JP2008237204A - Diseased model animal, cell, tissue, orchis, animal for mating, method for producing germ cell, germ cell, cultured cell, screening method, medicinal composition, pregnacy-diagnosing kit, detection method, polynucleotide, polypeptide, and antibody - Google Patents

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宏光 田中
Yoshitake Nishimune
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明彦 奥山
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晃 辻村
Yasushi Miyagawa
康 宮川
Shinji Irie
新司 入江
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tool useful on the researches of low pregnant or sterile conditions and therapeutic methods. <P>SOLUTION: A Meichroacidin (MCA) homo defective mouse in which the first exon of MCA gene is deleted by a gene targeting technique exhibits azoospermia wherein sperm cells can be seen in the testis, but can not be seen in epididymis. Thus, the MCA homo defective mouse is useful as a model animal for the azoospermia. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は疾患の現象解明や治療法の確立に有用な疾患モデル動物などのツールに関するものである。また、本発明は、妊孕可能性の推定及び不妊症の原因の同定を可能にする技術に関するものでもある。   The present invention relates to a tool such as a disease model animal that is useful for elucidating disease phenomena and establishing treatment methods. The present invention also relates to a technique that enables estimation of fertility and identification of the cause of infertility.

近年、少子化の問題が頻繁に取り上げられ、この問題を解消するために様々な対策が模索されている。少子化の対策として、不妊症により子供を授からない夫婦を救済することが重要であることは言うまでもない。   In recent years, the problem of declining birthrate has been frequently taken up, and various measures are being sought to solve this problem. Needless to say, it is important to rescue couples who have no children due to infertility as a countermeasure to the declining birthrate.

非特許文献1では、子供を望む夫婦のうちの約15%が2年たっても妊娠できないことが報告されている。近年では、体外受精(IVF;In Vitro Fertilization)の技術発展により、精子の活動能が低い場合においても妊娠出産が可能になっているが、不妊の背後にある分子メカニズムは依然として明らかになっていない。   Non-Patent Document 1 reports that about 15% of couples who want children can not get pregnant even after two years. In recent years, the development of in vitro fertilization (IVF) technology has enabled pregnancy and birth even when sperm activity is low, but the molecular mechanism behind infertility remains unclear. .

非特許文献2によると、マウスにおける雄性不妊の研究により、妊孕性に影響を与える多くの遺伝子の存在が明らかになっており、これらの遺伝子の変異がヒトにおいても男性不妊を引き起こす一因となっている可能性がある。   According to Non-Patent Document 2, studies on male infertility in mice have revealed the existence of many genes that affect fertility, and mutations in these genes contribute to male infertility in humans. It may have become.

哺乳類の雄性生殖細胞の成熟は、数々の構造的及び機能的変化を経てなされる。その過程は精子形成と呼ばれ、主として(1)精原細胞の増殖及び分化、(2)精母細胞の前期段階における減数分裂、及び(3)半数体円形精子細胞から精子への分化の際の急激な形態変化、の3つの段階を含んでいる。   Maturation of mammalian male germ cells occurs through a number of structural and functional changes. The process is called spermatogenesis, and is mainly involved in (1) proliferation and differentiation of spermatogonia, (2) meiosis in the early stage of spermatocytes, and (3) differentiation from haploid round sperm cells to sperm. It includes three stages of rapid shape change.

上記の(2)の減数分裂期に特異的に発現するタンパク質として、Meichroacidin(以下「MCA」という)が知られている。MCA遺伝子は、最初にマウスにおいて単離された(非特許文献3)。その遺伝子産物は、パキテン期精母細胞の細胞質に発現し、減数分裂期に核膜が消失すると染色体や紡錘体に結合することが分かっている。このことから、上記の遺伝子産物はMale Meiotic Metaphase Chromosome-Associated Acidic Proteinの頭文字をとってMeichroacidinと名付けられた。MCAタンパク質は特異的なアミノ酸の反復配列を含んでおり、後にこの反復配列はMORNモチーフと名付けられた(非特許文献4)。   Meichroacidin (hereinafter referred to as “MCA”) is known as a protein that is specifically expressed in the above-mentioned meiosis phase (2). The MCA gene was first isolated in mice (Non-patent Document 3). The gene product is expressed in the cytoplasm of pachytene spermatocytes, and is known to bind to chromosomes and spindles when the nuclear membrane disappears during meiosis. From this, the above gene product was named Meichroacidin after the initial of Male Meiotic Metaphase Chromosome-Associated Acidic Protein. The MCA protein contains a specific amino acid repetitive sequence, which was later named the MORN motif (Non-patent Document 4).

その後、ヒトMCA遺伝子も単離され、解析の結果、ヒトMCAタンパク質は精子の鞭毛、基底小体及びアクロソームにおいて発現していることが明らかになった(非特許文献5)。また、マウスにおいてMCAタンパク質が精子の鞭毛にも発現していることも明らかになった。   Thereafter, the human MCA gene was also isolated, and as a result of analysis, it was revealed that the human MCA protein was expressed in sperm flagella, basal body and acrosome (Non-patent Document 5). It was also revealed that MCA protein is expressed in sperm flagella in mice.

なお、MCAタンパク質は、ヒトやマウスなどの哺乳動物だけでなく、コイやホヤの精子の鞭毛にも発現していることが知られている(非特許文献6,7)。
de Kretser DM et al., J Clin Endocrinol Metab. 1999; 84: 3443-3450. Matzuk MM et al., Nat Cell Biol. 2002; 4(Supp1): S41-S49 / Nat Med. 2002; 8 (Supp1): S33-S40. Tsuchida J et al., Dev Biol. 1998 May 1;197(1):67-76. Takeshima H et al., Mol Cell. 2000 July ;6(1):11-22. Yasuhiro M et al., Reproductive Medicine and Biology. 2005; 4: 213-219. Ju TK and Huang FL., Biol Reprod. 2004 Nov; 71(5):1419-1429. Epub 2004 Jun 23. Satouh Y et al., Mol Biol Cell. 2005 Feb; 16(2):626-636. Epub 2004 Nov 24.
In addition, it is known that the MCA protein is expressed not only in mammals such as humans and mice but also in flagella of carp and squirt sperm (Non-patent Documents 6 and 7).
de Kretser DM et al., J Clin Endocrinol Metab. 1999; 84: 3443-3450. Matzuk MM et al., Nat Cell Biol. 2002; 4 (Supp1): S41-S49 / Nat Med. 2002; 8 (Supp1): S33-S40. Tsuchida J et al., Dev Biol. 1998 May 1; 197 (1): 67-76. Takeshima H et al., Mol Cell. 2000 July; 6 (1): 11-22. Yasuhiro M et al., Reproductive Medicine and Biology. 2005; 4: 213-219. Ju TK and Huang FL., Biol Reprod. 2004 Nov; 71 (5): 1419-1429. Epub 2004 Jun 23. Satouh Y et al., Mol Biol Cell. 2005 Feb; 16 (2): 626-636. Epub 2004 Nov 24.

しかしながら、男性不妊の病態や治療法を研究する際に有用なツールとなる疾患モデル動物は未だ十分に得られていない。一口に男性不妊といっても、その原因は、生殖細胞自体の欠失から精子の受精不全まで多岐に渡る。従って、病態に応じた有効な治療法を確立するためには、様々な男性不妊モデル動物を得ることが望まれている。   However, disease animal models that can be useful tools for studying the pathology and treatment of male infertility have not been sufficiently obtained. The cause of male infertility ranges from the loss of germ cells themselves to the failure of fertilization of sperm. Therefore, in order to establish an effective treatment method according to the disease state, it is desired to obtain various male infertility model animals.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、低妊孕性又は不妊症の病態や治療法を研究する上で有用なツールを提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said subject, The 1st objective is to provide a useful tool in studying the pathological condition and treatment method of low fertility or infertility.

また、男性不妊を診断するための有効な遺伝子診断方法も、未だ十分に確立されていない。   In addition, an effective genetic diagnosis method for diagnosing male infertility has not been sufficiently established.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その第2の目的は、妊孕可能性の推定及び不妊症の原因の同定を可能にすることにある。   This invention is made | formed in view of the said subject, The 2nd objective is to enable the estimation of the fertility possibility and the identification of the cause of infertility.

本願発明者は、後述する実施例に示すように、MCA遺伝子が欠損し、MCAを発現しないMCA欠損マウスを作製した結果、このマウスが不妊症になることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As shown in the Examples described later, the present inventor has found that this mouse becomes infertile as a result of producing an MCA-deficient mouse that is deficient in the MCA gene and does not express MCA, thereby completing the present invention. It was.

すなわち、上記第1の目的を達成するために、本発明に係る疾患モデル動物は、正常なMCAタンパク質の発現が低下し、低妊孕性又は不妊症を呈するオスの非ヒト哺乳動物であることを特徴とする。   That is, in order to achieve the first object described above, the disease model animal according to the present invention is a male non-human mammal exhibiting low fertility or infertility in which normal MCA protein expression is decreased. It is characterized by.

或いは、本発明に係る疾患モデル動物は、正常なMCAタンパク質が発現しないオスの非ヒト哺乳動物であることを特徴とするものであってもよい。   Alternatively, the disease model animal according to the present invention may be a male non-human mammal that does not express normal MCA protein.

さらに或いは、本発明に係る疾患モデル動物は、MCA遺伝子が欠損したオスの非ヒト哺乳動物であることを特徴とするものであってもよい。   Further alternatively, the disease model animal according to the present invention may be a male non-human mammal deficient in the MCA gene.

これにより、低妊孕性又は不妊症の新規のモデル動物が提供される。   This provides a new model animal with low fertility or infertility.

また、上記疾患モデル動物は、低妊孕性又は不妊症を呈することが好ましい。また、上記非ヒト哺乳動物はマウスであることが好ましい。また、上記疾患モデル動物は無精子症を呈することが好ましい。   The disease model animal preferably exhibits low fertility or infertility. The non-human mammal is preferably a mouse. The disease model animal preferably exhibits azoospermia.

本発明に係る細胞は、上述した疾患モデル動物から単離されたものであることを特徴とする。また、本発明に係る別の細胞は、MCA遺伝子が欠損又は変異し、低妊孕性又は不妊症を呈するヒト男性から単離されたものであることを特徴とする。なお、上記細胞は、生殖細胞であることが好ましい。   The cell according to the present invention is isolated from the disease model animal described above. Another cell according to the present invention is characterized in that the MCA gene is deficient or mutated and isolated from a human male exhibiting low fertility or infertility. In addition, it is preferable that the said cell is a germ cell.

本発明に係る精巣内の組織又は精巣は、上述した疾患モデル動物又は上述したヒト男性から単離されたものであることを特徴とする。   The tissue or testis in the testis according to the present invention is characterized by being isolated from the above-mentioned disease model animal or the above-mentioned human male.

本発明に係る交配用動物は、上述した疾患モデル動物を作製するための交配に用いられ、MCA遺伝子の一部又は全部が欠損している非ヒト哺乳動物であることを特徴とする。この交配用動物を用いれば、上述した疾患モデル動物を容易に作製することができる。   The animal for mating according to the present invention is a non-human mammal that is used for mating to produce the above-mentioned disease model animal and is deficient in part or all of the MCA gene. By using this animal for mating, the above-mentioned disease model animal can be easily produced.

本発明に係る生殖細胞生産方法は、低妊孕性又は不妊の雄性生殖細胞を生産するための生殖細胞生産方法であって、オスの哺乳動物由来の培養細胞又はオスの哺乳動物から単離された細胞である哺乳動物細胞が有するMCA遺伝子を欠損させる遺伝子欠損工程と、上記遺伝子欠損工程によってMCA遺伝子が欠損した哺乳動物細胞を生殖細胞へ分化させる分化誘導工程とを含んでいることを特徴とする。   A germ cell production method according to the present invention is a germ cell production method for producing a low fertility or infertility male germ cell, which is isolated from a cultured cell derived from a male mammal or a male mammal. A gene deletion step of deficient in the MCA gene possessed by the mammalian cell, and a differentiation induction step of differentiating the mammalian cell deficient in the MCA gene in the gene deficiency step into a germ cell. To do.

本発明に係る生殖細胞は、オスの非ヒト哺乳動物の生殖細胞であって、MCA遺伝子が欠損し、低妊孕性又は不妊を呈することを特徴とする。   The germ cell according to the present invention is a germ cell of a male non-human mammal, and is characterized by being deficient in the MCA gene and exhibiting low fertility or infertility.

本発明に係る培養細胞は、ヒト男性由来の培養細胞であって、MCA遺伝子が欠損し、低妊孕性又は不妊を呈する生殖細胞であることを特徴とする。   The cultured cell according to the present invention is a cultured cell derived from a human male and is a germ cell that lacks the MCA gene and exhibits low fertility or infertility.

本発明に係るスクリーニング方法は、低妊孕性又は不妊症の治療薬の候補化合物をスクリーニングするためのスクリーニング方法であって、上述した疾患モデル動物、細胞、組織若しくは精巣、雄性生殖細胞、生殖細胞、又は培養細胞に対して上記候補化合物を作用させ、その結果を評価する工程を含んでいることを特徴とする。   The screening method according to the present invention is a screening method for screening a candidate compound for a therapeutic drug for hypofertility or infertility, which comprises the above-mentioned disease model animal, cell, tissue or testis, male germ cell, germ cell Or a step of allowing the candidate compound to act on cultured cells and evaluating the result.

本発明に係る低妊孕性又は不妊症の治療及び/又は予防用医薬組成物は、上述したスクリーニング方法によって得られた化合物を主成分として含むことを特徴とする。   The pharmaceutical composition for the treatment and / or prevention of hypofertility or infertility according to the present invention is characterized by comprising as a main component a compound obtained by the screening method described above.

また、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る妊孕性診断キットは、ヒトMCA遺伝子の欠損又は変異の有無を検出するための試薬を含んでいることを特徴とする。   In order to achieve the second object, the fertility diagnostic kit according to the present invention includes a reagent for detecting the presence or absence of a human MCA gene deletion or mutation.

上記試薬は、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒトMCA遺伝子の翻訳領域の第92位の塩基および第121位の塩基のうちの少なくとも一方の塩基の変異の有無を検出するものであることが好ましい。   When the adenine encoding the translation initiation codon is the 1st base, the above reagent is a mutation of at least one of the 92nd base and the 121st base of the translation region of the human MCA gene. It is preferable to detect the presence or absence.

具体的には、上記試薬は、ヒトMCA遺伝子の上記第92位の塩基および第121位の塩基のうちの少なくとも一方の塩基を含む領域を増幅させるためのプライマーの組と、上記領域の塩基配列を決定するための塩基配列決定試薬とを含んでいてもよい。   Specifically, the reagent comprises a primer set for amplifying a region containing at least one of the 92nd base and the 121st base of the human MCA gene, and the base sequence of the region And a nucleotide sequence determination reagent for determining.

或いは、上記試薬は、上記変異の有無をインベーダー法によって検出するものであってもよい。   Alternatively, the reagent may detect the presence or absence of the mutation by an invader method.

さらに或いは、上記試薬は、上記変異の有無をSMMD法によって検出するものであってもよい。   Alternatively, the reagent may detect the presence or absence of the mutation by the SMMD method.

また、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る検出方法は、ヒトから単離された生体サンプルを用いて上記ヒトにおける遺伝子の欠損又は変異を検出する検出方法であって、ヒトMCA遺伝子の欠損又は変異の有無を検出する工程を含んでいることを特徴とする。   In order to achieve the second object, a detection method according to the present invention is a detection method for detecting a gene deficiency or mutation in the human using a biological sample isolated from human, It includes a step of detecting the presence or absence of a defect or mutation in the MCA gene.

MCA遺伝子の欠損又は変異は男性の妊孕性に影響を与えるため、上記妊孕性診断キット又は検出方法により、妊孕可能性の推定及び不妊症の原因の同定が可能になる。   Since the deficiency or mutation of the MCA gene affects male fertility, the fertility diagnostic kit or detection method described above makes it possible to estimate fertility and identify the cause of infertility.

また、上記第1の目的を達成するために、本発明に係るポリヌクレオチドは、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の塩基配列において第92位の塩基がシトシンに置換した塩基配列からなることを特徴とする。   In order to achieve the first object, the polynucleotide according to the present invention provides a nucleotide sequence of a translation region of a human wild type MCA gene when the adenine encoding the translation initiation codon is the first base. In the base sequence in which the base at position 92 is substituted with cytosine.

また、上記第1の目的を達成するために、本発明に係る別のポリヌクレオチドは、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の塩基配列において第121位の塩基がアデニンに置換した塩基配列からなることを特徴とする。   In order to achieve the first object, another polynucleotide according to the present invention has a translation region of a human wild-type MCA gene when an adenine encoding a translation initiation codon is the first base. It consists of a base sequence in which the base at position 121 in the base sequence is substituted with adenine.

また、上記第1の目的を達成するために、本発明に係るさらに別のポリヌクレオチドは、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の塩基配列において第92位の塩基がシトシンに置換し、さらに第121位の塩基がアデニンに置換した塩基配列からなることを特徴とする。   In order to achieve the first object, another polynucleotide according to the present invention provides a translation region of a human wild type MCA gene when an adenine encoding a translation initiation codon is the first base. In the base sequence, the base at position 92 is substituted with cytosine, and the base at position 121 is substituted with adenine.

なお、上記ポリヌクレオチドは、低妊孕性又は不妊症に関与するものであることが好ましい。   In addition, it is preferable that the said polynucleotide is concerned with low fertility or infertility.

また、本発明に係るポリペプチドは、上述した何れかのポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなることを特徴とする。   The polypeptide according to the present invention is characterized by comprising an amino acid sequence encoded by any of the polynucleotides described above.

上記のポリヌクレオチド又はポリペプチドは、低妊孕性又は不妊症の病態や治療法を研究する上で有用なツールとして利用することができる。   The above-mentioned polynucleotide or polypeptide can be used as a useful tool for studying the pathology and treatment methods of hypofertility or infertility.

また、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る抗体は、上述したポリペプチドと結合し、かつ、ヒト野生型MCAポリペプチドと結合しないことを特徴とする。   In order to achieve the second object, the antibody according to the present invention is characterized by binding to the above-mentioned polypeptide and not binding to the human wild-type MCA polypeptide.

また、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る検出方法は、ヒトから採取された生体サンプルを用いて上記ヒトにおいて発現しているMCAポリペプチドの変異を検出する検出方法であって、上述した抗体によってMCAポリペプチドの変異を検出する工程を含んでいることを特徴とする。   In order to achieve the second object, a detection method according to the present invention is a detection method for detecting a mutation in an MCA polypeptide expressed in the human using a biological sample collected from the human. And a step of detecting a mutation of the MCA polypeptide by the above-mentioned antibody.

また、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る別の妊孕性診断キットは、抗ヒトMCA抗体を含んでいることを特徴とする。   In order to achieve the second object, another fertility diagnostic kit according to the present invention includes an anti-human MCA antibody.

以上のように、本発明に係る疾患モデル動物は低妊孕性又は不妊症を呈するので、その個体、細胞、組織及び精巣は、低妊孕性又は不妊症の病態や治療法を研究する上で有用なツールとして利用することができる。   As described above, since the disease model animal according to the present invention exhibits low fertility or infertility, the individual, cell, tissue, and testis are used for studying the pathophysiology and treatment method of low fertility or infertility. It can be used as a useful tool.

また、本発明に係る生殖細胞生産方法、生殖細胞又は培養細胞によれば、低妊孕性又は不妊のオスの生殖細胞が提供されるので、これを低妊孕性又は不妊症の病態や治療法を研究する上で有用なツールとして利用することができる。   Further, according to the germ cell production method, germ cells or cultured cells according to the present invention, male fertility cells with low fertility or infertility are provided. It can be used as a useful tool for studying the law.

また、MCA遺伝子が欠損又は変異し、低妊孕性又は不妊症を呈するヒト男性から得られた細胞、組織及び精巣も、低妊孕性又は不妊症の病態や治療法を研究する上で有用なツールとして利用することができる。   In addition, cells, tissues, and testis obtained from human men who are deficient or mutated in the MCA gene and exhibit low fertility or infertility are also useful for studying the pathophysiology and treatment of low fertility or infertility. It can be used as a simple tool.

また、本発明に係るポリヌクレオチドは、実際にヒトの不妊症患者に見られる変異を有しているので、本発明に係るポリヌクレオチド又はポリペプチドは、低妊孕性又は不妊症の病態や治療法を研究する上で有用なツールとして利用することができる。   In addition, since the polynucleotide according to the present invention has a mutation that is actually found in human infertility patients, the polynucleotide or polypeptide according to the present invention is a pathological condition or treatment of low fertility or infertility. It can be used as a useful tool for studying the law.

また、本発明に係る妊孕性診断キット、検出方法又は抗体によれば、妊孕可能性の推定及び不妊症の原因の同定を行うことができる。   Moreover, according to the fertility diagnostic kit, detection method or antibody according to the present invention, fertility possibility can be estimated and the cause of infertility can be identified.

本発明の一実施形態について以下に詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。本実施形態では、本発明に係る疾患モデル動物、その生産方法、その利用の順に詳細に説明する。   Although one embodiment of the present invention is described in detail below, the present invention is not limited to the following description. In this embodiment, the disease model animal according to the present invention, its production method, and its use will be described in detail in this order.

(1)本発明に係る疾患モデル動物
本発明に係る疾患モデル動物は、低妊孕性又は不妊症を呈するオスの動物であり、正常なMCAタンパク質の発現が低下していることを特徴とする。
(1) Disease model animal according to the present invention The disease model animal according to the present invention is a male animal that exhibits hypofertility or infertility, and is characterized by a decrease in the expression of normal MCA protein. .

