JP2006075155A - New non-human animal - Google Patents

New non-human animal Download PDF

Info

Publication number
JP2006075155A
JP2006075155A JP2005230346A JP2005230346A JP2006075155A JP 2006075155 A JP2006075155 A JP 2006075155A JP 2005230346 A JP2005230346 A JP 2005230346A JP 2005230346 A JP2005230346 A JP 2005230346A JP 2006075155 A JP2006075155 A JP 2006075155A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
activin
animal
memory
gene
depression
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005230346A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Inokuchi
馨 井ノ口
Yoji Ueda
洋司 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2005230346A priority Critical patent/JP2006075155A/en
Publication of JP2006075155A publication Critical patent/JP2006075155A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new non-human animal useful for screening therapeutic and/or prophylactic drugs for psychiatric disorders including mania, depression, manic-depressive, hyperkinetic disorders, autism, schizophrenia and post-traumatic stress disorders or dysmnesia including learning one and ones associated with aging, cerebrovascular disorders, dementia, Parkinson's disease and depression. <P>SOLUTION: The non-human animal that is transferable is such that activin gene is overexpressed at least in its brain, and has at least either one phenotype among activity elevation, emotion abnormality, information processing mechanism abnormality and learning dysmnesia. The offsprings thereof are also provided. Another version of this non-human animal that is transferable is such as to be transferred with activin gene under the control of a promoter activated at least in its brain. The offsprings thereof are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、新規な非ヒト動物に関する。具体的には、アクチビン遺伝子が過剰発現された非ヒト動物に関する。   The present invention relates to a novel non-human animal. Specifically, the present invention relates to a non-human animal in which the activin gene is overexpressed.

アクチビン(Activin)は、TGFβ(Transforming growth factor β)スーパーファミリーに属する分泌性因子である。アクチビンは発生初期において分化決定などの重要な役割を演じており、これらのシグナルを乱すと正常な発生ができないことで広く知られている。
アクチビンシグナルは、分泌因子であるアクチビンが放出されることから始まる(例えば、非特許文献1〜3参照)。放出されたアクチビンがII型アクチビンレセプター(Type II activin receptor)に結合するとII型アクチビンレセプターが活性化し、I型アクチビンレセプター(Type I activin receptor)を活性化させる。その後、活性化したI型アクチビンレセプターは転写因子であるSmad2/3をリン酸化し、活性化させる。活性化したSmad2/3はSmad4と結合することで核移行し、アクチビンシグナル系の下流にある遺伝子群の転写制御を行う。
Activin is a secretory factor belonging to the TGFβ (Transforming growth factor β) superfamily. Activin plays an important role in determining differentiation in the early stages of development, and it is widely known that normal development is not possible when these signals are disturbed.
The activin signal starts from the release of activin, which is a secretory factor (see, for example, Non-Patent Documents 1 to 3). When the released activin binds to the type II activin receptor, the type II activin receptor is activated, and the type I activin receptor is activated. The activated type I activin receptor then phosphorylates and activates the transcription factor Smad2 / 3. Activated Smad2 / 3 translocates to the nucleus by binding to Smad4 and regulates the transcription of genes downstream of the activin signal system.

アクチビンシグナルは、発生、分化において重要な役割を演じていることで広く知られているが、そればかりでなく、皮膚形成、骨形成、ホルモン分泌等において様々な作用を有している(例えば、非特許文献4、5参照)。また、学習・記憶等への関与も示唆されている(例えば、非特許文献6、7参照)。動物においては、アクチビンβサブユニットをコードする遺伝子として、アクチビンA遺伝子、B遺伝子、C遺伝子、E遺伝子の4種類が存在しており、それぞれ、アクチビンβA、βB、βC、βEをコードしている。これらの機能の相違等については、未だ解明されていない部分が多々あるが、アクチビンはこれらのβsubunitの2つからなる二量体であり、例えば脳では主にβA/βAの組み合わせから成るアクチビンが存在していることが知られている。また、前記4種類の遺伝子のうち、神経活動依存的に神経においてmRNAの発現量が増大するのはアクチビンA遺伝子のみである(例えば、非特許文献6、7参照)。   Activin signal is widely known to play an important role in development and differentiation, but also has various actions in skin formation, bone formation, hormone secretion, etc. (for example, Non-Patent Documents 4 and 5). In addition, involvement in learning / memory is also suggested (see, for example, Non-Patent Documents 6 and 7). In animals, there are four types of genes encoding activin β subunits: activin A gene, B gene, C gene, and E gene, which code for activin βA, βB, βC, and βE, respectively. . There are many parts that have not been elucidated about the difference in these functions, but activin is a dimer composed of two of these β subunits. For example, in the brain, activin consisting mainly of a combination of βA / βA It is known to exist. Among the four types of genes, only the activin A gene increases the expression level of mRNA in nerves depending on nerve activity (see, for example, Non-Patent Documents 6 and 7).

このような多種多様なアクチビンの機能解明のため、アクチビンシグナル系の様々な遺伝子改変動物が作製されているが、脳神経系へのアクチビンの影響を解明するのに適した、特に脳におけるアクチビンの発現が変化していて、脳神経系に何らかの異常をきたしている動物は報告されていない。例えば、アクチビンの脳を含む全身における機能を解析するために、アクチビンまたはアクチビンシグナル系に関わる因子のノックアウトマウスが作製されている。これらのうち、神経活動依存的に神経においてmRNAの発現量が増大するアクチビンβAのノックアウトマウスでは、頬ヒゲと門歯が無く、口蓋形成に異常が見られた。しかしこのマウスは、生まれてくるものの生後24時間以内に死滅してしまうので、脳神経系へのアクチビンの影響を解析することができない(例えば、非特許文献8参照)。また、II型アクチビンレセプターのノックアウトマウス(例えば、非特許文献9参照)は、まれに骨と顔面形成に異常が見られるものの、多くのものは正常に生育すると報告されている。しかしこのノックアウトマウスは、卵胞刺激ホルモン(follicle-stimulating hormone)が減少していたために生殖能力を有しておらず、継代が不可能で、長期間にわたって十分な解析を行えるようなものではなかった。   In order to elucidate the functions of such a wide variety of activins, various genetically modified animals of the activin signal system have been created, but it is suitable for elucidating the effects of activins on the cranial nervous system, especially the expression of activins in the brain No animal has been reported that has changed and is causing some abnormality in the cranial nervous system. For example, in order to analyze the function of activin in the whole body including the brain, a knockout mouse of an activin or a factor related to the activin signal system has been prepared. Among these, the activin βA knockout mice, in which the mRNA expression level in the nerve increased in a nerve activity-dependent manner, had no cheek beard and incisors, and abnormal palate formation. However, although this mouse is born, it will die within 24 hours after birth, so the effect of activin on the cranial nervous system cannot be analyzed (see, for example, Non-Patent Document 8). In addition, type II activin receptor knockout mice (see, for example, Non-Patent Document 9) are rarely abnormal in bone and face formation, but many are reported to grow normally. However, this knockout mouse has no fertility due to a decrease in follicle-stimulating hormone, cannot be subcultured, and is not capable of sufficient analysis over a long period of time. It was.

このように、現在までに複数のアクチビンに関する遺伝子改変動物が作製されているものの、いずれもアクチビンの機能を解析するに十分なものではなく、また、学習・記憶や、その他のアクチビンが関与する疾患のモデル動物として使用可能なものも得られていなかった。
一方、精神疾患の治療及び/または予防薬の開発等のために、精神疾患の適切なモデル動物が望まれている。適切なモデル動物があれば、例えば一般的な動物行動テスト等によって薬剤の初期のスクリーニング等を簡便に行うことができる。しかし、現在のところ、精神疾患のモデル動物は未だ確立されているとは言いがたい。例えば、精神疾患であるそう病、うつ病、統合失調症等のモデル動物としては、麻薬類等の薬剤により病状を誘導したモデル動物が繁用されている。しかし、このような動物では、スクリーニングに用いる薬剤と病状を誘導するために投与された薬剤との相互作用が問題となったり、個体によって病状の誘導状態が異なる等、正確で均質なスクリーニングを行うのが困難であった。そのような点から、安定的に精神疾患の病状を呈し、精神疾患の治療及び/または予防薬のスクリーニング等に利用可能な遺伝的に均質な精神疾患モデル動物の作出が望まれていた。また、記憶障害の治療及び/または予防薬の開発等のために、記憶障害の適切なモデル動物が望まれている。適切なモデル動物があれば、例えば一般的な動物行動テスト等によって薬剤の初期のスクリーニング等を簡便に行うことができる。そのような点から、安定的に記憶障害の病状を呈し、記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング等に利用可能な遺伝的に均質な記憶障害モデル動物の作出が望まれていた。
Nature, 425, 577-584, 2003 Cell, 103, 295-309, 2000 Trends Endocrinol. Metab., 11, 309-314, 2000 Proc. Sc. Exp. Biol. Med., 214, 114-122, 1997 Proc. Sc. Exp. Biol. Med., 215, 209-222, 1997 FEBS Lett., 382, 48-52, 1996 Neuroscience, 69, 781-796, 1995 Nature, 374, pp354-356, 1995 Nature, 374, pp356-360, 1995
Thus, although several genetically modified animals related to activin have been prepared so far, none of them are sufficient to analyze the function of activin, and learning / memory and other diseases involving activin No animal that could be used as a model animal was obtained.
On the other hand, an appropriate model animal for mental illness is desired for the treatment and / or development of preventive drugs for mental illness. If there is an appropriate model animal, the initial screening of the drug can be easily performed by, for example, a general animal behavior test. However, at present, it is hard to say that a model animal for mental illness is still established. For example, model animals in which disease states are induced by drugs such as narcotics are frequently used as model animals for mental illness such as depression, depression, and schizophrenia. However, in such animals, accurate and homogeneous screening is performed, such as the interaction between the drug used for screening and the drug administered to induce the disease state becomes a problem, or the induction state of the disease state varies depending on the individual. It was difficult. In view of the above, it has been desired to produce a genetically homogenous animal model of mental illness that stably exhibits a medical condition of mental illness and can be used for screening of psychiatric illness and / or preventive drugs. In addition, an appropriate model animal for memory impairment is desired for the development of therapeutic and / or preventive drugs for memory impairment. If there is an appropriate model animal, the initial screening of the drug can be easily performed by, for example, a general animal behavior test. In view of the above, it has been desired to produce a genetically homogenous memory impairment model animal that stably exhibits a pathological condition of memory impairment and can be used for treatment of memory impairment and / or screening of preventive drugs.
Nature, 425, 577-584, 2003 Cell, 103, 295-309, 2000 Trends Endocrinol. Metab., 11, 309-314, 2000 Proc. Sc. Exp. Biol. Med., 214, 114-122, 1997 Proc. Sc. Exp. Biol. Med., 215, 209-222, 1997 FEBS Lett., 382, 48-52, 1996 Neuroscience, 69, 781-796, 1995 Nature, 374, pp354-356, 1995 Nature, 374, pp356-360, 1995

本発明は、アクチビン遺伝子が過剰発現された非ヒト動物を提供するためになされたものである。より具体的には、アクチビン遺伝子が少なくとも脳で過剰発現され、かつ、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有する継代可能な非ヒト動物、またはその子孫を提供するためになされたものである。また、少なくとも脳で活性化されるプロモーターの制御下におかれたアクチビン遺伝子が導入され、かつ、継代可能であることを特徴とする非ヒト動物、またはその子孫を提供するためになされたものである。さらに、本発明は、前記動物の製造方法、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法等を提供する。   The present invention has been made to provide a non-human animal in which the activin gene is overexpressed. More specifically, the activin gene is at least overexpressed in the brain and has at least a phenotype of any of increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory abnormality It was made to provide possible non-human animals or their progeny. In addition, an activin gene placed under the control of a promoter activated at least in the brain has been introduced, and it has been made to provide a non-human animal or its progeny characterized in that it can be passaged It is. Furthermore, the present invention provides a method for producing the animal, a method for screening a drug for treating and / or preventing a mental illness or memory disorder involving activin, and the like.

本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討を進めた結果、少なくとも脳で活性化されるプロモーターの制御下におかれたアクチビン遺伝子を非ヒト動物に導入することによれば、少なくとも脳でアクチビン遺伝子が過剰発現し、かつ安定的に継代可能な非ヒト動物を作製できることを見出した。また、この動物を解析したところ、活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常等の表現型を有することを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて成し遂げられたものである。   As a result of diligent studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have introduced at least an activin gene under the control of a promoter activated in the brain, according to at least It was found that a non-human animal that overexpresses the activin gene in the brain and that can be stably passaged can be produced. Moreover, when this animal was analyzed, it discovered that it had phenotypes, such as an active mass increase, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory abnormality. The present invention has been accomplished based on these findings.

すなわち本発明によれば、
(1)アクチビン遺伝子が少なくとも脳で過剰発現され、かつ、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有する継代可能な非ヒト動物、またはその子孫が提供される。また、
(2)少なくとも脳で活性化されるプロモーターの制御下におかれたアクチビン遺伝子が導入され、かつ、継代可能であることを特徴とする非ヒト動物、またはその子孫、
(3)プロモーターが、さらに生殖器官で活性化されないものであることを特徴とする上記(2)に記載の動物、
(4)プロモーターが、脳神経回路網発達期以降に活性化されるものであることを特徴とする上記(2)または(3)に記載の動物、
(5)プロモーターが、前脳特異的に活性化されるものであることを特徴とする上記(2)〜(4)のいずれかに記載の動物、
(6)プロモーターが、CaMKIIプロモーターである上記(2)〜(5)のいずれかに記載の動物、
(7)動物が、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有することを特徴とする上記(2)〜(6)のいずれかに記載の動物、
が提供される。さらに、
(8)下記(i)〜(iii)の工程を含むことを特徴とする上記(2)〜(6)のいずれかに記載の動物の製造方法、
(i)少なくとも脳で活性化されるプロモーターの制御下におかれたアクチビン遺伝子を非ヒト動物受精卵に導入する、
(ii)前記受精卵を発生させ、得られた非ヒト動物を解析して、該アクチビン遺伝子が導入された個体を選択する、
(iii)選択された個体が、継代可能であることを確認する、
(9)下記(i)〜(iii)の工程を含むことを特徴とする、上記(1)または(7)に記載の動物の製造方法、
(i)アクチビン遺伝子を非ヒト動物受精卵に導入する、
(ii)前記受精卵を発生させ、得られた非ヒト動物を解析して、アクチビン遺伝子が過剰発現された個体を選択する、
(iii)選択された個体が、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有し、かつ継代可能であることを確認する、
が提供される。
That is, according to the present invention,
(1) A non-passable non-passive gene in which the activin gene is overexpressed at least in the brain and has at least a phenotype of increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, or learning memory abnormality A human animal, or progeny thereof is provided. Also,
(2) a non-human animal, or a progeny thereof, wherein an activin gene placed under the control of a promoter activated at least in the brain is introduced and can be passaged;
(3) The animal according to (2) above, wherein the promoter is further not activated in the reproductive organs,
(4) The animal according to (2) or (3) above, wherein the promoter is activated after the developmental period of the cranial nerve network
(5) The animal according to any one of (2) to (4) above, wherein the promoter is activated specifically in the forebrain.
(6) The animal according to any one of (2) to (5), wherein the promoter is a CaMKII promoter,
(7) The animal according to any one of (2) to (6) above, wherein the animal has a phenotype of at least an increase in activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, or learning memory abnormality An animal according to any of the
Is provided. further,
(8) The method for producing an animal according to any one of (2) to (6) above, which comprises the following steps (i) to (iii):
(I) introducing an activin gene placed under the control of at least a brain-activated promoter into a non-human animal fertilized egg,
(Ii) generating the fertilized egg, analyzing the obtained non-human animal, and selecting an individual into which the activin gene has been introduced;
(Iii) confirm that the selected individual can be passaged;
(9) The method for producing an animal according to (1) or (7) above, comprising the following steps (i) to (iii):
(I) introducing an activin gene into a non-human animal fertilized egg,
(Ii) generating the fertilized egg, analyzing the obtained non-human animal, and selecting an individual in which the activin gene is overexpressed,
(Iii) Confirm that the selected individual has at least one of the phenotypes of increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory abnormality and can be passaged. To
Is provided.

