JP2002000122A - Human lpl transduced transgenic rabbit - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒトリポ蛋白リパ
ーゼ(LPL)を発現することができるトランスジェニ
ックウサギ、より詳しくは、ヒトLPL遺伝子が導入さ
れ、ヒトLPLを発現することができる、高脂血症及び
動脈硬化研究に有用なトランスジェニックウサギに関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a transgenic rabbit capable of expressing human lipoprotein lipase (LPL), and more particularly, to a hyperlipidemia capable of expressing human LPL into which a human LPL gene has been introduced. Transgenic rabbits useful for the study of disease and atherosclerosis.
【0002】[0002]
【従来の技術】動脈硬化とその合併症は日本を含め先進
工業国における死亡原因の約半数を占め、人口の高齢化
が加速される中にあって、今や医学領域のみならず社会
経済的にも最も重要な課題となっている。この動脈硬化
の原因ならびに発生病理について多くの仮説が提唱され
てきたが、現在のところ、動脈硬化の原因(危険因子)は
多元的で、遺伝的並びに環境的因子の単独もしくは複合
作用により発症すると考えられている。多くの危険因子
の中にあって、最も注目されているものとしてリポ蛋白
代謝における遺伝的素因と食事性高脂血症が挙げられ
る。2. Description of the Related Art Atherosclerosis and its complications account for about half of the causes of death in industrialized nations including Japan, and as the population ages, the socio-economic situation is now increasing. Is also the most important issue. Many hypotheses have been proposed for the cause and pathogenesis of this arteriosclerosis, but at present, the causes (risk factors) of arteriosclerosis are multiple, and if they are caused by genetic or environmental factors alone or in combination. It is considered. Among the many risk factors, the most prominent are genetic predisposition to lipoprotein metabolism and dietary hyperlipidemia.
【0003】コレステロール、中性脂肪(トリグリセリ
ド)、リン脂質などの脂質とアポリポタンパク質が会合
した、脂質とタンパク質の複合体である血中リポ蛋白質
の代謝は、食事由来の脂質を処理する外因性経路と、肝
臓で合成された脂質を代謝する内因性経路を通じて行わ
れるが、そのいずれの場合においてもリポ蛋白は血中に
あって酵素による作用を受けている。なかでも、多様な
組織、主に筋肉及び脂肪の実質組織で分泌される糖蛋白
であるリポ蛋白リパーゼ(LPL)は、血管内皮細胞に
結合して血中の中性脂肪に富むリポ蛋白であるカイロミ
クロンや超低比重リポ蛋白(VLDL)のトリグリセリ
ド(TG)の加水分解を支配している。さらにまた、レ
ムナントリポ蛋白や高比重リポ蛋白(HDL)の代謝へ
の関与も想定されている。そのとき遊離された脂肪酸は
アルブミンと結合し、実質細胞へと転送され、エネルギ
ー源として使用されるかあるいは蓄積される。[0003] The metabolism of blood lipoprotein, which is a complex of lipid and protein, in which lipids such as cholesterol, neutral fat (triglyceride), and phospholipid are associated with apolipoprotein, is an extrinsic pathway for processing dietary lipid. Lipoproteins are found in the blood and are affected by enzymes in both cases through an endogenous pathway that metabolizes lipids synthesized in the liver. Among them, lipoprotein lipase (LPL), which is a glycoprotein secreted by various tissues, mainly muscle and parenchymal tissues of fat, is a lipoprotein rich in neutral fat in blood by binding to vascular endothelial cells. It governs the hydrolysis of chylomicrons and triglyceride (TG) of very low density lipoprotein (VLDL). Furthermore, involvement in the metabolism of remnant lipoprotein and high density lipoprotein (HDL) is also assumed. The fatty acids released then bind to the albumin and are transferred to the parenchymal cells where they are used as an energy source or stored.
【0004】また、LPL(特に動脈壁に浸潤したマク
ロファージから分泌されるLPL)はリポ蛋白の細胞表
面受容体への結合に関与しており、動脈硬化の発生にも
何らかの役割を果たしていると推定されている。血中コ
レステロール及びトリグリセリドの沈着を動脈壁で増加
させる、動脈のレムナントリポ蛋白の形成をLPLが促
進することから、LPLが動脈硬化において重要な役割
を果たすことをZilversmitが最初に提唱した。Lindqvist
らは、高トリグリセリドリポ蛋白のLPLによる加水分
解が、マクロファージがリポ蛋白を取り込む上で重要で
あることを示した。さらに、LPLは細胞表面の硫酸ヘパ
ランプロテオグリカンと結合してリポ蛋白微粒子の細胞
の取り込みを増加させる可能性もある(Arterioscler T
hromb Vasc Biol 1995;15:551-561)。動脈硬化病変に
おけるLPLの存在から、動脈硬化病巣に対するLPL
の関与が推測されている(Acta Histochem Cytochem 19
98;31:485-492、J Lipid Res 1987;28:437-445、J Clin
Invest 1993;92:1759-1765、J Clin Invest 1992;89:1
544-1550、Proc Natl Acad Sci USA 1991;88:10143-101
47)。[0004] LPL (particularly LPL secreted from macrophages infiltrating the arterial wall) is involved in the binding of lipoprotein to cell surface receptors, and is presumed to play a role in the development of arteriosclerosis. Have been. Zilversmit first proposed that LPL plays an important role in arteriosclerosis because LPL promotes the formation of arterial remnant lipoproteins, which increase the deposition of blood cholesterol and triglycerides in the arterial wall. Lindqvist
Have shown that LPL hydrolysis of high triglyceride lipoproteins is important for macrophages to take up lipoproteins. In addition, LPL may bind to cell surface heparin proteoglycan sulfate and increase cellular uptake of lipoprotein microparticles (Arterioscler T
hromb Vasc Biol 1995; 15: 551-561). Because of the presence of LPL in atherosclerotic lesions,
Has been speculated (Acta Histochem Cytochem 19
98; 31: 485-492, J Lipid Res 1987; 28: 437-445, J Clin
Invest 1993; 92: 1759-1765, J Clin Invest 1992; 89: 1
544-1550, Proc Natl Acad Sci USA 1991; 88: 10143-101
47).
