双链寡核苷酸组合物及其相关方法技术

本披露提供了双链寡核苷酸、组合物和与其相关的方法。本披露涵盖以下认识：双链寡核苷酸的结构元件，例如碱基序列、化学修饰(例如，糖、碱基和/或核苷酸间键联的修饰)或其模式，和/或立体化学(例如，骨架手性中心的立体化学(手性核苷酸间键联))和/或其模式可以对寡核苷酸特性和活性产生显著影响，例如RNA干扰(RNAi)活性、稳定性、递送等。本披露还提供使用所提供的双链寡核苷酸组合物治疗疾病的方法，例如在RNA干扰中。例如在RNA干扰中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双链寡核苷酸组合物及其相关方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年5月22日提交的美国临时专利申请序列号63/029,060的优先权，该申请的内容通过引用以其全文并入本文。

技术介绍

[0003]靶向基因的寡核苷酸可用于多种应用，例如治疗、诊断、研究和纳米材料应用。在此类应用中天然存在的核酸(例如，未经修饰的DNA或RNA)的使用可能会受到限制，例如，由于其对核酸内切酶及核酸外切酶的易感性。因此，已研发出各种合成对应物来避开这些缺点。这些包括含有化学修饰的合成寡核苷酸，这些化学修饰例如是碱基修饰、糖修饰、骨架修饰。然而，本领域仍然需要具有改善的特性的双链(ds)寡核苷酸用于与上述应用相关的用途。

