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2016 年度 実施状況報告書

独自システムによるホモKOマイクロミニブタ細胞の効率的濃縮とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K07695
研究機関鹿児島大学

研究代表者

佐藤 正宏  鹿児島大学, 医用ミニブタ・先端医療開発研究センター, 教授 (30287099)

研究分担者 三好 和睦  鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (70363611)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードマイクロミニブタ / 胎仔性繊維芽細胞 / CRISPR/Cas9 / ゲノム編集 / targeted toxin / LDLR / 動脈硬化 / 体細胞核移植
研究実績の概要

本研究課題では、最近開発された次世代型KOと呼ばれるCRISPR/Cas9などのゲノム編集技術を用いてブタ(マイクロミニブタ)胎仔由来の繊維芽細胞(MPEF)ゲノム内の特定遺伝子(異種移植関連遺伝子alpha-1,3-galactosyltransferase [alpha-GalT]や動脈硬化責任遺伝子low density lipoprotein receptor [LDLR])を完全に破壊し、我々がこれまでに独自に開発したKO細胞のみを効率的に濃縮する系(targeted toxin-based selection)を用いて遺伝子改変MPEF株を作製し、最終的にその細胞をドナーとする体細胞核移植によるクローン個体作製、それによる動脈硬化モデルブタ作製を試みる。平成28年度では遺伝子改変MPEF株の特性解析、それを用いた体細胞核移植による胚盤胞作成を行った。その結果、alpha-GalT, LDLR遺伝子のKOを行い、得られた株の~30%はdouble ホモKO、~60%はalpha-GalTホモKO/LDLRヘテロKOであった。組織化学染色、抗体を用いた免疫染色からdouble ホモKOではalpha-GalT, LDLRの蛋白発現は皆無であった。これをドナーとする核移植由来の胚盤胞でも両者の蛋白発現は皆無であった。また、当該胚の分子生物学的検討から、両遺伝子の変異が確認された。以上から、今回得られたalpha-GalT, LDLR遺伝子をダブルにKOされた細胞は、体細胞核移植経由によるクローン個体作製に十分供試できることが判明した。今後、この細胞を用い、本格的にalpha-GalT, LDLR蛋白発現が欠失したブタ個体を作成する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

alpha-GalT, LDLR遺伝子のKOを行い、得られた株の~30%はdouble ホモKO、~60%はalpha-GalTホモKO/LDLRヘテロKOという良好な成績を得た。また、組織化学染色、抗体を用いた免疫染色からdouble ホモKOではalpha-GalT, LDLRの蛋白発現は皆無であった。これをドナーとする核移植由来の胚盤胞でも両者の蛋白発現は皆無であった。また、当該胚の分子生物学的検討から、両遺伝子の変異が確認された。

今後の研究の推進方策

平成29度では、平成28度に得られたdouble ホモKO MPEF株をドナーとする体細胞核移植を行い、移植胚のレシピエントメスブタ(マイクロミニブタ)への移植によるクローンブタ個体作製を行う。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A non-inheritable maternal Cas9-based multiple-gene editing system in mice.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakurai T, Kamiyoshi A, Kawate H, Mori C, Watanabe S, Tanaka M, Uetake R, Sato M, Shindo T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 20011

    • DOI

      10.1038/srep20011.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GONAD: A novel CRISPR/Cas9 genome editing method that does not require ex vivo handling of embryos.2016

    • 著者名/発表者名
      Gurumurthy CB, Takahashi G, Wada K, Miura H, Sato M, Ohtsuka M
    • 雑誌名

      Current Protocols in Human Genetics

      巻: 88 ページ: 15.8.1-15.8.12

    • DOI

      10.1002/0471142905.hg1508s88

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleic acids delivery methods for genome editing in zygotes and embryos: The old, the new, and the old-new.2016

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Ohtsuka M, Watanabe W, Gurumurthy CB
    • 雑誌名

      Biology Direct

      巻: 11 ページ: 16

    • DOI

      10.1186/s13062-016-0115-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CRISPR/Cas9 and the Paradigm Shift in Mouse Genome Manipulation Technologies.2016

    • 著者名/発表者名
      Gurumurthy CB, Quadros RM, Sato M, Mashimo T, Lloyd KCK, Ohtsuka M
    • 雑誌名

      “Genome Editing”/Springer (Edit by Kursad Turksen)

      巻: - ページ: 65-77

    • DOI

      10.1007/978-3-319-34148-4_4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Syngenic grafting of a whole juvenile male gonadal tissue into the adult testes confers successful spermatogenesis in mice.2016

