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遺伝子改変ブタ及びクローンブタを用いたトランスレーショナル・リサーチに関する研究

Research Project

Project/Area Number 09J10707
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Basic veterinary science/Basic zootechnical science
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

松成 ひとみ  明治大学, 大学院・農学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsブタ / クローン / 遺伝子改変 / 赤色蛍光タンパク質 / トランスレーショナル・リサーチ / 体細胞核移植 / 胚盤胞補完法 / 臓器再生 / 蛍光タンパク / Kusabira-Orange
Research Abstract

【実施内容】我々は、レトロウイルスベクターを用いてKusabira-Orange(huKO)遺伝子を導入した、全身性に赤色蛍光を示す遺伝子改変(Tg)クローンブタの作出に成功している。前年度に引き続き、このTgクローンブタの後代産仔を作出し、産仔における遺伝子伝達動態ならびにその表現型を解析した。本年度は、前年度に獲得した第1世代(G1)雄の凍結精子から、人工授精(AI)あるいは体外受精(IVF)によって第2世代(G2)産仔を作出することに成功した。G2世代は12回の分娩で77頭(雌:34頭、雄:43頭)の産仔が得られ、そのうち39頭がTgであった。Tg産仔率は50.6%(39/77)であり、メンデリズムに従ってhuKO遺伝子が後代に伝達されていることが確認された。さらに、Founder Tgクローン世代、G1、G2世代ブタのhuKO遺伝子はFISH解析により第17染色体q12領域の一箇所に挿入されていることが確認された。G2世代の個体にはFounder Tgクローンに見られた全身性赤色蛍光発現の表現型が引き継がれていた。得られたTg産仔は、靭帯再建研究、ハイドロキシアパタイトを用いた骨修復研究、新生仔肝細胞移植研究(いずれも共同研究)に使用され、赤色蛍光の細胞マーカーとしての有用性が実証された。
【意義・重要性】レトロウイルスベクターにより導入されたhuKO遺伝子は2世代の有性生殖を経た後もジーンサイレンシングを受けることなく発現が維持されること、導入されたhuKO遺伝子はFISH解析により染色体上の一箇所に1コピー挿入されていることが明らかになったことは、Tg動物として系統化を図る上で重要な知見である。すなわち、継代によって導入遺伝子のコピー数が変動しない、安定的なTgブタの系統が確立されたと言える。獲得したhuKO後代産仔が整形外科、小児科、再生医療等の研究に用いられ、顕著な果が上がっていることから、本研究の最終目的であるへのhuKO Tgブタの利用が十分に達成できたと考える。凍結精子を用いた、体外受精や人工授精による増殖法も確立されたので、今後一層huKO Tgブタの研究利用が進展すると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究では全身性に赤色蛍光を発現するTgブタのCharacterization(遺伝子伝達並びに発現)、増殖方法の確立、生殖細胞の保存などの系統化に取り組むことを目的としていた。到達目標をクリアし、さらにhuKO Tgブタのトランスレーショナル・リサーチへの利用も始まったことから、概ね順調に研究計画は進展していると評価する。

Strategy for Future Research Activity

今後は、3年間では完遂出来なかった組織幹細胞の樹立ならびにそれらの特徴解析を進めていく。huKO Tgブタ細胞からiPS細胞の樹立にも取り組んだ(共同研究)が、キメラ形成能を証明するには至っていない。樹立した様々な幹細胞を大型動物であるブタを用いた細胞移植研究等に用いて、げっ歯類実験動物では得られないヒトへの外挿性の高い知見を得ることが細胞移植医療に結びつくものと考える。

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (52 results)

All 2012 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (38 results) Book (2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Xenotransplanted embryonic kidney provides a niche for endogenous mesenchymal stem cell differentiation into erythropoietin-producing tissue2012

    • Author(s)
      Matsumoto K, Yokoo T, Matsunari H, 他11名
    • Journal Title

      Stem Cells

      Volume: 30 Issue: 6 Pages: 1228-1235

    • DOI

      10.1002/stem.1101

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  • [Journal Article] Characterization of the ICSI-mediated gene transfer method in the production of transgenic pigs2011

    • Author(s)
      Umeyama K, Saito H, Kurome M, Matsunari H, 他3名
    • Journal Title

      Molecular Reproduction and Development

      Volume: 79 Issue: 3 Pages: 218-228

    • DOI

      10.1002/mrd.22015

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  • [Journal Article] The creation of transgenic pigs expressing human proteins using BAC-derived, full-length genes and intracytoplasmic sperm injection-mediated gene transfer2011

