNAは二本鎖DNAの鎖に取って代わる能力 を持つ。Patel,Nature,1993,365,490。PNAの改善された合成方法もまた記載され てきている。Nielsenら,Science,1991,254,1497;およびEgholm,J.Am.Chem. Soc.,1992,114,1895。PNAは相補的なDNAまたはRNAと二重鎖および三重鎖を形成 する。Knudsonら,Nucleic Acids Researh,1996,24,494;Nielsenら,J.Am.Chem. Soc.,1996,118,2287;Egholmら,Science,1991,254,1497;Egholmら,J.Am.Chem.So c.,1992,114,1895;およびEgholmら,J.Am.Chem.Soc.,1992,114,9677。 PNAはDNAおよびRNA両方に結合し、そしてPNA/DNAまたはPNA/RNA二重鎖を形成 する。生じたPNA/DNAまたはPNA/RNA二重鎖は、より高い融解温度(Tm)により立 証されるように、対応するDNA/DNAまたはDNA/RNA二重鎖より強く結合している。 PNA/DNA(RNA)二重鎖のこの高い熱安定性は、DNA/DNAまたはRNA/RNA二重鎖に存 在する電荷斥力の除去を生じる、PNA骨格の中性性(neutrality)に起因してい るとされている。PNA/DNA(RNA)二重鎖の別の利点は、Tmが実質的に塩濃度に 依存していないことである。一方、DNA/DNA複合体は、イオン強度に非常に依存 している。 オリゴヌクレオチドによる三重鎖形成は、配列特異的な二重鎖デオキシリボ核 酸(DNA)切断が立証されて以来、重点的な研究領域であった。Moserら,Science,1 987,238,645。遺伝子治療、診断精査および他の生体臨床医学的適用における 三重鎖形成オリゴヌクレオチドの潜在的な使用は、かなりの関心を引いてきた。 Uhlmannら,Chemical Reviews,1990,90,543。ピリミジンオリゴヌクレオチドは、 二本鎖DNAにおけるホモプリン標的への結合を通して、三重らせん構造を形成す ることが示されてきている。これらの構造において、新たなピリミジン鎖 は、DNAの主溝において、ワトソン−クリック(Watson-Crick)プリン鎖と平行 に置かれ、そして配列特異的フーグスティーン(Hoogsteen)結合を通じて結合 する。配列特異性はチミン認識アデニン(T:A-T)およびプロトン付加シトシン 認識グアニン(C+:G-C)に由来する。Bestら,J.Am.Chem.Soc.,1995,117,1187。 これよりよく研究されていない三重鎖モチーフのうち、プリンリッチオリゴヌク レオチドは二本鎖DNAのプリン標的に結合する。このモチーフ中の第三の鎖の 方向は、ワトソン−クリックプリン鎖と逆平行であり、そして特異性はグアニン 認識グアニン(G:G-C)およびチミンまたはアデニン認識アデニン(A:A-Tまたは T:A-T)に由来する。Greenbergら,J.Am.Chem.Soc.,1995,117,5016。 ホモピリミジンPNAは相補的なDNAまたはRNAに結合し、高い熱安定性の(PNA)2/ DNA(RNA)三重鎖を形成することが示されている。Egholmら,Science,1991,254, 1497;Egholmら,J.Am.Chem.Soc.,1992,114,1895;Egholmら,J.Am.Chem.Soc.,1992 ,114,9677。2つのPNA鎖および1つのヌクレオチド鎖を含む三重鎖の形成は、19 93年7月2日に提出された米国特許出願第08/088,661号に報告されており、その 内容は本明細書に援用される。フーグスティーン鎖がDNAプリン標的鎖に平行で ある三重鎖の形成は、逆平行複合体の形成より好ましい。これにより、ビス−PN Aの使用が可能になり、フーグスティーン鎖においてシトシンの代わりに偽イソ シトシン(pseudoisocytosine)を用い、pH非依存性熱安定性が増加した三重ら せん構造が得られる。Egholmら,J.Am.Chem.Soc.,1992,114,1895。さらに、その 内容が本明細書に援用されるWO 96/02558を参照されたい。 ペプチド核酸は、DNAおよびRNA両方に関し、DNAまたはRNAのDNAまたはRNAいず れかへの結合親和性より、(それらのTmから決定されるように)より高い結合 親和性を有することが示されている。結合親和性のこの増加は、これらのペプチ ド核酸オリゴマーを、核酸種に対する分子プローブおよび診断剤として、特に有 用なものにしている。 親和性の増加に加え、PNAはDNA結合に対し、増加した特異性を有する。したが って、PNA/DNA二重鎖ミスマッチは、DNA/DNA二重鎖に比べ、Tmの8から20℃の 減少を示す。Tmのこの減少は、対応するDNA/DNA二重鎖ミスマッ チでは観察されない。Egholmら,Nature 1993,365,566。 オリゴヌクレオチドに比べ、PNAのさらなる利点は、PNAのポリアミド骨格が酵 素による分解に耐性であることである。 かなりの研究が、相補的DNAおよびRNA鎖に結合するオリゴヌクレオチドおよび オリゴヌクレオチド類似体の、診断、研究試薬および潜在的な治療剤としての適 用に向けられてきた。多くの適用に関し、該オリゴヌクレオチドおよびオリゴヌ クレオチド類似体は、その活性を発現するのに、細胞膜を通して輸送されるかま たは細胞により取り込まれなければならない。 PCT/EP/01219は対応するDNAより強く、相補的なDNAおよびRNAに結合する新規P NAを記載する。これらのPNAに、その活性を調節する、その膜透過性を修飾する 、またはその細胞取り込み特性を増加させるであろう基を付加するのが望ましい 。PNAの細胞取り込み特性量を増加させる1つの方法は、親脂質基を結合させる ことである。1993年9月3日に提出された米国特許出願第117,363号は、いくつ かのアルカリアミノ官能性(functionality)およびこうした側鎖をオリゴヌク レオチドに結合するその使用を記載している。 1992年9月11日に提出された米国特許出願第07/943,516号およびその対応する 公表されたPCT出願WO 94/06815は、とりわけ、細胞取り込みを亢進し、親脂質性 を増加させ、より大きい細胞保持を生じ、そして細胞内の化合物の分布を増加さ せる目的で、他の新規アミン含有化合物およびそのオリゴヌクレオチドへの取り 込みを記載している。 1993年9月3日に提出された米国特許出願第08/116,801号は、チオールアルキ ル官能性を含み、それを通して側鎖が結合するよう誘導体化されたヌクレオシド およびオリゴヌクレオシドを記載する。 最近、多様な生体分子および薬剤を取り込むリポソーム薬剤搬送系が研究され 、そして細胞取り込みおよび分布が亢進したことにより、毒性の減少および効能 の増加を示すことが見出されてきている。ChonnおよびCullis,Current Opinion in Biotechnology,1995,6,698;Manninoら,Biotechniques,1988,6,682;Blumeおよ びCevc,Biochem et Biophys.Acta,1990,1029,91;およびLappalainenら,Antivir al Res.,1994,23,119。リポソームは水性コアおよびコアを被包する脂質 二重層から構成される非常に小さな球体である。リポソーム調製法は、文献中に 入手可能である。G.Gregoridadis,“Liposome Technology”中,第2巻,G.Gre goridadis(監修),CRC Press,1993,p.1;WatweおよびBellare,Curr.Sci.,1995,6 8,715。いくつかのリポソーム薬剤が現在、市場にあるかまたは開発中である。C honnおよびCullis,Current Opinion in Biotechnology,1995,6,698。 1995年4月11日に公表されたWO 96/10391は、リポソームを形成するのに用い られるポリエチレングリコール修飾セラミド脂質、およびこれらのリポソームの 薬剤搬送媒体(vehicle)としての使用を記載する。 1996年8月15日に公表されたWO 96/24334は、薬剤を細胞の細胞質、特に血管 平滑筋組織に搬送するための、アミノマンノース誘導体化コレステロール部分を 有する脂質構築物を記載する。 1996年12月19日に公表されたWO 96/40627は、オリゴヌクレオチド、核酸、ペ プチドおよび他の剤などの生体分子の搬送に有用な陽イオン脂質含有リポソーム 処方を記載する。 最近の進歩にも関わらず、亢進した細胞取り込みおよび分布を持つ安定した組 成物への要求が依然としてある。 発明の概要 本発明は、親脂質基に結合し、そしてアミノ酸側鎖が骨格に結合している修飾 骨格を有するペプチド核酸(PNA)を提供する。本発明はまた、親脂質基に結合 し、リポソームに取り込まれているペプチド核酸(PNA)を含むリポソーム組成 物も提供する。本発明のPNAは、ポリアミド骨格に共有結合している核酸塩基を 含む。典型的な核酸塩基には、4つの主要な天然発生DNA核酸塩基(すなわち、 チミン、シトシン、アデニンおよびグアニン)、他の天然発生核酸塩基(例えば 、イノシン、ウラシル、5−メチルシトシン、チオウラシルおよび2,6−ジアミ ノプリン)および人工核酸塩基(例えば、ブロモチミン、アザアデニン類および アザグアニン類)が含まれる。これらの核酸塩基は、適切なリンカーを通じ、ポ リアミド骨格に結合する。 本発明の好ましいペプチド核酸は一般式(I):を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり、少なく とも1つのR7'はアミノ酸側鎖であり; RhはOH,NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミノ 酸であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり; nは1から30までの整数である。 Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基で ある式(I)を有するPNAが好ましい。さらにより好ましいのは、Riがフルオレ セインで標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基である式 (I)のPNAである。やはり好ましいのは、RiおよびRjが共にアダマントイル基 である式(I)を有するPNAである。さらに好ましいのは前記R7'の少なくとも1 つがD−リジンの側鎖である式(I)のPNAである。 好ましくは、置換基R7'が結合する炭素原子は、立体化学的に濃縮されている 。以下、「立体化学的に濃縮される」は、有益な影響を提供するのに十分な量、 1つの立体異性体が他の立体異性体より多いことを意味する。好ましくは、1つ の立体異性体が、50%以上を占める。より好ましくは、1つの立体異性体が、80 %以上を占める。さらにより好ましくは、1つの立体異性体が、90%以上を占め る。さらにより好ましくは、1つの立体異性体が、95%以上を占める。さらによ り好ましくは、1つの立体異性体が、99%以上を占める。さらにより好ましくは 、1 つの立体異性体が、実質的に全量で(quantitatively)存在する。 本発明はまた、リポソームに取り込まれたペプチド核酸を含むリポソーム組成 物であって、前記ペプチド核酸が: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH,NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミノ 酸であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり; nは1から30までの整数である 式(I)を有する、前記リポソーム組成物も提供する。 Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基で ある式(I)を有するPNAが好ましい。さらにより好ましいのは、Riがフルオレ セインで標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基である式 (I)のPNAである。やはり好ましいのは、RiおよびRjが共にアダマントイル基 である式(I)を有するPNAである。さらに好ましいのは前記R7'の少なくとも1 つがD−リジンの側鎖である式(I)のPNAである。 好ましくは、置換基R7'が結合する炭素原子は、立体化学的に濃縮されている 。 本発明のPNAは、溶液中または固相上いずれかでの標準的ペプチド合成法の適 応により合成される。 本発明はさらに、PNA骨格にアミノ酸側鎖を取り込み、親脂質基をPNAに結合さ せ、そしてPNAをリポソームに導入することにより、ペプチド核酸の細胞取り込 みおよび分布を亢進させる方法も提供する。 図の簡単な説明 図1は、いくつかの親脂質基の構造を示す。 発明の詳細な説明 本発明にしたがって、亢進した細胞取り込みおよび分布を示すペプチド核酸お よびリポソーム組成物が提供される。本発明のペプチド核酸(PNA)は、適切な リンカーによりポリアミド骨格に結合する複数の核酸塩基から構築されている。 本発明の1つの好ましい態様において、PNAは親脂質基に結合している。本明細 書において、「結合」は親脂質基を本発明のPNAに結合させることを指す。別の 好ましい態様において、本発明のPNAのポリアミド骨格は誘導体化されている。 本明細書において、「誘導体化」は、少なくとも1つの天然発生または非天然発 生アミノ酸の側鎖をポリアミド骨格に結合することにより、PNAの骨格を修飾す ることを指す。本発明のリポソーム組成物は、リポソームに取り込まれている本 発明のペプチド核酸を含む。したがって、本発明のリポソーム組成物は、リポソ ームにより被包されているPNAを含む。本発明のPNAおよびリポソーム組成物は、 亢進した細胞取り込みおよび分布を示す。 本発明のPNAは、式(I)を有し、ここで核酸塩基Lは天然に見られる位で天然 発生核酸塩基と結合する、すなわち、アデニンまたはグアニンに対し9位で、そ してチミンまたはシトシン、非天然発生核酸塩基(核酸塩基類似体)または核酸 塩基結合部分に対し1位で結合する。典型的な核酸塩基には、4つの主要な天然 発生DNA核酸塩基(すなわち、チミン、シトシン、アデニンおよびグアニン)、 他の天然発生核酸塩基(例えば、イノシン、ウラシル、5−メチルシトシン、チ オウラシルおよび2,6−ジアミノプリン)および人工核酸塩基(例えば、ブロモ チミン、アザアデニン類およびアザグアニン類)が含まれる。これらの核酸塩基 は、適切なリンカーを通じ、ポリアミド骨格に結合する。 式(I)のPNAには、その構造内に1つまたはそれ以上のアミノ酸部分が含まれ る。これらのアミノ酸は、天然発生でも、または非天然発生でもよい。天然発生 アミノ酸には、キラル中心がD−立体配置を有するα−アミノ酸が含まれる。こ うした天然発生アミノ酸は、必須または非必須アミノ酸のどちらであってもよい 。式(I)の本発明のPNAに用いられる非天然発生アミノ酸には、キラル中心がL −立体配置を持つα−アミノ酸が含まれる。非天然発生アミノ酸にはまた、天然 には存在せず、そして合成により調製される、例えばハロ−およびシアノ−置換 ベンジル、テトラヒドロイソキノリルメチル、シクロヘキシルメチル、およびピ リジルメチルなどの通常のものでない側鎖を持つアミノ酸が含まれる。他の合成 アミノ酸には、β−アミノ酸が含まれる。 アミノ酸は、式(I)のPNAに、用いられる単量体の一部として、またはPNAの 末端で、導入されてもよい。PNA合成に用いられる単量体構築ブロックに、上述 のアミノ酸のいずれを取り込むことも可能である。好ましくは、用いられるアミ ノ酸はグリシンであり、R7'はHである。R7'はまた、メチル、エチル、ベンジ ル、イソプロピル、p−ヒドロキシベンジル、ハロベンジル、カルボキシメチル 、テトラヒドロイソキノリニルメチル、またはアミノヘキサノイルであってもよ い。