專利名稱：5′和2′雙取代的核苷和由其制備的低聚化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文提供了修飾的核苷和由其制備的低聚化合物。更具體而言，提供了具有至少一個5'-取代基和2'-取代基的修飾的核苷、包含這些修飾的核苷中的至少一個的低聚化合物和包含這些低聚化合物中的至少一個的組合物。在一些實施方案中，本文提供的低聚化合物預期與靶RNA的一部分雜交以使該靶RNA喪失正常功能。所述低聚化合物還預期用于診斷應用中作為引物和探針。
背景技術(shù)：
在三十多年以前首次提出靶向致病基因序列(Belikova等人，Tet. Lett.，1967， 37,3557-3562)，并且十多年后在細胞培養(yǎng)物中證明了反義活性(Zamecnik等人，Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. Α.，1978，75，280-284)。反義技術(shù)在由致病基因產(chǎn)生的疾病或病癥的治療中的一個優(yōu)點是，它是具有調(diào)節(jié)(提高或降低)特定致病基因的表達的能力的直接遺傳學方法。另一個優(yōu)點是，使用反義化合物確認治療目標能夠直接并立即發(fā)現(xiàn)候選藥物；反義化合物是潛在的治療劑。一般來說，在反義技術(shù)后面的原理是反義化合物與靶核酸雜交并調(diào)節(jié)基因表達的活性或功能，諸如轉(zhuǎn)錄或翻譯。基因表達的調(diào)節(jié)可以通過例如靶降解或基于占用的抑制來實現(xiàn)。通過降解調(diào)節(jié)RNA靶功能的一個實例是靶RNA在與DNA樣反義化合物雜交時基于RNA 酶H的降解。通過靶降解調(diào)節(jié)基因表達的另一個實例是RNA干擾(RNAi)。RNAi —般是指反義介導的基因沉默，包括導致靶向內(nèi)源性mRNA水平的序列特異性減少的dsRNA的引入。 通過基于占用的機制調(diào)節(jié)RNA靶功能的另外一個實例是微小RNA功能的調(diào)節(jié)。微小RNA是調(diào)控蛋白編碼RNA的表達的非編碼小RNA。反義化合物與微小RNA的結(jié)合阻止微小RNA與其信使RNA靶的結(jié)合，并因此干擾微小RNA的功能。不考慮具體機制，這種序列特異性使反義化合物作為用于靶確認和基因功能化的工具以及作為選擇性調(diào)節(jié)與惡性腫瘤和其他疾病的發(fā)病機理有關(guān)的基因的表達的治療法非常具有吸引力。反義技術(shù)是用于減少一種或多種特定基因產(chǎn)物的表達的有效手段，因此能夠證明在許多治療、診斷和研究應用中具有獨特用處?；瘜W修飾的核苷常規(guī)用于并入反義化合物中來增強一種或多種特性，諸如核酸酶抗性、藥物代謝動力學或?qū)Π蠷NA的親和力。在1998
Vitravene φ ( ？ Isis Pharmaceuticals Inc. ,Carlsbad,CA Jf 發(fā))是第一個從美國食品藥品管理局(FDA)得到銷售許可的反義藥物，并且當前是AIDS患
17者中巨細胞病毒(CMV)誘導的視網(wǎng)膜炎的治療手段。新化學修飾改進了反義化合物的效能和效力，呈現(xiàn)出口服遞送以及增強皮下施用的可能性、降低副作用的可能性，并提高患者的便利性。提高反義化合物的效能的化學修飾使施用的劑量減少，從而減少毒性可能性以及降低治療的總成本。提高降解抗性的修飾導致從身體清除較慢，從而容許更低頻繁的給藥。在一種化合物中可以合并不同類型的化學修飾以進一步優(yōu)化化合物的效力。5'-取代的DNA和RNA衍生物的合成及其并入到低聚化合物中已經(jīng)在文獻中報道(Saha 等人，J. Org. Chem.，1995，60，788-789 ;Wang 等人，Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters，1999，9，885-890 ；和 Mikhailov 等人，Nucleosides & Nucleotides, 1991,10 (1-3), 339-343 ；Leonid ^ 人，1995，14 (3-5)，901-905 ；以及 Eppacher 等人， Helvetica Chimica Acta，2004，87，3004-3020)。5'-取代的單體還被制成具有修飾堿基的單磷酸酯(Wang 等人，Nucleosides Nucleotides & Nucleic Acids，2004，23 (1&2)， 317-337)。已報道了在多個位置(包括糖環(huán)的5'-位和2'-位)包括任選的修飾的一類修飾的核苷和其中并入這些修飾的核苷的低聚化合物(參見在1994年10月13日作為WO 94/22890 公布的國際申請?zhí)朠CT/US94/02993)。之前已報道5' -CH2取代的2' -0-保護的核苷的合成以及將其并入低聚物中 (參見 Wu 等人，Helvetica Chimica Acta，2000，83，1127-1143 和 Wu 等人 Bioconjugate Chem. 1999，10，921-924)。已經(jīng)制備了用于并入寡核苷酸中的酰胺連接的核苷二聚物，其中在二聚物中的 3'連接的核苷(5'到 3')包含 2' -OCH3 和 5' -(S)-CH3(Mesmaeker 等人，Synlett， 1997，1287-1290)。之前已報道了一類2'取代的5' -CH2(或0)修飾的核苷以及將其并入寡核苷酸中的討論(參見在1992年2月7日作為WO 92/13869公布的國際申請?zhí)朠CT/ US92/01020)。之前已報道具有2'-取代的修飾的5'-亞甲基膦酸酯單體的合成和它們制備修飾的抗病毒二聚體的用途(參見2006年4月6日作為US 2006/0074035而公布的美國專利申請?zhí)?10/418, 662) ο對通過反義機制特異性調(diào)節(jié)基因表達的試劑存在長期需要。本文公開了低聚化合物，諸如可用于調(diào)節(jié)基因表達途徑的反義化合物，所述基因表達途徑包括那些依賴諸如RNA 酶H、RNAi和dsRNA酶的作用機制以及其他基于靶降解或靶占用的反義機制的基因表達途徑。本領(lǐng)域技術(shù)人員一旦具備本公開內(nèi)容，將無需過多實驗而能夠鑒定、制備和利用用于這些用途的反義化合物。發(fā)明簡述本文提供了具有至少一個2'取代基團以及5'取代基團、5'磷部分、或5'取代基團與5'磷部分二者的修飾的核苷，包括這些修飾的核苷的低聚化合物和使用所述低聚化合物的方法。本文還提供了用于制備這些修飾的核苷和低聚化合物的中間體和方法。在某些實施方案中，提供了能夠被并入低聚化合物中的5'-單取代(R、S或混合的)或雙取代的以及2' -0-取代的修飾的核苷。本文提供的修飾的核苷預期可用于增強它們所并入的低聚化合物的一種或多種特性，諸如，例如核酸酶抗性。在某些實施方案中，本文提供的并入這些修飾的核苷中的一種或多種的低聚化合物和組合物預期與靶RNA的一部分雜交以使該靶RNA喪失正常功能。所述低聚化合物還預期可用于診斷應用作為引物和探針。本文還詳細分別地定義了變量。應理解本文提供的修飾的核苷和低聚化合物包括本文公開的實施方案和本文定義的變量的所有組合物。在某些實施方案中，本文提供了具有式I的化合物