    • Author(s)
      Watanabe M, Kurome M, Matsunari H, 他5名
    • Journal Title

      Transgenic Research

      Volume: 21 Issue: 3 Pages: 605-618

    • DOI

      10.1007/s11248-011-9561-3

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    • Author(s)
      Nakano K, Matsunari H, Nakayama N, 他7名
    • Journal Title

      The Journal of Reproduction and Development

      Volume: 2 Pages: 312-316

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  • [Journal Article] Knockout of exogenous EGFP gene in porcine somatic cells using zinc-finger nucleases.2010

    • Author(s)
      Watanabe M, Umeyama K, Matsunari H, 他7名
    • Journal Title

      Biochemical and biophysical research communications

      Volume: 402 Pages: 14-18

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  • [Journal Article] Recent advances in production of genetically modified pigs for xenotransplantation.2010

    • Author(s)
      Nagashima H, Matsunari H, Umeyama K.
    • Journal Title

      Xenotransplantation

      Volume: 17 Pages: 94-120

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      Umeyama K, Kawano H, Kurome M, Matsunari H, 他2名
    • Journal Title

      Bulletin of School of Agriculture, Meiji University

      Volume: 60 Pages: 13-19

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    • Author(s)
      梅山一大、渡邊將人、松成ひとみ, 他2名
    • Journal Title

      ブレインテクノニュース

      Volume: 140 Pages: 7-11

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    • Author(s)
      松成ひとみ、長嶋比呂志
    • Journal Title

      医学のあゆみ Vol.230

      Pages: 147-151

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      松成ひとみ, 横尾隆, 松本啓, 他10名
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      第14回日本異種移植研究会
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      広島
    • Year and Date
      2011-12-10
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      岩井聡美, 田中友加, 寺岡義布史, 大段秀樹, 横尾隆, 松成ひとみ, 長嶋比呂志, 小林英司
    • Organizer
      第14回日本異種移植研究会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2011-12-10
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      王丹丹, 高間勇一, 上野豪久, 福沢正洋, 武石俊作, 宮川周士, 興津輝, 中野和明, 松成ひとみ, 長嶋比呂志
    • Organizer
      第14回日本異種移植研究会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2011-12-10
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  • [Presentation] 糖尿病モデル・変異型ヒトHNF-1α遺伝子を導入したトランスジェニックブタの病態解析2011

    • Author(s)
      梅山一大, 渡邊將人, 松成ひとみ, 他8名
    • Organizer
      第25回日本糖尿病・肥満動物学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-11-05
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  • [Presentation] クサビラオレンジブタ頭蓋骨由来骨芽細胞の単離とその生物学的評価2011

    • Author(s)
      本田みちよ, 小西敏功, 水本みのり, 松成ひとみ, 長嶋比呂志, 相澤守
    • Organizer
      第20回硬組織再生生物学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-08-27
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  • [Presentation] 哺乳動物卵・初期胚および組織のガラス化保存について2011

    • Author(s)
      中野和明、松成ひとみ、前原美樹, 他6名
    • Organizer
      京都臓器保存セミナー
    • Place of Presentation
      京都大学医学部(京都府)
    • Year and Date
      2011-03-19
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  • [Presentation] 糖尿病合併症研究に適した遺伝子改変ブタの開発2011

    • Author(s)
      梅山一大, 渡邊将人, 松成ひとみ, 他8名
    • Organizer
      第58回日本実験動物学会
    • Place of Presentation
      東京
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  • [Presentation] ケイ素含有アパタイトセラミックス上でのクサビラオレンジブタ頭蓋骨由来骨芽細胞の骨分化過程の解析2011

    • Author(s)
      本田みちよ, 小西敏功, 水本みのり, 松成ひとみ, 長嶋比呂志, 相澤守
    • Organizer
      第122回無機マテリアル学会
    • Place of Presentation
      船橋
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  • [Presentation] A Challenge to Developing Humanized Kidney using Porcine Renal Anlagen as Scaffold2011

    • Author(s)
      Matsunari H, Yokoo T, Matsumoto K, 他10名
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      Swine in Biomedical Research Conference
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      Chicago, USA
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  • [Presentation] Development of Genetically Modified Pigs Suitable for Diabetes and Its Complications Research2011