アミノ酸はまた、末端Rh−CO−基が天然または非天然発生アミノ酸、α− またはβ−アミノ酸のいずれかに由来するアミノアシル基を示し、そしてα−キ ラル中心でD−またはL−立体配置を持つように、PNAのC末端に結合させても よい。好ましくは、C末端アミノ酸はリジンである。アミノ酸はまた、Riおよ びRjの各々が、独立した、天然または非天然発生アミノ酸、α−またはβ−ア ミノ酸のいずれかに由来するアミノアシル基であり、そしてα−キラル中心でD −またはL−立体配置を持ってもよい、構造(I)のPNAのN末端に取り込まれて もよい。好ましくは、N末端アミノ酸はリジンである。 本発明の式(I)のPNAに結合する親脂質基には、天然および合成脂肪酸、脂肪 アルコール誘導体およびジアシルグリセロール誘導体、例えば、アジピン酸、パ ルミチン酸、デカン酸、オクタデカン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノレン 酸、胆汁酸、ヘプチルコハク酸、パルミチルコハク酸、ポリグリコール酸、ジオ クタデシルグリセロールホスファチジル酸、ジオレオイルグリセロールホスファ チジル酸、アダマントイル、オクタデシルオキシカロボニル、およびデカリノイ ルなどが含まれる。これらの親脂質基は、式(I)のPNA分子のいかなる適切な位 置で結合してもよい。好ましくは、親脂質基は、RiおよびRjの各々が独立して 、親脂質基であってもよい、本発明のPNAのN末端に結合する。より好ましくは 、RiおよびRjは共にアダマントイル基である。 本発明のPNAは、該PNAを検出する簡便な手段を可能にするように、標識、例え ば蛍光基が取り込まれている式(I)を有する。蛍光基には、限定されるわけで はないが、フルオレセイン、ローダミン、ピレニル、シアニン色素、Cy5TM(Bio logical Detection Systems,Inc.、ペンシルバニア州ピッツバーグ)などの色 素、およびこうした色素の誘導体が含まれる。これらは式(I)のPNAに、該 PNAのいかなる適切な位で取り込まれてもよい。好ましくは各Riは蛍光基が結合 する化学部分である。Riが蛍光基で誘導体化されているアミノ酸であるのがよ り好ましい。Riがε−フルオレセイニル基を持つリジンであるのがさらにより 好ましい。 本発明のリポソーム組成物は、リポソームに取り込まれている本発明のPNAを 含む。リポソーム組成物は、亢進した細胞取り込みおよび分布を示す。リポソー ムはコロイド分散系であり、そして取り込まれたPNAを環境から保護しながら標 的領域に輸送する安定した搬送系を構成する。リポソームは、本発明のPNAのin vitroおよびin vivo安定性を亢進させる、安定した搬送媒体に相当する。リポソ ームに取り込まれた本発明のPNAを含む、本発明のリポソーム組成物は、当業者 に知られる標準的方法にしたがい、適切でそして許容されるキャリアーおよびア ジュバントを用い、薬剤組成物として処方してもよい。 用いてもよいリポソームには、小単膜小胞(small unilamellar vesicle)(SUV) 、大単膜小胞(large unilamellar vesicle)(LUV)および多膜小胞(multilamell ar vesicle)(MLV)が含まれる。大きさ0.2から0.4μmの範囲にあるLUVは、水 性緩衝剤を含む大きな高分子のかなりの割合を被包することが可能であることが 示されてきている(例えばRNA、DNAおよび損なわれていない(intact)ビリオン は水性である内部に被包され、そして生物学的活性型で脳細胞に搬送されること が可能である:Fraleyら,Trends Biochem.Sci.,1981,6,77)。リポソーム組成物 は、通常、脂質、特にリン脂質、特に高相転移温度リン脂質が、通常、1つまた はそれ以上のステロイド、特にコレステロールと結合した前記脂質の結合体であ る。リポソーム産生に有用な脂質の例には、ホスファチジル化合物、例えばホス ファチジルグリセロール、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホス ファチジルエタノールアミン、スフィンゴ脂質類、セレブロシド類およびガング リオシド類が含まれる。特に有用なのは、脂質部分が14から18の炭素原子、特に 16から18の炭素原子を含み、そして飽和している(14から18の炭素原子鎖中に二 重結合を欠く)ジアシルホスファチジルグリセロール類である。リン脂質の例に は、ホスフアチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリンおよびジステ アロイルホスファチジルコリンが含まれる。 リポソーム標的化は受動的でも能動的でもどちらでもよい。受動標的化は、リ ポソームが、洞様毛細血管を含む器官内の細網内皮系の細胞に分布する、自然の 傾向を利用する。能動標的化は、対照的に、局在化の天然発生部位以外の器官お よび細胞種への分布を達成するために、ウイルスタンパク質コート(Morishita ら,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,1993,90,8474)、モノクローナル抗体(または その適切な結合部分)、糖、糖脂質またはタンパク質(またはその適切なオリゴ ペプチド断片)などの特定のリガンドにカップリングさせることによる、または リポソームの組成物および/または大きさを変化させることによる、リポソーム の修飾を伴う。標的化されるコロイド分散系の表面は多様な方法で修飾されても よい。リポソーム標的化搬送系の場合、標的リガンドを脂質二重層と強く結合さ せたままにするため、リポソームの脂質二重層に脂質基を取り込んでもよい。脂 質鎖を標的リガンドに結合させるため、多様な連結基を用いてもよい。標的リガ ンドは、本発明のオリゴヌクレオチドの搬送が望ましい細胞上に顕著に見られる 特定の細胞表面分子に結合し、例えば(1)搬送が望ましい細胞により顕著に発 現される特定の細胞受容体により結合される、ホルモン、成長因子またはそれら の適切なオリゴペプチド断片;または(2)標的細胞に顕著に見られる抗原性エ ピトープに特異的に結合する、ポリクローナルまたはモノクローナル抗体、また はそれらの適切な断片(例えば、Fab;F(ab')2)であってもよい。2つまたはそ れ以上の生体活性剤(例えばPNAおよび慣用薬剤、または2つのPNA)を単一のリ ポソーム内で組み合わせ、そして該リポソームにより搬送してもよい。細胞内安 定性および/またはその含有物の標的化を亢進するコロイド分散系に剤を添加す ることも可能である。 本発明のPNAは、遺伝子調節(例えば遺伝子標的薬剤)、診断法、バイオテク ノロジーおよび他の研究目的に用いてもよい。該PNAはまた、RNAおよび一本鎖DN A(ssDNA)を標的とし、両方のアンチセンス型遺伝子制御部分を産生するのに用 いてもよいし、そして例えば核酸の同定および精製のためのハイブリダイゼーシ ョンプローブとして用いてもよい。さらに、該PNAを二本鎖DNA(dsDNA)と三重 らせんを形成するように修飾してもよい。dsDNAに配列特異的に結合する化合物 は、遺伝子標的薬剤としての適用を有する。これらの化合物 は、癌、後天性免疫不全症(AIDS)および他のウイルス感染および遺伝的障害を 含む、多様な疾患を治療するのに非常に有用な薬剤である。さらに、これらの化 合物は、研究、診断法において、そして特定の核酸の検出および単離のために用 いてもよい。 遺伝子標的薬剤は、標的遺伝子の制御領域(プロモーター)に相補的な核酸塩 基配列(好ましくは10から20単位を含む)を持つよう設計される。したがって、 投与の際、遺伝子標的薬剤は該プロモーターに結合し、そしてRNAポリメラーゼ がプロモーターに近づくのを妨げる。その結果、mRNAそしてしたがって遺伝子産 物(タンパク質)はまったく産生されない。標的がウイルスにとって必須の遺伝 子内にあるならば、生存可能な(viable)ウイルス粒子はまったく産生されない であろう。また別に、標的領域はプロモーターから下流であり、RNAポリメラー ゼがこの位で終結するようにし、したがって機能しない一部切除mRNA/タンパク 質を形成してもよい。 PNAオリゴマーの合成 反応中、分子を固体マトリックス上に固定する原理は、固相合成またはメリフ ィールド(Merrifield)合成として知られる。Merrifield,J.Am.Chem.Soc.,1963,8 5,2149;およびScience,1986,232,341。アミノ酸のペプチドへの段階的または断 片的固相構築に関する確立された方法は、通常、架橋スチレン−ジビニルベンゼ ン・コポリマーのビーズ化マトリックスを使用する。架橋コポリマーは、スチレ ン単量体のパール重合にジビニルベンゼンの混合物が添加されることにより形成 される。通常、1から2%の架橋が使用される。こうしたマトリックスを、本発 明の固相PNA合成に用いてもよい。 固相の最初の官能化(functionalization)に関し、伝統的固相ペプチド合成 と関連し、50以上の方法が記載されている。BaranyおよびMerrifield,“The Pep tides”中,第2巻,Academic Press,ニューヨーク,1979,pp.1;およびStewa rtおよびYoung,“Solid Phase Peptide Synthesis”中,第2版,Pierce Chemic al Company,イリノイ,1984。その性質に関わらず、固相上に官能性を導入する 目的は、コポリマー固体支持体および該固体支持体にカップリングされ る第一のアミノ酸のC末端の間に固定連結(anchoring linkage)を形成するこ とである。認識されるであろうように、固定連結はまた、固体支持体およびアミ ノ酸N末端の間に形成されてもよい。固相に存在する官能基の「濃度」は、一般 的にグラム当たりのミリモル(mmol/g)で表される。これらの確立された方法は すべて、原則として、本発明の背景内で有用である。 PNA合成の好ましい方法は、最初の官能性としてアミノメチルを使用する。ア ミノメチルは、ほとんど全量がカルボン酸基とアミド結合を形成するため、「ス ペーサー」または「ハンドル」基として特に有用である。対応する多くのスペー サーまたはハンドル形成二官能試薬が記載されている。Baranyら,Int.J.Peptide Protein Res.,1987,30,705。特定の官能性(例えばベンズヒドリルアミノ、4− メチルベンズヒドリルアミノおよび4−メトキシベンズヒドリルアミノ)は、PNA 鎖のC末端がアミドとして放出されるように、固体支持体から合成PNA鎖を切断 する目的で取り込まれてもよく、スペーサー基の導入を必要としない。いかなる こうした官能性も、本発明の背景において有益に使用されてもよい。 典型的なN保護基は、tert−ブチルオキシカルボニル(BOC)(Carpino,J.Am.Ch em.Soc.,1957,79,4427;McKeyら,J.Am.Chem.Soc.,1957,79,4686;およびAnderso nら,J.Am.Chem.Soc.,1957,79,6180)、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル (FMOC)(Carpinoら,J.Am.Chem.Soc.,1970,92,5748およびJ.Org.Chem.,1972,37, 3404)、Adoc(Hassら,J.Am.Chem.Soc.,1966,88,1988)、Bpoc(Sieber,Helv.Chem. Acta.,1968,51,614)、Mcb(Bradyら,J.Org.Chem.,1977,42,143)、Bic(Kempら ,Tetrahedron,1975,4624)、o−ニトロフェニルスルフェニル(Nps)(Zervasら, J.Am.Chem.Soc.,1963,85,3660)およびジチアスクシノイル(Dts)(Baranyら,J .Am.Chem.Soc.,1977,99,7363)と共に、当業に知られる他の基である。これらの アミノ保護基、特に広く用いられるウレタン官能性に基づくものは、ほとんどの α−アミノ酸のカップリング中、ラセミ化を妨げる(容易に形成されるオキサゾ リノン(アズラクトン)中間体の互変異化により仲介される(Goodmanら,J.Am.C hem.Soc.,1964,86,2918))。こうしたアミノ保護基に加え、非ウレタン型アミ ノ保護基もまた、PNA分子を構築する際、適用されることが可能である。 側鎖保護基は、反復アミノ脱保護サイクルの条件に耐性でなければならないた め、側鎖保護基の選択は、一般的に、アミノ保護基の選択に依存する。これは、 化学的にPNA分子を構築する全体の戦略が、例えば(上述の「BOC−ベンジル」ア プローチの場合のように)アミノおよび側鎖保護基の異なる酸安定性に頼ってい ようと、または(上述の「FMOC−t−Bu」アプローチのように)直交(orthogona l)すなわち化学選択的(chemoselective)保護計画を使用しようと、真実であ る。 第一のアミノ酸のカップリングに続き、固相合成の次の段階は、望ましいPNA 鎖の系統的な仕上げ(elaboration)である。この仕上げには、反復脱保護/カ ップリングサイクルが含まれる。最後にカップリングされたアミノ酸上の一時的 な保護基、例えばBOCまたはFMOCは、N末端アミン官能基を遊離させるように、 適切な処理により、例えば、BOCの場合のトリフルオロ酢酸など酸分解により、 またはFMOCの場合のピペリジンなどの塩基処理により、全量が除去される。 次の望ましいN保護アミノ酸をその後、最後にカップリングされたアミノ酸の N末端にカップリングする。この、最後にカップリングされたアミノ酸のN末端 と、アミノ酸のC末端とのカップリングは、いくつかの方法により達成すること が可能である。例えば、後続のアミノ酸をいくつかの方法のいずれで活性化され たカルボキシル基を含む形で提供することにより達成してもよく、前記の活性化 の方法には、フタルイミドエステル(Nefkensら,J.Am.Chem.Soc.,1961,83,1263 )、ペンタフルオロフェニルエステル(Kovacsら,J.Am.Chem.Soc.,1963,85,183 )、イミダゾールエステル(Liら,J.Am.Chem.Soc.,1970,92,7608)、および3− ヒドロキシ−4−オキソ−3,4−ジヒドロキナゾリン(Dhbt-OH)エステル(Konig ら,Chem.Ber.,1973,103,2024および2034)などの活性エステル誘導体の最初の形 成、または対称無水物(Wielandら,Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.,1971,10,336)な どの無水物の最初の形成が含まれる。また別に、後続のアミノ酸のカルボキシル 基を、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド(Sheehanら,J.Am.Chem.Soc.,1 955,77,1067)またはその誘導体などの縮合試薬の補助と共に、最後にカップリ ングされたアミノ酸のN末端と直接反応させてもよい。第二級アミノ基を含むPN A分子を構築する際には、ベンゾトリアゾ リルN−オキシ−トリスジメチルアミノホスホニウム・ヘキサフルオロリン酸( BOP)、「カストロ試薬(Castro'sreagent)」(Rivailleら,Tetrahedron,1980,36 ,3413)が推奨される。 保護基を含む、望ましいPNA鎖の構築に続き、次の段階は、通常、PNA鎖のアミ ノ酸部分の脱保護および合成されたPNAの固体支持体からの切断であろう。これ らの過程は、実質的に同時に行い、それにより望ましい型の遊離PNA分子を提供 してもよい。 上述の「BOC−ベンジル」保護計画において、側鎖の最後の脱保護および固体 支持体からのPNA分子の放出は、強酸、例えば無水HF(Sakakibaraら,Bull.Chem. Soc.Jpn.,1965,38,4921)、ホウ素トリス(トリフルオロ酢酸)(Plessら,Helv .Chim.Acta,1973,46,1609)および、トリフルオロメタンスルホン酸およびメタ ンスルホン酸(Yajimaら,J.Chem.Soc.,Chem.Comm.,1974,107)などのスルホン酸 の使用により行われるのが最も多い。