また、本発明の別の態様からは、
(10)上記(1)または(7)に記載の動物に被検物質を投与し、該動物に対して被検物質が与える影響を、該動物のアクチビンの過剰発現が誘導する表現型の変化を指標にして検出することを特徴とする、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法、
(11)アクチビンレセプターを発現している細胞にアクチビン及び被検物質、もしくは被検物質のみを添加し、該細胞に対して被検物質が与える影響をアクチビンシグナル系の変化を指標にして検出することを特徴とする、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法、
(12)アクチビン発現細胞に被検物質を添加し、該細胞に対して被検物質が与える影響をアクチビン発現量の変化を指標にして検出することを特徴とする、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法、
(13)アクチビンが関与する精神疾患がそう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、または外傷後ストレス障害である上記(10)〜(12)のいずれかに記載の方法、
(14)アクチビンが関与する記憶障害が学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、またはうつ病に伴う記憶障害である上記(10)〜(12)のいずれかに記載の方法、
(15)上記(13)または(14)に記載の方法により選択される物質を製剤化することを特徴とする、そう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、外傷後ストレス障害、学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、またはうつ病に伴う記憶障害の治療及び/または予防薬の製造方法、
が提供される。さらに、
(16)上記(1)または(7)に記載の動物と、フォリスタチン遺伝子が過剰発現され、かつ、少なくとも活動量、情動性、情報処理機構、および学習記憶のいずれかの指標において、上記(1)または(7)に記載の動物と逆の表現型を有する動物とにそれぞれ被検物質を投与し、下記(i)または(ii)のいずれかの物質を選択することを特徴とするそううつ病または統合失調症の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法、
(i)上記(1)または(7)に記載の動物において少なくとも活動量、情動性、情報処理機構のいずれかの指標においてその値が正常に近くなり、フォリスタチン遺伝子が過剰発現され、かつ、少なくとも活動量、情動性、情報処理機構、および学習記憶のいずれかにおいて上記(1)または(7)に記載の動物と逆の表現型を有する動物における該指標の値には影響を与えない物質、
(ii)フォリスタチン遺伝子が過剰発現され、かつ、少なくとも活動量、情動性、情報処理機構、および学習記憶のいずれかにおいて上記(1)または(7)に記載の動物と逆の表現型を有する動物において少なくとも活動量、情動性、情報処理機構のいずれかの指標においてその値が正常に近くなり、上記(1)または(7)に記載の動物における該指標の値には影響を与えない物質、
が提供される。
Further, from another aspect of the present invention,
(10) A test substance is administered to the animal according to (1) or (7) above, and the effect of the test substance on the animal is changed by a phenotype change induced by overexpression of activin in the animal. A method for screening a therapeutic and / or prophylactic agent for a mental disorder or memory disorder involving activin, characterized by
(11) Activin and a test substance or only a test substance are added to a cell expressing activin receptor, and the influence of the test substance on the cell is detected using the change in the activin signal system as an index. A screening method for a therapeutic and / or prophylactic agent for psychiatric disorders or memory disorders involving activin,
(12) A test substance is added to activin-expressing cells, and the influence of the test substance on the cells is detected using the change in activin expression as an index, A method for screening a drug for treating and / or preventing memory impairment;
(13) Any of the above (10) to (12), wherein the psychiatric disorder involving activin is depression, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, schizophrenia, or posttraumatic stress disorder The method according to
(14) A memory disorder involving activin is a learning memory disorder, a memory disorder associated with aging, a memory disorder associated with cerebrovascular disorder, a memory disorder associated with dementia, a memory disorder associated with Parkinson's disease, or a memory disorder associated with depression The method according to any one of the above (10) to (12),
(15) A substance selected by the method described in (13) or (14) above is formulated, and depression, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, integration Treatment of memory impairment associated with ataxia, posttraumatic stress disorder, learning memory disorder, memory disorder associated with aging, memory disorder associated with cerebrovascular disorder, memory disorder associated with dementia, memory disorder associated with Parkinson's disease, or depression / Or a method for producing a prophylactic agent,
Is provided. further,
(16) In the animal according to (1) or (7) above, the follistatin gene is overexpressed, and at least in any of the indicators of activity, emotionality, information processing mechanism, and learning memory, A test substance is administered to an animal having a phenotype opposite to that of the animal described in 1) or (7), and either of the following substances (i) or (ii) is selected: A method of screening for a therapeutic and / or prophylactic agent for depression or schizophrenia,
(I) in the animal according to (1) or (7) above, the value is at least normal in any of the indicators of activity, emotionality, and information processing mechanism, the follistatin gene is overexpressed, and A substance that does not affect the value of the indicator in an animal having a phenotype opposite to that of the animal described in (1) or (7) above in at least one of activity, emotionality, information processing mechanism, and learning memory ,
(Ii) The follistatin gene is overexpressed and has a phenotype opposite to that of the animal described in (1) or (7) above, at least in any of activity, emotionality, information processing mechanism, and learning memory Substances in which at least one of the indicators of activity amount, emotionality, and information processing mechanism is close to normal in animals and does not affect the value of the indicator in animals described in (1) or (7) above ,
Is provided.

本発明によれば、アクチビン遺伝子が少なくとも脳で過剰発現された非ヒト動物が提供される。該動物は、アクチビン遺伝子が関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング等に有用である。   According to the present invention, a non-human animal in which an activin gene is overexpressed at least in the brain is provided. The animal is useful for the treatment and / or screening of preventive drugs for psychiatric disorders or memory disorders involving activin genes.

以下、本発明を更に詳細に説明するが、以下の構成要件の説明は、本発明の実施態様の代表例であり、本発明はこれらの内容のみに特定されるものではない。
なお、本明細書において、DNAやベクターの調製等の分子生物学的手法、遺伝子改変動物の作製に関する一般的な手法等は、特に明記しない限り、例えば、「Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 3rd edition (Sambrook and Russell著、Cold Spring Harbor Laboratory Press刊 (2001))」、「Manipulating the Mouse Embryo. A Laboratory Manual, third edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press刊 (2003))」等の一般的実験書に記載の方法又はそれに準じて行うことができる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. However, the following description of the constituent elements is a representative example of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited only to these contents.
In this specification, molecular biological techniques such as DNA and vector preparation, and general techniques related to the production of genetically modified animals, for example, “Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 3rd edition”, unless otherwise specified. (Sambrook and Russell, published by Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001)) '' and `` Manipulating the Mouse Embryo. A Laboratory Manual, third edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press published (2003)) '' etc. It can carry out according to the method of it or it.

1.本発明の非ヒト動物及びその製造方法
本発明の非ヒト動物は、アクチビン遺伝子が少なくとも脳で過剰発現され、かつ、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有し、継代可能であることを第一の特徴としている。特に、アクチビンの過剰発現と、活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常等の関連については、今まで知られておらず、本発明の非ヒト動物が作製されたことによって初めて明らかになったものである。
1. Non-human animal of the present invention and method for producing the same The non-human animal of the present invention has an activin gene that is at least overexpressed in the brain and at least increased activity, affective abnormalities, abnormal information processing mechanisms, and learning memory It has a phenotype of any of the above abnormalities, and the first feature is that it can be passaged. In particular, the relationship between overexpression of activin and increased activity, emotional abnormalities, information processing mechanism abnormalities, etc. has not been known so far, and is the first time that the non-human animal of the present invention has been produced. It has become clear.

本発明の非ヒト動物は、アクチビン遺伝子が少なくとも脳において過剰発現された結果、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常(以下、これらを単に「行動異常」と称することがある)のいずれかの表現型を有し、継代可能なものであれば、いかなる方法によりアクチビン遺伝子が過剰発現されたものであってもよい。   As a result of the overexpression of the activin gene in at least the brain, the non-human animal of the present invention has at least increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory abnormality (hereinafter referred to simply as “behavior”). The activin gene may be overexpressed by any method as long as it has any phenotype of “abnormal” (sometimes referred to as “abnormal”) and can be passaged.

「アクチビン遺伝子が過剰発現されている」とは、上記アクチビン遺伝子の翻訳生成物であるアクチビンが、該動物のいずれかの組織中で同種の野生型動物に比べて多く存在していることを意味する。例えば、通常のELISA法、ウエスタンブロット法等を用いて該動物のいずれかの組織を解析した場合に、検出されるアクチビンの存在量が、野生型動物の同組織におけるアクチビン存在量より多いことを意味する。また、アクチビンをコードしているmRNAの発現量により比較されてもよい。mRNA発現量の解析は、例えば、ノザンブロット法等の公知の手法により行うことができる。なお、本明細書において「アクチビン遺伝子が発現する」という場合には、アクチビンをコードするmRNAの生成やアクチビンの生成を意味する。   The term “activin gene is overexpressed” means that activin, which is a translation product of the above activin gene, is present in a larger amount in any tissue of the animal than in the wild type animal of the same species. To do. For example, when any tissue of the animal is analyzed using a normal ELISA method, Western blot method, etc., the amount of activin detected is greater than the amount of activin present in the same tissue of the wild type animal. means. Further, comparison may be made according to the expression level of mRNA encoding activin. Analysis of the mRNA expression level can be performed by a known method such as Northern blotting. In the present specification, “activin gene is expressed” means production of mRNA encoding activin or production of activin.

ここで、アクチビン遺伝子とは、蛋白質であるアクチビンの遺伝情報を担う核酸であり、アクチビンをコードする遺伝子を意味する。アクチビンをコードする遺伝子としては、アクチビンA遺伝子、アクチビンB遺伝子、アクチビンC遺伝子、アクチビンE遺伝子またはこれらの組み合わせ等が挙げられる。これらの機能には大きな差がないと考えられているが、脳においては主にアクチビンβAが存在することが知られていることから、本発明においてはアクチビンA遺伝子が好ましく用いられる。   Here, the activin gene is a nucleic acid carrying genetic information of activin, which is a protein, and means a gene encoding activin. Examples of the gene encoding activin include activin A gene, activin B gene, activin C gene, activin E gene, or combinations thereof. Although it is considered that there is no significant difference in these functions, since it is known that activin βA mainly exists in the brain, the activin A gene is preferably used in the present invention.

本発明の非ヒト動物で、アクチビン遺伝子が過剰発現する組織は、少なくとも脳を含み、該動物が上記の行動異常を有する限りいずれの組織でもよい。脳の中でも、前脳に過剰発現していることが特に好ましい。本発明の動物として、人工的にアクチビン遺伝子を過剰発現させたものを用いる場合、アクチビン遺伝子を、上記組織で活性化される適当なプロモーターの制御下においたDNAを作製し、これを導入することにより上記動物を作製することができる。このような動物の作製方法は、以下に詳述する方法等が挙げられる。   In the non-human animal of the present invention, the tissue in which the activin gene is overexpressed includes at least the brain, and may be any tissue as long as the animal has the behavioral abnormality described above. Among the brain, it is particularly preferable that it is overexpressed in the forebrain. When using an artificially overexpressed activin gene as an animal of the present invention, a DNA in which the activin gene is under the control of an appropriate promoter activated in the above tissue is prepared and introduced. The above-mentioned animal can be produced by Examples of methods for producing such animals include the methods described in detail below.

また、非ヒト動物としては、ヒト以外の動物であって、アクチビン遺伝子を導入する場合には、これが発現されるものであればよい。好ましくは哺乳類であり、例えば、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ウサギ、ヤギ、ブタ、イヌ、ネコ等が挙げられる。より好ましくはげっ歯類であり、さらに好ましくはマウスもしくはラットであり、最も好ましくはマウスである。   Moreover, as a non-human animal, it is an animal other than a human, and what is necessary is just to express this when an activin gene is introduced. Preferred are mammals, and examples include mice, rats, guinea pigs, hamsters, rabbits, goats, pigs, dogs, cats and the like. More preferred are rodents, further preferred are mice or rats, and most preferred are mice.

上記の「行動異常」は、これらのうち少なくとも一つ以上の表現型を有していればよく、好ましくは二つ以上、より好ましくは三つ以上を有する。これらの行動異常は、いずれもそれ自体公知の通常用いられる動物行動テスト等により検出され得るものであり、例えば、本発明の動物を用いて得られる結果とコントロールの個体(好ましくは同腹の野生型動物)を用いて得られる結果とを比較して有意差が見られた場合に、異常であると判断することができる。具体的には、本発明の動物においては、コントロールの個体に比較して活動量が上昇している。情動性、情報処理機構、学習記憶は上昇もしくは低下している。好ましくは、いずれも上昇している。有意差の判定は、公知の一般的統計解析法により行うことができる。具体的には、以下に詳述するとおりである。また、本発明の非ヒト動物は、上記行動異常以外にも、コントロールの個体と異なる表現型を有していてもよい。   Said "behavioral abnormality" should just have at least 1 or more phenotype among these, Preferably it is 2 or more, More preferably, it has 3 or more. Any of these behavioral abnormalities can be detected by a commonly used animal behavior test or the like known per se. For example, results obtained using the animals of the present invention and control individuals (preferably wild-type wild type) When a significant difference is found by comparing the results obtained using the (animal), it can be determined as abnormal. Specifically, in the animal of the present invention, the amount of activity is increased compared to the control individual. Emotionality, information processing mechanism, and learning memory are increasing or decreasing. Preferably, both are rising. The determination of the significant difference can be performed by a known general statistical analysis method. Specifically, it is as detailed below. Further, the non-human animal of the present invention may have a phenotype different from that of the control individual in addition to the behavioral abnormality.

動物行動テストは、例えば、「Current Protocol in Neuroscience (John Wiley & Sons, Inc.)」、「動物の行動機能テスト(生体の化学、医学書院刊、Vol.45、No.5 (1995)」等に記載の公知の方法に準じて行うことができる。また、前記したものに限らず、該非ヒト動物に適用できるものであればいかなるものでも用い得る。例えば、活動量は探索行動テスト(Open field test)等の一般活動性テストで解析することができる。情動性は、明暗テスト(Light and dark test)、強制水泳テスト(Forced swimming test)、高架式十字迷路テスト等で解析することができる。情報処理機構は、プレパルス抑制テスト(Prepulse inhibition test)等で解析することができる。学習記憶は、モリス水迷路(Morris water maze)、恐怖条件付け(Fear conditioning)、オブジェクト認識テスト(Object recognition test)等により解析することができる。これらのうち幾つかを組み合わせて用いることが好ましい。   Animal behavior tests include, for example, “Current Protocol in Neuroscience (John Wiley & Sons, Inc.)”, “Animal Behavior Function Test (Biochemistry, published by Medical School, Vol. 45, No. 5 (1995)”, etc. In addition to the above-described methods, any method can be used as long as it is applicable to the non-human animal. It can be analyzed by a general activity test such as “test” etc. Emotionality can be analyzed by a light and dark test, a forced swimming test, an elevated plus maze test, etc. The information processing mechanism can be analyzed by the prepulse inhibition test, etc. The learning memory is Morris water maze, fear conditioning, object recognition test. st) etc. It is preferable to use some of these in combination.

本発明の非ヒト動物の行動異常のうち、「活動量の上昇」とは、一般に活動度、好奇心、積極性がコントロールに比べて強いことを意味する。このような表現型として、例えば、探索行動テスト(Open field test)において行動時間、行動距離や、立ち上がり回数、立ち上がり時間がコントロールの個体に比較して有意に上昇しているもの等が挙げられる。また、該テストにおいて真ん中部位の占有時間がコントロールに比較して有意に長いこと等も含む。   Among the behavioral abnormalities of the non-human animal of the present invention, “increased amount of activity” generally means that the degree of activity, curiosity and aggressiveness are stronger than those of the control. Examples of such phenotypes include those in which the action time, action distance, number of rises, and rise time are significantly increased compared to the control individual in a search action test (Open field test). In addition, it includes that the occupation time of the middle part in the test is significantly longer than that of the control.

「情動性の異常」とは、一般に、不安行動、絶望行動、恐怖に対する行動等に異常を有することを意味する。このような表現型としては、例えば、明暗テスト(Light and dark test)において明部の占有時間がコントロールに対して有意に上昇していて不安度合いが減少しているもの、強制水泳テスト(Forced swimming test)における無動時間が、コントロールに比べて有意に短く、絶望に対して抵抗性が上昇しているもの、あるいは、高架式十字迷路テストにおいてむき出しの通路(Open arm)での存在時間がコントロールに比べて有意に上昇していて、高所における恐怖心が低下しているもの等が挙げられる。   “Emotional abnormality” generally means having an abnormality in anxiety behavior, despair behavior, behavior against fear, and the like. Such phenotypes include, for example, a light and dark test in which light occupancy time is significantly higher than control and anxiety is reduced, forced swimming test (Forced swimming test) The immobility time in the test) is significantly shorter than the control and the resistance to despair is increased, or the existence time in the open arm in the elevated plus maze test is controlled And the like are significantly increased and the fear of high places is reduced.

「情報処理機構の異常」とは、一般に、不必要な情報を無視する行動等にコントロールと比べて異なる表現型があることを意味する。このような表現型としては、例えば、プレパルス抑制テスト(Prepulse inhibition test)においてプレパルスによる抑制の度合いがコントロールに比べて増大しているもの等があげられる。
「学習・記憶の異常」とは、一般に、学習能力、記憶能力が上昇、もしくは低下することを意味する。このような表現型としては、例えば、モリス水迷路(Morris water maze)、恐怖条件付け(Fear conditioning)、オブジェクト認識テスト(Object recognition test)等の行動テストにおいて学習能力、記憶能力がコントロールに比べて上昇、もしくは低下しているもの等が挙げられる。
記憶の形成は、獲得、保持、想起の3つの相から成るが、分子機構はそれぞれの相で異なる。最近、これらに加え、記憶形成には再固定と呼ばれる4つ目の相がある事が明らかにされつつある。再固定とは、想起することで記憶が一時的に不安定化し、その後タンパク質合成を含む分子カスケードの働きで記憶がさらに強固になることを指す。「学習・記憶の異常」には、これらの相における異常に起因するものも含まれる。
“Abnormality of information processing mechanism” generally means that there is a different phenotype in the behavior of ignoring unnecessary information compared to control. As such a phenotype, for example, a prepulse inhibition test (Prepulse inhibition test) in which the degree of inhibition by prepulse is increased as compared to control.
“Learning / memory abnormality” generally means that learning ability and memory ability increase or decrease. Such phenotypes include, for example, increased learning and memory abilities compared to controls in behavioral tests such as Morris water maze, fear conditioning, and object recognition test. Or the thing etc. which are falling are mentioned.
The formation of memory consists of three phases: acquisition, retention, and recall, but the molecular mechanism is different in each phase. Recently, in addition to these, it has been clarified that memory formation has a fourth phase called refixation. Refixation means that memory is temporarily destabilized when recalled, and then the memory is further strengthened by the action of a molecular cascade including protein synthesis. “Learning / memory abnormalities” include those resulting from abnormalities in these phases.

