5′和2′双取代的核苷和由其制备的低聚化合物的制作方法
专利名称：5′和2′双取代的核苷和由其制备的低聚化合物的制作方法
技术领域：
本文提供了修饰的核苷和由其制备的低聚化合物。更具体而言，提供了具有至少一个5'-取代基和2'-取代基的修饰的核苷、包含这些修饰的核苷中的至少一个的低聚化合物和包含这些低聚化合物中的至少一个的组合物。在一些实施方案中，本文提供的低聚化合物预期与靶RNA的一部分杂交以使该靶RNA丧失正常功能。所述低聚化合物还预期用于诊断应用中作为引物和探针。
背景技术：
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)，并且十多年后在细胞培养物中证明了反义活性(Zamecnik等人，Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. Α.，1978，75，280-284)。反义技术在由致病基因产生的疾病或病症的治疗中的一个优点是，它是具有调节(提高或降低)特定致病基因的表达的能力的直接遗传学方法。另一个优点是，使用反义化合物确认治疗目标能够直接并立即发现候选药物；反义化合物是潜在的治疗剂。一般来说，在反义技术后面的原理是反义化合物与靶核酸杂交并调节基因表达的活性或功能，诸如转录或翻译。基因表达的调节可以通过例如靶降解或基于占用的抑制来实现。通过降解调节RNA靶功能的一个实例是靶RNA在与DNA样反义化合物杂交时基于RNA 酶H的降解。通过靶降解调节基因表达的另一个实例是RNA干扰(RNAi)。RNAi —般是指反义介导的基因沉默，包括导致靶向内源性mRNA水平的序列特异性减少的dsRNA的引入。 通过基于占用的机制调节RNA靶功能的另外一个实例是微小RNA功能的调节。微小RNA是调控蛋白编码RNA的表达的非编码小RNA。反义化合物与微小RNA的结合阻止微小RNA与其信使RNA靶的结合，并因此干扰微小RNA的功能。不考虑具体机制，这种序列特异性使反义化合物作为用于靶确认和基因功能化的工具以及作为选择性调节与恶性肿瘤和其他疾病的发病机理有关的基因的表达的治疗法非常具有吸引力。反义技术是用于减少一种或多种特定基因产物的表达的有效手段，因此能够证明在许多治疗、诊断和研究应用中具有独特用处。化学修饰的核苷常规用于并入反义化合物中来增强一种或多种特性，诸如核酸酶抗性、药物代谢动力学或对靶RNA的亲和力。在1998
Vitravene φ ( ？ Isis Pharmaceuticals Inc. ,Carlsbad,CA Jf 发)是第一个从美国食品药品管理局(FDA)得到销售许可的反义药物，并且当前是AIDS患
17者中巨细胞病毒(CMV)诱导的视网膜炎的治疗手段。新化学修饰改进了反义化合物的效能和效力，呈现出口服递送以及增强皮下施用的可能性、降低副作用的可能性，并提高患者的便利性。提高反义化合物的效能的化学修饰使施用的剂量减少，从而减少毒性可能性以及降低治疗的总成本。提高降解抗性的修饰导致从身体清除较慢，从而容许更低频繁的给药。在一种化合物中可以合并不同类型的化学修饰以进一步优化化合物的效力。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经在文献中报道(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'-取代的单体还被制成具有修饰碱基的单磷酸酯(Wang 等人，Nucleosides Nucleotides & Nucleic Acids，2004，23 (1&2)， 317-337)。已报道了在多个位置(包括糖环的5'-位和2'-位)包括任选的修饰的一类修饰的核苷和其中并入这些修饰的核苷的低聚化合物(参见在1994年10月13日作为WO 94/22890 公布的国际申请号PCT/US94/02993)。之前已报道5' -CH2取代的2' -0-保护的核苷的合成以及将其并入低聚物中 (参见 Wu 等人，Helvetica Chimica Acta，2000，83，1127-1143 和 Wu 等人 Bioconjugate Chem. 1999，10，921-924)。已经制备了用于并入寡核苷酸中的酰胺连接的核苷二聚物，其中在二聚物中的 3'连接的核苷(5'到 3')包含 2' -OCH3 和 5' -(S)-CH3(Mesmaeker 等人，Synlett， 1997，1287-1290)。之前已报道了一类2'取代的5' -CH2(或0)修饰的核苷以及将其并入寡核苷酸中的讨论(参见在1992年2月7日作为WO 92/13869公布的国际申请号PCT/ US92/01020)。之前已报道具有2'-取代的修饰的5'-亚甲基膦酸酯单体的合成和它们制备修饰的抗病毒二聚体的用途(参见2006年4月6日作为US 2006/0074035而公布的美国专利申请号=10/418, 662) ο对通过反义机制特异性调节基因表达的试剂存在长期需要。本文公开了低聚化合物，诸如可用于调节基因表达途径的反义化合物，所述基因表达途径包括那些依赖诸如RNA 酶H、RNAi和dsRNA酶的作用机制以及其他基于靶降解或靶占用的反义机制的基因表达途径。本领域技术人员一旦具备本公开内容，将无需过多实验而能够鉴定、制备和利用用于这些用途的反义化合物。发明简述本文提供了具有至少一个2'取代基团以及5'取代基团、5'磷部分、或5'取代基团与5'磷部分二者的修饰的核苷，包括这些修饰的核苷的低聚化合物和使用所述低聚化合物的方法。本文还提供了用于制备这些修饰的核苷和低聚化合物的中间体和方法。在某些实施方案中，提供了能够被并入低聚化合物中的5'-单取代(R、S或混合的)或双取代的以及2' -0-取代的修饰的核苷。本文提供的修饰的核苷预期可用于增强它们所并入的低聚化合物的一种或多种特性，诸如，例如核酸酶抗性。在某些实施方案中，本文提供的并入这些修饰的核苷中的一种或多种的低聚化合物和组合物预期与靶RNA的一部分杂交以使该靶RNA丧失正常功能。所述低聚化合物还预期可用于诊断应用作为引物和探针。本文还详细分别地定义了变量。应理解本文提供的修饰的核苷和低聚化合物包括本文公开的实施方案和本文定义的变量的所有组合物。在某些实施方案中，本文提供了具有式I的化合物
权利要求
1. 一种化合物，所述化合物具有式I O G1 T2I其中Bx是杂环碱基部分； 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、保护基或磷部分，并且T1和T2中的另一个是H、保护基或反应性磷基团；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中的另一个是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 或卤素； 每个&和民独立地是H或卤素； X 是 0、S 或 N(E1)；Z是H、卤素、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&各自独立地是H、C1-C6烷基或取代的C1-C6烷基； η为1到大约6 ； m为 或1 ； j为0或1 ；每个取代的基团包含一个或多个任选被保护的取代基团，所述任选被保护的取代基团独立地选自卤素、0Λ、Ν(J1) (J2)、= NJpSJ1、N3、CN、OC( = UJpOC( = DN(J1) (J2)和 C(= UN(J1) (J2)；L 为 0、S 或 NJ3 ；每个J1、J2和J3独立地是H或C1-C6烷基；并且当j为1时，则Z不为卤素或Νφ2) (E3)，并且当A为0时，则G1不为卤素。
2.如权利要求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、鸟嘌呤、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.如权利要求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、腺嘌呤或鸟嘌呤。
4.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，其中A是扎
5.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，其中A是扎
6.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，其中A和Gl2各自不为H。
7.如权利要求1至6中任一项所述的化合物，其中A和A之一为取代的C1-C6烷基。
8.如权利要求7所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自卤素、 C2-C6烯基、OJ1、NJ1J2和CN的取代基团，其中每个J1和J2独立地是H或C1-C6烷基。
9.如权利要求7所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自氟和OCH3 的取代基团。
10.如权利要求ι至9中任一项所述的化合物，其中A和A中的至少一个为C1-C6烷基。
11.如权利要求1至10中任一项所述的化合物，其中Gl1是甲基。
12.如权利要求1至10中任一项所述的化合物，其中A是甲基。
13.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，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各自独立地是H或C「C6烷基。
14.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，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.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，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.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，其中G1是O(CH2)2-0CH3。
17.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，其中G1是F。
18.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1和T2中的至少一个是选自苄基、苯甲酰基、2，6_ 二氯苄基、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_苯基黄嘌呤-9-基(Pixyl)和9_(对甲氧基苯基) 黄嘌呤-9-基(MOX)的羟基保护基。