疾患モデル動物として用いられる動物の種類としては、ヒト以外の哺乳類(非ヒト哺乳動物)が挙げられる。具体的には、ラット、マウス(Mus musculus, Mus spretusなどのMus属に属する動物)、モルモット、ハムスター、ウサギなどの各種実験動物であり、より好ましくは、ラット及びマウスであり、特に好ましいものとしては、マウスを挙げることができる。これらの動物が好ましい理由は、飼育が容易で、現在までの研究の積み重ねを利用できるからである。次にMCAについて説明する。   Examples of the animal used as the disease model animal include mammals other than humans (non-human mammals). Specifically, there are various experimental animals such as rats, mice (animals belonging to the genus Mus such as Mus musculus, Mus spretus), guinea pigs, hamsters, rabbits, more preferably rats and mice, and particularly preferable ones. Can mention a mouse. The reason these animals are preferred is that they are easy to rear and can use the accumulated research to date. Next, MCA will be described.

マウスMCAの推定アミノ酸配列は284残基からなり、MORNモチーフを有している(非特許文献3)。マウスMCAの転写産物は、出生後14日齢から検出され、主として精巣に発現する。同様に、タンパク質も主として精巣に発現する。組織免疫染色により、タンパク質は、パキテン期の精母細胞から円形精子細胞までの間には細胞質に見られ、さらに、第1及び第2減数分裂期に核膜が消失する間には、M期の染色体及び紡錘体周辺に局在することが明らかになっている。また、その後の研究により、マウスMCAは精子の鞭毛等に存在することも分かっている。   The deduced amino acid sequence of mouse MCA consists of 284 residues and has a MORN motif (Non-patent Document 3). The mouse MCA transcript is detected from 14 days after birth and is mainly expressed in the testis. Similarly, proteins are mainly expressed in the testis. By tissue immunostaining, the protein is found in the cytoplasm between the spermatocytes of the pachytene phase and the circular sperm cells, and further, during the disappearance of the nuclear membrane during the first and second meiotic phases, the M phase It has been shown to localize around the chromosomes and spindles. Subsequent studies have also shown that mouse MCA is present in sperm flagella and the like.

MCAはヒトにも存在し、そのアミノ酸配列はマウスのものと79.8%の同一性を有し、MORNモチーフも保存されている(非特許文献5)。また、ヒトMCAタンパク質は、精子の鞭毛、基底小体及びアクロソームに局在している。以上のことから、MCAは精子の鞭毛の発達に重要な役割を果たすタンパク質であると考えられている。また、MCA遺伝子は、上述したように魚類であるコイや無脊椎動物であるホヤにも有ることから(非特許文献6,7)、哺乳動物全てに保存されていると考えられる。なお、当業者は、必要であればこれらの非特許文献からMCAの詳細について知ることができるので、本明細書ではMCAについての詳細な説明を省略する。   MCA is also present in humans, its amino acid sequence is 79.8% identical to that of mouse, and the MORN motif is also conserved (Non-patent Document 5). Human MCA protein is also localized in sperm flagella, basal bodies and acrosomes. From the above, MCA is considered to be a protein that plays an important role in the development of sperm flagella. In addition, since the MCA gene is also present in carp that is a fish and sea squirt that is an invertebrate as described above (Non-Patent Documents 6 and 7), it is considered to be conserved in all mammals. In addition, since those skilled in the art can know details of MCA from these non-patent documents if necessary, detailed description of MCA is omitted in this specification.

本発明に係る疾患モデル動物は、MCAタンパク質の発現量の低下に起因して低妊孕性或いは不妊を呈するので、低妊孕性モデル動物又は不妊症モデル動物として、不妊症の病態解明や治療法確立といった様々な用途に利用できる。本発明に係る疾患モデル動物は、特に、MCA遺伝子に異常があるヒトの患者に対する有効な治療法を確立するための有用なツールとなる。   Since the disease model animal according to the present invention exhibits low fertility or infertility due to a decrease in the expression level of MCA protein, as a low fertility model animal or an infertility model animal, elucidation and treatment of infertility It can be used for various purposes such as law establishment. The disease model animal according to the present invention is a useful tool for establishing an effective therapeutic method particularly for a human patient having an abnormality in the MCA gene.

なお、本発明に係る疾患モデル動物は、正常なMCAタンパク質が発現しないことが好ましい。これにより、疾患モデル動物が一層確実に低妊孕性又は不妊症を呈するようになる。   In addition, it is preferable that the disease model animal which concerns on this invention does not express normal MCA protein. This ensures that the disease model animal exhibits low fertility or infertility.

また、本発明に係る疾患モデル動物は、MCA遺伝子が欠損したオスの非ヒト哺乳動物であってもよい。MCA遺伝子が欠損していれば、正常なMCAタンパク質の発現が低下し、モデル動物が低妊孕性又は不妊症を呈するので、低妊孕性や不妊症のモデル動物として好適に用いることができる。   The disease model animal according to the present invention may be a male non-human mammal deficient in the MCA gene. If the MCA gene is deficient, normal MCA protein expression decreases and the model animal exhibits hypofertility or infertility. Therefore, it can be suitably used as a model animal for hypofertility or infertility. .

なお、MCA遺伝子の欠失は遺伝子全体の一部であってもよいが、正常なMCAタンパク質の発現が著しく低下するように、或いは正常なMCAタンパク質のアミノ酸配列が少なくなるように、上流のエクソン(例えば第1エクソン)が欠失していることが好ましい。もちろん、MCA遺伝子の欠損は、双方のアレルにおいて起こっていることが好ましい。   The deletion of the MCA gene may be a part of the entire gene, but the upstream exon so that the expression of the normal MCA protein is significantly reduced or the amino acid sequence of the normal MCA protein is reduced. It is preferable that (for example, the first exon) is deleted. Of course, it is preferable that the deletion of the MCA gene occurs in both alleles.

後述する実施例に示すように、MCA遺伝子が双方のアレルにおいて欠損し、正常なMCAタンパク質を発現しないMCAホモ欠損マウスは、本発明の疾患モデル動物として特に好ましい。MCAホモ欠損マウスは、精子の形態が異常であり、それゆえ、精巣内では精母細胞や精子細胞などの生殖細胞の量にほとんど変化はないが、副精巣に精子が全く見られず無精子症になるという興味深い症状を呈する。従って、MCAホモ欠損マウスは、精子の鞭毛の形態異常等に起因する無精子症を治療する治療薬、例えば精子の形態異常を回復させる薬剤や、精子の鞭毛運動を活性化させる薬剤の開発などに極めて有用である。   As shown in Examples described later, MCA homo-deficient mice in which the MCA gene is deficient in both alleles and do not express normal MCA protein are particularly preferred as the disease model animals of the present invention. MCA homo-deficient mice have abnormal sperm morphology, and therefore there is almost no change in the amount of germ cells such as spermatocytes and sperm cells in the testis, but there is no sperm in the accessory testis and no sperm It presents an interesting symptom of getting sick. Therefore, MCA homo-deficient mice can be used to treat azoospermia caused by sperm flagellar abnormalities and the like, for example, development of drugs that recover sperm morphological abnormalities and drugs that activate sperm flagellar movement, etc. Very useful.

なお、哺乳動物において大多数の遺伝子の役割は共通しているため、疾患モデル動物としてマウス以外の他の哺乳動物を用いた場合でも、同様の症状を呈することが予想される。従って、正常なMCAタンパク質を発現しないマウス以外の哺乳動物であっても、低妊孕性や不妊症(詳細には無精子症)のモデル動物として有用である。   In addition, since the role of the majority of genes is common in mammals, even when mammals other than mice are used as disease model animals, it is expected to exhibit similar symptoms. Therefore, even mammals other than mice that do not express normal MCA protein are useful as model animals for hypofertility and infertility (specifically, azoospermia).

また、本発明に係る疾患モデル動物では、MCA遺伝子が欠損する代わりに、MCA遺伝子に変異が生じていてもよい。もちろん、MCA遺伝子の変異は、双方のアレルにおいて起こっていることが好ましい。   In addition, in the disease model animal according to the present invention, the MCA gene may be mutated instead of being deficient in the MCA gene. Of course, it is preferable that the mutation of the MCA gene occurs in both alleles.

(2)本発明に係る疾患モデル動物の作製方法
本発明に係る疾患モデル動物を作製する方法のうち、典型的なものとしては、ジーンターゲッティング技術によりMCA遺伝子を欠損させる方法が挙げられる。ジーンターゲッティング技術としては公知の手法を用いることができる。この場合、MCA遺伝子の全部を欠失させてもよいが、MCA遺伝子の一部のエクソン(特に第1エクソン)を欠失させる方法が簡便で好ましい。
(2) Method for Producing Disease Model Animal According to the Present Invention A typical method for producing the disease model animal according to the present invention includes a method for deleting the MCA gene by gene targeting technology. A known method can be used as the gene targeting technique. In this case, the entire MCA gene may be deleted, but a method of deleting a part of the MCA gene exons (especially the first exon) is simple and preferable.

ジーンターゲッティング技術により疾患モデル動物(ここではマウス)を作製する方法の一例を述べると次の通りである。まず、薬剤耐性遺伝子カセットの前後に、欠失させたい領域よりも上流の配列、下流の配列がそれぞれ連結されたターゲッティングベクターを作製する。なお、MCA遺伝子やその周辺の塩基配列は、当業者であれば必要に応じて公開データベース(GenBankなど)から入手することができる。そして、このターゲッティングベクターをマウス胚性幹細胞(ES細胞)に導入し、薬剤を用いてES細胞をスクリーニングすることにより、相同組換えが起こったES細胞を選出する。そして、選出したES細胞を胚盤胞に注入し、キメラマウスを得る。   An example of a method for producing a disease model animal (here, a mouse) by gene targeting technology is as follows. First, a targeting vector is prepared in which a sequence upstream and downstream of the region to be deleted is linked before and after the drug resistance gene cassette. Note that the MCA gene and its surrounding nucleotide sequence can be obtained from a public database (GenBank, etc.) as necessary by those skilled in the art. Then, this targeting vector is introduced into mouse embryonic stem cells (ES cells), and ES cells are screened using a drug to select ES cells in which homologous recombination has occurred. Then, the selected ES cell is injected into a blastocyst to obtain a chimeric mouse.

このキメラマウスにおいて、ES細胞が生殖細胞に分化すれば、MCA遺伝子が片方のアレルにおいて欠損した生殖細胞が増殖するので、キメラマウスを野生型マウスと交配させることにより、MCA遺伝子が片方のアレルにおいて欠損したF1マウス(以下「MCAヘテロ欠損マウス」という)を得ることができる。こうして得られるMCAヘテロ欠損マウス同士をさらに交配させることにより、MCA遺伝子が両方のアレルにおいて欠損したマウス(以下「MCAホモ欠損マウス」という)を得ることができる。   In this chimeric mouse, if ES cells differentiate into germ cells, germ cells lacking the MCA gene in one allele will proliferate. By mating the chimeric mouse with a wild-type mouse, the MCA gene will be in one allele. Deficient F1 mice (hereinafter referred to as “MCA hetero-deficient mice”) can be obtained. By further mating the thus obtained MCA hetero-deficient mice, a mouse in which the MCA gene is deficient in both alleles (hereinafter referred to as “MCA homo-deficient mouse”) can be obtained.

以降は、メスのMCAホモ欠損マウスや、オス又はメスのMCAヘテロ欠損マウスを維持しておけば、交配により再びMCAホモ欠損マウスをいつでも容易に得ることができる。従って、MCAホモ欠損マウスを作製するためのこれらのマウス、すなわち、MCA遺伝子の一部又は全部が片方又は両方のアレルにおいて欠失している交配用マウスもまた、本発明に含まれる。   Thereafter, if female MCA homo-deficient mice and male or female MCA hetero-deficient mice are maintained, MCA homo-deficient mice can be easily obtained again by mating. Accordingly, these mice for producing MCA homo-deficient mice, that is, mating mice in which part or all of the MCA gene is deleted in one or both alleles are also included in the present invention.

ところで、上記ではマウスを例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、マウス以外の他の哺乳動物であってもよい。マウス以外の他の哺乳動物におけるMCA遺伝子及びその周辺の塩基配列は、公開されているゲノムデータベースから、マウスやヒトのMCA遺伝子の塩基配列を用いたホモロジー検索等によって取得することができる。なお、ジーンターゲッティング技術が確立されていない動物を用いて本発明に係る疾患モデル動物を作製する場合には、ゲノムDNA中にランダムに変異を発生させる公知の手法(例えばENUミュータジェネシスなど)を用いてもよい。この場合、ENU処理などにより標的動物のゲノムDNAに変異を起こさせ、MCA遺伝子が欠損している個体をスクリーニングにより選出する。   By the way, although the mouse | mouth was demonstrated to the example above, this invention is not limited to this, Mammals other than a mouse | mouth may be sufficient. The MCA gene and its surrounding nucleotide sequences in mammals other than mice can be obtained from a public genome database by homology search using the nucleotide sequences of mouse and human MCA genes. In addition, when producing a disease model animal according to the present invention using an animal for which gene targeting technology has not been established, a known method (for example, ENU mutagenesis) that randomly generates mutations in genomic DNA is used. May be. In this case, a mutation is caused in the genomic DNA of the target animal by ENU treatment or the like, and an individual lacking the MCA gene is selected by screening.

また、ジーンターゲッティング技術の代わりに、ジーンサイレンシング技術によって本発明に係る疾患モデル動物を作製してもよい。この場合、MCAを標的とするsiRNAを設計・合成し、これを標的となる動物の精巣などに導入すればよい。さらには、トランスジェニック技術を用いて、このsiRNAの発現に必要な核酸塩基配列を標的となる動物の染色体に組込み、RNAiトランスジェニック動物を作製してもよい。これにより、siRNAが恒常的に発現し、RNAiによるMCAの抑制効果が長期間持続する。   Moreover, you may produce the disease model animal which concerns on this invention by the gene silencing technique instead of the gene targeting technique. In this case, siRNA targeting MCA may be designed and synthesized, and introduced into the testis of the target animal. Furthermore, an RNAi transgenic animal may be prepared by integrating a nucleobase sequence necessary for expression of this siRNA into the chromosome of the target animal using a transgenic technique. Thereby, siRNA is constantly expressed, and the inhibitory effect of MCA by RNAi lasts for a long time.

(3)本発明に係る疾患モデル動物の利用(有用性)
本発明に係る疾患モデル動物は、低妊孕性や不妊症(詳細には無精子症)を発症する新規の疾患モデル動物である。無精子症はヒトにおいても数多く報告されているが、現在までに有用なモデル動物は得られていなかった。本発明に係る疾患モデル動物は、低妊孕性や不妊症(特に無精子症)の病態解明や治療法の確立に特に有用である。
(3) Use (usefulness) of a disease model animal according to the present invention
The disease model animal according to the present invention is a novel disease model animal that develops low fertility and infertility (specifically, azoospermia). Many azoospermia have been reported in humans, but no useful model animal has been obtained so far. The disease model animal according to the present invention is particularly useful for elucidating the pathology of hypofertility and infertility (particularly azoospermia) and establishing a treatment method.

本発明に係る疾患モデル動物を素材(或いは実験材料)として見た場合、個体そのものだけでなく、それから単離される細胞や組織、器官等もまた、上述した用途に用いることができる。細胞の単離方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができ、公知の方法で培養することができる。同様に、組織、器官についても公知の方法で摘出することができ、公知の方法で培養することができる。   When the disease model animal according to the present invention is viewed as a material (or experimental material), not only the individual itself but also cells, tissues, organs and the like isolated therefrom can be used for the above-described applications. The isolation method of a cell is not specifically limited, A well-known method can be used and it can culture by a well-known method. Similarly, tissues and organs can also be extracted by a known method and cultured by a known method.

なお、上記の細胞としては雄性生殖細胞であることが好ましく、分化段階が精母細胞以降の雄性生殖細胞であることがより好ましい。また、上記の器官としては少なくとも精巣を含む雄性生殖器官であることが好ましく、上記雄性生殖器官には精巣に加え副精巣も含まれていることがより好ましい。また、上記組織としては、上記雄性生殖器官に含まれる組織であることが好ましく、精巣に含まれる器官であることがより好ましい。これらの素材は、不妊症の原因究明や治療法の開発に一層適している。   In addition, it is preferable that it is a male germ cell as said cell, and it is more preferable that a differentiation stage is a male germ cell after a spermatocyte. The organ is preferably a male reproductive organ including at least a testis, and the male reproductive organ more preferably includes a secondary testis in addition to the testis. Further, the tissue is preferably a tissue contained in the male reproductive organ, and more preferably an organ contained in the testis. These materials are more suitable for investigating the causes of infertility and developing treatments.

また、上記の細胞、組織及び器官は、マウスであれば出生後14日齢以降の個体から単離されたものであることが好ましい。MCAの転写産物は、マウスにおいて出生後14日齢以降に検出されるので、14日齢以降のマウスから単離された上記の素材は、低妊孕性又は不妊症になっている状態か、低妊孕性又は不妊症を発症しかけている状態であると考えられる。従って、出生後14日齢以降の個体から単離された上記の素材は、長期間培養することなく、上述した用途にすぐに用いることができる。   In addition, in the case of a mouse, the cells, tissues, and organs are preferably isolated from an individual after 14 days of birth. Since the transcript of MCA is detected in mice after 14 days after birth, the above-mentioned material isolated from mice after 14 days is in a state of low fertility or infertility, It is considered to be a state that is about to develop hypofertility or infertility. Therefore, the above-mentioned material isolated from an individual after 14 days after birth can be immediately used for the above-mentioned use without culturing for a long time.

以下では雄性生殖細胞の単離方法の一例について説明する。雄性生殖細胞は、例えばKita K et al., Biol Reprod. 2007 Feb;76(2):211-7. Epub 2006 Oct 25に記載された方法によって単離及び培養することができる。   Below, an example of the isolation method of a male germ cell is demonstrated. Male germ cells can be isolated and cultured by the method described in, for example, Kita K et al., Biol Reprod. 2007 Feb; 76 (2): 211-7. Epub 2006 Oct 25.

この方法では、まず、精巣の薄膜を剥離して精細管を露出させる。そして、PBS中にコラゲナーゼ・タイプ2(2mg/ml)とDNAse(10μg/ml)とを含む第1消化液で精巣組織を37℃20分間処理する。そして、処理液を遠心して精巣組織を沈殿させ、DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium)中にコラゲナーゼ・タイプ2(2mg/ml)とDNAse(10μg/ml)とヒアルロニダーゼ(2mg/ml)とを含む第2消化液で精巣組織を37℃5分間処理する。そして細胞懸濁液をPBSで2度洗浄した後、孔径40μmのメッシュフィルターに通すことによって、雄性生殖細胞を回収する。   In this method, first, the testis thin film is peeled to expose the seminiferous tubule. Then, the testis tissue is treated at 37 ° C. for 20 minutes with a first digestion solution containing collagenase type 2 (2 mg / ml) and DNAse (10 μg / ml) in PBS. Then, the test solution is centrifuged to precipitate testis tissue, and a second solution containing collagenase type 2 (2 mg / ml), DNAse (10 μg / ml) and hyaluronidase (2 mg / ml) in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium). Treat testicular tissue with digestive fluid at 37 ° C. for 5 minutes. The cell suspension is washed twice with PBS, and then passed through a mesh filter having a pore size of 40 μm to recover male germ cells.

上記の方法は、マウスやラットに好適な方法の一例であるが、もちろん上記の単離方法に限定されず、細胞を単離する動物に応じて様々な改変を施してもよい。   The method described above is an example of a method suitable for mice and rats, but of course it is not limited to the isolation method described above, and various modifications may be made depending on the animal from which the cells are isolated.

(4)ヒトの細胞、組織及び精巣
マウスとヒトとでは、殆ど全ての遺伝子が同じ役割を果たすことから、ヒトMCAタンパク質もマウスMCAタンパク質と同様の役割を果たすことが強く示唆される。従って、ヒトにおいてMCA遺伝子が欠損又は変異し、MCAタンパク質の発現量が低下したり、MCAタンパク質が発現しなくなったりすると、マウスと同様に低妊孕性又は不妊症を呈すると考えられる。それゆえ、MCA遺伝子が欠損又は変異し、低妊孕性又は不妊症を呈するヒト男性から単離された細胞、精巣の組織及び精巣もまた、マウスのそれらと同様に有用であると考えられる。従って、これらの細胞、精巣の組織、精巣もまた、本発明の範囲に含まれる。もちろん、上記細胞は、生殖細胞であることが好ましい。
(4) Human cells, tissues and testis Since almost all genes play the same role in mice and humans, it is strongly suggested that human MCA protein plays the same role as mouse MCA protein. Therefore, if the MCA gene is deficient or mutated in humans and the expression level of the MCA protein is decreased or the MCA protein is not expressed, it is considered that hypofertility or infertility is exhibited like the mouse. Therefore, cells, testicular tissue and testis isolated from human males that are deficient or mutated in the MCA gene and exhibit hypofertility or infertility are also considered to be useful, similar to those in mice. Therefore, these cells, testicular tissue, testis are also included in the scope of the present invention. Of course, the cells are preferably germ cells.

