JP2009201501A - alpha2,3-SIALIC ACID TRANSFERASE (ST3GalIV) DEFECTIVE NON-HUMAN ANIMAL AND SCREENING PROCESS USING THE SAME - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an α2,3-sialic acid transferase (ST3GalIV) defective non-human animal and screening process using the same. <P>SOLUTION: An ST3GalIV knockout mouse is prepared to disclose the fact that the mouse relates to physiological phenomenon, such as anxiety, sleep, memory, outgrowth, reproduction, or biological rhythm so that the screening process is constructed for therapeutic agent relating to the physiological phenomenon. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、α2,3-シアル酸転移酵素(以下、ST3GalIV)の遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物、好ましくは、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損したマウスに関する。また、本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた、不安障害または睡眠障害の治療に有用な化合物のスクリーニング方法、または、ST3GalIV阻害剤のin vivo(以下、インビボ)薬効を測定する方法に関する。 The present invention relates to a non-human animal in which the gene function of α2,3-sialyltransferase (hereinafter ST3GalIV) is deficient on the chromosome, and preferably to a mouse in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. In addition, the present invention provides a method for screening a compound useful for the treatment of anxiety disorder or sleep disorder using a non-human animal in which ST3GalIV gene function is deficient on the chromosome, or an in vivo (hereinafter referred to as in vivo) ST3GalIV inhibitor. ) It relates to a method for measuring medicinal effects.

シアル酸は、糖蛋白質や糖脂質等の複合糖質の非還元末端に付加される単糖である。このシアル酸はCOOH基を持つため負電荷を有している。この性質により、シアル酸は細胞接着、分化、神経繊維の発達やレセプター認識等様々な生物学的過程に影響を与える(非特許文献1および非特許文献2参照)。また、脳において糖鎖構造が検討される中で、N-グリカンの40%がシアル酸化されており、その4分の1がポリシアル酸化されているということ(非特許文献3参照)や、シアル酸を含む糖脂質であるガングリオシド含有量が他の組織に比べ脳では約5倍高く、また、その脳内のガングリオシド組成が哺乳動物間で保存されていることが報告されている(非特許文献4参照)。これらの報告は、脳においてシアル酸の重要性が高いことを示唆するものであるが、シアル酸の脳内での生理作用、特に病態との関係については、未だ十分に検討されていない。   Sialic acid is a monosaccharide added to the non-reducing end of complex carbohydrates such as glycoproteins and glycolipids. Since this sialic acid has a COOH group, it has a negative charge. Due to this property, sialic acid affects various biological processes such as cell adhesion, differentiation, nerve fiber development and receptor recognition (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). In addition, as the sugar chain structure is examined in the brain, 40% of N-glycans are sialylated, and a quarter of them are polysialylated (see Non-Patent Document 3). It has been reported that the content of ganglioside, which is a glycolipid containing acid, is about 5 times higher in the brain than in other tissues, and that the ganglioside composition in the brain is conserved among mammals (Non-Patent Literature). 4). These reports suggest that the importance of sialic acid in the brain is high, but the physiological action of sialic acid in the brain, particularly the relationship with the pathological condition, has not yet been fully examined.

シアル酸転移酵素は、CMP-シアル酸からシアル酸を受容体基質の非還元末端に転移する反応を触媒しており、哺乳類において現在20種類が報告されている。また、これらの酵素群は、各酵素が合成する糖鎖構造によってα2,3−シアル酸転移酵素(ST3GAlI〜VI)、α2,6−シアル酸転移酵素(ST6GalI,II)、α2,8−シアル酸転移酵素(ST8SiaI〜VI)、GalNAcα2,6−シアル酸転移酵素(ST6GalNAcI〜VI)の4つのファミリーに分類されている。そして、これらの糖鎖構造はゴルジ体内で生合成される(非特許文献5および非特許文献6参照)。このα2,3−シアル酸転移酵素の中で、Galβ1−3GlcNAc、Galβ1−4GlcNAc、Galβ1−3GalNAcに基質特異性を示すST3GalIVは、全身の臓器で発現が確認されており、正常マウスでの発現は卵巣や精巣等の生殖器、唾液腺、肝臓等で高い(非特許文献7および非特許文献8参照)。脳での発現は低いが、確かであり、ST3GalIVは、脳において何らかの生理的機能を果たしていると考えられる。実際、てんかんモデルマウスでその発現が亢進することが報告されている(非特許文献9参照)。しかしながら、ST3GalIVが及ぼす生理作用、特に病態との関係については、未だ十分な検討がなされていない。
Rutishauser U.: Polysialic acid at the cell surface: biophysics in service of cell interactions and tissue plasticity., J. Cell Biochem., 70(3), 304-12, 1998 Muller D., et al.: PSA-NCAM is required for activity-induced synaptic plasticity., Neuron, 17(3), 413-422, 1996 Zamze S., et al.:Sialylated N-glycans in adult rat brain tissue., Eur. J. Biochem., 258(1), 243-270, 1998 Iwamori M., et al.: Comparative study on ganglioside compositions of various rabbit tissues. Tissue-specificity in ganglioside molecular species of rabbit thymus., Biochem. Biophys. Acta., 665(2), 214-20, 1981 Tsuji S.: Molecular cloning and functional analysis of sialyltransferases.: J. Biochem (Tokyo), 120(1), 1-13, 1996 Takashima S., et al.: Molecular cloning and expression of a sixth type of alpha 2,8-sialyltransferase (ST8Sia VI) that sialylates O-glycans., J. Biol. Chem., 277(27), 24030-8, 2002 Kono M., et al.: Mouse beta-galactoside alpha 2,3-sialyltransferases: cmparison of in vitro substrate specificities and tissue specific expression., Glycobiology, 7(4), 469-79, 1997 Ellies LG., et al.: Sialyltransferase specificity in selectin ligand formation, Blood, 100, 3618-25, 2002 Matsuhashi H., et al.: Region-specific and epileptogenic-dependent expression of six subtypes of α-sialyltransferase in the adult mouse brain, J. Neurochem., 84, 53-66, 2003
Sialyltransferases catalyze the transfer of sialic acid from CMP-sialic acid to the non-reducing end of the acceptor substrate, and 20 types have been reported in mammals. These enzyme groups are divided into α2,3-sialyltransferase (ST3GAII-VI), α2,6-sialyltransferase (ST6GalI, II), α2,8-sial depending on the sugar chain structure synthesized by each enzyme. It is classified into four families: acid transferase (ST8SiaI to VI) and GalNAcα2,6-sialyltransferase (ST6GalNAcI to VI). These sugar chain structures are biosynthesized in the Golgi (see Non-Patent Document 5 and Non-Patent Document 6). Among these α2,3-sialyltransferases, ST3GalIV, which shows substrate specificity for Galβ1-3GlcNAc, Galβ1-4GlcNAc, and Galβ1-3GalNAc, has been confirmed to be expressed in organs throughout the body, and is expressed in normal mice. High in genital organs such as ovary and testis, salivary gland, liver and the like (see Non-Patent Document 7 and Non-Patent Document 8). Although the expression in the brain is low, it is certain that ST3GalIV is thought to perform some physiological function in the brain. In fact, it has been reported that its expression is enhanced in epilepsy model mice (see Non-Patent Document 9). However, sufficient studies have not yet been made on the physiological effects of ST3GalIV, particularly the relationship with pathological conditions.
Rutishauser U .: Polysialic acid at the cell surface: biophysics in service of cell interactions and tissue plasticity., J. Cell Biochem., 70 (3), 304-12, 1998 Muller D., et al .: PSA-NCAM is required for activity-induced synaptic plasticity., Neuron, 17 (3), 413-422, 1996 Zamze S., et al.:Sialylated N-glycans in adult rat brain tissue., Eur. J. Biochem., 258 (1), 243-270, 1998 Iwamori M., et al .: Comparative study on ganglioside compositions of various rabbit tissues.Tissue-specificity in ganglioside molecular species of rabbit thymus., Biochem. Biophys. Acta., 665 (2), 214-20, 1981 Tsuji S .: Molecular cloning and functional analysis of sialyltransferases .: J. Biochem (Tokyo), 120 (1), 1-13, 1996 Takashima S., et al .: Molecular cloning and expression of a sixth type of alpha 2,8-sialyltransferase (ST8Sia VI) that sialylates O-glycans., J. Biol. Chem., 277 (27), 24030-8, 2002 Kono M., et al .: Mouse beta-galactoside alpha 2,3-sialyltransferases: cmparison of in vitro substrate specificities and tissue specific expression., Glycobiology, 7 (4), 469-79, 1997 Ellies LG., Et al .: Sialyltransferase specificity in selectin ligand formation, Blood, 100, 3618-25, 2002 Matsuhashi H., et al .: Region-specific and epileptogenic-dependent expression of six subtypes of α-sialyltransferase in the adult mouse brain, J. Neurochem., 84, 53-66, 2003

本発明の課題は、ST3GalIVノックアウトマウス等のST3GalIV遺伝子機能が欠損した非ヒト動物を提供し、ST3GalIVと病態との関係を解明すること、さらには、該病態の治療薬のスクリーニング方法およびST3GalIV阻害剤のスクリーニング方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a non-human animal deficient in ST3GalIV gene function, such as ST3GalIV knockout mice, to elucidate the relationship between ST3GalIV and a disease state, and further to a method for screening a therapeutic agent for the disease state and an ST3GalIV inhibitor A screening method is provided.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、ST3GalIVノックアウトマウスを作製し、該マウスが、不安、睡眠、成長、生殖、生体リズム等に関係する生理現象を表すことを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have produced ST3GalIV knockout mice and found that the mice exhibit physiological phenomena related to anxiety, sleep, growth, reproduction, biological rhythm, and the like. The present invention has been completed.

すなわち本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した、マウス、ラット等の齧歯目動物を含む非ヒト動物、不安障害モデル動物、睡眠障害モデル動物、成長障害モデル動物、生殖障害モデル動物、および生体リズム障害モデル動物等に関する。
また、本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した、マウス、ラット等の齧歯目動物を含む非ヒト動物を使用した不安障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、該非ヒト動物に化合物を投与し、オープンフィールド試験を行い、該化合物を投与していない該非ヒト動物と比較して四隅での滞在時間が減少したときに、該化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法;該非ヒト動物を使用した不安障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、該非ヒト動物に化合物を投与し、恐怖条件付け試験を行い、該化合物を投与していない該非ヒト動物と比較してフリージングが減少したときに、該化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法;該非ヒト動物を使用した睡眠障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、該非ヒト動物に化合物を投与し、脳波および/または筋電図の測定および/または行動の観察を行って、該化合物を投与していない該非ヒト動物と比較して睡眠パターンが改善されたときに、該化合物を睡眠障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法;該非ヒト動物を使用した成長障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、該非ヒト動物に化合物を投与し、体重および/または体長の測定、および/または血中の成長ホルモン(Gh)および/またはIGF−1の濃度の測定を行い、該化合物を投与していない該非ヒト動物と比較して体重および/または体長が増加したとき、および/または血中の成長ホルモン(Gh)および/またはIGF−1の濃度が増加したときに、該化合物を成長障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法;該非ヒト動物を使用した生殖障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、該非ヒト動物に化合物を投与し、性周期および/または分娩の異常の有無の観察を行い、該化合物を投与していない該非ヒト動物と比較して性周期および/または分娩の異常が改善されたときに、該化合物を生殖障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法;該非ヒト動物を使用した生体リズム障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、該非ヒト動物に化合物を投与し、性周期の観察、脳波および/または筋電図の測定および/または行動の観察を行い、該化合物を投与していない該非ヒト動物と比較して性周期のリズムが改善し、および/または睡眠パターンが改善されたときに、該化合物を生体リズム障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法;および該非ヒト動物を使用したST3GalIV阻害剤のインビボ薬効を測定する方法であって、該非ヒト動物および野生型の非ヒト動物に被験物質を投与し、i)オープンフィールド試験、ii)恐怖条件付け試験、iii)脳波および/または筋電図の測定、および/または行動の観察、iv)体重および/または体長の測定、v)血中の成長ホルモン(Gh)またはIGF−1の濃度の測定、または、vi)性周期および/または分娩の異常の観察、を行い、該非ヒト動物に作用がなく、野生型の非ヒト動物が該非ヒト動物の表現型を提示するときに、該被験物質をST3GalIV阻害剤として選択することを含む方法等に関する。
That is, the present invention relates to non-human animals including rodents such as mice and rats, anxiety disorder model animals, sleep disorder model animals, growth disorder model animals, and reproductive disorder model animals in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. And a biological rhythm disorder model animal.
The present invention also provides a method for screening a compound useful for the treatment of anxiety disorders using non-human animals including rodents such as mice and rats, in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome, When the compound is administered to the non-human animal, an open field test is performed, and the residence time in the four corners is reduced compared to the non-human animal not administered the compound, the compound is useful for treating anxiety disorders. A method comprising selecting as a compound; a method for screening a compound useful for the treatment of anxiety disorder using the non-human animal, administering the compound to the non-human animal, conducting a fear conditioning test, and administering the compound Selecting the compound as a useful compound for the treatment of anxiety disorders when freezing is reduced compared to the non-human animal A method for screening a compound useful for the treatment of sleep disorders using the non-human animal, wherein the compound is administered to the non-human animal, and an electroencephalogram and / or electromyogram is measured and / or behavior is observed A method comprising selecting the compound as a useful compound for the treatment of sleep disorders when sleep patterns are improved as compared to the non-human animal not administered the compound; the non-human animal is used. A method of screening for compounds useful for the treatment of growth disorders comprising administering a compound to said non-human animal, measuring body weight and / or length, and / or growth hormone (Gh) and / or IGF-1 in blood When the body weight and / or length is increased compared to the non-human animal not administered the compound and / or growth in blood A method comprising selecting the compound as a useful compound for the treatment of growth disorders when the concentration of rumon (Gh) and / or IGF-1 is increased; useful for the treatment of reproductive disorders using the non-human animal A method for screening a compound, comprising administering a compound to the non-human animal, observing the presence of abnormalities in the sexual cycle and / or labor, and comparing the sexual cycle and the non-human animal not administered with the compound. A method comprising selecting the compound as a compound useful for the treatment of a reproductive disorder when abnormalities in labor are improved; a method for screening a compound useful for the treatment of a biological rhythm disorder using the non-human animal The compound is administered to the non-human animal, the sexual cycle is observed, the electroencephalogram and / or electromyogram is measured and / or the behavior is observed, and the compound is administered. Selecting the compound as a useful compound for the treatment of a biological rhythm disorder when the rhythm of the sexual cycle is improved and / or sleep pattern is improved as compared to the non-human animal And a method for measuring the in vivo efficacy of an ST3GalIV inhibitor using said non-human animal, comprising administering a test substance to said non-human animal and wild-type non-human animal, i) open field test, ii) fear conditioning test Iii) measurement of electroencephalogram and / or electromyogram, and / or behavioral observation, iv) measurement of body weight and / or length, v) measurement of concentration of growth hormone (Gh) or IGF-1 in the blood, or Vi) Observing the abnormalities of the sexual cycle and / or parturition, the non-human animal has no effect, and the wild-type non-human animal presents the phenotype of the non-human animal. When: a method for including selecting the subject substance as ST3GalIV inhibitors.

本発明におけるST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した、マウスを含む齧歯目動物等の非ヒト動物、およびそれを用いた上記に例示したスクリーニング方法を実施することにより、不安障害、睡眠障害、成長障害、生殖障害、生体リズム障害等の治療に有用な化合物を見出すことができる。また、本発明に係るST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した、マウスを含む齧歯目動物等の非ヒト動物および野生型の非ヒト動物を使用することにより、ST3GalIV阻害剤のインビボ薬効を評価することができる。   By carrying out the screening method exemplified above using non-human animals such as rodents including mice, in which the gene function of ST3GalIV in the present invention is deficient on the chromosome, anxiety disorder, sleep disorder, Compounds useful for the treatment of growth disorders, reproductive disorders, biological rhythm disorders, etc. can be found. Moreover, the in vivo efficacy of ST3GalIV inhibitors is evaluated by using non-human animals such as rodents including mice and wild-type non-human animals in which the gene function of ST3GalIV according to the present invention is deficient on the chromosome. can do.

(1)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物
本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を提供する。本発明におけるST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物とは、ST3GalIVをコードする非ヒト動物の内在性遺伝子が破壊・欠損・置換等により不活性化され、実質的な酵素活性を有するST3GalIVを発現する機能を失った非ヒト動物をいう。また、非ヒト動物とは、マウス、ラット等の齧歯目動物を具体的に挙げることができるが、これらに限定されるものではない。該非ヒト動物がマウスのとき、非ヒト動物はノックアウトマウスである。より好ましくは、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物は、時期特異的及び/または組織特異的にST3GalIVの遺伝子機能を不活性化した、非ヒトコンディショナルノックアウト動物であり、さらに好ましくは、コンディショナルノックアウトマウスである。
(1) Non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on the chromosome The present invention provides a non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on the chromosome. The non-human animal in which the gene function of ST3GalIV in the present invention is deficient on the chromosome means that the endogenous gene of the non-human animal encoding ST3GalIV is inactivated by destruction, deletion, substitution, etc., and has substantial enzyme activity. A non-human animal that has lost the function of expressing ST3GalIV. Non-human animals can specifically include rodents such as mice and rats, but are not limited thereto. When the non-human animal is a mouse, the non-human animal is a knockout mouse. More preferably, the non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deleted on the chromosome is a non-human conditional knockout animal in which the gene function of ST3GalIV is inactivated in a time-specific and / or tissue-specific manner. Is a conditional knockout mouse.