19.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1选自乙酰基、苄基、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.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1是4，4'-二甲氧三苯甲基。
21.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1是磷部分。
22.如权利要求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。各自独立地是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为0或S。
23.如权利要求22所述的化合物，其中Ra和R。各自是0H。
24.如权利要求22所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
25.如权利要求22所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
26.如权利要求22至25中任一项所述的化合物，其中Rb是0。
27.如权利要求22至25中任一项所述的化合物，其中Rb是S。
28.如权利要求1至27中任一项所述的化合物，其中T2是反应性磷基团。
29.如权利要求1至27中任一项所述的化合物，其中T2是选自二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺和H-膦酸酯的反应性磷基团。
30.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1是4，4'-二甲氧三苯甲基并且T2是二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺。
31.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1是磷部分并且T2是二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺。
32.如权利要求1至31中任一项所述的化合物，其中A是0。
33.如权利要求1至31中任一项所述的化合物，其中A是S。
34.如权利要求1至31中任一项所述的化合物，其中A是N(R1)。
35.如权利要求34所述的化合物，其中队是H或CH3。
36.如权利要求1至35中任一项所述的化合物，所述化合物具有以下构型
37.如权利要求36所述的化合物，其中 Bx是杂环碱基部分；A是0 ；T1是H或保护基；T2是H、保护基或反应性磷基团；Q1和A之一是C1-C6烷基并且A和A中的另一个是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.如权利要求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.如权利要求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.如权利要求38或39中任一项所述的化合物，其中 G1 是 O(CH2)2-OCH315
41. 一种低聚化合物，所述低聚化合物包含至少一种式II的单体
42.如权利要求41所述的低聚化合物，其中每个Bx独立地是尿嘧啶、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、鸟嘌呤、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.如权利要求43所述的低聚化合物，其中每个Bx独立地是尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、腺嘌呤或鸟嘌呤。
44.如权利要求41至43中任一项所述的低聚化合物，其中每个A是H。
45.如权利要求41至43中任一项所述的低聚化合物，其中每个％是H。
46.如权利要求41至43中任一项所述的低聚化合物，其中每个A和每个％不为H。
47.如权利要求41到46中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，Q1 和％中的至少一个是取代的C1-C6烷基。
48.如权利要求47所述的低聚化合物，其中每个取代的C1-C6烷基包含至少一个独立地选自卤素、C2-C6烯基、OJ1、NJ1J2和CN的取代基团，其中每个J1和J2独立地是H或C1-C6 焼基。
49.如权利要求47所述的低聚化合物，其中每个取代的C1-C6烷基包含至少一个独立地选自氟和OCH3的取代基团。
50.如权利要求41到49中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，Q1 和％中的至少一个是C1-C6烷基。
51.如权利要求41至49中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，Q1 是甲基。
52.如权利要求41至49中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，Q2是甲基。
53.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式II的单体而言，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 各自独立地是 H 或 C「C6 烷基。
54.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式 II 的单体而言，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.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式II的单体而言，G1 是 OCH3、0 (CH2) 2-0CH3、OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3)20
56.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式II的单体而言，。！是^⑶义⑷⑶^
57.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，G1 是F。
58.如权利要求41至57中任一项所述的低聚化合物，其中T3和T4中的至少一个是 5’ -端基团或3’ -端基团。
59.如权利要求41至57中任一项所述的低聚化合物，其中T3和T4中的至少一个是缀合基团。
60.如权利要求41至59中任一项所述的低聚化合物，其中T3是磷部分。
61.如权利要求59所述的低聚化合物，其中所述磷部分具有下式
62.如权利要求60所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0H。
63.如权利要求60所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
64.如权利要求60所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
65.如权利要求60至64中任一项所述的低聚化合物，其中Rb是0。
66.如权利要求60至64中任一项所述的低聚化合物，其中Rb是S。
67.如权利要求41至66中任一项所述的低聚化合物，其中每种式II的单体具有以下构型
68.如权利要求67所述的低聚化合物，其中独立地对于每种具有所述构型的式II的单体而言Bx是杂环碱基部分； A是0 ；T3和T4之一为连接单体与低聚化合物的核苷间连接基团，并且T3和T4中的另一个为 H、保护基、磷部分、5’ -端是团或3’ -端基团或连接单体与低聚化合物的核苷间连接基团； Q1和A之一是C1-C6烷基并且A和A中的另一个是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.如权利要求68所述的低聚化合物，其中独立地对于每种具有所述构型的式II的单体而言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.如权利要求68所述的低聚化合物，其中独立地对于每种具有所述构型的式II的单体而言%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.如权利要求69或70中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种具有所述构型的式 II的单体G1 是 O(CH2) 2-0CH3。
72.如权利要求41至71中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物在5’端包含一种式II的单体。
73.如权利要求41至72中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含具有至少2 个连续的式II的单体的至少一个区域。
74.如权利要求73所述的低聚化合物，其中所述至少一个区域包含2个到5个连续的式II的单体。
75.如权利要求41到71中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含至少两个区域，其中每个区域独立地包含1个到大约5个连续的式II的单体，并且其中每个区域被至少一个不同于具有式II的单体并且独立地选自核苷和修饰的核苷的单体亚基分隔。
76.如权利要求75所述的低聚化合物，所述低聚化合物包括带间隙的低聚化合物，其中连续的式II的单体的一个区域位于5'-端，并且连续的式II的单体的第二区域位于 3'-端，其中这两个区域被包含大约6个到大约18个单体亚基的内部区域分隔，所述单体亚基不同于具有式II的单体并且独立地选自核苷和修饰的核苷。
77.如权利要求76所述的低聚化合物，其中所述内部区域包含大约8个到大约14个连续的i3-D_2'-脱氧呋喃核糖基核苷。
78.如权利要求76所述的低聚化合物，其中所述内部区域包含大约9个到大约12个连续的-脱氧呋喃核糖基核苷。