【0005】LPLの機能を研究するため、5つのグル
ープがヒトLPLを発現するトランスジェニックマウス
の作製を行い、そのうちの3グループは全身的にLPL
を発現するトランスジェニックマウスを作製し(J Biol
Chem 1994;269:11417-11424、J Biol Chem 1993;268:1
7924-17929、J Biol Chem 1994;269:18757-18766)、2
グループは特定の筋肉でLPLを発現するトランスジェ
ニックマウスを作製している(Am J Physiol 1997;273:
R683-R689、J Clin Invest 1995;96:976-986)。また、
Shimadaらは、低密度リポ蛋白(LDL)受容体が欠損
した条件で、トランスジェニックマウスにおけるヒトL
PLの過剰発現が食事性動脈硬化を減少させたことを明
らかにし、LPLが食事性動脈硬化に対し保護的役割を
果たすことを推測している。[0005] To study the function of LPL, five groups have made transgenic mice expressing human LPL, and three of them have systematically produced LPL.
Of transgenic mice expressing E. coli (J Biol
Chem 1994; 269: 11417-11424, J Biol Chem 1993; 268: 1
7924-17929, J Biol Chem 1994; 269: 18757-18766), 2
The group has produced transgenic mice that express LPL in specific muscles (Am J Physiol 1997; 273:
R683-R689, J Clin Invest 1995; 96: 976-986). Also,
Shimada et al. Reported that human L-transgenic mice lack human low-density lipoprotein (LDL) receptors.
We show that PL overexpression reduced dietary atherosclerosis, speculating that LPL plays a protective role against dietary atherosclerosis.
【0006】マウスは小型動物であり、また、脂質代謝
においてヒトと比べいくつかの異なる点が指摘されてい
る。マウスではヒトと違ってコレステロールエステル転
送蛋白(CETP)の活性が低いため血清の主要なリポ
蛋白は高密度リポ蛋白(HDL)である。また、カイロ
ミクロンの構成成分であるアポ蛋白B48はヒトやウサ
ギの場合は小腸のみで合成されるが、マウスでは肝臓に
おいても産生されている。さらに、レムナントやHDL
の代謝において重要な酵素である肝リパーゼの局在パタ
ーンにも差があり、ヒトとウサギでは肝細胞や内皮細胞
表面糖蛋白と結合しているのが、マウスでは70%以上
の肝リパーゼが細胞表面に結合せずに血中に放出され遊
離状態となっている。こうした特徴を背景にマウスでは
一般的にコレステロール添加食を投与しても血清コレス
テロール値の上昇はもちろん動脈硬化病変も起こりにく
い。さらに、マウスは体が小さいために大動脈において
さえ動脈硬化病変の病理学的観察或いは定量的分析が非
常に困難である。それに対し、ウサギのリポ蛋白構成画
分はヒトと同様であり、またコレステロールに敏感で短
期間で動脈硬化を起こす。これらの理由から、ヒト肝リ
パーゼ(Fan et al., Proc.Natl.Acad.Sci. USA 1994;9
1:8724-8728)、アポリポ蛋白B−100(Fan et al.,
Arterioscl.Thromb.Vasc.Biol. 1995;15:1889-1899)、
アポBmRNAエディティング蛋白(Proc Natl Acad S
ci USA 1995;92:8483-8487)、アポE(Arterioscler T
hromb Vasc Biol 1998;15:1889-1899)、レシチン-コレ
ステロールアシルトランスフェラーゼ(J Biol Chem 19
96;271:4396-4402)及びアポA−I(Arterioscler Thr
omb Vasc Biol 1996;16:1424-1429)などの幾つかのト
ランスジェニックウサギ・モデルが作製されている。[0006] Mice are small animals, and some differences in lipid metabolism from humans have been pointed out. The major lipoprotein in serum is high-density lipoprotein (HDL) because the activity of cholesterol ester transfer protein (CETP) is lower in mice than in humans. Apoprotein B48, a constituent of chylomicron, is synthesized only in the small intestine in humans and rabbits, but is also produced in liver in mice. In addition, remnants and HDL
There is also a difference in the localization pattern of hepatic lipase, which is an important enzyme in the metabolism of hepatocytes. Humans and rabbits bind to hepatocytes and endothelial cell surface glycoproteins. It is released into the blood without binding to the surface and is in a free state. Against this background, administration of a cholesterol-supplemented diet in mice is generally not likely to cause an increase in serum cholesterol levels, as well as an atherosclerotic lesion. Furthermore, the small size of the mouse makes it very difficult to observe or quantitatively analyze atherosclerotic lesions even in the aorta. In contrast, rabbit lipoprotein constituent fractions are similar to humans and are sensitive to cholesterol and cause arteriosclerosis in a short period of time. For these reasons, human liver lipase (Fan et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1994; 9
1: 8724-8728), apolipoprotein B-100 (Fan et al.,
Arterioscl.Thromb.Vasc.Biol. 1995; 15: 1889-1899),
Apo B mRNA editing protein (Proc Natl Acad S
ci USA 1995; 92: 8483-8487), Apo E (Arterioscler T
hromb Vasc Biol 1998; 15: 1889-1899), lecithin-cholesterol acyltransferase (J Biol Chem 19
96; 271: 4396-4402) and ApoA-I (Arterioscler Thr)
A number of transgenic rabbit models have been generated, such as omb Vasc Biol 1996; 16: 1424-1429).
