Generation of a pig model for the diabetic nephropathy using gene editing technology
| Project/Area Number |
19K16014
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 42030:Animal life science-related
|
|---|
| Research Institution | Jichi Medical University (2020)
The University of Tokushima (2019) |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
|
|---|
| Keywords | ブタ / ゲノム編集 / CRISPR/Cas9 / エレクトロポレーション / 体外受精 / 糖尿病性腎症 / モデルブタ |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では、医学領域における糖尿病性腎症の発症メカニズムの解明および前臨床試験研究に使用する糖尿病性腎症モデルブタの作製を行う。
具体的にはこれまでに作製した膵臓形成に関連するPDX1遺伝子改変糖尿病ブタの精子を用いて体外受精卵を作製し、さらにゲノム編集技術を用いて生体の血圧調整に関連するBK2R遺伝子をノックアウトすることで、BK2R遺伝子とPDX1遺伝子を改変し、糖尿病と高血圧の両疾患を有する糖尿病性腎症発症モデルブタを創出する。糖尿病患者は高血圧も同時に患うケースが多く、よりヒトの病態に近いモデル動物として外挿性の高い効果的な研究が可能となると期待できる。
|
| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we aimed to generate diabetic nephropathy model pigs carrying both BDKRB2 and PDX1 genes modification from in vitro fertilized zygotes, which were prepared using sperm derived from PDX1 modified boar and introduced the CRISPR/Cas9 system targeting BDKRB2 gene by electroporation. Two gRNAs that efficiently modify the BDKRB2 gene were identified and used to generate gene-edited embryos, which were then transferred to embryonic pigs, but no offspring were obtained. In addition, we generated PDX1 monoallelic mutant pigs and observed their phenotypes related to diabetes. No health abnormalities were observed compared to wild-type pigs, and no difference was observed in the results of glucose tolerance tests. In pigs, monoallelic mutation of PDX1 gene alone is not sufficient to induce diabetes.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
糖尿病患者は増加の一途を辿り、同時に問題となる糖尿病性腎症も含めてその病態解明および治療法の開発研究のため疾患モデルブタの担う役割は大きい。本研究では目的とする遺伝子改変ブタを得ることはできなかったが、本研究結果からPDX1遺伝子単独のヘテロノックアウトではブタでは糖尿病を誘発するには不十分であることが示唆された。PDX1遺伝子ヘテロノックアウトマウスでは膵臓β細胞からのインスリン分泌が低下することが知られているが、ブタでは表現型が異なることが示唆された。今後、糖尿病モデルブタの作出を目指す上で重要な知見が得られた。
|
Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
-
-
-
-
[Journal Article] Introduction of a point mutation in the KRAS gene of in vitro fertilized porcine zygotes via electroporation of the CRISPR/Cas9 system with single-stranded oligodeoxynucleotides.2021
Author(s)
Wittayarat M., Hirata M., Namula Z., Sato Y., Nguyen TN., Le AQ., Lin Q., Takebayashi K., Tanihara F., Otoi T.
-
Journal Title
Animal Science Journal,
Volume: 92
Issue: 1
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
[Journal Article] Generation of CD163-edited pig via electroporation of the CRISPR/Cas9 system into porcine in vitro-fertilized zygotes2020
Author(s)
Tanihara, F., Hirata, M., Nguyen, TN., Le, AQ., Wittayarat, M., Fahrudin, M., Hirano, T., Otoi, T.
-
Journal Title
Animal Biotechnology
Volume: -
Issue: 2
Pages: 147-154
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