また、本発明の動物において「継代可能な」とは、正常な交配を繰り返すことができることを意味し、好ましくは、交配を繰り返しても本発明の動物の特徴が安定的に維持されるものである。具体的には、例えば、生殖能力が正常で、オス、メスいずれも正常な交配が可能であることが好ましい。また、交配は少なくとも1世代以上、好ましくは2世代以上、より好ましくは3世代以上にわたって安定的に繰り返すことができる。遺伝子型は、ホモ型でもヘテロ型でも安定的に維持されればいずれでもよい。このような性質を有することにより、均質な個体群を継続的に得ることができ、例えば本発明の非ヒト動物を疾患モデル動物として使用する場合等において非常に有用である。   Further, “passable” in the animal of the present invention means that normal mating can be repeated, and preferably, the characteristics of the animal of the present invention can be stably maintained even after repeated mating. It is. Specifically, for example, it is preferable that fertility is normal and normal male and female mating is possible. The mating can be stably repeated for at least one generation or more, preferably two generations or more, more preferably three generations or more. The genotype may be either homotype or heterotype as long as it is stably maintained. By having such properties, a homogeneous population can be obtained continuously, which is very useful when, for example, the non-human animal of the present invention is used as a disease model animal.

例えば、人工的にアクチビン遺伝子が過剰発現された動物は、通常、同じ系統の野生型動物と交配し、得られた産仔の中から遺伝子が導入された動物を選択することを繰り返しながら、系統が維持されていく。このとき、生殖能力に異常があり正常な交配が不可能であると、満足に産仔を得ることができず、系統を維持することが困難である。該動物を作製するためには長い時間と労力が必要であるため、安定的に系統を維持して十分な数の産仔を得ることができないと、例えば、これを用いて解析・実験等を安定的に行うことも困難になってしまう。   For example, an animal in which the activin gene has been overexpressed artificially is usually crossed with a wild-type animal of the same strain, and while selecting the animal into which the gene has been introduced from the resulting offspring, Will be maintained. At this time, if the reproductive ability is abnormal and normal mating is impossible, it is difficult to obtain a litter and it is difficult to maintain the strain. Since it takes a long time and labor to produce the animal, if a sufficient number of offspring cannot be obtained by stably maintaining the strain, for example, analysis / experiment can be performed using this. It will also be difficult to perform stably.

このような本発明の非ヒト動物としては、人工的にアクチビン遺伝子を過剰発現させたものでもよいし、突然変異の誘発等によりアクチビン遺伝子が過剰発現されたものを選択してもよいが、好ましい例として、少なくとも脳で活性化されるプロモーターの制御下におかれたアクチビン遺伝子が導入され、かつ継代可能な非ヒト動物(以下、これを「アクチビン導入動物」と称することがある)が挙げられる。   As such a non-human animal of the present invention, an artificially overexpressed activin gene may be used, or an overexpressed activin gene may be selected by induction of mutation or the like, but it is preferable. As an example, a non-human animal into which an activin gene placed under the control of a promoter activated at least in the brain is introduced and can be passaged (hereinafter sometimes referred to as “activin-introduced animal”) can be mentioned. It is done.

プロモーターは、少なくとも脳で活性化され、導入された非ヒト動物の体内でアクチビン遺伝子を過剰発現させ、さらに導入された動物が継代可能である能力を有するものであれば、いかなるものでも用い得る。すなわち、脳のみで活性化されるものでも、脳に加えて脳以外の部位でも活性化されるものでもよい。このようなプロモーターを選択して用いることにより、少なくとも脳でアクチビン遺伝子が過剰発現され、脳におけるアクチビンの機能が増強された非ヒト動物を作製することができる。   Any promoter can be used as long as it is activated at least in the brain, overexpresses the activin gene in the introduced non-human animal body, and the introduced animal has the ability to be passaged. . That is, it may be activated only by the brain, or may be activated at a site other than the brain in addition to the brain. By selecting and using such a promoter, a non-human animal in which the activin gene is overexpressed at least in the brain and the function of activin in the brain is enhanced can be produced.

さらに好ましくは、プロモーターは、生殖器官で活性化されないものが用いられる。このようなプロモーターを選択することにより、生殖能力に影響を及ぼすことなく、作製された非ヒト動物を安定的に維持することができる。また、より好ましくは、脳神経回路網発達期以降に活性化されるプロモーターが用いられる。脳神経回路網発達期以降とは、生後3週後、好ましくは4週後以降である。このようなプロモーターを用いることにより、脳神経回路網の発達自体に影響を与えないことから、正常に発達した脳神経回路網における脳神経活動でのアクチビンの機能を解析することができる。また、前脳特異的に活性化されるプロモーターを用いることも好ましい。前脳とは、主に大脳半球と間脳から成る部分であり、大脳皮質、視床、嗅球、視床下部、下垂体、大脳基底核、海馬、扁桃核等が含まれ、複雑な感覚情報の処理、記憶、情動などに重要な役割を果たす部位と考えられている。この前脳特異的に活性化されるプロモーターを用いれば、前脳において、記憶、感覚、感情等にかかわるアクチビンの機能を解析することができる。   More preferably, a promoter that is not activated in the reproductive organ is used. By selecting such a promoter, the produced non-human animal can be stably maintained without affecting fertility. More preferably, a promoter that is activated after the developmental period of the brain neural network is used. The term after the developmental period of the cranial nerve network means after 3 weeks, preferably after 4 weeks. By using such a promoter, the function of activin in the cranial nerve activity in the normally developed cranial nerve network can be analyzed because it does not affect the development of the cranial nerve network itself. It is also preferable to use a promoter that is activated specifically in the forebrain. The forebrain is a part mainly composed of the cerebral hemisphere and diencephalon, and includes complex parts such as cerebral cortex, thalamus, olfactory bulb, hypothalamus, pituitary gland, basal ganglia, hippocampus, amygdala, etc. It is considered as a part that plays an important role in memory, emotions, etc. If this forebrain-specific promoter is used, the function of activin related to memory, sensation, emotion, etc. can be analyzed in the forebrain.

本発明のアクチビン導入動物の作製に用いられるプロモーターの具体例としては、例えば、前脳特異的に活性化されるプロモーターとして、βCaMKIIプロモーター、神経細胞特異的エノラーゼプロモーター、Thi-1プロモーター等が挙げられる。脳神経回路網発達期以降に活性化され、かつ、前脳特異的に活性化されるプロモーターとして、例えば、αCaMKIIプロモーター(Science, vol 274, pp1678-1683, 1996)が挙げられる。本発明においては、このαCaMKIIプロモーターが特に好ましく用いられる。   Specific examples of promoters used for producing activin-introduced animals of the present invention include, for example, βCaMKII promoter, nerve cell-specific enolase promoter, Thi-1 promoter, etc. . An example of a promoter that is activated after the developmental period of the cranial nerve network and is activated specifically in the forebrain is the αCaMKII promoter (Science, vol 274, pp1678-1683, 1996). In the present invention, this αCaMKII promoter is particularly preferably used.

ここで、アクチビン遺伝子とは、蛋白質であるアクチビンの遺伝情報を担う核酸であり、アクチビンをコードする遺伝子を意味する。アクチビンをコードする遺伝子としては、アクチビンA遺伝子、アクチビンB遺伝子、アクチビンC遺伝子、アクチビンE遺伝子等が挙げられる。これらの機能には大きな差がないと考えられているが、脳においては主にアクチビンβAが存在することが知られていることから、本発明においてはアクチビンA遺伝子が好ましく用いられる。アクチビン遺伝子は、これが発現されたときに当該動物内でアクチビンシグナル系において正常に機能する能力を有するアクチビンを生成し得るものであれば、いかなるものでもよい。例えば、ゲノム上のアクチビンをコードする領域等を取得して用いても良いが、本発明においてはcDNAが好ましく用いられる。このようなアクチビン遺伝子としては、例えば、アクチビンβAをコードするアクチビンA遺伝子であって、配列表の配列番号1に記載の塩基配列を有するもの等が挙げられる。該遺伝子は、作製する非ヒト動物と同種の動物由来のものでも、異種由来のものでもよいが、好ましくは同種由来のものである。また、例えば、前記遺伝子に点突然変異誘発法等を用いて変異を導入したもの等も、生成されたアクチビンが前記したようなアクチビンとしての機能を維持してさえいれば、用いることができる。また、該遺伝子が動物内で発現されたことを確認するために、該遺伝子にタグ蛋白質を共発現させるための塩基配列(以下、これを「タグ配列」と称することがある)等を付加しておき、これを用いることも好ましい。このような構成とすることにより、該遺伝子の発現の有無や度合いをこのタグ蛋白質の発現の有無や度合いにより検出することができるので簡便である。タグ蛋白質としては、例えば、Mycタグ、HAタグ、FLAGタグ等が挙げられる。なお、本明細書において「アクチビン遺伝子が発現する」という場合には、アクチビンをコードするmRNAの生成やアクチビンの生成を意味する。   Here, the activin gene is a nucleic acid carrying genetic information of activin, which is a protein, and means a gene encoding activin. Examples of the gene encoding activin include activin A gene, activin B gene, activin C gene, and activin E gene. Although it is considered that there is no significant difference in these functions, since it is known that activin βA mainly exists in the brain, the activin A gene is preferably used in the present invention. The activin gene may be any as long as it can produce activin having the ability to function normally in the activin signaling system in the animal when it is expressed. For example, a region encoding activin on the genome may be obtained and used, but cDNA is preferably used in the present invention. Examples of such an activin gene include an activin A gene encoding activin βA and having the base sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. The gene may be derived from an animal of the same species as the non-human animal to be produced or may be derived from a different species, but is preferably derived from the same species. In addition, for example, a gene in which a mutation is introduced into the gene using a point mutagenesis method or the like can be used as long as the generated activin maintains the function as activin as described above. In addition, in order to confirm that the gene was expressed in an animal, a base sequence for co-expressing the tag protein with the gene (hereinafter sometimes referred to as “tag sequence”) is added. It is also preferable to use this. Such a configuration is convenient because the presence or absence and degree of expression of the gene can be detected by the presence or absence and degree of expression of the tag protein. Examples of the tag protein include Myc tag, HA tag, and FLAG tag. In the present specification, “activin gene is expressed” means production of mRNA encoding activin or production of activin.

また、上記プロモーターの「制御下におかれた」とは、導入された組織内で上記プロモーターが活性化されることによりアクチビン遺伝子の発現が誘導されることを意味し、具体的には、例えば、上記プロモーターの下流に該アクチビン遺伝子を連結し、さらに上記タグ配列やターミネーター等の発現制御領域等を適宜連結したDNA(以下、これを「トランスジーン」と称することがある)を作製し、これを以下に詳述するような方法で非ヒト動物に導入することにより該状態を誘導することができる。トランスジーンの各構成要素の調製、およびそれらを連結する技術等は、それ自体公知の通常用いる方法により行うことができる。   Further, “being under the control of” the promoter means that the promoter is activated in the introduced tissue to induce the expression of the activin gene. Specifically, for example, Then, a DNA (hereinafter sometimes referred to as “transgene”) in which the activin gene is linked downstream of the promoter and the tag sequence, terminator and other expression control regions are appropriately linked, is prepared. This state can be induced by introducing the compound into a non-human animal by a method described in detail below. Preparation of each component of the transgene and a technique for linking them can be performed by a commonly used method known per se.

アクチビン遺伝子を「導入する」とは、導入を受ける非ヒト動物のゲノム中のいずれかに導入することを意味する。ここで、ゲノム中に前記アクチビン遺伝子を含むDNA(トランスジーン)が1コピー以上、好ましくは2コピー以上、より好ましくは3コピー以上導入されたものが、本発明の非ヒト動物として好ましい。
また、上記アクチビン導入動物は、継代可能なものであることも特徴の一つである。例えば、一般に外来遺伝子導入動物は、通常、同じ系統の野生型動物と交配し、得られた産仔の中から遺伝子が導入された動物を選択することを繰り返しながら、系統が維持されていく。このとき、生殖能力に異常があり正常な交配が不可能であると、満足に産仔を得ることができず、系統を維持することが困難である。このような動物を作製するためには長い時間と労力が必要であるため、安定的に系統を維持して十分な数の産仔を得ることができないと、例えば、これを用いて解析・実験等を安定的に行うことも困難になってしまう。
“Introducing” an activin gene means introduction into any of the genomes of the non-human animal to be introduced. Here, a DNA (transgene) containing the activin gene in the genome is preferably introduced as 1 or more copies, preferably 2 or more copies, more preferably 3 or more copies, as the non-human animal of the present invention.
One of the characteristics of the activin-introduced animal is that it can be passaged. For example, in general, a foreign gene-transferred animal is usually crossed with a wild-type animal of the same strain, and the strain is maintained while repeating selecting the animal into which the gene has been introduced from the resulting offspring. At this time, if the reproductive ability is abnormal and normal mating is impossible, it is difficult to obtain a litter and it is difficult to maintain the strain. Since it takes a long time and labor to produce such an animal, if it is not possible to stably maintain the strain and obtain a sufficient number of pups, for example, this can be used for analysis and experimentation. It becomes difficult to carry out the above and the like stably.

すなわち、継代可能であるとは、正常な交配を繰り返すことができることを意味し、好ましくは、交配を繰り返しても本発明の動物の特徴が安定的に維持されるものである。具体的には、例えば、生殖能力が正常で、オス、メスいずれも正常な交配が可能であることが好ましい。また、交配は少なくとも1世代以上、好ましくは2世代以上、より好ましくは3世代以上にわたって安定的に繰り返すことができる。遺伝子型は、ホモ型でもヘテロ型でも安定的に維持されればいずれでもよい。このような性質を有することにより、均質な個体群を継続的に得ることができ、例えば本発明の非ヒト動物を疾患モデル動物として使用する場合等において非常に有用である。   That is, being able to be subcultured means that normal mating can be repeated, and preferably, the characteristics of the animal of the present invention are stably maintained even when mating is repeated. Specifically, for example, it is preferable that fertility is normal and normal male and female mating is possible. The mating can be stably repeated for at least one generation or more, preferably two generations or more, more preferably three generations or more. The genotype may be either homotype or heterotype as long as it is stably maintained. By having such properties, a homogeneous population can be obtained continuously, which is very useful when, for example, the non-human animal of the present invention is used as a disease model animal.

かくして得られる本発明の非ヒト動物は、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有し、継代可能であるという非常に有用な性質を有しているが、これ以外の表現型を有しているものでも本発明のアクチビン導入動物に含まれる。
本発明のアクチビン導入動物は、上記したようなプロモーターとアクチビン遺伝子等を用いて、それ自体公知の通常用いられる外来遺伝子導入動物の作製方法に準じて作製することができる。具体的には、例えば、
(1)少なくとも脳で活性化されるプロモーターの制御下におかれたアクチビン遺伝子を非ヒト動物受精卵に導入する、
(2)前記受精卵を発生させ、得られた非ヒト動物を解析して、該アクチビン遺伝子が導入された個体を選択する、
(3)選択された個体が、継代可能であることを確認する、
ことによって作製することができる。
The thus obtained non-human animal of the present invention has at least one of the phenotypes of increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory abnormality, and can be subcultured. However, those having other phenotypes are also included in the activin-introduced animals of the present invention.
The activin-introduced animal of the present invention can be prepared using the above-described promoter, activin gene, and the like in accordance with a generally known method for preparing a foreign gene-introduced animal that is known per se. Specifically, for example,
(1) introducing an activin gene placed under the control of at least a brain-activated promoter into a non-human animal fertilized egg,
(2) Generate the fertilized egg, analyze the obtained non-human animal, and select an individual into which the activin gene has been introduced.
(3) Confirm that the selected individual can be passaged.
Can be produced.

もしくは、
(1)アクチビン遺伝子を非ヒト動物受精卵に導入する、
(2)前記受精卵を発生させ、得られた非ヒト動物を解析して、アクチビン遺伝子が過剰発現された個体を選択する、
(3)選択された個体が、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有し、かつ継代可能であることを確認する、
ことによって作製することができる。
Or
(1) introducing an activin gene into a non-human animal fertilized egg;
(2) Generate the fertilized egg, analyze the obtained non-human animal, and select an individual in which the activin gene is overexpressed.
(3) Confirm that the selected individual has at least one of the phenotypes of increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory abnormality and can be passaged. To
Can be produced.

上記作製方法において、例えば、非ヒト動物受精卵の調製、該受精卵へのアクチビン遺伝子の導入、該受精卵の発生、該受精卵由来の産仔の取得、アクチビン遺伝子が導入された個体の選択等は、いずれもそれ自体公知の通常用いられる方法により行うことができる。
また、非ヒト動物としては、ヒト以外の動物であって、アクチビン遺伝子を前記プロモーター等とともに導入されてこれが発現されるものであればよい。好ましくは哺乳類であり、例えば、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ウサギ、ヤギ、ブタ、イヌ、ネコ等が挙げられる。より好ましくはげっ歯類であり、さらに好ましくはマウスもしくはラットであり、最も好ましくはマウスである。
In the above production method, for example, preparation of a non-human animal fertilized egg, introduction of an activin gene into the fertilized egg, generation of the fertilized egg, acquisition of a litter derived from the fertilized egg, selection of an individual into which the activin gene has been introduced Etc. can be carried out by a commonly used method known per se.
In addition, the non-human animal may be any animal other than a human, and any animal can be used as long as the activin gene is introduced together with the promoter and the like. Preferred are mammals, and examples include mice, rats, guinea pigs, hamsters, rabbits, goats, pigs, dogs, cats and the like. More preferred are rodents, further preferred are mice or rats, and most preferred are mice.

