(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-28
(54)【発明の名称】5’-キャッピングされたRNA合成用オリゴヌクレオチド
(51)【国際特許分類】
C07H 21/02 20060101AFI20231120BHJP
C07H 21/04 20060101ALI20231120BHJP
A61K 31/7105 20060101ALI20231120BHJP
A61P 43/00 20060101ALI20231120BHJP
A61K 39/00 20060101ALI20231120BHJP
A61P 37/04 20060101ALI20231120BHJP
A61P 35/00 20060101ALI20231120BHJP
A61P 31/00 20060101ALI20231120BHJP
A61K 31/712 20060101ALI20231120BHJP
C12N 15/11 20060101ALI20231120BHJP
C12P 19/32 20060101ALI20231120BHJP
C12P 21/00 20060101ALI20231120BHJP
C12N 1/15 20060101ALI20231120BHJP
C12N 1/19 20060101ALI20231120BHJP
C12N 1/21 20060101ALI20231120BHJP
C12N 5/10 20060101ALI20231120BHJP
【FI】
C07H21/02
C07H21/04 A
C07H21/04 B
A61K31/7105
A61P43/00 111
A61P43/00 105
A61K39/00 H
A61P37/04
A61P35/00
A61P31/00
A61K31/712
C12N15/11 Z ZNA
C12P19/32 A
C12P21/00 C
C12N1/15
C12N1/19
C12N1/21
C12N5/10
【審査請求】有
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2023524107
(86)(22)【出願日】2021-10-19
(85)【翻訳文提出日】2023-06-19
(86)【国際出願番号】 KR2021014625
(87)【国際公開番号】W WO2022086140
(87)【国際公開日】2022-04-28
(31)【優先権主張番号】10-2020-0135823
(32)【優先日】2020-10-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516017994
【氏名又は名称】エスティー ファーム カンパニー リミテッド
【住所又は居所原語表記】231,Hyeomnyeok-ro,Siheung-si,Gyeonggi-do,15086 Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】110001508
【氏名又は名称】弁理士法人 津国
(72)【発明者】
【氏名】キム,キョンジン
(72)【発明者】
【氏名】チェ,カンヒョン
(72)【発明者】
【氏名】キム,ウクイル
(72)【発明者】
【氏名】パン,ヒョンテ
(72)【発明者】
【氏名】イ,スルギ
(72)【発明者】
【氏名】ハン,シヨン
【テーマコード(参考)】
4B064
4B065
4C057
4C085
4C086
【Fターム(参考)】
4B064AF27
4B064AG01
4B064CA10
4B064CA19
4B064CA21
4B064CC24
4B064DA01
4B065AA90Y
4B065AA93X
4B065AB01
4B065AC14
4B065BA01
4B065CA23
4B065CA24
4B065CA44
4C057AA17
4C057BB02
4C057CC02
4C057CC03
4C057DD03
4C057MM01
4C057MM02
4C057MM09
4C085AA03
4C085EE01
4C086AA01
4C086AA02
4C086AA03
4C086EA16
4C086MA01
4C086MA04
4C086NA14
4C086ZB09
4C086ZB21
4C086ZB26
4C086ZB32
4C086ZC41
(57)【要約】
本発明は、5’-キャッピングされたRNAの合成に用いられる新規オリゴヌクレオチドプライマーに関する。本発明ににおいて、化学式1で提供されるRNAキャッピング用新規オリゴヌクレオチドプライマーは、核酸治療薬またはワクチン分野に有用に活用され得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記化学式1で表される化合物、その立体異性体、またはその塩:
【化8】
前記化学式中、
B
1およびB
2は、それぞれ独立して、天然、非天然または修飾ヌクレオシド塩基であり;
X
1は、-OH、-O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
X
2は、-HまたはX
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
Y
1は、-O(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、-CH
2O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Y
2は、-HまたはY
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
Z
1およびZ
2は、それぞれ独立して、-OH、-O(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、-CH
2O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Z
3は、-HまたはZ
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
nは、0~3の整数であり;
mは、1~10の整数であり{ここで、mが2以上である場合、それぞれのB
2、Z
1およびZ
2は、互いに異なっていてもよい};
R
1およびR
2は、それぞれ独立して、-Hまたは-(C
1-4アルキル)であり;
R
3は、-(C
1-4アルキル)である。
【請求項2】
前記非天然または修飾ヌクレオシド塩基は、前記天然ヌクレオシド塩基の異性体であるまたは前記天然ヌクレオシド塩基の一つ以上の-Hが-(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)または-ハロで置換され、一つ以上の=CH-が=N-で置換され、および一つ以上の=Oが=Sで置換されてなる群から選択された1つ以上で置換されたものである;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項3】
B
1およびB
2は、それぞれ独立して、
【化9】
である;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項4】
X
1は、-OHであり;
X
2は、-Hである;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項5】
Y
1は、-O(C
1-4アルキル)または-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Y
2は、-HまたはY
1と結合し、LNA環を形成するものである{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項6】
Z
1は、-OHまたは-O(C
1-4アルキル)であり;
Z
2は、-OHであり;
Z
3は、-Hである;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項7】
nは、0または1である;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項8】
mは、1である;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項9】
R
1およびR
2は、それぞれ独立して、-Hであり;
R
3は、-(C
1-4アルキル)である;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項10】
下記化合物から構成された群から選択された、請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩:
【化10】
【請求項11】
前記化合物、その立体異性体、またはその塩は、RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーである、
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項12】
請求項1~11のいずれか一項に記載のRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーを含むRNA分子。
【請求項13】
RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーは、RNA分子の5’上端に付着されたものである、請求項12に記載のRNA分子。
【請求項14】
RNA分子は、1個以上のコーティング配列(coding sequence;CDS)を含むmRNAである、請求項12に記載のRNA分子。
【請求項15】
(S-1)DNA鋳型、請求項1~11のいずれか一項に記載のRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーおよびRNAポリメラーゼを混合する工程;および
(S-2)前記混合物をインキュベーションし、前記ポリヌクレオチド鋳型の転写を行う工程;
を含む請求項12に記載のRNA分子の合成方法。
【請求項16】
RNA分子の合成は、in vitroで行われるものである、請求項15に記載の合成方法。
【請求項17】
請求項12に記載のRNA分子から翻訳されたペプチド。
【請求項18】
請求項12に記載のRNA分子が導入された細胞。
【請求項19】
請求項18に記載の細胞から産生されたペプチド。
【請求項20】
請求項12に記載のRNA分子を含む核酸治療薬。
【請求項21】
RNA分子を標的細胞に導入することができる伝達体を含む、請求項20に記載の核酸治療薬。
【請求項22】
請求項12に記載のRNA分子を含むワクチン。
【請求項23】
RNA分子を標的細胞に導入することができる伝達体を含む、請求項22に記載のワクチン。
【請求項24】
癌または感染症の疾患を予防するための、請求項22に記載のワクチン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
技術分野
本発明は、5’-キャッピングされたRNAの合成用オリゴヌクレオチドに関する。
【0002】
背景技術
vRNAの5’-キャッピングとは、真核細胞内でのpre-mRNA加工過程の第一段階であって、転写されたRNAの5’末端にキャップ(cap)を被せる過程である。真核生物におけるmRNA分子の5’末端には、7-メチルグアノシン(m7G)が5’三リン酸結合を介して連結された5’キャップ(cap-0)が生成され、これはin vivoでメチルトランスフェラーゼ酵素によって媒介される。真核生物におけるmRNAには、5’末端の最初のリボース糖の2’ヒドロキシ基のメチル化(cap-1)および二番目のリボース糖の2’ヒドロキシ基のメチル化(cap-2)を含むさらなる修飾が存在し得る。このようなmRNAの5’キャッピング過程を通じて、mRNAが核から細胞質に出るとき、5’エキソヌクレアーゼなどの分解酵素に対する抵抗性を獲得する。
【0003】
医療または研究目的で、特定の遺伝子をコードするキャッピングされたmRNAを真核生物にトランスフェクションしたり、細胞または胚に微小注入することによって、前記遺伝子を人工的に発現させたりすることができる。しかし、この過程でキャップされていないRNAを使用する場合、RNAは急速に分解されるだけでなく、免疫原性を有し、タンパク質の翻訳効率が急激に低下する。 したがって、in vitroでmRNAを合成するためには、5’キャッピングが適切に行われることが非常に重要である。
【0004】
mRNAを合成するための、5’-三リン酸基を有するRNAを最初にin vitroで転写させた後、キャッピング酵素を用いて5’キャッピングを行うという過程は費用がかかり、非効率的であることが判明した。このことから、5’-キャッピング構造を有するオリゴヌクレオチドを製造し、これをプライマーとして用いてin vitro転写を開始する合成方法が開発された。例えば、国際公開公報WO2008/016473および国際公開公報WO2013/059475には、5’-キャッピングされたRNAを合成するためのジヌクレオチドmRNAキャップ類似体が開示されており、国際公開公報WO2017/053297には、5’-キャッピングされたmRNAを合成するためのトリヌクレオチドmRNAキャップ類似体が開示されている。
【0005】
キャッピングされたRNA転写体は、核酸治療薬、ワクチン分野などのタンパク質合成を必要とする治療および/または予防分野に適用できるため、これらを効率的に調製するための5’-キャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーの開発が必要である。例えば、従来の方法より製造工程が簡便で費用対効果が高く、所望の転写反応を効率的に進める、RNA生成収率を向上させる、不要な異種生成物の生成を減少する、追加の酵素反応を必要としない、またはRNAの大規模な合成を可能にするRNAキャップ類似体の開発が切実であるのが実情である。さらに、実際のRNA治療薬またはワクチンとして適用されるとき、in vivoでmRNAの安定性を維持する、翻訳効率を改善する、または免疫原性などの副作用を軽減することができるキャップ構造を提供すれば、RNA治療薬またはワクチン分野での汎用的な有用性を達成できるはずである。
【0006】
発明の概要
発明が解決しようとする課題
本発明の目的は、新規RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマー、その製造方法並びに用途を提供するものである。
本発明のもう一つの目的は、前記RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーを用いて製造されるRNA分子並びにその用途を提供するものである。
【0007】
課題を解決するための手段
本発明者らは、前記目的を達成するために新規RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマー、その製造方法並びにその使用方法を提供する。特に断りがない限り、本願にて使用される全ての用語は、本発明が属する技術分野における通常の技術者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本願の開示内容全般に亘って言及されたあらゆる特許文献および非特許文献は、その全文が参照により組み込まれる。
【0008】
新規RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマー
本発明は、下記化学式1で表される化合物、その立体異性体、またはその塩を提供する:
【化1】
前記化学式中、
B
1およびB
2は、それぞれ独立して、天然、非天然または修飾ヌクレオシド塩基であり;
X
1は、-OH、-O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
X
2は、-HまたはX
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
Y
1は、-O(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、-CH
2O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Y