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      Umeyama K, Watanabe M, Matsunari H, 他5名
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      Swine in Biomedical Research Conference
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      Chicago, USA
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  • [Presentation] シングルコピーの赤色蛍光蛋白Kusabira-Orange遺伝子を組み込んだトランスジェニックブタの系統確立2011

    • Author(s)
      松成ひとみ, 金井貴博, 本田香澄, 他9名
    • Organizer
      第104回日本繁殖生物学会大会
    • Place of Presentation
      盛岡
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  • [Presentation] 中空糸法でガラス化されたブタ体外成熟・受精桑実胚からの高効率産仔作出2011

    • Author(s)
      前原美樹, 本田香澄, 中野和明, 松成ひとみ, 他11名
    • Organizer
      第104回日本繁殖生物学会大会
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      盛岡
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 中空糸法を用いてガラス化されたトウキョウX胚からの高効率産仔作出2011

    • Author(s)
      中野和明, 松成ひとみ, 前原美樹, 他11名
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      第104回日本繁殖生物学会大会
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      盛岡
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  • [Presentation] 遺伝子改変ブタの凍結精子を用いた体外受精による産仔作出2011

    • Author(s)
      本田香澄, 竹内靖浩, 松田泰輔, 金井貴博, 前原美樹, 松成ひとみ, 他5名
    • Organizer
      第104回日本繁殖生物学会大会
    • Place of Presentation
      盛岡
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  • [Presentation] Hollow fiber vitrification (HFV) method : a novel high performance embryo cryopreservation method2011

    • Author(s)
      Matsunari H, Nakano K, Maehara M, 他6名
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      World Congress on Reproductive Biology (Second Scientific Meeting)
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
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  • [Presentation] Establishment of In Vitro Fertilization Protocol Using Cryopreserved Epididymal Sperm for Proliferation of Genetically Modified Pigs2011

    • Author(s)
      Honda K, Takeuchi Y, Matsuda T, Kanai T, Maehara M, Matsunari H, 他5名
    • Organizer
      World Congress on Reproductive Biology (Second Scientific Meeting)
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
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    • Author(s)
      Maehara M, Honda K, Nakano K, Matsunari H, 他11名
    • Organizer
      World Congress on Reproductive Biology (Second Scientific Meeting)
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      Cairns, Australia
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  • [Presentation] High performance cryopreservation of porcine embryos by the hollow fiber vitrification(HFV)-method2011

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      Nakano K, Matsunari H, Maehara M, 他11名
    • Organizer
      World Congress on Reproductive Biology (Second Scientific Meeting)
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      Cairns, Australia
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  • [Presentation] Prevention of hyper-acute pulmonary xenograft dysfunction using GalT-KO swine in an ex-vivo lung perfusion model2011

    • Author(s)
      Sahara H, Nagashima H, Sekijima M, Tasaki M, Setoyama K, Matsunari H, 他4名
    • Organizer
      CTS-IXA 2011 Joint International Congress
    • Place of Presentation
      Miami, USA
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  • [Presentation] キトサン添加によるインジェクション型アパタイトセメントの試作と大型動物による生体適合性の検証2011

    • Author(s)
      水本みのり, 小西敏功, 本田みちよ, 松成ひとみ, 他3名
    • Organizer
      第33回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 糖尿病発症遺伝子改変ブタによる結節性病変を有した腎病変の作出2011

    • Author(s)
      梅山一大, 渡邊将人, 松成ひとみ, 他6名
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      第23回日本糖尿病性腎症研究会
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      東京
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  • [Presentation] ブタ単為発生胚を用いた人工多能性幹細胞のキメラ形成能検証システムの確立2011

    • Author(s)
      中野和明, 渡邊将人, 松成ひとみ, 他11名
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      第34回日本分子生物学会大会
    • Place of Presentation
      横浜
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] The generation of "mouse-type" porcine induced pluripotent stem cells.2011

    • Author(s)
      Fujishiro S, Mizukami Y, Ishino R, Nishimura T, Matsunari H, 他3名
    • Organizer
      Keystone Symposia : Stem Cells in Development, Tissue Homeostasis and Disease (B3)
    • Place of Presentation
      Eldorado Hotel & Spa (Santa Fe, New Mexico)
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ブタの胎仔発生機構を利用した多能性幹細胞由来膵臓の再生:ブタにおける胚盤胞補完原理の証明2011