79.如权利要求41至71中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含2个到3个连续的式II的单体的一个区域、1个到3个连续的式II的单体的任选第二区域和8个到 14个i3-D-2'-脱氧呋喃核糖基核苷的第三区域，其中所述第三区域位于所述第一区域和所述第二区域之间。
80.如权利要求41到79中任一项所述的低聚化合物，其中每个核苷间连接基团独立地为磷酸二酯核苷间连接基团或硫代磷酸酯核苷间连接基团。
81.如权利要求41到79中任一项所述的低聚化合物，其中基本上每个核苷间连接基团是硫代磷酸酯核苷间连接基团。
82.一种双链组合物，所述双链组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与所述第二低聚化合物互补并且所述第二低聚化合物与核酸靶互补；所述第一低聚化合物和所述第二低聚化合物中的至少一个是根据权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物；并且其中所述组合物任选地包含一个或多个5'端基团或3'端基团。
83.一种方法，所述方法包括使细胞与权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或权利要求82所述的双链组合物相接触，其中所述低聚化合物或所述双链组合物中的一条链与靶RNA互补。
84.如权利要求83所述的方法，其中所述细胞在动物中。
85.如权利要求84所述的方法，其中所述细胞在人中。
86.如权利要求83所述的方法，其中所述靶RNA选自mRNA、前mRNA和微小RNA。
87.如权利要求86所述的方法，其中所述靶RNA是mRNA。
88.如权利要求87所述的方法，其中所述靶RNA是人mRNA。
89.如权利要求83所述的方法，其中所述靶RNA被切割由此抑制其功能。
90.如权利要求83所述的方法，所述方法还包括评估所述低聚化合物或所述双链组合物对所述细胞的反义活性。
91.如权利要求90所述的方法，其中所述评估包括检测靶RNA的水平。
92.如权利要求90所述的方法，其中所述评估包括检测蛋白的水平。
93.如权利要求90所述的方法，其中所述评估包括一种或多种表型效应的检测。
94.如权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或如权利要求82所述的双链组合物，所述低聚化合物或双链组合物在治疗中使用。
95.如权利要求94所述的低聚化合物或双链组合物，其中所述治疗是治疗以不期望的基因表达为特征的疾病。
96.如权利要求94所述的低聚化合物或双链组合物，其中所述治疗是通过抑制基因表达治疗疾病。
97.如权利要求41到82和权利要求93到95中任一项所述的低聚化合物或双链组合物，其中动物中的细胞要与所述低聚化合物或所述双链组合物相接触。
98.如权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或如权利要求82所述的双链组合物用于制备治疗以不期望的基因表达为特征的疾病的药剂的用途。
99.如权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或如权利要求82所述的双链组合物用于制备通过抑制基因表达治疗疾病的药剂的用途。
100.一种药物组合物，所述药物组合物包含如权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或如权利要求82所述的双链组合物和药学上可接受的载体。
101.一种化合物，所述化合物具有式III
102.如权利要求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、鸟嘌呤、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.如权利要求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、腺嘌呤或鸟嘌呤。
104.如权利要求101至103中任一项所述的化合物，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各自独立地是H或C「C6烷基。
105.如权利要求101至103中任一项所述的化合物，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.如权利要求101至103中任一项所述的化合物，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.如权利要求101至103中任一项所述的化合物，其中G1是F。
108.如权利要求101至107中任一项所述的化合物，其中T5是磷部分。
109.如权利要求108所述的化合物，其中所述磷部分具有下式
110.如权利要求109所述的化合物，其中Ra和R。各自是0H。
111.如权利要求109所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
112.如权利要求109所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
113.如权利要求109至112中任一项所述的化合物，其中Rb是0。
114.如权利要求109至112中任一项所述的化合物，其中Rb是S。
115.如权利要求101至107中任一项所述的化合物，其中T5是反应性磷基团。
116.如权利要求101至115中任一项所述的化合物，其中T6选自乙酰基、苄基、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.如权利要求101至115中任一项所述的化合物，其中T6是4，4'二甲氧三苯甲基。
118.如权利要求101至115中任一项所述的化合物，其中T6是反应性磷基团。
119.如权利要求101至115中任一项所述的化合物，其中T6是选自二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺和H-膦酸酯的反应性磷基团。
120.如权利要求101至107中任一项所述的化合物，其中T5是磷部分并且T6是二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺。
121.如权利要求120所述的化合物，其中所述磷部分是-P(0H)2(= 0)。
122.如权利要求101至121中任一项所述的化合物，其中Q1A2A3和Gl4之一为取代的 C「C6焼基。
123.如权利要求122所述的化合物，其中QpQ2A3和Gl4中的另外三个为H。
124.如权利要求122或123中任一项所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自卤素、C2-C6烯基、OJ1, NJ1J2和CN的取代基团，其中每个J1和J2独立地是H或 C「C6焼基。
125.如权利要求122或123中任一项所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自氟和OCH3的取代基团。
126.如权利要求101至121中任一项所述的化合物，其中QpQ2A3和Q4之为C1-C6烷基。
127.如权利要求1 所述的化合物，其中A和A之一是C1-C6烷基。
128.如权利要求1 所述的化合物，其中A和A之一是C1-C6烷基。
129.如权利要求1 至128中任一项所述的化合物，其中所述C1-C6烷基是甲基。
130.如权利要求126至129中任一项所述的化合物，其中仏為為和Gl4中的另外三个为H。
131.如权利要求111至131中任一项所述的化合物，其中％、％、％*&之一为F。
132.如权利要求101至121中任一项所述的化合物，其中兑為為和仏中的两个为F。
133.如权利要求101至121中任一项所述的化合物，其中A和A各自为F。
134.如权利要求101至121和133中任一项所述的化合物，其中仏和Q4各自为F。
135.如权利要求131至134中任一项所述的化合物，其中仏為為和Gl4中的每一个为 F或H。
136.如权利要求101至135中任一项所述的化合物，所述化合物具有以下构型
137. 一种低聚化合物，所述低聚化合物包含至少一种式IV的单体
138.如权利要求137所述的低聚化合物，其中每个Bx独立地是尿嘧啶、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、鸟嘌呤、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.如权利要求137所述的低聚化合物，其中每个Bx独立地是尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、腺嘌呤或鸟嘌呤。
140.如权利要求137至139中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式IV 的单体而言，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 各自独立地是 H 或 C「C6 烷基。
141.如权利要求137至139中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式 IV 的单体而言，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.如权利要求137至139中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式 IV 的单体而言，G1 是 0CH3、O(CH2)2-OCH3^ OCH2C ( = 0) -N(H) CH3 或 OCH2C (= 0) -N (H)-(CH2)2-N (CH3) 2。
143.如权利要求137至139中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， G1 是 F。
144.如权利要求137至143中任一项所述的低聚化合物，其中一个T8是3'-端基团。
145.如权利要求137至143中任一项所述的低聚化合物，其中T7和T8中的至少一个是缀合基团。
146.如权利要求137至145中任一项所述的低聚化合物，其中一个T7是磷部分。
147.如权利要求146所述的低聚化合物，其中所述磷部分具有下式