權(quán)利要求
1. 一種化合物，所述化合物具有式I O G1 T2I其中Bx是雜環(huán)堿基部分； A 是 0、S 或 N(R1)；R1是H、C1-C6烷基或取代的C1-C6烷基；T1和T2之一是H、保護基或磷部分，并且T1和T2中的另一個是H、保護基或反應性磷基團；Q1和％之一是IC1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、C2-C6烯基、取代的C2-C6烯基、C2-C6炔基或取代的C2-C6炔基，并且A和A中的另一個是C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、C2-C6烯基、取代的C2-C6烯基、C2-C6炔基或取代的C2-C6炔基； G1 是 0- [C (R2) (R3) ] n- [ (C = 0) m-x] J-Z 或鹵素； 每個&和民獨立地是H或鹵素； X 是 0、S 或 N(E1)；Z是H、鹵素、C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、C2-C6烯基、取代的C2-C6烯基、C2-C6炔基、 取代的C2-C6炔基或N(E2) (E3)；E^ E2和&各自獨立地是H、C1-C6烷基或取代的C1-C6烷基； η為1到大約6 ； m為 或1 ； j為0或1 ；每個取代的基團包含一個或多個任選被保護的取代基團，所述任選被保護的取代基團獨立地選自鹵素、0Λ、Ν(J1) (J2)、= NJpSJ1、N3、CN、OC( = UJpOC( = DN(J1) (J2)和 C(= UN(J1) (J2)；L 為 0、S 或 NJ3 ；每個J1、J2和J3獨立地是H或C1-C6烷基；并且當j為1時，則Z不為鹵素或Νφ2) (E3)，并且當A為0時，則G1不為鹵素。
2.如權(quán)利要求1所述的化合物，其中Bx是尿嘧啶、5-噻唑并-尿嘧啶、2-硫代-尿嘧啶、5-丙炔基-尿嘧啶、胸腺嘧啶、2'-硫代-胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、5-噻唑并-胞嘧啶、5-丙炔基-胞嘧啶、腺嘌呤、鳥嘌呤、2，6_ 二氨基嘌呤、IH-嘧啶并[5，4-b][l， 4]苯并噁嗪-2 (3H)_酮、IH-嘧啶并[5，4-b][l，4]苯并噻嗪_2 (3H)-酮、9-(2-氨基乙氧基)-H-嘧啶并[5，4-b] [1,4]苯并噁嗪-2(3H)_酮、2H-嘧啶并W，5_b]吲哚_2_酮或H-吡啶并[3'，2' :4，5]吡咯并[2，3-d]嘧啶-2-酮。
3.如權(quán)利要求1所述的化合物，其中Bx是尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、腺嘌呤或鳥嘌呤。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的化合物，其中A是扎
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的化合物，其中A是扎
6.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的化合物，其中A和Gl2各自不為H。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的化合物，其中A和A之一為取代的C1-C6烷基。
8.如權(quán)利要求7所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一個選自鹵素、 C2-C6烯基、OJ1、NJ1J2和CN的取代基團，其中每個J1和J2獨立地是H或C1-C6烷基。
9.如權(quán)利要求7所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一個選自氟和OCH3 的取代基團。
10.如權(quán)利要求ι至9中任一項所述的化合物，其中A和A中的至少一個為C1-C6烷基。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的化合物，其中Gl1是甲基。
12.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的化合物，其中A是甲基。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的化合物，其中G1是0CH3、OCH2F,OCHF2, OCF3 > OCH2CH3 > 0 (CH2) 2F、OCH2CHF2, OCH2CF3> OCH2-CH = CH2, O(CH2)2-OCH3^ O(CH2)2-SCH3^ 0 (CH2) 2_0CF3、0 (CH2) 3"N (R4) (R5)、0 (CH2) 2_0N (R4) (R5)、0 (CH2) 2_0 (CH2) 2_N (R4) (R5)、OCH2C (= 0)-N (R4) (R5)、OCH2C ( = 0)-N (R6)-(CH2)2-N (R4) (R5)或 0 (CH2) 2_N ( )-C ( = NR7) [N(R4) (R5)]，其中R4、R5、R6和R7各自獨立地是H或C「C6烷基。
14.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的化合物，其中G1是OCH3、OCF3、OCH2CH3、OCH2CF3、 OCH2-CH = CH2、O(CH2) 2-0CH3、0 (CH2)2-O (CH2)2-N (CH3) 2、OCH2C ( = 0)-N (H) CH3、OCH2C (= 0) -N (H) - (CH2) 2-N (CH3) 2 或 OCH2-N (H) -C ( = NH) NH2。
15.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的化合物，其中G1是OCH3、O(CH2)2-0CH3、OCH2C (= 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3) 2。