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、LPLが具体
的にどのように動脈硬化に関与しているのかについては
未だ不明な点が多く、特に動脈硬化病巣に浸潤したマク
ロファージ由来の泡沫細胞から分泌されるLPLの役割
については全く不明であるばかりか、既存の動物モデル
では解析が不可能である。そこで本発明者らは、動脈硬
化症及びリポ蛋白代謝におけるLPLの役割を解明する
ための研究用モデルを開発することを目的として、ヒト
LPLを発現するトランスジェニックウサギの作製を試
みた。本発明の課題は、コレステロール添加食に敏感で
数ヶ月で動脈硬化を発生しやすいウサギにヒトLPL遺
伝子を導入することにより、ヒトLPLを過剰発現する
ことができる、脂質代謝異常、特に高脂血症及び動脈硬
化研究用モデルトランスジェニックウサギを提供するこ
とにある。However, there are still many unclear points as to how LPL is specifically involved in atherosclerosis, and particularly secretion from macrophage-derived foam cells infiltrating atherosclerotic lesions. The role of LPL is completely unknown, and it is impossible to analyze it with existing animal models. Therefore, the present inventors have attempted to produce a transgenic rabbit expressing human LPL with the aim of developing a research model for elucidating the role of LPL in arteriosclerosis and lipoprotein metabolism. An object of the present invention is to introduce a human LPL gene into rabbits that are susceptible to a cholesterol-added diet and easily develop arteriosclerosis in a few months, whereby human LPL can be overexpressed, resulting in abnormal lipid metabolism, particularly hyperlipidemia. To provide a model transgenic rabbit for the study of atherosclerosis and atherosclerosis.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】トランスジェニックウサ
ギの作製は、トランスジェニックマウスの作製に比べて
高レベルの技術と飼育環境が必要であり、例えこれらの
条件が整ったとしてもマウスに比較すると成功率が低く
陽性トランスジェニックウサギの割合が極めて低いのが
現状である。特に高純度で発現効率の高いDNA構築物
の作製、ホルモン投与等による採卵技術や高い確率で妊
娠をさせる技術、或いは遺伝子を注入した胚の分裂能力
の向上などの基本的技術を整備するには特別の工夫と技
術の開発が必要である。そこで本発明者らは、多数のウ
サギを用いて本発明者らが開発してきたトランスジェニ
ックウサギ作製技術(Fan et al., Pathology Internat
ional 1999;49:583-594)を駆使してトランスジェニッ
クウサギを作製し、導入遺伝子の存在およびその発現を
それぞれサザンブロット法、ノーザンブロット法で確認
し、ヒトLPLを過剰発現するモデルトランスジェニッ
クウサギを樹立できることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。Means for Solving the Problems The production of transgenic rabbits requires a higher level of technology and breeding environment than the production of transgenic mice, and even if these conditions are established, it is more successful than mice. At present, the percentage of positive transgenic rabbits is very low. Specially, it is necessary to develop basic technologies such as production of DNA constructs with high purity and high expression efficiency, egg collection technology by hormone administration, etc., technology to make pregnancy with high probability, or improvement of division ability of embryos injected with genes. Ingenuity and technology development are required. Therefore, the present inventors have developed a transgenic rabbit production technique (Fan et al., Pathology Internat) developed by the present inventors using a large number of rabbits.
ional 1999; 49: 583-594), and the presence and expression of the transgene were confirmed by Southern blotting and Northern blotting, respectively, and a model transgenic rabbit overexpressing human LPL was prepared. Have been found, and the present invention has been completed.
【0009】すなわち本発明は、ヒトリポ蛋白リパーゼ
をコードするDNAを含むDNA構築物が導入された、
ヒトリポ蛋白リパーゼを発現することを特徴とするトラ
ンスジェニックウサギ(請求項1)や、ヒトリポ蛋白リ
パーゼを全身的に発現することを特徴とする請求項1記
載のトランスジェニックウサギ(請求項2)や、DNA
構築物が、CMV-IEエンハンサー、トリβ-アクチンプロ
モータ、ウサギβ-グロビンイントロン、ヒトリポ蛋白
リパーゼcDNAを含むことを特徴とする請求項1又は
2記載のトランスジェニックウサギ(請求項3)や、ヒ
トリポ蛋白リパーゼを全身的に発現するトランスジェニ
ックウサギL17(請求項4)や、ヒトリポ蛋白リパー
ゼをマクロファージ特異的に発現することを特徴とする
請求項1記載のトランスジェニックウサギ(請求項5)
や、DNA構築物が、ヒトマクロファージスカベンジャ
ー受容体エンハンサー/プロモーター、ヒトリポ蛋白リ
パーゼcDNAを含むことを特徴とする請求項1又は5
記載のトランスジェニックウサギ(請求項6)や、ヒト
リポ蛋白リパーゼをマクロファージ特異的に発現するト
ランスジェニックウサギL14(請求項7)や、請求項
1〜7のいずれか記載のトランスジェニックウサギに、
被検物質を投与し、前記トランスジェニックウサギにお
けるヒトLPLの発現の変化を測定・評価することを特
徴とするヒトLPLを過剰又は低発現することに起因す
る疾病の予防薬及び/又は症状改善剤のスクリーニング
方法(請求項8)に関する。That is, the present invention relates to a DNA construct containing a DNA encoding human lipoprotein lipase.
A transgenic rabbit characterized by expressing human lipoprotein lipase (Claim 1), a transgenic rabbit characterized by expressing human lipoprotein lipase systemically (Claim 2), DNA
3. The transgenic rabbit according to claim 1 or 2, wherein the construct comprises a CMV-IE enhancer, an avian β-actin promoter, a rabbit β-globin intron, and a human lipoprotein lipase cDNA. The transgenic rabbit L17 which expresses lipase systemically (Claim 4) or the transgenic rabbit which expresses human lipoprotein lipase in a macrophage-specific manner (Claim 5).
And the DNA construct comprises a human macrophage scavenger receptor enhancer / promoter and a human lipoprotein lipase cDNA.
The transgenic rabbit according to claim 6 (claim 6), the transgenic rabbit L14 that expresses human lipoprotein lipase in a macrophage-specific manner (claim 7), and the transgenic rabbit according to any one of claims 1 to 7,
Administering a test substance and measuring / evaluating a change in the expression of human LPL in the transgenic rabbit, wherein the agent is a prophylactic and / or ameliorating agent for a disease caused by excessive or low expression of human LPL. (Claim 8).
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明のトランスジェニックウサ
ギとしては、ヒトLPLをコードするDNAを含むDN
A構築物が導入された、ヒトLPLを発現することがで
きるウサギ系統であれば特に制限されるものではない
が、(1)CMV-IEエンハンサー、トリβ-アクチンプロ
モータ、ウサギβ-グロビンイントロン、ヒトリポ蛋白
リパーゼcDNAを含むDNA構築物が導入された、ヒ
トLPLを全身的に発現することができるトランスジェ
ニックウサギや、(2)ヒトマクロファージスカベンジ
ャー受容体エンハンサー/プロモータ、ヒトリポ蛋白リ
パーゼcDNAを含むDNA構築物が導入された、ヒト
LPLをマクロファージ特異的に発現することができる
トランスジェニックウサギ、の2つの系統を具体的に挙
げることができる。これらトランスジェニックウサギ
は、筑波大学基礎医学系病理学研究室において継代され
ており、一定の条件下で関係者は分譲を受けることがで
きる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the transgenic rabbit of the present invention, DN containing DNA encoding human LPL is used.