148.如权利要求147所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0H。
149.如权利要求147所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
150.如权利要求147所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
151.如权利要求147至150中任一项所述的低聚化合物，其中Rb是0。
152.如权利要求147至150中任一项所述的低聚化合物，其中Rb是S。
153.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q1^ Q2> Q3和A之一是取代的C1-C6烷基。
154.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q1、Q2> Q3和Q4之一是取代的C1-C6烷基并且Q1^ Q2> Q3和Q4中的另外三个是H。
155.如权利要求153或154中任一项所述的低聚化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自卤素、C2-C6烯基、0Λ、NJ1J2和CN的取代基团，其中每个J1和J2独立地是H或C1-C6烷基。
156.如权利要求153或154中任一项所述的低聚化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自氟和OCH3的取代基团。
157.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q1^ Q2> Q3 和 Q4 之一是 C1-C6 烷基。
158.如权利要求157所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体，Q1和％之一为 C「C6焼基。
159.如权利要求157所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体，Q3和Gl4之一为 C「C6焼基。
160.如权利要求157至159中任一项所述的低聚化合物，其中所述C1-C6烷基基团是甲基。
161.如权利要求157至160中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q!>Q2>Q3和Q4中的三个是H。
162.如权利要求137至153和权利要求155至160中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体，Q1^ Q2> Q3和Q4之一是F。
163.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q!>Q2>Q3和Q4中的两个是F。
164.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q1和Q2各自是F。
165.如权利要求137至152和权利要求164中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体，Q3和A各自是F。
166.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q!>Q2>Q3和Q4各自是F或H。
167.如权利要求137至166中任一项所述的低聚化合物，其中每种式IV的单体具有以下构型
168.如权利要求137至167中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物在5’端包含一种式IV的单体。
169.如权利要求137至167中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含至少一个具有至少2个连续的式IV的单体的区域。
170.如权利要求169所述的低聚化合物，其中所述至少一个区域包含2个到5个连续的式IV的单体。
171.如权利要求137到167中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含至少两个区域，其中每个区域独立地包含1个到大约5个连续的式IV的单体，并且其中每个区域被至少一个不同于具有式IV的单体并且独立地选自核苷和修饰的核苷的单体亚基分隔。
172.如权利要求171所述的低聚化合物，所述低聚化合物包括带间隙的低聚化合物， 其中连续的式IV的单体的一个区域位于5 ‘-端，并且连续的式IV的单体的第二区域位于 3'-端，其中这两个区域被包含大约6个到大约18个单体亚基的内部区域分隔，所述单体亚基不同于具有式IV的单体并且独立地选自核苷和修饰的核苷。
173.如权利要求172所述的低聚化合物，其中所述内部区域包含大约8个到大约14个连续的-脱氧呋喃核糖基核苷。
174.如权利要求172所述的低聚化合物，其中所述内部区域包含大约9个到大约12个连续的-脱氧呋喃核糖基核苷。
175.如权利要求137至167中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含2个到 3个连续的式IV的单体的一个区域、1个到3个连续的式IV的单体的任选第二区域和8个到14个β -D-2'-脱氧呋喃核糖是核苷的第三区域，其中所述第三区域位于所述第一区域和所述第二区域之间。
176.如权利要求137到175中任一项所述的低聚化合物，其中每个核苷间连接基团独立地为磷酸二酯核苷间连接基团或硫代磷酸酯核苷间连接基团。
177.如权利要求137到175中任一项所述的低聚化合物，其中基本上每个核苷间连接基团是硫代磷酸酯核苷间连接基团。
178.一种双链组合物，所述双链组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与所述第二低聚化合物互补并且所述第二低聚化合物与核酸靶互补；所述第一低聚化合物和所述第二低聚化合物中的至少一个是根据权利要求127到167 中任一项所述的低聚化合物，且其中所述组合物任选地包含一个或多个5’端或3’端基团。
179.一种方法，所述方法包括使细胞与权利要求137到177中任一项所述的低聚化合物或权利要求178所述的双链组合物相接触，其中所述低聚化合物或所述双链组合物中的一条链与靶RNA互补。
180.如权利要求179所述的方法，其中所述细胞在动物中。
181.如权利要求179所述的方法，其中所述细胞在人中。
182.如权利要求179所述的方法，其中所述靶RNA选自mRNA、前mRNA和微小RNA。
183.如权利要求182所述的方法，其中所述靶RNA是mRNA。
184.如权利要求183所述的方法，其中所述靶RNA是人mRNA。
185.如权利要求179所述的方法，其中所述靶RNA被切割由此抑制其功能。
186.如权利要求179所述的方法，所述方法还包括评估所述低聚化合物或所述双链组合物对所述细胞的反义活性。
187.如权利要求186所述的方法，其中所述评估包括检测靶RNA的水平。
188.如权利要求186所述的方法，其中所述评估包括检测蛋白的水平。
189.如权利要求186所述的方法，其中所述评估包括一种或多种表型效应的检测。
190.如权利要求137到177中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168所述的双链组合物，所述低聚化合物或双链组合物在治疗中使用。
191.如权利要求190所述的低聚化合物或双链组合物，其中所述治疗是治疗以不期望的基因表达为特征的疾病。
192.如权利要求190所述的低聚化合物或双链组合物，其中所述治疗是通过抑制基因表达治疗疾病。
193.如权利要求137至177和权利要求190至192中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168和权利要求180至182中任一项所述的双链组合物，其中动物中的细胞要与所述低聚化合物相接触。
194.如权利要求137到177中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168所述的双链组合物在制备治疗以不期望的基因表达为特征的疾病的药剂中的用途。
195.如权利要求137到177中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168所述的双链组合物在制备通过基因表达治疗疾病的药剂中的用途。
196.—种药物组合物，所述药物组合物包含如权利要求136到176中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168所述的双链组合物和药学上可接受的载体。
197.一种长度为8到30个单体亚基的低聚化合物，其中所述单体亚基中的至少一个是 5'-取代的-2' -O-C1-C6烷基或5'-取代的-2' -O-C1-C6取代的烷基修饰的核苷。
198.如权利要求197所述的低聚化合物，其中每个单体亚基是5'-取代的-2' -O-C1-C6取代的烷基修饰的核苷。
199.如权利要求197所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含位于5'-端的1个到大约5个连续单体亚基的第一区域和位于3'-端的1个到大约5个连续单体亚基的第二区域，其中所述第一区域和所述第二区域被包含大约6个到大约18个连续的β-D-2'-脱氧核糖核苷的内部区域分隔，其中每种单体亚基是修饰的核苷。
200.如权利要求199所述的低聚化合物，其中每个单体亚基是5'-取代的-2' -O-C1-C6取代的烷基修饰的核苷。
201.一种减少细胞中靶RNA的量的方法，所述方法包括使细胞与权利要求197至200 中任一项所述的低聚化合物相接触。
202.如权利要求201所述的方法，其中所述低聚化合物与所述靶RNA互补。
203.如权利要求201所述的方法，其中所述低聚化合物单独或与互补链联合激活内源性核糖核酸酶。
204.如权利要求203所述的方法，其中所述内源性核糖核酸酶是RNA酶H或双链核糖核酸酶。
205.如权利要求204所述的方法，其中所述双链核糖核酸酶是argonaute蛋白。
全文摘要
本发明提供了修饰的核苷和由其制备的低聚化合物。更具体而言，本发明提供了具有至少一个5′-取代基和2′-O-取代基的修饰的核苷、包含这些修饰的核苷中的至少一种的低聚化合物和使用所述低聚化合物的方法。在一些实施方案中，本文提供的低聚化合物预期与靶RNA的一部分杂交以使该靶RNA丧失正常功能。