強酸(例えば無水HF)脱保護法は、PNA鎖 における感受性残基のアルキル化およびアシル化につながる可能性がある、高い 反応性のカルボカチオンを産生する可能性がある。こうした副反応は、アニソー ル、フェノール、ジメチルスルフィド、およびメルカプトエタノールなどのスカ ベンジャーの存在により、部分的にしか避けられない。したがって、有害なカル ボカチオンの前駆体を除去し不活性スルホニウム塩を形成する、スルフィド補助 酸分解SN2脱保護法(Tamら,J.Am.Chem.Soc.,1983,105,6442およびJ.Am.Chem.Soc. ,1986,108,5242)、いわゆる「低(low)」法が、ペプチドおよびPNA合成にしば しば使用される。脱保護および/またはPNA固体支持体結合の最後の切断の他の 方法には、塩基触媒アルコーリシス(Bartonら,J.Am.Chem.Soc.,1973,95,4501) 、アンモノリシス、加ヒドラジン分解(Bodanszkyら,Chem.Ind.,1964,1423)、水 素分解(Jones,Tetrahedron Lett.1977,2853およびSchlatterら,TetrahedronLe tt.1977,2861)および光分解(RichおよびGurwara,J.Am.Chem.Soc.,1975,97,15 75)を含んでもよい。 最後に、慣用ペプチドの化学合成と対照的に、アミノエチルグリシル骨格単位 に基づくものなどアキラルPNAの段階的鎖構築は、N末端またはC末端どちらか ら出発してもよい。当業者は、C末端で出発する合成は、典型的には保護アミ ン基および遊離または活性化酸基を使用し、そしてN末端で出発する合成は、典 型的には保護酸基および遊離または活性化アミン基を使用することを認識するで あろう。 治療および予防標的となる可能性があるものには、単純疱疹ウイルス(herpes simplex virus)(HSV)、ヒト乳頭腫ウイルス(human papilloma virus)(HPV)、 ヒト免疫不全ウイルス(human immunodeficiency virus)(HIV)、カンジダア ルビカンス(candida albicans)、インフルエンザウイルス(influenza virus )、サイトメガロウイルス(cytomegalovirus)(CMV)、細胞間接着分子(ICAM )、5−リポキシゲナーゼ(5−LO)、ホスホリパーゼA2(PLA2)、プロテイン キナーゼC(PKC)、およびrasオンコジーンが含まれる。こうした標的の潜在的 な治療には、眼、口唇、性器、および全身の単純疱疹IおよびII感染;性器いぼ ;子宮頚癌;尋常性ゆうぜい;カポジ肉腫;AIDS;皮膚および全身の真菌感染; インフルエンザ;肺炎;免疫抑制された患者における網膜炎および肺炎;単核細 胞症;眼、皮膚および全身の炎症;心臓血管疾患;癌;喘息;乾癬;心臓血管虚 脱;心筋梗塞;胃腸疾患;腎臓疾患;慢性関節リウマチ;変形性関節症;急性膵 炎;敗血症ショック;およびクローン病が含まれる。 一般的に、治療または予防的処置には、こうした療法が必要であると疑われる 患者に、通常、薬学的に許容されるキャリアー中の本発明のPNAまたはリポソー ム組成物を、特定の疾患の性質、その重症度および患者の全体的な状態に依存し て変化するであろう量および期間、投与する。本発明のPNAおよびリポソーム組 成物は、キャリアー、増粘剤(thickener)、希釈剤、緩衝剤、保存剤、界面活 性剤およびそれらに匹敵するものを含んでもよい、薬剤組成物に処方してもよい 。薬剤組成物はまた、ペプチド核酸に加え、1つまたはそれ以上の活性成分、例 えば抗菌剤、抗炎症剤、麻酔剤およびそれらに匹敵するものも含んでもよい。 薬剤組成物は、局所または全身性治療が望ましいのかに依存して、そして治療 される領域に依存して、多くの方法で投与してもよい。投与は局所(眼、膣、直 腸、鼻腔内、経皮を含む)、経口または非経口(parenteral)、例えば静脈内点 滴、皮下、腹腔内または筋内注射または鞘内または脳室内投与によってもよい。 局所投与のための処方には、経皮パッチ(patch)、軟膏、ローション、クリ ーム、ゲル、ドロップ、座薬、スプレー、液体および粉末が含まれてもよい。慣 用的な薬剤キャリアー、核酸キャリアー、水性、粉末または油性基剤(base)、 増粘剤およびそれらに匹敵するものが、特定の環境では必要または望ましい可能 性がある。被膜コンドーム、手袋およびそれらに匹敵するものもまた、有用であ る可能性がある。局所投与にはまた、本発明のPNAおよびリポソーム組成物のエ レクトロポレーションによる動物の表皮への搬送も含まれる。1996年12月12日に 公表されたZewartら、WO 96/39531。 経口投与のための組成物には、粉末または顆粒、水性または非水性媒体中の懸 濁物または溶液、カプセル、サシェー剤(sachet)、または錠剤が含まれる。増 粘剤、香料、希釈剤、乳化剤、分散補助剤または結合剤が望ましい。 本発明のPNAおよびリポソーム組成物を動物の目の硝子体液に直接搬送するた めの硝子体内注射が、1997年1月21に発行された米国特許第5,595,978号に記載 され、その内容は本明細書に援用される。 管状器官または組織(例えば、動脈、静脈、尿管または尿道)の分離された部 分に本発明のPNAおよびリポソーム組成物を直接搬送するための管内投与は、こ うした器官または組織の管腔に影響を与える疾患または状態がある患者の治療に 望ましい可能性がある。この投与形態を達成するため、カテーテルまたはカニュ ーレを適切な手段により外科的に導入する。治療しようとする管器官または組織 の部分を分離した後、本発明のPNAまたはリポソーム組成物をカテーテルまたは カニューレを通じ注入する。注入カテーテルまたはカニューレをその後、除去し 、そして管器官または組織中の流動を、その部分の分離を達成した結紮糸を除去 することにより復活させる。Morishitaら,Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,1993,90 ,8474。 本発明のPNAまたはリポソーム組成物を患者の脳に直接搬送するための脳室内 投与は、脳に影響を与える疾患または状態がある患者の治療に望ましい可能性が ある。投与のこの形態を達成するため、シリコンカテーテルを脳室内に外科的に 導入し、そして腹部領域に外科的に移植されている皮下注入ポンプ(Medtronic I nc.、ミネソタ州ミネアポリス)に連結する。Zimmら,Cancer Research,1984,44,1 698;およびShaw,Cancer,1993,72(11 Suppl.),3416。該ポンプを用い、 PNAまたはリポソーム組成物を注入し、そして外部プログラミング装置の補助に より、正確な投薬調整および投薬スケジュールの変動を可能にする。ポンプの貯 蔵容量は18から20mlであり、そして注入速度は毎時0.1mlから1mlの範囲にあっ てもよい。毎日から月ごとの範囲の投与頻度、および体重kg当たり0.01μgから 100gの範囲の投与される用量に依存して、ポンプ貯蔵容器は3から10週間間隔 で補充される。ポンプの補充はポンプの自動防漏隔膜の経皮穿刺により達成され る。脳室内投与の組成物は、無菌水溶液を含んでもよく、これはまた緩衝剤、希 釈剤および他の適切な添加物も含んでもよい。 本発明のPNAまたはリポソーム組成物を患者の脊柱に直接搬送するための鞘内 投与は、中枢神経系の疾患がある患者の治療に望ましい可能性がある。投与のこ の経路を達成するため、患者のL3−4腰部脊柱間空にシリコンカテーテルを外科 的に移植し、そして上腹部領域に外科的に移植されている皮下注入ポンプに連結 する。LuerおよびHatton,TheAnnals of Pharmacotherapy,1993,27,912;Ettinge rら,Cancer,1978,41,1270;およびYaidaら,Regul.Pept.,1995,59,193。該ポンプ を用い、PNAまたはリポソーム組成物を注入し、そして外部プログラミング装置 の補助により、正確な投薬調整および投薬スケジュールの変動を可能にする。ポ ンプの貯蔵容量は18から20mlであり、注入速度は毎時0.1mlから1mlの範囲にあ ってもよい。毎日から月ごとの範囲の投与頻度、および体重kg当たり0.01μgか ら100gの範囲の投与される用量に依存して、ポンプ貯蔵容器は3から10週間間 隔で補充される。ポンプの補充はポンプの自動防漏隔膜の単回経皮穿刺により達 成される。鞘内投与の組成物は、無菌水溶液を含んでもよく、これはまた緩衝剤 、希釈剤および他の適切な添加物も含んでもよい。 本方法を介し、脳または脊柱以外の領域への搬送を達成するため、シリコンカ テーテルを、例えば肝臓への搬送のため肝動脈への皮下注入ポンプに連結するよ う形成してもよい。Kemenyら,Cancer,1993,71,1964。注入ポンプはまた、全身搬 送を達成するのに用いてもよい。Ewelら,Cancer Research,1992,52,3005; およびRubensteinら,J.Surg.Oncol.,1996,62,194。 非経口、鞘内または脳室内投与のための組成物、またはリポソーム系は、無菌 水溶液を含んでもよく、これはまた緩衝剤、希釈剤および他の適切な添加物も含 んでもよい。用量決定は、治療されるべき疾患状態の重症度および反応性に依存 し、治療経過は数日から数か月、または治癒が達成されるまでまたは疾患状態の 軽減が達成されるまで続く。最適投薬スケジュールは患者体内の薬剤集積測定か ら計算されてもよい。一般の当業者は、容易に、最適用量、投薬方法論および反 復率を決定することが可能である。最適用量は、個々のPNAの相対効能に依存し て変化する可能性があり、そして一般的にin vitroおよびin vivo動物モデルで 有効であることが見出されるEC50に基づいて概算することが可能である。一般的 に用量は体重kg当たり0.01μgから100gであり、そして毎日1回またはそれ以 上、毎週、毎月、または毎年、または2から20年毎に1回の投与でもよい。 単量体サブユニットの合成 単量体サブユニットは、好ましくは、実施例1および2に記載されるように、 保護/脱保護過程を介し、(BOC−アミノエチル)グリシンのメチルまたはエチ ルエステルのいずれかの調製で始まる一般的な計画により合成される。チミン単 量体の台成は実施例4および5に記載され、そして保護シトシン単量体の合成は 実施例6に記載される。 保護アデニン単量体の合成は、ブロモ酢酸エチルでのアデニンのアルキル化( 実施例7)およびX線結晶解析による置換位(すなわち9位)の確認を含む。そ の後、N6−アミノ基を、試薬N−エチル−ベンジルオキシカルボニルイミダゾ ール・テトラフルオロホウ酸を用いることにより、ベンジルオキシカルボニル基 で保護する(実施例8)。産物エステルの単純加水分解(実施例9)によりN6 −ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチルアデニンが得られ(実施例1 0および11)、これを標準的PNAオリゴマー合成に用いた。 保護G単量体の合成には、出発物質、2−アミノ−6−クロロプリンをブロモ酢 酸でアルキル化し(実施例12)、そしてその後6−クロロ基をベンジルオキシ基 で置換した(実施例13)。生じた酸をカップリング剤として用いる剤PyBropTMと 共に(BOC−アミノエチル)グリシンメチルエステル(実施例2由来)とカップ リングさせ、そして生じたエステルを加水分解し(実施例14)、保護G単量体を 得た。PNAオリゴマー合成に続き、O6−ベンジル基を、最後のHF切断段 階において除去した。 本発明のさらなる目的、利点、および新規の特徴は、これらの以下の実施例を 調べることにより、当業者に明白になるであろう。以下の実施例は本発明を例示 し、そして本発明を制限することを意図しない。当業者は、本明細書に記載され る特定の物質、組成物および方法の多くの同等物を認識し、または慣例の実験を 通し確認することが可能であろう。こうした同等物は本発明の範囲内であると見 なされる。 一般的な言及 以下の略語は実験例に用いられる:DMF、N,N−ジメチルホルムアミド;Tyr 、チロシン;Lys、リジン;DCC、N,N−ジシクロヘキシル−カルボジイミド;D CU、N,N−ジシクロヘキシル尿素;THF、テトラヒドロフラン;aeg、N−アセ チル−N−(2'−アミノエチル)グリシン;aek、N−アセチル−N−(2'−ア ミノエチル)リジン;Pfp、ペンタフルオロフェニル;BOC,tert−ブトキシカル ボニル:Z、ベンジルオキシカルボニル;NMR、核磁気共鳴;s、一重線;d、二 重線;dd、二重線の二重線;t、三重線;q、四重線;m、多重線;b、広い(broa d);δ、化学シフト;ppm、百万分率(化学シフト)。 NMRスペクトルは、テトラメチルシランを内部標準として用い、JEOL FX90Q分 光計またはBruker 250 MHz上に記録された。質量分析は、VG FAB供給源およびプ ローブに適応させたMassLab VG 12-250四重極(quadropole)計器上で行った。 融点はBuchi融点装置上に記録され、そして修正されていない。N,N−ジメチル ホルムアミドは4Å分子ふるい上で乾燥させ、蒸留しそして4Å分子ふるい上で保 存した。ピリジン(HPLC品質)を4Å分子ふるい上で乾燥させ、そして保存した。 他の使用溶媒は入手可能な最高の品質であるか、または使用前に蒸留した。ジオ キサンは使用前に塩基性アルミナを通過させた。BOC−無水物、4−ニトロフェノ ール、ブロモ酢酸メチル、ベンジルオキシカルボニルクロリド、ペンタフルオロ フェノールはすべて、Aldrich Chemical Companyから得た。チミン、シトシン、 アデニンはすべて、Sigmaから得た。 薄層クロマトグラフィー(tlc)は以下の溶媒系を用いて行った:(1)クロロ ホルム:トリエチルアミン:メタノール、7:1:2;(2)塩化メチレン:メ タノール、9:1;(3)クロロホルム:メタノール:酢酸、85:10:5。点はUV (254nm)およびまたはニンヒドリン溶液(1−ブタノール1000mlおよび酢酸30ml 中、ニンヒドリン3g)をスプレーした後120℃で5分加熱し、そしてスプレー、 加熱を再度行うことにより視覚化した。 PNAオリゴマーのカルボキシ末端(C末端)を多様な官能基で置換してもよい 。1つの方法では、これは異なる樹脂の使用を通じて行われる。PNAオリゴマー のアミノ末端(N末端)もまた、最後のカップリング段階において最後のPNA単 量体に対し、カルボン酸に基づくキャップ試薬を用いてキャッピングしてもよく 、または多用な結合基で置換してもよい。CおよびN末端基の代表的な例を以下 に示す。 使用される樹脂 調製されるaeg-PNA/aeg-PNA誘導体 (キャッピング試薬=アセチル) メリフィールド CH3CONH-(PNA)-COOH H2N-(PNA)-COOH Lys置換メリフィールド H2N-(PNA)-Lys-COOH メリフィールド H2N-(PNA)-CONH2 Lys置換MBHA H2N-(PNA)-Lys-CONH2 Lys置換メリフィールド CH3CONH-(PNA)-Lys-COOH H2N-(PNA)-COOH Lys置換メリフィールド H2N-(PNA)-Lys-COOH メリフィールド H2N-(PNA)-CONH2 MBHA H2N-(PNA)-CONH2 Lys置換MBHA H2N-(PNA)-Lys-CONH2 MBHA CH3CONH-(PNA)-CONH2 H2N-(PNA)-CONH2 Lys置換MBHA CH3CONH-(PNA)-Lys-CONH2 (キャッピング試薬=N−Bocグリシン) メリフィールド BocGly-(PNA)-COOH Lys置換メリフィールド BocGly-(PNA)-Lys-COOH MBHA BocGly-(PNA)-CONH2 Lys置換MBHA BocGly-(PNA)-Lys-CONH2 (キャッピング試薬=1.グリシン;2.コール酸(Chol)) メリフィールド Chol-Gly-(PNA)-COOH Lys置換メリフィールド Chol-Gly-(PNA)-Lys-COOH MBHA Chol-Gly-(PNA)-CONH2 Lys置換MBHA Chol-Gly-(PNA)-Lys-CONH2 さらなる例は、1994年7月15日に出願され、そして本明細書に援用される米国 特許出願第08/275,951号に見られる。 