16.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的化合物，其中G1是O(CH2)2-0CH3。
17.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的化合物，其中G1是F。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項所述的化合物，其中T1和T2中的至少一個是選自芐基、苯甲?；?、2，6_ 二氯芐基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、甲磺酸酯、 甲苯磺酸酯、二甲氧三苯甲基(DMT)、9_苯基黃嘌呤-9-基(Pixyl)和9_(對甲氧基苯基) 黃嘌呤-9-基(MOX)的羥基保護基。
19.如權(quán)利要求1至17中任一項所述的化合物，其中T1選自乙?；?、芐基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基和二甲氧三苯甲基。
20.如權(quán)利要求1至17中任一項所述的化合物，其中T1是4，4'-二甲氧三苯甲基。
21.如權(quán)利要求1至17中任一項所述的化合物，其中T1是磷部分。
22.如權(quán)利要求21所述的化合物，其中所述磷部分具有下式RaRb=P-I Rc其中Ra和R。各自獨立地是OHjHX1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、取代的C1-C6烷氧基、氨基或取代的氨基；并且 Rb為0或S。
23.如權(quán)利要求22所述的化合物，其中Ra和R。各自是0H。
24.如權(quán)利要求22所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
25.如權(quán)利要求22所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
26.如權(quán)利要求22至25中任一項所述的化合物，其中Rb是0。
27.如權(quán)利要求22至25中任一項所述的化合物，其中Rb是S。
28.如權(quán)利要求1至27中任一項所述的化合物，其中T2是反應性磷基團。
29.如權(quán)利要求1至27中任一項所述的化合物，其中T2是選自二異丙基氰基乙氧基亞磷酰胺和H-膦酸酯的反應性磷基團。
30.如權(quán)利要求1至17中任一項所述的化合物，其中T1是4，4'-二甲氧三苯甲基并且T2是二異丙基氰基乙氧基亞磷酰胺。
31.如權(quán)利要求1至17中任一項所述的化合物，其中T1是磷部分并且T2是二異丙基氰基乙氧基亞磷酰胺。
32.如權(quán)利要求1至31中任一項所述的化合物，其中A是0。
33.如權(quán)利要求1至31中任一項所述的化合物，其中A是S。
34.如權(quán)利要求1至31中任一項所述的化合物，其中A是N(R1)。
35.如權(quán)利要求34所述的化合物，其中隊是H或CH3。
36.如權(quán)利要求1至35中任一項所述的化合物，所述化合物具有以下構(gòu)型
37.如權(quán)利要求36所述的化合物，其中 Bx是雜環(huán)堿基部分；A是0 ；T1是H或保護基；T2是H、保護基或反應性磷基團；Q1和A之一是C1-C6烷基并且A和A中的另一個是H ；并且G1 是 OCH3、0 (CH2) 2_0CH3、OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3) 2。
38.如權(quán)利要求37所述的化合物，其中 A是CH3;并且G1 是 OCH3、0 (CH2) 2_0CH3、OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3) 2。
39.如權(quán)利要求37所述的化合物，其中 %是013 ；并且G1 是 OCH3、0 (CH2) 2_0CH3、OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3) 2。
40.如權(quán)利要求38或39中任一項所述的化合物，其中 G1 是 O(CH2)2-OCH315
41. 一種低聚化合物，所述低聚化合物包含至少一種式II的單體
42.如權(quán)利要求41所述的低聚化合物，其中每個Bx獨立地是尿嘧啶、5-噻唑并-尿嘧啶、2-硫代-尿嘧啶、5-丙炔基-尿嘧啶、胸腺嘧啶、2'-硫代-胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、5-噻唑并-胞嘧啶、5-丙炔基-胞嘧啶、腺嘌呤、鳥嘌呤、2，6- 二氨基嘌呤、IH-嘧啶并[5，4-b][l，4]苯并噁嗪-2 (3H)-酮、IH-嘧啶并[5，4_b][l，4]苯并噻嗪_2 (3H)-酮、 9-(2-氨基乙氧基)-H-嘧啶并[5，4-b][l，4]苯并噁嗪-2(3H)_酮、2H-嘧啶并W，5_b]吲哚-2-酮或H-吡啶并[3'，2' :4,5]吡咯并[2，3-d]嘧啶_2_酮。
43.如權(quán)利要求43所述的低聚化合物，其中每個Bx獨立地是尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、腺嘌呤或鳥嘌呤。
44.如權(quán)利要求41至43中任一項所述的低聚化合物，其中每個A是H。
45.如權(quán)利要求41至43中任一項所述的低聚化合物，其中每個％是H。
46.如權(quán)利要求41至43中任一項所述的低聚化合物，其中每個A和每個％不為H。
47.如權(quán)利要求41到46中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式II的單體，Q1 和％中的至少一個是取代的C1-C6烷基。
48.如權(quán)利要求47所述的低聚化合物，其中每個取代的C1-C6烷基包含至少一個獨立地選自鹵素、C2-C6烯基、OJ1、NJ1J2和CN的取代基團，其中每個J1和J2獨立地是H或C1-C6 焼基。
49.如權(quán)利要求47所述的低聚化合物，其中每個取代的C1-C6烷基包含至少一個獨立地選自氟和OCH3的取代基團。
50.如權(quán)利要求41到49中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式II的單體，Q1 和％中的至少一個是C1-C6烷基。