There are no particular restrictions on the rabbit strain into which the A construct has been introduced and which can express human LPL. (1) CMV-IE enhancer, avian β-actin promoter, rabbit β-globin intron, human liposome A transgenic rabbit capable of systemically expressing human LPL into which a DNA construct containing a protein lipase cDNA has been introduced, or (2) a DNA construct containing a human macrophage scavenger receptor enhancer / promoter and a human lipoprotein lipase cDNA. Transgenic rabbits capable of expressing human LPL in a macrophage-specific manner can be specifically mentioned. These transgenic rabbits have been passaged in the Pathology Laboratory at the University of Tsukuba, and under certain conditions, persons concerned can receive a subdivision.
【0011】ヒトLPLを全身的に発現することができ
るトランスジェニックウサギは、リポ蛋白代謝とその異
常、並びに動脈硬化や生活習慣病を研究する上で有用で
ある。特にヒトLPLをマクロファージ特異的に発現す
ることができるトランスジェニックウサギは、動脈硬化
病巣に浸潤したマクロファージ由来の泡沫細胞から分泌
されるLPLの役割についての研究をする上で有用であ
り、これら2種類のトランスジェニックウサギを併用す
ることにより、日本人の死因の約半数に関係するとされ
る動脈硬化症の成因、発生機序の解明に寄与することが
出来る。Transgenic rabbits capable of expressing human LPL systemically are useful for studying lipoprotein metabolism and abnormalities, as well as arteriosclerosis and lifestyle-related diseases. In particular, transgenic rabbits capable of specifically expressing human LPL in macrophages are useful for studying the role of LPL secreted from macrophage-derived foam cells infiltrating atherosclerotic lesions. Can contribute to elucidation of the etiology and mechanism of arteriosclerosis, which is related to about half of the deaths in Japanese.
【0012】本発明のトランスジェニックウサギの樹立
方法としては、本発明者らにより報告されている方法等
(Fan et al., Proc.Natl.Acad.Sci. USA 1994;91:8724
-8728、Fan et al.,Arterioscl.Thromb.Vasc.Biol. 199
5;15:1889-1899)に準じて行うことができる。そして、
遺伝子導入に用いられるDNA構築物にはCMV-IEエンハ
ンサー、トリβ-アクチンプロモーター、ウサギβ-グロ
ビンイントロン、ヒトLPL cDNAが含まれること
が好ましい。ヒトLPL遺伝子を発現するためのプロモ
ーターは特に制限されるものではないが、例えば、トリ
β-アクチンプロモーター、ヒトCMVプロモーター、
ヒトマクロファージスカベンジャー受容体プロモータ、
マウスフォンヴィルブラントファクタープロモータ等を
用いることができるが、ヒトLPL遺伝子をウサギ各種
臓器で全身性に発現させる理由からトリβ-アクチンプ
ロモータが好ましく、またマクロファージに特異的に発
現させるにはヒトマクロファージスカベンジャー受容体
プロモーターを用いることが好ましい。上記DNA構築
物で、特にトリβ-アクチンプロモーターを用いてヒトL
PL遺伝子の発現調節を行う際には、ヒトLPL cDNA
の上流域にウサギβ−グロビンイントロンを挿入するこ
とにより発現効率を高めることが出来る。受精卵へのヒ
トLPL cDNAを含むDNA構築物の導入方法とし
て、上記マイクロインジクション法に代えて、我々が現
在開発している核移植法等も用いることが出来る。The method of establishing the transgenic rabbit of the present invention includes the method reported by the present inventors (Fan et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1994; 91: 8724).
-8728, Fan et al., Arterioscl. Thromb. Vasc. Biol. 199
5; 15: 1889-1899). And
The DNA construct used for gene transfer preferably contains a CMV-IE enhancer, an avian β-actin promoter, a rabbit β-globin intron, and a human LPL cDNA. Although the promoter for expressing the human LPL gene is not particularly limited, for example, avian β-actin promoter, human CMV promoter,
A human macrophage scavenger receptor promoter,
The mouse von Willebrand factor promoter can be used, but the avian β-actin promoter is preferred because the human LPL gene is expressed systemically in various rabbit organs, and the human macrophage scavenger is used for specific expression in macrophages. Preferably, a receptor promoter is used. In the above DNA constructs, human L, particularly using the avian β-actin promoter
When regulating the expression of the PL gene, human LPL cDNA
The expression efficiency can be increased by inserting a rabbit β-globin intron in the upstream region of E. coli. As a method for introducing a DNA construct containing human LPL cDNA into a fertilized egg, a nuclear transfer method and the like that we are currently developing can be used instead of the microinjection method.
【0013】本発明のトランスジェニックウサギは、脂
質代謝及び動脈硬化のメカニズム解明に有利に用いるこ
とができる他、ヒトLPLを過剰発現することができる
ので、ヒトLPLを過剰、または低発現することに起因
する疾病や症状、例えば食事性高脂血症や糖尿病などに
対する予防薬剤や症状改善剤のスクリーニング等に用い
ることができる。かかるスクリーニング方法としては、
被検物質を本発明のトランスジェニックウサギに投与
し、当該トランスジェニックウサギにおけるヒトLPL
の発現の変化を測定・評価する方法を挙げることができ
る。また、かかる測定・評価方法としては、ヒトLPL
のみを特異的に認識する抗体を用いたELISA法によ
るヒトLPL蛋白量の定量、ゲル濾過カラムクロマトグ
ラフィー、分画超遠心法等によるウサギ血漿中からのリ
ポ蛋白質の構成画分の分離・定量が挙げられ、これらの
方法により生体内で被検物質がヒトLPLに及ぼし得る
影響を評価することができる。そして、これらの測定・
評価に際しては、本発明のヒトLPL過剰発現トランス
ジェニックウサギと同種の野生型ウサギを同時に用いる
ことが、個体レベルで正確な比較実験をすることができ
ることから好ましい。The transgenic rabbit of the present invention can be advantageously used to elucidate the mechanisms of lipid metabolism and arteriosclerosis, and can overexpress human LPL. It can be used for screening for a preventive drug or symptom ameliorating agent for a disease or symptom caused by the disease, for example, dietary hyperlipidemia or diabetes. Such screening methods include:
A test substance is administered to the transgenic rabbit of the present invention, and human LPL in the transgenic rabbit is administered.