2は、-HまたはY
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
Z
1およびZ
2は、それぞれ独立して、-OH、-O(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、-CH
2O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Z
3は、-HまたはZ
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
nは、0~3の整数であり;
mは、1~10の整数であり{ここで、mが2以上である場合、それぞれのB
2、Z
1およびZ
2は、互いに異なっていてもよい};
R
1およびR
2は、それぞれ独立して、-Hまたは-(C
1-4アルキル)であり;
R
3は、-(C
1-4アルキル)である。
【0009】
本発明において、前記ヌクレオシド塩基は、天然ヌクレオシド塩基だけでなく、非天然または修飾ヌクレオシド塩基も使用可能である。
【0010】
本発明において、天然に生じるヌクレオシドにおいて最もよくみられる塩基環は、プリンおよびピリミジン環である。天然に生じるプリン環は、例えば、
【化2】
を含む。天然に生じるピリミジン環は、例えば、
【化3】
を含む。
【0011】
本発明の具体例によれば、前記非天然または修飾ヌクレオシド塩基は、前記天然ヌクレオシド塩基の異性体であるまたは前記天然ヌクレオシド塩基の一つ以上の-Hが-(C1-4アルキル)、-O(C1-4アルキル)または-ハロで置換され、一つ以上の=CH-が=N-で置換され、および一つ以上の=Oが=Sで置換されてなる群から選択された1以上で置換されていてもよい。
【0012】
また、本発明において、非天然または修飾ヌクレオシド塩基は、天然NTP(例えば、ATP、UTP、CTPおよびGTP)のいずれかまたは他の特異的NTPの代替物としてRNAポリメラーゼにより認識可能な人工塩基を伴うヌクレオシド類似体に由来する塩基であってもよい(文献[[Loakes,D.,Nucleic Acids Res.,29:2437-2447(2001);Crey-Desbiolles,C.,et al.,Nucleic Acids Res.,33:1532-1543(2005);Kincaid, K., et al.,Nucleic Acids Res.,33:2620-2628(2005);Preparata,FP,Oliver,JS,J.Comput.Biol.753-765(2004);およびHill,F.,et al.,Proc Natl Acad.Sci.USA,95:4258-4263(1998)]など)。
【0013】
また、本発明において、前記非天然または修飾ヌクレオシド塩基は、ハロゲン-置換されたプリン(例えば、6-フルオロプリン)、ハロゲン-置換ピリミジン、N6-エチルアデニン、N4-(アルキル)-シトシン、5-エチルシトシンなどに由来する塩基であってもよいが、これらに制限されない。
【0014】
また、本発明において、前記非天然または修飾ヌクレオシド塩基の他の一例として、8-アザグアノシン、シュードウリジン(ψ)、5-メチル-シチジン(m5C)、1-メチル-シュードウリジン(m1ψ)、1-メチル-シュードウリジン(m1ψ)および5-メチル-シチジン(m5C)、2-チオウリジン(s2U)、2-チオウリジン(s2U)および5-メチル-シチジン(m5C)、5-メトキシ-ウリジン(mo5U)、5-メトキシ-ウリジン(mo5U)および5-メチル-シチジン(m5C)、2’-O-メチルウリジン、2’-O-メチルウリジンおよび5-メチル-シチジン(m5C)、N6-メチル-アデノシン(m6A)またはN6-メチル-アデノシン(m6A)および5-メチル-シチジン(m5C)を含むが、これらに制限されない。
【0015】
この外にも、本発明で使用し得る天然、非天然または修飾ヌクレオシド塩基の例は、国際公開公報WO2018/144775または国際公開公報WO2018/144082などに記載された事項を参考することができる。
【0016】
本発明の具体例によれば、B
1およびB
2は、それぞれ独立して、
【化4】
であってもよい。
【0017】
また、本発明の具体例によれば、
X1は、-OHであり;
X2は、-Hであってもよい。
【0018】
また、本発明の具体例によれば、
Y1は、-O(C1-4アルキル)または-O(C1-4アルキル)O(C1-4アルキル)、または-ハロであり;
Y2は、-HまたはY1と結合し、LNA環を形成するものであってもよい {ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C1-4アルキル)で置換されていてもよい}。
【0019】
また、本発明の具体例によれば、
Z1は、-OHまたは-O(C1-4アルキル)であり;
Z2は、-OHであり;
Z3は、-Hであってもよい。
【0020】
また、本発明の具体例によれば、nは、0または1であってもよい。
【0021】
また、本発明の具体例によれば、mは、1であってもよい。
【0022】
また、本発明の具体例によれば、
R1およびR2は、それぞれ独立して、-Hであり;
R3は、-(C1-4アルキル)であってもよい。
【0023】
具体的には、前記化学式1で表される化合物は、下記化合物からなる群から選択されるいずれかであってもよい:
【化5】
【0024】
本発明の具体例によれば、前記化学式1で表される化合物は、下記化合物からなる群から選択される1種以上であってもよい:
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホイル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホイル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホイル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホイル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド1);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-(2-メトキシエトキシ)テトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド2);
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((1S,3R,4R,6S,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-6-メチル-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド3);
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド4);
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((1R,3R,4R,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド5);
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド6);
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド7);
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド8);
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2,4-ジオキソ-3,4-ジヒドロピリミジン-1(2H)-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド9);
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド10);
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド11);および
2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド12)。
【0025】
本発明の具体例によれば、前記化学式1で表される化合物は、RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマー(primer)であってもよい。
【0026】
本発明において、用語「立体異性体(stereoisomer)」は、同様の化学式または分子式を有するが、立体的に異なる本発明の化合物またはその塩を意味する。このようなそれぞれの立体異性体およびそれらの混合物も同様に本発明の範囲に含まれる。また、特に断りがない限り、不斉炭素原子に結合する実線で表される結合(-)は、立体中心の絶対配置を表すくさび形
【化6】
またはくさび形の破線結合
【化7】
を含むことができる。
【0027】
本発明において、用語「塩(salt)」は、医薬業界で通常使用される塩を意味する。具体的には、塩基(base)付加塩であってもよい。例えば、カルシウム、カリウム、ナトリウムまたはマグネシウムなどで製造された無機イオン塩;アルギニン、リジン、ヒスチジンなどで製造されたアミノ酸塩;およびトリメチルアミン、トリエチルアミン、アンモニア、ピリジン、ピコリンなどで製造されたアミン塩などがあるが、挙げられたこれら塩によって本発明にて意味する塩の種類が限定されるものではない。
【0028】
新規オリゴヌクレオチドプライマーでキャッピングされたRNA
上述したRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーは、これを含むRNA分子を製造することに用いられることができる。したがって、本発明は、化学式1で表されるRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーを含むRNA分子を提供する。
【0029】
本発明に係るRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーは、3’-末端でのNTPの組み込みによってRNAポリメラーゼにより伸長され得る。DNA鋳型(例えば、DNAプラスミド)、RNAポリメラーゼ、ヌクレオシド5’-三リン酸および適切な緩衝剤のような必須構成要素を含有する転写系において、プロモーターの制御下でin vitroで転写を開始することができる。ここで、オリゴヌクレオチドプライマーは、開始部位においてDNA鋳型に対して相補的である。
【0030】
本発明において、プロモーターとは、特定のDNA配列(例えば、遺伝子)の転写の開始を誘導および制御するdsDNA鋳型の特定領域を指す。プロモーターは、DNA上の同一鎖および上流(センス鎖の5’領域に向かう)に位置する。プロモーターは、通常、転写されるDNA配列のすぐ隣であるまたは部分的にこのような配列と重複する。プロモーター中のヌクレオチド位置は、DNAの転写が始まる転写出発部位を基準にして設計される(位置+1)。開始オリゴヌクレオチドプライマーは、プロモーター配列の開始部位(これは、特定の実施態様において、位置+1および+2にあり、開始四量体の場合には、位置+1、+2および+3にある)に対して相補的である。
【0031】
一実施態様において、前記RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーは、5’-キャッピングされたRNAを形成するため、RNA分子の5’ 上端に付着する。このように形成されたRNA分子は、mRNA、小さい核RNA(snRNA)、小さい核小体RNA(snoRNA)、小さいカハール体-特異的RNA(scaRNA)を含むが、これらに制限されない。
【0032】
一実施態様において、前記RNA分子は、mRNAであり、1個以上のコーティング配列(coding sequence;CDS)を含むことができる。さらに、前記RNA分子は、ポリA配列および/またはポリアデニル化シグナルを含むことができる。ポリA配列は、完全にまたは大部分アデニンヌクレオチド、その類似体、または誘導体から構成されることができる。ポリA配列は、核酸の3’未翻訳の領域に隣接して位置する尾であってもよい。
【0033】
本発明は、また、(S-1)DNA鋳型、上述した化学式1で表されるRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーおよびRNAポリメラーゼを混合する工程;および(S-2)前記混合物をインキュベーションし、前記ポリヌクレオチド鋳型の転写を行う工程を含む5’-キャッピングされたRNA分子の合成方法を提供する。
【0034】
一方、オリゴヌクレオチドプライマー、RNAポリメラーゼおよびヌクレオシド5’-三リン酸 (NTP)を用いてRNAのDNA-鋳型化したおよびプロモーター制御された合成方法は、本発明が属する技術分野に公知されている。したがって、本発明にて提供された化学式1で表されるRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーを活用し、これを含むRNA分子を合成することができる。
【0035】
本発明の具体例によれば、DNA鋳型は、二重鎖線形DNA、部分的二重鎖線形DNA、環状二重鎖DNA、DNAプラスミド、PCRアンプリコンであってもよく、その外にもRNAポリメラーゼと適切に反応することができる修飾核酸であってもよい。
【0036】
本発明の具体例によれば、前記RNA分子の合成は、in vitroで行われる。in vitroで大規模な転写を行うため、T7、T3、SP6、K1-5、K1E、K1FまたはK11バクテリオファージに由来するシングルサブユニットファージポリメラーゼが用いられることができる。このような系列のポリメラーゼは、補助タンパク質を必要とせず、開始ヌクレオチド配列に対する最小限の制約を有する~17個のヌクレオチドの単純な最小プロモーター配列を有する。本発明にて使用できるRNAポリメラーゼの一例としてT7 RNAポリメラーゼ(T7 RNAP)が挙げられるが、関連技術分野における通常の技術者は、本発明が他のRNAポリメラーゼを用いても実施することができることが理解できるであろう。DNAポリメラーゼとは異なり、T7 RNAPはプライマー不在にRNA合成を開始する。開始における第一工程は、新規なRNA合成と呼ばれ、ここでは、RNAポリメラーゼがDNA鋳型での特異的配列を認識し、位置+1および+2における鋳型残基に対して相補的なヌクレオチド三リン酸の第1対を選択し、ホスホジエステル結合の形成を触媒し、ジヌクレオチドを形成する。
【0037】
キャッピングされたRNAの医薬的用途
上述したような本発明に係る5’-キャッピングされたRNA分子は、医薬的目的のために有用に活用され得る。
【0038】
本発明の具体例によれば、本発明に従って製造された5’-キャッピングされたRNA分子は、核酸治療薬またはワクチンとして活用され得る。例えば、前記核酸治療薬またはワクチンは、RNAワクチン(癌または感染症の疾患予防用ワクチン)として用いられることができる。前記核酸治療薬またはワクチンは、対象体に投与され、目的とするペプチドを産生するため、in vivoで翻訳されることができる。
【0039】
本発明の具体例によれば、前記5’-キャッピングされたRNA分子は、細胞内に導入され、細胞の医薬的病態を治療するまたは細胞に対して治療的影響を及ぼすことができるタンパク質を生成させることができる。
【0040】
本発明の具体例によれば、前記核酸治療薬またはワクチンは、RNA分子と共に、前記RNA分子を標的細胞に導入することができる伝達体をさらに含むことができる。
【0041】
本発明の具体例によれば、本発明は、上述した5’-キャッピングされたRNA分子から翻訳されたペプチドを提供する。
【0042】
本発明の具体例によれば、本発明は、上述した5’-キャッピングされたRNA分子が導入された細胞を提供する。前記細胞は、対象体の体細胞であってもよく、体外で培養可能な細胞株であってもよい。
【0043】