51.如權(quán)利要求41至49中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式II的單體，Q1 是甲基。
52.如權(quán)利要求41至49中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式II的單體，Q2是甲基。
53.如權(quán)利要求41至52中任一項所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種式II的單體而言，G1 是 0CH3、OCH2F, OCHF2, OCF3> OCH2CH3> 0(CH2)2F、OCH2CHF2, 0CH2CF3、OCH2-CH = CH2、O(CH2)2-OCH3^ O(CH2)2-SCH3^ O(CH2)2-OCF3^ 0 (CH2) 3"N (R4) (R5)、0 (CH2) 2-0N (R4) (R5)、 0 (CH2) 2-0 (CH2) 2-N (R4) (R5)、OCH2C ( = 0) -N (R4) (R5)、OCH2C ( = 0) -N (R6) - (CH2) 2_N (R4) (R5)或 0 (CH2) 2-N(R6) -C ( = NR7) [N(R4) (R5)]，其中 R4、R5、R6 和 R7 各自獨立地是 H 或 C「C6 烷基。
54.如權(quán)利要求41至52中任一項所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種式 II 的單體而言，G1 是 OCH3> OCF3> 0CH2CH3、OCH2CF3> OCH2-CH = CH2, O(CH2)2-OCH3^ 0 (CH2) 2-0 (CH2) 2-N (CH3) 2 > OCH2C ( = 0)-N (H) CH3、OCH2C ( = 0) -N (H)-(CH2)2-N(CH3)2 或 OCH2-N(H) -C( = NH) NH2。
55.如權(quán)利要求41至52中任一項所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種式II的單體而言，G1 是 OCH3、0 (CH2) 2-0CH3、OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3)20
56.如權(quán)利要求41至52中任一項所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種式II的單體而言，。！是^⑶義⑷⑶^
57.如權(quán)利要求41至52中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式II的單體，G1 是F。
58.如權(quán)利要求41至57中任一項所述的低聚化合物，其中T3和T4中的至少一個是 5’ -端基團或3’ -端基團。
59.如權(quán)利要求41至57中任一項所述的低聚化合物，其中T3和T4中的至少一個是綴合基團。
60.如權(quán)利要求41至59中任一項所述的低聚化合物，其中T3是磷部分。
61.如權(quán)利要求59所述的低聚化合物，其中所述磷部分具有下式
62.如權(quán)利要求60所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0H。
63.如權(quán)利要求60所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
64.如權(quán)利要求60所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
65.如權(quán)利要求60至64中任一項所述的低聚化合物，其中Rb是0。
66.如權(quán)利要求60至64中任一項所述的低聚化合物，其中Rb是S。
67.如權(quán)利要求41至66中任一項所述的低聚化合物，其中每種式II的單體具有以下構(gòu)型
68.如權(quán)利要求67所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種具有所述構(gòu)型的式II的單體而言Bx是雜環(huán)堿基部分； A是0 ；T3和T4之一為連接單體與低聚化合物的核苷間連接基團，并且T3和T4中的另一個為 H、保護基、磷部分、5’ -端是團或3’ -端基團或連接單體與低聚化合物的核苷間連接基團； Q1和A之一是C1-C6烷基并且A和A中的另一個是H ；并且G1 是 OCH3、0 (CH2) 2_0CH3、OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3) 2。
69.如權(quán)利要求68所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種具有所述構(gòu)型的式II的單體而言A是CH3;并且G1 是 OCH3、0 (CH2) 2_0CH3、OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3) 2。
70.如權(quán)利要求68所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種具有所述構(gòu)型的式II的單體而言%是013 ；并且G1 是 OCH3、0 (CH2) 2_0CH3、OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3) 2。
71.如權(quán)利要求69或70中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種具有所述構(gòu)型的式 II的單體G1 是 O(CH2) 2-0CH3。
72.如權(quán)利要求41至71中任一項所述的低聚化合物，所述低聚化合物在5’端包含一種式II的單體。
73.如權(quán)利要求41至72中任一項所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含具有至少2 個連續(xù)的式II的單體的至少一個區(qū)域。
74.如權(quán)利要求73所述的低聚化合物，其中所述至少一個區(qū)域包含2個到5個連續(xù)的式II的單體。
75.如權(quán)利要求41到71中任一項所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含至少兩個區(qū)域，其中每個區(qū)域獨立地包含1個到大約5個連續(xù)的式II的單體，并且其中每個區(qū)域被至少一個不同于具有式II的單體并且獨立地選自核苷和修飾的核苷的單體亞基分隔。
