DE3752347T2 - Verfahren zur pharmakokinetischen Studie der Insulin-Expression mit nicht-menschlichem Transgen-Säugetier - Google Patents

Verfahren zur pharmakokinetischen Studie der Insulin-Expression mit nicht-menschlichem Transgen-Säugetier

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Beurteilung möglicher therapeutischer Mittel in einer transgenen, ein menschliches Hormon produzierenden Maus, welches das Einführen eines möglicherweise therapeutischen Mittels in die transgene Maus und das Beobachten der Expression oder des Spiegels der Produktion des menschlichen Hormons, beinhaltet.
  • Stand der Technik
  • Die Möglichkeit, spezifische Gene in das Genom von Säugetierembryos zu integrieren, stellt ein nützliches in vivo System für die Analyse der Genkontrolle und -expression dar. Die hochwirksame Transformation kultivierter Säugetierzellen wird durch direkte Mikroinjektion spezifischer DNA-Sequenzen in den Zellkern erreicht (Capecchi, M., Cell 22: 479- 488 (1980)). (Gordon, J. W. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 7.380-7.384 (1978)) zeigten, daß DNA in Mäuseembryos mikroinjiziert werden kann und dann bei den Nachkommen vorgefunden wird. Somit ist gegenwärtig die Möglichkeit, gewisse transgene Mäuse zu erzeugen, nach dem Stand der Technik gut beschrieben und allgemein bekannt.
  • Das grundlegende Verfahren, das zur Erzeugung transgener Mäuse verwendet wird, benötigt die Gewinnung befruchteter Eier aus den Eileitern frisch begatteter weiblicher Mäuse. DNA, die das gewünschte Gen enthält, das in die Maus transferiert werden soll, wird in den männlichen Vorkern jedes befruchteten Eis mikroinjiziert. Mikroinjizierte Eier werden dann in die Eileiter von einen Tag pseudoschwangeren Ammen implantiert und ausgetragen (Wagner, T. E. et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA 78: 6.376-6.380 (1981)). Die neugeborenen Mäuse werden dann auf die Gegenwart der mikroinjizierten DNA durch Mittel getestet, die in der Wissenschaft bekannt und geeignet sind, um die Gegenwart der mikroinjizierten DNA nachzuweisen.
  • Wagner, T. E. et al. erzeugten, im wesentlichen unter Anwendung dieses Verfahrens, erfolgreich eine erwachsene Maus, die zur Expression von Kaninchen B-Globin imstande war. Diese Maus war des weiteren imstande, Nachkommen zu erzeugen, die ebenso das Kaninchen B-Globin-Gen exprimierten. Zusätzliche geklonte Immunglobulingene wurden in Mauskeimbahnen eingeführt, um transgene Mäuse zu erzeugen, die das geklonte Immunglobulin erzeugen (Grosschedl, R. et al., Cell 38: 647-658 (1984), Brinser, R. L. et al., Nature 306: 332-336 (1983)). Palmiter, R. D. et al., (Nature, 300: 611-615 (1982)) erzeugten transgene Mäuse, die den Maus-Metallothionein I-Promoter trugen, der an das Strukturgen für das Ratten-Wachstumshormon geschmolzen war. Es zeigte sich, daß diese Mäuse erhöhte Werte des Ratten-Wachstumshormons erzeugten, und ein dramatisch verstärktes Wachstum zeigten. Brinster, R. L. et al. (Cell, 37: 367-379 (1984)) injizierten die SV40 Gene der frühen Region und ein Metallothionein-Fusionsgen in befruchtete Mauseier, im wesentlichen unter Verwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens. Ein hoher Prozentsatz der transgenen Mäuse, die sich aus diesen Eiern entwickelten, entwickelten Tumore im Plexus choroideus. SV40 T-Antigen-mRNA und Protein wurden in diesem befallenen Gewebe leicht nachgewiesen. Die SV40 T-Antigen-Genexpression war jedoch in nicht befallenen Geweben oder in anfälligen Geweben vor der offenkundigen Pathologie kaum nachweisbar, was darauf schließen läßt, daß die Tumorgenese von der Aktivierung der SV40 Gene abhängig ist. Diese Arbeit zeigte, daß es möglich ist, die Gene, die für ein Tumorvirus codieren, in einen Mausembryo zu injizieren, und dadurch eine Maus mit einer Prädisposition für eine Onkogenese zu erzeugen. Swift, G. M. et al., (Cell 3: 639-646 (1984)) erzeugten eine transgene Maus, die das Gen für Ratten-Pankreaselastase I in hohen Werten in dem Maus-Pankreas exprimierten.
  • Geklonte Gene können in die Maus-Keimbahn durch Mikroinjektion in die Vorkerne der Maus-Zygoten transferiert werden. Solche mikroinjizierten Gene werden häufig in Chromosome integriert, während der Entwicklung beibehalten und auf den Nachkommen als nach den Mendelschen Regeln vererbte Merkmale übertragen (Grosschedl, R. et al., Wagner, T. E. et al.). Forscher haben berichtet, daß transgene Mäuse mit einer Effizienz zwischen 10 und 30 Prozent unter Verwendung dieses Verfahrens erzeugt werden können. Mikroinjizierte Fremdgene haben eine Neigung zur Expression in transgenen Mäusen gezeigt (Brinster, R. L. et al., Swift, G. M. et al.). Eine solche Expression kann jedoch nicht vermutet werden. Lacy, E. et al., Cell 34: 343-358 (1983) offenbarten eine transgene Maus, die das menschliche B- Globin-Gen enthält, die im allgemeinen dieses Gen nicht exprimiert. Ebenso hat sich gezeigt, daß die Wachstumshormongene von Ratten und Menschen nicht unter der Steuerung ihrer eigenen Promotoren in transgenen Mäusen exprimiert werden, die diese Gene tragen (Wagner, T. E., et al.; Hammer O. et al.). Es hat sich gezeigt, daß die Expression des Hühner- Transferringens in der Leber (wo es normalerweise vorzugsweise exprimiert wird) im Vergleich zu anderen Geweben in einer transgenen Maus, die das Hühner-Transferringen enthält, nur mäßig verstärkt wird (McKnight, G. S. et al., Cell 34: 335-341 (1983)).
  • Obwohl demgemäß das Verfahren zur Erzeugung transgener Mäuse in der Wissenschaft beschrieben wurde, bleibt die Fähigkeit, spezifische transgene Mäuse zu erzeugen, die das geklonte Gen richtig exprimieren, ungenau definiert. Es wurde die Theorie entwickelt, daß diese von der Regel abweichenden Ergebnisse die Möglichkeit wiederspiegeln, daß die geklonte DNA in eine essentielle Region des Maus-Chromosoms integriert wurde, die ihre Expression modifiziert, oder eine Mutation oder Neuordnung in dem Integrationsprozeß in das Maus-Chromosom erfahren hat.