技术实现思路

[0004]本披露部分地针对这样的认识，即控制双链(ds)寡核苷酸的寡核苷酸的结构元件可以对ds寡核苷酸的性质和/或活性具有显著影响。在某些实施例中，此类结构元件包括以下中的一项或多项：(1)化学修饰(例如，糖、碱基和/或核苷酸间键联的修饰)及其模式；和(2)立体化学(例如，骨架手性核苷酸间键联的立体化学)及其模式的改变，在某些实施例中，一个或多个这样的结构元件可以独立地存在于ds寡核苷酸的一个或两个寡核苷酸中。在某些实施例中，受此类结构元件影响的特性和/或活性包括但不限于参与、指导基因或其基因产物的表达、活性或水平的降低，例如由RNA干扰(RNAi干扰)、RNA酶H
‑
介导的敲低、翻译的空间位阻等介导。
[0005]在某些实施例中，本披露证明包含具有受控结构元件的ds寡核苷酸(例如，dsRNAi寡核苷酸，也称为dsRNAi试剂)的组合物提供意想不到的特性和/或活性。
[0006]在某些实施例中，本披露包括认识到立体化学，例如骨架手性中心的立体化学，可以出乎意料地保持或改善ds寡核苷酸的特性。例如但不限于，本披露部分地涉及包含以下中的一种或多种的ds寡核苷酸：(1)引导链，其在3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及在倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游，即5
’
方向的(N
‑
2)核苷酸之间包含Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心；(2)引导链，其在5
’
末端(+1)核苷酸和紧邻的下游，即3
’
方向(+2)核苷酸之间以及在+2核苷酸和紧邻的下游(+3)核苷酸之间包含Rp、Sp或交替构型的骨架硫代磷酸酯手性中心；(3)引导链，其包含一个或多个骨架硫代磷酸酯手性中心，该一个或多个骨架硫代磷酸酯手性中心在相对于3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游(N
‑
2)核苷酸之间的Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心的上游，即在5
′
方向，其中该上游骨架硫代磷酸酯手性中心呈Rp或Sp构型；(4)引导链，其在5
’
末端(+1)核苷酸和紧邻的下游(+2)核苷酸之间以及在+2核苷酸和紧邻的下游(+3)核苷酸之间以及在以下中的一项或两项中包含一个或多个Rp或Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心：(a)+3核苷酸和+4核苷酸之间；和(b)+5核苷酸和+6核苷酸之间；和(5)与一
条或多条上述引导链结合的过客链，该过客链包含一个或多个Rp或Sp构型的骨架手性中心。
[0007]在某些实施例中，本披露包括认识到立体化学，例如在引导链的5
′
末端修饰处的手性中心的立体化学，可以出乎意料地保持或改善ds寡核苷酸的特性，其中ds寡核苷酸的引导链还包含Rp或Sp构型的硫代磷酸酯手性中心。例如但不限于，本披露部分地涉及包含引导链的ds寡核苷酸，该引导链包含Rp或Sp构型的硫代磷酸酯手性中心和选自以下的5
′
末端修饰：
[0008]在某些实施例中，本披露包括认识到立体化学，例如在引导链的5
′
末端修饰处的手性中心的立体化学，可以出乎意料地保持或改善ds寡核苷酸的特性，其中ds寡核苷酸的引导链还包含Rp或Sp构型的硫代磷酸酯手性中心。例如但不限于，本披露部分地涉及包含引导链的ds寡核苷酸，该引导链包含Rp或Sp构型的硫代磷酸酯手性中心和选自以下的5
′
末端修饰：
[0009](a)5
’
PO修饰，例如但不限于：
[0010][0011](b)5
’
VP修饰，例如但不限于：
[0012][0013](c)5
’
MeP修饰，例如但不限于：
[0014][0015](d)5
’
PN和5
’
Trizole
‑
P修饰，例如但不限于：
[0016][0017]其中碱基选自A、C、G、T、U、无碱基和经修饰的核碱基；
[0018]R2’
选自H、OH、O
‑
烷基、F、MOE、锁核酸(LNA)桥和到4
’
C的桥接核酸(BNA)桥，例如，但不限于：
[0019][0020]在某些其他实施例中，本披露包括认识到立体化学，例如在引导链的5
′
末端核苷酸处的手性中心的立体化学，可以出乎意料地保持或改善ds寡核苷酸的特性，其中ds寡核苷酸的引导链还包含Rp或Sp构型的硫代磷酸酯手性中心。例如但不限于，本披露部分地涉及包含引导链的ds寡核苷酸，该引导链包含Rp或Sp构型的硫代磷酸酯手性中心和选自以下的5
′
末端核苷酸：
[0021](a)5
’
PO核苷酸，例如但不限于：
[0022][0023](b)5
’
VP核苷酸，例如但不限于：
[0024][0025](c)5
’
MeP核苷酸，例如但不限于：
[0026][0027](d)5
’
PN和5
’
Trizole
‑
P核苷酸，例如但不限于：
[0028][0029](e)5
’
无碱基VP和5
’
无碱基MeP核苷酸，例如但不限于：
[0030][0031]在某些实施例中，本披露包括认识到非天然存在的核苷酸间键联，例如，中性核苷酸间键联，在某些实施例中，可以出乎意料地保持或改善ds寡核苷酸的特性。例如，本披露证明，在某些实施例中，可以将经修饰的核苷酸间键联引入ds寡核苷酸而不显著降低ds寡核苷酸的活性。例如但不限于，本披露部分地涉及包含以下中的一种或多种的ds寡核苷酸：(1)引导链，其中5
’
和3
’
末端二核苷酸中的一个或两个不通过不带负电荷的核苷酸间键联进行连接，即，引导链在相对于5
’
末端二核苷酸之间的连接的下游(即在3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包含引导链和过客链的双链RNAi(dsRNAi)剂，其中：a)该引导链与靶RNA序列互补或基本上互补，并且包含：i.在3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及在倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游(N
‑
2)核苷酸之间的呈Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心，ii.在5
’
末端(+1)核苷酸和紧邻的下游(+2)核苷酸之间以及在+2核苷酸和紧邻的下游(+3)核苷酸之间的呈Rp、Sp或交替构型的骨架硫代磷酸酯手性中心；iii.在3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及在倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游(N
‑
2)核苷酸之间的呈Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心的上游的一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心；iv.在5
’
末端(+1)核苷酸和紧邻的下游(+2)核苷酸之间以及在(+2)核苷酸和紧邻的下游(+3)核苷酸之间以及在以下中的一项或两项中的一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心：(a)(+3)核苷酸和(+4)核苷酸之间；和(b)(+5)核苷酸和(+6)核苷酸之间；或v.发生在该引导链的相对于5
′
末端核苷酸的第二个(+2)和第三个(+3)核苷酸之间的一个或多个不带负电荷的核苷酸间键联以及到倒数第二个3
′
(N
‑
1)核苷酸的核苷酸间键联；b)该过客链包含以下中的一项或两项：i.0
‑
