DE10001975A1 - Nicht-menschliches Säugetier mit verändertem Glukokortikoid-Rezeptor und verändertem c-Fos - Google Patents
Nicht-menschliches Säugetier mit verändertem Glukokortikoid-Rezeptor und verändertem c-FosInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein nicht-menschliches Säugetier, das einen veränderten Glukokortikoid-Rezeptor (GR) und ein verändertes c-Fos aufweist. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Säugetiers zur Testung von Chemikalien, Arzneimittel und Therapieansätzen hinsichtlich Erkrankungen und/oder Stoffwechsel-Vorgängen, bei denen Glukokortikoide von Bedeutung sind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein nicht-menschliches
Säugetier, das einen veränderten Glukokortikoid-Rezeptor (GR)
und ein verändertes c-Fos aufweist. Ferner betrifft die
Erfindung die Verwendung eines solchen Säugetiers zur Testung
von Chemikalien, Arzneimitteln und Therapieansätzen
hinsichtlich Erkrankungen und/oder Stoffwechsel-Vorgängen, bei
denen Glukokortikoide von Bedeutung sind.
Der Glukokortikoid-Rezeptor (GR) ist ein in vielen Zellen
vorliegender Rezeptor, der durch Bindung von Glukokortikoiden
aktiviert wird. In dieser Form kontrolliert er die
Transkription von Zielgenen und zwar (1) direkt durch
Interaktion mit regulatorischen DNA-Elementen und (2) indirekt
z. B. durch Interaktion mit weiteren Transkriptionsfaktoren.
Auf diese Weise koordinieren Glukokortikoide als Antwort auf
verschiedene Stimuli metabolische und endokrine Reaktionen
durch z. B. Reaktionen des Immunsystems und des Nervensystems
dadurch, daß ein passendes Transkriptionsprofil entsprechender
Zielgene gewährleistet wird. Zu den durch GR aktivierten, d. h.
in ihrer Expression induzierten Genen zählen Gene, deren
Produkte in der Glukoneogenese, der Proliferation von
Erythrozyten-Vorläuferzellen oder der Apoptose von Thymozyten
eine Rolle spielen. Andererseits reprimiert aktivierter GR
auch die Expression von Zielgenen, z. B. von Genen, die
wiederum von den Transkriptionsfaktoren AP-1 oder NFKB
aktiviert werden.
Aus Arbeiten des Anmelders geht hervor, daß die einzelnen
Funktionen von GR getrennt voneinander verändert werden
können. Insbesondere kann die induzierende Funktion
ausgeschaltet werden, ohne daß hiervon die reprimierende
Funktion betroffen ist. Der Anmelder hat dies in einem nicht-
menschlichen Säugetier gezeigt, dessen GR in seiner
induzierenden Funktion verändert, insbesondere ausgeschaltet,
ist (vgl. Deutsches Patent 198 15 958). Mit diesem nicht-
menschlichem Säugetier hat der Anmelder Untersuchungen der
reprimierenden Funktion von GR durchgeführt.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese Untersuchungen selektiver
durchgeführt werden können, wenn ein nicht-menschliches
Säugetier verwendet wird, das neben einem in seiner
induzierenden Funktion veränderten GR auch ein verändertes c-
Fos aufweist. c-Fos ist eine Untereinheit des
Transkriptionsfaktors AP-1. Der Anmelder hat gefunden, daß die
reprimierende Funktion von GR direkt auf c-Fos wirkt und daß
diese Wirkung selektiv in einem solchen nicht-menschlichen
Säugetier, insbesondere im Vergleich mit dem nicht-
menschlichen Säugetier nach dem Deutschen Patent 198 15 958,
untersucht und beeinflußt werden kann. Ferner hat er erkannt,
daß die Wirkung der reprimierenden Funktion von GR auf c-Fos
ein elementarer Schritt in Stoffwechsel-Vorgängen,
insbesondere in solchen der Frühentwicklung, ist. Der Anmelder
hat eine hohe perinatale bis frühpostnatale Lethalität bei
solchen nicht-menschlichen Säugetieren gefunden.
Erfindungsgemäß werden die Erkenntnisse des Anmelders genutzt,
ein nicht-menschliches Säugetier bereitzustellen, bei dem die
induzierende Funktion von GR und c-Fos verändert sind.
