リボース

6.11.3.2糖の修飾リボースへの修飾は、ヌクレオチドの糖立体配座に対する顕著なレベルの制御を提供し、これはその相補鎖および二重鎖構造に対するONの結合親和性を決定する。 糖のパッカリングは、隣接するヒドロキシル基のゴーシュ効果やアノマー効果によって、または立体的拘束を介して変化させることができる。ほとんどのヌクレオチド糖および類似体は、「Ｎｏｒｔｈ」（Ｃ３’−endoｄｏおよびＣ２’−ｅｘｏ）または「Ｓｏｕｔｈ」（Ｃ２’−endoｄｏおよびＣ３’−ｅｘｏ）のいずれかとして特徴付けられる立体配座を採用する。 二本鎖DNAで最も一般的なB型では、リボースは”南”立体配座を採用し、二本鎖RNAで最も一般的なA型では、リボースは”北”立体配座を採用する。

2′-O-メチル(2′-O-Me)ヌクレオシドアナログは、治療上で最も広く使用されている修飾の一つです。 DNA鎖と比較して、ONs内に2′-O-Me単位を組み込むと、RNA相補体に対する結合親和性が向上し、ヌクレアーゼの安定性が向上する。58 2′-O-Meリボースは北糖立体配座を好み、A型二重鎖を形成する。2′-O-Me修飾は、特に構築物上のいわゆる「gapmer」に組み込まれた場合に、研究上のアンチセンスに広く適用されている。 2′-O-Me修飾ONsは多くの臨床試験で使用されており、最初のFDA承認アプタマーであるMacugenに見出されている。これらの類似体はまた、ｓｉＲＮＡ修飾にもよく適している。 実際、２’−Ｏ−Ｍｅ単位はｓｉＲＮＡにおいて十分に許容されるが、この修飾はＲＮＡ二重鎖、特にガイド鎖のすべての位置で許容されるわけではない。2′-O-Me修飾は、siRNAの免疫刺激特性を低下させることが示されている。63

2′-O-MOE(2′-O-(2-メトキシエチル))修飾は、臨床試験を受けているいくつかの治療候補で使用されています。37 2′-O-Meと同様に、2′-O-MOE修飾は、標的結合親和性を増加させ（挿入あたり2℃）64、ヌクレアーゼ安定性を改善する。64a2′-O-MOE修飾は、北糖立体配座を採用する。37,64a2′-O-MOE基は、前述のgapmer設計を使用して、特に乗客鎖中のsiRNAにおいて、アンチセンスに首尾よく適用されている。65承認されたアンチセンス治療薬の一つ、Mipomersenは、ホスホロチオエート結合と2′-O-MOE糖を含む第二世代のアンチセンスです。2′-フルオロ修飾は、特にsiRNAのための別の一般的な化学修飾である。

2′-フルオロは、2′-O-Meと同様に、RNA模倣物であり、2′-フッ素によって与えられる強いゴーシュ効果のために、少なくとも部分的にはNorth sugar puckerを優先的に採用する66である。 2′-O-Meと同様に、2′-フルオロは標的RNA配列に対する結合親和性を増加させる(挿入あたり2〜3°C対DNA)37,64b,67。 ２’−フルオロ修飾は、ガイド鎖およびパッセンジャー鎖６ ２ｂ、６ ８の両方において、ｓｉＲＮＡにおいて非常に良好に許容される。 この２’−フルオロ置換は、ＲＩＳＣへの取り込みを妥協することなくｓｉＲＮＡからＲｎａを完全に除去することを可能にし、それにより、Ｒｎａｉ経路の活性化を介して作用す2′-O-Me,2′-フルオロ修飾は、FDA承認のアプタマー、Macugenにも見出すことができる。ロックされた核酸（ＬＮＡ）または２’，４’−二環式核酸（２’，４’−ｂｎａ）は、メチレン架橋が糖の２’−ＯＨとＣ−４’との間に共有結合を形成している化学的に修飾されたＲＮＡ類似体であこれらのヌクレオシド類似体は、本質的に、ＲＮＡによく見られるＡ型を密接に模倣し、ＲＮＡ結合のためにｌｎａを効果的に前組織化する、北糖立体配座に固定され70,71LNAは挿入物ごとの5-6°Cの安定化のすべての化学修正の最も高い二重安定性の効果を、示す。結果として、Ｌｎａは、抗ｍｉＲＮＡ、７ ２アンチセンスＯＮ、７ １およびｓｉＲＮＡの適用６ ２ｂ、７ ３において非常に有用であることが証明された。 ＬＮＡの強い結合特性は、それらを、短い配列がｍｉＲＮＡ特異性のために必要であり得る抗ｍｉＲＮＡ用途において特に有用にする。 Ｌｎａはｇａｐｍｅｒ構築物で使用されたときに修飾に対して優れたアンチセンスであることが分かった。74LNA修飾は、siRNA化学要件とも互換性があります。73lna修飾は改善されたヌクレアーゼ耐性を示し、siRNA免疫刺激応答を減少させることができる74。63

他の二環式核酸（Bna）は長年にわたって導入されています。５世代の治療用アンチセンスＯｎに首尾よく適用されているＢＮＡ類似体は、（Ｓ）−ＣＥＴ ＢＮＡであり、ここで、（Ｓ）−ＣＥＴ Ｂｎａは、ＭＯＥ ｇａｐｍｅｒの２’−Ｏ−ＭＯＥ側面に混合される。 （Ｓ）−ｃｅｔおよびＬＮＡは、同様のＴｍおよびｉｎ ｖｉｔｒｏおよびｉｎ ｖｉｖｏ活性を示す。 しかし、（Ｓ）−ＣＥＴ ＢＮＡ Ｏｎは、ＬＮＡ Ｏｎと比較して改善された毒性プロファイルを示した。 これらのデータは，（Ｓ）-ｃｅｔｂｎａがアンチセンス薬の治療指数を改善する可能性を有することを示唆している。65ビシクロヘキサン系ヌクレオシド類似体（2p-デオキシ-メタノカルバヌクレオシド）は、北糖立体配座を採用し、二重鎖の熱安定性を高め、siRNA血清安定性を高める。75別の立体配座制約ヌクレオシドアナログ、トリシクロDNA（tc-DNA）は、初期の開発に有望であることを示しています。これは、二環式環系ではなく三環式環系に基づいている。 ｔｃ-ＤＮＡはＲＮＡへの結合親和性の増強を示し，Ｒｎａｓｅｈを活性化せず，ヌクレアーゼに対して安定である。76

LNAの剛性の性質とは対照的に、高度に柔軟なロック解除核酸（UNA）（または”セコヌクレオシド”）修飾も治療上での適用のために開発されています。 リボース糖の共有結合C2′-C3’結合が欠落しているUNAは、立体配座に拘束されず、柔軟性に影響を与えるために使用することができる。77UNAは挿入ごとの5-10°Cまで二重Tmを減らすことができます77、78はまだRISCの複合体にアンチセンスの繊維の選択を促進します。 ＳｉＲＮＡガイド鎖のシード領域に配置されたＵＮＡ修飾は、オフターゲット効果を有意に減少させることができる。79