ゲノム編集技術を用いた免疫不全マイクロミニブタの創出

• 研究課題/領域番号: 18K12062
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分90110:生体医工学関連
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 平田 真樹 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (10815583)
• 研究分担者: 音井 威重 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (30311814) ; 谷原 史倫 自治医科大学, 先端医療技術開発センター, 准教授 (90754680)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: ゲノム編集 / ブタ / 免疫不全 / ミニブタ / マイクロミニブタ

研究成果の概要

本研究では人に近い特徴を多く有するモデル動物であるブタについて、取り扱いが容易かつ、再生医療研究等に活用可能な超小型の免疫不全ブタ作出を目指した。その結果、ブタ体外受精卵においてゲノム編集により小型化を図るためのGHRと免疫不全化を導入するためのIL2RGの同時ノックアウトが可能であった。また、小型の実験用ブタであるマイクロミニブタから採取した精液を使用した体外受精に成功したことから、今後これらの技術の融合により、超小型免疫不全ブタの作製が可能であると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、iPS細胞をはじめとする幹細胞を用いた再生医療研究は、従来の方法では治療できない難治性疾患への臨床応用にむけ大きな注目を浴びている。本研究はゲノム編集技術を用いて超小型のマイクロミニブタを作出し、多くの研究機関でヒトに近い特徴を有するブタで幹細胞試験を可能にすることを目指した。超小型の免疫不全ブタが活用できれば、多くの研究機関で有用なモデル動物であるブタを用いた研究が可能となり、再生医療研究のみならず、がん研究など多様な研究分野に貢献可能であると思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of the effects of introducing the CRISPR/Cas9 system by microinjection and electroporation into porcine embryos at different stages (2021)
  • 著者名/発表者名: Le AQ., Tanihara F., Wittayarat M., Namula Z., Sato Y., Lin Q., Takebayashi K., Hirata M., Otoi T.
  • 雑誌名: BMC Research Notes 巻: 14 号: 1 ページ: 7-7
  • DOI: 10.1186/s13104-020-05412-8
  • NAID: 120007147670
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] One-Step Generation of Multiple Gene-Edited Pigs by Electroporation of the CRISPR/Cas9 System into Zygotes to Reduce Xenoantigen Biosynthesis (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanihara F., Hirata M., Nguyen TN., Sawamoto O., Kikuchi T., Otoi T.
  • 雑誌名: International journal of molecular sciences 巻: 22 号: 5 ページ: 2249-2249
  • DOI: 10.3390/ijms22052249
  • NAID: 120007164926
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lipofection-Mediated Introduction of CRISPR/Cas9 System into Porcine Oocytes and Embryos (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirata M., Wittayarat M., Namula Z., Le AQ., Lin Q., Takebayashi K., Thongkittidilok C., Tanihara F., Otoi T.
  • 雑誌名: Animals 巻: 11 号: 2 ページ: 578-578
  • DOI: 10.3390/ani11020578
  • NAID: 120007147677
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: Wittayarat M., Hirata M., Namula Z., Sato Y., Nguyen TN., Le AQ., Lin Q., Takebayashi K., Tanihara F., Otoi T.
  • 雑誌名: Animal Science Journal, 巻: 92 号: 1
  • DOI: 10.1111/asj.13534
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] One-step genome editing of porcine zygotes through the electroporation of a CRISPR/Cas9 system with two guide RNAs (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirata M., Wittayarat M., Tanihara F., Sato Y., Namula Z., Le AQ., Lin Q., Takebayashi K., Otoi T.
  • 雑誌名: In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal 巻: 56 号: 8 ページ: 614-621
  • DOI: 10.1007/s11626-020-00507-9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of multiple gene targeting in porcine embryos by the CRISPR/Cas9 system using electroporation (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirata M., Wittayarat M., Namula Z., Le AQ., Lin Q., Nguyen TN., Takebayashi K., Sato Y., Tanihara F., Otoi T.
  • 雑誌名: Molecular Biology Reports 巻: 47 号: 7 ページ: 5073-5079
  • DOI: 10.1007/s11033-020-05576-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Efficient generation of GGTA1-deficient pigs by electroporation of the CRISPR/Cas9 system into in vitro-fertilized zygotes (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanihara F., Hirata M., Nguyen TN., Sawamoto O., Kikuchi T., Masako Doi., Otoi T.
  • 雑誌名: BMC biotechnology 巻: 20 号: 1 ページ: 40-40
  • DOI: 10.1186/s12896-020-00638-7
  • NAID: 120007045051
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Generation of CD163-edited pig via electroporation of the CRISPR/Cas9 system into porcine in vitro-fertilized zygotes (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanihara, F., Hirata, M., Nguyen, TN., Le, AQ., Wittayarat, M., Fahrudin, M., Hirano, T., Otoi, T.
  • 雑誌名: Animal Biotechnology 巻: - 号: 2 ページ: 147-154
  • DOI: 10.1080/10495398.2019.1668801
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The relationship between embryonic development and the efficiency of target mutations in porcine endogenous retroviruses (PERVs) pol genes in porcine embryos (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirata, M., Wittayarat, M., Hirano, T., Nguyen, TN., Le, AQ., Namula, Z., Fahrudin, M., Tanihara, F., Otoi, T.
  • 雑誌名: Animals 巻: 9 号: 9 ページ: 593-593
  • DOI: 10.3390/ani9090593
  • NAID: 120006877872
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of concentration of CRISPR/Cas9 components on genetic mosaicism in cytoplasmic microinjected porcine embryos (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanihara F, Hirata M, Nguyen NT, LE QA, Hirano T, Otoi T.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 65 号: 3 ページ: 209-214
  • DOI: 10.1262/jrd.2018-116
  • NAID: 130007662977
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relationship among ovarian follicular status, developmental competence of oocytes, and anti-Müllerian hormone levels: A comparative study in Japanese wild boar crossbred gilts and Large White gilts. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanihara F, Hirata M, Iizuka S, Sairiki S, Nii M, Nguyen NT, Le QA, Hirano T, Otoi T.
  • 雑誌名: Anim Sci J. 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 712-718
  • DOI: 10.1111/asj.13200
  • 査読あり
• [学会発表] ブタ体外受精卵におけるCRISPR/Cas9システムを用いた複数遺伝子の同時改変 (2019)
  • 著者名/発表者名: 1.平田真樹、谷原史倫、Nhien Thi Nguyen、Quynh Anh Le、平野隆之、音井威重
  • 学会等名: 第7回日本先進医工学ブタ研究会
• [学会発表] Effects of CRISPR/Cas9-mediated gene targeting of porcine endogenous retrovirus on the developmental competence of porcine embryos (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirata, M., Tanihara, F., Nguyen, TN., Le, AQ., Hirano, T., Otoi, T.
  • 学会等名: The 15th Transgenic Technology Meeting (TT2019)
  • 国際学会
• [学会発表] ブタにおけるCrispr/Cas9システムを使用したゲノム編集効率化についての検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田真樹、谷原史倫、Nhien Thi Nguyen、Zhao Namula、音井威重
  • 学会等名: 日本ゲノム編集学会第3回大会
• [学会発表] ブタにおける成熟卵および1細胞期胚段階でのゲノム編集が胚盤胞の変異導入効率に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平田真樹、谷原史倫、Manita Wittayarat、Nhien Thi Nguyen、 Le Anh Quynh、Zhao Namula、新居雅宏、音井威重
  • 学会等名: 第6回日本先進医工学ブタ研究会