文档编号A61K31/712GK102264374SQ200980152715
公开日2011年11月30日 申请日期2009年10月23日 优先权日2008年10月24日
发明者E·E·斯韦兹, T·P·普拉卡什 申请人:Isis制药公司
技术领域：
本文提供了修饰的核苷和由其制备的低聚化合物。更具体而言，提供了具有至少一个5'-取代基和2'-取代基的修饰的核苷、包含这些修饰的核苷中的至少一个的低聚化合物和包含这些低聚化合物中的至少一个的组合物。在一些实施方案中，本文提供的低聚化合物预期与靶RNA的一部分杂交以使该靶RNA丧失正常功能。所述低聚化合物还预期用于诊断应用中作为引物和探针。
背景技术：
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)，并且十多年后在细胞培养物中证明了反义活性(Zamecnik等人，Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. Α.，1978，75，280-284)。反义技术在由致病基因产生的疾病或病症的治疗中的一个优点是，它是具有调节(提高或降低)特定致病基因的表达的能力的直接遗传学方法。另一个优点是，使用反义化合物确认治疗目标能够直接并立即发现候选药物；反义化合物是潜在的治疗剂。一般来说，在反义技术后面的原理是反义化合物与靶核酸杂交并调节基因表达的活性或功能，诸如转录或翻译。基因表达的调节可以通过例如靶降解或基于占用的抑制来实现。通过降解调节RNA靶功能的一个实例是靶RNA在与DNA样反义化合物杂交时基于RNA 酶H的降解。通过靶降解调节基因表达的另一个实例是RNA干扰(RNAi)。RNAi —般是指反义介导的基因沉默，包括导致靶向内源性mRNA水平的序列特异性减少的dsRNA的引入。 通过基于占用的机制调节RNA靶功能的另外一个实例是微小RNA功能的调节。微小RNA是调控蛋白编码RNA的表达的非编码小RNA。反义化合物与微小RNA的结合阻止微小RNA与其信使RNA靶的结合，并因此干扰微小RNA的功能。不考虑具体机制，这种序列特异性使反义化合物作为用于靶确认和基因功能化的工具以及作为选择性调节与恶性肿瘤和其他疾病的发病机理有关的基因的表达的治疗法非常具有吸引力。反义技术是用于减少一种或多种特定基因产物的表达的有效手段，因此能够证明在许多治疗、诊断和研究应用中具有独特用处。化学修饰的核苷常规用于并入反义化合物中来增强一种或多种特性，诸如核酸酶抗性、药物代谢动力学或对靶RNA的亲和力。在1998
Vitravene φ ( ？ Isis Pharmaceuticals Inc. ,Carlsbad,CA Jf 发)是第一个从美国食品药品管理局(FDA)得到销售许可的反义药物，并且当前是AIDS患
17者中巨细胞病毒(CMV)诱导的视网膜炎的治疗手段。新化学修饰改进了反义化合物的效能和效力，呈现出口服递送以及增强皮下施用的可能性、降低副作用的可能性，并提高患者的便利性。提高反义化合物的效能的化学修饰使施用的剂量减少，从而减少毒性可能性以及降低治疗的总成本。提高降解抗性的修饰导致从身体清除较慢，从而容许更低频繁的给药。在一种化合物中可以合并不同类型的化学修饰以进一步优化化合物的效力。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经在文献中报道(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'-取代的单体还被制成具有修饰碱基的单磷酸酯(Wang 等人，Nucleosides Nucleotides & Nucleic Acids，2004，23 (1&2)， 317-337)。已报道了在多个位置(包括糖环的5'-位和2'-位)包括任选的修饰的一类修饰的核苷和其中并入这些修饰的核苷的低聚化合物(参见在1994年10月13日作为WO 94/22890 公布的国际申请号PCT/US94/02993)。之前已报道5' -CH2取代的2' -0-保护的核苷的合成以及将其并入低聚物中 (参见 Wu 等人，Helvetica Chimica Acta，2000，83，1127-1143 和 Wu 等人 Bioconjugate Chem. 1999，10，921-924)。已经制备了用于并入寡核苷酸中的酰胺连接的核苷二聚物，其中在二聚物中的 3'连接的核苷(5'到 3')包含 2' -OCH3 和 5' -(S)-CH3(Mesmaeker 等人，Synlett， 1997，1287-1290)。之前已报道了一类2'取代的5' -CH2(或0)修饰的核苷以及将其并入寡核苷酸中的讨论(参见在1992年2月7日作为WO 92/13869公布的国际申请号PCT/ US92/01020)。之前已报道具有2'-取代的修饰的5'-亚甲基膦酸酯单体的合成和它们制备修饰的抗病毒二聚体的用途(参见2006年4月6日作为US 2006/0074035而公布的美国专利申请号=10/418, 662) ο对通过反义机制特异性调节基因表达的试剂存在长期需要。本文公开了低聚化合物，诸如可用于调节基因表达途径的反义化合物，所述基因表达途径包括那些依赖诸如RNA 酶H、RNAi和dsRNA酶的作用机制以及其他基于靶降解或靶占用的反义机制的基因表达途径。本领域技术人员一旦具备本公开内容，将无需过多实验而能够鉴定、制备和利用用于这些用途的反义化合物。发明简述本文提供了具有至少一个2'取代基团以及5'取代基团、5'磷部分、或5'取代基团与5'磷部分二者的修饰的核苷，包括这些修饰的核苷的低聚化合物和使用所述低聚化合物的方法。本文还提供了用于制备这些修饰的核苷和低聚化合物的中间体和方法。在某些实施方案中，提供了能够被并入低聚化合物中的5'-单取代(R、S或混合的)或双取代的以及2' -0-取代的修饰的核苷。本文提供的修饰的核苷预期可用于增强它们所并入的低聚化合物的一种或多种特性，诸如，例如核酸酶抗性。在某些实施方案中，本文提供的并入这些修饰的核苷中的一种或多种的低聚化合物和组合物预期与靶RNA的一部分杂交以使该靶RNA丧失正常功能。所述低聚化合物还预期可用于诊断应用作为引物和探针。本文还详细分别地定义了变量。应理解本文提供的修饰的核苷和低聚化合物包括本文公开的实施方案和本文定义的变量的所有组合物。在某些实施方案中，本文提供了具有式I的化合物
权利要求
1. 一种化合物，所述化合物具有式I O G1 T2I其中Bx是杂环碱基部分； 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、保护基或磷部分，并且T1和T2中的另一个是H、保护基或反应性磷基团；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中的另一个是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 或卤素； 每个&和民独立地是H或卤素； X 是 0、S 或 N(E1)；Z是H、卤素、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&各自独立地是H、C1-C6烷基或取代的C1-C6烷基； η为1到大约6 ； m为 或1 ； j为0或1 ；每个取代的基团包含一个或多个任选被保护的取代基团，所述任选被保护的取代基团独立地选自卤素、0Λ、Ν(J1) (J2)、= NJpSJ1、N3、CN、OC( = UJpOC( = DN(J1) (J2)和 C(= UN(J1) (J2)；L 为 0、S 或 NJ3 ；每个J1、J2和J3独立地是H或C1-C6烷基；并且当j为1时，则Z不为卤素或Νφ2) (E3)，并且当A为0时，则G1不为卤素。
2.如权利要求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、鸟嘌呤、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.如权利要求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、腺嘌呤或鸟嘌呤。
4.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，其中A是扎
5.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，其中A是扎
6.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，其中A和Gl2各自不为H。
7.如权利要求1至6中任一项所述的化合物，其中A和A之一为取代的C1-C6烷基。
8.如权利要求7所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自卤素、 C2-C6烯基、OJ1、NJ1J2和CN的取代基团，其中每个J1和J2独立地是H或C1-C6烷基。
9.如权利要求7所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自氟和OCH3 的取代基团。
10.如权利要求ι至9中任一项所述的化合物，其中A和A中的至少一个为C1-C6烷基。
11.如权利要求1至10中任一项所述的化合物，其中Gl1是甲基。
12.如权利要求1至10中任一项所述的化合物，其中A是甲基。
13.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，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各自独立地是H或C「C6烷基。
14.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，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.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，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.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，其中G1是O(CH2)2-0CH3。
17.如权利要求1至12中任一项所述的化合物，其中G1是F。
