末端加帽的核酸分子制造技术

本公开内容涉及在5’‑末端、3’‑末端或5’‑末端和3’‑末端含有修饰的核酸，并且公开了可用于制备经修饰的核酸的化合物。与未修饰的核酸相比，经修饰的核酸具有改善的表达、较低的免疫原性和改善的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】末端加帽的核酸分子背景分离的核酸，特别是编码蛋白质的那些，是各种临床应用的有吸引力的候选者。特别是编码蛋白质的RNA(例如mRNA)为临床应用提供了许多潜在的优点。例如，RNA可以体内、体外或离体转染到细胞中以诱导用于治疗或诊断疾病的期望的治疗或诊断蛋白质的表达。然而，RNA治疗的潜力受RNA的稳定性和半衰期以及编码的蛋白质的表达水平的限制。天然存在的mRNA含有5’帽结构，其有助于稳定RNA并且是真核基因表达的基础(Shuman,S.等人Mol.Microbiol.1995,17,405-410)。这些mRNA还含有3’polyA尾。两种修饰都能稳定和改善编码的蛋白质的翻译。在真核信使RNA(mRNA)和许多病毒RNA的5’末端发现的5’-帽结构由通过5’-5’三磷酸连接与前mRNA的5’-末端核苷连接的N7-甲基鸟苷核苷组成(Shatkin,A.J.Cell1976,2,645-53；Shuman,S.Prog.NucleicAcidRes.Mol.Biol.2001,66,1-40；Decroly,E.等人PLoSPathog.2011,7,e1002059)。这种帽结构实现最终导致mRNA翻译的许多作用。RNA加帽对于其他过程也是重要的，例如RNA剪接和从细胞核导出和避免通过细胞先天免疫机制的mRNA识别(Daffis,S.等人Nature2010,468,452-6；Züst,R.等人Nat.Immunol.2011,12,137-43)。已经描述了许多合成的帽类似物。参见例如WO2009/149253、WO2011/015347。合成的mRNA通常通过使用RNA聚合酶和DNA模板，然后通过酶促加入5’-帽和3’-末端的酶促合成进行制备(Peyrane,F.等人NucleicAcidsRes.2007,35,e26)。然而，该方法昂贵且难以控制，因此对于商业规模生产是不合需要的。因此，需要在5’-末端、3’-末端或者5’-末端和3’-末端被修饰的RNA，其在可以被有效产生，并且具有改善的由RNA编码的产物(例如蛋白质)的表达、降低免疫原性和/或提高稳定性。
技术实现思路
本公开内容涉及在5’-末端、3’-末端或5’-末端和3-末端两者都含有修饰的核酸分子(例如RNA和DNA分子)。核酸分子优选为编码产物如多肽或核酸的RNA分子，更优选为mRNA，包括用于CRISPR基因组编辑技术的编码Cas9蛋白的mRNA和/或用于CRISPR基因组编辑技术的sgRNA(或crRNA和tracrRNA)的3’-末端。一方面，本公开涉及式I化合物及其盐(优选药学上可接受的盐)：其中Z1是帽0、帽1、前提是当Z1是帽0或帽1时，-A1–R5和-A3–R8不都是–OH或A2不是不存在(null)；Z2是不存在或是连接部分(linkingmoiety)，所述连接部分选自–O–、–S–、任选取代的低级烷基、任选取代的氨基烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基、任选取代的环烷基、任选取代的环烯基、任选取代的杂环基、A1和A3独立地选自不存在、NH、S和O；A2是不存在或选自>CR6R7、>NR6、>NNR6R7、>NOR6、>S和>O；Y是不存在或是连接部分，所述连接部分选自任选取代的低级烷基、任选取代的烯基、任选取代的炔基、–(CH2)nOR15、–(CH2)nCOOR15和–(CH2)nC(O)NR12；R1选自H、任选取代的环烷基、任选取代的环烯基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基和任选取代的杂环基；R2选自H、–OH、任选取代的烷基、–C(O)NR12R13和–NR12R13；R5、R6和R8独立地选自H、任选取代的烷基、聚胺、PEGs、–(CH2)n1NR12R13、–(CH2)n1NR14C(O)R15、–(CH2)n1OR15、–(CH2)n1C(O)OR15、–(CH2)n1C(O)R15、–(CH2)n1C(O)NR12R13、–O–(CH2)n3–C(O)–(NR12)2–C(O)–X2、–O–(CH2)n3–C(O)–[NR12–C(O)–(CH2)n3]1-3–X2，或R6和R8一起形成环，该环任选被取代且含有10-80个环原子，其中10-40个环原子可以是杂原子，或者R6和R7一起形成3-8元环，其任选被取代且其中1-6个环原子可以是杂原子；R7、R11、R12、R13、R14、R15和R16独立地选自H、任选取代的低级烷基和任选取代的酰基；R9选自H和任选取代的低级烷基；R10选自H、–NR12R13和–OR16；n是1-4；n1是0-10；n2是1-12；n3是1-8；X选自O、S、NH和任选取代的烷二基；X1选自R3和R4独立地选自H和–OR16，或R3和R4一起形成O-Q-O；Q选自–CH2–和–C(Me)2–；X2选自亲和部分和检测部分，且Xn是核碱基。在一些方面，式I化合物在5’-末端和3’-末端被修饰并且是式II、III、IV化合物或其盐(优选药学上可接受的盐)，式II、III和IV中的变量如式I中所定义，前提是-A1–R5和-A3–R8不都是–OH，或A2不是不存在。在一些实施方案中，所述化合物是式II、III或IV化合物，前提是-A1–R5和-A3–R8不都是–OH，或A2不是不存在。在其它方面中，式I化合物在5’-末端被修饰并且在3’-末端未被修饰，且是式VI、式VII、式VIII化合物或其盐(优选药学上可接受的盐)，式VI、VII和VIII中的变量如式I中所定义，前提是-A1–R5和-A3–R8都是–OH且A2是不存在。在某些优选的实施方案中，所述化合物是式I–IV和VI–VIII中任何一式的化合物，其中Y是烷基连接部分，优选低级烷基连接部分例如(-CH2-)；且R1是取代的芳基或取代的杂芳基，例如苯基取代的芳基或苯基取代的杂芳基。在特别优选的实施方案中，-Y-R1可以是在其它方面中，式I化合物在3’-末端被修饰且在5’-末端未被修饰，且是式V化合物或其盐(优选药学上可接受的盐)在式V中，*Z1选自帽0和帽1，且其它变量如式I中所述，前提是A2不是不存在，或-A1–R5和-A3–R8不都是–OH。式I–VIII化合物含有核碱基Xn，其可以是任何期望的核碱基例如腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶，或修饰的核碱基例如假尿嘧啶。优选的核碱基是腺嘌呤。式I–VIII化合物中的RNA可以是任何期望的RNA分子，但其优选编码产物例如蛋白质。在其它方面中，本公开涉及鸟苷或嘌呤衍生物，其可以用于制备本文所公开的5’-末端修饰的核酸(例如RNA)。在特别方面，本公开涉及式IX、X、XI化合物或其盐(药学上可接受的盐):在式IX、X和XI的每一式中，Z选自–OH、n4是0-2；并且其它变量如式I中所定义。在该方面的某些优选的实施方案中，Y是烷基连接部分，优选低级烷基连接部分例如(-CH2-)；且R1是取代的芳基或取代的杂芳基，例如苯基取代的芳基或苯基取代的杂芳基。在特别优选的实施方案中，-Y-R1可以是本专利技术还涉及使用和制备本文公开的化合物的方法。专利技术详述尽管下面详细描述了本专利技术，但是应当理解，本专利技术不限于本文所述的特定方法、方案和试剂，因为它们可以变本文档来自技高网...