また、本発明の具体例によれば、本発明は、5’-キャッピングされたRNA分子が導入された細胞から産生されたペプチドを提供する。
【0044】
本発明において、RNA治療薬またはワクチンのための製薬組成物は、注射による投与、または特定の病態を治療するために、関連技術分野における通常の技術者に公知された他の適切な経路による投与用に剤形化することができる。非経口投与のための注射可能な組成物は、通常、適合する溶液および/または製薬担体、例えば、滅菌性生理学的食塩水中の活性化合物を含有する。前記組成物はまた、脂質またはリン脂質中の懸濁剤、リポソーム懸濁剤、または水性エマルジョンとして剤形化することができる。
【0045】
RNA治療薬またはワクチンのための組成物および/または剤形を製造する方法は、関連技術分野における通常の技術者に公知されている(文献[Remington’s Pharmaceutical Sciences(19th Ed.,Williams & Wilkins,1995)]参照)。投与される組成物は、標的細胞または組織における目的タンパク質の発現を増加させるため、製薬上、安全で有効な量で選択された化合物の特定の量を含有する。
【0046】
一部の実施態様において、製薬組成物は、前記記載のような化合物を少なくとも0.1%(w/v)含有し、一部の実施態様において、製薬組成物は、前記化合物を0.1%超含有し、一部の実施態様において、製薬組成物は、約10%以下含有し、一部の実施態様において、製薬組成物は、約5%以下含有し、一部の実施態様において、製薬組成物は、約1%(w/v)以下含有する。適合する濃度の選択は、活性作用剤の目的とする用量、頻度および伝達方法のような要因によって左右される。
【0047】
対象体、例えば、哺乳類またはヒトを治療する場合、その投与量は、対象体の体重および全般的な健康、治療を受ける病態、症状の重症度などのような要因に基づいて決定される。好ましくない如何なる副作用も避けながら、目的とする受益をもたらす投与量と濃度を決定する。対象化合物の典型的な投与量は、ヒトの患者の場合、約0.0005~500mg/日の範囲内であり、一部の実施態様において、約1~100mg/日の範囲内である。例えば、より高い用量療法は、例えば、50~100、75~100、または50~75mg/日を含み、より低い用量療法としては、例えば、1~50、25~50、または1~25mg/日を含むことができる。
【0048】
発明の効果
本発明に係る新規オリゴヌクレオチドは、5’-キャッピングされたRNAの合成に活用され、RNA生産工程(例えば、合成収率、合成規模、純度など)を改善するばかりでなく、それを活用した核酸治療薬またはワクチンの効能(例えば、RNAの安定性および/またはタンパク質発現効率)改善および副作用の減少(例えば、免疫原性の減少)効果を発揮することができる。したがって、本発明は、核酸治療薬またはワクチン分野に有用に活用し得る。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【
図1】
図1はin vitro転写されたmRNAに対する電気泳動の結果を示す。
【
図2】
図2は蛍光顕微鏡を通じたGFP mRNA発現の結果を示す。
【0050】
発明を実施するための最良の形態
以下、実施例および実験例を通じて本発明の構成および効果をより詳しく説明する。これら実施例および実験例は、本発明を例示するためだけのものに過ぎず、本発明の範囲がこれら実施例および実験例により限定されるものではない。
【0051】
製造例1:((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩の製造
工程1.(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロ-2-(ヒドロキシメチル)テトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)(((3aR,4R,6R,6aR)-6-(2-イソブチルアミド-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)メチル)ホスファートの製造
N-(9-((3aR,4R,6R,6aR)-6-(ヒドロキシメチル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド(4g、10.17mmol)をアセトニトリルに溶かした。0~5℃まで冷却した後、(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-2-((ビス(4-メトキシフェニル)(フェニル)メトキシ)メチル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)ジイソプロピルホスホロアミダイト(8.91g、10.17mmol)と1H-テトラゾール(2.85g、40.7mmol)を順次入れた。10分後、常温までゆっくりと昇温させ、1時間攪拌した。反応液を0~5℃まで冷却した後、I2(0.1M)(7.74g、30.5mmol)in THF/蒸留水/ピリジン(66:33:1)(101.6mL)を入れた。常温までゆっくりと昇温させ、1時間攪拌した。反応終了後、DCMで希釈し、10%チオ硫酸ナトリウム五水和物の溶液を入れ、有機層と水層を分離した。有機層を硫酸ナトリウムで脱水させ、減圧濃縮した。
濃縮残渣をDCM(200mL)に溶かした。0~5℃まで冷却した後、TFA 10.17mLをDCM 817mLに希釈してゆっくりと入れ、10分間攪拌した。反応液を常温までゆっくりと昇温させ、10分間攪拌した。反応液を0~5℃まで冷却した後、飽和NaHCO3(aq)溶液をゆっくりと入れながらpHを8~9の間に合わせた。有機層と水層を分離し、有機層を硫酸ナトリウムで水分を除去し、濾過した。減圧濃縮後、カラムクロマトグラフィーにより分離し、黄色の固形物として標題化合物(5.62g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 882.1(M+H+)。
【0052】
工程2.(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-2-(((ビス(2-シアノエトキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)(((3aR,4R,6R,6aR)-6-(2-イソブチルアミド-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)メチル)ホスファートの製造
前記工程1にて得られた(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロ-2-(ヒドロキシメチル)テトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)(((3aR,4R,6R,6aR)-6-(2-イソブチルアミド-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)メチル)ホスファート(5.6g、6.35mmol)をDCM(21.2mL)に溶かした。0~5℃まで冷却した後、ビス(2-シアノエチル)ジイソプロピルホスホロアミダイト(3.32mL、12.70mmol)と1H-テトラゾール(0.890g、12.70mmol)を順次入れた。10分後、常温までゆっくりと昇温させ、1時間攪拌した。反応液を0~5℃まで冷却した後、I2(0.1M)(4.84g、19.05mmol)in THF/蒸留水/ピリジン(66:33:1)(63.6mL)を入れた。常温までゆっくりと昇温させ、1時間攪拌した。反応終了後、DCMで希釈し、10%のチオ硫酸ナトリウム五水和物の溶液を入れ、有機層と水層を分離した。有機層を硫酸ナトリウムで脱水させ、減圧濃縮後、カラムクロマトグラフィーにより分離し、黄色の固形物として標題化合物(5.78g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1086.1(M+H+)。
【0053】
工程3.((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩の製造
前記工程2にて得られた(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-2-(((ビス(2-シアノエトキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)(((3aR,4R,6R,6aR)-6-(2-イソブチルアミド-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)メチル)ホスファート(2.89g、2.71mmol)を1M HCl水溶液(162mL、162mmol)に溶かし、常温で16時間攪拌した。反応液を0~5℃まで冷却した後、アンモニア水(42.2mL、1083mmol)をゆっくりと加えた。常温までゆっくりと昇温させた後、50~55℃で23時間加熱した。反応液をDCM(150mLで2回)で洗浄し、水層をDEAE Sephadex resinで精製し、白色の固形物として標題化合物(1.98g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 695.1(M+H+)。
【0054】
製造例2:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ((ヒドロキシ(1H-イミダゾール-1-イル)ホスホリル)オキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.ナトリウム塩の製造
工程1.2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ(ホスホノオキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.トリエチルアミン塩の製造
((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)二りん酸塩三水素メチル.2トリエチルアミン塩(5g、7.74mmol)を精製水(155mL)に溶かし、酢酸で溶液のpHを4.5に調節した。硫酸ジメチル(5.18mL、54.2mmol)を1分間ゆっくりと添加した後、常温で1時間攪拌した。このとき、溶液のpHを5N水酸化ナトリウム水溶液を用いて4~4.5に調節した。反応終了後、DCM(200mL×3回)で洗浄し、水層を1M TEABを用いてpH5.5~6に調節した。DEAE Sephadex resinで精製し、白色の固形物として標題化合物(3.03g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 456.0(M-H+)。
【0055】
工程2.2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ((ヒドロキシ(1H-イミダゾール-1-イル)ホスホリル)オキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.ナトリウム塩の製造
前記工程1にて得られた2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ(ホスホノオキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.トリエチルアミン塩(3.03g、5.42mmol)、イミダゾール(3.69g、54.2mmol)をDMF(38.7mL)に溶かした。2,2’-ジチオジピリジン(5.97g、27.1mmol)を添加し、常温で10時間攪拌した。反応終了後、反応液を-10~-20℃まで冷却し、アセトン中の0.1Mナトリウムパーコレート(108mL、10.83mmol)を滴下した。生成された個体を濾過した後、乾燥し、白色の固形物として標題化合物(2.33g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 507.0(M-H+)。
【0056】
製造例3:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3-ヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ((ヒドロキシ(1H-イミダゾール-1-イル)ホスホリル)オキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.ナトリウム塩の製造
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ(ホスホノオキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.2トリエチルアミン塩(190mg、0.331mmol)を用いて、前記製造例2と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(159mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 522.0(M+H+)。
【0057】
実施例1:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホイル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホイル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホイル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホイル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド1)の製造
製造例1にて得られた化合物(20mg、0.029mmol)と製造例2にて得られた化合物(23.18mg、0.041mmol)をDMSO(0.29mL)に溶かし、MgCl2(3.84mg、0.041mmol)を添加した後、常温で7時間攪拌した。反応終了後、0.25mM EDTA 2Na salt solution(aq)1.44mLに希釈した。完全に溶解されたことを確認した後、精製水144mLに希釈し、DEAE Sephadex resinで精製し、白色の固形物として標題化合物(22.4mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1132.6(M-H+)。
【0058】
実施例2:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-(2-メトキシエトキシ)テトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド2)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-(2-メトキシエトキシ)テトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(92mg、0.123mmol)と製造例2にて得られた化合物(91.3mg、0.172mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(73mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1187.7(M-3H+)
【0059】
実施例3:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((1S,3R,4R,6S,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-6-メチル-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド3)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((1S,3R,4R,6S,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-6-メチル-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(30mg、0.034mmol)と製造例2にて得られた化合物(35mg、0.069mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(6mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1156.1(M-H+)