n个不带负电荷的核苷酸间键联，其中n是约1至49，和ii.一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架手性中心，c)该dsRNAi剂的每条链独立地具有约15至约49个核苷酸的长度，d)该dsRNAi能够指导靶特异性RNA干扰。2.一种包含双链寡核苷酸的手性受控的寡核苷酸组合物，其中该双链寡核苷酸的引导链和过客链独立地特征在于：a)共同碱基序列和长度；b)共同骨架键联模式；以及c)共同骨架手性中心模式；该组合物是手性受控的，因为相对于具有相同的共同碱基序列和长度的引导链的基本外消旋制剂而言，该组合物富集具有共同手性中心模式的寡核苷酸；以及a)其中这些引导链与靶RNA序列互补或基本上互补，并且包含：i.在3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及在倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游(N
‑
2)核苷酸之间的呈Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心，ii.在5
’
末端(+1)核苷酸和紧邻的下游(+2)核苷酸之间以及在+2核苷酸和紧邻的下游(+3)核苷酸之间的呈Rp、Sp或交替构型的骨架硫代磷酸酯手性中心；iii.在3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及在倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游(N
‑
2)核苷酸之间的呈Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心的上游的一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心；iv.在5
’
末端(+1)核苷酸和紧邻的下游(+2)核苷酸之间以及在(+2)核苷酸和紧邻的下游(+3)核苷酸之间以及在以下中的一项或两项中的一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心：(a)(+3)核苷酸和(+4)核苷酸之间；和(b)(+5)核苷酸和(+6)核苷酸之间；
或v.发生在该引导链的相对于5
′
末端核苷酸的第二个(+2)和第三个(+3)核苷酸之间的一个或多个不带负电荷的核苷酸间键联，以及到倒数第二个3
′
(N
‑
1)核苷酸的核苷酸间键联；b)这些过客链包含以下中的一项或两项：i.0
‑
n个不带负电荷的核苷酸间键联，其中n是约1至49，和ii.一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架手性中心，c)该引导链和过客链具有约15至约49个核苷酸的长度；以及d)该引导链和过客链能够指导靶特异性RNA干扰。3.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及在倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游(N
‑
2)核苷酸之间包含呈Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心，并且该过客链包含0
‑
n个不带负电荷的核苷酸间键联，其中n是约1至49。4.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在5
’
末端(+1)核苷酸和紧邻的下游(+2)核苷酸之间以及在+2核苷酸和紧邻的下游(+3)核苷酸之间包含呈Rp、Sp或交替构型的骨架硫代磷酸酯手性中心，并且该过客链包含0
‑
n个不带负电荷的核苷酸间键联，其中n是约1至49。5.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及在倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游(N
‑
2)核苷酸之间的呈Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心上游包含一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心，并且该过客链包含0
‑
n个不带负电荷的核苷酸间键联，其中n是约1至49。6.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在该引导链的相对于5
′
末端核苷酸的第二个(+2)和第三个(+3)核苷酸之间包含一个或多个不带负电荷的核苷酸间键联以及到倒数第二个3
′
(N
‑
1)核苷酸的核苷酸间键联，并且该过客链包含0
‑
n个不带负电荷的核苷酸间键联，其中n是约1至49。7.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及在倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游(N
‑
2)核苷酸之间包含呈Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心，并且该过客链包含一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架手性中心。8.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在5
’
末端(+1)核苷酸和紧邻的下游(+2)核苷酸之间以及在+2核苷酸和紧邻的下游(+3)核苷酸之间包含呈Rp、Sp或交替构型的骨架硫代磷酸酯手性中心，并且该过客链包含一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架手性中心。9.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在3
’
末端核苷酸和倒数第二个(N
‑
1)核苷酸之间以及在倒数第二个(N
‑
1)核苷酸和紧邻的上游(N
‑
2)核苷酸之间的呈Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心上游包含一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心，并且该过客链包含一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架手性中心。
10.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在5
’
末端(+1)核苷酸和紧邻的下游(+2)核苷酸之间以及在(+2)核苷酸和紧邻的下游(+3)核苷酸之间以及在以下中的一项或两项中包含一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架硫代磷酸酯手性中心：(a)(+3)核苷酸和(+4)核苷酸之间；和(b)(+5)核苷酸和(+6)核苷酸之间；或11.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链包含选自以下的5
′
末端修饰：以及碱基：A、C、G、T、U、无碱基和经修饰的核碱基；R：H、OH、O
‑
烷基、F、MOE、到4
′
位置的LNA桥、到4
′
位置的BNA桥。12.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在该引导链的相对于5
′
末端核苷酸的第二个(+2)和第三个(+3)核苷酸之间包含一个或多个不带负电荷的核苷酸间键联以及到倒数第二个3
′
(N
‑
1)核苷酸的核苷酸间键联，并且该过客链包含一个或多个呈Rp或Sp构型的骨架手性中心。
13.如权利要求1所述的双链寡核苷酸或如权利要求2所述的组合物，其中该引导链在3
’
末端核苷酸和倒数第...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱德拉，
申请(专利权)人：波涛生命科学有限公司，
类型：发明
国别省市：