A method for measuring and evaluating a change in expression of is mentioned. In addition, such a measurement / evaluation method includes human LPL.
Quantification of human LPL protein by ELISA using an antibody that specifically recognizes only lipoprotein, separation and quantification of lipoprotein constituent fractions from rabbit plasma by gel filtration column chromatography, fractional ultracentrifugation, etc. These methods make it possible to evaluate the effect of a test substance on human LPL in a living body. And these measurements
At the time of evaluation, it is preferable to use the human LPL overexpressing transgenic rabbit of the present invention and a wild-type rabbit of the same species simultaneously, since an accurate comparative experiment can be performed at the individual level.
【0014】[0014]
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明するが、
本発明はかかる実施例により制限されるものではない。 実施例1[ヒトLPLを全身的に過剰発現するトランス
ジェニックウサギ] (トランスジェニックウサギの作製) トランスジェニックウサギは文献(Fan et al., Proc.N
atl.Acad.Sci. USA 1994;91:8724-8728、Hammer et a
l., 1985、Taylor and Fan, 1997)記載の方法に準じて
作製した。特定の病原体に汚染されていない日本の白ウ
サギ(東京実験動物株式会社製;日本SLC社製)40
45羽を使用した。第1日目、ドナーウサギ(4〜6か
月齢)に妊馬血清(Sigma社製)150IUを筋肉注射
して過剰排卵させた。第4日目、ドナーウサギを繁殖力
のある雄ウサギと一緒にして、ヒト絨毛ゴナドトロピン
(Sigma社製)150IUを静脈注射し、17〜19時
間後、筑波大学動物センターにて受精卵を卵管から取り
出した。The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited by such embodiments. Example 1 [Transgenic rabbit overexpressing human LPL systemically] (Preparation of transgenic rabbit) Transgenic rabbits are described in the literature (Fan et al., Proc. N).
atl.Acad.Sci. USA 1994; 91: 8724-8728, Hammer et a
l, 1985, Taylor and Fan, 1997). Japanese white rabbit (manufactured by Tokyo Laboratory Animal Co., Ltd .; manufactured by Japan SLC Co.) 40 which is not contaminated by a specific pathogen
45 birds were used. On the first day, donor rabbits (4 to 6 months old) were intraovulated by intramuscular injection of 150 IU of pregnant horse serum (Sigma). On the fourth day, 150 IU of human chorionic gonadotropin (manufactured by Sigma) was injected intravenously with the donor rabbit together with a fertile male rabbit, and 17 to 19 hours later, the fertilized egg was tubalized at the University of Tsukuba Animal Center. Removed from
【0015】CMV-IEエンハンサー、トリβ−アクチンプ
ロモータ(Niwa et al., Gene,1991;108:193-200)、ウ
サギβ-グロビンイントロン、ヒトLPL cDNA(W
ionet al., Science,1987;235:1638-1641)からなる約
3.8kbのDNA構築物(図1参照)を、10mM
Tris(pH7.5)及び0.25mM EDTAを
含む緩衝液中に4〜8ng/μlとなるように懸濁し、
倒立微分干渉顕微鏡(オリンパス社製「IX70」)を
使用して200倍に拡大下、上記幼胚にマイクロインジ
ェクションした。DNA構築物が導入された卵子を選別
し、1羽当たり15〜30個の卵子を116羽の偽妊娠
状態にあるレシピエント雌ウサギの母胎の卵管周縁端部
に移植したところ、166羽の仔ウサギが産まれた。CMV-IE enhancer, avian β-actin promoter (Niwa et al., Gene, 1991; 108: 193-200), rabbit β-globin intron, human LPL cDNA (W
ion et al., Science, 1987; 235: 1638-1641), a DNA construct of about 3.8 kb (see FIG. 1) was prepared at 10 mM.
Suspended in a buffer containing Tris (pH 7.5) and 0.25 mM EDTA to a concentration of 4 to 8 ng / μl,
The embryos were microinjected under 200-fold magnification using an inverted differential interference microscope (“IX70” manufactured by Olympus Corporation). Oocytes into which the DNA construct had been introduced were selected, and 15 to 30 eggs per chick were transplanted to the margin of the oviduct of the mother of 116 pseudopregnant recipient female rabbits, and 166 pups were obtained. A rabbit was born.
【0016】(外来導入遺伝子の検出)ゲノムDNAを
単離するために、生後2〜3週間のウサギの耳から生検
用組織を切除し、消化緩衝液(50mM Tris-HC
l、100mM EDTA、200μg/mlプロテナ
ーゼKを含む0.5% SDS)において55℃で一晩
かけて消化させ、フェノール:クロロホルム:イソアミ
ルアルコール(25:24:1 vol/vol)(Life Techn
ology社製「Gibco BRL」)を用いて抽出・精製
した。プラスミドpCAL-1-hLPLをEcoRIにより切断す
ることにより得られる1.58kbのヒトLPL cD
NA標識化プローブを使用し、サザンブロット法を用い
て外来導入遺伝子を検出した。EcoRI制限酵素と共
に消化された10μgのゲノムDNAは1%アガロース
ゲルで電気泳動され、ターボブロッターシステム(Schl
eicher and Schunell社製)によってナイロン膜に移し
た。該膜上に固定されたゲノム断片と、Prime-It IIラ
ンダム・プライマ・ラベリングキット(Stratagene社
製)により合成された32PラベルのcDNAプローブと
のハイブリダイゼーションを行い、オートラジオグラフ
ィーにより外来導入遺伝子発現の有無を検出した。(Detection of Foreign Transgene) In order to isolate genomic DNA, a biopsy tissue was excised from a rabbit ear of 2-3 weeks after birth, and digested with a digestion buffer (50 mM Tris-HC).