【0060】
実施例4:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド4)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(17mg、0.024mmol)と製造例2にて得られた化合物(24.43mg、0.048mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(3.8mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1145.8(M-2H+)
【0061】
実施例5:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((1R,3R,4R,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド5)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((1R,3R,4R,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(50mg、0.055mmol)と製造例2にて得られた化合物(112.0mg、0.221mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(8mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1143.0(M-H+)
【0062】
実施例6:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド6)の製造
製造例1にて得られた化合物(30mg、0.03mmol)と製造例3にて得られた化合物(32.7mg、0.06mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(9mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1149.1(M+H+)
【0063】
実施例7:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド7)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(20mg、0.029mmol)と製造例3にて得られた化合物(31.3mg、0.058mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(16mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1147.1(M-2H+)
【0064】
実施例8:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド8)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(20mg、0.029mmol)と製造例2にて得られた化合物(30.5mg、0.058mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(14.5mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1133.1(M-2H+)
【0065】
実施例9:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2,4-ジオキソ-3,4-ジヒドロピリミジン-1(2H)-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド9)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2,4-ジオキソ-3,4-ジヒドロピリミジン-1(2H)-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(50mg、0.058mmol)と製造例2にて得られた化合物(61.8mg、0.117mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(34.6mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1092.8(M-2H+)
【0066】
実施例10:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド10)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(20mg、0.02mmol)と製造例3にて得られた化合物(21.47mg、0.039mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(15.2mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1165.0(M+H+)
【0067】
実施例11:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド11)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(50mg、0.049mmol)と製造例2にて得られた化合物(52.3mg、0.099mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(26.3mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1147.9(M-2H+)
【0068】
実施例12:2-アミノ-9-((2S,3S,4R,5S)-5-((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド12)の製造
製造例1にて得られた化合物(40mg、0.047mmol)と製造例2と同様の方法で得られた2-9-((2S,3S,4R,5S)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ(1H-イミダゾール-1-イル)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-ピリン-7-イウム.ナトリウム塩(42.6mg、0.095mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(6.5mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1052.1(M-2H+)
【0069】
実験例1:GFP DNA鋳型の製造
mRNA合成のためのDNA鋳型を得るため、バイオニクス(株)からT7 RNAプロモーター、5’UTR、EGFP、3’UTR、poly A配列を有するプラスミド遺伝子の合成を行った。次いで、キャップ物質に応じてプロモーター配列を変更するために、プラスミド遺伝子とprimeSTAR HS premix(タカラカタログ#R040A)、2μmolのフォワードプライマー(配列番号1)、2μmolのリバースプライマー(配列番号2)を混合し、PCR(重合酵素連鎖反応)を行った後、従来のプラスミド遺伝子にXbaI(タカラカタログ#1093A)、BamHI(タカラカタログ#1010A)制限酵素を用いたクローニングを通じてプラスミド遺伝子を作製した。作製したプラスミド遺伝子をSamI(タカラカタログ#1085A)制限酵素で線形化した後、AccuPrep PCR精製キット(バイオニアカタログ#K-3037)を用いて、GFP DNA転写鋳型(配列番号3)を確保した。
【0070】
実験例2:GFP mRNAのIn vitro転写
2-1:キャップを有さない(Non cap)GFP mRNAのIn vitro転写
5’末端にキャップ(cap)構造を有さないmRNA合成反応のため、40mM Tris・HCl(pH7.9)、25mMの塩化マグネシウム、2mMのスペルミジン、2mMのATP、2mMのUTP、2mMのCTP、2mMのGTP、5%のDMSO(シグマアルドリッチカタログ#472301-500ML)、5mg/mLのGFP DNA転写鋳型、800U/mL組み換えRNase阻害タンパク質(タカラカタログ#2316A)、2U/mL 酵母無機ピロホスファターゼ(サーモサイエンティフィックカタログ#EF0221)、2500U/mLのT7 RNAポリメラーゼ(バイオダインカタログ#dy1670)を混合した。
【0071】
転写反応混合物を37℃で5時間インキュベーションした。反応物に40mM Tris・HCl(pH7.5)、8mMの塩化マグネシウム、5mMのDTTおよび5000U/mLの組み換えDNAse I(タカラカタログ#2270A)を添加し、37℃で1時間インキュベーションした。生成されたmRNAをメーカーの取扱説明書に従って、Zymo Research RNAclean & concentrator-25キット(カタログ#1017)を用いて精製した。
【0072】
mRNAの合成可否は、Lonza GelStarTM Nucleic Acid gel Stain(カタログ#50535)を添加した1%のアガロースゲルを用いて電気泳動を行って確認した(
図1)。合成されたmRNAのUV解析は、サーモサイエンティフィックNanodrop one UV-vis spectrometerを用いて測定した。その結果、約1066 ntのpoly A(120)を含むGFP mRNAが生成されることを確認した。
【0073】
2-2:ARCAキャップ類似体の共転写キャッピングを通じたGFP mRNAのIn vitro転写
ARCAキャップを用いたmRNA合成反応のため、40mM Tris・HCl(pH7.9)、25mMの塩化マグネシウム、2mMのスペルミジン、2mMのATP、2mMのUTP、2mMのCTP、0.4mMのGTP、1.6mMのARCA(トリリンク、カタログ#N-7003)、5%のDMSO(シグマアルドリッチカタログ#472301-500ML)、5mg/mLのGFP DNA転写鋳型、800U/mLの組み換えRNase阻害タンパク質(タカラカタログ#2316A)、2U/mLの酵母無機ピロホスファターゼ(サーモサイエンティフィックカタログ#EF0221)、2500U/mLのT7 RNAポリメラーゼ(バイオダインカタログ#dy1670)を混合した。
【0074】
転写反応混合物を37℃で5時間インキュベーションした。反応物に40mM Tris・HCl(pH7.5)、8mMの塩化マグネシウム、5mMのDTTおよび5000U/mLの組み換えDNAse I(タカラカタログ#2270A)を添加し、37℃で1時間インキュベーションした。生成されたmRNAをメーカーの取扱説明書に従って、Zymo ResearchRNAclean & concentrator-25キット(カタログ#1017)を用いて精製した。
【0075】
mRNAの合成可否は、Lonza GelStarTM Nucleic Acid gel Stain(カタログ#50535)を添加した1%のアガロースゲルを用いて電気泳動を行って確認した(
図1)。合成されたmRNAのUV解析は、サーモサイエンティフィックNanodrop one UV-vis spectrometerを用いて測定した。その結果、約1067 ntのpoly A(120)を含む二量体ARCA capping GFP mRNAが生成されることを確認した。
【0076】
2-3:実施例の共転写キャッピングを通じたGFP mRNAのIn vitro転写
本発明の実施例化合物を用いたmRNA合成反応のため、40mM Tris・HCl(pH7.9)、25mMの塩化マグネシウム、2mMのスペルミジン、2mMのATP、2mMのUTP、2mMのCTP、2mMのGTP、3.2mMの実施例化合物、5%のDMSO(シグマアルドリッチカタログ#472301-500ML)、5mg/mLのGFP DNA転写鋳型、800U/mLの組み換えRNase阻害タンパク質(タカラカタログ#2316A)、2U/mLの酵母無機ピロホスファターゼ(サーモサイエンティフィックカタログ#EF0221)、2500U/mLのT7 RNAポリメラーゼ(バイオダインカタログ#dy1670)を混合した。
【0077】
転写反応混合物を37℃で5時間インキュベーションした。反応物に40mM Tris・HCl(pH7.5)、8mMの塩化マグネシウム、5mMのDTTおよび5000U/mLの組み換えDNAse I(タカラカタログ#2270A)を添加し、37℃で1時間インキュベーションした。生成されたmRNAをメーカーの取扱説明書に従って、Zymo Research RNAclean & concentrator-25キット(カタログ#1017)を用いて精製した。
【0078】
mRNAの合成可否は、Lonza GelStarTM Nucleic Acid gel Stain(カタログ#50535)を添加した1%のアガロースゲルを用いて電気泳動を行って確認した(
図1)。合成されたmRNAのUV解析は、サーモサイエンティフィックNanodrop one UV-vis spectrometerを用いて測定した。その結果、約1067 ntのpoly A(120)を含む実施例capping GFP mRNAが生成されることを確認した。
【0079】
実験例3:Hela細胞におけるmRNAの翻訳
In vitro転写により生成されたmRNAの翻訳活性をヒト子宮頸癌細胞株(Hela;Human cervix cancer cell line)で評価した。Hela細胞を5%の二酸化炭素の雰囲気下で37℃で10%のFBS、1%のペニシリン/ストレプトマイシンで補充したDMEM中で培養した。1×106個/ウェルのHela細胞を6-ウェルプレートにプレーティングした。翌日、細胞をトランスフェクション試薬(messengerMAX lipofectamine;インビトロジェンカタログ#LMRNA003)を用いてトランスフェクションさせた:トランスフェクション試薬メーカーの取扱説明書に従って、チューブAに複合培地(Opti-MEM;Life technologies)125μLにトランスフェクション試薬7.5μLを希釈し、室温で10分間インキュベーションさせ、チューブBには、Opti-MEM 125μLに製造されたmRNA 5μgを希釈し、準備した。チューブAとチューブBの溶液を混合した後、室温で5分間インキュベーションさせた。インキュベーション時間の間、細胞培養液は、ペニシリン/ストレプトマイシンを含まない10%のFBSを含むDMEMに交換した。その後、インキュベーションされた混合溶液を用いて細胞をトランスフェクションさせた。5%の二酸化炭素の雰囲気下で37℃で3~4時間インキュベーション後に細胞培養液は、10%のFBS、1%のペニシリン/ストレプトマイシンで補充したDMEMに交換した。トランスフェクション96時間後に蛍光顕微鏡を用いて蛍光タンパク質の発現を確認した。
【0080】
その結果、実施例化合物を用いて製造されたmRNAは、優れた蛍光活性を示した。その反面、対照群であるcapを有さないmRNAは、蛍光活性が全く見られなかった。また、ARCAキャップを用いて合成したmRNAと対比したとき、実施例化合物を用いて製造されたmRNAは、いずれも優れたタンパク質の発現率を示した(
図2)。
【0081】
実験例4:ウェスタンブロットの解析