    • Author(s)
      松成ひとみ、小林俊寛、渡邊將人, 他6名
    • Organizer
      第10回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      新宿京王プラザホテル(東京都)
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ブタをscaffoldとする腎臓再生:III.Suicide geneを発現する遺伝子改変ブタの作出2011

    • Author(s)
      松成ひとみ、横尾隆、岩井聡美, 他7名
    • Organizer
      第10回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      新宿京王プラザホテル(東京都)
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ブタをscaffoldとする腎臓再生:I.クローンブタを利用した腎臓原基の発達能の検証2011

    • Author(s)
      長嶋比呂志、松成ひとみ、横尾隆, 他2名
    • Organizer
      第10回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      新宿京王プラザホテル(東京都)
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ブタをscaffoldとする腎臓再生:II.エリスロポエチン(EPO)産生組織の体内発生法の開発2011

    • Author(s)
      横尾隆、松成ひとみ、岩井聡美, 他6名
    • Organizer
      第10回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      新宿京王プラザホテル(東京都)
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ブタをscaffoldとする腎臓再生:IV.ネコにおける新規エリスロポエチン補充療法の開発2011

    • Author(s)
      岩井聡美、横尾隆、松成ひとみ, 他5名
    • Organizer
      第10回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      新宿京王プラザホテル(東京都)
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] クサビラオレンジブタ頭蓋骨より単離した骨芽細胞の骨分化過程の解析2010

    • Author(s)
      本田みちよ、水本みのり、小西敏功、松成ひとみ, 他2名
    • Organizer
      第14回生体関連セラミックス討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2010-12-03
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Kusabira-Orange遺伝子導入トランスジェニッククローン(Tg-C)ブタの繁殖能力および遺伝子伝達2010

    • Author(s)
      松成ひとみ、竹内靖浩、保谷美恵、関口渓人、望月寛徳, 他7名
    • Organizer
      日本畜産学会第112回大会
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      明治大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-03-29
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  • [Presentation] 臓器再生研究に向けた膵臓形成不全トランスジェニックブタの作出2010

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      松成ひとみ, 小林俊寛, 渡邊將人, 他11名
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      第103回日本繁殖生物学会大会
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      北里大学獣医学部(青森県)
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      松成ひとみ、前原美樹、池澤有加, 他9名
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      第103回日本繁殖生物学会大会
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      北里大学獣医学部(青森県)
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  • [Presentation] ブタ細胞におけるZinc finger nuclease(ZFN)によるEGFP遺伝子のノックアウト(KO)2010

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      渡邊將人、梅山一大、松成ひとみ, 他7名
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      第103回日本繁殖生物学会大会
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      北里大学獣医学部(青森県)
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      梅山一大、渡邊將人、松成ひとみ, 他7名
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      第103回日本繁殖生物学会大会
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      北里大学獣医学部(青森県)
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  • [Presentation] トランスジェニックブタ凍結精子の卵管内人工授精2010

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      本田香澄、松成ひとみ、藤原主, 他7名
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      第103回日本繁殖生物学会大会
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      北里大学獣医学部(青森県)
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    • Author(s)
      中野和明、松成ひとみ、前原美樹, 他11名
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      第103回日本繁殖生物学会大会
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      北里大学獣医学部(青森県)
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      Watanabe M, Umeyama K, Matsunari H, 他7名
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      第33回日本分子生物学会年会
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      神戸ポートアイランド(兵庫県)
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    • Author(s)
      Honda M, Konishi T, Mizumoto M, Matsunari H, 他2名
    • Organizer
      5th International Symposium on Apatites and Correlative Biomaterials
    • Place of Presentation
      Cairns Convention Center (Cairns, Australia)
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  • [Book] The Minipig in Biomedical Research Chapter Title : Creation and conservation of genetically modified pigs : applications to genetic disease model and xenotransplantation2011

    • Author(s)
      Nagashima H, Matsunari H, Umeyama K
    • Total Pages
      643
    • Publisher
      CRC Press
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Xenotransplantation Chapter Title : Cloning of homozygous α1,3-galactosyltransferase gene knock-out pigs by somatic cell nuclear transfer2011

    • Author(s)
      Matsunari H, Watanabe M, Umeyama K, 他8名
    • Total Pages
      126
    • Publisher
      InTech
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  • [Remarks] 明治大学バイオリソース研究国際インスティテュート

    • URL

      http://muiibr.com/

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  • [Remarks] 明治大学バイオリソース研究国際クラスター

    • URL

      http://micbr.com/index.html

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    • URL

      http://micbr.com/

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Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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