本発明における野生型の非ヒト動物とは、上記ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と同種、同系統の、ST3GalIVの遺伝子機能が正常で且つ健常な動物を意味し、同腹の動物が好ましく、さらには、同じ性別、同じ週齢の動物が好ましい。例えば、C57BL/6Jマウスを起源に上記非ヒト動物であるST3GalIVノックアウトマウスを作製したときには、野生型の非ヒト動物は正常且つ健常なC57BL/6Jマウスを採用できる。以下、一例として、非ヒト動物がマウスの場合、つまりノックアウトマウスの場合につき、作製法を説明する。   The wild-type non-human animal in the present invention means an animal of the same type and strain that has normal and healthy ST3GalIV gene function, and is the same as the non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on the chromosome. Animals are preferred, and animals of the same sex and age are also preferred. For example, when an ST3GalIV knockout mouse, which is the above-mentioned non-human animal, is produced from a C57BL / 6J mouse, a normal and healthy C57BL / 6J mouse can be adopted as the wild-type non-human animal. Hereinafter, as an example, the production method will be described when the non-human animal is a mouse, that is, a knockout mouse.

ST3GalIVノックアウトマウスの作製法
ST3GalIVノックアウトマウスの作製法としては、ST3GalIVの機能を失ったノックアウトマウスを作製することができるものであればどのような作成法でもよいが、公知のジーンターゲッティング法(例えば、村松正實、山本雅編集、「実験医学別冊 新訂 遺伝子工学ハンドブック 改訂第3版」(1999年、羊土社発行); 別冊 実験医学 ザ・プロトコールシリーズ 「ジーンターデティングの最新技術」(2000年、羊土社)コンディショナルターゲティング法p.115−120;バイオマニュアルシリーズ8 「ジーンターゲティング」−ES細胞を用いた変異マウスの作製(1995年、羊土社)p.71−77); Sambrookら,Molecular Cloning:A LABORATORY MANUAL,第3版,COLD SPRING HARBOR LABORATORY PRESS,2001年,4.82−4.85などを参照)により作製できる。
例えば、(i)ST3GalIVをコードするcDNAをプローブとして、マウスのゲノムDNAライブラリーをスクリーニングし、ゲノムDNAのST3GalIV遺伝子を単離し、(ii)この遺伝子の適当なエクソンを含む部分を、適当な外来遺伝子(例えば、ネオマイシン耐性遺伝子等のマーカー遺伝子)に置換してターゲッティングベクターを作製し、(iii)作製されたターゲットベクターをエレクトロポレーション法等によってES細胞(例えば、MS12ES細胞、129/SvJ由来のE14ES細胞、TT2細胞株、AB−1細胞株、J1細胞株、R1細胞株等)に導入し、(iv)相同的組換えを起こしたES細胞を選択し、このES細胞系を用いて生殖系列のキメラマウスを作製し、(v)野生型マウスと交配させることによって得られるヘテロ接合体マウス同士を交配させることによってST3GalIVノックアウトマウス、同腹の野生型マウスを作製することができる。
あるいは、ST3GalIVノックアウトマウスは、例えば、(i)ST3GalIVをコードするcDNAをプローブとして、マウスのゲノムDNAライブラリーをスクリーニングし、ゲノムDNAのST3GalIV遺伝子を単離し、(ii)ST3GalIV遺伝子のゲノムDNA領域の一部又は全部をリコンビネース標的配列で挟んだ配列を有し、前記配列でST3GalIV遺伝子のゲノムDNA領域の一部又は全部を相同組換えすることを特徴とするターゲティングベクターを作製し、(iii)胚性幹細胞に前記ターゲティングベクターを形質導入し、ST3GalIV遺伝子のゲノムDNA領域の一部又は全部の相同組換えを生じさせ、(iv)前記相同組換えを生じた胚性幹細胞を用いて、リコンビネース標的配列を含む改変ST3GalIV遺伝子を有する遺伝子改変マウスを作製し、そして(v)前記遺伝子改変マウスを、リコンビネースタンパク質を発現する(好ましくは、時期特異的及び/又は組織特異的にリコンビネースタンパク質を発現する)リコンビネース発現遺伝子改変マウスと交配して、ST3GalIVタンパク質の発現が抑制された(好ましくは時期特異的及び/又は組織特異的に抑制された)、ST3GalIVノックアウトマウスを作製することができる(特開2002-369639号公報、2006-141283号公報参照)。
Method for preparing ST3GalIV knockout mouse As a method for preparing ST3GalIV knockout mouse, any method can be used as long as it can generate a knockout mouse that has lost the function of ST3GalIV, but a known gene targeting method (for example, Edited by Masaaki Muramatsu and Masaru Yamamoto, “Experimental Medicine Separate Volume, New Handbook of Genetic Engineering, 3rd Edition” (1999, published by Yodosha); Separate Volume, Experimental Medicine, The Protocol Series “Latest Technology of Gene Turding” (2000) , Yodosha) Conditional targeting method p.115-120; Biomanual Series 8 “Gene targeting” —Generation of mutant mice using ES cells (1995, Yodosha) p.71-77); Sambrook et al. , Molecular Clon ing: A LABORATORY MANUAL, 3rd edition, COLD SPRING HARBOR LABORATORY PRESS, 2001, 4.82-4.85, etc.).
For example, (i) a mouse genomic DNA library is screened using a cDNA encoding ST3GalIV as a probe, the ST3GalIV gene of the genomic DNA is isolated, and (ii) a portion of this gene containing an appropriate exon is converted into an appropriate foreign A target vector is prepared by substituting a gene (for example, a marker gene such as a neomycin resistance gene). (Iii) The prepared target vector is derived from an ES cell (for example, MS12 ES cell, 129 / SvJ-derived by electroporation method or the like). Eiv ES cell, TT2 cell line, AB-1 cell line, J1 cell line, R1 cell line, etc.) (iv) ES cells that have undergone homologous recombination are selected and regenerated using this ES cell line Obtained by producing a series of chimeric mice and mating with (v) wild-type mice ST3GalIV knockout mice by mating the heterozygous mice with each other that can be produced wild-type mice littermates.
Alternatively, ST3GalIV knockout mice can be selected from, for example, (i) screening a mouse genomic DNA library using a cDNA encoding ST3GalIV as a probe, isolating the ST3GalIV gene of genomic DNA, and (ii) the genomic DNA region of the ST3GalIV gene. Producing a targeting vector comprising a sequence partially or entirely sandwiched by a recombination target sequence, and homologous recombination of part or all of the genomic DNA region of the ST3GalIV gene with the sequence, (iii) embryo Transducing the targeting vector into a sex stem cell, causing homologous recombination of part or all of the genomic DNA region of the ST3GalIV gene, and (iv) using the embryonic stem cell resulting from the homologous recombination, including Generating a genetically modified mouse having a modified ST3GalIV gene, and (v) expressing the recombinant mouse with a recombinant protein (preferably expressing a recombinant protein in a time-specific and / or tissue-specific manner) ST3GalIV knockout mice in which expression of ST3GalIV protein is suppressed (preferably time-specific and / or tissue-specifically suppressed) can be produced by mating with a recombinant expression gene-modified mouse (JP 2002-2002). -369639 and 2006-141283).

本発明は、また、不安障害モデル動物である、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を提供する。不安障害モデル動物とは、動物、好ましくはヒトの不安障害の病態を反映した動物であり、該動物を用いて、不安障害のメカニズムの解明、不安障害の処置法、予防法の探索、治療薬および予防薬の評価および探索等が可能である。
本発明が提供する不安障害モデル動物は、ST3GalIVの遺伝子機能が欠損していることに起因して不安が惹起されている。ST3GalIVは糖転移酵素であることから、多様な生理現象に関与している可能性があり、ST3GalIV欠損から不安に至るメカニズムも多様であると推測される。一方、従来の不安障害モデル動物、例えば、ベンゾジアゼピン受容体逆作動薬等の薬剤投与により作成される不安障害モデル動物は、ベンゾジアゼピン受容体を介した単一のメカニズムで不安が惹起される。臨床での不安のメカニズムは複雑多様かつ高度であるので、この点、本発明が提供する不安障害モデル動物は、従来の薬剤投与により作成される不安障害モデル動物に比較して、臨床で認められる多様なメカニズムの不安をより反映した包括的な不安障害モデル動物である可能性があり、不安障害のメカニズムの解明に有用であると考えられる。
また、薬剤投与により惹起される不安は、薬剤投与という人為的操作が入るために、しばしば、処置動物間で惹起される不安の程度にバラツキが認められる。一方、本願発明が提供する不安障害モデル動物は、ST3GalIVの遺伝子の欠損という遺伝的バックグランドにより不安が惹起されるので、従来の薬剤投与により作成される不安障害モデル動物に比較して不安の程度にバラツキがない。このことは、不安障害治療薬および予防薬の評価において、大変有利である。
本発明が提供する不安障害モデル動物は、好ましくは、齧歯目動物であり、より好ましくは、マウスである。
The present invention also provides a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome, which is an anxiety disorder model animal. An anxiety disorder model animal is an animal, preferably an animal that reflects the pathology of anxiety disorder in humans. Using this animal, elucidation of the mechanism of anxiety disorder, treatment method for anxiety disorder, search for prevention method, therapeutic drug It is possible to evaluate and search for preventive drugs.
In the anxiety disorder model animal provided by the present invention, anxiety is caused by the lack of the gene function of ST3GalIV. Since ST3GalIV is a glycosyltransferase, it may be involved in various physiological phenomena, and it is speculated that there are various mechanisms leading to anxiety from ST3GalIV deficiency. On the other hand, in an anxiety disorder model animal, for example, an anxiety disorder model animal prepared by administration of a drug such as a benzodiazepine receptor inverse agonist, anxiety is induced by a single mechanism via a benzodiazepine receptor. Since the mechanism of clinical anxiety is complicated and diverse, the animal model of anxiety disorder provided by the present invention is recognized clinically compared to the animal model of anxiety disorder produced by conventional drug administration. It may be a comprehensive animal model of anxiety disorder that more reflects the anxiety of various mechanisms, and is considered useful for elucidating the mechanism of anxiety disorder.
In addition, since anxiety caused by drug administration involves an artificial operation called drug administration, there is often a variation in the degree of anxiety caused between treated animals. On the other hand, since the anxiety disorder model animal provided by the present invention causes anxiety due to the genetic background of ST3GalIV gene deficiency, the degree of anxiety compared to the anxiety disorder model animal prepared by conventional drug administration There is no variation. This is very advantageous in the evaluation of anxiety disorder therapeutics and preventives.
The anxiety disorder model animal provided by the present invention is preferably a rodent, and more preferably a mouse.

不安障害とは、不安が強く、行動や心理的障害をもたらす症状を有する疾患であり、全般性不安障害、社会不安障害(社会恐怖)、パニック障害、PTSD、強迫性障害等を含むものであり、DSM−IV(アメリカ精神医学会が発行する精神障害の診断・統計マニュアル、Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder)を参照して診断される疾患である。
全般性不安障害、社会不安障害、パニック障害、PTSD、強迫性障害等もDSM−IVを参照にして診断される疾患であり、全般性不安障害とは、特殊な状況に限定されない、理由の定まらない不安が長期間続き、ついには日常生活にも支障をきたす疾患であり、パニック障害とは、突然、動悸などの自律神経症状と強い不安感に襲われる「パニック発作」を特徴とする疾患であり、PTSDとは、過去に経験した心的外傷が原因で強い不安感に襲われることを特徴とする疾患であり、強迫性障害とは、強迫観念により、意味のない行動(強迫行為)をすることを特徴とする疾患である。
Anxiety disorders are diseases with strong anxiety and symptoms that cause behavioral and psychological disorders, including generalized anxiety disorder, social anxiety disorder (social phobia), panic disorder, PTSD, obsessive-compulsive disorder, etc. , DSM-IV (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder) published by the American Psychiatric Association.
Generalized anxiety disorder, social anxiety disorder, panic disorder, PTSD, obsessive compulsive disorder, etc. are also diagnosed with reference to DSM-IV, and generalized anxiety disorder is not limited to a special situation. A panic disorder is a disease characterized by a panic attack that suddenly attacks autonomic symptoms such as palpitation and a strong sense of anxiety. Yes, PTSD is a disease characterized by a strong sense of anxiety caused by trauma experienced in the past. Obsessive-compulsive disorder is an obsession with meaningless behavior (compulsive behavior). It is a disease characterized by

本発明は、さらに、睡眠障害モデル動物である、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を提供する。睡眠障害モデル動物とは、動物、好ましくはヒトの睡眠障害の病態を反映した動物のことであり、該動物を用いて、睡眠障害のメカニズムの解明、睡眠障害の処置法、予防法の探索、治療薬および予防薬の評価および探索等が可能である。本発明が提供する睡眠障害モデル動物の特徴の一つは、レム睡眠の時間が短いことである。本発明が提供する睡眠障害モデル動物は、好ましくは、齧歯目動物であり、より好ましくは、マウスである。   The present invention further provides a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome, which is a sleep disorder model animal. The sleep disorder model animal is an animal, preferably an animal reflecting the pathology of sleep disorder in humans, and using the animal, elucidation of the mechanism of sleep disorder, treatment method for sleep disorder, search for prevention method, Evaluation and search of therapeutic and prophylactic drugs are possible. One of the features of the sleep disorder model animal provided by the present invention is that the time of REM sleep is short. The sleep disorder model animal provided by the present invention is preferably a rodent, and more preferably a mouse.

睡眠障害とは、入眠、睡眠に何らかの異常を伴う疾患である。本発明において、睡眠障害はレム睡眠の障害を含み、さらには、例えば、覚醒状態から短時間睡眠状態に陥り再び覚醒状態に戻るといった、自然でない睡眠状態を含む。レム睡眠の障害とは、自然でないレム睡眠の状態であり、レム睡眠の時間が短い状態を含む。   The sleep disorder is a disease accompanied by some abnormality in falling asleep and sleeping. In the present invention, the sleep disorder includes a REM sleep disorder, and further includes, for example, an unnatural sleep state in which the sleep state falls into a sleep state for a short time and returns to the awake state again. A disorder of REM sleep is a state of REM sleep that is not natural, and includes a state in which the time of REM sleep is short.

本発明は、さらにまた、成長障害モデル動物である、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を提供する。成長障害モデル動物とは、動物、好ましくはヒトの成長障害の病態を反映した動物のことであり、該動物を用いて、成長障害のメカニズムの解明、成長障害の処置法、予防法の探索、治療薬および予防薬の評価および探索等が可能である。本発明が提供する成長障害モデル動物は、従前の下垂体切除動物のように下垂体の機能が著しく損なわれたものではない。また、本発明が提供する成長障害モデル動物は、体重および体長の増加が野生型の非ヒト動物に比較して遅く、血漿中の成長ホルモン(Gh)およびIGF−1の濃度も低下している。本発明が提供する成長障害モデル動物は、好ましくは、齧歯目動物であり、より好ましくは、マウスである。   The present invention further provides a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV, which is a growth disorder model animal, is deficient on the chromosome. A growth disorder model animal is an animal, preferably an animal that reflects the pathology of human growth disorder, and using this animal, elucidation of the mechanism of growth disorder, treatment method for growth disorder, search for prevention method, Evaluation and search of therapeutic and prophylactic drugs are possible. The growth disorder model animal provided by the present invention is not one in which the function of the pituitary gland is significantly impaired unlike the conventional hypophysectomized animal. In addition, the growth disorder model animal provided by the present invention has a slower increase in body weight and length than that of a wild-type non-human animal, and the concentrations of growth hormone (Gh) and IGF-1 in plasma are also reduced. . The growth disorder model animal provided by the present invention is preferably a rodent, and more preferably a mouse.

成長障害とは、成長に何らかの異常、例えば、身長および/または体重の増加の異常を伴う疾患である。本発明において、成長障害は、小人症(下垂体性小人症を含む)、およびターナー症候群、慢性腎不全、プラダーウィリー症候群および成人成長ホルモン分泌不全症における低身長、好ましくは、骨端線閉鎖を伴わない小人症(骨端線閉鎖を伴わない下垂体性小人症を含む)、および骨端線閉鎖を伴わない以下の疾患における低身長:ターナー症候群、慢性腎不全、プラダーウィリー症候群および成人成長ホルモン分泌不全症、を含む。体長とは、例えば、ヒトで言えば、身長に相当する。   A growth disorder is a disease with some abnormality in growth, for example, an abnormality in height and / or weight gain. In the present invention, the growth disorder is dwarfism (including pituitary dwarfism), and short stature, preferably epiphyseal line in Turner syndrome, chronic renal failure, Praderwillie syndrome and adult growth hormone secretion deficiency Dwarfism without closure (including pituitary dwarfism without epiphyseal closure) and short stature in the following diseases without epiphyseal closure: Turner syndrome, chronic renal failure, Praderwilly syndrome And adult growth hormone secretion deficiency. The body length corresponds to the height, for example, in humans.

本発明は、さらに、生殖障害モデル動物である、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を提供する。生殖障害モデル動物とは、動物、好ましくはヒトの生殖障害の病態を反映した動物のことであり、該動物を用いて、生殖障害のメカニズムの解明、生殖障害の処置法、予防法の探索、治療薬および予防薬の評価および探索等が可能である。本発明が提供する生殖障害モデル動物は、雌性の性周期が不規則となっている。また、本発明が提供する生殖障害モデル動物は、分娩異常が観察され、分娩されずに死産し、この傾向は高齢の動物により観察される。本発明が提供する生殖障害モデル動物は、好ましくは、齧歯目動物であり、より好ましくは、マウスである。   The present invention further provides a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome, which is a reproductive disorder model animal. A reproductive disorder model animal is an animal, preferably an animal reflecting the pathology of a reproductive disorder in humans, and using this animal, elucidation of the mechanism of reproductive disorder, treatment method for reproductive disorder, search for prevention method, Evaluation and search of therapeutic and prophylactic drugs are possible. The reproductive disorder model animal provided by the present invention has an irregular female sexual cycle. In addition, in the reproductive disorder model animal provided by the present invention, abnormal labor is observed and the baby is still born without being delivered, and this tendency is observed by older animals. The reproductive disorder model animal provided by the present invention is preferably a rodent, and more preferably a mouse.