18.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1和T2中的至少一个是选自苄基、苯甲酰基、2，6_ 二氯苄基、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_苯基黄嘌呤-9-基(Pixyl)和9_(对甲氧基苯基) 黄嘌呤-9-基(MOX)的羟基保护基。
19.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1选自乙酰基、苄基、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.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1是4，4'-二甲氧三苯甲基。
21.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1是磷部分。
22.如权利要求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。各自独立地是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为0或S。
23.如权利要求22所述的化合物，其中Ra和R。各自是0H。
24.如权利要求22所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
25.如权利要求22所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
26.如权利要求22至25中任一项所述的化合物，其中Rb是0。
27.如权利要求22至25中任一项所述的化合物，其中Rb是S。
28.如权利要求1至27中任一项所述的化合物，其中T2是反应性磷基团。
29.如权利要求1至27中任一项所述的化合物，其中T2是选自二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺和H-膦酸酯的反应性磷基团。
30.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1是4，4'-二甲氧三苯甲基并且T2是二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺。
31.如权利要求1至17中任一项所述的化合物，其中T1是磷部分并且T2是二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺。
32.如权利要求1至31中任一项所述的化合物，其中A是0。
33.如权利要求1至31中任一项所述的化合物，其中A是S。
34.如权利要求1至31中任一项所述的化合物，其中A是N(R1)。
35.如权利要求34所述的化合物，其中队是H或CH3。
36.如权利要求1至35中任一项所述的化合物，所述化合物具有以下构型
37.如权利要求36所述的化合物，其中 Bx是杂环碱基部分；A是0 ；T1是H或保护基；T2是H、保护基或反应性磷基团；Q1和A之一是C1-C6烷基并且A和A中的另一个是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.如权利要求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.如权利要求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.如权利要求38或39中任一项所述的化合物，其中 G1 是 O(CH2)2-OCH315
41. 一种低聚化合物，所述低聚化合物包含至少一种式II的单体
42.如权利要求41所述的低聚化合物，其中每个Bx独立地是尿嘧啶、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、鸟嘌呤、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.如权利要求43所述的低聚化合物，其中每个Bx独立地是尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、腺嘌呤或鸟嘌呤。
44.如权利要求41至43中任一项所述的低聚化合物，其中每个A是H。
45.如权利要求41至43中任一项所述的低聚化合物，其中每个％是H。
46.如权利要求41至43中任一项所述的低聚化合物，其中每个A和每个％不为H。
47.如权利要求41到46中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，Q1 和％中的至少一个是取代的C1-C6烷基。
48.如权利要求47所述的低聚化合物，其中每个取代的C1-C6烷基包含至少一个独立地选自卤素、C2-C6烯基、OJ1、NJ1J2和CN的取代基团，其中每个J1和J2独立地是H或C1-C6 焼基。
49.如权利要求47所述的低聚化合物，其中每个取代的C1-C6烷基包含至少一个独立地选自氟和OCH3的取代基团。
50.如权利要求41到49中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，Q1 和％中的至少一个是C1-C6烷基。
51.如权利要求41至49中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，Q1 是甲基。
52.如权利要求41至49中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，Q2是甲基。
53.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式II的单体而言，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 各自独立地是 H 或 C「C6 烷基。
54.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式 II 的单体而言，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.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式II的单体而言，G1 是 OCH3、0 (CH2) 2-0CH3、OCH2C ( = 0) -N (H) CH3 或 OCH2C ( = 0) -N (H) - (CH2) 2_N (CH3)20
56.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式II的单体而言，。！是^⑶义⑷⑶^
57.如权利要求41至52中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式II的单体，G1 是F。
58.如权利要求41至57中任一项所述的低聚化合物，其中T3和T4中的至少一个是 5’ -端基团或3’ -端基团。
59.如权利要求41至57中任一项所述的低聚化合物，其中T3和T4中的至少一个是缀合基团。
60.如权利要求41至59中任一项所述的低聚化合物，其中T3是磷部分。
61.如权利要求59所述的低聚化合物，其中所述磷部分具有下式
62.如权利要求60所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0H。
63.如权利要求60所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
64.如权利要求60所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
65.如权利要求60至64中任一项所述的低聚化合物，其中Rb是0。
66.如权利要求60至64中任一项所述的低聚化合物，其中Rb是S。
67.如权利要求41至66中任一项所述的低聚化合物，其中每种式II的单体具有以下构型
68.如权利要求67所述的低聚化合物，其中独立地对于每种具有所述构型的式II的单体而言Bx是杂环碱基部分； A是0 ；T3和T4之一为连接单体与低聚化合物的核苷间连接基团，并且T3和T4中的另一个为 H、保护基、磷部分、5’ -端是团或3’ -端基团或连接单体与低聚化合物的核苷间连接基团； Q1和A之一是C1-C6烷基并且A和A中的另一个是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.如权利要求68所述的低聚化合物，其中独立地对于每种具有所述构型的式II的单体而言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.如权利要求68所述的低聚化合物，其中独立地对于每种具有所述构型的式II的单体而言%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.如权利要求69或70中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种具有所述构型的式 II的单体G1 是 O(CH2) 2-0CH3。
72.如权利要求41至71中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物在5’端包含一种式II的单体。
73.如权利要求41至72中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含具有至少2 个连续的式II的单体的至少一个区域。
74.如权利要求73所述的低聚化合物，其中所述至少一个区域包含2个到5个连续的式II的单体。
75.如权利要求41到71中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含至少两个区域，其中每个区域独立地包含1个到大约5个连续的式II的单体，并且其中每个区域被至少一个不同于具有式II的单体并且独立地选自核苷和修饰的核苷的单体亚基分隔。
76.如权利要求75所述的低聚化合物，所述低聚化合物包括带间隙的低聚化合物，其中连续的式II的单体的一个区域位于5'-端，并且连续的式II的单体的第二区域位于 3'-端，其中这两个区域被包含大约6个到大约18个单体亚基的内部区域分隔，所述单体亚基不同于具有式II的单体并且独立地选自核苷和修饰的核苷。
77.如权利要求76所述的低聚化合物，其中所述内部区域包含大约8个到大约14个连续的i3-D_2'-脱氧呋喃核糖基核苷。