上記の細胞、精巣の組織又は精巣は、低妊孕性又は不妊症を呈しているヒト男性患者の中から、遺伝子診断を行うことによってMCA遺伝子に欠損又は変異が生じている患者を見つけ出し、その患者から細胞、精巣の組織又は精巣を外科的手法により単離することによって取得することができる。なお、患者は、無精子症であることが確認されていることが好ましく、精子の鞭毛や核などに形態異常が認められていることがより好ましい。また、上記の細胞は、患者より摘出した精巣から、上述した非ヒト哺乳動物と同様の方法によって単離してもよい。これらのヒトの細胞、精巣の組織又は精巣もまた、基本的に非ヒト哺乳動物と同様の方法で培養することができる。   The above-mentioned cells, testicular tissue or testis can be used to find a patient who is deficient or mutated in the MCA gene by genetic diagnosis from among human male patients who are hypofertile or infertile. It can be obtained by isolating cells, testicular tissue or testis from a patient by a surgical technique. The patient is preferably confirmed to have azoospermia, and more preferably morphological abnormality is observed in the flagella or nucleus of the sperm. Moreover, you may isolate said cell from the testis extracted from the patient by the method similar to the non-human mammal mentioned above. These human cells, testicular tissue or testis can also be cultured basically in the same manner as non-human mammals.

(5)疾患モデル細胞
MCA遺伝子が欠損し、低妊孕性又は不妊の症状を呈するヒト又は非ヒト哺乳動物の雄性生殖細胞(特に精子細胞及び精子)が低妊孕性や不妊症の研究に重要なツールとなることは既に述べたが、このような生殖細胞は、以下の方法によっても生産することができる。
(5) Disease model cells Male or non-human mammal male germ cells (especially sperm cells and sperm) that are deficient in the MCA gene and exhibit symptoms of low fertility or infertility are used to study low fertility and infertility. Although it has already been mentioned that it becomes an important tool, such germ cells can also be produced by the following method.

すなわち、本発明に係る生殖細胞生産方法は、低妊孕性又は不妊の雄性生殖細胞を生産するための生殖細胞生産方法であって、オスの哺乳動物由来の培養細胞又はオスの哺乳動物から単離された細胞である哺乳動物細胞が有するMCA遺伝子を欠損させる遺伝子欠損工程と、上記遺伝子欠損工程によってMCA遺伝子が欠損した哺乳動物細胞を生殖細胞へ分化させる分化誘導工程とを含んでいる。なお、上記生殖細胞生産方法において、哺乳動物とは、ヒト及び非ヒト哺乳動物の双方を含む。   That is, the germ cell production method according to the present invention is a germ cell production method for producing a low fertility or infertility male germ cell, and is obtained from a cultured cell derived from a male mammal or a male mammal. It includes a gene deficiency step in which the MCA gene possessed by the isolated mammalian cell and a differentiation induction step in which the mammalian cell deficient in the MCA gene by the gene deficiency step is differentiated into a germ cell. In the above-described germ cell production method, mammals include both human and non-human mammals.

上記遺伝子欠損工程において、MCA遺伝子を欠損させる対象となる細胞としては、培養細胞の場合、ヒト又はマウス由来のオスのES細胞を用いることが好ましい。ES細胞は全能性を有しているため、生殖細胞にも容易に分化させることができる。以下では、オスのES細胞を用いた例について説明する。   In the gene deficiency step, as the cells to be deficient in the MCA gene, it is preferable to use human or mouse-derived male ES cells in the case of cultured cells. Since ES cells are totipotent, they can be easily differentiated into germ cells. Hereinafter, an example using male ES cells will be described.

まず、遺伝子欠損工程では、上述したジーンターゲッティング技術により、オスのES細胞が有するMCA遺伝子を欠損させることができる。このとき、MCA遺伝子を双方のアレルにおいて欠損させたい場合は、片方のアレルにおいてMCA遺伝子が欠損しているES細胞に対し、上述したターゲッティングベクターの導入及びスクリーニングをさらに行えばよい。   First, in the gene deletion step, the MCA gene possessed by male ES cells can be deleted by the gene targeting technique described above. At this time, when it is desired to delete the MCA gene in both alleles, the above-described targeting vector introduction and screening may be further performed on ES cells in which the MCA gene is deleted in one allele.

そして、分化誘導工程では、MCA遺伝子が欠損したES細胞を、例えばNayernia et al., Developmental Cell, 2006, 11, 125-132などに記載されている方法によって、生殖細胞(精原細胞や配偶子)へと分化させることができる。この方法では、Stra8遺伝子のプロモーター、プロタミン1遺伝子のプロモーターにそれぞれレポーター遺伝子(緑色蛍光タンパク質や赤色蛍光タンパク質の遺伝子)を連結したコンストラクトをマウスES細胞に導入し、ES細胞を分化させつつ、生殖細胞系列に分化したもののみをFACSで選別する。なお、この文献ではマウスについて記載されているが、ヒトについても同様の手法で分化誘導できることが予想される。   In the differentiation induction step, ES cells deficient in the MCA gene are transformed into germ cells (spermatogonia and gametes by the method described in Nayernia et al., Developmental Cell, 2006, 11, 125-132, etc. ). In this method, a construct in which a reporter gene (green fluorescent protein or red fluorescent protein gene) is linked to the promoter of Stra8 gene and protamine 1 gene is introduced into mouse ES cells, and ES cells are differentiated while germ cells are differentiated. Only those differentiated into lineages are selected by FACS. Although this document describes mice, it is expected that humans can be induced to differentiate by the same technique.

なお、上記では、ES細胞を用いた例について説明したが、ES細胞の代わりに多能性を有する各種幹細胞や分化細胞を用いてもよい。これらの幹細胞や分化細胞は、株化された培養細胞であってもよいし、ヒトや非ヒト哺乳動物から得られた初代培養細胞であってもよい。これらの細胞についても、上述したジーンターゲッティング技術を用いてMCA遺伝子を欠損させることができる。そして、MCA遺伝子を欠損させたこれらの細胞を一旦脱分化させて未分化状態にし、その後生殖細胞へと分化させることによっても、低妊孕性又は不妊の雄性生殖細胞を得ることができる。   In addition, although the example using ES cells was described above, various stem cells and differentiated cells having pluripotency may be used instead of ES cells. These stem cells and differentiated cells may be established cultured cells or primary cultured cells obtained from humans or non-human mammals. These cells can also be deficient in the MCA gene using the gene targeting technique described above. Then, these cells deficient in the MCA gene are once dedifferentiated to be in an undifferentiated state and then differentiated into germ cells, whereby low fertility or infertile male germ cells can be obtained.

以上のようにして、MCA遺伝子が欠損し、低妊孕性又は不妊を呈するヒト又はマウスの雄性生殖細胞を得ることができる。このようにして得られる雄性生殖細胞もまた、本発明に係る疾患モデル動物から得られた生殖細胞と同様の形質を示し、低妊孕性や不妊症を研究する際の有用なツールになると考えられる。   As described above, human or mouse male germ cells lacking the MCA gene and exhibiting low fertility or infertility can be obtained. The male germ cells obtained in this way also exhibit the same traits as germ cells obtained from the disease model animals according to the present invention, and are considered to be useful tools for studying hypofertility and infertility. It is done.

以上に述べたように、(i)オスの非ヒト哺乳動物の生殖細胞であって、MCA遺伝子が欠損し、低妊孕性又は不妊を呈する生殖細胞や、(ii)ヒト男性由来の培養細胞であって、MCA遺伝子が欠損し、低妊孕性又は不妊を呈する生殖細胞である培養細胞は、様々な方法で生産することができるが、生産方法に関らずこれらの細胞は本発明の範囲に含まれる。   As described above, (i) a germ cell of a male non-human mammal that is deficient in the MCA gene and exhibits low fertility or infertility, or (ii) a cultured cell derived from a human male The cultured cells that are germ cells that are deficient in the MCA gene and exhibit low fertility or infertility can be produced by various methods. Included in the range.

(6)治療薬の候補化合物のスクリーニング方法又は候補化合物の薬理作用の評価方法
次に、本発明に係る疾患モデル動物の具体的な利用例について説明する。
(6) Method for Screening Candidate Compound for Treatment Drug or Method for Evaluating Pharmacological Action of Candidate Compound Next, a specific application example of the disease model animal according to the present invention will be described.

<利用例1:薬剤のスクリーニング方法>
本発明に係る疾患モデル動物の代表的な利用例としては、不妊症治療薬の候補化合物のスクリーニングへの利用を挙げることができる。本発明に係る疾患モデル動物では、精子の鞭毛異常に起因する無精子症を発症しているため、無精子症の治療薬のスクリーニングに好適に用いることが可能である。
<Application Example 1: Drug screening method>
As a typical use example of the disease model animal according to the present invention, use for screening a candidate compound of a therapeutic drug for infertility can be mentioned. The disease model animal according to the present invention develops azoospermia due to abnormal sperm flagella, and therefore can be suitably used for screening a therapeutic drug for azoospermia.

スクリーニング方法の具体的な構成は特に限定されるものではなく、公知の手法を好適に用いることができる。具体的には、本発明に係るスクリーニング方法は、(a)本発明に係る疾患モデル動物に対して候補化合物を投与する工程と、(b)候補化合物を投与した疾患モデル動物における不妊症(詳細には無精子症や精子の形態異常)の症状の変化を評価する工程と、(c)評価結果に基づいて疾患モデル動物の不妊症(詳細には無精子症や精子の形態異常)を緩和する化合物を選択する工程とを含んでいてもよい。もちろん、必要に応じて他の工程を含めてもよい。   The specific configuration of the screening method is not particularly limited, and a known method can be suitably used. Specifically, the screening method according to the present invention includes (a) a step of administering a candidate compound to the disease model animal according to the present invention, and (b) infertility in the disease model animal administered with the candidate compound (details). (E) a process of evaluating changes in symptoms of azoospermia and sperm morphology, and (c) mitigating infertility (specifically, azoospermia and sperm morphology) of disease model animals based on the evaluation results And a step of selecting a compound to be processed. Of course, other steps may be included as necessary.

<利用例2:薬理作用の評価方法>
本発明に係る疾患モデル動物は、不妊症治療薬の候補化合物の薬理作用の評価の際にも利用することができる。すなわち、上記スクリーニング方法又は他の方法で候補化合物が見出されたとしても、その候補化合物が実用に耐え得るか否かを評価する必要があるが、本発明に係る疾患モデル動物はそのような用途にも好適に用いることができる。
<Use Example 2: Evaluation Method of Pharmacological Action>
The disease model animal according to the present invention can also be used for the evaluation of the pharmacological action of candidate compounds for therapeutic agents for infertility. That is, even if a candidate compound is found by the above screening method or other methods, it is necessary to evaluate whether or not the candidate compound can withstand practical use. It can be suitably used for applications.

評価方法の具体的な構成は特に限定されるものではなく、公知の手法を好適に用いることができる。具体的には、例えば、(a)本発明に係る疾患モデル動物に候補化合物を投与し、(b)候補化合物を投与した疾患モデル動物における不妊症(詳細には無精子症や精子の形態異常)の症状の変化を観察し、薬理作用の有効性や副作用の有無等を確認するという各工程を経ればよい。また、必要に応じて他の工程を含めてもよい。   The specific configuration of the evaluation method is not particularly limited, and a known method can be suitably used. Specifically, for example, (a) a candidate compound is administered to the disease model animal according to the present invention, and (b) infertility in the disease model animal administered with the candidate compound (specifically, azoospermia or abnormal sperm morphology) It is sufficient to go through each step of observing changes in the symptoms of) and confirming the effectiveness of pharmacological action and the presence or absence of side effects. Moreover, you may include another process as needed.

なお、上記利用例1・2ともに、本発明に係る疾患モデル動物の個体を用いてもよいし、必要に応じてこの個体から単離した細胞、組織又は器官等を用いてもよい。また、上述したヒトMCA欠損患者から単離した細胞、組織又は器官を用いてもよいし、ジーンターゲッティング技術などによりIn Vitroで生産され、MCA遺伝子の欠損した生殖細胞を用いてもよい。ヒトの細胞、組織又は器官を用いることによって、候補化合物のスクリーニング及び薬理作用の評価は一層信頼できるものとなる。   In both of the above-mentioned usage examples 1 and 2, an individual of the disease model animal according to the present invention may be used, and cells, tissues or organs isolated from this individual may be used as necessary. In addition, cells, tissues, or organs isolated from the above-described human MCA-deficient patients may be used, or germ cells that are produced in vitro by gene targeting technology or the like and lack the MCA gene may be used. By using human cells, tissues or organs, screening of candidate compounds and evaluation of pharmacological effects are more reliable.

なお、非ヒト哺乳動物やヒトの精子を用いて上述した候補化合物のスクリーニング又は薬理作用の評価を行う場合、精子の形態異常が回復するか否かに基づいて評価を行ってもよいが、精子の運動能が向上するか否かに基づいて評価を行ってもよい。   In addition, when screening for candidate compounds as described above or evaluating pharmacological action using non-human mammals or human sperm, evaluation may be performed based on whether or not morphological abnormalities of sperm are recovered. The evaluation may be performed based on whether or not the athletic performance of the patient is improved.

このように、本発明に係る疾患モデル動物(若しくはその細胞、組織、器官)、又は、ヒトMCA欠損患者から単離した細胞、組織若しくは器官、In Vitroで生産した生殖細胞などを用いてスクリーニングされ、評価された化合物を主成分とすれば、不妊症(特に精子の形態異常に起因する無精子症)の治療及び/又は予防用医薬組成物を製造することが可能になる。   Thus, screening is performed using the disease model animal (or its cells, tissues, organs) according to the present invention, cells, tissues or organs isolated from human MCA deficient patients, germ cells produced in In Vitro, and the like. If the evaluated compound is the main component, it becomes possible to produce a pharmaceutical composition for the treatment and / or prevention of infertility (especially azoospermia caused by abnormal sperm morphology).

(7)本発明に係る検出方法及び妊孕性診断キット
上述したように、MCA遺伝子の欠損又は変異は、ヒトにおいても低妊孕性又は不妊症の原因になると考えられる。従って、被験者から生体サンプルを採取し、この生体サンプルを用いて被験者のMCA遺伝子に欠損又は変異があるか否かを調べることにより、妊孕可能性の推定及び不妊症の原因の同定が可能になる。
(7) Detection method and fertility diagnostic kit according to the present invention As described above, deletion or mutation of the MCA gene is considered to cause hypofertility or infertility even in humans. Therefore, it is possible to estimate fertility and identify the cause of infertility by collecting a biological sample from a subject and examining whether the subject's MCA gene is defective or mutated using this biological sample. Become.

すなわち、本発明に係る検出方法は、ヒトから採取された生体サンプルを用いて上記ヒトにおける遺伝子の欠損又は変異を検出する検出方法であって、ヒトMCA遺伝子の欠損又は変異の有無を検出する工程を含んでいることを特徴とする。   That is, the detection method according to the present invention is a detection method for detecting a gene deficiency or mutation in the human using a biological sample collected from a human, and detecting the presence or absence of a human MCA gene deficiency or mutation It is characterized by including.

また、本発明に係る妊孕性診断キットは、上記検出方法に用いられる試薬を含んでいる。なお、妊孕性診断キットには、使用方法が記載された取扱説明書が含まれていてもよい。   Moreover, the fertility diagnostic kit according to the present invention includes a reagent used in the detection method. The fertility diagnostic kit may include an instruction manual describing how to use it.

被験者から採取する生体サンプルは特に限定されず、例えば血液や頬の内側の粘膜などを挙げることができる。また、ヒトMCA遺伝子の欠損又は変異を検出する方法としては特に限定されず、公知の各種手法、例えば、サンガー法を基礎とする塩基配列決定法、インベーダー法、SMMD法(simultaneous multiple mutation detection system)、PCR−RFLP法、MASA法、塩基伸長法、Taqmanプローブ法や、それらを改変した方法などを用いることができる。   The biological sample collected from the subject is not particularly limited, and examples thereof include blood and a mucous membrane inside the cheek. In addition, the method for detecting a deficiency or mutation of the human MCA gene is not particularly limited, and various known methods, for example, a nucleotide sequence determination method based on the Sanger method, an invader method, a SMMD method (simultaneous multiple mutation detection system) , PCR-RFLP method, MASA method, base extension method, Taqman probe method, a modified method thereof, and the like can be used.

ヒトMCA遺伝子及びその周辺の塩基配列は、例えばNCBIヒトゲノムリソース(NCBI Human Genome Resources: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/human/)から当業者であれば容易に入手することができる。なお、NCBIヒトゲノムリソースにおいて、MCAはTSGA2とも称される。ヒトMCA遺伝子の欠損又は変異を検出するためのプライマーやプローブなどは、ヒトMCA遺伝子及びその周辺の塩基配列を基に設計することができる。   The human MCA gene and the surrounding nucleotide sequences can be easily obtained by those skilled in the art from, for example, NCBI Human Genome Resources (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/human/). Can be obtained. In the NCBI human genome resource, MCA is also referred to as TSGA2. Primers, probes, and the like for detecting a deficiency or mutation in the human MCA gene can be designed based on the human MCA gene and its surrounding nucleotide sequences.

上記検出方法又は妊孕性診断キットによってMCA遺伝子に変異が見出された場合、その被験者は、妊孕可能性が低いと推定される。また、被験者が不妊症患者であれば、その原因がMCA遺伝子の欠損又は変異であることが分かる。従って、そのような被験者に対して適切な処置を施すことにより、早期に疾患を治癒することができる。つまり、本発明の検出方法は、妊孕可能性の推定及び不妊症の原因の同定を目的とした診断方法ともいえる。   If a mutation is found in the MCA gene by the above detection method or fertility diagnostic kit, the subject is estimated to have a low fertility potential. Moreover, if a test subject is an infertility patient, it turns out that the cause is the defect | deletion or mutation of a MCA gene. Therefore, the disease can be cured at an early stage by applying an appropriate treatment to such a subject. That is, it can be said that the detection method of the present invention is a diagnostic method for the purpose of estimating fertility and identifying the cause of infertility.

配列番号8は、ジーンバンク(GenBank)にアクセッション番号AB006536で登録されている野生型ヒトMCA遺伝子の転写産物の塩基配列の中から、翻訳領域のみを抽出したものである。配列番号8に示すように、野生型ヒトMCA遺伝子は、930bpからなる翻訳領域を有している。また、配列番号9は、野生型ヒトMCAタンパク質の推定アミノ酸配列を示すものである。   SEQ ID NO: 8 is obtained by extracting only the translation region from the base sequence of the transcription product of the wild-type human MCA gene registered under the accession number AB006536 in GeneBank. As shown in SEQ ID NO: 8, the wild type human MCA gene has a translation region consisting of 930 bp. SEQ ID NO: 9 shows the deduced amino acid sequence of wild-type human MCA protein.

野生型ヒトMCAタンパク質は、上述したように、成熟した男性の精巣の生殖細胞において特に強く発現することが報告されている。図8は、野生型ヒトMCA遺伝子の構造を示す模式図である。ヒトゲノムプロジェクトによって構築されたヒトゲノムリソースによれば、ヒトMCA遺伝子は、ヒト21番染色体長腕に位置している。この遺伝子の転写産物は約1.4kbである。   Wild-type human MCA protein has been reported to be particularly strongly expressed in mature male testicular germ cells, as described above. FIG. 8 is a schematic diagram showing the structure of the wild type human MCA gene. According to the human genome resource constructed by the Human Genome Project, the human MCA gene is located on the long arm of human chromosome 21. The transcript of this gene is about 1.4 kb.

本願発明者らは、後述する実施例に示す調査の結果、男性不妊症患者からなる集団の中に、配列番号8に示すヒトMCA遺伝子の翻訳領域における第92位のアデニン(以下、単に「A」という)が片方のアレルにおいてシトシン(以下、単に「C」という)に置換している患者、および、第121位のグアニン(以下、単に「G」という)が片方のアレルにおいてAに置換している患者がいることを見出した。一方、この第92位および第121位の塩基置換は、妊孕性が確認されている男性からなる集団では全く見られなかった。なお、これらの置換部位は、図8に示すようにいずれもMCA遺伝子の第2エクソン内にある。   As a result of the investigation shown in Examples described later, the inventors of the present application have found that the adenine at position 92 in the translation region of the human MCA gene represented by SEQ ID NO: 8 (hereinafter simply referred to as “A” )) Is replaced with cytosine (hereinafter simply referred to as “C”) in one allele, and guanine at position 121 (hereinafter simply referred to as “G”) is replaced with A in one allele. Found that there are patients. On the other hand, the base substitutions at positions 92 and 121 were not observed at all in the group consisting of men with confirmed fertility. These substitution sites are all in the second exon of the MCA gene as shown in FIG.

ヒトMCA遺伝子に上記の置換変異が起こると、元々ヒスチジン、グリシンをコードしていたこれらの部位がプロリン、アルギニンをコードするようになるため、正常なタンパク質が発現しなくなってしまう。それゆえ、ヒトMCA遺伝子の上記第92位および第121位における置換変異は、たとえ片方のアレルのみに起こっている場合であっても、正常なMCAタンパク質の翻訳量が低下することにより、或いは、変異型MCAタンパク質がドミナントネガティブに作用することにより、不妊症を引き起こす可能性が高いと推測される。   When the above-mentioned substitution mutation occurs in the human MCA gene, these sites that originally encoded histidine and glycine will encode proline and arginine, so that normal proteins cannot be expressed. Therefore, the substitution mutations at the 92nd and 121st positions of the human MCA gene, even when occurring only in one allele, due to a decrease in the translation amount of normal MCA protein, or It is speculated that the mutant MCA protein is likely to cause infertility by acting in a dominant negative manner.

以上のことから、本発明に係る検出方法は、被験者(ヒト)から採取された生体サンプル(血液や頬の内側の粘膜など)に含まれるゲノムDNA、または、被験者の生体サンプルから単離されたゲノムDNAにおいて、ヒトMCA遺伝子の機能欠損を引き起こす変異の有無を検出する工程を含んでいる。   From the above, the detection method according to the present invention was isolated from genomic DNA contained in a biological sample (blood, mucous membrane inside cheek, etc.) collected from a subject (human) or from the subject's biological sample. It includes a step of detecting the presence or absence of a mutation that causes a functional defect in the human MCA gene in the genomic DNA.