生殖障害とは、雄性および雌性にかかわらず生殖能力に何らかの異常があり、正常な胎児の出産が達成されない疾患、例えば、性周期、妊娠、および/または分娩の異常を伴う疾患である。また、本発明において、性周期とは、例えば、ヒトの場合、月経がはじまった日から、次の月経のはじまる前日までの月経周期、マウスの場合、発情期から次の発情期までの周期(発情前期→発情期→発情後期→休止期を含む)を含む概念であり、性周期の異常は、性周期が不規則となること、性周期のリズムが乱れること、性周期の周期が短くなることを含み、分娩の異常は、流産、早産、過期産および死産を含む。   A reproductive disorder is a disease in which there is some abnormality in fertility regardless of male and female and normal fetal birth is not achieved, for example, a disease with abnormalities in the sexual cycle, pregnancy, and / or parturition. In the present invention, the sexual cycle means, for example, in the case of humans, the menstrual cycle from the day when menstruation starts until the day before the next menstruation starts, in the case of mice, the cycle from the estrus period to the next estrus period ( Including estrus → estrus → late estrus → rest period), abnormalities of the sexual cycle include irregular sexual cycle, disturbed rhythm of sexual cycle, shortened cycle of sexual cycle Abnormalities in labor include miscarriages, premature births, term labor and stillbirths.

本発明は、さらに、生体リズム障害モデル動物である、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を提供する。生体リズム障害モデル動物とは、動物、好ましくはヒトの生体リズム障害の病態を反映した動物のことであり、該動物を用いて、生体リズム障害のメカニズムの解明、生体リズム障害の処置法、予防法の探索、治療薬および予防薬の評価および探索等が可能である。本発明が提供する生体リズム障害モデル動物は、雌性の性周期が不規則となり、分娩時のリズム不全が認められる。また、本発明が提供する生体リズム障害モデル動物は、レム睡眠、ノンレム睡眠の周期が不規則であり、自然な睡眠リズムを表さず、レム睡眠の時間が短い。本発明が提供する生体リズム障害モデル動物は、好ましくは、齧歯目動物であり、より好ましくは、マウスである。   The present invention further provides a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome, which is a model animal of a biological rhythm disorder. The biological rhythm disorder model animal is an animal, preferably an animal that reflects the pathology of a human biological rhythm disorder. Using this animal, elucidation of the mechanism of biological rhythm disorder, treatment method for biological rhythm disorder, prevention It is possible to search for laws, evaluate and search for therapeutic drugs and preventive drugs. The biological rhythm disorder model animal provided by the present invention has an irregular female sexual cycle, and rhythm failure during delivery is observed. The biological rhythm disorder model animal provided by the present invention has irregular REM sleep and non-REM sleep cycles, does not represent a natural sleep rhythm, and has a short REM sleep time. The biological rhythm disorder model animal provided by the present invention is preferably a rodent, and more preferably a mouse.

生体リズム障害とは、生体のリズム、例えば、サーカディアン・リズム、睡眠リズム、性周期、ホルモンの分泌リズム等に何らかの異常があり、正常な生理機能が損なわれている疾患である。   The biological rhythm disorder is a disease in which a normal physiological function is impaired due to some abnormality in a biological rhythm such as circadian rhythm, sleep rhythm, sexual cycle, hormone secretion rhythm, and the like.

(2)オープンフィールド試験を利用する、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた不安障害の治療薬のスクリーニング方法
本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた不安障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法を提供する。
例えば、本発明が提供する不安障害の治療に有用な化合物のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与し、オープンフィールド試験を行い、該化合物を投与していないST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して四隅での滞在時間が減少したときに、該化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択することを含む。好ましくは、非ヒト動物は、マウスまたはラット等の齧歯目動物である。
(2) Screening method for therapeutic agent for anxiety disorder using a non-human animal in which ST3GalIV gene function is deficient on the chromosome using open field test The present invention is a non-human deficient in ST3GalIV gene function on the chromosome Methods of screening for compounds useful for the treatment of anxiety disorders using animals are provided.
For example, the present invention provides a method for screening a compound useful for the treatment of anxiety disorders by administering a compound to a non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on the chromosome, conducting an open field test, and administering the compound. Selecting a compound as a useful compound for the treatment of anxiety disorders when the residence time at the four corners is reduced compared to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is not chromosomally deficient. Preferably, the non-human animal is a rodent such as a mouse or a rat.

不安障害とは、上記(1)で記載した通りである。
オープンフィールド試験は、四角形の装置という広い新規環境下において、動物が壁に触れ装置内の周辺部をより好んで歩行する習性を利用した試験で、ジアゼパム等のベンゾジアゼピン系抗不安薬を投与すると、装置中央部での探索行動が増加することから、装置の中央部での滞在時間の増加を不安の程度が減少している指標として、不安の程度を評価する試験方法である(山口 拓、吉岡 光弘、日薬理誌、2007、130,105−111参照)。したがって、不安障害の治療に有用な化合物を投与した動物は、本試験系において、装置の四隅での滞在時間が減少し、中央部での滞在時間が増加する。
オープンフィールド試験は、上記のように、動物の生来の習性を利用した試験であり、病的な不安を惹起させて不安の程度を評価する試験法ではない。さらに、臨床で不安障害に有効とされている薬剤のうち、ベンゾジアゼピン系の抗不安薬は本試験系で抗不安効果を検出できるが、三環系抗うつ薬や不安障害治療の第1選択薬であるSSRIの抗不安効果は検出されず、中枢興奮薬などによっても自発運動量の亢進作用や装置中央部での探索行動の増加が認められることから、本試験系を用いた不安水準の評価は、他の試験系と複合的に評価することが推奨されている(山口 拓、吉岡 光弘、日薬理誌、2007、130,105−111参照)。
本発明の不安障害の治療薬のスクリーニング方法は、不安感受性の高いことが恐怖条件付け試験でも認められた、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いることから、健常な野生型動物のみを用いた従来のオープンフィールド試験よりも優れた評価系であると考えられる。そして、本発明の不安障害の治療薬のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いることにより、健常な野生型動物のみを用いた従来のオープンフィールド試験よりも評価ウィンドウ(被験化合物投与により変化可能な最大変化量)が大きく、より正確に抗不安効果の薬効を検出できる系である(例えば、図5で野生型(+/+)とST3GalIVノックアウトマウス(-/-)のそれぞれの黒カラムと白カラムの差を比べれば、ST3GalIVノックアウトマウスの差が野生型マウスの差よりも大きいので、抗不安薬の薬効をより大きな変化量で検出できる)。
An anxiety disorder is as described in (1) above.
The open field test is a test that uses the habit of walking more favorably around the inside of the device in a wide new environment called a square device, and when a benzodiazepine anxiolytic such as diazepam is administered, This is a test method to evaluate the degree of anxiety as an increase in staying time in the central part of the device is an indicator that the degree of anxiety is decreasing because of increased search behavior in the central part of the device (Taku Yamaguchi, Yoshioka) Mitsuhiro, Journal of Japanese Pharmacology, 2007, 130, 105-111). Thus, animals administered compounds useful for the treatment of anxiety disorders have a reduced residence time at the four corners of the device and an increased residence time in the middle in this test system.
As described above, the open field test is a test using the natural habits of animals, and is not a test method for inducing pathological anxiety and evaluating the degree of anxiety. Furthermore, among the clinically effective drugs for anxiety disorders, benzodiazepine anti-anxiety drugs can detect anxiolytic effects in this test system, but are tricyclic antidepressants and first-line drugs for anxiety disorder treatment. The anxiolytic effect of SSRI is not detected, and central stimulants and other drugs have increased spontaneous motor activity and increased exploratory behavior in the center of the device. It is recommended to evaluate in combination with other test systems (see Taku Yamaguchi, Mitsuhiro Yoshioka, Nihon Pharmacou, 2007, 130, 105-111).
Since the screening method for a therapeutic agent for anxiety disorder according to the present invention uses a non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on the chromosome, which has been recognized in a fear conditioning test as having high anxiety sensitivity, a healthy wild-type animal is used. It is considered that the evaluation system is superior to the conventional open field test using only The screening method for a therapeutic agent for anxiety disorder of the present invention uses a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome, thereby evaluating the conventional open field test using only healthy wild-type animals. This is a system that has a large window (maximum change amount that can be changed by test compound administration) and can detect the anxiolytic effect more accurately (for example, wild type (+ / +) and ST3GalIV knockout mice (-/ Comparing the difference between each black column and white column in-), the difference in ST3GalIV knockout mice is larger than that in wild-type mice, so that the efficacy of anxiolytic drugs can be detected with a larger change amount).

本発明の不安障害の治療薬のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与する工程を含む。投与は、適切な投与方法により行われれば、特に限定されないが、経口投与、皮下投与、腹腔内投与、静脈内投与等の投与方法が採用され得る。投与化合物、化合物の媒体、投与量、投与方法等の条件は、当業者が適宜設定できる。   The screening method for a therapeutic agent for anxiety disorders of the present invention includes a step of administering a compound to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. Administration is not particularly limited as long as it is carried out by an appropriate administration method, and administration methods such as oral administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, and intravenous administration can be adopted. A person skilled in the art can appropriately set conditions such as a compound to be administered, a medium of the compound, a dose, and a method of administration.

オープンフィールド試験の測定用装置は、特に限定されないが、四角形のケージおよび滞在場所記録装置を含む装置を採用できる。好ましくは、マウスの場合、ケージは透明なプラスチックでできており、広さは45cmX55cmであり、高さは、マウスが容易に飛び越えられない程度の適切な高さである。滞在場所記録装置は、滞在場所が記録され、四隅の滞在時間を計測できれば限定されないが、録画機能付きビデオカメラまたはAUTOMEXII(東海医理科製)等を採用できる。ケージは、適切な広さに分割し、動物の滞在時間を測定する四隅または中央部を予め設定する。四隅の大きさは、当業者が適切に設定できるが、例えば、広さは45cmX55cmのケージの場合は、四隅のそれぞれは、各ケージの角を含む11.25cmX13.75cmの大きさと設定できる。中央部の大きさも、当業者が適切に設定でき、例えば、広さは45cmX55cmのケージの場合は、ケージの壁に接触してない、45cmX55cmの四角形の重心(対角線の交点)を含む11.25cmX27.5cmの大きさと設定できる。
オープンフィールド試験の試行数、動物数、スケジュール等の実験スケジュールは当業者が適宜設定できる。
The measurement device for the open field test is not particularly limited, and a device including a square cage and a stay location recording device can be adopted. Preferably, in the case of a mouse, the cage is made of a transparent plastic, the width is 45 cm × 55 cm, and the height is an appropriate height that the mouse cannot easily jump over. The stay location recording device is not limited as long as the stay location is recorded and the stay time at the four corners can be measured, but a video camera with a recording function or AUTOMEX II (manufactured by Tokai Medical Science) or the like can be employed. The cage is divided into appropriate sizes, and the four corners or the central part for measuring the residence time of the animals are preset. The size of the four corners can be appropriately set by those skilled in the art. For example, in the case of a cage having a width of 45 cm × 55 cm, each of the four corners can be set to a size of 11.25 cm × 13.75 cm including the corners of each cage. The size of the central part can also be appropriately set by those skilled in the art. For example, in the case of a cage having a size of 45 cm × 55 cm, a 11.25 cm × 27.27 including a 45 cm × 55 cm square center of gravity (intersection of diagonal lines) that is not in contact with the cage wall. Can be set to a size of 5 cm.
Those skilled in the art can appropriately set the experiment schedule such as the number of trials, the number of animals, and the schedule of the open field test.

オープンフィールド試験の結果、化合物を投与したST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物が、化合物を投与しない(または、化合物の媒体のみ投与した)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して、四隅での滞在時間が減少したとき、該化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択する。
あるいは、オープンフィールド試験の結果、化合物を投与したST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物が、化合物を投与しない(または、化合物の媒体のみ投与した)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して、中央部での滞在時間が増加したとき、該化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択する。
場合により、本発明の不安障害の治療薬のスクリーニング方法は、さらに、野生型の非ヒト動物、好ましくはマウスに該化合物を投与して、該化合物が野生型動物に効果を示さないことを確認する工程を含めてもよい。これにより、異常に不安感受性の亢進した動物にのみその異常な不安を緩解し、正常動物には作用を及ぼさない、より優れた不安障害の治療に有用な化合物として選択することができる。
As a result of the open field test, a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV to which the compound was administered was deficient on the chromosome was not administered to the non-human animal in which the compound was not administered (or only the compound vehicle was administered). When the residence time at the four corners is reduced compared to a human animal, the compound is selected as a useful compound for the treatment of anxiety disorders.
Alternatively, as a result of an open field test, a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV administered with the compound is deficient on the chromosome does not administer the compound (or only the compound vehicle is administered), and the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome When the residence time in the central part is increased compared to the non-human animals, the compound is selected as a compound useful for the treatment of anxiety disorders.
In some cases, the screening method for an anxiety disorder therapeutic agent of the present invention further comprises administering the compound to a wild-type non-human animal, preferably a mouse, to confirm that the compound has no effect on the wild-type animal. You may include the process to do. As a result, it can be selected as a compound useful for the better treatment of anxiety disorders that alleviates the abnormal anxiety only to animals with abnormally increased anxiety sensitivity and has no effect on normal animals.

(3)恐怖条件付け試験を利用する、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた不安障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法
本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた不安障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法を提供する。
例えば、本発明が提供する不安障害の治療に有用な化合物のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与し、恐怖条件付け試験を行い、該化合物を投与していないST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較してフリージングが減少したときに、該化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択することを含む。好ましくは、非ヒト動物は、マウスまたはラット等の齧歯目動物である。
(3) A method for screening a compound useful for the treatment of anxiety disorder using a non-human animal in which ST3GalIV gene function is deficient on the chromosome using a fear conditioning test. Provided is a method for screening a compound useful for the treatment of anxiety disorder using a deficient non-human animal.
For example, the present invention provides a method for screening a compound useful for the treatment of anxiety disorders by administering a compound to a non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on the chromosome, conducting a fear conditioning test, and administering the compound. Selecting a compound as a useful compound for the treatment of anxiety disorders when freezing is reduced compared to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is not chromosomally defective. Preferably, the non-human animal is a rodent such as a mouse or a rat.

不安障害とは、上記(1)で記載した通りである。
恐怖条件付け試験は、文脈的恐怖条件付け試験または恐怖条件付けストレス試験とも呼ばれ、一定条件下で回避不可能な電撃ショック(電気刺激)を実験箱の床グリッドから負荷して、その電撃ショックを経験した実験箱で条件付けを行い(恐怖体験は、実験箱内の内装や床グリッドへの触覚、または電撃ショックの前に提示される音刺激により認知される)、再び実験動物に同じ条件を提示すること(電撃ショックを与えた同じ実験箱に入れたり、電撃ショックの前に提示したのと同じ音刺激を提示したりすること)によって引き起こされる心理的ストレス反応を測定することで、不安状態を評価する試験である。この心理的ストレス反応の1つとして、電撃ショックを与えなくてもラットは呼吸運動以外の体動を示さない無動状態のまま身体をすくませるという防御反応、すなわち「すくみ行動(フリージング)」を示す。フリージングは、恐怖や不安の指標とみなされ、フリージングが多く出現するほどその程度は強く、少なく出現するほど弱いと考えられる。フリージングの発現は、条件付けを行う際の、電撃ショックの強度、音刺激の強度や実験箱内の照明強度等にも左右されるが、これらを含む実験環境、実験条件は、当業者が適宜設定できる。また、フリージングの判定は、目視でも可能であるが、ビデオカメラを用いた画像処理による自動解析システムを用いてもよい。
恐怖条件付け試験は、臨床で不安障害に適用のある、ベンゾジアゼピン系抗不安薬、セロトニン5−HT1A受容体作動薬、SSRI等の多くの薬物の抗不安作用を検出できる系であり、不安の評価系として大変有用である(Japanese Journal of Psychosomatic Medicine Vol. 37, No.3, pp.223-229等参照)。
本発明の不安障害の治療薬のスクリーニング方法では、不安感受性の高いST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いることから、健常な野生型動物のみを用いた恐怖条件付け試験よりもより大きな評価ウィンドウが得られるので、従来の恐怖条件付け試験よりも優れた評価系である。
An anxiety disorder is as described in (1) above.
The fear conditioning test, also known as the contextual fear conditioning test or fear conditioning stress test, experienced an electric shock that was loaded from an inevitable electric shock (electrical stimulus) from the floor grid of the experiment box under certain conditions Condition in the experimental box (fear experiences are perceived by tactile sensation on the interior and floor grid in the experimental box, or by sound stimulation presented before electric shock) and present the same conditions to the experimental animal again Assess anxiety by measuring psychological stress responses caused by (in the same experimental box that received the shock shock, or by presenting the same sound stimulus presented before the shock shock) It is a test. As one of the psychological stress reactions, a defensive reaction, that is, “shrinking behavior (freezing)” in which the rat shrugs in a non-moving state other than respiratory motion without giving an electric shock. Show. Freezing is regarded as an index of fear and anxiety, and the more it appears, the more intense it is, and the less it appears, the weaker it is. The expression of freezing depends on the intensity of electric shock, the intensity of sound stimulation, the intensity of illumination in the experiment box, etc. when conditioning, but the experiment environment and experimental conditions including these are appropriately set by those skilled in the art. it can. The determination of freezing can also be made visually, but an automatic analysis system based on image processing using a video camera may be used.
The fear conditioning test is a system that can detect the anxiolytic effects of many drugs such as benzodiazepine anxiolytics, serotonin 5-HT 1A receptor agonists, and SSRIs that are applied to anxiety disorders in clinical practice. It is very useful as a system (see Japanese Journal of Psychosomatic Medicine Vol. 37, No. 3, pp. 223-229, etc.).
In the screening method for a therapeutic agent for anxiety disorder according to the present invention, a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV, which is highly susceptible to anxiety, is deficient on the chromosome is used, which is more than a fear conditioning test using only healthy wild-type animals. Since a large evaluation window is obtained, the evaluation system is superior to the conventional fear conditioning test.