  • Es wird angenommen, daß die geklonten Genfragmente bei Eintritt in den Kern des einzelligen befruchteten Eis an zufälligen Stellen auf dem Maus-Chromosom integriert werden. Sobald die geklonte DNA in diesen Stellen integriert ist, ist sie im allgemeinen stabil und führt zu der vererbbaren Übertragung dieser Gene in die nachkommenden Mäuse. Daher wird angenommen, daß die äußerst variable Expression der Thymidinkinase in transgenen Mäusen, die das Herpes-Simplex-Virus (Typ 1) Gen tragen, aus einer genetischen Neuordnung resultiert, die auftritt, wenn das Thymidinkinase-Fusionsgen in das Mauschromosom integriert wird (Palmiter, R. D. et al., Cell 36: 869-877 (1984)).
  • Das allgemeine Verfahren zur Erzeugung transgener Mäuse ist in Wagner, T. et al., Europäische Patentanmeldung Nr. 81.570 (entsprechend der U.S. Patentanmeldung Nr. 273.239) beschrieben, das insbesondere eine Maus offenbart, die in ihren Erythrozyten ein Kaninchen-Beta-Globin Gen exprimiert.
  • Es wurde bereits von Bemühungen berichtet, das Gen für menschliches Insulin in Mäuse einzuführen (Illmensee, K. et al., "Nuclear and Gene Transplantation in the Mouse". In: Brown B. D., Fox C. F., Hrsg. Developmental Biology Using Purified Genes, Academic Press, New York, S. 607-629 (1981); Burki, K. et al., Embo J. 1: 127-131 (1982); Van der Putten, H. et al., Mol. Gen. Genetic 198: 128-138 (1984)). Diese Bemühungen führten zu der Erzeugung einer Maus, welche die menschlichen Insulinhormon-Gensequenzen enthielt. Die transgene Maus, die von diesen Laboratorien erzeugt wurde, war jedoch nicht imstande, die menschlichen Insulin-Gensequenzen auf ihre Nachkommen zu übertragen. Van der Putten H. et al. zeigten, daß die Mäusenachkommen, die von einer transgenen (Insulinsequenz tragenden) Maus abgeleitet waren, zwar DNA-Sequenzen aufwiesen, welche die Insulingensequenzregion flankiert hatten, den Mäusenachkommen aber alle menschlichen Insulinsequenzen fehlten. Zur Erklärung, wie die insulintragenden Sequenzen aus den transgenen Mäusen entfernt werden konnten, während die flankierenden Regionen in diesen Mäusen erhalten blieben, sprachen Van der Putten, H. et al., von einem keimbahnspezifischen Exzisionsereignis, das spezifisch die menschlichen Insulinsequenzen entfernte. Van der Putten H. et al. schlossen, daß die Exzision der menschlichen Insulin-Gensequenzen ein allgemeines Phänomen sein könnte, das in einer anfänglichen Phase in der Bildung der Keimbahn in dem transgenen Weibchen auftritt. In dem von Van der Putten, H. et al. angewandten Verfahren wurde für die Mikroinjektionen eine hohe Anzahl kreisförmiger DNA-Moleküle verwendet, die das menschliche Insulingen enthielten.
  • Der Stand der Technik lehrt schließlich die Möglichkeit, gewisse transgene Mäuse zu erzeugen, die zu einer gewebespezifischen Expression eines geklonten Gens imstande sind. Der Stand der Technik lehrt jedoch auch die Schwierigkeit der spezifischen Erzeugung einer transgenen Maus, die das menschliche Insulingen exprimiert. Obwohl es möglich ist, transgene Mäuse zu erzeugen, die DNA-Sequenzen des Gens für menschliches Insulin tragen, ist von diesen Mäusen nicht bekannt, daß sie menschliches Insulin produzieren, und sie waren nicht imstande, Nachkommen zu erzeugen, die das menschliche Insulingen entweder exprimieren oder tragen (Van der Putten H. et al., Mol. Gen. Genetic 198: 128-138 (1984)).
  • Es ist daher von großem Interesse, ein Verfahren zur Erzeugung einer Maus zu entwickeln, die imstande ist, ein menschliches Hormon oder ein Analogon eines menschlichen Hormons zu exprimieren, und welche die Fähigkeit, dieses Hormon zu exprimieren, auf ihre Mäusenachkommen vererben kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es wird ein Verfahren zur Isolierung einer Maus beschrieben, die ein menschliches Hormon oder ein Analogon davon exprimiert. Ein cDNA-Fragment, das für einen Teil von menschlichem Preproinsulin codiert, wurde zum Sondieren einer menschlichen Genbank im Bakteriophagen Lambda Charon 4a (beschrieben von R. M. Lawn, et al., Cell 15: 1.157- 1.174 (1978)) verwendet. Durch die Durchmusterung der rekombinanten Phagen durch Hybridisierung nach jenen, die menschliche Insulin-Gensequenzen enthielten, wurde ein 12,5 Kilobasen EcoRI Fragment erhalten. Dieses Fragment wurde sequenziert und es wurde gezeigt, daß es die vollständige Nucleotidsequenz des geklonten menschlichen Insulingens enthielt (Bell, G. I. et al., Nature 284: 26-32 (1980)). Das 12,5 kb EcoRI Fragment wurde in den männlichen Vorkern eines einzelligen Mausembryos mikroinjiziert. Der Embryo wurde dann in eine pseudoschwangere Amme für eine Schwangerschaft übertragen. Dieses Verfahren führt zu der Geburt von drei lebensfähigen Mäusen, die menschliche Insulin-Gensequenzen enthielten, wie durch Southern Hybridisierungsanalyse nachgewiesen wurde. Eine dieser drei Mäuse, ein Männchen, wurde zur Erzeugung einer Kolonie von mehreren hundert Nachkommen gezüchtet. Das menschliche Insulingen wurde nach den Mendelschen Regeln übertragen, wobei etwa 50% sowohl der F1 als auch F2 Nachkommen das injizierte DNA- Fragment erbten.