以下に、アクチビンβA cDNA及びαCaMKIIプロモーター(Science, vol 274, pp1678-1683, 1996)等を用いて、これをマウス受精卵に導入し、アクチビン導入マウスを作製する場合を例にあげて具体的に説明する。
アクチビンβA cDNAは、例えば、マウスのアクチビンを発現している組織からmRNAを抽出し、さらにcDNAライブラリーを作製したのち、通常の方法によりこれをスクリーニングして調製する方法等が用いられる。Mycタグ蛋白質の塩基配列は、例えば、公知の該塩基配列を通常の手法により合成したもの等が用いられる。SV40 poly A配列は、例えば、一般的に広く用いられている市販の塩基配列等を適宜選択して用いることができる。これらの連結は、それ自体公知の通常用いられる方法により行うことができる。例えば、アクチビンβA cDNAの下流に、Mycタグ蛋白質の塩基配列を含むプライマーを用いてPCR反応を行うこと等により、簡便にこれらが連結されたDNAを調製することができる。さらに、このDNAを、αCaMKIIプロモーターとSV40 poly A配列を含むプラスミドに挿入すること等によって、これらすべてを連結したDNA(トランスジーン)を作製することができる。
In the following, an activin-introduced mouse is prepared using an activin βA cDNA and an αCaMKII promoter (Science, vol 274, pp1678-1683, 1996) etc. explain.
For activin βA cDNA, for example, a method of preparing mRNA by extracting mRNA from a tissue expressing mouse activin, preparing a cDNA library, and screening it by a conventional method is used. As the base sequence of the Myc tag protein, for example, a known sequence synthesized from the base sequence is used. As the SV40 poly A sequence, for example, a commercially available base sequence generally widely used can be appropriately selected and used. These connections can be performed by a commonly used method known per se. For example, a DNA in which these are easily linked can be prepared by performing a PCR reaction using a primer containing the base sequence of Myc tag protein downstream of activin βA cDNA. Further, by inserting this DNA into a plasmid containing the αCaMKII promoter and the SV40 poly A sequence, a DNA (transgene) in which these are all linked can be prepared.

次に、得られたDNAをマウス受精卵に導入する。マウスの系統としては、例えば、C57BL等が挙げられる。マウス受精卵は、自然交配によるものを採取してもよいが、過排卵処理した雌マウスから採取した未受精卵と雄マウスから採取した精子を常法により体外受精させて調製された受精卵や、過排卵処理した雌マウスと雄マウスを交配させたのちに雌マウスから採取した受精卵を用いることもできる。これに、マイクロインジェクション法等により前記DNAを導入し、得られたアクチビン遺伝子導入受精卵を偽妊娠させた雌マウスの卵管に移植して発生させ、出産させればよい。   Next, the obtained DNA is introduced into a mouse fertilized egg. Examples of mouse strains include C57BL. Mouse fertilized eggs may be collected by natural mating, but fertilized eggs prepared by in vitro fertilization of unfertilized eggs collected from superovulated female mice and sperm collected from male mice in a conventional manner. Alternatively, a fertilized egg collected from a female mouse after mating a superovulated female mouse and a male mouse can also be used. The DNA can be introduced into this by introducing the DNA by a microinjection method or the like, and the resulting activin gene-introduced fertilized egg can be transplanted into the oviduct of a female mouse pseudo-pregnant to generate and give birth.

かくして得られた産仔の中から、アクチビン遺伝子が導入された個体を選択する。例えば、マウスの尾の先を切り取り、公知のDNA抽出法等の市販キット等を利用してゲノムDNAを抽出し、サザンブロット法、PCR法等を用いてゲノム中に導入されたアクチビン遺伝子の有無やコピー数を解析することができる。
また、該個体内で実際にアクチビン遺伝子が発現され、アクチビンが生成されていることを確認することが好ましい。さらに、アクチビンと共に発現されるMycタグ蛋白質に対する抗体を利用し、間接的にアクチビンの発現を確認することもできる。このようなアクチビン遺伝子の発現確認は、例えば、ELISA法、ウエスタンブロット法等によって行うことができる。また、例えば、アクチビンをコードしているmRNAの発現量により解析されてもよい。また、アクチビン遺伝子とともに前記トランスジーンを構成しているSV40 poly A配列等をプローブとして用いて、間接的にアクチビン遺伝子の発現を確認することもできる。このようなアクチビン遺伝子の発現確認は、例えば、In situ hybridization法、ノザンブロット法等によって行うことができる。これらの解析は、具体的には、例えば、該動物の各種臓器、組織、細胞等や、これらから調製した抽出液を試料として行えばよい。本発明のアクチビン導入マウスとしては、好ましくは、少なくとも脳でアクチビン遺伝子が過剰発現されている個体を選択する。好ましくは、本発明のマウスの脳におけるアクチビン遺伝子の発現量を解析し、これを野生型マウスの脳におけるアクチビン遺伝子の発現量と比較して、野生型マウスよりも発現量の多いものを選択することが好ましい。ただし、特にアクチビンそのものを解析しようとする場合、通常野生型動物の体内で生成されているアクチビン量は非常に少ないので、通常用いられるELISA法、ウエスタンブロット法等ではアクチビンが検出限界以下となることがある。これに対して本発明の動物ではアクチビンが検出された場合には、本発明の非ヒト動物では同種の野生型動物に比べてアクチビンが多く存在しているということができる。
Individuals into which the activin gene has been introduced are selected from the pups thus obtained. For example, the tip of the mouse is cut off, genomic DNA is extracted using a commercially available kit such as a known DNA extraction method, etc., and the presence or absence of the activin gene introduced into the genome using Southern blotting, PCR, etc. And the number of copies can be analyzed.
It is also preferable to confirm that the activin gene is actually expressed in the individual and that activin is generated. Furthermore, the expression of activin can be indirectly confirmed using an antibody against Myc tag protein expressed together with activin. Such activin gene expression can be confirmed by, for example, ELISA, Western blotting, or the like. Further, for example, the expression level of mRNA encoding activin may be analyzed. Alternatively, the expression of the activin gene can be indirectly confirmed by using, as a probe, the SV40 poly A sequence constituting the transgene together with the activin gene. Such activin gene expression can be confirmed by, for example, in situ hybridization method, Northern blot method and the like. Specifically, these analyzes may be performed using, for example, various organs, tissues, cells, and the like of the animal, and extracts prepared from these as samples. As the activin-introduced mouse of the present invention, an individual in which at least the activin gene is overexpressed in the brain is preferably selected. Preferably, the expression level of the activin gene in the brain of the mouse of the present invention is analyzed, and this is compared with the expression level of the activin gene in the brain of the wild-type mouse, so that the expression level higher than that of the wild-type mouse is selected. It is preferable. However, especially when trying to analyze activin itself, the amount of activin produced in the body of wild-type animals is usually very small, so that the activin is below the detection limit in the commonly used ELISA method, Western blot method, etc. There is. On the other hand, when activin is detected in the animal of the present invention, it can be said that the non-human animal of the present invention contains more activin than the wild-type animal of the same species.

かくして得られた本発明のアクチビン導入マウスは、好ましくは同系の野生型マウスとの交配を行って、系統を維持することができる。交配を行うごとに、得られた産仔の中でアクチビン遺伝子を過剰発現している個体を選択する。また、得られるヘテロ型個体の雄と雌を交配することにより、ホモ型個体を得ることもできる。
さらに好ましくは、得られたアクチビン導入マウスを用いて、行動テストを行い、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有するものを選択する。行動テストは、該マウスに適用できるものであればいかなるものでもよく、複数を組み合わせて行い、総合的に判断することが好ましい。得られた結果は、好ましくは同腹の野生型マウスを用いて得られた結果と比較し、有意差があった場合に異常であると判定することができる。結果の判定には、例えば、分散分析法(ANOVA)等を用いることができる。また、各行動テストにおける表現型の選択基準は、以上に詳述したとおりである。
The activin-introduced mouse of the present invention thus obtained is preferably crossed with a syngeneic wild-type mouse to maintain the strain. Each time a cross is performed, an individual overexpressing the activin gene is selected from the obtained offspring. Moreover, a homozygous individual can also be obtained by mating male and female heterozygous individuals obtained.
More preferably, the obtained activin-introduced mouse is used to conduct a behavioral test, and has at least one of a phenotype of increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory abnormality Select. Any behavior test may be used as long as it can be applied to the mouse, and it is preferable to perform a comprehensive judgment by combining a plurality of behavior tests. The obtained results are preferably compared with the results obtained using wild-type mice of the same litter, and can be determined to be abnormal when there is a significant difference. For example, analysis of variance (ANOVA) or the like can be used to determine the result. The phenotypic selection criteria in each behavior test are as described in detail above.

2.本発明のアクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法
2−1.本発明の非ヒト動物を用いるスクリーニング方法
本発明の非ヒト動物のうち、アクチビン遺伝子が少なくとも脳で過剰発現され、かつ、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有し、継代可能である動物は、これらの行動異常と同様の病状を呈するアクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/予防薬のスクリーニングに非常に有用である。アクチビンが関与する精神疾患としては、例えば、そう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、外傷後ストレス障害等が挙げられる。また、アクチビンが関与する記憶障害としては、学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、うつ病に伴う記憶障害等が挙げられる。
2. Method for screening for therapeutic and / or prophylactic agent for psychiatric disorders or memory disorders involving activin of the present invention
2-1. Screening method using the non-human animal of the present invention Among the non-human animals of the present invention, the activin gene is at least overexpressed in the brain, and at least increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning Animals that have any phenotype of memory abnormalities and can be passaged are very useful for screening for therapeutic and / or prophylactic drugs for psychiatric or memory disorders involving activins that exhibit pathologies similar to these behavioral abnormalities Useful for. Examples of mental disorders in which activin is involved include depression, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, schizophrenia, post-traumatic stress disorder, and the like. In addition, memory impairment involving activin includes learning memory impairment, memory impairment associated with aging, memory impairment associated with cerebrovascular disorder, memory impairment associated with dementia, memory impairment associated with Parkinson's disease, memory impairment associated with depression, etc. Is mentioned.

非ヒト動物の行動テストは、既に様々な精神疾患または記憶障害のモデル動物において各種精神疾患または記憶障害の治療及び/予防薬のスクリーニングに用いられており、各行動テストにより得られる結果がヒトのどのような精神疾患または記憶障害と同様の症状と考えられるかについて、多くの知見が得られている。例えば、探索行動テスト(Open field test)等の一般活動性テストにおいて活動量の上昇が見られた場合、該動物はヒトのそう病や多動性障害と類似の症状を有すると考えられている。情動性の行動テストである、明暗テスト(Light and dark test)や強制水泳テスト(Forced swimming test)において数値が低下した場合や、高架式十字迷路テストで数値が上昇した場合も、同様に該動物がヒトのそう病や多動性障害と類似の症状を有すると理解される。逆に、それぞれの行動テストで逆の結果が得られた場合には、該動物はヒトうつ病と類似の症状を有すると考えられている。また、例えば、情報処理機構の行動テストであるプレパルス抑制テスト(Prepulse inhibition test)において、その抑制度合いが低下した場合は、ヒトの統合失調症と関連していると考えられている。さらに、学習記憶の行動テストであるモリス水迷路(Morris water maze)、恐怖条件付け(Fear conditioning)、オブジェクト認識テスト(Object recognition test)等において成績が低下した場合は、ヒトの学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、アルツハイマー病等の認知症による記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、パーキンソン病等の神経性疾患に伴う記憶障害、うつ病に伴う記憶障害等と関連していると考えられている。一方、恐怖条件付けにおいて記憶の再固定の増強または低下が見られた場合は、外傷後ストレス障害等と関係していると考えられる。さらに、モリス水迷路において、ワーキングメモリーの低下が見られた場合は、該動物がヒトの統合失調症と関連していると考えられる。   Non-human animal behavioral tests have already been used for screening for therapeutic and / or preventive drugs for various mental illnesses or memory disorders in various psychiatric or memory disorder model animals. There is a lot of knowledge about what psychiatric disorders or memory disorders are considered to be similar symptoms. For example, if there is an increase in activity in a general activity test such as an open field test, the animal is considered to have symptoms similar to human mania or hyperactivity disorder. . Similarly, if the value decreases in the light and dark test or the forced swimming test, which is an emotional behavior test, or if the value increases in the elevated plus maze test, the animal Is understood to have symptoms similar to human mania and hyperactivity disorder. Conversely, if each behavior test yields the opposite result, the animal is considered to have symptoms similar to human depression. In addition, for example, in the prepulse inhibition test, which is an action test of the information processing mechanism, when the degree of inhibition decreases, it is considered to be related to human schizophrenia. Furthermore, if the results of Morris water maze, fear conditioning, object recognition test, etc., which are behavioral tests for learning memory, decline, human learning memory impairment and aging Memory impairment associated with dementia such as Alzheimer's disease, memory impairment associated with cerebrovascular disorder, memory impairment associated with neurological diseases such as Parkinson's disease, memory impairment associated with depression, etc. Yes. On the other hand, if an increase or decrease in memory re-fixation is observed in fear conditioning, it is considered to be related to post-traumatic stress disorder or the like. Furthermore, if there is a decrease in working memory in the Morris water maze, the animal is considered to be associated with human schizophrenia.

そこで、本発明の非ヒト動物に被検物質を投与し、この被検物質が該動物に与える影響を、該動物が有する前記のような表現型の変化を指標にして検出することにより、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/予防薬のスクリーニングを行うことができる。
被検物質としては、例えば、ペプチド、タンパク、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液等が挙げられ、これら化合物は新規な化合物であってもよいし、公知の化合物であってもよい。具体的には、本発明の非ヒト動物に被検物質を投与し、前記行動テストを行って、被検物質が該動物に与える影響を解析する。好ましくは、無処理の対照動物を用いた行動テストを行い、これと結果を比較して解析する。これらの非ヒト動物に被検物質を投与する方法としては、例えば、経口投与、静脈注射等が用いられ、非ヒト動物の種類、症状、被検物質の性質等に鑑みて適宜選択すればよい。また、被検物質の投与量についても、同様に適宜選択することができる。
Thus, activin is prepared by administering a test substance to the non-human animal of the present invention and detecting the influence of this test substance on the animal by using the phenotypic change as described above as an index. For the treatment and / or prevention of psychiatric disorders or memory disorders involving
Examples of the test substance include peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, etc., and these compounds are novel compounds. It may also be a known compound. Specifically, the test substance is administered to the non-human animal of the present invention, the behavior test is performed, and the influence of the test substance on the animal is analyzed. Preferably, a behavioral test is performed using an untreated control animal, and the result is compared with the analysis. As a method for administering the test substance to these non-human animals, for example, oral administration, intravenous injection, and the like are used, and may be appropriately selected in view of the type of non-human animals, symptoms, properties of the test substance, and the like. . Similarly, the dose of the test substance can be selected as appropriate.

具体的には、例えば、本発明の非ヒト動物は、上記1に詳述したとおり、好ましくは野生型動物に比べて活動量や情動性が上昇している。活動量や情動性の上昇は、該動物がヒトのそう病や多動性障害と類似の症状を有することを意味している。そこで、例えば、ある被検物質を投与した本発明の非ヒト動物に活動量や情動性の行動テストを行い、活動量や情動性の低下が確認された場合、該被検物質はそう病や多動性障害の治療及び/または予防薬として用い得ることがわかる。また、逆に活動量や情動性のさらなる上昇が確認された場合、該被検物質はうつ病の治療及び/または予防薬として用い得ることがわかる。また、例えば、本発明の非ヒト動物は、好ましくは野生型動物に比べて情報処理機構が増強されている。被検物質の投与により、情報処理機構の行動テストの結果に変化が見られた場合、該被検物質は統合失調症の治療及び/または予防薬として用い得ることがわかる。さらに、学習記憶機能についても、同様に、被検物質の投与により学習記憶の行動テストの結果に変化が見られた場合、該被検物質は学習記憶障害やアルツハイマー病等の認知症等の治療及び/または予防薬として用い得ることがわかる。各行動テストにおける表現型の選択基準は、以上に詳述したとおりである。   Specifically, for example, as described in detail in 1 above, the non-human animal of the present invention preferably has an increased amount of activity and emotion as compared to a wild-type animal. An increase in activity or emotionality means that the animal has symptoms similar to human mania or hyperactivity disorder. Therefore, for example, when a non-human animal of the present invention administered with a certain test substance is subjected to an activity amount or emotional behavior test and a decrease in the activity amount or emotional activity is confirmed, the test substance is not It can be seen that it can be used as a therapeutic and / or prophylactic agent for hyperactivity disorder. On the other hand, if a further increase in the amount of activity or emotion is confirmed, it can be seen that the test substance can be used as a therapeutic and / or prophylactic agent for depression. In addition, for example, the information processing mechanism of the non-human animal of the present invention is preferably enhanced as compared to a wild-type animal. When the test substance administration shows a change in the results of the information processing mechanism behavior test, it can be seen that the test substance can be used as a therapeutic and / or prophylactic agent for schizophrenia. Furthermore, for the learning memory function, similarly, when a change in the results of the learning memory behavior test is observed due to the administration of the test substance, the test substance is used for the treatment of dementia such as learning memory disorder or Alzheimer's disease. And / or can be used as a prophylactic. The phenotypic selection criteria for each behavioral test is as detailed above.