本発明の不安障害の治療薬のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与する工程を含む。投与は、適切な投与方法により行われれば、特に限定されないが、経口投与、皮下投与、腹腔内投与、静脈内投与等の投与方法が採用され得る。投与化合物、化合物の媒体、投与量、投与方法等の条件は、当業者が適宜設定できる。   The screening method for a therapeutic agent for anxiety disorders of the present invention includes a step of administering a compound to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. Administration is not particularly limited as long as it is carried out by an appropriate administration method, and administration methods such as oral administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, and intravenous administration can be adopted. A person skilled in the art can appropriately set conditions such as a compound to be administered, a medium of the compound, a dose, and a method of administration.

恐怖条件付け試験の測定装置は、特に限定されず、当業者が適切なものを選択できる。
また、試験の試行数、動物数、スケジュール等の実験スケジュールについても、当業者が適宜設定できる。
The measuring device for the fear conditioning test is not particularly limited, and a person skilled in the art can select an appropriate one.
Also, the experiment schedule such as the number of trials, the number of animals, and the schedule can be appropriately set by those skilled in the art.

恐怖条件付け試験の結果、化合物を投与したST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物が、化合物を投与しない(または、化合物の媒体のみ投与した)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して、フリージングが減少したとき、該化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択する。
場合により、本発明の不安障害の治療薬のスクリーニング方法は、さらに、野生型の非ヒト動物、好ましくはマウスに該化合物を投与して、該化合物が野生型動物に効果を示さないことを確認する工程を含めてもよい。これにより、異常に不安感受性の亢進した動物にのみその異常な不安を緩解し、正常動物には作用を及ぼさない、より優れた不安障害の治療に有用な化合物として選択することができる。
As a result of the fear conditioning test, a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV administered with the compound is deficient on the chromosome is not administered to the non-human animal in which the compound is not administered (or only the compound vehicle is administered). When freezing is reduced compared to a human animal, the compound is selected as a useful compound for the treatment of anxiety disorders.
In some cases, the screening method for an anxiety disorder therapeutic agent of the present invention further comprises administering the compound to a wild-type non-human animal, preferably a mouse, to confirm that the compound has no effect on the wild-type animal. You may include the process to do. As a result, it can be selected as a compound useful for the better treatment of anxiety disorders that alleviates the abnormal anxiety only to animals with abnormally increased anxiety sensitivity and has no effect on normal animals.

また、(2)で記載したオープンフィールド試験を利用する、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた不安障害の治療薬のスクリーニング方法と、(3)で記載した恐怖条件付け試験を利用する、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた不安障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法を、並行して、または、連続的に実施して、両方法で共に不安障害の治療に有用な化合物として選択された化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択することにより、より精度の高いスクリーニングが可能になる。   In addition, a screening method for a therapeutic agent for anxiety disorder using a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome using the open field test described in (2), and the fear conditioning test described in (3) A method for screening compounds useful for the treatment of anxiety disorders using a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome is performed in parallel or continuously in both methods. By selecting a compound selected as a compound useful for the treatment of both anxiety disorders as a compound useful for the treatment of anxiety disorders, screening with higher accuracy becomes possible.

(4)ST3GalIV阻害剤を含む学習・記憶増強剤、認知機能促進剤、記憶維持増強剤または抗痴呆薬
恐怖条件付け試験は、学習・記憶の評価系ともなり得(山口 拓、吉岡 光弘、日薬理誌、2007、130,105−111; 田熊 一敞ら、日薬理誌、2007、130,112−116参照)、フリージングが多く出現すれば、学習・記憶が増強されているとも評価できる。ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物が、記憶を必要とする実験スケジュールで行う恐怖条件付け試験において、野生型非ヒト動物よりもフリージングが多く出現すれば、ST3GalIV欠損は、学習・記憶、認知の機能、または記憶維持を高める可能性が示唆される。したがって、そのような場合には、本発明は、学習・記憶、認知機能、または記憶維持が高められた、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を提供し得る。好ましくは、本発明は、学習・記憶、認知機能、または記憶維持が高められた、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損したマウス、ラット等の齧歯目動物を提供し得る。より好ましくは、本発明は、学習・記憶、認知機能、または記憶維持が高められた、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損したマウスを提供し得る。さらに、ST3GalIV欠損が、学習・記憶、認知の機能、または記憶維持を高める可能性が示唆された場合には、本発明は、ST3GalIV阻害剤を含む学習・記憶増強剤、認知機能促進剤、記憶維持増強剤または抗痴呆薬を提供し得る。
抗痴呆薬には、アルツハイマー病、脳血管性痴呆等の痴呆を処置および/または予防するための医薬が含まれる。
(4) Learning / memory enhancers, cognitive function enhancers, memory maintenance enhancers, or anti-dementia drug fear conditioning tests including ST3GalIV inhibitors can also serve as an evaluation system for learning / memory (Taku Yamaguchi, Mitsuhiro Yoshioka, Nihon Pharmacology) Journal, 2007, 130, 105-111; Kazuaki Takuma et al., Nichi Pharmacology, 2007, 130, 112-116), if a large amount of freezing appears, it can be evaluated that learning / memory is enhanced. If a non-human animal deficient in ST3GalIV's gene function on the chromosome appears in a conditioned conditioning test that requires memory and more freezing occurs than a wild-type nonhuman animal, ST3GalIV deficiency is It suggests the possibility of enhancing cognitive function, or memory maintenance. Therefore, in such a case, the present invention can provide a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome with enhanced learning / memory, cognitive function, or memory maintenance. Preferably, the present invention can provide a rodent such as a mouse or a rat having an ST3GalIV gene function deficient on the chromosome and having enhanced learning / memory, cognitive function, or memory maintenance. More preferably, the present invention can provide a mouse in which ST3GalIV gene function is deficient on the chromosome with enhanced learning / memory, cognitive function, or memory maintenance. Furthermore, when it is suggested that ST3GalIV deficiency may enhance learning / memory, cognitive function, or memory maintenance, the present invention provides a learning / memory enhancing agent, a cognitive function promoting agent, memory containing ST3GalIV inhibitor. Maintenance enhancers or anti-dementia drugs may be provided.
Anti-dementia drugs include drugs for treating and / or preventing dementias such as Alzheimer's disease and cerebrovascular dementia.

ここで、ST3GalIV阻害剤は、ST3GalIVの酵素活性を阻害する物質であり、低分子化合物に限定されず、ペプチド、蛋白質、DNA、RNAを含み、さらには、ST3GalIVのアンチセンスオリゴヌクレオチド、またはsiRNAを含む。
ST3GalIV阻害剤を含む医薬組成物およびその投与方法は、当業者が適宜設定できる。
ST3GalIVのアンチセンスオリゴヌクレオチドおよびsiRNAは、適切なベクター、例えばアデノウイルスベクターに、神経細胞で発現可能なように組み込まれてもよい。
Here, the ST3GalIV inhibitor is a substance that inhibits the enzyme activity of ST3GalIV, and is not limited to a low-molecular compound, and includes peptides, proteins, DNA, RNA, and further, ST3GalIV antisense oligonucleotides or siRNAs. Including.
A pharmaceutical composition containing an ST3GalIV inhibitor and its administration method can be appropriately determined by those skilled in the art.
The antisense oligonucleotide and siRNA of ST3GalIV may be incorporated into an appropriate vector, for example, an adenovirus vector so that it can be expressed in neurons.

(5)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた睡眠障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法
本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた睡眠障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法を提供する。
例えば、本発明が提供する睡眠障害の治療に有用な化合物のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与し、脳波および/または筋電図の測定および/または行動の観察を行って、該化合物を投与していないST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して睡眠パターンが改善されたときに、該化合物を睡眠障害の治療に有用な化合物として選択することを含む。好ましくは、非ヒト動物は、マウスまたはラット等の齧歯目動物である。
(5) Method for screening a compound useful for treatment of sleep disorders using a non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on the chromosome The present invention uses a non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on the chromosome. A method of screening for compounds useful in the treatment of sleep disorders that were present.
For example, the present invention provides a method for screening a compound useful for the treatment of sleep disorders by administering a compound to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome, and measuring EEG and / or electromyogram and / or Or, when the behavioral observation is made and the sleep pattern is improved compared to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV not administered the compound is deficient on the chromosome, the compound is useful for the treatment of sleep disorders Selecting as a compound. Preferably, the non-human animal is a rodent such as a mouse or a rat.

睡眠障害とは、入眠、睡眠に何らかの異常を伴う疾患である。本発明において、睡眠障害はレム睡眠の障害を含み、さらには、例えば、覚醒状態から短時間睡眠状態に陥り再び覚醒状態に戻るといった自然でない睡眠状態、覚醒、ノンレム睡眠、レム睡眠の時間および周期性が自然な状態と異なる睡眠状態を含む。場合により、睡眠障害は、他の疾患、例えば不安障害を伴ってもよい。レム睡眠の障害とは、自然でないレム睡眠の状態であり、レム睡眠の時間が短い状態を含む。   The sleep disorder is a disease accompanied by some abnormality in falling asleep and sleeping. In the present invention, the sleep disorder includes a REM sleep disorder, and moreover, for example, an unnatural sleep state such as a wake state that falls into a sleep state for a short time and then returns to a wake state again, wakefulness, non-REM sleep, REM sleep time and cycle Includes sleep states that are different from the natural state of sex. In some cases, sleep disorders may be accompanied by other diseases, such as anxiety disorders. A disorder of REM sleep is a state of REM sleep that is not natural, and includes a state in which the time of REM sleep is short.

脳波および筋電図の測定および解析は、特に限定されないが、例えば、脳内および皮下の適切な場所に電極を埋め込み、Vital Recorder(KISSEI COMTEC)を用い脳波および筋電図を測定することができ、脳波解析研究用プログラムSleepSign(KISSEI COMTEC)を用い、脳波のδ波、θ波、α波、スピンドルの各波長の比率を求め、これと筋電図の大きさ、およびマウスの行動を記録したビデオ画像から、覚醒、レム睡眠、睡眠の各状態を特定し、睡眠パターンを解析することができる。
行動の観察は、特に限定されないが、終日に渡り、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮影手段により撮影を行い、ビデオ、DVD等の記録媒体に録画し、その録画映像を目視により解析することにより、行うことができる。例えば、録画映像の目視により、動物が覚醒状態か否かを判断できる。
本発明の睡眠障害の治療薬のスクリーニング方法では、自然でない睡眠状態を呈する、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いることから、健常な野生型動物のみを用いた睡眠障害の治療薬のスクリーニング方法よりも優れた試験系である。また、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物のレム睡眠の時間が、野生型非ヒト動物に比較し有意に減少することから、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いる本発明は、レム睡眠の障害の治療に有用な化合物をスクリーニングするという新規な方法を提供する。
The measurement and analysis of electroencephalogram and electromyogram are not particularly limited. For example, electrodes can be implanted in appropriate locations in the brain and subcutaneously, and electroencephalogram and electromyogram can be measured using Vital Recorder (KISSEI COMTEC). The brain wave analysis research program SleepSign (KISSEI COMTEC) was used to determine the ratio of each of the delta, theta, alpha, and spindle wavelengths of the electroencephalogram, and the electromyogram size and mouse behavior were recorded. From the video image, it is possible to identify each state of wakefulness, REM sleep, and sleep and analyze the sleep pattern.
Although observation of behavior is not particularly limited, by taking a picture with a photographing means such as a video camera or a digital video camera over the whole day, recording on a recording medium such as a video or a DVD, and analyzing the recorded video by visual observation. ,It can be carried out. For example, it is possible to determine whether or not an animal is awake by visual observation of a recorded video.
In the screening method for therapeutic agents for sleep disorders of the present invention, non-human animals exhibiting unnatural sleep states and having ST3GalIV gene function deficient on the chromosome are used. Therefore, sleep disorders using only healthy wild-type animals are used. This test system is superior to screening methods for therapeutic drugs. In addition, since the REM sleep time of a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome is significantly reduced compared to that of a wild-type non-human animal, the non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome The present invention provides a novel method of screening for compounds useful in the treatment of REM sleep disorders.

本発明の睡眠障害の治療薬のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与する工程を含む。投与は、適切な投与方法により行われれば、特に限定されないが、経口投与、皮下投与、腹腔内投与、静脈内投与等の投与方法が採用され得る。投与化合物、化合物の媒体、投与量、投与方法等の条件は、当業者が適宜設定できる。   The screening method for a therapeutic agent for sleep disorders of the present invention includes a step of administering a compound to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. Administration is not particularly limited as long as it is carried out by an appropriate administration method, and administration methods such as oral administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, and intravenous administration can be adopted. A person skilled in the art can appropriately set conditions such as a compound to be administered, a medium of the compound, a dose, and a method of administration.

脳波および筋電図の測定、行動の観察、およびそれらの解析等の条件、試験の試行数、動物数、スケジュール等の実験スケジュールについては、当業者が適宜設定できる。   A person skilled in the art can appropriately set the experimental schedule such as the conditions such as the measurement of electroencephalogram and electromyogram, behavioral observation and analysis thereof, the number of trials, the number of animals, and the schedule.

脳波および/または筋電図の測定、および/または行動の観察およびそれらの解析を行った結果、化合物を投与したST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物が、化合物を投与しない(または、化合物の媒体のみ投与した)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して、睡眠パターンが改善されたとき、該化合物を睡眠障害の治療に有用な化合物として選択する。ここで、睡眠パターンが改善されたとは、睡眠、レム睡眠、覚醒の移行(睡眠パターン)が、より自然な状態に近づくことであり、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物の睡眠パターンが改善されたとは、睡眠、レム睡眠、覚醒の周期と時間が、野生型の非ヒト動物に近づくことをいう。
また、脳波および/または筋電図の測定、および/または行動の観察およびそれらの解析を行った結果、化合物を投与したST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物が、化合物を投与しない(または、化合物の媒体のみ投与した)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して、レム睡眠の時間が増加したとき、該化合物はレム睡眠の障害の治療に有用な化合物として選択される。
場合により、本発明における睡眠障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法は、さらに、野生型の非ヒト動物、好ましくはマウスに該化合物を投与して、該化合物が野生型動物に効果を示さないことを確認する工程を含めてもよい。これにより、異常な睡眠を呈する動物にのみその異常な睡眠を改善し、正常動物には作用を及ぼさない、より優れた睡眠障害の治療に有用な化合物として選択することができる。
As a result of measurement of electroencephalogram and / or electromyogram and / or behavioral observation and analysis thereof, a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV administered with the compound is deficient on the chromosome does not receive the compound (or When the sleep pattern is improved as compared to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome (administered only as a compound vehicle), the compound is selected as a compound useful for the treatment of sleep disorders. Here, the improvement of the sleep pattern means that the transition of sleep, REM sleep, and awakening (sleep pattern) approaches a more natural state, and sleep of a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome Improved pattern means that sleep, REM sleep, and awakening cycle and time approach a wild-type non-human animal.
In addition, as a result of measurement of electroencephalogram and / or electromyogram and / or behavioral observation and analysis thereof, non-human animals in which the gene function of ST3GalIV administered with the compound is deficient on the chromosome do not receive the compound A compound that is useful in the treatment of REM sleep disorders when the duration of REM sleep is increased compared to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is chromosomally deficient (or administered only with the compound vehicle) Selected as.
Optionally, the method of screening for compounds useful for the treatment of sleep disorders in the present invention further comprises administering the compound to a wild type non-human animal, preferably a mouse, wherein the compound exhibits an effect on the wild type animal. You may include the process of confirming that there is no. Thereby, the abnormal sleep can be improved only for animals exhibiting abnormal sleep, and the compound can be selected as a compound useful for better treatment of sleep disorders that does not affect normal animals.

(6)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた成長障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法
本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた成長障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法を提供する。
例えば、本発明が提供する成長障害の治療に有用な化合物のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与し、体重および/または体長の測定、および/または血中の成長ホルモン(Gh)および/またはIGF−1の濃度の測定を行って、該化合物を投与していないST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して体重および/または体長、および/または血中の成長ホルモン(Gh)および/またはIGF−1の濃度が増加したときに、該化合物を成長障害の治療に有用な化合物として選択することを含む。好ましくは、非ヒト動物は、マウスまたはラット等の齧歯目動物である。
(6) Method for screening compound useful for treatment of growth disorder using non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on chromosome The present invention uses a non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on chromosome. A method of screening for compounds useful in the treatment of growth disorders that were present is provided.
For example, the present invention provides a method for screening a compound useful for the treatment of growth disorders, comprising administering a compound to a non-human animal in which ST3GalIV gene function is deficient on the chromosome, measuring body weight and / or length, and / or Measurement of the concentration of growth hormone (Gh) and / or IGF-1 in the blood is carried out to compare the body weight and / or relative to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV not administered the compound is deficient on the chromosome When the body length and / or the concentration of growth hormone (Gh) and / or IGF-1 in the blood is increased, the compound is selected as a compound useful for the treatment of growth disorders. Preferably, the non-human animal is a rodent such as a mouse or a rat.

体重および体長の測定および解析は、特に限定されず、例えば、体重計、体長計等を用いて行うことができる。
血中の成長ホルモン(Gh)およびIGF−1の濃度の測定は、特に限定されないが、例えば、動物から採血された血液サンプルより血清または血漿を得、その中のGhまたはIGF−1の濃度を、ELISAを用いて測定できる。
本発明の成長障害の治療薬のスクリーニング方法は、従来より使用されている下垂体切除動物を用いた系に比較し、手術等の複雑な処置の介入が少ないので、よりバラツキの少なく、精度および再現性の良いスクリーニング結果を得ることができる。
The measurement and analysis of body weight and body length are not particularly limited, and can be performed using, for example, a weight scale, a body length scale, and the like.
The measurement of the concentration of growth hormone (Gh) and IGF-1 in blood is not particularly limited. For example, serum or plasma is obtained from a blood sample collected from an animal, and the concentration of Gh or IGF-1 in the blood sample is determined. , And can be measured using ELISA.
The screening method for a therapeutic agent for growth disorders according to the present invention has less variation, accuracy, and less intervention because of complicated interventions such as surgery compared to a conventionally used system using hypophysectomized animals. Screening results with good reproducibility can be obtained.

