JP2002369639A - Conditional knockout mammal having inactivated sphingolipid synthetic activity - Google Patents

Conditional knockout mammal having inactivated sphingolipid synthetic activity

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JP2002369639A
JP2002369639A JP2001155572A JP2001155572A JP2002369639A JP 2002369639 A JP2002369639 A JP 2002369639A JP 2001155572 A JP2001155572 A JP 2001155572A JP 2001155572 A JP2001155572 A JP 2001155572A JP 2002369639 A JP2002369639 A JP 2002369639A
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壮 大須賀
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conditional knockout mammal having inactivated sphingolipid synthetic activity. SOLUTION: The conditional knockout mammal is prepared by partially or totally inactivating the synthetic activity of sphingolipid in time-specific and/or tissue-specific state by modifying a part or total of the DNA region of serine palmitoyl transferase gene in the genom.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スフィンゴ脂質合
成のコンディショナルノックアウト哺乳動物およびその
作製方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conditional knockout mammal for sphingolipid synthesis and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】スフィンゴ脂質 スフィンゴ脂質は、スフィンゴリピドとも言われ、スフ
ィンゴシンなど長鎖塩基をもつ脂質の総称であり、グリ
セロールを含む脂質、即ちグリセロ脂質と大別して用い
られる。主としてスフィンゴ糖脂質とスフィンゴリン脂
質から成る、下等動物から高等動物に至るまで広く分布
する脂質である。脂肪酸が、スフィンゴシン糖の長鎖塩
基のC−2位のアミノ基と酸アミド結合しているのが特
徴的である。グリセロ脂質と異なりリパーゼなどに対し
て極めて安定であり、また特にクロロホルム−メタノー
ル混合溶液に可溶である。
2. Description of the Related Art Sphingolipids Sphingolipids are also referred to as sphingolipids and are a general term for lipids having long-chain bases such as sphingosine, and are used broadly as lipids containing glycerol, that is, glycerolipids. It is a lipid that consists of glycosphingolipids and phosphosphingolipids and is widely distributed from lower animals to higher animals. It is characteristic that the fatty acid has an acid amide bond with the amino group at the C-2 position of the long-chain base of sphingosine sugar. Unlike glycerolipid, it is extremely stable to lipase and the like, and is particularly soluble in a mixed solution of chloroform and methanol.

【0003】スフィンゴ糖脂質は、スフィンゴ脂質のう
ち分子内に糖を含む一群(糖脂質)である。スフィンゴ
糖脂質は糖と長鎖脂肪酸の他に長鎖塩基であるスフィン
ゴシンまたはフィトスフィンゴシン、その他を含む。比
較的単純なスフィンゴ糖脂質は脳や腎臓などで見出され
るセレブロシドである。さらにそれに硫酸基のついたス
ルファチド、中性糖が数分子ついたセラミドオリゴヘキ
ソシド、アミノ糖のついたグロボシド、シアル酸のつい
たガングリオシドの類も、スフィンゴ糖脂質の範疇に含
まれる。
[0003] Glycosphingolipids are a group (glycolipids) of sphingolipids containing a sugar in the molecule. Glycosphingolipids include sphingosine or phytosphingosine, which are long-chain bases, in addition to sugars and long-chain fatty acids. Relatively simple glycosphingolipids are cerebrosides found in the brain and kidneys. Furthermore, sulfatide with a sulfate group, ceramide oligohexoside with several molecules of neutral sugar, globoside with amino sugar, and ganglioside with sialic acid are also included in the category of glycosphingolipids.

【0004】スフィンゴリン脂質は、スフィンゴ脂質の
一群で、特に、リン(リン酸、ホスホン酸等)を含有す
るものを総称する。主にセラミド1−リン酸の誘導体と
セラミド1−ホスホン酸の誘導体に分けられる。例え
ば、前者にはスフィンゴミエリン、後者にはセラミドシ
リアチン(セラミドアミノエチルホスホン酸)が含まれ
る。狭義には、前者のみをスフィンゴリン脂質とし、後
者をスフィンゴホスホノ脂質として区別する場合もあ
る。
[0004] Sphingolipids are a group of sphingolipids, and in particular, those containing phosphorus (phosphoric acid, phosphonic acid, etc.). It is mainly divided into ceramide 1-phosphate derivatives and ceramide 1-phosphonic acid derivatives. For example, the former includes sphingomyelin, and the latter includes ceramide siratin (ceramide aminoethylphosphonic acid). In a narrow sense, there are cases where only the former is distinguished as sphingolipid and the latter is identified as sphingphosphonolipid.

【0005】スフィンゴ脂質の生合成 スフィンゴ脂質の生合成経路は、よく研究されている
(図1)。先ず、セリンとパルミトイルCoAを出発物
質とし、4段階の工程を経てセラミド(N−アシルスフ
ィンゴシン)が合成される。次いで、セラミドに、先ず
グルゴシルトランスフェラーゼ(GlcT−1)により
UDPグルコースからグルコースが転移されることで、
グルコシルセラミドが合成される。グルコシルセラミド
を出発物質としてスフィンゴ糖脂質の生合成が始まり、
ガラクトシルトランスフェラーゼ(Gal−T)に代表
される種々の糖転移酵素の働きを順次受けて、ガングリ
オ系列(Gangliosides)、グロボ系列(G
lobosides)、ラクト系列(Lactosid
es)等のスフィンゴ糖脂質が得られる。また、セラミ
ドに初めにグルコースの代わりに、UDPガラクトー
ス:セラミドガラクトシルトランスフェラーゼ(GC
T)によってガラクトースが転移された場合には、ガラ
クトシルセラミドが得られる。一方、スフィンゴリン脂
質も、セラミドを出発物質として、例えば、その第一級
アルコール性ヒドロキシル基にコリンリン酸(例えば、
ホスファチジルコリン由来)がスフィンゴミエリン合成
酵素によってリン酸ジエステル結合することにより、ス
フィンゴミエリンが得られる。
[0005] The biosynthetic pathway for the biosynthesis sphingolipid a sphingolipid is well studied (Figure 1). First, ceramide (N-acylsphingosine) is synthesized through four steps using serine and palmitoyl-CoA as starting materials. Next, glucose is transferred from UDP glucose to ceramide by glugosyltransferase (GlcT-1) first.
Glucosylceramide is synthesized. Glycosphingolipid biosynthesis begins with glucosylceramide as a starting material,
In response to the action of various glycosyltransferases typified by galactosyltransferase (Gal-T), the ganglio series (Gangliosides) and the globo series (G
lobosides), lactosid (Lactosid)
es) and the like. Also, instead of glucose initially with ceramide, UDP galactose: ceramide galactosyltransferase (GC
When galactose is transferred by T), galactosylceramide is obtained. On the other hand, sphingophospholipids also use ceramide as a starting material and, for example, choline phosphate (eg,
Phosphatidylcholine) (derived from phosphatidylcholine) forms a phosphodiester bond with sphingomyelin synthase to give sphingomyelin.

【0006】スフィンゴ脂質の機能 スフィンゴ脂質の現在知られている機能としては、主に
1)細胞膜構成成分としての機能、そして2)シグナル
伝達物質としての機能が含まれる。
Functions of sphingolipids Currently known functions of sphingolipids mainly include 1) a function as a component of a cell membrane, and 2) a function as a signal transmitter.

【0007】1)細胞膜構成成分としての機能スフィン
ゴ脂質は、細胞膜構成成分、特に情報伝達の場を提供す
るための細胞膜構成成分としての機能を有する。
1) Function as Cell Membrane Constituent Sphingolipid has a function as a cell membrane constituent, particularly as a cell membrane constituent for providing a place for information transmission.

【0008】細胞は細胞膜によって外界から隔離された
ユニットと捉えることができる。細胞膜は細胞ごとに変
動はあるものの、おおむね約50%の脂質と約50%の
タンパク質から構成されている。細胞膜を構成する脂質
には、リン脂質、糖脂質、ステロールがある、リン脂質
としては、フォスファチジルコリン等のグリセロール骨
格を有するフォスフォグリセリドの他に、本発明に関す
るスフィンゴ脂質が含まれる。また、糖脂質としてもス
フィンゴシンを骨格としてグルコース、ガラクトースな
どの糖を含む、若しくはシアル酸による修飾を受けてい
る、スフィンゴ糖脂質が含まれる。リン脂質、糖脂質、
ステロール等の脂質は、非極性基を互いにつきあわせて
極性基を外に向けた二重膜構造を形成している。
Cells can be regarded as units isolated from the outside world by cell membranes. Although the cell membrane varies from cell to cell, it is composed of about 50% of lipids and about 50% of proteins. The lipid constituting the cell membrane includes phospholipids, glycolipids, and sterols. Phospholipids include sphingolipids having a glycerol skeleton such as phosphatidylcholine and sphingolipids according to the present invention. Glycolipids also include glycosphingolipids containing sphingosine as a skeleton and containing sugars such as glucose and galactose, or modified with sialic acid. Phospholipids, glycolipids,
Lipids such as sterols form a double membrane structure with non-polar groups attached to one another with the polar groups facing out.

【0009】細胞膜の脂質構成は一定でなく、不均一性
が存在していることが知られている。例えば、上皮細胞
の頂端部と側底部側の細胞膜の脂質構成には違いがあ
り、糖脂質は頂端部に多く分布している。特に近年、よ
り局所的に脂質構成を有する細胞膜のドメインの存在が
知られるようになった。そのような局在性ドメインの代
表例としてカベオラとラフトがある。
[0009] It is known that the lipid composition of the cell membrane is not constant and heterogeneity exists. For example, there is a difference in the lipid composition of the cell membrane between the apical part and the basolateral part of the epithelial cells, and glycolipids are widely distributed at the apical part. In particular, in recent years, the existence of a domain of a cell membrane having a more localized lipid composition has become known. Representative examples of such localized domains include caveolae and rafts.

【0010】「カベオラ」は、上皮細胞など種々の細胞
の細胞膜直下に存在する細胞内構築物である。50−1
00nm程度のフラスコ状、または細胞膜に開口した陥
入状構造をとる。分泌顆粒や貧食顆粒と異なり常に細胞
膜下にとどまって存在し、細胞膜上のミクロドメインの
形成にも重要と考えられている。生化学的には界面活性
剤であるトリトンX−100の不溶画分として精製さ
れ、細胞膜と異なる特徴的な物質組成を有し、脂質では
スフィンゴミエリンに、タンパク質(カベオリン)はグ
リコシルホスファチジルイノシトール(GPI:gly
cosyl phosphatidyl inosit
ol)アンカー型タンパク質に富む。カベオラの機能と
しては、葉酸トランスポーターやcAMP結合タンパク
質等の低分子の取り込み(ポトサイトーシス)、細胞表
面でのシグナル変換・伝達、細胞内コントロール輸送等
への関与が示唆されている。
[0010] "Caveolae" is an intracellular construct present immediately below the cell membrane of various cells such as epithelial cells. 50-1
It has a flask-like structure of about 00 nm or an indentation-like structure opened to the cell membrane. Unlike secretory granules and phagocytic granules, they always remain below the cell membrane and are considered important for the formation of microdomains on the cell membrane. Purified biochemically as an insoluble fraction of Triton X-100, which is a surfactant, has a characteristic substance composition different from that of the cell membrane. : Gly
cosyl phosphatidyl inosit
ol) Rich in anchor type proteins. It has been suggested that the function of caveolae is involved in the incorporation of small molecules such as folate transporters and cAMP-binding proteins (pottocytosis), signal transduction and transmission on the cell surface, and intracellular control transport.

【0011】「ラフト」は、スフィンゴ脂質とコレステ
ロールに富み、タンパク質の選別に関与する膜ドメイン
として提唱された。スフィンゴ脂質は脂肪酸部分(アシ
ル鎖)が飽和型であることが多く、脂質二重層の中で固
くパックしていると考えられる。一方、リン脂質はシス
型の不飽和アシル鎖をもっており、この部分がねじれて
いるためにリン脂質同士はパックしにくい状態になって
いて、流動性の高い相を形成している。その上、コレス
テロールのステロイド環は飽和アシル鎖と相互作用しや
すいため、コレステロールは不飽和アシル鎖をもつリン
脂質よりも飽和アシル鎖をもつスフィンゴ脂質により結
合しやすい。スフィンゴ脂質は互いの糖鎖間、スフィン
ゴシン骨格間でファンデルワールス力および水素結合力
によって結合している。スフィンゴ脂質間の間隙は飽和
脂肪酸によって非共有結合で相互作用するコレステロー
ルによって埋められている。即ち、リン脂質が多い環境
下でスフィンゴ脂質とコレステロールは固くパックされ
たマイクロドメインを形成すると考えられている。
"Rafts" have been proposed as membrane domains rich in sphingolipids and cholesterol and involved in protein selection. Sphingolipids often have a saturated fatty acid portion (acyl chain) and are considered to be tightly packed in a lipid bilayer. On the other hand, the phospholipid has a cis-type unsaturated acyl chain, and since this portion is twisted, the phospholipids are hardly packed with each other, forming a highly fluid phase. In addition, because the steroid ring of cholesterol readily interacts with saturated acyl chains, cholesterol is more likely to bind to sphingolipids with saturated acyl chains than to phospholipids with unsaturated acyl chains. Sphingolipids are bound between the sugar chains of each other and between the sphingosine skeletons by van der Waals force and hydrogen bonding force. The space between sphingolipids is filled with cholesterol, which interacts non-covalently with saturated fatty acids. That is, it is thought that sphingolipids and cholesterol form tightly packed microdomains in a phospholipid-rich environment.

【0012】ラフトはその構造から、非イオン性の界面
活性剤に溶けにくく、比重が軽いという性質を示す。そ
のため、細胞を界面活性剤で可溶化後、ショ糖密度勾配
法を用いて遠心すると、ラフトは低比重の画分に浮上
し、他の可溶性の細胞膜構成成分からこのドメインを分
画することができる。これまでショ糖密度勾配法での分
画により、ラフトの脂質およびそこに存在するタンパク
質の解析がなされている。GPIアンカー型タンパク質
をはじめ、膜に存在する細胞質タンパク質であるSrc
型チロシンキナーゼなど、特徴ある分子が局在すること
が示されている。このラフトの性質から細胞膜上のマイ
クロドメインに特定の分子群を集めてその他の分子を除
外する働きを有することが示唆されている。即ち、ラフ
トにはシグナル伝達物質などの様々な蛋白質が局在して
いて、細胞内の物質の移動や情報伝達の場として機能し
ている、と考えられている。
Raft, due to its structure, exhibits a property that it is hardly soluble in nonionic surfactants and has a low specific gravity. Therefore, if cells are solubilized with a detergent and centrifuged using a sucrose density gradient method, the raft floats to a low specific gravity fraction, and this domain can be fractionated from other soluble cell membrane components. it can. Raft lipids and proteins present therein have been analyzed by fractionation using the sucrose density gradient method. Src, a cytoplasmic protein present on the membrane, including GPI-anchored proteins
It has been shown that characteristic molecules such as tyrosine kinases are localized. The nature of this raft suggests that it has the function of collecting specific molecules in the microdomain on the cell membrane and excluding other molecules. That is, it is considered that various proteins such as a signal transmitting substance are localized in the raft, and function as a place for movement of a substance in a cell or information transmission.

【0013】カベオラとラフトは、その脂質組成や可溶
化剤に不溶性の性質を示すなど、性質の似た構造を示
す。また、密度勾配遠心法を利用した精製においても、
カベオラとラフトは類似の挙動を示すため、両者が完全
に分離しているとは考えにくい。よって、両者が示すと
考えられている機能の関係については、充分には解明さ
れていない段階である。但し、リンパ球については、カ
ベオラの構造維持に必須のカベオリンタンパク質を有せ
ず、カベオラは認められない。一方、ラフトはリンパ球
にも認められる。よって、ラフトはカベオラ内にもカベ
オラ外の細胞膜にも存在するものと考えられている。
Caveolae and rafts have structures with similar properties, such as their lipid composition and insolubility in solubilizers. Also, in purification using density gradient centrifugation,
Since caveolae and raft behave similarly, it is unlikely that they are completely separated. Therefore, the relationship between the functions considered to be exhibited by both parties has not been sufficiently elucidated. However, lymphocytes do not have caveolin protein essential for maintaining caveolae structure, and caveolae is not recognized. Rafts are also found on lymphocytes. Therefore, it is considered that rafts exist both in caveolae and in cell membranes outside caveolae.

【0014】「カベオラとラフト」藤本ら、細胞工学
Vol.18,No.8,1999,p.1155−1
161;「T細胞抗原受容体シグナル伝達におけるラフ
トの役割」安田ら、蛋白質 核酸 酵素 Vol.4
5,No.11(2000),p.1812−182
2。
"Caveola and Raft", Fujimoto et al., Cell Engineering
Vol. 18, No. 8, 1999, p. 1155-1
161; "The role of rafts in T cell antigen receptor signaling", Yasuda et al., Protein Nucleic Acid Enzyme Vol. 4
5, No. 11 (2000), p. 1812-182
2.

【0015】2)シグナル伝達物質としての機能 スフィンゴ脂質の代謝産物(セラミド及びスフィンゴシ
ン1−リン酸)は、生存、細胞死や分化等における細胞
間あるいは細胞シグナル分子として大変注目されてい
る。
2) Functions as Signaling Substances Metabolites of sphingolipids (ceramide and sphingosine 1-phosphate) have attracted much attention as intercellular or cell signal molecules in survival, cell death and differentiation.

【0016】具体的には、セラミドは様々なストレス又
は薬剤(例えば、抗癌剤)によるアポトーシスにおける
脂質メディエーターとして重要な役割を果たしている。
スフィンゴシン1−リン酸は、血管内皮細胞表面上にそ
の特異的レセプター(血管内皮細胞分化遺伝子(end
othelial differentiationg
ene)(Edgファミリー))が発現しており、血管
形成等で重要な働きをすることがわかっている。
Specifically, ceramides play an important role as lipid mediators in apoptosis by various stresses or drugs (eg, anticancer drugs).
Sphingosine 1-phosphate has a specific receptor (vascular endothelial cell differentiation gene (end) on its surface.
other differential
ene) (Edg family)) is known to play an important role in angiogenesis and the like.

【0017】スフィンゴ脂質合成機能のノックアウト 上述したように、スフィンゴ脂質は細胞膜構成成分とし
て、又は、シグナル伝達物質として重要な生体機能を担
っていると考えられている。しかしながら、実際の個体
レベルでの機能に関してはほとんど調べられていない。
Knockout of sphingolipid synthesizing function As described above, sphingolipids are considered to play an important biological function as a component of cell membrane or as a signal transmitting substance. However, little is known about the function at the actual individual level.

【0018】Hanadaら(Journal of
Biological Chemistry,Vol.
267,1992,p.23527−23533)はC
HO細胞由来の温度感受性変異株SPB−1を用いて、
細胞内でのスフィンゴ脂質全体の合成の役割を記載して
いる。具体的は、本明細書の図1において、スフィンゴ
脂質合成の一番最初の工程として、セリンパルミトイル
トランスフェラーゼ酵素(SPT)によって、パルミト
イルCoAと非必須アミノ酸L−セリンが縮重合し、3
−ケトスフィンガニンが合成される。SPTは、Lcb
1とLcb2の2種のサブユニットからなるヘテロダイ
マーである。Hanadaらは、これらのうちサブユニ
ットLcb1サブユニットが、非許容温度になると機能
しなくなるような変異株を樹立した。Lcb1変異遺伝
子を有する温度変異株SPB−1は、非許容温度下にお
くと細胞死が引き起こされた。
[0018] Hanada et al. (Journal of
Biological Chemistry, Vol.
267, 1992, p. 23527-23533) is C
Using a temperature-sensitive mutant SPB-1 derived from HO cells,
It describes the role of whole sphingolipid synthesis in cells. Specifically, in FIG. 1 of the present specification, as the first step in the synthesis of sphingolipids, palmitoyl-CoA and the non-essential amino acid L-serine are polycondensed by serine palmitoyltransferase enzyme (SPT), and 3
-Ketosphinganine is synthesized. SPT is Lcb
It is a heterodimer consisting of two subunits, 1 and Lcb2. Established a mutant strain in which the subunit Lcb1 subunit failed to function at non-permissive temperatures. The temperature mutant SPB-1 having the Lcb1 mutant gene caused cell death when kept at a non-permissive temperature.

【0019】個体レベルでのスフィンゴ脂質の機能を解
析するためには、スフィンゴ脂質の合成を支配している
酵素の遺伝子を人為的に破壊した、いわゆるノックアウ
ト動物を作成することが考えられる。しかしながら、上
記Hanadaらの論文からも示唆されるように、スフ
ィンゴ脂質は細胞の生存に必須な膜構成成分であること
から、スフィンゴ脂質全体の合成を支配している酵素の
SPT遺伝子(Lcb1又は2)を不活化したノックア
ウト動物は胎生致死であると予想される。その為、スフ
ィンゴ脂質合成を時期特異的にあるいは組織特異的に
(コンデショナルに)制御可能なノックアウト動物の作
成が必要となる。
In order to analyze the function of sphingolipids at the individual level, it is conceivable to create a so-called knockout animal in which the gene of an enzyme that controls the synthesis of sphingolipids is artificially disrupted. However, as suggested by the above-mentioned article by Hanada et al., Since sphingolipids are membrane components essential for cell survival, the SPT gene (Lcb1 or 2 ) Is inferred to be embryonic lethal. Therefore, it is necessary to create a knockout animal capable of controlling sphingolipid synthesis in a time-specific or tissue-specific manner (conditionally).

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、スフィンゴ
脂質合成のコンディショナルノックアウト哺乳動物を提
供することを目的とする。本発明のコンディショナルノ
ックアウト哺乳動物は、ゲノム中のセリンパルミトイル
トランスフェラーゼ遺伝子のDNA領域の一部または全
部を改変することにより、時期特異的及び/又は組織特
異的にスフィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化した
ことを特徴とする。
An object of the present invention is to provide a conditional knockout mammal for sphingolipid synthesis. The conditional knockout mammal of the present invention can modify a part or all of sphingolipid synthesis in a stage-specific and / or tissue-specific manner by modifying a part or all of a DNA region of a serine palmitoyltransferase gene in a genome. It is characterized by being inactivated.

【0021】本発明のコンディショナルノックアウト哺
乳動物は、好ましくは、リコンビネースタンパク質/リ
コンビネース標的配列システムの利用により、リコンビ
ネースタンパク質の発現に応じてゲノム中のセリンパル
ミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のDNA領域の一部
または全部を改変することによって作製される。
[0021] The conditional knockout mammal of the present invention is preferably constructed by utilizing a recombinant protein / recombinase target sequence system, wherein one of the DNA regions of the serine palmitoyltransferase gene in the genome is responsive to the expression of the recombinant protein. It is produced by modifying part or all.

【0022】本発明のコンディショナルノックアウト哺
乳動物は、好ましくはマウスである。本発明はまた、時
期特異的及び/又は組織特異的に、スフィンゴ脂質合成
の一部又は全部を不活化した、非ヒト コンデショナル
ノックアウト哺乳動物の作製方法を提供することを目的
とする。本発明の作製方法は、 1)セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のゲ
ノムDNA領域の一部又は全部をリコンビネース標的配
列で挟んだ配列を有し、前記配列でセリンパルミトイル
トランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部又
は全部を相同組換えすることを特徴とするターゲティン
グベクターを作製し; 2)胚性幹細胞に前記ターゲティングベクターを形質導
入し、セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子の
ゲノムDNA領域の一部又は全部の相同組換えを生じさ
せ、 3)前記相同組換えを生じた胚性幹細胞を用いて、リコ
ンビネース標的配列を含む改変セリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子を有する遺伝子改変動物を作製
し;そして 4)前記遺伝子改変動物を、時期特異的及び/又は組織
特異的にリコンビネースタンパク質を発現するリコンビ
ネース発現遺伝子改変動物と交配して、セリンパルミト
イルトランスフェラーゼタンパク質の発現が時期特異的
及び/又は組織特異的に抑制された非ヒト哺乳動物を得
ることを含むことを特徴とする。
[0022] The conditional knockout mammal of the present invention is preferably a mouse. Another object of the present invention is to provide a method for producing a non-human conditional knockout mammal in which part or all of sphingolipid synthesis is inactivated in a time-specific and / or tissue-specific manner. The production method of the present invention comprises: 1) a sequence in which a part or all of a genomic DNA region of a serine palmitoyltransferase gene is sandwiched between recombination target sequences, and a part or all of a genomic DNA region of a serine palmitoyl transferase gene in the sequence. 2) transducing the said targeting vector into embryonic stem cells to cause homologous recombination of a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene. 3) using the embryonic stem cells in which the homologous recombination has occurred, to prepare a genetically modified animal having a modified serine palmitoyltransferase gene containing a recombinase target sequence; and Or tissue specific Breeding with a recombinantly-expressing gene-modified animal that expresses a melamine protein to obtain a non-human mammal in which the expression of serine palmitoyltransferase protein is suppressed in a time-specific and / or tissue-specific manner. .

【0023】本発明はさらに、前記コンディショナルノ
ックアウト哺乳動物の作製方法に使用するための、リコ
ンビネース標的配列を含む改変セリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子を有する遺伝子改変動物を提供す
ることを目的とする。
It is a further object of the present invention to provide a genetically modified animal having a modified serine palmitoyltransferase gene containing a recombinant target sequence for use in the method for producing a conditional knockout mammal.

【0024】本発明はさらにまた、前記非ヒト コンデ
ショナルノックアウト哺乳動物の作製方法に使用するた
めのターゲティングベクターを提供することを目的とす
る。本発明のターゲティングベクターは、セリンパルミ
トイルトランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の
一部又は全部をリコンビネース標的配列で挟んだ配列を
含み、前記配列でセリンパルミトイルトランスフェラー
ゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部又は全部を相同組換
えすることを特徴とする。
Still another object of the present invention is to provide a targeting vector for use in the above-mentioned method for producing a non-human conditional knockout mammal. The targeting vector of the present invention comprises a sequence in which a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene is sandwiched between recombination target sequences, and a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene is homologous to the sequence. It is characterized by changing.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決するために鋭意研究に努めた結果、スフィンゴ脂
質の生合成を組織特異的もしくは時期特異的に停止させ
るノックアウトマウスを作製することに成功し、本発明
を相当した。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have produced knockout mice that stop tissue-specific or time-specific sphingolipid biosynthesis. We succeeded, and corresponded to the present invention.

【0026】スフィンゴ脂質合成のコンディショナルノ
ックアウト哺乳動物 本発明は、スフィンゴ脂質合成のコンディショナルノッ
クアウト哺乳動物を提供する。本発明のコンディショナ
ルノックアウト哺乳動物は、ゲノム中のセリンパルミト
イルトランスフェラーゼ遺伝子のDNA領域の一部また
は全部を改変することにより、時期特異的及び/又は組
織特異的にスフィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化
していることを特徴とする。
Conditioning of sphingolipid synthesis
Kkuauto mammals present invention provides a conditional knockout mammals sphingolipid synthesis. The conditional knockout mammal of the present invention can modify a part or all of sphingolipid synthesis in a stage-specific and / or tissue-specific manner by modifying a part or all of a DNA region of a serine palmitoyltransferase gene in a genome. It is inactivated.

【0027】本明細書において、「セリンパルミトイル
トランスフェラーゼ」は、スフィンゴ脂質合成の一番最
初の工程において、パルミトイルCoAと非必須アミノ
酸L−セリンとを縮重合し、3−ケトスフィンガニンを
合成する酵素である。セリンパルミトイルトランスフェ
ラーゼは、SPTは、Lcb1とLcb2の2種のサブ
ユニットからなるヘテロダイマーである。Lcb1につ
いては、例えば、Hanada,K et al.,
Journal of BiologicalChem
istry,Vol.272(51), 1997,
p.32108−32114にマウスLcb1のcDN
A配列がGene bank accession N
o.AF003823して寄託されたことが記載されて
おり、推定アミノ酸配列が開示されている。Lcb2
は、例えば、Nagiec,M.M. et al.,
Gene 1996 Oct 24;177(1−
2):237−41には、マウスLcb2のcDNA配
列がGene bank accession No.
U27455として寄託されたことが記載されており、
推定アミノ酸配列が開示されている。本明細書において
後述する配列表中において、Lcb2のアミノ酸配列を
配列番号1、cDNAの塩基配列を配列番号2として各
々記載する。また、前述のNagiec,M.M. e
t al.,Gene 1996は、ヒトLcb2とマ
ウスLcb2のアミノ酸配列を、K.lactis、
S.cerevisiae、S.pombe等の酵母由
来のLcb2と併せて比較している。スフィンゴ脂質は
下等動物から高等動物に至るまで広く分布する脂質であ
り、SPTのサブユニットLcb2も酵母からヒトまで
存在し、高い相同性を示す。
As used herein, "serine palmitoyltransferase" is an enzyme that synthesizes 3-ketosphinganine by condensation polymerization of palmitoyl-CoA and a non-essential amino acid L-serine in the first step of sphingolipid synthesis. It is. Serine palmitoyltransferase is a heterodimer composed of two subunits, SPT, Lcb1 and Lcb2. For Lcb1, for example, see Hanada, K et al. ,
Journal of BiologicalChem
istry, Vol. 272 (51), 1997,
p. 32108-32114 cDN of mouse Lcb1
A sequence is Gene bank accession N
o. AF003823, and discloses a deduced amino acid sequence. Lcb2
Are described, for example, in Nagiec, M .; M. et al. ,
Gene 1996 Oct 24; 177 (1-
2): 237-41 shows that the cDNA sequence of mouse Lcb2 contains Gene bank accession No.
It has been described as deposited as U27455,
A deduced amino acid sequence is disclosed. In the sequence listing described later in this specification, the amino acid sequence of Lcb2 is described as SEQ ID NO: 1, and the nucleotide sequence of cDNA is described as SEQ ID NO: 2. In addition, the aforementioned Nagiec, M.A. M. e
t al. Gene 1996 describes the amino acid sequences of human Lcb2 and mouse Lcb2 as K. lactis,
S. cerevisiae, S .; The results are also compared with Lcb2 derived from yeast such as pombe. Sphingolipids are lipids widely distributed from lower animals to higher animals, and the SPT subunit Lcb2 also exists from yeast to humans and shows high homology.