トランスフェクションの実験後、培養液を除去し、PBSを用いて1回洗浄を行った。細胞溶解緩衝液(RIPA+ホスファターゼ阻害剤+PMSF)200μLを処理した後、4℃で10分間溶解させた。細胞溶解物を回収した後、12000rpm、4℃、10分間遠心分離を行った。その後、上澄み液を回収した後、5×SDS-サンプルローディングバッファーと混合した後、100℃で5~10分間沸かした。10%のSDS PAGE-ゲルで120V、10分、170V、1時間ランニングした。Xcell 2 blot Module(Invitrogen)を用いて30Vで1時間トランスファーした。5%のBSA-PBSTを用いて常温で1時間ブロッキングした。ラビット抗-GFP抗体を5%のBSA-PBSTに1:1000で希釈した後、4℃で一晩反応させた。その後、PBSTで10分間3回洗浄した。HRP-結合されたラビット二次抗体を2.5%BSA-PBSTに1:10000で希釈した後、室温で1時間処理した。次いで、PBSTで10分間3回洗浄した。ECL処理後、化学発光により確認し、β-actin対比GFP 発現レベルを解析した(表1)。
【表1】
【0082】
実験例5:FACS解析
トランスフェクションの実験後、培養液を除去し、PBSで1回洗浄した。トリプシン-EDTA処理後、37℃で細胞が脱落し始めるまで約2~3分間インキュベーションした。培養培地(HG DMEM+10%のFBS+1%のペニシリン/ストレプトマイシン)で中和した後、常温で1200rpmで2分間遠心分離した。上澄み液を掬い取った後、PBS1mL分注した後、ピベッティングにより凝集した細胞を解放した。FACS(BD FACSDiva 8.0.3)でGFPシグナル(FITC)を測定した(FSC、SSC確認、表2)。
【表2】
【0083】
以上、本発明の特定の部分を詳細に説明したところ、当業界の通常の知識を有する者にとって、このような具体的な記述は単なる好ましい実施例及び実験例に過ぎず、これにより本発明の範囲が限定されるものでないことは明らかである。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付された特許請求の範囲とそれらの等価物によって定義されるものと言える。
【配列表】
【手続補正書】
【提出日】2022-09-06
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
技術分野
本発明は、5’-キャッピングされたRNAの合成用オリゴヌクレオチドに関する。
【0002】
背景技術
vRNAの5’-キャッピングとは、真核細胞内でのpre-mRNA加工過程の第一段階であって、転写されたRNAの5’末端にキャップ(cap)を被せる過程である。真核生物におけるmRNA分子の5’末端には、7-メチルグアノシン(m7G)が5’三リン酸結合を介して連結された5’キャップ(cap-0)が生成され、これはin vivoでメチルトランスフェラーゼ酵素によって媒介される。真核生物におけるmRNAには、5’末端の最初のリボース糖の2’ヒドロキシ基のメチル化(cap-1)および二番目のリボース糖の2’ヒドロキシ基のメチル化(cap-2)を含むさらなる修飾が存在し得る。このようなmRNAの5’キャッピング過程を通じて、mRNAが核から細胞質に出るとき、5’エキソヌクレアーゼなどの分解酵素に対する抵抗性を獲得する。
【0003】
医療または研究目的で、特定の遺伝子をコードするキャッピングされたmRNAを真核生物にトランスフェクションしたり、細胞または胚に微小注入することによって、前記遺伝子を人工的に発現させたりすることができる。しかし、この過程でキャップされていないRNAを使用する場合、RNAは急速に分解されるだけでなく、免疫原性を有し、タンパク質の翻訳効率が急激に低下する。 したがって、in vitroでmRNAを合成するためには、5’キャッピングが適切に行われることが非常に重要である。
【0004】
mRNAを合成するための、5’-三リン酸基を有するRNAを最初にin vitroで転写させた後、キャッピング酵素を用いて5’キャッピングを行うという過程は費用がかかり、非効率的であることが判明した。このことから、5’-キャッピング構造を有するオリゴヌクレオチドを製造し、これをプライマーとして用いてin vitro転写を開始する合成方法が開発された。例えば、国際公開公報WO2008/016473および国際公開公報WO2013/059475には、5’-キャッピングされたRNAを合成するためのジヌクレオチドmRNAキャップ類似体が開示されており、国際公開公報WO2017/053297には、5’-キャッピングされたmRNAを合成するためのトリヌクレオチドmRNAキャップ類似体が開示されている。
【0005】
キャッピングされたRNA転写体は、核酸治療薬、ワクチン分野などのタンパク質合成を必要とする治療および/または予防分野に適用できるため、これらを効率的に調製するための5’-キャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーの開発が必要である。例えば、従来の方法より製造工程が簡便で費用対効果が高く、所望の転写反応を効率的に進める、RNA生成収率を向上させる、不要な異種生成物の生成を減少する、追加の酵素反応を必要としない、またはRNAの大規模な合成を可能にするRNAキャップ類似体の開発が切実であるのが実情である。さらに、実際のRNA治療薬またはワクチンとして適用されるとき、in vivoでmRNAの安定性を維持する、翻訳効率を改善する、または免疫原性などの副作用を軽減することができるキャップ構造を提供すれば、RNA治療薬またはワクチン分野での汎用的な有用性を達成できるはずである。
【0006】
発明の概要
発明が解決しようとする課題
本発明の目的は、新規RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマー、その製造方法並びに用途を提供するものである。
本発明のもう一つの目的は、前記RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーを用いて製造されるRNA分子並びにその用途を提供するものである。
【0007】
課題を解決するための手段
本発明者らは、前記目的を達成するために新規RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマー、その製造方法並びにその使用方法を提供する。特に断りがない限り、本願にて使用される全ての用語は、本発明が属する技術分野における通常の技術者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本願の開示内容全般に亘って言及されたあらゆる特許文献および非特許文献は、その全文が参照により組み込まれる。
【0008】
新規RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマー
本発明は、下記化学式1で表される化合物、その立体異性体、またはその塩を提供する:
【化1】
前記化学式中、
B
1およびB
2は、それぞれ独立して、天然、非天然または修飾ヌクレオシド塩基であり;
X
1は、-OH、-O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
X
2は、-HまたはX
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
Y
1は、-O(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、-CH
2O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Y
2は、-HまたはY
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
Z
1およびZ
2は、それぞれ独立して、-OH、-O(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、-CH
2O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Z
3は、-HまたはZ
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
nは、0~3の整数であり;
mは、1~10の整数であり{ここで、mが2以上である場合、それぞれのB
2、Z
1およびZ
2は、互いに異なっていてもよい};
R
1およびR
2は、それぞれ独立して、-Hまたは-(C
1-4アルキル)であり;
R
3は、-(C
1-4アルキル)である。
【0009】
本発明において、前記ヌクレオシド塩基は、天然ヌクレオシド塩基だけでなく、非天然または修飾ヌクレオシド塩基も使用可能である。
【0010】
本発明において、天然に生じるヌクレオシドにおいて最もよくみられる塩基環は、プリンおよびピリミジン環である。天然に生じるプリン環は、例えば、
【化2】
を含む。天然に生じるピリミジン環は、例えば、
【化3】
を含む。
【0011】
本発明の具体例によれば、前記非天然または修飾ヌクレオシド塩基は、前記天然ヌクレオシド塩基の異性体であるまたは前記天然ヌクレオシド塩基の一つ以上の-Hが-(C1-4アルキル)、-O(C1-4アルキル)または-ハロで置換され、一つ以上の=CH-が=N-で置換され、および一つ以上の=Oが=Sで置換されてなる群から選択された1以上で置換されていてもよい。
【0012】
また、本発明において、非天然または修飾ヌクレオシド塩基は、天然NTP(例えば、ATP、UTP、CTPおよびGTP)のいずれかまたは他の特異的NTPの代替物としてRNAポリメラーゼにより認識可能な人工塩基を伴うヌクレオシド類似体に由来する塩基であってもよい(文献[[Loakes,D.,Nucleic Acids Res.,29:2437-2447(2001);Crey-Desbiolles,C.,et al.,Nucleic Acids Res.,33:1532-1543(2005);Kincaid, K., et al.,Nucleic Acids Res.,33:2620-2628(2005);Preparata,FP,Oliver,JS,J.Comput.Biol.753-765(2004);およびHill,F.,et al.,Proc Natl Acad.Sci.USA,95:4258-4263(1998)]など)。
【0013】
また、本発明において、前記非天然または修飾ヌクレオシド塩基は、ハロゲン-置換されたプリン(例えば、6-フルオロプリン)、ハロゲン-置換ピリミジン、N6-エチルアデニン、N4-(アルキル)-シトシン、5-エチルシトシンなどに由来する塩基であってもよいが、これらに制限されない。
【0014】
また、本発明において、前記非天然または修飾ヌクレオシド塩基の他の一例として、8-アザグアノシン、シュードウリジン(ψ)、5-メチル-シチジン(m5C)、1-メチル-シュードウリジン(m1ψ)、1-メチル-シュードウリジン(m1ψ)および5-メチル-シチジン(m5C)、2-チオウリジン(s2U)、2-チオウリジン(s2U)および5-メチル-シチジン(m5C)、5-メトキシ-ウリジン(mo5U)、5-メトキシ-ウリジン(mo5U)および5-メチル-シチジン(m5C)、2’-O-メチルウリジン、2’-O-メチルウリジンおよび5-メチル-シチジン(m5C)、N6-メチル-アデノシン(m6A)またはN6-メチル-アデノシン(m6A)および5-メチル-シチジン(m5C)を含むが、これらに制限されない。
【0015】
この外にも、本発明で使用し得る天然、非天然または修飾ヌクレオシド塩基の例は、国際公開公報WO2018/144775または国際公開公報WO2018/144082などに記載された事項を参考することができる。
【0016】
本発明の具体例によれば、B
1およびB
2は、それぞれ独立して、
【化4】
であってもよい。
【0017】
また、本発明の具体例によれば、
X1は、-OHであり;
X2は、-Hであってもよい。
【0018】
また、本発明の具体例によれば、
Y1は、-O(C1-4アルキル)または-O(C1-4アルキル)O(C1-4アルキル)、または-ハロであり;
Y2は、-HまたはY1と結合し、LNA環を形成するものであってもよい {ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C1-4アルキル)で置換されていてもよい}。
【0019】
また、本発明の具体例によれば、
Z1は、-OHまたは-O(C1-4アルキル)であり;
Z2は、-OHであり;
Z3は、-Hであってもよい。
【0020】
また、本発明の具体例によれば、nは、0または1であってもよい。
【0021】
また、本発明の具体例によれば、mは、1であってもよい。
【0022】
また、本発明の具体例によれば、
R1およびR2は、それぞれ独立して、-Hであり;
R3は、-(C1-4アルキル)であってもよい。
【0023】
具体的には、前記化学式1で表される化合物は、下記化合物からなる群から選択されるいずれかであってもよい:
【化5】
【0024】
本発明の具体例によれば、前記化学式1で表される化合物は、下記化合物からなる群から選択される1種以上であってもよい:
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド1)
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-(2-メトキシエトキシ)テトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド2);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((1S,3R,4R,6S,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-6-メチル-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド3);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド4);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((1R,3R,4R,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド5);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド6);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド7);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド8);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2,4-ジオキソ-3,4-ジヒドロピリミジン-1(2H)-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド9);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド10);
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド11);および
2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム(オリゴヌクレオチド12)。
【0025】
本発明の具体例によれば、前記化学式1で表される化合物は、RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマー(primer)であってもよい。
【0026】
本発明において、用語「立体異性体(stereoisomer)」は、同様の化学式または分子式を有するが、立体的に異なる本発明の化合物またはその塩を意味する。このようなそれぞれの立体異性体およびそれらの混合物も同様に本発明の範囲に含まれる。また、特に断りがない限り、不斉炭素原子に結合する実線で表される結合(-)は、立体中心の絶対配置を表すくさび形
【化6】
またはくさび形の破線結合
【化7】
を含むことができる。
【0027】