  • Im Detail umfaßt die Erfindung:
  • ein Verfahren zur Beurteilung der Wirkung eines Mittels auf die Expression oder den Spiegel eines menschlichen Hormons oder eines Analogons davon, welches durch ein natürlich reguliertes Transgen codiert ist, welches Verfahren beinhaltet:
  • a) Verabreichung des Mittels an ein nicht-menschliches transgenes Säugetier, dessen Zellen das natürlich regulierte Transgen enthalten, das für das menschliche Hormon oder ein Analogon davon codiert; und
  • b) Untersuchung der Wirkung des Mittels auf die Expression oder den Spiegel eines menschlichen Hormons oder eines Analogons davon durch Beobachtung der Expression oder des Spiegels im Tier;
  • wobei das menschliche Hormon oder Analogon davon nicht Preproinsulin, Proinsulin oder Insulin ist.
  • Vorzugsweise ist das Mittel ein Heilmittel und/oder das nicht-menschliche transgene Säugetier ist ein Nagetier.
  • Die Erfindung ist dahingehend signifikant und nützlich, daß sie ein Tiermodell zur Testung auf Effektoren menschlicher Hormone oder Analoga davon in einem nichtmenschlichen Tier bereitstellt.
  • BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Fig. 1A zeigt die Gegenwart von menschlichen Insulin-Gensequenzen innerhalb der chromosomalen DNA der transgenen Maus. Fig. 1B zeigt die Gegenwart von menschlicher und Maus-Insulin-mRNA in Geweben von transgenen und Kontrollmäusen.
  • Fig. 2 zeigt die Serumglucosespiegel in transgenen und Kontrollmäusen nach einer intraperitonealen Glucoseinjektion.
  • Fig. 3 zeigt menschliche C-Peptidspiegel während eines intravenösen Aminosäure- Toleranztestes an transgenen und Kontrollmäusen.
  • Fig. 4 zeigt menschliche C-Peptidspiegel während eines intraperitonealen Glucose- Toleranztestes an transgenen und Kontrollmäusen.
  • Fig. 5 zeigt menschliche C-Peptidspiegel während eines intravenösen Tolbutamid- Infusionstestes an transgenen und Kontrollmäusen.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Insulin ist ein Polypeptidhormon, das die vorherrschende physiologische Rolle in der Regulierung der Kraftstoff-Homöostase in einem Organismus spielt. Es wird durch die Betazellen der Langerhansschen Inseln (in der Folge als "Inselzellen" bezeichnet) des Pankreas synthetisiert. Zirkulierende Insulinspiegel werden durch mehrere kleine Moleküle reguliert, nämlich Glucose, Aminosäuren, Fettsäuren und gewisse pharmakologische Mitteln. Insulin besteht aus zwei Polypeptidketten (A und B, die durch Disulfidbindungen verbunden sind), die von der proteolytischen Spaltung von Proinsulin abgeleitet werden, die äquimolare Mengen des reifen Insulins und eines Verbindungspeptids (C-Peptid) erzeugt. Proinsulin wird als Vorläufer erzeugt, der als Preproinsulin bekannt ist. Preproinsulin wird von der Zelle zu Proinsulin verarbeitet, das dann aus der Zelle als reifes Hormon, Insulin, ausgeschieden wird. Somit kann die Insulinhormonexpression oder der Spiegel durch Messen entweder der Expression oder des Spiegels von Preproinsulin-, Proinsulin-, Insulin-, A-Peptid-, B-Peptid- oder vorzugsweise C-Peptid bewertet werden.
  • Der Begriff "F1", wie hierin verwendet, bezieht sich auf die erste Generation von Nachkommen einer Maus (d. h., deren "Söhne und Töchter"). Der Begriff "F2", wie hierin verwendet, bezieht sich auf die zweite Generation von Nachkommen einer Maus (d. h., deren "Enkelkinder").
  • Der Begriff "menschliches Insulin" bezieht sich nicht nur auf natürliches Insulin, sondern auch auf jedes Analogon davon. Beispiele für solche Analoga sind: das Produkt eines menschlichen Insulingens, das eine Mutation enthält, welche das dadurch erzeugte Insulin funktionell beeinträchtigt, oder ein natürlich vorkommendes menschliches Protein, das strukturell oder funktionell normalem menschlichen Insulin ähnlich ist, oder ein neuartiges Insulinhormon, das sich aus der in vitro oder in vivo Mutagenisierung oder Modifizierung des menschlichen Insulingens ergibt. Der Begriff "menschliches Insulin" bezeichnet ferner variante Formen von menschlichem Insulin. Eine variante Form von menschlichem Insulin ist ein Molekül, das dem menschlichen Insulin, das natürlich oder durch Erkrankung entsteht, strukturell oder funktionell ähnlich ist, und in einer Subpopulation der Gesamtpopulation vorhanden ist.
  • Der Begriff "heterologes Protein" bezeichnet ein Protein, das normalerweise nicht von einer bestimmten Spezies produziert wird. Menschliches Insulin, Kaninchen B-Globin sind Beispiele für heterologe Proteine, die in einer Maus erzeugt werden können. Die Eigenschaft transgener Säugetiere ist, daß sie die Gene für heterologe Proteine besitzen und somit die Fähigkeit haben, heterologe Proteine zu erzeugen.
  • Der Begriff "geklontes Gen" bezeichnet eine DNA-Sequenz von Interesse, die isoliert wurde und in das befruchtete Ei einer Maus injiziert werden soll, um eine transgene Maus zu erzeugen, welche die geklonten Gensequenzen enthält.
  • Wie hierin verwendet, sind die Begriffe "Gen", "DNA-Sequenz" oder "genetische Sequenzen" Synonyme und bezeichnen DNA, die alle Introne oder Exone enthält, die von Natur aus mit dieser DNA verbunden sind. Ein Beispiel für ein Gen ist die DNA, die für menschliches Preproinsulin und die nicht-translatierten und dazwischenliegenden Sequenzen codiert, die mit dieser DNA-Sequenz verbunden sind (Beil, G. et al., Nature, 284: 26-31 (1980)). Von einer genetischen Sequenz wird behauptet, daß sie von einer zweiten genetischen Sequenz abgeleitet ist, wenn sie entweder eine exakte Kopie der zweiten genetischen Sequenz ist, oder wenn sie das Ergebnis einer Änderung (d. h., Mutation, Insertion oder Deletion) der zweiten Sequenz ist. Von einer genetischen Sequenz wird behauptet, daß sie "exprimiert" ist, wenn das Gen in RNA transkribiert ist und die RNA in das Protein translatiert ist.