76.如權(quán)利要求75所述的低聚化合物，所述低聚化合物包括帶間隙的低聚化合物，其中連續(xù)的式II的單體的一個區(qū)域位于5'-端，并且連續(xù)的式II的單體的第二區(qū)域位于 3'-端，其中這兩個區(qū)域被包含大約6個到大約18個單體亞基的內(nèi)部區(qū)域分隔，所述單體亞基不同于具有式II的單體并且獨立地選自核苷和修飾的核苷。
77.如權(quán)利要求76所述的低聚化合物，其中所述內(nèi)部區(qū)域包含大約8個到大約14個連續(xù)的i3-D_2'-脫氧呋喃核糖基核苷。
78.如權(quán)利要求76所述的低聚化合物，其中所述內(nèi)部區(qū)域包含大約9個到大約12個連續(xù)的-脫氧呋喃核糖基核苷。
79.如權(quán)利要求41至71中任一項所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含2個到3個連續(xù)的式II的單體的一個區(qū)域、1個到3個連續(xù)的式II的單體的任選第二區(qū)域和8個到 14個i3-D-2'-脫氧呋喃核糖基核苷的第三區(qū)域，其中所述第三區(qū)域位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間。
80.如權(quán)利要求41到79中任一項所述的低聚化合物，其中每個核苷間連接基團獨立地為磷酸二酯核苷間連接基團或硫代磷酸酯核苷間連接基團。
81.如權(quán)利要求41到79中任一項所述的低聚化合物，其中基本上每個核苷間連接基團是硫代磷酸酯核苷間連接基團。
82.一種雙鏈組合物，所述雙鏈組合物包含第一低聚化合物和第二低聚化合物，其中所述第一低聚化合物與所述第二低聚化合物互補并且所述第二低聚化合物與核酸靶互補；所述第一低聚化合物和所述第二低聚化合物中的至少一個是根據(jù)權(quán)利要求41到81中任一項所述的低聚化合物；并且其中所述組合物任選地包含一個或多個5'端基團或3'端基團。
83.一種方法，所述方法包括使細胞與權(quán)利要求41到81中任一項所述的低聚化合物或權(quán)利要求82所述的雙鏈組合物相接觸，其中所述低聚化合物或所述雙鏈組合物中的一條鏈與靶RNA互補。
84.如權(quán)利要求83所述的方法，其中所述細胞在動物中。
85.如權(quán)利要求84所述的方法，其中所述細胞在人中。
86.如權(quán)利要求83所述的方法，其中所述靶RNA選自mRNA、前mRNA和微小RNA。
87.如權(quán)利要求86所述的方法，其中所述靶RNA是mRNA。
88.如權(quán)利要求87所述的方法，其中所述靶RNA是人mRNA。
89.如權(quán)利要求83所述的方法，其中所述靶RNA被切割由此抑制其功能。
90.如權(quán)利要求83所述的方法，所述方法還包括評估所述低聚化合物或所述雙鏈組合物對所述細胞的反義活性。
91.如權(quán)利要求90所述的方法，其中所述評估包括檢測靶RNA的水平。
92.如權(quán)利要求90所述的方法，其中所述評估包括檢測蛋白的水平。
93.如權(quán)利要求90所述的方法，其中所述評估包括一種或多種表型效應的檢測。
94.如權(quán)利要求41到81中任一項所述的低聚化合物或如權(quán)利要求82所述的雙鏈組合物，所述低聚化合物或雙鏈組合物在治療中使用。
95.如權(quán)利要求94所述的低聚化合物或雙鏈組合物，其中所述治療是治療以不期望的基因表達為特征的疾病。
96.如權(quán)利要求94所述的低聚化合物或雙鏈組合物，其中所述治療是通過抑制基因表達治療疾病。
97.如權(quán)利要求41到82和權(quán)利要求93到95中任一項所述的低聚化合物或雙鏈組合物，其中動物中的細胞要與所述低聚化合物或所述雙鏈組合物相接觸。
98.如權(quán)利要求41到81中任一項所述的低聚化合物或如權(quán)利要求82所述的雙鏈組合物用于制備治療以不期望的基因表達為特征的疾病的藥劑的用途。
99.如權(quán)利要求41到81中任一項所述的低聚化合物或如權(quán)利要求82所述的雙鏈組合物用于制備通過抑制基因表達治療疾病的藥劑的用途。
100.一種藥物組合物，所述藥物組合物包含如權(quán)利要求41到81中任一項所述的低聚化合物或如權(quán)利要求82所述的雙鏈組合物和藥學上可接受的載體。
101.一種化合物，所述化合物具有式III
102.如權(quán)利要求101所述的化合物，其中Bx是尿嘧啶、5-噻唑并-尿嘧啶、2-硫代-尿嘧啶、5-丙炔基-尿嘧啶、胸腺嘧啶、2'-硫代-胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、5-噻唑并-胞嘧啶、5-丙炔基-胞嘧啶、腺嘌呤、鳥嘌呤、2，6- 二氨基嘌呤、IH-嘧啶并[5，4-b] [1,4]苯并噁嗪-2 (3H)-酮、IH-嘧啶并[5，4-b][l，4]苯并噻嗪_2 (3H)-酮、9-(2-氨基乙氧基)-H-嘧啶并[5，4-b][l，4]苯并噁嗪-2(3H)_酮、2H-嘧啶并W，5_b]吲哚_2_酮或 H-吡啶并[3'，2' :4，5]吡咯并[2，3-d]嘧啶-2-酮。
103.如權(quán)利要求101所述的化合物，其中Bx是尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、腺嘌呤或鳥嘌呤。
104.如權(quán)利要求101至103中任一項所述的化合物，其中G1是OCH3>OCH2F, OCHF2, OCF3 > 0CH2CH3、0 (CH2) 2F、OCH2CHF2, OCH2CF3> OCH2-CH = CH2, O(CH2)2-OCH3^ O(CH2)2-SCH3^ 0 (CH2) 2_0CF3、0 (CH2) 3"N (R4) (R5)、0 (CH2) 2_0N (R4) (R5)、0 (CH2) 2_0 (CH2) 2_N (R4) (R5)、OCH2C (= 0)-N (R4) (R5)、OCH2C ( = 0)-N (R6)-(CH2)2-N (R4) (R5)或 0 (CH2) 2_N ( )-C ( = NR7) [N(R4) (R5)]，其中R4、R5、R6和R7各自獨立地是H或C「C6烷基。
105.如權(quán)利要求101至103中任一項所述的化合物，其中G1是OCH3>OCF3> OCH2CH3^ OCH2CF3、OCH2-CH = CH2、(KCH2) 2_0CH3、0 (CH2)2-O (CH2)2-N (CH3) 2、OCH2C ( = 0) -N(H) CH3> OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2-N (CH3) 2 或 OCH2-N (H) -C ( = NH) NH2。