2−2.アクチビンレセプターを発現している細胞を用いるスクリーニング方法
本発明のアクチビン導入動物の行動異常の解析により、アクチビンの過剰発現と精神疾患または記憶障害との関連が判明したため、アクチビンの発現量を制御することによりこれらの疾患の治療及び/予防を行うことができる。すなわち、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/予防薬のスクリーニングは、アクチビンを発現している細胞(以下、これを「アクチビン発現細胞」と称することがある)を用いても行うことができる。具体的には、アクチビン発現細胞に被検物質を添加し、該細胞に対して被検物質が与える影響をアクチビン発現量の変化を指標にして検出することにより行うことができる。
2-2. Screening method using cells expressing activin receptor Analysis of behavioral abnormalities in activin-introduced animals of the present invention revealed an association between activin overexpression and mental illness or memory impairment. Thus, these diseases can be treated and / or prevented. That is, screening for therapeutic and / or preventive drugs for mental disorders or memory disorders involving activin is also performed using cells expressing activin (hereinafter sometimes referred to as “activin-expressing cells”). Can do. Specifically, a test substance can be added to activin-expressing cells, and the influence of the test substance on the cells can be detected using changes in the activin expression level as an index.

アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/予防薬のスクリーニングは、アクチビンレセプターを発現している細胞を用いても行うことができる。具体的には、アクチビンレセプターを発現している細胞にアクチビン及び被検物質、もしくは被検物質のみを添加し、該細胞に対して被検物質が与える影響をアクチビンシグナル系の変化を指標にして検出することにより行うことができる。   Screening for therapeutic and / or prophylactic agents for psychiatric disorders or memory disorders involving activin can also be performed using cells expressing activin receptors. Specifically, activin and the test substance or only the test substance are added to cells expressing activin receptor, and the effect of the test substance on the cell is measured using changes in the activin signal system as an index. This can be done by detecting.

アクチビンは、アクチビンレセプターと結合してアクチビンシグナル系を活性化し、その機能を発現する。従って、例えば、このシグナル系に存在するある因子を増強する物質は、アクチビンにより発現される機能を増強すると考えられる。そこで、アクチビンレセプターを発現している細胞を用いれば、培養細胞系等を用いて簡便にアクチビンシグナル系に影響を与える物質のスクリーニングを行うことができる。用いる細胞としては、アクチビンレセプターを発現しているものであればいかなるものでもよいが、好ましくはアクチビンレセプターだけでなくアクチビンも発現している細胞である。このような細胞として、例えば、アクチビンレセプターを発現している線維芽細胞腫(fibloblast)、ケラチノサイト(keratinocyte)等を用いることができる。また、脳におけるアクチビンの機能を反映するという点で、例えば、海馬等から調製される脳神経細胞の初代培養細胞等が好ましく挙げられる。上記1に詳述した本発明の非ヒト動物由来のアクチビンレセプターを発現している細胞も好ましく用いられる。さらに、本来はアクチビンレセプターを発現していない細胞であっても、公知の手法によりアクチビンレセプターを導入して発現させた細胞株等も用いることができる。   Activin binds to the activin receptor, activates the activin signal system, and expresses its function. Thus, for example, a substance that enhances a factor present in this signal system is thought to enhance the function expressed by activin. Therefore, if cells expressing the activin receptor are used, a substance that affects the activin signal system can be screened easily using a cultured cell system or the like. The cells to be used may be any cells expressing activin receptor, but preferably cells expressing not only activin receptor but also activin. Examples of such cells that can be used include fibloblasts and keratinocytes that express activin receptors. Further, from the viewpoint of reflecting the function of activin in the brain, for example, primary cultured cells of cerebral nerve cells prepared from the hippocampus and the like are preferable. Cells expressing the activin receptor derived from the non-human animal of the present invention described in 1 above are also preferably used. Furthermore, even cells that originally do not express activin receptor can be used cell lines in which activin receptor is introduced and expressed by known techniques.

前記細胞への被検物質の添加は、例えば、該細胞を培養している培地に直接添加する等の方法により簡便に行うことができる。被検物質としては、上記2−1に詳述したものと同様のものを用いることができる。また、該細胞がアクチビンレセプターは発現しているがアクチビンは発現していない細胞である場合には、被検物質とともにアクチビンを投与する。アクチビンの投与量は、それを添加された細胞においてアクチビンシグナル系が活性化され得る量であればよい。   The addition of the test substance to the cells can be easily performed by, for example, a method of directly adding to the medium in which the cells are cultured. As the test substance, the same substances as those detailed in 2-1 can be used. If the cells express activin receptor but do not express activin, activin is administered together with the test substance. The dose of activin may be an amount that can activate the activin signal system in the cells to which it is added.

かくしてアクチビンシグナル系が活性化された細胞において、被検物質が該シグナル系に与える影響を解析すればよい。解析は、好ましくは被検物質を添加していない細胞と比較して行われる。被検物質が該シグナル系に与える影響の解析は、例えば、アクチビンシグナル系においてアクチビンよりも下流に存在している各種因子のいずれを解析することにより行ってもよい。このような因子としては、例えば、アクチビンレセプター、Smad2/3等が挙げられる。例えば、アクチビンレセプター、Smad2/3等の場合、これらの因子のリン酸化状態の変化をウエスタンブロッティング法等により解析すること等により、該被検物質がアクチビンシグナル系に与える影響を解析することができる。   Thus, in the cells in which the activin signal system is activated, the influence of the test substance on the signal system may be analyzed. The analysis is preferably performed in comparison with cells not added with the test substance. The influence of the test substance on the signal system may be analyzed, for example, by analyzing any of various factors existing downstream of activin in the activin signal system. Examples of such factors include activin receptor and Smad2 / 3. For example, in the case of activin receptor, Smad2 / 3, etc., the influence of the test substance on the activin signal system can be analyzed by analyzing changes in the phosphorylation state of these factors by Western blotting etc. .

解析の結果、例えば、前記アクチビンレセプターやSmad2/3のリン酸化が減少していた場合に、該被検物質はそう病または多動性障害の治療及び/予防薬として有用であると判定することができる。逆に、リン酸化が亢進していた場合には、該被検物質はうつ病の治療及び/予防薬として有用であると判定することができる。各行動テストにおける表現型の選択基準は、以上に詳述したとおりである。   As a result of analysis, for example, when phosphorylation of the activin receptor or Smad2 / 3 is decreased, it is determined that the test substance is useful as a therapeutic and / or prophylactic agent for mania or hyperactivity disorder Can do. Conversely, when phosphorylation is enhanced, it can be determined that the test substance is useful as a therapeutic and / or prophylactic agent for depression. The phenotypic selection criteria for each behavioral test is as detailed above.

2−3.アクチビンを発現している細胞を用いるスクリーニング方法
本発明のアクチビン導入動物の行動異常の解析により、アクチビンの過剰発現と精神疾患または記憶障害との関連が判明したため、アクチビンの発現量を制御することによりこれらの疾患の治療及び/予防を行うことができる。すなわち、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/予防薬のスクリーニングは、アクチビンを発現している細胞(以下、これを「アクチビン発現細胞」と称することがある)を用いても行うことができる。具体的には、アクチビン発現細胞に被検物質を添加し、該細胞に対して被検物質が与える影響をアクチビン発現量の変化を指標にして検出することにより行うことができる。
2-3. Screening method using cells expressing activin Analysis of behavioral abnormalities in activin-introduced animals of the present invention revealed an association between activin overexpression and mental illness or memory impairment. Therefore, by controlling the amount of activin expression Treatment and / or prevention of these diseases can be performed. That is, screening for therapeutic and / or preventive drugs for mental disorders or memory disorders involving activin is also performed using cells expressing activin (hereinafter sometimes referred to as “activin-expressing cells”). Can do. Specifically, a test substance can be added to activin-expressing cells, and the influence of the test substance on the cells can be detected using changes in the activin expression level as an index.

アクチビンの量が増加すれば、アクチビンシグナル系がより活性化されるので、例えば、アクチビン遺伝子に関与してアクチビンの生成量を増加させる物質は、アクチビンの機能を増強させる物質である。従って、アクチビン発現細胞を用いれば、アクチビンの発現に影響を与える物質をスクリーニングすることができる。
アクチビン発現細胞としては、アクチビンを発現し得る細胞であればいかなるものでもよいが、例えば、海馬等から調製されるアクチビンを発現している脳神経細胞の初代培養細胞等が挙げられる。ここで、アクチビンは、アクチビンβA、βB、βC、βEが挙げられる。これらの機能には大きな差がないと考えられているが、脳においては主にアクチビンβAが存在することが知られていることから、本発明においてはアクチビンβAを発現している細胞が好ましく用いられる。これらの細胞に、被検物質を添加し、該細胞に対して被検物質が与える影響をアクチビン発現量の変化を指標にして検出することができる。被検物質としては、上記2−1に詳述したものと同様のものを用いることができる。被検物質の添加は、例えば、該細胞を培養している培地に直接添加する等の方法により簡便に行うことができる。かくして被検物質を添加された細胞におけるアクチビン発現量の変化を、公知の蛋白質の解析方法、例えば、ELISA法、ウエスタンブロッティング法等により解析する。解析は、好ましくは被検物質を添加していない細胞と比較して行われる。
When the amount of activin increases, the activin signal system is more activated. For example, a substance that increases the amount of activin involved in the activin gene is a substance that enhances the function of activin. Therefore, if activin-expressing cells are used, a substance that affects activin expression can be screened.
The activin-expressing cells may be any cells that can express activin, and examples thereof include primary cultured cells of brain neurons expressing activin prepared from the hippocampus. Here, activins include activins βA, βB, βC, and βE. Although it is considered that there is no significant difference in these functions, since it is known that activin βA mainly exists in the brain, cells expressing activin βA are preferably used in the present invention. It is done. A test substance is added to these cells, and the influence of the test substance on the cells can be detected using the change in the activin expression level as an index. As the test substance, the same substances as those detailed in 2-1 can be used. The test substance can be easily added by, for example, a method of directly adding the test substance to the medium in which the cells are cultured. Thus, the change in the activin expression level in the cells to which the test substance is added is analyzed by a known protein analysis method such as ELISA or Western blotting. The analysis is preferably performed in comparison with cells not added with the test substance.

解析の結果、例えば、アクチビン発現量が減少していた場合に、該被検物質はそう病または多動性障害の治療及び/予防薬として有用であると判定することができる。逆に、発現量が増加していた場合には、該被検物質はうつ病の治療及び/予防薬として有用であると判定することができる。   As a result of the analysis, for example, when the activin expression level is decreased, it can be determined that the test substance is useful as a therapeutic and / or prophylactic agent for mania or hyperactivity disorder. Conversely, when the expression level is increased, it can be determined that the test substance is useful as a therapeutic and / or prophylactic agent for depression.

2−4.本発明のスクリーニング方法により得られた物質の製剤化方法
かくして2−1〜3および下記3に記載の本発明のスクリーニング方法により選択された物質を、それ自体公知の通常用いられる方法により製剤化し、該物質を有効成分として含むそう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、外傷後ストレス障害等の精神疾患、または学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、うつ病に伴う記憶障害等の記憶障害の治療及び/または予防薬を調製することができる。
2-4. Formulation method of the substance obtained by the screening method of the present invention Thus, the substance selected by the screening method of the present invention described in 2-1 to 3 and 3 below is formulated by a commonly used method known per se, Depression, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, schizophrenia, post-traumatic stress disorder, and other mental disorders, or learning memory impairment, memory impairment associated with aging, A therapeutic and / or prophylactic agent for memory disorders such as memory disorders associated with cerebrovascular disorders, memory disorders associated with dementia, memory disorders associated with Parkinson's disease, and memory disorders associated with depression can be prepared.

本発明の薬剤に有効成分として含まれる物質は、生理学的に許容されるそれらの塩、水和物並びに溶媒和物等であってもよい。例えば、無機塩基との塩、有機塩基との塩、無機酸との塩、有機酸との塩、塩基性または酸性アミノ酸との塩などの薬学的に許容し得る塩などがあげられる。無機塩基との塩の好適な例としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩、ならびにアルミニウム塩、アンモニウム塩などがあげられる。有機塩基との塩の好適な例としては、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピコリン、2,6-ルチジン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N,N'-ジベンジルエチレンジアミンなどとの塩があげられる。無機酸との塩の好適な例としては、例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸などとの塩があげられる。有機酸との塩の好適な例としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、フマル酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸などとの塩があげられる。塩基性アミノ酸との塩の好適な例としては、例えばアルギニン、リジン、オルチニンなどとの塩があげられ、酸性アミノ酸との好適な例としては、例えばアスパラギン酸、グルタミン酸などとの塩があげられる。   Substances contained as an active ingredient in the medicament of the present invention may be physiologically acceptable salts, hydrates, solvates and the like. Examples thereof include pharmaceutically acceptable salts such as salts with inorganic bases, salts with organic bases, salts with inorganic acids, salts with organic acids, and salts with basic or acidic amino acids. Preferable examples of the salt with an inorganic base include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt, alkaline earth metal salts such as calcium salt and magnesium salt, aluminum salt and ammonium salt. Preferable examples of the salt with an organic base include, for example, trimethylamine, triethylamine, pyridine, picoline, 2,6-lutidine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, N, N′-dibenzylethylenediamine. And salt. Preferable examples of the salt with inorganic acid include salts with hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, phosphoric acid and the like. Preferable examples of the salt with organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, oxalic acid, tartaric acid, maleic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, benzoic acid. And salt. Preferable examples of the salt with basic amino acid include salts with arginine, lysine, ortinine and the like, and preferable examples with acidic amino acid include salts with aspartic acid, glutamic acid and the like.

本発明の薬剤に有効成分として含まれる物質は、それ自体単独でそう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、外傷後ストレス障害等の精神疾患、または学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、うつ病に伴う記憶障害等の記憶障害の患者に投与することもできるが、複数の有効成分を2種以上含むこともできる。また、薬理学的に許容される製剤用添加物等を用いて医薬品組成物として調製し、これを投与するのが好ましい。例えば、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、顆粒剤、細粒剤、散剤、丸剤、マイクロカプセル剤、リポソーム製剤、トローチ、舌下剤、液剤、エリキシル剤、乳剤、懸濁剤等として経口的に、あるいは無菌の水性液もしくは油性液として製造した注射剤や、座剤、軟膏、貼付剤等として非経口的に使用できる。これらは例えば、該化合物を生理学的に認められる担体、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、安定剤、結合剤などとともに一般に認められた製剤実施に要求される単位用量形態で混和し、充填又は打錠等の当業界で周知の方法を用いて製造することができる。これらの医薬品組成物における有効成分量は指示された範囲の適当な容量が得られるようにするものである。   The substance contained as an active ingredient in the drug of the present invention is itself a mental disorder such as depression, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, schizophrenia, post-traumatic stress disorder, or Can be administered to patients with memory impairment such as learning memory impairment, memory impairment associated with aging, memory impairment associated with cerebrovascular disorder, memory impairment associated with dementia, memory impairment associated with Parkinson's disease, and memory impairment associated with depression However, it can also contain two or more active ingredients. Moreover, it is preferable to prepare and administer a pharmaceutical composition using a pharmacologically acceptable additive for pharmaceutical preparation. For example, tablets, capsules, granules, fine granules, powders, pills, microcapsules, liposome preparations, troches, sublinguals, liquids, elixirs, emulsions, suspensions, etc. As an injection, a suppository, an ointment, a patch or the like manufactured orally as a sterile aqueous liquid or oily liquid. These include, for example, the compound in admixture in a unit dosage form required for accepted pharmaceutical practice, along with physiologically recognized carriers, flavoring agents, excipients, vehicles, preservatives, stabilizers, binders, and the like, It can be produced using methods well known in the art such as filling or tableting. The amount of active ingredient in these pharmaceutical compositions is such that an appropriate volume within the indicated range is obtained.

例えば、錠剤、カプセル剤等に混和することができる添加剤としては、ゼラチン、コーンスターチ、トラガント、アラビアゴム等の結合剤、結晶性セルロース等の賦形剤、セルロース、マンニトール、又はラクトース等の充填剤、コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸等の膨化剤、澱粉、ポリビニルポリピロリドン、澱粉誘導体、又はナトリウム澱粉グリコラート等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム等の滑沢剤、ラウリル硫酸ナトリウム等の湿潤剤、ショ糖、乳糖又はサッカリン等の甘味剤、ペパーミント、アカモノ油又はチェリー等の香味剤等が用いられる。また、錠剤は必要に応じて腸溶性コーティング剤等を用いてコーティングを施すこともできる。カプセルについては、前記の添加剤にさらに油脂のような液状担体を含有することができる。   For example, additives that can be mixed into tablets, capsules and the like include binders such as gelatin, corn starch, tragacanth and gum arabic, excipients such as crystalline cellulose, fillers such as cellulose, mannitol, and lactose. , Starch, polyvinylpolypyrrolidone, starch derivatives, disintegrating agents such as sodium starch glycolate, lubricants such as magnesium stearate, wetting agents such as sodium lauryl sulfate, sucrose, lactose Alternatively, a sweetening agent such as saccharin, a flavoring agent such as peppermint, red mono oil or cherry is used. In addition, tablets can be coated with an enteric coating agent or the like as necessary. As for the capsule, a liquid carrier such as fats and oils can be further contained in the additive.