また、本発明に係る妊孕性診断キットは、被験者から採取された生体サンプルに含まれるゲノムDNA、または、被験者の生体サンプルから単離されたゲノムDNAにおいて、ヒトMCA遺伝子の機能欠損を引き起こす変異の有無を検出する試薬を含んでいる。   In addition, the fertility diagnostic kit according to the present invention is a mutation that causes a functional defect in the human MCA gene in genomic DNA contained in a biological sample collected from a subject or in genomic DNA isolated from a biological sample of the subject. Reagents for detecting the presence or absence of

上記検出方法及び妊孕性診断キットは、ヒトMCA遺伝子の機能欠損を引き起こす変異の有無を検出するものであれば、その態様は特に限定されるものではない。例えば、検出方法及び妊孕性診断キットは、被験者のヒトMCA遺伝子に、該遺伝子の機能欠損を引き起こす変異が含まれていることを検出するものであってもよいし、被験者のヒトMCA遺伝子に、該遺伝子の機能欠損を引き起こす変異が含まれていないことを検出するものであってもよい。   The above-described detection method and fertility diagnostic kit are not particularly limited as long as they detect the presence or absence of a mutation that causes a functional defect in the human MCA gene. For example, the detection method and the fertility diagnostic kit may detect that the human MCA gene of the subject contains a mutation that causes a loss of function of the gene, or the human MCA gene of the subject , It may be detected that a mutation causing a functional defect of the gene is not included.

例えば、上記変異の存在を検出するものである場合、上記検出方法および妊孕性診断キットは、上記の機能欠損を引き起こす変異が少なくとも一方のアレルにおいて起こっていることを検出できればよい。一方、上記変異の非存在を検出するものである場合、上記検出方法および妊孕性診断キットは、上記の機能欠損を引き起こす変異が双方のアレルにおいて起こっていないことを検出することが好ましい。   For example, in the case of detecting the presence of the mutation, the detection method and fertility diagnostic kit need only be able to detect that the mutation causing the functional defect occurs in at least one allele. On the other hand, when detecting the absence of the mutation, the detection method and the fertility diagnostic kit preferably detect that the mutation causing the functional defect does not occur in both alleles.

上記検出方法又は妊孕性診断キットにより、上記変異の有無を調べ、その結果、変異が検出されなかった場合は、妊孕性に問題がない可能性が高いと推定できる。また、被験者が不妊症患者である場合は、不妊症の原因が、MCA遺伝子の機能欠損以外のものによる可能性が高いと判定できる。   The presence or absence of the mutation is examined by the detection method or the fertility diagnostic kit. As a result, if no mutation is detected, it can be estimated that there is a high possibility that there is no problem with fertility. Moreover, when a test subject is an infertility patient, it can be determined that there is a high possibility that the cause of infertility is due to something other than the functional defect of the MCA gene.

一方、変異が検出された場合は、低妊孕性又は不妊症でない可能性が高いと推定できる。また、被験者が不妊症患者である場合は、不妊症の原因がMCA遺伝子の機能欠損による可能性が高いと判定できる。よって、この場合は、TESE−ICSI(Testicular sperm extraction - Intracytoplasmic sperm injection;精巣生検−顕微授精)などの現存の治療法の適格な選択を提示することができる。   On the other hand, if a mutation is detected, it can be presumed that there is a high possibility of not being low fertility or infertility. Moreover, when a test subject is an infertility patient, it can be determined that the cause of infertility is highly likely due to a functional defect in the MCA gene. Therefore, in this case, it is possible to present an appropriate selection of an existing treatment method such as TSE-ICSI (Testicular sperm extraction-intracytoplasmic sperm injection).

このように、上記検出方法及び妊孕性診断キットによれば、妊孕可能性の推定及び不妊症の原因の同定を行うことができる。すなわち、上記検出方法又は妊孕性診断キットによれば、不妊症の診断を行う上で有用な情報が提供される。それゆえ、上記検出方法における変異の有無を検出する工程は、低妊孕性又は不妊症の診断方法において用いられることが好ましいといえる。   Thus, according to the detection method and fertility diagnostic kit, it is possible to estimate the possibility of fertility and identify the cause of infertility. That is, according to the detection method or fertility diagnostic kit, information useful for diagnosing infertility is provided. Therefore, it can be said that the step of detecting the presence or absence of mutation in the detection method is preferably used in a method for diagnosing hypofertility or infertility.

なお、上記検出方法および妊孕性診断キットは、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒトMCA遺伝子の翻訳領域の上記の第92位および第121位のうちの少なくとも一方の塩基の置換変異の有無を検出することが好ましい。   The detection method and the fertility diagnostic kit have the above-mentioned positions 92 and 121 of the translation region of the human MCA gene when the adenine encoding the translation initiation codon is the first base. It is preferable to detect the presence or absence of a substitution mutation in at least one base.

さらに、上記検出方法及び妊孕性診断キットは、ヒトMCA遺伝子の上記の第92位の塩基がシトシンに置換していること、或いは、上記の第121位の塩基がアデニンに置換していることを検出するものであることが好ましい。このように、変異を検出する箇所や検出する変異の種類を絞ることにより、低妊孕性又は不妊症の原因となる変異の有無を効率よく調べることができる。   Furthermore, in the detection method and fertility diagnostic kit, the 92nd base of the human MCA gene is replaced with cytosine, or the 121st base is replaced with adenine. It is preferable to detect this. Thus, by narrowing down the location where mutation is detected and the type of mutation to be detected, the presence or absence of a mutation causing low fertility or infertility can be efficiently examined.

ただし、上記の第92位または第121位の置換変異以外であっても、ヒトMCA遺伝子に起こった変異(置換変異、挿入変異および欠失変異を含む)は、不妊症を引き起こす可能性が高いと推測されるので、本発明は、上記の第92位または第121位の置換変異を検出するものに限定されない。   However, mutations that occurred in the human MCA gene (including substitution mutations, insertion mutations, and deletion mutations) are likely to cause infertility even if they are other than the substitution mutations at positions 92 and 121 described above. Therefore, the present invention is not limited to the detection of the substitution mutation at the 92nd position or the 121st position.

一実施形態において、上記検出方法及び妊孕性診断キットは、ヒトMCA遺伝子内の領域のうち、上記の第92位および第121位のうちの少なくとも一方(以下、「変異検出部位」という)の塩基を含む領域の塩基配列を決定することにより、上記の置換変異の有無を検出するものであってもよい。塩基配列の決定には、サンガー法やこれを応用した公知の各種手法を用いることができる。   In one embodiment, the detection method and the fertility diagnostic kit include at least one of the 92nd position and the 121st position (hereinafter referred to as “mutation detection site”) among the regions in the human MCA gene. The presence or absence of the above substitution mutation may be detected by determining the base sequence of the region containing the base. For the determination of the base sequence, the Sanger method or various known techniques applying the Sanger method can be used.

この場合、妊孕性診断キットには、ヒトMCA遺伝子の上記の変異検出部位を含む領域を増幅させるために、変異検出部位を挟むようにして設計されたプライマーの組が含まれることが好ましい。このプライマーの組には、より詳細には、ヒトMCA遺伝子の変異検出部位よりも上流の塩基配列の一部または全部を有するプライマーと、ヒトMCA遺伝子の変異検出部位よりも下流の塩基配列の一部又は全部と相補的な塩基配列を有するプライマーとが含まれる。   In this case, it is preferable that the fertility diagnostic kit includes a primer set designed so as to sandwich the mutation detection site in order to amplify the region including the mutation detection site of the human MCA gene. More specifically, the primer set includes a primer having a part or all of the base sequence upstream from the mutation detection site of the human MCA gene and a base sequence downstream from the mutation detection site of the human MCA gene. And a primer having a base sequence complementary to part or all.

被験者から採取された生体サンプルに含まれるゲノムDNAを鋳型として上記のプライマーの組を用いてPCR(polymerase chain reaction)を行えば、ヒトMCA遺伝子の変異検出部位の塩基を含む領域がDNAフラグメントとして増幅され、さらに、上記のプライマーの組の一方又は両方のプライマーを用いて塩基配列の決定を行えば、置換変異の有無を確実かつ簡便に検出することができる。塩基配列の決定は、例えばABI−PRISM 310 Genetic Analyzer(Applied Biosystems Inc.)などを取扱説明書に従って使用することにより、簡単に実施することができる。なお、塩基配列の決定に用いられるプライマーは、DNAフラグメントの増幅のためのPCRに用いられるプライマーとは別のものであってもよい。   When PCR (polymerase chain reaction) is performed using genomic DNA contained in a biological sample collected from a subject as a template and the above primer set, the region containing the base of the mutation detection site of the human MCA gene is amplified as a DNA fragment. Furthermore, if the nucleotide sequence is determined using one or both primers of the above primer set, the presence or absence of a substitution mutation can be reliably and easily detected. The base sequence can be easily determined by using, for example, ABI-PRISM 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems Inc.) according to the instruction manual. The primer used for determining the base sequence may be different from the primer used for PCR for amplification of the DNA fragment.

なお、それぞれのプライマーは、MCA遺伝子又はその周辺と同一の塩基配列、或いは相補的な塩基配列を少なくとも10塩基以上有することが好ましく、15塩基以上有することがより好ましく、18塩基以上有することがさらに好ましく、20塩基以上有することが特に好ましい。MCA遺伝子又はその周辺と同一の(或いは相補的な)塩基配列の長さを長くすることにより、MCA遺伝子の第92位および第121位のうちの少なくとも一方を含む目的の領域のみを確実に増幅させることができる。   Each primer preferably has at least 10 bases, more preferably 15 bases or more, and more preferably 18 bases or more, the same base sequence as the MCA gene or its periphery, or a complementary base sequence. It is preferable to have 20 bases or more. By lengthening the length of the same (or complementary) base sequence of the MCA gene or its surroundings, only the target region including at least one of positions 92 and 121 of the MCA gene is reliably amplified. Can be made.

また、上記のプライマーの組は、互いのプライマーによって挟まれる領域の長さが5kb以下であることが好ましく、3kb以下であることがより好ましく、2kb以下であることがさらに好ましく、1.5kb以下であることが特に好ましい。互いのプライマーによって挟まれる領域の長さを短くすることによって、上記の変異検出部位の塩基を含む領域の増幅を効果的に行うことができる。   Further, in the above primer pair, the length of the region sandwiched between the primers is preferably 5 kb or less, more preferably 3 kb or less, further preferably 2 kb or less, and 1.5 kb or less. It is particularly preferred that By shortening the length of the region sandwiched between the primers, the region including the base of the mutation detection site can be effectively amplified.

また、塩基配列の決定に用いるプライマーは、上記の変異検出部位の塩基から2kb以内の位置に設定されることが好ましく、1.5kb以内の位置に設定されることが好ましく、1.0kb以内の位置に設定されることがより好ましく、0.7kb以内の位置に設定されることが特に好ましい。上記の構成により、塩基配列の決定を正確に行うことができる。   The primer used for determining the base sequence is preferably set at a position within 2 kb from the base of the mutation detection site, preferably set at a position within 1.5 kb, and within 1.0 kb. More preferably, the position is set to a position within 0.7 kb. With the above configuration, the base sequence can be accurately determined.

さらに、塩基配列の決定に用いるプライマーは、上記の変異検出部位の塩基から20bp以上離れた位置に設定されることが好ましく、30bp以上離れた位置に設定されることがより好ましく、40bp以上離れた位置に設定されることがさらに好ましく、50bp以上離れた位置に設定されることが特に好ましい。また、上記プライマーの組は、ヒトMCA遺伝子の変異検出部位の塩基を含む20bp以上の領域を増幅させるものであることが好ましい。プライマーの近傍は、塩基配列の決定結果が不正確になる傾向にあるが、上記の構成により、塩基配列の決定を正確に行うことができる。   Furthermore, the primer used for determining the base sequence is preferably set at a position separated by 20 bp or more from the base of the mutation detection site, more preferably set at a position separated by 30 bp or more, and separated by 40 bp or more. It is more preferable that the position is set, and it is particularly preferable that the position is set at a position separated by 50 bp or more. Moreover, it is preferable that the said primer group amplifies the area | region 20 bp or more containing the base of the mutation detection site | part of a human MCA gene. In the vicinity of the primer, the determination result of the base sequence tends to be inaccurate, but the base sequence can be accurately determined by the above configuration.

上記のプライマーの組としては、例えば、それぞれ配列番号16,17に示す塩基配列からなるプライマー(図1のMCA−P3及びMCA−P4R)を用いることができるが、本発明に用いることのできるプライマーの塩基配列がこの配列に限定されないことはいうまでもない。ヒトMCA遺伝子の塩基配列及びその周辺の塩基配列は、当業者であれば上述したヒトゲノムリソースやジーンバンク(GenBank)から容易に入手することができるので、入手した塩基配列を基に、Oligo(登録商標、National Bioscience Inc.)又はGENETYX(ソフトウェア開発)などを用いてプライマーを設計することができる。   As the above primer set, for example, primers (MCA-P3 and MCA-P4R in FIG. 1) having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 16 and 17, respectively, can be used. Primers that can be used in the present invention It goes without saying that the base sequence is not limited to this sequence. A person skilled in the art can easily obtain the base sequence of the human MCA gene and the surrounding base sequence from the above-mentioned human genome resources and GeneBank. Therefore, based on the obtained base sequence, Oligo (registered) Primers can be designed using trademarks such as National Bioscience Inc.) or GENETYX (software development).

各プライマーは、例えばホスホロアミダイト法などの公知の方法によって合成することができ、例えばApplied Biosystems Inc.の392型シンセサイザーなどを取扱説明書に従って使用することによって簡単に合成することができる。   Each primer can be synthesized by a known method such as a phosphoramidite method, and can be easily synthesized by using, for example, an Applied Biosystems Inc. type 392 synthesizer according to the instruction manual.

なお、上記の各プライマーには、蛍光標識が付されていてもよい。プライマーに蛍光標識が付されている場合、ダイプライマー法によって、放射性同位元素を用いることなく増幅領域の塩基配列を決定することができる。   Each primer described above may have a fluorescent label. When a fluorescent label is attached to the primer, the base sequence of the amplification region can be determined by the die primer method without using a radioisotope.

一方、各プライマーに蛍光標識が付されていない場合、ダイターミネータ法によって塩基配列を決定することができる。この場合、上記妊孕性診断キットには、上記のプライマーの組に加えて、A,T,G,Cの各単量体からなるデオキシリボ核酸、蛍光標識されA,T,G,Cの各単量体からなるジデオキシリボ核酸(所謂ダイターミネータ)、及びポリメラーゼなどがさらに含まれていてもよい。   On the other hand, when the fluorescent label is not attached to each primer, the base sequence can be determined by the dye terminator method. In this case, the fertility diagnostic kit includes deoxyribonucleic acid composed of monomers A, T, G, and C, fluorescently labeled A, T, G, and C, in addition to the above primer set. A dideoxyribonucleic acid (so-called dye terminator) comprising a monomer, a polymerase, and the like may further be included.

一実施形態において、上記検出方法及び妊孕性診断キットは、ヒトMCA遺伝子の上記の変異検出部位における塩基の置換変異の有無をインベーダー法によって検出するものであってもよい。インベーダー法の詳細については、Lyamichevらによる論文(Lyamichev V et al., Nat biotechnol. 17, 292, 1999)に記載されており、本明細書ではこれを援用する。   In one embodiment, the detection method and fertility diagnostic kit may detect presence or absence of a base substitution mutation at the mutation detection site of the human MCA gene by an invader method. Details of the invader method are described in a paper by Lyamichev et al. (Lyamichev V et al., Nat biotechnol. 17, 292, 1999), which is incorporated herein by reference.

図9は、インベーダー法の原理を説明する模式図である。インベーダー法では、非蛍光標識プローブのインベーダープローブ2及びシグナルプローブ3と、蛍光標識プローブのフレットプローブ5とが用いられる。   FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the principle of the invader method. In the invader method, an invader probe 2 and a signal probe 3 that are non-fluorescently labeled probes and a fret probe 5 that is a fluorescently labeled probe are used.

インベーダープローブ2は、ターゲット遺伝子1と相補的な塩基配列を有し、かつ、3’末端の塩基がターゲット遺伝子1の変異(又は一塩基多型)検出部位1aと対応するように設計される。一方、シグナルプローブ3は、ターゲット遺伝子1とは無関係な塩基配列であるフラップ3bと、ターゲット遺伝子1と相補的な塩基配列を有し、かつ、5’末端の塩基がターゲット遺伝子1の変異(又は一塩基多型)検出部位1aに対応するように設計されたヌクレオチド3aとが連結したものである。ここで、フラップ3bは、ヌクレオチド3aの5’末端側に連結されている。   The invader probe 2 has a base sequence complementary to the target gene 1 and is designed so that the base at the 3 'end corresponds to the mutation (or single nucleotide polymorphism) detection site 1a of the target gene 1. On the other hand, the signal probe 3 has a flap 3b which is a base sequence unrelated to the target gene 1 and a base sequence complementary to the target gene 1, and the base at the 5 'end is a mutation (or a target gene 1). Single nucleotide polymorphism) A nucleotide 3a designed to correspond to the detection site 1a is linked. Here, the flap 3b is linked to the 5 'end of the nucleotide 3a.

このように設計されたプローブ2・3をターゲット遺伝子1とハイブリダイゼーションさせると、変異検出部位1aでは、ターゲット遺伝子1、インベーダープローブ2及びシグナルプローブ3が3重鎖を形成する。すると、フラップエンドヌクレアーゼ(「クリアベース(cleavase)」ともいう)4がこの3重鎖を認識し、シグナルプローブ3を3重鎖の3’側で切断する。その結果、フラップ3bと変異検出部位とが連結したフラップ遊離体3cが生成される。   When the probes 2 and 3 designed in this way are hybridized with the target gene 1, the target gene 1, the invader probe 2 and the signal probe 3 form a triple chain at the mutation detection site 1a. Then, the flap endonuclease (also called “cleavase”) 4 recognizes this triple chain and cleaves the signal probe 3 on the 3 ′ side of the triple chain. As a result, a flap free body 3c in which the flap 3b and the mutation detection site are linked is generated.

フレットプローブ5は、5’末端側が自身とハイブリダイゼーションでき、かつ、3’末端側がフラップ3bとハイブリダイゼーションできるヌクレオチド5aと、蛍光色素5bと、クエンチャー(発光抑制体)5cとからなる。ここで、ヌクレオチド5aは、5’末端がフラップ遊離体3cの変異検出部位と相補的な塩基配列となっている。また、蛍光色素5bは、ヌクレオチド5aの5’末端に結合している。ただし、フレットプローブ5においては、クエンチャー5cにより蛍光色素5bの蛍光が抑制されている。   The fret probe 5 is composed of a nucleotide 5a capable of hybridizing with itself on the 5 'end side and hybridizing with the flap 3b on the 3' end side, a fluorescent dye 5b, and a quencher (luminescence inhibitor) 5c. Here, nucleotide 5a has a base sequence complementary to the mutation detection site of flap educt 3c at the 5 'end. The fluorescent dye 5b is bonded to the 5 'end of the nucleotide 5a. However, in the fret probe 5, the fluorescence of the fluorescent dye 5b is suppressed by the quencher 5c.

このようなフレットプローブ5に対してフラップ遊離体3cがハイブリダイゼーションすると、フラップ遊離体3cの変異検出部位について、再び3重鎖が形成される。その結果、上述のフラップエンドヌクレアーゼ4がこの3重鎖を再び認識し、フレットプローブ5の5’末端部分が切断される。その結果、フレットプローブ5の5’末端に結合していた蛍光色素5bが遊離し、蛍光が生じる。   When the flap free body 3c hybridizes to such a fret probe 5, a triple chain is formed again at the mutation detection site of the flap free body 3c. As a result, the above-described flap endonuclease 4 recognizes this triple chain again, and the 5 'end portion of the fret probe 5 is cleaved. As a result, the fluorescent dye 5b bonded to the 5 'end of the fret probe 5 is released, and fluorescence is generated.

従って、妊孕性診断キットがインベーダー法により上記の置換変異の有無を検出するものである場合、妊孕性診断キットには、インベーダープローブ2、シグナルプローブ3及びフレットプローブ5などが含まれることが好ましい。   Therefore, when the fertility diagnostic kit detects the presence or absence of the above substitution mutation by the invader method, the fertility diagnostic kit may include the invader probe 2, the signal probe 3, the fret probe 5, and the like. preferable.

置換変異が有る場合に蛍光が生じるようにする場合、インベーダープローブ2は、ヒトMCA遺伝子と相補的な塩基配列を有し、かつ、3’末端の塩基が変異型MCA遺伝子の上記の第92位の塩基(C)又は第121位の塩基(A)と対応するように設計される。また、シグナルプローブ3のヌクレオチド3aは、ヒトMCA遺伝子と相補的な塩基配列を有し、かつ、5’末端の塩基が変異型MCA遺伝子の上記の第92位の塩基(C)又は第121位の塩基(A)と対応するように設計される。そして、フレットプローブ5は、上記インベーダープローブ2及び上記シグナルプローブ3が変異型MCA遺伝子とハイブリダイズして3重鎖構造が形成された場合にフラップエンドヌクレアーゼ4によって切断されるフラップ遊離体3cを検出できるように設計される。   When fluorescence is generated when there is a substitution mutation, the invader probe 2 has a base sequence complementary to the human MCA gene, and the 3 ′ terminal base is the above-mentioned 92nd position of the mutant MCA gene. It is designed to correspond to the base (C) or the 121st base (A). The nucleotide 3a of the signal probe 3 has a base sequence complementary to the human MCA gene, and the base at the 5 ′ end is the above-mentioned 92nd base (C) or 121st position of the mutant MCA gene It is designed to correspond to the base (A). The fret probe 5 detects the flap free body 3c that is cleaved by the flap endonuclease 4 when the invader probe 2 and the signal probe 3 are hybridized with the mutant MCA gene to form a triple chain structure. Designed to be able to.