【0028】Lcb2は、SPTの酵素活性を担ってい
る、即ち活性部位を含むサブユニットであり、そして、
Lcb1は、活性を制御するサブユニットであると考え
られている。よって、本発明においてSPTを不活化す
るためには、Lcb2をコードする遺伝子の一部または
全部に変異を施すのが好ましいが、これに限定されな
い。前述のHanadaらの論文(1992)では、L
cb1サブユニットをコードする遺伝子に変異を施した
温度変異株で細胞死が引き起こされたことからも、Lc
b1に変異を施してSPTを不活化させることも可能で
ある。
Lcb2 is responsible for the enzymatic activity of SPT, that is, a subunit containing the active site,
Lcb1 is thought to be a subunit that regulates activity. Therefore, in order to inactivate SPT in the present invention, it is preferable to mutate a part or all of the gene encoding Lcb2, but it is not limited thereto. In the above-mentioned paper by Hanada et al. (1992), L
Cell death was also induced in the temperature mutant strain in which the gene encoding the cb1 subunit was mutated.
It is also possible to inactivate SPT by mutating b1.

【0029】セリンパルミトイルトランスフェラーゼが
実質的に不活化されれば、本発明において改変されるの
は、ゲノム中のセリンパルミトイルトランスフェラーゼ
遺伝子のDNA領域の全部であっても一部であってもよ
い。変異が導入される部分がLcb1遺伝子またはLc
b2遺伝子の3’側であって、Lcb1遺伝子またはL
cb2遺伝子の5’側部分は正常に転写、翻訳される場
合、Lcb1またはLcb2のN末端側は機能可能なよ
うに発現する、即ち、セリンパルミトイルトランスフェ
ラーゼ活性が一部残存する可能性がある。よって、限定
されるわけではないが、変異が導入される部分は、Lc
b1遺伝子またはLcb2遺伝子の5’側が好ましい。
If serine palmitoyltransferase is substantially inactivated, the modification in the present invention may be all or part of the DNA region of the serine palmitoyltransferase gene in the genome. The part where the mutation is introduced is Lcb1 gene or Lc
3 'of the b2 gene, the Lcb1 gene or L
When the 5 ′ side of the cb2 gene is normally transcribed and translated, the N-terminal side of Lcb1 or Lcb2 is operably expressed, that is, there is a possibility that a part of serine palmitoyltransferase activity remains. Therefore, although not limited, the part where the mutation is introduced is Lc
The 5 ′ side of the b1 gene or Lcb2 gene is preferred.

【0030】一方、開始コドンを含む5’側上流の部
分、即ち、ゲノム中の転写または翻訳を制御するための
核酸配列を含む部位、例えば、転写プロモーター、オペ
レーター、又はエンハンサー、mRNAリボソーム結合
部位、及び、その他、転写および翻訳の開始を調節する
部位を含む領域に変異を施すと、Lcb1またはLcb
2遺伝子がコンデショナルにではなく完全に不活化して
全く発現しなくなる場合がありうる。これは、一定条件
下、即ち、時期特異的及び/又は組織特異的にのみスフ
ィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化した、コンデシ
ョナルノックアウトされた非ヒト哺乳動物を得るという
本発明の目的を達成できなくなる。よって、限定される
わけではないが、このような領域に変異を導入するのは
好ましくない。
On the other hand, a 5 'upstream portion including an initiation codon, ie, a site containing a nucleic acid sequence for controlling transcription or translation in the genome, for example, a transcription promoter, operator, or enhancer, an mRNA ribosome binding site, And, when a mutation is made in a region containing a site that regulates the initiation of transcription and translation, Lcb1 or Lcb
The two genes may be completely inactivated, but not conditionally, and not expressed at all. This aims to obtain a conditionally knocked-out non-human mammal in which part or all of sphingolipid synthesis is inactivated only under certain conditions, that is, only in a time-specific and / or tissue-specific manner. Cannot be achieved. Therefore, it is not preferable, but not limited, to introduce a mutation into such a region.

【0031】以上より、非限定的に、Lcb1遺伝子ま
たはLcb2遺伝子のゲノム中、開始部位より下流にお
いて、好ましくは半分より5’上流側、より好ましくは
1/3より上流側に変異を施す。例えば、Lcb2ゲノ
ムはエクソン1からエクソン12からなると推定されて
いるが、好ましくはエクソン1−エクソン6の範囲内に
おいて、より好ましくはエクソン3−エクソン5の範囲
内において変異を導入する。本明細書において後述する
実施例においてはマウスLcb2ゲノムのエクソン3を
改変するように変異を導入することによって、時期特異
的及び/又は組織特異的にのみスフィンゴ脂質合成の一
部又は全部を不活化した、コンデショナルノックアウト
マウスを得ることに成功した。
As described above, in the genome of the Lcb1 gene or the Lcb2 gene, mutation is performed downstream of the start site, preferably 5 ′ upstream from half, more preferably 1/3 upstream. For example, the Lcb2 genome is presumed to consist of exon 1 to exon 12, but preferably introduce mutations within exon 1 to exon 6 and more preferably within exon 3 to exon 5. In the examples described later in this specification, mutations are introduced so as to modify exon 3 of the mouse Lcb2 genome to inactivate part or all of sphingolipid synthesis only in a time-specific and / or tissue-specific manner. Successfully obtained a conditional knockout mouse.

【0032】また、本明細書においては、スフィンゴ脂
質合成の一番最初の工程において、パルミトイルCoA
と非必須アミノ酸L−セリンとを縮重合し、3−ケトス
フィンガニンを合成する酵素、セリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ酵素に変異を施してスフィンゴ脂質合成
の一部又は全部を不活化させた。3−ケトスフィンガニ
ンより続いてセラミドが合成されるまでの経路は、全て
のスフィンゴ脂質合成に共通する経路である(図1)。
よって、図1において、3−ケトスフィンガニンよりス
フィンガニンが合成される工程、スフィンガニンからN
−アシルスフィンガニンが合成される工程そしてN−ア
シルスフィンガニンからセラミド合成する工程の、各工
程に関与する各酵素をコードする遺伝子を改変すること
によっても、同様にスフィンゴ脂質合成の一部又は全部
を不活化させることが可能である。
In this specification, palmitoyl-CoA is used in the first step of sphingolipid synthesis.
And a non-essential amino acid L-serine were polycondensed to mutate a serine palmitoyltransferase enzyme, an enzyme that synthesizes 3-ketosphinganine, to inactivate part or all of sphingolipid synthesis. The pathway from 3-ketosphinganine to the subsequent synthesis of ceramide is a pathway common to all sphingolipid synthesis (FIG. 1).
Therefore, in FIG. 1, a step in which sphinganine is synthesized from 3-ketosphinganine,
Similarly, a part of the synthesis of sphingolipids can be achieved by modifying the genes encoding the enzymes involved in the steps of synthesizing acylsphinganine and synthesizing ceramide from N-acylsphinganine. Alternatively, all can be inactivated.

【0033】本発明において、「ゲノム中のセリンパル
ミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のDNA領域の一部
または全部を改変する」とは、セリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNAの一部に変更、削
除、置換を生じさせること、あるいは特定の範囲の領域
の逆位をさせること等を言う。セリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子を機能不能にするためには、セリ
ンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子に対して、変
更、削除、挿入または置換のうち2またはそれ以上の方
法を同時に使用してもよい。また、改変を生じさせるセ
リンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子は、1つの
遺伝子のみに限られず、2以上の遺伝子、例えばLcb
1及びLcb2遺伝子の双方について同時に改変を生じ
させてもよい。
In the present invention, "altering part or all of the DNA region of the serine palmitoyltransferase gene in the genome" refers to causing a change, deletion or substitution of a part of the genomic DNA of the serine palmitoyltransferase gene. , Or inversion of a specific area. In order to render the serine palmitoyltransferase gene inoperable, two or more methods of altering, deleting, inserting or replacing the serine palmitoyltransferase gene may be used simultaneously. Further, the serine palmitoyltransferase gene that causes the modification is not limited to only one gene, and two or more genes, for example, Lcb
Alterations may occur simultaneously for both the 1 and Lcb2 genes.

【0034】本発明において、ゲノムDNAの「変更」
とは、セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子の
ゲノムDNA配列中に1またはそれ以上の塩基置換を導
入し、当該変更したセリンパルミトイルトランスフェラ
ーゼ遺伝子の発現産物がセリンパルミトイルトランスフ
ェラーゼとして機能しないようにすることをいう。本発
明においてゲノムDNAの「削除」とは、セリンパルミ
トイルトランスフェラーゼ遺伝子のゲノムの一部または
全部を欠失させることにより、セリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子の発現産物がセリンパルミトイル
トランスフェラーゼとして機能しないかまたは存在しな
いようにすることをいう。本発明において、ゲノムDN
Aに対して「挿入」とは、セリンパルミトイルトランス
フェラーゼ遺伝子中に、セリンパルミトイルトランスフ
ェラーゼ遺伝子以外の配列を有するDNAを挿入するこ
とにより、当該セリンパルミトイルトランスフェラーゼ
遺伝子以外のDNAを挿入したセリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子の発現産物がセリンパルミトイル
トランスフェラーゼとして機能しないようにすることを
いう。本発明において、ゲノムDNAの「置換」とは、
セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のゲノム
の一部または全部をセリンパルミトイルトランスフェラ
ーゼ遺伝子とは関連しない別個の配列により置換し、セ
リンパルミトイルトランスフェラーゼの発現産物がセリ
ンパルミトイルトランスフェラーゼとして機能しないか
または存在しないようにすることをいう。
In the present invention, "change" of genomic DNA
The expression means that one or more base substitutions are introduced into the genomic DNA sequence of the serine palmitoyltransferase gene so that the altered expression product of the serine palmitoyltransferase gene does not function as serine palmitoyltransferase. In the present invention, `` deletion '' of genomic DNA means that the expression product of the serine palmitoyltransferase gene does not function or does not exist as a serine palmitoyltransferase by deleting a part or all of the genome of the serine palmitoyltransferase gene. To do. In the present invention, the genomic DN
The term "insertion" with respect to A refers to the expression of a serine palmitoyltransferase gene into which a DNA other than the serine palmitoyltransferase gene is inserted by inserting a DNA having a sequence other than the serine palmitoyltransferase gene into the serine palmitoyltransferase gene. Refers to preventing the product from functioning as a serine palmitoyltransferase. In the present invention, “substitution” of genomic DNA means
Refers to replacing part or all of the genome of the serine palmitoyltransferase gene with a separate sequence unrelated to the serine palmitoyltransferase gene so that the expression product of serine palmitoyltransferase does not function or is not present as serine palmitoyltransferase. .

【0035】本発明のノックアウトマウスは、特に、時
期特異的及び/又は組織特異的に、即ち、コンデショナ
ルにスフィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化させて
いることを特徴とする。時期特異的及び/又は組織特異
的に遺伝子の発現を制御するする一般的な方法として、
例えば、A)リコンビネースタンパク質/リコンビネー
ス標的配列システムを利用した遺伝子組換え誘導型の方
法、B)テトラサイクリンアクティベーターなどを用い
た遺伝子発現制御型の方法、並びにA)及びB)を組み
合わせた方法などが知られている(例えば、別冊 実験
医学 ザ・プロトコールシリーズ 「ジーンターデティ
ングの最新技術」(2000年、羊土社)コンディショ
ナルターゲティング法p.115−120;バイオマニ
ュアルシリーズ8 「ジーンターゲティング」−ES細
胞を用いた変異マウスの作製(1995年、羊土社)
p.71−77);Sambrookら,Molecu
lar Cloning:A LABORATORY
MANUAL,第3版,COLD SPRING HA
RBOR LABORATORY PRESS,200
1年,4.82−4.85)。
The knockout mouse of the present invention is particularly characterized in that part or all of sphingolipid synthesis is inactivated in a time-specific and / or tissue-specific manner, that is, conditionally. As a general method of controlling gene expression in a time-specific and / or tissue-specific manner,
For example, A) a method for inducing gene recombination using a recombinant protein / recombinase target sequence system, B) a method for controlling gene expression using a tetracycline activator, etc., and a method combining A) and B). (For example, a separate volume Experimental Medicine The Protocol Series "The Latest Technology of Gene Targeting" (2000, Yodosha) Conditional Targeting Method p.115-120; Bio Manual Series 8 "Gene Targeting" -Production of mutant mice using ES cells (1995, Yodosha)
p. 71-77); Sambrook et al., Molecu.
lar Cloning: A LABORATORY
MANUAL, 3rd edition, COLD SPRING HA
RBOR LABORATORY PRESS, 200
1 year, 4.82-4.85).

【0036】A)のリコンビネースタンパク質/リコン
ビネース標的配列システムを利用した、遺伝子組換え誘
導型の方法は、特定のリコンビネースタンパク質がリコ
ンビネース標的配列を認識し、その部分でDNAの組換
えを起こすことを利用するものである。リコンビネース
標的配列は特定のリコンビネースが存在しない限り組換
えを起こさない。よって、リコンビネースタンパク質を
時期特異的及び/又は組織特異的発現させた非ヒト遺伝
子改変哺乳動物と、リコンビネース標的配列が導入され
た同種の非ヒト遺伝子改変哺乳動物とを掛け合わせ、リ
コンビネースによる組換えを時期特異的及び/又は組織
特異的に生じさせ、所期の遺伝子を時期特異的及び/又
は組織特異的に制御することを可能にする。限定される
わけではないが、バクテリオファージP1由来のCre
リコンビネースタンパク質とCreタンパク質によって
認識される34塩基対のloxP配列を利用したCre
/loxPシステムが好ましい。その他、酵母由来のF
LP/FRTシステム(Jung,S.et al.,
Science,265,p.103−、1994)
(哺乳動物細胞、ショウジョウバエ(Drosophi
la)でも相同組換えを生じる)、Zygosacch
aromyces rouxiiのpSR1リコンビネ
ース(酵母S.cerevisiaeで機能しうる)等
も知られている。リコンビネースタンパク質/リコンビ
ネース標的配列システムを利用したコンデショナルノッ
クアウトされた非ヒト哺乳動物の作製方法については、
作製方法の項でさらに詳述する。
The method of the type of gene recombination induction utilizing the recombinant protein / recombinase target sequence system of A) is a method in which a specific recombinase protein recognizes a recombinase target sequence and DNA recombination is performed at that portion. It uses what happens. The recombinase target sequence does not recombine unless a particular recombinase is present. Therefore, a non-human genetically modified mammal in which the recombinant protein is expressed in a stage-specific and / or tissue-specific manner and a non-human genetically modified mammal of the same species into which the recombinant target sequence has been introduced are cross-linked to form a combination by the recombinant. The recombination occurs in a time- and / or tissue-specific manner, allowing the desired gene to be controlled in a time- and / or tissue-specific manner. Without limitation, Cre from bacteriophage P1
Cre using a 34 base pair loxP sequence recognized by the recombinant protein and the Cre protein
The / loxP system is preferred. In addition, yeast-derived F
LP / FRT system (Jung, S. et al.,
Science, 265, p. 103-, 1994)
(Mammalian cells, Drosophila (Drosophili)
la) also causes homologous recombination), Zygosachch
pSR1 recombinase of aromyces rouxii (which can function in yeast S. cerevisiae) and the like are also known. For a method for producing a conditional knockout non-human mammal using a recombinant protein / recombinase target sequence system,
This will be described in more detail in the section of the manufacturing method.

【0037】B)の遺伝子発現制御型の方法は、特定遺
伝子欠損哺乳動物に、欠損させた遺伝子を改変遺伝子の
導入によりレスキューさせる方法を利用する。遺伝子発
現系をレスキューする際、テトラサイクリンアクティベ
ーター(TET−A)等のトランスアクティベーター制
御下で、欠損させた遺伝子そのものを発現させる。その
際、TET−A遺伝子は、欠損遺伝子と同じ発現様式を
もつことが必要となるので、ジーンターゲティングの際
ノックインにより、TET−A遺伝子を導入する。この
ノックインされたTET−A遺伝子は遺伝子欠損させら
れた遺伝子の発現系を利用して発現したTET−Aが、
トランスジェニックで導入したtetプロモーターに働
き、欠損遺伝子を発現する。即ち、特定遺伝子発現をT
ET−Aとtetプロモーターを介して行わせるマウス
を作製する。TET−Aは外部よりテトラサイクリンを
添加することにより、tetプロモーターに作用できな
くなり、よってテトラサイクリンの添加する組織および
時期で特定遺伝子を欠損させることができるというもの
である。この方法は、テトラサイクリンの人為的な導入
を工夫することにより、遺伝子欠損を調節でき、またテ
トラサイクリンの添加を止めることにより遺伝子発現を
回復させることができるため、パルスとして遺伝子欠損
を行わせるなどの系が可能となる。
The B) gene expression control method utilizes a method in which a mammal deficient in a specific gene is rescued by introducing a modified gene into the deficient gene. When rescuing the gene expression system, the deleted gene itself is expressed under the control of a transactivator such as a tetracycline activator (TET-A). At that time, since the TET-A gene needs to have the same expression pattern as the defective gene, the TET-A gene is introduced by knock-in during gene targeting. This knocked-in TET-A gene is expressed by using a gene-deficient gene expression system,
It acts on the transgenic tet promoter and expresses the defective gene. That is, the specific gene expression
The mouse | mouth made to carry out via ET-A and a tet promoter is produced. TET-A cannot act on the tet promoter by adding tetracycline from the outside, and thus can delete a specific gene at the tissue and time when tetracycline is added. This method can regulate gene deficiency by devising artificial introduction of tetracycline, and can restore gene expression by stopping addition of tetracycline. Becomes possible.

【0038】本発明は、特に、表皮細胞特異的にスフィ
ンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化したコンデショナ
ルノックアウト哺乳動物、及びT細胞特異的にスフィン
ゴ脂質合成の一部又は全部を不活化したコンデショナル
ノックアウト哺乳動物を含む。これらは、例えば、リコ
ンビネースタンパク質/リコンビネース標的配列システ
ムを利用し、表皮細胞特異的に、又はT細胞特異的にリ
コンビネースを発現する遺伝子改変動物を利用すること
により得ることが可能である。
In particular, the present invention provides a conditional knockout mammal in which part or all of sphingolipid synthesis is inactivated specifically in epidermal cells, and a part or whole of sphingolipid synthesis inactivated specifically in T cells. Including conditional knockout mammals. These can be obtained, for example, by using a recombinant protein / recombinase target sequence system and using a genetically modified animal that expresses recombinase in an epidermal cell-specific manner or in a T cell-specific manner.

【0039】本発明のコンデショナルノックアウト哺乳
動物は、非ヒトの哺乳動物であり、好ましくはマウス、
ラット、ヤギ、ウシ、ブタ、ウサギ、ヒツジ等である。
取扱いが容易で、実験系が確立しているマウスが最も好
ましい。また、本発明のノックアアウト哺乳動物は成体
のみならず、ES細胞、受精卵、8細胞期から胚盤胞形
成そして出生直前までの胚、卵、精子、組織・器官培養
物、キメラ動物等の全ての態様を含む。これらは、保存
のため、必要に応じ冷凍されて状態であってもよい。
[0039] The conditional knockout mammal of the present invention is a non-human mammal, preferably a mouse,
Rats, goats, cows, pigs, rabbits, sheep and the like.
Mice that are easy to handle and have established experimental systems are most preferred. The knock-out mammals of the present invention include not only adults but also ES cells, fertilized eggs, embryos from the 8-cell stage to blastocyst formation and immediately before birth, embryos, eggs, sperm, tissue / organ cultures, chimeric animals, etc. Includes all aspects. These may be frozen as needed for storage.

【0040】非ヒト コンデショナルノックアウト哺乳
動物の作製方法 本発明はさらに、時期特異的及び/又は組織特異的に、
スフィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化した、非ヒ
ト コンデショナルノックアウト哺乳動物の作製方法を
提供する。本発明の作製方法は、 1)セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のゲ
ノムDNA領域の一部又は全部をリコンビネース標的配
列で挟んだ配列を有し、前記配列でセリンパルミトイル
トランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部又
は全部を相同組換えすることを特徴とするターゲティン
グベクターを作製し; 2)胚性幹細胞に前記ターゲティングベクターを形質導
入し、セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子の
ゲノムDNA領域の一部又は全部の相同組換えを生じさ
せ、 3)前記相同組換えを生じた胚性幹細胞を用いて、リコ
ンビネース標的配列を含む改変セリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子を有する遺伝子改変動物を作製
し;そして 4)前記遺伝子改変動物を、時期特異的及び/又は組織
特異的にリコンビネースタンパク質を発現するリコンビ
ネース発現遺伝子改変動物と交配して、セリンパルミト
イルトランスフェラーゼタンパク質の発現が時期特異的
及び/又は組織特異的に抑制される非ヒト哺乳動物を得
ることを含むことを特徴とする。
Non-human conditional knockout mammal
Animal production method The present invention further comprises a time-specific and / or tissue-specific
Provided is a method for producing a non-human conditional knockout mammal in which part or all of sphingolipid synthesis is inactivated. The production method of the present invention comprises: 1) a sequence in which a part or all of a genomic DNA region of a serine palmitoyltransferase gene is sandwiched between recombination target sequences, and a part or all of a genomic DNA region of a serine palmitoyl transferase gene in the sequence. 2) transducing the said targeting vector into embryonic stem cells to cause homologous recombination of a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene. 3) using the embryonic stem cells in which the homologous recombination has occurred, to prepare a genetically modified animal having a modified serine palmitoyltransferase gene containing a recombinase target sequence; and Or tissue specific Breeding with a recombinantly-expressed gene-modified animal that expresses a recombinant protein, and obtaining a non-human mammal in which the expression of serine palmitoyltransferase protein is suppressed in a time-specific and / or tissue-specific manner. .

【0041】上述した本発明の非ヒト コンデショナル
ノックアウト哺乳動物は、限定されるわけではないが、
好ましくは、リコンビネースタンパク質/リコンビネー
ス標的配列システムを利用した本発明の作製方法によっ
て作製される。限定されるわけではないが、本発明の説
明のために、本発明のリコンビネースタンパク質/リコ
ンビネース標的配列システムを利用したコンデショナル
ノックアウトの例の概念図を図2に示す。
The non-human conditional knockout mammal of the present invention described above is not limited,
Preferably, it is produced by the production method of the present invention using a recombinant protein / recombinase target sequence system. For the purpose of illustrating, but not limited to, the present invention, a conceptual diagram of an example of a conditional knockout utilizing the recombinant protein / recombinase target sequence system of the present invention is shown in FIG.

【0042】1.セリンパルミトイルトランスフェラー
ゼ遺伝子のゲノムDNA ゲノムDNAは、胚性幹細胞(ES細胞)の相同組換え
を行うための、ターゲティングベクターを構築するため
に使用する。従って、ゲノムDNAは、相同組換えを行
うときにより効率よく組換えが生じるよう、作製しよう
とするES細胞が由来する動物種と同一の動物種から単
離、使用することが望ましい。より望ましくは、相同組
換えの効率をさらに上げるために、ES細胞が由来する
同一種の動物のうち同じ系統の動物から、ゲノムDNA
を単離して使用する。同種であっても系統が異なるとゲ
ノム中にDNAの配列変異が散在し、それらの変異が相
同組換えの確率を下げる可能性があるからである。
1. Serine palmitoyl transferer
Genomic DNA of Ze Gene Genomic DNA is used to construct a targeting vector for homologous recombination of embryonic stem cells (ES cells). Therefore, the genomic DNA is desirably isolated and used from the same animal species as the animal species from which the ES cells to be prepared are derived, so that recombination occurs more efficiently when performing homologous recombination. More preferably, in order to further increase the efficiency of homologous recombination, genomic DNA from animals of the same strain among animals of the same species from which ES cells are derived
Is used. This is because even if the strains are the same, if the strains are different, DNA sequence variations are scattered throughout the genome, and these variations may lower the probability of homologous recombination.

【0043】例えば、マウス セリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子(Lcb1又はLcb2)のゲノ
ムクローンを採取する場合には、マウス由来のcDNA
プローブまたはゲノムDNAプローブを使用して、マウ
スゲノムライブラリーからスクリーニングすることがで
きる。cDNAプローブを使用する場合は、目的とする
セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子につい
てのcDNAの全長を使用しても、その一部を使用して
もよい。あるいは、既知のマウス セリンパルミトイル
トランスフェラーゼ遺伝子の配列に基づいて作製した合
成オリゴヌクレオチドをプローブとしてもよい。
For example, when collecting a genomic clone of the mouse serine palmitoyltransferase gene (Lcb1 or Lcb2), a mouse-derived cDNA
Screening from a mouse genomic library can be performed using probes or genomic DNA probes. When a cDNA probe is used, the full-length cDNA for the target serine palmitoyltransferase gene or a part thereof may be used. Alternatively, a synthetic oligonucleotide prepared based on the sequence of a known mouse serine palmitoyltransferase gene may be used as a probe.

【0044】具体的には、Lcb1については、例え
ば、Hanada,K et al., Journa
l of Biological Chemistr
y,Vol.272(51), 1997, p.32
108−32114にマウスLcb1のcDNA配列が
Gene bank accession No.AF
003823して寄託されたことが記載されており、推
定アミノ酸配列が開示されている。Lcb2は、例え
ば、Gene bank accession No.
U27455としてマウスLcb2のアミノ酸配列およ
びcDNAの塩基配列が開示されている。本明細書にお
いて後述する配列表中において、マウスLcb2のアミ
ノ酸配列を配列番号1、cDNAの塩基配列を配列番号
2として各々記載する。また、Nagiec,M.M.
et al.,Gene 1996Oct 24;1
77(1−2):237−41は、ヒトLcb2とマウ
スLcb2のアミノ酸配列を、K.lactis、S.
cerevisiae、S.pombe等の酵母由来の
Lcb2と併せて比較している。これらの配列に基づい
てcDNAの全長若しくは一部を利用したcDNAプロ
ーブ、または合成オリゴヌクレオチドプローブを作製
し、ゲノムライブラリーをスクリーニングすることがで
きる。
Specifically, Lcb1 is described in, for example, Hanada, K et al. , Journa
l of Biological Chemistr
y, Vol. 272 (51), 1997, p. 32
No. 108-32114, the cDNA sequence of mouse Lcb1 was stored in Gene bank accession no. AF
003823, and discloses a deduced amino acid sequence. Lcb2 is, for example, Gene bank accession No.
U27455 discloses the amino acid sequence of mouse Lcb2 and the nucleotide sequence of cDNA. In the sequence listing described later in this specification, the amino acid sequence of mouse Lcb2 is described as SEQ ID NO: 1, and the nucleotide sequence of cDNA is described as SEQ ID NO: 2. Also, see Nagiec, M .; M.
et al. , Gene 1996 Oct 24; 1
77 (1-2): 237-41 describes the amino acid sequences of human Lcb2 and mouse Lcb2 in K. lactis, S .;
cerevisiae, S .; The results are also compared with Lcb2 derived from yeast such as pombe. Based on these sequences, a cDNA probe using the full length or a part of the cDNA or a synthetic oligonucleotide probe can be prepared, and a genomic library can be screened.

【0045】プローブ結合性を示したセリンパルミトイ
ルトランスフェラーゼ遺伝子ゲノムDNA断片を制限酵
素で切り出し、市販のクローニング用ベクター中に挿入
する。クローニング用ベクターとしては、市販されてい
るpBluescript(Stratagene
社)、pBR322、pUCなどのいずれのプラスミド
を用いてもよい。このようにして単離されたゲノムクロ
ーンを部分配列決定することにより、単離されたゲノム
クローンが目的とするセリンパルミトイルトランスフェ
ラーゼ遺伝子についてのゲノムクローンであることを確
認することができる。
A serine palmitoyltransferase gene genomic DNA fragment exhibiting probe binding is excised with a restriction enzyme and inserted into a commercially available cloning vector. As a cloning vector, commercially available pBluescript (Stratagene) is used.
Any plasmid such as pBR322, pUC, etc. may be used. By determining the partial sequence of the genomic clone isolated in this way, it can be confirmed that the isolated genomic clone is a genomic clone for the target serine palmitoyltransferase gene.

