JP2019103471A - Gene-transfer vector for mammalian cells - Google Patents

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Abstract

To provide gene introduction means capable of introducing a gene larger than before into non-human animal cells, and making the acquisition rate of transgenic animals close to 100%, for the purpose of creating transgenic non-human model animals of genes related to advanced functions.SOLUTION: Using a piggyBac transposase and a piggyBac transposon vector to which a transposon region comprising a foreign protein promoter DNA that functions in mammalian cells and a DNA encoding a foreign protein operably linked downstream of the promoter DNA as well as a DNA encoding fluorescent protein for determination at downstream of the promoter DNA for determination functioning in mammalian cells and upstream of an ITR sequence are operably linked, the DNA encoding the foreign protein is introduced into a genomic DNA of a host.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、哺乳動物細胞への外来遺伝子導入用piggyBacトランスポゾンベクターに関し、本発明によると、該ベクターと、piggyBacトランスポゼーズとを使用することにより、非ヒト哺乳動物初期胚等に遺伝子を導入して、ヒト疾患モデル動物として利用できるトランスジェニック非ヒト哺乳動物を作出し、また、スクリーニング用外来遺伝子導入細胞を調製することができる。   The present invention relates to a piggyBac transposon vector for foreign gene transfer into mammalian cells, and according to the present invention, a gene is introduced into a non-human mammalian early embryo or the like by using the vector and piggyBac transposase. Thus, transgenic non-human mammals that can be used as human disease model animals can be produced, and foreign transgenic cells for screening can be prepared.

遺伝子導入法は、インビボやインビトロにおいて遺伝子やタンパク質の機能を研究する上で重要な手法であり、ヒトの疾患に関与する遺伝子を非ヒト動物に導入することによりノックイン非ヒト動物を作出すること、ヒトの疾患に関与する遺伝子の非ヒト動物における相同遺伝子をノックアウトすることによりノックアウト非ヒト動物を作出すること等の遺伝子操作により非ヒトトランスジェニック動物を作出し、これらの動物をヒト疾患モデル動物として利用することが広く行われている。とりわけ、マウスは、遺伝子ノックアウト・ノックイン技法の適用が容易な動物であり、ヒト疾患モデルマウスとして広く用いられている。   The gene transfer method is an important method for studying the function of genes and proteins in vivo and in vitro, and is to create knock-in non-human animals by introducing genes involved in human diseases into non-human animals. Non-human transgenic animals are created by genetic manipulation such as creating knockout non-human animals by knocking out homologous genes in non-human animals of genes involved in human diseases, and these animals are used as human disease model animals. It is widely used. In particular, mice are animals to which the gene knockout / knockin technique is easily applied, and are widely used as human disease model mice.

しかしながら、げっ歯類と霊長類の間には、解剖学的相違、疾病に対する感受性の相違、認知機能の相違等があるため、ヒト疾患モデルマウスを用いて得られた結果をそのままヒトへ適用することは困難な場合がある。そこで、ヒトに近い霊長類をヒト疾患モデル動物として用いて、霊長類における共通のメカニズムに関わる、神経、臓器の再生医療に関する研究や脳の高次機能に関する分野の研究を行うことにより、より精度の高い有効性の評価を行うことが期待されている。モデルマウスの作出においては、遺伝子導入の成否を問わず母親の胎内に戻し、得られた多数の産子について遺伝子導入が行われているか否かを確認することが常法として行われているが、霊長類のモデル動物においては、外来遺伝子の初期胚への導入効率が低いうえに、倫理的観点から、少数の動物を長期飼育して最大の情報収集を得ることや、動物自体の福祉向上及び苦痛の軽減・排除が求められている。また、かかるトランスジェニック動物の作出においては、受精卵が胚盤胞に達する数日間のうちに遺伝子が導入されたか否かを判別する必要があり、インビトロでの細胞実験のように長期間の培養が必要な抗生物質の耐性遺伝子のマーカーとして利用は好ましくないとされる。   However, due to anatomical differences, differences in susceptibility to diseases, differences in cognitive function, etc. between rodents and primates, the results obtained using human disease model mice are directly applied to humans. Things can be difficult. Therefore, by using primates close to humans as human disease model animals, research on regenerative medicine for nerves and organs and research on higher-order functions of the brain, which are involved in common mechanisms in primates, are more accurate. It is expected to make a high effectiveness assessment. In the production of model mice, it is a common practice to return to the mother's womb regardless of the success or failure of gene transfer, and to check whether gene transfer has been performed for a large number of offspring obtained. In addition, in model animals of primates, the efficiency of introducing foreign genes into early embryos is low, and from the ethical point of view, it is possible to breed a few animals for a long period of time to obtain maximum information collection and improve the welfare of animals themselves. And relief and elimination of pain are required. In addition, in the production of such a transgenic animal, it is necessary to determine whether or not a gene has been introduced within several days when the fertilized egg reaches the blastocyst, and long-term culture is carried out as in the in vitro cell experiment. Its use as a marker for antibiotic resistance genes that are required is considered to be undesirable.

これまで、外来遺伝子を霊長類のゲノムDNAに導入する方法としては、げっ歯類同様受精卵注入用DNA断片等の受精卵注入用DNAベクターをマイクロインジェクションする方法や、受精卵に注入する極細ピペットを用いて、顕微鏡下で未受精卵子に精子と一緒に目的外来遺伝子を注入するICSI−Tr(intracytoplasmic sperm injection mediated transgenesis)法や、霊長類動物初期胚をスクロース処理して囲卵腔の容積を増加させ、初期胚の囲卵腔にプロモーターに作動可能に連結したヒト外来遺伝子を含むレンチウイルスベクターを注入して外来遺伝子を導入することによりヒト疾患モデル霊長類動物を作出する方法(例えば、特許文献1等参照)が提案されてきたが、マイクロインジェクションやICSI−Tr法による場合は、その成功率は5%程度といわれており、また、ウイルスベクターとしてレンチウイルスベクターを用いた場合においても、その成功率は20%程度にとどまっているとされる。また、かかるレンチウイルスベクター法は、8.5kb以上の外来遺伝子の導入が困難であるとされており、より大きな遺伝子を挿入することができる方法の開発が望まれている。   So far, as a method for introducing foreign genes into the genomic DNA of primates, there is a method similar to rodents, such as a method of microinjecting a DNA vector for fertilized egg injection such as a DNA fragment for fertilized egg injection, a micropipette injected into fertilized eggs Inject the target foreign gene into the unfertilized ova together with the spermatozoa under the microscope using ICSI-Tr (intracytoplasmic sperm injection mediated transgenesis) method or the initial primate embryo is treated with sucrose to make the volume of the egg cavity A method for producing a human disease model primate by introducing a lentiviral vector containing a human foreign gene operably linked to a promoter into the periplasmic space of an early embryo and introducing the foreign gene (eg, a patent) Reference 1) has been proposed, but in the case of microinjection or ICSI-Tr method, its success rate And it is said to about 5%, the addition, in the case of using the lentiviral vectors as viral vectors, its success rate is that only about 20%. In addition, such lentiviral vector method is considered to be difficult to introduce a foreign gene of 8.5 kb or more, and development of a method capable of inserting a larger gene is desired.

一方、トランスポゾンは、B.マクリントックにより最初に明らかにされた染色体上を移動する遺伝子であり、このトランスポゾンに関して、トウモロコシの種子や植物体に含まれるアントシアニン遺伝子や、胚乳の黄色デンプンの遺伝子などの発現を変化させる制御遺伝子が、一つの染色体から他の染色体に移動していることが知られている。   On the other hand, the transposon is B.I. It is a gene that moves on a chromosome that was first revealed by macrintok, and for this transposon, a control gene that changes the expression of the anthocyanin gene contained in corn seeds and plants, the gene of yellow starch in endosperm, etc. It is known that one chromosome moves to another chromosome.

なかでも、鱗翅目昆虫ウイルス由来のトランスポゾンであるpiggyBacは、腫瘍発生リスクを高めることがなく、ヒト・マウス・ラット由来細胞で使用できることが知られており、piggyBacトランスポゾンを用いてカイコ染色体へ安定に導入し、その外来遺伝子がコードするタンパク質を発現させる方法が、クラゲ緑色蛍光タンパク質をモデルとして研究され、交配により子孫へと遺伝子が安定に伝わることも確認されている(例えば、非特許文献1参照)。   Among them, piggyBac, which is a transposon derived from lepidopteran insect virus, is known to be usable in cells derived from human, mouse and rat without increasing the risk of developing a tumor, and stable to silkworm chromosomes using piggyBac transposon Methods for introducing and expressing the protein encoded by the foreign gene have been studied using jellyfish green fluorescent protein as a model, and it has also been confirmed that the gene is stably transmitted to the offspring by mating (for example, see Non-patent Document 1) ).

また、少なくとも1.5kbのインサートを有するpiggyBac様トランスポゾンを細胞のゲノムDNAを含むトランスジェニック非ヒト脊椎動物を作出する方法(例えば、特許文献2参照)が提案されているが、マウス生殖細胞系におけるpiggyBac転移の検討においては、トランスポゾンドナープラスミドとトランスポゼーズヘルパープラスミドの前核同時注入を行った場合の、トランスジェニックマウスにおける転移の解析において、創始系統の34.8%(62/184)がPB[Act−RFP]一重陽性であり、0.5%(1/184)がAct−PBアーゼ一重陽性であり、2.7%(5/184)が二重陽性であったことが示されており、100%のトランスジェニック動物の取得率とはほど遠い状況であるといえる。   In addition, a method for producing a transgenic non-human vertebrate containing a genomic DNA of a cell containing a piggyBac-like transposon having an insert of at least 1.5 kb has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In the study of piggyBac transfer, 34.8% (62/184) of founders were PB in analysis of transfer in transgenic mice when pronuclear co-injection of transposon donor plasmid and transposase helper plasmid was performed. [Act-RFP] single positive, 0.5% (1/184) positive for Act-PBase, 2.7% (5/184) double positive And it is far from obtaining 100% of transgenic animals. That.

国際公開WO2009/096101号パンフレットInternational Publication WO2009 / 096101 Pamphlet 特開2008−545375公報JP, 2008-545375, A

Nature Biotechnology 18,81-84,2000Nature Biotechnology 18, 81-84, 2000

本発明の課題は、より高度な機能に関連する遺伝子のトランスジェニック非ヒトモデル動物を作出するために、従来よりも大きい遺伝子を非ヒト動物細胞に導入することができ、かつ、トランスジェニック動物の取得率を100%に近い値とする遺伝子導入手段を提供することにある。   It is an object of the present invention to introduce a gene larger than before into non-human animal cells in order to create a transgenic non-human model animal of a gene associated with higher function, and a transgenic animal The purpose is to provide a means for introducing a gene whose acquisition rate is close to 100%.

上述のとおり、従来は、トランスポゾンを使用しても目的のトランスジェニック動物を取得できる確率は非常に低いものであった。その理由の一つとして、例えば、蛍光タンパク質をコードするゲノムDNAを導入することを目的として、トランスポゾンを含むプラスミドを細胞に注入した場合、宿主細胞のゲノムDNAに導入する目的とされた蛍光タンパク質をコードするDNAがゲノムDNAに導入されないときでも、注入してしばらくは、細胞質や核内で蛍光タンパク質が蛍光を発するため、蛍光タンパク質をコードするDNAがゲノムDNAに導入された細胞を決定するためには、相当期間にわたり細胞の培養・増殖を継続することが必要であり、細胞が受精卵である場合には、適切な時期に蛍光タンパク質をコードするDNAがゲノムDNAに導入された細胞を仮親等へ移植することは困難であった。   As described above, conventionally, the probability of obtaining a target transgenic animal using a transposon was very low. As one of the reasons, for example, when a plasmid containing a transposon is injected into a cell for the purpose of introducing a genomic DNA encoding a fluorescent protein, the intended fluorescent protein is introduced into the genomic DNA of a host cell. Even if the coding DNA is not introduced into the genomic DNA, for a while after injection, the fluorescent protein fluoresces in the cytoplasm or nucleus so that it is possible to determine the cells into which the DNA encoding the fluorescent protein has been introduced genomic DNA. It is necessary to continue culture and growth of the cells for a considerable period of time, and when the cells are fertilized eggs, the cells in which the DNA encoding the fluorescent protein has been introduced into the genomic DNA at an appropriate time are temporary parents Porting was difficult.

例えば、従来のpiggyBac Transposon Vector Systemを用いた場合には、長期的に培養した場合に、結果的にGFPが発現し続けている安定株を得ることはできる可能性があるが、ピューロマイシンの薬剤選抜によりGFP陽性株が得られているともいえ、ソーティングでGFP陽性細胞を選んできても、ピューロマイシンをかけなければそのうちGFP陰性の細胞がでてくることが予想される。しかし、より短期間で遺伝子導入細胞を選別できることが可能になれば、染色体への遺伝子導入前(エピソーマルな発現)と後での発現の違いを見たり、短期的な培養をする細胞や胚の遺伝子導入選別に特に有効となる。 For example, when using the conventional piggyBac Transposon Vector System, it may be possible to obtain a stable strain in which GFP continues to be expressed as a result of long-term culture , but the puromycin drug Although GFP-positive strains are obtained by selection, even if GFP-positive cells are selected by sorting, it is expected that GFP-negative cells will be produced among them unless puromycin is applied. However, if it becomes possible to select transgenic cells in a shorter period of time, it is possible to see the difference between the expression before (episomal expression) and the later expression of gene transfer to chromosomes, and for cells and embryos that undergo short-term culture. It is particularly effective for gene transfer screening.

本発明者らは、外来タンパク質をコードするDNAを宿主のゲノムDNAに導入するために、5’末端側の末端逆位配列(ITR;inverted terminal repeats)を含む5’末端側piggyBacトランスポゾン配列と、3’末端側の末端逆位配列を含む3’末端側piggyBacトランスポゾン配列との間に、哺乳動物細胞で機能する外来タンパク質プロモーターDNAと該プロモーターDNAの下流に作動可能に連結された外来タンパク質をコードするDNAを含むトランスポゾン領域と、哺乳動物細胞で機能する判定用プロモーターDNAの下流かつITR配列の上流に判定用蛍光タンパク質をコードするDNAを作動可能に連結したpiggyBacトランスポゾンベクターと、piggyBacトランスポゼーズとを用いて検討を行った。上記外来タンパク質としてGFP((Green Fluorescent Protein)を用い、判定用蛍光タンパク質としてKO(Kusabira-Orange:クサビラオレンジ)を用いたトランスポゾンベクターをpiggyBacトランスポゼーズとともに、ヒト293T細胞に注入したところ、5日目ごろまでに判定用蛍光タンパク質の蛍光が急速に減衰した細胞において、上記GFPをコードするDNAが細胞のゲノムDNAに導入されていることを見いだした。   The present inventors have introduced a 5 'end piggyBac transposon sequence including an inverted terminal sequence (ITR) (inverted terminal repeats) to introduce DNA encoding a foreign protein into host genomic DNA. A foreign protein promoter DNA that functions in mammalian cells and a foreign protein operably linked to the downstream of the promoter DNA are encoded between the 3 'end piggyBac transposon sequence that includes the 3' inverted tail sequence. A piggyBac transposon vector operably linked to a transposon region containing the DNA to be detected, a DNA encoding a fluorescent protein for determination downstream of the promoter DNA for determination which functions in mammalian cells and upstream of the ITR sequence, and piggyBac transposase We examined using . When a transposon vector using GFP ((Green Fluorescent Protein) as the above foreign protein and KO (Kusabira-Orange: Kusabira orange) as the fluorescent protein for determination was injected into human 293T cells together with the piggyBac transposase, In cells in which the fluorescence of the fluorescent protein for determination was rapidly attenuated by the day, it was found that the DNA encoding the GFP was introduced into the genomic DNA of the cells.

同様の検討をマウスの受精卵や霊長類の受精卵について行ったところ、piggyBacトランスポゾンベクターを注入後、24時間までに上記KOの蛍光が急速に減衰し、GFPが発現し続けている細胞において、上記外来タンパク質であるGFPをコードするDNAがゲノムDNAに導入されていることを確認した。また、トランスジェニック非ヒトモデル動物の作出において、KOの蛍光が急速に減衰し、GFPが発現している胚を選択し、トランスポゾン注入後96〜120時間に仮親へ移植することにより、GFPをコードする遺伝子が受精卵細胞のゲノムに組み込まれたトランスジェニック非ヒトモデル動物の作出の成功率が飛躍的に上昇した。これまで、外来遺伝子が導入された細胞の選択は、不可能ではないもののその確率は低く、実験者の勘やノウハウに頼ることも多いものであったが、かかる方法を用いることにより、判定用蛍光タンパク質の蛍光が急速に減衰した細胞を外来遺伝子が導入された細胞として選択できる確率が顕著に高くなったことを確認して、本発明を完成するに至った。   Similar examinations were carried out on mouse fertilized eggs and primate fertilized eggs. After injection of the piggyBac transposon vector, the above-mentioned KO fluorescence was rapidly attenuated by 24 hours, and in cells in which GFP was continuously expressed, It was confirmed that the DNA encoding the foreign protein GFP was introduced into the genomic DNA. In addition, in the production of a transgenic non-human model animal, GFP fluorescence is rapidly attenuated and GFP is encoded by selecting an embryo expressing GFP and transferring it to a temporary parent 96 to 120 hours after transposon injection. The success rate of the creation of transgenic non-human model animals whose genes have been integrated into the genome of fertilized egg cells has dramatically increased. Until now, selection of cells into which a foreign gene has been introduced is not impossible, but its probability is low, and often relied on the intuition and know-how of the experimenter. It has been confirmed that the probability that cells in which the fluorescence of the fluorescent protein has been rapidly attenuated can be selected as cells into which foreign genes have been introduced is significantly increased, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下の特許請求の範囲に記載された事項により特定される。
[1](A)外来遺伝子導入判定領域及び(B)piggyBacトランスポゾン領域を含む、哺乳動物細胞への外来遺伝子導入用ベクターであって;
上記(A)外来遺伝子導入判定領域が、(a1)哺乳動物細胞で機能する判定用プロモーターDNA、及び(a2)前記判定用プロモーターDNAの下流に作動可能に連結している判定用蛍光タンパク質をコードするDNAを含み、上記(B)piggyBacトランスポゾン領域が、(b1)5’末端側と3’末端側とに付加されたpiggyBacトランスポゼーズが認識する一対のpiggyBacトランスポゾン配列、及び、該トランスポゾン配列間に配置された(b2)哺乳動物細胞で機能する外来タンパク質プロモーターDNAと、(b3)前記外来タンパク質プロモーターDNAの下流に作動可能に連結された蛍光標識タンパク質を含む外来タンパク質をコードするDNAを含むことを特徴とする外来遺伝子導入用ベクター。
[2]蛍光標識タンパク質を含む外来タンパク質が、蛍光標識タンパク質に加えて、さらに1又は2以上の目的タンパク質を含むことを特徴とする上記[1]記載のベクター。
[3]外来遺伝子導入判定領域が、さらに(a3)タンパク質不安定化ペプチドをコードするDNAを含むことを特徴とする上記[1]又は[2]記載のベクター。
[4]外来遺伝子導入判定領域の蛍光タンパク質が発する蛍光と蛍光標識タンパク質が発する蛍光が補色の関係にあることを特徴とする上記[1]〜[3]のいずれか記載のベクター。
[5]上記[1]〜[4]いずれか記載のpiggyBac外来遺伝子導入用ベクターと、piggyBacトランスポゼーズとを備える外来遺伝子導入用ベクターキット。
[6]以下の(イ)〜(ニ)の工程を備える外来遺伝子導入細胞を選択する方法。
(イ)上記[1]〜[4]いずれか記載の外来遺伝子導入用ベクターを準備する工程;
(ロ)哺乳類動物の細胞を調製する工程;
(ハ)上記(イ)で準備した外来遺伝子導入用ベクターとpiggyBacトランスポゼーズとを細胞に注入する工程;
(ニ)外来遺伝子導入用ベクターによる判定用蛍光タンパク質の蛍光が急速に減衰している細胞を外来遺伝子が導入された外来遺伝子導入細胞として選択する工程;
[7]外来遺伝子導入細胞が受精卵であることを特徴とする上記[6]記載の方法。
[8]上記[7]記載の方法により選択された外来遺伝子導入受精卵を非ヒト哺乳類動物仮母に移植し、産子を取得する工程を含むことを特徴とする非ヒト哺乳類トランスジェニック動物を作出する方法。
[9]上記[8]記載の方法により作出された非ヒト哺乳類トランスジェニック動物から得られた、外来遺伝子を有し、生殖能・受精能を有する非ヒト哺乳類トランスジェニック動物細胞。
That is, the present invention is specified by the matters described in the following claims.
[1] A vector for introducing a foreign gene into a mammalian cell, comprising (A) a foreign gene transfer determining region and (B) a piggyBac transposon region;
The (A) foreign gene introduction determination region codes (a1) a promoter DNA for determination that functions in mammalian cells, and (a2) a fluorescent protein for determination operably linked downstream of the promoter DNA for determination. (B1) a pair of piggyBac transposon sequences recognized by the piggyBac transposase, wherein the (B1) piggyBac transposon region is added to the 5 'end and the 3' end of the And (b3) a DNA encoding a foreign protein comprising a fluorescently labeled protein operably linked to the downstream of the foreign protein promoter DNA, and (b3) A vector for foreign gene transfer characterized by
[2] The vector according to the above-mentioned [1], wherein the foreign protein containing a fluorescently labeled protein further contains one or more target proteins in addition to the fluorescently labeled protein.
[3] The vector according to [1] or [2] above, wherein the foreign gene transfer determination region further comprises (a3) a DNA encoding a protein destabilizing peptide.
[4] The vector according to any one of the above [1] to [3], wherein the fluorescence emitted from the fluorescent protein in the foreign gene transfer determination region and the fluorescence emitted from the fluorescently labeled protein are in a complementary color relationship.
[5] A vector kit for foreign gene transfer, comprising the piggyBac foreign gene transfer vector according to any one of the above [1] to [4], and piggyBac transposase.
[6] A method for selecting a foreign transgenic cell comprising the following steps (i) to (iv):
(A) preparing the foreign gene transfer vector according to any one of the above [1] to [4];
(B) preparing mammalian cells;
(Iii) injecting the foreign gene transfer vector prepared in (ii) above and piggyBac transposase into cells;
(D) selecting, as a foreign gene-transduced cell into which a foreign gene has been introduced, a cell in which the fluorescence of the fluorescent protein for determination by the vector for foreign gene introduction is rapidly attenuated;
[7] The method of the above-mentioned [6], wherein the foreign gene-transduced cell is a fertilized egg.
[8] A non-human mammalian transgenic animal comprising a step of transplanting a foreign gene-introduced fertilized egg selected by the method of the above-mentioned [7] onto a non-human mammalian temporary mother body and obtaining an offspring. How to make it.
[9] A nonhuman mammalian transgenic animal cell having a foreign gene and having fertility and fertility, which is obtained from the nonhuman mammalian transgenic animal produced by the method of the above-mentioned [8].

外来遺伝子導入判定領域とpiggyBacトランスポゾン領域を含むベクターの模式図である。(a)は、CMV−h(humanized :ヒト)KO1−d2PEST−ポリA−PB5’TR−CMVプロモーター−eGFP−ポリA−PB3’TRの構成であり、(b)は、CMVプロモーター−hKO1−d2PEST−ポリA−CMVプロモーター−hKO1d2PEST−ポリA−PB5’TR−CMVプロモータ−eGFP−ポリA−PB3’TRの構成である。FIG. 2 is a schematic view of a vector containing a foreign gene transfer determination region and a piggyBac transposon region. (A) shows the structure of CMV-h (humanized: human) KO1-d2PEST-polyA-PB5'TR-CMV promoter-eGFP-polyA-PB3'TR, and (b) shows the CMV promoter-hKO1- It is a structure of d2PEST-polyA-CMV promoter-hKO1d2PEST-polyA-PB5'TR-CMV promoter-eGFP-polyA-PB3'TR. KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターと、piggyBacトランスポゼーズ含有環状ベクターとをトランスフェクト後の293T細胞について、EGFPとKOの発現を経時的に観察した図である。倒立型蛍光顕微鏡による観察を(a1)及び(b1)に示す。FACS解析を(a2)及び(b2)に示す。It is the figure which observed the expression of EGFP and KO sequentially about 293T cells after transfecting a KO / EGFP-PB transposon containing cyclic vector and a piggyBac transposase containing cyclic vector. The observation by the inverted fluorescence microscope is shown in (a1) and (b1). FACS analysis is shown in (a2) and (b2). マウス胚の雄性前核にマイクロインジェクションした場合の倒立型蛍光顕微鏡により観察した図である。(a)は、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有直鎖ベクターと、piggyBacトランスポゼーズmRNAとをマイクロインジェクションした場合、(b)は、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有直鎖ベクターをマイクロインジェクションした場合、(c)は、EGFPがゲノムDNAに挿入されたと推定される細胞を観察した図である。It is the figure observed by the inverted fluorescence microscope at the time of carrying out microinjection to the male pronucleus of mouse embryo. When (a) is microinjected with a KO / EGFP-PB transposon-containing linear vector and with piggyBac transposase mRNA, (b) is when microinjected with a KO / EGFP-PB transposon-containing linear vector: (C) is the figure which observed the cell presumed that EGFP was inserted in genomic DNA. EGFPをコードするDNAを含む(a)直鎖ベクター又は(b)環状ベクターをマイクロインジェクションした場合の倒立型蛍光顕微鏡により観察した図である。It is the figure observed by the inverted fluorescence microscope at the time of microinjection of (a) linear vector or (b) circular vector containing DNA which codes EGFP. 野生型(ネガティブコントロール)、トランスジェニックマーモセット仔1及び仔2の胎盤、仔1及び仔2の毛根、仔1及び仔2の皮膚、仔1及び仔2の血液のRT−PCRの結果を示す。The results of RT-PCR of the blood of wild type (negative control), the placenta of transgenic marmoset pups 1 and 2 and the hair roots of pups 1 and 2 and the skins of pups 1 and 2 and pups 1 and 2 are shown. 変異LRRK2含有piggyBacベクターの構成を表す図である。FIG. 5 shows the construction of a mutated LRRK2-containing piggyBac vector. 変異LRRK2含有piggyBacベクターと、piggyBacトランスポゼーズ環状ベクターとをコトランスフェクト後の293T細胞について、EGFPとKOの発現を経時的に観察した図である。It is the figure which observed the expression of EGFP and KO sequentially about 293T cells after cotransfecting with a mutant LRRK2 containing piggyBac vector and a piggyBac transposase circular vector. G protein-coupled receptor 56(gpr56)ミニマムプロモーター含有piggyBacベクターの構成を表す図である。FIG. 6 shows the construction of the piggyBac vector containing the G protein-coupled receptor 56 (gpr56) minimal promoter. gpr56ミニマムプロモーター含有piggyBacベクターとpiggyBacトランスポゼーズベクターとをコトランスフェクト後のマウスニューロスフェアについて、CeruleanとEGFPとKOの発現を経時的に観察した図と発光を観察した図である。FIG. 7 shows the time course of observation of Cerulean, EGFP and KO expression and the light emission of the mouse neurosphere after cotransfecting the gpr56 minimal promoter-containing piggyBac vector with the piggyBac transposase vector. gpr56ミニマムプロモーター含有piggyBacベクターとpiggyBacトランスポゼーズmRNAをマウス胚の雄性前核にマイクロインジェクションし、蛍光発現を経時的に倒立型蛍光顕微鏡により観察した図である。It is a figure which microinjected gpr56 minimal promoter containing piggyBac vector and piggyBac transposase mRNA into the male pronucleus of mouse embryo, and observed fluorescence expression with an inverted fluorescence microscope temporally.

本発明の哺乳動物細胞への外来遺伝子導入用ベクターとしては、(A)外来遺伝子導入判定領域及び(B)piggyBacトランスポゾン領域を含むベクターであって、かつ、piggyBacトランスポゼーズ(トランスポゾン転移酵素)を使用することにより、公知のpiggyBacトランスポゾン転移機構を利用して哺乳動物細胞(宿主細胞)ゲノムへの外来遺伝子DNAの組み込みを行うことができるベクターであり、上記(A)外来遺伝子導入判定領域は、(a1)哺乳動物細胞で機能する判定用プロモーターDNAと、(a2)前記判定用プロモーターDNAの下流に作動可能に連結している判定用蛍光タンパク質をコードするDNAとを含み、上記(B)piggyBacトランスポゾン領域は、(b1)5’末端側と3’末端側に付加されたpiggyBacトランスポゼーズが認識する一対のpiggyBacトランスポゾン配列、及び、該トランスポゾン配列間に配置された(b2)哺乳動物細胞で機能する外来タンパク質プロモーターDNAと、(b3)前記外来タンパク質プロモーターDNAの下流に作動可能に連結された蛍光標識タンパク質とを含む外来タンパク質をコードするDNAを含むことを特徴とする領域であれば特に制限されず、上記(B)piggyBacトランスポゾン領域は、前記(A)外来遺伝子導入判定領域の上流又は下流に位置することができる。なお、本発明のpiggyBac外来遺伝子導入用ベクターは、該piggyBac外来遺伝子導入用ベクターとpiggyBacトランスポゼーズとを備える外来遺伝子導入用ベクターキットとして使用されることもできる。   The vector for foreign gene transfer into a mammalian cell of the present invention is a vector comprising (A) a foreign gene transfer determination region and (B) piggyBac transposon region, and comprising piggyBac transposase (transposon transfer enzyme) A vector capable of incorporating foreign gene DNA into mammalian cell (host cell) genome by using a known piggyBac transposon transfer mechanism by using, wherein the (A) foreign gene transfer determination region is (A1) a promoter DNA for determination which functions in mammalian cells, and (a2) a DNA encoding a fluorescent protein for determination operably linked downstream of the promoter DNA for determination, which is the above (B) piggyBac Transposon regions are (b1) 5 'end side and 3 A pair of piggyBac transposon sequences recognized by the piggyBac transposase added terminally, and (b2) a foreign protein promoter DNA functional in mammalian cells, which is disposed between the transposon sequences, and (b3) the foreign protein The region is not particularly limited as long as it is a region characterized by containing a DNA encoding a foreign protein including a fluorescently labeled protein operably linked downstream of the promoter DNA, and the (B) piggyBac transposon region is A) It can be located upstream or downstream of the foreign gene transfer determination region. The piggyBac foreign gene transfer vector of the present invention can also be used as a foreign gene transfer vector kit comprising the piggyBac foreign gene transfer vector and piggyBac transposase.

上記piggyBacトランスポゾン転移機構によると、piggyBacトランスポゼーズが、上記(B)のトランスポゾン領域に存在する一対のトランスポゾン配列を認識して、トランスポゾン配列のTTAA配列において、外来遺伝子DNA配列を含む領域を切り取り、切り取られた外来遺伝子のDNAを非ヒト哺乳動物(宿主)の細胞のゲノムDNAにおけるTTAA配列領域に挿入することにより、宿主細胞のゲノムDNAに外来遺伝子を導入することができる。   According to the piggyBac transposon transfer mechanism, the piggyBac transposase recognizes a pair of transposon sequences present in the transposon region of (B) above, and cuts out the region containing the foreign gene DNA sequence in the transposon sequence TTAA sequence, The foreign gene can be introduced into the genomic DNA of the host cell by inserting the DNA of the excised foreign gene into the TTAA sequence region in the genomic DNA of the non-human mammalian (host) cell.

本発明において哺乳動物細胞としては、マウス、ラット、ウサギ、ネコ、イヌ、ブタ、ウシ等とともに、サル、マーモセット等の非ヒト霊長類動物、ヒトの細胞を例示することができる。   In the present invention, examples of mammalian cells include mice, rats, rabbits, cats, dogs, pigs, cattle, etc., as well as non-human primates such as monkeys and marmosets, and human cells.

また、安楽殺を防ぐことがコスト的にまた倫理的に強く要求されているという点で、非ヒト霊長類モデル動物の作出を目的として本発明のキットを用いる場合においては、上記哺乳動物細胞としては、テナガザル等のテナガザル科の霊長類、アカゲザル(Macaca mulatta)、カニクイザル(Macaca fascicularis)等のオナガザル科に属する霊長類、コモンマーモセット(Callithrix jacchus)、ピグミーマーモセット(Cebuella pygmaea)、ワタボウシパンシェ(Satuinus oedipus)、アカテタマリン(Sauinaus midas)、ゴールデンライオンタマリン(Leontopithecus rosalia)等のマーモセット科に属する霊長類、スローロリス(Nycticebus coucang)等のロリス科に属する霊長類などの霊長類動物を特に挙げることができるが、1歳半で性的に成熟し、1回の出産につき2〜3匹の産子を取得でき、妊娠期間が平均150日で、授乳中も妊娠可能であるため年に2回の出産が可能であるマーモセット科の霊長類動物が好ましく、小型で育種が容易であるという点で、コモンマーモセットが特に好ましい。   In addition, in the case of using the kit of the present invention for the purpose of producing a non-human primate model animal, in terms of cost and ethically strongly requiring prevention of euthanasia, Are primates belonging to the gibbade family such as gibbons, rhesus macaques (Macaca mulatta), primates belonging to the cynomologous monkeys (Macaca fascicularis), common marmosets (Callithrix jacchus), pygmy marmosets (Cebuella pygmaea), cotton pistols (Satuinus) Primates such as primates belonging to the marmoset family such as oedipus), acatetamarin (Sauinaus midas), golden lion tamarins (Leontopithecus rosalia), primates belonging to the Loris family such as slow loris (Nycticebus coucang) etc. , Sexually mature at one and a half years of age, can obtain 2 to 3 litters per delivery Common marmosets are particularly preferred in that they are small in size and easy to breed because they have an average gestation period of 150 days and can be pregnant even during lactation and thus can deliver twice a year. preferable.