  • Das geklonte Gen, oder ein Fragment des geklonten Gens, wird durch eines von mehreren Verfahren, die in der Wissenschaft allgemein bekannt sind, erzeugt und gereinigt. So kann das geklonte Gen synthetisch oder durch Behandlung von mRNA, die aus der Transkription des Gens mit einer reversen Transkriptase abgeleitet ist, um eine cDNA- Version des Gens zu erzeugen, oder durch die direkte Isolierung des Gens von einer genomischen Bank oder anderen Quellen erzeugt werden.
  • Unabhängig davon, wie das geklonte Gen isoliert wird, wird es amplifiziert und von anderen möglicherweise verunreinigenden Molekülen gereinigt. Es kann jede DNA-Sequenz verwendet werden, wie das menschliche Proinsulingen, eine DNA-Sequenz, die für menschliches Insulin codiert, oder das Gen für menschliches Preproinsulin, vorzugsweise DNA von Plasmid pgHI 12,5, welches das menschliche Preproinsulingen enthält (Beil, G. et al.). Die Sequenz von Insulin, Preproinsulin und Proinuslin ist von Bell, G. et al. offenbart.
  • Befruchtete Mauseier zur Mikroinjektion werden in cumulus von den Eileitern weiblicher Mäuse gewonnen, die einige Stunden davor begattet wurden. Obwohl befruchtete Mauseier von Weibchen von den Mausstämmen C57BL/6J, SJL/Wt, C3H oder C57/SJL verwendet werden können, ist die Verwendung von befruchteten Eiern von den Eileitern von C57/C3H F1 Weibchen, die mit F1 Männchen gepaart wurden, bevorzugt. Befruchtete Eier in der pronuklearen Phase (d. h., in der Phase, in welcher die Vorkerne des Männchens und des Weibchens im Zytoplasma getrennt und voneinander unterscheidbar sind) werden von den Eileitern der schwangeren (C57/C3H) F1 Weibchen gesammelt. Die isolierten befruchteten Eier werden bei 37ºC in M16 Kulturmedium inkubiert (Whittingham, D. G., J. Reprod. Fertil. Suppl., 14: 7-21 (1971) und 2-4 Stunden bis zur Mikromanipulation gelagert. Die Manipulation der Pipetten zur Aufnahme des befruchteten Eis, so daß die Injektion geklonter DNA möglich ist, erfolgt unter Verwendung von Leitz Mikromanipulatoren und von mit Paraffinöl gefüllten Hamilton-Spritzen. Die Insulin-DNA-Quelle, die in diese Embryos injiziert werden soll, sollte sich in 0,5 mM Tris (pH = 8) 0,5 mM EDTA befinden. Ein kleiner Tropfen des Kulturmediums mit fünf oder sechs befruchteten Eiern wird auf einen Objektträger aufgebracht und mit Paraffinöl bedeckt. Zwischen 2 und 20 pl, aber vorzugsweise 5 pl entweder eines gereinigten Insulin-Genfragments oder eines kovalent geschlossenen Plasmids, welches die Insulin-Gensequenz enthält, werden in die Injektionspipette aufgezogen, die dann angrenzend zum Tropfen hin bewegt wird, der die befruchteten Eier enthält. Ein befruchtetes Ei wird auf der Haltepipette positioniert, so daß der männliche Vorkern neben der Injektionspipette liegt, für eine anschließende Injektion der Insulin-Genlösung in den Vorkern. Eine effektive Anzahl von Kopien der Insulin-Gensequenz, zwischen 600 und 20.000, aber vorzugsweise 1.000 Kopien der Insulin-Gensequenz werden in jedes befruchtete Ei injiziert. 60- 100 Eier werden pro Stunde injiziert.
  • Nach der Mikroinjektion in alle Vorkerne werden die befruchteten Eier von dem Mediumtropfen auf dem Objektträger entfernt und in Kulturröhrchen zur Präimplantationsentwicklung nach dem Verfahren von Wagner, T. E. et al. eingebracht. Nach 4 Stunden Kultur bei 37º in M16 Puffer werden 1 oder 2 befruchtete Eier in die Uteri von einen Tag pseudoschwangeren ICR-Ammen eingebracht und ausgetragen. Pseudoschwangere Mäuse werden durch Paarung von weiblichen Mäusen mit vasektomierten Männchen erhalten, wie von Hoppe, R. et al., Biol. Reprod. 8: 420-426 (1973) beschrieben ist. 10-30 Prozent der neugeborenen Säugetiere, die von diesen Ammen zur Welt gebracht werden, sind transgen (d. h., enthalten in ihren Chromosomen integrierte Sequenzen des geklonten Gens).
  • Das Vorhandensein dieser integrierten Sequenzen wird durch Mittel erfaßt, die in der Wissenschaft bekannt und für den Nachweis des spezifischen geklonten Gens geeignet sind. So wird für den Nachweis eines Gens, das ein Polypeptidprodukt exprimiert oder nicht exprimiert, eine Southern Hybridisierungsanalyse durchgeführt. Solche Techniken, wie auch jene, die für rekombinante DNA Manipulationen erforderlich sind, sind in Maniatis, T. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, NY, 1982, beschrieben, das in der Folge zum Zwecke der Bezugnahme zitiert wird. Geklonte Gene, deren Gegenwart durch die Erzeugung eines Polypeptids nachweisbar sein soll, wie Insulin, können durch Mittel nachgewiesen werden, die zur Unterscheidung des Produktes des geklonten Gens von jedem anderen endogenen Genprodukt imstande sind (die zum Beispiel imstande sind, menschliches Insulin vom Insulin der Maus zu unterscheiden), wie durch Radioimmunoassay, Enzymassay, oder durch andere Mittel, die in der Wissenschaft allgemein bekannt sind.
  • Obwohl jedes geeignete Mittel für den Nachweis der Expression des geklonten Gens in der transgenen Maus verwendet werden kann, ist die Verwendung eines Radioimmunoassays bevorzugt, wie des Human-C-Peptid-Radioimmunoassay-Testsatzes (im Handel von Behringwerke AG, Deutschland erhältlich), der für menschliches C-Peptid spezifisch ist, eine geringe oder keine Kreuzreaktivität mit Maus-C-Peptid zeigt, und daher zur Unterscheidung der Expression von menschlichem Insulin von endogenem Maus-Insulin geeignet ist.