実施例1 N−ベンジルオキシカルボニル−N'−(BOC−アミノエチル)グリシンの合成 アミノエチルグリシン(52.86g、0.447mol)を水(900ml)に溶解し、そして ジオキサン(900ml)を添加した。2N NaOHでpHを11.2に調整した。pHを11 .2に維持しながら、tert−ブチル−p−ニトロフェニルカルボネート(128.4g、0 .537mol)をジオキサン(720ml)に溶解し、そして2時間にわたり一滴ずつ添加 した。少なくともさらに3時間pHを11.2に維持し、そしてその後、攪拌しなが ら一晩置いた。黄色溶液を0℃に冷却し、そして2N HClでpHを3.5に調整した 。混合物をクロロホルム(4x100ml)で洗浄し、そして0℃で2NNaOHで水相の pHを9.5に再調整した。ベンジルオキシカルボニルクロリド(73.5ml、0.515mo l)を半時間にわたり添加する一方、2N NaOHでpHを9.5に維持した。続く4 時間、頻繁にpHを調整し、そして溶液を攪拌しながら一晩置いた。翌日、溶液 をエーテル(3x600ml)で洗浄し、そしてその後0℃で2N HClで溶液のpHを1 .5に調整した。表題化合物を酢酸エチル(5x1000ml)を用いた抽出により単離し た。酢酸エチル溶液を硫酸マグネシウムで乾燥させ、そ して真空で蒸発乾固させた。これにより産物138gが得られ,これをエーテル(300 ml)に溶解し、そして石油エーテル(1800ml)の添加により沈澱させた。収量124 .7g(79%)。融点64.5−85℃。C17H24N2O6分析の観察値(計算値)、 UVスペクトル(200nm−300nm)が同一であり、小さいピークがビス−Z−AEG からなることが示される。 実施例2 N'−BOC−アミノエチルグリシンエステルの合成 (a)エチルエステル:N−ベンジルオキシカルボニル−N'−(BOC−アミノエ チル)グリシン(60g、0.170mol)およびN,N−ジメチル−4−アミノピリジン (6g)を無水エタノール(500ml)に溶解し、そしてDCC(42.2g、0.204mol)を 添加する前に0℃に冷却した。氷槽を5分後に除去し、そしてさらに2時間攪拌 を続けた。沈澱したDCU(32.5g、乾燥)を濾過により除去し、そしてエーテル( 3x100ml)で洗浄した。合わせた濾過物を、希釈した硫酸水素カリウム(2x400 ml)、希釈した炭酸水素ナトリウム(2x400ml)および飽和塩化ナトリウム(1 x400ml)で連続的に洗浄した。有機相を濾過し、そして硫酸マグネシウムで乾 燥させ、そして真空で蒸発乾固させ、DCUをいくらか含む油状物質66.1gを得た。 該油状物質を無水エタノール(600ml)に溶解し、そして炭素(6.6g)中の10 %パラジウムを添加した。溶液を大気圧で水素化した。4時間後、理論上の4.2l から3.3lが消費された。反応混合物をセライト(celite)を通して濾過し、そ して真空で蒸発乾固させ、油状物質39.5g(94%)を得た。油状物質の一部、13g をシリカゲル(SiO2、600g)クロマトグラフィーにより精製した。塩化メチレン 中の20%石油エーテル300mlで溶出した後、表題化合物を塩化メチレン中の5%メ タノール1700mlで溶出した。溶媒を真空で分画から除去し、満足できる 純度の産物8.49gを得た。また別に未精製成分10gをKugelrohr蒸留により精製 した。 (b)メチルエステル:メタノールをエタノールに対し置換し、エチルエステル に関する上述の方法を用いた。最終産物はカラムクロマトグラフィーにより精製 した。 実施例3 (N'−BOC−アミノエチル)グリシンエチルエステルの大規模な別の合成 (a) BOC−アミノアセトアルデヒドの調製 3−アミノ−1,2−プロパンジオール(80g,0.88mol)を水(1500ml)に溶解し 、そして溶液を4℃に冷却した後、一部にBOC無水物(230g、1.05mol)を添加し た。水槽中で溶液をゆるやかに室温まで加熱した。水酸化ナトリウムを一滴ずつ 添加することにより、pHを10.5に維持した。反応経過にわたり、水480mlに溶 解した総量70.2gのNaOHを添加した。一晩攪拌した後、酢酸エチル(1000ml)を 添加し、混合物を0℃に冷却し、そして4M塩酸の添加によりpHを2.5に調整し た。酢酸エチル層を除去し、そして酸性水溶液をさらに酢酸エチル(8x500ml) で抽出した。合わせた酢酸エチル溶液を、回転蒸発装置を用い、体積1500mlに減 少させた。生じた溶液を半飽和硫酸水素カリウム(1500ml)そしてその後、飽和 塩化ナトリウムで洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、そして真空 で蒸発乾固させた。収量:145.3g(86%)。 3−BOC−アミノ−1,2−プロパンジオール(144.7g、0.757mol)を水(750ml)に懸 濁し、そして過ヨウ素酸カリウム(191.5g、0.833mol)を添加した。混合物を窒 素下で2.5時間攪拌し、そして沈澱したヨウ素酸カリウムを濾過により除去し、 そして水(100ml)で一度洗浄した。水相をクロロホルム(6x400ml) で抽出した。クロロホルム抽出物を乾燥させ、真空で蒸発乾固させた。収量:油 102g(93%)。BOC−アミノアセトアルデヒドの2つの部分を、84℃および0.3m mHgでKugelrohr蒸留により精製した。収量:無色油として79g(77%)。 (b) (N'−BOC−アミノエチル)グリシンメチルエステルの調製 炭素中のパラジウム(10%、2.00g)を、メタノール(150ml)中のBOC−アミ ノアセトアルデヒド(10g、68.9mmol)溶液に0℃で添加した。メタノール(150m l)中の酢酸ナトリウム(11.3g、438mmol)、およびメタノール(75ml)中のグ リシンメチルエステル塩酸(8.65g、68.9mmol)を添加した。混合物を大気圧で2 .5時間水素化し、その後セライトを通じて濾過し、そして真空で蒸発乾固させた 。成分を水(150ml)に再溶解し、そして0.5N NaOHでpHを8に調整した。水 溶液を塩化メチレン(5x150ml)で抽出した。合わせた抽出物を硫酸ナトリウム で乾燥させ、真空で蒸発乾固させた。これにより(N'−BOC−アミノエチル)グ リシンメチルエステルの収量14.1g(88%)が生じた。未精製成分を120℃および 0.5mmHgでKugelrohr蒸留により精製し、無色油11.3g(70%)を得た。産物はtl c分析(塩化メチレン中10%メタノール)により、実施例26で産生された成分よ り高い純度を有した。 また別に、(触媒としてのPd(C)と共に)水素の代わりに減少剤としてシアノ ホウ水素化ナトリウムを用いてもよいが、収率(42%)はより低かった。 (c) (N'−BOC−アミノエチル)グリシンエチルエステルの調製 表題化合物を、グリシンメチルエステル塩酸に対しグリシンエチルエステル塩 酸を置換し、上記の方法により調製した。また、用いた溶媒はエタノールであっ た。収率は78%だった。 実施例4 1−(BOC−aeg)チミンエチルエステルの合成 N'−BOC−アミノエチルグリシンエチルエステル(13.5g、54.8mmol)、DhbtO H(9.84g、60.3mmol)および1−カルボキシメチルチミン(11.1g、60.3mmol) をDMF(210ml)に溶解した。塩化メチレン(210ml)を添加した。溶液をエタノ ール/氷槽で0℃に冷却し、そしてDCC(13.6g、65.8mmol)を 添加した。1時間後、氷槽を除去し、そして室温で攪拌をさらに2時間続けた。 沈澱したDCUを濾過により除去し、そして塩化メチレン(2x75ml)で2回洗浄し た。合わせた濾過物にさらに塩化メチレン(650ml)を添加した。溶液を、希釈 した炭酸水素ナトリウム(3x500ml)、希釈した硫酸水素カリウム(2x500ml) 、および飽和塩化ナトリウム(1x500ml)で連続的に洗浄した。沈澱のいくらか は、濾過により有機相から除去した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、そ して真空で蒸発乾固させた。油状残渣を塩化メチレン(150ml)に溶解し、濾過 し、そして0℃で石油エーテル(350ml)を添加することにより表題化合物を沈澱 させた。塩化メチレン/石油エーテル処置をもう一度繰り返した。これによりHP LCにより99%以上の純度である成分16g(71%)が得られた。 実施例5 1−(BOC−aeg)チミンの合成 実施例4の成分をTHF(194ml、0.2Mの溶液が得られる)に懸濁し、そして1 M水酸化リチウム水溶液(116ml)を添加した。混合物を室温で45分攪拌し、そ してその後、残渣DCUを除去するため濾過した。水(40ml)を溶液に添加し、そ の後、塩化メチレン(300ml)で洗浄した。さらに水(30ml)を添加し、そして 該アルカリ溶液を塩化メチレン(150ml)でもう一度洗浄した。水溶液を0℃に冷 却し、そして1N HCl(およそ110ml)を一滴ずつ添加することによりpHを2 に調整した。表題化合物を酢酸エチル(9x200ml)で抽出し、合わせた抽出物を 硫酸マグネシウムで乾燥させ、そして真空で蒸発乾固させた。残渣をメタノール からもう一度蒸発させ、一晩乾燥させた後、無色ガラス状固体を得た。収量:9. 57g(64%)。HPLC>98%。RT=14.8分。C16H24N4O7・0.25H2O分析の観察値( 計算値)、C:49.29(49.42);H:6.52(6.35);N:14.11(14.41)。第二級 アミドの周囲で回転が制限されたため、シグナルのいくつかは2:1の比で二重 になっていた(大きいものはmj.、小さいものはmi.とリストに示している。) 実施例6 N4−ベンジルオキシカルボニル−1−(BOC−aeg)シトシンの合成 N'−BOC−アミノエチルグリシンエチルエステル(5g、20.3mmol)、DhbtOH(3. 64g、22.3mmol)およびN4−ベンジルオキシカルボニル−1−カルボキシメチル シトシン(6.77g、22.3mmol)をDMF(100ml)に懸濁した。塩化メチレン(100ml) を添加した。溶液を0℃に冷却し、そしてDCC(5.03g、24.4mmol)を添加した。2 時間後、氷槽を除去し、そして室温で攪拌をさらに1時間続けた。反応混合物を その後、真空で蒸発乾固させた。残渣をエーテル(100ml)に懸濁し、30分激し く攪拌した。固体成分を濾過により分離し、そしてエーテル洗浄処置を2回繰り 返した。成分をその後、希釈炭酸水素ナトリウム(およそ4%溶液、100ml)で15 分激しく攪拌し、濾過し、そして水で洗浄した。この処置をその後、もう一度繰 り返し、乾燥後、黄色い固体成分17gが残った。固体をその後、ジオキサン(200 ml)で還流し、そして熱いうちに濾過した。冷却した後、水(200ml)を添加し た。沈澱成分を濾過により分離し、水で洗浄し、そして乾燥させた。HPLC(260n mで観察)によれば、この成分はDCUの他は、99%以上の純度を有した。該エステ ルをその後、THF(100ml)に懸濁し、0℃に冷却し、そして1NLiOH(61ml)を 添加した。15分攪拌した後、混合物を濾過し、そして濾過物を塩化メチレン(2 x150ml)で洗浄した。該アルカリ溶液をその後0℃に冷却し、そして1NHClでp Hを2.0に調整した。表題化合物を濾過により分離し、そして水で一度洗浄し、乾 燥後白色粉末11.3gが残った。該成分を塩化メチレン(300ml)に懸濁し、そして 石油エーテル(300ml)を添加した。濾過および洗浄により、乾燥後7.1g(69% )が得られた。HPLCは99%の純度を示した。RT=19.5分であり、そしてZ−脱 保護単量体である可能性が最も高い少量の不純物(およそ1%)が12.6分に見ら れた。C23H29N5O8分析の観察値(計算値)、 実施例7 9−カルボキシメチルアデニンエチルエステルの合成 アデニン(10g、74mmol)および炭酸カリウム(10.29g、74mmol)をDMFに懸濁 し、そしてブロモ酢酸エチル(8.24ml、74mmol)を添加した。懸濁物を窒素下で 、室温で2.5時間攪拌し、そしてその後、濾過した。固体残渣をDMF(10ml)で3 回洗浄した。合わせた濾過物を真空で蒸発乾固させた。水(200ml)を黄橙色固体 成分に添加し、そして4N HClでpHを6に調整した。0℃で10分攪拌した後、 固体を濾過して除き、水で洗浄し、そして96%エタノール(150ml)から再結晶さ せた。表題化合物を濾過により分離し、そしてエーテルで完全に洗浄した。収量 :3.4g(20%)。融点215.5−220℃。C9H11N5O2分析の観察値(計算値)、 アルキル化の位は、96%エタノールからの再結晶により得られた結晶のX線結晶 解析により確認した。 また別に、9−カルボキシメチルアデニンエチルエステルを以下の方法により 調製してもよい。窒素注入口、機械的攪拌器および注入漏斗を備えた21の三つ 首フラスコ中のDMF(1100ml)に懸濁したアデニン(50g、0.37mol)に、ヘキサ ン洗浄水素化ナトリウム−ミネラルオイル分散物16.4g(0.407mol)を添加した 。混合物を2時間激しく攪拌し、その後ブロモ酢酸エチル(75ml、0.67mol)を 3時間にわたり一滴ずつ添加した。混合物をさらに1時間攪拌し、その後tlcに よりアデニンの完全な変換が示された。混合物を1mmHgで蒸発乾固させ、そして 油状残渣に水(500ml)を添加し、表題化合物の結晶化を起こした。該固体を96 %エタノール(600ml)から再結晶させた。収量(乾燥後):53.7g(65.6%)。HPLC( 215nm)純度>99.5%。 実施例8 N6−ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチルアデニンエチルエステル の合成 9−カルボキシメチルアデニンエチルエステル(3.4g、15.4mmol)を乾燥DMF(5 0ml)に穏やかに加熱することにより溶解し、20℃に冷却し、そして塩化メチレ ン(50ml)中のN−エチル−ベンジルオキシカルボニルイミダゾール・テトラフ ルオロホウ酸(62mmol)溶液を、氷槽中で15分にわたり添加した。沈澱がいくら か観察された。氷槽を除去し、そして溶液を一晩攪拌した。反応混合物を飽和炭 酸水素ナトリウム(100ml)で処理した。10分攪拌した後、相を分離し、そして 有機相を、1体積の水、希釈硫酸水素カリウム(2回)、および飽和塩化ナトリ ウムで連続的に洗浄した。溶液を硫酸マグネシウムで乾燥させ、そして真空で蒸 発乾固させ、油状成分11gを得た。該成分を塩化メチレン(25ml)に溶解し、0℃ に冷却し、そして石油エーテル(50ml)で沈澱させた。この処置をもう一度繰り 返し、表題化合物3.45g(63%)を得た。融点132-35℃。 C17H17N5O4分析の観察値(計算値)、 実施例9 N6−ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチルアデニンの合成 N6−ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチルアデニンエチルエステ ル(3.2g、9.01mmol)をメタノール(50ml)と混合し、0℃に冷却した。水酸化 ナトリウム溶液(2N、50ml)を添加し、それにより成分は素早く溶解した。30 分後、0℃で、該アルカリ溶液を塩化メチレン(2x50ml)で洗浄した。0℃で4 N HClで水溶液のpHを1に調整し、それにより表題化合物が沈澱した。濾過、水 での洗浄、および乾燥後の収量は3.08g(104%)であった。産物は塩を含み、そ して元素分析はそれを反映した。C15H13N5O4分析の観察値(計算値)、 系1でのHPLC(215nm、260nm):15.18分、少量の不純物は全部で2%未満。 実施例10 N6−ベンジルオキシカルボニル−1−(BOC−aeg)アデニンエチルエステルの合 成 N'−BOC−アミノエチルグリシンエチルエステル(2g、8.12mmol)、DhbtOH(1. 