1, 0.5 mM SDS containing 100 mM EDTA, 200 μg / ml proteinase K) at 55 ° C. overnight, phenol: chloroform: isoamyl alcohol (25: 24: 1 vol / vol) (Life Techn.
The extraction and purification were carried out using “Gibco BRL” manufactured by ology. 1.58 kb human LPL cD obtained by digesting plasmid pCAL-1-hLPL with EcoRI
Using a NA-labeled probe, the foreign transgene was detected using Southern blotting. 10 μg of genomic DNA digested with the EcoRI restriction enzyme was electrophoresed on a 1% agarose gel, and subjected to a turbo blotter system (Schl).
eicher and Schunell). The genomic fragment immobilized on the membrane is hybridized with a 32 P-labeled cDNA probe synthesized by Prime-It II random primer labeling kit (manufactured by Stratagene), and the foreign introduced gene is subjected to autoradiography. The presence or absence of expression was detected.
【0017】生まれた166羽中7羽がサザンブロット
法により外来導入遺伝子を発現するトランスジェニック
ウサギであることが明らかになった(図2参照)。選別
された仔ウサギ中のトランスジェニックウサギの総陽性
率は3.6%で、この数字はマウスに比べてトランスジ
ェニックウサギ作製が難しいということを反映してい
る。生存している3羽のトランスジェニックファウンダ
ーウサギはすべて雄だった(表1参照)。そのうち、L
01はスプレーレッグ(Lindsey and Fox, 1994)のた
め生殖不能、L04はモザイクのため外来遺伝子が遺伝
されなかったが、L17は正常な繁殖能を持ち系統化さ
れている。このトランスジェニックウサギL17は、筑
波大学基礎医学系病理学研究室において継代されてお
り、一定の条件下で関係者は分譲を受けることができ
る。Seven out of 166 birds were found to be transgenic rabbits expressing a foreign transgene by Southern blotting (see FIG. 2). The total positive rate of transgenic rabbits in the selected pups was 3.6%, which reflects the difficulty of producing transgenic rabbits compared to mice. All three surviving transgenic founder rabbits were male (see Table 1). Of which L
01 is infertile due to spray leg (Lindsey and Fox, 1994), L04 is mosaic and the foreign gene is not inherited, but L17 has normal fertility and is systematized. This transgenic rabbit L17 has been passaged in the Pathology Laboratory at the University of Tsukuba, and medical personnel can receive it under certain conditions.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】(RNAの分離及び分析)ヒトLPLのm
RNAの分布を、ノーザンブロット法を用いて検査し
た。トランスジェニックウサギの種々の組織(大動脈、
心臓、肺、腎臓、副腎、肝臓、脾臓、腸、胃、筋肉、胸
腺、脳、骨髄、精巣、精巣上体)から全RNAを分離し
た。ジメチルスルフォキシド及びグリオキサルの存在下
で変性させたRNA10μgを、1.2%アガロースゲ
ル電気泳動にかけ、その後、ナイロン膜に移し、32Pラ
ベルのヒトLPL cDNAプローブを用いてハイブリ
ダイゼーションを行った。内部標準として同量の32Pラ
ベルのヒトβ-アクチンプローブ(ClontechLaboratorie
s社製)を用いた。ノーザンブロットの結果を図3に示
す。図3より、ヒトLPLが複数の組織、おもに腎臓、
副腎及び腸で発現することがわかった。このヒトLPL
発現の組織分布は、同じ方法で作製されたトランスジェ
ニックマウスのそれと類似していた(Shimada et al.,
1993)。(Separation and analysis of RNA) m of human LPL
RNA distribution was examined using Northern blotting. Various tissues of the transgenic rabbit (aorta,
Total RNA was isolated from heart, lung, kidney, adrenal gland, liver, spleen, intestine, stomach, muscle, thymus, brain, bone marrow, testis, epididymis. 10 μg of RNA denatured in the presence of dimethyl sulfoxide and glyoxal was subjected to 1.2% agarose gel electrophoresis, then transferred to a nylon membrane, and subjected to hybridization using a 32 P-labeled human LPL cDNA probe. As internal standard the same amount of 32 P labeled human β- actin probe (ClontechLaboratorie
s company). FIG. 3 shows the results of the Northern blot. From FIG. 3, human LPL is composed of multiple tissues, mainly kidneys,
It was found to be expressed in the adrenal gland and intestine. This human LPL
The tissue distribution of expression was similar to that of transgenic mice generated in the same way (Shimada et al.,
1993).
【0020】(In situハイブリダイゼーション及び免
疫組織化学染色)ノーザンブロットにより、ヒトLPL
がおもに腎臓、副腎及び腸で発現することが明らかにな
ったことから、腸においてLPLを発現している細胞を
同定するため、Prime-It ランダムプライマーラベリン
グキット(Challah et al.,Cardiovasc Res.,1995;30:2
31-239)を使用して合成した35SラベルのヒトLPL
cDNAプローブを用いてin situハイブリダイゼーシ
ョンを行った。組織から切除したすべての試料を、ポリ
ビニルアルコールを10.24%、ポリエチレングリコ
ールを4.26%、非反応成分を85.5%(w/w)含
むTissue−TekR O.C.T.化合物に埋め込
み、液体窒素で凍結させた。凍結切片を作製、4%パラ
ホルムアルデヒドで調製して使用するまで−20℃で保
管した。(In situ hybridization and immunohistochemical staining) Human LPL was analyzed by Northern blot.
Was found to be expressed mainly in the kidney, adrenal gland and intestine. To identify cells expressing LPL in the intestine, Prime-It random primer labeling kit (Challah et al., Cardiovasc Res., 1995; 30: 2
31-239) 35 L-labeled human LPL synthesized using
In situ hybridization was performed using a cDNA probe. All samples were excised from the tissue, polyvinyl alcohol 10.24%, 4.26% of polyethylene glycol, a non-reactive components 85.5% (w / w) containing Tissue-Tek R O. C. T. Embedded in compound and frozen in liquid nitrogen. Frozen sections were prepared and prepared with 4% paraformaldehyde and stored at -20 ° C until use.