Insbesondere sind die induzierende Funktion von GR und c-Fos
ausgeschaltet.
Der Ausdruck "nicht-menschliches Säugetier" umfaßt jegliches
Säugetier, bei dem die induzierende Funktion von GR und c-Fos
verändert werden können, z. B. Maus, Ratte, Kaninchen, Pferd,
Rind, Schaf, Ziege, Affe, Schwein, Hund und Katze, wobei Maus
bevorzugt ist.
Der Ausdruck "die induzierende Funktion von GR ist verändert,
insbesondere ausgeschaltet" umfaßt einen GR eines nicht-
menschlichen Säugetiers, dessen reprimierende Funktion
unverändert ist, das aber eine Veränderung in der induzieren
den Funktion aufweist. Vorzugsweise ist die induzierende
Funktion ausgeschaltet. Dies kann z. B. dadurch erreicht
werden, daß die Dimerisierung von GR bzw. seine DNA-Bindung
mutiert wird. Solches wird z. B. durch eine Mutation im D-Loop
von GR, insbesondere durch die Punktmutation A 458 T erzielt.
Der Ausdruck "c-Fos ist verändert, insbesondere ausgeschaltet"
umfaßt ein c-Fos eines nicht-menschlichen Säugetiers, das
derart verändert ist, daß es nicht mehr als Untereinheit des
Transkriptionsfaktors AP-1 fungieren kann, d. h. daß die
Veränderung von c-Fos letztendlich die Funktion von AP-1
beeinträchtigt bzw. verhindert. Vorzugsweise ist c-Fos
ausgeschaltet. Eine Veränderung von c-Fos kann z. B. dadurch
erreicht werden, daß eine Deletion eines Teils des ersten und
des kompletten zweiten Exons des c-fos Gens vorgenommen wird
(Wang et al., Nature 360 (1992), 741-745).
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind
Zellen, die aus dem vorstehenden nicht-menschlichen Säugetier
erhalten werden. Diese Zellen können in jeglicher Form
vorliegen, z. B. in einer Primär- oder Langzeit-Kultur.
Ein erfindungsgemäßes nicht-menschliches Säugetier kann durch
verschiedene Verfahren bereitgestellt werden. Beispielsweise
kann eine Maus nach dem Deutschen Patent 198 15 958 mit einer
Maus gekreuzt wird, bei der c-Fos ausgeschaltet ist (vgl. Wang
et al., Nature 360 (1992), 741-745). Es wird auf das
nachstehende Beispiel verwiesen.
Günstig ist auch ein Verfahren, das folgende Schritte umfaßt:
- a) Transfektion von embryonalen Stammzellen eines nicht- menschlichen Säugetiers, bei dem die induzierende Funktion von GR verändert ist, insbesondere eines nicht- menschlichen Säugetiers nach dem Deutschen Patent 198 15 958, mit einem Vektor, der eine Rekombination zwischen der für c-Fos kodierenden DNA der embryonalen Stammzellen und einer entsprechenden mutierten DNA des Vektors ermöglicht,
- b) Isolierung von in (a) stabil transfizierten Zellen und Einbringung dieser in weibliche Tiere eines nicht- menschlichen Säugetiers, sowie
- c) Analyse der in (b) erhaltenen Embryonen bzw. Nachkommen auf ein c-Fos, das verändert, insbesondere ausgeschaltet, ist.
Für die Ausdrücke "nicht-menschliches Säugetier", "die
induzierende Funktion von GR ist verändert, insbesondere
ausgeschaltet" und "c-Fos ist verändert, insbesondere
ausgeschaltet" gelten die vorstehenden Ausführungen
entsprechend.
Der Ausdruck "embryonale Stammzellen" umfaßt jegliche
embryonalen Stammzellen eines nicht-menschlichen Säugetiers,
bei dem die induzierende Funktion von GR verändert ist, und
die sich zur Mutierung der für c-Fos kodierenden DNA eignen.
Vorzugsweise sind die embryonalen Stammzellen von einem nicht-
menschlichen Säugetier nach dem Deutschen Patent 198 15 958.