46g、8.93mmol)およびN6−ベンジルオキシカルボニル−9−カルボキシメチル アデニン(2.92g、8.93mmol)をDMF(15ml)に溶解した。塩化メチレン(15ml) をその後、添加した。溶液をエタノール/水槽で0℃に冷却した。DCC(2.01g、9 .74mmol)を添加した。2.5時間後、氷槽を除去し、そして攪拌 を室温でさらに1.5時間続けた。沈澱したDCUを濾過により除去し、そしてDMF(1 5ml)で1回、そして塩化メチレン(2x15ml)で2回洗浄した。合わせた濾過物 に、さらに塩化メチレン(100ml)を添加した。溶液を、希釈炭酸水素ナトリウ ム(2x100ml)、希釈硫酸水素カリウム(2x100ml)および飽和塩化ナトリウム (1x100ml)で連続的に洗浄した。有機相を真空で蒸発乾固させ、黄色油状物質 を3.28g(73%)得た。未精製産物のHPLCにより、主ピークより極性の高いおよ び低いもの両方の、いくつかの不純物を含む、わずか66%の純度が示された。該 油を無水エタノール(50ml)に溶解し、そして活性炭を添加した。5分攪拌した 後、溶液を濾過した。濾過物を水(30ml)と混合し、そして一晩攪拌した。翌日 、白色沈澱物を濾過により除去し、水で洗浄し、そして乾燥させ、HPLCによると 98%より高い純度である成分1.16g(26%)を得た。母液に水を添加することに より、さらに純度およそ95%の0.53gの産物が得られた。C26H33N7O7・H2O分析の 観察値(計算値)、 スペクトルは、エタノールおよびDCUの痕跡を示した。 実施例11 N6−ベンジルオキシカルボニル−1−(BOC−aeg)アデニンの合成 N6−ベンジルオキシカルボニル−1−(BOC−aeg)アデニンエチルエステル( 1.48g、2.66mmol)をTHF(13ml)に懸濁し、そして混合物を0℃に冷却した。水 酸化リチウム(8ml、1N)を添加した。15分攪拌した後、反応混合物を濾過し 、さらに水(25ml)を添加し、そして溶液を塩化メチレン(2x25ml)で洗浄し た。1N HClで水溶液のpHを2に調整した。沈殿物を濾過により分離し、水で 洗浄し、そして乾燥させ、産物0.82g(58%)を得た。塩化メチレン/ 石油エーテルから産物をさらに2回沈澱させた。収量(乾燥後):0.77g(55%) 。融点119℃(分解(decomp.))。C24H29N7O7・H2O分析の観察値(計算値)、 実施例12 2−アミノ−6−クロロ−9−カルボキシメチルプリンの合成 DMF(50ml)中の2−アミノ−6−クロロプリン(5.02g、29.6mmol)および炭酸 カリウム(12.91g、93.5mmol)の懸濁物に、ブロモ酢酸(4.7g、22.8mmol)を添加し た。混合物を窒素下で20時間、激しく攪拌した。水(150ml)を添加し、そして 溶液をセライトを通じて濾過し、透明な黄色溶液を得た。該溶液を4N塩酸でpH 3に酸性化した。沈澱物を濾過し、そしてsicapentで、真空で乾燥させた。収量 :3.02g(44.8%)。 実施例13 2−アミノ−6−ベンジルオキシ−9−カルボキシメチルプリンの合成 ナトリウム(2g、87mmol)をベンジルアルコール(20ml)に溶解し、加熱して 130℃にし2時間置いた。0℃に冷却した後、DMF(85ml)中の2−アミノ−6−ク ロロ−9−カルボキシメチルプリン(4.05g、18mmol)をゆっくりと添加し、そし て生じた懸濁物を20℃で一晩攪拌した。水酸化ナトリウム溶液(1N、100ml) を添加し、そして透明な溶液を酢酸エチル(3x100ml)で洗浄した。水相をその 後、4N塩酸でpH3に酸性化した。沈澱物を酢酸エチル(200ml) に溶解し、そして水相を酢酸エチル(2x100ml)で抽出した。合わせた有機相を 飽和塩化ナトリウム溶液(2x75ml)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ 、そして真空で蒸発乾固させた。残渣をエタノール(300ml)から再結晶させた 。sicapentでの真空乾燥後の収量:2.76g(52%)。融点159−65℃。分析(計算 値、観察値)、 実施例14 N−([2−アミノ−6−ベンジルオキシ−プリン−9−イル]−アセチル)−N− (2−BOC−アミノエチル)グリシン[BOC−Gaeg−OH単量体]の合成 2−アミノ−6−ベンジルオキシ−9−カルボキシメチル−プリン(0.5g、1.67m mol)、メチル−N(2−[tert−ブトキシカルボニルアミノ]エチル)グリシネー ト(0.65g、2.8mmol)、ジィソプロピルエチルアミン(0.54g、4.19mmol)、お よびブロモ−トリス−ピロリジノ−ホスホニウム−ヘキサフルオロ−リン酸(Py BroP(登録商標))(0.798g、1.71mmol)をDMF(2ml)中で4時間攪拌した。透 明な溶液を炭酸水素ナトリウムの氷冷溶液(1N、40ml)に注ぎ、そして酢酸エ チル(3x40ml)で抽出した。有機層を硫酸水素カリウム溶液(1N、2x40ml) 、炭酸水素ナトリウム(1N、1x40ml)および飽和塩化ナトリウム溶液(60ml )で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、真空で蒸発させ、固体残渣 を2:1酢酸エチル/ヘキサン(20ml)から再結晶させ、収率63%のメチルエス テルを得た。MS-FAB、514(M+1)。濃水酸化ナトリウム(1ml)を含む1:2エタ ノール/水(30ml)に該エステルを溶解することにより、加水分解を達成した。 2時間攪拌した後、溶液を濾過し、そして4N塩酸を添加することにより、pH 3に酸性化した。表題化合物を濾過により得た。収量:370mg(加水分解に対し7 2%)。HPLCによる純度は99%以上だった。第二級アミドの周囲で回転が制限さ れたため、シグナルのいくつかは2:1の比で二重になっていた(大きいものは mj、小さいものはmiとリストに示している。) 実施例15 エチル−N6−(ベンジルオキシカルボニル)−2,6−ジアミノプリン−9−イル −アセテートの合成 乾燥DMF(90ml)中の2,6−ジアミノプリン(3g、19.46mmol)の懸濁物にNaH( 油中60%、0.87g、21.75mmol)を添加した。1時間後、ブロモ酢酸エチル(4.23 g、25.34mmol)を添加した。反応混合物は30分後に均質となり、そしてさらに90 分攪拌した。DMFを真空で除去すると、褐色粉末が生じた。該褐色粉末をその後 、1,4−ジオキサン(200ml)で10分還流し、そしてセライトを通して濾過した。 溶液を濃縮し、薄黄色粉末を得た。1,4−ジオキサン(150ml)中の薄黄色粉末( 5.52g)に、新たに調製されたN−ベンジルオキシカルボニル−N'−メチルイミ ダゾリウムトリフレート(10.7g、29.2mmol)を添加した。反応混合物を室温で1 6時間攪拌し、赤い溶液を生じた。ジオキサンを真空で除去し、そして未精製成 分をMeOH:ジエチルエーテルから再結晶させ、クリーム色固体として表題化合物 4.56g(63%)を得た。 実施例16 N6−(ベンジルオキシカルボニル)−2,6−ジアミノプリン−9−イル−酢酸の 合成 エチル−N6−(ベンジルオキシカルボニル)−2,6−ジアミノプリン−9−イ ル−アセテート(3g、8.1mmol)をNaOH(2N、30ml)に溶解した。1時間後、溶 液を2M HClでpH2.5に酸性化した。沈澱を濾過し、水で洗浄し、そして乾燥さ せ、白色固体としての表題化合物2.82g(98%)を得た。 IR(KBr):3300、3095、1750、1630、1590、1410。 実施例17 BOC−アミノアセトアルデヒドの合成 表題化合物は公表された論文の方法にしたがい調製した(Dueholmら,Organic Preparations and Procedures Intl.,1993,25,457)。 実施例18 ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニル)−リジンアリルエステルの合成 表題化合物は公表された論文の方法にしたがい調製した(WaldmannおよびHors t,Liebigs Ann.Chem.,1983,1712)。 実施例19 N−(BOC−アミノエチル)−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニル)−リ ジンアリルエステルの合成 ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニル)−リジンアリルエステル(実施 例18由来)をメタノール(50ml)に溶解し、そして0℃に冷却した。生じた溶液 にシアノホウ水素化ナトリウム(5.9mmol)、続いて酢酸(0.75ml)を添加した 。5分後、BOC−アミノアセトアルデヒド(13.3mmol)を添加し、そして反応混 合物をさらに1時間攪拌した。メタノールを真空で除去し、そして該油を酢酸エ チル(40ml)に溶解し、飽和水性NaHCO3、食塩水で洗浄し、Na2SO4で乾燥させ、 そして濃縮し、無色透明油を得た。この油を乾燥エーテル(80ml)に溶解し、-2 0℃に冷却し、そしてエーテル中の等モルのHClをゆっくり添加し た。生じた白色固体を濾過により収集し、そして空気乾燥した。空気乾燥した白 色固体の乾燥エーテルからの沈澱により分析上純粋な表題化合物を得た。 実施例20 N−(BOC−アミノエチル)−N−[N6−(ベンジルオキシカルボニル)−2,6− ジアミノプリン−9−イル−アセチル]−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボ ニル)−リジンアリルエステルの合成 DMF(150ml)中のN6−(ベンジルオキシカルボニル)−2,6−ジアミノプリン− 9−イル−酢酸(3.6g、10.5mmol)にN,N−ジイソプロピルエチルアミン(2.75 ml、21mmol)、およびN−(BOC−アミノエチル)−ε−(2−クロロベンジルオ キシカルボニル)−リジンアリルエステル塩酸(7.31g、15.8mmol)を添加した 。反応混合物を窒素下で20分攪拌し、そしてブロモ−トリス−ピロリジノ−ホス ホニウム−ヘキサフルオロリン酸(PyBrop、5.4g、11.6mmol)を添加した。反応 混合物を、窒素ガス中で室温で一晩攪拌した。生じた混合物を濃縮し、そして酢 酸エチルに溶解した。該酢酸エチル溶液を水性飽和炭酸水素ナトリウムで洗浄し 、分離しそして濃縮した。未精製成分を、溶出剤として酢酸エチル:ヘキサン: メタノール(6:3:1、v/v/v)を用いるシリカゲルフラッシュカラムクロマトグ ラフィーにより精製した。適切な分画の濃縮および乾燥により表題化合物3.1g( 37%)が得られた。 実施例21 N−(BOC−アミノエチル)−N−[N6−(ベンジルオキシカルボニル)−2,6− ジアミノプリン−9−イル−アセチル]−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニ ル)−リジンの合成 N−(BOC−アミノエチル)−N−[N6−(ベンジルオキシカルボニル)−2,6 −ジアミノプリン−9−イル−アセチル]−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボ ニル)−リジンアリルエステル塩酸(3.1g、3.93mmol)にTHF(100ml)、モルホ リン(3.5ml。39.3mmol)、およびテトラキス(トリフェニルホスフィン)−パ ラジウム(0)(0.45g、0.393mmol)を添加した。反応混合物を窒素 下で室温で2.5時間攪拌した。生じた混合物を濃縮し、そして酢酸エチルに溶解 した。酢酸エチル溶液を水性飽和硫酸水素カリウム(水で半分に希釈したもの) で洗浄し、分離し、そして濃縮した。未精製成分を、溶出液としてクロロホルム :メタノール(9:1、v/v)を用いるシリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフ ィーにより精製した。適切な分画の濃縮および乾燥により表題化合物1.25g(42 %)が得られた。 実施例22 グアニン単量体(BOC−Gaek−OH)の調製 N6−ベンジル−9−カルボキシメチレン−グアニン(2.63g、8.78mmol)にDIE A(2.6ml、20mmol)、DMF(30ml)、ジクロロメタン(70ml)、およびN−(BOC −アミノエチル)−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニル)−リジンアリ ルエステル(3.7g、8.04mmol)を添加した。反応混合物を窒素下で20分攪拌した 。PyBrop(4g、8.58mmol)を添加し、そして反応混合物をさらに16時間攪拌し た。反応混合物を濃縮し、そして残渣を、クロロホルム/ヘキサン/メタノール (12:7:1、v/v/v)を用いるシリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー により精製し、アリルエステルとしての表題化合物4g(60%)を得た。 該アリルエステル(4g、5.37mmol)にTHF(100ml)、テトラキスパラジウム( 0)(0.18g、0.15mmol)およびモルホリン(6.1ml、70mmol)を添加した。反応 混合物を窒素下で2.5時間攪拌し、そして濃縮した。残渣を、クロロホルム/ヘ キサン/メタノール(11:8:1、v/v/v)を用いるシリカゲルフラッシュカラムク ロマトグラフィーにより精製し、表題化合物2.67g(60%)を得た。 実施例23 アデニン単量体(BOC−Aaek−OH)の調製 上述の実施例22のグアニン単量体に用いた方法にしたがい、N6−ベンジル−9 −カルボキシメチレン−アデニンを用い、アデニン単量体の合成を行った。 実施例24 シトシン単量体(BOC−Caek−OH)の調製 N−(BOC−アミノエチル)−ε−(2−クロロベンジルオキシカルボニル)− リジンアリルエステル(8.21g、17.7mmol)にトリエチルアミン(10ml、98mmol )およびジクロロメタン(200ml)を添加した。溶液を窒素下で氷槽中で約0℃に 冷却した。冷却した溶液にクロロアセチルクロリド(2.2ml、27.6mmol)を10分に わたり添加し、そして反応混合物を室温で16時間攪拌した。反応混合物を濃縮し 、そして残渣を、酢酸エチル/ヘキサン(1:1、v/v)を用いるシリカゲルフラ ッシュカラムクロマトグラフィーにより精製し、N−アセチル化リジン骨格6.54 g(68%)を得た。 0℃でのピリジン中のクロロギ酸ベンジル処理により、シトシンをN4−位で保 護し、N4−ベンジル−シトシンを得た。 N4−ベンジル−シトシン(1.31g、5.34mmol)にDMF(200ml)、およびミネラ ルオイル中の60%NaH(0.22g、5.4mmol)を添加し、そして生じた混合物を窒素 下で30分攪拌した。生じた混合物にDMF(25ml)中のN−アセチル化リジン骨格 (2.9g、5.34mmol)を添加し、そして混合物を16時間攪拌した。反応混合物を濃 縮し、そして残渣をジクロロメタン(250ml)に溶解した。ジクロロメタン相を 水(200ml)で洗浄し、そして濃縮した。生じた残渣を、ジクロロメタン:ヘキ サン:メタノール(8:2:1)を用いるシリカゲルフラッシュカラムクロマトグ ラフィーにより精製し、アリルエステルとしてアミノエチル−リジン骨格に結合 するシトシン2.4g(85%)を得た。 該アリルエステルを、上述の実施例22に用いられる方法にしたがい、パラジウ ムを用いて脱保護することにより、活性単量体に変換し、表題化合物1.05g(46 %)が得られる。 実施例25 チミン単量体(BOC−Taek−OH)の調製 チミン単量体を、上述の実施例24の方法にしたがい調製した。 実施例26 H−Taeg−Aaeg−[Taeg]8−Lys−NH2の固相合成 (a) BOC−Taeg−A(Z)aeg−[Taeg]8−Lys(CIZ)−MBHA樹脂の段階的構築 約0.3gの湿BOC−[Taeg]8−Lys(CIZ)−MBHA樹脂を3ml SPPS反応容器中に置 いた。