    • 著者名/発表者名
      Tada N, Nakamura E, Lu H, Sato M
    • 雑誌名

      Asian Pacific Journal of Reproduction

      巻: 5 ページ: 279-286

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.apjr.2016.06.007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alkaline phosphatase and OCT-3/4 as useful markers for predicting susceptibility of human deciduous teeth-derived dental pulp cells to reprogramming factor-induced iPS cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Inada E, Saitoh I, Kubota N, Murakami T, Soda M, Sawami T, Yamasaki Y, Sato M
    • 雑誌名

      Journal of Investigative and Clinical Dentistry

      巻: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1111/jicd.12236

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The piggyBac-based gene delivery system can confer successful production of cloned porcine blastocysts with multigene constructs.2016

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Maeda K, Koriyama M, Inada E, Saitoh I, Miura H, Ohtsuka M, Nakamura S, Sakurai T, Watanabe S, Miyoshi K
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 17 ページ: 1424

    • DOI

      10.3390/ijms17091424

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Birth of Cloned Microminipigs Derived from Somatic Cell Nuclear Transfer Embryos that have been Transiently Treated with Valproic Acid.2016

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi K, Maeda K, Akioka K, Sato M, Kawaguchi H, Tanimoto A
    • 雑誌名

      Cellular Reprogramming

      巻: 6 ページ: 390-400

    • DOI

      10.1089/cell.2016.0025

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tissue-Specific Stem Cells Obtained by Reprogramming of Non-Obese Diabetic (NOD) Mouse-Derived Pancreatic Cells Confer Insulin Production in Response to Glucose.2016

    • 著者名/発表者名
      Saitoh I, Sato M, Soda M, Inada E, Iwase Y, Murakami T, Ohshima H, Hayasaki H, Noguchi H
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 11 ページ: e0163580

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0163580

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient CRISP/Cas9-based gene correction in human induced pluripotent stem cells established from patients with sickle cell disease.2016

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Saitoh I, Inada E
    • 雑誌名

      Stem Cell Investigation (Editorial)

      巻: 3 ページ: 78

    • DOI

      10.21037/sci.2016.11.05

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] GONAD法:採卵、顕微注入、胚移植のステップが不要なゲノム編集マウス作製法2016

    • 著者名/発表者名
      大塚正人,高橋剛,三浦浩美,和田健太,佐藤正宏
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [学会発表] piggyBacベクターシステムとin vivo gene transferを用いた新たな肝細胞株樹立の試み2016

    • 著者名/発表者名
      渡部聡、中村伸吾、桜井敬之、大塚正人、佐藤正宏
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [学会発表] マウス膵臓内へのpiggyBac系を介した直接生体内遺伝子導入は外来遺伝子の長期発現を可能とする2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤正宏、稲田絵美、齋藤一誠、三浦浩美、大塚正人、中村伸吾、桜井敬之、渡部聡
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [学会発表] Easi-CRISPR:高効率なノックインマウス作製法2016

    • 著者名/発表者名
      三浦浩美、Gurumurthy CB、相田知海、稲垣豊、佐藤正宏、佐藤健人、大塚正人
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [学会発表] 医用ブタにおける遺伝子組換え動物作製の実際とその可能性について2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤正宏、渡部聡、大塚正人
    • 学会等名
      第50回日本実験動物技術者協会総会
    • 発表場所
      ウェスタ川越(埼玉県川越市)
    • 年月日
      2016-09-29 – 2016-10-01
  • [学会発表] piggyBac遺伝子導入系により複数遺伝子が同時導入されたブタ細胞は核移植後のクローン胚の発生を保証する2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤正宏,前田昂亮,郡山実優,稲田絵美,齋藤一誠,大塚正人,中村伸吾,桜井敬之,渡部聡,三好和睦
    • 学会等名
      第109回日本繁殖生物学会
    • 発表場所
      麻布大学(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-15
  • [学会発表] The genetic engineering-based isolation of lymphoid enhancer-binding factor-1 (LEF1) positive stem-like cells from human deciduous tooth cell-derived iPSCs.2016

    • 著者名/発表者名
      Murakami T, Saitoh I, Sato M, Inada E, Soda M, Iwase Y, Sawami T, Suzuki A, Ohshima H, Hayasaki H
    • 学会等名
      10th Biennial conference of the pediatric dentistry association of Asia in conjunction with 54th annual conference of the Japanese society of pediatric dentistry
    • 発表場所
      Tokyo Dome Hotel (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2016-05-26 – 2016-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 採卵、顕微注入、胚移植を要しないゲノム編集マウス作製法GONADによるノックアウトマウス作製2016

    • 著者名/発表者名
      大塚正人、高橋剛、和田健太、三浦浩美、Channabasavaiah GURUMURTHY, 佐藤正宏
    • 学会等名
      第63回日本実験動物学会総会
    • 発表場所
      ミューザ川崎(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2023-03-16  

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