106.如權(quán)利要求101至103中任一項所述的化合物，其中G1是0013、O(CH2)2-OCH3^ OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3) 2。
107.如權(quán)利要求101至103中任一項所述的化合物，其中G1是F。
108.如權(quán)利要求101至107中任一項所述的化合物，其中T5是磷部分。
109.如權(quán)利要求108所述的化合物，其中所述磷部分具有下式
110.如權(quán)利要求109所述的化合物，其中Ra和R。各自是0H。
111.如權(quán)利要求109所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
112.如權(quán)利要求109所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
113.如權(quán)利要求109至112中任一項所述的化合物，其中Rb是0。
114.如權(quán)利要求109至112中任一項所述的化合物，其中Rb是S。
115.如權(quán)利要求101至107中任一項所述的化合物，其中T5是反應性磷基團。
116.如權(quán)利要求101至115中任一項所述的化合物，其中T6選自乙?；?、芐基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基和二甲氧三苯甲基。
117.如權(quán)利要求101至115中任一項所述的化合物，其中T6是4，4'二甲氧三苯甲基。
118.如權(quán)利要求101至115中任一項所述的化合物，其中T6是反應性磷基團。
119.如權(quán)利要求101至115中任一項所述的化合物，其中T6是選自二異丙基氰基乙氧基亞磷酰胺和H-膦酸酯的反應性磷基團。
120.如權(quán)利要求101至107中任一項所述的化合物，其中T5是磷部分并且T6是二異丙基氰基乙氧基亞磷酰胺。
121.如權(quán)利要求120所述的化合物，其中所述磷部分是-P(0H)2(= 0)。
122.如權(quán)利要求101至121中任一項所述的化合物，其中Q1A2A3和Gl4之一為取代的 C「C6焼基。
123.如權(quán)利要求122所述的化合物，其中QpQ2A3和Gl4中的另外三個為H。
124.如權(quán)利要求122或123中任一項所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一個選自鹵素、C2-C6烯基、OJ1, NJ1J2和CN的取代基團，其中每個J1和J2獨立地是H或 C「C6焼基。
125.如權(quán)利要求122或123中任一項所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一個選自氟和OCH3的取代基團。
126.如權(quán)利要求101至121中任一項所述的化合物，其中QpQ2A3和Q4之為C1-C6烷基。
127.如權(quán)利要求1 所述的化合物，其中A和A之一是C1-C6烷基。
128.如權(quán)利要求1 所述的化合物，其中A和A之一是C1-C6烷基。
129.如權(quán)利要求1 至128中任一項所述的化合物，其中所述C1-C6烷基是甲基。
130.如權(quán)利要求126至129中任一項所述的化合物，其中仏為為和Gl4中的另外三個為H。
131.如權(quán)利要求111至131中任一項所述的化合物，其中％、％、％*&之一為F。
132.如權(quán)利要求101至121中任一項所述的化合物，其中兌為為和仏中的兩個為F。
133.如權(quán)利要求101至121中任一項所述的化合物，其中A和A各自為F。
134.如權(quán)利要求101至121和133中任一項所述的化合物，其中仏和Q4各自為F。
135.如權(quán)利要求131至134中任一項所述的化合物，其中仏為為和Gl4中的每一個為 F或H。
136.如權(quán)利要求101至135中任一項所述的化合物，所述化合物具有以下構(gòu)型
137. 一種低聚化合物，所述低聚化合物包含至少一種式IV的單體
138.如權(quán)利要求137所述的低聚化合物，其中每個Bx獨立地是尿嘧啶、5-噻唑并-尿嘧啶、2-硫代-尿嘧啶、5-丙炔基-尿嘧啶、胸腺嘧啶、2'-硫代-胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、5-噻唑并-胞嘧啶、5-丙炔基-胞嘧啶、腺嘌呤、鳥嘌呤、2，6- 二氨基嘌呤、IH-嘧啶并[5，4-b][l，4]苯并噁嗪-2 (3H)-酮、IH-嘧啶并[5，4_b][l，4]苯并噻嗪_2 (3H)-酮、 9-(2-氨基乙氧基)-H-嘧啶并[5，4-b][l，4]苯并噁嗪-2(3H)_酮、2H-嘧啶并W，5_b]吲哚-2-酮或H-吡啶并[3‘ ,2' :4，5]吡咯并[2，3-d]嘧啶-2-酮。
139.如權(quán)利要求137所述的低聚化合物，其中每個Bx獨立地是尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、腺嘌呤或鳥嘌呤。
140.如權(quán)利要求137至139中任一項所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種式IV 的單體而言，G1 是 0CH3、OCH2F, OCHF2, OCF3> OCH2CH3> O(CH2)2F, OCH2CHF2, 0CH2CF3、OCH2-CH =CH2, O(CH2)2-OCH3^ O(CH2)2-SCH3^ O(CH2)2-OCF3^ O(CH2)3-N(R4) (R5)、O(CH2)2-ON(R4) (R5)、 0 (CH2) 2-0 (CH2) 2-N (R4) (R5)、OCH2C ( = 0) -N (R4) (R5)、OCH2C ( = 0) -N (R6) - (CH2) 2_N (R4) (R5)或 0 (CH2) 2-N(R6) -C ( = NR7) [N(R4) (R5)]，其中 R4、R5、R6 和 R7 各自獨立地是 H 或 C「C6 烷基。
