ヒトプリオン蛋白遺伝子置換マウスモデルの確立

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06404032
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 北本 哲之 東北大学, 医学部, 教授 (20192560)
• Keywords: ヒト・プリオン蛋白 / 標的組換え / 遺伝子置換法 / 部位特異的遺伝子組換え / マウスモデル

Research Abstract

ヒト型プリオン蛋白遺伝子をマウスの野生型プリオン蛋白遺伝子の部位に標的組換え法を用いて置換することが本研究の目的である。129SVマウスのゲノムDNAをクローニングし、マウスのプリオン蛋白遺伝子の第3エクソンをヒト型に換え、loxpに囲まれたneo遺伝子とgpt遺伝子をマーカー遺伝子とし、3'末端にnegative selectionとしてDNA遺伝子を導入したベクターを作製した。このベクターをES細胞に導入し、標的組換えのおこったES細胞からキメラマウスを作製し、germ-line化に成功した。ヘテロの受精卵にCreプラスミドを導入し、ヒト型プリオン蛋白(codon145変異)に置換したマウスの作製に成功した。これにより、世界で初めて、プリオン蛋白のヒト化置換マウスモデルの作製に成功した。遺伝子置換法を効率よく行うため、さらにベクターを改良し、loxpに囲まれたマーカー遺伝子をneo遺伝子のみとし、ヒト化導入遺伝子を野生型およびヒトとマウスのキメラ型に変更した。野生型では、導入したES細胞の60クローン中1クローンで、キメラ型では120クローン中3クローンで標的組換え体が確認され、新しいベクターにより標的組換えの効率が上昇した。現在は、野生型およびキメラ型のキメラマウスを作成中である。以上のように、ヒトプリオン蛋白遺伝子による遺伝子置換マウスモデルの確立研究は、本研究期間中にマウスモデルの樹立に成功し、著しい進展をみた。すでに、codon145変異のマウスの作製に関しては、国際誌に発表済であり、さらに現在はトランスジェニック法を用いたヒト型プリオン蛋白遺伝子の過剰発現マウスモデルの作製にも成功している。

Research Products

• [Publications] Kitamoto T, Nakamura K, Nakao K, Shibuya S, Shin R-W, Gondo Y, Katsuki M, Tateishi J.: "Humanized prion protein knock-in by Cre-inducedsite-specofoc recombination in the mouse." Biochem. Biophys. Res. Commun. 222. 742-747 (1996)
• [Publications] Hoque MZ, Kitamoto T, Furukawa H, Muramoto T, Tateishi J.: "Mutation inthe prion protein gene at codon 232 in Japanese patients with Creutzfeldt-Jakob disease ; A clinicopathological, immunohistochemical and transmission study." Acta Neuropathol.92. 441-446 (1996)
• [Publications] Ghetti B, Piccardo P, Spillantini M, Ichimiya Y, Porro M, Perini F, Kitamoto T, Tateishi J, Seilar C, Frangione B, Bugiani O, Giaccone G, Prelli F, Goedert M, Dlouhy SR, Tagliavini F.: "Vascular variant of prionprotein cerebral amyloidosis with tau-positive neurofibrillary tangles : Thephenotype of the stop codon 145 mutation in PRNP." Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93. 744-748 (1996)
• [Publications] Tateishi J, Kitamoto T, Hoque MZ, Furukawa H.: "Experimental transmissionof Creutzfeldt-Jakob disease and related diseases to rodents." Neurology. 46. 532-537 (1996)
• [Publications] Kitamoto T, Tateishi J.: "Human prion disease and human prion pritein disease." Curr. Topics Microbiol. Immunol.207. 27-34 (1996)
• [Publications] Furukawa H, Kitamoto T, Hashiguchi H, Tateishi J.: "A Japapse case of Creutzfeldt-Jakob disease with a point mutation in the prion protein geneat codon 210." J. Neurol. Sci. 141. 120-122 (1996)
• [Publications] Tateishi J. Kitamoto T, Kretzschmar HA, Mehraein P.: "Immunohistochemical evaluation of Creutzfeldt-Jkob disease with reference to the type PrPres deposition." Chin. Neuropathol. Sci.15. 358-360 (1996)
• [Publications] Nagayama M, Shinohara Y, Furukawa H, Kitamoto T.: "Fatal familial insomnia with a mutation at codon 178 of the prion protein gene ; First report from Japan." Neurology. 47. 1313-1316 (1996)