また例えば、注射剤として用いる無菌医薬品組成物は、注射用水のようなベヒクル中の活性物質、胡麻油、椰子油等の天然産出植物油等を溶解又は懸濁させるなどの通常の製剤実施に従って処方することができる。注射用の水性液としては、例えば、生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液(D-ソルビトール、D-マンニトール、塩化ナトリウム等)等が用いられ、適当な溶解補助剤、例えば、アルコール(エタノール等)、ポリアルコール(プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等)、非イオン性界面活性剤(ポリソルベート80TM、HCO-50等)等と併用することができる。油性液としては、例えば、ゴマ油、大豆油等が用いられ、溶解補助剤である安息香酸ベンジル、ベンジルアルコール等と併用することができる。また、上記の医薬品組成物には、例えば、緩衝剤(リン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液等)、無痛化剤(塩化ベンザルコニウム、塩酸プロカイン等)、安定剤(ヒト血清アルブミン、ポリエチレングリコール等)、保存剤(ベンジルアルコール、フェノール等)、及び酸化防止剤等を配合してもよい。かくして調製される注射用の水性液は、通常、該化合物を上記のような媒体に溶解させて濾過滅菌してから、適当な滅菌済みバイアル又はアンプルに充填して製造される。安定性を高めるために、該医薬品組成物を凍結させた後にバイアル中の水を真空下で除去してもよい。油性液についても水性液の場合と実質的に同様に製造できるが、該化合物を上記媒体に懸濁させた後にエチレンオキシド等により滅菌することによって好適に製造できる。 In addition, for example, a sterile pharmaceutical composition used as an injection should be formulated in accordance with normal pharmaceutical practice such as dissolving or suspending active substances in vehicles such as water for injection, naturally produced vegetable oils such as sesame oil and coconut oil, etc. Can do. As an aqueous solution for injection, for example, an isotonic solution (D-sorbitol, D-mannitol, sodium chloride, etc.) containing physiological saline, glucose and other adjuvants, etc. are used. , Alcohol (ethanol etc.), polyalcohol (propylene glycol, polyethylene glycol etc.), nonionic surfactant (polysorbate 80 , HCO-50 etc.) and the like can be used in combination. As the oily liquid, for example, sesame oil, soybean oil and the like are used, and can be used in combination with solubilizing agents such as benzyl benzoate and benzyl alcohol. The above pharmaceutical composition includes, for example, a buffer (phosphate buffer, sodium acetate buffer, etc.), a soothing agent (benzalkonium chloride, procaine hydrochloride, etc.), a stabilizer (human serum albumin, polyethylene, etc.). Glycol, etc.), preservatives (benzyl alcohol, phenol, etc.), antioxidants and the like may be incorporated. The aqueous liquid for injection thus prepared is usually produced by dissolving the compound in a medium as described above and sterilizing by filtration, and then filling it into a suitable sterilized vial or ampoule. To enhance stability, the water in the vial may be removed under vacuum after the pharmaceutical composition has been frozen. An oily liquid can be produced in substantially the same manner as in the case of an aqueous liquid, but can be preferably produced by suspending the compound in the medium and then sterilizing with ethylene oxide or the like.

かくして得られる医薬品組成物は安全で低毒性であるので、例えば、ヒトや、ヒト以外の哺乳動物に対してそう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、外傷後ストレス障害、学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、またはうつ病に伴う記憶障害等の治療及び/または予防薬として投与することができる。該組成物に含まれる有効成分である前記物質の投与量は、対象疾患、症状、対象臓器、投与対象、投与方法等により差異はあるが、例えば、経口投与する場合は、一般的に成人(体重60kgとして)においては、一日につき約0.01〜10mg、好ましくは約0.1〜5mg、より好ましくは約0.1〜2mgである。また、非経口的に投与する場合、例えば、注射剤の形で通常成人(60kgとして)に投与する場合は、一日につき約0.01〜3mg程度、好ましくは約0.01〜2mg程度、より好ましくは約0.01〜1mg程度を静脈注射により投与するのが好ましい。また、一日の投与量を一〜数回に分けて投与するのが望ましい。他の動物の場合も、60kg当たりに換算した量を同様に投与することができる。   Since the pharmaceutical composition thus obtained is safe and has low toxicity, for example, depression, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, schizophrenia for humans and non-human mammals , Post-traumatic stress disorder, learning memory disorder, memory disorder associated with aging, memory disorder associated with cerebrovascular disorder, memory disorder associated with dementia, memory disorder associated with Parkinson's disease, or memory disorder associated with depression and / or Or it can be administered as a prophylactic agent. The dose of the substance, which is an active ingredient contained in the composition, varies depending on the target disease, symptoms, target organ, administration target, administration method, and the like. (With a body weight of 60 kg), it is about 0.01 to 10 mg, preferably about 0.1 to 5 mg, more preferably about 0.1 to 2 mg per day. In addition, when administered parenterally, for example, when administered to an ordinary adult (as 60 kg) in the form of an injection, about 0.01 to 3 mg per day, preferably about 0.01 to 2 mg, more preferably about It is preferable to administer about 0.01 to 1 mg by intravenous injection. Moreover, it is desirable to administer the daily dose in one to several times. In the case of other animals, an amount converted per 60 kg can be similarly administered.

3.本発明のそううつ病または統合失調症の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法
本発明の非ヒト動物のうち、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有し、継代可能な動物は、これらの行動異常と同様の病状を呈するアクチビンが関与する精神疾患の治療及び/予防薬のスクリーニングに非常に有用であり、具体的には、例えば、そう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、外傷後ストレス障害、学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、またはうつ病に伴う記憶障害等の治療及び/予防薬のスクリーニングに有用であることは上記2に詳述したとおりである。
3. Screening method for therapeutic and / or prophylactic agent for depression and schizophrenia of the present invention Among the non-human animals of the present invention, at least increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory Animals that have any of the abnormal phenotypes and can be passaged are very useful for the screening of therapeutic and / or prophylactic drugs for psychiatric disorders involving activins that exhibit pathologies similar to these behavioral abnormalities. Specifically, for example, depression, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, schizophrenia, post-traumatic stress disorder, learning memory impairment, memory impairment associated with aging, memory associated with cerebrovascular disorder As described in detail in 2 above, it is useful for screening for therapeutic and / or preventive drugs such as disorder, memory disorder associated with dementia, memory disorder associated with Parkinson's disease, or memory disorder associated with depression.

これらの疾患のうち、そううつ病及び統合失調症は、二相性の症状を有することから治療や薬剤の開発が非常に難しい疾患として知られている。例えば、そううつ病の患者は、そう状態とうつ状態を繰り返すことを特徴としており、その反復の周期や程度を注意深く観察しながらの薬剤投与が行われる。また、統合失調症の患者は、妄想や幻聴、感情障害等を発症するが、これらの症状の発病と回復を繰り返すことで知られている。これらの二相性の症状を有する疾患では、一方の症状のみに強く効果をあらわす薬剤をむやみに投与すると、それが他方の症状に対しては悪影響を与え、結果的に病状を悪化させることがあるため、薬剤の開発にも考慮が必要である。また、例えば、現在繁用されているそう病薬、うつ病薬の中には、投与された患者のうち30〜40%程度にしか有効性を示さないものも多く、現在知られている作用機序とは異なる新たな作用機序による薬剤の開発も求められている。   Among these diseases, depression and schizophrenia are known as diseases in which treatment and drug development are very difficult because they have biphasic symptoms. For example, a patient with depression is characterized by repeating such a state and a depressed state, and drug administration is performed while carefully observing the cycle and degree of the repetition. In addition, patients with schizophrenia develop delusions, hallucinations, emotional disorders, etc., but are known to repeat the onset and recovery of these symptoms. In these biphasic symptoms, if a drug that exerts a strong effect on only one symptom is administered unnecessarily, it may adversely affect the other symptom and eventually worsen the condition. Therefore, it is necessary to consider the development of drugs. In addition, for example, many currently used drugs for depression and depression are effective only in about 30 to 40% of administered patients, and are currently known to be effective. There is also a demand for the development of drugs with a new mechanism of action different from the mechanism.

そこで、本発明者らは、本発明の非ヒト動物とともに、これと逆の症状を呈する非ヒト動物を用いて、二つの非ヒト動物における結果を解析することにより、これらの疾患の治療及び/予防薬のスクリーニングを効果的に行うことができることに想到した。アクチビンには、その作用を阻害するフォリスタチンという蛋白質が知られており(Science,247,836-838,1990、ヒトフォリスタチンcDNAのGenBank accession number: CR541813)、このフォリスタチンが過剰発現され(Molecular Endocrinology, 12, pp96-106, 1998)、かつ、本発明の動物と逆の表現系を有する非ヒト動物を用いれば(特願2004-233619号)、このようなスクリーニングが可能である。また、アクチビンが関与する精神疾患は、従来知られているそう病やうつ病の作用機序とは異なると考えられているため、かくして選択される物質は、従来用いられてきた薬剤の問題点を解決できる可能性がある。   Accordingly, the present inventors analyzed the results of these two non-human animals using the non-human animals exhibiting the opposite symptoms together with the non-human animals of the present invention, thereby treating these diseases and / or It was conceived that screening of preventive drugs can be effectively performed. In activin, a protein called follistatin that inhibits its action is known (Science, 247,836-838, 1990, GenBank accession number: CR541813 of human follistatin cDNA), and this follistatin is overexpressed (Molecular Endocrinology, 12, pp96-106, 1998), and non-human animals having an expression system opposite to that of the animal of the present invention (Japanese Patent Application No. 2004-233619) can be used for such screening. In addition, psychiatric disorders involving activin are considered to be different from the conventionally known mechanism of action for depression and depression, and thus the substances selected in this way are problematic for conventional drugs. There is a possibility that can be solved.

すなわち、本発明のそううつ病または統合失調症の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法は、上記1に詳述した本発明の非ヒト動物で少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有している動物と、フォリスタチン遺伝子が過剰発現され、かつ、少なくとも活動量、情動性、情報処理機構、および学習記憶のいずれかの指標において本発明の非ヒト動物と逆の表現型を有する動物とにそれぞれ被検物質を投与し、下記(1)または(2)のいずれかの物質を選択することを特徴としている。
(1)本発明の非ヒト動物において少なくとも活動量、情動性、情報処理機構のいずれかの指標においてその値が正常に近くなり、フォリスタチン遺伝子が過剰発現され、かつ、少なくとも活動量、情動性、情報処理機構、および学習記憶のいずれかにおいて本発明の非ヒト動物と逆の表現型を有する動物における該指標の値には影響を与えない物質。
(2)フォリスタチン遺伝子が過剰発現され、かつ、少なくとも活動量、情動性、情報処理機構、および学習記憶のいずれかにおいて本発明の非ヒト動物と逆の表現型を有する動物において少なくとも活動量、情動性、情報処理機構のいずれかの指標においてその値が正常に近くなり、本発明の非ヒト動物における該指標の値には影響を与えない物質。
That is, the method for screening for a therapeutic and / or prophylactic agent for depression and schizophrenia according to the present invention comprises at least an increase in activity, emotional abnormality, information processing in the non-human animal of the present invention detailed in 1 above. An animal having any of the phenotypes of abnormalities in mechanism and abnormalities in learning memory, overexpression of follistatin gene, and at least one of activity level, emotionality, information processing mechanism, and learning memory The test substance is administered to an animal having a phenotype opposite to that of the non-human animal of the present invention, and the substance (1) or (2) below is selected.
(1) In the non-human animal of the present invention, at least any of the indicators of activity, emotionality, and information processing mechanism has a value close to normal, the follistatin gene is overexpressed, and at least activity, emotionality A substance that does not affect the value of the index in an animal having a phenotype opposite to that of the non-human animal of the present invention in any one of information processing mechanism and learning memory.
(2) The follistatin gene is overexpressed, and at least the amount of activity in an animal having a phenotype opposite to that of the non-human animal of the present invention in any of activity amount, emotionality, information processing mechanism, and learning memory, A substance whose value is close to normal in any of the indicators of emotionality and information processing mechanism and does not affect the value of the indicator in the non-human animal of the present invention.

このようなスクリーニングを行うことにより、一方の症状には改善効果を示し、かつ、他方の症状に対して悪影響を与えて病状を悪化させることのない、そううつ病または統合失調症の治療及び/または予防薬のスクリーニングを行うことができる。
上記方法において用いられる被検物質、行動テスト、結果の解析方法等は、すべて上記1及び2に詳述したものと同様にして行うことができる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
By conducting such screening, treatment of depression or schizophrenia that shows an ameliorating effect on one symptom and does not adversely affect the other symptom and exacerbate the condition and / or Alternatively, prophylactic drugs can be screened.
The test substance, behavior test, and result analysis method used in the above method can all be performed in the same manner as described in detail in 1 and 2 above.
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited at all by these Examples.

ActivinβA前脳特異的過剰発現miceの作製
本発明の動物は、アクチビンの脳における機能を解析するため、発生初期での異常を起こさず、前脳特異的かつ脳神経回路網発達期終了後(おおよそ生後4週後以降)に発現が開始するαCaMKII promoter(Science, vol 274, pp1678-1683, 1996)の制御下でマウスActivinβAが発現するようにトランスジーン(図1参照)を作製し、アクチビン導入マウスを作製した。用いたマウスの系統はC57BLである。
Production of ActivinβA forebrain-specific overexpression mice In order to analyze the function of activin in the brain, the animal of the present invention does not cause any abnormalities in the early stages of development, and is specific for the forebrain Create a transgene (see Fig. 1) so that mouse ActivinβA is expressed under the control of the αCaMKII promoter (Science, vol 274, pp1678-1683, 1996), which begins expression after 4 weeks). Produced. The mouse strain used is C57BL.

アクチビンβA cDNA(配列番号1)は、マウスのアクチビンを発現している脳の海馬からmRNAを抽出し、RT-PCR法によりこれを増幅して取得した。Mycタグ蛋白質の塩基配列としては、公知の塩基配列(配列番号2)を用いた。まず、アクチビンβA cDNAの下流に、Mycタグ蛋白質の塩基配列を含むプライマーを用いてPCR反応を行うことにより、これらが連結されたDNAを調製した。さらに、このDNAを、αCaMKIIプロモーターとSV40 poly A配列を含むプラスミド(Invitrogen社製)に挿入することによって、これらすべてが連結されたDNA(トランスジーン)を作製した(図1)。   Activin βA cDNA (SEQ ID NO: 1) was obtained by extracting mRNA from the hippocampus of the brain expressing mouse activin and amplifying it by RT-PCR. A known base sequence (SEQ ID NO: 2) was used as the base sequence of the Myc tag protein. First, PCR was performed using a primer containing the base sequence of Myc tag protein downstream of activin βA cDNA to prepare a DNA in which these were linked. Further, this DNA was inserted into a plasmid (Invitrogen) containing an αCaMKII promoter and an SV40 poly A sequence to prepare a DNA (transgene) in which all of them were linked (FIG. 1).

次に、得られたDNAをマウス受精卵に導入した。マウスの系統としては、C57BLを用いた。マウス受精卵は、過排卵処理した雌マウスと雄マウスを交配させたのちに雌マウスから採取した受精卵を用いた。これに、マイクロインジェクション法により前記トランスジーンを導入し、得られたアクチビン遺伝子導入受精卵を偽妊娠させた雌マウスの卵管に移植して発生させ、出産させた。   Next, the obtained DNA was introduced into a mouse fertilized egg. C57BL was used as a mouse strain. As a fertilized mouse, a fertilized egg collected from a female mouse after mating a female mouse and a male mouse subjected to superovulation treatment was used. The transgene was introduced into this by the microinjection method, and the obtained activin gene-introduced fertilized eggs were transplanted into the oviducts of pseudo-pregnant female mice to give birth and give birth.

その結果、アクチビン導入マウス(アクチビントランスジェニックマウス;Activin-Myc transgenic mice:以下、これを「ACM」と略記することがある)は、独立ラインとしてACM3とACM4の合計2ライン作製された。得られた個体におけるトランスジーンの発現状態を、In situ hybridization法により解析した。プローブとしては、トランスジーンに含まれるSV40 polyA signal配列を使用し、本発明の非ヒト動物としては成熟した100日齢のマウスを使用し、コントロールの個体としては同腹から産まれた野生型マウスを使用した。その結果、野生型マウスと比較し、ACM3とACM4において海馬での発現が有意に増大していることが確認された。また、ACM3よりACM4の方がmRNAの発現量が多いことがわかった。 As a result, activin transgenic mice (activin transgenic mice; Ac tivin- M yc transgenic mice: hereinafter, sometimes abbreviated as "ACM") was a total of two lines Preparation of ACM3 the ACM4 as independent lines. The expression state of the transgene in the obtained individuals was analyzed by in situ hybridization. As a probe, the SV40 polyA signal sequence contained in the transgene is used. As a non-human animal of the present invention, a mature 100-day-old mouse is used, and as a control individual, a wild-type mouse born from the same litter is used. did. As a result, it was confirmed that the expression in the hippocampus was significantly increased in ACM3 and ACM4 as compared with the wild type mouse. In addition, ACM4 was found to have higher mRNA expression than ACM3.