上記の構成により、被験者のMCA遺伝子の上記の第92位又は第121位の塩基が置換している場合は、ヌクレオチド3aの3’末端とインベーダープローブ2の5’末端とがオーバーラップすることにより3重鎖が形成されて蛍光が生じる。一方、被験者のMCA遺伝子が野生型である場合は、インベーダープローブ2の末端部分で3重鎖が形成されないので蛍光が生じない。   With the above configuration, when the 92nd or 121st base of the subject MCA gene is substituted, the 3 ′ end of nucleotide 3a and the 5 ′ end of invader probe 2 overlap. Triple chains are formed and fluorescence occurs. On the other hand, when the subject's MCA gene is a wild type, no triple chain is formed at the terminal portion of the invader probe 2 and thus no fluorescence occurs.

また、上記の例では、被験者の有するMCA遺伝子が置換変異型の場合に蛍光が生じる構成としたが、本発明はこれに限定されず、被験者の有するMCA遺伝子が野生型の場合に蛍光が生じ、置換変異型の場合に蛍光が抑制される構成としてもよく、様々に改変することができる。   In the above example, fluorescence is generated when the subject's MCA gene is a substitution mutation type. However, the present invention is not limited to this, and fluorescence occurs when the subject's MCA gene is a wild type. In the case of the substitution mutant type, the fluorescence may be suppressed, and various modifications can be made.

一実施形態において、上記検出方法及び妊孕性診断キットは、ヒトMCA遺伝子の上記変異検出部位における塩基の置換変異の有無をSMMD法によって検出するものであってもよい。SMMD法の詳細については、Wakaiらによる論文(Wakai J et al., Nucleic Acids Res., 2004. 32(18), e141.)に記載されており、本明細書ではこれを援用する。   In one embodiment, the detection method and fertility diagnostic kit may detect the presence or absence of a base substitution mutation at the mutation detection site of the human MCA gene by the SMMD method. Details of the SMMD method are described in a paper by Wakai et al. (Wakai J et al., Nucleic Acids Res., 2004. 32 (18), e141.), Which is incorporated herein by reference.

図10は、SMMD法の原理を説明する模式図である。なお、この図は、ヒトMCA遺伝子における変異のうち、上記の第92位の塩基の置換変異の有無を検出する場合の例を示している。SMMD法は、電気化学的反応を利用して一塩基多型、置換変異、欠失変異、又は挿入変異などを検出するものである。まず、図10に示すように、被験者のゲノムDNA11を鋳型として変異検出部位を含む領域をPCRによって増幅させるため、カウンタープライマー13と特別プライマー12とを1:4の割合で用いて非対称PCRを行う(工程A)。ここで、特別プライマー12は、変異を検出したい遺伝子11の変異検出部位11aよりも下流の領域と相補的な塩基配列からなるオリゴマー12aと、タグ12bとからなる。タグ12bは、遺伝子11の変異検出部位11aよりも1塩基下流の塩基から、オリゴマー12aがハイブリダイゼーションする塩基よりも1塩基上流の塩基までの領域と相補的な塩基配列を有しており、オリゴマー12aの5’末端に連結されている。   FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the principle of the SMMD method. In addition, this figure has shown the example in the case of detecting the presence or absence of the substitution mutation of the said 92nd base among the variation | mutations in a human MCA gene. The SMMD method detects single nucleotide polymorphisms, substitution mutations, deletion mutations, or insertion mutations using an electrochemical reaction. First, as shown in FIG. 10, in order to amplify a region including a mutation detection site using genomic DNA 11 of a subject as a template, PCR is performed using a counter primer 13 and a special primer 12 at a ratio of 1: 4. (Process A). Here, the special primer 12 includes an oligomer 12a having a base sequence complementary to a region downstream of the mutation detection site 11a of the gene 11 whose mutation is to be detected, and a tag 12b. The tag 12b has a base sequence complementary to the region from the base one base downstream of the mutation detection site 11a of the gene 11 to the base one base upstream of the base to which the oligomer 12a is hybridized. It is linked to the 5 'end of 12a.

上記の非対称PCRの結果、工程Bに示すPCR産物14が生成される(工程B)。このPCR産物14のうち、特別プライマー12を含む一本鎖の非対称PCR産物14は、タグ12bを含んでいるため、自己ループを形成して特別ターゲットを形成する(工程C・D)。   As a result of the asymmetric PCR, the PCR product 14 shown in Step B is generated (Step B). Among the PCR products 14, the single-stranded asymmetric PCR product 14 including the special primer 12 includes the tag 12b, and thus forms a self-loop to form a special target (steps C and D).

次に、変異型プローブ20及び野生型プローブ30を用意する。プローブ20・30は、ともに、変異を検出したい遺伝子11と同一の塩基配列を有し、かつ、変異検出部位11a・11bを3’末端とするオリゴマーをその5’末端側で金電極25に固定したものである。ここで、変異型プローブ20はオリゴマーの3’末端が変異型の塩基(C)となっているのに対して、野生型プローブ30はオリゴマーの3’末端が野生型の塩基(A)となっている。これらの変異型プローブ20及び野生型プローブ30は、オリゴマーが上述した特別ターゲット15の3’末端側と相補的な塩基配列を有しているため、特別ターゲット15とハイブリダイゼーションすることができる。なお、金電極25にオリゴマーを固定するための詳細な方法は、Takenakaらによる論文(Takenaka S et al., Anal Chem., 2000, 72, 1334-1341)に記載されており、本明細書ではこれを援用する。   Next, the mutant type probe 20 and the wild type probe 30 are prepared. The probes 20 and 30 both have the same base sequence as the gene 11 whose mutation is to be detected, and an oligomer having the mutation detection sites 11a and 11b as the 3 ′ end is fixed to the gold electrode 25 on the 5 ′ end side. It is a thing. Here, in the mutant probe 20, the 3 ′ end of the oligomer is a mutant base (C), whereas in the wild type probe 30, the 3 ′ end of the oligomer is a wild type base (A). ing. These mutant probe 20 and wild type probe 30 can hybridize with the special target 15 because the oligomer has a base sequence complementary to the 3 ′ end of the special target 15 described above. A detailed method for immobilizing the oligomer on the gold electrode 25 is described in a paper by Takenaka et al. (Takenaka S et al., Anal Chem., 2000, 72, 1334-1341). This is used.

プローブ20・30を特別ターゲット15とハイブリダイゼーションさせる前に、フェロセニルナフタレンジイミド(ferrocenylnaphtalene diimide;以下「FND」と略称する)を含む溶液中で、予めバックグラウンド応答を行い、電流Iを測定しておく(工程E)。 Before the probes 20 and 30 are hybridized with the special target 15, a background response is made in advance in a solution containing ferrocenylnaphthalene diimide (hereinafter abbreviated as “FND”), and the current I 0 is measured. (Step E).

そして、特別ターゲット15と変異型プローブ20及び野生型プローブ30とのハイブリダイゼーション及びライゲーションを行う。ここで、特別ターゲット15が変異型のものである場合(すなわち、被験者が変異型遺伝子を有している場合)、特別ターゲット15は変異型プローブ20と塩基配列が完全に一致するのでライゲーションが行われる一方で、野生型プローブ30とは塩基配列が末端部分で相違するのでライゲーションが行われない(工程F)。   Then, hybridization and ligation of the special target 15 with the mutant probe 20 and the wild type probe 30 are performed. Here, when the special target 15 is a mutant type (that is, when the subject has a mutant gene), the special target 15 is ligated because the nucleotide sequence is completely identical to the mutant probe 20. On the other hand, since the base sequence is different from that of the wild-type probe 30, the ligation is not performed (step F).

その後、変性処理を行うと、野生型プローブ30と変異型の特別ターゲット15との組では、野生型プローブ30から変異型特別ターゲット15が解離する。一方、変異型プローブ20と変異型の特別ターゲット15との組では、ライゲーションが行われているので、解離が起こらない(工程G)。   Thereafter, when a denaturation treatment is performed, the mutant special target 15 is dissociated from the wild type probe 30 in the combination of the wild type probe 30 and the mutant special target 15. On the other hand, in the set of the mutant probe 20 and the mutant special target 15, since ligation is performed, dissociation does not occur (step G).

そして、それぞれのサンプルを洗浄して余剰のDNAを除去し、FNDを添加して、FND分子の電気化学的電流I1を測定する(工程H)。ここで、2本鎖DNAを有する電極では、1本鎖DNAを有する電極に比べて電流I1が大きくなる(工程I)。   Then, each sample is washed to remove excess DNA, FND is added, and the electrochemical current I1 of the FND molecule is measured (step H). Here, in the electrode having the double-stranded DNA, the current I1 is larger than that of the electrode having the single-stranded DNA (Step I).

これにより、被験者のゲノムDNAが変異型であるか野生型であるかを測定した電流値に基づいて判定することができる。なお、SMMD法では、上記の変異型プローブ20及び野生型プローブ30をECA(Electrochemical array)チップとしてアレイ状に形成することにより、多数の変異を同時進行的に検出することができる。   Thereby, it can determine based on the electric current value which measured whether a test subject's genomic DNA was a mutant type or a wild type. In the SMMD method, a large number of mutations can be detected simultaneously by forming the mutant probe 20 and the wild-type probe 30 as an ECA (Electrochemical array) chip in an array.

従って、本発明に係る妊孕性診断キットがSMMD法により上記の置換変異の有無を検出するものである場合、妊孕性診断キットには、特別プライマー12、カウンタープライマー13、変異型プローブ20及び野生型プローブ30などが含まれていることが好ましい。なお、変異型プローブ20及び野生型プローブ30は、何れか一方のみでもよい。   Therefore, when the fertility diagnostic kit according to the present invention detects the presence or absence of the above substitution mutation by the SMMD method, the fertility diagnostic kit includes a special primer 12, a counter primer 13, a mutant probe 20, and It is preferable that the wild-type probe 30 and the like are included. Only one of the mutant probe 20 and the wild-type probe 30 may be used.

上記特別プライマー12は、ヒトMCA遺伝子の変異検出部位よりも下流の所定領域と相補的な塩基配列からなるオリゴマー12aと、タグ12bとからなる。タグ12bは、ヒトMCA遺伝子の変異検出部位から、オリゴマー12aがハイブリダイゼーションする部位までの領域と相補的な塩基配列を有しており、オリゴマー12aの5’末端に連結される。一方、上記カウンタープライマー13は、ヒトMCA遺伝子の変異検出部位よりも上流の所定領域と同一の塩基配列からなる。   The special primer 12 includes an oligomer 12a having a base sequence complementary to a predetermined region downstream from the mutation detection site of the human MCA gene, and a tag 12b. The tag 12b has a base sequence complementary to the region from the mutation detection site of the human MCA gene to the site where the oligomer 12a hybridizes, and is linked to the 5 'end of the oligomer 12a. On the other hand, the counter primer 13 has the same base sequence as the predetermined region upstream from the mutation detection site of the human MCA gene.

また、上記変異型プローブ20は、ヒト変異型MCA遺伝子と同一の塩基配列からなり、かつ、上記の第92位の塩基(C)または第121位の塩基(A)が3’末端になるオリゴマーを有するように設計される。また、上記野生型プローブ30は、ヒト野生型MCA遺伝子と同一の塩基配列からなり、かつ、上記の第92位の塩基(A)または第121位の塩基(G)が3’末端になるオリゴマーを有するように設計される。   The mutant probe 20 is an oligomer having the same base sequence as the human mutant MCA gene and having the 92nd base (C) or the 121st base (A) at the 3 ′ end. Designed to have The wild-type probe 30 has the same base sequence as the human wild-type MCA gene, and the above-mentioned base 92 (A) or base 121 (G) is the 3 ′ end of the oligomer. Designed to have

上記の構成によれば、被験者のMCA遺伝子が置換変異型の場合、特別ターゲット15は、変異型プローブ20とライゲーションできるが、野生型プローブ30とはライゲーションできない。一方、被験者のMCA遺伝子が野生型の場合、特別ターゲット15は、野生型プローブ30とライゲーションできるが、変異型プローブ20とはライゲーションできない。   According to the above configuration, when the subject's MCA gene is a substitution mutant type, the special target 15 can be ligated with the mutant probe 20 but cannot be ligated with the wild type probe 30. On the other hand, when the subject's MCA gene is wild-type, the special target 15 can be ligated with the wild-type probe 30 but cannot be ligated with the mutant probe 20.

なお、上記の各方法において、MCA遺伝子のセンス鎖(コドンをコードする側の鎖)を調べることによって置換変異の有無を判定する構成について詳細に説明したが、アンチセンス鎖を調べることによっても同様に判定することができるのはいうまでもない。   In each of the above methods, the configuration for determining the presence or absence of a substitution mutation by examining the sense strand of the MCA gene (codon-encoding strand) has been described in detail, but the same can be said by examining the antisense strand. Needless to say, it is possible to make a judgment.

(8)本発明に係る検出方法及び妊孕性診断キットの変形例
上記では、ヒトから採取したサンプルのゲノムDNAを調べることによって妊孕可能性の推定および不妊症の原因の同定を行ったが、タンパク質レベルでも同様に妊孕可能性の推定および不妊症の原因の同定を行うことは可能である。
(8) Modification of Detection Method and Fertility Diagnostic Kit According to the Present Invention In the above, the fertility possibility and the cause of infertility were identified by examining the genomic DNA of a sample collected from a human. It is possible to estimate fertility and identify the cause of infertility at the protein level as well.

すなわち、一実施形態において、本発明に係る検出方法および妊孕性診断キットは、ヒトにおいて正常なヒトMCAタンパク質が発現しているか否かを判定するものであってもよい。より具体的には、上記検出方法は、ヒトMCAタンパク質と結合する抗ヒトMCA抗体を用いて、ヒトから採取された生体サンプル中にヒトMCAタンパク質が発現しているか否かを判定する工程を含んでいてもよい。また、上記妊孕性診断キットは、試薬として抗ヒトMCA抗体を含んでいてもよい。   That is, in one embodiment, the detection method and fertility diagnostic kit according to the present invention may determine whether normal human MCA protein is expressed in humans. More specifically, the detection method includes a step of determining whether or not the human MCA protein is expressed in a biological sample collected from a human using an anti-human MCA antibody that binds to the human MCA protein. You may go out. The fertility diagnostic kit may contain an anti-human MCA antibody as a reagent.

上記検出方法および妊孕性診断キットにおいて、抗ヒトMCA抗体を用いてヒトMCAタンパク質の発現の有無を判定する手法は特に限定されず、公知のウェスタンブロッティングおよびELISA(Enzyme-linked Immunosorbent Assay)などが挙げられる。また、ヒトから採取する生体サンプルとしては、精巣生検によって被験者から採取した精巣内の組織(例えば精細管)、精子細胞または精漿などが挙げられる。精漿は、たとえ精子細胞を含んでいなくても、精子細胞が破壊などされることにより放出された、精子細胞で発現するタンパク質を含んでいると考えられている。また、抗ヒトMCA抗体としては、例えば上述した非特許文献3に開示されたポリクローナル抗体などを用いることができる。上記文献のポリクローナル抗体は、マウスの抗原を用いて作製したものであるが、ヒトMCAタンパク質と結合することも確認されている。もちろん、それ以外の抗ヒトMCA抗体を用いてもよい。   In the above detection method and fertility diagnostic kit, the method for determining the presence or absence of human MCA protein expression using an anti-human MCA antibody is not particularly limited, and known Western blotting, ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) and the like are known. Can be mentioned. Examples of biological samples collected from humans include testicular tissue (eg, seminiferous tubules), sperm cells, or seminal plasma collected from a subject by testicular biopsy. The seminal plasma is considered to contain a protein expressed in the sperm cell, which is released when the sperm cell is destroyed, even if it does not contain the sperm cell. Moreover, as an anti-human MCA antibody, the polyclonal antibody etc. which were disclosed by the nonpatent literature 3 mentioned above etc. can be used, for example. The polyclonal antibody described in the above document is prepared using a mouse antigen, but it has also been confirmed to bind to human MCA protein. Of course, other anti-human MCA antibodies may be used.

妊孕性診断キットがウェスタンブロッティングまたはELISAを利用するものである場合、妊孕性診断キットには、抗ヒトMCA抗体に加えて、発色反応に必要なペルオキシダーゼなどの特異的酵素で標識した抗グロブリン抗体が含まれていてもよい。   When the fertility diagnostic kit uses Western blotting or ELISA, the fertility diagnostic kit includes anti-globulin labeled with a specific enzyme such as peroxidase necessary for the color reaction in addition to the anti-human MCA antibody. An antibody may be included.

抗ヒトMCA抗体を用いてヒトMCAタンパク質が発現しているか否かを調べ、被験者においてヒトMCAタンパク質が発現していないと判定された場合は、ヒトMCA遺伝子が欠失または変異していることが示唆され、同時に、その被験者は、妊孕可能性が低い、あるいは不妊症の可能性が高いと推定することができる。また、被験者が不妊症の場合には、不妊症の原因が正常なヒトMCAタンパク質が発現していないことによるものと推定することができる。   It is determined whether or not human MCA protein is expressed using an anti-human MCA antibody. If it is determined that human MCA protein is not expressed in a subject, the human MCA gene may be deleted or mutated. At the same time, it can be estimated that the subject is less likely to be fertile or likely to be infertile. Moreover, when a test subject is infertility, it can be estimated that the cause of infertility is due to the fact that normal human MCA protein is not expressed.

また、他の実施形態において、本発明に係る検出方法および妊孕性診断キットは、上述した第92位および第121位のうちの少なくとも一方の塩基置換を含むヒト変異型MCA遺伝子によってコードされるヒト変異型MCAタンパク質と結合し、かつ、ヒト野生型MCAタンパク質と結合しない抗体を用いて、ヒトから採取された生体サンプル中にヒト変異型MCAタンパク質が発現しているか否かを判定するものであってもよい。この場合に用いられる抗体の詳細については後述する。   In another embodiment, the detection method and fertility diagnostic kit according to the present invention are encoded by a human mutant MCA gene containing a base substitution of at least one of positions 92 and 121 described above. An antibody that binds to the human mutant MCA protein and does not bind to the human wild type MCA protein is used to determine whether the human mutant MCA protein is expressed in a biological sample collected from humans. There may be. Details of the antibody used in this case will be described later.

上記抗体を用いてヒト変異型MCAタンパク質が発現しているか否かを調べ、被験者においてヒト変異型MCAタンパク質が発現していると判定された場合は、ヒトMCA遺伝子に上述した置換変異が生じていることが強く示唆され、同時に、その被験者は、妊孕可能性が低い、あるいは不妊症の可能性が高いと推定することができる。また、被験者が不妊症の場合は、不妊症の原因がヒトMCA遺伝子の異常に起因していると推定することができる。   Whether or not the human mutant MCA protein is expressed using the antibody is determined, and if it is determined that the human mutant MCA protein is expressed in the subject, the substitution mutation described above has occurred in the human MCA gene. At the same time, it can be estimated that the subject is less likely to be fertile or likely to be infertile. Moreover, when a test subject is infertile, it can be estimated that the cause of infertility originates in abnormality of a human MCA gene.

(9)本発明に係るポリヌクレオチド、ポリペプチド、発現ベクター及び発現キット
次に、本発明に係るポリヌクレオチドについて説明する。本発明に係るポリヌクレオチドは、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の塩基配列において第92位の塩基がCに置換した塩基配列からなるものである。また、本発明に係る別のポリヌクレオチドは、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の塩基配列において第121位の塩基がAに置換した塩基配列からなるものである。また、本発明に係るさらに別のポリヌクレオチドは、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の塩基配列において第92位の塩基がCに置換し、さらに第121位の塩基がAに置換した塩基配列からなるものである。
(9) Polynucleotide, polypeptide, expression vector and expression kit according to the present invention Next, the polynucleotide according to the present invention will be described. The polynucleotide according to the present invention is a nucleotide sequence in which the 92nd base is substituted with C in the base sequence of the translation region of the human wild type MCA gene when the adenine encoding the translation initiation codon is the 1st base. It consists of In addition, another polynucleotide according to the present invention provides that the base at position 121 is A in the base sequence of the translation region of the human wild-type MCA gene when adenine encoding the translation initiation codon is the base at position 1. It consists of a substituted base sequence. Furthermore, in another polynucleotide according to the present invention, when the adenine encoding the translation initiation codon is the first base, the 92nd base is C in the base sequence of the translation region of the human wild type MCA gene. And a base sequence in which the base at position 121 is substituted with A.

一実施形態において、本発明に係るポリヌクレオチドは、配列番号10から12の何れかに示す塩基配列からなるものであってもよい。ただし、本発明に係るポリヌクレオチドは、配列番号10から12の何れかに示す塩基配列のものに限定されない。本発明に係るポリヌクレオチドには、配列番号10から12の何れかに示される塩基配列のみならず、配列番号10から12の何れかに示される塩基配列において1若しくは数個の塩基が欠失、置換若しくは付加されたポリヌクレオチドからなり、かつ低妊孕性又は不妊症に関与するポリヌクレオチドも含まれ、特に、配列番号10から12の何れかに示される塩基配列において一塩基多型により1又は数個の塩基が置換された塩基配列のものも含まれる。   In one embodiment, the polynucleotide according to the present invention may consist of the base sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 10 to 12. However, the polynucleotide according to the present invention is not limited to the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 10 to 12. In the polynucleotide according to the present invention, not only the base sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 10 to 12, but also one or several bases are deleted in the base sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 10 to 12, A polynucleotide comprising a substituted or added polynucleotide and involved in hypofertility or infertility is also included. In particular, in the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 10 to 12, 1 or Those having a base sequence in which several bases are substituted are also included.