本発明の成長障害の治療薬のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与する工程を含む。投与は、適切な投与方法により行われれば、特に限定されないが、経口投与、皮下投与、腹腔内投与、静脈内投与等の投与方法が採用され得る。投与化合物、化合物の媒体、投与量、投与方法等の条件は、当業者が適宜設定できる。   The screening method for a therapeutic agent for growth disorders of the present invention comprises a step of administering a compound to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. Administration is not particularly limited as long as it is carried out by an appropriate administration method, and administration methods such as oral administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, and intravenous administration can be adopted. A person skilled in the art can appropriately set conditions such as a compound to be administered, a medium of the compound, a dose, and a method of administration.

体重および体長の測定、血中の成長ホルモン(Gh)およびIGF−1の濃度の測定、およびそれらの解析等の条件、試験の試行数、動物数、スケジュール等の実験スケジュールについては、当業者が適宜設定できる。   A person skilled in the art is responsible for measuring the body weight and length, measuring the concentration of growth hormone (Gh) and IGF-1 in the blood, and analyzing the conditions, the number of trials, the number of animals, the schedule of the experiment, etc. It can be set appropriately.

体重および/または体長の測定、および/または血中の成長ホルモン(Gh)および/またはIGF−1の濃度の測定およびそれらの解析を行った結果、化合物を投与したST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物が、化合物を投与しない(または、化合物の媒体のみ投与した)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して、体重および/または体長、および/または血中の成長ホルモン(Gh)および/またはIGF−1の濃度が増加したとき、該化合物を成長障害の治療に有用な化合物として選択する。
場合により、本発明における成長障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法は、さらに、野生型の非ヒト動物、好ましくはマウスに該化合物を投与して、該化合物が野生型動物に効果を示さないことを確認する工程を含めてもよい。これにより、異常な成長を呈する動物にのみその異常な成長を改善し、正常動物には作用を及ぼさない、より優れた成長障害の治療に有用な化合物として選択することができる。
As a result of measurement of body weight and / or length, and / or concentration of growth hormone (Gh) and / or IGF-1 in blood, and analysis thereof, the gene function of ST3GalIV administered with the compound was observed on the chromosome. The deficient non-human animal does not receive the compound (or administers only the compound vehicle), and the body weight and / or body length and / or blood compared to the non-human animal deficient in the gene function of ST3GalIV on the chromosome When the concentration of growth hormone (Gh) and / or IGF-1 is increased, the compound is selected as a compound useful for the treatment of growth disorders.
Optionally, the method of screening for compounds useful for the treatment of growth disorders in the present invention further comprises administering the compound to a wild type non-human animal, preferably a mouse, wherein the compound exhibits an effect on the wild type animal. You may include the process of confirming that there is no. Thereby, the abnormal growth can be improved only for an animal exhibiting abnormal growth, and the compound can be selected as a compound useful for the treatment of a superior growth disorder that does not affect normal animals.

(7)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた生殖障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法
本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた生殖障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法を提供する。
例えば、本発明が提供する生殖障害の治療に有用な化合物のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与し、性周期および/または分娩の異常の有無の観察を行って、該化合物を投与していないST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して性周期および/または分娩の異常が改善されたときに、該化合物を生殖障害の治療に有用な化合物として選択することを含む。好ましくは、非ヒト動物は、マウスまたはラット等の齧歯目動物である。
(7) Method for screening compound useful for treatment of reproductive disorder using non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on chromosome The present invention uses a non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on chromosome Methods of screening for compounds useful in the treatment of reproductive disorders were provided.
For example, the present invention provides a method for screening a compound useful for the treatment of reproductive disorders, comprising administering a compound to a non-human animal in which ST3GalIV gene function is deficient on the chromosome, and confirming whether or not there is an abnormality in the sexual cycle and / or labor. An observation is made that when the sexual cycle and / or delivery abnormalities are improved compared to non-human animals in which the gene function of ST3GalIV not administered the compound is chromosomally deficient, the compound is Including selecting as a therapeutically useful compound. Preferably, the non-human animal is a rodent such as a mouse or a rat.

性周期の異常の有無の観察は、特に限定されず、例えば、膣垢等を用いて行うことができる。
分娩の異常の有無の観察は、特に限定されず、例えば、妊娠の日数を計測し、場合により、切開により胎児の生死を観察することにより行うことができる。
本発明の生殖障害の治療薬のスクリーニング方法は、従来より使用されている正常動物を薬物等で処置することにより性周期を異常にした動物を用いた系に比較し、薬物処置等の人為的処置の介入が少ないので、よりバラツキが少なく、精度および再現性の良いスクリーニング結果を得ることができる。
Observation of the presence or absence of abnormal sexual cycles is not particularly limited, and can be performed using, for example, vaginal plaque.
Observation of the presence or absence of abnormalities in labor is not particularly limited, and can be performed, for example, by measuring the number of days of pregnancy and, optionally, observing the life or death of the fetus through an incision.
The method for screening a therapeutic drug for reproductive disorders of the present invention is compared to a conventional system using an animal in which the sexual cycle is abnormal by treating a normal animal with a drug or the like. Since the intervention of treatment is small, screening results with less variation and good accuracy and reproducibility can be obtained.

本発明の生殖障害の治療薬のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与する工程を含む。投与は、適切な投与方法により行われれば、特に限定されないが、経口投与、皮下投与、腹腔内投与、静脈内投与等の投与方法が採用され得る。投与化合物、化合物の媒体、投与量、投与方法等の条件は、当業者が適宜設定できる。   The screening method for a therapeutic agent for reproductive disorders of the present invention includes a step of administering a compound to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. Administration is not particularly limited as long as it is carried out by an appropriate administration method, and administration methods such as oral administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, and intravenous administration can be adopted. A person skilled in the art can appropriately set conditions such as a compound to be administered, a medium of the compound, a dose, and a method of administration.

性周期および分娩の異常の有無の観察、およびそれらの解析等の条件、試験の試行数、動物数、スケジュール等の実験スケジュールについては、当業者が適宜設定できる。   A person skilled in the art can appropriately set the experimental schedule such as observation of the presence or absence of abnormalities in the estrous cycle and labor and analysis thereof, the number of trials, the number of animals, and the schedule.

性周期および/または分娩の異常の有無の観察およびそれらの解析を行った結果、化合物を投与したST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物が、化合物を投与しない(または、化合物の媒体のみ投与した)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して、性周期および/または分娩の異常が改善されたとき、該化合物を生殖障害の治療に有用な化合物として選択する。
場合により、本発明における生殖障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法は、さらに、野生型の非ヒト動物、好ましくはマウスに該化合物を投与して、該化合物が野生型動物に効果を示さないことを確認する工程を含めてもよい。これにより、異常な生殖を呈する動物にのみその異常な生殖を改善し、正常動物には作用を及ぼさない、より優れた生殖障害の治療に有用な化合物として選択することができる。
As a result of observing the presence or absence of abnormalities in the estrous cycle and / or labor and analyzing them, a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV to which the compound was administered is deficient on the chromosome does not administer the compound (or the compound vehicle) The compound is selected as a useful compound for the treatment of reproductive disorders when abnormalities in the sexual cycle and / or parturition are improved as compared to non-human animals in which the gene function of ST3GalIV is chromosomally deficient .
Optionally, the method of screening for compounds useful in the treatment of reproductive disorders in the present invention further comprises administering the compound to a wild-type non-human animal, preferably a mouse, wherein the compound exhibits an effect on the wild-type animal. You may include the process of confirming that there is no. Thereby, the abnormal reproduction is improved only for animals exhibiting abnormal reproduction, and the compound can be selected as a compound useful for better treatment of reproductive disorders that does not affect normal animals.

(8)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた生体リズム障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法
本発明は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物を用いた生体リズム障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法を提供する。
例えば、本発明が提供する生体リズム障害の治療に有用な化合物のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与し、性周期の観察および/または脳波および/または筋電図の測定および/または行動の観察を行い、該化合物を投与していないST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して性周期のリズムおよび/または睡眠パターンが改善されたときに、該化合物を生体リズム障害の治療に有用な化合物として選択することを含む。好ましくは、非ヒト動物は、マウスまたはラット等の齧歯目動物である。
(8) Method for screening compound useful for treatment of biological rhythm disorder using non-human animal deficient in ST3GalIV gene function on chromosome The present invention relates to a nonhuman animal deficient in ST3GalIV gene function on chromosome. Provided is a method for screening a compound useful for treatment of a biological rhythm disorder used.
For example, the present invention provides a method for screening a compound useful for treatment of a biological rhythm disorder by administering a compound to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome, and observing the sexual cycle and / or electroencephalogram and / or Alternatively, the rhythm and / or sleep pattern of the sexual cycle is improved as compared with non-human animals in which the gene function of ST3GalIV not administered with the compound is measured and electromyogram measurement and / or behavioral observation is performed. When selected, the compound is selected as a compound useful for the treatment of a biological rhythm disorder. Preferably, the non-human animal is a rodent such as a mouse or a rat.

性周期の観察は、特に限定されず、例えば、膣垢等を用いて行うことができる。
分娩の異常の有無の観察は、特に限定されず、例えば、妊娠の日数を計測し、切開により胎児の生死を観察することにより行うことができる。
脳波および筋電図の測定および解析は、特に限定されないが、例えば、脳内および皮下の適切な場所に電極を埋め込み、Vital Recorder(KISSEI COMTEC)を用い脳波および筋電図を測定することができ、脳波解析研究用プログラムSleepSign(KISSEI COMTEC)を用い、脳波のδ波、θ波、α波、スピンドルの各波長の比率を求め、これと筋電図の大きさ、およびマウスの行動を記録したビデオ画像から、覚醒、レム睡眠、睡眠の各状態を特定し、睡眠パターンを解析することができる。
行動の観察は、特に限定されないが、終日に渡り、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮影手段により撮影を行い、ビデオ、DVD等の記録媒体に録画し、その録画映像を目視により解析することにより、行うことができる。例えば、録画映像の目視により、動物が覚醒状態か否かを判断できる。
本発明の生体リズム障害の治療薬のスクリーニング方法は、従来より使用されている正常動物を薬物等で処置することにより性周期を異常にした動物を用いた系に比較し、薬物処置等の人為的処置の介入が少ないので、よりバラツキが少なく、精度および再現性の良いスクリーニング結果を得ることができる。
The observation of the estrous cycle is not particularly limited, and can be performed using, for example, vaginal plaque.
Observation of the presence or absence of abnormalities in labor is not particularly limited, and can be performed, for example, by measuring the number of days of pregnancy and observing the life and death of the fetus through incision.
The measurement and analysis of electroencephalogram and electromyogram are not particularly limited. For example, electrodes can be implanted in appropriate locations in the brain and subcutaneously, and electroencephalogram and electromyogram can be measured using Vital Recorder (KISSEI COMTEC). The brain wave analysis research program SleepSign (KISSEI COMTEC) was used to determine the ratio of each of the delta, theta, alpha, and spindle wavelengths of the electroencephalogram, and the electromyogram size and mouse behavior were recorded. From the video image, it is possible to identify each state of wakefulness, REM sleep, and sleep and analyze the sleep pattern.
Although observation of behavior is not particularly limited, by taking a picture with a photographing means such as a video camera or a digital video camera over the whole day, recording on a recording medium such as a video or a DVD, and analyzing the recorded video by visual observation. ,It can be carried out. For example, it is possible to determine whether or not an animal is awake by visual observation of a recorded video.
The method for screening a therapeutic agent for biological rhythm disorders according to the present invention is compared to a conventional system using an animal in which the sexual cycle is abnormal by treating a normal animal with a drug or the like. Since there are few interventions in the treatment, screening results with less variation and better accuracy and reproducibility can be obtained.

本発明の生体リズム障害の治療薬のスクリーニング方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に化合物を投与する工程を含む。投与は、適切な投与方法により行われれば、特に限定されないが、経口投与、皮下投与、腹腔内投与、静脈内投与等の投与方法が採用され得る。投与化合物、化合物の媒体、投与量、投与方法等の条件は、当業者が適宜設定できる。   The screening method for a therapeutic agent for a biological rhythm disorder of the present invention includes a step of administering a compound to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. Administration is not particularly limited as long as it is carried out by an appropriate administration method, and administration methods such as oral administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, and intravenous administration can be adopted. A person skilled in the art can appropriately set conditions such as a compound to be administered, a medium of the compound, a dose, and a method of administration.

性周期の観察および/または脳波および/または筋電図の測定および/または行動の観察、およびそれらの解析等の条件、試験の試行数、動物数、スケジュール等の実験スケジュールについては、当業者が適宜設定できる。   A person skilled in the art is in charge of the experimental schedule such as the observation of the estrous cycle and / or the measurement of the electroencephalogram and / or electromyogram and / or the observation of the behavior and the analysis thereof, the number of trials, the number of animals, the schedule, etc. It can be set appropriately.

性周期の観察および/または脳波および/または筋電図の測定および/または行動の観察およびそれらの解析を行った結果、化合物を投与したST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物が、化合物を投与しない(または、化合物の媒体のみ投与した)ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と比較して、性周期のリズムおよび/または睡眠パターンが改善されたとき、該化合物を生体リズム障害の治療に有用な化合物として選択する。なお、性周期のリズムとは、性周期の規則性を含む概念であり、例えば、周期を構成している要素(例えば、ヒト女性であれば、卵胞期、排卵期、黄体期、月経期等、マウスであれば、発情前期、発情期、発情後期、発情休止期等)が、一定且つ正常な期間で周期的に繰り返されることを意味する。したがって、「性周期のリズムが改善された」とは、性周期が正常化することを含み、例えば、周期を構成している要素の周期性が正常化することを意味する。
場合により、本発明における生体リズム障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法は、さらに、野生型の非ヒト動物、好ましくはマウスに該化合物を投与して、該化合物が野生型動物に効果を示さないことを確認する工程を含めてもよい。これにより、異常な生体リズムを呈する動物にのみその異常な生体リズムを改善し、正常動物には作用を及ぼさない、より優れた生体リズム障害の治療に有用な化合物として選択することができる。
As a result of observation of the estrous cycle and / or measurement of electroencephalogram and / or electromyogram and / or observation of behavior and analysis thereof, a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV administered with the compound is deficient on the chromosome, When the rhythm and / or sleep pattern of the sexual cycle is improved compared to a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is not administered on the compound (or only the vehicle of the compound) is deleted on the chromosome Selected as a compound useful for the treatment of biological rhythm disorders. The rhythm of the sexual cycle is a concept including the regularity of the sexual cycle. For example, elements constituting the cycle (for example, follicular phase, ovulation phase, luteal phase, menstrual phase, etc. for human women) In the case of a mouse, it means that the estrus first period, the estrus period, the estrus late stage, the estrus rest period, etc.) are repeated periodically in a constant and normal period. Therefore, “the rhythm of the sexual cycle has been improved” includes normalization of the sexual cycle, for example, normalization of the periodicity of the elements constituting the cycle.
In some cases, the method for screening a compound useful for treatment of a biological rhythm disorder in the present invention further comprises administering the compound to a wild-type non-human animal, preferably a mouse, so that the compound has an effect on the wild-type animal. A step of confirming that it is not shown may be included. Thereby, the abnormal biological rhythm can be improved only for an animal exhibiting an abnormal biological rhythm, and the compound can be selected as a compound useful for better biological rhythm disorder treatment that does not affect normal animals.

(9)ST3GalIV阻害剤のインビボ薬効を測定する方法
本発明は、ST3GalIV阻害剤のインビボ薬効を測定する方法を提供する。
例えば、本発明が提供するST3GalIV阻害剤のインビボ薬効を測定する方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物および野生型の非ヒト動物に被験物質を投与し、
i)オープンフィールド試験
ii)恐怖条件付け試験、
iii)脳波および/または筋電図の測定、および/または行動の観察
iv)体重および/または体長の測定、
v)血中の成長ホルモン(Gh)またはIGF−1の濃度の測定、または、
vi)性周期および/または分娩の異常の観察
を行い、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に作用がなく、野生型の非ヒト動物がST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物の表現型を提示するときに、該被験物質をST3GalIV阻害剤として選択することを含む。好ましくは、非ヒト動物は、マウスまたはラット等の齧歯目動物である。
インビボ薬効とは、インビボ試験で検出される薬理作用のことであり、ST3GalIV阻害剤のインビボ薬効には、不安惹起作用、学習・記憶増強作用、認知機能促進作用、記憶維持増強作用、レム睡眠時間減少作用を含む睡眠パターン障害作用、体重および/または体長の増加抑制作用、血中の成長ホルモン(Gh)またはIGF−1の濃度抑制作用、性周期および/または分娩の異常等が含まれる。
(9) Method for Measuring In Vivo Drug Efficacy of ST3GalIV Inhibitor The present invention provides a method for measuring the in vivo drug efficacy of ST3GalIV inhibitor.
For example, in the method for measuring the in vivo efficacy of an ST3GalIV inhibitor provided by the present invention, a test substance is administered to a non-human animal and a wild-type non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome,
i) open field test ii) fear conditioning test,
iii) EEG and / or electromyogram measurements and / or behavioral observations iv) Body weight and / or body length measurements,
v) measurement of the concentration of growth hormone (Gh) or IGF-1 in the blood, or
vi) Observing abnormalities of the sexual cycle and / or parturition, ST3GalIV gene function is not affected on non-human animals deficient on the chromosome, wild type non-human animals are deficient on ST3GalIV gene function on the chromosome Selecting the test substance as an ST3GalIV inhibitor when presenting the phenotype of the non-human animal. Preferably, the non-human animal is a rodent such as a mouse or a rat.
The in vivo drug effect is a pharmacological action detected in an in vivo test. The in vivo drug effect of ST3GalIV inhibitor includes anxiety-inducing action, learning / memory enhancing action, cognitive function promoting action, memory maintenance enhancing action, REM sleep time. Examples include sleep pattern disorder effects including a decrease effect, body weight and / or body length increase suppression effect, blood growth hormone (Gh) or IGF-1 concentration suppression effect, sexual cycle and / or labor abnormalities, and the like.