BOC−Taeg−A(Z)aeg−[Taeg]8−Lys(CIZ)−MBHA樹脂を、0.19MのB OC−A(Z)aeg−OHを50%DMF/CH2Cl2 2.5ml中の0.15M DCCと共に利用するA(Z )aeg残基のin situ DCCカップリング(単一)および純CH2Cl2中の0.15M BOC− Taeg−Opfpの単一カップリングにより構築した(「合成プロトコルI」)。合成は定 量的ニンヒドリン反応によりモニターし、A(Z)aegの約50%の取り込みおよ びTaegの約96%の取り込みが示された。 (b) H−Taeg−Aaeg−[Taeg]8−Lys−NH2の切断、精製、および同定 保護BOC−Taeg−A(Z)aeg−[Taeg]8−Lys(CIZ)−BHA樹脂を塩化メチレン 中の50%トリフルオロ酢酸で処理し、HF切断の前に、N末端BOC基(潜在的に有 害なtert−ブチル陽イオンの前駆体)を除去した。中和および洗浄(「合成プロト コルI」の段階2−4のものと同様の方法で行われた)、および真空での2時間の乾 燥後、生じたH−[Taeg]5−BHA樹脂53.1mgを、0℃で60分攪拌しながら、HF:ア ニソール(9:1、v/v)5mlで切断した。HFを除去した後、残渣を乾燥ジエチル エーテル(4x15ml、各15分)と共に攪拌し、アニソールを除去し、フリットし た(fritted)ガラス漏斗を通して重力下で濾過し、そして乾燥させた。該PN Aをその後、10%酢酸水溶液60ml(4x15ml、攪拌し各15分)で抽出した。本溶 液のアリコットを分析用逆相HPLCにより分析し、未精製PNAの純度を確認した。1 3分の主ピークは、総吸光度の約93%と計測された。残った溶液を凍結しそして 凍結乾燥させ、未精製成分約15.6mgを得た。14.4分の主ピークは、総吸光度の50 %未満と計測された。未精製産物の一部0.5mgを精製し、約0.1mgのH−Taeg−Aa eg−[Taeg]8−Lys−NH2を得た。(MH+)+に関し、計算m/z値は2816.16であり、 そして測定m/z値は2816.28であった。 (c) 合成プロトコルI (1)TFA/CH2Cl2(1:1、v/v)、2.5mlで3x1分および1x30分、BOC脱 保護;(2)CH2Cl2、2.5mlで6x1分洗浄;(3)DIEA/CH2Cl2(1:19、v/v)、2. 5mlで3x2分中和;(4)CH2Cl2、2.5mlで6x1分洗浄、および1分乾燥(dra in);(5)PNA樹脂試料2−5mgを除去し、そして置換を測定する定量的ニンヒ ドリン分析のため完全に乾燥させた;(6)DMF1.25mlに溶解した0.47mmol(0.25g) BOC−A(Z)aeg−OHの添加に続き、CH2Cl21.25ml中の0.47mmol(0.1g)DCCま たはCH2Cl22.5ml中の0.36mmol(0.2g)BOC−Taeg−Opfpの添加;カップリング反 応を、震蕩しながら全部で20−24時間進める;(7)DMF2.5mlで1x2分洗浄; (8)CH2Cl2、2.5mlで4x1分洗浄;(9)DIEA/CH2Cl2(1:19、v/v)、2.5ml で2x2分中和;(10)CH2Cl2、2.5mlで6x1分洗浄;(11)保護PNA樹脂試料 2−5mgを除去し、そしてカップリングの度合いを測定する定量的ニンヒドリン 分析のため完全に乾燥させた;(12)無水酢酸/ピリジン/CH2Cl2(1:1:2、v/v /v)の混合物25mlで2時間アセチル化することによる、未反応アミノ基のブロッ キング(最後のサイクルの後は除く);および(13)CH2Cl2、2.5mlで6x1分 洗浄;(14)保護PNA樹脂試料2x2−5mgを除去し、DIEA/CH2Cl2(1:19、v/v )で中和し、そしてニンヒドリン分析のためCH2Cl2で洗浄する。 実施例27 H−[Taeg]2−Aaeg−[Taeg]5−Lys−NH2の固相合成 (a) BOC−[Taeg]2−A(Z)aeg−[Taeg]5−Lys(CIZ)−MBHA樹脂の段階的 構築 約0.5gの湿BOC−[Taeg]5−Lys(CIZ)−MBHA樹脂を5ml SPPS反応容器中に置 いた。BOC−[Taeg]2−A(Z)aeg−[Taeg]5−Lys(CIZ)−MBHA樹脂を、0.15M から0.2Mの保護PNA単量体(遊離酸)を純CH2Cl22ml中の等量のDCCと共に利用 するA(Z)aegおよびTaeg残基両方のin situ DCCカップリングにより構築した (「合成プロトコルII」)。合成は定量的ニンヒドリン反応によりモニターし、 3回カップリングした後のA(Z)aegの総量約82%の取り込み(第一のカップ リングは約50%取り込みを示し;50%DHF/CH2Cl2中の第四のHOBt媒介カップリン グは総カップリング収量を有意に増加させなかった) およびTaeg残基の量的な取り込み(単一カップリング)を示した。 (b) H−[Taeg]2−Aaeg−[Taeg]5−Lys−NH2の切断、精製、および同定 保護BOC−[Taeg]2−A(Z)aeg−[Taeg]5−Lys(CIZ)−BHA樹脂を実施例26 (b)に記載されるように処理し、乾燥H−[Taeg]2−A(Z)aeg−[Taeg]5−Ly s(CIZ)−BHA樹脂102.5mgのHF切断に際し、未精製成分約16.2mgを得た。 未精製産物のごく少量の一部を精製した。(MH+)+に関し、計算m/z値は2050.85 であり、そして測定m/z値は2050.90であった。 (c) 合成プロトコルII (1)TFA/CH2Cl2(1:1、v/v)、2mlで3x1分および1x30分、BOC脱保護 ;(2)CH2Cl2、2mlで6x1分洗浄;(3)DIEA/CH2Cl2(1:19、v/v)、2ml で3x2分中和;(4)CH2Cl2、2mlで6x1分洗浄、および1分乾燥;(5)PN A樹脂試料2−5mgを除去し、そして置換を測定する定量的ニンヒドリン分析の ため完全に乾燥させた;(6)CH2Cl21.5mlに溶解した0.44mmol(0.23g)BOC−A (Z)aeg−OHの添加に続き、CH2Cl20.5ml中の0.44mmol(0.09g)DCCまたはCH2C l21.5ml中の0.33mmol(0.13g)BOC−Taeg−OHの添加に続き、CH2Cl20.5ml中の0. 33mmol(0.07g)DCCの添加;カップリング反応を、震蕩しながら全部で20−24時 間進める;(7)DMF2mlで1x2分洗浄;(8)CH2Cl2、2mlで4x1分洗浄; (9)DIEA/CH2Cl2(1:19、v/v)、2mlで2x2分中和;(10)CH2Cl2、2mlで6 x1分洗浄;(11)保護PNA樹脂試料2−5mgを除去し、そしてカップリングの 度合いを測定する定量的ニンヒドリン分析のため完全に乾燥させた;(12)無水 酢酸/ピリジン/CH2Cl2(1:1:2、v/v/v)の混合物25mlで2時間アセチル化す ることによる、未反応アミノ基のブロッキング(最後のサイクルの後は除く); (13)CH2Cl2、2mlで6x1分洗浄;および(14)保護PNA樹脂試料2x2−5mg を除去し、DIEA/CH2Cl2(1:19、v/v)で中和し、そしてニンヒドリン分析のた めCH2Cl2で洗浄する。 実施例28 PNA合成および性質決定の標準的プロトコル 器械:PerSeptive Biosystems 8909 Expedite 合成スケール:2マイクロモル 試薬: 洗浄液A:NMP中の20%DMSO 洗浄液B:NMP中の20%DMSO中の2Mコリジン 脱ブロック剤:5%m−クレゾール、95%TFA 中和剤:NMP中の20%DMSO中の1M DIEA キャップ:0.5M無水酢酸、NMP中の20%DMSO中の1.5Mコリジン 活性化剤:DMF中の0.2M HATU 単量体:2Mコリジン中0.22M(DMF中50%ピリジン) 合成:固体支持体(BOC−BHA−PEG−樹脂)を708μlの洗浄液Aで洗浄する。 脱ブロック剤(177μl)を6.3分にわたり3回カラムを通過させる。樹脂をその 後1416μlの洗浄液Aで洗浄する。遊離アミンを中和剤1063μlで中和する。樹 脂を1062μlの洗浄液Bで洗浄する。単量体および活性化剤(各141μl)を14 分にわたりゆっくりとカラムに添加する。樹脂を708μlの洗浄液Bおよび708μ lの洗浄液Aで洗浄する。未反応アミンを、5分にわたりキャップ溶液708μl をゆっくり添加することによりキャップする。樹脂をその後2124μlの洗浄液A で洗浄する。望ましいPNA配列の合成が完了するまでサイクルを繰り返す。 切断:PNA樹脂を5mlのMeOHで洗浄し、そして真空下で乾燥させる。乾燥樹脂を1 .5ml Durapore限外濾過装置に空ける。チオアニソール(25μl)、25μlのm −クレゾール、100μlのTFAおよび100μlのTFMSAを樹脂に添加し、約30秒ボル テックスし、そして2時間置く。反応混合物をその後、10Kで5分遠心分離し、 そして樹脂を含む内部試験管を除去する。エーテルおよそ1.5mlをTFA溶液に添加 し、産物を沈澱させる。TFA溶液をボルテックスした後、10Kで2分遠心分離す る。エーテルを真空で除去する。エーテル沈澱および遠心分離をさらに2回繰り 返す。乾燥沈澱物を熱ブロック(55℃)で15から30分加熱し、過剰なエーテルを 除き、そして200μlのH2Oに再溶解する。1.5ml Durapore限外濾過装置中のDowex アセテート樹脂100mgに溶媒を添加し、ボルテックスし、30分置き、そして10K で2分遠心分離する。 性質決定:1mlのH2O中の試料1μlの吸光度を260nmで測定する。1%酢酸を 含むH2O中のィソプロパノール(50%)(100μl)を試料4μlに添加する。本試 料をエレクトロスプレー質量分析により性質決定する。 共通の略語 NMP:N−メチルピロリジノン TFA:トリフルオロ酢酸 DIEA:N,N−ジイソプロピルエチルアミン HATU:O−(7−アザベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウ ロニウム−ヘキサフルオロリン酸 TFMSA:トリフルオロメタンスルホン酸 実施例29 結合PNAオリゴマーの合成および細胞取り込み 実施例28の方法、実施例5から14までのアミノエチルグリシンPNA単量体、お よび実施例15から21までの単量体を用い、以下のPNA単量体を合成した。 [(+)=PNA凝集;=細胞取り込み見られず;+=細胞取り込みが見られる;o= リポソームあり;x=リポソームなし;Tkはアミノエチルリジン骨格に結合する チミンであり;LysはD−リジンであり;Adaはアダマンチルであり;そしてFlは フルオレセイニルリジンである。] 実施例30 リノレニル−TAG−CAG−AGG−AGC−TC(配列番号1)の合成 リノレン酸(40マイクロモル)をカップリング溶媒(100μl)(20%DMSO/NMP中の 0.5M DIEA)に溶解し、これにHATU(0.4Mを90μl)を添加し、そして溶液を混 合した。2分の活性化時間の後、溶液を保護PNA樹脂(15.4mg、2マイクロモル) と混合した。1時間後、樹脂を20%DMSO/NMP、CH2Cl2およびMeOH(各約3ml)で 洗浄した。生じたリノレニル結合PNAを固体支持体から切断し、そして実施例28 に記載される方法にしたがい、性質決定した。 実施例31 オレイル−TAG−CAG−AGG−AGC−TC(配列番号1)の合成 オレイン酸(40マイクロモル)をカップリング溶媒(100μl)(20%DMSO/NMP中の 0.5M DIEA)に溶解し、これにHATU(0.4Mを90μl)を添加し、そして溶液を混 合した。2分の活性化時間の後、溶液を保護PNA樹脂(5.4mg、2マイクロモル) と混合した。1時間後、樹脂を20%DMSO/NMP、CH2Cl2およびMeOH(各約3ml)で 洗浄した。生じたオレイル結合PNAを固体支持体から切断し、そして実施例28に 記載される方法にしたがい、性質決定した。 実施例32 カプロイル−Gly−TAG−CAG−AGG−AGC−TC(配列番号1)の合成 カプロイル−Gly(40マイクロモル)をカップリング溶媒(100!tl) (20%DMSO/ NMP中の0.5M DIEA)に溶解し、これにHATU(0.4Mを90μl)を添加し、そして 溶液を混合した。2分の活性化の後、溶液を保護PNA樹脂(15.4mg、2マイクロモ ル)と混合した。1時間後、樹脂を20%DMSO/NMP、CH2Cl2およびMeOH(各約3ml )で洗浄した。生じたPNAを固体支持体から切断し、そして実施例28に記載され る方法にしたがい、性質決定した。 実施例33 N−BOC−ε−(フルオレセイニルカルボニル)−D−リジンおよびそのエチル エステルの合成 α−BOC保護リジンエチルエステルをTHFおよびDMFの混合物中で過剰のフルオ レセインイソシアネートで、室温で数時間処理した。出発アミノ酸の消滅に関し 、反応をtlcによりモニターした。反応をその後、等量の水およびクロロホルム で処理し、そして相分離した。水相をさらにクロロホルムで抽出し、そしてこう して得られた合わせた有機溶液を硫酸マグネシウムで乾燥させた。本溶液を真空 で濃縮し、そして得られた未精製産物をカラムクロマトグラフィーにより精製し 、N−BOC−ε−(フルオレセイニルカルボニル)−D−リジンエチルエステル を得た。 該エチルエステルを、1M水性水酸化リチウムおよび溶媒としてテトラヒドロ フランを用い、加水分解した。反応の進行をtlcにより追い、そして完了に際し 、反応混合物を水で処理し、そしてその後ジクロロメタンで2回洗浄した。該塩 基性溶液をその後、10℃未満に冷却し、1N HClで4以下のpHに中和し、そして 酢酸エチルを用い産物を抽出した。硫酸マグネシウムを用い有機抽出物を乾燥さ せ、そして真空で濃縮し、そしてN−BOC−ε−(フルオレセイニルカルボニル )−D−リジンを得た。 実施例34 N−BOC−ε−(フルオレセイニルカルボニル)−D−リジンの、配列GGT−GCT −CAC−TGC−GGC−Lys−NH2(配列番号2)のPNAへのカップリング配列GGT−GCT −CAC−TGC−GGC−Lys−NH2のPNAは、(実施例27および28におけるような)標準 的PNA合成プロトコルにしたがい合成し、そしてリジン誘導体化合成樹脂で開始 した。樹脂に結合したPNAのN末端BOC基は:1.3mlの1:1v/vTFA/DCM、1x2 分およびその後1x0.5時間 2.3ml DCMで、4x20秒洗浄 3ml DMFで、2x20秒洗浄 3ml DCMで、2x20秒洗浄 30秒乾燥 3.3ml DIEA/DCM1:19v/vで、2x3分洗浄 を用い、脱保護した。 フルオレセイニルリジンのカップリングをその後、以下の段階にしたがい行っ た: 1.3ml DCMで、4x20秒洗浄 1分乾燥 2.4等量のDIC、および4等量の1:1v/v DCM/DMFに溶解したN−BOC−ε−(フ ルオレセイニルカルボニル)−D−リジンの添加(該アミノ酸の最終濃度は 0.1M) 3.室温で震蕩しながら0.5時間カップリングを進める 4.20秒乾燥 3ml DMFで、2x20秒および1x2分洗浄 3mlDCMで、4x20秒洗浄 5.3ml DIEA/DCM1:19v/vで、2x3分洗浄 3ml DCMで、4x20秒洗浄;1分乾燥 6.定性Kaiser試験を行う。陰性結果は100%近いカップリングを示す。 BOC基を切断し、そしてその後該PNA(Fl−GGT−GCT−CAC−TGC−GGC−Lys−NH2 )を切断し、そして実施例27および28のように精製した。また別に、該PNAを樹脂 に結合したまま残し、そして実施例35のように親脂質基での誘導体化に用いた。 実施例35 Ada−Fl−GGT−GCT−CAC−TGC−GGC−Lys−NH2(配列番号2)の合成 樹脂に結合したFl−GGT−GCT−CAC−TGC−GGC−Lys−NH2PNAのN末端BOC基を (実施例34におけるように)まず切断し、そして遊離のアミノ末端をその後以下 のように誘導体化した: アダマントイルクロリド100マイクロモルを1:5v/v DIEA/DMFに溶解し、樹脂 結合PNA(BOC基が切断されているN末端以外は完全に保護されている) 2マイクロモルに添加した。反応1時間後、樹脂を20%NMP/DMSO、DCMおよびメ タノール各3mlで洗浄した。PNAを樹脂から切断し、そして実施例27および28の ような標準的プロトコルにしたがい精製した。 