141.如權(quán)利要求137至139中任一項所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種式 IV 的單體而言，G1 是 OCH3> OCF3> 0CH2CH3、OCH2CF3> OCH2-CH = CH2, O(CH2)2-OCH3^ 0 (CH2) 2-0 (CH2) 2-N (CH3) 2 > OCH2C ( = 0)-N (H) CH3、OCH2C ( = 0) -N (H)-(CH2)2-N(CH3)2 或 OCH2-N(H) -C( = NH) NH2。
142.如權(quán)利要求137至139中任一項所述的低聚化合物，其中獨立地對于每種式 IV 的單體而言，G1 是 0CH3、O(CH2)2-OCH3^ OCH2C ( = 0) -N(H) CH3 或 OCH2C (= 0) -N (H)-(CH2)2-N (CH3) 2。
143.如權(quán)利要求137至139中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體， G1 是 F。
144.如權(quán)利要求137至143中任一項所述的低聚化合物，其中一個T8是3'-端基團。
145.如權(quán)利要求137至143中任一項所述的低聚化合物，其中T7和T8中的至少一個是綴合基團。
146.如權(quán)利要求137至145中任一項所述的低聚化合物，其中一個T7是磷部分。
147.如權(quán)利要求146所述的低聚化合物，其中所述磷部分具有下式
148.如權(quán)利要求147所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0H。
149.如權(quán)利要求147所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
150.如權(quán)利要求147所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
151.如權(quán)利要求147至150中任一項所述的低聚化合物，其中Rb是0。
152.如權(quán)利要求147至150中任一項所述的低聚化合物，其中Rb是S。
153.如權(quán)利要求137至152中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體， Q1^ Q2> Q3和A之一是取代的C1-C6烷基。
154.如權(quán)利要求137至152中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體， Q1、Q2> Q3和Q4之一是取代的C1-C6烷基并且Q1^ Q2> Q3和Q4中的另外三個是H。
155.如權(quán)利要求153或154中任一項所述的低聚化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一個選自鹵素、C2-C6烯基、0Λ、NJ1J2和CN的取代基團，其中每個J1和J2獨立地是H或C1-C6烷基。
156.如權(quán)利要求153或154中任一項所述的低聚化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一個選自氟和OCH3的取代基團。
157.如權(quán)利要求137至152中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體， Q1^ Q2> Q3 和 Q4 之一是 C1-C6 烷基。
158.如權(quán)利要求157所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體，Q1和％之一為 C「C6焼基。
159.如權(quán)利要求157所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體，Q3和Gl4之一為 C「C6焼基。
160.如權(quán)利要求157至159中任一項所述的低聚化合物，其中所述C1-C6烷基基團是甲基。
161.如權(quán)利要求157至160中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體， Q!>Q2>Q3和Q4中的三個是H。
162.如權(quán)利要求137至153和權(quán)利要求155至160中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體，Q1^ Q2> Q3和Q4之一是F。
163.如權(quán)利要求137至152中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體， Q!>Q2>Q3和Q4中的兩個是F。
164.如權(quán)利要求137至152中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體， Q1和Q2各自是F。
165.如權(quán)利要求137至152和權(quán)利要求164中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體，Q3和A各自是F。
166.如權(quán)利要求137至152中任一項所述的低聚化合物，其中對于每種式IV的單體， Q!>Q2>Q3和Q4各自是F或H。
167.如權(quán)利要求137至166中任一項所述的低聚化合物，其中每種式IV的單體具有以下構(gòu)型
168.如權(quán)利要求137至167中任一項所述的低聚化合物，所述低聚化合物在5’端包含一種式IV的單體。
169.如權(quán)利要求137至167中任一項所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含至少一個具有至少2個連續(xù)的式IV的單體的區(qū)域。
170.如權(quán)利要求169所述的低聚化合物，其中所述至少一個區(qū)域包含2個到5個連續(xù)的式IV的單體。
171.如權(quán)利要求137到167中任一項所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含至少兩個區(qū)域，其中每個區(qū)域獨立地包含1個到大約5個連續(xù)的式IV的單體，并且其中每個區(qū)域被至少一個不同于具有式IV的單體并且獨立地選自核苷和修飾的核苷的單體亞基分隔。
172.如權(quán)利要求171所述的低聚化合物，所述低聚化合物包括帶間隙的低聚化合物， 其中連續(xù)的式IV的單體的一個區(qū)域位于5 ‘-端，并且連續(xù)的式IV的單體的第二區(qū)域位于 3'-端，其中這兩個區(qū)域被包含大約6個到大約18個單體亞基的內(nèi)部區(qū)域分隔，所述單體亞基不同于具有式IV的單體并且獨立地選自核苷和修飾的核苷。