  • Sobald eine transgene Maus identifiziert ist, wird die stabile Erhaltung und Übertragung des integrierten geklonten Gens dann durch klassische Mendelsche Experimente bestätigt, die in der Wissenschaft der Genetik allgemein bekannt sind. Von einer Maus wird behauptet, daß sie von einer anderen Maus abgeleitet ist, wenn die Mäuse genetisch nicht unterscheidbar sind, oder wenn eine der Mäuse ein Abkömmling der anderen ist. Von einer transgenen Maus wird behauptet, daß sie stabil eine geklonte Gensequenz enthält, oder stabil ein Genprodukt eines geklonten Gens exprimiert, wenn einige der F1 oder F2 Nachkommen der transgenen Maus die geklonte Gensequenz enthalten bzw. das Genprodukt eines geklonten Gens exprimieren, in einer Weise, die entweder im wesentlichen gleich jener der transgenen Maus ist, oder die im wesentlichen von jener eines nicht transgenen Säugetiers unterscheidbar ist.
  • Für gewöhnlich ist es wünschenswert, daß das geklonte menschliche Insulingen nur in bestimmten Geweben exprimiert wird, die jenen Geweben entsprechen, in welchen das geklonte menschliche Insulingen in seinem natürlichen Wirtsorganismus von Natur aus exprimiert wird. Für den Nachweis der Gewebespezifität ist es ausreichend, Teile verschiedener Gewebe der transgenen Maus zu analysieren, um zu bestimmen, ob diese Gewebe das geklonte Genprodukt exprimieren. Somit kann Protein, das von verschiedenen Geweben abgeleitet wird, durch den Radioimmunoassay oder durch andere Mittel auf die Gegenwart des geklonten Genprodukts untersucht werden. Als Alternative kann RNA aus mehreren Geweben hergestellt und durch Mittel, die in der Wissenschaft bekannt sind (Maniatis, T. et al.) an eine ³²P oder andersartig radiomarkierte (oder biotinylierte) nick-translatierte menschliche Insulin cDNA-Sonde hybridisiert werden.
  • Die Expression der geklonten menschlichen Insulin-Gensequenzen ist vorzugsweise in einer transgenen Maus durch dieselben Mechanismen "natürlich reguliert", wie bei deren natürlichem menschlichen Wirt.
  • Der Begriff "natürlich reguliert" bedeutet, daß das Gen in einer physiologisch geeigneten Weise reguliert ist. Somit kann die Expression des Gens nicht konstitutiv sein, sondern abhängig von den Anforderungen, Aktivitäten und Effektoren der transgenen Maus unterschiedlich sein. Die "natürliche Regulierung" erfordert, daß das geklonte menschliche Insulingen nicht in allen Geweben und Organen der Maus exprimiert wird, sondern nur in jenen Geweben und Organen, in welchen das geklonte Insulingen in seinem natürlichen Wirt exprimiert wurde. Ferner erfordert eine solche "natürliche Regulierung", daß die Insulin- Gensequenzen, ihre entsprechenden mRNA Transkripte und die aus diesen Transkripten erzeugten Proteine "natürlich verarbeitet" werden. Der Begriff "natürlich verarbeitet" beinhaltet Schritte wie die mRNA Transkription, das Spleißen und die proteolytische Spaltung von Proteinvorläufermolekülen (wie Preproinsulin oder Proinsulin). Zusätzlich verursacht die "natürliche Regulierung" einen Spiegel der Insulin-Genexpression, der innerhalb eines normalerweise vorgefundenen physiologischen Bereichs und nicht in einem anormalen Bereich liegt. Der physiologisch normale Bereich einer Insulinkonzentration in einer Maus ist 0- 100 uU/ml. Somit wäre die Expression des menschlichen Preproinsulingens in einer transgenen Maus "natürlich reguliert", wenn (1) die Expression nur in den Inselzellen der Pankreas der Maus aufträte, (2) das erzeugte Preproinsulin auf natürliche Weise zu Proinsulin verarbeitet würde und das natürlich erzeugte Proinsulin auf natürliche Weise zu Insulin weiterverarbeitet würde, dieses auf natürliche Weise in das Kreislaufsystem der Maus sezerniert würde, (3) die Menge an erzeugtem Preproinsulin, Proinsulin und Insulin innerhalb eines normalen physiologischen Bereichs läge, (4) die Gegenwart von Affektoren der Insulinexpression (wie Glucose oder Aminosäuren) eine Veränderung in der Menge und Konzentration von menschlichem Preproinsulin, Proinsulin und Insulin bewirkte, die im wesentlichen mit jener identisch ist, in welcher sich Preproinsulin, Proinsulin und Insulin der Maus in der Maus verändern, oder menschliches Preproinsulin, Proinsulin und Insulin sich in Menschen verändern würden.
  • Transgene Mäuse, die menschliches Insulinhormon erzeugen, sind insbesondere für die pharmazeutische Industrie nützlich. Solche Mäuse stellen erstmals ein in vivo, nichtmenschliches Tiermodell zur Bewertung der Wirkung eines Heilmittels oder anderen Mittels auf menschliche Insulinwerte bereit. Gegenwärtig verlangt jede Bemühung, eine solche Bewertung durchzuführen, Freiwillige oder Patienten. Die ethischen Einschränkungen, die bei der Forschung mit menschlichen Probanden gelten, grenzen die Art und den Umfang der Untersuchungen der Wechselwirkungen zwischen menschlichem Insulin und therapeutischem Mittel deutlich ein.
  • In exakt analoger Weise könnten die pharmakologischen Wirkungen, der therapeutische Wert und die medizinische Bedeutung eines Mittels durch Verabreichung des Mittels an irgendein transgenes Säugetier und Auswertung der möglichen Wirkung des Mittels auf die Expression und den Spiegel irgendeines menschlichen Hormons oder Analogons davon, das von dem transgenen Säugetier erzeugt wird, bestimmt werden. Wenn somit zum Beispiel ein transgenes Säugetier erzeugt wird, das heterologes Protein vorwiegend in seinem Plexus choroideus erzeugt (wie bei Swift, G. M. et al.), könnten die Wirkungen der Mittel auf den Plexus choroideus oder die Fähigkeit der Mittel, in den Plexus choroideus einzudringen, durch Untersuchung der Expression des heterologen Proteins bewertet werden. Somit offenbart die vorliegende Erfindung die Nützlichkeit transgener Säugetiere und insbesondere transgener Mäuse in der allgemeinen Untersuchung der Pharmakologie menschlicher Hormone.
