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2019 年度 実績報告書

顕微注入を伴わないin situゲノム編集技術による遺伝子改変個体の簡便な作成

研究課題

研究課題/領域番号 19H03152
研究機関防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛

研究代表者

中村 伸吾  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 防衛医学研究センター 医療工学研究部門, 講師 (00505323)

研究分担者 佐藤 正宏  鹿児島大学, 総合科学域総合研究学系, 教授 (30287099)
大塚 正人  東海大学, 医学部, 教授 (90372945)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード経胎盤的遺伝子導入(TPGD) / ゲノム編集 / 遺伝子改変マウス / 発生工学
研究実績の概要

ゲノム編集技術の一つであるCRISPR/Cas9システム (CRISPR系) は簡便なシステムであり、研究者にとってはゲノム改変実験が簡単に行えるというメリットがある。このCRISPR系の登場は発生工学分野においても新たな流れを作り出しており、これを用いた動物個体の遺伝子ノックアウト (KO)、ノックイン (KI) 実験が盛んに行われている。その主流は、CRISPR系の成分を受精卵へ導入する方法であり、多くの場合、ex vivo方式での受精卵操作が必要となる。即ち、①受精卵の採取、②受精卵への遺伝子導入操作 [顕微注入やelectroporation (EP) が主流]、③処置卵子の培養、④処置卵子の仮親♀卵管内への移植、等が必要となる。本研究では、この様なex vivo方式での操作を全て回避し、遺伝子改変個体(マウス)を簡便に作り出すための新技術について検討をする。具体的には、我々が先駆的に開発してきた幾つかのin vivoにおける遺伝子導入法 [例えば、胎仔への母体静脈を介した胎盤経由遺伝子導入法;transplacental gene delivery technique(TPGD)] をCRISPR系によるゲノム編集へ適用できるかどうかを検討する。そしてこれらの方法を使用して、遺伝子改変個体(マウス)を作成するための簡便、経済的、汎用性の高い方法を確立することを目指す。本年度は、主としてTPGD-GEF(TPGD for acquiring genome-edited fetuses)におけるゲノム編集効率を向上させるための方策を検討した。その結果、予想していたよりも早い時期の胎仔を対象とすることで、遺伝子導入効率が向上することを見出した。

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

申請書に記載した研究計画に基づいて概ね順調に研究は進展している。

今後の研究の推進方策

予定通り令和元年度の研究を継続すると共に、主として、内在性遺伝子のゲノム編集についての検討を実施する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] piggyBac-Based Non-Viral In Vivo Gene Delivery Useful for Production of Genetically Modified Animals and Organs.2020

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Inada E, Saitoh I, Watanabe S, Nakamura S.
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 12 ページ: 277~277

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics12030277

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent Advances and Future Perspectives of In Vivo Targeted Delivery of Genome-Editing Reagents to Germ cells, Embryos, and Fetuses in Mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Takabayashi S, Akasaka E, Nakamura S.
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 9 ページ: 799~799

    • DOI

      10.3390/cells9040799

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential for Isolation of Immortalized Hepatocyte Cell Lines by Liver-Directed In Vivo Gene Delivery of Transposons in Mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Saitoh I, Inada E, Nakamura S, Watanabe S.
    • 雑誌名

      Stem Cells International

      巻: 2019 ページ: 1~12

    • DOI

      10.1155/2019/5129526

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In Vivo Piggybac-Based Gene Delivery towards Murine Pancreatic Parenchyma Confers Sustained Expression of Gene of Interest.2019

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Inada E, Saitoh I, Nakamura S, Watanabe S.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 ページ: 3116~3116

    • DOI

      10.3390/ijms20133116

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transplacental Gene Delivery (TPGD) as a Noninvasive Tool for Fetal Gene Manipulation in Mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura S, Watanabe S, Ando N, Ishihara M, Sato M.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 ページ: 5926~5926

    • DOI

      10.3390/ijms20235926

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Transplacental delivery of CRISPR components via tail veins of pregnant females causes mutations in embryonic cardiomyocytes of murine fetuses.2019

    • 著者名/発表者名
      中村伸吾, 安藤尚子, 渡部聡, 石原雅之, 佐藤正宏.
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ブタ脂肪前駆細胞PSPAにおいて細胞分化に伴い発現が変化する遺伝子の網羅的解析.2019

    • 著者名/発表者名
      渡部聡, 櫻井敬之, 中村伸吾, 平岩秀樹, 土居考爾, 安江博, 佐藤正宏.
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [図書] Gene Editing - Technologies and Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Nakamura S.
    • 総ページ数
      36
    • 出版者
      IntechOpen

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公開日: 2021-01-27  

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