本発明において、用語「塩(salt)」は、医薬業界で通常使用される塩を意味する。具体的には、塩基(base)付加塩であってもよい。例えば、カルシウム、カリウム、ナトリウムまたはマグネシウムなどで製造された無機イオン塩;アルギニン、リジン、ヒスチジンなどで製造されたアミノ酸塩;およびトリメチルアミン、トリエチルアミン、アンモニア、ピリジン、ピコリンなどで製造されたアミン塩などがあるが、挙げられたこれら塩によって本発明にて意味する塩の種類が限定されるものではない。
【0028】
新規オリゴヌクレオチドプライマーでキャッピングされたRNA
上述したRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーは、これを含むRNA分子を製造することに用いられることができる。したがって、本発明は、化学式1で表されるRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーを含むRNA分子を提供する。
【0029】
本発明に係るRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーは、3’-末端でのNTPの組み込みによってRNAポリメラーゼにより伸長され得る。DNA鋳型(例えば、DNAプラスミド)、RNAポリメラーゼ、ヌクレオシド5’-三リン酸および適切な緩衝剤のような必須構成要素を含有する転写系において、プロモーターの制御下でin vitroで転写を開始することができる。ここで、オリゴヌクレオチドプライマーは、開始部位においてDNA鋳型に対して相補的である。
【0030】
本発明において、プロモーターとは、特定のDNA配列(例えば、遺伝子)の転写の開始を誘導および制御するdsDNA鋳型の特定領域を指す。プロモーターは、DNA上の同一鎖および上流(センス鎖の5’領域に向かう)に位置する。プロモーターは、通常、転写されるDNA配列のすぐ隣であるまたは部分的にこのような配列と重複する。プロモーター中のヌクレオチド位置は、DNAの転写が始まる転写出発部位を基準にして設計される(位置+1)。開始オリゴヌクレオチドプライマーは、プロモーター配列の開始部位(これは、特定の実施態様において、位置+1および+2にあり、開始四量体の場合には、位置+1、+2および+3にある)に対して相補的である。
【0031】
一実施態様において、前記RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーは、5’-キャッピングされたRNAを形成するため、RNA分子の5’ 上端に付着する。このように形成されたRNA分子は、mRNA、小さい核RNA(snRNA)、小さい核小体RNA(snoRNA)、小さいカハール体-特異的RNA(scaRNA)を含むが、これらに制限されない。
【0032】
一実施態様において、前記RNA分子は、mRNAであり、1個以上のコーティング配列(coding sequence;CDS)を含むことができる。さらに、前記RNA分子は、ポリA配列および/またはポリアデニル化シグナルを含むことができる。ポリA配列は、完全にまたは大部分アデニンヌクレオチド、その類似体、または誘導体から構成されることができる。ポリA配列は、核酸の3’未翻訳の領域に隣接して位置する尾であってもよい。
【0033】
本発明は、また、(S-1)DNA鋳型、上述した化学式1で表されるRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーおよびRNAポリメラーゼを混合する工程;および(S-2)前記混合物をインキュベーションし、前記ポリヌクレオチド鋳型の転写を行う工程を含む5’-キャッピングされたRNA分子の合成方法を提供する。
【0034】
一方、オリゴヌクレオチドプライマー、RNAポリメラーゼおよびヌクレオシド5’-三リン酸 (NTP)を用いてRNAのDNA-鋳型化したおよびプロモーター制御された合成方法は、本発明が属する技術分野に公知されている。したがって、本発明にて提供された化学式1で表されるRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーを活用し、これを含むRNA分子を合成することができる。
【0035】
本発明の具体例によれば、DNA鋳型は、二重鎖線形DNA、部分的二重鎖線形DNA、環状二重鎖DNA、DNAプラスミド、PCRアンプリコンであってもよく、その外にもRNAポリメラーゼと適切に反応することができる修飾核酸であってもよい。
【0036】
本発明の具体例によれば、前記RNA分子の合成は、in vitroで行われる。in vitroで大規模な転写を行うため、T7、T3、SP6、K1-5、K1E、K1FまたはK11バクテリオファージに由来するシングルサブユニットファージポリメラーゼが用いられることができる。このような系列のポリメラーゼは、補助タンパク質を必要とせず、開始ヌクレオチド配列に対する最小限の制約を有する~17個のヌクレオチドの単純な最小プロモーター配列を有する。本発明にて使用できるRNAポリメラーゼの一例としてT7 RNAポリメラーゼ(T7 RNAP)が挙げられるが、関連技術分野における通常の技術者は、本発明が他のRNAポリメラーゼを用いても実施することができることが理解できるであろう。DNAポリメラーゼとは異なり、T7 RNAPはプライマー不在にRNA合成を開始する。開始における第一工程は、新規なRNA合成と呼ばれ、ここでは、RNAポリメラーゼがDNA鋳型での特異的配列を認識し、位置+1および+2における鋳型残基に対して相補的なヌクレオチド三リン酸の第1対を選択し、ホスホジエステル結合の形成を触媒し、ジヌクレオチドを形成する。
【0037】
キャッピングされたRNAの医薬的用途
上述したような本発明に係る5’-キャッピングされたRNA分子は、医薬的目的のために有用に活用され得る。
【0038】
本発明の具体例によれば、本発明に従って製造された5’-キャッピングされたRNA分子は、核酸治療薬またはワクチンとして活用され得る。例えば、前記核酸治療薬またはワクチンは、RNAワクチン(癌または感染症の疾患予防用ワクチン)として用いられることができる。前記核酸治療薬またはワクチンは、対象体に投与され、目的とするペプチドを産生するため、in vivoで翻訳されることができる。
【0039】
本発明の具体例によれば、前記5’-キャッピングされたRNA分子は、細胞内に導入され、細胞の医薬的病態を治療するまたは細胞に対して治療的影響を及ぼすことができるタンパク質を生成させることができる。
【0040】
本発明の具体例によれば、前記核酸治療薬またはワクチンは、RNA分子と共に、前記RNA分子を標的細胞に導入することができる伝達体をさらに含むことができる。
【0041】
本発明の具体例によれば、本発明は、上述した5’-キャッピングされたRNA分子から翻訳されたペプチドを提供する。
【0042】
本発明の具体例によれば、本発明は、上述した5’-キャッピングされたRNA分子が導入された細胞を提供する。前記細胞は、対象体の体細胞であってもよく、体外で培養可能な細胞株であってもよい。
【0043】
また、本発明の具体例によれば、本発明は、5’-キャッピングされたRNA分子が導入された細胞から産生されたペプチドを提供する。
【0044】
本発明において、RNA治療薬またはワクチンのための製薬組成物は、注射による投与、または特定の病態を治療するために、関連技術分野における通常の技術者に公知された他の適切な経路による投与用に剤形化することができる。非経口投与のための注射可能な組成物は、通常、適合する溶液および/または製薬担体、例えば、滅菌性生理学的食塩水中の活性化合物を含有する。前記組成物はまた、脂質またはリン脂質中の懸濁剤、リポソーム懸濁剤、または水性エマルジョンとして剤形化することができる。
【0045】
RNA治療薬またはワクチンのための組成物および/または剤形を製造する方法は、関連技術分野における通常の技術者に公知されている(文献[Remington’s Pharmaceutical Sciences(19th Ed.,Williams & Wilkins,1995)]参照)。投与される組成物は、標的細胞または組織における目的タンパク質の発現を増加させるため、製薬上、安全で有効な量で選択された化合物の特定の量を含有する。
【0046】
一部の実施態様において、製薬組成物は、前記記載のような化合物を少なくとも0.1%(w/v)含有し、一部の実施態様において、製薬組成物は、前記化合物を0.1%超含有し、一部の実施態様において、製薬組成物は、約10%以下含有し、一部の実施態様において、製薬組成物は、約5%以下含有し、一部の実施態様において、製薬組成物は、約1%(w/v)以下含有する。適合する濃度の選択は、活性作用剤の目的とする用量、頻度および伝達方法のような要因によって左右される。
【0047】
対象体、例えば、哺乳類またはヒトを治療する場合、その投与量は、対象体の体重および全般的な健康、治療を受ける病態、症状の重症度などのような要因に基づいて決定される。好ましくない如何なる副作用も避けながら、目的とする受益をもたらす投与量と濃度を決定する。対象化合物の典型的な投与量は、ヒトの患者の場合、約0.0005~500mg/日の範囲内であり、一部の実施態様において、約1~100mg/日の範囲内である。例えば、より高い用量療法は、例えば、50~100、75~100、または50~75mg/日を含み、より低い用量療法としては、例えば、1~50、25~50、または1~25mg/日を含むことができる。
【0048】
発明の効果
本発明に係る新規オリゴヌクレオチドは、5’-キャッピングされたRNAの合成に活用され、RNA生産工程(例えば、合成収率、合成規模、純度など)を改善するばかりでなく、それを活用した核酸治療薬またはワクチンの効能(例えば、RNAの安定性および/またはタンパク質発現効率)改善および副作用の減少(例えば、免疫原性の減少)効果を発揮することができる。したがって、本発明は、核酸治療薬またはワクチン分野に有用に活用し得る。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【
図1】
図1はin vitro転写されたmRNAに対する電気泳動の結果を示す。
【
図2】
図2は蛍光顕微鏡を通じたGFP mRNA発現の結果を示す。
【0050】
発明を実施するための最良の形態
以下、実施例および実験例を通じて本発明の構成および効果をより詳しく説明する。これら実施例および実験例は、本発明を例示するためだけのものに過ぎず、本発明の範囲がこれら実施例および実験例により限定されるものではない。
【0051】
製造例1:((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩の製造
工程1.(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロ-2-(ヒドロキシメチル)テトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)(((3aR,4R,6R,6aR)-6-(2-イソブチルアミド-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)メチル)ホスファートの製造
N-(9-((3aR,4R,6R,6aR)-6-(ヒドロキシメチル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド(4g、10.17mmol)をアセトニトリルに溶かした。0~5℃まで冷却した後、(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-2-((ビス(4-メトキシフェニル)(フェニル)メトキシ)メチル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)ジイソプロピルホスホロアミダイト(8.91g、10.17mmol)と1H-テトラゾール(2.85g、40.7mmol)を順次入れた。10分後、常温までゆっくりと昇温させ、1時間攪拌した。反応液を0~5℃まで冷却した後、I2(0.1M)(7.74g、30.5mmol)in THF/蒸留水/ピリジン(66:33:1)(101.6mL)を入れた。常温までゆっくりと昇温させ、1時間攪拌した。反応終了後、DCMで希釈し、10%チオ硫酸ナトリウム五水和物の溶液を入れ、有機層と水層を分離した。有機層を硫酸ナトリウムで脱水させ、減圧濃縮した。
濃縮残渣をDCM(200mL)に溶かした。0~5℃まで冷却した後、TFA 10.17mLをDCM 817mLに希釈してゆっくりと入れ、10分間攪拌した。反応液を常温までゆっくりと昇温させ、10分間攪拌した。反応液を0~5℃まで冷却した後、飽和NaHCO3(aq)溶液をゆっくりと入れながらpHを8~9の間に合わせた。有機層と水層を分離し、有機層を硫酸ナトリウムで水分を除去し、濾過した。減圧濃縮後、カラムクロマトグラフィーにより分離し、黄色の固形物として標題化合物(5.62g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 882.1(M+H+)。
【0052】
工程2.(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-2-(((ビス(2-シアノエトキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)(((3aR,4R,6R,6aR)-6-(2-イソブチルアミド-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)メチル)ホスファートの製造
前記工程1にて得られた(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロ-2-(ヒドロキシメチル)テトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)(((3aR,4R,6R,6aR)-6-(2-イソブチルアミド-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)メチル)ホスファート(5.6g、6.35mmol)をDCM(21.2mL)に溶かした。0~5℃まで冷却した後、ビス(2-シアノエチル)ジイソプロピルホスホロアミダイト(3.32mL、12.70mmol)と1H-テトラゾール(0.890g、12.70mmol)を順次入れた。10分後、常温までゆっくりと昇温させ、1時間攪拌した。反応液を0~5℃まで冷却した後、I2(0.1M)(4.84g、19.05mmol)in THF/蒸留水/ピリジン(66:33:1)(63.6mL)を入れた。常温までゆっくりと昇温させ、1時間攪拌した。反応終了後、DCMで希釈し、10%のチオ硫酸ナトリウム五水和物の溶液を入れ、有機層と水層を分離した。有機層を硫酸ナトリウムで脱水させ、減圧濃縮後、カラムクロマトグラフィーにより分離し、黄色の固形物として標題化合物(5.78g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1086.1(M+H+)。
【0053】
工程3.((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩の製造
前記工程2にて得られた(2R,3R,4R,5R)-5-(6-ベンズアミド-9H-プリン-9-イル)-2-(((ビス(2-シアノエトキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-3-イル(2-シアノエチル)(((3aR,4R,6R,6aR)-6-(2-イソブチルアミド-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-2,2-ジメチルテトラヒドロフロ[3,4-d][1,3]ジオキソール-4-イル)メチル)ホスファート(2.89g、2.71mmol)を1M HCl水溶液(162mL、162mmol)に溶かし、常温で16時間攪拌した。反応液を0~5℃まで冷却した後、アンモニア水(42.2mL、1083mmol)をゆっくりと加えた。常温までゆっくりと昇温させた後、50~55℃で23時間加熱した。反応液をDCM(150mLで2回)で洗浄し、水層をDEAE Sephadex resinで精製し、白色の固形物として標題化合物(1.98g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 695.1(M+H+)。
