[发明专利]原位自组装的毒性RNA抑制剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年7月18日提交的美国临时申请序列号62/026,266的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

RNA功能障碍通过各种机制引起疾病，该机制包括促凋亡蛋白的微RNA沉默、^[1]异常蛋白的翻译、^[2]和功能获得。^[3]然而，很难设计RNA功能或先导物治疗的小分子化学探针。如果广泛适用的方法被开发用于给药具有小分子的非核糖体RNA，它可能在化学生物学和药物化学中具有重要的应用。^[4]一类RNA介导的疾病是由扩增的重复RNA或微卫星疾病引起的。有多于20种已知的微卫星疾病，包括强直性肌营养不良(DM)和肌萎缩性侧索硬化(Lou Gehrig病；ALS)。^[5]重复的细胞后果是多样的并且可以包括蛋白质、RNA和DNA水平的改变。强直性肌营养不良2型(DM2)是由r(CCUG)重复扩增(r(CCUG)^exp)的毒性功能获得引起的。强直性肌营养不良1型(DM1)是由r(CUG)重复扩增(r(CUG)^exp)的毒性功能获得引起的。

发明内容

我们设计了引起基于RNA基序-小分子相互作用的强直性肌营养不良2型(DM2)的RNA抑制剂或调节剂。^[6]DM2由位于锌指蛋白9(ZNF9)前mRNA的内含子1中的r(CCUG)重复扩增(r(CCUG)^exp)的毒性功能获得引起。^[7]RNA折叠成为在茎中含有5'CCUG/3'GUCC(2×2个核苷酸内部环)的重复单元的发夹结构。所述环形成盲肌样(muscleblind-like)1蛋白(MBNL1)的高亲和力结合位点，其是选择性前mRNA剪接的调节剂，其在结合后失活(图1A)。我们设计的r(CCUG)^exp抑制剂是基于在6'位被酰化的卡那霉素A衍生物，其以高亲和力结合5'CCUG/3'GUCC。值得注意的是，所述6'胺的酰化消除结合到rRNA。^[8]实际上，卡那霉素衍生物和其模块化组装的(或多价)化合物改善细胞模型中的DM2相关的缺陷。^[6a]如观察的其他重复扩增，模块化组装的化合物是细胞功能障碍的更有效的抑制剂，可能是由于它们的高亲和力、高选择性和它们螯合在靶标上的较大表面积。^[6a]即使多价化合物在体外更有效和更有选择性，在一些情况下，细胞内(in cellulo)效力的下降与价态(valency)成函数关系，因为它们具有较低的细胞渗透性。^[9]因此，必须仔细平衡配体大小、效力和渗透性。

我们还使用类似的方法设计引起强直性肌营养不良1型(DM1)的RNA抑制剂或调节剂。在这种情况下，DM1是由位于强直性肌营养不良蛋白激酶(DMPK)mRNA的3'非翻译区(UTR)中的r(CUG)重复扩增(r(CUG)^exp)的毒性功能获得引起。^[7]用于DM1的本发明的其它方面包括：(i)设计靶向r(CUG)^exp的优化的二聚化合物；(ii)靶向r(CUG)^exp并允许靶标确认(结合RNA)的共价小分子和结合所述小分子的在所述RNA中的位点；(iii)使用细胞内点击化学来原位合成高度有效且选择性的抑制剂；(iv)荧光共振能量转移(FRET)方法以使用r(CUG)^exp作为合成FRET传感器的催化剂；和(v)设计靶向于r(CUG)^exp的在来源于患者的细胞中切割r(CUG)^exp的小分子。