Der Ausdruck "Vektor" umfaßt jeglichen Vektor, der durch
Rekombination mit der DNA von embryonalen Stammzellen eine
Veränderung der für c-Fos kodierenden DNA ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Veränderung dergestalt, daß c-Fos
ausgeschaltet ist. Günstig ist es, wenn der Vektor eine DNA
aufweist, die eine Deletion eines Teils des ersten und des
kompletten zweiten Exons des c-fos Gens aufweist, was zu einem
kompletten Funktionsverlust des Genprodukts führt (Wang et
al., Supra).
Desweiteren kennt der Fachmann Bedingungen und Materialien, um
die Schritte (a)-(c) durchzuführen. Beispielsweise wird er die
in Schritt (a) stabil transfizierten Zellen in Blastocysten
eines Maus-Spenderweibchens injizieren. Die Blastocysten
werden dann in scheinschwangere Maus-Weibchen eingeführt.
Einige der transferierten Blastocysten entwickeln sich zu
Maus-Chimären, von denen einige ein modifiziertes c-Fos Allel
in den Keimzellen tragen. Durch entsprechende Kreuzungen
werden dann hetero- und homozygote Mäuse erhalten. Zur
Durchführung der Schritte (a)-(c) eignen sich besonders
Mäuse embryonale Stammzellen nach dem Deutschen Patent 198 15 958.
Es wird auf das nachstehende Beispiel verwiesen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein nicht-menschliches
Säugetier bereitgestellt, bei dem die Funktionen von GR und c-
Fos verändert sind. Diese Veränderungen können ein Ausschalten
der induzierenden Funktion von GR und von c-Fos sein. Mit
einem solchen Säugetier bzw. Zellen daraus können selektiv die
reprimierende Funktion von GR und damit verbundene
Stoffwechselvorgänge untersucht werden. Ferner ist es möglich,
Substanzen, Arzneimittel und Therapieansätze zu finden, mit
denen selektiv auf die reprimierende Funktion von GR und damit
verbundene Stoffwechsel-Vorgänge fördernd oder inhibierend
eingewirkt werden kann. Desweiteren liefert die vorliegende
Erfindung eine Basis, um auf Erkrankungen einzuwirken, die mit
,der reprimierenden Funktion von GR in Verbindung gebracht
werden. Solche Erkrankungen sind z. B. Störungen der Akut-
Phase-Reaktion, septischer Schock, akutes Atemnot-Syndrom,
Autoimmunerkrankungen, wie rheumatoide Arthritis oder multiple
Sklerose, neuropsychiatrische Erkrankungen, Erkrankungen der
Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse, Osteoporose,
Diabetes, Steroid-Myopathie, Hauterkrankungen, Leukämien,
Asthma und entzündliche Erkrankungen. Darüber hinaus eignet
sich die vorliegende Erfindung ganz besonders bei
Transplantationen eingesetzt zu werden.
Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel erläutert.
Es werden Mäuse nach dem Deutschen Patent 198 15 958
(nachstehend mit GRdim bezeichnet) mit Mäusen verpaart, bei
denen c-Fos ausgeschaltet ist (nachstehend mit c-Fos-/-
bezeichnet; Wang et al., supra). Die Verpaarung erfolgt in
zwei Ansätzen. Im Ansatz 1 werden heterozygote GRdim-Mäuse mit
heterozygoten c-Fos-/--Mäusen verpaart. Im Ansatz 2 werden
homozygote GRdim-Mäuse mit heterozygoten c-Fos--Mäusen
verpaart. Der Genotyp der Embryonen bzw. geborenen Nachkommen
wird mit Hilfe von Polymerase Kettenreaktionen (PCR) unter
Verwendung von Genlokus-spezifischen Primern bestimmt.