ST3GalIV阻害剤は、ST3GalIVの酵素活性を阻害する物質であり、特に限定されず、低分子化合物、ペプチド、蛋白質、DNA、RNAを含み、さらには、ST3GalIVのアンチセンスオリゴヌクレオチド、またはsiRNAを含む。   The ST3GalIV inhibitor is a substance that inhibits the enzyme activity of ST3GalIV, and is not particularly limited, and includes low molecular weight compounds, peptides, proteins, DNA, and RNA, and further includes ST3GalIV antisense oligonucleotides or siRNAs.

オープンフィールド試験、恐怖条件付け試験、脳波および筋電図の測定、行動の観察、体重および体長の測定、血中の成長ホルモン(Gh)またはIGF−1の濃度の測定、性周期および/または分娩の異常の観察は、上記(2)−(8)で記載したように、当業者が適宜実施することができる。   Open field test, fear conditioning test, electroencephalogram and electromyogram measurement, behavioral observation, body weight and length measurement, blood growth hormone (Gh) or IGF-1 concentration measurement, sexual cycle and / or parturition The observation of the abnormality can be appropriately performed by those skilled in the art as described in the above (2) to (8).

本発明のST3GalIV阻害剤のインビボ薬効を測定する方法は、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物および野生型の非ヒト動物に被験物質を投与する工程を含む。被験物質の投与方法は、当業者が適宜設定でき、特に限定されないが、経口投与、皮下投与、腹腔内投与、静脈内投与等の投与方法が採用され得る。投与物質、被験物質の媒体、投与量等の条件も、当業者が適宜設定できる。
被験物質は、ST3GalIVの酵素活性を阻害する可能性のある物質であり、特に限定されず、低分子化合物、ペプチド、蛋白質、DNA、RNAを含み、さらには、ST3GalIVのアンチセンスオリゴヌクレオチド、またはsiRNAを含む。
ST3GalIVのアンチセンスオリゴヌクレオチドおよびsiRNAは、適切なベクター、例えばアデノウイルスベクターに、神経細胞で発現可能なように組み込まれて投与されてもよい。
The method for measuring the in vivo efficacy of the ST3GalIV inhibitor of the present invention comprises the step of administering a test substance to a non-human animal and a wild-type non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. The method of administering the test substance can be appropriately set by those skilled in the art, and is not particularly limited, but administration methods such as oral administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, and intravenous administration can be adopted. A person skilled in the art can appropriately set conditions such as a substance to be administered, a medium of a test substance, and a dosage.
The test substance is a substance that may inhibit the enzyme activity of ST3GalIV, and is not particularly limited, and includes low molecular weight compounds, peptides, proteins, DNA, RNA, and further, ST3GalIV antisense oligonucleotides, or siRNA including.
The antisense oligonucleotide and siRNA of ST3GalIV may be administered by being incorporated into an appropriate vector, for example, an adenovirus vector so that it can be expressed in nerve cells.

オープンフィールド試験、恐怖条件付け試験、または脳波および/または筋電図の測定、行動の観察、体重および体長の測定、血中の成長ホルモン(Gh)またはIGF−1の濃度の測定、および/または、性周期および/または分娩の異常の観察の結果、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物に作用がなく、野生型の非ヒト動物がST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物の表現型を提示するときに、該被験物質をST3GalIV阻害剤として選択する。
ここで、表現型とは、行動薬理学的に認められる形質を含むものであり、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物の表現型を提示するとは、ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物と同様の、不安惹起作用、学習・記憶増強作用、認知機能促進作用、記憶維持増強作用、レム睡眠時間減少作用を含む睡眠パターン障害作用、体重および/または体長の増加抑制作用、血中の成長ホルモン(Gh)またはIGF−1の濃度抑制作用、性周期および/または分娩の異常等を発現することをいう。
Open field test, fear conditioning test, or electroencephalogram and / or electromyogram measurement, behavioral observation, body weight and length measurement, blood growth hormone (Gh) or IGF-1 concentration measurement, and / or As a result of observation of abnormalities in the estrous cycle and / or parturition, non-human animals in which ST3GalIV gene function is deficient on the chromosome have no effect, and wild-type nonhuman animals have non-human genes in which ST3GalIV gene function is deficient on the chromosome When presenting the animal phenotype, the test substance is selected as an ST3GalIV inhibitor.
Here, the phenotype includes a trait that is recognized in behavioral pharmacology, and a phenotype of a non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome indicates that the gene function of ST3GalIV is on the chromosome. As with non-human animals deficient in the above, anxiety-inducing action, learning / memory-enhancing action, cognitive function promoting action, memory maintenance-enhancing action, sleep pattern disorder action including REM sleep time-decreasing action, body weight and / or body length increase suppression It expresses an action, a blood growth hormone (Gh) or IGF-1 concentration inhibitory action, an abnormal sexual cycle and / or parturition.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものでない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these.

実施例1:全身でST3GalIVを欠損するノックアウトマウスの作成
(I)ターゲッティングベクターの構築
ST3GalIV欠損マウスを作成するために、ゲノムフラグメントをC57BL/6Jライブラリー(BACライブラリー、BAC Resources PAC)から単離した。図1に示すように、ターゲッティングベクターを構築した。
10.5kbFspI-SnaBIフラグメントを最初に単離し、pBluscript SK+(A32)にライゲーションした。そして、SpeI-XhoIフラグメントを単離し、pBluscript SK+(C12)にライゲーションした。C12を、エクソン2と3の間のイントロン領域にHindIIIサイトが挿入され、エクソン3と4の間のイントロン領域にEcoRVサイトが挿入されるように改変した(DC3)。loxp(39mer プライマーペア)をDC3プラスミドのHindIIIサイトに挿入し、loxp-frp-pgkneoプラスミドより単離した、SsPIサイトを有する2.0 kb Not I-Xho Iフラグメント(loxP-frt-pgkneo)を、DC3プラスミドのEcoRVサイトに挿入した(DC311_F7)。DC311_F7プラスミド中の5.0 kb Bcl I-Xho Iフラグメントを、A32プラスミドのBcl I-Xho Iサイトに挿入した(GD6)。最後に、pMC1DTpA (Transgenic Res 1999, 8:215-21, Yanagawa et al)の1.2 kb Not Iフラグメントを、GD6プラスミドのNotIサイトに挿入した(HH5; 13.6 kbフラグメント)。
(II)ST3GalIV-/-マウスの作成
HH5ターゲッティングベクターをMS12ES細胞(C57BL/6J由来)にエレクトロポレーションにより導入した。G418抵抗性のESクローンを、3つのプローブを用いたサザンブロッティングにより正確なST3GalIV遺伝子座ターゲッティングからスクリーニングした。プローブは、235bpフラグメント(3’側)、220bpフラグメント(内部)、299bpフラグメント(5’側)をPCRにより、それぞれ、Df77/Dr45 (プローブN)、Df90/Dr91 (プローブR)、およびDf71/Dr72 (プローブF)プライマーペア(フォワードプライマー/リバースプライマー)を用いて増幅した。
Df77: 5’-GTTAGTTAGCTGTTGCCCGGTT-3’(配列番号1)
Dr45: 5’-CTTGTTGGAGGCATCTGGATAG-3’(配列番号2)
Df90: 5’-GGAGACAGCCATGCAGGAGAAG-3’(配列番号3)
Dr91: 5’-AACTTGAATTCCTCCTCCTTCT-3’(配列番号4)
Df71: 5’-AGAGTACACTGTAACTGGTCTG-3’(配列番号5)
Dr72: 5’-ACTCAGTGCCAGCTCTGTAGAT-3’(配列番号6)

Figure 2009201501
ターゲッティング配列を有するES細胞を、標準的な手法により、C57BL/6Jblastcysts(MS12)に注入した。キメラをC57BL/6Jマウスと交配させた。ターゲットした遺伝子座を伝達する生殖系列を有する子孫を内部繁殖させた(targetedマウス)。そして、targetedマウスから得た精子をC57 Bl/6Jマウスの卵にインビトロで受精させ、CAG−プロモーター−Cre−ポリプラスミドを、受精卵に注入し、そして2細胞期を子宮に移植した。ST3GalIV遺伝子座を欠損するマウスを、また、C57BL/6Jマウスと交配させた。さらに、プロモーター−frep-ポリA注入プラスミドを受精卵に注入し、そして、freptaseがターゲット遺伝子座において、floxで挟まれたneo遺伝子を取り除くように、2細胞期を子宮に移植した。組織特異的ST3GalIV欠損マウスが、Cre−loxp系により得られた。 Example 1: Construction of knockout mice deficient in ST3GalIV throughout the body (I) Construction of targeting vector To create ST3GalIV deficient mice, genomic fragments were isolated from the C57BL / 6J library (BAC library, BAC Resources PAC). did. As shown in FIG. 1, a targeting vector was constructed.
The 10.5 kb FspI-SnaBI fragment was first isolated and ligated into pBluscript SK + (A32). Then, the SpeI-XhoI fragment was isolated and ligated to pBluscript SK + (C12). C12 was modified so that a HindIII site was inserted into the intron region between exons 2 and 3 and an EcoRV site was inserted into the intron region between exons 3 and 4 (DC3). A loxp (39mer primer pair) was inserted into the HindIII site of the DC3 plasmid, and a 2.0 kb Not I-Xho I fragment (loxP-frt-pgkneo) having an SsPI site isolated from the loxp-frp-pgkneo plasmid was added to the DC3 plasmid. Was inserted into the EcoRV site (DC311_F7). The 5.0 kb Bcl I-Xho I fragment in the DC311_F7 plasmid was inserted into the Bcl I-Xho I site of the A32 plasmid (GD6). Finally, a 1.2 kb Not I fragment of pMC1DTpA (Transgenic Res 1999, 8: 215-21, Yanagawa et al) was inserted into the NotI site of the GD6 plasmid (HH5; 13.6 kb fragment).
(II) Creation of ST3GalIV-/-mice
HH5 targeting vector was introduced into MS12ES cells (derived from C57BL / 6J) by electroporation. G418 resistant ES clones were screened from accurate ST3GalIV locus targeting by Southern blotting using three probes. Probes were 235bp fragment (3 'side), 220bp fragment (inside), 299bp fragment (5' side) by PCR, Df77 / Dr45 (probe N), Df90 / Dr91 (probe R), and Df71 / Dr72, respectively. Amplification was performed using a (probe F) primer pair (forward primer / reverse primer).
Df77: 5'-GTTAGTTAGCTGTTGCCCGGTT-3 '(SEQ ID NO: 1)
Dr45: 5'-CTTGTTGGAGGCATCTGGATAG-3 '(SEQ ID NO: 2)
Df90: 5'-GGAGACAGCCATGCAGGAGAAG-3 '(SEQ ID NO: 3)
Dr91: 5'-AACTTGAATTCCTCCTCCTTCT-3 '(SEQ ID NO: 4)
Df71: 5'-AGAGTACACTGTAACTGGTCTG-3 '(SEQ ID NO: 5)
Dr72: 5'-ACTCAGTGCCAGCTCTGTAGAT-3 '(SEQ ID NO: 6)
Figure 2009201501
ES cells with targeting sequences were injected into C57BL / 6Jblastcysts (MS12) by standard techniques. Chimeras were bred with C57BL / 6J mice. Offspring with germline carrying the targeted locus were bred internally (targeted mice). Sperm from targeted mice were then fertilized in vitro in C57 Bl / 6J mouse eggs, CAG-promoter-Cre-polyplasmid was injected into fertilized eggs, and the 2-cell stage was transplanted into the uterus. Mice lacking the ST3GalIV locus were also bred with C57BL / 6J mice. Furthermore, the promoter-frep-poly A injection plasmid was injected into fertilized eggs, and the 2-cell stage was transplanted into the uterus so that freptase removes the neo gene sandwiched between flox at the target locus. Tissue specific ST3GalIV deficient mice were obtained with the Cre-loxp system.

実施例2:ST3GalIVノックアウトマウスの組織化学的解析
13〜15週齢のST3GalIVのホモ欠損型、ヘテロ欠損型、野生型マウスを潅流固定後、脳のパラフィン封埋を行い、冠状断面の切片を作成し、ヘマトキシリン−エオジン染色、抗GAFP抗体による染色、TUNEL法による染色を行った。
その結果、海馬歯状回におけるアストロサイトの増生や、大脳皮質帯状回における神経細胞の萎縮、さらには小脳の層構造異常を観察した(図3)。
Example 2: Histochemical analysis of ST3GalIV knockout mice 13-15-week-old ST3GalIV homo-deficient, hetero-deficient, and wild-type mice were perfused and fixed, followed by paraffin embedding in the brain to prepare coronal sections. Hematoxylin-eosin staining, anti-GAFP antibody staining, and TUNEL staining were performed.
As a result, growth of astrocytes in the hippocampal dentate gyrus, neuronal atrophy in the cerebral cortical zonal gyrus, and abnormal cerebellar layer structure were observed (FIG. 3).

実施例3:ST3GalIVノックアウトマウスの行動学的解析
(I)オープンフィールド試験
AUTOMEXII(東海医理科製)を用いて8〜9週齢のST3GalIVのホモ欠損型、ヘテロ欠損型、野生型マウスについて試行を実施した。AUTOMEXの床(45cmX55cm)を図4のように12マス(A〜Lマス)に分割してオープンフィールドを作製した。マウスを図4の位置に投入し、5分間の観察中、マウスの滞在した位置と滞在秒数を記録した。マウスの体(頭部側)が半分以上マスに入った状態を滞在している位置として記録した。5分間の観察の後、外に出して5分間休憩させた。以上の5分間観察→5分間休憩という試行を3回おこなった(図4)。3回目の5分間の観察結果を図5に示した。本試行は、オープンフィールドに馴化していないマウスを用いた。記録した秒数は四隅(A、D、I、L)とそれ以外(B、C、E、F、G、H、J、K)の2グループに分けて各グループの平均秒数(四隅:(A+D+I+L)/4X12;それ以外:(B+C+E+F+G+H+J+K)/8X12)を算出した。統計解析は、one-way ANOVAの後、Turkeyの多重比較試験により行った。
その結果、野生型に比べてホモやヘテロの方が、四隅とそれ以外での滞在秒数の差が大きく、四隅に移動する傾向が強く(図5)、ST3GalIVノックアウトマウスは新しい環境に対して不安が惹起されやすい傾向にあることが示唆された。
これにより、ST3GalIVノックアウトマウスが不安障害のモデル動物として有用であることが示され、さらに、ST3GalIVの阻害剤のin vivo薬効が、ST3GalIVノックアウトマウスおよび野生型マウスを用いたオープンフィールド試験により評価できることが示された。
また、ST3GalIVノックアウトマウスを用いたオープンフィールド試験が不安障害に有用な化合物のスクリーニング方法、好ましくは、ST3GalIV欠損が惹起する不安障害に有用な化合物のスクリーニング方法に利用可能であることが示唆された。
Example 3: Behavioral analysis of ST3GalIV knockout mice (I) Open field test
Using AUTOMEXII (manufactured by Tokai Medical Science Co., Ltd.), trials were performed on 8-9 week old ST3GalIV homo-deficient, hetero-deficient, and wild-type mice. The AUTOMEX floor (45cmX55cm) was divided into 12 squares (A to L squares) as shown in FIG. The mouse was placed at the position shown in FIG. 4, and the position where the mouse stayed and the number of staying seconds were recorded during the observation for 5 minutes. The state where the mouse body (head side) entered the square was recorded as the staying position. After observing for 5 minutes, they went out and rested for 5 minutes. The trial of the above 5 minute observation → 5 minute break was performed 3 times (FIG. 4). The observation results for the third time for 5 minutes are shown in FIG. In this trial, mice not accustomed to open fields were used. The recorded seconds are divided into two groups of four corners (A, D, I, L) and the other (B, C, E, F, G, H, J, K), and the average number of seconds (four corners: (A + D + I + L) / 4X12; otherwise: (B + C + E + F + G + H + J + K) / 8X12) was calculated. Statistical analysis was conducted by one-way ANOVA followed by Turkey's multiple comparison test.
As a result, compared to the wild type, the homozygous and heterozygous animals have a greater difference in the number of staying seconds at the four corners and the other, and there is a strong tendency to move to the four corners (FIG. 5), and ST3GalIV knockout mice It was suggested that anxiety tends to be provoked.
This demonstrates that ST3GalIV knockout mice are useful as model animals for anxiety disorders, and that the in vivo efficacy of ST3GalIV inhibitors can be evaluated by an open field test using ST3GalIV knockout mice and wild type mice. Indicated.
Moreover, it was suggested that the open field test using ST3GalIV knockout mice can be used for a screening method for compounds useful for anxiety disorders, preferably a screening method for compounds useful for anxiety disorders caused by ST3GalIV deficiency.