  • Die Möglichkeit, eine transgene Maus zu erzeugen, die ein Analogon eines menschlichen Hormons exprimiert, ermöglicht Untersuchungen der Struktur und Funktion des Hormons. Früher war die Durchführung solcher Studien schwierig wegen der Seltenheit von Individuen, die solche Analoga produzieren und weil die Hormonmenge, die in solchen Subjekten oder Patienten erzeugt wird, äußerst begrenzt ist. Im Gegensatz dazu wird durch die Möglichkeit, transgene Mäuse zu erzeugen, die Analoga des menschlichen Insulins exprimieren, die Reinigung und Charakterisierung solcher Analoga möglich. Die verfügbare Menge der natürlichen Analoga wäre nur durch die Größe der Mauskolonie begrenzt, die in der Untersuchung verwendet wird. Ferner stellt die Möglichkeit, Insulin-Gensequenzen in vitro zu manipulieren und diese Sequenzen wieder in eine Maus zu überführen, wodurch eine transgene Maus erzeugt wird, die ein neuartiges Insulinhormon erzeugt, ein außergewöhnliches Werkzeug zur Untersuchung des Verhältnisses zwischen Hormonstruktur und -funktion dar.
  • Ein E. coli-Stamm, der Plasmid pgHI 12,5 enthält, ist von Bell, G. I. et al. beschrieben.
  • Nachdem diese Erfindung nun allgemein beschrieben wurde, wird diese mit Bezugnahme auf gewisse spezifische Beispiele verständlicher, die hierin nur zum Zwecke der Veranschaulichung enthalten sind und die Erfindung nicht einschränken sollen, wenn nicht anderes angegeben ist.
  • REFERENZBEISPIEL I Herstellung des geklonten Insulinfragments
  • Insulin mRNA wurde aus pankreatischen Zellen isoliert und zur Erzeugung einer cDNA Sonde verwendet (Lawn, R. M. et al.; Bell, G. I. et al.). Eine menschliche Genbank in Bakteriophage Lambda Charon 4A wurde in Gegenwart der cDNA Sonde inkubiert. Zwei von etwa 10&sup6; Phagen hybridisierten mit der Sonde. Einer dieser Klone enthielt ein 12,5 kb EcoRI Fragment, das die vollständige Nucleotidsequenz des geklonten menschlichen Preproinsulin- Gens enthielt. Dieses 12,5 kb-Fragment wurde in Plasmid pBR322 subgeklont und als pgHI 12,5 bezeichnet, das in das Bakterium E. coli, Stamm DKI, eingeführt und dadurch amplifiziert wurde. Nach der Amplifizierung wurde das 12,5 kb Fragment aus dem Plasmid ausgeschnitten und gereinigt. Etwa 1.000 Kopien dieses Fragments wurden in den männlichen Vorkern von einzelligen Mausembryos mikroinjiziert, die dann in pseudoschwangere Ammen für eine Schwangerschaft übertragen wurden. Von 46 Mäusen, die nach einer Serie von Injektionen geboren wurden, enthielten 3 (etwa 7%) menschliche Insulin-Gensequenzen, die durch Southern Hybridisierungsanalyse nachgewiesen wurde. Es zeigte sich, daß eine Maus, ein Männchen, 5 bis 10 Kopien des menschlichen Insulin-Genfragments pro haploidem Genom enthielt, und diese wurde näher charakterisiert. Diese Maus wurde zur Erzeugung einer Kolonie von mehreren hundert Nachkommen gezüchtet, und es zeigte sich, daß die menschlichen Insulin-Gensequenzen nach den Mendelschen Regeln übertragen wurden, wobei etwa 50% sowohl der F1 als auch F2 Nachkommen das injizierte DNA-Fragment erbten. Maus Nr. 16, die sich als transgene, menschliches Insulin produzierende Maus erwies, wurde mit einer weiblichen Maus von Stamm B6C3F1 gezüchtet, um Mausnachkommen zu erzeugen. Durch Testung dieser Mäuse auf die Erzeugung von menschlichem Insulin und selektive Paarung von menschliches Insulin produzierenden Geschwistern wurde eine Kolonie homozygoter, menschliches Insulin produzierender Mäuse erhalten. Die homozygoten, menschliches Insulin produzierenden Mäuse wurden als B6C3F1/Huming bezeichnet.
  • Die Charakterisierung der transgenen Mäuse ist in Fig. 1A dargestellt. Chromosomale DNA von mehreren Mäusen wurde getestet um festzustellen, ob die Mäuse menschliche Insulin-DNA-Sequenzen trugen. DNA-Proben wurden mit PvuII aufgeschlossen und durch eine Southern-Hybridisierungsanalyse (Maniatis, T. et al.) unter Verwendung eines radiomarkierten 1.594 bp PvuII-Fragments (das in dem 12,5 kb menschlichem Insulin-DNA- Fragment enthalten war) als Sonde analysiert. Die Bahnen 1, 2 und 5 zeigen eine Hybridisierung zwischen der Sonde und genomischen Sequenzen transgener Mäuse. Bahn 3 zeigt das Fehlen einer Hybridisierung zwischen der Sonde und genomischen Sequenzen einer nichttransgenen Geschwistermaus. Bahn 4 zeigt die Hybridisierung zwischen der Sonde und genomischer DNA einer menschlichen Kontrolle. Für die Southern-Blot-Analyse wurden 8 ug der gesamten genomischen DNA für jede Maus mit PvuII aufgeschlossen, einer Elektrophorese auf einem 0,9% Agarosegel unterzogen und auf Nitrozellulose übertragen. Das Filter wurde dann über Nacht vorhybridisiert, an eine 32P-markierte genomische menschliche Insulinsonde hybridisiert, gewaschen und einem Röntgenfilm ausgesetzt. Die genomische Insulinsonde war ein Fragment, das sich von einer BgIII-Stelle bei -169 in bezug auf die transkriptionale Anfangsstelle des menschlichen Insulingens zu einer Aval-Stelle bei +644 erstreckte. Zusätzlich zu Promotorsequenzen enthielt dieses Fragment die erste dazwischenliegende Sequenz, das erste Exon (einschließlich Sequenzen, die für das Signalpeptid, B-Peptid und einen Teil des C-Peptids codierten), und einen Teil der zweiten dazwischenliegenden Sequenz. Die genomische menschliche Insulinsonde zeigte eine beschränkte Kreuzhybridisierung mit den endogenen Maus-Insulingenen.