次に、得られた個体内で実際にアクチビン遺伝子が発現され、アクチビンが生成されていることを確認するため、ELISA法による解析を行った。解析は、アクチビンアッセイキット(MCA1426KZZ:セロテック社製)によって行った。100日齢マウス脳の片側から海馬を摘出し、Tris buffer(0.32M sucrose, 5mM Tris-HCl pH7.0, Protease inhibitor cocktail(Sigma社製))でホモゲナイズを行った後、その抽出液を試料とした。その結果、海馬において野生型マウスとACM3ではアクチビンの発現が確認できなかったが、ACM4においては、アクチビンの存在が確認できた。ACM3、ACM4、及び野生型マウスの海馬におけるアクチビンβAの生成量をELISA法により解析した結果を図2に示す。図中、「Wild」はコントロールの野生型マウスを示し、ACM3及びACM4は本発明のアクチビン導入マウスを示す。「N.D.」は検出されなかったこと(Not detectable)を意味する。グラフの縦軸は、一匹のマウス脳の片側から取得した海馬あたりのアクチビンβA量(ng)である。   Next, in order to confirm that the activin gene was actually expressed in the obtained individual and activin was generated, analysis by ELISA was performed. The analysis was performed using an activin assay kit (MCA1426KZZ: manufactured by Cellotec). The hippocampus was excised from one side of a 100-day-old mouse brain, homogenized with Tris buffer (0.32 M sucrose, 5 mM Tris-HCl pH 7.0, Protease inhibitor cocktail (Sigma)), and the extract was used as a sample. did. As a result, in the hippocampus, the expression of activin could not be confirmed in wild type mice and ACM3, but in ACM4, the presence of activin could be confirmed. FIG. 2 shows the results of analyzing the amount of activin βA produced in the hippocampus of ACM3, ACM4, and wild type mice by ELISA. In the figure, “Wild” represents a control wild-type mouse, and ACM3 and ACM4 represent activin-introduced mice of the present invention. “N.D.” means not detectable. The vertical axis of the graph represents the amount of activin βA (ng) per hippocampus obtained from one side of one mouse brain.

海馬において野生型マウスとACM4との間に有意にアクチビン量の差がみられたことから、確かにαCaMKII promoterの制御下でアクチビンが前脳特異的に過剰に生産されていることが分かった。また、内在性のアクチビンは非常に少ないので、このELISAキットでは野生型マウスにおける内在性アクチビンの解析は難しいことが示唆された。ACM3でも海馬でのアクチビン発現自体を検出できなかったが、これについても、ACM4に較べてトランスジーンのmRNAの発現が弱いために検出限界以下となったと考えられた。ただし、次に詳述する各種行動テストにおいて、ACM3もACM4と同様の行動異常を示したことから、前記キットの検出感度以下ではあったものの、野生型マウスと比較すると多量のアクチビンが発現していると推察された。   In the hippocampus, a significant difference in the amount of activin was observed between wild-type mice and ACM4, which clearly showed that activin was overproduced specifically in the forebrain under the control of the αCaMKII promoter. In addition, since there was very little endogenous activin, it was suggested that analysis of endogenous activin in wild-type mice was difficult with this ELISA kit. Although ACM3 could not detect activin expression in the hippocampus itself, it was thought to be below the detection limit due to weaker transgene mRNA expression than ACM4. However, in various behavioral tests described in detail below, ACM3 also showed behavioral abnormalities similar to ACM4, so although it was below the detection sensitivity of the kit, a large amount of activin was expressed compared to wild type mice. It was inferred that

ACM3とACM4はそれぞれ正常に生育し、身体的特徴(姿、体重、身長、毛並み、腕力)に異常は見あたらず、雄雌ともに正常な生殖が可能であった。   ACM3 and ACM4 grew normally, and there were no abnormal physical characteristics (appearance, weight, height, fur, arm strength), and normal reproduction was possible in both males and females.

一般活動性テスト
ACMの一般的活動度を、探索行動テスト(open field test)により測定した。探索行動テストは、高い壁に囲まれた30cm×30cmの四方形(室町科学株式会社製)の中にマウスを30分間放置し、平常状態でのマウスの行動距離、行動時間、立ち上がり回数、立ち上がり時間を5分ごとに測定するテストである。
General activity test
The general activity of ACM was measured by an open field test. In the exploratory behavior test, the mouse is left in a 30 cm x 30 cm square (Muromachi Kagaku Co., Ltd.) surrounded by a high wall for 30 minutes, and the behavioral distance, behavioral time, number of rises, and rise of the mouse in a normal state This test measures time every 5 minutes.

ACM(100〜150日齢、オス)にこの実験を行ったところ、コントロール個体と較べて、ACM3では行動時間及び行動距離が有意に増大し(ANOVA, p<0.05)、ACM4では立ち上がり回数、立ち上がり時間が増大していた(ANOVA, p<0.05)(図3)。図3の[A]に、本発明のアクチビントランスジェニックマウスについて行った探索行動テスト(open field test)の結果を示した。図中、丸形(○)で示した値が本発明のアクチビン導入マウスの結果であり、四角形(□)で示した値はコントロールの野生型マウスの結果である。グラフ横軸はいずれも実験時間(分)であり、縦軸は、それぞれの時間における行動時間(sec)、行動距離(cm)、立ち上がり回数、立ち上がり時間(sec)である。   When this experiment was performed on ACM (100 to 150 days old, male), the action time and action distance increased significantly (ANOVA, p <0.05) in ACM3 compared to control individuals, and the number of rises and rises in ACM4. Time increased (ANOVA, p <0.05) (Figure 3). FIG. 3A shows the results of the open field test performed on the activin transgenic mice of the present invention. In the figure, the value indicated by a circle (◯) is the result of the activin-introduced mouse of the present invention, and the value indicated by a square (□) is the result of the control wild-type mouse. In each graph, the horizontal axis represents the experiment time (minutes), and the vertical axis represents the action time (sec), action distance (cm), number of rises, and rise time (sec) at each time.

一方、図3の[B]は、同じテストにおいて、真ん中部分を占有する時間を測定した結果を示すグラフである。縦軸は占有時間(sec)である。一般に、マウスは初めての場所では警戒心が強いため壁際部分を好み、真ん中の開放部位には滞在しない傾向にある。しかし、特にACM4では、真ん中部位の占有時間がコントロール個体に較べ有意に高いことが判明した。真ん中部分の占有時間は、risk-taking behaviorと呼ばれ、積極度合いの高さを示し、立ち上がり行動の多さは好奇心の高さを示すと言われている。   On the other hand, [B] in FIG. 3 is a graph showing the results of measuring the time taken to occupy the middle part in the same test. The vertical axis represents the occupation time (sec). In general, since mice are very alert in the first place, they prefer the edge of the wall and tend not to stay in the middle open area. However, especially in ACM4, the occupation time of the middle part was found to be significantly higher than that of the control individuals. The occupancy time in the middle is called risk-taking behavior, and is said to indicate a high degree of aggressiveness, and the amount of standing up behavior indicates a high degree of curiosity.

以上の結果は、ACMではコントロール個体に較べて有意に活動度、好奇心、積極性が高
いことを示している。なお、ANOVA(analysis of variance)は分散分析法により求めた
数値である。
These results indicate that ACM has significantly higher activity, curiosity, and aggressiveness than the control individuals. ANOVA (analysis of variance) is a numerical value obtained by an analysis of variance.

明暗テスト(light and dark test)
明暗テスト(Light and dark test)は、高い壁で囲まれた四方形を明るい場所(light)と暗い場所(dark)の2つに壁で区分し(室町科学株式会社製)、それぞれの領域をマウスが自由に行き来できるように、壁の真ん中に穴が空いている。マウスをこの装置に30分間放置し、行動を記録することにより、不安行動を測定することができる。マウスは通常暗部を好み、明部には出てこない傾向にあるので、それぞれの占有時間を測定することで、マウスの不安度合いを知ることができる。すなわち、明部の占有時間が長くなるほど不安度合いが低く、活動的で大胆であることを意味し、逆に短くなるほど不安度合いが強いことを意味する。
Light and dark test
In the light and dark test, a quadrilateral surrounded by a high wall is divided into two areas, a light place and a dark place (made by Muromachi Kagaku Co., Ltd.). There is a hole in the middle of the wall so that the mouse can move freely. Anxiety behavior can be measured by leaving the mouse in the device for 30 minutes and recording the behavior. Since mice usually prefer dark areas and do not tend to appear in bright areas, the degree of anxiety of the mice can be determined by measuring the respective occupation times. In other words, the longer the occupied time of the bright part, the lower the degree of anxiety, which means active and bold, and the shorter the time, the stronger the degree of anxiety.

ACMにこの実験を行った結果、ACM3においてはコントロール個体との間に有意な差は見られなかったが、ACM4ではコントロール個体に較べて明部の占有時間が有意に長いことが分かった(ANOVA, p<0.05)(図4)。明暗テスト(Light and dark test)の結果を図4に示す。グラフ横軸は実験時間(分)であり、縦軸は暗部の占有時間(%)である。
この結果は、ACM4では、不安度合いが減少していることを示している。
As a result of conducting this experiment on ACM, there was no significant difference between ACM3 and control individuals, but it was found that ACM4 significantly occupies the bright area compared to control individuals (ANOVA). , p <0.05) (Figure 4). The results of the light and dark test are shown in FIG. The horizontal axis of the graph is the experiment time (minutes), and the vertical axis is the dark area occupation time (%).
This result shows that the degree of anxiety is decreasing in ACM4.

強制水泳テスト(forced swimming test)
強制水泳テスト(Forced swimming test)は、円筒(直径25cm)のプールの中にマウスの足が床に着かない高さ(20cm)まで水(水温25℃)を入れ、その中にマウスを投入してマウスの活動度を測定する(15分間)テストである。マウスは通常、この逃げ場のない状態で強制的に水泳を行わせると、次第に水泳を止め、無動状態となる(いわゆる、絶望行動)。この無動時間を測定することにより、マウスの絶望に対する行動様式を知ることができる。すなわち、無動時間が短いほど絶望に対して抵抗性が高いことを意味し、逆に長いほど、絶望に対して抵抗性が低く絶望し易いことを意味する。このテストはうつ病薬のスクリーニングに繁用されている。
Forced swimming test
In the forced swimming test, water (water temperature: 25 ° C) is placed in a cylindrical pool (25 cm in diameter) to a height (20 cm) at which the mouse's feet do not reach the floor, and the mouse is placed in it. This is a test that measures the activity of mice (15 minutes). Normally, when a mouse is forced to swim without this escape, it gradually stops swimming and becomes immobile (so-called despair behavior). By measuring this immobility time, it is possible to know the behavior pattern of the mouse in despair. That is, the shorter the immobility time, the higher the resistance to despair, and the longer the non-moving time, the lower the resistance to despair, the easier it is to despair. This test is frequently used for screening for depression drugs.

15分間のテストを1日1回、2日間行った。マウスの活動度は、赤外線センサー(室町科学株式会社製)により測定した。その結果、ACM3において、2日目の無動時間がコントロール個体に較べて有意に減少していた(ANOVA, p=0.02)(図5)。この強制水泳テスト(Forced swimming test)の結果を図5に示す。グラフ横軸は実験時間(分)であり、縦軸は各1分間における無動時間(sec)である。   A 15 minute test was conducted once a day for 2 days. The activity of the mouse was measured with an infrared sensor (Muromachi Kagaku Co., Ltd.). As a result, in ACM3, the immobility time on the second day was significantly reduced compared to the control individuals (ANOVA, p = 0.02) (FIG. 5). The results of this forced swimming test are shown in FIG. The horizontal axis of the graph is the experimental time (minutes), and the vertical axis is the immobility time (sec) for each one minute.

この結果は、ACM3が絶望に対して高い抵抗性を持つことを示している。   This result indicates that ACM3 is highly resistant to despair.

高架式十字迷路テスト
高架式十字迷路テストは、十字型に組まれた4本の通路を高さ30cmの所に設置した装置(小原医科産業社製)で行われ、4本の通路のうち2本はむき出しの通路(open arm)になっており、残る2本の通路は透明なプラスチック壁で囲まれている(closed arm)。通常マウスは高所が苦手なため、open armでの存在時間がclosed armに較べて短くなる傾向がある。そこで、Open arm、closed arm、及び交差部分(center)のそれぞれにおけるマウスの存在時間を測定することにより、そのマウスの恐怖に対する行動を知ることができる。すなわち、open armでの存在時間が長くなると恐怖に対して抵抗性を有することを意味し、逆に短くなると恐怖心が強いことを意味する。
Elevated plus maze test The elevated plus maze test was conducted with a device (made by Ohara Medical Sangyo Co., Ltd.) that had four passages assembled in a cross shape at a height of 30 cm. The book is an open arm and the remaining two passages are surrounded by a transparent plastic wall (closed arm). Usually, the mouse is not good at high places, so the existence time in the open arm tends to be shorter than that in the closed arm. Therefore, by measuring the existence time of the mouse in each of the open arm, the closed arm, and the intersection (center), it is possible to know the behavior of the mouse with respect to fear. That is, it means that it has resistance to fear when the presence time in the open arm is long, and conversely, it means that fear is strong.

高架式十字迷路テストの結果を、図6に示した。open arm、closed arm、centerにおけるマウスの存在時間を測定し、それぞれの割合をグラフで示した。グラフ縦軸は各部位における占有時間の割合(%)である。その結果、ACM3では、各存在時間においてコントロール個体との間に有意差は見られなかった。一方、ACM4では、統計的に大きな有意差は得られなかった(ANOVA, p=0.06)ものの、コントロール個体に較べてopen armに存在する時間が若干長い傾向が見られた。   The result of the elevated plus maze test is shown in FIG. The duration of the mouse in open arm, closed arm, and center was measured, and the ratio of each was shown in a graph. The vertical axis of the graph represents the ratio (%) of the occupation time in each part. As a result, in ACM3, there was no significant difference from the control individual at each time of existence. On the other hand, in ACM4, a statistically significant difference was not obtained (ANOVA, p = 0.06), but the time in the open arm tended to be slightly longer than in the control individuals.

この結果から、ACM4ではコントロールに較べて若干高所における恐怖心が減少していることが示唆された。   These results suggest that ACM4 has a slightly reduced fear of heights compared to controls.

プレパルス抑制テスト(prepulse inhibition test)
プレパルス抑制テスト(Prepulse inhibition test)は、統合失調症薬のスクリーニング等に使用されている行動テストである。通常、マウスは大きい音を聞かせると大きな驚愕反応を示す。しかし、大きい音の直前に予め小さい音(以下、これを「プレパルス」と称することがある)を聞かせると、大きい音を聞いた際の驚愕反応が減少する(この現象を「prepulse inhibition(PPI)」という)。PPIの機構は、最初に入力した感覚情報の処理が、直後の刺激により乱されるのを防ぐためのニューロン回路の機能を反映していると考えられている。この機構を利用し、PPIテストによって脳内の情報処理機能の異常を解析することができる。情報の処理に不全がある場合(例えば、ヒトの統合失調症患者等)、この抑制の度合いが低下する、もしくは生じないことが知られている。
Prepulse inhibition test
The prepulse inhibition test is a behavioral test used for screening for schizophrenic drugs. Normally, mice give a big startle response when they hear loud sounds. However, if a small sound (hereinafter sometimes referred to as “prepulse”) is heard immediately before a loud sound, the startle response when the loud sound is heard decreases (this phenomenon is referred to as “prepulse inhibition (PPI) ) "). The mechanism of PPI is considered to reflect the function of the neuron circuit to prevent the processing of sensory information input first from being disturbed by the immediate stimulus. Using this mechanism, abnormalities in information processing functions in the brain can be analyzed by PPI tests. It is known that when the information processing is incomplete (for example, human schizophrenia patients, etc.), the degree of suppression is reduced or does not occur.

大きい音は120dBとし、また、その100msec前に68、71、77dBの3種類の小さい音(プレパルス)を聞かせた。大きい音を聞かせた時の驚愕反応は、マウスが飛び上がった時に生じる体重変化で測定した(San Diego Instruments社製)。ACM3にこの行動テストを行った結果を、図7に示した。プレパルス(PP)がそれぞれ68、71、77dBの場合について、マウスの120dBの音に対する驚愕反応を測定した結果を示すグラフである。縦軸はプレパルスによる抑制率(PPI)である。   The loud sound was set to 120 dB, and three small sounds (pre-pulses) of 68, 71, and 77 dB were heard 100 msec before that. The startle response when a loud sound was heard was measured by the change in body weight that occurred when the mouse jumped up (San Diego Instruments). The results of this behavior test on ACM3 are shown in FIG. It is a graph which shows the result of having measured the startle response with respect to the sound of 120 dB of a mouse | mouth, when a prepulse (PP) is 68, 71, and 77 dB, respectively. The vertical axis represents the prepulse inhibition rate (PPI).