(II)恐怖条件付け試験
8〜9週齢のST3GalIVのホモ欠損型または野生型マウスを、電気グリッドを設置したチャンバーに入れ、60秒後、120dB、10秒の音を提示し、その直後に0.5V、1秒の電気刺激を与えた。さらに、20秒後(すなわち、ケージに入れてから90秒後)、再び120dB、10秒の音を提示し、その直後に0.5V、1秒の電気刺激を与えた。条件付けの2日後、マウスをケージに入れ、60秒後および90秒後に120dB、10秒の音を呈示し、ケージに入れてから180秒間における、フリージングを呈したマウスの割合を測定した。なお、フリージングとは、呼吸に関する動きを除いて、骨格筋とひげが動かない状態とした。統計解析は、two-way Factorial ANOVAにより行った。
その結果、野生型に比べてホモの方が、フリージングが有意に増加することが認められ(図6)、ST3GalIVノックアウトマウスが野生型より、より不安状態となることが示された。これにより、ST3GalIVの阻害剤のin vivo薬効が、ST3GalIVノックアウトマウスおよび野生型マウスを用いた恐怖条件付け試験により評価できることが示された。なお、ST3GalIVノックアウトマウスは、野生型マウスに比較し、音により条件付けられる恐怖条件付け試験でフリージングが増加し、文脈記憶により条件付けられる恐怖条件付け試験でフリージングが増加しなかったことから、ST3GalIVが扁桃体依存性の情動記憶に関与していることが示された。
また、臨床で、全般性不安障害、パニック障害、PTSD、強迫性障害および社会不安障害等を含む不安障害およびうつ病の治療に有効なSSRIが本試験と同様の恐怖条件付け試験でフリージングを有意に抑制すること、恐怖条件付け試験が不安障害の治療剤の評価系として有用であること(Japanese Journal of Psychosomatic Medicine Vol. 37, No.3, pp.223-229等参照)から、ST3GalIVノックアウトマウスが、全般性不安障害、パニック障害、PTSD、強迫性障害および社会不安障害等を含む不安障害のモデル動物として有用であることが示された。さらに、ST3GalIVノックアウトマウスを用いた恐怖条件付け試験が、全般性不安障害、パニック障害、PTSD、強迫性障害および社会不安障害等を含む不安障害の治療に有用な化合物のスクリーニング方法、好ましくは、ST3GalIV欠損が惹起する全般性不安障害、パニック障害、PTSD、強迫性障害および社会不安障害等を含む不安障害の治療に有用な化合物のスクリーニング方法に利用可能であることが示された。
(II) Fear conditioning test 8-9 weeks old ST3GalIV homo-deficient or wild type mice were placed in a chamber with an electric grid, and after 60 seconds, 120 dB, 10 seconds of sound were presented, and immediately after that, 0 .5V, 1 second electrical stimulation was applied. Furthermore, after 20 seconds (that is, 90 seconds after being placed in the cage), a sound of 120 dB and 10 seconds was presented again, and immediately after that, 0.5 V, 1 second of electrical stimulation was applied. Two days after conditioning, mice were placed in cages, 120 dB, 10 seconds sound was exhibited after 60 seconds and 90 seconds, and the percentage of mice that exhibited freezing in 180 seconds after being placed in the cage was measured. Freezing is defined as a state in which skeletal muscles and whiskers do not move except for movement related to breathing. Statistical analysis was performed by two-way factorial ANOVA.
As a result, it was recognized that freezing was significantly increased in the homozygote compared with the wild type (FIG. 6), and ST3GalIV knockout mice were more anxious than the wild type. Thus, it was shown that the in vivo efficacy of the ST3GalIV inhibitor can be evaluated by a fear conditioning test using ST3GalIV knockout mice and wild type mice. In addition, ST3GalIV knockout mice showed an increase in freezing in a fear conditioning test conditioned by sound and no increase in freezing in a fear conditioning test conditioned by contextual memory. It was shown to be involved in emotional memory.
In addition, SSRI, which is effective in the treatment of anxiety disorders and depression, including generalized anxiety disorder, panic disorder, PTSD, obsessive compulsive disorder and social anxiety disorder in clinical practice, significantly improves freezing in the fear conditioning test similar to this study. ST3GalIV knockout mice are useful because suppression and fear conditioning tests are useful as evaluation systems for therapeutic agents for anxiety disorders (see Japanese Journal of Psychosomatic Medicine Vol. 37, No. 3, pp. 223-229, etc.) It was shown to be useful as a model animal for anxiety disorders including generalized anxiety disorder, panic disorder, PTSD, obsessive-compulsive disorder and social anxiety disorder. Furthermore, a fear conditioning test using ST3GalIV knockout mice is a screening method for compounds useful for the treatment of anxiety disorders including generalized anxiety disorder, panic disorder, PTSD, obsessive compulsive disorder and social anxiety disorder, preferably ST3GalIV deficiency It has been shown that the present invention can be used in a screening method for compounds useful for the treatment of anxiety disorders including generalized anxiety disorder, panic disorder, PTSD, obsessive compulsive disorder, social anxiety disorder and the like.

(III)脳波解析
1)脳波測定用電極の作製
脳波電極用に15mmに切ったステンレス線(COONER WIRE Inc製)を2本用意し、ステンレス線の先端の片側のコーティングを0.5〜1mm剥離し、リン酸を塗布した後10分間放置した。続いてステンレス線にはんだを付け(以下、予備はんだ)、その後再びリン酸を塗布し10分間放置した。脳波計測用ネジ電極(以下、ビス)(Biotex Kyoto製)にもリン酸を塗布後10分間放置した。リン酸を塗布したステンレス線とビスをはんだづけした後、はんだづけをした反対側のステンレス線の先端のコーティングを剥離し、リン酸塗布後10分間放置し予備はんだを行い、再びリン酸を塗布し10分間放置した。同時に、マウス用コネクター(Biotex Kyoto製)にも予備はんだを行い、ステンレス線とコネクタをはんだづけした。続いて、筋電図測定用に20mmに切ったステンレス線を2本用意し、脳波電極のときと同様にステンレス線を準備し、コネクタとはんだづけをした。全てのはんだづけが終了後、2液混合のエポキシ樹脂を混合し、真空ポンプで引いて樹脂中の気泡をなくした後、はんだづけの箇所を隠すように塗り固め、常温で1日乾燥させ固着させた。
(III) Electroencephalogram analysis 1) Preparation of electroencephalogram measurement electrode Prepare two stainless steel wires (COONER WIRE Inc) cut into 15 mm for electroencephalogram electrodes, and peel off the coating on one end of the stainless steel wire 0.5-1 mm. After applying phosphoric acid, it was left for 10 minutes. Subsequently, solder was applied to the stainless steel wire (hereinafter, preliminary solder), and then phosphoric acid was applied again and left for 10 minutes. An electroencephalogram screw electrode (hereinafter referred to as “bis”) (manufactured by Biotex Kyoto) was also allowed to stand for 10 minutes after applying phosphoric acid. After soldering the stainless steel wire and screw coated with phosphoric acid, peel off the coating on the tip of the opposite stainless steel wire that was soldered, leave it for 10 minutes after applying phosphoric acid, perform preliminary soldering, apply phosphoric acid again and apply 10 Left for a minute. At the same time, pre-soldering was also performed on the mouse connector (Biotex Kyoto), and the stainless wire and the connector were soldered. Subsequently, two stainless steel wires cut to 20 mm were prepared for electromyogram measurement, and stainless steel wires were prepared in the same manner as for the electroencephalogram electrodes, and soldered to the connector. After all the soldering is completed, a two-component mixed epoxy resin is mixed, drawn with a vacuum pump to eliminate bubbles in the resin, and then solidified so as to hide the soldered portion, and dried and fixed at room temperature for one day. .

2)脳波測定用電極の設置手術
マウスに小動物用インフルラン麻酔器(メディカルエイジェント)にて麻酔を施した後、歯科用ドリル(MINITOR製)を用いて、bregmaから1mm前方、1.5mm右側とlambdaから1mm前方、1.5mm右側の2カ所の頭蓋骨に穴を開け、ビスを一巻き半回して埋め込んだ。その後、筋電図測定用のステンレス線2本を頚背側部の皮下に可能な限り左右に離して挿入した。その後コネクタをアロンアルファ(登録商標)により頭蓋骨に仮固定し、歯科用セメント(ジーシー社製)にて完全に固定した。手術後1週間期間を空けてからVital Recorder(KISSEI COMTEC製)を用いて脳波および筋電図を24時間測定した。
2) Surgery to install electrodes for electroencephalogram measurement After anesthetizing the mouse with an influrane anesthesia machine (medical agent) for small animals, use a dental drill (manufactured by MINITOR), 1mm from bregma, 1.5mm right side and lambda 1mm forward and 1.5mm on the right, two holes were drilled in the skull, and the screw was embedded in one and a half turns. Thereafter, two stainless steel wires for electromyogram measurement were inserted as far as possible from side to side in the subcutaneous part of the back of the neck. Thereafter, the connector was temporarily fixed to the skull with Aron Alpha (registered trademark) and completely fixed with dental cement (manufactured by GC Corporation). One week after the operation, the electroencephalogram and electromyogram were measured for 24 hours using a Vital Recorder (manufactured by KISSEI COMTEC).

3)脳波解析ソフトを用いての解析
測定した脳波は、脳波解析研究用プログラムSleepSign(KISSEI COMTEC)を用いて解析をおこなった。SleepSignにより、脳波を0.5〜4Hzのδ波、4〜9Hzのθ波、9〜13Hzのα波、13Hz以上のスピンドルの4パターンに分類し、各波長の比率と筋電図の大きさ及びマウスの行動を記録したビデオ画像から、W(覚醒状態)、R(レム睡眠状態)、S(睡眠状態)の3パターンに分類し、KOマウスと野生型の睡眠の傾向を解析した。
その結果、ST3GalIVノックアウトマウスは睡眠が分断され長時間の睡眠が野生型に比べて少ないことや、レム睡眠に特徴的に見られるθ波の波形が見られず、レム睡眠の時間が野生型に比べて少ないことが確認された(図7および図9)。また、覚醒状態から短時間睡眠状態に陥り再び覚醒状態に戻るといった状況、覚醒、レム睡眠、ノンレム睡眠の時間および周期性が野生型と異なり、より乱れていることも確認された。よって、ST3GalIVノックアウトマウスが睡眠障害を示していることが認められた。
これにより、ST3GalIVノックアウトマウスが、レム睡眠の障害を含む睡眠障害のモデル動物として有用であることが示され、ST3GalIVの阻害剤のin vivo薬効が、ST3GalIVノックアウトマウスおよび野生型マウスの睡眠パターンの解析により評価できることが示された。
また、ST3GalIVノックアウトマウスの睡眠パターンの解析が、睡眠改善剤、例えば、レム睡眠の改善剤のスクリーニング方法、好ましくは、ST3GalIV欠損が惹起する睡眠障害、例えばレム睡眠障害に対する改善剤のスクリーニング方法に有用であることが示された。
3) Analysis using electroencephalogram analysis software The measured electroencephalogram was analyzed using an electroencephalogram analysis research program SleepSign (KISSEI COMTEC). SleepSign classifies brain waves into 4 patterns: δ waves of 0.5-4Hz, θ waves of 4-9Hz, α waves of 9-13Hz, spindles of 13Hz or higher, ratio of each wavelength, electromyogram size and mouse From the video images recording the behaviors of KO mice and W (wake state), R (REM sleep state), and S (sleep state), three patterns were analyzed, and the tendency of KO mice and wild type sleep was analyzed.
As a result, ST3GalIV knockout mice have disrupted sleep and have less long-time sleep than the wild type, and the waveform of the θ wave that is characteristic of REM sleep is not seen. It was confirmed that there were few compared (FIGS. 7 and 9). Moreover, it was confirmed that the situation of falling from awake state to a sleep state for a short time and returning to the awake state again, and the time and periodicity of awakening, REM sleep, and non-REM sleep are more disturbed than the wild type. Therefore, it was recognized that ST3GalIV knockout mice exhibit sleep disorders.
This demonstrates that ST3GalIV knockout mice are useful as model animals for sleep disorders including REM sleep disorders, and that the in vivo efficacy of ST3GalIV inhibitors is the analysis of sleep patterns in ST3GalIV knockout mice and wild-type mice. It was shown that it can be evaluated.
In addition, analysis of sleep patterns of ST3GalIV knockout mice is useful for screening methods for sleep-improving agents, for example, REM sleep-improving agents, and preferably for screening methods for improving sleep disorders caused by ST3GalIV-deficiency, for example, REM sleep-disorders It was shown that.

実施例4:ST3GalIVノックアウトマウスの体長および体重の測定
7日齢のマウスの尾よりDNAを抽出し、PCRを用いて、ホモ、ヘテロまたは野生型の遺伝子型を確認した。9日齢で同腹子の授乳個体数を6匹に統一し、9日齢から10週齢まで2日に一度、体重および体長を測定し、成長曲線を作成した。その結果、雄性および雌性ともに、ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスが、野生型、ヘテロ型に比較し、体重および体長の抑制作用が認められ、特に25−57日齢で顕著な体重および体長の抑制が認められた(図10および図11)。統計学的処理は、Two-way Factorial ANOVAにより行い、p<0.0001を有意差ありとした。
Example 4: Measurement of length and body weight of ST3GalIV knockout mice DNA was extracted from the tail of 7-day-old mice, and homo, hetero or wild type genotypes were confirmed using PCR. At 9 days of age, the number of litters fed with litters was unified to 6 and the body weight and body length were measured once every 2 days from 9 days to 10 weeks of age to create a growth curve. As a result, both male and female homozygous ST3GalIV knockout mice showed an effect of suppressing body weight and length as compared to wild type and heterozygous mice, and particularly significant suppression of body weight and length was observed at 25-57 days of age. (FIGS. 10 and 11). Statistical processing was performed by two-way factorial ANOVA, and p <0.0001 was considered significant.

実施例5:ST3GalIVノックアウトマウスの血漿中のGh、IGF−1濃度の測定
3、4、6および8週齢の成長抑制の著しい雄性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスおよび雄性野生型マウス(C57BL/6Jマウス)の眼窩静脈より採血し、2500rpm、10分間遠心分離した。得られた血漿における成長ホルモン(Gh)(SPI-BIO A05104-96wells)およびインスリン様成長因子(IGF-1)の濃度を、ELISA(R&Dsystems Quantikine No.MG100)を用いて測定した。その結果、ホモ型は野生型に比較し、Gh分泌量は減少傾向を示し、IGF−1分泌量は有意に減少した(図12)。なお、統計学的処理は、Two-way Factorial ANOVAにより行い、p<0.0001を有意差ありとした。
Example 5: Measurement of Gh and IGF-1 concentrations in plasma of ST3GalIV knockout mice Male homozygous ST3GalIV knockout mice and male wild type mice (C57BL / 6J mice) with marked growth inhibition at 3, 4, 6 and 8 weeks of age Blood was collected from the orbital vein and centrifuged at 2500 rpm for 10 minutes. The concentrations of growth hormone (Gh) (SPI-BIO A05104-96 wells) and insulin-like growth factor (IGF-1) in the obtained plasma were measured using ELISA (R & D systems Quantikine No. MG100). As a result, the homo type showed a tendency to decrease the Gh secretion amount compared with the wild type, and the IGF-1 secretion amount significantly decreased (FIG. 12). Statistical processing was performed by two-way factorial ANOVA, and p <0.0001 was considered significant.

実施例6:ST3GalIVノックアウトマウスの生殖能力の検討
(I)雄性ST3GalIVノックアウトマウスの生殖能力の検討
12週齢の雄性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスおよび野生型マウスを、10週齢の雌性野生型マウス(C57BL/6j)とそれぞれ交配させた。その結果、雄性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスと雄性野生型マウスを用いた場合の両方で、正常な出産が確認された。したがって、雄について、STSGalIV欠損による生殖能力への影響は認められなかった。
Example 6: Examination of fertility of ST3GalIV knockout mice (I) Examination of fertility of male ST3GalIV knockout mice 12-week-old male homozygous ST3GalIV knockout mice and wild-type mice were treated with 10-week-old female wild-type mice (C57BL). / 6j) and each. As a result, normal birth was confirmed both in the case of using male homozygous ST3GalIV knockout mice and male wild-type mice. Therefore, no effect on fertility was observed in males due to STSGalIV deficiency.

(II)雌性ST3GalIVノックアウトマウスの生殖能力の検討
雌性ST3GalIVノックアウトマウスの生殖能力を、1)膣垢検査による性周期の観察、2)膣栓の確認による交配の確認、3)腹部拡張の確認による受胎の確認、および4)分娩または胎児の死亡の確認により検討した。
1)膣垢検査による性周期の観察
26〜33週齢の雌性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウス、および野生型マウスにつき、1ヶ月間、膣垢検査を行った。膣垢検査は、常法に従い、膣内を濾紙でスメアし、得られた膣内貯留物を顕微鏡で観察することにより、発情前期、発情期、発情後期、または発情休止期を判別した。そして、発情後期から次の発情後期までに日数を測定した。
その結果、野生型マウスに比較し、ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスは、発情前期、発情期、発情後期、そして発情休止期で構成される性周期が規則的でなく、不順であった(図13)。また、野生型マウスに比較し、ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスの発情後期から次の発情後期までに日数は有意に少なかった(図13)。なお、統計処理はMann-Whitney U-testを用い、p<0.05で有意とした。したがって、ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスでは、性周期の異常が認められた。
2)膣栓の確認による交配の確認
膣垢検査により性周期を判断し、発情前期とわかった雌を午後7時に野生型の雄と同居させて翌朝7時に膣栓の有無により交配を確認した。その結果、8-12週齢のマウス、および31-38週齢のマウス共に、野生型マウスと比較してホモ型ST3GalIVノックアウトマウスは、交配確率が高い傾向が認められたが、有意な差ではなかった。したがって、ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスでは、交配は野生型マウスと同様に正常であった。
(II) Examination of reproductive ability of female ST3GalIV knockout mice Reproductive ability of female ST3GalIV knockout mice 1) Observation of sexual cycle by vaginal plaque examination 2) Confirmation of mating by confirmation of vaginal plug 3) Confirmation of abdominal dilation It was examined by confirmation of conception and 4) confirmation of labor or fetal death.
1) Observation of sexual cycle by vaginal plaque test A 26-33 week-old female homozygous ST3GalIV knockout mouse and a wild type mouse were subjected to a vaginal plaque test for one month. In the vaginal plaque test, the inside of the vagina was smeared with filter paper according to a conventional method, and the obtained vaginal reservoir was observed with a microscope to determine the early estrus, estrus, late estrus, or estrus rest period. And the number of days was measured from the late estrus to the next late estrus.
As a result, compared to wild-type mice, homozygous ST3GalIV knockout mice have irregular sexual cycles composed of the early estrus, estrus, late estrus, and estrus rest periods (FIG. 13). . In addition, the number of days from the late stage of estrus to the next late stage of estrus in the homozygous ST3GalIV knockout mouse was significantly smaller than that in the wild type mouse (FIG. 13). In addition, statistical processing used Mann-Whitney U-test, and was considered significant at p <0.05. Therefore, abnormalities of the sexual cycle were observed in homozygous ST3GalIV knockout mice.
2) Confirmation of mating by confirming vaginal plugs The sexual cycle was judged by vaginal plaque examination, and a female found to be in the early estrus coexisted with a wild-type male at 7 pm and mating was confirmed at 7 am the next morning by the presence or absence of vaginal plug . As a result, in both 8-12 week old mice and 31-38 week old mice, homozygous ST3GalIV knockout mice tended to have higher mating probabilities compared to wild type mice. There wasn't. Therefore, in homozygous ST3GalIV knockout mice, mating was normal as in wild type mice.