  • REFERENZBEISPIEL II Bestätigung der Expression des geklonten menschlichen Insulinhormongens in der Maus
  • Die Gegenwart von DNA, die menschliche Insulin-Gensequenzen enthält, wurde in der Maus B6C3F1/Huming durch die Verwendung der Southern-Hybridisierungsanalyse nachgewiesen. Zur Bestimmung der Gewebsspezifität der menschlichen Insulingenexpression in transgenen Mäusen wurden sowohl RNA Analysen als auch Funktionsstudien der pankreatischen Inseln durchgeführt. Die vollständige RNA von mehreren Geweben wurde von transgenen Mäusen und nicht transgenen Geschwistern hergestellt. Diese RNA wurde durch Elektrophorese auf 1,2% Agarose-Formaldehyd-Gelen getrennt, auf Nitrozellulose übertragen, und an eine ³²p-markierte, nick-translatierte, menschliche Insulin-cDNA-Sonde hybridisiert. Die Ergebnisse dieses Experiments sind in Fig. 1B dargestellt (Bahn 1, RNA von der Leber einer nicht transgenen Maus; Bahn 2, RNA von der Pankreas einer nicht-transgenen Maus; Bahn 3 RNA von der Leber einer transgenen Maus; Bahn 4, RNA von der Pankreas einer transgenen Maus). Obwohl pankreatische RNA sowohl von transgenen als auch von Kontrollmäusen an die menschliche Insulin-cDNA-Sonde hybridisierten, zeigten die RNAs von transgenen und Kontroll-Leber, Milz, Gehirn, Niere, Herz, Darm, Lunge und Muskel keine Hybridisierung. Weder die Maus-Insulin-cDNA noch die Gensequenzen wurden bestimmt, aber da die Kodierungsregionen der Ratten- und menschlichen Insulin-mRNAs eine Sequenzhomologie von 81% haben (Bell, G. I. et al.), wurde erwartet, daß pankreatische RNAs sowohl der transgenen als auch Kontrolltiere an die menschliche Sonde hybridisieren. Diese Ergebnisse zeigen, daß das menschliche Insulingen nur in der Pankreas der transgenen Maus vom Stamm B6C3F1/Huming exprimiert wurde, und in keinem der anderen untersuchten Gewebe. Da keine transgenen Gewebe außer der Pankreas eine Expression nachweisbarer Werte der Insulin-RNA zeigten, wurde die Insulinexpression sowohl in der transgenen als auch Kontroll-Pankreas untersucht, um festzustellen, ob die transgene Pankreas ein Expressionsort von menschlichem Insulin ist. Pankreatische Inseln von sechs transgenen und sechs Kontrollmäusen wurden durch Collagenase-Auschluß isoliert (Lacy et al., Diabetes 16: 35- 39 (1967)) und in Gruppen von etwa 80-100 Inselzellen/Gewebekulturvertiefung gezüchtet.
  • Am folgenden Tag wurden Teilmengen der Medien entnommen und menschliche C- Peptidspiegel gemessen. Die Proben von den Gewebekulturvertiefungen, die Inselzellen der Pankreas transgener Mäuse enthielten, enthielten 250-650 ng/ml menschliches C-Peptid, aber die Gewebekulturvertiefungen, die Inselzellen der Pankreas von Kontrollmäusen enthielten, enthielten kein nachweisbares menschliches C-Peptid. Die kultivierten transgenen Inselzellen exprimierten noch einige Tage menschliches C-Peptid. Nach diesen Experimenten wurde die endokrine Pankreas als der Hauptort der menschlichen Insulinexpression in transgenen Mäusen des Stammes B6C3F1/Huming bestimmt.
  • Transgene und Kontroll-Pankreaten wurden unter Verwendung eines Meerschweinchen-Anti-Schwein Insulinantikörpers und eines Ziegen-Anti-Mensch C-Peptid-Antikörpers mit Immunoperoxidase gefärbt. Der Anti-Schwein Insulinantikörper kreuzreagiert sowohl mit menschlichem als auch mit Maus-Insulin, und Inselzellen von sowohl transgenen als auch von Kontrollmäusen werden gefärbt. Die Größe, Verteilung und Anzahl von Inseln war im wesentlichen bei den transgenen und Kontrollmäusen dieselbe. Von Bedeutung ist, daß nur die Inselzellen transgener Mäuse und nicht die Inselzellen von Kontrollmäusen unter Verwendung eines Anti-Mensch-C-Peptid-Antikörpers gefärbt wurden. Dies wiederspiegelt die Tatsache, daß der Anti-Mensch-C-Peptid-Antikörper geringe oder keine Kreuzreaktivität mit dem Maus C-Peptid zeigt. Die immunhistochemischen Daten stimmten mit der Northern Analyse und den zuvor angeführten Studien der Inselfunktion überein, und zeigten, daß die Inselzellen transgener Mäuse vom Stamm B6C3F1/Huming menschliches Insulin spezifisch exprimierten.
  • REFERENZBEISPIEL III Studien der physiologischen Regulierung von Glucose- und menschlichen Insulinspiegeln in transgenen Mäusen
  • Glucose- und menschliche C-Peptid-Spiegel in transgenen Mäusen vom Stamm B6C3F1/Huming wurden unter verschiedenen physiologischen Bedingungen untersucht um festzustellen, ob die normale Glucose-Homöostase erhalten bleibt, und ob die Expression des menschlichen Insulingens in diesen Mäusen richtig reguliert ist. Zur Untersuchung der Blutglucoseregulierung wurden Glucose-Toleranztests durchgeführt. Transgene Nachkommen der Maus #16 und nicht-transgene Geschwister wurden über Nacht fasten gelassen, erhielten eine intraperitoneale Injektion von Glucose (1 mg/gm Körpergewicht), und es wurden zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Injektion Blutproben zur Bestimmung der SerumOglucosespiegel genommen. Die Glucose - Toleranzkurve von den transgenen Mäusen ist ähnlich jener von den Kontrollmäusen (Fig. 2). (Jede Maus wurde willkürlich zur Serumprobennahme zu einem der folgenden Zeitpunkte nach der Infektion ausgewählt: 5, 10, 20, 30, 45, 60 oder 90 Minuten, dargestellt durch eine Vollinie. Vier Mäuse erhielten keine Glucose und es wurden Blutproben zur Bestimmung der Serumglucosewerte während des Fastens (gestrichelte Linie) genommen. Die menschlichen C-Peptidspiegel in den Seren dieser Mäuse wurden unter Verwendung eines im Handel erhältlichen Testsatzes (Behringwerke AG, Deutschland) unter den vom Hersteller empfohlenen Bedingungen gemessen. Menschliche Serum-C-Peptidspiegel dieser transgenen Mäuse sind in Fig. 3 durch eine Vollinie dargestellt, jene der Kontrollmäuse sind durch eine gestrichelte Linie dargestellt). Von besonderer Bedeutung ist, daß die Glucosespiegel während des Fastens und bei Maximalsimulation wie auch die Kinetik der Rückkehr zu basalen Glucosespiegeln bei den transgenen und den Kontrolltieren ähnlich sind. Zusätzlich erhöhte die intravenöse Verabreichung von Glucagon die Serumglucosespiegel um etwa 50% innerhalb von 15 Minuten sowohl bei den transgenen als auch bei den Kontrollmäusen. Insgesamt legen diese Ergebnisse nahe, daß die Serumglucosespiegel in transgenen Mäusen passend moduliert sind. Das Gewicht der transgenen Mäuse, die Wachstumsraten, das Freßverhalten, die Fortpflanzungsfähigkeit, und die Langlebigkeit erschienen normal.