173.如權(quán)利要求172所述的低聚化合物，其中所述內(nèi)部區(qū)域包含大約8個到大約14個連續(xù)的-脫氧呋喃核糖基核苷。
174.如權(quán)利要求172所述的低聚化合物，其中所述內(nèi)部區(qū)域包含大約9個到大約12個連續(xù)的-脫氧呋喃核糖基核苷。
175.如權(quán)利要求137至167中任一項所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含2個到 3個連續(xù)的式IV的單體的一個區(qū)域、1個到3個連續(xù)的式IV的單體的任選第二區(qū)域和8個到14個β -D-2'-脫氧呋喃核糖是核苷的第三區(qū)域，其中所述第三區(qū)域位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間。
176.如權(quán)利要求137到175中任一項所述的低聚化合物，其中每個核苷間連接基團獨立地為磷酸二酯核苷間連接基團或硫代磷酸酯核苷間連接基團。
177.如權(quán)利要求137到175中任一項所述的低聚化合物，其中基本上每個核苷間連接基團是硫代磷酸酯核苷間連接基團。
178.一種雙鏈組合物，所述雙鏈組合物包含第一低聚化合物和第二低聚化合物，其中所述第一低聚化合物與所述第二低聚化合物互補并且所述第二低聚化合物與核酸靶互補；所述第一低聚化合物和所述第二低聚化合物中的至少一個是根據(jù)權(quán)利要求127到167 中任一項所述的低聚化合物，且其中所述組合物任選地包含一個或多個5’端或3’端基團。
179.一種方法，所述方法包括使細胞與權(quán)利要求137到177中任一項所述的低聚化合物或權(quán)利要求178所述的雙鏈組合物相接觸，其中所述低聚化合物或所述雙鏈組合物中的一條鏈與靶RNA互補。
180.如權(quán)利要求179所述的方法，其中所述細胞在動物中。
181.如權(quán)利要求179所述的方法，其中所述細胞在人中。
182.如權(quán)利要求179所述的方法，其中所述靶RNA選自mRNA、前mRNA和微小RNA。
183.如權(quán)利要求182所述的方法，其中所述靶RNA是mRNA。
184.如權(quán)利要求183所述的方法，其中所述靶RNA是人mRNA。
185.如權(quán)利要求179所述的方法，其中所述靶RNA被切割由此抑制其功能。
186.如權(quán)利要求179所述的方法，所述方法還包括評估所述低聚化合物或所述雙鏈組合物對所述細胞的反義活性。
187.如權(quán)利要求186所述的方法，其中所述評估包括檢測靶RNA的水平。
188.如權(quán)利要求186所述的方法，其中所述評估包括檢測蛋白的水平。
189.如權(quán)利要求186所述的方法，其中所述評估包括一種或多種表型效應的檢測。
190.如權(quán)利要求137到177中任一項所述的低聚化合物或如權(quán)利要求168所述的雙鏈組合物，所述低聚化合物或雙鏈組合物在治療中使用。
191.如權(quán)利要求190所述的低聚化合物或雙鏈組合物，其中所述治療是治療以不期望的基因表達為特征的疾病。
192.如權(quán)利要求190所述的低聚化合物或雙鏈組合物，其中所述治療是通過抑制基因表達治療疾病。
193.如權(quán)利要求137至177和權(quán)利要求190至192中任一項所述的低聚化合物或如權(quán)利要求168和權(quán)利要求180至182中任一項所述的雙鏈組合物，其中動物中的細胞要與所述低聚化合物相接觸。
194.如權(quán)利要求137到177中任一項所述的低聚化合物或如權(quán)利要求168所述的雙鏈組合物在制備治療以不期望的基因表達為特征的疾病的藥劑中的用途。
195.如權(quán)利要求137到177中任一項所述的低聚化合物或如權(quán)利要求168所述的雙鏈組合物在制備通過基因表達治療疾病的藥劑中的用途。
196.—種藥物組合物，所述藥物組合物包含如權(quán)利要求136到176中任一項所述的低聚化合物或如權(quán)利要求168所述的雙鏈組合物和藥學上可接受的載體。
197.一種長度為8到30個單體亞基的低聚化合物，其中所述單體亞基中的至少一個是 5'-取代的-2' -O-C1-C6烷基或5'-取代的-2' -O-C1-C6取代的烷基修飾的核苷。
198.如權(quán)利要求197所述的低聚化合物，其中每個單體亞基是5'-取代的-2' -O-C1-C6取代的烷基修飾的核苷。
199.如權(quán)利要求197所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含位于5'-端的1個到大約5個連續(xù)單體亞基的第一區(qū)域和位于3'-端的1個到大約5個連續(xù)單體亞基的第二區(qū)域，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域被包含大約6個到大約18個連續(xù)的β-D-2'-脫氧核糖核苷的內(nèi)部區(qū)域分隔，其中每種單體亞基是修飾的核苷。
200.如權(quán)利要求199所述的低聚化合物，其中每個單體亞基是5'-取代的-2' -O-C1-C6取代的烷基修飾的核苷。
201.一種減少細胞中靶RNA的量的方法，所述方法包括使細胞與權(quán)利要求197至200 中任一項所述的低聚化合物相接觸。
202.如權(quán)利要求201所述的方法，其中所述低聚化合物與所述靶RNA互補。
203.如權(quán)利要求201所述的方法，其中所述低聚化合物單獨或與互補鏈聯(lián)合激活內(nèi)源性核糖核酸酶。
204.如權(quán)利要求203所述的方法，其中所述內(nèi)源性核糖核酸酶是RNA酶H或雙鏈核糖核酸酶。
205.如權(quán)利要求204所述的方法，其中所述雙鏈核糖核酸酶是argonaute蛋白。
全文摘要
本發(fā)明提供了修飾的核苷和由其制備的低聚化合物。更具體而言，本發(fā)明提供了具有至少一個5′-取代基和2′-O-取代基的修飾的核苷、包含這些修飾的核苷中的至少一種的低聚化合物和使用所述低聚化合物的方法。在一些實施方案中，本文提供的低聚化合物預期與靶RNA的一部分雜交以使該靶RNA喪失正常功能。
文檔編號A61K31/712GK102264374SQ200980152715
公開日2011年11月30日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者E·E·斯韋茲, T·P·普拉卡什 申請人:Isis制藥公司