ここで、数個とは、当業者に期待しうる程度を超える試行錯誤や複雑高度な実験を行うことなく当業者が作ることができる程度の数を意図し、例えば、20個以下が好ましく、より好ましくは10個以下、さらに好ましくは5個以下を意図する。   Here, the term “several” means a number that can be made by a person skilled in the art without performing trial and error or complicated advanced experiments exceeding the level that can be expected by those skilled in the art. More preferably, it is 10 or less, and more preferably 5 or less.

本明細書において、「ポリヌクレオチド」は、「遺伝子」、「核酸」、または「核酸分子」と同義であり、ヌクレオチドの重合体を指す。本明細書において、「塩基配列」は、「核酸配列」または「ヌクレオチド配列」と同義であり、デオキシリボヌクレオチド(A、G、CおよびTと省略される)の配列として示される。   As used herein, “polynucleotide” is synonymous with “gene”, “nucleic acid”, or “nucleic acid molecule” and refers to a polymer of nucleotides. In the present specification, “base sequence” is synonymous with “nucleic acid sequence” or “nucleotide sequence” and is shown as a sequence of deoxyribonucleotides (abbreviated as A, G, C, and T).

上記ポリヌクレオチドは、RNA(例えば、mRNA)の形態、DNAの形態(例えば、合成DNA、cDNAまたはゲノムDNA)の何れであってもよい。さらに、DNAの場合、二本鎖、一本鎖の何れであってもよい。さらに、一本鎖DNAまたはRNAは、コード鎖(センス鎖としても知られる)でもよいし、非コード鎖(アンチセンス鎖としても知られる)でもよい。   The polynucleotide may be in the form of RNA (for example, mRNA) or DNA (for example, synthetic DNA, cDNA, or genomic DNA). Furthermore, in the case of DNA, it may be either double-stranded or single-stranded. Furthermore, the single-stranded DNA or RNA may be a coding strand (also known as a sense strand) or a non-coding strand (also known as an antisense strand).

なお、上記ポリヌクレオチドは、その5’末端又は3’末端に、タグ標識(タグ配列又はマーカー配列)をコードするポリヌクレオチドが連結されていてもよい。   The polynucleotide may be linked to a polynucleotide encoding a tag label (tag sequence or marker sequence) at the 5 'end or 3' end.

上記ポリヌクレオチドを取得する方法としては、PCRを用いる方法が挙げられる。具体的には、変異型MCA遺伝子を有している人のゲノムDNAを鋳型としてPCRによって得ることもできるし、また、変異を入れたプライマーを用いてPCRを行うことにより、野生型MCA遺伝子から得ることもできる。   Examples of the method for obtaining the polynucleotide include a method using PCR. Specifically, it can be obtained by PCR using genomic DNA of a person having a mutant MCA gene as a template, or by performing PCR using a primer with a mutation, from a wild type MCA gene. It can also be obtained.

また、上記ポリヌクレオチドは、組換えベクターに挿入されていてもよい。この組換えベクターは、インビトロ翻訳に用いるベクターであってもよいし、組換え発現に用いるベクターであってもよい。   In addition, the polynucleotide may be inserted into a recombinant vector. This recombinant vector may be a vector used for in vitro translation or a vector used for recombinant expression.

ベクターの具体的な種類は特に限定されず、宿主細胞中で発現可能なベクターが適宜選択できる。すなわち、宿主細胞の種類に応じて、確実に上記ポリヌクレオチドからヒト変異型MCAタンパク質を発現させるために適宜プロモーター配列を選択し、これと上記ポリヌクレオチドを各種プラスミド等に組み込んだベクターを発現ベクターとして用いればよい。   The specific type of vector is not particularly limited, and a vector that can be expressed in a host cell can be appropriately selected. That is, according to the type of the host cell, an appropriate promoter sequence is selected appropriately for the expression of the human mutant MCA protein from the above polynucleotide, and a vector incorporating this and the above polynucleotide in various plasmids is used as an expression vector. Use it.

上記発現ベクターは、導入されるべき宿主の種類に応じた発現制御領域(例えば、プロモーター、エンハンサー、ターミネーター、および/または複製起点等)を含有する。細菌用発現ベクターのプロモーターとしては、慣用的なプロモーター(例えば、trcプロモーター、tacプロモーター、lacプロモーター等)が使用され、酵母用プロモーターとしては、例えば、グリセルアルデヒド3リン酸デヒドロゲナーゼプロモーター、PH05プロモーター等が挙げられ、糸状菌用プロモーターとしては、例えば、アミラーゼ、trpC等が挙げられる。また動物細胞宿主用プロモーターとしては、ウイルス性プロモーター(例えば、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター等)が挙げられる。発現ベクターの作製は、制限酵素および/またはリガーゼ等を用いる慣用的な手法に従って行うことができる。発現ベクターによる宿主の形質転換もまた、慣用的な手法に従って行うことができる。   The expression vector contains an expression control region (for example, a promoter, an enhancer, a terminator, and / or an origin of replication) depending on the type of host to be introduced. Conventional promoters (eg, trc promoter, tac promoter, lac promoter, etc.) are used as promoters for bacterial expression vectors, and examples of yeast promoters include glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase promoter, PH05 promoter, etc. Examples of the promoter for filamentous fungi include amylase and trpC. Examples of animal cell host promoters include viral promoters (eg, SV40 early promoter, SV40 late promoter, etc.). The expression vector can be prepared according to a conventional technique using a restriction enzyme and / or ligase. Transformation of the host with the expression vector can also be performed according to conventional techniques.

上記発現ベクターを用いて形質転換された宿主を、培養、栽培または飼育した後、培養物等から慣用的な手法(例えば、濾過、遠心分離、細胞の破砕、ゲル濾過クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー等)に従って、変異型MCAタンパク質を回収・精製することができる。   A host transformed with the above expression vector is cultured, cultivated or bred, and then subjected to conventional techniques (eg, filtration, centrifugation, cell disruption, gel filtration chromatography, ion exchange chromatography) from the culture. Etc.), the mutant MCA protein can be recovered and purified.

上記発現ベクターを宿主細胞に導入する方法、すなわち形質転換法も特に限定されるものではなく、電気穿孔法、リン酸カルシウム法、リポソーム法、DEAEデキストラン法等の従来公知の方法を好適に用いることができる。また、例えば、上記ポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドを昆虫で発現させる場合には、バキュロウイルスを用いた発現系を用いればよい。   A method for introducing the expression vector into a host cell, that is, a transformation method is not particularly limited, and a conventionally known method such as an electroporation method, a calcium phosphate method, a liposome method, or a DEAE dextran method can be suitably used. . In addition, for example, when a polypeptide encoded by the polynucleotide is expressed in insects, an expression system using baculovirus may be used.

上記組換えベクターを使用すれば、上記ポリヌクレオチドを生物または細胞に導入することができ、結果として当該生物または細胞中に変異型MCAタンパク質を発現させることができる。さらに、上記組換えベクターを無細胞タンパク質合成系に用いれば、変異型MCAタンパク質を選択的に合成することができる。   By using the recombinant vector, the polynucleotide can be introduced into an organism or cell, and as a result, a mutant MCA protein can be expressed in the organism or cell. Furthermore, if the above recombinant vector is used in a cell-free protein synthesis system, a mutant MCA protein can be selectively synthesized.

また、上述した組換えベクターを含み、かつ、上述した変異型MCAタンパク質を細胞に発現させるために用いられる発現キットの形態にしてもよい。   Moreover, you may make it the form of the expression kit used in order to express the mutant MCA protein mentioned above in a cell including the recombinant vector mentioned above.

上記発現キットには、上記の組換えベクター以外の他の試薬を含んでいてもよい。他の試薬としては、例えば、組換えベクターを宿主細胞に導入するための導入用試薬、その宿主細胞、組換えベクターが宿主細胞内に導入されているかどうかを検定するためのプローブ群などが挙げられるがこれに限定されない。つまり、変異型MCAタンパク質の発現実験を、確実かつ簡便にできるように支援する試薬であればどのようなものが含まれていてもよい。上記発現キットを用いることにより、目的の宿主細胞において、確実に、かつ簡便に、変異型MCAタンパク質を発現させることができる。   The expression kit may contain a reagent other than the above recombinant vector. Other reagents include, for example, an introduction reagent for introducing a recombinant vector into a host cell, the host cell, a probe group for testing whether the recombinant vector has been introduced into the host cell, and the like. However, it is not limited to this. That is, any reagent may be included as long as the reagent supports the expression experiment of the mutant MCA protein in a reliable and simple manner. By using the above expression kit, the mutant MCA protein can be reliably and easily expressed in the target host cell.

また、本発明に係るポリペプチドは、上述したポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなるものである。   The polypeptide according to the present invention consists of an amino acid sequence encoded by the above-described polynucleotide.

一実施形態において、上記ポリペプチドは、配列番号13から15の何れかに示すアミノ酸配列からなるものであってもよい。ただし、本発明に係るポリペプチドは、配列番号13から15の何れかに示すアミノ酸配列に限定されない。本発明に係るポリペプチドには、配列番号13から15の何れかに示されるアミノ酸配列のみならず、配列番号13から15の何れかに示されるアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ低妊孕性又は不妊症に関与するポリペプチドも含まれ、特に、配列番号13から15の何れかに示されるアミノ酸配列において一塩基多型により1又は複数のアミノ酸が置換されたアミノ酸配列のものも含まれる。   In one embodiment, the polypeptide may consist of the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 13 to 15. However, the polypeptide according to the present invention is not limited to the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 13 to 15. In the polypeptide according to the present invention, not only the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 13 to 15, but also one or several amino acids in the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 13 to 15 are deleted, A polypeptide comprising an amino acid sequence that is substituted or added and that is involved in hypofertility or infertility is also included. In particular, in the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 13 to 15, 1 or An amino acid sequence in which a plurality of amino acids are substituted is also included.

ここで、数個とは、当業者に期待しうる程度を超える試行錯誤や複雑高度な実験を行うことなく当業者が作ることができる程度の数を意図し、例えば、20個以下が好ましく、より好ましくは10個以下、さらに好ましくは5個以下を意図する。   Here, the term “several” means a number that can be made by a person skilled in the art without performing trial and error or complicated advanced experiments exceeding the level that can be expected by those skilled in the art. More preferably, it is 10 or less, and more preferably 5 or less.

本明細書において、「ポリペプチド」は、「ペプチド」または「タンパク質」と同義である。また、本発明に係るポリペプチドは、天然供給源より単離したものであっても、化学合成したものであってもよい。   In the present specification, “polypeptide” is synonymous with “peptide” or “protein”. The polypeptide according to the present invention may be isolated from a natural source or chemically synthesized.

「単離した」ポリペプチドとは、天然の環境から取り出されたポリペプチドを指す。例えば、宿主細胞中で発現された組換え産生ポリペプチドは、任意の適切な技術によって実質的に精製されている天然または組換えのポリペプチドと同様に、単離されていると考えられる。本発明に係るポリペプチドは、上述した本発明に係るポリヌクレオチドの利用方法に従って取得することができる。   An “isolated” polypeptide refers to a polypeptide that has been removed from its natural environment. For example, a recombinantly produced polypeptide expressed in a host cell is considered isolated, as are natural or recombinant polypeptides that have been substantially purified by any suitable technique. The polypeptide according to the present invention can be obtained according to the method for using the polynucleotide according to the present invention described above.

本発明に係るポリペプチドは、天然の精製産物、化学合成手順の産物、および原核生物宿主または真核生物宿主(例えば、細菌細胞、酵母細胞、高等植物細胞、昆虫細胞、および哺乳動物細胞を含む)において組換え技術によって産生された産物を含む。なお、上記ポリペプチドは、組換え産生手順において用いられる宿主に依存して、グリコシル化されたり、非グリコシル化されたりしたものであってもよい。さらに、上記ポリペプチドは、宿主媒介プロセスの結果として、翻訳開始を示すメチオニン残基が改変されたものであってもよい。   Polypeptides according to the present invention include natural purified products, products of chemical synthesis procedures, and prokaryotic or eukaryotic hosts (eg, bacterial cells, yeast cells, higher plant cells, insect cells, and mammalian cells). ) Including products produced by recombinant techniques. The polypeptide may be glycosylated or non-glycosylated depending on the host used in the recombinant production procedure. Furthermore, the polypeptide may have a modified methionine residue that indicates translation initiation as a result of a host-mediated process.

本発明に係るポリヌクレオチド、発現ベクター、又はポリペプチドによれば、ヒトの不妊症患者に見られる変異型MCAタンパク質が得られる。従って、これらの発明は、ヒトMCA遺伝子の第92位および第121位の少なくとも一方の塩基の置換変異に起因する低妊孕性又は不妊症の治療を目的とした薬剤及び治療方法を開発する上で極めて有用なツールであり、研究現場へ販売することができる。また、これらをキット化することにより、産業上の利用可能性が一層向上する。   According to the polynucleotide, expression vector, or polypeptide of the present invention, a mutant MCA protein found in human infertility patients can be obtained. Therefore, these inventions are intended to develop a drug and a therapeutic method for the treatment of hypofertility or infertility caused by a substitution mutation in at least one of the base positions of positions 92 and 121 of the human MCA gene. It is a very useful tool and can be sold to research sites. Moreover, industrial applicability improves further by making these into kits.

(10)本発明に係る抗体
本発明に係る抗体は、ヒト変異型MCAポリペプチド(すなわち上述した本発明に係るポリペプチド)と結合し、かつ、ヒト野生型MCAポリペプチドと結合しないものである。本発明に係る抗体を用いれば、上述したように、妊孕可能性の推定及び不妊症の原因の同定をタンパク質レベルで検出することができる。
(10) Antibody according to the present invention The antibody according to the present invention binds to a human mutant MCA polypeptide (that is, the above-described polypeptide according to the present invention) and does not bind to a human wild-type MCA polypeptide. . Using the antibody according to the present invention, as described above, estimation of fertility and identification of the cause of infertility can be detected at the protein level.

一実施形態において、本発明に係る抗体は、配列番号10から12の何れかに示す塩基配列からなるポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドと特異的に結合するものであることが好ましい。換言すれば、本発明に係る抗体は、配列番号13から15の何れかに示すアミノ酸配列からなるポリペプチドと特異的に結合するものであることが好ましい。   In one embodiment, the antibody according to the present invention is preferably one that specifically binds to a polypeptide encoded by a polynucleotide comprising the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 10 to 12. In other words, the antibody according to the present invention preferably binds specifically to a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 13 to 15.

本発明に係る抗体は、上述したアミノ酸の置換変異を含むヒト変異型MCAポリペプチドまたは変異部分を含むそのフラグメントを抗原として実験動物を免疫処置することによって生産することができる。具体的な抗体の生産手順には、従来公知の方法を用いることができる。例えば、Chow, M. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 910-914;及びBittle, F. J. et al, J. Gen. Virol. 66: 2347-2354 (1985)を参照のこと。   The antibody according to the present invention can be produced by immunizing an experimental animal with a human mutant MCA polypeptide containing the above-mentioned amino acid substitution mutation or a fragment thereof containing a mutation part as an antigen. As a specific antibody production procedure, a conventionally known method can be used. See, for example, Chow, M. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 910-914; and Bittle, FJ et al, J. Gen. Virol. 66: 2347-2354 (1985). .

一般的に、動物は遊離ペプチドによって免疫化することができる。ただし、遊離ペプチドを高分子キャリア(例えば、キーホールリンペットヘモシアニン(KLH)または破傷風トキソイド)にカップリングすることによって効率的に免疫化できるようになる場合もある。例えば、システインを含有するペプチドは、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)のようなリンカーによってキャリアにカップリングすることができる。一方、他のペプチドは、グルタルアルデヒドのようなより一般的な連結剤を使用してキャリアにカップリングすることができる。   In general, animals can be immunized with free peptides. However, it may be possible to efficiently immunize by coupling the free peptide to a macromolecular carrier (eg, keyhole limpet hemocyanin (KLH) or tetanus toxoid). For example, a peptide containing cysteine can be coupled to a carrier by a linker such as m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS). On the other hand, other peptides can be coupled to the carrier using more common linking agents such as glutaraldehyde.

ウサギ、ラット及びマウスのような動物は、遊離ペプチド又はキャリア−カップリングペプチドと、Freundのアジュバントとを含むエマルジョンを、腹腔内および/または皮内に注射することにより免疫化することができる。ELISAにより検出できる程度に有用な力価の抗ペプチド抗体を得るためには、約2週間の間隔で追加免疫注射を行うことが好ましい。   Animals such as rabbits, rats and mice can be immunized by intraperitoneal and / or intradermal injection of emulsions containing free or carrier-coupled peptides and Freund's adjuvant. In order to obtain an anti-peptide antibody with a useful titer that can be detected by ELISA, booster injections are preferably performed at intervals of about 2 weeks.

そして、免疫化された動物から血液を採取し、血清からIgG画分を抽出することにより抗体を得ることができる。また、抗体を公知の技術によって精製することにより、抗体の力価が向上する。   The antibody can be obtained by collecting blood from the immunized animal and extracting the IgG fraction from the serum. Further, the antibody titer is improved by purifying the antibody by a known technique.

本発明に係る抗体は、上述したヒト変異型MCAポリペプチドに結合する一方で、ヒト野生型MCAポリペプチドには結合しないものである。それゆえ、上記の手順によって得られた抗体のうち、ヒト野生型MCAタンパク質と結合しないものを選出することによって、本発明に係る抗体を得ることができる。上記の選出を容易にするためには、動物に注射する抗原ペプチドとして、ヒト変異型MCAポリペプチドの変異部分とその周辺のアミノ酸配列からなる10残基程度のオリゴペプチドを選択することが好ましい。   The antibody according to the present invention binds to the above-described human mutant MCA polypeptide, but does not bind to human wild-type MCA polypeptide. Therefore, the antibody according to the present invention can be obtained by selecting antibodies that do not bind to human wild-type MCA protein from the antibodies obtained by the above procedure. In order to facilitate the above selection, it is preferable to select an oligopeptide having about 10 residues consisting of the mutated portion of the human mutant MCA polypeptide and the surrounding amino acid sequence as the antigenic peptide to be injected into the animal.

なお、本明細書では、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の代表的な塩基配列として、配列番号8に示す塩基配列を例示したが、特許請求の範囲に記載の「ヒトMCA遺伝子」及び「ヒト野生型MCA遺伝子」の翻訳領域は、配列番号8に示された塩基配列のもののみに限定されない。なぜならば、ヒト遺伝子には多くの一塩基多型が存在し、ヒトMCA遺伝子においても例外ではないからである。従って、特許請求の範囲に記載の「ヒトMCA遺伝子」及び「ヒト野生型MCA遺伝子」には、配列番号8に示される塩基配列のみならず、配列番号8に示される塩基配列において1若しくは数個の塩基が欠失、置換若しくは付加された翻訳領域を有し、かつ妊孕性に関与するもの(すなわち、自身のコードするポリペプチドが配列番号9に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドと同等の機能を有するポリヌクレオチド)も含まれ、特に、配列番号8に示される塩基配列において一塩基多型により1又は数個の塩基が置換された塩基配列を翻訳領域として有するものも含まれる。   In the present specification, the base sequence shown in SEQ ID NO: 8 is exemplified as a representative base sequence of the translation region of the human wild-type MCA gene. However, the “human MCA gene” and “human” described in the claims are exemplified. The translation region of “wild-type MCA gene” is not limited to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 8. This is because there are many single nucleotide polymorphisms in human genes, and human MCA genes are no exception. Therefore, the “human MCA gene” and “human wild-type MCA gene” described in the claims include not only the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 8, but also one or several nucleotide sequences represented by SEQ ID NO: 8. Having a translation region in which the base of is deleted, substituted or added, and involved in fertility (that is, a function equivalent to a polypeptide whose amino acid sequence is represented by the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9) In particular, a polynucleotide having a base sequence in which one or several bases are substituted by a single nucleotide polymorphism in the base sequence shown in SEQ ID NO: 8 as a translation region is also included.

ここで、数個とは、当業者に期待しうる程度を超える試行錯誤や複雑高度な実験を行うことなく当業者が作ることができる程度の数を意図し、例えば、20個以下が好ましく、より好ましくは10個以下、さらに好ましくは5個以下を意図する。このことは、ヒト変異型MCA遺伝子についても同様である。   Here, the term “several” means a number that can be made by a person skilled in the art without performing trial and error or complicated advanced experiments exceeding the level that can be expected by those skilled in the art. More preferably, it is 10 or less, and more preferably 5 or less. The same applies to the human mutant MCA gene.

以下では、本発明の一実施例について図2から図5に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施例では、マウス(Mus musculus)のMCA遺伝子を欠損させることにより本発明に係る疾患モデル動物を作製した。なお、以下の各工程では、特に断りがない限り、常法又はキットに添付されている取扱説明書に従って処理を行った。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5, but the present invention is not limited thereto. In this example, a disease model animal according to the present invention was prepared by deleting the MCA gene of a mouse (Mus musculus). In each of the following steps, the treatment was performed according to a conventional method or an instruction manual attached to the kit unless otherwise specified.