78.如权利要求76所述的低聚化合物，其中所述内部区域包含大约9个到大约12个连续的-脱氧呋喃核糖基核苷。
79.如权利要求41至71中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含2个到3个连续的式II的单体的一个区域、1个到3个连续的式II的单体的任选第二区域和8个到 14个i3-D-2'-脱氧呋喃核糖基核苷的第三区域，其中所述第三区域位于所述第一区域和所述第二区域之间。
80.如权利要求41到79中任一项所述的低聚化合物，其中每个核苷间连接基团独立地为磷酸二酯核苷间连接基团或硫代磷酸酯核苷间连接基团。
81.如权利要求41到79中任一项所述的低聚化合物，其中基本上每个核苷间连接基团是硫代磷酸酯核苷间连接基团。
82.一种双链组合物，所述双链组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与所述第二低聚化合物互补并且所述第二低聚化合物与核酸靶互补；所述第一低聚化合物和所述第二低聚化合物中的至少一个是根据权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物；并且其中所述组合物任选地包含一个或多个5'端基团或3'端基团。
83.一种方法，所述方法包括使细胞与权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或权利要求82所述的双链组合物相接触，其中所述低聚化合物或所述双链组合物中的一条链与靶RNA互补。
84.如权利要求83所述的方法，其中所述细胞在动物中。
85.如权利要求84所述的方法，其中所述细胞在人中。
86.如权利要求83所述的方法，其中所述靶RNA选自mRNA、前mRNA和微小RNA。
87.如权利要求86所述的方法，其中所述靶RNA是mRNA。
88.如权利要求87所述的方法，其中所述靶RNA是人mRNA。
89.如权利要求83所述的方法，其中所述靶RNA被切割由此抑制其功能。
90.如权利要求83所述的方法，所述方法还包括评估所述低聚化合物或所述双链组合物对所述细胞的反义活性。
91.如权利要求90所述的方法，其中所述评估包括检测靶RNA的水平。
92.如权利要求90所述的方法，其中所述评估包括检测蛋白的水平。
93.如权利要求90所述的方法，其中所述评估包括一种或多种表型效应的检测。
94.如权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或如权利要求82所述的双链组合物，所述低聚化合物或双链组合物在治疗中使用。
95.如权利要求94所述的低聚化合物或双链组合物，其中所述治疗是治疗以不期望的基因表达为特征的疾病。
96.如权利要求94所述的低聚化合物或双链组合物，其中所述治疗是通过抑制基因表达治疗疾病。
97.如权利要求41到82和权利要求93到95中任一项所述的低聚化合物或双链组合物，其中动物中的细胞要与所述低聚化合物或所述双链组合物相接触。
98.如权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或如权利要求82所述的双链组合物用于制备治疗以不期望的基因表达为特征的疾病的药剂的用途。
99.如权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或如权利要求82所述的双链组合物用于制备通过抑制基因表达治疗疾病的药剂的用途。
100.一种药物组合物，所述药物组合物包含如权利要求41到81中任一项所述的低聚化合物或如权利要求82所述的双链组合物和药学上可接受的载体。
101.一种化合物，所述化合物具有式III
102.如权利要求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、鸟嘌呤、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.如权利要求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、腺嘌呤或鸟嘌呤。
104.如权利要求101至103中任一项所述的化合物，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各自独立地是H或C「C6烷基。
105.如权利要求101至103中任一项所述的化合物，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.如权利要求101至103中任一项所述的化合物，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.如权利要求101至103中任一项所述的化合物，其中G1是F。
108.如权利要求101至107中任一项所述的化合物，其中T5是磷部分。
109.如权利要求108所述的化合物，其中所述磷部分具有下式
110.如权利要求109所述的化合物，其中Ra和R。各自是0H。
111.如权利要求109所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
112.如权利要求109所述的化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
113.如权利要求109至112中任一项所述的化合物，其中Rb是0。
114.如权利要求109至112中任一项所述的化合物，其中Rb是S。
115.如权利要求101至107中任一项所述的化合物，其中T5是反应性磷基团。
116.如权利要求101至115中任一项所述的化合物，其中T6选自乙酰基、苄基、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.如权利要求101至115中任一项所述的化合物，其中T6是4，4'二甲氧三苯甲基。
118.如权利要求101至115中任一项所述的化合物，其中T6是反应性磷基团。
119.如权利要求101至115中任一项所述的化合物，其中T6是选自二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺和H-膦酸酯的反应性磷基团。
120.如权利要求101至107中任一项所述的化合物，其中T5是磷部分并且T6是二异丙基氰基乙氧基亚磷酰胺。
121.如权利要求120所述的化合物，其中所述磷部分是-P(0H)2(= 0)。
122.如权利要求101至121中任一项所述的化合物，其中Q1A2A3和Gl4之一为取代的 C「C6焼基。
123.如权利要求122所述的化合物，其中QpQ2A3和Gl4中的另外三个为H。
124.如权利要求122或123中任一项所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自卤素、C2-C6烯基、OJ1, NJ1J2和CN的取代基团，其中每个J1和J2独立地是H或 C「C6焼基。
125.如权利要求122或123中任一项所述的化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自氟和OCH3的取代基团。
126.如权利要求101至121中任一项所述的化合物，其中QpQ2A3和Q4之为C1-C6烷基。
127.如权利要求1 所述的化合物，其中A和A之一是C1-C6烷基。
128.如权利要求1 所述的化合物，其中A和A之一是C1-C6烷基。
129.如权利要求1 至128中任一项所述的化合物，其中所述C1-C6烷基是甲基。
130.如权利要求126至129中任一项所述的化合物，其中仏為為和Gl4中的另外三个为H。
131.如权利要求111至131中任一项所述的化合物，其中％、％、％*&之一为F。
132.如权利要求101至121中任一项所述的化合物，其中兑為為和仏中的两个为F。
133.如权利要求101至121中任一项所述的化合物，其中A和A各自为F。
134.如权利要求101至121和133中任一项所述的化合物，其中仏和Q4各自为F。
135.如权利要求131至134中任一项所述的化合物，其中仏為為和Gl4中的每一个为 F或H。
136.如权利要求101至135中任一项所述的化合物，所述化合物具有以下构型
137. 一种低聚化合物，所述低聚化合物包含至少一种式IV的单体
138.如权利要求137所述的低聚化合物，其中每个Bx独立地是尿嘧啶、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、鸟嘌呤、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.如权利要求137所述的低聚化合物，其中每个Bx独立地是尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶、腺嘌呤或鸟嘌呤。
140.如权利要求137至139中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式IV 的单体而言，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 各自独立地是 H 或 C「C6 烷基。
141.如权利要求137至139中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式 IV 的单体而言，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.如权利要求137至139中任一项所述的低聚化合物，其中独立地对于每种式 IV 的单体而言，G1 是 0CH3、O(CH2)2-OCH3^ OCH2C ( = 0) -N(H) CH3 或 OCH2C (= 0) -N (H)-(CH2)2-N (CH3) 2。
143.如权利要求137至139中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， G1 是 F。
144.如权利要求137至143中任一项所述的低聚化合物，其中一个T8是3'-端基团。
145.如权利要求137至143中任一项所述的低聚化合物，其中T7和T8中的至少一个是缀合基团。
146.如权利要求137至145中任一项所述的低聚化合物，其中一个T7是磷部分。
147.如权利要求146所述的低聚化合物，其中所述磷部分具有下式
148.如权利要求147所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0H。