【0046】2.ターゲティングベクターの構築 ターゲティングベクターは、セリンパルミトイルトラン
スフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部又は全部
をリコンビネース標的配列で挟んだ配列を有し、前記配
列でセリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のゲ
ノムDNA領域の一部又は全部を相同組換えするために
使用するものである。従って、本発明におけるセリンパ
ルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のターゲティング
ベクターは、セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺
伝子のゲノムDNA領域の一部又は全部をリコンビネー
ス標的配列で挟んだ配列を含むことを特徴とする。リコ
ンビネース標的配列で挟まれた配列が相同組換えにより
ゲノム中に挿入された場合、標的配列を認識する対応す
るリコンビネースタンパク質の酵素活性により、リコン
ビネース標的配列で挟まれた配列がゲノムから削除、逆
位等の改変を受ける。リコンビネース活性が存在しない
場合には配列の削除等は生ぜず、セリンパルミトイルト
ランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNAの転写、翻訳は
リコンビネース標的配列の存在にかかわらず野生型と同
様に行われ、機能的なセリンパルミトイルトランスフェ
ラーゼタンパク質が得られ、スフィンゴ脂質合成が正常
に行われる。よって、リコンビネースタンパク質の発現
を時期特異的及び/又は組織特異的に制御することによ
って、スフィンゴ脂質合成の一部又は全部を時期特異的
及び/又は組織特異的に不活化させることが可能にな
る。
2. Construction of the targeting vector The targeting vector has a sequence in which a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene is sandwiched by recombination target sequences, and the sequence includes a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene. It is used for homologous recombination. Therefore, the targeting vector for the serine palmitoyltransferase gene according to the present invention is characterized in that it contains a sequence in which a part or the whole of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene is sandwiched between recombination target sequences. When the sequence flanked by the recombinase target sequences is inserted into the genome by homologous recombination, the sequence flanked by the recombinase target sequences is deleted from the genome by the enzymatic activity of the corresponding recombinase protein that recognizes the target sequence, Subject to modification such as inversion. When the recombinase activity does not exist, deletion of the sequence does not occur, and the transcription and translation of the genomic DNA of the serine palmitoyltransferase gene are performed in the same manner as the wild type regardless of the presence of the recombinase target sequence, and a functional serine palmitoyltransferase is obtained. The protein is obtained and sphingolipid synthesis is performed normally. Therefore, by controlling the expression of the recombinase protein in a time-specific and / or tissue-specific manner, it is possible to inactivate part or all of sphingolipid synthesis in a time-specific and / or tissue-specific manner. Become.

【0047】本発明によって利用しうるリコンビネース
タンパク質/リコンビネース標的配列システムは、バク
テリオファージP1由来のCreリコンビネースタンパ
ク質とCreタンパク質によって認識される、P1中の
組換えのホットスポットloxP配列を利用したCre
−loxPシステム、酵母由来のFLP/FRTシステ
ム(Jung,S.et al.,Science,2
65,p.103−、1994)(哺乳動物細胞、ショ
ウジョウバエ(Drosophila)でも相同組換え
を生じる)、Zygosaccharomyces r
ouxiiのpSR1リコンビネース(酵母S.cer
evisiaeで機能しうる)等が含まれる。
The recombinase protein / recombinase target sequence system that can be utilized according to the present invention utilizes the Cre recombinase protein from bacteriophage P1 and the recombinant hotspot loxP sequence in P1 that is recognized by the Cre protein. Cre
-LoxP system, FLP / FRT system derived from yeast (Jung, S. et al., Science, 2
65, p. 103-, 1994) (Homologous recombination also occurs in mammalian cells, Drosophila), Zygosaccharomyces r
oxii pSR1 recombination (yeast S. cer)
Evisiae).

【0048】限定されるわけではないが、Cre/lo
xPシステムが好ましい。loxPは、以下の34塩基
対を有し、8塩基対のスペーサーによって隔てられた1
3bpの逆方向反復配列(inverted repe
at sequence)からなる。
Although not limited, Cre / lo
An xP system is preferred. loxP has the following 34 base pairs, one separated by an 8 base pair spacer.
3 bp inverted repeat (inverted repeat)
at sequence).

【0049】[0049]

【化1】 5’-ataacttcgtata atgt|atgc tatacgaagttat-3’ 3’-tattgaagcatat taca|tacg atatgcttcaata-5’ 逆方向反復配列 スペーサー 逆方向反復配列 (配列番号3) loxP部位における組換えは、P1のcre遺伝子に
よってコードされる343アミノ酸リコンビネースタン
パク質であるCreによって触媒される。各loxP部
位は、13塩基対の繰り返しと隣接する4塩基対のスペ
ーサーからなる、2つのCre結合部位からなる。各繰
り返し配列のもっとも遠位の2塩基対は、組換え頻度を
変化させることなく修飾可能である。各loxP部位に
1個づつ合計2個のCre分子が結合する。次いで、C
re−loxP複合体は、同一の核酸分子(DNA等)
上に存在する第2のloxP部位と対合する。スペーサ
ー領域中のDNAの非対称的な切断に続いて、対合した
loxPパートナー間の鎖交換が誘導される。スペーサ
ー領域の非対照性のため、同一の核酸分子上に位置する
loxP間の組換えは極性を有する。即ち、同一方向の
loxP間の組換えは、2カ所の部位間のDNAの切り
出し(削除)を生じさせ、反対方向のloxP間の組換
えは、2カ所の部位間の介在DNAの逆位をもたらす。
5′-ataacttcgtata atgt | atgc tatacgaagttat- 3 ′ 3′- tattgaagcatat taca | tacg atatgcttcaata- 5 ′ inverted repeat sequence spacer inverted repeat sequence (SEQ ID NO: 3) Recombination at the loxP site is at P1 cre Catalyzed by Cre, a 343 amino acid recombinant protein encoded by the gene. Each loxP site consists of two Cre binding sites consisting of a 13 base pair repeat and an adjacent 4 base pair spacer. The two most distal base pairs of each repeat can be modified without altering the recombination frequency. A total of two Cre molecules bind, one to each loxP site. Then C
The re-loxP complex is composed of the same nucleic acid molecule (such as DNA)
Pairs with the second loxP site present above. Following asymmetric cleavage of the DNA in the spacer region, strand exchange between the paired loxP partners is induced. Due to the asymmetric nature of the spacer region, recombination between loxPs located on the same nucleic acid molecule is polar. That is, recombination between loxPs in the same direction causes excision (deletion) of DNA between two sites, while recombination between loxPs in the opposite direction results in inversion of intervening DNA between the two sites. Bring.

【0050】Creタンパク質は細菌(大腸菌等)中だ
けでなく、酵母及び哺乳動物細胞中でも組換え現象を触
媒する。よって、Creリコンビネースタンパク質は、
酵母及び哺乳動物細胞中において、染色体にプラスミド
の部位特異的挿入を引き起こすことも、また、複数(好
ましくは2カ所)のloxP部位に挟まれたDNA領域
の削除を引き起こすことも可能である。酵母及び哺乳動
物細胞中のゲノムはloxP部位を有しないと考えられ
ている。さらに、Creタンパク質の発現は、特に高発
現させなければ哺乳動物細胞に毒性でなく、また、例え
ばマウスのメタロチオネインIプロモーター若しくはサ
イトメガロウイルスプロモーター等のプロモーター等の
制御下にcre遺伝子を有する遺伝子改変マウスは、発
生、成長、生殖の各過程において影響を受けない。
The Cre protein catalyzes the recombination phenomenon not only in bacteria (such as Escherichia coli) but also in yeast and mammalian cells. Therefore, Cre recombinase protein is
In yeast and mammalian cells, it is possible to cause the site-specific insertion of the plasmid into the chromosome or to delete the DNA region flanked by multiple (preferably two) loxP sites. Genomes in yeast and mammalian cells are not believed to have loxP sites. Furthermore, Cre protein expression is not toxic to mammalian cells unless particularly highly expressed, and a genetically modified mouse having a cre gene under the control of a promoter such as a mouse metallothionein I promoter or cytomegalovirus promoter. Is unaffected during development, growth, and reproduction.

【0051】Creタンパク質によって認識される配列
は上述した配列番号3に限定されず、塩基配列に若干の
変異があってもCreタンパク質によって認識され、同
様に組み換えを生じうる。例えば、限定されるわけでは
ないが、各繰り返し配列のもっとも遠位の2塩基対は、
組換え頻度を変化させることなく修飾可能である。ま
た、スペーサー配列5’−atgtatgc−3’中の
一番5’側のt塩基をgに変異させると、形質転換され
た哺乳動物細胞中の組換え頻度が実質的に上昇するとい
う報告もある。よって、本明細書において、このような
変異を含むCreタンパク質によって認識される配列
も、本発明において利用しうる「loxP」配列に含
む。
The sequence recognized by the Cre protein is not limited to SEQ ID NO: 3 described above. Even if there is a slight mutation in the nucleotide sequence, the sequence can be recognized by the Cre protein and similarly cause recombination. For example, but not limited to, the two most distal base pairs of each repeat
It can be modified without changing the recombination frequency. In addition, there is also a report that when the t base at the 5 'end in the spacer sequence 5'-atgtatgc-3' is mutated to g, the recombination frequency in the transformed mammalian cells is substantially increased. . Therefore, herein, the sequence recognized by the Cre protein containing such a mutation is also included in the “loxP” sequence that can be used in the present invention.

【0052】複数(好ましくは2カ所)のloxP部位
に挟まれたDNA領域の削除は、染色体上のloxP部
位へのloxPプラスミドの部位特異的挿入よりも高頻
度で生じうる。染色体の特定の位置にloxP部位を含
む、遺伝子工学的に得られた哺乳動物(例えば、マウ
ス)の系を、Creを発現する遺伝子改変動物を交配す
ることにより、Cre−loxPシステムを利用して、
所期の遺伝子のヌルアリル(ヌル対立遺伝子群)を作成
させることが可能である。よって、好ましくは、本発明
のターゲティグベクターは、セリンパルミトイルトラン
スフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部又は全部
を、同一方向の複数(好ましくは、2個)のloxP配
列で挟む。相同組換えによって前記配列がゲノムに組み
込まれるとCreタンパク質の存在により、複数のlo
xP配列で挟まれたセリンパルミトイルトランスフェラ
ーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部又は全部が削除
(切り出し)される。また、セリンパルミトイルトラン
スフェラーゼ遺伝子を反対方向の複数のloxP配列に
含んだ場合、特定の染色体部位の逆位および削除等を生
じうる。よって、このような態様も、セリンパルミトイ
ルトランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部
又は全部に改変を生じうるため本発明に含みうる(Sa
mbrookら,Molecular Clonin
g:A LABORATORY MANUAL,第3
版,COLD SPRING HARBORLABOR
ATORY PRESS,2001年,4.82−4.
85)。
Deletion of a DNA region flanked by a plurality (preferably two) of loxP sites can occur more frequently than site-specific insertion of a loxP plasmid into a loxP site on a chromosome. Using a Cre-loxP system, a genetically engineered mammalian (eg, mouse) system containing a loxP site at a specific position on the chromosome is bred to a genetically modified animal expressing Cre. ,
It is possible to generate null alleles (null alleles) of the desired gene. Therefore, preferably, the targeting vector of the present invention sandwiches a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene with a plurality (preferably two) of loxP sequences in the same direction. When the sequence is integrated into the genome by homologous recombination, multiple lo
Part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene flanked by xP sequences is deleted (cut out). When the serine palmitoyltransferase gene is contained in a plurality of loxP sequences in opposite directions, a specific chromosomal site may be inverted or deleted. Therefore, such an embodiment can be included in the present invention because a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene can be modified (Sa
mbrook et al., Molecular Clonin
g: A LABORATORY MANUAL, 3rd
Edition, COLD SPRING HARBORLABOR
ATORY PRESS, 2001, 4.82-4.
85).

【0053】限定されるわけではないが、一般に、ター
ゲティングベクターによってゲノムDNAの相同組換え
が効率よく起こるためには、相同領域が長いほどよい。
一方、ターゲティングベクターの種類によって、挿入し
取り扱える好ましいDNAの長さは一定に制限される。
よって、前述したように得られたセリンパルミトイルト
ランスフェラーゼ遺伝子ゲノムDNA中の、好ましくは
1kb−20kb、より好ましくは5kb−20kb、
最も好ましくは10kb−20kbをターゲティングベ
クターに含ませる。そのうち、適用するリコンビネース
タンパク質/リコンビネース標的配列システムによっ
て、削除(切り出し)等の改変が生じやすい長さの配列
を、2個以上のリコンビネース標的配列によって挟むよ
うに設計する。限定されるわけではないが、Cre−l
oxPシステムを適用する場合、好ましくは1kb−1
00kb、より好ましくは1kb−10kb、最も好ま
しくは1.2kb−3.5kbの長さの配列を2個以上
のloxP配列によって挟む。本明細書において後述す
る実施例のターゲティングベクターでは、マウスLcb
2ゲノムのエクソン3を挟むゲノム配列(長さ約1.2
kb)を2個のloxPで挟む構造とした。
In general, but not exclusively, in order for homologous recombination of genomic DNA to occur efficiently with a targeting vector, the longer the homologous region, the better.
On the other hand, depending on the type of the targeting vector, a preferable length of DNA that can be inserted and handled is limited to a certain length.
Therefore, in the serine palmitoyltransferase gene genomic DNA obtained as described above, preferably 1 kb to 20 kb, more preferably 5 kb to 20 kb,
Most preferably, 10 kb-20 kb is included in the targeting vector. Among them, a sequence having a length that easily causes modification such as deletion (exclusion) is designed to be sandwiched by two or more recombinase target sequences, depending on the recombinase protein / recombinase target sequence system to be applied. Although not limited, Cre-l
When applying the oxP system, preferably 1 kb-1
A sequence having a length of 00 kb, more preferably 1 kb-10 kb, most preferably 1.2 kb-3.5 kb is flanked by two or more loxP sequences. In the targeting vectors of Examples described later in the present specification, mouse Lcb
Genomic sequence flanking exon 3 of two genomes (length about 1.2
kb) was sandwiched between two loxPs.

【0054】リコンビネース標的配列を組み込んだ改変
セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子が導入さ
れる、本発明のターゲティングベクターの基本骨格とな
るベクターは特に限定されず、形質転換を行う細胞(例
えば、大腸菌)中で自己複製可能なものであればよい。
例えば、市販のpBluscript(Stratag
ene社製)、pZErO 1.1(Invitrog
en社)、pGEM−1(Promega社)等が使用
可能である。
The vector serving as the basic skeleton of the targeting vector of the present invention into which the modified serine palmitoyltransferase gene incorporating the recombinase target sequence is introduced is not particularly limited, and is self-replicating in a cell to be transformed (eg, Escherichia coli). Whatever is possible is possible.
For example, commercially available pBluescript (Stratag
ene), pZErO 1.1 (Invitrog)
en), pGEM-1 (Promega) and the like can be used.

【0055】本発明の方法は、リコンビネース標的配列
を組み込んだ改変セリンパルミトイルトランスフェラー
ゼ遺伝子を含むターゲティングベクターで、胚性幹細胞
(ES細胞)を形質転換し、相同組換えを生じさせる。
ターゲティングベクターの構築についてデザインする場
合、後の工程において行わなければならない相同組換え
体のスクリーニングを、より容易に行うことができるよ
うに考慮することが望ましい。例えば、相同組換え体の
スクリーニングは、(1)ターゲティングベクターによ
り組換え体内に導入したポジティブ選別、ネガティブ選
別等の選別用の遺伝子を用いて、培養中で行う細胞レベ
ルの第一段階のスクリーニング、そして(2)第一段階
のスクリーニングにより選択された組換え体について、
さらにPCR法、サザンブロットハイブリダイゼーショ
ン法などを行うことからなるDNAレベルの第二段階の
スクリーニングの2工程により行うことが好ましい。従
って、この2工程のスクリーニングの一方または双方を
より容易に行うことができるようにターゲティングベク
ターをデザインすることが好ましい。
The method of the present invention transforms embryonic stem cells (ES cells) with a targeting vector containing a modified serine palmitoyltransferase gene into which a recombinant target sequence has been incorporated, and causes homologous recombination.
When designing for the construction of a targeting vector, it is desirable to consider so that screening of homologous recombinants that must be performed in a later step can be performed more easily. For example, screening of homologous recombinants includes (1) first-stage screening at the cell level performed in culture using a gene for selection such as positive selection or negative selection introduced into the recombinant by a targeting vector, And (2) for the recombinant selected by the first stage screening,
Furthermore, it is preferable to carry out by two steps of the second-stage screening at the DNA level, which comprises performing a PCR method, a Southern blot hybridization method and the like. Therefore, it is preferable to design a targeting vector so that one or both of the two-step screening can be performed more easily.

【0056】ポジティブ選別とは、ターゲティングベク
ターが染色体に導入された胚性幹細胞のみを選別するこ
とを意味する。一般に形質転換に用いられるエレクトロ
ポレーション法により、導入した遺伝子DNAが染色体
に組み込まれる確率は、10 3−104個の細胞に1個程
度の頻度であるため、遺伝子DNAが導入された細胞の
みを選び出すための配列(ポジティブ選別)をまず考え
なければならない。
[0056] Positive selection is a targeting vector.
To select only embryonic stem cells whose chromosome has been introduced.
Means Electrode commonly used for transformation
By the poration method, the introduced gene DNA
Is 10 Three-10FourAbout one per cell
The frequency of the cells,
First consider the sequence (positive selection) to select
There must be.

【0057】ポジティブ選別用マーカー遺伝子として
は、ネオマイシン耐性遺伝子(G418によって選
別)、ハイグロマイシンBホスホトランスフェラーゼ
(BPH)遺伝子(ハイグロマイシン−Bによって選
別)、ブラスティシジンSデアミナーゼ遺伝子(ブラス
ティシジンSによって選別)、ピューロマイシン耐性遺
伝子(ピューロマイシンによって選別)等が使用可能で
ある。ネオマイシン耐性遺伝子が最も好ましい。
As marker genes for positive selection, neomycin resistance gene (selection by G418), hygromycin B phosphotransferase (BPH) gene (selection by hygromycin-B), blasticidin S deaminase gene (selection by blasticidin S) , Puromycin resistance gene (selected by puromycin) and the like can be used. The neomycin resistance gene is most preferred.

【0058】ネガティブ選別とは、非相同組換えを生じ
た胚性幹細胞を選択的に除くことを意味する。これは、
特に対象とする遺伝子がES細胞で発現していないか、
発現量が低い場合に、利用しうる。相同組換えは相同領
域で生じるが、非相同組換えは多く直線化した導入DN
Aの両末端で生じる。ネガティブ選別は導入DNAの一
端に、これが組み込まれると細胞に毒性を持つ遺伝子を
付加することによって行う。ネガティブ選別としては、
単純ヘルペスウイルス(HSV)のチミジンキナーゼ
(tk)遺伝子、ジフテリア毒素Aフラグメント(DT
−A)遺伝子を用いる方法等が知られている。細胞内在
性のチミジンキナーゼ(TK)に比し、HSV由来のT
Kは、より高率にFIAU、ガンサイクロビアなどの核
酸類似体をリン酸化する。tk選別は、非相同組換えで
HSVtk遺伝子が導入されるとFIAUなどを加えた
場合、これがリン酸化されて染色体DNA中に取り込ま
れDNA合成が阻害されることを利用したものである。
DT−Aは、細胞内で伸長因子IIをpolyADPリ
ボシル化してタンパク質合成を阻害する。ES細胞で高
い発現活性を有するプロモーターと連結したDT−A遺
伝子を用いれば、非相同組換えでこれが染色体に組み込
まれた細胞は死滅すると期待される。翻訳レベルの選別
で、選択剤を必要としない、という利点を有する。従
来、染色体DNAへの組み込み以前に、エピゾーマル
(染色体外にある状態)でDT−Aが発現し、細胞をラ
ンダムに死滅させてしますおそれが危惧されていたが、
特に一過性の発現により細胞死はES細胞では起こりに
くいことが明らかになりつつある。必要であれば、後述
するpolyA選別と組み合わせて、即ちpolyA付
加シグナルをつけないでベクターを作製しもよい。
Negative selection means that embryonic stem cells that have undergone heterologous recombination are selectively removed. this is,
In particular, whether the gene of interest is not expressed in ES cells,
It can be used when the expression level is low. Homologous recombination occurs in the homologous region, but non-homologous recombination is largely linear
It occurs at both ends of A. Negative selection is performed by adding to one end of the introduced DNA a gene which, when integrated, is toxic to cells. As a negative selection,
The herpes simplex virus (HSV) thymidine kinase (tk) gene, diphtheria toxin A fragment (DT
-A) Methods using genes and the like are known. Compared to endogenous thymidine kinase (TK), T cells derived from HSV
K phosphorylates nucleic acid analogs such as FIAU and gancyclobia at a higher rate. The tk selection utilizes the fact that when the HSVtk gene is introduced by non-homologous recombination and FIAU or the like is added, this is phosphorylated and incorporated into chromosomal DNA to inhibit DNA synthesis.
DT-A inhibits protein synthesis by polyADP-ribosylating elongation factor II in cells. If a DT-A gene linked to a promoter having high expression activity in ES cells is used, it is expected that cells in which the DT-A gene has been integrated into the chromosome by non-homologous recombination will die. It has the advantage that no selection agent is required for sorting at the translation level. Conventionally, before integration into chromosomal DNA, DT-A was expressed episomally (in a state outside the chromosome), and there was a fear that cells might be randomly killed.
In particular, it is becoming clear that cell death hardly occurs in ES cells due to transient expression. If necessary, a vector may be prepared in combination with polyA selection described below, that is, without adding a polyA addition signal.

【0059】ES細胞中で強い発現活性を有するプロモ
ーターとしてはホスホグリセリン酸キナーゼ−1(PG
K−1)プロモーター、伸長因子2(EF−2)プロモ
ーター、MC−1プロモーターなどを使用することがで
きる。ターゲティングを行う遺伝子座、およびそのDN
A領域により、プロモーター活性は大きく影響されるた
め、一般にはプロモーターは強力であるほどよい。従っ
てより望ましくは、PGK−1プロモータを使用する。
ただし、ネガティブ選別用にDT−Aを用いる場合は、
染色体DNAへの組み込み前のランダムな細胞死が危惧
されるため、発現活性のやや劣るプロモーター、例えば
MC−1プロモーターを使用するのが好ましい。
As a promoter having strong expression activity in ES cells, phosphoglycerate kinase-1 (PG
K-1) promoter, elongation factor 2 (EF-2) promoter, MC-1 promoter and the like can be used. Targeting locus and its DN
Since the promoter activity is greatly affected by the A region, generally, the stronger the promoter, the better. Therefore, more preferably, the PGK-1 promoter is used.
However, when DT-A is used for negative selection,
Since random cell death before integration into chromosomal DNA is feared, it is preferable to use a promoter with slightly lower expression activity, for example, the MC-1 promoter.

【0060】プロモーターと連結した選択マーカー遺伝
子は、たとえばネオマイシン耐性遺伝子カセット(ne
oカセット、pKJ2として供与)、ハイグロマイシン
Bホスホトランスフェラーゼ遺伝子カセット(hphカ
セット)、チミジンキナーゼ遺伝子カセット(tkカセ
ット、pMCtkとして供与)、ジフテリア毒素A遺伝
子断片カセット(DT−Aカセット、pMCDT−Aま
たはpMC1DTApAとして供与)、lacZ遺伝子
カセット(例えば、pBSlacZとして供与)など
の、プラスミドに挿入された状態で市販されている選択
マーカー遺伝子を使用してもよい。ターゲティングベク
ターは、これらのプロモーターを連結した選択マーカー
のうち、どの選択マーカーを使用して構築してもよい。
後述の実施例では、Nakano et al.,Eu
r J Neurosci 1999 Jul;11
(7):2577−81に記載のプラスミドloxP−
flanked−pGK−neo)(例えば、本発明者
の大阪大学医学部 竹田潤二より入手可能)より得たp
GK−neo断片、並びに、プラスミドpMC1DTA
pA(Yagi et al.,1993;Anal.
Biochem. 214;77−86)(大阪大学細
胞生体工学センター 八木健教授より入手可能)より得
たMC1DTApA断片を使用した。
The selectable marker gene linked to the promoter is, for example, a neomycin resistance gene cassette (ne
o cassette, provided as pKJ2), hygromycin B phosphotransferase gene cassette (hph cassette), thymidine kinase gene cassette (tk cassette, provided as pMCtk), diphtheria toxin A gene fragment cassette (DT-A cassette, pMCDT-A or pMC1DTApA) And a lacZ gene cassette (for example, provided as pBSlacZ), and a commercially available selection marker gene inserted in a plasmid may be used. The targeting vector may be constructed using any of the selectable markers linked to these promoters.
In the examples described below, Nakano et al. , Eu
r J Neurosci 1999 Jul; 11
(7): Plasmid loxP- described in 2577-81
p-gK-neo (available from the present inventor, Junji Takeda, Osaka University School of Medicine)
GK-neo fragment and plasmid pMC1DTA
pA (Yagi et al., 1993; Anal.
Biochem. 214; 77-86) (available from Prof. Takeshi Yagi, Center for Cellular Biotechnology, Osaka University).

【0061】好ましくは、ポジティブ選別用、ネガティ
ブ選別用の配列は(存在する場合にはそのプロモーター
とともに)セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝
子と同一方向(順方向)にターゲティングベクターに挿
入させる。
Preferably, the sequences for positive selection and negative selection (along with their promoters, if present) are inserted into the targeting vector in the same direction (forward direction) as the serine palmitoyltransferase gene.

【0062】ターデティグベクターが、ターゲティング
ベクターが導入された胚性幹細胞のみを選択するための
配列、即ちポジティブ選別用配列を含む場合、ターデテ
ィグベクターが導入された染色体はポジティブ選別用配
列が挿入されている。ポジティブ選別用配列が残ったま
までは、最終的に得られるコンデショナルノックアウト
動物において、Lcb2遺伝子そのものの発現を撹乱さ
せる、初期発生期に限らず発育障害を生じる等の悪影響
を及ぼす可能性がある。好ましくは、ポジティブ選別用
配列を染色体DNAから削除する工程を含む。ネガティ
ブ選別用の配列の削除を容易にするために、セリンパル
ミトイルトランスフェラーゼ遺伝子に関して上述したリ
コンビネースタンパク質/リコンビネース標的配列シス
テムを利用することができる。よって、限定されるわけ
ではないが、ポジティブ選別用配列を2個の同一方向の
リコンビネース標的配列で挟んでターゲティグベクター
に含ませるのが好ましい。ポジティブ選別用配列を削除
するための方法については、後述の「6.ポジティブ選
別用配列の削除」の項において詳述する。
When the targeting vector contains a sequence for selecting only embryonic stem cells into which the targeting vector has been introduced, that is, a positive selection sequence, the chromosome into which the targeting vector has been introduced has a positive selection sequence. Has been inserted. If the positive selection sequence remains, the conditional knockout animal finally obtained may have adverse effects such as disrupting the expression of the Lcb2 gene itself and causing developmental disorders not only in the early developmental stage. Preferably, the method includes a step of deleting the positive selection sequence from the chromosomal DNA. To facilitate the deletion of sequences for negative selection, the recombinase protein / recombinase target sequence system described above for the serine palmitoyltransferase gene can be utilized. Therefore, it is preferable, but not limited to, that the positive selection sequence be sandwiched between two recombination target sequences in the same direction and included in the targeting vector. The method for deleting the sequence for positive selection will be described in detail in the section “6.

【0063】さらに利用可能な選別としては、プロモー
ター選別、polyA選別などが知られている。プロモ
ーター選別は対象となる遺伝子が組換えを生じさせる細
胞中で発現している場合に利用可能である。この場合、
ポジティブ選別用配列にプロモーターをつけず、相同組
換えを起こした場合、対象遺伝子の発現調節領域からポ
ジティブ選別用配列が発現するようベクターを設計し、
プロモーター選別を行うことによって、ポジティブ選択
で陽性の非相同組換え体の数を減らすことが可能とな
る。また、polyA選別は、ポジティブ選別用遺伝子
にpolyA付加シグナルを付けず、相同組換えが起こ
った時にのみ対象遺伝子のpolyA付加シグナルを利
用できるようベクターを設計し、これにより非相同組換
え体を除去するものである。ネガティブ選別などと組み
合わせたときに特に有用である。
As further usable selections, there are known a promoter selection, a polyA selection and the like. Promoter selection can be used when the gene of interest is expressed in cells that undergo recombination. in this case,
If a promoter is not attached to the positive selection sequence and homologous recombination occurs, a vector is designed so that the positive selection sequence is expressed from the expression control region of the target gene,
By performing promoter selection, it is possible to reduce the number of non-homologous recombinants that are positive in positive selection. In addition, in the polyA selection, a vector is designed so that the polyA addition signal of the target gene can be used only when homologous recombination occurs without adding the polyA addition signal to the positive selection gene, thereby removing the non-homologous recombinant. Is what you do. This is particularly useful when combined with negative selection or the like.