Für die Bestimmung des Genotyps der Embryonen bzw. der
geborenen Nachkommen aus vorstehenden Verpaarungen wird
genomische DNA aus Schwanzbiopsien der zu untersuchenden Tiere
isoliert. Hierzu werden die Biopsien in 40 µl "Tailbuffer"
(50 mM Tris-HCl, pH 8; 100 mM EDTA, 100 mM NaCl, 1% SDS) und
Zugabe von 25 µl Proteinase K (10 mg/ml) bei 55°C über Nacht
verdaut. Durch Zugabe von 250 µl 6 M NaCl-Lösung und
anschließendem 2 minütigen Schütteln werden die Proteine
ausgefällt und durch Zentrifugation (13.000 rpm, 7 min)
abgetrennt. Der Überstand wird mit 500 µl Isopropanol versetzt
und für 2 min durch Schütteln bei RT inkubiert. Durch 7
minütige Zentrifugation wird die ausgefallene genomische DNA
pelletiert, mit 80% Ethanol gewaschen, für eine Stunde an der
Luft getrocknet und in 40 µl TE (pH 8,0) aufgenommen.
In einer anschließenden Polymerase-Kettenreaktion (PCR) werden
ausgehend von zwei sequenzspezifischen Primern, die
komplementär zu Bereichen des zu untersuchenden Gen-Locus
sind, DNA-Fragmente, die innerhalb der Primer liegen, mit Taq-
Polymerase amplifiziert. Die Reaktion erfolgte unter folgenden
Bedingungen in einem Perkin-Elmer-Cycler (Norwalk, USA): 1/10
Volumen 10 × PCR-Puffer (500 mM KCl; 100 mM Tris pH 8,4; 15 mM
MgCl2), 1/10 Volumen 10 × dNTP-Lösung (je 2 mM dATP; dCTP;
dGTP; dTTP; pH 7,0), je 1/10 Volumen 10 × Primer (100 pmol/µl),
1-2 U Taq-Polymerase und 10-500 ng Matrizen-DNA werden mit
Wasser auf das Endvolumen 25 µl aufgefüllt. Die Denaturierung
der DNA erfolgt bei 94°C für 1 Minute, die Hybridisierung bei
der für die verwendeten Primer optimalen Temperatur für 1
Minute und die DNA-Synthese bei 72°C für 1-2 Minuten. Die
Amplifikationsprodukte (nach 35 Zyklen) werden durch
gelelektrophoretische Auftrennung kontrolliert.
Zur Identifizierung des Genotyps der Mäuse aus der c-Fos-/--
Linie wird durch PCR mit c-Fos spezifischen Primern ein 1527 bp
großes Fragment kennzeichnend für das Wildtyp-Allel und ein
1935 bp großes Fragment, kennzeichnend für das c-Fos-/--Allel
amplifiziert.
Verwendet c-Fos--Primer:
FosRT1 5'-TTCCTACTACCATTCCCCAGCCG-3'
FosRT2 5'-GCCATCTTATTCCGTTCCCTT-3'
FosRT1 5'-TTCCTACTACCATTCCCCAGCCG-3'
FosRT2 5'-GCCATCTTATTCCGTTCCCTT-3'
Zur Identifizierung des Genotyps der Mäuse aus der GRdim-Linie
wird durch Verwendung von GR-spezifischen Primern ein 0,24 kb
großes Fragment amplifiziert. Zur Unterscheidung zwischen
Wildtyp- und mutiertem Allel wird das Fragment mit dem
Restriktionsenzym BsrGI verdaut, wobei das Wildtyp-Allel eine
0,24 kb Bande ergibt, während das mutierte Allel zwei fast
gleich große 0,12 kb Banden ergibt.
Verwendete GRdim-Primer:
GR 5' 5'-GTGTCTTGATGATAGTCTGCTC-3'
GR 3' 5'-CCATTACCTTCCAGGTTCATTC-3'
GR 5' 5'-GTGTCTTGATGATAGTCTGCTC-3'
GR 3' 5'-CCATTACCTTCCAGGTTCATTC-3'
Es zeigt sich, daß erfindungsgemäße Mäuse in hetero- und
homozygoter Form erhalten werden können. Ferner zeigt sich,
daß homozygote 18.5 dpc Embryonen in der erwarteten Häufigkeit
erhalten werden, während geborene Nachkommen im homozygoter
Form im Alter von drei Wochen eine große Lethalität aufweisen.
Alternativ wird ein Vektor verwendet, der wie in Wang et al.,
Supra, beschrieben, eine Selektionskassette innerhalb des c-
fos Gens aufweist, so daß kein funktionsfähiges c-Fos mehr
exprimiert wird.