149.如权利要求147所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH3。
150.如权利要求147所述的低聚化合物，其中Ra和R。各自是0CH2CH3。
151.如权利要求147至150中任一项所述的低聚化合物，其中Rb是0。
152.如权利要求147至150中任一项所述的低聚化合物，其中Rb是S。
153.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q1^ Q2> Q3和A之一是取代的C1-C6烷基。
154.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q1、Q2> Q3和Q4之一是取代的C1-C6烷基并且Q1^ Q2> Q3和Q4中的另外三个是H。
155.如权利要求153或154中任一项所述的低聚化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自卤素、C2-C6烯基、0Λ、NJ1J2和CN的取代基团，其中每个J1和J2独立地是H或C1-C6烷基。
156.如权利要求153或154中任一项所述的低聚化合物，其中所述取代的C1-C6烷基包含至少一个选自氟和OCH3的取代基团。
157.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q1^ Q2> Q3 和 Q4 之一是 C1-C6 烷基。
158.如权利要求157所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体，Q1和％之一为 C「C6焼基。
159.如权利要求157所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体，Q3和Gl4之一为 C「C6焼基。
160.如权利要求157至159中任一项所述的低聚化合物，其中所述C1-C6烷基基团是甲基。
161.如权利要求157至160中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q!>Q2>Q3和Q4中的三个是H。
162.如权利要求137至153和权利要求155至160中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体，Q1^ Q2> Q3和Q4之一是F。
163.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q!>Q2>Q3和Q4中的两个是F。
164.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q1和Q2各自是F。
165.如权利要求137至152和权利要求164中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体，Q3和A各自是F。
166.如权利要求137至152中任一项所述的低聚化合物，其中对于每种式IV的单体， Q!>Q2>Q3和Q4各自是F或H。
167.如权利要求137至166中任一项所述的低聚化合物，其中每种式IV的单体具有以下构型
168.如权利要求137至167中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物在5’端包含一种式IV的单体。
169.如权利要求137至167中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含至少一个具有至少2个连续的式IV的单体的区域。
170.如权利要求169所述的低聚化合物，其中所述至少一个区域包含2个到5个连续的式IV的单体。
171.如权利要求137到167中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含至少两个区域，其中每个区域独立地包含1个到大约5个连续的式IV的单体，并且其中每个区域被至少一个不同于具有式IV的单体并且独立地选自核苷和修饰的核苷的单体亚基分隔。
172.如权利要求171所述的低聚化合物，所述低聚化合物包括带间隙的低聚化合物， 其中连续的式IV的单体的一个区域位于5 ‘-端，并且连续的式IV的单体的第二区域位于 3'-端，其中这两个区域被包含大约6个到大约18个单体亚基的内部区域分隔，所述单体亚基不同于具有式IV的单体并且独立地选自核苷和修饰的核苷。
173.如权利要求172所述的低聚化合物，其中所述内部区域包含大约8个到大约14个连续的-脱氧呋喃核糖基核苷。
174.如权利要求172所述的低聚化合物，其中所述内部区域包含大约9个到大约12个连续的-脱氧呋喃核糖基核苷。
175.如权利要求137至167中任一项所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含2个到 3个连续的式IV的单体的一个区域、1个到3个连续的式IV的单体的任选第二区域和8个到14个β -D-2'-脱氧呋喃核糖是核苷的第三区域，其中所述第三区域位于所述第一区域和所述第二区域之间。
176.如权利要求137到175中任一项所述的低聚化合物，其中每个核苷间连接基团独立地为磷酸二酯核苷间连接基团或硫代磷酸酯核苷间连接基团。
177.如权利要求137到175中任一项所述的低聚化合物，其中基本上每个核苷间连接基团是硫代磷酸酯核苷间连接基团。
178.一种双链组合物，所述双链组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与所述第二低聚化合物互补并且所述第二低聚化合物与核酸靶互补；所述第一低聚化合物和所述第二低聚化合物中的至少一个是根据权利要求127到167 中任一项所述的低聚化合物，且其中所述组合物任选地包含一个或多个5’端或3’端基团。
179.一种方法，所述方法包括使细胞与权利要求137到177中任一项所述的低聚化合物或权利要求178所述的双链组合物相接触，其中所述低聚化合物或所述双链组合物中的一条链与靶RNA互补。
180.如权利要求179所述的方法，其中所述细胞在动物中。
181.如权利要求179所述的方法，其中所述细胞在人中。
182.如权利要求179所述的方法，其中所述靶RNA选自mRNA、前mRNA和微小RNA。
183.如权利要求182所述的方法，其中所述靶RNA是mRNA。
184.如权利要求183所述的方法，其中所述靶RNA是人mRNA。
185.如权利要求179所述的方法，其中所述靶RNA被切割由此抑制其功能。
186.如权利要求179所述的方法，所述方法还包括评估所述低聚化合物或所述双链组合物对所述细胞的反义活性。
187.如权利要求186所述的方法，其中所述评估包括检测靶RNA的水平。
188.如权利要求186所述的方法，其中所述评估包括检测蛋白的水平。
189.如权利要求186所述的方法，其中所述评估包括一种或多种表型效应的检测。
190.如权利要求137到177中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168所述的双链组合物，所述低聚化合物或双链组合物在治疗中使用。
191.如权利要求190所述的低聚化合物或双链组合物，其中所述治疗是治疗以不期望的基因表达为特征的疾病。
192.如权利要求190所述的低聚化合物或双链组合物，其中所述治疗是通过抑制基因表达治疗疾病。
193.如权利要求137至177和权利要求190至192中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168和权利要求180至182中任一项所述的双链组合物，其中动物中的细胞要与所述低聚化合物相接触。
194.如权利要求137到177中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168所述的双链组合物在制备治疗以不期望的基因表达为特征的疾病的药剂中的用途。
195.如权利要求137到177中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168所述的双链组合物在制备通过基因表达治疗疾病的药剂中的用途。
196.—种药物组合物，所述药物组合物包含如权利要求136到176中任一项所述的低聚化合物或如权利要求168所述的双链组合物和药学上可接受的载体。
197.一种长度为8到30个单体亚基的低聚化合物，其中所述单体亚基中的至少一个是 5'-取代的-2' -O-C1-C6烷基或5'-取代的-2' -O-C1-C6取代的烷基修饰的核苷。
198.如权利要求197所述的低聚化合物，其中每个单体亚基是5'-取代的-2' -O-C1-C6取代的烷基修饰的核苷。
199.如权利要求197所述的低聚化合物，所述低聚化合物包含位于5'-端的1个到大约5个连续单体亚基的第一区域和位于3'-端的1个到大约5个连续单体亚基的第二区域，其中所述第一区域和所述第二区域被包含大约6个到大约18个连续的β-D-2'-脱氧核糖核苷的内部区域分隔，其中每种单体亚基是修饰的核苷。
200.如权利要求199所述的低聚化合物，其中每个单体亚基是5'-取代的-2' -O-C1-C6取代的烷基修饰的核苷。
201.一种减少细胞中靶RNA的量的方法，所述方法包括使细胞与权利要求197至200 中任一项所述的低聚化合物相接触。
202.如权利要求201所述的方法，其中所述低聚化合物与所述靶RNA互补。
203.如权利要求201所述的方法，其中所述低聚化合物单独或与互补链联合激活内源性核糖核酸酶。
204.如权利要求203所述的方法，其中所述内源性核糖核酸酶是RNA酶H或双链核糖核酸酶。
205.如权利要求204所述的方法，其中所述双链核糖核酸酶是argonaute蛋白。
全文摘要
本发明提供了修饰的核苷和由其制备的低聚化合物。更具体而言，本发明提供了具有至少一个5′-取代基和2′-O-取代基的修饰的核苷、包含这些修饰的核苷中的至少一种的低聚化合物和使用所述低聚化合物的方法。在一些实施方案中，本文提供的低聚化合物预期与靶RNA的一部分杂交以使该靶RNA丧失正常功能。
文档编号A61K31/712GK102264374SQ200980152715
公开日2011年11月30日 申请日期2009年10月23日 优先权日2008年10月24日
发明者E·E·斯韦兹, T·P·普拉卡什 申请人:Isis制药公司
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