【0064】前述した時期特異的及び/又は組織特異的
に、スフィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化した、
非ヒト コンデショナルノックアウト哺乳動物の作製方
法に使用するためのターゲティングベクター自体も、本
発明によって新たに得られたものであり、含まれる。本
発明のターゲティングベクターは、セリンパルミトイル
トランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部又
は全部をリコンビネース標的配列で挟んだ配列を含み、
前記配列でセリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝
子のゲノムDNA領域の一部又は全部を相同組換えする
ことを特徴とする。
A part or all of sphingolipid synthesis was inactivated in a time-specific and / or tissue-specific manner as described above.
The targeting vector itself for use in the method for producing a non-human conditional knockout mammal is also newly obtained by the present invention and is included. The targeting vector of the present invention comprises a sequence in which a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene is sandwiched between recombination target sequences,
The above sequence is characterized by homologous recombination of part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene.

【0065】3.ターゲティングベクターによる相同組
換え 次いで、上記の方法により作製したターゲティングベク
ターを使用して、相同組換えを行う。本発明において
「セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子の相同
組換え」とは上記改変セリンパルミトイルトランスフェ
ラーゼ遺伝子を、対応するゲノム上に、人工的に組換え
させることをいう。
[0065] 3. Homologous set by targeting vector
Recombinant then used targeting vector prepared by the above method, performing homologous recombination. In the present invention, “homologous recombination of serine palmitoyltransferase gene” means artificially recombining the modified serine palmitoyltransferase gene on the corresponding genome.

【0066】一般に、所期の遺伝子の相同組換えが起こ
る頻度は10-6程度であることが知られている。したが
って目的とする相同組換え体を得るためには、理論上1
6以上の細胞に組換え操作を行う必要があり、少なく
とも数十ないし数百検体の組換え体をスクリーニングす
る必要がある。しかしながら、106個の受精卵を使用
することは事実上不可能であることから、受精卵に変わ
るものとして、受精卵と同様の多分化能を有し、かつi
n vitroで培養することが可能な細胞を使用する
ことが必要である。このような目的を達成することがで
きる方法として、胚性幹細胞(ES細胞)を用いる方
法、クローン動物作成技術を用いた方法などを使用する
ことができるが、これだけに限定されるものではない。
In general, it is known that the frequency of homologous recombination of a desired gene is about 10 -6 . Therefore, in order to obtain the target homologous recombinant, theoretically, 1
0 6 or more cells must perform the recombination operation, it is necessary to screen at least tens to hundreds of specimens recombinants. However, since it is practically impossible to use 10 6 fertilized eggs, instead of fertilized eggs, they have the same pluripotency as fertilized eggs, and i.
It is necessary to use cells that can be cultured in vitro. As a method that can achieve such an object, a method using embryonic stem cells (ES cells), a method using a cloned animal production technique, and the like can be used, but are not limited thereto.

【0067】現在確立されている遺伝子ターゲティング
法では、ES細胞を使用することが望ましい。現時点で
は、ヒト、ミンク、ハムスター、ブタ、ウシ、マーモセ
ット、アカゲザル等の複数の哺乳動物でES細胞が樹立
されている。将来さらに多種の動物で同様なES細胞が
樹立されれば、同様な方法を用いて遺伝子改変動物を作
製することができる。
In the currently established gene targeting method, it is desirable to use ES cells. At present, ES cells have been established in a plurality of mammals such as humans, mink, hamsters, pigs, cows, marmosets, and rhesus monkeys. If similar ES cells are established in more kinds of animals in the future, a genetically modified animal can be produced using a similar method.

【0068】遺伝子改変マウス作製用のES細胞株は、
公知のマニュアルを使用して自己で作製してもよいが、
既存の樹立されたES細胞株が入手可能であり、好まし
い。現在使用することができるマウス由来のES細胞
は、TT2細胞、AB−1細胞、J1細胞、R1細胞、
E14.1細胞、RW−4細胞などがある。遺伝子改変
動物を作出するために、これらのうちいずれのES細胞
を用いるかは、採取したゲノムDNAの由来するマウス
系統、キメラ動物の選別方法など、実験の目的や方法に
より任意に決定することができる。所期のES細胞株は
必要に応じ、各々特定の研究機関より入手可能である。
例えば、本明細書中の実施例で使用したR1細胞は、マ
ウス系統129SVJに由来し、例えば、Andras
Nagy,Samuel Lunenfeld Re
search Institute, Mount S
inai Hospital, (600 Unive
rsity Avenue,TrontoM5G 1X
5 Ontario,Canada)より入手可能であ
る。
An ES cell line for producing a genetically modified mouse is as follows:
You may make it yourself using a known manual,
Existing established ES cell lines are available and preferred. Currently available mouse-derived ES cells include TT2 cells, AB-1 cells, J1 cells, R1 cells,
E14.1 cells, RW-4 cells and the like. Which of the ES cells to use to produce a genetically modified animal can be arbitrarily determined according to the purpose and method of the experiment, such as the mouse strain from which the collected genomic DNA is derived and the method for selecting chimeric animals. it can. The desired ES cell line can be obtained from a specific research institution as needed.
For example, the R1 cells used in the examples herein are derived from the mouse strain 129SVJ and are described, for example, in Andras
Nagy, Samuel Lunenfeld Re
search Institute, Mount S
inai Hospital, (600 Unive
rity Avenue, Toronto M5G 1X
5 Ontario, Canada).

【0069】前記2の項で作製した、セリンパルミトイ
ルトランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部
又は全部をリコンビネース標的配列で挟んだ配列を含む
ターゲティングベクターをES細胞中に導入する。そし
てES細胞中の目的とするセリンパルミトイルトランス
フェラーゼ遺伝子のゲノムDNA配列を、ターゲティン
グベクター中のリコンビネース標的配列で挟んだセリン
パルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子配列による相同
組換えによって置換する。相同組換えは、セリンパルミ
トイルトランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA配列
と、ターゲティングベクター中の非改変部分の配列との
相同性を利用して、確率的に生じさせることができる。
The targeting vector prepared in the above section 2 and containing a sequence in which a part or all of the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene is sandwiched between recombinase target sequences is introduced into ES cells. Then, the genomic DNA sequence of the desired serine palmitoyltransferase gene in the ES cells is replaced by homologous recombination with the serine palmitoyltransferase gene sequence sandwiched between the recombination target sequences in the targeting vector. Homologous recombination can be generated stochastically by utilizing the homology between the genomic DNA sequence of the serine palmitoyltransferase gene and the sequence of the unmodified portion in the targeting vector.

【0070】ターゲティングベクターをES細胞に導入
する方法としては、エレクトロポレーション法、リン酸
カルシウム法、DEAE−デキストラン法など公知の方
法を使用することができる。効率、作業の容易性などを
考慮して、エレクトロポレーション法を用いることが好
ましい。エレクトロポレーションの方法は、例えば、
(Nakano et al., Eur J Neu
rosci 1999Jul;11(7):2577−
81に記載の方法を使用可能である。
As a method for introducing a targeting vector into ES cells, known methods such as an electroporation method, a calcium phosphate method, and a DEAE-dextran method can be used. It is preferable to use the electroporation method in consideration of efficiency, ease of operation, and the like. The method of electroporation is, for example,
(Nakano et al., Eur J Neu.
rosci 1999 Jul; 11 (7): 2577-
81 can be used.

【0071】4.相同組換え体のスクリーニング 得られた組換えES細胞を、ネオマイシン耐性の初代培
養細胞からなるフィーダー細胞レイヤー上、マイトマイ
シンC−処理したNHL7細胞等の選別用プレートにプ
レーティングする。そしてES培養液中で、相同組換え
によってES細胞に導入されたポジティブ選別用マーカ
ー及び/又はネガティブ選別用マーカーにより、第一段
階のスクリーニングである選択培養を行う。当該第一段
階の選択工程においては、前述した選択マーカーのう
ち、複数の選択マーカー遺伝子を用いることもできる。
ES細胞を培養するための培養液は毎日交換するとよ
い。培養液中には、選択マーカー遺伝子の種類に依存し
て、たとえばネオマイシン(G418, GIBCO
BRL)やハイグロマイシンB(Calbioche
m)が含まれている。選択培養6−8日目に生存するコ
ロニーを耐性クローンとして採取する。
[0071] 4. Screening of homologous recombinants The resulting recombinant ES cells are plated on a plate for selection of mitomycin C-treated NHL7 cells or the like on a feeder cell layer composed of neomycin-resistant primary cultured cells. Then, in the ES culture solution, selective culture, which is the first-stage screening, is performed using the positive selection marker and / or the negative selection marker introduced into the ES cells by homologous recombination. In the first-stage selection step, a plurality of selection marker genes can be used among the selection markers described above.
The culture medium for culturing ES cells may be changed daily. Depending on the type of selectable marker gene, for example, neomycin (G418, GIBCO)
BRL) and hygromycin B (Calbioche)
m) is included. Surviving colonies are collected as resistant clones on day 6-8 of the selective culture.

【0072】耐性クローンをピックアップし、増殖させ
る。その後、目的とするセリンパルミトイルトランスフ
ェラーゼ遺伝子がターゲティングされているかどうか、
即ち相同組換えを起こした形質転換体を確実に選択する
ため、第二段階のスクリーニングを行うことができる。
第二段階のスクリーニングは、DNAレベルで目的とす
るセリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子がター
ゲティングされたかどうかを確認する工程である。この
ような方法としては、PCR法、サザンブロットハイブ
リダイゼーション法などが存在するが、そのうちのいず
れを用いてもよく、またその中から2以上の方法を組み
合わせて用いてもよい。
The resistant clone is picked up and expanded. Then, whether the target serine palmitoyltransferase gene is targeted,
That is, the second-stage screening can be performed in order to surely select a transformant that has undergone homologous recombination.
The second stage of screening is a step of confirming whether the target serine palmitoyltransferase gene has been targeted at the DNA level. As such a method, there are a PCR method, a Southern blot hybridization method and the like, and any of them may be used, or two or more methods may be used in combination.

【0073】本発明においては、まず、第一段階のスク
リーニングにより選択されたES細胞クローンのプール
のそれぞれからゲノムDNAを調製し、このゲノムDN
Aを鋳型としてPCR法を行うことで、ES細胞につい
て第二段階のスクリーニングをする。このPCR法を用
いたスクリーニングにより組換えが起こったクローンを
単離する。
In the present invention, first, genomic DNA is prepared from each of the pools of ES cell clones selected by the first-stage screening, and this genomic DN is prepared.
The second stage screening is performed on ES cells by performing a PCR method using A as a template. A clone in which recombination has occurred is isolated by screening using this PCR method.

【0074】PCRプライマーは、ターゲティングによ
り目的とするゲノムDNA領域を外来性の遺伝子により
置換することができたか否かをより効率的に確認できる
ように設計することが望ましい。そのためにはターゲテ
ィングベクターの配列のうち目的とする遺伝子の外側の
ゲノムDNA領域上と、選択マーカー遺伝子カセット領
域上とに設定し、挿入部位を増幅することができるよう
に設計するとよい。本明細書中の実施例3では、前者と
して5’側プライマーU3/105、後者として3’側
プライマーpGK−1を合成してPCRプライマーとし
て使用した。
It is desirable to design the PCR primer so that it can be more efficiently confirmed whether or not the target genomic DNA region can be replaced with a foreign gene by targeting. For this purpose, it is preferable that the target vector is set on the genomic DNA region outside the gene of interest and on the selectable marker gene cassette region, and designed so that the insertion site can be amplified. In Example 3 in the present specification, the 5′-side primer U3 / 105 was synthesized as the former, and the 3′-side primer pGK-1 was synthesized as the latter and used as PCR primers.

【0075】第二段階のスクリーニングにおいて、ES
細胞が相同組換え体であることを確認するため、ES細
胞クローンに対してサザンブロットハイブリダイゼーシ
ョン法による解析を行うことことができる。サザンブロ
ットハイブリダイゼーション解析は、ターゲティングベ
クターに含まれないゲノム領域を認識するプローブとタ
ーゲティングベクター中に存在する領域を認識するプロ
ーブを併用して行うことが望ましい。二種類のプローブ
を用いることにより相同組換えのほかに非相同組換えが
存在するか否かを知ることができ、目的とするゲノム領
域に相同組換えが起こったことをより正確に確認するこ
とができるからである。あるいは、ターゲティングベク
ターが導入された変異型ゲノムと野生型ゲノムとで、サ
ザンブロットにおいて長さの違うバンドが認識されるよ
うに、プローブを作製してもよい。
In the second stage screening, ES
In order to confirm that the cell is a homologous recombinant, an ES cell clone can be analyzed by Southern blot hybridization. The Southern blot hybridization analysis is desirably performed using a probe that recognizes a genomic region not contained in the targeting vector and a probe that recognizes a region present in the targeting vector. By using two types of probes, it is possible to know whether there is non-homologous recombination in addition to homologous recombination, and to more accurately confirm that homologous recombination has occurred in the target genomic region. Because it can be. Alternatively, a probe may be prepared such that bands having different lengths are recognized in a Southern blot between a mutant genome into which a targeting vector has been introduced and a wild-type genome.

【0076】これらのプローブをどのように設計するか
は、ターゲティングベクターを構築する際にどの選択マ
ーカーを使用するかにより、個々具体的に異なる。本発
明のセリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子につ
いてのサザンブロットハイブリダイゼーション解析にお
いては、プローブとして、ゲノムクローンを適宜制限酵
素処理することにより得られるゲノムDNA断片と、選
択マーカーとして使用するポジティブ選別用遺伝子に対
するプローブとを使用してもよい。このようにサザンブ
ロットハイブリダイゼーションの条件は、当業者が適宜
改変を加えることができ、必要に応じてサザンブロット
ハイブリダイゼーション解析に用いるプローブ数を増や
して、さらに確実に相同組換え体を選択することもでき
る。サザンブロットハイブリダイゼーションは、32P等
の放射性同位元素を使用する方法、ディゴキシゲニン等
の非放射性ラベルを使用する方法等、公知の方法を用い
て行うことができる。感度、簡便性の観点より、ディゴ
キシゲニンを用いる方法が好ましい。
How to design these probes depends on which selection marker is used in constructing a targeting vector. In the Southern blot hybridization analysis of the serine palmitoyltransferase gene of the present invention, a genomic DNA fragment obtained by appropriately treating a genomic clone with a restriction enzyme and a probe for a positive selection gene used as a selection marker are used as probes. May be used. Thus, the conditions of Southern blot hybridization can be appropriately modified by those skilled in the art. You can also. Southern blot hybridization can be performed using a known method such as a method using a radioactive isotope such as 32 P or a method using a non-radioactive label such as digoxigenin. From the viewpoints of sensitivity and simplicity, a method using digoxigenin is preferred.

【0077】ターゲティグベクターでES細胞を形質転
換させ、相同組換え体を選別した後に、染色体異常がな
いことを確認するために、核型分析を行うことが好まし
い。核型分析は、例えば、Robertson E.
J. (1987) inTeratocarcino
mas and embryonic stemcel
ls −a practical approach,
ed. Robertson, E. J. (IR
L Press, Oxford), pp.108−
112等に記載の公知の方法を用いて行うことができ
る。例えば、マウスの正常な核型は2n=40である。
好ましくは、ターゲティグベクターで形質転換を行う前
も、使用するES細胞の核型を確認する。
After transforming ES cells with the targeting vector and selecting homologous recombinants, it is preferable to carry out karyotyping to confirm that there is no chromosomal abnormality. Karyotyping is described, for example, by Robertson E. et al.
J. (1987) in Teratocarcino
mas and embryonic stemcel
ls -a practical approach,
ed. Robertson, E.A. J. (IR
L Press, Oxford) pp. 108-
112 and the like. For example, the normal karyotype of a mouse is 2n = 40.
Preferably, the karyotype of the ES cell to be used is confirmed even before the transformation with the targeting vector.

【0078】5.改変セリンパルミトイルトランスフェ
ラーゼ遺伝子を有する遺伝子改変動物の作製 次いで、相同組換えの結果得られた組換えES細胞を、
8細胞期または胚盤胞の胚内に移植する。このES細胞
移植胚を偽妊娠仮親の子宮内に移植して出産させること
によりキメラ動物を作製することができる。ノックアウ
ト(KO)動物は、現在主にマウスについて作製されて
いる。しかし将来的に種々の動物について受精卵または
胚の遺伝子組換え技術が使用できる用になった場合に
は、それぞれの動物についても作出することができる。
[0078] 5. Modified serine palmitoyl transfer
Preparation of Genetically Modified Animal Having Rase Gene Next, the recombinant ES cells obtained as a result of homologous recombination were
Transfer into the 8-cell stage or blastocyst embryo. A chimeric animal can be prepared by transplanting the ES cell-transplanted embryo into the uterus of a pseudopregnant foster mother and giving birth. Knockout (KO) animals are currently mainly produced for mice. However, in the future, when the technology for genetic recombination of fertilized eggs or embryos can be used for various animals, each animal can also be produced.

【0079】ES細胞を胚内に移植する方法としては、
たとえばマイクロマニピュレーション法、アグリゲーシ
ョン(凝集)法(例えば、Kondoh et a
l.,1999, J. Biochem. Biop
hys. Methods,39, 137−142に
記載)などが知られているがいずれを用いてもよい。ま
た移植する方法は当業者が適宜改変することができる。
マウスの場合、まず、ホルモン剤(たとえば、FSH様
作用を有するPMSGおよびLH作用を有するhCGを
使用)により過排卵処理を施した雌マウスを、雄マウス
と交配させる。その後、8細胞期胚を用いる場合には受
精から2.5日目に、胚盤胞を用いる場合には受精から
3.5日目に、それぞれ子宮から初期発生胚を回収す
る。このように回収した胚に対して、ターゲティングベ
クターを用いて相同組換えを行ったES細胞をin v
itroにおいて注入し、キメラ胚を作製する。
The method for transplanting ES cells into embryos is as follows.
For example, a micromanipulation method, an aggregation method (eg, Kondoh et a
l. , 1999, J.A. Biochem. Biop
hys. Methods, 39, 137-142) and the like, but any of them may be used. The method of transplantation can be appropriately modified by those skilled in the art.
In the case of mice, first, female mice superovulated with a hormonal agent (for example, PMSG having FSH-like action and hCG having LH action) are mated with male mice. Thereafter, early embryos are collected from the uterus 2.5 days after fertilization when using 8-cell stage embryos and 3.5 days after fertilization when using blastocysts. The embryos thus recovered were subjected to homologous recombination using a targeting vector, followed by in vivo
Inject in vitro to produce chimeric embryos.

【0080】一方、仮親にするための偽妊娠雌マウス
は、正常性周期の雌マウスを、精管結紮などにより去勢
した雄マウスと交配することにより得ることができる。
作出した偽妊娠マウスに対して、上述の方法により作成
したキメラ胚を子宮内移植し、妊娠・出産させることに
よりキメラ動物を作製することができる。キメラ胚の着
床、妊娠がより確実に起こるようにするために、受精卵
を採取する雌マウスと仮親になる偽妊娠マウスとを、同
一の性周期にある雌マウス群から作出することが望まし
い。
On the other hand, a pseudopregnant female mouse to be used as a foster parent can be obtained by mating a female mouse in a normal cycle with a male mouse castrated by vasectomy or the like.
A chimeric animal can be produced by implanting the chimeric embryo produced by the above-mentioned method into the uterus of the pseudopregnant mouse thus produced and causing the mouse to become pregnant and give birth. In order to ensure that the implantation of the chimeric embryo and pregnancy occur, it is desirable to create a female mouse that collects a fertilized egg and a pseudopregnant mouse that becomes a foster mother from a group of female mice in the same estrous cycle .

【0081】このようなキメラマウスの中から、ES細
胞移植胚由来の雄マウスを選択する。選択したES細胞
移植胚由来のオスのキメラマウスが成熟した後、このマ
ウスを純系マウス系統の雌マウスと交配させ、そして次
世代産仔にES細胞由来の被毛色が現れることにより、
ES細胞がキメラマウスの生殖系列へ導入されたことを
確認することができる。ES細胞が生殖系列へ導入され
たことを確認するためには、様々な形質を指標として用
いることができるが、確認の容易さを考慮して、被毛色
により行うことが望ましい。マウスにおいては、野ネズ
ミ色(agouti)、黒色(black)、黄土色
(cinnamon)、チョコレート色(chocol
ate)、および白色(アルビノ、albino)の被
毛色が知られているが、使用するES細胞の由来系統を
考慮して、キメラマウスと交配させるマウス系統を適宜
選択することができる。例えば本発明においては、野ネ
ズミ色(agouti)系統(129マウス)由来のE
S細胞を使用して作出したオスのキメラマウスを、黒色
であるC57BL/6メスマウスと交配させる。そして
次世代産仔の被毛色が野ネズミ色(agouti)であ
ることにより、ES細胞がキメラマウスの生殖系列へ導
入されたことを確認することができる。このように、胚
内に移植された組換えES細胞が生殖系列に導入された
動物を選択し、そのキメラ動物を繁殖することにより目
的とする遺伝子を欠損する個体を得ることができる。得
られたセリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子欠
損ヘテロ接合体マウス同士を交配させることにより、目
的とする遺伝子欠損ホモ接合体マウスを得ることができ
る。
From such chimeric mice, male mice derived from ES cell-transplanted embryos are selected. After the selected male chimeric mouse derived from the ES cell-transplanted embryo matures, the mouse is bred to a female mouse of a pure mouse strain, and the coat color derived from the ES cell appears in the next generation of offspring.
It can be confirmed that the ES cells were introduced into the germ line of the chimeric mouse. In order to confirm that the ES cells have been introduced into the germ line, various traits can be used as indices. However, it is preferable to use the coat color in consideration of ease of confirmation. In mice, wild mice (agouti), black (black), ocher (cinnamon), chocolate (chocol)
ate) and white (albino) coat color are known, and the mouse strain to be bred with the chimeric mouse can be appropriately selected in consideration of the ES cell origin used. For example, in the present invention, E-derived from a gray mouse strain (agouti) strain (129 mice) is used.
Male chimeric mice created using S cells are crossed with black C57BL / 6 female mice. The coat color of the offspring of the next generation is a gray mouse color, indicating that the ES cells have been introduced into the germ line of the chimeric mouse. As described above, an animal in which a recombinant ES cell implanted in an embryo has been introduced into the germ line is selected, and an individual deficient in the gene of interest can be obtained by breeding the chimeric animal. By mating the obtained serine palmitoyltransferase gene-deficient heterozygous mice with each other, a target gene-deficient homozygous mouse can be obtained.

【0082】一般に実験動物を用いて研究するために
は、系統として確立された動物、すなわち遺伝的にホモ
の状態の動物を用いることが望ましい。このような動物
では、遺伝的背景が詳細に調べられているため、かかる
既知の遺伝的背景のもとで、当該動物に施した処置の効
果のみを特定できるからである。一方、雑種動物におい
ては種々の遺伝子がヘテロの状態で存在するため、当該
動物に対する処置の結果生じた効果が、当該処置にのみ
由来するものかまたは遺伝的背景に由来するものかを判
別することが困難である。
Generally, in order to conduct research using experimental animals, it is desirable to use animals that have been established as strains, that is, animals that are genetically homozygous. This is because the genetic background of such an animal has been examined in detail, and only the effect of the treatment applied to the animal can be specified under such a known genetic background. On the other hand, since various genes are present in a heterozygous state in a hybrid animal, it is necessary to determine whether the effect resulting from the treatment on the animal is derived only from the treatment or the genetic background. Is difficult.

【0083】KOマウスを含む、遺伝子改変マウスの作
成の過程では、ES細胞が生殖系列に導入されたか否か
を被毛色の違いを指標にして確認するために、交雑を行
い雑種子孫を作製することが工程を必ず行う必要があ
る。したがって、多くの遺伝子がヘテロの状態で存在す
るため、結果としてセリンパルミトイルトランスフェラ
ーゼ遺伝子が欠損することのみによる特有の効果を調べ
ることが困難となってしまう。そこで、遺伝子欠損の特
有の効果のみを抽出するために、得られた遺伝子欠損マ
ウスを純系のマウス系統と戻し交配し、ターゲティング
を行った遺伝子を含むすべての遺伝子について可能な限
り遺伝的にホモの状態にすることが好ましい。目的とす
る遺伝的構成の動物を得るためには、5世代〜8世代程
度同一系統と戻し交配を行うことが好ましい。戻し交配
に用いるマウスは当業者が適宜選択することができる。
使用することができるマウスとしては、例えばBALB
/c、C57BL/6、DBA11、ICRなどが挙げ
られるが、これらに限定されない。また、自然交配のみ
により戻し交配を行うと長い年月がかかる場合があるの
で、世代交代を早めたい場合には適宜体外受精技術を用
いることもできる。
In the process of preparing a genetically modified mouse including a KO mouse, crossing is carried out to prepare hybrid progeny in order to confirm whether or not ES cells have been introduced into the germ line using the difference in coat color as an index. It is necessary to carry out the process. Therefore, since many genes exist in a heterogeneous state, it becomes difficult to examine the specific effects solely due to deletion of the serine palmitoyltransferase gene. Therefore, in order to extract only the specific effects of gene deficiency, the resulting gene deficient mice were backcrossed with a pure mouse strain, and all genes including the targeted gene were genetically homozygous as much as possible. Preferably, it is in a state. In order to obtain an animal having a desired genetic constitution, it is preferable to perform backcrossing with about 5 to 8 generations of the same strain. Those skilled in the art can appropriately select a mouse used for backcrossing.
As a mouse that can be used, for example, BALB
/ C, C57BL / 6, DBA11, ICR, etc., but are not limited thereto. In addition, if backcrossing is performed only by natural crossing, it may take a long time. Therefore, if it is desired to change generations quickly, an in vitro fertilization technique can be appropriately used.

【0084】このようにして得られたリコンビネース標
的配列を含む改変セリンパルミトイルトランスフェラー
ゼ遺伝子を有する遺伝子改変動物は、公知の若しくは作
製した時期特異的及び/又は組織特異的にリコンビネー
スタンパク質を発現するリコンビネース発現遺伝子改変
動物と交配させることによって、セリンパルミトイルト
ランスフェラーゼ遺伝子のコンデショナルノックアウト
動物の作製を可能とする(後述の7項等)。よって、こ
のような遺伝子改変動物(その卵、精子、受精卵、胚組
織・器官培養物等を含む)は、有用であり、本発明の範
囲に含まれる。
Genetically modified animals having the modified serine palmitoyltransferase gene containing the recombinase target sequence thus obtained can be obtained by using a known or prepared recombinase protein that expresses a recombinase protein in a time-specific and / or tissue-specific manner. By breeding with an expressed gene-modified animal, it becomes possible to produce a conditional knockout animal of the serine palmitoyltransferase gene (7, etc., described below). Thus, such genetically modified animals (including their eggs, sperm, fertilized eggs, embryonic tissue / organ cultures, etc.) are useful and are included in the scope of the present invention.

【0085】6.ポジティブ選別用配列の削除 ターデティグベクターが、ターゲティングベクターが導
入された胚性幹細胞のみを選択するための配列、即ちポ
ジティブ選択用配列を含む場合、ターデティグベクター
が導入された染色体はポジティブ選別用配列が挿入され
ている。ポジティブ選別用配列が残ったままでは、最終
的に得られるコンデショナルノックアウト動物におい
て、Lcb2遺伝子そのものの発現を撹乱させる、初期
発生期に限らず発育障害を生じる等の悪影響を及ぼす可
能性がある。よって、本発明の方法は、好ましくは、ポ
ジティブ選別用配列を染色体DNAから削除する工程を
含む。
[0085] 6. Deletion of positive selection sequence When the targeting vector contains a sequence for selecting only embryonic stem cells into which the targeting vector has been introduced, that is, when the targeting vector contains a sequence for positive selection, the chromosome into which the targeting vector has been introduced is subjected to positive selection. Sequence has been inserted. If the positive selection sequence remains, the conditional knockout animal finally obtained may have adverse effects such as disrupting the expression of the Lcb2 gene itself and causing developmental disorders not only in the early developmental stage. Therefore, the method of the present invention preferably includes a step of deleting a positive selection sequence from chromosomal DNA.

【0086】ポジティブ選別用の配列の削除を容易にす
るために、セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝
子に関して上述したリコンビネースタンパク質/リコン
ビネース標的配列システムを利用することができる。よ
って、限定されるわけではないが、ターゲティグベクタ
ーにおいてポジティブ選別用配列を2個の同一方向のリ
コンビネース標的配列で挟んで含ませ、これを染色体ゲ
ノムに導入する。そして、前項5によって得られた改変
セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子を有する
遺伝子改変動物を、リコンビネースタンパク質を発現す
る同種の動物と交配させることによって、リコンビネー
ス活性によってポジティブ選別用配列を削除させること
ができる。この際、リコンビネースタンパク質は、同様
にリコンビネース標的配列で挟まれたセリンパルミトイ
ルトランスフェラーゼ遺伝子(の全部又は一部)は削除
せず、ポジティブ選別用配列のみを選択に削除させる必
要がある。
To facilitate deletion of sequences for positive selection, the recombinase protein / recombinase target sequence system described above for the serine palmitoyltransferase gene can be utilized. Therefore, although not limited, a positive selection sequence is included between two recombinase target sequences in the same direction in a targeting vector, and this is introduced into a chromosomal genome. Then, by crossing the genetically modified animal having the modified serine palmitoyltransferase gene obtained in the above item 5 with a homologous animal expressing the recombinant protein, the positive selection sequence can be deleted by the recombinant activity. At this time, the recombinase protein does not need to delete (all or part of) the serine palmitoyltransferase gene flanked by the recombinase target sequences, and need to selectively delete only the positive selection sequence.