Dieser Vektor wird durch Elektroporation in embryonale
Stammzellen einer Maus nach dem Deutschen Patent 198 15 958
eingeführt. Erfolgreich transfizierte und homolog
rekombinierte Zellen werden durch der vorstehenden
Selektionskassette entsprechenden Selektionsbedingungen
isoliert. Diese Zellen werden in Blastozysten einer Maus
injiziert und die Blastozysten dann in weibliche Mäuse eines
Stammes eingeführt, der sich zum Austragen transferierter
Embryonen eignet. Es werden chimäre Mäuse erhalten, aus denen
durch Verpaarung heterozygote GRdim/dim/c-Fos+/- und homozygote
GRdim/dim/c-Fos-/- Mäuse gewonnen werden.
Claims (8)
1. Nicht-menschliches Säugetier, bei dem die induzierende
Funktion des Glukokortikoid-Rezeptors (GR) und c-Fos
verändert sind.
2. Nicht-menschliches Säugetier nach Anspruch 1, wobei die
induzierende Funktion von GR ausgeschaltet ist.
3. Nicht-menschliches Säugetier nach Anspruch 1 oder 2,
wobei GR in seiner Dimerisierung bzw. DNA-Bindung mutiert
ist.
4. Nicht-menschliches Säugetier nach einem der Ansprüche 1-
3, wobei GR an der Position 458 ein Threonin aufweist.
5. Nicht-menschliches Säugetier nach einem der Ansprüche 1
bis 4, wobei c-Fos ausgeschaltet ist.
6. Zellen, erhalten aus dem nicht-menschlichen Säugetier
nach einem der Ansprüche 1-5.
7. Verwendung eines nicht-menschlichen Säugetiers nach einem
der Ansprüche 1-5 oder der Zellen nach Anspruch 6 zur
Testung von Substanzen, Arzneimitteln und/oder Therapie
ansätzen hinsichtlich der reprimierenden Funktion von GR.
8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei die Substanzen,
Arzneimittel und/oder Therapieansätze hinsichtlich
Störungen der Akut-Phase-Reaktion, eines septischen
Schocks, eines akuten Atemnot-Syndroms, Autoimmunerkrankungen,
wie rheumatoide Arthritis oder multiple Sklerose,
neuropsychiatrischen Erkrankungen, Erkrankungen der
Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse, Osteoporose,
Diabetes, Steroid-Myopathie, Hauterkrankungen, Leukämien,
Asthma, entzündliche Erkrankungen oder Transplantationen
zu verstehen sind.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
DE2000101975 DE10001975A1 (de) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | Nicht-menschliches Säugetier mit verändertem Glukokortikoid-Rezeptor und verändertem c-Fos |
PCT/DE2001/000221 WO2001052641A1 (de) | 2000-01-18 | 2001-01-17 | Nicht-menschliches säugetier mit verändertem glukokortikoid-rezeptor und verändertem c-fos |
AU2001240433A AU2001240433A1 (en) | 2000-01-18 | 2001-01-17 | Non-human mammal with a modified glucocorticoid receptor and a modified c-fos |
Applications Claiming Priority (1)
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DE2000101975 DE10001975A1 (de) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | Nicht-menschliches Säugetier mit verändertem Glukokortikoid-Rezeptor und verändertem c-Fos |
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DE10001975A1 true DE10001975A1 (de) | 2001-07-26 |
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ID=7627918
Family Applications (1)
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WO (1) | WO2001052641A1 (de) |
Citations (1)
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DE19815958C1 (de) * | 1998-03-12 | 1999-09-16 | Deutsches Krebsforsch | Nicht-menschliches Säugetier sowie Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
-
2000
- 2000-01-18 DE DE2000101975 patent/DE10001975A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-01-17 WO PCT/DE2001/000221 patent/WO2001052641A1/de active Application Filing
- 2001-01-17 AU AU2001240433A patent/AU2001240433A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19815958C1 (de) * | 1998-03-12 | 1999-09-16 | Deutsches Krebsforsch | Nicht-menschliches Säugetier sowie Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
WANG et.al.: Bone and haematopoietic defects in mice locking c-fos, Nature 360 (1992), S. 741-745 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2001052641A1 (de) | 2001-07-26 |
AU2001240433A1 (en) | 2001-07-31 |
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