【技术保护点】
式I化合物或其盐

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.16 US 62/092,6271.式I化合物或其盐其中Z1是帽0、帽1、前提是当Z1是帽0或帽1时，-A1–R5和-A3–R8不都是–OH，且A2不是不存在；Z2是不存在或是连接部分，所述连接部分选自–O–、–S–、任选取代的低级烷基、任选取代的氨基烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基、任选取代的环烷基、任选取代的环烯基、任选取代的杂环基、A1和A3独立地选自不存在、NH、S和O；A2是不存在或选自>CR6R7、>NR6、>NNR6R7、>NOR6、>S和>O；Y是不存在或是连接部分，所述连接部分选自任选取代的低级烷基、任选取代的烯基、任选取代的炔基、–(CH2)nOR15、–(CH2)nCOOR15和–(CH2)nC(O)NR12；R1选自H、任选取代的环烷基、任选取代的环烯基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基和任选取代的杂环基；R2选自H、–OH、任选取代的烷基、–C(O)NR12R13和–NR12R13；R5、R6和R8独立地选自H、任选取代的烷基、聚胺、PEGs、–(CH2)n1NR12R13、–(CH2)n1NR14C(O)R15、–(CH2)n1OR15、–(CH2)n1C(O)OR15、–(CH2)n1C(O)R15、–(CH2)n1C(O)NR12R13、–O–(CH2)n3–C(O)–(NR12)2–C(O)–X2、–O–(CH2)n3–C(O)–[NR12–C(O)–(CH2)n3]1-3–X2，或R6和R8一起形成环，该环任选被取代且含有10-80个环原子，其中10-40个环原子可以是杂原子，或者R6和R7一起形成3-8元环，其任选被取代且其中1-6个环原子可以是杂原子；R7、R11、R12、R13、R14、R15和R16独立地选自H...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·巴恩斯塞曼，S·L·科恩，J·L·迪纳，C·甘普，J·罗施，A·怀特，S·威廉姆斯，袁骏，F·泽克里，
申请(专利权)人：诺华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH