JP2017112836A - Preparation methods of osteoporosis model animals - Google Patents

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Toshihiro Nakajima
利博 中島
尚子 八木下
Naoko Yagishita
尚子 八木下
聡子 荒谷
Satoko Araya
聡子 荒谷
英俊 藤田
Hidetoshi Fujita
英俊 藤田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide preparation methods of osteoporosis model animals in which osteoblastic activity is inhibited, and to provide methods of evaluating the therapeutic effect for osteoporosis of a test substance.SOLUTION: A preparation method of nonhuman osteoporosis model animals comprises inhibiting the expression or function of synoviolin proteins in nonhuman animals using an osteoblastic activity-inhibiting composition containing a carrier and, as an active ingredient, a synoviolin inhibitor that inhibits the expression or function of synoviolin proteins in nonhuman animals. The therapeutic effect for osteoporosis of a test substance is evaluated using the nonhuman osteoporosis model animals.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は,骨粗鬆症モデル動物の作成方法に関する。より詳しく説明すると,本発明は,シノビオリンの活性を阻害することにより,骨芽細胞の活性を阻害した骨粗鬆症モデル動物の作成方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an osteoporosis model animal. More specifically, the present invention relates to a method for producing an osteoporosis model animal that inhibits the activity of osteoblasts by inhibiting the activity of Synoviolin.

骨粗鬆症の治療剤を開発する上で,骨粗鬆症のモデル動物(特に非ヒト哺乳動物)を作成することは重要である。   In developing osteoporosis therapeutics, it is important to create osteoporosis model animals (especially non-human mammals).

また,例えば,特許第4998880号には,卵巣を摘出した骨粗鬆症モデル動物が開示されている。この卵巣を除去して得られる骨粗鬆症モデル動物は,破骨細胞の活性が高まり,その結果,骨が脆弱化するとともに,骨密度が低下する。   Further, for example, Japanese Patent No. 4998880 discloses an osteoporosis model animal from which an ovary has been removed. In the osteoporosis model animal obtained by removing this ovary, the activity of osteoclasts increases, and as a result, the bone becomes weak and the bone density decreases.

特開2010−51238号公報には,ホモシスチンを含む飼料を投与することによる骨粗鬆症モデル動物の作成方法が開示されている。この公報に開示された方法で作成された骨粗鬆症モデル動物は,骨密度が低下せずに骨折頻度が高まる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-51238 discloses a method for producing an osteoporosis model animal by administering a feed containing homocystin. The osteoporosis model animal created by the method disclosed in this publication increases the fracture frequency without decreasing the bone density.

特許第4998880号Patent No. 4998880 特開2010−51238号公報JP 2010-51238 A

破骨細胞を活性化させることにより得られた骨粗鬆症モデル動物は,骨以外も障害を有している場合が多く,その結果,骨粗鬆症モデルとしてふさわしくない場合がある。   An osteoporosis model animal obtained by activating osteoclasts often has a disorder other than bone, and as a result, may not be suitable as an osteoporosis model.

そこで,本発明は,骨芽細胞の活性を阻害した骨粗鬆症モデル動物の作成方法を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the preparation method of the osteoporosis model animal which inhibited the activity of the osteoblast.

本発明は,シノビオリンの活性を阻害することにより,骨芽細胞の活性を阻害することができ,その結果,生体機能が維持された骨粗鬆症モデル動物を作成できるという実施例による知見に基づく。すなわち,本明細書の実施例において,非ヒトシノビオリンノックアウト動物を作成し,その骨密度や骨芽細胞を検出したところ,骨芽細胞が有意に減少し,骨粗鬆症のモデル動物を得ることができた。本発明は,その実施例や関連する技術に基づくものである。   The present invention is based on the findings of the examples that the activity of osteoblasts can be inhibited by inhibiting the activity of Synoviolin, and as a result, an osteoporosis model animal in which biological functions are maintained can be created. That is, in the examples of the present specification, a non-human synoviolin knockout animal was prepared and its bone density and osteoblasts were detected. As a result, osteoblasts were significantly reduced, and a model animal for osteoporosis could be obtained. . The present invention is based on the embodiments and related technologies.

本発明の第1の側面は,非ヒト骨粗鬆症モデル動物の作成方法に関する。この方法は,非ヒト哺乳動物におけるシノビオリンタンパク質の発現又は機能を阻害する工程を含む。
非ヒト哺乳動物におけるシノビオリンタンパク質の発現又は機能を阻害する工程の例は,シノビオリン遺伝子をノックアウト又はノックダウンする工程を含む工程である。非ヒト骨粗鬆症モデル動物の例は,骨芽細胞の活性が阻害された非ヒト骨粗鬆症モデル動物である。
The first aspect of the present invention relates to a method for producing a non-human osteoporosis model animal. This method comprises the step of inhibiting the expression or function of Synoviolin protein in a non-human mammal.
An example of the step of inhibiting the expression or function of synoviolin protein in a non-human mammal is a step including a step of knocking out or knocking down a synoviolin gene. An example of a non-human osteoporosis model animal is a non-human osteoporosis model animal in which the activity of osteoblasts is inhibited.

本発明の第2の側面は,被検物質の骨粗鬆症の治療効果を評価する方法に関する。
この方法は,まず,先に説明した方法に従って,非ヒト骨粗鬆症モデル動物を作成する。
次に,非ヒト骨粗鬆症モデル動物に被検物質を投与する。
その後,被検物質が投与された非ヒト骨粗鬆症モデル動物を分析する。このようにすることで,被検物質に骨粗鬆症の治療効果があるか否か(又は重篤な副作用があるか否か)を評価することができる。
The second aspect of the present invention relates to a method for evaluating the therapeutic effect of a test substance on osteoporosis.
In this method, first, a non-human osteoporosis model animal is prepared according to the method described above.
Next, the test substance is administered to a non-human osteoporosis model animal.
Then, the non-human osteoporosis model animal to which the test substance is administered is analyzed. By doing in this way, it can be evaluated whether a test substance has the therapeutic effect of osteoporosis (or whether there is a serious side effect).

本発明の第3の側面は,骨芽細胞の活性阻害組成物に関する。骨芽細胞の活性阻害組成物は,骨芽細胞の活性を阻害するために用いられる組成物である。この組成物は,担体の他に骨芽細胞の活性を阻害することに関する有効成分であるシノビオリン阻害剤を含む。
シノビオリン阻害剤の例は,
シノビオリンのsiRNA,シノビオリンのデコイ核酸又はシノビオリンのアンチセンス核酸;
配列番号2〜6から選択される一の塩基配列,これらの塩基配列と相補の塩基配列,又はこれらのいずれかの塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有する,シノビオリンのsiRNA;及び
配列番号7で示される塩基配列又は配列番号7で示される塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するシノビオリンのデコイ核酸
のいずれか又は2種以上を含むものである。
The third aspect of the present invention relates to a composition for inhibiting osteoblast activity. An osteoblast activity-inhibiting composition is a composition used to inhibit osteoblast activity. In addition to the carrier, this composition contains a synoviolin inhibitor that is an active ingredient for inhibiting the activity of osteoblasts.
Examples of synoviolin inhibitors are
Synoviolin siRNA, Synoviolin decoy nucleic acid or Synoviolin antisense nucleic acid;
One base sequence selected from SEQ ID NOs: 2 to 6, a base sequence complementary to these base sequences, or a base in which 1 or 2 bases are substituted, inserted, deleted or added from any of these base sequences Synoviolin siRNA having the sequence; and a base sequence represented by SEQ ID NO: 7 or a synoviolin decoy having a base sequence in which one or two bases are substituted, inserted, deleted or added from the base sequence represented by SEQ ID NO: 7 It contains any one or more of nucleic acids.

配列番号2〜4に示される塩基配列を有するRNAがシノビオリンのsiRNAであることは,Izumi T, et al., Arthritis Rheum. 2009;60(1):63−72,Yamasaki S, et al., EMBO J. 2007; 26(1):113−22.に実験を用いて開示されるとおり公知である。配列番号5及び6に示される塩基配列を有するRNAがシノビオリンのsiRNAであることは,WO2005/074988号パンフレットに実験を用いて開示されるとおり公知である。   The RNA having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 2 to 4 is Synoviolin siRNA, as described in Izumi T, et al. , Arthritis Rheum. 2009; 60 (1): 63-72, Yamazaki S, et al. , EMBO J. et al. 2007; 26 (1): 113-22. Are known as disclosed using experiments. It is known that RNA having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 5 and 6 is Synoviolin siRNA, as disclosed in WO 2005/074988 using experiments.

配列番号2:5’−GCUGUGACAGAUGCCAUCA−3’
配列番号3:5’−GGUGUUCUUUGGGCAACUG−3’
配列番号4:5’−GGUUCUGCUGUACAUGGCC−3’
配列番号5:5’−CGUUCCUGGUACGCCGUCA−3’
配列番号6:5’−GUUUTGGUGACUGGUGCUA−3’
SEQ ID NO: 5'-GCUGUGACAGAUGCCAUCA-3 '
SEQ ID NO: 5'-GGUGUUCUUUGGGCAACUG-3 '
SEQ ID NO: 5'-GGUUCUGCUGUACAUGGCC-3 '
SEQ ID NO: 5: 5′-CGUUCCUGUGUACCGCCGUCA-3 ′
Sequence number 6: 5'-GUUUTGGGUGACUGGUGUA-3 '

「これらのいずれかの塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するRNA」は,配列番号2〜6から選択される一の塩基配列及びこれらの塩基配列と相補の塩基配列のいずれかの塩基配列から,1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するRNAである。置換,挿入,欠失又は付加は,いずれか1種類が生じていても良いし,2つ以上が生じていても良い。   “RNA having a base sequence in which one or two bases are substituted, inserted, deleted or added from any of these base sequences” means one base sequence selected from SEQ ID NOs: 2 to 6 and these bases RNA having a base sequence in which one or two bases are substituted, inserted, deleted or added from any base sequence of the base sequence complementary to the sequence. Any one kind of substitution, insertion, deletion or addition may occur, or two or more may occur.

本発明の第3の側面のある態様は,有効成分が,配列番号7で示される塩基配列又は配列番号7で示される塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するシノビオリンのデコイ核酸である。配列番号7で示される塩基配列を有する核酸がシノビオリンのデコイ核酸であることは,例えば,Tsuchimochi K, et al., Mol Cell Biol. 2005;25(16):7344−56.に実施例を用いて示されているとおり公知である。
配列番号7:5’−AUGGUGACUGGUGCUAAGA−3’
In one embodiment of the third aspect of the present invention, the active ingredient is substituted, inserted, deleted or added by one or two bases from the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 7 or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 7. Synoviolin decoy nucleic acid having a base sequence. The fact that the nucleic acid having the base sequence represented by SEQ ID NO: 7 is a synoviolin decoy nucleic acid is described in, for example, Tsuchimochi K, et al. Mol Cell Biol. 2005; 25 (16): 7344-56. Are known as shown in the examples.
SEQ ID NO: 7: 5′-AUGGUGACGUGUGCUAGA-3 ′

本発明の第4の側面は,第3の側面の骨芽細胞の活性阻害組成物を含む,骨粗鬆症モデル動物を作成するための組成物に関する。   The fourth aspect of the present invention relates to a composition for producing an osteoporosis model animal, comprising the osteoblast activity inhibiting composition of the third aspect.

この骨粗鬆症モデル動物は,骨芽細胞の活性を阻害する結果,破骨細胞の活性が高まっている場合もあるものの,従来の骨粗鬆症モデル動物に比べると,生態が維持されており,骨粗鬆症モデル動物としてふさわしいものである。   Although this osteoporosis model animal may have increased osteoclast activity as a result of inhibiting osteoblast activity, its ecology is maintained compared to conventional osteoporosis model animals. Appropriate.

図1は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨を用いたpQCT法による,全骨密度,海綿骨密度,皮質骨密度および皮質骨厚の計測結果を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the measurement results of total bone density, cancellous bone density, cortical bone density, and cortical bone thickness by the pQCT method using femurs extracted from osteoblast-specific conditional KO mice. 図2は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨を用いたpQCT法による,皮質骨外膜周囲長,皮質内膜周囲長,X軸骨強度指標(三点曲げ方向の強度)および極座標骨強度指標(ねじり曲げ方向の強度)の計測結果を示すグラフである。Fig. 2 shows cortical epicardial circumference, cortical intima circumference, X-axis bone strength index (strength in the three-point bending direction) by pQCT method using femurs extracted from osteoblast-specific conditional KO mice It is a graph which shows the measurement result of a polar coordinate bone strength parameter | index (strength in the direction of torsion bending). 図3は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨を用いた二次元マイクロCT法による,組織量あたりの骨量の割合(BD/TV),骨梁幅(Tb.Th),骨梁数(Tb.N)および骨梁間隙(Tb.Sp)の計測結果を示すグラフである。FIG. 3 shows the ratio of bone mass per tissue mass (BD / TV), trabecular width (Tb.Th), by two-dimensional micro-CT method using femurs extracted from osteoblast-specific conditional KO mice. It is a graph which shows the measurement result of the number of trabeculae (Tb.N) and the trabecular gap (Tb.Sp). 図4は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨を用いた二次元マイクロCT法による,骨髄腔内の点からすべての方向について骨梁に遮られることなく見渡せる範囲の骨髄腔の体積の平均であるMarrou Star volume(V*m.space),骨梁の中の点から全ての方向の骨量の端にいたる範囲の体積の平均であるTrabecular star volume(V*tr),骨梁の結合点を結節(Nd)と定義し,他の骨量と結合していない自由端を終末と定義した場合の組織量あたりのNd数,および組織量あたりの骨格線の総長(Total strut length)の計測結果を示すグラフである。Fig. 4 shows the bone marrow cavity in a range that can be seen in all directions without being blocked by the trabecular bone from the point in the bone marrow cavity by the two-dimensional micro CT method using the extracted femur of an osteoblast-specific conditional KO mouse. Marlou Star volume (V * m.space), which is the average of the volume, Traverse star volume (V * tr), which is the average of the volume ranging from the point in the trabecular bone to the end of the bone mass in all directions The number of Nd per tissue mass and the total length of the skeletal line per tissue mass when the connection point of the beam is defined as a nodule (Nd) and the free end not coupled with other bone mass is defined as the end It is a graph which shows the measurement result of (length). 図5は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨を二次元マイクロCT法で撮影した画像である。FIG. 5 is an image obtained by photographing a femur extracted from an osteoblast-specific conditional KO mouse by a two-dimensional micro CT method. 図6は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いた,関節軟骨幅の計測結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the measurement results of articular cartilage width using a knee joint-preserved slice of the femur and tibia of an osteoblast-specific conditional KO mouse. 図7は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いた,軟骨下骨幅の計測結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the measurement results of subchondral bone width using a knee joint-preserved slice of the femur and tibia of an osteoblast-specific conditional KO mouse. 図8は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いた,関節間隙の計測結果を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the measurement results of joint gaps using knee joint-preserved sliced femur and tibia of osteoblast-specific conditional KO mice. 図9は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を顕微鏡で観察した画像である。FIG. 9 is an image obtained by observing, with a microscope, a knee joint-preserved slice of the femur / tibia of an osteoblast-specific conditional KO mouse. 図10は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いた,成長速度測定,成長軟骨幅および肥大軟骨細胞数の計測結果を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing growth rate measurement, growth cartilage width, and number of hypertrophic chondrocytes using an osteoblast-specific conditional KO mouse excised femur / tibia knee joint-preserved slice. . 図11は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を顕微鏡で観察した画像である。FIG. 11 is an image obtained by observing, with a microscope, a knee joint-preserved slice of the femur / tibia of an osteoblast-specific conditional KO mouse. 図12は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本の成長板軟骨付近の領域を顕微鏡で観察した画像である。FIG. 12 is an image obtained by observing a region in the vicinity of the growth plate cartilage of the knee joint-preserved slice of the femur and tibia of an osteoblast-specific conditional KO mouse. 図13は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いた,破軟骨細胞数の計測結果を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the results of measurement of the number of osteoclast cells using a knee joint-preserved slice of femur and tibia of osteoblast-specific conditional KO mice. 図14は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の大腿骨骨幹部研磨標本を用いた,全円柱,骨髄量および皮質骨幅の計測結果を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the measurement results of total columnar, bone marrow mass and cortical bone width using an excised femoral shaft polished specimen of an osteoblast specific conditional KO mouse. 図15は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の大腿骨骨幹部研磨標本を用いた,皮質骨開幕面および内膜面における吸収面(ES),類骨面(OS)および静止面(QS)の割合と,皮質骨面あたりの粗鬆化面の計測結果を示すグラフである。FIG. 15 shows the resorption surface (ES), osteoid surface (OS) and osteoid surface (OS) on the cortical bone opening surface and intimal surface, using a polished femoral shaft polished specimen of an osteoblast-specific conditional KO mouse. It is a graph which shows the measurement result of the ratio of a static surface (QS), and the roughening surface per cortical bone surface. 図16は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の大腿骨骨幹部研磨標本を用いた,骨石灰化速度,骨形成速度および骨表面あたりの石灰化面の計測結果を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the measurement results of bone mineralization rate, bone formation rate, and calcification surface per bone surface using an excised femoral shaft polished specimen of an osteoblast-specific conditional KO mouse. It is. 図17は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の大腿骨骨幹部研磨標本を顕微鏡で観察した画像である。FIG. 17 is an image obtained by observing a polished femoral shaft polished specimen of an isolated femur of an osteoblast-specific conditional KO mouse with a microscope. 図18は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の膝関節温存薄切標本を用いた,二次海綿骨表面における吸収面(ES),類骨面(OS)および静止面(QS)の割合と,破骨細胞数,類骨幅および骨芽細胞数の計測結果を示すグラフである。FIG. 18 shows the resorption surface (ES), osteoid surface (OS), and resting surface (secondary cancellous bone surface) using a knee joint-preserved slice of the femur isolated from an osteoblast-specific conditional KO mouse. It is a graph which shows the measurement result of the ratio of QS), the number of osteoclasts, the osteoid width, and the number of osteoblasts. 図19は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の膝関節温存薄切標本を用いた,骨石灰化速度,骨形成速度および骨表面あたりの石灰化面の計測結果を示すグラフである。FIG. 19 is a graph showing the results of measurement of bone mineralization rate, bone formation rate, and calcified surface per bone surface using a knee joint-preserved slice of the femur of an osteoblast-specific conditional KO mouse. It is. 図20は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の膝関節温存薄切標本を用いた,二次海綿骨表面における骨量および骨量幅の計測結果を示すグラフである。FIG. 20 is a graph showing the measurement results of the bone mass and the bone mass width on the surface of the secondary cancellous bone using the knee joint-preserved sliced femur of an osteoblast-specific conditional KO mouse. 図21は,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の膝関節温存薄切標本を用いて,二次海綿骨表面を顕微鏡観察した画像である。FIG. 21 is an image obtained by microscopically observing the surface of the secondary cancellous bone using a knee joint-preserved slice of a femur extracted from an osteoblast-specific conditional KO mouse. 図22は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨を用いたpQCT法による,全骨密度,海綿骨密度,皮質骨密度および皮質骨厚の計測結果を示すグラフである。FIG. 22 is a graph showing the measurement results of total bone density, cancellous bone density, cortical bone density, and cortical bone thickness by the pQCT method using the femur extracted from a systemic conditional KO mouse. 図23は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨を用いたpQCT法による,皮質骨外膜周囲長,皮質内膜周囲長,X軸骨強度指標(三点曲げ方向の強度)および極座標骨強度指標(ねじり曲げ方向の強度)の計測結果を示すグラフである。FIG. 23 shows the cortical epicardial circumference, cortical intima circumference, X-axis bone strength index (strength in the three-point bending direction) and polar coordinate bone by pQCT method using the extracted femur of systemic conditional KO mice. It is a graph which shows the measurement result of an intensity | strength parameter | index (strength in the direction of torsion bending). 図24は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨を用いた二次元マイクロCT法による,組織量あたりの骨量の割合(BD/TV),骨梁幅(Tb.Th),骨梁数(Tb.N)および骨梁間隙(Tb.Sp)の計測結果を示すグラフである。FIG. 24 shows the ratio of bone mass per tissue mass (BD / TV), trabecular width (Tb.Th), and number of trabeculae by two-dimensional micro CT method using the femurs of systemic conditional KO mice. It is a graph which shows the measurement result of (Tb.N) and trabecular gap (Tb.Sp). 図25は,全身性シノビオリンノックアウトマウスの摘出大腿骨を用いた二次元マイクロCT法による,骨髄腔内の点からすべての方向について骨梁に遮られることなく見渡せる範囲の骨髄腔の体積の平均であるMarrou Star volume(V*m.space),骨梁の中の点から全ての方向の骨量の端にいたる範囲の体積の平均であるTrabecular star volume(V*tr),骨梁の結合点を結節(Nd)と定義し,他の骨量と結合していない自由端を終末と定義した場合の組織量あたりのNd数,および組織量あたりの骨格線の総長(Total strut length)の計測結果を示すグラフである。FIG. 25 shows the average volume of the bone marrow cavity in a range that can be seen without being blocked by the trabecular bone from all points in the bone marrow cavity by the two-dimensional micro CT method using the extracted femur of a systemic synoviolin knockout mouse. A certain Marurou Star volume (V * m.space), a trabecular star volume (V * tr) that is the average of the volume in the range from a point in the trabecular bone to the end of the bone mass in all directions, a trabecular joint point Is defined as a nodule (Nd), and the free end that is not connected to other bone mass is defined as the end, and the Nd number per tissue mass and the total length of the skeletal line per tissue mass (Total strut length) It is a graph which shows a result. 図26は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨を二次元マイクロCT法で撮影した画像である。FIG. 26 is an image obtained by photographing the femur extracted from the systemic conditional KO mouse by the two-dimensional micro CT method. 図27は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いた,関節軟骨幅の計測結果を示すグラフである。FIG. 27 is a graph showing the measurement result of articular cartilage width using a knee joint-preserving sliced femur and tibia of systemic conditional KO mice. 図28は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いた,成長速度測定,成長軟骨幅および肥大軟骨細胞数の計測結果を示すグラフである。FIG. 28 is a graph showing the measurement results of growth rate measurement, growth cartilage width, and number of hypertrophic chondrocytes using a knee joint-preserved slice of the femur and tibia of systemic conditional KO mice. 図29は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を顕微鏡で観察した画像である。FIG. 29 is an image obtained by observing a knee joint-preserved slice of the femur and tibia of a systemic conditional KO mouse with a microscope. 図30は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いた,破軟骨細胞数の計測結果を示すグラフである。FIG. 30 is a graph showing the results of measurement of the number of osteoclast cells using a knee joint-preserving sliced femur and tibia of systemic conditional KO mice. 図31は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の大腿骨骨幹部研磨標本を用いた,全円柱,骨髄量および皮質骨幅の計測結果を示すグラフである。FIG. 31 is a graph showing the measurement results of total columnar, bone marrow mass, and cortical bone width using a polished femoral shaft polished specimen of the femur of a generalized conditional KO mouse. 図32は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の大腿骨骨幹部研磨標本を用いた,皮質骨開幕面および内膜面における吸収面(ES),類骨面(OS)および静止面(QS)の割合と,皮質骨面あたりの粗鬆化面の計測結果を示すグラフである。FIG. 32 shows the resorption surface (ES), osteoid surface (OS), and resting surface (on the cortical bone opening surface and intimal surface) using the excised femoral shaft polished specimen of the systemic conditional KO mouse. It is a graph which shows the measurement result of the ratio and the roughening surface per cortical bone surface. 図33は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の大腿骨骨幹部研磨標本を用いた,骨石灰化速度,骨形成速度および骨表面あたりの石灰化面の計測結果を示すグラフである。FIG. 33 is a graph showing measurement results of bone mineralization rate, bone formation rate, and calcification surface per bone surface, using a polished femoral shaft polished specimen of the femur of systemic conditional KO mice. 図34は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の大腿骨骨幹部研磨標本を顕微鏡で観察した画像である。FIG. 34 is an image obtained by observing, with a microscope, a polished specimen of the femoral shaft of a removed femur of a systemic conditional KO mouse. 図35は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の膝関節温存薄切標本を用いた,二次海綿骨表面における吸収面(ES),類骨面(OS)および静止面(QS)の割合と,破骨細胞数,類骨幅および骨芽細胞数の計測結果を示すグラフである。FIG. 35 shows the resorption surface (ES), osteoid surface (OS), and resting surface (QS) on the surface of the secondary cancellous bone using the knee joint-preserved slice of the femur of a generalized conditional KO mouse. It is a graph which shows the measurement result of a ratio and the number of osteoclasts, osteoid width, and the number of osteoblasts. 図36は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の膝関節温存薄切標本を用いた,骨石灰化速度,骨形成速度および骨表面あたりの石灰化面の計測結果を示すグラフである。FIG. 36 is a graph showing measurement results of bone mineralization rate, bone formation rate, and calcification surface per bone surface, using a knee joint-preserving sliced femur of a systemic conditional KO mouse. 図37は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の膝関節温存薄切標本を用いた,二次海綿骨表面における骨量および骨量幅の計測結果を示すグラフである。FIG. 37 is a graph showing the measurement results of the bone mass and the bone mass width on the surface of the secondary cancellous bone using the knee joint-preserved sliced femur of the systemic conditional KO mouse. 図38は,全身性コンディショナルKOマウスの摘出大腿骨の膝関節温存薄切標本を用いて,二次海綿骨表面を顕微鏡観察した画像である。FIG. 38 is an image obtained by microscopically observing the surface of the secondary cancellous bone using a knee joint-preserved slice of the femur of a systemic conditional KO mouse. 図39は,全身性コンディショナルノックアウト(KO)マウス(シノビオリンノックアウトマウス(syvn1 cKOマウス))の作製に使用した遺伝子ターゲッティングベクターの設計図である。FIG. 39 is a design diagram of a gene targeting vector used for the preparation of a systemic conditional knockout (KO) mouse (synoviolin knockout mouse (syvn1 cKO mouse)).

以下,図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は,以下に説明する形態に限定されるものではなく,以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, but includes those appropriately modified by those skilled in the art from the following embodiments.

本発明の第1の側面は,非ヒト骨粗鬆症モデル動物の作成方法に関する。非ヒト骨粗鬆症モデル動物は,骨粗鬆症のモデルとなるヒト以外の哺乳動物である。非ヒト骨粗鬆症モデル動物を用いることで,骨粗鬆症の治療剤の開発や治療方法の開発を行うことができる。   The first aspect of the present invention relates to a method for producing a non-human osteoporosis model animal. The non-human osteoporosis model animal is a non-human mammal that is a model for osteoporosis. By using a non-human osteoporosis model animal, it is possible to develop an osteoporosis therapeutic agent and a therapeutic method.

このモデル動物の作成方法は,非ヒト哺乳動物におけるシノビオリンタンパク質の発現又は機能を阻害する工程を含む。後述するとおり,シノビオリン,シノビオリンタンパク質及びシノビオリン遺伝子は公知である。また,ある遺伝子の発現や機能を阻害する方法も公知である。本発明は,公知の方法を適宜利用して,非ヒト哺乳動物におけるシノビオリンタンパク質の発現又は機能を阻害すればよい。非ヒト哺乳動物におけるシノビオリンタンパク質の発現又は機能を阻害する工程の例は,シノビオリン遺伝子をノックアウト又はノックダウンする工程を含む工程である。非ヒト骨粗鬆症モデル動物の例は,骨芽細胞の活性が阻害された非ヒト骨粗鬆症モデル動物である。   This method for producing a model animal includes a step of inhibiting the expression or function of Synoviolin protein in a non-human mammal. As will be described later, Synoviolin, Synoviolin protein and Synoviolin gene are known. A method for inhibiting the expression and function of a gene is also known. In the present invention, a known method may be appropriately used to inhibit the expression or function of synoviolin protein in a non-human mammal. An example of the step of inhibiting the expression or function of synoviolin protein in a non-human mammal is a step including a step of knocking out or knocking down a synoviolin gene. An example of a non-human osteoporosis model animal is a non-human osteoporosis model animal in which the activity of osteoblasts is inhibited.

本発明の第2の側面は,被検物質の骨粗鬆症の治療効果を評価する方法に関する。
この方法は,まず,先に説明した方法に従って,非ヒト骨粗鬆症モデル動物を作成する。
次に,非ヒト骨粗鬆症モデル動物に被検物質を投与する。被検物質は,公知の担体と共に,経口投与されても良いし,注射剤として関節など骨組織又は骨組織の周囲に投与されてもよい。その後,被検物質が投与された非ヒト骨粗鬆症モデル動物を分析する。非ヒト骨粗鬆症モデル動物を分析する方法は,公知である。非ヒト骨粗鬆症モデル動物を分析する方法の例は,骨密度を測定する方法,骨強度を測定する方法,骨に含まれる塩などの成分を測定する方法,コラーゲン量やコラーゲンの架橋状態を測定する方法,軟骨密度を測定する方法,及び骨や軟骨の状態を画像分析する方法である。このようにすることで,被検物質に骨粗鬆症の治療効果があるか否か(又は重篤な副作用があるか否か)を評価できる。
The second aspect of the present invention relates to a method for evaluating the therapeutic effect of a test substance on osteoporosis.
In this method, first, a non-human osteoporosis model animal is prepared according to the method described above.
Next, the test substance is administered to a non-human osteoporosis model animal. The test substance may be administered orally together with a known carrier, or may be administered as an injection around a bone tissue such as a joint or around the bone tissue. Then, the non-human osteoporosis model animal to which the test substance is administered is analyzed. Methods for analyzing non-human osteoporosis model animals are known. Examples of methods for analyzing non-human osteoporosis model animals include methods of measuring bone density, methods of measuring bone strength, methods of measuring components such as salt contained in bone, and measuring the amount of collagen and the cross-linked state of collagen. A method for measuring cartilage density, and a method for image analysis of the state of bone and cartilage. By doing in this way, it can be evaluated whether a test substance has the therapeutic effect of osteoporosis (or whether there is a serious side effect).

本発明の第3の側面は,骨芽細胞の活性阻害組成物に関する。骨芽細胞の活性阻害組成物は,骨芽細胞の活性を阻害するために用いられる組成物である。この組成物は,担体の他に骨芽細胞の活性を阻害することに関する有効成分であるシノビオリン阻害剤を含む。担体は,薬学的に許容される担体である。
シノビオリン阻害剤の例は,
シノビオリンのsiRNA,シノビオリンのデコイ核酸又はシノビオリンのアンチセンス核酸;
配列番号2〜6から選択される一の塩基配列,これらの塩基配列と相補の塩基配列,又はこれらのいずれかの塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有する,シノビオリンのsiRNA;及び
配列番号7で示される塩基配列又は配列番号7で示される塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するシノビオリンのデコイ核酸
のいずれか又は2種以上を含むものである。
The third aspect of the present invention relates to a composition for inhibiting osteoblast activity. An osteoblast activity-inhibiting composition is a composition used to inhibit osteoblast activity. In addition to the carrier, this composition contains a synoviolin inhibitor that is an active ingredient for inhibiting the activity of osteoblasts. The carrier is a pharmaceutically acceptable carrier.
Examples of synoviolin inhibitors are
Synoviolin siRNA, Synoviolin decoy nucleic acid or Synoviolin antisense nucleic acid;
One base sequence selected from SEQ ID NOs: 2 to 6, a base sequence complementary to these base sequences, or a base in which 1 or 2 bases are substituted, inserted, deleted or added from any of these base sequences Synoviolin siRNA having the sequence; and a base sequence represented by SEQ ID NO: 7 or a synoviolin decoy having a base sequence in which one or two bases are substituted, inserted, deleted or added from the base sequence represented by SEQ ID NO: 7 It contains any one or more of nucleic acids.

本発明の第4の側面は,第3の側面の骨芽細胞の活性阻害組成物を含む,骨粗鬆症モデル動物を作成するための組成物に関する。上記した骨芽細胞の活性阻害組成物を対象となる非ヒト哺乳動物に投与することで,非ヒト骨粗鬆症モデル動物を作成できる。   The fourth aspect of the present invention relates to a composition for producing an osteoporosis model animal, comprising the osteoblast activity inhibiting composition of the third aspect. A non-human osteoporosis model animal can be prepared by administering the above-described osteoblast activity inhibiting composition to a target non-human mammal.

ヒトのシノビオリン遺伝子の公共遺伝子データベースGenbankにおけるアクセッション番号は,AB024690(配列番号1)である。   The accession number in the public gene database Genbank of human Synoviolin gene is AB024690 (SEQ ID NO: 1).

ヒトにおけるシノビオリンをコードする遺伝子の塩基配列を配列番号1に示す。また該塩基配列によってコードされるタンパク質以外のタンパク質であっても,これと高い相同性(通常70%以上,好ましくは80%以上,より好ましくは90%以上,最も好ましくは95%以上)を有し,かつ,シノビオリンタンパク質が有する機能を持つタンパク質は,本発明のシノビオリンに含まれる。   SEQ ID NO: 1 shows the base sequence of the gene encoding synoviolin in humans. Even proteins other than those encoded by the nucleotide sequence have high homology (usually 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, most preferably 95% or more). And the protein which has the function which Synoviolin protein has is contained in Synoviolin of this invention.

本発明における「シノビオリン遺伝子」には,例えば,配列番号1に記載の塩基配列からなるDNAに対応する他の生物における内在性の遺伝子(ヒトのシノビオリン遺伝子のホモログ等)が含まれる。   “Synoviolin gene” in the present invention includes, for example, an endogenous gene (such as a homolog of a human synoviolin gene) in another organism corresponding to the DNA consisting of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1.

また,配列番号1に記載の塩基配列からなるDNAに対応する他の生物の内在性のDNAは,一般的に,配列番号1に記載のDNAと高い相同性を有する。高い相同性とは,50%以上,好ましくは70%以上,さらに好ましくは80%以上,より好ましくは90%以上(例えば,95%以上,さらには96%,97%,98%又は99%以上)の相同性を意味する。この相同性は,mBLASTアルゴリズム(Altschul et al。(1990) Proc. Natl. Acadsci. USA 87: 2264−8;Karlin and Altschul (1993) Proc. Natl. Acadsci. USA 90: 5873−7)によって決定することができる。また,該DNAは,生体内から単離した場合,配列番号1に記載のDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズすると考えられる。ここで「ストリンジェントな条件」としては,例えば「2×SSC,0.1%SDS,50℃」,「2×SSC,0.1%SDS,42℃」,「1×SSC,0.1%SDS,37℃」であり,よりストリンジェントな条件として「2×SSC,0.1%SDS,65℃」,「0.5×SSC,0.1%SDS,42℃」および「0.2×SSC,0.1%SDS,65℃」の条件を挙げることができる。当業者においては,他の生物におけるシノビオリン遺伝子に相当する内在性の遺伝子を,シノビオリン遺伝子の塩基配列を基に適宜取得することが可能である。なお,本明細書においては,ヒト以外の生物におけるシノビオリンタンパク質(遺伝子)に相当するタンパク質(遺伝子),あるいは,上述のシノビオリンと機能的に同等なタンパク質(遺伝子)を,単に「シノビオリンタンパク質(遺伝子)」と記載する場合がある。   In addition, the endogenous DNA of other organisms corresponding to the DNA consisting of the base sequence described in SEQ ID NO: 1 generally has high homology with the DNA described in SEQ ID NO: 1. High homology means 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, more preferably 90% or more (for example, 95% or more, further 96%, 97%, 98% or 99% or more). ) Homology. This homology is determined by the mBLAST algorithm (Altschul et al. (1990) Proc. Natl. Acadsci. USA 87: 2264-8; Karlin and Altschul (1993) Proc. Natl. Acadsci. USA 90: 5873-7). be able to. In addition, when isolated from the living body, the DNA is considered to hybridize with the DNA described in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions. Here, as “stringent conditions”, for example, “2 × SSC, 0.1% SDS, 50 ° C.”, “2 × SSC, 0.1% SDS, 42 ° C.”, “1 × SSC, 0.1 % SDS, 37 ° C. ”and more stringent conditions are“ 2 × SSC, 0.1% SDS, 65 ° C. ”,“ 0.5 × SSC, 0.1% SDS, 42 ° C. ”and“ 0. 2 × SSC, 0.1% SDS, 65 ° C. ”. Those skilled in the art can appropriately obtain an endogenous gene corresponding to a synoviolin gene in other organisms based on the base sequence of the synoviolin gene. In this specification, a protein (gene) corresponding to a synoviolin protein (gene) in a non-human organism or a protein (gene) functionally equivalent to the above-mentioned synoviolin is simply referred to as “synoviolin protein (gene)”. May be written.

本発明の「シノビオリン」は,天然のタンパク質のほか,遺伝子組み換え技術を利用した組換えタンパク質として調製することができる。天然のタンパク質は,例えばシノビオリンタンパク質が発現していると考えられる細胞(組織)の抽出液に対し,シノビオリンタンパク質に対する抗体を用いたアフィニティークロマトグラフィーを用いる方法により調製することが可能である。一方,組換えタンパク質は,シノビオリンタンパク質をコードするDNAで形質転換した細胞を培養することにより調製することが可能である。本発明の「シノビオリンタンパク質」は,例えば,後述のスクリーニング方法において好適に用いられる。   “Synoviolin” of the present invention can be prepared not only as a natural protein but also as a recombinant protein using a gene recombination technique. The natural protein can be prepared by, for example, a method using affinity chromatography using an antibody against synoviolin protein against an extract of a cell (tissue) considered to express synoviolin protein. On the other hand, the recombinant protein can be prepared by culturing cells transformed with DNA encoding synoviolin protein. The “Synoviolin protein” of the present invention is suitably used, for example, in the screening method described below.

本発明において「発現」とは遺伝子からの「転写」あるいはポリペプチドへの「翻訳」及びタンパク質の「分解抑制」によるものが含まれる。「シノビオリンタンパク質の発現」とは,シノビオリンタンパク質をコードする遺伝子の転写および翻訳が生じること,またはこれらの転写・翻訳によりシノビオリンタンパク質が生成されることを意味する。   In the present invention, “expression” includes “transcription” from a gene or “translation” into a polypeptide and “degradation inhibition” of a protein. “Expression of Synoviolin protein” means that transcription and translation of a gene encoding Synoviolin protein occurs, or Synoviolin protein is generated by transcription and translation thereof.

上述の各種機能は,当業者においては,一般的な技術を用いて,適宜,評価(測定)することが可能である。具体的には,後述の実施例に記載の方法,あるいは該方法を適宜改変して実施することができる。   Those skilled in the art can appropriately evaluate (measure) the various functions described above using general techniques. Specifically, the method described in the examples described later, or the method can be modified as appropriate.

従って,「シノビオリンタンパク質の発現および/または機能を阻害する」とは,野生型シノビオリン遺伝子またはタンパク質の量,機能または活性と比較して,その量,機能または活性を低下または消失させることをいう。上記「阻害」には,機能と発現の両者を阻害すること,およびどちらか一方を阻害することのいずれもが含まれる。   Thus, “inhibiting the expression and / or function of a synoviolin protein” refers to reducing or eliminating the amount, function or activity of the wild-type synoviolin gene or protein as compared to the amount, function or activity of the wild-type synoviolin gene or protein. The “inhibition” includes both inhibition of both function and expression, and inhibition of either one.

ユビキチン化は,具体的には,ユビキチン活性化酵素(E1),ユビキチン結合酵素(E2)およびユビキチンリガーゼ(E3)などの酵素が協同したカスケード反応を繰り返すことにより,基質となるタンパク質にユビキチン分子を枝状に結合させてポリユビキチン鎖を形成する過程をいう。このポリユビキチン鎖は,ユビキチン分子内の48番目のリシン残基のε‐アミノ基を介して形成され,26Sプロテアソームへの分解シグナルとなり,標的タンパク質を分解に導く。   Specifically, ubiquitination is performed by repeating a cascade reaction in which enzymes such as ubiquitin activating enzyme (E1), ubiquitin-conjugating enzyme (E2), and ubiquitin ligase (E3) cooperate to form a ubiquitin molecule on a substrate protein. A process of forming a polyubiquitin chain by binding in a branch. This polyubiquitin chain is formed via the ε-amino group of the 48th lysine residue in the ubiquitin molecule, and becomes a degradation signal to the 26S proteasome, leading to degradation of the target protein.

被験物質によるシノビオリン遺伝子の発現への影響又はシノビオリン蛋白質の活性への影響を確認する方法は,例えば国際公開WO2006−137514号パンフレットに開示されている方法を適宜用いればよい。   As a method for confirming the influence of the test substance on the expression of the Synoviolin gene or the influence of the Synoviolin protein activity, for example, a method disclosed in International Publication WO 2006-137514 may be used as appropriate.

被験物質によるシノビオリン遺伝子の発現への影響   Effect of test substance on expression of Synoviolin gene

シノビオリン遺伝子を発現する細胞に,被検化合物を接触させる。この際に用いられる「細胞」の例は,ヒト,マウス,又はラットに由来する細胞である。シノビオリンを発現するように形質転換された大腸菌,酵母等の微生物細胞を利用することも可能である。「シノビオリン遺伝子を発現する細胞」の例は,内在性のシノビオリン遺伝子を発現している細胞,または外来性のシノビオリン遺伝子が導入され,該遺伝子が発現している細胞を利用することができる。外来性のシノビオリン遺伝子が発現した細胞は,通常シノビオリン遺伝子が挿入された発現ベクターを宿主細胞へ導入することにより作製することができる。該発現ベクターは,一般的な遺伝子工学技術によって作製することができる。   A test compound is brought into contact with cells expressing the synoviolin gene. Examples of “cells” used in this case are cells derived from humans, mice, or rats. It is also possible to use microbial cells such as Escherichia coli and yeast transformed to express Synoviolin. As an example of “a cell expressing a synoviolin gene”, a cell expressing an endogenous synoviolin gene or a cell into which an exogenous synoviolin gene is introduced and expressing the gene can be used. A cell in which an exogenous synoviolin gene is expressed can be usually prepared by introducing an expression vector into which a synoviolin gene has been inserted into a host cell. The expression vector can be prepared by general genetic engineering techniques.

本方法に用いる被検化合物としては,特に制限されないが,例えば,天然化合物,有機化合物,無機化合物,タンパク質,ペプチドなどの単一化合物,並びに,化合物ライブラリー,遺伝子ライブラリーの発現産物,細胞抽出物,細胞培養上清,発酵微生物産生物,海洋生物抽出物,植物抽出物等が挙げられる。   The test compound used in this method is not particularly limited. For example, natural compounds, organic compounds, inorganic compounds, proteins, peptides and other single compounds, compound libraries, gene library expression products, cell extraction Product, cell culture supernatant, fermented microorganism product, marine organism extract, plant extract and the like.

シノビオリン遺伝子を発現する細胞への被検化合物の「接触」は,通常シノビオリン遺伝子を発現する細胞の培養液に被検化合物を添加することによって行うが,この方法に限定されない。被検化合物がタンパク質等の場合には,該タンパク質を発現するDNAベクターを,該細胞へ導入することにより,上記「接触」を行うことができる。   The “contact” of the test compound to the cell expressing the synoviolin gene is usually performed by adding the test compound to the culture medium of the cell expressing the synoviolin gene, but is not limited to this method. When the test compound is a protein or the like, the “contact” can be performed by introducing a DNA vector expressing the protein into the cell.

本方法においては次いで,シノビオリン遺伝子の発現量を測定する。ここで「遺伝子の発現」には,転写および翻訳の双方が含まれる。遺伝子の発現量の測定は,当業者に公知の方法によって行うことができる。   Next, in this method, the expression level of the synoviolin gene is measured. Here, “gene expression” includes both transcription and translation. The gene expression level can be measured by methods known to those skilled in the art.

例えば,シノビオリン遺伝子を発現する細胞からmRNAを定法に従って抽出し,このmRNAを鋳型としたノーザンハイブリダイゼーション法,RT−PCR法,DNAアレイ法等を実施することによって該遺伝子の転写量の測定を行うことができる。また,シノビオリン遺伝子を発現する細胞からタンパク質画分を回収し,シノビオリンタンパク質の発現をSDS−PAGE等の電気泳動法で検出することにより,遺伝子の翻訳量の測定を行うこともできる。さらに,シノビオリンタンパク質に対する抗体を用いて,ウェスタンブロッティング法を実施することにより該タンパク質の発現を検出することにより,遺伝子の翻訳量の測定を行うことも可能である。シノビオリンタンパク質の検出に用いる抗体としては,検出可能な抗体であれば特に制限はないが,例えばモノクローナル抗体,またはポリクローナル抗体の両方を利用することができる。   For example, mRNA is extracted from cells expressing the synoviolin gene according to a standard method, and the transcription amount of the gene is measured by performing Northern hybridization method, RT-PCR method, DNA array method, etc. using this mRNA as a template. be able to. In addition, the amount of translation of the gene can also be measured by recovering the protein fraction from cells expressing the Synoviolin gene and detecting the Synoviolin protein expression by electrophoresis such as SDS-PAGE. Furthermore, it is also possible to measure the translation amount of a gene by detecting the expression of the protein by carrying out Western blotting using an antibody against Synoviolin protein. The antibody used for the detection of synoviolin protein is not particularly limited as long as it is a detectable antibody. For example, both a monoclonal antibody and a polyclonal antibody can be used.

本方法においては,次いで,被検化合物を接触させない場合(対照)と比較して,該発現量を低下させる化合物を選択する。低下させる化合物は骨芽細胞の活性を阻害した骨粗鬆症モデル動物の作成方法のための剤となる。   In this method, a compound that reduces the expression level is then selected as compared with the case where the test compound is not contacted (control). The compound to be reduced becomes an agent for a method for producing an osteoporosis model animal in which osteoblast activity is inhibited.

さらに被検化合物を接触させない場合(対照)と比較して,該タンパク質の活性を低下(抑制)させる化合物を選択する。低下(抑制)させる化合物は癌治療のための薬剤となる。シノビオリン蛋白質の活性への影響の例は,シノビオリン蛋白質の自己ユビキチン化への影響である。   Further, a compound that reduces (suppresses) the activity of the protein is selected as compared with the case where the test compound is not contacted (control). A compound that lowers (suppresses) becomes a drug for cancer treatment. An example of the effect of synoviolin protein on the activity is the effect of synoviolin protein on self-ubiquitination.

シノビオリン蛋白質の自己ユビキチン化への影響
例えば,特開2008−74753号公報(特許第5008932号)には,プルムバギン(2−メチル−5−ヒドロキシ−1,4−ナフトキノン)及びケルセチン(2−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−3,5,7−トリヒドロキシ−4H−1−ベンゾピラノ−4−オン)がシノビオリン蛋白質の自己ユビキチン化を阻害することが開示されている。シノビオリンの自己ユビキチン化とは,特開2008−74753号公報に開示されるように,シノビオリン同士の相互作用により生じるタンパク質のユビキチン化を意味する。タンパク質のユビキチン化は,タンパク質にシノビオリンが結合することにより生じる。
Effect of Synoviolin Protein on Self-Ubiquitination For example, JP 2008-74753 (Patent No. 5008932) discloses plumbagin (2-methyl-5-hydroxy-1,4-naphthoquinone) and quercetin (2- (3 , 4-dihydroxyphenyl) -3,5,7-trihydroxy-4H-1-benzopyrano-4-one) is disclosed to inhibit the self-ubiquitination of synoviolin protein. Synoviolin self-ubiquitination means ubiquitination of a protein caused by interaction between synoviolins, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-74753. Protein ubiquitination occurs by synoviolin binding to the protein.

シノビオリン蛋白質の自己ユビキチン化への影響は,特開2008−74753号公報(特許第5008932号)に開示された方法を用いて確認すればよい。例えば,被験物質をMBP−Syvn1 ΔTM−Hisのin vitro自己ユビキチン化反応液に添加し,37℃で30分間反応を行う。反応後,抗HA抗体を用いたウエスタンブロット法によりユビキチン化タンパク質を検出する。MBP−Syvn1 ΔTM−Hisは,N末端側にマルトース結合タンパク質(MBP),C末端側にHisタグを融合させた膜貫通領域欠損させたシノビオリンを意味する。   The effect of synoviolin protein on self-ubiquitination may be confirmed using the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-74753 (Patent No. 5008932). For example, a test substance is added to an in vitro self-ubiquitination reaction solution of MBP-Syvn1 ΔTM-His and reacted at 37 ° C. for 30 minutes. After the reaction, ubiquitinated protein is detected by Western blotting using an anti-HA antibody. MBP-Syvn1 ΔTM-His means synoviolin deficient in the transmembrane region in which maltose binding protein (MBP) is fused on the N-terminal side and His tag is fused on the C-terminal side.

本発明の態様は,シノビオリン阻害剤がシノビオリンのsiRNAのものである。RNAi効果による阻害作用を有する核酸は,一般的にsiRNAもしくはshRNAとも呼ばれる。RNAiは,標的遺伝子のmRNAと相同な配列からなるセンスRNAとこれと相補的な配列からなるアンチセンスRNAとからなる短鎖二本鎖RNA(以下,「dsRNA」と略称する)を細胞等に導入することにより,標的遺伝子mRNAに特異的かつ選択的に結合して破壊を誘導し,当該標的遺伝子を切断することにより標的遺伝子の発現を効率よく阻害する(抑制する)現象である。例えば,dsRNAを細胞内に導入すると,そのRNAと相同配列の遺伝子の発現が抑制(ノックダウン)される。このようにRNAiは,標的遺伝子の発現を抑制し得ることから,従来の煩雑で効率の低い相同組換えによる遺伝子破壊方法に代わる簡易な遺伝子ノックアウト方法として,または,遺伝子治療への応用可能な方法として注目されている。RNAiに用いるRNAは,シノビオリン遺伝子もしくは該遺伝子の部分領域と必ずしも完全に同一である必要はないが,完全な相同性を有することが好ましい。   In an embodiment of the present invention, the Synoviolin inhibitor is that of Synoviolin siRNA. A nucleic acid having an inhibitory action due to the RNAi effect is generally also called siRNA or shRNA. RNAi is a short double-stranded RNA (hereinafter abbreviated as “dsRNA”) consisting of a sense RNA consisting of a sequence homologous to the mRNA of a target gene and an antisense RNA consisting of a complementary sequence to the cell. This is a phenomenon that induces destruction by specifically and selectively binding to a target gene mRNA, and efficiently inhibiting (suppressing) the expression of the target gene by cleaving the target gene. For example, when dsRNA is introduced into a cell, the expression of a gene having a sequence homologous to that RNA is suppressed (knocked down). As described above, RNAi can suppress the expression of a target gene, so that it can be applied as a simple gene knockout method instead of the conventional complicated and low-efficiency gene disruption method by homologous recombination, or a method applicable to gene therapy. It is attracting attention as. The RNA used for RNAi is not necessarily completely identical to the Synoviolin gene or a partial region of the gene, but preferably has perfect homology.

siRNAの設計は,以下の通り行うことができる。
(a) シノビオリンをコードする遺伝子であれば特に限定されるものではなく,任意の領域を全てターゲット候補とすることが可能である。例えば,ヒトの場合では,GenBank アクセッション番号 AB024690(配列番号1)の任意の領域を候補にすることができる。
(b) 選択した領域から,AAで始まる配列を選択し,その配列の長さは19〜25塩基,好ましくは19〜21塩基である。その配列のGC含量は,例えば40〜60%となるものを選択するとよい。
(a)シノビオリン遺伝子を発現する細胞に,被検化合物を接触させる工程
(b)前記細胞におけるシノビオリン遺伝子の発現量を測定する工程
(c)被検化合物の非存在下において測定した場合と比較して,発現量を低下させる化合物を選択する工程
siRNA can be designed as follows.
(A) There is no particular limitation as long as it is a gene encoding Synoviolin, and any region can be used as a target candidate. For example, in the case of a human, an arbitrary region of GenBank accession number AB024690 (SEQ ID NO: 1) can be a candidate.
(B) A sequence beginning with AA is selected from the selected region, and the length of the sequence is 19 to 25 bases, preferably 19 to 21 bases. The GC content of the sequence may be selected, for example, from 40 to 60%.
(A) a step of bringing a test compound into contact with a cell expressing the synoviolin gene (b) a step of measuring the expression level of the synoviolin gene in the cell (c) as compared with the case where the test compound is measured in the absence of the test compound And selecting a compound that reduces the expression level

シノビオリンのsiRNAの例は,配列番号2〜6から選択される一の塩基配列,これらの塩基配列と相補の塩基配列,又はこれらのいずれかの塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するRNAである。配列番号2〜4に示される塩基配列を有するRNAがシノビオリンのsiRNAであることは,Izumi T, et al, Arthritis Rheum. 2009;60(1):63−72., EMBO,Yamasaki S, et al., EMBO J. 2007; 26(1):113−22.に実験を用いて開示されるとおり公知である。配列番号5及び6に示される塩基配列を有するRNAがシノビオリンのsiRNAであることは,WO2005/074988号パンフレットに実験を用いて開示されるとおり公知である。   Examples of Synoviolin siRNA include one nucleotide sequence selected from SEQ ID NOs: 2 to 6, nucleotide sequences complementary to these nucleotide sequences, or substitution or insertion of one or two bases from any of these nucleotide sequences , RNA having a deleted or added base sequence. The RNA having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 2 to 4 is a Synoviolin siRNA. Izumi T, et al, Arthritis Rheum. 2009; 60 (1): 63-72., EMBO, Yamazaki S, et al. . , EMBO J. et al. 2007; 26 (1): 113-22. As known using experiments. It is known that RNA having the base sequences shown in SEQ ID NOs: 5 and 6 is Synoviolin siRNA, as disclosed in WO 2005/074988 using experiments.

配列番号2:5’−GCUGUGACAGAUGCCAUCA−3’
配列番号3:5’−GGUGUUCUUUGGGCAACUG−3’
配列番号4:5’−GGUUCUGCUGUACAUGGCC−3’
配列番号5:5’−CGUUCCUGGUACGCCGUCA−3’
配列番号6:5’−GUUUTGGUGACUGGUGCUA−3’
SEQ ID NO: 5'-GCUGUGACAGAUGCCAUCA-3 '
SEQ ID NO: 5'-GGUGUUCUUUGGGCAACUG-3 '
SEQ ID NO: 5'-GGUUCUGCUGUACAUGGCC-3 '
SEQ ID NO: 5: 5′-CGUUCCUGUGUACCGCCGUCA-3 ′
Sequence number 6: 5'-GUUUTGGGUGACUGGUGUA-3 '

「これらのいずれかの塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するRNA」は,配列番号2〜6から選択される一の塩基配列及びこれらの塩基配列と相補の塩基配列のいずれかの塩基配列から,1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するRNAである。置換,挿入,欠失又は付加は,いずれか1種類が生じていても良いし,2つ以上が生じていても良い。   “RNA having a base sequence in which one or two bases are substituted, inserted, deleted or added from any of these base sequences” means one base sequence selected from SEQ ID NOs: 2 to 6 and these bases RNA having a base sequence in which one or two bases are substituted, inserted, deleted or added from any base sequence of the base sequence complementary to the sequence. Any one kind of substitution, insertion, deletion or addition may occur, or two or more may occur.

例えば,国際公開WO2005−018675号パンフレット,WO2005/074988号パンフレットには,シノビオリンをコードする遺伝子に対するsiRNA及び,シノビオリンをコードする遺伝子に対するsiRNAのスクリーニング方法及び評価方法が開示されている。本発明においても,この公報に開示された方法を適宜用いて,シノビオリンをコードする遺伝子に対するsiRNAを評価することができる。   For example, International Publication WO2005-018675 Pamphlet and WO2005 / 074988 Pamphlet disclose siRNA for a gene encoding synoviolin and siRNA screening and evaluation methods for a gene encoding synoviolin. Also in the present invention, siRNA against a gene encoding synoviolin can be evaluated by appropriately using the method disclosed in this publication.

本発明のある態様は,シノビオリン阻害剤が,配列番号7で示される塩基配列又は配列番号7で示される塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するシノビオリンのデコイ核酸である。配列番号7で示される塩基配列を有する核酸がシノビオリンのデコイ核酸であることは,例えば,Tsuchimochi K, et al., Mol Cell Biol.2005;25(16):7344−56.に実施例を用いて示されているとおり公知である。
配列番号7:5’−AUGGUGACUGGUGCUAAGA−3’
In one embodiment of the present invention, the Synoviolin inhibitor has a base sequence represented by SEQ ID NO: 7 or a base sequence in which one or two bases are substituted, inserted, deleted or added from the base sequence represented by SEQ ID NO: 7. Synoviolin decoy nucleic acid. The fact that the nucleic acid having the base sequence represented by SEQ ID NO: 7 is a synoviolin decoy nucleic acid is described in, for example, Tsuchimochi K, et al. , Mol Cell Biol. 2005; 25 (16): 7344-56. As shown with examples.
SEQ ID NO: 7: 5′-AUGGUGACGUGUGCUAGA-3 ′

また,シノビオリンのデコイ核酸及びその確認方法は,例えば国際公開WO2005−093067号パンフレット,及び国際公開WO2005−074988号パンフレットに開示されるとおり公知である。   Synoviolin decoy nucleic acids and methods for confirming them are known as disclosed in, for example, International Publication WO 2005-093067 and International Publication WO 2005-074988.

本発明のある態様は,シノビオリン阻害剤が,シノビオリンのアンチセンス核酸である。シノビオリンのアンチセンス核酸及びシノビオリンのアンチセンス核酸をスクリーニングする方法は,例えば,特開2009−155204号公報,再表2006−137514号及び再表2005−074988号に開示されている。シノビオリンのアンチセンス核酸とは,シノビオリン遺伝子に相補的な配列を有し,当該遺伝子にハイブリダイズすることにより,シノビオリン遺伝子の発現を阻害することができる核酸を意味する。アンチセンス核酸は,シノビオリンをコードする遺伝子の部分塩基配列に対して相補的な核酸化合物を合成化学的手法などにより調製することができる。当該核酸化合物がシノビオリンの産生を効率的に阻害するかどうかを評価するためには,遺伝子の発現量を指標としたスクリーニング試験を行えばよい。上記アンチセンス核酸化合物としては,例えばシノビオリンの発現を,コントロールと比較して少なくとも50%以下に抑えることができるものである。   In one embodiment of the present invention, the Synoviolin inhibitor is a Synoviolin antisense nucleic acid. Methods for screening for Synoviolin antisense nucleic acid and Synoviolin antisense nucleic acid are disclosed, for example, in JP-A-2009-155204, Table No. 2006-137514, and Table No. 2005-074988. Synoviolin antisense nucleic acid means a nucleic acid having a sequence complementary to the synoviolin gene and capable of inhibiting the expression of the synoviolin gene by hybridizing to the gene. An antisense nucleic acid can be prepared by a synthetic chemical method or the like by a nucleic acid compound complementary to a partial base sequence of a gene encoding synoviolin. In order to evaluate whether the nucleic acid compound efficiently inhibits synoviolin production, a screening test using the gene expression level as an index may be performed. As the antisense nucleic acid compound, for example, the expression of Synoviolin can be suppressed to at least 50% or less as compared with the control.

特定の内在性遺伝子の発現を阻害する方法としては,アンチセンス技術を利用する方法が当業者によく知られている。アンチセンス核酸が標的遺伝子の発現を阻害する作用としては,以下のような複数の要因が存在する。即ち,三重鎖形成による転写開始阻害,RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ構造が作られた部位とのハイブリッド形成による転写阻害,合成の進みつつあるRNAとのハイブリッド形成による転写阻害,イントロンとエクソンとの接合点におけるハイブリッド形成によるスプライシング阻害,スプライソソーム形成部位とのハイブリッド形成によるスプライシング阻害,mRNAとのハイブリッド形成による核から細胞質への移行阻害,キャッピング部位やポリ(A)付加部位とのハイブリッド形成によるスプライシング阻害,翻訳開始因子結合部位とのハイブリッド形成による翻訳開始阻害,開始コドン近傍のリボソーム結合部位とのハイブリッド形成による翻訳阻害,mRNAの翻訳領域やポリソーム結合部位とのハイブリッド形成によるペプチド鎖の伸長阻害,および核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイブリッド形成による遺伝子発現阻害などである。このようにアンチセンス核酸は,転写,スプライシングまたは翻訳など様々な過程を阻害することで,標的遺伝子の発現を阻害する(平島および井上, 新生化学実験講座2 核酸IV遺伝子の複製と発現, 日本生化学会編, 東京化学同人, 1993, 319−347.)。   As a method for inhibiting the expression of a specific endogenous gene, a method using an antisense technique is well known to those skilled in the art. There are a number of factors that cause the antisense nucleic acid to inhibit the expression of the target gene as follows. Inhibition of transcription initiation by triplex formation, transcription inhibition by hybridization with a site where an open loop structure is locally created by RNA polymerase, transcription inhibition by hybridization with RNA that is undergoing synthesis, intron and exon Splicing inhibition by hybridization at the junction with nuclease, inhibition of splicing by hybridization with spliceosome formation site, inhibition of transition from nucleus to cytoplasm by hybridization with mRNA, hybridization with capping site and poly (A) addition site Inhibition of splicing, translation initiation inhibition by hybridization with a translation initiation factor binding site, translation inhibition by hybridization with a ribosome binding site near the initiation codon, hybridization with mRNA translation region and polysome binding site Outgrowth inhibitory peptide chain by de formation, and gene expression inhibition by hybrid formation at sites of interaction between nucleic acids and proteins, and the like. In this way, antisense nucleic acids inhibit the expression of target genes by inhibiting various processes such as transcription, splicing or translation (Hirashima and Inoue, Shinsei Kagaku Kougaku 2 Nucleic acid IV gene replication and expression, Japan biochemical Academic Society, Tokyo Kagaku Dojin, 1993, 319-347.).

本発明で用いられるアンチセンス核酸は,上記のいずれの作用によりシノビオリン遺伝子の発現および/または機能を阻害してもよい。一つの態様としては,シノビオリン遺伝子のmRNAの5’端近傍の非翻訳領域に相補的なアンチセンス配列を設計すれば,遺伝子の翻訳阻害に効果的と考えられる。また,コード領域もしくは3’側の非翻訳領域に相補的な配列も使用することができる。このように,シノビオリン遺伝子の翻訳領域だけでなく,非翻訳領域の配列のアンチセンス配列を含む核酸も,本発明で利用されるアンチセンス核酸に含まれる。使用されるアンチセンス核酸は,適当なプロモーターの下流に連結され,好ましくは3'側に転写終結シグナルを含む配列が連結される。このようにして調製された核酸は,公知の方法を用いることで所望の動物(細胞)に形質転換することができる。アンチセンス核酸の配列は,形質転換される動物(細胞)が有する内在性のシノビオリン遺伝子またはその一部と相補的な配列であることが好ましいが,遺伝子の発現を有効に抑制できる限りにおいて,完全に相補的でなくてもよい。転写されたRNAは標的遺伝子の転写産物に対して好ましくは90%以上,最も好ましくは95%以上の相補性を有する。アンチセンス拡散を用いて標的遺伝子(しのび折ン)の発現を効果的に阻害するには,アンチセンス核酸の長さは少なくとも15塩基以上25塩基未満であることが好ましいが,本発明のアンチセンス核酸は必ずしもこの長さに限定されず,例えば100塩基以上,または500塩基以上であってもよい。   The antisense nucleic acid used in the present invention may inhibit the expression and / or function of the Synoviolin gene by any of the actions described above. In one embodiment, if an antisense sequence complementary to the untranslated region near the 5 'end of the Synoviolin gene mRNA is designed, it is considered effective for inhibiting gene translation. In addition, a sequence complementary to the coding region or the 3 ′ untranslated region can also be used. Thus, not only the translation region of the Synoviolin gene but also the nucleic acid containing the antisense sequence of the sequence of the untranslated region is included in the antisense nucleic acid used in the present invention. The antisense nucleic acid used is linked downstream of a suitable promoter, and preferably a sequence containing a transcription termination signal is linked on the 3 ′ side. The nucleic acid thus prepared can be transformed into a desired animal (cell) by using a known method. The sequence of the antisense nucleic acid is preferably a sequence complementary to the endogenous synoviolin gene or a part thereof possessed by the animal (cell) to be transformed. However, as long as the gene expression can be effectively suppressed, May not be complementary. The transcribed RNA preferably has a complementarity of 90% or more, most preferably 95% or more, with respect to the transcription product of the target gene. In order to effectively inhibit the expression of a target gene (Shinobi folding) using antisense diffusion, the length of the antisense nucleic acid is preferably at least 15 bases and less than 25 bases. The nucleic acid is not necessarily limited to this length, and may be, for example, 100 bases or more, or 500 bases or more.

また,シノビオリン遺伝子の発現の阻害は,リボザイム,またはリボザイムをコードするDNAを利用して行うことも可能である。リボザイムとは触媒活性を有するRNA分子を指す。リボザイムには種々の活性を有するものが存在するが,中でもRNAを切断する酵素としてのリボザイムに焦点を当てた研究により,RNAを部位特異的に切断するリボザイムの設計が可能となった。リボザイムには,グループIイントロン型やRNAse Pに含まれるM1 RNAのように400ヌクレオチド以上の大きさのものもあるが,ハンマーヘッド型やヘアピン型と呼ばれる40ヌクレオチド程度の活性ドメインを有するものもある(小泉誠および大塚栄子, タンパク質核酸酵素, 1990, 35, 2191.)。   Inhibition of the expression of the synoviolin gene can also be carried out using a ribozyme or a DNA encoding a ribozyme. A ribozyme refers to an RNA molecule having catalytic activity. Although ribozymes have various activities, research focusing on ribozymes as enzymes that cleave RNA has made it possible to design ribozymes that cleave RNA in a site-specific manner. Some ribozymes have a size of 400 nucleotides or more, such as group I intron type and M1 RNA contained in RNAse P, but some have an active domain of about 40 nucleotides called hammerhead type or hairpin type. (Makoto Koizumi and Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzyme, 1990, 35, 2191.).

例えば,ハンマーヘッド型リボザイムの自己切断ドメインは,G13U14C15という配列のC15の3’側を切断するが,その活性にはU14とA9との塩基対形成が重要とされ,C15の代わりにA15又はU15でも切断され得ることが示されている(KOizumi, M,et al., FEBS Lett, 1988, 228, 228.)。基質結合部位が標的部位近傍のRNA配列と相補的なリボザイムを設計すれば,標的RNA中のUC,UUまたはUAという配列を認識する制限酵素的なRNA切断リボザイムを作出することができる(KOizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 239, 285.,小泉誠および大塚栄子, タンパク質核酸酵素, 1990, 35, 2191.,KOizumi, M. et al., Nucl Acidses, 1989, 17, 7059.)。   For example, the self-cleaving domain of the hammerhead ribozyme cleaves 3 ′ of C15 in the sequence G13U14C15, and base pairing between U14 and A9 is important for its activity. Instead of C15, A15 or U15 Has also been shown to be cleaved (KOizumi, M, et al., FEBS Lett, 1988, 228, 228.). By designing a ribozyme whose substrate binding site is complementary to the RNA sequence in the vicinity of the target site, a restriction enzyme-like RNA-cleaving ribozyme that recognizes the sequence UC, UU or UA in the target RNA can be created (KOizumi, M. et al., FEBS Lett, 1988, 239, 285., Makoto Koizumi and Eiko Otsuka, Protein Nucleic Acid Enzymes, 1990, 35, 2191., Koizumi, M. et al., Nucl Acids, 1989, 17, 7059. ).

また,ヘアピン型リボザイムも本発明の目的に有用である。このリボザイムは,例えばタバコリングスポットウイルスのサテライトRNAのマイナス鎖に見出される(Buzayan, JM., Nature, 1986, 323, 349.)。ヘアピン型リボザイムからも,標的特異的なRNA切断リボザイムを作出できることが示されている(Kikuchi, Y.& Sasaki, N., Nucl Acids Res, 1991, 19, 6751.,菊池洋, 化学と生物, 1992, 30, 112.)。このように,リボザイムを用いて本発明におけるシノビオリン遺伝子の転写産物を特異的に切断することで,該遺伝子の発現を阻害することができる。   Hairpin ribozymes are also useful for the purposes of the present invention. This ribozyme is found, for example, in the minus strand of satellite RNA of tobacco ring spot virus (Buzyan, JM., Nature, 1986, 323, 349.). It has been shown that target-specific RNA-cleaving ribozymes can also be produced from hairpin ribozymes (Kikuchi, Y. & Sasaki, N., Nucl Acids Res, 1991, 19, 6751., Hiroshi Kikuchi, Chemistry and Biology, 1992, 30, 112.). Thus, the expression of the gene can be inhibited by specifically cleaving the synoviolin gene transcript in the present invention using a ribozyme.

内在性遺伝子の発現の抑制は,さらに,標的遺伝子配列と同一もしくは類似した配列を有する二本鎖RNAを用いたRNA干渉(RNA interference,以下「RNAi」と略称する)によっても行うことができる。   Inhibition of the expression of the endogenous gene can also be performed by RNA interference (RNA interference, hereinafter abbreviated as “RNAi”) using double-stranded RNA having the same or similar sequence as the target gene sequence.

上述した本発明の剤は,経口,非経口投与のいずれでも可能である。非経口投与の場合は,経肺剤型(例えばネフライザーなどを用いたもの),経鼻投与剤型,経皮投与剤型(例えば軟膏,クリーム剤),注射剤型等が挙げられる。注射剤型の場合は,例えば点滴等の静脈内注射,筋肉内注射,腹腔内注射,皮下注射等により全身又は局部的に投与することができる。   The agent of the present invention described above can be administered either orally or parenterally. In the case of parenteral administration, pulmonary dosage forms (for example, those using a nephriser etc.), nasal dosage forms, transdermal dosage forms (for example, ointments, creams), injection dosage forms and the like can be mentioned. In the case of an injection type, it can be administered systemically or locally by intravenous injection such as infusion, intramuscular injection, intraperitoneal injection, subcutaneous injection, or the like.

投与方法は,患者の年齢,症状により適宜選択する。有効投与量は,一回につき体重1kgあたり0.1μg〜100mg,好ましくは1〜10μgである。但し,上記治療剤はこれらの投与量に制限されるものではない。siRNA等の核酸を混合する場合,当該核酸の用量の例は,0.01〜10μg/ml,好ましくは0.1〜1μg/mlである。   The administration method is appropriately selected according to the patient's age and symptoms. The effective dose is 0.1 μg to 100 mg, preferably 1 to 10 μg per kg body weight per time. However, the therapeutic agent is not limited to these doses. When nucleic acids such as siRNA are mixed, an example of the dosage of the nucleic acid is 0.01 to 10 μg / ml, preferably 0.1 to 1 μg / ml.

本発明の剤は,常法にしたがって製剤化することができ,医薬的に許容される担体や添加物を含むものであってもよい。このような担体及び添加物として,水,医薬的に許容される有機溶剤,コラーゲン,ポリビニルアルコール,ポリビニルピロリドン,カルボキシビニルポリマー,カルボキシメチルセルロースナトリウム,ポリアクリル酸ナトリウム,アルギン酸ナトリウム,水溶性デキストラン,カルボキシメチルスターチナトリウム,ペクチン,メチルセルロース,エチルセルロース,キサンタンガム,アラビアゴム,カゼイン,寒天,ポリエチレングリコール,ジグリセリン,グリセリン,プロピレングリコール,ワセリン,パラフィン,ステアリルアルコール,ステアリン酸,ヒト血清アルブミン,マンニトール,ソルビトール,ラクトース,医薬添加物として許容される界面活性剤等が挙げられる。   The agent of the present invention can be formulated according to a conventional method and may contain a pharmaceutically acceptable carrier or additive. Such carriers and additives include water, pharmaceutically acceptable organic solvents, collagen, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, carboxyvinyl polymer, sodium carboxymethylcellulose, sodium polyacrylate, sodium alginate, water-soluble dextran, carboxymethyl. Sodium starch, pectin, methylcellulose, ethylcellulose, xanthan gum, gum arabic, casein, agar, polyethylene glycol, diglycerin, glycerin, propylene glycol, petrolatum, paraffin, stearyl alcohol, stearic acid, human serum albumin, mannitol, sorbitol, lactose, pharmaceutical Examples of acceptable surfactants include additives.

上記添加物は,本発明の治療剤の剤型に応じて上記の中から単独で又は適宜組み合わせて選ばれる。例えば,注射用製剤として使用する場合,精製されたERストレス誘導物質を溶剤(例えば生理食塩水,緩衝液,ブドウ糖溶液等)に溶解し,これにTween80,Tween20,ゼラチン,ヒト血清アルブミン等を加えたものを使用することができる。あるいは,使用前に溶解する剤型とするために凍結乾燥したものであってもよい。凍結乾燥用賦形剤としては,例えば,マンニトール,ブドウ糖等の糖アルコールや糖類を使用することができる。   The above additives are selected from the above alone or in appropriate combination depending on the dosage form of the therapeutic agent of the present invention. For example, when used as an injectable preparation, a purified ER stress inducer is dissolved in a solvent (eg, physiological saline, buffer solution, glucose solution, etc.), and Tween 80, Tween 20, gelatin, human serum albumin, etc. are added thereto. Can be used. Alternatively, it may be lyophilized to obtain a dosage form that dissolves before use. As the excipient for lyophilization, for example, sugar alcohols and saccharides such as mannitol and glucose can be used.

本発明は,シノビオリン遺伝子のノックアウトマウスを産生し,それによりシノビオリンの発現を阻害するかシノビオリンの活性を阻害することで,骨芽細胞の活性を阻害した骨粗鬆症モデル動物の作成に有効であることを見出した。シノビオリン遺伝子のノックアウトマウスとは,シノビオリン遺伝子領域の配列が人為的に改変されたことによって,その正常な発現が阻害されていること,その結果,生体においてシノビオリンが正常に機能していないことを意味する。   The present invention produces a knockout mouse of a synoviolin gene, thereby inhibiting the expression of synoviolin or inhibiting the activity of synoviolin, thereby being effective in producing an osteoporosis model animal that inhibits the activity of osteoblasts. I found it. Synoviolin gene knockout mice mean that the synoviolin gene region has been artificially altered to inhibit its normal expression, and as a result, synoviolin is not functioning normally in the body. To do.

また,シノビオリン遺伝子は,一部又は全部を改変又は欠損することができる。ここで,「全部」とは,シノビオリンゲノムDNAのエクソン1の5'端から最後のエクソンの3'端までの領域をいう。また,「一部」とは,この領域の一部であって,シノビオリン遺伝子の正常な発現を阻害するのに必要な長さの領域をいう。さらに,「改変」とは,単一または複数のヌクレオチドを置換,欠失,挿入,及び/又は転位させることにより,ゲノムDNA中の対象領域の塩基配列を他の塩基配列に改変することをいう。   Synoviolin gene can be partially or completely modified or deleted. Here, “all” refers to the region from the 5 ′ end of exon 1 to the 3 ′ end of the last exon of Synoviolin genomic DNA. Further, “part” means a part of this region and a length necessary for inhibiting normal expression of the synoviolin gene. Furthermore, “modification” means that the nucleotide sequence of the target region in genomic DNA is altered to another nucleotide sequence by replacing, deleting, inserting, and / or transposing single or multiple nucleotides. .

シノビオリン遺伝子の一部又は全部を改変又は欠損しているノックアウト動物は,公知の方法で作製することができる。例えば,下記実施例の記載のように遺伝子ターゲッティング法を用いて作製することができる。同方法において,シノビオリン遺伝子のエクソン1の少なくとも開始コドンを含む領域を相同組換えにより他の塩基配列に置換することにより,シノビオリンの正常な発現を阻害できる。また,本発明のスクリーニング方法に用いるノックアウト動物は,同方法によって作製されたノックアウト動物のみならず,さらにその子孫をも含む。   A knockout animal in which a part or all of the Synoviolin gene is modified or deleted can be produced by a known method. For example, it can be prepared using a gene targeting method as described in the Examples below. In this method, normal expression of Synoviolin can be inhibited by substituting a region containing at least the start codon of exon 1 of Synoviolin gene with another base sequence by homologous recombination. Moreover, the knockout animal used for the screening method of the present invention includes not only the knockout animal produced by the same method but also its offspring.

本発明のノックアウト動物の対象となる動物は,非ヒト動物であり,特に限定されない。例えば,ウシ,ブタ,ヒツジ,ヤギ,ウサギ,イヌ,ネコ,モルモット,ハムスター,マウス,ラットなどの哺乳動物が例示される。これらのうち,実験動物として用いるには,ウサギ,イヌ,ネコ,モルモット,ハムスター,マウス,ラットが好ましく,なかでも齧歯目がさらに好ましく,近交系が多数作出されており,受精卵の培養,体外受精等の技術を考慮するとマウス及びラットが,特に好ましい。   The animal that is the subject of the knockout animal of the present invention is a non-human animal and is not particularly limited. For example, mammals such as cows, pigs, sheep, goats, rabbits, dogs, cats, guinea pigs, hamsters, mice, rats and the like are exemplified. Of these, rabbits, dogs, cats, guinea pigs, hamsters, mice, and rats are preferred for use as experimental animals, of which rodents are more preferred, and many inbred strains have been produced. Considering techniques such as in vitro fertilization, mice and rats are particularly preferable.

ターゲッティングベクター構築のため,対象となる動物のシノビオリン遺伝子の一部を単離する。例えば,ノックアウトマウスを作製する場合は,マウスのゲノムDNAライブラリーからシノビオリン遺伝子をスクリーニングする。得られたゲノムDNAクローンを用いて,相同組換えのためのターゲッティングベクターを構築する。ゲノムDNAクローンは遺伝子全長である必要はなく,シノビオリン遺伝子を破壊し,そしてシノビオリンの発現を抑制するために必要な領域のみクローニングすればよい。また,ターゲッティングベクターは,公知の方法により作製することができ,例えば市販のプラスミドをバックボーンとして,上記ゲノムDNAクローン,ポジティブセレクション用のマーカー及びネガティブセレクション用のマーカーなどの各フラグメントを適切に連結することにより作製することができる。   To construct a targeting vector, a part of the synoviolin gene of the target animal is isolated. For example, when a knockout mouse is prepared, a synoviolin gene is screened from a mouse genomic DNA library. Using the obtained genomic DNA clone, a targeting vector for homologous recombination is constructed. The genomic DNA clone need not be the full length of the gene, but only the region necessary for disrupting the synoviolin gene and suppressing the expression of synoviolin. A targeting vector can be prepared by a known method. For example, using a commercially available plasmid as a backbone, each fragment such as the genomic DNA clone, a marker for positive selection, and a marker for negative selection is appropriately linked. Can be produced.

上記方法により作製したターゲッティングベクターを,受精卵,初期胚,又は胚性幹細胞(ES細胞)などの個体形成能(分化全能性)をもつ細胞にエレクトロポレーション法等により導入し,その後,目的とする相同組換えが起こった細胞を選別する。選別は,ポジティブ−ネガティブ選択法により薬剤を用いて選択できる。選択後,目的とする相同組換えが起こった細胞を,サザンブロットやPCR法などによって確認する。最終的に所望の相同組換えが確認された細胞を,妊娠中の輸卵管または子宮から採取された8細胞期胚または胚盤胞(ブラストシスト)に導入する。   The targeting vector prepared by the above method is introduced into a cell having an individual forming ability (differentiating totipotency) such as a fertilized egg, early embryo, or embryonic stem cell (ES cell) by electroporation, etc. Cells that have undergone homologous recombination are selected. Sorting can be done using drugs by a positive-negative selection method. After selection, the cells in which the desired homologous recombination has occurred are confirmed by Southern blotting or PCR. The cells finally confirmed to have the desired homologous recombination are introduced into 8-cell embryos or blastocysts (blast cysts) collected from the oviduct or uterus during pregnancy.

上記8細胞期胚または胚盤胞を常法に従い仮親に移植する。仮親から生まれた生殖系列キメラ動物(好ましくは雄)と,野生型synv1遺伝子をホモで持つ野生型動物(好ましくは雌)とを交配させることにより,第1世代(F1)として,相同染色体上の一方のsynv1遺伝子が相同組換えにより破壊された,又は一定条件下或いは部位特異的に欠失させ得るヘテロ接合体を得ることができる。さらに,これらヘテロ接合体同士を交配させることにより,第2世代(F2)として,相同染色体上の双方のsynv1遺伝子が破壊された,又は一定条件下或いは部位特異的に欠失させ得るホモ接合体,即ち本発明のsynv1ノックアウト動物を得ることができる。ホモ接合体の同定は,体の一部(例えば尻尾)を切断し,DNAを抽出してサザンブロットやPCR法などによって遺伝子型を調べればよい。   The 8-cell embryo or blastocyst is transplanted to a temporary parent according to a conventional method. By crossing a germline chimeric animal (preferably male) born from a foster parent with a wild type animal (preferably female) having a wild type synv1 gene homozygously, the first generation (F1) is obtained on the homologous chromosome. A heterozygote can be obtained in which one of the synv1 genes is disrupted by homologous recombination or can be deleted under certain conditions or in a site-specific manner. Furthermore, by mating these heterozygotes, as a second generation (F2), both synv1 genes on the homologous chromosome are disrupted, or can be deleted under certain conditions or site-specifically. That is, the synv1 knockout animal of the present invention can be obtained. Homozygotes can be identified by cutting a part of the body (for example, the tail), extracting the DNA, and examining the genotype by Southern blotting or PCR.

以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが,本発明は実施例によって限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the examples.

<作製例1:シノビオリンノックアウトマウスの作製>
本実施例の全身性コンディショナルノックアウト(KO)マウス(シノビオリンノックアウトマウス(syvn1 cKOマウス))の作製に使用した遺伝子ターゲッティングベクターの設計図を図39に示した。図中,上から順に,正常のシノビオリン遺伝子(Wild allele),シノビオリンノックアウトマウス作製のためのターゲッティングベクター(Targeting VeCTor),相同組換えを起こしたアレル(Targeted allele),loxP配列が導入されたアレル(Flox Allele),loxP−Exon2〜14−loxPが除去されたアレル(Deleted Allele)の構造をそれぞれ模式的に示す。
<Production Example 1: Production of Synoviolin Knockout Mouse>
FIG. 39 shows a design diagram of the gene targeting vector used for the preparation of the systemic conditional knockout (KO) mouse of this example (synovioline knockout mouse (syvn1 cKO mouse)). In the figure, in order from the top, a normal synoviolin gene (Wild allele), a targeting vector for producing Synoviolin knockout mice (Targeting VeCTor), an allele that has undergone homologous recombination (targeted allele), and an allele introduced with a loxP sequence ( The structure of an allele from which (Flox Allele) and loxP-Exon2 to 14-loxP have been removed is schematically shown.

マウスシノビオリン遺伝子のエクソン1の上流からエクソン16の下流の領域である14.8kbの遺伝子領域をターゲッティングベクター構築のために使用した。FRT配列で挟んだNeo耐性遺伝子をエクソン1とエクソン2との間に挿入した。また,エクソン2の上流及びエクソン14の下流にloxP配列を導入した。   The 14.8 kb gene region, which is the region upstream of exon 1 to the downstream of exon 16 of the mouse synoviolin gene, was used for the construction of the targeting vector. A Neo resistance gene sandwiched between FRT sequences was inserted between exon 1 and exon 2. In addition, a loxP sequence was introduced upstream of exon 2 and downstream of exon 14.

上記ターゲッティングベクターを,ES細胞に導入した。目的の相同組換えが起こったアレルを有するクローンを,Cre処理によるloxP−エクソン−loxP配列の除去及びFLP処理によるFRT−ネオマイシン−FRTの除去をPCR産物の長さで確認することによって,選抜した。   The above targeting vector was introduced into ES cells. Clones having the allele in which the desired homologous recombination occurred were selected by confirming the removal of the loxP-exon-loxP sequence by Cre treatment and the removal of FRT-neomycin-FRT by FLP treatment by the length of the PCR product. .

相同組換えが起こった上記ES細胞のクローンを,公知の方法(たとえば,EMBO J 16:1850−1857)のとおりに,マウス胚に導入することにより,キメラマウスを得た。さらに,このキメラマウスを野生型C57BL/6マウスと交配させ,ネオマイシン配列が除去されたマウスを獲得した。また,ターゲッティングベクターに組み込まれているエクソン−Long arm間のloxP配列は,相同組換え時に欠損している可能性があるため,その存在をPCRで確認した。   A chimeric mouse was obtained by introducing the ES cell clone in which homologous recombination occurred into a mouse embryo according to a known method (for example, EMBO J 16: 1850-1857). Furthermore, this chimeric mouse was crossed with a wild type C57BL / 6 mouse to obtain a mouse from which the neomycin sequence was removed. Moreover, since the loxP sequence between the exon and the Longarm incorporated in the targeting vector may be deleted during homologous recombination, the presence was confirmed by PCR.

得られたネオマイシン除去マウスをCAG−Cre-ERマウスと掛け合わせ,CAG−Cre−ER;syvn1flox/floxマウスを得た。 The obtained neomycin-removed mice were crossed with CAG-Cre-ER mice to obtain CAG-Cre-ER; syvn1 flox / flox mice.

(実施例1:骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスのpQCT法による解析)
シノビオリンと骨量に相関がある可能性を検討するため,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスを用いて,骨密度の測定を行った。測定には雌雄のKOマウスを用い,形態測定のための骨標識剤(蛍光Caキレート剤)として,2mg/mL テトラサイクリンを0.02 mg/g body weight,1 mg/g body weight 01−01−01−01のラベルスケジュールで皮下投与し(テトラサイクリン投与後1日あけてカルセイン投与し、さらに一日あけて骨採取),各マウスから大腿骨を摘出した。雌雄のコントロールマウスからも同様にして大腿骨を摘出した。摘出した各大腿骨を測定試料とし,XCT Resarch SA+(Stratec Medizintechnik GmbH,Pforzheim, Germany社)により,遠位成長板軟骨から1.2mmの骨幹端部と骨長の約1/2の骨幹部の2スライスについて,pQCT法(peripheral quantitative computed tomograghy法)による骨密度の計測を行った。結果を図1に示す。
(Example 1: Analysis of osteoblast-specific conditional KO mice by pQCT method)
In order to investigate the possibility of a correlation between synoviolin and bone mass, bone density was measured using osteoblast-specific conditional KO mice. Male and male KO mice were used for the measurement, and 0.02 mg / g body weight, 1 mg / g body weight 01-01- 2 mg / g tetracycline as a bone labeling agent (fluorescent Ca chelator) for morphometry. The femur was excised from each mouse by subcutaneous administration with a label schedule of 01-01 (one day after tetracycline administration and calcein administration, and another day after bone collection). The femur was similarly removed from male and female control mice. Using each extracted femur as a measurement sample, XCT Research SA + (Stratec Medizintechnik GmbH, Pforzheim, Germany) was used to measure the metaphysis of 1.2 mm from the distal growth plate cartilage and about ½ of the diaphysis of the bone length. For two slices, the bone density was measured by the pQCT method (peripheral quantitative computed tomography method). The results are shown in FIG.

全骨密度(図1a),海綿骨密度(図1b)および皮質骨密度(図1c)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べ,KOマウスで低下していた。また,皮質骨厚(図1d)も,雌雄ともにコントロールマウスに比べ,KOマウスで減少していた。また,皮質骨外膜周囲長(図2a),皮質骨内膜周囲長(図2b)も,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで低下していることが認められた。さらに,X軸骨強度指標(三点曲げ方向の強度)(図2c),極座標骨強度指標(ねじり曲げ方向の強度)(図2d)も,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで低下していることが認められた。   Total bone density (FIG. 1a), cancellous bone density (FIG. 1b) and cortical bone density (FIG. 1c) were decreased in KO mice compared to control mice in both sexes. Cortical bone thickness (FIG. 1d) was also decreased in KO mice compared to control mice in both sexes. Moreover, it was recognized that the cortical epicardial perimeter (FIG. 2a) and the cortical endosteal perimeter (FIG. 2b) were lower in KO mice than in control mice. Furthermore, the X-axis bone strength index (strength in the three-point bending direction) (Fig. 2c) and the polar coordinate bone strength index (strength in the torsional bending direction) (Fig. 2d) also decreased in the KO mice compared to the control mice. It was recognized that

これらの結果から,KOマウスの骨では粗鬆化が進んでいることが明らかとなった。   From these results, it was clarified that the bone of KO mice is being coarsened.

(実施例2:骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの二次元マイクロCTによる解析)
シノビオリンと骨量に相関がある可能性を検討するため,骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスを用いて,骨微細構造の定量化を行った。
(Example 2: Analysis of osteoblast-specific conditional KO mice by two-dimensional micro CT)
In order to investigate the possibility of a correlation between Synoviolin and bone mass, bone microstructure was quantified using osteoblast-specific conditional KO mice.

まず,実施例1に記載したのと同様の手順でKOマウス,コントロールマウスを処理し,各マウスより大腿骨を摘出した。摘出した各大腿骨を測定試料とし,Scan Xmate−L090(コムスキャンテクノ社)により,成長板0.507mm下〜2.609mmのエリアについてマイクロCT法(computed tomography法)による骨微細構造の定量化を行った。解析ソフトには,TRI/3D−BON(ラトックシステムエンジニアリング社)を用いた。また,電圧75kV,電流100μA,拡大率9.660倍,解像度 10.352μm/pixcel,スライス厚 10.352μmの条件を用いた。結果を図3〜図5に示す   First, KO mice and control mice were treated in the same procedure as described in Example 1, and the femur was extracted from each mouse. Quantification of bone microstructure by micro CT method (computed tomography method) using Scan Xmate-L090 (Comscan Techno Co., Ltd.) with an area of 0.507 mm below to 2.609 mm as the measurement sample. Went. As analysis software, TRI / 3D-BON (Ratok System Engineering Co., Ltd.) was used. Further, the conditions of voltage 75 kV, current 100 μA, magnification factor 9.660 times, resolution 10.352 μm / pixel, and slice thickness 10.352 μm were used. The results are shown in FIGS.

組織量あたりの骨量の割合(BD/TV)(図3a),骨梁幅(Tb.Th)(図3b)および骨梁数(Tb.N)(図3c)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べ,KOマウスで減少し,骨梁間隙(Tb.Sp)(図3d)は増加していた。これらのことから,KOマウスの骨では粗鬆化が進んでいることが明らかとなった。   The ratio of bone mass per tissue mass (BD / TV) (Fig. 3a), trabecular width (Tb.Th) (Fig. 3b) and trabecular number (Tb.N) (Fig. 3c) were determined in both male and female control mice. In comparison, it decreased in KO mice and increased trabecular gap (Tb.Sp) (FIG. 3d). From these facts, it was revealed that the bone of the KO mouse is being coarsened.

また,骨髄腔内の点からすべての方向について骨梁に遮られることなく見渡せる範囲の骨髄腔の体積の平均であるMarrou Star volume(V*m.space)(図4a)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで増加していた。逆に,骨梁の中の点から全ての方向の骨量の端にいたる範囲の体積の平均であるTrabecular star volume(V*tr)(図4b)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで減少していた。また,骨梁の結合点を結節(Nd)と定義し,他の骨量と結合していない自由端を終末と定義した場合の組織量あたりのNd数(図4c)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで減少していた。さらに,組織量あたりの骨格線の総長(Total strut length)(図4d)も,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで減少していた。実際に,マイクロCTで撮影した画像を図5に示す。   In addition, Marro Star volume (V * m.space) (FIG. 4a), which is the average volume of the bone marrow cavity in a range that can be seen without being blocked by the trabecular bone from all points in the bone marrow cavity, is a control mouse in both males and females. Increased in KO mice. Conversely, the trabecular star volume (V * tr) (FIG. 4b), which is the average of the volume from the point in the trabecular bone to the end of the bone mass in all directions, is higher in both males and females than in control mice. It was decreasing at. In addition, the number of Nd per tissue volume (Fig. 4c) when the connection point of trabecular bone is defined as a nodule (Nd) and the free end that is not connected with other bone mass is defined as the end (Fig. 4c) is the control mouse. Decreased in KO mice. Furthermore, the total length of skeletal lines per tissue volume (Total strut length) (FIG. 4d) was also decreased in KO mice compared to control mice in both males and females. FIG. 5 shows an image actually taken by micro CT.

これらの結果からも,KOマウスの骨では粗鬆化が進んでいることが明らかとなった。   From these results, it became clear that the bone of KO mice is being coarsened.

(実施例3:骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの膝関節温存薄切標本を用いた骨形態計測)
シノビオリンKOによる骨形態への影響を詳細に調べるため,マウス大腿骨・脛骨の標本を作製し骨形態計測を行った。骨形態計測のための標本は,以下の方法で作成した。
Example 3 Bone Morphology Measurement Using Osteoblast Specific Conditional KO Mouse Knee Joint Preserved Slice
In order to investigate the effect of Synoviolin KO on bone morphology in detail, we prepared mouse femur and tibia specimens and measured bone morphology. Samples for bone morphometry were prepared as follows.

雌雄のKOマウスを用い,骨標識剤として,2mg/mL テトラサイクリンを0.02 mg/g body weight,1 mg/g body weight 01−01−01−01のラベルスケジュールで皮下投与し(テトラサイクリン投与後1日あけてカルセイン投与し、さらに一日あけて骨採取),各マウスから脛骨・大腿骨を摘出し,
70%エタノールで固定した。不要な軟部組織を除去し、技工用マイクロモーター(ハイパーテックII、TYPE: ♯93706J)で切断(トリミング)した後、Villaneuva Bone Stain溶液に6〜7日間浸し、ブロック染色を行った。
Male and male KO mice were used, and 2 mg / mL tetracycline was administered subcutaneously on the label schedule of 0.02 mg / g body weight, 1 mg / g body weight 01-01-01-01 as a bone marker (after tetracycline administration) 1 day later, calcein was administered, and another day later, bone was collected), and the tibia and femur were removed from each mouse.
Fix with 70% ethanol. Unnecessary soft tissues were removed and cut (trimmed) with a technical micromotor (Hypertech II, TYPE: # 93706J), and then immersed in Villanueva Bone Stain solution for 6 to 7 days to perform block staining.

薄切標本作成のために,ブロック染色後の試料を70%エタノール〜100%エタノールで段階的に脱水し、アセトン、アセトン・メチルメタクリレートモノマー混合液、メチルメタクリレートモノマーに置換した後、メチルメタクリレート樹脂(MMA樹脂)で包埋した。これを30℃から43℃まで温度を上げながら約10日間かけて重合させた。重合後、不要な部分はダイヤモンドソーで切断してブロック成形し、ミクロトーム(ロータリーミクロトーム、ライカRM2255)で5μm厚で薄切した。切片は光硬化封入剤を用いて封入し,薄切標本とした。   In order to prepare a sliced specimen, the block-stained sample was dehydrated stepwise with 70% ethanol to 100% ethanol and replaced with acetone, acetone / methyl methacrylate monomer mixture, methyl methacrylate monomer, and then methyl methacrylate resin ( Embedded in MMA resin). This was polymerized over about 10 days while raising the temperature from 30 ° C to 43 ° C. After the polymerization, unnecessary portions were cut with a diamond saw and formed into a block, and were cut into thin pieces with a thickness of 5 μm using a microtome (rotary microtome, Leica RM2255). Sections were encapsulated with a photo-curing encapsulant and made into thin slices.

骨形態の計測には,骨形態計測システムとしてHistometry RTデジタイザ(株式会社システムサプライ社)を用い,計測ソフトにはCSS−840 海綿骨計測バージョンを用いた。計測は,関節軟骨幅計測,海綿骨形態計測,成長速度計測,肥大軟骨細胞計測,破軟骨細胞数,関節軟骨下骨幅計測の項目について行った。   For measurement of bone morphology, a Histometry RT digitizer (System Supply Co., Ltd.) was used as the bone morphology measurement system, and a CSS-840 cancellous bone measurement version was used as the measurement software. Measurements were made on the items of articular cartilage width measurement, cancellous bone morphology measurement, growth rate measurement, hypertrophic chondrocyte measurement, number of osteoclast cells, and subarticular cartilage bone width measurement.

また,顕微鏡を用いて膝関節温存薄切標本の観察を行った。観察には,落射型蛍光偏光顕微鏡OLYMPUS BX−53を用いた。   In addition, the knee joint-preserved sliced specimen was observed using a microscope. For the observation, an epifluorescence polarization microscope OLYMPUS BX-53 was used.

上記の手順に従って膝関節温存薄切標本を作製し,マウス摘出大腿骨・脛骨の関節軟骨幅,軟骨下骨幅および関節間隙の計測を行った。結果を図6〜図8に示す。また,これら膝関節温存薄切標本を顕微鏡で観察した画像を図9に示す。   Knee-preserving sliced specimens were prepared according to the above procedure, and the articular cartilage width, subchondral bone width, and joint gap of the extracted femur and tibia were measured. The results are shown in FIGS. Further, FIG. 9 shows an image obtained by observing these knee joint-preserving sliced specimens with a microscope.

雄では,脛骨外側の関節軟骨幅および脛骨内側の関節軟骨幅は,コントロールマウスに比べKOマウスで狭くなっていることが認められた(図6a,図6b)。 一方,雌では,コントロールマウスに比べKOマウスで脛骨内側の関節軟骨幅が広くなっていた(図6b)。また,雌雄ともに大腿骨外側の軟骨幅および大腿骨内側の軟骨幅は,コントロールマウスとKOマウスで差が見られなかった(図6c,図6d)。   In males, the articular cartilage width outside the tibia and the articular cartilage width inside the tibia were found to be narrower in KO mice than in control mice (FIGS. 6a and 6b). On the other hand, the width of the articular cartilage inside the tibia was wider in females than in control mice (FIG. 6b). In both males and females, there was no difference in the cartilage width outside the femur and the cartilage width inside the femur between the control mouse and the KO mouse (FIGS. 6c and 6d).

雌雄ともに軟骨下骨幅は,計測した全ての部位において,コントロールマウスに比べてKOマウスで減少していることが認められた(図7)。また,雌では軟骨下骨の部分に標識がみられ,異所性に石灰化している様子が観察された(図9)。   In both sexes, the width of subchondral bone was found to be decreased in KO mice compared to control mice at all measured sites (FIG. 7). In females, the subchondral bone was marked, and ectopic calcification was observed (Fig. 9).

雄では,内側の関節間隙が,コントロールマウスに比べてKOマウスで狭くなっていることが認められた(図8b)。雌雄ともに外側の関節間隙は,コントロールマウスとKOマウスで差が見られなかった(図8a)。   In males, the inner joint gap was found to be narrower in KO mice than in control mice (FIG. 8b). In both males and females, there was no difference in the outer joint gap between control mice and KO mice (FIG. 8a).

次に,マウス摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いて,成長速度測定,成長軟骨幅,肥大軟骨細胞計測および破軟骨細胞数を計測した。結果を図10〜13に示す。   Next, we measured the growth rate, growth cartilage width, hypertrophic chondrocyte count, and number of chondrocytes using the knee-preserved slices of the isolated femur and tibia of the mouse. The results are shown in FIGS.

雌雄ともに長軸骨形成速度は,コントロールマウスに比べKOマウスにおいて増加していた(図10a)。雌では,成長板軟骨幅が広くなっていることが認められた(図10b)。顕微鏡観察の画像より,KOマウスでは,一度目に投与したテトラサイクリン由来の蛍光(黄色)と,二回目に投与したカルセイン由来の蛍光(緑色)の標識の幅がコントロールマウスのものと比較して広く,長軸骨形成速度が増加していることがわかる(図11)。また,雌雄ともに成長板軟骨を構成する細胞のうち,最終分化した肥大軟骨細胞は,コントロールマウスに比べKOマウスにおいて減少していた(図10c,図10d)。さらに,雌のKOマウスでは,肥大軟骨細胞が不均一となっており,コントロールマウスでみられる成長板軟骨から一次海綿骨にかけての規則的な配列が失われていた(図12)。雌では,破軟骨細胞数は,コントロールマウスに比べKOマウスで減少していることが明らかとなった(図13)。   In both sexes, the rate of long axis bone formation was increased in KO mice compared to control mice (FIG. 10a). In females, the growth plate cartilage width was found to be wider (FIG. 10b). From the microscopic images, KO mice have a wider range of labeling for the tetracycline-derived fluorescence (yellow) administered the first time and the calcein-derived fluorescence (green) administered the second time compared to the control mice. , It can be seen that the long bone formation rate has increased (FIG. 11). In addition, among the cells constituting the growth plate cartilage in both males and females, terminally differentiated hypertrophic chondrocytes were decreased in KO mice compared to control mice (FIGS. 10c and 10d). Furthermore, in female KO mice, hypertrophic chondrocytes were heterogeneous, and the regular arrangement from growth plate cartilage to primary cancellous bone seen in control mice was lost (FIG. 12). In females, it was revealed that the number of osteoclast cells was decreased in KO mice compared to control mice (FIG. 13).

(実施例4:骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの大腿骨骨幹部研磨標本を用いた骨形態計測)
実施例3に記載したのと同様の手順で,ブロック染色した試料を作成した。研磨標本作成のために,ダイヤモンドソーを用いてブロック染色後の試料より不要な樹脂を切断した後、切断面を研磨シートを用いて成形した。さらにマイクロカッターでブロックを切断し、貼り付け面を研磨シートを用いて研磨した。吸着プレートの成形したブロックを光硬化封入剤で貼り付け、スピードラップ(マルトー ML−521−d)を用いて荒研磨し(吸着プレート+25μm程度)、顕微鏡で標本の状態を確認しながら仕上げ研磨を行った(吸着プレート+15μm程度)。その後,光封入剤を用いて切片の封入を行い,研磨標本とした。
(Example 4: Bone morphometry using an osteoblast-specific conditional KO mouse using a femoral shaft polished specimen)
In the same procedure as described in Example 3, a block-stained sample was prepared. In order to prepare a polished specimen, unnecessary resin was cut from the sample after block staining using a diamond saw, and then the cut surface was molded using a polishing sheet. Furthermore, the block was cut | disconnected with the micro cutter and the sticking surface was grind | polished using the abrasive sheet. Adhering the molded block of the suction plate with a photo-curing encapsulant, rough polishing using a speed wrap (Malto ML-521-d) (adsorption plate + about 25 μm), and finishing polishing while checking the state of the specimen with a microscope (Adsorption plate + about 15 μm). Thereafter, the section was sealed using a light encapsulant to prepare a polished specimen.

骨形態の計測には,骨形態計測システムとしてHistometry RTデジタイザ(株式会社システムサプライ社)を用い,計測ソフトにはCSS−840 皮質骨計測バージョンを用いた。   For measuring bone morphology, a Histometry RT digitizer (System Supply Co., Ltd.) was used as the bone morphology measuring system, and a CSS-840 cortical bone measurement version was used as the measurement software.

また,顕微鏡を用いて大腿骨骨幹部研磨標本の観察を行った。観察には,落射型蛍光偏光顕微鏡OLYMPUS BX−53を用いた。   We also observed the femoral shaft polished specimen using a microscope. For the observation, an epifluorescence polarization microscope OLYMPUS BX-53 was used.

上記の手順に従った作成したマウス大腿骨骨幹部研磨標本を用いて,形態計測を行った。結果を図14〜図17に示す。   Morphological measurement was performed using a polished mouse femoral shaft specimen prepared according to the above procedure. The results are shown in FIGS.

雌雄ともに全円柱(図14a),骨髄量(図14b),皮質骨幅(図14c)は,コントロールマウスに比べてKOマウスで減少していた。また,皮質骨外膜面および皮質骨内膜面における吸収面(ES),類骨面(OS),静止面(QS)の割合を比較すると,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスでは,皮質外膜面においても皮質骨内膜面においても吸収面が減少していた(図15a,図15b)。さらに,KOマウスでは,多孔エリアの増加が認められた(図15c)。   In both males and females, the total column (FIG. 14a), bone marrow volume (FIG. 14b), and cortical bone width (FIG. 14c) were decreased in KO mice compared to control mice. In addition, when comparing the ratios of the resorption surface (ES), osteoid surface (OS), and rest surface (QS) on the cortical epicardial surface and cortical endocardial surface, the cortex was higher in KO mice than in control mice in both males and females. The absorptive surface decreased in both the epicardial surface and the cortical endosteal surface (FIGS. 15a and 15b). Furthermore, in KO mice, an increase in the porous area was observed (FIG. 15c).

次に,骨石灰化速度(図16a),骨形成速度(図16b),骨表面あたりの石灰化面の割合(図16c)について比較した。雄では,皮質骨外膜面(Ps),皮質骨内膜面(Es)の両者において,コントロールマウスに比べてKOマウスでは,いずれの項目も増加していた。一方,雌では,皮質骨外膜面(Ps)では雄と同様にいずれの項目も増加が認められたが,皮質骨内膜面(Es)ではいずれの項目も低下していた。   Next, the bone mineralization rate (FIG. 16a), the bone formation rate (FIG. 16b), and the ratio of the mineralized surface per bone surface (FIG. 16c) were compared. In males, both the cortical epicardial surface (Ps) and the cortical endosteal surface (Es) increased in both KO mice compared to the control mice. On the other hand, in the female, the cortical epicardial surface (Ps) showed an increase in all items in the same manner as the male, but in the cortical endosteal surface (Es), all items decreased.

次に,大腿骨骨幹部研磨標本の顕微鏡観察の結果を図17に示す。   Next, FIG. 17 shows the results of microscopic observation of the femoral shaft polished specimen.

コントロールマウスでは楕円状である横断面が,KOマウスでは円状になり,径が小さくなっているのが認められた。また,KOマウスでは皮質骨内膜面がVillanueva Bone染色で濃く染色されていることから,骨リモデリングが正常に行われておらず,古い骨が残存していることが考えられた。さらに,KOマウスでは,骨細胞が肥大しており,骨細管が太く,途切れている様子が観察された。   It was observed that the cross section that was elliptical in the control mouse was circular in the KO mouse and the diameter was small. In the KO mouse, the cortical intimal surface was darkly stained with Villanueva Bone staining, which suggests that bone remodeling was not performed normally and old bone remained. Furthermore, in KO mice, bone cells were enlarged and bone tubules were thick and interrupted.

(実施例5:骨芽細胞特異的コンディショナルKOマウスの大腿骨骨幹部研磨標本を用いた海綿骨形態計測)
実施例3と同様の手順で,マウス摘出大腿骨を用いて,膝関節温存薄切標本を作製し,海綿骨の形態計測を行った。結果を図18〜図21に示す。
(Example 5: cancellous bone morphometry using an osteoblast-specific conditional KO mouse femoral shaft polished specimen)
In the same procedure as in Example 3, using a mouse-extracted femur, a knee joint-preserving sliced specimen was prepared, and cancellous bone morphology was measured. The results are shown in FIGS.

二次海綿骨表面における吸収面(ES),類骨面(OS),静止面(QS)の割合を比較すると,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスでは吸収面(ES)の割合がやや増加し,類骨面の割合が減少していた(図18a)。また,雌雄ともにKOマウスでは破骨細胞数が増加し(図18b),類骨幅が減少していた(図18c)。雌のKOマウスでは,骨芽細胞数は,減少していた(図18d)。   Comparing the proportions of resorption surface (ES), osteoid surface (OS), and resting surface (QS) on the secondary cancellous bone surface, the proportion of resorption surface (ES) in KO mice is slightly higher in both males and females than in control mice. However, the proportion of the osteoid surface decreased (FIG. 18a). In both males and females, the number of osteoclasts increased in KO mice (FIG. 18b) and the osteoid width decreased (FIG. 18c). In female KO mice, the number of osteoblasts was reduced (FIG. 18d).

次に,二次海綿骨表面における骨石灰化速度(図19a),骨形成速度(図19b,図19c)を比較した。雄では,骨石灰化速度,骨形成速度ともにコントロールマウスとKOマウスの間で差は認められなかった。一方,雌では,骨石灰化速度,骨形成速度ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで低下していた。また,骨表面あたりの石灰化面(図19d)については,雄ではコントロールマウスに比べてKOマウスで増加していたが,雌では減少していた。   Next, the bone mineralization rate (Fig. 19a) and the bone formation rate (Figs. 19b and 19c) on the secondary cancellous bone surface were compared. In males, there was no difference between control mice and KO mice in terms of bone mineralization rate and bone formation rate. On the other hand, in females, both bone mineralization rate and bone formation rate were lower in KO mice than in control mice. In addition, the calcified surface per bone surface (FIG. 19d) increased in males compared to control mice but decreased in females.

次に,二次海綿骨表面における骨量と骨梁幅を測定した。結果を図20に示す。   Next, the bone mass and trabecular width on the secondary cancellous bone surface were measured. The results are shown in FIG.

二次海綿骨表面における骨量を比較すると,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスでは低下していた(図20a)。骨梁幅を比較すると,雄ではコントロールマウスとKOマウスの間で差は認められなかったが,雌ではKOマウスにおいて薄くなっているのが認められた(図20b)。   When the bone mass on the secondary cancellous bone surface was compared, both males and females had decreased in KO mice compared to control mice (FIG. 20a). When the trabecular width was compared, no difference was observed between control mice and KO mice in males, but thinning was observed in KO mice in females (FIG. 20b).

次に,膝関節温存薄切標本の顕微鏡観察の結果を図21に示す。   Next, FIG. 21 shows the results of microscopic observation of the knee joint-preserved sliced specimen.

KOマウスの二次海綿骨表面では,類骨の減少が認められた。また,コントロールマウスでみられる骨芽細胞の規則的な配列が失われていた。   On the secondary cancellous bone surface of KO mice, a decrease in osteoids was observed. In addition, the regular arrangement of osteoblasts found in control mice was lost.

(実施例6:全身性コンディショナルKOマウスのpQCT法による解析)
シノビオリンと骨量に相関がある可能性を検討するため,全身性コンディショナルKOマウスを用いて,骨密度の測定を行った。測定には雌雄のKOマウスを用い,形態測定のための骨標識剤として,2mg/mL テトラサイクリンを0.02 mg/g body weight,1 mg/g body weight 01−01−01−01のラベルスケジュールで皮下投与し(テトラサイクリン投与後1日あけてカルセイン投与し、さらに一日あけて骨採取),各マウスから大腿骨を摘出した。雌雄のコントロールマウスからも同様にして大腿骨を摘出した。摘出した各大腿骨を測定試料とし,XCT Resarch SA+(Stratec Medizintechnik GmbH,Pforzheim, Germany社)により,遠位成長板軟骨から1.2mmの骨幹端部と骨長の約1/2の骨幹部の2スライスについて,pQCT法(peripheral quantitative computed tomograghy法)による骨密度の計測を行った。結果を図22に示す。
(Example 6: Analysis of systemic conditional KO mice by pQCT method)
In order to examine the possibility of a correlation between Synoviolin and bone mass, bone mineral density was measured using systemic conditional KO mice. Male and male KO mice were used for the measurement, and 2 mg / mL tetracycline was used as a bone labeling agent for morphometry, and the label schedule was 0.02 mg / g body weight, 1 mg / g body weight 01-01-01-01. Was administered subcutaneously (calcein was administered 1 day after tetracycline administration, and bone was collected after another day), and the femur was removed from each mouse. The femur was similarly removed from male and female control mice. Using each extracted femur as a measurement sample, XCT Research SA + (Stratec Medizintechnik GmbH, Pforzheim, Germany) was used to measure the metaphyseal part of 1.2 mm from the distal growth plate cartilage and about ½ of the diaphysis of the bone length. For two slices, the bone density was measured by the pQCT method (peripheral quantitative computed tomography method). The results are shown in FIG.

全骨密度(図22a)および皮質骨密度(図22c)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べ,KOマウスで低下していた。また海綿骨密度(図22b)は,雄において,コントロールマウスに比べKOマウスで低下が認められた。また,皮質骨厚(図22d)も,雌雄ともにコントロールマウスに比べ,KOマウスで減少していた。また,皮質骨外膜周囲長(図23a),皮質骨内膜周囲長(図23b)も,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで低下していた。さらに,X軸骨強度指標(三点曲げ方向の強度)(図23c),極座標骨強度指標(ねじり曲げ方向の強度)(図23d)も,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで低下していた。   Total bone density (FIG. 22a) and cortical bone density (FIG. 22c) were decreased in KO mice compared to control mice in both sexes. Further, the cancellous bone density (FIG. 22b) was lower in males than in control mice. Cortical bone thickness (FIG. 22d) was also decreased in KO mice compared to control mice in both males and females. In addition, the cortical periosteal perimeter (FIG. 23a) and the cortical periosteal perimeter (FIG. 23b) were also lower in KO mice than in control mice. Furthermore, the X-axis bone strength index (strength in the three-point bending direction) (Fig. 23c) and the polar coordinate bone strength index (strength in the torsional bending direction) (Fig. 23d) are also lower in the KO mice than in the control mice. It was.

(実施例7:全身性コンディショナルKOマウスの二次元マイクロCTによる解析)
シノビオリンと骨量に相関がある可能性を検討するため,全身性コンディショナルKOマウスを用いて,骨微細構造の定量化を行った。まず,実施例1に記載したのと同様の手順でKOマウス,コントロールマウスを処理し,各マウスより大腿骨を摘出した。摘出した各大腿骨を測定試料とし,Scan Xmate−L090(コムスキャンテクノ社)により,成長板0.507mm下〜2.609mmのエリアについてマイクロCT法(computed tomography法)による骨微細構造の定量化を行った。解析ソフトには,TRI/3D−BON(ラトックシステムエンジニアリング社)を用いた。また,電圧75kV,電流100μA,拡大率9.660倍,解像度 10.352μm/pixcel,スライス厚 10.352μmの条件を用いた。結果を図24〜図26に示す。
(Example 7: Analysis of systemic conditional KO mice by two-dimensional micro CT)
In order to investigate the possibility of a correlation between Synoviolin and bone mass, the bone microstructure was quantified using systemic conditional KO mice. First, KO mice and control mice were treated in the same procedure as described in Example 1, and the femur was extracted from each mouse. Quantification of bone microstructure by micro CT method (computed tomography method) using Scan Xmate-L090 (Comscan Techno Co., Ltd.) with an area of 0.507 mm below to 2.609 mm as the measurement sample. Went. As analysis software, TRI / 3D-BON (Ratok System Engineering Co., Ltd.) was used. Further, the conditions of voltage 75 kV, current 100 μA, magnification factor 9.660 times, resolution 10.352 μm / pixel, and slice thickness 10.352 μm were used. The results are shown in FIGS.

組織量あたりの骨量の割合(BD/TV)(図24a),骨梁幅(Tb.Th)(図24b)および骨梁数(Tb.N)(図24c)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べ,KOマウスで減少し,骨梁間隙(Tb.Sp)(図24d)は増加していた。これらの結果から,KOマウスの骨では粗鬆化が進んでいることが明らかとなった。   The ratio of bone mass per tissue mass (BD / TV) (FIG. 24a), trabecular width (Tb.Th) (FIG. 24b) and trabecular number (Tb.N) (FIG. 24c) were determined in both control mice. In comparison, it decreased in KO mice and increased trabecular gap (Tb.Sp) (FIG. 24d). From these results, it was clarified that the bone of KO mice is being coarsened.

また,骨髄腔内の点からすべての方向について骨梁に遮られることなく見渡せる範囲の骨髄腔の体積の平均であるMarrou Star volume(V*m.space)(図25a)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで増加していた。逆に,骨梁の中の点から全ての方向の骨量の端にいたる範囲の体積の平均であるTrabecular star volume(V*tr)(図25b)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで減少していた。また,骨梁の結合点を結節(Nd)と定義し,他の骨量と結合していない自由端を終末と定義した場合,組織量あたりのNd数(図25c)は,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで減少していた。さらに,組織量あたりの骨格線の総長(Total strut length)(図25d)も,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスで減少していた。実際に,マイクロCTで撮影した画像を図26に示す。   In addition, Marro Star volume (V * m.space) (FIG. 25a), which is the average volume of the bone marrow cavity in a range that can be seen without being blocked by the trabecular bone in all directions from the point in the bone marrow cavity, is a control mouse. Increased in KO mice. Conversely, the trabecular star volume (V * tr) (FIG. 25b), which is the average of the volume from the point in the trabecular bone to the end of the bone mass in all directions, is KO mice compared to control mice in both males and females. It was decreasing at. In addition, when the connection point of trabecular bone is defined as a nodule (Nd) and the free end that is not connected to other bone mass is defined as the end, the Nd number per tissue mass (FIG. 25c) is the control mouse for both males and females. Decreased in KO mice. Furthermore, the total length of skeletal lines per tissue mass (Total strut length) (FIG. 25d) was also decreased in KO mice compared to control mice in both males and females. FIG. 26 shows an image actually taken by micro CT.

これらのこと結果からも,KOマウスの骨では粗鬆化が進んでいることが明らかとなった。   From these results, it became clear that the bones of KO mice are becoming coarse.

(実施例8:全身性コンディショナルKOマウスの膝関節温存薄切標本を用いた骨形態計測)
シノビオリンKOによる骨形態への影響を詳細に調べるため,マウス大腿骨・脛骨の標本を作製し骨形態計測を行った。骨形態計測のための標本は,実施例3に記載したものと同様の手順で作成し,同様の方法で骨形態計測,顕微鏡観察を行った。
(Example 8: Bone morphometry using a knee joint-preserved slice of a generalized conditional KO mouse)
In order to investigate the effect of Synoviolin KO on bone morphology in detail, we prepared mouse femur and tibia specimens and measured bone morphology. Samples for bone morphometry were prepared in the same procedure as described in Example 3, and bone morphometry and microscopic observation were performed in the same manner.

作成したマウス摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いて,関節軟骨幅の計測を行った。結果を図27に示す。また,これら膝関節温存薄切標本を顕微鏡で観察した画像を図29に示す。   The width of the articular cartilage was measured using the prepared knee-preserved slices of the femur and tibia. The results are shown in FIG. Further, FIG. 29 shows an image obtained by observing these knee joint-preserving sliced specimens with a microscope.

雄では,脛骨外側の関節軟骨幅と大腿骨外側の関節軟骨幅は,コントロールマウスに比べKOマウスで狭くなっていることが認められた(図27a,図27c)。また,雄では,脛骨内側の軟骨幅が広くなっていた(図27b)。雌雄ともに大腿骨内側の軟骨幅には差が見られなかった(図27d)。   In males, the width of articular cartilage outside the tibia and the width of articular cartilage outside the femur were found to be narrower in KO mice than in control mice (FIGS. 27a and 27c). In males, the width of the cartilage inside the tibia was wide (FIG. 27b). There was no difference in the cartilage width inside the femur in both sexes (FIG. 27d).

次に,マウス摘出大腿骨・脛骨の膝関節温存薄切標本を用いて,成長速度測定,成長軟骨幅,肥大軟骨細胞計測および破軟骨細胞数を計測した。結果を図28〜図30に示す。   Next, we measured the growth rate, growth cartilage width, hypertrophic chondrocyte count, and number of chondrocytes using the knee-preserved slices of the isolated femur and tibia of the mouse. The results are shown in FIGS.

雌雄ともにコントロールマウスに比べKOマウスにおいて,長軸骨形成速度が増加し(図28a),成長板軟骨幅が短縮していた(図28b)。さらに,雌雄ともに成長板軟骨を構成する細胞のうち,最終分化した肥大軟骨細胞は,コントロールマウスに比べKOマウスにおいて顕著に減少していた(図28c,図28d)。   In both males and females, the long bone formation rate was increased in KO mice compared to control mice (FIG. 28a), and the growth plate cartilage width was shortened (FIG. 28b). Furthermore, among the cells constituting the growth plate cartilage in both sexes, the terminally differentiated hypertrophic chondrocytes were significantly reduced in the KO mice compared to the control mice (FIGS. 28c and 28d).

また,顕微鏡観察の結果,KOマウスでは,成長板軟骨幅が短く,肥大軟骨細胞が減少していた(図29)。さらに,成長板軟骨直下に標識剤の沈着が見られ,内軟骨性骨化が正常に進行していない様子(長軸骨成長速度の遅延)が観察された。雌雄ともに破軟骨細胞数は,コントロールマウスに比べKOマウスで増加していた(図30)。   Further, as a result of microscopic observation, in the KO mouse, the width of the growth plate cartilage was short and the number of hypertrophic chondrocytes was decreased (FIG. 29). In addition, deposition of the labeling agent was observed directly under the growth plate cartilage, and the appearance of endochondral ossification did not proceed normally (delay of the long axis bone growth rate). The number of osteoclast cells in both males and females was increased in KO mice compared to control mice (FIG. 30).

(実施例9:全身性コンディショナルKOマウスの大腿骨骨幹部研磨標本を用いた骨形態計測)
マウス摘出大腿骨を用いて,大腿骨骨幹部研磨標本を作製し,形態計測を行った。結果を図31〜図34に示す。
(Example 9: Measurement of bone morphology using a ground specimen of a femoral shaft of systemic conditional KO mice)
Using the femoral bone of the mouse, we prepared a ground specimen of the femoral shaft and measured the morphology. The results are shown in FIGS.

雌雄ともに全円柱は,コントロールマウスとKOマウスの間では差が認められなかった(図31a)。一方,骨髄量は,雌雄ともにコントロールマウスに比べKOマウスでやや増加していた(図31b)。また,皮質骨幅はコントロールマウスに比べKOマウスでやや減少していた(図31c)。   In both males and females, no difference was observed between the control mice and the KO mice in the whole column (FIG. 31a). On the other hand, the amount of bone marrow was slightly increased in KO mice compared to control mice in both sexes (FIG. 31b). Cortical bone width was slightly decreased in KO mice compared to control mice (FIG. 31c).

これらのことから,KOマウスの骨では,pQCTで得られた結果と同様,骨髄腔側からの骨リモデリングが正常に機能していない可能性がある。   From these facts, bone remodeling from the bone marrow cavity may not function normally in the bones of KO mice, similar to the results obtained with pQCT.

また,皮質骨外膜面および皮質骨内膜面における吸収面(ES),類骨面(OS),静止面(QS)の割合を比較すると,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスでは,皮質外膜面においても皮質骨内膜面においても類骨面が減少していた(図32a,図32b)。また,皮質骨内膜面では,吸収面が増加していた。さらに,コントロールマウスに比べてKOマウスでは,多孔エリアの増加が認められた(図32c)。   In addition, when comparing the ratios of the resorption surface (ES), osteoid surface (OS), and rest surface (QS) on the cortical epicardial surface and cortical endocardial surface, the cortex was higher in KO mice than in control mice in both males and females. The osteoid surface decreased on both the epicardial surface and the cortical endosteal surface (FIGS. 32a and 32b). In addition, the resorption surface increased on the cortical endosteal surface. Furthermore, an increase in the porous area was observed in KO mice compared to control mice (FIG. 32c).

次に,骨石灰化速度(図33a),骨形成速度(図33b),骨表面あたりの石灰化面の割合(図33c)について比較した。雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスでは,皮質骨外膜面(Ps),皮質骨内膜面(Es)の両者において,いずれの項目も低下していた。   Next, the bone mineralization rate (FIG. 33a), the bone formation rate (FIG. 33b), and the ratio of the mineralized surface per bone surface (FIG. 33c) were compared. In both male and female KO mice, both the cortical epicardial surface (Ps) and the cortical endosteal surface (Es) decreased in both items compared to the control mice.

次に,大腿骨骨幹部研磨標本の顕微鏡観察の結果を図34に示す。   Next, FIG. 34 shows the result of microscopic observation of the femoral shaft polished specimen.

コントロールマウスでは楕円状である横断面が,KOマウスでは円状になっていた。また,KOマウスでは,骨細胞が肥大しており,骨細管が太く,途切れている様子が観察された。   The control mouse had an elliptical cross section and the KO mouse had a circular shape. In KO mice, bone cells were enlarged and bone tubules were thick and interrupted.

(実施例10:全身性コンディショナルKOマウスの大腿骨骨幹部研磨標本を用いた海綿骨形態計測)
マウス摘出大腿骨を用いて,膝関節温存薄切標本を作製し,海綿骨の形態計測を行った。結果を図35〜図38に示す。
(Example 10: cancellous bone morphometry using a whole body conditional KO mouse femoral shaft polished specimen)
Using a femoral bone from a mouse, we prepared a knee joint-preserved slice and measured the morphology of the cancellous bone. The results are shown in FIGS.

二次海綿骨表面における吸収面(ES),類骨面(OS),静止面(QS)の割合を比較すると,雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスでは吸収面,静止面の割合が増加し,類骨面の割合が減少していた(図35a)。また,雄では,コントロールマウスに比べKOマウスで破骨細胞数が増加していた(図35b)。さらに,雌雄ともにコントロールマウスに比べKOマウスにおいて,類骨幅と骨芽細胞数が減少していた(図35c,図35d)。   Comparing the proportions of the resorption surface (ES), osteoid surface (OS), and resting surface (QS) on the secondary cancellous bone surface, the proportions of the resorbing surface and resting surface increased in KO mice compared to control mice in both males and females. , The proportion of osteoid surface decreased (Fig. 35a). In males, the number of osteoclasts increased in KO mice compared to control mice (FIG. 35b). Furthermore, the width of osteoids and the number of osteoblasts were decreased in KO mice compared to control mice in both sexes (FIGS. 35c and 35d).

次に,二次海綿骨表面における骨石灰化速度(図36a),骨形成速度(図36b,図36c),骨表面あたりの石灰化面の割合(図36d)を比較した。雌雄ともにコントロールマウスに比べKOマウスで,すべての項目が低下していた。   Next, the bone mineralization rate on the secondary cancellous bone surface (FIG. 36a), the bone formation rate (FIGS. 36b and 36c), and the ratio of the mineralized surface per bone surface (FIG. 36d) were compared. In both males and females, all items were lower in KO mice than in control mice.

次に,二次海綿骨表面における骨量および骨梁幅を測定した。雌雄ともにコントロールマウスに比べてKOマウスにおいて,二次海綿骨表面における骨量(図37a)および骨梁幅(図37b)は低下していた。   Next, the bone mass and trabecular width on the secondary cancellous bone surface were measured. In both males and females, the bone mass (FIG. 37a) and trabecular width (FIG. 37b) on the secondary cancellous bone surface were lower in KO mice than in control mice.

次に,膝関節温存薄切標本の顕微鏡観察の結果を図38に示す。   Next, FIG. 38 shows the results of microscopic observation of the knee joint-preserved sliced specimen.

KOマウスの二次海綿骨表面では,類骨の減少が認められた。また,コントロールマウスでみられる骨芽細胞の規則的な配列が失われていた。また,破骨細胞は多核で巨大化しており,骨吸収が盛んに行われている様子が観察された。骨細胞の肥大化も観察された。さらに,KOマウスでは静脈洞が観察され,個体が瀕死の状態であることが推察された。   On the secondary cancellous bone surface of KO mice, a decrease in osteoids was observed. In addition, the regular arrangement of osteoblasts found in control mice was lost. In addition, osteoclasts were multinucleated and enlarged, and bone resorption was actively observed. Bone cell hypertrophy was also observed. Furthermore, venous sinuses were observed in KO mice, suggesting that the individual was moribund.

本発明は,骨粗鬆症のモデル動物の作成方法などに関するため,例えば,医薬産業や実験機材産業において利用されうる。   Since the present invention relates to a method for creating a model animal for osteoporosis, the present invention can be used, for example, in the pharmaceutical industry and the experimental equipment industry.

配列番号2:合成RNA
配列番号3:合成RNA
配列番号4:合成RNA
配列番号5:合成RNA
配列番号6:合成RNA
配列番号7:合成RNA
SEQ ID NO: 2: Synthetic RNA
Sequence number 3: Synthetic RNA
Sequence number 4: Synthetic RNA
Sequence number 5: Synthetic RNA
Sequence number 6: Synthetic RNA
Sequence number 7: Synthetic RNA

Claims (6)

非ヒト哺乳動物におけるシノビオリンタンパク質の発現又は機能を阻害する工程を含む,非ヒト骨粗鬆症モデル動物の作成方法。   A method for producing a non-human osteoporosis model animal, comprising a step of inhibiting the expression or function of Synoviolin protein in a non-human mammal. 請求項1に記載の方法であって,
前記非ヒト哺乳動物におけるシノビオリンタンパク質の発現又は機能を阻害する工程が,シノビオリン遺伝子をノックアウト又はノックダウンする工程を含む,
方法。
The method of claim 1, comprising:
The step of inhibiting the expression or function of synoviolin protein in the non-human mammal comprises the step of knocking out or knocking down the synoviolin gene,
Method.
請求項1に記載の方法であって,
前記非ヒト骨粗鬆症モデル動物は,骨芽細胞の活性が阻害された非ヒト骨粗鬆症モデル動物である,
方法。
The method of claim 1, comprising:
The non-human osteoporosis model animal is a non-human osteoporosis model animal in which osteoblast activity is inhibited,
Method.
被検物質の骨粗鬆症の治療効果を評価する方法であって,
請求項1に記載の方法に従って,非ヒト骨粗鬆症モデル動物を作成する工程と,
前記非ヒト骨粗鬆症モデル動物に前記被検物質を投与する工程と,
前記被検物質が投与された前記非ヒト骨粗鬆症モデル動物を分析する工程とを含む,
方法。
A method for evaluating the therapeutic effect of a test substance on osteoporosis,
Producing a non-human osteoporosis model animal according to the method of claim 1;
Administering the test substance to the non-human osteoporosis model animal;
Analyzing the non-human osteoporosis model animal to which the test substance has been administered,
Method.
担体と,有効成分としての非ヒト哺乳動物におけるシノビオリンタンパク質の発現又は機能を阻害するシノビオリン阻害剤を含み,
前記シノビオリン阻害剤が,
シノビオリンのsiRNA,シノビオリンのデコイ核酸又はシノビオリンのアンチセンス核酸;
配列番号2〜6から選択される一の塩基配列,これらの塩基配列と相補の塩基配列,又はこれらのいずれかの塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有する,シノビオリンのsiRNA;及び
配列番号7で示される塩基配列又は配列番号7で示される塩基配列から1又は2個の塩基が置換,挿入,欠失又は付加した塩基配列を有するシノビオリンのデコイ核酸
のいずれか又は2種以上を含む,
骨芽細胞の活性阻害組成物。
A carrier and a synoviolin inhibitor that inhibits the expression or function of synoviolin protein in a non-human mammal as an active ingredient,
The synoviolin inhibitor is
Synoviolin siRNA, Synoviolin decoy nucleic acid or Synoviolin antisense nucleic acid;
One base sequence selected from SEQ ID NOs: 2 to 6, a base sequence complementary to these base sequences, or a base in which 1 or 2 bases are substituted, inserted, deleted or added from any of these base sequences Synoviolin siRNA having the sequence; and a base sequence represented by SEQ ID NO: 7 or a synoviolin decoy having a base sequence in which one or two bases are substituted, inserted, deleted or added from the base sequence represented by SEQ ID NO: 7 Including any one or more of nucleic acids,
A composition for inhibiting the activity of osteoblasts.
請求項5に記載の骨芽細胞の活性阻害組成物を含む,骨粗鬆症モデル動物を作成するための組成物。
A composition for preparing an osteoporosis model animal, comprising the osteoblast activity inhibiting composition according to claim 5.
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