〔MCAホモ欠損マウスの作製〕
図1は、マウスMCA遺伝子の第1エクソン及びその周辺の物理地図である。図1に示す領域に対応する塩基配列を配列番号1に示す。配列番号1に示す塩基配列は、NCBIマウスゲノムリソース(NCBI Mouse Genome Resource)に登録されている第17番染色体の第17582317位から第17622316位までの塩基配列である。なお、NCBI Mouse Genome Resourceにおいて、MCAはTsga2とも称される。図中において、「第1エクソン」と標記されている領域(配列番号1の第17848位から第17991位の塩基配列に相当)が、MCA遺伝子の第1エクソンに相当し、右側がMCA遺伝子の上流で左側が下流となっている。本実施例では、この第1エクソンをネオマイシン耐性遺伝子カセット(プロモータ及び翻訳領域を含む)で置換することによって、正常なMCAタンパク質が発現しないようにした。
[Preparation of MCA homo-deficient mice]
FIG. 1 is a physical map of the first exon of mouse MCA gene and its surroundings. The base sequence corresponding to the region shown in FIG. The base sequence shown in SEQ ID NO: 1 is the base sequence from positions 17582317 to 176222316 of chromosome 17 registered in the NCBI Mouse Genome Resource. In the NCBI Mouse Genome Resource, MCA is also referred to as Tsga2. In the figure, the region labeled “first exon” (corresponding to the nucleotide sequence from position 17848 to position 17991 of SEQ ID NO: 1) corresponds to the first exon of the MCA gene, and the right side is the MCA gene. Upstream and downstream on the left. In this example, this first exon was replaced with a neomycin resistance gene cassette (including promoter and translation region) so that normal MCA protein was not expressed.

ターゲッティングベクターには、(a)配列番号1の第19218位から第23000位までの塩基配列からなる5’アーム配列と、(b)配列番号1の第10021位から第16250位までの塩基配列からなる3’アーム配列と、(c)5’アーム配列と3’アーム配列との間に挟まれたネオマイシン耐性遺伝子カセット(neoカセット)とを含めた。なお、neoカセットは、図中の左側が上流、右側が下流になる向き(つまりMCA遺伝子と逆向き)に挿入した。図2は、ターゲッティングベクターの構造を示す模式図である。   The targeting vector includes (a) a 5 ′ arm sequence consisting of the base sequence from positions 19218 to 23000 of SEQ ID NO: 1, and (b) a base sequence from positions 10021 to 16250 of SEQ ID NO: 1. And (c) a neomycin resistance gene cassette (neo cassette) sandwiched between the 5 ′ arm sequence and the 3 ′ arm sequence. The neo cassette was inserted in such a direction that the left side in the figure was upstream and the right side was downstream (that is, opposite to the MCA gene). FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a targeting vector.

次に、作製した図2のターゲッティングベクターを制限酵素で消化し、ターゲッティングベクターを環状から線状にした。そして、線状にしたターゲッティングベクターをエレクトロポレーションによりW9.5 ES細胞に導入した。導入後、G418ガンシクロビルを添加した培養液でターゲッティングベクターを導入したES細胞を培養し、G418ガンシクロビル耐性クローンを得た。   Next, the prepared targeting vector of FIG. 2 was digested with a restriction enzyme to change the targeting vector from circular to linear. The linear targeting vector was then introduced into W9.5 ES cells by electroporation. After the introduction, ES cells into which the targeting vector was introduced were cultured in a culture solution to which G418 ganciclovir was added to obtain a G418 gancyclovir resistant clone.

そして、得られた耐性クローンについて、相同組換えが問題なく行われているか否か(ターゲッティングが行われているか否か)を次の3つの方法で調べた。第1の方法では、ネオマイシン耐性遺伝子の3’末端領域に存在する塩基配列からなるneo1746fプライマー(配列番号2:5’−cctgccatagcctcaggttactc−3’)と、図1に示す5’アーム配列の外側の23250rプライマー(配列番号3:5’−gcagagggagcgaggctcagcacatgg−3’)との組を用いてPCRを行い、5’末端側のターゲッティングが正常に行われているか否かを調べた。このとき、試薬にはロシュ社のThe Expand Long Template PCR Systemを用い、反応条件は次の通りとした。
(1)94℃で5分
(2)94℃で30分、58〜61℃で1分、68℃で5分を1サイクルとして35サイクル
(3)68℃で10分
これにより、ターゲッティングが行われているクローンのサンプルでは、約4.2kbのフラグメントが検出された。
And about the obtained resistant clone, it was investigated by the following three methods whether homologous recombination was performed without a problem (whether targeting was performed). In the first method, a neo1746f primer (SEQ ID NO: 2: 5′-cctgccataggcctcagttactc-3 ′) consisting of a base sequence present in the 3 ′ end region of the neomycin resistance gene and 23250r outside the 5 ′ arm sequence shown in FIG. PCR was performed using a pair with a primer (SEQ ID NO: 5: 5′-gcagagggaggcgaggctcacacaggg-3 ′) to examine whether the targeting on the 5 ′ end side was normally performed. At this time, The Expand Long Template PCR System manufactured by Roche was used as the reagent, and the reaction conditions were as follows.
(1) 94 ° C for 5 minutes (2) 94 ° C for 30 minutes, 58-61 ° C for 1 minute, 68 ° C for 5 minutes, 35 cycles (3) 68 ° C for 10 minutes In a sample of the cloned clone, a fragment of about 4.2 kb was detected.

また、第2の方法では、サザン解析によってターゲッティングが正常に行われているか否かを調べた。このとき、クローンのゲノムDNAはXbaIで消化し、プローブには、配列番号1の第23051位から第23750位までの塩基配列からなる5’プローブ(図1参照)を用いた。この5’プローブは、野生型マウスのゲノムDNAを鋳型とし、23051Fプライマー(配列番号4:5’−gttggccagggaagaactctttctc−3’)と23750Rプライマー(配列番号5:5’−tacacgctgttagccaaatagg−3’)とを用いてPCRを行うことにより作製した。サザン解析の結果、野生型クローンのサンプルでは約12.6kbのバンドが検出され、ターゲッティングが行われているクローンのサンプルでは約16.5kbのバンドが検出された。   In the second method, it was examined whether or not the targeting was normally performed by Southern analysis. At this time, the genomic DNA of the clone was digested with XbaI, and a 5 'probe (see FIG. 1) consisting of the nucleotide sequence from position 23051 to position 23750 of SEQ ID NO: 1 was used as the probe. This 5 ′ probe was obtained by using a wild-type mouse genomic DNA as a template and using 23051F primer (SEQ ID NO: 5: 5′-gttggcccagggaagactcttttctc-3 ′) and 23750R primer (SEQ ID NO: 5: 5′-taacgctgttagcccaatagg-3 ′). It was prepared by performing PCR. As a result of Southern analysis, a band of about 12.6 kb was detected in the sample of the wild type clone, and a band of about 16.5 kb was detected in the sample of the clone being targeted.

第3の方法では、図1に示す3’アーム配列の外側の9725fプライマー(配列番号6:5’−tcctgcctcatcctgttttaatgg−3’)と、ネオマイシン耐性遺伝子の5’末端領域に存在する塩基配列からなるneo6rプライマー(配列番号7:5’−catagccgaatagcctctcc−3’)との組を用いてPCRを行い、3’末端側のターゲッティングが正常に行われているかを調べた。なお、PCRの条件は、基本的には上述した第1の方法と同じであるが、伸長ステップ((2)の68℃での処理)の時間を7分にした。これにより、ターゲッティングが行われているクローンからは、約7.1kbのフラグメントが検出された。   In the third method, a neo6r consisting of a 9725f primer (SEQ ID NO: 6: 5′-tcctgcctcatcctgtttttaatgg-3 ′) outside the 3 ′ arm sequence shown in FIG. 1 and a base sequence present in the 5 ′ end region of the neomycin resistance gene. PCR was performed using a pair with a primer (SEQ ID NO: 7: 5′-catagccgaatagccctctcc-3 ′) to examine whether targeting on the 3 ′ end side was normally performed. The PCR conditions were basically the same as those in the first method described above, but the time for the extension step ((2) treatment at 68 ° C.) was 7 minutes. As a result, a fragment of about 7.1 kb was detected from the targeted clones.

以上のようにして、ターゲッティングが行われていることが確認されたES細胞クローンをC57BL/6Jの胚盤胞に注入し、オスのキメラマウスを得た。そして、得られたキメラマウスを野生型のメスのマウスと交配させ、MCAヘテロ欠損マウス(F1)を得た。なお、MCAヘテロ欠損マウスの同定は、PCRを用いる上述の第1の方法によって行った。図3は、代表的なスクリーニング結果を示す図である。図中に矢印で示すように、一部のレーン(レーン11,12,15)では、MCAヘテロ欠損マウスが得られたことを示す約4.2kbのバンドが検出された。そして、得られたMCAヘテロ欠損マウス同士を交配し、MCAホモ欠損マウスを得た。   As described above, ES cell clones confirmed to be targeted were injected into C57BL / 6J blastocysts to obtain male chimeric mice. The obtained chimeric mouse was mated with a wild-type female mouse to obtain an MCA hetero-deficient mouse (F1). The identification of MCA hetero-deficient mice was performed by the above-described first method using PCR. FIG. 3 shows representative screening results. As indicated by the arrows in the figure, in some lanes (lanes 11, 12, and 15), a band of about 4.2 kb indicating that MCA hetero-deficient mice were obtained was detected. The obtained MCA hetero-deficient mice were crossed to obtain MCA homo-deficient mice.

次に、精巣でのMCAタンパク質の発現を調べるためにウエスタンブロットを行った。ウエスタンブロットには、非特許文献3に記載の抗MCA抗体を用いた。この抗体は、非特許文献3に記載されている、マウスのMCAタンパク質全長とGSTタンパク質との融合タンパク質をラビットに免役して得られたもので、哺乳類細胞においてMCA特異的に反応することが分かっているものである。ウエスタンブロットの詳細な手順は次の通りである。   Next, Western blot was performed to examine the expression of MCA protein in the testis. The anti-MCA antibody described in Non-Patent Document 3 was used for Western blotting. This antibody was obtained by immunizing a fusion protein of mouse full-length MCA protein and GST protein described in Non-Patent Document 3, and was found to react specifically with MCA in mammalian cells. It is what. The detailed procedure of Western blot is as follows.

まず、約40μgの精巣のタンパク質をSDS−PAGEによって展開した後、セミドライ法によってポリビニルジフルオライド(PVDF)フィルターにトランスファー(1mA/cmで80分)した。そして、フィルターを5%スキムミルクでブロッキングし、TBS(25mM Tris-HCl pH=7.4, 150mMNaCl, 50mM KCl)で1000倍に希釈した上記抗MCA抗体によって4℃で1晩処理を行った。次に、フィルターをTBSにより5分間洗浄する処理を3回繰り返し、TBSで750倍に希釈したペルオキシダーゼ(POD)をコンジュゲートした抗ラビット抗体(DAKO, A/S, Denmark)によってフィルターを室温で3時間処理した。処理後、フィルターをTBSで5分間洗浄する処理を3回繰り返し、PODイムノステインセット(Wako, Osaka, Japan)でシグナルの検出を行った。 First, about 40 μg of testis protein was developed by SDS-PAGE, and then transferred to a polyvinyl difluoride (PVDF) filter by semi-dry method (80 min at 1 mA / cm 2 ). The filter was blocked with 5% skim milk and treated overnight at 4 ° C. with the anti-MCA antibody diluted 1000 times with TBS (25 mM Tris-HCl pH = 7.4, 150 mM NaCl, 50 mM KCl). Next, the treatment of washing the filter with TBS for 5 minutes was repeated three times, and the filter was washed with anti-rabbit antibody (DAKO, A / S, Denmark) conjugated with peroxidase (POD) diluted 750 times with TBS at room temperature. Time processed. After the treatment, the treatment of washing the filter with TBS for 5 minutes was repeated three times, and the signal was detected with a POD immunostain set (Wako, Osaka, Japan).

図4は、ウエスタンブロットの結果を示す図である。図中において、「+/+」は野生型マウスを示し、「+/−」はMCAヘテロ欠損マウスを示し、「−/−」はMCAホモ欠損マウスを示す。図4に示すように、MCAホモ欠損マウスでは、MCAタンパク質が全く発現していないことが示された。   FIG. 4 is a diagram showing the results of Western blotting. In the figure, “+ / +” indicates a wild type mouse, “+/−” indicates an MCA hetero-deficient mouse, and “− / −” indicates an MCA homo-deficient mouse. As shown in FIG. 4, it was shown that MCA protein was not expressed at all in MCA homo-deficient mice.

また、精巣でのMCA転写産物の発現を調べるためにノーザンブロットを行った。ノーザンブロットは、MCA cDNA全長をプローブとして用い、次の手順で行った。   Northern blots were also performed to examine the expression of MCA transcripts in the testis. Northern blotting was performed by the following procedure using the full length MCA cDNA as a probe.

成熟マウスから摘出した約5mm四方の各組織(脳、心臓、腎臓、肝臓、肺、筋肉、脾臓、精巣、唾液腺)を1.5mLマイクロチューブに入れ、1mlのTRISOL(登録商標) reagent(GIBCO BRL, NY, USA)を加え、氷上でホモジナイズして5分間室温で静置した。その後、200μlのクロロホルムを加えて激しく撹拌し、5分間室温で静置した後、4℃、13500rpmで10分間遠心分離した。次に、上層を新しいチューブに移し、100%エタノールを1ml加えて撹拌し、4℃、13500rpmで10分間遠心分離した。そして上清を捨て、70%エタノールを1ml加えて撹拌し、4℃、13500rpmで10分間遠心分離して再び上清を捨て、沈殿物を軽く乾燥させた後にDEPC処理水に溶かした。これにより、全RNAを得た。   About 5 mm square each tissue (brain, heart, kidney, liver, lung, muscle, spleen, testis, salivary gland) removed from a mature mouse is placed in a 1.5 mL microtube and 1 ml of TRISOL (registered trademark) reagent (GIBCO BRL). , NY, USA), homogenized on ice, and left at room temperature for 5 minutes. Thereafter, 200 μl of chloroform was added and stirred vigorously, allowed to stand at room temperature for 5 minutes, and then centrifuged at 4 ° C. and 13500 rpm for 10 minutes. Next, the upper layer was transferred to a new tube, 1 ml of 100% ethanol was added and stirred, and centrifuged at 4 ° C. and 13500 rpm for 10 minutes. The supernatant was discarded, 1 ml of 70% ethanol was added and stirred, centrifuged at 4 ° C. and 13500 rpm for 10 minutes, the supernatant was discarded again, the precipitate was lightly dried, and then dissolved in DEPC-treated water. Thereby, total RNA was obtained.

次に、20μg分の全RNAを65℃で20分間変性処理した後、0.66Mホルムアルデヒドを含む1%アガロースゲルで電気泳動した。そして、ゲルをアクリジンオレンジで染色して18S及び28SリボソームRNAを確認した後、キャピラリートランスファー法によってZeta−Plobe(登録商標) Blotting Membrenesフィルター(BIO-RAD, CA, USA)にRNAをトランスファーした。その後、フィルターを2×SSCで5分間処理し、80℃でベーキングすることによりRNAをフィルターに固定した。   Next, 20 μg of total RNA was denatured at 65 ° C. for 20 minutes, and then electrophoresed on a 1% agarose gel containing 0.66 M formaldehyde. The gel was stained with acridine orange to confirm 18S and 28S ribosomal RNA, and then RNA was transferred to a Zeta-Probe (registered trademark) Blotting Members filter (BIO-RAD, CA, USA) by a capillary transfer method. Thereafter, the filter was treated with 2 × SSC for 5 minutes and baked at 80 ° C. to fix the RNA to the filter.

続いて、フィルターを65℃のPerfectHyb(登録商標) Hybridization Solution(TOYOBO, Osaka, Japan)中で1時間プレハイブリダイゼーションした。その後、全長MCAフラグメントをBcaBest(登録商標) random primer kit(Takara, Osaka, Japan)を用いて32Pでラベルしてプローブを調製し、そのプローブをPerfectHyb(登録商標) Hybridization Solutionに加えた60℃のハイブリダイゼーション溶液にフィルターを浸漬し、2時間ハイブリダイゼーションを行った。そして、1%SDSを含む1×SSCによりフィルターを室温で10分間洗浄した。その後、0.1%SDSを含む0.2%SSCによりフィルターを60℃で30分間洗浄する処理を2回行い、バイオイメージングアナライザーシステムBAS1000(Fuji Film, Japan)でシグナルを検出した。 Subsequently, the filters were prehybridized for 1 hour in PerfectHyb (registered trademark) Hybridization Solution (TOYOBO, Osaka, Japan) at 65 ° C. Subsequently, the full length MCA fragment was labeled with 32 P using BcaBest (registered trademark) random primer kit (Takara, Osaka, Japan) to prepare a probe, and the probe was added to PerfectHyb (registered trademark) Hybridization Solution at 60 ° C. The filter was immersed in the hybridization solution of No. 2 and hybridization was performed for 2 hours. The filter was washed with 1 × SSC containing 1% SDS at room temperature for 10 minutes. Thereafter, the filter was washed twice with 0.2% SSC containing 0.1% SDS at 60 ° C. for 30 minutes, and a signal was detected with the bioimaging analyzer system BAS1000 (Fuji Film, Japan).

図5は、精巣サンプルについてのノーザンブロットの結果を示す図である。図中における「+/+」、「+/−」、「−/−」は、図4のウエスタンブロットと同様である。図5に示すように、MCAホモ欠損マウスでは、MCAの転写産物が全く見られず、遺伝子が確実に欠損していることが確かめられた。   FIG. 5 is a diagram showing the results of Northern blotting for testis samples. “+ / +”, “+/−”, and “− / −” in the figure are the same as those in the western blot in FIG. As shown in FIG. 5, in the MCA homo-deficient mice, no MCA transcript was observed, confirming that the gene was surely deleted.

〔MCA欠損マウスの解析〕
次に、得られたMCA欠損マウスの形質の解析を行った。具体的には、MCAヘテロ欠損マウス、MCAホモ欠損マウスのそれぞれから精巣及び副精巣を摘出し、切片標本を作製した。そして、作製した切片標本を染色し、顕微鏡で観察した。切片標本の作製及び染色の方法は次の通りである。
[Analysis of MCA-deficient mice]
Next, the characteristics of the obtained MCA-deficient mice were analyzed. Specifically, testis and accessory testis were excised from each of MCA hetero-deficient mice and MCA homo-deficient mice, and section samples were prepared. Then, the prepared section specimen was stained and observed with a microscope. The preparation of the section specimen and the staining method are as follows.

成熟マウスから精巣及び副精巣を摘出し、摘出した組織をブアン溶液により4℃で一晩固定してパラフィンに包埋したもの、及び、摘出した組織を固定せずにTissue−Tek Compound(Sakura Finetechnical Co.Ltd, Tokyo, Japan)で包埋し−20℃に冷やしたものから、厚さ7μmの切片を作製した。次に、Tissue−Tek Compoundに包埋した未固定の組織について、100%アルコール若しくはパラホルムアルデヒドで固定した後、抗体反応を行った。具体的には、PBSで1000倍希釈した抗MCA抗体によって4℃で一晩処理し、PBSによる室温での5分間の洗浄を3回繰り返した。その後、PBSで750倍希釈したPODコンジュゲートした抗ウサギ抗体(Amersham)によって、室温で4時間処理した。最後にPBSによる室温での5分間の洗浄を3回繰り返した後、ジアミノベンジミド(DAB)による発色を行い、ヘマトキシリンによるカウンター染色を行った。   The testis and accessory testis were removed from a mature mouse, the excised tissue was fixed overnight at 4 ° C. with a Buan solution and embedded in paraffin, and the extracted tissue was not fixed and Tissue-Tek Compound (Sakura Finetechnical Co. Ltd, Tokyo, Japan), and a section having a thickness of 7 μm was prepared from what was embedded and cooled to −20 ° C. Next, an unfixed tissue embedded in Tissue-Tek Compound was fixed with 100% alcohol or paraformaldehyde, and then subjected to an antibody reaction. Specifically, it was treated overnight at 4 ° C. with an anti-MCA antibody diluted 1000 times with PBS, and washing with PBS at room temperature for 5 minutes was repeated three times. Thereafter, the POD-conjugated anti-rabbit antibody (Amersham) diluted 750 times with PBS was treated for 4 hours at room temperature. Finally, washing with PBS for 5 minutes at room temperature was repeated three times, followed by coloring with diaminobenzimide (DAB) and counterstaining with hematoxylin.

図6は、MCAヘテロ欠損マウスから摘出した精巣、副精巣尾、副精巣頭の顕微鏡像を示す図であり、図7は、MCAホモ欠損マウスから摘出した精巣、副精巣尾、副精巣頭の顕微鏡像を示す図である。図6に示すように、MCAヘテロ欠損マウスでは、精巣、副精巣尾、副精巣頭の何れにも異常が見られなかった。また、MCAヘテロ欠損マウスの妊孕性にも特に問題はなかった。これに対し、MCAホモ欠損マウスでは、図7に示すように、精巣には目立った異常が見られなかったものの、副精巣尾及び副精巣頭において精子が存在しなかった。このため、MCAホモ欠損マウスは無精子症を示し、不妊であった。   FIG. 6 is a diagram showing microscopic images of testis, accessory testis tail, and accessory testis head extracted from MCA hetero-deficient mice, and FIG. 7 shows testis, accessory testicular tail, accessory testis head extracted from MCA homo-deficient mice. It is a figure which shows a microscope image. As shown in FIG. 6, in the MCA hetero-deficient mice, no abnormality was observed in any of the testis, accessory testicular tail, and accessory testicular head. There was no particular problem with fertility of MCA hetero-deficient mice. On the other hand, in the MCA homo-deficient mouse, as shown in FIG. 7, no remarkable abnormality was observed in the testis, but no sperm was present in the accessory testicular tail and accessory testis head. For this reason, MCA homo-deficient mice showed azoospermia and were infertile.