【0054】
製造例2:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ((ヒドロキシ(1H-イミダゾール-1-イル)ホスホリル)オキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.ナトリウム塩の製造
工程1.2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ(ホスホノオキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.トリエチルアミン塩の製造
((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)二りん酸塩三水素メチル.2トリエチルアミン塩(5g、7.74mmol)を精製水(155mL)に溶かし、酢酸で溶液のpHを4.5に調節した。硫酸ジメチル(5.18mL、54.2mmol)を1分間ゆっくりと添加した後、常温で1時間攪拌した。このとき、溶液のpHを5N水酸化ナトリウム水溶液を用いて4~4.5に調節した。反応終了後、DCM(200mL×3回)で洗浄し、水層を1M TEABを用いてpH5.5~6に調節した。DEAE Sephadex resinで精製し、白色の固形物として標題化合物(3.03g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 456.0(M-H+)。
【0055】
工程2.2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ((ヒドロキシ(1H-イミダゾール-1-イル)ホスホリル)オキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.ナトリウム塩の製造
前記工程1にて得られた2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ(ホスホノオキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.トリエチルアミン塩(3.03g、5.42mmol)、イミダゾール(3.69g、54.2mmol)をDMF(38.7mL)に溶かした。2,2’-ジチオジピリジン(5.97g、27.1mmol)を添加し、常温で10時間攪拌した。反応終了後、反応液を-10~-20℃まで冷却し、アセトン中の0.1Mナトリウムパーコレート(108mL、10.83mmol)を滴下した。生成された個体を濾過した後、乾燥し、白色の固形物として標題化合物(2.33g)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 507.0(M-H+)。
【0056】
製造例3:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-3-ヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ((ヒドロキシ(1H-イミダゾール-1-イル)ホスホリル)オキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.ナトリウム塩の製造
((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-4-ヒドロキシ-3-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)二りん酸塩三水素メチル.2トリエチルアミン塩(190mg、0.331mmol)を用いて、前記製造例2と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(159mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 522.0(M+H+)。
【0057】
実施例1:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド1)の製造
製造例1にて得られた化合物(20mg、0.029mmol)と製造例2にて得られた化合物(23.18mg、0.041mmol)をDMSO(0.29mL)に溶かし、MgCl2(3.84mg、0.041mmol)を添加した後、常温で7時間攪拌した。反応終了後、0.25mM EDTA 2Na salt solution(aq)1.44mLに希釈した。完全に溶解されたことを確認した後、精製水144mLに希釈し、DEAE Sephadex resinで精製し、白色の固形物として標題化合物(22.4mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1132.6(M-H+)。
【0058】
実施例2:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-(2-メトキシエトキシ)テトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド2)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-(2-メトキシエトキシ)テトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(92mg、0.123mmol)と製造例2にて得られた化合物(91.3mg、0.172mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(73mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1187.7(M-3H+)
【0059】
実施例3:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((1S,3R,4R,6S,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-6-メチル-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド3)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((1S,3R,4R,6S,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-6-メチル-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(30mg、0.034mmol)と製造例2にて得られた化合物(35mg、0.069mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(6mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1156.1(M-H+)
【0060】
実施例4:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド4)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(17mg、0.024mmol)と製造例2にて得られた化合物(24.43mg、0.048mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(3.8mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1145.8(M-2H+)
【0061】
実施例5:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((1R,3R,4R,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド5)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((1R,3R,4R,7S)-7-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-3-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-2,5-ジオキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(50mg、0.055mmol)と製造例2にて得られた化合物(112.0mg、0.221mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(8mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1143.0(M-H+)
【0062】
実施例6:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド6)の製造
製造例1にて得られた化合物(30mg、0.03mmol)と製造例3にて得られた化合物(32.7mg、0.06mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(9mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1149.1(M+H+)
【0063】
実施例7:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド7)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(20mg、0.029mmol)と製造例3にて得られた化合物(31.3mg、0.058mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(16mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1147.1(M-2H+)
【0064】
実施例8:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド8)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(5-アミノ-7-オキソ-6,7-ジヒドロ-3H-[1,2,3]トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-3-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(20mg、0.029mmol)と製造例2にて得られた化合物(30.5mg、0.058mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(14.5mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1133.1(M-2H+)
【0065】
実施例9:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2,4-ジオキソ-3,4-ジヒドロピリミジン-1(2H)-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド9)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2,4-ジオキソ-3,4-ジヒドロピリミジン-1(2H)-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(50mg、0.058mmol)と製造例2にて得られた化合物(61.8mg、0.117mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(34.6mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1092.8(M-2H+)
【0066】
実施例10:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3-ヒドロキシ-4-メトキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド10)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(20mg、0.02mmol)と製造例3にて得られた化合物(21.47mg、0.039mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(15.2mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1165.0(M+H+)
【0067】
実施例11:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド11)の製造
製造例1と同様の方法で合成して得られた((2R,3R,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)りん酸二水素メチル.2トリエチルアミン塩(50mg、0.049mmol)と製造例2にて得られた化合物(52.3mg、0.099mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(26.3mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1147.9(M-2H+)
【0068】
実施例12:2-アミノ-9-((2R,3R,4S,5R)-5-((((((((2R,3R,4R,5R)-3-(((((2R,3S,4R,5R)-5-(2-アミノ-6-オキソ-1,6-ジヒドロ-9H-プリン-9-イル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)-5-(6-アミノ-9H-プリン-9-イル)-4-フルオロテトラヒドロフラン-2-イル)メトキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)(ヒドロキシ)ホスホリル)オキシ)メチル)-3,4-ジヒドロキシテトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.3トリエチルアミン塩(オリゴヌクレオチド12)の製造
製造例1にて得られた化合物(40mg、0.047mmol)と製造例2と同様の方法で得られた2-アミノ9-((2R,3R,4S,5R)-3,4-ジヒドロキシ-5-(((ヒドロキシ(1H-イミダゾール-1-イル)ホスホリル)オキシ)メチル)テトラヒドロフラン-2-イル)-7-メチル-6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-7-イウム.ナトリウム塩(42.6mg、0.095mmol)を実施例1と同様の方法で反応させ、白色の固形物として標題化合物(6.5mg)を得た。
LC-MS(ESI,m/z)= 1052.1(M-2H+)
【0069】
実験例1:GFP DNA鋳型の製造
mRNA合成のためのDNA鋳型を得るため、バイオニクス(株)からT7 RNAプロモーター、5’UTR、EGFP、3’UTR、poly A配列を有するプラスミド遺伝子の合成を行った。次いで、キャップ物質に応じてプロモーター配列を変更するために、プラスミド遺伝子とprimeSTAR HS premix(タカラカタログ#R040A)、2μmolのフォワードプライマー(配列番号1)、2μmolのリバースプライマー(配列番号2)を混合し、PCR(重合酵素連鎖反応)を行った後、従来のプラスミド遺伝子にXbaI(タカラカタログ#1093A)、BamHI(タカラカタログ#1010A)制限酵素を用いたクローニングを通じてプラスミド遺伝子を作製した。作製したプラスミド遺伝子をSamI(タカラカタログ#1085A)制限酵素で線形化した後、AccuPrep PCR精製キット(バイオニアカタログ#K-3037)を用いて、GFP DNA転写鋳型(配列番号3)を確保した。