【0087】具体的な方法論は、例えばDyneck
i, S.M.ら(2000、Gene Target
ing −a practical approac
h, 2nd edition, ed. Joyn
er, A.L. (Oxford Univ. Pr
ess), pp.68−73)に記載されている。
A specific methodology is described, for example, in Dynek.
i, S. M. Et al. (2000, Gene Target)
ing -a practical aproac
h, 2nd edition, ed. Joyn
er, A .; L. (Oxford Univ. Pr
ess), pp. 68-73).

【0088】もっとも効率的な方法の1つとしては、ポ
ジティブ選択用配列を挟み込むリコンビネース標的配列
を、改変セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子
に用いたリコンビネース標的配列とは別のリコンビネー
ス由来のものにしておき、目的に応じてそれぞれ異なる
リコンビネースを発現する遺伝子改変動物と交配するこ
とが考えられる。具体的には、ポジティブ選択用配列を
酵母由来のFRTで、改変セリンパルミトイルトランス
フェラーゼ遺伝子をバクテリオファージ由来のloxP
で挟んでおく。これをマウス又はES細胞においてFR
Tを標的とするリコンビネースflpを作用させて、ポ
ジティブ選択用配列だけを削除できる。このとき、fl
pはloxPに作用できないために、改変セリンパルミ
トイルトランスフェラーゼ遺伝子は削除されない。
As one of the most efficient methods, the recombination target sequence flanking the positive selection sequence should be derived from a recombination target different from the recombination target sequence used for the modified serine palmitoyltransferase gene, and It is conceivable to breed with genetically modified animals that express different recombinases depending on the situation. Specifically, the positive selection sequence was FRT derived from yeast, and the modified serine palmitoyltransferase gene was replaced with loxP derived from bacteriophage.
I put it between. This is expressed in mouse or ES cells by FR.
By acting on the recombination flp targeting T, only the positive selection sequence can be deleted. At this time, fl
Since p cannot act on loxP, the modified serine palmitoyltransferase gene is not deleted.

【0089】これに対し、本明細書で後述する実施例2
で作成したターデティングベクターは、2つのリコンビ
ネース標的配列でポジティブ選択用配列を挟み、さらに
同種のもう1つのリコンビネース標的配列でセリンパル
ミトイルトランスフェラーゼ遺伝子の一部(第3エクソ
ン)を挟んだ「3リコンビネース標的配列型」である。
この場合、リコンビネースの種類の相違を利用する上記
の方法は使えない。但し2種類のリコンビネース標的配
列を使う上記の方法に比べ、ターゲッティングベクター
の構築が簡単なる利点がある。この場合、哺乳動物個体
又はES細胞において対応するリコンビネースを限定的
に発現させ、ポジティブ選択用配列だけが削除されたも
のを選択することが可能である。
On the other hand, the second embodiment described later in this specification
The targeting vector created in step 3) has a positive selection sequence sandwiched between two recombinase target sequences, and a part of the serine palmitoyltransferase gene (third exon) sandwiched between another recombinase target sequence of the same species as “3 recombinases”. Target sequence type. "
In this case, the above-described method utilizing the difference in the types of recombinations cannot be used. However, there is an advantage that the construction of a targeting vector is simpler than the above-mentioned method using two types of recombinant target sequences. In this case, it is possible to express the corresponding recombinase in a mammalian individual or ES cells in a limited manner, and to select one from which only the positive selection sequence has been deleted.

【0090】例えば、本明細書の実施例6では、Lak
so, M. et al.,1996,Proc.N
atl.Acad.Sci. USA, 93, 58
60−5865に記載のEIIaCreトランスジェニ
ックマウス(例えば、米国国立衛生研究所(NIH)
(USA)のHeimer Wastphal博士より
入手可能)を使用した。EIIaCreトランスジェニ
ックマウスは、以下のような機構により、ポジティブ選
別用配列のみを削除させたものを得ることが可能であ
る。
For example, in Example 6 of the present specification, Lak
so, M.S. et al. , 1996, Proc. N
atl. Acad. Sci. USA, 93, 58
EIIaCre transgenic mice described in Nos. 60-5865 (for example, National Institutes of Health (NIH)
(Available from Dr. Heimer Westphal, USA). EIIaCre transgenic mice can be obtained by deleting only the positive selection sequence by the following mechanism.

【0091】EIIaCreトランスジェニックマウス
は生殖細胞及びそれら受精卵においてもCreリコンビ
ネースが発現するとされている(Lakso, M.
etal., 1996, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA,上記)。しかしなが
ら、実際に2つのloxP (flox)を含むマウス
と交配させた結果得られる子供(F1)では2つのlo
xP間配列の削除型は全身でモザイク状である。さらに
F1と野生種を交配させて得られ、かつEIIaCre
遺伝子を含まないF2において単一の削除型になること
から、その発現量・状態は個体間、もしくは同一組織内
細胞間においても大きく異なると考えられている(未発
表データ)。「3リコンビネース標的配列型(3lox
P型)」の場合は、例えばこの性質を利用して、EII
aCreトランスジェニックマウスと交配することでポ
ジティブ選択用配列だけが削除されたマウスを得ること
ができる。
EIIaCre transgenic mice have been reported to express Cre recombinase also in germ cells and their fertilized eggs (Lakso, M. et al., Mol.
et al. , 1996, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, supra). However, in a child (F1) obtained as a result of crossing with mice actually containing two loxP (flox), two loxP (flox) were obtained.
The deleted version of the inter-xP sequence is mosaic throughout the body. In addition, E1aCre obtained by crossing F1 with a wild type is obtained.
Since F2 containing no gene becomes a single deleted type, its expression level / state is considered to differ greatly between individuals or between cells in the same tissue (unpublished data). "3 recombination target sequence type (3lox
In the case of “P type)”, for example, utilizing this property, EII
By breeding with aCre transgenic mouse, a mouse from which only the positive selection sequence has been deleted can be obtained.

【0092】さらに、ポジティブ選別用配列の削除のた
めにはリコンビネース活性が必要であるが、次項の7.
セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のコンデ
ショナルノックアウト動物の作製に使用するためには、
リコンビネース遺伝子がセリンパルミトイルトランスフ
ェラーゼ遺伝子と同一ゲノム上に存在しないのが好まし
い。よって、好ましくは、交配を行って得られた第一世
代(F1)の遺伝子改変マウスを野生型のマウスと戻し
交配し、そして、第2世代(F2)において、ポジティ
ブ選別用配列が削除されて存在せず、かつ、リコンビネ
ース遺伝子を有しないヘテロ接合体を選択する。好まし
いヘテロ接合体の選択は、上記4項のスクリーニングに
用いた、PCR法、サザンブロッティング法等を用いた
行うことができる。
Furthermore, in order to delete the positive selection sequence, recombinase activity is required.
In order to use a conditional knockout animal for serine palmitoyltransferase gene,
Preferably, the recombinant gene is not on the same genome as the serine palmitoyltransferase gene. Therefore, preferably, the genetically modified mouse of the first generation (F1) obtained by performing the cross is backcrossed with a wild-type mouse, and the sequence for positive selection is deleted in the second generation (F2). Heterozygotes that are absent and do not have a recombinant gene are selected. Selection of a preferable heterozygote can be carried out by using the PCR method, Southern blotting method or the like used in the screening described in the above item 4.

【0093】また、ポジティブ選別用配列を削除させた
ヘテロ接合体を得た後に、5の項で詳述したように遺伝
的にホモの状態の動物を得るために、必要に応じて交配
を行ってもよい。
After obtaining a heterozygote from which the positive selection sequence has been deleted, mating is performed as necessary to obtain a genetically homogenous animal as described in detail in section 5. You may.

【0094】あるいは、ポジティブ選別用配列の削除
は、前記4において得られた相同組換えされたES細胞
を、哺乳動物に形質転換させる前に、ES細胞のレベル
で行うことも可能である。例えば、以下のように行うこ
とができる。
Alternatively, deletion of the positive selection sequence can be performed at the ES cell level before transforming the homologously recombined ES cell obtained in 4 above into a mammal. For example, it can be performed as follows.

【0095】概念は、例えばDynecki, S.
M.ら(2000、Gene Targeting −
a practical approach, 2nd
edition, ed. Joyner, A.
L. (Oxford Univ. Press),
pp.68−73)に記載されている。以下は、例示と
してTaniguchi, M ら(Nucleic
Acids Res.1998 Jan 15;26
(2):679−80.)に記載されている。
The concept is described, for example, in Dynecki, S .;
M. Et al. (2000, Gene Targeting-
a practical approach, 2nd
edition, ed. Joyner, A .;
L. (Oxford Univ. Press),
pp. 68-73). The following are, by way of example, Taniguchi, M et al. (Nucleic
Acids Res. 1998 Jan 15; 26
(2): 679-80. )It is described in.

【0096】具体的には、3リコンビネース標的配列型
(3loxP型)の改変ES細胞に、先ず、選択マーカ
ーとしてピューロマイシンN−アセチル転移酵素(ピュ
ーロマイシン耐性遺伝子)をもつCre発現ベクター
(pCre−pac)を、後述の実施例3で挙げるよう
な方法で形質導入する。導入後、例えば2日間のみピュ
ーロマイシンでCreが発現したものだけをポジティブ
選択する。次いで、PCR法、サザンブロッティング法
等を用いて、ポジティブ選択用配列のみが削除されたク
ローンを選び出すことが可能となる。
Specifically, first, a Cre expression vector (pCre-pac) having puromycin N-acetyltransferase (puromycin resistance gene) as a selectable marker was added to the modified ES cells of the 3 recombination target sequence type (3loxP type). ) Is transduced by the method described in Example 3 below. After the introduction, for example, puromycin is only positively selected for Cre expression for 2 days. Then, it is possible to select a clone from which only the positive selection sequence has been deleted by using a PCR method, a Southern blotting method, or the like.

【0097】7.セリンパルミトイルトランスフェラー
ゼ遺伝子のコンデショナルノックアウト動物の作製 次いで、前記遺伝子改変動物を、時期特異的及び/又は
組織特異的にリコンビネースタンパク質を発現するリコ
ンビネース発現遺伝子改変動物と交配し、セリンパルミ
トイルトランスフェラーゼ遺伝子のコンデショナルノッ
クアウト動物を得る。
[0097] 7. Serine palmitoyl transferer
Preparation of Conditional Knockout Animal of Zy Gene Next, the genetically modified animal is bred with a recombinantly-expressed gene-modified animal that expresses a recombinant protein in a stage-specific and / or tissue-specific manner, and the conditional expression of the serine palmitoyltransferase gene Get knockout animals.

【0098】リコンビネースタンパク質自体は、特に個
体に毒性を示さないため、時期特異的及び/又は組織特
異的にリコンビネースタンパク質を発現するリコンビネ
ース発現遺伝子改変動物は例えば、以下のようにして作
製させることができる。
Since the recombinant protein itself does not show any toxicity to individuals, a recombinant-expressing gene-modified animal that expresses the recombinant protein in a time-specific and / or tissue-specific manner is prepared, for example, as follows. Can be done.

【0099】概念は、例えばDynecki, S.
M.ら(2000、 Gene Targeting
−a practical approach, 2n
dedition, ed. Joyner, A.
L. (Oxford Univ. Press),
pp.75−81)に記載されている。
The concept is described, for example, in Dynecki, S .;
M. Et al. (2000, Gene Targeting
-A practical approach, 2n
edition, ed. Joyner, A .;
L. (Oxford Univ. Press),
pp. 75-81).

【0100】一般的には、時期特異的及び/又は組織特
異的に発現を可能とするプロモーター配列にリコンビネ
ース発現配列をつないだ遺伝子をもつ遺伝子改変動物を
作製する。この遺伝子改変動物の作製法としては、トラ
ンスジェニック法とノックイン法が存在する。トランス
ジェニック法は、前記の遺伝子を外部から導入する方法
で、遺伝子を受精卵に直接注入する事で得る。ノックイ
ン法は内在性プロモーターの後ろに相同組換えでリコビ
ネース発現配列を導入する方法で、該当プロモーターの
ターゲッティングベクターを構築しES細胞に形質転換
し、適当な改変ES細胞を選び出し、それから遺伝子改
変動物を作製する。
In general, a genetically modified animal having a gene in which a recombinase expression sequence is linked to a promoter sequence enabling expression in a stage-specific and / or tissue-specific manner is prepared. As a method for producing this genetically modified animal, there are a transgenic method and a knock-in method. The transgenic method is a method in which the above-described gene is introduced from the outside, and is obtained by directly injecting the gene into a fertilized egg. The knock-in method is a method of introducing a recombinant expression sequence by homologous recombination behind an endogenous promoter, constructing a targeting vector for the promoter, transforming the cells into ES cells, selecting an appropriate modified ES cell, and then transducing a genetically modified animal. Make it.

【0101】トランスジェニック法はノックイン法に比
べると実験過程が少なくより迅速に遺伝子改変動物を得
ることができるが、外部から導入したプロモーターは内
在性プロモーターに比べて特異性が落ちるために標的と
した時期及び/又は組織においてリコビネースタンパク
質が発現しない場合がある。またトランスジェニック法
特有の現象として、外部から導入された遺伝子が上手く
発現しないことがあり、最近ではノックイン法が主流に
なりつつある。
Although the transgenic method has fewer experimental steps than the knock-in method and can obtain a genetically modified animal more quickly, the promoter introduced from the outside is targeted because the specificity is lower than that of the endogenous promoter. Recobinase protein may not be expressed in stage and / or tissue. Further, as a phenomenon peculiar to the transgenic method, a gene introduced from the outside may not be well expressed, and the knock-in method has recently become mainstream.

【0102】あるいは、時期特異的及び/又は組織特異
的にリコンビネースタンパク質を発現するリコンビネー
ス発現遺伝子改変動物として研究機関より入手可能なも
の、または市販されているものを利用することも可能で
ある。特にCre−loxPシステムについては研究が
すすんでいる。その多くは、Samuel Lunen
feld Research Institute(M
ount SinaiHospital, Toron
t, Ontario, Canada)のAndra
s Nagy博士のホームページ(http://ww
w.mshri.on.ca/nagy/)にて紹介さ
れている。
Alternatively, recombinase-expressing gene-modified animals that express the recombinase protein in a stage-specific and / or tissue-specific manner can be obtained from a research institution or commercially available. . In particular, research is progressing on the Cre-loxP system. Many are Samuel Lunen
felt Research Institute (M
out SinaiHospital, Toron
Andra, Ontario, Canada)
s Nagy's homepage (http: // www
w. mshri. on. ca / nagy /).

【0103】例えば、本明細書の実施例で使用したCr
eを表皮のみで特異的に発現するK5−CreTgトラ
ンスジェニックマウス、及びT細胞のみで特異的に発現
するlck−Creトランスジェニックマウスは、本発
明者の大阪大学医学部 竹田潤二より入手可能である。
さらに、Creを神経細胞特異的に発現するネスチン
(nestin)−Creトランスジェニックマウス、
B細胞特異的に発現するCD19−Creトランスジェ
ニックマウス等も知られている。遺伝子改変動物におい
て、リコンビネース遺伝子はホモの状態で存在してもヘ
テロの状態で存在していてもよい。
For example, the Cr used in the examples of this specification
A K5-CreTg transgenic mouse that specifically expresses e only in the epidermis and a lck-Cre transgenic mouse that specifically expresses only T cells are available from the present inventor, Junji Takeda, Osaka University School of Medicine.
Furthermore, nestin-Cre transgenic mice that express Cre in a nerve cell-specific manner,
CD19-Cre transgenic mice that specifically express B cells are also known. In the genetically modified animal, the recombinant gene may be present in a homologous state or a heterologous state.

【0104】またリコンビネース発現遺伝子改変動物の
代替として、リコビネース発現ベクターもしくはリコビ
ネースタンパク質を、リコンビネース標的配列を組み込
んだ所期の遺伝子改変動物に、ウイルス、金粒子を細胞
に直接打ち込むパーティクル銃、軟膏等を介した方法に
より限定的に導入する方法も本発明において利用可能で
ある。
As an alternative to the recombinantly-expressed gene-modified animal, a particle gun, ointment, or the like, in which a virus or a gold particle is directly injected into cells of the intended genetically-modified animal into which the recombinant-expression vector or lycobinase protein has been incorporated the target recombinant sequence. A method of restricting introduction by a method via the above-mentioned method can also be used in the present invention.

【0105】上記時期特異的及び/又は組織特異的にリ
コンビネースタンパク質を発現するリコンビネース発現
遺伝子改変動物を、先の5項(または6項)で得られ
た、リコンビネース標的配列を含む改変セリンパルミト
イルトランスフェラーゼ遺伝子を有する遺伝子改変動物
のホモ接合体またはヘテロ接合体と交配し、セリンパル
ミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のコンデショナルノ
ックアウト動物を得る。
The recombinant-expressing gene-modified animal expressing the recombinant protein in a time-specific and / or tissue-specific manner is obtained by modifying the modified serine palmitoyl containing the target sequence for recombinase obtained in the above 5 (or 6). By mating with a homozygous or heterozygous animal of a genetically modified animal having a transferase gene, a conditional knockout animal of the serine palmitoyltransferase gene is obtained.

【0106】具体的は、まず、リコンビネース発現遺伝
子改変動物においてホモの状態で野生型のセリンパルミ
トイルトランスフェラーゼ遺伝子が存在する場合には、
これをヘテロの状態で欠失させる工程が必要である。上
述したようにセリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺
伝子がホモで欠失し、完全に不活化すると胎生致死であ
る可能性が高い。よって、まずリコンビネース発現遺伝
子改変動物であって、セリンパルミトイルトランスフェ
ラーゼ遺伝子をヘテロの状態で欠失した遺伝子改変動物
を得る必要がある。これは、生殖細胞でリコンビネース
を発現する遺伝子改変動物(例えば、EIIa−Cre
トランスジェニックマウス、CAG−Creトランスジ
ェニックマウス)を、先の5項(または6項)で得られ
た、本発明のリコンビネース標的配列を含む改変セリン
パルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子を有する遺伝子
改変動物のホモ接合体またはヘテロ接合体(好ましくは
ホモ接合体)と交配する。そして、先の6項と同様にP
CR法、サザンブロッティング法等を用いて、セリンパ
ルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子をヘテロの状態で
欠失した好ましいヘテロ接合体を選別することができ
る。このヘテロ接合体は、リコンビネースが発現する特
定の時期及び/又は組織において、セリンパルミトイル
トランスフェラーゼ遺伝子をヘテロの状態で欠失してい
る。
Specifically, first, when a wild-type serine palmitoyltransferase gene is present in a homozygous state in a recombinant expression gene-modified animal,
A step of deleting this in a heterologous state is required. As described above, when the serine palmitoyltransferase gene is homozygously deleted and completely inactivated, it is highly possible that the embryo is lethal. Therefore, it is first necessary to obtain a recombinantly-expressed gene-modified animal in which the serine palmitoyltransferase gene is deleted in a heterologous state. This is because of genetically modified animals that express the recombinant in germ cells (eg, EIIa-Cre).
Transgenic mouse, CAG-Cre transgenic mouse), the homozygote of the genetically modified animal having the modified serine palmitoyltransferase gene containing the recombinase target sequence of the present invention obtained in the above section 5 (or section 6) or Crosses with heterozygotes (preferably homozygotes). Then, as in the previous section, P
A preferred heterozygote in which the serine palmitoyltransferase gene has been deleted in a heterologous state can be selected using the CR method, Southern blotting method, or the like. The heterozygote has a heterozygous deletion of the serine palmitoyltransferase gene at a specific time and / or in the tissue in which the recombinant is expressed.

【0107】あるいは、セリンパルミトイルトランスフ
ェラーゼ遺伝子をヘテロの状態で欠失させるという目的
においては、本発明のリコンビネース標的配列を含む改
変セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子を有す
る遺伝子改変動物と交配させるという手法に限定されな
い。公知のノックアウト遺伝子改変動物作製のための手
法を用いて、セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺
伝子をヘテロの状態で欠失したノックアウト遺伝子改変
動物を得ることが可能である。
Alternatively, the purpose of deleting the serine palmitoyltransferase gene in a heterologous state is not limited to the method of breeding with a genetically modified animal having the modified serine palmitoyltransferase gene containing the recombinant target sequence of the present invention. Using a known technique for producing a knockout gene-modified animal, it is possible to obtain a knockout gene-modified animal in which the serine palmitoyltransferase gene has been deleted in a heterologous state.

【0108】次いで、セリンパルミトイルトランスフェ
ラーゼ遺伝子をヘテロの状態で欠失したノックアウト遺
伝子改変動物をさらに、先の5項(または6項)で得ら
れた、リコンビネース標的配列を含む改変セリンパルミ
トイルトランスフェラーゼ遺伝子を有する遺伝子改変動
物のホモ接合体またはヘテロ接合体(好ましくはホモ接
合体)と交配する。すると、前者に由来するセリンパル
ミトイルトランスフェラーゼ遺伝子を欠失した染色体
と、後者に由来するリコンビネース標的配列を含む改変
セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子を有する
染色体を有する子孫が一定の割合で得られる。これは、
リコンビネースが時期特異的及び/又は組織特異的に発
現することにより、セリンパルミトイルトランスフェラ
ーゼタンパク質の発現が時期特異的及び/又は組織特異
的に抑制される非ヒト哺乳動物、即ちセリンパルミトイ
ルトランスフェラーゼ遺伝子のコンデショナルノックア
ウト動物を提供する。
Next, the knockout gene-modified animal in which the serine palmitoyltransferase gene has been deleted in a heterologous state further has the modified serine palmitoyltransferase gene containing the target sequence for recombination obtained in the above section 5 (or section 6). It is crossed with homozygotes or heterozygotes (preferably homozygotes) of the genetically modified animal. Then, a certain percentage of progeny having a chromosome lacking the serine palmitoyltransferase gene derived from the former and a chromosome having the modified serine palmitoyltransferase gene containing the recombinase target sequence derived from the latter are obtained. this is,
Non-human mammals in which the expression of the serine palmitoyltransferase protein is suppressed in a time-specific and / or tissue-specific manner by the expression of the recombinant in a time-specific and / or tissue-specific manner, ie, a conditional expression of the serine palmitoyltransferase gene Provide knockout animals.

【0109】また、本発明における実験は、動物実験に
対する研究所内倫理ガイドラインおよび遺伝子操作実験
に対する安全性ガイドラインに基づいて行う。
The experiments in the present invention are performed based on in-house ethical guidelines for animal experiments and safety guidelines for gene manipulation experiments.

【0110】[0110]

【発明の効果】本発明のコンデショナルノックアウト哺
乳動物は、生体膜機能を始めとした哺乳類におけるスフ
ィンゴ脂質の生理的機能の研究に関し、非常に有力な道
具を提供する。本発明のコンデショナルノックアウト哺
乳動物では、セリンパルミトイルトランスフェラーゼタ
ンパク質の発現が時期特異的及び/又は組織特異的に制
御する。よって、スフィンゴ脂質が発生・成長における
どの時期に、生体のどの場所で、どのような生理的機能
を果たしているかを、セリンパルミトイルトランスフェ
ラーゼタンパク質の発現を欠失させる時期及び/又は組
織を、様々に、例えば、系統的に制御することによって
調べることが初めて可能となった。
The conditional knockout mammal of the present invention provides a very powerful tool for studying the physiological functions of sphingolipids in mammals, including biological membrane functions. In the conditional knockout mammal of the present invention, the expression of serine palmitoyltransferase protein is regulated in a time-specific and / or tissue-specific manner. Thus, the sphingolipids are developed and grown at various times, at various places in the body, and at what kind of physiological functions, by determining the expression of serine palmitoyltransferase protein and / or at various tissues. For example, it became possible for the first time to investigate by systematic control.

【0111】例えば、スフィンゴ脂質生合成機能を個体
全体、即ち受精卵のレベルから欠失した場合、マウス個
体は初期発生を乗り越えられないことが示された(実施
例7)。
For example, it was shown that when the sphingolipid biosynthesis function is deleted from the whole individual, that is, from the level of a fertilized egg, a mouse individual cannot survive the early development (Example 7).

【0112】また、スフィンゴ脂質生合成機能を表皮特
異的に欠失するマウスは、体毛が全く生えない、生える
場合でも野生型に比べて少ないことが観察された(実施
例8)。そして、4週齢までに全て死亡してしまった。
また、炎症をおこしている思われるマウスも散見され
た。この、スフィンゴ脂質生合成機能を表皮特異的に欠
失するノックアウトマウスは、特にスフィンゴ脂質は細
胞膜構成成分として機能の研究に有用である。また、体
毛が野生型と比較して少ない、又はほとんどない性質か
ら、皮膚移植の研究、医薬組成物、化粧品、栄養補助食
品、生活改善製品等の組成物若しくは化合物の皮膚への
影響を研究するためのモデル動物として有用である。
It was also observed that mice lacking sphingolipid biosynthesis function specifically in the epidermis had no hair growth, and even when they did, they had fewer hairs than the wild type (Example 8). By the age of four weeks, they had all died.
In addition, some mice seemed to be inflamed. The knockout mouse in which the sphingolipid biosynthesis function is specifically deleted in the epidermis is particularly useful for studying the function of sphingolipid as a cell membrane constituent. In addition, from the nature that the body hair is less or hardly compared to the wild type, research on skin transplantation, study the effect on skin of compositions or compounds such as pharmaceutical compositions, cosmetics, dietary supplements, life improvement products, etc. It is useful as a model animal.

【0113】さらに、スフィンゴ脂質生合成機能をT細
胞特異的に欠失するマウスは、T細胞の分化および成熟
度が低下することが観察された(実施例9)。このマウ
スは、特にT細胞が関連する免疫系の研究、例えば、免
疫機能撹乱を伴う遺伝的疾患とアレルギーの機序解析及
び治療法の確立、免疫抑制剤の開発等に有用である。
[0113] Furthermore, it was observed that the mice lacking sphingolipid biosynthesis function specifically in T cells have reduced T cell differentiation and maturity (Example 9). This mouse is particularly useful for studying the immune system associated with T cells, for example, analyzing the mechanism of genetic diseases and allergies accompanied by disruption of immune function, establishing therapeutic methods, and developing immunosuppressants.

【0114】スフィンゴ脂質、特にガングリオシド(ス
フィンゴ糖脂質)は、脳を代表とする神経系組織に多く
含まれる脂質として分類されている。その組成は各神経
組織によって大きく異なることから、古くから各機能と
の関連性が示唆されている。よって本発明において得ら
れるスフィンゴ脂質生合成機能を各神経組織特異的に欠
失させた遺伝子改変哺乳動物は、近年進展が著しい脳機
能研究において多いに有用であると期待される。参考文献 1. 「カベオラとラフト」藤本ら、細胞工学 Vo
l.18,No.8,1999,p.1155−116
1; 2. 「T細胞抗原受容体シグナル伝達におけるラフト
の役割」安田ら、蛋白質 核酸 酵素 Vol.45,
No.11(2000),p.1812−1822。
[0114] Sphingolipids, particularly gangliosides (glycosphingolipids), are classified as lipids abundant in nervous system tissues such as the brain. Since the composition varies greatly depending on each nerve tissue, a relationship with each function has been suggested for a long time. Therefore, the genetically modified mammal obtained by the present invention, which specifically lacks sphingolipid biosynthesis function in each nerve tissue, is expected to be useful in brain function research, which has been remarkably advanced in recent years. Reference 1. "Caveola and Raft" Fujimoto et al., Cell Engineering Vo
l. 18, No. 8, 1999, p. 1155-116
1; "The role of rafts in T cell antigen receptor signaling," Yasuda et al., Protein Nucleic Acid Enzyme Vol. 45,
No. 11 (2000), p. 1812-1822.

【0115】3. Journal of Biolo
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−41 6. 別冊 実験医学 ザ・プロトコールシリーズ
「ジーンターデティングの最新技術」(2000年、羊
土社)コンディショナルターゲティング法p.115−
120 7. バイオマニュアルシリーズ8 「ジーンターゲテ
ィング」−ES細胞を用いた変異マウスの作製(199
5年、羊土社)p.71−77) 8. Sambrookら,Molecular Cl
oning:A LABORATORY MANUA
L,第3版,COLD SPRING HARBOR
LABORATORY PRESS,2001年,4.
82−4.85 9. Nakano et al.,Eur J Ne
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ctical approach, 2ndediti
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"The Latest Technology of Gene Targeting" (2000, Yodosha) Conditional Targeting Method p. 115-
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5 years, Yodosha) p. 71-77) 8. Sambrook et al., Molecular Cl.
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000, GeneTargeting -a pr
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ordUniv. Press), pp. 75-81 17. Osuka, S .; et al. , Cytog
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4): 222-3 Nagy et al. Pro, 1993;
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【0116】[0116]

【実施例】以下、実施例によって本発明を説明するが、
実施例は例証のためのものであり、本発明を制限するも
のではない。本発明の範囲は、請求の範囲の記載に基づ
いて判断される。さらに、当業者は本明細書の記載に基
づいて、容易に修正、変更を加えることが可能である。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples.
The examples are for illustration and do not limit the invention. The scope of the present invention is determined based on the description in the claims. Furthermore, those skilled in the art can easily make modifications and changes based on the description in this specification.