【0021】該セクションを、ハイブリダイゼーション
溶液(50%ホルムアミド、4倍SSC、10%硫酸デ
キストラン、鮭の精子DNA250μg/ml、ニシン
DNA250μg/ml、酵母tRNA400μg/m
l、及び0.5倍デンハルト溶液)で希釈した35Sラベ
ルのヒトLPL cDNAプローブ0.5×106cp
mと、37℃で18時間ハイブリダイゼーションした。
その後試料を4倍SSC及び40%ホルムアミドを使用
し45℃ですすぎ(15分間、2回)、さらに4倍SS
Cを使用して60℃で(30分間)、1倍SSCを使用し
て室温で(15分間、3回)、0.5倍SSCを使用し
て室温で(30分間、2回)それぞれすすぎ、エタノー
ルで脱水処理した。スライドを放射能写真感光乳剤NR
−M2(Konica Co.社製)に埋め込み、2〜4週間4℃
で感光させた。その後セクションを現像して固定し、ヘ
マトキシリンとエオシンで対比染色した。陰性対照とし
て、cDNAプローブでハイブリダイズする前にRNa
se50μg/mlで処理した連続切片を用いた。これ
らの組織中におけるLPL蛋白の発現をさらに確認する
ため、シアトル、ワシントン大学のJ.Brunzell博士から
供与を受けた抗ヒトLPLモノクローナルマウス抗体5
D2を用いて免疫組織化学染色を行った。図4に結果を
示す。図4より、ヒトLPL蛋白(A)とmRNA
(C)が共にトランスジェニックウサギの腸の上皮細胞
に存在することがわかった。図4中(B、D)は、正常
ウサギの腸における陰性対照を示し、拡大率はA、Bが
66倍、C、Dは80倍である。The sections were subjected to a hybridization solution (50% formamide, 4 × SSC, 10% dextran sulfate, salmon sperm DNA 250 μg / ml, herring DNA 250 μg / ml, yeast tRNA 400 μg / m 2).
l, and 0.5 × 10 6 cp of a 35 S-labeled human LPL cDNA probe diluted with 0.5 times Denhardt's solution).
and 18 hours at 37 ° C.
The sample was then rinsed at 45 ° C. using 4 × SSC and 40% formamide (2 × 15 min), followed by 4 × SS
Rinse at 60 ° C. using C for 30 minutes (30 minutes), use 1 × SSC at room temperature (3 times for 15 minutes), and use 0.5 × SSC at room temperature (2 times for 30 minutes). And dehydrated with ethanol. Slide the radiographic emulsion NR
-M2 (made by Konica Co.), 4 ° C for 2-4 weeks
Exposed. The sections were then developed and fixed and counterstained with hematoxylin and eosin. As a negative control, RNAs were used before hybridization with the cDNA probe.
Serial sections treated at 50 μg / ml were used. To further confirm LPL protein expression in these tissues, an anti-human LPL monoclonal mouse antibody 5 provided by Dr. J. Brunzell of the University of Washington, Seattle 5
Immunohistochemical staining was performed using D2. FIG. 4 shows the results. FIG. 4 shows that human LPL protein (A) and mRNA
(C) was found to be present in the intestinal epithelial cells of both transgenic rabbits. (B, D) in FIG. 4 shows a negative control in the intestine of a normal rabbit. The magnification is 66 times for A and B, and 80 times for C and D.
【0022】(LPL蛋白及び酵素活性の分析)トラン
スジェニックウサギと正常ウサギに、体重1kg当たり
それぞれ30単位のヘパリン塊を注射して10分後にポ
ストヘパリン血漿を採取し、ヘパリン注射前にプレヘパ
リン血漿を採取した。LPL蛋白を測定するため、LP
L上の異なるエピトープを認識する2種の抗ヒトLPL
モノクローナル抗体を組み合わせて使用するELISA
を行った。また、14Cラベルのトリオレインフォスファ
チジールコリン乳濁液基質を使用してLPLの酵素作用
を測定した(Bensadoun etal.,J Biol Chem,1974;249:2
220-2227)。表2に示すように、トランスジェニックウ
サギでは正常ウサギよりおよそ3倍近く高いLPL活性
を有していた。(Analysis of LPL Protein and Enzyme Activity) Transgenic rabbits and normal rabbits were each injected with 30 units of heparin mass per kg of body weight, and 10 minutes later, post-heparin plasma was collected. Collected. LP to measure LPL protein
Two anti-human LPLs that recognize different epitopes on L
ELISA using a combination of monoclonal antibodies
Was done. In addition, the enzymatic action of LPL was measured using a 14 C-labeled trioleinfosfatidylcholine emulsion substrate (Bensadoun et al., J Biol Chem, 1974; 249: 2).
220-2227). As shown in Table 2, transgenic rabbits had LPL activity approximately three times higher than normal rabbits.
【0023】[0023]
【表2】 [Table 2]
【0024】実施例2[ヒトLPLをマクロファージ特
異的に過剰発現するトランスジェニックウサギ] 日本の白ウサギ(東京実験動物カンパニー社製;日本S
LCインク社製)1114羽を使用し、実施例1のDN
A構築物におけるトリβ−アクチンプロモータ等にかえ
て、図1に示されるように、マクロファージスカベンジ
ャー受容体プロモータを使用して、同様に、ヒトLPL
をマクロファージのみで特異的に過剰発現するLPLト
ランスジェニックウサギを作製した。生まれた29羽中
6羽がトランスジェニックファウンダーであったが、生
存しているウサギは2羽である(表1参照)。トランス
ジェニックファウンダーにおける外来導入遺伝子の存
在、及びmRNAの発現を確認したそれぞれサザンブロ
ットとノーザンブロットの結果を図5に示す。現在生存
しているL14は正常な生殖能を有し、系統化されてい
る。このトランスジェニックウサギL14は、筑波大学
基礎医学系病理学研究室において継代されており、一定
の条件下で関係者は分譲を受けることができる。Example 2 [Transgenic rabbit overexpressing human LPL specifically in macrophages] Japanese white rabbit (manufactured by Tokyo Laboratory Animal Company; Japan S)
Using 1114 birds (manufactured by LC Inc.), the DN of Example 1 was used.
The macrophage scavenger receptor promoter was used as shown in FIG. 1 to replace the avian β-actin promoter and the like in the A construct.