3)腹部拡張の確認による受胎の確認
膣栓が確認されたマウスの腹部拡張により受胎を確認した。その結果、8-12週齢のマウス、および31-38週齢のマウス共に、野生型マウスと比較してホモ型ST3GalIVノックアウトマウスは、受胎確率が低い傾向が認められたが、有意な差ではなかった(図14)。したがって、ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスでは、受胎は野生型マウスと同様に正常であった。
4)分娩または胎児の死亡の確認
受胎が確認されたマウスの出産を確認するか、または、出産を確認できなかったマウスは、腹部を切開し、胎児の生死および子宮の状態を確認した(図15)。その結果、妊娠の確認された野生型のマウス3匹は、正常通り18−20日の妊娠期間を経て出産した。一方、ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスは、5匹が妊娠したものの、最終的に分娩に至らず母胎内で死亡した例も認められた。特に高齢(31−38週齢)のホモ型ST3GalIVノックアウトマウスで妊娠期間の延長が認められ、高齢のホモ型ST3GalIVノックアウトマウスのうち1匹は、妊娠21日目に3匹、妊娠22日目に1匹、妊娠23日目に2匹、妊娠25日目に2匹を死産し、妊娠27日目に解剖したときには、子宮にて2匹の胎仔が死亡していた。また、高齢のホモ型ST3GalIVノックアウトマウスのうちもう1匹は、妊娠21日目に4匹を出産し(生存、ただし翌日1匹死亡)、妊娠22日目に2匹を死産(胎盤がついたまま分娩された)した。このような妊娠期間の延長の原因の1つには、分娩の異常、例えば、生体リズムとしての分娩リズムの異常があるものと考えられた。結果を表1に記載する。
3) Confirmation of conception by confirming abdominal expansion Conception was confirmed by abdominal expansion of a mouse with a confirmed vaginal plug. As a result, both the 8-12 week old mouse and the 31-38 week old mouse were found to have a lower conception probability in homozygous ST3GalIV knockout mice than in the wild type mice. There was no (Figure 14). Thus, in homozygous ST3GalIV knockout mice, conception was normal as in wild type mice.
4) Confirmation of childbirth or fetal death Confirmation of the birth of a confirmed mouse or a mouse that could not confirm the birth, incised the abdomen, and confirmed the life and death of the fetus and the state of the uterus (Fig. 15). As a result, three wild-type mice confirmed to be pregnant delivered as normal after a gestation period of 18-20 days. On the other hand, although 5 homozygous ST3GalIV knockout mice became pregnant, there were cases in which they did not finally deliver but died in the womb. In particular, in the elderly (31-38 weeks old) homozygous ST3GalIV knockout mice, the gestation period was prolonged, and one of the elderly homozygous ST3GalIV knockout mice was 3 on the 21st day of pregnancy and on the 22nd day of pregnancy. One animal was born dead on the 23rd day of pregnancy, 2 animals on the 25th day of pregnancy, and 2 animals were born on the 25th day of pregnancy. When dissected on the 27th day of pregnancy, 2 fetuses died in the uterus. In addition, one of the elderly homozygous ST3GalIV knockout mice gave birth to 4 mice on the 21st day of pregnancy (survived, but 1 mouse died the next day), and 2 dead animals on the 22nd day of pregnancy (with a placenta) Was delivered). One of the causes of such a prolonged pregnancy period was considered to be an abnormality in labor, for example, an abnormality in labor rhythm as a biological rhythm. The results are listed in Table 1.

Figure 2009201501
Figure 2009201501

本発明のST3GalIVノックアウトマウス作成のために構築されたターゲッティングベクターを示す。ST3GalIVノックアウトマウスを作成するために、ゲノムフラグメントをC57BL/6Jライブラリー(pBACe3.6中のBACライブラリー)から単離した。図1に表されるようにターゲッティングベクターを構築した。リニアライズしたターゲッティングベクターをMS12胎生幹細胞にエレクトロポレーションによって導入し、G418抵抗性のES細胞を得た。キメラマウスをターゲッティングベクターが導入されたES細胞(Targeted)から作成した。CAG−プロモーター−Creプラスミドをターゲッティングベクターが導入されたマウス精子由来の受精卵に導入し、ST3GalIV欠損マウスを得た。Fig. 2 shows a targeting vector constructed for the production of ST3GalIV knockout mice of the present invention. To generate ST3GalIV knockout mice, genomic fragments were isolated from the C57BL / 6J library (the BAC library in pBACe3.6). A targeting vector was constructed as represented in FIG. The linearized targeting vector was introduced into MS12 embryonic stem cells by electroporation to obtain G418-resistant ES cells. Chimeric mice were prepared from ES cells (Targeted) into which a targeting vector was introduced. The CAG-promoter-Cre plasmid was introduced into fertilized eggs derived from mouse sperm into which a targeting vector had been introduced to obtain ST3GalIV-deficient mice. サザンブロットハイブリダーゼーションの結果を示す。w/wは野生型、w/targetedはターゲッティングベクターをヘテロに有するマウス、w/floxedはターゲッティングベクターからneo遺伝子を除いた遺伝子をヘテロに有するマウス、w/-はヘテロ接合型ST3GalIV欠損マウス、-/-はホモ接合型ST3GalIV欠損マウスを表す。The result of Southern blot hybridization is shown. w / w is a wild type, w / targeted is a mouse having a targeting vector heterozygously, w / floxed is a mouse having a gene excluding the neo gene from the targeting vector heterozygous, w /-is a heterozygous ST3GalIV-deficient mouse, /-Represents a homozygous ST3GalIV-deficient mouse. 帯状回および海馬の組織化学的検討結果を示す。帯状回の紡錘状層で、顆粒細胞の代わりに多くの萎縮した細胞が存在する(矢印)。ST3GalIV欠損マウス(+/-および-/-)の歯状回多型細胞層でGFAP陽性アストロサイトの増殖が認められた。The results of histochemical examination of the cingulate and hippocampus are shown. In the fusiform layer of the zonal gyrus, there are many atrophied cells instead of granule cells (arrows). In the dentate gyrus polymorphic cell layer of ST3GalIV-deficient mice (+/− and − / −), proliferation of GFAP positive astrocytes was observed. オープンフィールド試験の装置、実験スケジュールを示す。Shows the open field test equipment and test schedule. ST3GalIVノックアウトマウスのオープンフィールド試験の結果を示す。ST3GalIV欠損マウス(+/-および-/-)は、野生型(+/+)より四隅に移動する傾向が認められ、ストレスに対し強い感受性を示した。The result of the open field test of ST3GalIV knockout mouse is shown. ST3GalIV-deficient mice (+/− and − / −) showed a tendency to move to the four corners compared to the wild type (+ / +), and showed a strong sensitivity to stress. ST3GalIVノックアウトマウスの恐怖条件付け試験の結果を示す。The result of the fear conditioning test of ST3GalIV knockout mice is shown. ST3GalIVノックアウトマウスの脳波解析等により得られた睡眠パターンを示す。各カラムは上から睡眠(薄い褐色($で示す褐色))、レム睡眠(濃い褐色(#で示す褐色))、覚醒(黒色)を表す。ST3GalIVノックアウトマウスは、野生型マウスよりレム睡眠(#)の時間が短いことが示された。The sleep pattern obtained by the electroencephalogram analysis etc. of ST3GalIV knockout mouse | mouth is shown. Each column represents sleep (light brown (brown indicated by $)), REM sleep (dark brown (brown indicated by #)), and arousal (black) from the top. ST3GalIV knockout mice were shown to have shorter REM sleep (#) times than wild type mice. ST3GalIVノックアウトマウスの筋電図解析の一例を示す。Rはレム睡眠状態を、Wは覚醒状態を、Sは睡眠状態を表す。An example of the electromyogram analysis of ST3GalIV knockout mouse is shown. R represents a REM sleep state, W represents an awake state, and S represents a sleep state. ST3GalIVノックアウトマウスと野生型マウスのレム睡眠時間の比較を示す。The comparison of the REM sleep time of ST3GalIV knockout mouse | mouth and a wild type mouse | mouth is shown. 雌性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウス、雌性ヘテロ型ST3GalIVノックアウトマウス、および雌性野生型マウスの体重および体長の変化を示す。The changes in body weight and length of female homozygous ST3GalIV knockout mice, female heterozygous ST3GalIV knockout mice, and female wild type mice are shown. 雄性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウス、雄性ヘテロ型ST3GalIVノックアウトマウス、および雄性野生型マウスの体重および体長の変化を示す。The changes in body weight and length of male homozygous ST3GalIV knockout mice, male heterozygous ST3GalIV knockout mice, and male wild type mice are shown. ST3GalIVノックアウトマウスと野生型マウスの血漿Gh濃度およびIGF-1濃度の比較を示す。A comparison of plasma Gh and IGF-1 concentrations in ST3GalIV knockout mice and wild type mice is shown. 野生型マウスと雌性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスの発情後期から次の発情後期までの日数をそれぞれ示す(左図)。野生型マウスと雌性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスの発情前期(図中「前」)、発情期(図中「中」)、発情後期(図中「後」)、発情休止期(図中「休」)への移行をそれぞれ示す(右図)。The number of days from the late stage of estrus to the next late stage of estrus of wild type mice and female homozygous ST3GalIV knockout mice are shown (left figure). Early estrus ("front" in the figure), estrus ("middle" in the figure), late estrus ("after" in the figure), estrus rest period ("rest" in the figure) of wild-type and female homozygous ST3GalIV knockout mice ) Is shown respectively (right figure). 8-12週齢の野生型マウスおよび雌性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスの受胎確率をそれぞれ示す(左図)。31-38週齢の野生型マウスおよび雌性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスの受胎確率をそれぞれ示す(右図)。The fertility probabilities of 8-12 week old wild type mice and female homozygous ST3GalIV knockout mice are shown (left figure). The conception probabilities of 31-38 week-old wild type mice and female homozygous ST3GalIV knockout mice are shown (right diagram). 雌性ホモ型ST3GalIVノックアウトマウスの腹部より取り出した死産仔(左写真)および子宮(右写真)、さらに、野生型マウスの子宮(中写真)を示すA deadborn baby (left photo) and uterus (right photo) taken from the abdomen of a female homozygous ST3GalIV knockout mouse, and a uterus (middle photo) of a wild type mouse are shown.

Claims (14)

ST3GalIVの遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒト動物。   A non-human animal in which the gene function of ST3GalIV is deficient on the chromosome. 不安障害モデル動物、睡眠障害モデル動物、成長障害モデル動物、生殖障害モデル動物、または生体リズム障害モデル動物である、請求項1に記載の非ヒト動物。   2. The non-human animal according to claim 1, which is an anxiety disorder model animal, a sleep disorder model animal, a growth disorder model animal, a reproductive disorder model animal, or a biological rhythm disorder model animal. 不安障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、請求項1に記載の非ヒト動物に化合物を投与し、オープンフィールド試験を行い、該化合物を投与していない請求項1に記載の非ヒト動物と比較して四隅での滞在時間が減少したときに、該化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法。   A method for screening a compound useful for the treatment of an anxiety disorder, comprising administering the compound to a non-human animal according to claim 1, performing an open field test, and not administering the compound. Selecting the compound as a useful compound for the treatment of anxiety disorders when the residence time in the four corners is reduced compared to the non-human animal. 不安障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、請求項1に記載の非ヒト動物に化合物を投与し、恐怖条件付け試験を行い、該化合物を投与していない請求項1に記載の非ヒト動物と比較してフリージングが減少したときに、該化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法。   A method for screening a compound useful for the treatment of anxiety disorder, comprising administering the compound to a non-human animal according to claim 1, performing a fear conditioning test, and not administering the compound. Selecting the compound as a compound useful in the treatment of anxiety disorders when freezing is reduced compared to a non-human animal. 不安障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、請求項4および請求項5に記載の方法を実施し、両方法で共に不安障害の治療に有用な化合物として選択された化合物を不安障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法。   A method for screening a compound useful for the treatment of an anxiety disorder, wherein the method according to claim 4 and 5 is carried out, and the compound selected as a compound useful for the treatment of an anxiety disorder by both methods is used for anxiety. Selecting a compound useful in the treatment of the disorder. 睡眠障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、請求項1に記載の非ヒト動物に化合物を投与し、脳波および/または筋電図の測定および/または行動の観察を行って、該化合物を投与していない請求項1に記載の非ヒト動物と比較して睡眠パターンが改善されたときに、該化合物を睡眠障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法。   A method for screening a compound useful for the treatment of sleep disorders, comprising administering a compound to the non-human animal according to claim 1, measuring an electroencephalogram and / or an electromyogram and / or observing a behavior, 2. A method comprising selecting the compound as a compound useful for the treatment of sleep disorders when sleep pattern is improved as compared to the non-human animal of claim 1 wherein the compound is not administered. レム睡眠の障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、請求項1に記載の非ヒト動物に化合物を投与し、脳波および/または筋電図の測定および/または行動の観察を行って、該化合物を投与していない請求項1に記載の非ヒト動物と比較してレム睡眠の時間が増加したときに、該化合物をレム睡眠の障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法。   A method for screening a compound useful for treatment of a disorder of REM sleep, wherein the compound is administered to a non-human animal according to claim 1, and an electroencephalogram and / or electromyogram is measured and / or behavior is observed. And when the REM sleep time is increased compared to the non-human animal according to claim 1 wherein the compound is not administered, the compound is selected as a compound useful for the treatment of REM sleep disorder. Including methods. 成長障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、請求項1に記載の非ヒト動物に化合物を投与し、体重および/または体長の測定、および/または血中の成長ホルモン(Gh)および/またはIGF−1の濃度の測定を行って、該化合物を投与していない請求項1に記載の非ヒト動物と比較して体重および/または体長が増加したとき、および/または血中の成長ホルモン(Gh)および/またはIGF−1の濃度が増加したときに、該化合物を成長障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法。   A method for screening a compound useful for the treatment of growth disorders, comprising administering a compound to the non-human animal according to claim 1, measuring body weight and / or length, and / or growth hormone (Gh) in blood. And / or when the concentration of IGF-1 is measured to increase body weight and / or body length and / or in blood compared to the non-human animal of claim 1 not administered the compound A method comprising selecting a compound as a useful compound for the treatment of growth disorders when the concentration of growth hormone (Gh) and / or IGF-1 is increased. 生殖障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、請求項1に記載の非ヒト動物に化合物を投与し、性周期および/または分娩の異常の有無の観察を行って、該化合物を投与していない請求項1に記載の非ヒト動物と比較して性周期および/または分娩の異常が改善されたときに、該化合物を生殖障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法。   A method for screening a compound useful for the treatment of reproductive disorders, comprising administering the compound to the non-human animal according to claim 1 and observing whether there is an abnormality in the sexual cycle and / or labor, and 2. A method comprising selecting the compound as a useful compound for the treatment of a reproductive disorder when the sexual cycle and / or delivery abnormalities are improved compared to the non-human animal of claim 1 not administered . 生体リズム障害の治療に有用な化合物をスクリーニングする方法であって、請求項1に記載の非ヒト動物に化合物を投与し、性周期の観察、脳波および/または筋電図の測定および/または行動の観察を行って、該化合物を投与していない請求項1に記載の非ヒト動物と比較して性周期のリズムが改善し、および/または睡眠パターンが改善されたときに、該化合物を生殖障害の治療に有用な化合物として選択することを含む方法。   A method for screening a compound useful for treatment of a biological rhythm disorder, comprising administering the compound to a non-human animal according to claim 1, observing the sexual cycle, measuring an electroencephalogram and / or electromyogram, and / or acting And wherein the compound is regenerated when the rhythm of the sexual cycle is improved and / or sleep pattern is improved as compared to the non-human animal of claim 1 wherein the compound is not administered. Selecting a compound useful in the treatment of the disorder. さらに、野生型の非ヒト動物に該化合物を投与して、該化合物が野生型動物に効果を示さないことを確認する工程を含む、請求項3−10のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 3 to 10, further comprising the step of administering the compound to a wild-type non-human animal to confirm that the compound has no effect on the wild-type animal. ST3GalIV阻害剤のインビボ薬効を測定する方法であって、請求項1に記載の非ヒト動物および野生型の非ヒト動物に被験物質を投与し、
i)オープンフィールド試験
ii)恐怖条件付け試験
iii)脳波および/または筋電図の測定、および/または行動の観察
iv)体重および/または体長の測定、
v)血中の成長ホルモン(Gh)またはIGF−1の濃度の測定、または、
vi)性周期および/または分娩の異常の観察
を行い、請求項1に記載の非ヒト動物に作用がなく、野生型の非ヒト動物が請求項1に記載の非ヒト動物の表現型を提示するときに、該被験物質をST3GalIV阻害剤として選択することを含む方法。
A method for measuring the in vivo efficacy of an ST3GalIV inhibitor, comprising administering a test substance to the non-human animal and the wild-type non-human animal according to claim 1,
i) Open field test ii) Fear conditioning test iii) EEG and / or electromyogram measurement and / or behavioral observation iv) Weight and / or body length measurement,
v) measurement of the concentration of growth hormone (Gh) or IGF-1 in the blood, or
vi) Observing abnormalities in the sexual cycle and / or parturition, the non-human animal according to claim 1 has no effect, and the wild-type non-human animal presents the phenotype of the non-human animal according to claim 1 A method comprising selecting the test substance as an ST3GalIV inhibitor.
非ヒト動物が、マウスである、請求項1または請求項2に記載の非ヒト動物。   The non-human animal according to claim 1 or 2, wherein the non-human animal is a mouse. 非ヒト動物が、マウスである、請求項3−11のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 3, wherein the non-human animal is a mouse.
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