【0070】
実験例2:GFP mRNAのIn vitro転写
2-1:キャップを有さない(Non cap)GFP mRNAのIn vitro転写
5’末端にキャップ(cap)構造を有さないmRNA合成反応のため、40mM Tris・HCl(pH7.9)、25mMの塩化マグネシウム、2mMのスペルミジン、2mMのATP、2mMのUTP、2mMのCTP、2mMのGTP、5%のDMSO(シグマアルドリッチカタログ#472301-500ML)、5mg/mLのGFP DNA転写鋳型、800U/mL組み換えRNase阻害タンパク質(タカラカタログ#2316A)、2U/mL 酵母無機ピロホスファターゼ(サーモサイエンティフィックカタログ#EF0221)、2500U/mLのT7 RNAポリメラーゼ(バイオダインカタログ#dy1670)を混合した。
【0071】
転写反応混合物を37℃で5時間インキュベーションした。反応物に40mM Tris・HCl(pH7.5)、8mMの塩化マグネシウム、5mMのDTTおよび5000U/mLの組み換えDNAse I(タカラカタログ#2270A)を添加し、37℃で1時間インキュベーションした。生成されたmRNAをメーカーの取扱説明書に従って、Zymo Research RNAclean & concentrator-25キット(カタログ#1017)を用いて精製した。
【0072】
mRNAの合成可否は、Lonza GelStarTM Nucleic Acid gel Stain(カタログ#50535)を添加した1%のアガロースゲルを用いて電気泳動を行って確認した(
図1)。合成されたmRNAのUV解析は、サーモサイエンティフィックNanodrop one UV-vis spectrometerを用いて測定した。その結果、約1066 ntのpoly A(120)を含むGFP mRNAが生成されることを確認した。
【0073】
2-2:ARCAキャップ類似体の共転写キャッピングを通じたGFP mRNAのIn vitro転写
ARCAキャップを用いたmRNA合成反応のため、40mM Tris・HCl(pH7.9)、25mMの塩化マグネシウム、2mMのスペルミジン、2mMのATP、2mMのUTP、2mMのCTP、0.4mMのGTP、1.6mMのARCA(トリリンク、カタログ#N-7003)、5%のDMSO(シグマアルドリッチカタログ#472301-500ML)、5mg/mLのGFP DNA転写鋳型、800U/mLの組み換えRNase阻害タンパク質(タカラカタログ#2316A)、2U/mLの酵母無機ピロホスファターゼ(サーモサイエンティフィックカタログ#EF0221)、2500U/mLのT7 RNAポリメラーゼ(バイオダインカタログ#dy1670)を混合した。
【0074】
転写反応混合物を37℃で5時間インキュベーションした。反応物に40mM Tris・HCl(pH7.5)、8mMの塩化マグネシウム、5mMのDTTおよび5000U/mLの組み換えDNAse I(タカラカタログ#2270A)を添加し、37℃で1時間インキュベーションした。生成されたmRNAをメーカーの取扱説明書に従って、Zymo ResearchRNAclean & concentrator-25キット(カタログ#1017)を用いて精製した。
【0075】
mRNAの合成可否は、Lonza GelStarTM Nucleic Acid gel Stain(カタログ#50535)を添加した1%のアガロースゲルを用いて電気泳動を行って確認した(
図1)。合成されたmRNAのUV解析は、サーモサイエンティフィックNanodrop one UV-vis spectrometerを用いて測定した。その結果、約1067 ntのpoly A(120)を含む二量体ARCA capping GFP mRNAが生成されることを確認した。
【0076】
2-3:実施例の共転写キャッピングを通じたGFP mRNAのIn vitro転写
本発明の実施例化合物を用いたmRNA合成反応のため、40mM Tris・HCl(pH7.9)、25mMの塩化マグネシウム、2mMのスペルミジン、2mMのATP、2mMのUTP、2mMのCTP、2mMのGTP、3.2mMの実施例化合物、5%のDMSO(シグマアルドリッチカタログ#472301-500ML)、5mg/mLのGFP DNA転写鋳型、800U/mLの組み換えRNase阻害タンパク質(タカラカタログ#2316A)、2U/mLの酵母無機ピロホスファターゼ(サーモサイエンティフィックカタログ#EF0221)、2500U/mLのT7 RNAポリメラーゼ(バイオダインカタログ#dy1670)を混合した。
【0077】
転写反応混合物を37℃で5時間インキュベーションした。反応物に40mM Tris・HCl(pH7.5)、8mMの塩化マグネシウム、5mMのDTTおよび5000U/mLの組み換えDNAse I(タカラカタログ#2270A)を添加し、37℃で1時間インキュベーションした。生成されたmRNAをメーカーの取扱説明書に従って、Zymo Research RNAclean & concentrator-25キット(カタログ#1017)を用いて精製した。
【0078】
mRNAの合成可否は、Lonza GelStarTM Nucleic Acid gel Stain(カタログ#50535)を添加した1%のアガロースゲルを用いて電気泳動を行って確認した(
図1)。合成されたmRNAのUV解析は、サーモサイエンティフィックNanodrop one UV-vis spectrometerを用いて測定した。その結果、約1067 ntのpoly A(120)を含む実施例capping GFP mRNAが生成されることを確認した。
【0079】
実験例3:Hela細胞におけるmRNAの翻訳
In vitro転写により生成されたmRNAの翻訳活性をヒト子宮頸癌細胞株(Hela;Human cervix cancer cell line)で評価した。Hela細胞を5%の二酸化炭素の雰囲気下で37℃で10%のFBS、1%のペニシリン/ストレプトマイシンで補充したDMEM中で培養した。1×106個/ウェルのHela細胞を6-ウェルプレートにプレーティングした。翌日、細胞をトランスフェクション試薬(messengerMAX lipofectamine;インビトロジェンカタログ#LMRNA003)を用いてトランスフェクションさせた:トランスフェクション試薬メーカーの取扱説明書に従って、チューブAに複合培地(Opti-MEM;Life technologies)125μLにトランスフェクション試薬7.5μLを希釈し、室温で10分間インキュベーションさせ、チューブBには、Opti-MEM 125μLに製造されたmRNA 5μgを希釈し、準備した。チューブAとチューブBの溶液を混合した後、室温で5分間インキュベーションさせた。インキュベーション時間の間、細胞培養液は、ペニシリン/ストレプトマイシンを含まない10%のFBSを含むDMEMに交換した。その後、インキュベーションされた混合溶液を用いて細胞をトランスフェクションさせた。5%の二酸化炭素の雰囲気下で37℃で3~4時間インキュベーション後に細胞培養液は、10%のFBS、1%のペニシリン/ストレプトマイシンで補充したDMEMに交換した。トランスフェクション96時間後に蛍光顕微鏡を用いて蛍光タンパク質の発現を確認した。
【0080】
その結果、実施例化合物を用いて製造されたmRNAは、優れた蛍光活性を示した。その反面、対照群であるcapを有さないmRNAは、蛍光活性が全く見られなかった。また、ARCAキャップを用いて合成したmRNAと対比したとき、実施例化合物を用いて製造されたmRNAは、いずれも優れたタンパク質の発現率を示した(
図2)。
【0081】
実験例4:ウェスタンブロットの解析
トランスフェクションの実験後、培養液を除去し、PBSを用いて1回洗浄を行った。細胞溶解緩衝液(RIPA+ホスファターゼ阻害剤+PMSF)200μLを処理した後、4℃で10分間溶解させた。細胞溶解物を回収した後、12000rpm、4℃、10分間遠心分離を行った。その後、上澄み液を回収した後、5×SDS-サンプルローディングバッファーと混合した後、100℃で5~10分間沸かした。10%のSDS PAGE-ゲルで120V、10分、170V、1時間ランニングした。Xcell 2 blot Module(Invitrogen)を用いて30Vで1時間トランスファーした。5%のBSA-PBSTを用いて常温で1時間ブロッキングした。ラビット抗-GFP抗体を5%のBSA-PBSTに1:1000で希釈した後、4℃で一晩反応させた。その後、PBSTで10分間3回洗浄した。HRP-結合されたラビット二次抗体を2.5%BSA-PBSTに1:10000で希釈した後、室温で1時間処理した。次いで、PBSTで10分間3回洗浄した。ECL処理後、化学発光により確認し、β-actin対比GFP 発現レベルを解析した(表1)。
【表1】
【0082】
実験例5:FACS解析
トランスフェクションの実験後、培養液を除去し、PBSで1回洗浄した。トリプシン-EDTA処理後、37℃で細胞が脱落し始めるまで約2~3分間インキュベーションした。培養培地(HG DMEM+10%のFBS+1%のペニシリン/ストレプトマイシン)で中和した後、常温で1200rpmで2分間遠心分離した。上澄み液を掬い取った後、PBS1mL分注した後、ピベッティングにより凝集した細胞を解放した。FACS(BD FACSDiva 8.0.3)でGFPシグナル(FITC)を測定した(FSC、SSC確認、表2)。
【表2】
【0083】
以上、本発明の特定の部分を詳細に説明したところ、当業界の通常の知識を有する者にとって、このような具体的な記述は単なる好ましい実施例及び実験例に過ぎず、これにより本発明の範囲が限定されるものでないことは明らかである。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付された特許請求の範囲とそれらの等価物によって定義されるものと言える。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記化学式1で表される化合物、その立体異性体、またはその塩:
【化8】
前記化学式中、
B
1およびB
2は、それぞれ独立して、天然、非天然または修飾ヌクレオシド塩基であり;
X
1は、-OH、-O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
X
2は、-HまたはX
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
Y
1は、-O(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、-CH
2O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Y
2は、-HまたはY
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
Z
1およびZ
2は、それぞれ独立して、-OH、-O(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、-CH
2O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Z
3は、-HまたはZ
1と結合し、LNA環を形成するものであり{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)、-OH、または-O(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
nは、0~3の整数であり;
mは、1~10の整数であり{ここで、mが2以上である場合、それぞれのB
2、Z
1およびZ
2は、互いに異なっていてもよい};
R
1およびR
2は、それぞれ独立して、-Hまたは-(C
1-4アルキル)であり;
R
3は、-(C
1-4アルキル)である。
【請求項2】
前記非天然または修飾ヌクレオシド塩基は、前記天然ヌクレオシド塩基の異性体であるまたは前記天然ヌクレオシド塩基の一つ以上の-Hが-(C
1-4アルキル)、-O(C
1-4アルキル)または-ハロで置換され、一つ以上の=CH-が=N-で置換され、および一つ以上の=Oが=Sで置換されてなる群から選択された1つ以上で置換されたものである;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項3】
B
1およびB
2は、それぞれ独立して、
【化9】
である;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項4】
X
1は、-OHであり;
X
2は、-Hである;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項5】
Y
1は、-O(C
1-4アルキル)または-O(C
1-4アルキル)O(C
1-4アルキル)、または-ハロであり;
Y
2は、-HまたはY
1と結合し、LNA環を形成するものである{ここで、前記LNA環の一つ以上のHは、-(C
1-4アルキル)で置換されていてもよい};
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項6】
Z
1は、-OHまたは-O(C
1-4アルキル)であり;
Z
2は、-OHであり;
Z
3は、-Hである;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項7】
nは、0または1である;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項8】
mは、1である;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項9】
R
1およびR
2は、それぞれ独立して、-Hであり;
R
3は、-(C
1-4アルキル)である;
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項10】
下記化合物から構成された群から選択された、請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩:
【化10】
【請求項11】
前記化合物、その立体異性体、またはその塩は、RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーである、
請求項1に記載の化合物、その立体異性体、またはその塩。
【請求項12】
請求項1~11のいずれか一項に記載のRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーを含むRNA分子。
【請求項13】
RNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーは、RNA分子の5’上端に付着されたものである、請求項12に記載のRNA分子。
【請求項14】
RNA分子は、1個以上のコーティング配列(coding sequence;CDS)を含むmRNAである、請求項12に記載のRNA分子。
【請求項15】
(S-1)DNA鋳型、請求項1~11のいずれか一項に記載のRNAキャッピング用オリゴヌクレオチドプライマーおよびRNAポリメラーゼを混合する工程;および
(S-2)前記混合物をインキュベーションし、前記ポリヌクレオチド鋳型の転写を行う工程;
を含む請求項12に記載のRNA分子の合成方法。
【請求項16】
RNA分子の合成は、in vitroで行われるものである、請求項15に記載の合成方法。
【請求項17】
請求項12に記載のRNA分子から翻訳されたペプチド。
【請求項18】
請求項12に記載のRNA分子が導入された細胞。
【請求項19】
請求項18に記載の細胞から産生されたペプチド。
【請求項20】
請求項12に記載のRNA分子を含む核酸治療薬。
【請求項21】
RNA分子を標的細胞に導入することができる伝達体を含む、請求項20に記載の核酸治療薬。
【請求項22】
請求項12に記載のRNA分子を含むワクチン。
【請求項23】
RNA分子を標的細胞に導入することができる伝達体を含む、請求項22に記載のワクチン。
【請求項24】
癌または感染症の疾患を予防するための、請求項22に記載のワクチン。
【国際調査報告】