LPL transgenic rabbits that specifically overexpressed only in macrophages were prepared. Six out of 29 born birds were transgenic founders, but two surviving rabbits (see Table 1). FIG. 5 shows the results of Southern blot and Northern blot, which confirmed the presence of the foreign transgene and the expression of mRNA in the transgenic founder, respectively. Currently living L14 has normal fertility and is systematized. This transgenic rabbit L14 has been passaged in the Pathology Laboratory of the University of Tsukuba, and related persons can be obtained under certain conditions.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明により、ヒトLPLを過剰発現す
るトランスジェニックウサギの作製に成功し、脂質代謝
及び動脈硬化研究用モデルとして有用なトランスジェニ
ックウサギを得ることができる。脂質代謝及び動脈硬化
研究用モデル動物としては1980年に遺伝学的方法に
より分離されたWHHLウサギが汎用されているが、これ以
外に有用なウサギモデルは知られていない。本発明を応
用することにより異なる外来導入遺伝子を用いたトラン
スジェニックウサギの作製が可能となり、従来不可能で
あったインビボにおける動脈硬化の原因ならびに発生病
理の解析への可能性を切り拓くことができる。According to the present invention, transgenic rabbits overexpressing human LPL were successfully produced, and transgenic rabbits useful as a model for studying lipid metabolism and atherosclerosis can be obtained. WHHL rabbits isolated by genetic methods in 1980 have been widely used as model animals for studying lipid metabolism and atherosclerosis, but no other useful rabbit model is known. By applying the present invention, transgenic rabbits using different exogenous transgenes can be produced, and the possibility of analyzing the causes and pathogenesis of atherosclerosis in vivo, which was impossible in the past, can be opened up. .
【図1】実施例1及び2のトランスジェニックウサギを
作製するために用いたDNA構築物を模式的に示した図
である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a DNA construct used for producing the transgenic rabbits of Examples 1 and 2.
【図2】実施例1のトランスジェニックウサギにおける
ゲノムのサザンブロットの結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of Southern blot of the genome in the transgenic rabbit of Example 1.
【図3】実施例1のトランスジェニックウサギの種々の
組織(大動脈、心臓、肺、腎臓、副腎、肝臓、脾臓、
腸、胃、筋肉、胸腺、脳、骨髄、精巣、精巣上体)にお
けるノーザンブロットの結果を示す図である。FIG. 3 shows various tissues of the transgenic rabbit of Example 1 (aorta, heart, lung, kidney, adrenal gland, liver, spleen,
It is a figure which shows the result of Northern blot in intestine, stomach, muscle, thymus, brain, bone marrow, testis, epididymis).
【図4】実施例1のトランスジェニックウサギにおける
免疫組織化学染色を行った結果を示す図である。FIG. 4 shows the results of immunohistochemical staining of the transgenic rabbit of Example 1.
【図5】実施例2のトランスジェニックウサギにおける
ゲノムのサザンブロット、およびマクロファージ(腹腔
マクロファージ、肺胞マクロファージ)におけるノーザ
ンブロットの結果を示す図である。FIG. 5 shows the results of Southern blot of the genome in the transgenic rabbit of Example 2 and Northern blot of macrophages (peritoneal macrophage, alveolar macrophage).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G045 BB24 BB46 CA26 CB01 CB17 DA20 DA62 FA20 FB02 FB08 4B024 AA01 BA11 CA01 DA02 FA02 FA06 GA12 4B063 QA01 QA08 QQ02 QQ13 QQ32 QQ44 QQ61 QR12 QR24 QR32 QR80 QS31 QX01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G045 BB24 BB46 CA26 CB01 CB17 DA20 DA62 FA20 FB02 FB08 4B024 AA01 BA11 CA01 DA02 FA02 FA06 GA12 4B063 QA01 QA08 QQ02 QQ13 QQ32 QQ44 QQ61 QR12 QR24 QR32 QR01QS31
Claims (8)
Aを含むDNA構築物が導入された、ヒトリポ蛋白リパ
ーゼを発現することを特徴とするトランスジェニックウ
サギ。1. A DNA encoding human lipoprotein lipase
A transgenic rabbit into which a DNA construct containing A has been introduced and which expresses human lipoprotein lipase.
ることを特徴とする請求項1記載のトランスジェニック
ウサギ。2. The transgenic rabbit according to claim 1, which expresses human lipoprotein lipase systemically.
トリβ−アクチンプロモータ、ウサギβ−グロビンイン
トロン、ヒトリポ蛋白リパーゼcDNAを含むことを特
徴とする請求項1又は2記載のトランスジェニックウサ
ギ。3. The method of claim 1, wherein the DNA construct is a CMV-IE enhancer,
The transgenic rabbit according to claim 1 or 2, comprising avian β-actin promoter, rabbit β-globin intron, and human lipoprotein lipase cDNA.
るトランスジェニックウサギL17。4. A transgenic rabbit L17 that systemically expresses human lipoprotein lipase.
特異的に発現することを特徴とする請求項1記載のトラ
ンスジェニックウサギ。5. The transgenic rabbit according to claim 1, which expresses human lipoprotein lipase in a macrophage-specific manner.
カベンジャー受容体エンハンサー/プロモーター、ヒト
リポ蛋白リパーゼcDNAを含むことを特徴とする請求
項1又は5記載のトランスジェニックウサギ。6. The transgenic rabbit according to claim 1, wherein the DNA construct comprises a human macrophage scavenger receptor enhancer / promoter and a human lipoprotein lipase cDNA.
特異的に発現するトランスジェニックウサギL14。7. A transgenic rabbit L14 that expresses human lipoprotein lipase in a macrophage-specific manner.
ジェニックウサギに、被検物質を投与し、前記トランス
ジェニックウサギにおけるヒトLPLの発現の変化を測
定・評価することを特徴とするヒトLPLを過剰又は低
発現することに起因する疾病の予防薬及び/又は症状改
善剤のスクリーニング方法。8. A human LPL, which comprises administering a test substance to the transgenic rabbit according to claim 1 and measuring / evaluating a change in the expression of human LPL in said transgenic rabbit. A method for screening a preventive and / or symptom-ameliorating agent for a disease caused by over- or low-expression of a.
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Legal Events
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