【0117】実施例1 マウスLcb2遺伝子のエクソ
ン3を含むゲノムDNAのスクリーニング まずマウスLcb2タンパク質の全長アミノ酸配列(N
agiec,M.M.et al.,Gene 199
6 Oct 24;177(1−2):237−41)
をコードするcDNA(配列番号:2)を、ランダムプ
ライムラベル法により32P−dCTP存在下でラベルし
た。これをプローブとし、129SVJマウスゲノムラ
イブラリーをスクリーニングした。
Example 1 Exo of mouse Lcb2 gene
Screening of genomic DNA containing motif 3 First, the full length amino acid sequence of the mouse Lcb2 protein (N
agiec, M .; M. et al. , Gene 199
6 Oct 24; 177 (1-2): 237-41).
(SEQ ID NO: 2) was labeled in the presence of 32 P-dCTP by a random prime labeling method. Using this as a probe, a 129 SVJ mouse genomic library was screened.

【0118】陽性ファージクローンの制限酵素切断部位
および塩基配列を調べたところ、別個の独立した2種類
のLcb2遺伝子の染色体DNA断片(Lcb2−A,
Lcb2−B)をもつファージクローン(A,B)が得
られた。Lcb2−AおよびLcb2−Bの制限酵素地
図を図3に記載する。
When the restriction enzyme cleavage site and the nucleotide sequence of the positive phage clone were examined, two independent chromosomal DNA fragments of the Lcb2 gene (Lcb2-A,
A phage clone (A, B) having Lcb2-B) was obtained. The restriction maps of Lcb2-A and Lcb2-B are described in FIG.

【0119】マウスのLcb2タンパク質をコードする
cDNAの塩基配列は公知であり、例えば、Gene
bank accession No.U27455に
開示されている(配列番号:2)。Lcb2−Aはエク
ソン2(配列番号2のcDNAの塩基148ないし34
2に相当)のみを含む全長約12.6kbの断片、Lc
b2−Bはエクソン3(cDNAの塩基343ないし4
97に相当)、4(cDNAの塩基498ないし64
6)、5(cDNAの塩基647ないし771)、6
(cDNAの塩基772ないし865)まで含む全長約
13kbの断片であった。
[0119] The nucleotide sequence of the cDNA encoding the mouse Lcb2 protein is known, for example, Gene.
bank accession No. U27455 (SEQ ID NO: 2). Lcb2-A corresponds to exon 2 (bases 148 to 34 of the cDNA of SEQ ID NO: 2).
2c), a fragment of about 12.6 kb in length, Lc
b2-B is exon 3 (bases 343 to 4 of cDNA)
97, 4) (bases 498 to 64 of cDNA)
6), 5 (bases 647 to 771 of cDNA), 6
It was a fragment of about 13 kb in total length up to (bases 772 to 865 of cDNA).

【0120】このうち染色体DNA断片Lcb2−Bを
プローブとしてFISH(fluorescence
in situ hybridization)を行っ
た。その結果、マウスLcb2遺伝子が12番染色体の
E領域に存在する1染色体あたり1コピーの遺伝子であ
ることが確認された(Osuka,S. et a
l.,Cytogenet Cell Genet 1
998;82(3−4):222−3)。
Among them, a chromosomal DNA fragment Lcb2-B was used as a probe and FISH (fluorescence) was used.
In situ hybridization) was performed. As a result, it was confirmed that the mouse Lcb2 gene is a gene of one copy per chromosome located in the E region of chromosome 12 (Osuka, S. et a).
l. , Cytogenet Cell Genet 1
998; 82 (3-4): 222-3).

【0121】実施例2 ターゲティングベクターの作製 図4に示した戦略に沿って、ターゲティングベクターを
作製した。 1)pBS−Lcb2B(1)floxed pGK−
neoの作成 前記ファージクローンBよりDNAを抽出し、NotI
で切断後、1%アガロースゲル電気泳動を行い、Lcb
2−B(約13kb)を回収し、これをNotIで切断
したプラスミドpBluescript II KS+
(Stratagene社製)とT4リガーゼを用いて
結合させ、大腸菌DH5α(TOYOBO等より入手可
能)を形質転換してプラスミド「pBS−Lcb2B」
を得た。
Example 2 Preparation of Targeting Vector A targeting vector was prepared according to the strategy shown in FIG. 1) pBS-Lcb2B (1) floxed pGK-
Preparation of neo DNA was extracted from the phage clone B, and NotI was extracted.
, And 1% agarose gel electrophoresis was performed.
2-B (about 13 kb) was recovered, and this was cut with NotI plasmid pBluescript II KS +
(Stratagene) and ligated with T4 ligase to transform Escherichia coli DH5α (available from TOYOBO, etc.) and to transform the plasmid “pBS-Lcb2B”
I got

【0122】前記プラスミドpBS−Lcb2BをNo
tIとXhoIで切断し、1%アガロースゲル電気泳動
を行った。約5kbに相当するDNA断片を回収し、N
otIとXhoIで切断したプラスミドpBluesc
ript II KS+(Stratagene社製)
とT4リガーゼを用いて結合させた。次いで、これを用
いて大腸菌DH5αを形質転換し、プラスミド「pBS
−Lcb2B(1)」を得た。
The plasmid pBS-Lcb2B was
After digestion with tI and XhoI, 1% agarose gel electrophoresis was performed. A DNA fragment corresponding to about 5 kb was recovered, and N
Plasmid pBluesc cut with otI and XhoI
Ript II KS + (Stratagene)
And T4 ligase. Next, Escherichia coli DH5α was transformed using this, and the plasmid “pBS
-Lcb2B (1) "was obtained.

【0123】一方、プラスミドloxP−flanke
d−pGK−neo(Nakanoet al.,Eu
r J Neurosci 1999 Jul;11
(7):2577−81)(本発明者の大阪大学医学部
竹田潤二より入手可能)をNotIで切断し、T4D
NAポリメラーゼを用いて平滑末端化した。次いで、1
%アガロースゲル電気泳動を行い、pGK−neo発現
ユニットがloxPで挟まれた部分に相当する、約2.
3kbのDNA断片を回収した。これを前記プラスミド
pBS−Lcb2B(1)をEcoO109Iで切断
し、T4DNAポリメラーゼを用いて平滑末端化したも
のとT4リガーゼを用いて結合した。次いで、これを用
いて大腸菌DH5αを形質転換し、プラスミド「pBS
−Lcb2B(1)floxed pGK−neo」を
得た。
On the other hand, plasmid loxP-flanke
d-pGK-neo (Nakano et al., Eu
r J Neurosci 1999 Jul; 11
(7): 2577-81) (available from the present inventor, Junji Takeda, Osaka University School of Medicine), cut with NotI, and T4D
The ends were blunt-ended using NA polymerase. Then 1
% Agarose gel electrophoresis, and the pGK-neo expression unit corresponds to a portion sandwiched by loxP.
A 3 kb DNA fragment was recovered. The plasmid pBS-Lcb2B (1) was digested with EcoO109I, blunt-ended using T4 DNA polymerase, and ligated using T4 ligase. Next, Escherichia coli DH5α was transformed using this, and the plasmid “pBS
-Lcb2B (1) floxed pGK-neo "was obtained.

【0124】但し、この方法ではpGK−neo発現ユ
ニットがpBS−Lcb2B(1)floxed pG
K−neoに対して両方向に入る可能性がある。順方向
に挿入されたものはEcoRIで切断したときに4.3
kbに相当するDNAフラグメントが得られる。そこで
前項で得られたプラスミドをEco RIで切断し1%
アガロースゲル電気泳動を行い、4.3kbのバンドが
得られたものをpBS−Lcb2B(1)floxed
pGK−neoとして、以降使用した。
However, in this method, the pGK-neo expression unit is pBS-Lcb2B (1) floxed pG
There is a possibility to enter both directions with respect to K-neo. The one inserted in the forward direction was 4.3 when cut with EcoRI.
A DNA fragment corresponding to kb is obtained. Therefore, the plasmid obtained in the previous section was digested with Eco RI and 1%
After agarose gel electrophoresis, a 4.3 kb band was obtained.
Hereinafter, it was used as pGK-neo.

【0125】2)pBS−Lcb2B(2)loxPの
作成 pBluescript II KS+をHindII
Iで切断し、T4DNAポリメラーゼを用いて平滑末端
化した。次いで、1%アガロースゲル電気泳動を行い、
T4リガーゼを用いて結合した。次いで、これを用いて
大腸菌DH5αを形質転換し、プラスミドpBKS(H
indIII(−))を得た。
2) Preparation of pBS-Lcb2B (2) loxP pBluescript II KS + was converted to HindII.
I and blunt-ended using T4 DNA polymerase. Then, 1% agarose gel electrophoresis was performed,
Ligation was performed using T4 ligase. Next, Escherichia coli DH5α was transformed using this, and plasmid pBKS (H
indIII (-)) was obtained.

【0126】1)の工程中で得られたプラスミドpBS
−Lcb2B(1)をEcoRV及びXhoIで切断し
た。切断反応物を1%アガロースゲル電気泳動し、約
1.9kbに相当するDNA断片を回収した。当該DN
A断片を、EcoRVとXhoIで切断した前記プラス
ミドpBKS(HindIII(−))とT4リガーゼ
を用いて結合した。次いで、これを用いて大腸菌を形質
転換してプラスミド「pBS−Lcb2B(2)」を得
た。
The plasmid pBS obtained in step 1)
-Lcb2B (1) was cut with EcoRV and XhoI. The cleavage reaction product was subjected to 1% agarose gel electrophoresis, and a DNA fragment corresponding to about 1.9 kb was recovered. The DN
The A fragment was ligated with the plasmid pBKS (HindIII (-)) cut with EcoRV and XhoI using T4 ligase. Next, Escherichia coli was transformed using the resultant to obtain a plasmid “pBS-Lcb2B (2)”.

【0127】まず下に挙げる2つの合成プライマーを作
製し、T4 DNAキナーゼによりそれぞれの5’末端
をリン酸化した;
First, the following two synthetic primers were prepared and their 5 ′ ends were phosphorylated by T4 DNA kinase:

【0128】[0128]

【化2】 loxP 上流(配列番号:4): HindIII (EcoT22I) 5’-ataacttcgtataatgtatgctatacgaagttataagcttgca-3’ 3’-acgttattgaagcatattacatacgatatgcttcaatattcga-5’ (EcoT22I) loxP loxP 下流(配列番号:5): その後、両者を5μMになるよう混合し、95℃、20
分煮沸し後一晩かけて室温に冷却することで、それぞれ
の相補部分間で会合して合成2本鎖DNA「loxP−
HindIII(EcoT22I)」を作製した。lo
xP−HindIII(EcoT22I)は、中央に3
4塩基配列からなるloxP配列(下線部分)を持ち、
3’末端側にHindIII切断部位(aagct
t)、また両末端にはEcoT22I(NsiI)切断
部位に相当する4塩基(tgca)からなる突出末端を
持つ。
[ Image Omitted] Upstream of loxP (SEQ ID NO: 4): HindIII (EcoT22I) 5′- ataacttcgtataatgtatgctatacgaagttat aagcttgca-3 ′ 3′-acgt tattgaagcatattacatacgatatgcttcaata ttcga-5 ′ (EcoT22I) and both downstream sequences: Was mixed at 5 μM, and the mixture was mixed at
After boiling for 10 minutes and cooling to room temperature overnight, the synthetic double-stranded DNA “loxP-
HindIII (EcoT22I) ". lo
xP-HindIII (EcoT22I) has 3
It has a loxP sequence (underlined) consisting of 4 bases,
At the 3 'end, a HindIII cleavage site (aagct
t), and both ends have protruding ends consisting of 4 bases (tgca) corresponding to the EcoT22I (NsiI) cleavage site.

【0129】次に、前記プラスミドpBS−Lcb2B
(2)をEcoT22Iで切断し、1%アガロースゲル
電気泳動を行った。5kbに相当するバントを回収後、
これに前記2本鎖合成DNA「loxP−HindII
I(EcoT22I)」をT4リガーゼを用いて結合さ
せた。次いで、これを用いて大腸菌DH5αを形質転換
し、プラスミド「pBS−Lcb2B(2)loxP」
を得た。
Next, the plasmid pBS-Lcb2B
(2) was cut with EcoT22I and subjected to 1% agarose gel electrophoresis. After collecting the 5 kb bunt,
The double-stranded synthetic DNA "loxP-HindII"
I (EcoT22I) "was ligated using T4 ligase. Next, Escherichia coli DH5α was transformed with the plasmid, and the plasmid “pBS-Lcb2B (2) loxP” was used.
I got

【0130】但し、この方法ではloxP−HindI
II(EcoT22I)が多重にかつ順・逆方向に挿入
される。pBS−Lcb2B(2)loxPの塩基配列
を決定することで、loxP−HindIII(Eco
T22I)が一つのみ順方向(即ち、HindIIIが
pBS−Lcb2B(2)内のLcb2遺伝子の下流に
そろうように)に挿入されたものを選択した。
However, in this method, loxP-HindI
II (EcoT22I) is multiplexed and inserted in forward and reverse directions. By determining the base sequence of pBS-Lcb2B (2) loxP, loxP-HindIII (Eco
T22I) was selected in which only one was inserted in the forward direction (that is, HindIII was located downstream of the Lcb2 gene in pBS-Lcb2B (2)).

【0131】3)プラスミドLcb2TV3DTApA
(ターゲティングベクター)の作成 1)で作成したプラスミドpBS−Lcb2B(1)f
loxed pGK−neoをXbaIとNdeIで切
断し、1%アガロースゲル電気泳動を行い、約4.8k
bのDNA断片を回収した。同様の操作を行い、2)で
作成したプラスミドpBS−Lcb2B(2)loxP
をNdeIとXhoIで切断し約1.7kbのDNA断
片を得た。また、1)の工程中で得られたプラスミドp
BS−Lcb2B(1)をXhoIとAsp718Iで
切断して約5kbのDNA断片を、そしてプラスミドp
Bluescript II KS+をAsp718I
とXbaIで約3kbのDNA断片を回収した。次にこ
れら4つのDNA断片をT4リガーゼを用いて結合さ
せ、大腸菌DH5αを形質転換してプラスミド「Lcb
2TV3」を得た。
3) Plasmid Lcb2TV3DTApA
Preparation of (Targeting Vector) Plasmid pBS-Lcb2B (1) f prepared in 1)
Loxed pGK-neo was digested with XbaI and NdeI, and subjected to 1% agarose gel electrophoresis to obtain about 4.8 k
The DNA fragment of b was recovered. The same operation was performed, and the plasmid pBS-Lcb2B (2) loxP prepared in 2) was used.
Was digested with NdeI and XhoI to obtain a DNA fragment of about 1.7 kb. In addition, the plasmid p obtained in the step 1)
BS-Lcb2B (1) was cut with XhoI and Asp718I to obtain a DNA fragment of about 5 kb, and plasmid p.
Bluescript II KS + was transferred to Asp718I
And XbaI, a DNA fragment of about 3 kb was recovered. Next, these four DNA fragments were ligated using T4 ligase, E. coli DH5α was transformed, and the plasmid “Lcb
2TV3 "was obtained.

【0132】一方、プラスミドpMC1DTApA(Y
agi et al.,1993;Anal.Bioc
hem. 214;77−86)(大阪大学 細胞生体
工学センター 八木健教授より入手)をNotIで切断
後、T4DNAポリメラーゼを用いて平滑末端化した。
次に、XhoIにて切断した。さらに1%アガロースゲ
ル電気泳動を行い約1.3kbに相当するDNA断片を
回収し、これを「MC1DTApA」とする。
On the other hand, plasmid pMC1DTApA (Y
agi et al. , 1993; Anal. Bioc
hem. 214; 77-86) (obtained from Professor Yagi Takeshi, Osaka University Cell Biotechnology Center) was cut with NotI and blunt-ended using T4 DNA polymerase.
Next, it was cut with XhoI. Further, 1% agarose gel electrophoresis was performed to collect a DNA fragment corresponding to about 1.3 kb, which was designated as "MC1DTApA".

【0133】次に、別途プラスミドpBluescri
pt II KS+をAsp718Iで切断後T4DN
Aポリメラーゼを用いて平滑末端化した。次に、Xho
Iで切断し、1%アガロースゲル電気泳動を行い、約
3.0kbに相当するDNA断片を回収した。これを前
記MC1DTApAとT4リガーゼを用いて結合させ、
大腸菌を形質転換してプラスミド「pBS/MC1DT
ApA」を得た。
Next, the plasmid pBluescript was separately prepared.
ptII KS + is cut with Asp718I and then T4DN
The ends were blunted using A polymerase. Next, Xho
The DNA fragment was cleaved with I and subjected to 1% agarose gel electrophoresis to recover a DNA fragment corresponding to about 3.0 kb. This was combined with the MC1DTApA using T4 ligase,
E. coli was transformed and the plasmid "pBS / MC1DT" was transformed.
ApA "was obtained.

【0134】前記プラスミドLcb2TV3とプラスミ
ドpBS/MC1DTApAを各々Asp718Iで切
断後T4DNAポリメラーゼを用いて平滑末端化し、次
にNotIにて切断した。さらに1%アガロースゲル電
気泳動を行い、それぞれ約4.2kbと約11.5kb
に相当するDNA断片を回収した。両者をT4リガーゼ
を用いて結合し、大腸菌DH5αを形質転換し、プラス
ミド「Lcb2TV3DTApA」を得た。以降、プラ
スミド「Lcb2TV3DTApA」をLcb2ノック
アウト(KO)作成用ターゲティングベクターとして使
用した。
The plasmid Lcb2TV3 and the plasmid pBS / MC1DTApA were each cut with Asp718I, blunt-ended with T4 DNA polymerase, and then cut with NotI. Further, 1% agarose gel electrophoresis was performed, and about 4.2 kb and about 11.5 kb were respectively obtained.
Was recovered. Both were ligated using T4 ligase, and Escherichia coli DH5α was transformed to obtain a plasmid “Lcb2TV3DTApA”. Hereinafter, the plasmid “Lcb2TV3DTApA” was used as a targeting vector for preparing Lcb2 knockout (KO).

【0135】実施例3 ES細胞へのターゲティングベ
クターの導入 ES細胞は、Nagy et al.,1993;Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA,90;8
424−8428に記載のR1細胞(Antras N
agy,Samuel Lunenfeld Rese
arch Institute, Mount Sin
ai Hospital, (600Universi
ty Avenue,TrontoM5G 1X5)よ
り入手可能)を使用した。以下の実施例で細胞の培養
は、全て37℃の5%CO2培養器中で行った。
Example 3 Targeting System for ES Cells
Introduced ES cells of the vector are described in Nagy et al. , 1993; Pr
oc. Natl. Acad. Sci. USA, 90; 8
424-8428, the R1 cells (Antras N
agy, Samuel Lunenfeld Rese
arch Institute, Mount Sin
ai Hospital, (600Universi
ty Avenue, available from Toronto M5G 1X5). In the following examples, the cells were all cultured in a 5% CO 2 incubator at 37 ° C.

【0136】20%FBS(Fetal Bovine
Serum:ウシ胎児血清、Life Tech社
等)及び1000単位/mlのmLIF(leukoc
yteinhibitory factor)(商品
名:ESGRO(商標))(Chemicon社製)を
添加したDMEM培地(ダルベッコ修正イーグル培地)
(Life Tech社等)(以下、「ES用培地」と
言う)で維持しているR1細胞に対し、実施例2で作成
したLcb2KOターゲティングベクター(「Lcb2
TV3DTApA」)をNotIで切断したものを20
μg使用し、エレクトロポレーション法(Nakano
et al., Eur J Neurosci 1
999 Jul;11(7):2577−81)により
導入した。
20% FBS (Fetal Bovine)
Serum: fetal bovine serum, Life Tech, etc. and 1000 units / ml mLIF (leukoc)
DMEM medium (Dulbecco's modified Eagle medium) supplemented with Yteinhibitory factor (trade name: ESGRO (trademark)) (Chemicon)
(Hereinafter referred to as “ES medium”) with respect to R1 cells maintained in Lcb2KO targeting vector (“Lcb2
TV3DTApA ") was cut with NotI to give 20
μg and electroporation method (Nakano
et al. , Eur J Neurosci 1
999 Jul; 11 (7): 2577-81).

【0137】具体的には、エレクトロポレーションを実
施する前日に、新鮮なES用培地と交換したR1細胞を
集め、エレクトロポレーション用溶液(20mM HE
PES, pH7.05,137mM NaCl,5m
M KCl, 0.7mMNa2HPO4, 6mM デ
キストロース)で洗浄した。107個のR1細胞を、N
otIで線状化した20μgのターゲッティングベクタ
ー「Lcb2TV3DTApA」と0.8mlのエレク
トロポレーション用溶液を用い、エレクトロポレーショ
ン用キュベットの中で混合した。その後mBio−Ra
d GenePulser(バイオラッド社製)を使用
して、240V、500μFの条件で電気パルスを与え
た。
Specifically, the day before the electroporation was performed, R1 cells exchanged with a fresh ES medium were collected, and an electroporation solution (20 mM HE) was used.
PES, pH 7.05, 137 mM NaCl, 5 m
MKCl, 0.7 mM Na 2 HPO 4 , 6 mM dextrose). 10 7 R1 cells were transferred to N
20 μg of the targeting vector “Lcb2TV3DTApA” linearized with otI and 0.8 ml of an electroporation solution were mixed in an electroporation cuvette. Then mBio-Ra
d GenePulser (manufactured by Bio-Rad) was used to give an electric pulse under the conditions of 240 V and 500 μF.

【0138】10mlのES用培地に懸濁後、遠心分離
によりES細胞を回収し、6mlのES用培地に懸濁
し、予め8mlのES用培地中にフィーダー細胞を播い
てある10mlディッシュ1枚あたりにこのES細胞懸
濁液を2mlを加え、12−18時間後に力価150μ
g/mlのG418(Gibco BRL社製)を添加
して、1週間培養した。
After suspending in 10 ml of ES medium, ES cells were collected by centrifugation, suspended in 6 ml of ES medium, and per 10 ml dish previously seeded with feeder cells in 8 ml of ES medium. , 2 ml of this ES cell suspension was added, and after 12-18 hours, the titer was 150 μl.
g / ml of G418 (manufactured by Gibco BRL) was added and cultured for one week.

【0139】なお、フィーダー細胞としては、本発明者
がHS1ノックアウトマウス(Taniuchi et
al.,EMBO J.1995 14: 3664
−3678)の雄と野生型のICR系統の雌と交配し、
12日ないし13日胚から分離して樹立した繊維牙細胞
を使用した。
As feeder cells, the present inventors have used HS1 knockout mice (Taniuchi et al.).
al. , EMBO J .; 1995 14: 3664
-3678) and a female of a wild type ICR line,
Fibroblast cells established from the embryos on days 12 and 13 were used.

【0140】実施例4 相同組換えを起こしたES細胞
の選択 実施例3において、G418の添加後7日間培養して生
じてきたES細胞のコロニーを採取した。LCB2CK
Oターゲッティングベクターにネガティブ選択用にジフ
テリア毒素A(DTA)サブユニット発現カセットを組
み込んでいるために、非相同組換え体の多くはコロニー
形成以前に除去される。
Example 4 ES cells having undergone homologous recombination
In Example 3, ES cell colonies generated by culturing for 7 days after the addition of G418 were collected. LCB2CK
Because of the integration of the diphtheria toxin A (DTA) subunit expression cassette into the O targeting vector for negative selection, many of the heterologous recombinants are eliminated before colony formation.

【0141】各コロニーを二分し、一方は培養を継続し
た。もう一方は所期の相同組換えを起こしているクロー
ンを選択するためにPBS−にて洗浄し、Protei
nase K処理を行った後、染色体DNAを回収して
PCRによりクローンを選択した。
Each colony was divided into two, and the culture was continued on one of them. The other was washed with PBS- to select clones that had undergone the desired homologous recombination.
After the Nase K treatment, chromosomal DNA was recovered and clones were selected by PCR.

【0142】PCRにおいて用いた合成プライマーの塩
基配列は次の通り;
The base sequences of the synthetic primers used in the PCR are as follows:

【0143】[0143]

【化3】プライマー U3/105(配列番号:6): 5’−gtgctgctagggtttccatttc
agccacat−3’ (構築したターゲッティングベクターの外側にある塩基
配列) プライマー pGK−1(配列番号:7): 5’−tagtgagacgtgctacttccat
ttgtcacg−3’ (neo遺伝子発現ユニットの外の塩基配列) PCRの実験条件は、94℃1分、60℃1分、68℃
3分を1サイクルとして30サイクル行い、PCR産物
を1%アガロースゲル電気泳動を行い、正しく相同組換
えを行った際に予想されるPCR産物(約2.2kb)
に相当する位置にバンドを生じたクローンを陽性と判断
した。この方法により採取した224個のクローンのう
ち16個に陽性が認められた。
Embedded image Primer U3 / 105 (SEQ ID NO: 6): 5′-gtgctgcttagggttttccattttc
agccacat-3 '(base sequence outside the constructed targeting vector) Primer pGK-1 (SEQ ID NO: 7): 5'-tagtgagacgtgctacttccat
ttgtcacg-3 ′ (base sequence outside the neo gene expression unit) The PCR conditions were 94 ° C. for 1 minute, 60 ° C. for 1 minute, 68 ° C.
The PCR product is subjected to 1 cycle of 1% agarose gel electrophoresis, and the expected PCR product (approximately 2.2 kb) when homologous recombination is performed correctly.
Clones that produced a band at a position corresponding to were determined to be positive. Of the 224 clones collected by this method, 16 were positive.

【0144】相同組換えをより正確に確認するために、
前項で陽性が認められた16クローンおのおのについて
培養を継続し、増殖したES細胞の一部から染色体DN
Aを抽出し、以下のようにサザンブロッティング法を行
った。
To more accurately confirm homologous recombination,
Culture was continued for each of the 16 clones positive in the preceding paragraph, and chromosomal DN
A was extracted and subjected to Southern blotting as follows.

【0145】染色体DNA20μgをHindIIIで
切断後、1%アガロースゲル電気泳動を行い、ナイロン
メンブレンHybond−N+(アムシャム・ファルマ
シア・バイオテク社製)に対して10xSSC溶液でキ
ャピラリー法により転写した。構築したターゲッティン
グベクターのすぐ5’外側にあるXbaIとHindI
IIで切断した染色体DNA断片(433bp、「5’
プローブ」)をプローブとし、染色体DNA転写膜に対
しdディゴキシゲニン(DIG)ハイブリダイゼーショ
ンシステム(ロッシュ・ダイアグノスティック社製)に
よりザザンブロッティングを行った。
After cutting 20 μg of the chromosomal DNA with HindIII, 1% agarose gel electrophoresis was carried out and transferred to a nylon membrane Hybond-N + (Amsham Pharmacia Biotech) using a 10 × SSC solution by the capillary method. XbaI and HindI immediately 5 'outside of the constructed targeting vector
The chromosomal DNA fragment (433 bp, “5 ′
Using the “probe”) as a probe, the chromosomal DNA transfer membrane was subjected to Southern blotting using a d-digoxigenin (DIG) hybridization system (Roche Diagnostics).

【0146】変異が導入されなかった野生体は約5.9
kbのバンドを、正しく相同組換えを行ったものは約
2.5kbのバンド予想がされる。16クローン全てに
約5.9kbと約2.5kbのバンドが1:1で認めら
れた(ヘテロ接合体)。
The wild type in which the mutation was not introduced was about 5.9.
When the homologous recombination of the kb band is performed correctly, a band of about 2.5 kb is expected. About 5.9 kb and about 2.5 kb bands were observed at a ratio of 1: 1 in all 16 clones (heterozygotes).

【0147】染色体DNA20μgをSacIで切断
後、0.8%アガロースゲル電気泳動を行い、ナイロン
メンブレンHybond−N+へキャピラリー法により
10xSSC溶液で転写した。前記5’プローブを使用
して転写膜に対しDIGハイブリダイゼーションシステ
ムによりザザンブロッティングを行った。
After cutting 20 μg of the chromosomal DNA with SacI, the mixture was subjected to 0.8% agarose gel electrophoresis, and transferred to a nylon membrane Hybond-N + by a capillary method using a 10 × SSC solution. Using the 5 ′ probe, the transfer membrane was subjected to Southern blotting using a DIG hybridization system.

