遺伝子導入動物における導入遺伝子構造と発現遺伝子産物の機能について

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680913
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 毛利 資郎 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (40117271)
• キーワード: プリオン / プリオン感受性 / 遺伝子導入マウス / 導入遺伝子構造

研究概要

1.トランスジェニックマウスとノックインマウスの作製
マウスプリオンタンパク遺伝子のpromoter,exson, intron, exson2, intron2の基本構造とexson3のORFのシグナルペプチドを含むN-末端は全て共通で、制限酵素SmaIサイト以降のORF全てをヒト型に置換したヒト全長導入遺伝子(Tg-HuM)、SmaI-BstEII間をヒト型配列に置き換えプロセッシングに関連するC-末端をマウスにしたヒト・マウスキメラ導入遺伝子(Tg-ChM)、対照としてORFも全てマウス型のマウス全長導入遺伝子(Tg-HuMo)の3タイプのTgマウスを作製した。
続いてこれらをTgマウスをプリオンタンパク遺伝子ノックアウトマウス(以下PrPKOと略す)と交配し、それぞれのマウスについて、ヒトプリオンタンパク質、ヒトプリオンタンパクC末ペプチドに対する抗体を用いて、ウエスタンブロットによりそれぞれの導入遺伝子産物(ヒトプリオンタンパク質)発現を確認した。同じ遺伝子構造でヒト型ノックインマウス、Ki-HuMとKi-ChMを作製し、Tgマウスと交配することによりそれぞれの過剰発現系を作製した。
2.導入遺伝子発現とプリオンに対する感受性
それぞれのTgマウスの系統における導入遺伝子発現とプリオンに対する感受性を調べるために接種実験を開始した。接種材料は散発性CJD(129Met/Met)患者脳乳剤とCJD-Fukuoka 1株マウス脳乳剤を用いた。
その結果、マウス/ヒトキメラプリオンタンパク遺伝子導入マウスではマウス内在性のプリオンタンパク遺伝子の存在がヒト・プリオンの感受性に抑制的に働くことが明らかとなった。しかしながら、同じ導入ベクターを用いながら全マウス型プリオンタンパク遺伝子発現マウスでは内因性のマウスプリオンタンパク遺伝子に相加的に作用することがことが示された。また、これらのマウス/ヒトキメラプリオン蛋白質遺伝子導入マウスでは発現量の増加が必ずしも感受性の増加にはならないことも明らかにされた。しかしながら、ヒト全長遺伝子導入マウス、Tg-HuMとKi-HuMを組み合わせたものは発現量の増加と共に感受性が向上した。

研究成果

• [文献書誌] Horiuchi H., Nemoto T., Ishiguro N., Furuoka H., Mohri S., Shinagawa M.: "Biological and biochemical characterization of sheep scrapie in Japan"J.Clin.Microbiol.. 40. 3421-3426 (2002)
• [文献書誌] Kitamoto T., Mohri S., Ironside J.W., Miyoshi I., Tanaka T., Kitamoto N., Itohara S., Kasai N., Katsuki M., Higuchi J., Muramoto T., Shin R-W.: "Follicular dendritic cell of the knock-in mouse provides a new bioassay for human prions"Biochem.Biophys.Res.Comm.. 294. 280-286 (2002)
• [文献書誌] 毛利資郎: "ヒト・プリオンのバイオアッセイ"臨床検査. 46. 1553-1558 (2002)
• [文献書誌] 毛利資郎: "プリオン病のモデル動物"神経進歩. 42(1). 54-58 (2003)
• [文献書誌] 毛利資郎, 北本哲之: "ヒト・プリオンバイオアッセイ法の新展開"第121回日本医学会シンポジウム記録集 プリオン病. 100-108 (2003)