  • Die Rolle des menschlichen Insulins in der Regulierung von Blutglucosespiegeln in transgenen Mäusen wurde durch Durchführung eines Glucose-Toleranztests an transgenen und an Kontrollmäusen untersucht (Fig. 4). In den Seren von hungernden transgenen Mäusen war kein menschliches C-Peptid nachweisbar. Innerhalb von 10 Minuten nach der intraperitonealen Verabreichung von Glucose erscheint jedoch menschliches C-Peptid im Serum, und Höchstwerte werden noch etwa 20 Minuten erhalten. 45 Minuten nach der Glucoseinjektion fielen die menschlichen C-Peptidspiegel auf Werte, die sich dem Vorstimulations- oder Basalspiegel näherten. Dieses Muster der menschlichen C-Peptidexpression korrelierte eng mit den zuvor beschriebenen Glucose-Toleranzkurven und zeigte, daß in transgenen Mäusen des Stammes B6C3F1/Huming die menschlichen Seruminsulinspiegel durch Glucose passend reguliert wurden. Zusätzlich glichen diese Daten den Glucose-Toleranzergebnissen, die zuvor sowohl für Mäuse als auch Menschen berichtet wurden (Larkins, Diabetes 22: 251-255 (1973); Rubenstein in Endocrinology, Band II (Hrsg. DeGroot et al.) 951-957 (Grune und Stratton, erschienen 1979)). Die Kontrollmäuse exprimierten kein nachweisbares menschliches C-Peptid, was darauf hinweist, daß das menschliche Gen die Quelle des menschlichen C- Peptids in den transgenen Mäusen sein muß.
  • Insulin wird durch mehrere andere Faktoren reguliert, einschließlich Aminosäuren und gewisse pharmakologische Mittel. Ein intravenöser Aminosäure-Infusionstest wurde bei hungernden transgenen und Kontrollmäusen durchgeführt und menschliche C-Peptidspiegel wurden im Serum bestimmt. Höchstwerte des menschlichen C-Peptids wurden innerhalb von 5 Minuten nach der Aminosäureinfusion beobachtet und nahmen in den folgenden 40 Minuten allmählich ab. Transgene Mäuse vom Stamm B6C3F1/Huming und Kontrollmäuse wurden über Nacht fasten gelassen, erhielten eine Infusion mit 0,5 mg Arginin und 0,5 mg Leucin und zu den angegebenen Zeitpunkten wurden Blutproben zur Bestimmung des menschlichen C-Peptids genommen. Die Ergebnisse dieses Experiments sind in Fig. 4 dargestellt. Jeder Zeitpunkt stellt den Durchschnitt von Werten von vier Tieren dar. Die Vollinien zeigen Daten von transgenen Mäusen; die gestrichelten Linien zeigen Daten von Kontrollmäusen. Ebenso sprachen die menschlichen C-Peptid Serumspiegel auf Tolbutamid an, ein Sulfonylharnstoffderivat, von dem bekannt ist, daß es die Insulinfreisetzung fördert (Ganda, O. P. et alt, Diabetes 24: 354-361 (1975)). Transgene und Kontrollmäuse wurden über Nacht fasten gelassen, erhielten eine Infusion mit 0,5 mg Tolbutamid (The Upjohn Company, Michigan), und zu den angegebenen Zeitpunkten wurden Blutproben zur Bestimmung des menschlichen C- Peptids genommen (Fig. 5). Jeder Zeitpunkt stellt den Durchschnitt der Werte von zwei Tieren dar. Daten von transgenen Mäusen sind durch Vollinien dargestellt; Daten von Kontrollmäusen sind durch gestrichelte Linien dargestellt.
  • Tolbutamid wurde klinisch zur Diagnose von Insulinomen verwendet, da in normalen Subjekten Seruminsulin- (oder C-Peptid-) Spiegel rasch von ihrem durch Tolbutamid induzierten Höchstwert auf den Normalwert zurückkehren, aber bei Insulinom-Patienten erhöhte Insulinspiegel bestehen bleiben (Fajans, S. S. et al., J. Lab. Clin. Med. 54: 811 (1959)). Innerhalb von 20 Minuten nach der intravenösen Tolbutamid-Verabreichung erreichten die Serumspiegel von menschlichem C-Peptid ihren Höchstwert, worauf eine rasche Abnahme in den nächsten 10 Minuten folgte.
  • Die Tatsache, daß transgene Mäuse vom Stamm B6C3F1/Huming rasch wieder die Basalserumspiegel von menschlichem C-Peptid erreichten, bekräftigt die Schlußfolgerung, daß ihre Insulinexpression streng reguliert ist. Die Tolbutamid-Ergebnisse, die oben angeführt sind, haben signifikante Auswirkungen für Insulin-Pharmakologen. Heilmittel, von welchen vermutet wird, daß sie die menschliche Insulinsynthese, Sekretion, Wirkung oder Clearance beeinflussen, können nun in einem in vivo Tiersystem getestet werden. Die in vivo Wirkungen verschiedener pharmakologischer Mittel auf die menschliche Genexpression und Proteinfunktion können nun in einer nicht menschlichen Umgebung bewertet werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Beurteilung der Wirkung eines Mittels auf die Expression oder den Spiegel eines menschlichen Hormons oder eines Analogons davon, welches durch ein Transgen codiert ist, wobei die Stärke der Expression des menschlichen Hormons oder eines Analagons davon sich innerhalb eines normalerweise vorzufindenden physiologischen Bereiches bewegt, welches Verfahren beinhaltet:
(a) Verabreichung des Mittels an ein nicht-menschliches transgenes Säugetier, dessen Zellen das Transgen enthalten, das für das menschliche Hormon oder eines Analogons davon codiert;
(b) Untersuchung der Wirkung des Mittels auf die Expression oder den Spiegel des menschlichen Hormons oder eines Analogons davon durch Beobachtung der Expression oder des Spiegels im Tier;
wobei das menschliche Hormon oder Analogon davon nicht Preproinsulin, Proinsulin oder Insulin ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mittel ein Heilmittel ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das nicht-menschliche transgene Säugetier ein Nagetier ist.
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