【0148】正しく相同組換えを行ったものは約10.
5kbのバンドを示すが、変異が導入されなかった野生
体は約8.5kbのバンドを、そして非相同組換え体を
含む場合はこれ以外のサイズのバンドを示す。上記16
クローンのうち、4クローンに非相同組換え体を示唆す
るサイズのバンドが認められた。
Approximately 10.
A wild-type in which a 5 kb band is shown, but the mutation is not introduced, shows a band of about 8.5 kb, and a band having a different size when a heterologous recombinant is contained. 16 above
Among the clones, a band having a size suggesting a heterologous recombinant was found in 4 clones.

【0149】染色体DNA20μgをHindIIIで
切断後、1%アガロースゲル電気泳動を行い、ナイロン
メンブレンHybond−N+へキャピラリー法により
10xSSC溶液で転写した。ネオマイシン耐性遺伝子
の全長に相当するプローブにより転写膜に対しDIGハ
イブリダイゼーションシステムによりザザンブロッティ
ングを行った。
After cutting 20 μg of the chromosomal DNA with HindIII, 1% agarose gel electrophoresis was carried out and transferred to a nylon membrane Hybond-N + by a capillary method using a 10 × SSC solution. The transfer membrane was subjected to Southern blotting with a probe corresponding to the full length of the neomycin resistance gene using a DIG hybridization system.

【0150】エクソン3の3’側のloxP配列が正し
く挿入された相同組換えを行っていれば、約3.4kb
に相当するバンドが確認される。一方3’側のloxP
配列が挿入されていない場合は約5.9kbのバンドが
認められる。
If homologous recombination in which the loxP sequence on the 3 'side of exon 3 was correctly inserted was performed, about 3.4 kb
Is confirmed. On the other hand, 3 'side loxP
When the sequence is not inserted, a band of about 5.9 kb is observed.

【0151】非相同組換え体を含まない相同組換え体1
2クローンに対し、7クローンに3’側のloxP配列
が正しく挿入されていることが確認された。この7クロ
ーンに対し、染色体異常が無いことを確認するために核
型分析を行った(Robertson E. J.
(1987) in Teratocarcinoma
s and embryonic stem cell
s −a practical approach,
ed. Robertson,E. J. (IRL
Press, Oxford), pp.108−11
2)。このうち5クローンについて正常な核型(2n=
40)が認められた。
Homologous recombinant 1 not containing non-homologous recombinant 1
It was confirmed that the 3 'loxP sequence was correctly inserted into 7 clones with respect to 2 clones. Karyotype analysis was performed on these 7 clones to confirm that there was no chromosomal abnormality (Robertson EJ.
(1987) in Teratocarcinoma
s and embryonic stem cell
s-a practical approach,
ed. Robertson, E .; J. (IRL
Press, Oxford), pp. 108-11
2). Of these, the normal karyotype (2n =
40) was observed.

【0152】実施例5 改変セリンパルミトイルトラン
スフェラーゼ遺伝子を有する遺伝子改変動物の作製 以上の工程から得られた相同組換え体ESクローンと同
じ染色体DNAを持つマウスの作製をアグリゲーション
法(Kondoh et al., 1999, J.
Biochem. Biophys. Method
s, 39,137−142)により行った。
Example 5 Modified serine palmitoyl tolan
Preparation of Genetically Modified Animal Having Spherase Gene Production of a mouse having the same chromosomal DNA as the homologous recombinant ES clone obtained from the above steps was performed by an aggregation method (Kondoh et al., 1999, J. Am.
Biochem. Biophys. Method
s, 39, 137-142).

【0153】相同組換えを起こしていることが確認され
たES細胞の培養を、約24時間毎に継代し4日間継続
した後、細胞をトリプシン処理によりばらばらに分散し
た。マウスBDF1系統の雄を掛け合わした同系統の雌
より8細胞期胚を取出した。前記胚より透明帯を外した
後、バラバラにした上記ES細胞を接着させた(20E
S細胞/8細胞期胚1個)。これを偽妊娠処理した雌マ
ウスの子宮に移し、胎児の発生を継続させることにより
キメラマウスを得た。
After culturing ES cells in which homologous recombination was confirmed to have occurred, the cells were subcultured about every 24 hours and continued for 4 days, the cells were dispersed by trypsin treatment. An 8-cell stage embryo was extracted from a female of the same strain, which was mated with a male of the mouse BDF1 strain. After removing the zona pellucida from the embryos, the above-mentioned ES cells separated were adhered (20E).
S cell / one 8-cell stage embryo). This was transferred to the uterus of a female mouse that had been subjected to pseudopregnancy treatment, and the development of a fetus was continued to obtain a chimeric mouse.

【0154】このキメラマウスの雄を黒色であるC57
BL/6の雌と交配し、生まれてきた仔マウスのうち野
ネズミ色(agouti)のものを選び、その尾の一部
を切断した試料から染色体DNAを抽出した。実施例4
で述べたサザンブロッティング法(HindIII切断
・「5’プローブ」検出)により遺伝子変異が全身に導
入されたマウスを確認した。
The male of this chimeric mouse was black
BL / 6 females were bred and a mouse of the mouse gray color (agouti) was selected from the offspring born, and chromosomal DNA was extracted from a sample in which a part of the tail was cut off. Example 4
The mouse in which the gene mutation was introduced into the whole body was confirmed by the Southern blotting method (HindIII cleavage / “5 ′ probe” detection) described in (1).

【0155】上述した方法により、5つの相同組換え体
ESクローンから、先ず計26匹のキメラマウスを作出
した。そのうち10匹を交配し、74匹の仔マウスを得
た。サザンブロット法によりそのうち27匹に遺伝子変
異が全身に導入されたものを確認し、変異Lcb2遺伝
子について「ヘテロ」接合体を得た。さらに、前記「ヘ
テロ」接合体同士を交配して、変異Lcb2遺伝子「L
cb2target」について「ホモ」接合体を得た。
According to the method described above, a total of 26 chimeric mice were first produced from the five homologous recombinant ES clones. Ten of them were bred to obtain 74 pups. Southern blot analysis confirmed that 27 of them had the gene mutation introduced into the whole body, and a "hetero" zygote was obtained for the mutant Lcb2 gene. Further, the “hetero” zygotes are crossed to each other to obtain a mutant Lcb2 gene “L
A "homo" conjugate for "cb2target" was obtained.

【0156】実施例6 Neo遺伝子の削除 この段階でマウス染色体上のマウスLcb2遺伝子に導
入された変異には、ネオマイシン遺伝子発現カセットが
挿入されている。この発現カセットを削除する目的でE
IIaCreトランスジェニックマウス(Lakso,
M. etal.,1996,Proc.Natl.
Acad.Sci. USA, 93, 5860−5
865)(米国国立衛生研究所(NIH)(USA)の
Heimer Wastphal博士より入手)と交配
した。EIIaCre遺伝子発現カセットにより発現さ
れたCreリコンビネースの活性により、loxPに挟
まれたneo遺伝子発現カセットが切り出される。
Example 6 Deletion of Neo gene At this stage, the neomycin gene expression cassette was inserted into the mutation introduced into the mouse Lcb2 gene on the mouse chromosome. To delete this expression cassette, E
IIaCre transgenic mice (Lakso,
M. et al. , 1996, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, 93, 5860-5
865) (obtained from Dr. Heimer Westphal of the National Institutes of Health (NIH) (USA)). The activity of the Cre recombinase expressed by the EIIaCre gene expression cassette excises the neo gene expression cassette flanked by loxP.

【0157】具体的には、実施例5で得られた変異Lc
b2遺伝子を持つマウス(雄)(ホモ接合体)とホモ接
合EIIaCreトランスジェニックマウス(雌)を交
配し、neo遺伝子発現カセットが削除された第一世代
(F1)マウスを得た。得られたマウスにおいて、ne
o遺伝子発現カセットの削除が認めれるマウスを実施例
4に記載のサザンブロッティング(HindIII切断
・「5’プローブ」検出)によりスクリーニングした。
具体的には、neo遺伝子発現カセットのみが削除され
た場合(「Lcb2flox」)には約3.6kbのバ
ンドが確認される。一方、EIIaCre遺伝子発現カ
セットの検出には、尾の一部から抽出した染色体DNA
に対してサザンブロッティングを行った。染色体DNA
20μgをBamHIIで切断後、1%アガロースゲル
電気泳動を行い、キャピラリー法によりナイロンメンブ
レンHybond−N+に10xSSC溶液で転写し
た。Cre遺伝子の一部に相当するDNA断片(Eco
RI切断による1.1kbp,Creプローブ)をプロ
ーブとし、転写膜に対しDIGハイブリダイゼーション
システムによりザザンブロッティングを行った。EII
aCre遺伝子を持つマウスは、約5.5、4.5、
2.5kbのバンドが認められる。
Specifically, the mutant Lc obtained in Example 5
A mouse (male) (homozygote) having the b2 gene and a homozygous EIIaCre transgenic mouse (female) were bred to obtain a first generation (F1) mouse in which the neo gene expression cassette had been deleted. In the resulting mouse, ne
o The mouse in which deletion of the gene expression cassette was recognized was screened by Southern blotting (HindIII cleavage / detection of “5 ′ probe”) described in Example 4.
Specifically, when only the neo gene expression cassette is deleted (“Lcb2flox”), a band of about 3.6 kb is confirmed. On the other hand, for the detection of the EIIaCre gene expression cassette, chromosomal DNA extracted from a part of the tail was used.
Was subjected to Southern blotting. Chromosomal DNA
After cutting 20 μg with BamHII, 1% agarose gel electrophoresis was performed, and the resultant was transferred to a nylon membrane Hybond-N + by a capillary method using a 10 × SSC solution. A DNA fragment corresponding to a part of the Cre gene (Eco
The Southern blotting was performed on the transfer membrane by a DIG hybridization system using as a probe 1.1 kbp of RI cut (Cre probe). EII
Mice carrying the aCre gene are approximately 5.5, 4.5,
A 2.5 kb band is observed.

【0158】上記の方法により変異Lcb2遺伝子を持
つマウス(雄)(ホモ接合体)とホモ接合EIIaCr
eトランスジェニックマウス(雌)1組から計10匹
(雄3匹、雌7匹)のキメラマウスF1が得られた。そ
のうち、雄1匹にneo遺伝子発現カセットの削除が強
く認められ、また、EIIaCre遺伝子がヘテロで存
在した。
A mouse (male) having a mutant Lcb2 gene (homozygote) and a homozygous EIIaCr
A total of 10 chimeric mice F1 (3 males and 7 females) were obtained from one set of e-transgenic mice (female). Among them, deletion of the neo gene expression cassette was strongly observed in one male, and the EIIaCre gene was heterozygously present.

【0159】次に、前記キメラマウス(雄)を野生型の
C57BL/6マウス(雌)と交配し、第二世代(F
2)(「ヘテロ」接合体)を9匹(雄4匹、雌5匹)得
た。このうち、HindIII切断・5’プローブ検出
のサザンブロッティングによりLcb2floxバンド
(約3.6kb)と野生型のバンド(約5.9kb)を
1対1で示すものを選別した。サザンブロットによりL
cb2floxと野生型のバンドが1対1に近いものが
雄2匹において認められたが、全てEIIaCre遺伝
子をヘテロにて持っていた。
Next, the chimeric mouse (male) was bred to a wild-type C57BL / 6 mouse (female), and the second generation (F)
2) 9 ("hetero" conjugates) were obtained (4 males, 5 females). Among them, those showing the Lcb2flox band (about 3.6 kb) and the wild type band (about 5.9 kb) in a one-to-one correspondence were selected by Southern blotting with HindIII digestion and 5 ′ probe detection. L by Southern blot
A close ratio of cb2flox and wild-type band of 1: 1 was observed in 2 males, but all had heterologous EIIaCre gene.

【0160】EIIaCre遺伝子発現カセットはゲノ
ム中に組み込まれていない方が好ましい。そこで、雄1
匹を再度野生型のC57BL/6(雌)と交配させ、F
3を10匹(雄4匹、雌6匹)を得た。このうち、前記
サザンブロットを利用したCre遺伝子の検出法によ
り、EIIaCre遺伝子発現カセットを持たないマウ
スを所期のヘテロ接合体として選別した。その結果、L
cb2floxと野生型のバンドが完全に1対1でかつ
EIIaCre遺伝子を持たないものが雌3匹得られ
た。
Preferably, the EIIaCre gene expression cassette is not integrated into the genome. So male 1
The animals were bred again with wild-type C57BL / 6 (female) and
3 (4 males, 6 females) were obtained. Among them, mice not having the EIIaCre gene expression cassette were selected as intended heterozygotes by the Cre gene detection method using the Southern blot. As a result, L
Three females were obtained in which the cb2flox and wild-type bands were completely one-to-one and did not have the EIIaCre gene.

【0161】さらに、前記選別されたヘテロ接合体同士
を交配して、neo遺伝子が削除された変異Lcb2遺
伝子「Lcb2flox」について「ホモ」接合体を得
た。実施例2−6に記載した、本発明のコンディショナ
ルノックアウトマウス作製の戦略の流れを図5に示し
た。
Further, the selected heterozygotes were bred with each other to obtain “homo” zygotes for the mutant Lcb2 gene “Lcb2flox” from which the neo gene had been deleted. FIG. 5 shows the flow of the strategy for producing the conditional knockout mouse of the present invention described in Example 2-6.

【0162】実施例7 CAG−Creトランスジェニ
ックマウスを用いたスフィンゴ脂質生合成の受精卵レベ
ルでの検討 本実施例では、スフィンゴ脂質生合成機能を個体全体、
即ち受精卵のレベルから欠失する場合、どのような影響
があるかを調べた。具体的には図6に示した戦略に従っ
た。
Example 7 CAG-Cre transgenic
Level of fertilized egg for sphingolipid biosynthesis using sucking mouse
In the present example, the sphingolipid biosynthesis function was
That is, the effect of deletion from the fertilized egg level was examined. Specifically, the strategy shown in FIG. 6 was followed.

【0163】Creタンパク質を個体全体で発現するC
AG−Creトランスジェニックマウスは、大阪大学
医学部 宮崎純一教授より入手した。これより、先ず以
下の交配によりLcb2遺伝子をヘテロに欠失し、ま
た、Cre遺伝子もヘテロに有するノックアウトマウス
を得た。
The C protein expressing Cre protein in the whole individual
AG-Cre transgenic mice were purchased from Osaka University.
Obtained from Professor Junichi Miyazaki, School of Medicine. From this, first, a knockout mouse having the Lcb2 gene heterozygously deleted and also having the Cre gene heterozygously by the following cross was obtained.

【0164】具体的には、実施例5で得られた変異Lc
b2遺伝子を持つマウス(雌)(ホモ接合体)とヘテロ
接合CAG−Creトランスジェニックマウス(雄)と
を交配した。それらの子供について尻尾の一部を採取
し、ゲノムDNAを抽出した。Lcb2遺伝子の確認に
は実施例4で述べたSacI切断による5’プローブを
用いたサザンブロッティングを、CAG−Cre遺伝子
の確認には実施例6で述べたBamHI切断によるCr
eプローブを用いたサザンブロッティングを行った。な
お、Lcb2遺伝子の確認では野生型(「+」)の場合
は8.5kbが、欠失型(「−」)の場合は7.5kb
のバンドが認められ、CAG−Cre遺伝子の確認にお
いては、3.0と1.5kbのバンドが認められる。そ
の結果、一組の交配から16匹の子(雄:8匹、雌:8
匹)が得られ、このうち雄2匹、雌3匹が遺伝型が「+
/−,CAG−Cre/0」であった。
Specifically, the mutant Lc obtained in Example 5
A mouse (female) (homozygote) having the b2 gene and a heterozygous CAG-Cre transgenic mouse (male) were bred. A part of the tail was collected from these children, and genomic DNA was extracted. To confirm the Lcb2 gene, Southern blotting using a 5 ′ probe by SacI digestion described in Example 4 was used, and to confirm the CAG-Cre gene, Crn by BamHI digestion described in Example 6 was used.
Southern blotting was performed using the e-probe. The Lcb2 gene was confirmed to be 8.5 kb in the case of the wild type ("+") and 7.5 kb in the case of the deletion type ("-").
And the bands of 3.0 and 1.5 kb are confirmed in the CAG-Cre gene confirmation. As a result, 16 offspring (8 males, 8 females) from one set of crosses
), Of which 2 males and 3 females have the genotype “+”.
/-, CAG-Cre / 0 ".

【0165】上記「+/−,CAG−Cre/0」ノッ
クアウトマウスを、実施例5で作製したNeo遺伝子を
含んだ変異Lcb2遺伝子「Lcb2target」の
「ホモ」接合体と交配し、それから得られた子孫の遺伝
子型を調べた。その結果を図6に示した。図6におい
て、「target」は変異Lcb2遺伝子「Lcb2
target」を有すること、「+」は野生型のLcb
2遺伝子を有すること、「−」はLcb2遺伝子が欠失
していること、「Cre」はCre遺伝子が存在するこ
とを意味する。図6に示されるように、(+/targ
et,0/0)が28個体、(−/target,0/
0)が34個体、(+/−,Cre/0)が20個体得
られた。しかしながら、メンデルの法則に従えば上記3
種と同程度で得られるはずの(−/−,Cre/0)の
遺伝子型を有する個体は一つも得られなかった。
The above “+/−, CAG-Cre / 0” knockout mouse was bred with the “homo” zygote of the mutant Lcb2 gene “Lcb2target” containing the Neo gene prepared in Example 5, and obtained therefrom. Offspring were genotyped. FIG. 6 shows the result. In FIG. 6, “target” is a mutant Lcb2 gene “Lcb2
target "," + "indicates wild-type Lcb
Two genes, "-" means that the Lcb2 gene has been deleted, and "Cre" means that the Cre gene is present. As shown in FIG. 6, (+ / targ
et, 0/0) were 28 individuals, (− / target, 0 /
(0) was obtained in 34 individuals, and (+/-, Cre / 0) was obtained in 20 individuals. However, according to Mendel's law, the above 3
None of the individuals had a genotype of (− / −, Cre / 0) that should have been obtained at the same level as the species.

【0166】よって、スフィンゴ脂質生合成機能を個体
全体、即ち受精卵のレベルから欠失する場合、初期発生
を乗り越えられないことが示された。実施例8 K5−Creトランスジェニックマウスを用
いたスフィンゴ脂質生合成の表皮特異的欠損の検討 本実施例では、スフィンゴ脂質生合成機能を表皮特異的
に欠失する場合、どのような影響があるかを調べた。コ
ンデショナルノックアウトマウスの作製は、実施例7と
同様に行った。但し、CAG−Creトランスジェニッ
クマウスの代わりに、Creタンパク質を表皮特異的に
に発現するK5−Creトランスジェニックマウスを用
いた。K5−Creトランスジェニックマウスは、本発
明者の大阪大学医学部 竹田潤二より入手可能である。
また、実施例5で作製したNeo遺伝子を含んだ変異L
cb2遺伝子「Lcb2target」の「ホモ」接合
体を用いた。
Thus, it was shown that when the sphingolipid biosynthesis function is deleted from the whole individual, that is, from the level of a fertilized egg, it is impossible to overcome the early development. Example 8 Using K5-Cre transgenic mouse
Investigation of epidermis-specific deficiency of sphingolipid biosynthesis In this example, the effect of sphingolipid biosynthesis in the epidermis-specific deficiency was examined. Preparation of a conditional knockout mouse was performed in the same manner as in Example 7. However, instead of the CAG-Cre transgenic mouse, a K5-Cre transgenic mouse that expresses Cre protein specifically in the epidermis was used. The K5-Cre transgenic mouse is available from Junji Takeda, Osaka University School of Medicine.
Further, the mutation L containing the Neo gene prepared in Example 5 was used.
A "homo" zygote of the cb2 gene "Lcb2target" was used.

【0167】得られた本発明のノックアウトマウスの生
後12時間の写真を図7に示す。図7に示されるよう
に、本発明のコンデショナルノックアウトマウスは、対
照の野生型マウスと比較して表皮に湿潤感がなく、全体
にザラザラした状態であった。
FIG. 7 shows a photograph of the obtained knockout mouse of the present invention at 12 hours after birth. As shown in FIG. 7, the conditional knockout mouse of the present invention did not have a wet feeling on the epidermis as compared with the control wild type mouse, and was in a rough state overall.

【0168】図8に、得られた本発明のノックアウトマ
ウスの3週齢の写真を示す。図8よりもわかるように、
野生型の対照と比較して全体に体毛が薄く、特に耳の後
ろは毛が薄くはれていた。また、髪の毛の生え変わるサ
イクルも、一般に野生型よりも遅く、体毛がほとんど生
えないものも存在した。
FIG. 8 shows a photograph of the obtained knockout mouse of the present invention at the age of 3 weeks. As can be seen from FIG.
The hair was thinner as compared to the wild-type control, especially at the back of the ear. In addition, the cycle of hair regrowth was generally slower than that of the wild type, and some hairs hardly grew.

【0169】図9に、3週齢の本発明のノックアウトマ
ウスと野生型の対照の表皮切片断面の顕微鏡写真(倍率
100)を示す。図9に示すように、本発明のノックア
ウトマウスは濾胞を形成していた。さらに、図9におい
て黒い点のように見えるものはリンパ球であり、これが
数多く存在することより、炎症を起こしている可能性が
考えられる。
FIG. 9 is a photomicrograph (magnification: 100) of a section of an epidermal section of a 3-week-old knockout mouse of the present invention and a wild-type control. As shown in FIG. 9, the knockout mouse of the present invention formed a follicle. Further, what looks like black dots in FIG. 9 are lymphocytes, and the presence of a large number of them may indicate that inflammation may have occurred.

【0170】本実施例のスフィンゴ脂質生合成機能を表
皮特異的に欠失したノックアウトマウスは、4週齢まで
に全て死亡してしまった。実施例9 Lck−Creトランスジェニックマウスを
用いたスフィンゴ脂質生合成のT細胞特異的欠損の検討 本実施例では、スフィンゴ脂質生合成機能をT細胞特異
的に欠失する場合、どのような影響があるかを調べた。
コンデショナルノックアウトマウスの作製は、実施例7
と同様に行った。但し、CAG−Creトランスジェニ
ックマウスの代わりに、Creタンパク質をT細胞特異
的にに発現するLck−Creトランスジェニックマウ
スを用いた。Lck−Creトランスジェニックマウス
は、本発明者の大阪大学医学部 竹田潤二より入手可能
である。また、実施例5で作製したNeo遺伝子を含ん
だ変異Lcb2遺伝子「Lcb2target」の「ホ
モ」接合体を用いた。
[0170] All the knockout mice of this example, which specifically lack the sphingolipid biosynthesis function in the epidermis, died by 4 weeks of age. Example 9 Lck-Cre transgenic mice
Investigation of T cell-specific deficiency of sphingolipid biosynthesis used In this example, the effect of a sphingolipid biosynthesis function specifically deficient in T cells was examined.
Production of a conditional knockout mouse was performed in Example 7
The same was done. However, instead of the CAG-Cre transgenic mouse, an Lck-Cre transgenic mouse expressing Cre protein specifically in T cells was used. The Lck-Cre transgenic mouse is available from Junji Takeda, Osaka University School of Medicine. In addition, a “homo” zygote of the mutant Lcb2 gene “Lcb2target” containing the Neo gene prepared in Example 5 was used.

【0171】得られた本発明のノックアウトマウスにつ
いてT細胞への影響を調べた。手法は、例えば松崎有未
他著(1999)、フローサイトメトリー自由自在、中
内啓光監修(秀潤社)pp3−13にて詳細に解説され
ている。具体的には6週令の雄ノックアウトマウスより
胸腺および脾臓を摘出し、それぞれPE標識抗CD4抗
体及びAPC標識抗CD8抗体にて染色を施した。次い
で、FACS Vantage(Becton, Di
ckinson and Company社製)を用い
て、CD4およびCD8に関する2次元解析による細胞
選別を行った。蛍光色素PE,APCに関してはそれぞ
れ検出器FL2(励起/検出波長、488nm/575
nm)とFL4(598nm/660nm)にて検出、
その強度と細胞数に関して数値化した。対照として野生
型マウスについても同様に細胞選別を行った。
The effect of the obtained knockout mouse of the present invention on T cells was examined. The method is described in detail in, for example, Yumi Matsuzaki et al. (1999), Flow Cytometry Freedom, and edited by Keimitsu Nakauchi (Shujunsha) pp3-13. Specifically, the thymus and spleen were excised from a 6-week-old male knockout mouse, and stained with a PE-labeled anti-CD4 antibody and an APC-labeled anti-CD8 antibody, respectively. Next, FACS Vantage (Becton, Di)
The cell sorting was performed by two-dimensional analysis on CD4 and CD8 using a quinson and Company company. For the fluorescent dyes PE and APC, the detector FL2 (excitation / detection wavelength, 488 nm / 575) was used.
nm) and FL4 (598 nm / 660 nm),
The intensity and cell number were quantified. As a control, cell selection was similarly performed for wild-type mice.

【0172】結果を図10に示す。図10においてCD
4のみ陽性の細胞はヘルパーT細胞、CD8のみ陽性の
細胞はキラーT細胞に相当する。T細胞は未分化の状態
では、CD4およびCD8双方とも陰性、次いで、双方
とも陽性になり、さらに分化が進むとCD4のみ陽性
(ヘルパーT細胞)、またはCD8のみ陽性(キラーT
細胞)となる。図10において胸腺では本発明のノック
アウトマウスは野生型と比較して特に、CD8のみ陽性
(キラーT細胞)が4.6%から2.3%と顕著に減少
した。脾臓ではさらに顕著な影響が観察され、胸腺と同
様にCD8のみ陽性(キラーT細胞)が12.4%から
3.0%と1/4以下に減少した。
FIG. 10 shows the results. In FIG. 10, CD
Cells positive only 4 correspond to helper T cells, and cells positive only to CD8 correspond to killer T cells. In an undifferentiated state, T cells become negative for both CD4 and CD8, then both become positive, and when further differentiation proceeds, only CD4 becomes positive (helper T cells) or only CD8 becomes positive (killer T cells).
Cells). In FIG. 10, in the thymus, the knockout mouse of the present invention showed a marked decrease in CD8 only positive (killer T cell) from 4.6% to 2.3% as compared with the wild type. A more remarkable effect was observed in the spleen, and as in the thymus, the number of CD8-only positive (killer T cells) decreased from 12.4% to 3.0%, which was 1/4 or less.

【0173】さらに、キラー細胞まで分化したT細胞に
ついて、その成熟度を調べた。具体的には、図10に示
した胸腺由来のT細胞でCD8のみ陽性を示した細胞
(キラーT細胞)(全体の2.3%)について、抗CD
3e抗体 145−2C11(Pharmigen社よ
り入手可能)を用いて、細胞表面のCD3e発現量を調
べた。細胞表面のCD3e発現量は、T細胞が教育を受
けると観察され、成熟度の目安となる。結果を図11に
示す。図11は、本発明のノックアウトマウスの胸腺由
来のキラーT細胞には、細胞表面のCD3e発現量が野
生型の場合と比較して少ない細胞、即ち成熟度の低い細
胞が存在すること(キラーT細胞の43%程度)を示し
ている。
Further, the maturity of T cells differentiated to killer cells was examined. Specifically, for the thymus-derived T cells shown in FIG. 10, cells that showed only CD8 positive (killer T cells) (2.3% of the total), anti-CD
Using the 3e antibody 145-2C11 (available from Pharmigen), the amount of CD3e expression on the cell surface was examined. The CD3e expression level on the cell surface is observed when T cells are educated, and serves as a measure of maturity. The results are shown in FIG. FIG. 11 shows that, in the killer T cells derived from the thymus of the knockout mouse of the present invention, there are cells in which the expression level of CD3e on the cell surface is smaller than that in the wild type, that is, cells with lower maturity (Killer T (About 43% of cells).

【0174】よって、本実施例のスフィンゴ脂質生合成
機能をT細胞特異的に欠失させたノックアウトマウス
は、T細胞の分化、特にキラーT細胞への分化が減少
し、さらに、キラーT細胞へ分化した細胞のうちでも、
その成熟度が低いものが成熟度の低いものが存在するこ
とが示された。
Therefore, the knockout mouse of the present example, in which the sphingolipid biosynthesis function is specifically deleted from T cells, has a reduced T cell differentiation, particularly the differentiation to killer T cells, Among the differentiated cells,
It was shown that those with low maturity existed with low maturity.

