[发明专利]亲脂性多聚核苷酸缀合物

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年5月5日提交的美国临时申请61/175,690的优先权，将其整体引入本申请中作为参考。

电子提交的文本文件的描述

电子提交的文本文件的内容整体引入本申请中作为参考：序列表的计算机可读形式的副本(文件名：MIRG 01400WO SeqList ST25.txt，记录日期：2010年5月4日，文件大小10千字节)

技术领域

本发明涉及用于将多聚核苷酸递送至细胞从而用于治疗、研究和/或诊断目的的亲脂性的核酸缀合物。本发明在某些实施方案中涉及靶向内源性微小RNA(microRNA)功能的多聚核苷酸的递送。

背景技术

寡核苷酸治疗策略依赖于将亲水性、高度带电荷的以及阴离子核酸分子通过跨越构成细胞膜的疏水性磷脂双层递送至细胞质。已经研究了疏水性寡核苷酸缀合物增强细胞摄取的能力。例如胆固醇缀合物可以与脂蛋白结合，更具体地为IDL和LDL颗粒。所述颗粒含有ApoE和ApoB-100脂蛋白，其靶向LDL细胞表面受体并因此可以通过脂蛋白介导的胞吞作用而内摄(internalize)。这些受体主要在肝脏中发现，但也在脂肪组织、心脏和骨骼肌中发现。另外，亲脂性侧基可以通过嵌入至磷脂双层中从而协助将它们的缀合物“锚定”至细胞膜上，从而协助寡核苷酸的被动内摄作用。

为了保持用于其所需的治疗作用的多聚核苷酸的功能上和结构上的完整性，这样的亲脂性分子或取代基必须与多聚核苷酸一起制造或连接至多聚核苷酸上。例如治疗性多聚核苷酸可以通过与大的和/或复杂的核糖核蛋白(RNP)复合物之间发生相互作用而起作用，和/或可以靶向这些复合物的RNA组分。因此，亲脂性修饰应当不损坏用于与细胞因子和分子靶标之间发生相互作用的多聚核苷酸的易接近性。

微小RNA(miR)已经牵涉至很多生物学过程中，包括调节发育时机、凋亡、脂肪代谢以及造血细胞分化等，并由此代表了相对新的类型的治疗靶标。miR为小的、非蛋白编码的长度为约18至约25个核苷酸的RNA，并且当mRNA的序列完全互补时通过促进其降解，或当它们的序列含有错配时通过抑制翻译而起靶标mRNA阻抑物的作用。成熟的miRNA链结合至RNA诱导沉默复合体(RISC)中，在此其通过碱基对的互补性与其靶标RNA相结合。

需要用于有效地将治疗性多聚核苷酸，包括miR和miR抑制剂递送至细胞，同时不实质上或显著性地削弱与分子靶标之间的相互作用的组合物和方法。

发明内容

本发明提供了亲脂性多聚核苷酸缀合物，以及将治疗性多聚核苷酸递送至需要治疗的哺乳动物细胞或哺乳动物患者的方法。本发明进一步提供合成亲脂性多聚核苷酸缀合物的方法。根据本发明，所述缀合物包括设计为模拟或靶向细胞miRNA的胆固醇和多聚核苷酸的缀合物。亲脂性部分，诸如胆固醇或胆固醇衍生物通过烃基与多聚核苷酸相间隔。由于亲脂性部分附近缺少显著极性的基团和/或可交换质子，本发明增强了亲脂性部分和细胞膜之间的相互作用从而实现了有效地进入细胞中。缀合物并不实质上或显著性地破坏多聚核苷酸发挥其治疗作用的能力。

在一个方面，本发明提供亲脂性多聚核苷酸缀合物以及包含其的药物组合物和制剂。根据该方面，亲脂性部分可以为胆固醇或本申请所描述的类似的亲脂性结构，或与膜磷脂相结合的其它分子。多聚核苷酸可以是基于DNA或RNA的，和/或可以体现为一种或多种核酸修饰形式，例如诸如经修饰的多聚核苷酸主链或一种或多种经修饰的核苷单元。例如经修饰的主链可以为完全或部分的硫代磷酸酯(phosphorothioate)修饰的主链。例如可以为通过反义抑制模拟miRNA或靶向miRNA而设计多聚核苷酸序列。多聚核苷酸和亲脂性部分通过基本上呈线性的烃部分(例如连接基)相间隔以及共轭连接。例如，烃连接基可以缀合至多聚核苷酸的5’和/或3’末端。

本发明的缀合物在亲脂性部分附近缺少显著极性的基团，诸如具有可交换质子的基团。例如，烃可以通过相对非极性的基团诸如醚或硫醚连接键缀合至亲脂性部分(例如胆固醇)，并且疏水性连接基可以包括约3至约15个碳原子。在亲脂性部分附近缺少显著极性例如具有可交换质子的基团使该部分在递送至细胞或患者时更好地嵌入至膜磷脂中。