最新ゲノム編集法によるネコ型GAPDHノックイン新規アルツハイマー病モデルの開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K19330
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 中嶋 秀満 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (30405360)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鳩谷 晋吾 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (40453138) ; 秋吉 秀保 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (50420740)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: ゲノム編集 / ネコGAPDH / アルツハイマー病 / アミロイド / 凝集

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、受精卵への遺伝子導入方法として、TAKE法からより簡便なGANAD法を習得し、最新ゲノム編集法の確立を試みた。卵管膨大部に存在する受精卵にCas蛋白質やgRNAおよび導入したい1本鎖遺伝子の溶液をマニュピレーターで手動で直接注入し、特殊電極により卵管内でゲノム編集を行った。ポジティブコントロールであるチロシナーゼをB6マウス（黒色）に導入したところ、アルビノマウス（白色）およびアグーチマウス（灰色）の取得に成功し、本GONAD法は極めて簡便にゲノム編集が可能な手法であることが確認できた。次に、本プロジェクトのメインテーマであるネコGAPDHの遺伝子導入を試みたが、すべて胎生致死となり、プロジェクトのゴールの変更を余儀なくなった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本プロジェクトの到達目標であるネコGAPDHの遺伝子導入が胎生致死をもたらす以上、このアプローチからの新規アルツハイマー病モデルマウスの開発は困難であると結論付けた。

Strategy for Future Research Activity

そこで、GAPDH核移行カスケードが神経細胞死を惹起するこれまでの我々の知見を応用し、核移行の責任アミノ酸K225をアラニンに置換したK225A点変異マウスを、3xAD Tgマウス（アルツハイマー病モデルマウス：研究代表者所有）にGONAD法で非核移行型GAPDHを導入することで、GAPDHに起因する新規アルツハイマー病モデルの開発を目指す。

Causes of Carryover

本研究の「要」であるゲノム編集用エレクトロポーレーション機器選定を見直し、より導入効率の優れている機器NEPA-21に変更し、その見積もりからSPF動物施設への移送に、当時推測していた3ヵ月を上回り、約半年を要したこと、また、受精卵へのCRISPER/Cas9導入方法を投じ予定していたTAKE法から簡便で確実なGONAD法に変更し、学外研修・学内導入を実施し研究遂行に時間を要し、見直しが必要となった。さらに、当初計画での目標達成は生物学的に困難であり、アプローチを変更して研究期間を延長することで、目標達成を目指すこととした。