ACM3は、68dBという小さなプレパルスでも有意に抑制の度合いが上昇した(ANOVA, p=0.0016)(図7)。このレベルのプレパルスでは、通常コントロール個体でも抑制の度合いは低い。このように反応性の増大が見られたことの意味づけは不明であるが、少なくともPPIにおける抑制の度合いは増大し、情報処理機構の不全は見られないことがわかった。
以上の結果から、本発明者らによって作製されたアクチビン導入マウスは、野生型マウスに較べて活動量が大きく、好奇心が強く、そして、不安や絶望に対して抵抗があることがわかった。また、情報処理機構の不全は見られなかった。これらの結果から、このアクチビン導入マウスは、そう病や多動性障害のモデルマウスとなることが示された。
ACM3 significantly increased the degree of suppression even with a prepulse as small as 68 dB (ANOVA, p = 0.0016) (FIG. 7). At this level of prepulse, the degree of suppression is low even in normal control individuals. Although the meaning of the increase in reactivity was not clear, it was found that at least the degree of suppression in PPI increased and no failure of the information processing mechanism was observed.
From the above results, it was found that the activin-introduced mice produced by the present inventors had a greater activity, increased curiosity, and resistance to anxiety and despair compared to wild-type mice. Moreover, the failure of the information processing mechanism was not seen. From these results, this activin-introduced mouse was shown to be a model mouse for mania and hyperactivity disorder.

恐怖条件付け学習テスト
ACMマウスに対して恐怖条件付け学習テストを行った。箱の中にマウスを入れ、恐怖条件(電気ショック)を与えると、マウスは箱と電気ショックの間に関連がある事を学習(連合学習)する。フリージング反応(呼吸以外の動きが停止する怯えの反応)を示した時間を測定する事により、恐怖条件を覚えているか否かを判定した。フリージング反応は、ビデオカメラによりマウスの動きを記録し、後にパソコンによる画像解析によりフリージング反応か否かの判定を行った。
条件刺激は、マウスを箱の中に入れた2分後に3秒間隔で4回0.5mA-0.5secで電気ショックを与え(training)、刺激終了4分後にマウスを箱から取り出し、ホームケージ(マウスを普段飼育する籠)に戻した。次の日に、同箱に再びマウスを投入し(test-1)、フリージング反応を解析した。この時、電気ショックは与えない。さらに次の日に(test-2)、同箱にマウスを入れ電気ショックを与えずにフリージング反応を観察した。
Fear conditioning learning test
A fear conditioning learning test was performed on ACM mice. When a mouse is placed in a box and a fear condition (electric shock) is given, the mouse learns that there is a connection between the box and the electric shock (associative learning). By measuring the time during which a freezing reaction (a frightening reaction in which movements other than breathing stopped) was measured, it was determined whether or not the fear condition was remembered. For the freezing reaction, the movement of the mouse was recorded by a video camera, and it was later determined whether or not it was a freezing reaction by image analysis using a personal computer.
Conditional stimulation was performed by applying electric shock (training) at 0.5 mA-0.5 sec 4 times at 3 second intervals 2 minutes after placing the mouse in the box, and taking the mouse out of the box 4 minutes after the completion of stimulation, Was returned to the normal cage. On the next day, the mouse was again placed in the box (test-1) and the freezing reaction was analyzed. At this time, no electric shock is given. The next day (test-2), mice were placed in the box and the freezing reaction was observed without applying an electric shock.

Training時におけるフリージング反応は、ACM4はwildに比べ有意に素早く上昇した(図8)。この事は学習習得能力がwildに比べ高い事を示す。
Test-1において、ACM4はwildと比べ有意な差を示さなかったが、Test-2においてフリージング反応の有意な上昇を示した(図8)。この結果は、アクチビンが記憶の再固定を促進する作用を持っていることを示している。
The freezing response during training increased significantly more rapidly with ACM4 than with wild (FIG. 8). This indicates that learning ability is higher than wild.
In Test-1, ACM4 did not show a significant difference compared to wild, but Test-2 showed a significant increase in freezing response (FIG. 8). This result indicates that activin has the effect of promoting memory re-fixation.

本発明の非ヒト動物は、そう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、外傷後ストレス障害等のアクチビンが関与する精神疾患または学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、うつ病に伴う記憶障害等の記憶障害のモデル動物として用いられ、これらによりアクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/予防薬のスクリーニングを行うことができる。   The non-human animal of the present invention can be used for depression, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, schizophrenia, post-traumatic stress disorder, etc. It is used as a model animal for memory impairment such as memory impairment associated with memory impairment, memory impairment associated with cerebrovascular disorder, memory impairment associated with dementia, memory impairment associated with Parkinson's disease, memory impairment associated with depression, etc. Screening for therapeutic and / or prophylactic agents for disease or memory impairment can be performed.

本発明のアクチビン導入マウスの作製に用いたトランスジーンの構造を示した図である。It is the figure which showed the structure of the transgene used for preparation of the activin introduction | transduction mouse | mouth of this invention. 本発明のアクチビン導入マウスについて、海馬におけるアクチビンβAの生成量をELISA法により解析した結果である。It is the result of having analyzed the production amount of the activin (beta) A in a hippocampus by ELISA method about the activin introduction | transduction mouse | mouth of this invention. [A]は、本発明のアクチビン導入マウスについて行った探索行動テスト(open field test)の結果を示すグラフである。[B]は、同じテストにおいて、真ん中部分を占有する時間を測定した結果を示すグラフである。縦軸は占有時間(sec)である。[A] is a graph showing the results of an open field test performed on the activin-introduced mice of the present invention. [B] is a graph showing the results of measuring the time taken to occupy the middle part in the same test. The vertical axis represents the occupation time (sec). 本発明のアクチビン導入マウスについて行った明暗テスト(Light and dark test)の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the light and dark test (Light and dark test) performed about the activin introduction | transduction mouse | mouth of this invention. 本発明のアクチビン導入マウスについて行った強制水泳テスト(Forced swimming test)の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the forced swimming test (Forced swimming test) performed about the activin introduction | transduction mouse | mouth of this invention. 本発明のアクチビン導入マウスについて行った高架式十字迷路テストの結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the elevated plus maze test performed about the activin introduction | transduction mouse | mouth of this invention. 本発明のアクチビン導入マウスACM3について行ったプレパルス抑制テスト(Prepulse inhibition test)の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the prepulse inhibition test (Prepulse inhibition test) performed about the activin introduction | transduction mouse | mouth ACM3 of this invention. 本発明のアクチビン導入マウスACM4について行った恐怖条件付け学習テストの結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the fear conditioning learning test done about activin introduction | transduction mouse | mouth ACM4 of this invention.

Claims (16)

アクチビン遺伝子が少なくとも脳で過剰発現され、かつ、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有する継代可能な非ヒト動物、またはその子孫。 A non-passable non-human animal in which the activin gene is overexpressed at least in the brain and has at least a phenotype of increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory abnormality, Or its descendants. 少なくとも脳で活性化されるプロモーターの制御下におかれたアクチビン遺伝子が導入され、かつ、継代可能であることを特徴とする非ヒト動物、またはその子孫。 A non-human animal or a progeny thereof, wherein an activin gene placed under the control of a promoter activated at least in the brain is introduced and can be passaged. プロモーターが、さらに生殖器官で活性化されないものであることを特徴とする請求項2に記載の動物。 The animal according to claim 2, wherein the promoter is further not activated in the reproductive organs. プロモーターが、脳神経回路網発達期以降に活性化されるものであることを特徴とする請求項2または3に記載の動物。 The animal according to claim 2 or 3, wherein the promoter is activated after the developmental period of the brain neural network. プロモーターが、前脳特異的に活性化されるものであることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の動物。 The animal according to any one of claims 2 to 4, wherein the promoter is activated specifically in the forebrain. プロモーターが、CaMKIIプロモーターである請求項2〜5のいずれかに記載の動物。 The animal according to any one of claims 2 to 5, wherein the promoter is a CaMKII promoter. 動物が、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有することを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載の動物。 The animal according to any one of claims 2 to 6, wherein the animal has a phenotype of at least an increase in activity, an emotional abnormality, an information processing mechanism abnormality, or a learning memory abnormality. . 下記(1)〜(3)の工程を含むことを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載の動物の製造方法。
(1)少なくとも脳で活性化されるプロモーターの制御下におかれたアクチビン遺伝子を非ヒト動物受精卵に導入する。
(2)前記受精卵を発生させ、得られた非ヒト動物を解析して、該アクチビン遺伝子が導入された個体を選択する。
(3)選択された個体が、継代可能であることを確認する。
The method for producing an animal according to any one of claims 2 to 6, comprising the following steps (1) to (3).
(1) An activin gene placed under the control of a promoter activated at least in the brain is introduced into a fertilized egg of a non-human animal.
(2) Generate the fertilized egg, analyze the obtained non-human animal, and select an individual into which the activin gene has been introduced.
(3) Confirm that the selected individual can be passaged.
下記(1)〜(3)の工程を含むことを特徴とする、請求項1または7に記載の動物の製造方法。
(1)アクチビン遺伝子を非ヒト動物受精卵に導入する。
(2)前記受精卵を発生させ、得られた非ヒト動物を解析して、アクチビン遺伝子が過剰発現された個体を選択する。
(3)選択された個体が、少なくとも活動量の上昇、情動性の異常、情報処理機構の異常、および学習記憶の異常のいずれかの表現型を有し、かつ継代可能であることを確認する。
The method for producing an animal according to claim 1 or 7, comprising the following steps (1) to (3).
(1) The activin gene is introduced into a non-human animal fertilized egg.
(2) The fertilized egg is generated, and the obtained non-human animal is analyzed to select an individual in which the activin gene is overexpressed.
(3) Confirm that the selected individual has at least one of the phenotypes of increased activity, emotional abnormality, information processing mechanism abnormality, and learning memory abnormality and can be passaged. To do.
請求項1または7に記載の動物に被検物質を投与し、該動物に対して被検物質が与える影響を、該動物のアクチビンの過剰発現が誘導する表現型の変化を指標にして検出することを特徴とする、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法。 A test substance is administered to the animal according to claim 1 or 7, and the influence of the test substance on the animal is detected by using a phenotypic change induced by overexpression of activin in the animal as an index. A screening method for a therapeutic and / or prophylactic agent for a psychiatric disorder or memory disorder involving activin. アクチビンレセプターを発現している細胞にアクチビン及び被検物質、もしくは被検物質のみを添加し、該細胞に対して被検物質が与える影響をアクチビンシグナル系の変化を指標にして検出することを特徴とする、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法。 Activin and test substance, or only test substance are added to cells expressing activin receptor, and the effect of the test substance on the cells is detected using changes in the activin signal system as an indicator A method for screening a therapeutic and / or prophylactic agent for a mental illness or memory disorder involving activin. アクチビン発現細胞に被検物質を添加し、該細胞に対して被検物質が与える影響をアクチビン発現量の変化を指標にして検出することを特徴とする、アクチビンが関与する精神疾患または記憶障害の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法。 A test substance is added to an activin-expressing cell, and the effect of the test substance on the cell is detected by using a change in the activin expression level as an index. A screening method for therapeutic and / or prophylactic agents. アクチビンが関与する精神疾患がそう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、または外傷後ストレス障害である請求項10〜12のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 10 to 12, wherein the psychiatric disorder involving activin is depression, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, schizophrenia, or post-traumatic stress disorder. アクチビンが関与する記憶障害が学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、またはうつ病に伴う記憶障害である請求項10〜12のいずれかに記載の方法。 The memory disorder involving activin is learning memory disorder, memory disorder associated with aging, memory disorder associated with cerebrovascular disorder, memory disorder associated with dementia, memory disorder associated with Parkinson's disease, or memory disorder associated with depression The method in any one of 10-12. 請求項13または14に記載の方法により選択される物質を製剤化することを特徴とする、そう病、うつ病、そううつ病、多動性障害、自閉症、統合失調症、外傷後ストレス障害、学習記憶障害、老化に伴う記憶障害、脳血管障害に伴う記憶障害、認知症に伴う記憶障害、パーキンソン病に伴う記憶障害、またはうつ病に伴う記憶障害の治療及び/または予防薬の製造方法。 Depressant, depression, depression, hyperactivity disorder, autism, schizophrenia, post-traumatic stress, characterized by formulating a substance selected by the method according to claim 13 or 14 Disorders, learning and memory disorders, memory disorders associated with aging, memory disorders associated with cerebrovascular disorders, memory disorders associated with dementia, memory disorders associated with Parkinson's disease, or memory disorders associated with depression Method. 請求項1または7に記載の動物と、フォリスタチン遺伝子が過剰発現され、かつ、少なくとも活動量、情動性、情報処理機構、および学習記憶のいずれかの指標において、請求項1または7に記載の動物と逆の表現型を有する動物とにそれぞれ被検物質を投与し、下記(1)または(2)のいずれかの物質を選択することを特徴とするそううつ病または統合失調症の治療及び/または予防薬のスクリーニング方法。
(1)請求項1または7に記載の動物において少なくとも活動量、情動性、情報処理機構のいずれかの指標においてその値が正常に近くなり、フォリスタチン遺伝子が過剰発現され、かつ、少なくとも活動量、情動性、情報処理機構、および学習記憶のいずれかにおいて請求項1または7に記載の動物と逆の表現型を有する動物における該指標の値には影響を与えない物質。
(2)フォリスタチン遺伝子が過剰発現され、かつ、少なくとも活動量、情動性、情報処理機構、および学習記憶のいずれかにおいて請求項1または7に記載の動物と逆の表現型を有する動物において少なくとも活動量、情動性、情報処理機構のいずれかの指標においてその値が正常に近くなり、請求項1または7に記載の動物における該指標の値には影響を与えない物質。
The animal according to claim 1 or 7, wherein the follistatin gene is overexpressed, and at least in any of the indicators of activity, emotionality, information processing mechanism, and learning memory Treatment of depression or schizophrenia, comprising administering a test substance to an animal having an opposite phenotype and selecting either of the following substances (1) or (2): / Or screening method for preventive drugs.
(1) In the animal according to claim 1 or 7, the value is at least normal in any of the indicators of activity, emotionality, and information processing mechanism, the follistatin gene is overexpressed, and at least the activity A substance that does not affect the value of the indicator in an animal having a phenotype opposite to that of the animal according to claim 1 or 7 in any of emotion, information processing mechanism, and learning memory.
(2) at least in an animal in which the follistatin gene is overexpressed and has a phenotype opposite to that of the animal of claim 1 or 7 in at least one of activity, emotionality, information processing mechanism, and learning memory The substance which does not affect the value of the said index in the animal of Claim 1 or 7, in which the value becomes close to normal in any of the index of activity amount, emotionality, and information processing mechanism.
JP2005230346A 2004-08-10 2005-08-09 New non-human animal Pending JP2006075155A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005230346A JP2006075155A (en) 2004-08-10 2005-08-09 New non-human animal

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004233618 2004-08-10
JP2005230346A JP2006075155A (en) 2004-08-10 2005-08-09 New non-human animal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006075155A true JP2006075155A (en) 2006-03-23

Family

ID=36155124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005230346A Pending JP2006075155A (en) 2004-08-10 2005-08-09 New non-human animal

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006075155A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yin et al. Otud7a knockout mice recapitulate many neurological features of 15q13. 3 microdeletion syndrome
Kim et al. Axon regeneration in young adult mice lacking Nogo-A/B
Montag-Sallaz et al. Misguided axonal projections, neural cell adhesion molecule 180 mRNA upregulation, and altered behavior in mice deficient for the close homolog of L1
Kojima et al. Genetic disruption of the alternative splicing of drebrin gene impairs context-dependent fear learning in adulthood
JP2016516399A (en) Transgenic non-human organism having non-functional TSPO gene
JP2002507898A (en) Apolipoprotein E transgenic animals and methods of analysis
Wang et al. Sh3rf2 haploinsufficiency leads to unilateral neuronal development deficits and autistic-like behaviors in mice
Dedic et al. Mouse models of depression
Hawkins et al. Epilepsy and neurobehavioral abnormalities in mice with a dominant-negative KCNB1 pathogenic variant
Santander et al. Lack of Flvcr2 impairs brain angiogenesis without affecting the blood-brain barrier
JP4613824B2 (en) Transgenic non-human mammal
JP2009201501A (en) alpha2,3-SIALIC ACID TRANSFERASE (ST3GalIV) DEFECTIVE NON-HUMAN ANIMAL AND SCREENING PROCESS USING THE SAME
JP4027803B2 (en) Transgenic animal having drug metabolizing enzyme gene and use thereof
JP7012310B2 (en) Mental illness model animals and their manufacturing methods
JP2006075156A (en) New non-human animal
JP2006075155A (en) New non-human animal
WO2005115135A9 (en) Mouse model of crohn’s disease and a method to develop specific therapeutics
US9562272B2 (en) Screening method for therapeutic agent for chondropathy and modified chondrocyte for treatment of chondropathy
JP2007000028A (en) New non-human animal
KR102419224B1 (en) Htr2b gene knockout mouse
KR102659588B1 (en) Gng8 knock-out brain neurodevelopment disorder animal model
JPWO2007043589A1 (en) Schizophrenia animal model
JP2008131918A (en) USE OF PROTEIN PHOSPHATASE 2Cepsilon (PP2Cepsilon) HAVING AMPK DEPHOSPHORIZATION ENZYME ACTION
JP3817638B2 (en) Transgenic non-human mammal
Escayg et al. Early-life febrile seizures worsen adult phenotypes in Scn1a mutants.

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080704

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20090624

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110510

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111025