実施例36 アダマンチル−Ahx−TAG−CAG−AGG−AGC−TC(配列番号1)の合成 アダマンチルカルボニルクロリド(100マイクロモル)をDMF(1.0ml)およびD IEA(200マイクロモル)に溶解した。本溶液を、アミノヘキサン酸基連結基が結 合した保護PNA樹脂(15.4mg、2マイクロモル)と混合した。1時間後、樹脂を2 0%DMSO/NMP、CH2Cl2およびメタノール(各約3ml)で洗浄した。生じたPNAを、 既知の方法および技術にしたがい、固体支持体から切断した。 実施例37 PNA/リポソームの調製 PNAアダマンチル−(Fl*)−TTT AGC TTC AGC−LysNH2(配列番号3)、ここで Fl*はフルオレセイン化PNA単量体である、を含むリポソームを、Campbell.Biote chniques,1995,18,1027により記載されるエタノール注入法の修飾法により調製 した。DOPE(ジオレイル−L−α−ホスファチジルエタノールアミン)(13.4mm ol)およびDDAB(ジメチルジオクタデシルアンモニウムブロミド)(6.6mmol) を96%エタノール1mlに溶解した。DMSO中のPNA溶液(10ml、2.5mM)を該脂質混 合物(40ml)と混合した。生じた成分50mlをその後、ボルテックスしながら無菌 蒸留H2O(1ml)に迅速に添加した。生じたPNAのリポソーム混合物中の濃度は25 mMであった。細胞取り込み実験には、該PNA−リポソーム混合物(40ml)をOptiM EMTM(1ml)に添加し、そして細胞に与えた。PNAの最終濃度は1mMであった。 リポソームトランスフェクション試薬:商業的に入手可能なトランスフェクショ ンリポソーム試薬4つを使用した:LipofectinTM(Gibco BRL)、LipofectaminT M (Gibco BRL)、Tfx-50(Promega)およびDOTAPTM(Boehringer Mannheim)。 各リポソーム試薬を結合PNA1118と混合し、培地(1ml)中の最終PNA濃度 を1mMにした。PNA細胞取り込みに関する各リポソーム試薬の最適濃度を決定した 。以下の表はOptiMEM 1ml当たりに用いられる試薬の量を示す。 LipofectinTM LipofectaminTM Tfx-50TM DOTAPTM 2ml 4ml 10ml 10ml 細胞:ヒト癌細胞株HeLaを、GlutamaxTM、ペニシリン、ストレプトマイシンおよ びウシ胎児血清を含むRPMI 1640培地で増殖させた。実験前日、カバーガラスを 含む35mmプレート中に2x105細胞の密度で、細胞を蒔いた。翌日、細胞をOptiME Mで一度洗浄し、その後1μM PNAまたはPS-ODN、どちらかを単独で含むOptiMEM 1mlを、上述のように、4つのリポソーム試薬の1つと混合するか、またはDOPE /DDABリポソームに取り込んだ。一晩インキュベーションした後、PNA処理細胞を 、氷上で3%ホルムアルデヒド/0.2%グルタルアルデヒド中で固定した。その後 、カバーガラスを対物ガラス上に乗せ、そしてLeits Diaplan顕微鏡上で蛍光顕 微鏡検査により細胞を観察した。Kodak Ektacrome 1600ASAフィルムにより顕微 鏡写真を撮影した。 実施例38 結合PNAの細胞取り込み 表題の式を有する4つの結合PNA(実施例30−32および36)を、実施例28に例 示される標準的方法にしたがい調製した。リジン残基を、Boc−Lys−ClCbz(ClC bz=2−クロロベンジルオキシカルボニル)を用い、修飾MBHA樹脂を用いること によりPNAに取り込んだ(Dueholm,J.Org.Chem.,1994,59,5767)。PNAオリゴマー をその後、ε−アミノ基であらかじめフルオレセイン化された保護Lys基を用い 、伸長した。アミノ基の脱保護の後、親脂質基を結合することにより、支持体に 結合した結合PNAが得られた。固体支持体から切断することにより、蛍光標識を 有する遊離PNA結合体が得られた。調べた親脂質基(R)には、(図1に示される ように)アダマントイル、デカノイル、ヘプチル−スクシニルおよびパルミチル −スクシニル基が含まれる。 4つの結合PNAのストック溶液は該PNAをDMSOに溶解することにより、調製した 。これらのストック溶液の希釈は、水またはOptiMEM(Gibco BRL)のいずれかで 行った。ヒト癌細胞株HeLaを、GlutamaxTM、ペニシリン、ストレプトマイシンお よびウシ胎児血清(10%v/v)を含むRPMI 1640培地で増殖させた。実験前日、カ バーガラスを含む35mmプレート中に2x105細胞の密度で、細胞を蒔いた。翌日、 細胞をOptiMEMで一度リンスし、その後OptiMEM1ml中の3μMPNAを添加し、そし てさらにインキュベーションした。PNA取り込みを視覚化するため、カバーガラ スをPBSで2回洗浄し、そして細胞を、氷上で3%ホルムアルデヒド/0.2%グル タルアルデヒド中で15分固定した。PBSで2回洗浄した後、PBS中の90%グリセロ ールを用い、カバーガラスを対物ガラス上に乗せ、そしてLeits Diaplan顕微鏡 上で蛍光顕微鏡検査により細胞を観察した。Kodak Ektacrome 1600 ASAフィルム により顕微鏡写真を撮影した。 培養中のヒト細胞への取り込みに関し、4つの結合PNAを試験した。PNAは細胞 培地に直接添加した。カバーガラス上で増殖させたHeLa細胞を、無血清培地中で PNA(3μM)と一晩インキュベーションし、その後固定し、そして蛍光顕微鏡検 査により調べた。パルミチル−スクシニルおよびヘプチル−スクシニル結合PNA は共に、すべての細胞において点状および斑点状の蛍光を示した。一般的に斑点 は細胞上に均等に分布しており、細胞の縁、おそらく細胞膜で亢進した染色を持 つ傾向があった。アダマントイルおよびデカノイル結合PNAは、より少ない細胞 結合蛍光を示し、細胞外に大きな蛍光凝集物が見られた。 パルミチル−スクシニルPNA結合体をさらに共焦点顕微鏡検査により研究し、 細胞内部のPNA結合体の正確な局在および分布を決定した。細胞を上記の研究か ら選択し、そしてさらに12切片を通してスキャンした。映像により、PNA結合体 が実際に細胞に取り込まれており、そして細胞質全体に斑点として分布している ことが確認された。外見上、核には蛍光はなかった。このパターンは取り込みの エンドサイトーシス経路を示し、PNA結合体がエンドソームに落ち着くことを暗 示する。 パルミチル−スクシニルPNA結合体をまた、時間経過実験においても観察した 。細胞を3μMのPNAの存在下で異なる時間インキュベーションした。PNA 結合体の細胞による取り込みはインキュベーションの24時間まで時間と共に増加 し、その時点でPNA含有培地を新鮮な血清含有培地と置き換えた。48時間後、細 胞内PNAは、細胞の区画、おそらく二次リソソーム中に濃縮された。72時間後、 細胞内に残るPNAは実質的になかった。 実施例39 結合PNAを用いたin vitro翻訳検定 配列R−Lys(フルオレセイン)−TTT−AGC−TTC−CTT−AGC−Lys−NH2(配列番 号3)を有するPNAは、CAT mRNAのAUG開始コドンのすぐ5'側の15ヌクレオチドに 相補的であり、そして対応する非結合PNAは以前、in vitroでCATの翻訳を阻害す ることが可能であることが示されている。実施例38の4つの結合PNA(配列番号2 )を本検定で試験した。4つの結合PNAはすべて、非結合PNAと同様の濃度でCAT 翻訳を特異的に阻害した。 実施例40 PNA結合体(配列番号2)を用いたリポソーム構築物の調製 配列番号2を有する2つの結合PNAを用い、リポソーム構築物を調製した。Cam pbellによりBiotechniques,1995,18,1027に記載されるエタノール注入法の修飾 法により、アダマントイルおよびデカノイル結合PNAをリポソームと結合させた 。本方法に続き、DOPE(ジオレイル−L−α−ホスファチジルエタノールアミン )13.4マイクロモルおよびDDAB(ジメチルジオクタデシルアンモニウムブロミド )6.6マイクロモルを無水エタノール1mlに溶解した。PNA溶液(10μl、3mM P NA/DMSO)を該脂質混合物40μlと混合した。生じた反応混合物50μlをその後 、ボルテックス混合しながら無菌蒸留H2O1mlに迅速に添加した。リポソーム混 合物中のPNA濃度はしたがって、30μMであった。細胞取り込み実験には、PNA− リポソーム混合物60μlをOptiMEM1mlに添加し、そして細胞に与えた。 結合PNAのリポソーム構築物への取り込みを、蛍光顕微鏡検査により確認した 。蛍光顕微鏡写真により、PNA結合体で見られたように、細胞に結合した蛍光 の斑点が示された。さらに、より拡散した蛍光が細胞の全体に観察され、いくつ かの細胞では核に蛍光が観察された。 他の細胞を用いた場合(COS-7、ミドリザル腎臓由来細胞;およびNIH 3T3、マ ウス繊維芽細胞)、同一の取り込みパターンが観察された。 実施例41 アダマンチル結合PNAの細胞取り込み アダマンチル−PNA(実施例35または36にしたがい調製されたもの)の細胞取 り込みを測定し、そしてまた、ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドの取り込 みとも比較した。アダマンチル結合PNAおよびオリゴヌクレオチドを1μM濃度 で、集密に達していない(subconfluent)HeLa細胞に直接添加し、そして一晩置 いた。細胞を次に固定し、そして取り込みを蛍光顕微鏡検査により視覚化した。 オリゴヌクレオチドは、主として細胞質でのみ密集し、そして核には欠ける細か い点状蛍光を示した。PNAでは点状蛍光が同様に観察された。しかし、斑点は幾 分大きく、そして細胞質および細胞膜上の両方に存在した。 アダマンチル−PNAの取り込みを改善する試みの中で、通常DNAのトランスフェ クションに用いられる多様な商業的に入手可能な陽イオンリポソームと、PNAを 組み合わせた。さらに、脂質DOPEおよびDDABから構成されるPNA含有リポソーム もまた調製した。理論上、PNAの疎水性アダマンチル基は、リポソームの脂質層 に挿入されており、そしてしたがってPNAを捕獲(entrap)しているはずである 。リポソームは、プラスミドDNAを細胞に輸送するのに有効であると報告された 単純エタノール注入法により調製された。異なるPNA−リポソーム混合物を、最 終PNA濃度1μMで細胞に与え、そして一晩インキュベーションした。リポソーム 試薬またはDOPE/DDABリポソームのいずれかが存在することにより、PNAが単独で 添加された場合と比較して、細胞内によりはるかに拡散した蛍光が生じた。しか し、蛍光はそれでも細胞質に限定され、核取り込みの徴候はなかった。対照的に 、オリゴヌクレオチドをLipofectamineTMと混合し、そして最終濃度1μMで細胞 に与えると、細胞の大部分は蛍光染色された核を有した。 結論として、アダマンチル結合PNAを細胞に添加すると、PNAが細胞のエンドソ ームまたはリソソーム区画に落ち着く、エンドサイトーシス経路を連想させる取 り込みパターンを生じる。PNAをリポソームトランスフェクション試薬とあらか じめ混合するか、またはDOPE/DDABリポソームに取り込むと、よりはるかに拡散 した様式で細胞質中に分布する。 当業者は、本発明の好ましい態様に多くの改変および修飾を施してもよく、そ してこうした改変および修飾は本発明の精神から逸脱することなくなされること が可能であることを認識するであろう。したがって、添付の請求項は、本発明の 真の精神および範囲内にある、こうしたすべての同等の変動を覆うことが意図さ れる。
【手続補正書】 【提出日】平成12年1月20日(2000.1.20) 【補正内容】 請求の範囲 1.式: を有するペプチド核酸であって: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり、少なくと も1つのR7'は天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミノ酸 であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記ペプチド核酸。 2.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項1のペ プチド核酸。 3.R7'の少なくとも1つがD−リジンの側鎖である、請求項2のペプチド核酸 。 4.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基 である、請求項1のペプチド核酸。 5.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項4のペプチド核酸。 6.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項1のペプチド核酸。 7.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化学 的に濃縮されている、請求項1のペプチド核酸。 8.リポソームに取り込まれたペプチド核酸を含む組成物であって、前記ペプチ ド核酸が、式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミノ酸 であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記組成物。 9.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項8の組 成物。 10.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項9の組成物。 11.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル 基である、請求項8の組成物。 12.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項11の組成物。 13.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項8の組成物。 14.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化 学的に濃縮されている、請求項8の組成物。 15.ペプチド核酸の細胞取り込みおよび分布を調節する方法であって: 前記ペプチド核酸の骨格位を誘導体化し;そして 段階(a)の誘導体化ペプチド核酸を親脂質基と結合する 段階を含む、前記方法。 16.前記の誘導体化が、少なくとも1つの天然発生または非天然発生アミノ酸 の側鎖を前記ペプチド核酸の骨格に結合させることを含む、請求項15の方法。 17.前記の誘導体化が、天然発生アミノ酸の側鎖を前記ペプチド核酸の骨格に 結合させることを含む、請求項16の方法。 18.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項17の方法。 19.前記親脂質基がアダマンチル基である、請求項15の方法。 20.さらに、段階(b)のペプチド核酸をリポソームに導入することを含む、 請求項15の方法。 21.ペプチド核酸の細胞取り込みおよび分布を調節する方法であって: 前記ペプチド核酸を親脂質基と結合し;そして 段階(a)の結合ペプチド核酸をリポソームに導入する 段階を含む、前記方法。 22.前記親脂質基がアダマンチル基である、請求項21の方法。 23.請求項1のペプチド核酸および少なくとも1つの薬学的に許容されるキャ リアー、結合剤、増粘剤、希釈剤、緩衝剤、保存剤または界面活性剤を含む、薬 剤組成物。 24.請求項8の組成物および少なくとも1つの薬学的に許容されるキャリアー 、結合剤、増粘剤、希釈剤、緩衝剤、保存剤または界面活性剤を含む、薬剤組成 物。 25.