【0175】[0175]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> The Institute of Physical and Chemical Research <120> Conditionally knocked-out mammals of sphingolipids synthesis <130> 003248 <160> 7 <210> 1 <211> 560 <212> PRT <213> Mouse <400> 1 Met Arg Pro Glu Pro Gly Gly Cys Cys Cys Arg Arg Pro Met Arg Ala 1 5 10 15 Asn Gly Cys Val Lys Asn Gly Glu Val Arg Asn Gly Tyr Leu Arg Ser 20 25 30 Ser Thr Ala Thr Val Ala Ala Ala Gly Gln Ile His His Val Thr Glu 35 40 45 Asn Gly Gly Leu Tyr Lys Arg Pro Phe Asn Glu Ala Phe Glu Glu Thr 50 55 60 Pro Met Leu Val Ala Val Leu Thr Tyr Val Gly Tyr Gly Val Leu Thr 65 70 75 80 Leu Phe Gly Tyr Leu Arg Asp Phe Leu Arg His Trp Arg Ile Glu Lys 85 90 95 Cys His His Ala Thr Glu Arg Glu Glu Gln Lys Asp Phe Val Ser Leu 100 105 110 Tyr Gln Asp Phe Glu Asn Phe Tyr Thr Arg Asn Leu Tyr Met Arg Ile 115 120 125 Arg Asp Asn Trp Asn Arg Pro Ile Cys Ser Val Pro Gly Ala Lys Val 130 135 140 Asp Ile Met Glu Arg Lys Ser His Asp Tyr Asn Trp Ser Phe Lys Tyr 145 150 155 160 Thr Gly Asn Ile Ile Lys Gly Val Ile Asn Met Gly Ser Tyr Asn Tyr 165 170 175 Leu Gly Phe Ala Arg Asn Thr Gly Ser Cys Gln Glu Ala Ala Ala Glu 180 185 190 Val Leu Lys Glu Tyr Gly Ala Gly Val Cys Ser Thr Arg Gln Glu Ile 195 200 205 Gly Asn Leu Asp Lys His Glu Glu Leu Glu Lys Leu Val Ala Arg Phe 210 215 220 Leu Gly Val Glu Ala Ala Met Thr Tyr Gly Met Gly Phe Ala Thr Asn 225 230 235 240 Ser Met Asn Ile Pro Ala Leu Val Gly Lys Gly Cys Leu Ile Leu Ser 245 250 255 Asp Glu Leu Asn His Ala Ser Leu Val Leu Gly Ala Arg Leu Ser Gly 260 265 270 Ala Thr Ile Arg Ile Phe Lys His Asn Asn Met Gln Ser Leu Glu Lys 275 280 285 Leu Leu Lys Asp Ala Ile Val Tyr Gly Gln Pro Arg Thr Arg Arg Pro 290 295 300 Trp Lys Lys Ile Leu Ile Leu Val Glu Gly Ile Tyr Ser Met Glu Gly 305 310 315 320 Ser Ile Val Arg Leu Pro Glu Val Ile Ala Leu Lys Lys Lys Tyr Lys 325 330 335 Ala Tyr Leu Tyr Leu Asp Glu Ala His Ser Ile Gly Ala Leu Gly Pro 340 345 350 Ser Gly Arg Gly Val Val Asp Tyr Phe Gly Leu Asp Pro Glu Asp Val 355 360 365 Asp Val Met Met Gly Thr Phe Thr Lys Ser Phe Gly Ala Ser Gly Gly 370 375 380 Tyr Ile Gly Gly Lys Lys Glu Leu Ile Asp Tyr Leu Arg Thr His Ser 385 390 395 400 His Ser Ala Val Tyr Ala Thr Ser Met Ser Pro Pro Val Met Glu Gln 405 410 415 Ile Ile Thr Ser Met Lys Cys Ile Met Gly Gln Asp Gly Thr Ser Leu 420 425 430 Gly Lys Glu Cys Ile Gln Gln Leu Ala Glu Asn Thr Arg Tyr Phe Arg 435 440 445 Arg Arg Leu Lys Glu Met Gly Phe Ile Ile Tyr Gly Asn Glu Asp Ser 450 455 460 Pro Val Val Pro Leu Met Leu Tyr Met Pro Ala Lys Ile Gly Ala Phe 465 470 475 480 Gly Arg Glu Met Leu Lys Arg Asn Ile Gly Val Val Val Val Gly Phe 485 490 495 Pro Ala Thr Pro Ile Ile Glu Ser Arg Ala Arg Phe Cys Leu Ser Ala 500 505 510 Ala His Thr Lys Glu Ile Leu Asp Thr Ala Leu Lys Glu Ile Asp Glu 515 520 525 Val Gly Asp Leu Leu Gln Leu Lys Tyr Ser Arg His Arg Leu Val Pro 530 535 540 Leu Leu Asp Arg Pro Phe Asp Glu Thr Thr Tyr Glu Glu Thr Glu Asp 545 550 555 560 <210> 2 <211> 1893 <212> DNA <213> Mouse <400> 2 gtcctgctgc cgggtgctgc cgggaggatg cggccggagc ccggaggctg ctgctgccgc 60 cgcccgatgc gggcgaacgg ctgcgtcaag aacggggaag tgaggaacgg gtacttgagg 120 agcagcaccg ccaccgtcgc ggctgccggc cagattcatc atgtaacaga aaatggagga 180 ctgtacaaaa gaccgttcaa tgaagctttt gaagaaacac ccatgctggt tgctgtgctc 240 acatatgtgg gctatggcgt actcaccctc tttggatatc ttcgagattt cttgaggcat 300 tggagaattg aaaagtgcca ccatgcaaca gaaagagaag aacaaaagga ctttgtgtcc 360 ttgtatcagg attttgaaaa cttctataca aggaacctct acatgagaat cagagacaac 420 tggaatcggc ctatctgtag tgtgcctgga gccaaggtgg atatcatgga gagaaaatct 480 catgactata actggtcatt caagtacaca gggaatataa ttaaaggtgt aataaacatg 540 ggttcctaca actatcttgg atttgcgagg aacactggat catgtcagga agcagctgct 600 gaagtcctca aggagtatgg agcaggggtg tgcagcactc gtcaggaaat tggaaacctg 660 gacaagcatg aagaactaga gaaattggta gcaaggttct taggtgtgga agctgctatg 720 acctatggca tgggatttgc aacaaattca atgaacattc ctgctcttgt tggcaaaggt 780 tgcctgattc tgagtgatga gctgaaccat gcgtcactgg ttctaggagc cagactgtca 840 ggagcaacca ttcgaatctt caaacacaac aatatgcaaa gcttagagaa gcttttaaaa 900 gatgccattg tttatggtca gcctcggaca agaagaccct ggaagaaaat cttaatcctt 960 gtggaaggca tatatagtat ggaggggtct attgttcgcc ttcctgaagt gattgctctc 1020 aagaagaaat acaaggcata cttgtatctg gatgaggctc acagcattgg ggctcttggc 1080 ccttcagggc gaggcgtggt agattacttt ggcctggatc ctgaggatgt agatgttatg 1140 atgggaacat tcacaaagag cttcggtgct tcaggaggat acatcggagg caagaaggag 1200 ctgatagact acctgcgcac acattctcac agtgctgtgt atgccacgtc gatgtcaccg 1260 cctgtgatgg aacagattat cacctccatg aagtgcatca tggggcagga tggcaccagt 1320 cttggcaaag aatgtataca gcagttggct gagaacacca ggtatttcag gagacgcctg 1380 aaggaaatgg ggttcatcat ctatggcaat gaagactccc cggtggtgcc tttgatgctc 1440 tacatgccgg ccaaaattgg cgcctttgga agagagatgc tgaagcggaa cattggtgta 1500 gttgtggtgg gatttcctgc taccccgatc attgagtcca gagccagatt ttgcctgtca 1560 gcagctcata ccaaagaaat acttgacact gctttgaagg agatagatga agttggggat 1620 ctgctgcagc taaagtactc tcgccaccgg ctggtgcctc tactggacag gccctttgat 1680 gagactacct atgaagagac agaagactga gcctttctgg tgctccctag agggggataa 1740 ttcctcccag gacagtgtgt ggcctttctg agccaattcc aggaaccaca cttcagtgac 1800 cacttcatgt gaaagacatt tctgaagcta ctgaaggtgg ccaccttcac tccaaatggc 1860 attttgtaaa tagtaaaaaa accaaactgc ttc 1893 <210> 3 <211> 34 <212> DNA <213> Bacteriophage P1 <220> <223> LoxP site <400> 3 ataacttcgt ataatgtatg ctatacgaag ttat <210> 4 <211> 43 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Designed cDNA for producing the plasmid pBS-Lcb2B(2)loxP <400> 4 ataacttcgt ataatgtatg ctatacgaag ttataagctt gca <210> 5 <211> 43 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Designed cDNA for producing the plasmid pBS-Lcb2B(2)loxP <400> 5 agcttataac ttcgtatagc atacattata cgaagttatt gca <210> 6 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Designed cDNA for PCR <400> 6 gtgctgctag ggtttccatt tcagccacat <210> 7 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Designed cDNA for PCR <400> 7 tagtgagacg tgctacttcc atttgtcacg[Sequence List] SEQUENCE LISTING <110> The Institute of Physical and Chemical Research <120> Conditionally knocked-out mammals of sphingolipids synthesis <130> 003248 <160> 7 <210> 1 <211> 560 <212> PRT <213> Mouse <400> 1 Met Arg Pro Glu Pro Gly Gly Cys Cys Cys Arg Arg Pro Met Arg Ala 1 5 10 15 Asn Gly Cys Val Lys Asn Gly Glu Val Arg Asn Gly Tyr Leu Arg Ser 20 25 30 Ser Thr Ala Thr Val Ala Ala Ala Gly Gln Ile His His Val Thr Glu 35 40 45 Asn Gly Gly Leu Tyr Lys Arg Pro Phe Asn Glu Ala Phe Glu Glu Thr 50 55 60 Pro Met Leu Val Ala Val Leu Thr Tyr Val Gly Tyr Gly Val Leu Thr 65 70 75 80 Leu Phe Gly Tyr Leu Arg Asp Phe Leu Arg His Trp Arg Ile Glu Lys 85 90 95 Cys His His Ala Thr Glu Arg Glu Glu Gln Lys Asp Phe Val Ser Leu 100 105 110 Tyr Gln Asp Phe Glu Asn Phe Tyr Thr Arg Asn Leu Tyr Met Arg Ile 115 120 125 Arg Asp Asn Trp Asn Arg Pro Ile Cys Ser Val Pro Gly Ala Lys Val 130 135 140 Asp Ile Met Glu Arg Lys Ser His Asp Tyr Asn Trp Ser Phe Lys Tyr 145 150 155 160 Thr Gly Asn Ile Ile Lys Gly Val Ile Asn Met Gly Ser Tyr Asn Tyr 165 170 175 Leu Gly Phe Ala Arg Asn Thr Gly Ser Cys Gln Glu Ala Ala Ala Glu 180 185 190 Val Leu Lys Glu Tyr Gly Ala Gly Val Cys Ser Thr Arg Gln Glu Ile 195 200 205 Gly Asn Leu Asp Lys His Glu Glu Leu Glu Lys Leu Val Ala Arg Phe 210 215 220 Leu Gly Val Glu Ala Ala Met Thr Tyr Gly Met Gly Phe Ala Thr Asn 225 230 235 240 Ser Met Asn Ile Pro Ala Leu Val Gly Lys Gly Cys Leu Ile Leu Ser 245 250 255 Asp Glu Leu Asn His Ala Ser Leu Val Leu Gly Ala Arg Leu Ser Gly 260 265 270 Ala Thr Ile Arg Ile Phe Lys His Asn Asn Met Gln Ser Leu Glu Lys 275 280 285 Leu Leu Lys Asp Ala Ile Val Tyr Gly Gln Pro Arg Thr Arg Arg Pro 290 295 300 Trp Lys Lys Ile Leu Ile Leu Val Glu Gly Ile Tyr Ser Met Glu Gly 305 310 315 320 Ser Ile Val Arg Leu Pro Glu Val Ile Ala Leu Lys Lys Lys Tyr Lys 325 330 335 Ala Tyr Leu Tyr Leu Asp Glu Ala His Ser Ile Gly Ala Leu Gly Pro 340 345 350 Ser Gly Arg Gly Val Val Asp Tyr Phe Gly Leu Asp Pro Glu Asp Val 355 360 365 Asp Val Met Met Gly Thr Phe Thr Lys Ser Phe Gly Ala Ser Gly Gly 370 375 380 Tyr Ile Gly Gly Lys Lys Glu Leu Ile Asp Tyr Leu Arg Thr His Ser 385 390 395 400 His Ser Ala Val Tyr Ala Thr Ser Met Ser Pro Pro Val Met Glu Gln 405 410 415 Ile Ile Thr Ser Met Lys Cys Ile Met Gly Gln Asp Gly Thr Ser Leu 420 425 430 Gly Lys Glu Cys Ile Gln Gln Leu Ala Glu Asn Thr Arg Tyr Phe Arg 435 440 445 Arg Arg Leu Lys Glu Met Gly Phe Ile Ile Tyr Gly Asn Glu Asp Ser 450 455 460 Pro Val Val Pro Leu Met Leu Tyr Met Pro Ala Lys Ile Gly Ala Phe 465 470 475 480 Gly Arg Glu Met Leu Lys Arg Asn Ile Gly Val Val Val Val Gly Phe 485 490 495 Pro Ala Thr Pro Ile Ile Glu Ser Arg Ala Arg Phe Cys Leu Ser Ala 500 505 510 Ala His Thr Lys Glu Ile Leu Asp Thr Ala Leu Lys Glu Ile Asp Glu 515 520 525 Val Gly Asp Leu Leu Gln Leu Lys Tyr Ser Arg His Arg Leu Val Pro 530 535 540 Leu Leu Asp Arg Pro Phe Asp Glu Thr Thr Tyr Glu Glu Thr Glu Asp 545 550 555 560 <210> 2 <211> 1893 <212> DNA <213> Mouse <400> 2 gtcctgctgc cgggtgctgc cgggaggatg cggccggag c ccggagg tgctgccgc 60 cgcccgatgc gggcgaacgg ctgcgtcaag aacggggaag tgaggaacgg gtacttgagg 120 agcagcaccg ccaccgtcgc ggctgccggc cagattcatc atgtaacaga aaatggagga 180 ctgtacaaaa gaccgttcaa tgaagctttt gaagaaacac ccatgctggt tgctgtgctc 240 acatatgtgg gctatggcgt actcaccctc tttggatatc ttcgagattt cttgaggcat 300 tggagaattg aaaagtgcca ccatgcaaca gaaagagaag aacaaaagga ctttgtgtcc 360 ttgtatcagg attttgaaaa cttctataca aggaacctct acatgagaat cagagacaac 420 tggaatcggc ctatctgtag tgtgcctgga gccaaggtgg atatcatgga gagaaaatct 480 catgactata actggtcatt caagtacaca gggaatataa ttaaaggtgt aataaacatg 540 ggttcctaca actatcttgg atttgcgagg aacactggat catgtcagga agcagctgct 600 gaagtcctca aggagtatgg agcaggggtg tgcagcactc gtcaggaaat tggaaacctg 660 gacaagcatg aagaactaga gaaattggta gcaaggttct taggtgtgga agctgctatg 720 acctatggca tgggatttgc aacaaattca atgaacattc ctgctcttgt tggcaaaggt 780 tgcctgattc tgagtgatga gctgaaccat gcgtcactgg ttctaggagc cagactgtca 840 ggagcaacca ttcgaatctt caaacacaac aatatgcaaa gcttagagaa gcttttaaaa 900 gatgcca ttg tttatggtca gcctcggaca agaagaccct ggaagaaaat cttaatcctt 960 gtggaaggca tatatagtat ggaggggtct attgttcgcc ttcctgaagt gattgctctc 1020 aagaagaaat acaaggcata cttgtatctg gatgaggctc acagcattgg ggctcttggc 1080 ccttcagggc gaggcgtggt agattacttt ggcctggatc ctgaggatgt agatgttatg 1140 atgggaacat tcacaaagag cttcggtgct tcaggaggat acatcggagg caagaaggag 1200 ctgatagact acctgcgcac acattctcac agtgctgtgt atgccacgtc gatgtcaccg 1260 cctgtgatgg aacagattat cacctccatg aagtgcatca tggggcagga tggcaccagt 1320 cttggcaaag aatgtataca gcagttggct gagaacacca ggtatttcag gagacgcctg 1380 aaggaaatgg ggttcatcat ctatggcaat gaagactccc cggtggtgcc tttgatgctc 1440 tacatgccgg ccaaaattgg cgcctttgga agagagatgc tgaagcggaa cattggtgta 1500 gttgtggtgg gatttcctgc taccccgatc attgagtcca gagccagatt ttgcctgtca 1560 gcagctcata ccaaagaaat acttgacact gctttgaagg agatagatga agttggggat 1620 ctgctgcagc taaagtactc tcgccaccgg ctggtgcctc tactggacag gccctttgat 1680 gagactacct atgaagagac agaagactga gcctttctgg tgctccctag agggggataa 1740 ttcctcccag gac agtgtgt ggcctttctg agccaattcc aggaaccaca cttcagtgac 1800 cacttcatgt gaaagacatt tctgaagcta ctgaaggtgg ccaccttcac tccaaatggc 1860 attttgtaaa tagtaaaaaa accaaactgc ttc 1893 <210> 3 <211> a <g> at <311> a <g> actually ttat <210> 4 <211> 43 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Designed cDNA for producing the plasmid pBS-Lcb2B (2) loxP <400> 4 ataacttcgt ataatgtatg ctatacgaag ttataagctt gca <210> 5 <211> 43 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Designed cDNA for producing the plasmid pBS-Lcb2B (2) loxP <400> 5 agcttataac ttcgtatagc atacattata cgaagttatt gca <210> 6 <211> 30 < 212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Designed cDNA for PCR <400> 6 gtgctgctag ggtttccatt tcagccacat <210> 7 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> Designed cDNA for PCR <400> 7 tagtgagacg tgctacttcc atttgtcacg

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、スフィンゴ脂質の生合成経路を示す。FIG. 1 shows the biosynthetic pathway of sphingolipids.

【図2】図2は、リコンビネースタンパク質/リコンビ
ネース標的配列システムを利用したコンデショナルノッ
クアウトの例の概念を示す。
FIG. 2 illustrates the concept of an example of a conditional knockout utilizing a recombinase protein / recombinase target sequence system.

【図3】図3は、Lcb2−AおよびLcb2−Bの制
限酵素地図を示す。
FIG. 3 shows a restriction map of Lcb2-A and Lcb2-B.

【図4】図4は、本発明のターゲティングベクターを作
製の戦略を示す。
FIG. 4 shows a strategy for making the targeting vector of the present invention.

【図5】図5は、本発明のコンディショナルノックアウ
トマウスの作製戦略の流れ図である。
FIG. 5 is a flow chart of a strategy for producing a conditional knockout mouse of the present invention.

【図6】図6は、CAG−Creトランスジェニックマ
ウスを用いたスフィンゴ脂質生合成の受精卵レベルでの
検討の戦略と結果を示す。
FIG. 6 shows the strategy and results of studying sphingolipid biosynthesis at the fertilized egg level using CAG-Cre transgenic mice.

【図7】図7は、K5−Creトランスジェニックマウ
スを用いたスフィンゴ脂質生合成の表皮特異的欠損ノッ
クアウトマウスの生後12時間の写真を示す。
FIG. 7 shows a 12-hour-old photograph of an epidermis-specific deficient knockout mouse of sphingolipid biosynthesis using a K5-Cre transgenic mouse.

【図8】図8は、K5−Creトランスジェニックマウ
スを用いたスフィンゴ脂質生合成の表皮特異的欠損ノッ
クアウトマウスの3週齢の写真を示す
FIG. 8 shows a 3-week-old photograph of an epidermis-specific deficient knockout mouse of sphingolipid biosynthesis using a K5-Cre transgenic mouse.

【図9】図9は、K5−Creトランスジェニックマウ
スを用いたスフィンゴ脂質生合成の表皮特異的欠損ノッ
クアウトマウスの3週齢の表皮切片断面の顕微鏡写真を
示す。
FIG. 9 is a photomicrograph of a cross section of a 3-week-old epidermal slice of a skin-specific deficient knockout mouse of sphingolipid biosynthesis using a K5-Cre transgenic mouse.

【図10】図11は、Lck−Creトランスジェニッ
クマウスを用いたスフィンゴ脂質生合成のT細胞特異的
欠損ノックアウトマウスの、CD4およびCD8を示標
にしたT細胞の細胞選別の結果を示す。
FIG. 11 shows the results of cell sorting of T cells using CD4 and CD8 as markers in T cell-specific deficient knockout mice of sphingolipid biosynthesis using Lck-Cre transgenic mice.

【図11】図11は、Lck−Creトランスジェニッ
クマウスを用いたスフィンゴ脂質生合成のT細胞特異的
欠損ノックアウトマウスのキラーT細胞における細胞表
面のCD3e発現量を調べた結果を示す。
FIG. 11 shows the results of examining the expression level of CD3e on the cell surface of killer T cells of T cell-specific deficient knockout mice of sphingolipid biosynthesis using Lck-Cre transgenic mice.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 潤二 大阪府吹田市山田西3−38−9 Fターム(参考) 4B024 AA11 AA20 BA10 BA80 CA01 CA02 CA09 CA20 DA02 EA04 FA02 GA14 GA18 GA27 HA08 HA20  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Junji Takeda 3-38-9 Yamada Nishi, Suita-shi, Osaka F-term (reference) 4B024 AA11 AA20 BA10 BA80 CA01 CA02 CA09 CA20 DA02 EA04 FA02 GA14 GA18 GA27 HA08 HA20

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ゲノム中のセリンパルミトイルトランスフ
ェラーゼ遺伝子のDNA領域の一部または全部を改変す
ることにより、時期特異的及び/又は組織特異的にスフ
ィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化した、非ヒト
コンデショナルノックアウト哺乳動物。
The present invention provides a method for inactivating a part or all of sphingolipid synthesis in a time-specific and / or tissue-specific manner by modifying a part or all of a DNA region of a serine palmitoyltransferase gene in a genome. Human
Conditional knockout mammal.
【請求項2】リコンビネースタンパク質/リコンビネー
ス標的配列システムの利用により、リコンビネースタン
パク質の発現に応じてゲノム中のセリンパルミトイルト
ランスフェラーゼ遺伝子のDNA領域の一部または全部
を改変することにより、時期特異的及び/又は組織特異
的に、スフィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化し
た、請求項1に記載のコンデショナルノックアウト哺乳
動物。
2. Use of the recombinant protein / recombinase target sequence system to modify a part or all of the DNA region of the serine palmitoyltransferase gene in the genome in response to the expression of the recombinant protein, thereby making the stage specific. The conditional knockout mammal according to claim 1, wherein part or all of sphingolipid synthesis is inactivated specifically and / or tissue-specifically.
【請求項3】リコンビネースタンパク質がCreタンパ
ク質であり、リコンビネース標的配列がloxPであ
る、請求項1に記載のコンデショナルノックアウトマウ
ス哺乳動物。
3. The conditional knockout mouse mammal according to claim 1, wherein the recombinant protein is a Cre protein and the recombinant target sequence is loxP.
【請求項4】セリンパルミトイルトランスフェラーゼの
サブユニットをコードする遺伝子Lcb2の一部または
全部が改変されている、請求項1ないし3のいずれか1
項に記載のコンデショナルノックアウト哺乳動物。
4. The method according to claim 1, wherein part or all of the gene Lcb2 encoding a subunit of serine palmitoyltransferase is modified.
14. The conditional knockout mammal according to the above item.
【請求項5】セリンパルミトイルトランスフェラーゼの
サブユニットをコードする遺伝子Lcb2のエクソン3
の一部または全部が改変されている、請求項1ないし4
のいずれか1項に記載のコンディショナルノックアウト
哺乳動物。
5. Exon 3 of gene Lcb2 encoding a subunit of serine palmitoyltransferase
5. The method according to claim 1, wherein part or all of the
The conditional knockout mammal according to any one of the above.
【請求項6】表皮細胞特異的にスフィンゴ脂質合成の一
部又は全部を不活化した、請求項1ないし5のいずれか
1項に記載のコンデショナルノックアウト哺乳動物。
6. The conditional knockout mammal according to any one of claims 1 to 5, wherein part or all of sphingolipid synthesis is inactivated specifically in epidermal cells.
【請求項7】T細胞特異的にスフィンゴ脂質合成の一部
又は全部を不活化した、請求項1ないし5のいずれか1
項に記載のコンデショナルノックアウト哺乳動物。
7. The method according to claim 1, wherein part or all of sphingolipid synthesis is inactivated in a T cell-specific manner.
14. The conditional knockout mammal according to the above item.
【請求項8】マウスである、請求項1ないし7のいずれ
か1項に記載のコンデショナルノックアウト哺乳動物。
8. The conditional knockout mammal according to any one of claims 1 to 7, which is a mouse.
【請求項9】時期特異的及び/又は組織特異的に、スフ
ィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化した、非ヒト
コンデショナルノックアウト哺乳動物の作製方法であっ
て、 1)セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のゲ
ノムDNA領域の一部又は全部をリコンビネース標的配
列で挟んだ配列を有し、前記配列でセリンパルミトイル
トランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部又
は全部を相同組換えすることを特徴とするターゲティン
グベクターを作製し; 2)胚性幹細胞に前記ターゲティングベクターを形質導
入し、セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子の
ゲノムDNA領域の一部又は全部の相同組換えを生じさ
せ、 3)前記相同組換えを生じた胚性幹細胞を用いて、リコ
ンビネース標的配列を含む改変セリンパルミトイルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子を有する遺伝子改変動物を作製
し;そして 4)前記遺伝子改変動物を、時期特異的及び/又は組織
特異的にリコンビネースタンパク質を発現するリコンビ
ネース発現遺伝子改変動物と交配して、セリンパルミト
イルトランスフェラーゼタンパク質の発現が時期特異的
及び/又は組織特異的に抑制される非ヒト哺乳動物を得
ることを含む前記作製方法。
9. A non-human, wherein part or all of sphingolipid synthesis is inactivated in a time-specific and / or tissue-specific manner.
A method for producing a conditional knockout mammal, comprising: (1) a sequence in which a part or all of a genomic DNA region of a serine palmitoyltransferase gene is sandwiched between recombinase target sequences; 2) transducing the targeting vector into embryonic stem cells, and homologously or partially homologous to the genomic DNA region of the serine palmitoyltransferase gene. 3) using the embryonic stem cells having undergone the homologous recombination to prepare a genetically modified animal having a modified serine palmitoyltransferase gene containing a recombinant target sequence; and 4) preparing the genetically modified animal Time Non-human mammals in which the expression of serine palmitoyltransferase protein is suppressed in a stage-specific and / or tissue-specific manner by crossing with a recombinant-expressing gene-modified animal that expresses the recombinant protein in a stage-specific and / or tissue-specific manner The above method for producing, comprising obtaining an animal.
【請求項10】リコンビネースタンパク質がCreタン
パク質であり、リコンビネース標的配列がloxPであ
る、請求項9に記載の方法。
10. The method according to claim 9, wherein the recombinant protein is Cre protein and the recombinant target sequence is loxP.
【請求項11】ターゲティングベクターが、さらにター
ゲティングベクターが染色体に導入された胚性幹細胞の
みを選別するための配列、及び/又は、非相同組換えを
生じた胚性幹細胞を選択的に除くための配列を含む、請
求項9または10に記載の方法。
11. A targeting vector, which further comprises a sequence for selecting only embryonic stem cells into which the targeting vector has been introduced into a chromosome, and / or a sequence for selectively removing embryonic stem cells in which heterologous recombination has occurred. 11. The method according to claim 9 or 10, comprising a sequence.
【請求項12】工程3)が、ターゲティングベクターが
導入された染色体に胚性幹細胞のみを選別するための配
列を、染色体DNAから削除する工程を含む、請求項1
1に記載の方法。
12. The method according to claim 1, wherein the step 3) comprises a step of deleting, from the chromosomal DNA, a sequence for selecting only embryonic stem cells from the chromosome into which the targeting vector has been introduced.
2. The method according to 1.
【請求項13】請求項9ないし12のいずれか1項の作
製方法に使用するための、リコンビネース標的配列を含
む改変セリンパルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子を
有する遺伝子改変動物。
13. A genetically modified animal having a modified serine palmitoyltransferase gene containing a recombinant target sequence for use in the method of any one of claims 9 to 12.
【請求項14】時期特異的及び/又は組織特異的に、ス
フィンゴ脂質合成の一部又は全部を不活化した、非ヒト
コンデショナルノックアウト哺乳動物の作製方法に使
用するためのターゲティングベクターであって、セリン
パルミトイルトランスフェラーゼ遺伝子のゲノムDNA
領域の一部又は全部をリコンビネース標的配列で挟んだ
配列を含み、前記配列でセリンパルミトイルトランスフ
ェラーゼ遺伝子のゲノムDNA領域の一部又は全部を相
同組換えすることを特徴とする、前記ターゲティングベ
クター。
14. A targeting vector for use in a method for producing a non-human conditional knockout mammal, wherein part or all of sphingolipid synthesis is inactivated in a time-specific and / or tissue-specific manner, Genomic DNA of serine palmitoyltransferase gene
The above-mentioned targeting vector comprising a sequence in which a part or the whole of a region is sandwiched between recombination target sequences, and a part or all of a genomic DNA region of a serine palmitoyltransferase gene is homologously recombined with the sequence.
【請求項15】さらにターゲティングベクターが染色体
に導入された胚性幹細胞のみを選択するための配列、及
び/又は、非相同組換えを生じた胚性幹細胞を除くため
の選択のための配列を含む、請求項14に記載のターゲ
ティングベクター。
15. The targeting vector further comprises a sequence for selecting only embryonic stem cells introduced into the chromosome and / or a sequence for selecting for removing embryonic stem cells that have undergone heterologous recombination. A targeting vector according to claim 14.
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