MCAホモ欠損マウスの精巣重量を調べた結果、野生型と比べて大きな変化はなかったため、減数分裂後の精子細胞分化は進んでいることが示唆された。精巣の精子細胞を詳細に観察した結果、減数分裂後の精子細胞の数は、野性型マウスと比べてほとんど量的な差がなかった。しかしながら、精子鞭毛の折れ曲がりや、核が野性型マウスのように棒状に伸びず、不均一な円形のままであったことから、精巣における精子細胞の形態形成不全が生じていることが明らかになった。このことから、精巣内での鞭毛形成が不完全である精細胞は、精子形成後に副精巣へとうまく移動できなかったために、副精巣において精子が見られなかったものと考えられる。なお、精子の形態については、現在電子顕微鏡によりさらなる解析を進めている。   As a result of examining the testis weight of MCA homo-deficient mice, it was suggested that sperm cell differentiation after meiosis was advanced because there was no significant change compared to the wild type. As a result of detailed observation of testicular sperm cells, the number of sperm cells after meiosis was almost the same as that of wild-type mice. However, sperm flagella folds and nuclei did not extend like rods like wild-type mice and remained in a non-uniform circle, indicating that spermatogenic dysplasia in the testis occurred. It was. From this, it is considered that spermatozoa with incomplete flagellum formation in the testis did not migrate well to the subtestis after spermatogenesis, and therefore no sperm was found in the subtestis. The sperm morphology is currently being further analyzed with an electron microscope.

MCAタンパク質は、上述したように減数分裂期に発現することが報告されている。そこで、MCAホモ欠損マウスについて、精巣で減数分裂期に異常が生じ、アポトーシスを起こす精細胞が増加していないかを調べた。その結果、アポトーシスを起こす精細胞が増えていることが明らかになった。しかしながら、精子形成が見られ、精巣重量にも大きな差がなかったことから、精子形成期における鞭毛形成障害に起因して正常な精巣半数体精子細胞が形成されず、セルトリ細胞に精細胞が貪食され、その結果として副精巣に精子が存在せずに無精子症になったと考えられる。   MCA protein has been reported to be expressed during meiosis as described above. Thus, MCA homo-deficient mice were examined for abnormalities in the meiosis phase of the testis and an increase in the number of sperm cells causing apoptosis. As a result, it became clear that the number of sperm cells causing apoptosis increased. However, because spermatogenesis was observed and there was no significant difference in testis weight, normal testicular haploid sperm cells were not formed due to flagellar formation defects during the spermatogenesis stage, and sperm cells were phagocytosed by Sertoli cells. As a result, it is thought that the spermatozoon was not present in the accessory testis, resulting in azoospermia.

以下では、本発明の別の実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施例では、ヒトMCA遺伝子における置換変異の解析を行った。なお、以下の各工程では、特に断りがない限り、常法又はキットに添付されている取扱説明書に従って各処理を行った。   Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto. In this example, substitution mutations in the human MCA gene were analyzed. In each of the following steps, each treatment was performed according to a conventional method or an instruction manual attached to the kit unless otherwise specified.

〔参加者〕
不妊症の日本人男性被験者(N=245)を精子形成の欠損の程度に基づいてサブグループに分割した。これらの不妊症被験者のうち、97人(40%)は非閉塞性無精子症であり、148人(60%)は非閉塞性重症精子過少症(<5×10細胞/mL)であった。遺伝的要因を調べたところ、これらの被験者は何れも原発性特発性不妊症であった(Birmingham A et al. Fertil Steril 2004; 9: 2313-2317)。
〔participant〕
Infertile Japanese male subjects (N = 245) were divided into subgroups based on the degree of spermatogenesis deficiency. Of these infertile subjects, 97 (40%) had non-occlusive azoospermia and 148 (60%) had non-occlusive severe hypospermia (<5 × 10 6 cells / mL). It was. When examined for genetic factors, all of these subjects had primary idiopathic infertility (Birmingham A et al. Fertil Steril 2004; 9: 2313-2317).

一方、妊孕性が確認された男性のコントロールグループ(N=172)として、産婦人科医院にいる妊婦のもとに生まれた子供の父親を選択した。   On the other hand, the father of a child born to a pregnant woman in the obstetrics and gynecology clinic was selected as a control group (N = 172) of males with confirmed fertility.

なお、ドナーは、本研究において血液をゲノムDNAの解析に使用することに同意した。   The donor agreed to use blood for analysis of genomic DNA in this study.

〔PCR増幅DNAのダイレクトシーケンシングによるMCA遺伝子の変異の同定〕
以下の各工程では、特に断りがない限り、常法又はキットに添付されている取扱説明書に従って処理を行った。ゲノムDNAは、プロテアーゼ処理及びフェノール抽出により血液サンプルから単離した(Sambrook J et al., Isolation of DNA from Mammalian Cells. New York: Cold Spring Harbor Press. 1989: pp. 9.16-9.21)。また、MCA遺伝子の第2エクソン及び第3エクソンを含む領域を増幅させるために、PCRに用いるプライマーの組として、MCA−P3及びMCA−P4Rを設計した(図8参照)。MCA−P3は、図8に示すように、MCA遺伝子の第2エクソンの上流領域と同一の塩基配列(配列番号16:5’−TAGCATAGTGGGATGACTCAAGGG−3’)からなる。また、MCA−P4Rは、MCA遺伝子の第3エクソンの下流領域と相補的な塩基配列(配列番号17:5’−AACTTCTGTAACACGAAAATCTGC−3’)からなる。
[Identification of MCA gene mutation by direct sequencing of PCR amplified DNA]
In each of the following steps, unless otherwise specified, the treatment was performed according to a conventional method or an instruction manual attached to the kit. Genomic DNA was isolated from blood samples by protease treatment and phenol extraction (Sambrook J et al., Isolation of DNA from Mammalian Cells. New York: Cold Spring Harbor Press. 1989: pp. 9.16-9.21). Moreover, in order to amplify the region containing the second exon and the third exon of the MCA gene, MCA-P3 and MCA-P4R were designed as primer pairs used for PCR (see FIG. 8). As shown in FIG. 8, MCA-P3 consists of the same base sequence (SEQ ID NO: 16: 5′-TAGCATAGTGGGATGAACTCAAGGG-3 ′) as the upstream region of the second exon of the MCA gene. MCA-P4R is composed of a base sequence complementary to the downstream region of the third exon of the MCA gene (SEQ ID NO: 17: 5′-AACTTCTGTAACACGAAAATCTGC-3 ′).

PCRは以下の条件で行った:98℃で10秒間変性、60℃で5秒間アニーリング、及び72℃で30秒間伸長を1サイクルとして、これを40サイクル。PCR増幅フラグメントはSUPREC PCRスピンカラム(タカラバイオ)を用いて精製した。   PCR was performed under the following conditions: denaturation at 98 ° C. for 10 seconds, annealing at 60 ° C. for 5 seconds, and extension at 72 ° C. for 30 seconds as one cycle for 40 cycles. The PCR amplified fragment was purified using a SUPREC PCR spin column (Takara Bio).

MCA−P3及びMCA−P4Rからなるプライマーの組によって増幅したフラグメントについて、同じMCA−P3及びMCA−P4Rのそれぞれを用いてシーケンシングを行った。このとき、サーマルサイクルシーケンシングキット(アプライドバイオシステムズ)を用いて反応を行い、反応産物をABI−PRISM 310 Genetic Analyzer(アプライドバイオシステムズ)によって解析した。両方向の決定結果を比較し、塩基配列を決定した。   The fragments amplified by the primer set consisting of MCA-P3 and MCA-P4R were sequenced using the same MCA-P3 and MCA-P4R, respectively. At this time, the reaction was performed using a thermal cycle sequencing kit (Applied Biosystems), and the reaction product was analyzed by ABI-PRISM 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems). The base sequence was determined by comparing the determination results in both directions.

〔結果〕
不妊症被験者及び妊孕性確認被験者のそれぞれについてMCA遺伝子の第2エクソン及び第3エクソンの塩基配列を解析したところ、MCA遺伝子の翻訳領域の第92位のアデニンが片方のアレルにおいてシトシンに置換している被験者が、不妊症被験者245人
の中に3人見出された。この被験者のうち、2人は無精子症であり、1人は重症精子過少症であった。一方、妊孕性確認被験者からは、この置換変異が全く見出されなかった。
〔result〕
When the nucleotide sequences of exons 2 and 3 of the MCA gene were analyzed for infertile subjects and fertility confirmed subjects, adenine at position 92 in the translation region of MCA gene was replaced with cytosine in one allele. 3 subjects were found among 245 infertile subjects. Of these subjects, two had azoospermia and one had severe hypospermia. On the other hand, this substitution mutation was not found at all in fertile confirmed subjects.

さらに、MCA遺伝子の翻訳領域の第121位のグアニンが片方のアレルにおいてアデニンに置換している被験者が、不妊症被験者245人の中に1人見出された。この被験者は、重症精子過少症であった。一方、妊孕性確認被験者からは、この置換変異が全く見出されなかった。   Furthermore, one test subject in which guanine at position 121 in the translation region of the MCA gene was substituted with adenine in one allele was found among 245 infertile subjects. This subject had severe hypospermia. On the other hand, this substitution mutation was not found at all in fertile confirmed subjects.

配列番号8に示すヒトMCA遺伝子の翻訳領域の第92位のアデニン塩基がシトシン塩基に置換すると、この部位がプロリンをコードするようになる。また、第121位のグアニン塩基がアデニン塩基に置換すると、この部位がアルギニンをコードするようになる。   When the adenine base at position 92 in the translation region of the human MCA gene shown in SEQ ID NO: 8 is replaced with a cytosine base, this site encodes proline. In addition, when the guanine base at position 121 is substituted with an adenine base, this site encodes arginine.

MCA遺伝子は哺乳類に広く保存されていること、並びに、そのタンパク質が精巣の半数体生殖細胞に特に強く発現することから、MCAタンパク質の変異は、男性不妊を引き起こす(或いは引き起こしやすい)と考えられる。上記の置換変異が見出された被験者は、正常なMCAタンパク質の翻訳量が低減したことにより、或いは、変異型MCAタンパク質がドミナントネガティブに作用することにより、MCAタンパク質の働きが不十分になって不妊症になったものと推測された。   Because the MCA gene is widely conserved in mammals and the protein is particularly strongly expressed in testicular haploid germ cells, mutations in the MCA protein are thought to cause (or are likely to cause) male infertility. A subject who has found the above-mentioned substitution mutation has an insufficient function of the MCA protein because the translation amount of the normal MCA protein is reduced or the mutant MCA protein acts in a dominant negative manner. Presumed to have been infertile.

なお、本研究により、上記の置換変異以外にも一塩基多型がMCA遺伝子内に見出されたが、これらの一塩基多型は、そのパターンが不妊症被験者と妊孕性確認被験者との間で有意な相違を見せず、特に妊孕性に影響を与えるものとは認められなかった。   In this study, single nucleotide polymorphisms were found in the MCA gene in addition to the substitution mutations described above, but these single nucleotide polymorphisms were observed in infertile and fertility confirmed subjects. There was no significant difference between the two, and it was not found to affect fertility in particular.

本発明は上述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the embodiments and examples described above, and various modifications are possible within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明によれば、不妊症の現象解明や治療法の確立並びに不妊症の診断に有用なツールが提供されるので、製薬分野や医療分野において本発明を好適に利用することができる。   According to the present invention, a tool useful for elucidating the phenomenon of infertility, establishing a treatment method, and diagnosing infertility is provided. Therefore, the present invention can be suitably used in the pharmaceutical field and the medical field.

マウスにおけるMCA遺伝子の第1エクソン及びその周辺の物理地図を示す図である。It is a figure which shows the 1st exon of the MCA gene in a mouse | mouth, and the physical map of the periphery. MCA欠損マウスの作製に用いたターゲッティングベクターの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the targeting vector used for preparation of a MCA deficient mouse. マウスのジェノタイプを調べるために行ったPCRの結果の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the result of PCR performed in order to investigate the genotype of a mouse | mouth. MCAタンパク質の発現を確認するために行ったウエスタンブロットの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the Western blot performed in order to confirm the expression of MCA protein. MCA転写産物の発現を確認するために行ったノーザンブロットの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the Northern blot performed in order to confirm the expression of a MCA transcription product. MCAへテロ欠損マウスの精巣、副精巣尾及び副精巣頭の顕微鏡像を示す図である。It is a figure which shows the microscope image of the testis of the MCA hetero-deficient mouse, the accessory testicular tail, and the accessory testicular head. MCAホモ欠損マウスの精巣、副精巣尾及び副精巣頭の顕微鏡像を示す図である。It is a figure which shows the microscope image of the testis of the MCA homo-deficiency mouse | mouth, the accessory testicular tail, and the accessory testicular head. ヒトMCA遺伝子の構造を示す物理地図である。It is a physical map which shows the structure of a human MCA gene. インベーダー法の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of an invader method. SMMD法の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of SMMD method.

符号の説明Explanation of symbols

1 ターゲット遺伝子
1a 変異検出部位
2 インベーダープローブ
3 シグナルプローブ
3a ヌクレオチド
3b フラップ
3c フラップ遊離体
4 フラップエンドヌクレアーゼ
5 フレットプローブ
5a ヌクレオチド
5b 蛍光色素
5c クエンチャー
11 遺伝子
11a・11b 変異検出部位
12 特別プライマー
12a オリゴマー
12b タグ
13 カウンタープライマー
14 PCR産物
15 特別ターゲット
20 変異型プローブ
25 金電極
30 野生型プローブ
1 target gene 1a mutation detection site 2 invader probe 3 signal probe 3a nucleotide 3b flap 3c flap free body 4 flap endonuclease 5 fret probe 5a nucleotide 5b fluorescent dye 5c quencher 11 gene 11a / 11b mutation detection site 12 special primer 12a oligomer 12b Tag 13 Counter primer 14 PCR product 15 Special target 20 Mutant probe 25 Gold electrode 30 Wild type probe

Claims (23)

正常なMCAタンパク質の発現が低下し、低妊孕性又は不妊症を呈するオスの非ヒト哺乳動物であることを特徴とする疾患モデル動物。   A disease model animal, wherein the animal is a male non-human mammal that has reduced normal MCA protein expression and exhibits low fertility or infertility. 正常なMCAタンパク質が発現しないオスの非ヒト哺乳動物であることを特徴とする疾患モデル動物。   A disease model animal, which is a male non-human mammal that does not express normal MCA protein. MCA遺伝子が欠損したオスの非ヒト哺乳動物であることを特徴とする疾患モデル動物。   A disease model animal, which is a male non-human mammal deficient in the MCA gene. 上記非ヒト哺乳動物がマウスであることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の疾患モデル動物。   The disease model animal according to any one of claims 1 to 3, wherein the non-human mammal is a mouse. 請求項1から3の何れか1項に記載の疾患モデル動物から単離されたことを特徴とする細胞。   A cell isolated from the disease model animal according to any one of claims 1 to 3. MCA遺伝子が欠損又は変異し、低妊孕性又は不妊症を呈するヒト男性から単離されたことを特徴とする細胞。   A cell characterized in that the MCA gene is deficient or mutated and isolated from a human male exhibiting low fertility or infertility. 請求項1から3の何れか1項に記載の疾患モデル動物又は請求項6に記載のヒト男性から単離された精巣内の組織又は精巣。   A testis tissue or testis isolated from the disease model animal according to any one of claims 1 to 3 or the human male according to claim 6. 請求項1から3の何れか1項に記載の疾患モデル動物を作製するための交配に用いられ、MCA遺伝子の一部又は全部が欠損している非ヒト哺乳動物であることを特徴とする交配用動物。   A cross used for mating to produce the disease model animal according to any one of claims 1 to 3, wherein the mating is a non-human mammal deficient in part or all of the MCA gene. For animals. 低妊孕性又は不妊の雄性生殖細胞を生産するための生殖細胞生産方法であって、
オスの哺乳動物由来の培養細胞又はオスの哺乳動物から単離された細胞である哺乳動物細胞が有するMCA遺伝子を欠損させる遺伝子欠損工程と、
上記遺伝子欠損工程によってMCA遺伝子が欠損した哺乳動物細胞を生殖細胞へ分化させる分化誘導工程とを含んでいることを特徴とする生殖細胞生産方法。
A germ cell production method for producing low fertile or infertile male germ cells comprising:
A gene deletion step of deleting the MCA gene possessed by a mammalian cell which is a cultured cell derived from a male mammal or a cell isolated from a male mammal;
A method of producing a germ cell, comprising a differentiation induction step of differentiating a mammalian cell deficient in the MCA gene into a germ cell by the gene deletion step.
オスの非ヒト哺乳動物の生殖細胞であって、
MCA遺伝子が欠損し、低妊孕性又は不妊を呈することを特徴とする生殖細胞。
A germ cell of a male non-human mammal,
A germ cell that is deficient in MCA gene and exhibits low fertility or infertility.
ヒト男性由来の培養細胞であって、
MCA遺伝子が欠損し、低妊孕性又は不妊を呈する生殖細胞であることを特徴とする培養細胞。
A cultured cell derived from a human male,
A cultured cell characterized by being a germ cell deficient in the MCA gene and exhibiting low fertility or infertility.
低妊孕性又は不妊症の治療薬の候補化合物をスクリーニングするためのスクリーニング方法であって、
請求項1から3の何れか1項に記載の疾患モデル動物、請求項5若しくは6に記載の細胞、請求項7に記載の組織若しくは精巣、請求項9に記載の生殖細胞生産方法によって得られた雄性生殖細胞、請求項10に記載の生殖細胞、又は請求項11に記載の培養細胞に対して上記候補化合物を作用させ、その結果を評価する工程を含んでいることを特徴とするスクリーニング方法。
A screening method for screening candidate compounds for therapeutic agents for hypofertility or infertility, comprising:
A disease model animal according to any one of claims 1 to 3, a cell according to claim 5 or 6, a tissue or testis according to claim 7, and a germ cell production method according to claim 9. A screening method comprising the step of allowing the candidate compound to act on a male germ cell, the germ cell according to claim 10, or the cultured cell according to claim 11, and evaluating the result. .
ヒトMCA遺伝子の欠損又は変異の有無を検出するための試薬を含んでいることを特徴とする妊孕性診断キット。   A fertility diagnostic kit comprising a reagent for detecting the presence or absence of a deficiency or mutation in the human MCA gene. 上記試薬は、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒトMCA遺伝子の翻訳領域の第92位の塩基の変異の有無を検出するものであることを特徴とする請求項13に記載の妊孕性診断キット。   The above-mentioned reagent detects the presence or absence of a mutation in the 92nd position of the translation region of the human MCA gene when the adenine encoding the translation initiation codon is the 1st position. Item 14. The fertility diagnostic kit according to Item 13. 上記試薬は、翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒトMCA遺伝子の翻訳領域の第121位の塩基の変異の有無を検出するものであることを特徴とする請求項13に記載の妊孕性診断キット。   The reagent is for detecting the presence or absence of a mutation in the 121st base of the translation region of the human MCA gene when the adenine encoding the translation initiation codon is the 1st base. Item 14. The fertility diagnostic kit according to Item 13. ヒトから採取された生体サンプルを用いて上記ヒトにおける遺伝子の欠損又は変異を検出する検出方法であって、
ヒトMCA遺伝子の欠損又は変異の有無を検出する工程を含んでいることを特徴とする検出方法。
A detection method for detecting a gene defect or mutation in a human using a biological sample collected from a human,
A detection method comprising a step of detecting the presence or absence of a deficiency or mutation in a human MCA gene.
翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の塩基配列において第92位の塩基がシトシンに置換した塩基配列からなることを特徴とするポリヌクレオチド。   A polymorphism comprising a base sequence in which the base at position 92 is replaced with cytosine in the base sequence of the translation region of the human wild-type MCA gene when adenine encoding the translation initiation codon is defined as the base at position 1. nucleotide. 翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の塩基配列において第121位の塩基がアデニンに置換した塩基配列からなることを特徴とするポリヌクレオチド。   A polymorphism comprising a base sequence in which the base at position 121 is replaced with adenine in the base sequence of the translation region of the human wild-type MCA gene when adenine encoding the translation initiation codon is defined as the base at position 1. nucleotide. 翻訳開始コドンをコードするアデニンを第1位の塩基としたときに、ヒト野生型MCA遺伝子の翻訳領域の塩基配列において第92位の塩基がシトシンに置換し、さらに第121位の塩基がアデニンに置換した塩基配列からなることを特徴とするポリヌクレオチド。   When adenine encoding the translation initiation codon is the first base, the 92nd base is replaced with cytosine in the translation region of the human wild-type MCA gene, and the 121st base is adenine. A polynucleotide comprising a substituted base sequence. 請求項17から19の何れか1項に記載のポリヌクレオチドによってコードされるアミノ酸配列からなることを特徴とするポリペプチド。   A polypeptide comprising an amino acid sequence encoded by the polynucleotide according to any one of claims 17 to 19. 請求項20に記載のポリペプチドと結合し、かつ、ヒト野生型MCAポリペプチドと結合しないことを特徴とする抗体。   21. An antibody that binds to the polypeptide of claim 20 and does not bind to a human wild type MCA polypeptide. ヒトから採取された生体サンプルを用いて上記ヒトにおいて発現しているMCAポリペプチドの変異を検出する検出方法であって、
請求項21に記載の抗体によってMCAポリペプチドの変異を検出する工程を含んでいることを特徴とする検出方法。
A detection method for detecting a mutation in an MCA polypeptide expressed in the human using a biological sample collected from the human,
22. A detection method comprising a step of detecting a mutation in an MCA polypeptide with the antibody according to claim 21.
抗ヒトMCA抗体を含んでいることを特徴とする妊孕性診断キット。   A fertility diagnostic kit comprising an anti-human MCA antibody.
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