インビトロまたはヒトを除く動物において、細胞または組織におけるペプ チド核酸の細胞取り込みおよび分布を調節する方法であって、該細胞または組織 にペプチド核酸を投与することを含み、前記ペプチド核酸が式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり、少なくと も1つのR7'は天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミノ酸 であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記方法。 26.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項25 の方法。 27.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項26の方法。 28.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル 基である、請求項25の方法。 29.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項28の方法。 30.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項25の方法。 31.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化 学的に濃縮されている、請求項25の方法。 32.インビトロまたはヒトを除く動物において、細胞または組織におけるペプ チド核酸の細胞取り込みおよび分布を調節する方法であって、該細胞または組織 にリポソームに取り込まれているペプチド核酸を含む組成物を投与することを含 み、前記ペプチド核酸が式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミノ酸 であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記方法。 33.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項32 の方法。 34.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項33の方法。 35.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル 基である、請求項32の方法。 36.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項35の方法。 37.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項32の方法。 38.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化 学的に濃縮されている、請求項32の方法。 39.ヒトを除く動物を治療する方法であって、該動物にペプチド核酸の治療的 に有効な量を投与することを含み、前記ペプチド核酸が式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり、少なくと も1つのR7'は天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミノ酸 であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記方法。 40.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項39 の方法。 41.R7'の少なくとも1つがD−リジンの側鎖である、請求項40の方法。 42.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル 基である、請求項39の方法。 43.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項42の方法。 44.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項39の方法。 45.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化 学的に濃縮されている、請求項39の方法。 46.ヒトを除く動物を治療する方法であって、リポソームに取り込まれている ペプチド核酸を含む組成物の治療的に有効な量を該動物に投与することを含み、 前記ペプチド核酸が式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミノ酸 であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記方法。 47.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項46 の方法。 48.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項47の方法。 49.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル 基である、請求項46の方法。 50.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項46の方法。 51.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項46の方法。 52.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化 学的に濃縮されている、請求項46の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 31/18 A61P 35/00 35/00 C07K 1/00 C07K 1/00 C12Q 1/68 ZNAA C12N 15/09 C12N 15/00 A C12Q 1/68 ZNA A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,U Z,VN,YU,ZW

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.式: を有するペプチド核酸であって: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり、少な くとも1つのR7'は天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミ ノ酸であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記ペプチド核酸。 2.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項1のペ プチド核酸。 3.R7'の少なくとも1つがD−リジンの側鎖である、請求項2のペプチド核酸 。 4.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基 である、請求項1のペプチド核酸。 5.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項4のペプチド核酸。 6.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項1のペプチド核酸。 7.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化学 的に濃縮されている、請求項1のペプチド核酸。 8. リポソームに取り込まれたペプチド核酸を含む組成物であって、前記ペプ チド核酸が、式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミ ノ酸であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記組成物。 9.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項8の組 成物。 10.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項9の組成物。 11.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基 である、請求項8の組成物。 12.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項11の組成物。 13.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項8の組成物。 14.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化学 的に濃縮されている、請求項8の組成物。 15.ペプチド核酸の細胞取り込みおよび分布を調節する方法であって: (a)前記ペプチド核酸の骨格位を誘導体化し;そして (b)段階(a)の誘導体化ペプチド核酸を親脂質基と結合する 段階を含む、前記方法。 16.前記の誘導体化が、少なくとも1つの天然発生または非天然発生アミノ酸の 側鎖を前記ペプチド核酸の骨格に結合させることを含む、請求項15の方法。 17.前記の誘導体化が、天然発生アミノ酸の側鎖を前記ペプチド核酸の骨格に結 合させることを含む、請求項16の方法。 18.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項17の方法。 19.前記親脂質基がアダマンチル基である、請求項15の方法。 20.さらに、段階(b)のペプチド核酸をリポソームに導入することを含む、請 求項15の方法。 21.ペプチド核酸の細胞取り込みおよび分布を調節する方法であって: (a)前記ペプチド核酸を親脂質基と結合し;そして (b)段階(a)の結合ペプチド核酸をリポソームに導入する 段階を含む、前記方法。 22.前記親脂質基がアダマンチル基である、請求項21の方法。 23.請求項1のペプチド核酸および少なくとも1つの薬学的に許容されるキャリ アー、結合剤、増粘剤、希釈剤、緩衝剤、保存剤または界面活性剤を含む、薬 剤組成物。 24.請求項8の組成物および少なくとも1つの薬学的に許容されるキャリアー、 結合剤、増粘剤、希釈剤、緩衝剤、保存剤または界面活性剤を含む、薬剤組成 物。 25.細胞または組織におけるペプチド核酸の細胞取り込みおよび分布を調節する 方法であって、該細胞または組織にペプチド核酸を投与することを含み、前記 ペプチド核酸が式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり、少な く とも1つのR7'は天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH,NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミ ノ酸であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記方法。 26.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項25の方 法。 27.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項26の方法。 28.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基 である、請求項25の方法。 29.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項28の方法。 30.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項25の方法。 31.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化学 的に濃縮されている、請求項25の方法。 32.細胞または組織におけるペプチド核酸の細胞取り込みおよび分布を調節する 方法であって、該細胞または組織にリポソームに取り込まれているペプチド核 酸を含む組成物を投与することを含み、前記ペプチド核酸が式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH,NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミ ノ 酸であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記方法。 33.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項32の方 法。 34.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項33の方法。 35.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基 である、請求項32の方法。 36.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項35の方法。 37.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項32の方法。 38.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化学 的に濃縮されている、請求項32の方法。 39.動物を治療する方法であって、該動物にペプチド核酸の治療的に有効な量を 投与することを含み、前記ペプチド核酸が式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり、少な くとも1つのR7'は天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミ ノ酸であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記方法。 40.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項39の方 法。 41.R7'の少なくとも1つがD−リジンの側鎖である、請求項40の方法。 42.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基 である、請求項39の方法。 43.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項42の方法。 44.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項39の方法。 45.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化学 的に濃縮されている、請求項39の方法。 46.動物を治療する方法であって、リポソームに取り込まれているペプチド核酸 を含む組成物の治療的に有効な量を該動物に投与することを含み、前記ペプチ ド核酸が式: を有し、ここで: 各Lは、独立して、天然発生核酸塩基または非天然発生核酸塩基であり; 各R7'は水素または天然発生または非天然発生アミノ酸の側鎖であり; RhはOH、NH2、またはNHLysNH2であり; RiおよびRjの各々は、独立して、親脂質基または蛍光基で標識されたアミ ノ酸であり;またはRiおよびRjは共に親脂質基であり;そして nは1から30までの整数である 前記方法。 47.前記R7'の少なくとも1つが天然発生アミノ酸の側鎖である、請求項46の方 法。 48.前記アミノ酸がD−リジンである、請求項47の方法。 49.Riが蛍光基で標識されたD−リジンであり、そしてRjがアダマントイル基 である、請求項46の方法。 50.前記蛍光基がフルオレセインである、請求項46の方法。 51.RiおよびRjが共にアダマントイル基である、請求項46の方法。 52.R7'がアミノ酸の側鎖であり、そして該側鎖が結合する炭素原子が立体化学 的に濃縮されている、請求項46の方法。
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