本発明における哺乳動物の細胞(宿主細胞)としては、本発明の効果を奏することができる細胞であれば特に制限されないが、一細胞である受精卵;かかる受精卵が1回以上体細胞分裂した2細胞期の胚、4細胞期の胚、8細胞期の胚、桑実胚及び/又は胚盤胞期等の初期胚;多能性幹細胞を好ましく挙げることができるが、モザイク胚の発生を防ぎ、単一胚から発生した疾患メカニズムの研究や創薬のための優れた疾患モデル動物を作出できる点で一細胞の、受精卵や多能性幹細胞が好ましい。   The mammalian cell (host cell) in the present invention is not particularly limited as long as it is a cell capable of achieving the effects of the present invention, but a fertilized egg which is a single cell; Two-cell stage embryos, four-cell stage embryos, eight-cell stage embryos, morula embryos and / or early embryos such as blastocyst stages; pluripotent stem cells can be preferably mentioned, but development of mosaic embryos Fertilized eggs and pluripotent stem cells of one cell are preferred in that they can prevent and create excellent disease model animals for drug mechanism research and disease mechanisms generated from a single embryo.

上記一細胞である受精卵としては、精子が卵子内に進入し、精子の核と卵子の核が融合する受精より形成された、体細胞分裂により成長可能な一細胞を挙げることができ、さらに詳細には、体内受精後に体外へ採取(採卵)された体内受精による受精卵や、体外受精による受精卵や、これらの受精卵を凍結保存後解凍した受精卵を挙げることができる。   As a fertilized egg which is one cell described above, one cell which can be grown by somatic cell division can be mentioned, which is formed by fertilization in which a sperm enters the ovum and the nucleus of the sperm and the nucleus of the egg fuse. In detail, there can be mentioned fertilized eggs by internal fertilization collected (collected eggs) after fertilization in vivo, fertilized eggs by in vitro fertilization, and fertilized eggs obtained by freezing and storing these fertilized eggs and then thawing them.

上記多能性幹細胞としては、初期胚より単離される胚性幹細胞(embryonic stem cells:ES細胞)や、胎児期の始原生殖細胞から単離される胚性生殖細胞(embryonic germ cells:EG細胞)(例えばProc Natl Acad Sci U S A. 1998, 95:13726-31参照)や、出生直後の精巣から単離される生殖細胞系列幹細胞(germline stem cells:GS細胞)(例えば、Nature. 2008, 456:344-9参照)や、骨髄由来の幹細胞、脂肪組織由来の幹細胞等の間葉系幹細胞、さらには、皮膚細胞等の体細胞に複数の遺伝子を導入することで、体細胞の脱分化を誘導し、ES細胞同様の多能性を有する誘導多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell; iPS細胞))を挙げることができ、通常、Oct3/4遺伝子、Klf4遺伝子、c−Myc、Sox2遺伝子を導入することによって得られるiPS細胞(Nat Biotechnol 2008; 26: 101-106)を例示することができるが、マーモセットでは、さらにNanog、Lin28が必要であることも知られている。   The pluripotent stem cells include embryonic stem cells (ES cells) isolated from early embryos and embryonic germ cells (EG cells) isolated from primordial germ cells in fetal stage (EG cells) See, eg, Proc Natl Acad Sci US A. 1998, 95: 13726-31) and germline stem cells (GS cells) isolated from the postnatal testis (eg Nature. 2008, 456: 344-). 9) and induce differentiation of somatic cells by introducing a plurality of genes into somatic cells such as bone marrow-derived stem cells, adipose tissue-derived stem cells and so on, and skin cells and so on. There can be mentioned induced pluripotent stem cells (iPS cells) having the same pluripotency as ES cells, and usually, the Oct3 / 4 gene, Klf4 gene, c-Myc and Sox2 gene are introduced. IPS cells obtained by At Biotechnol 2008; 26: 101-106) can be exemplified, but it is also known that, in the case of marmosets, Nanog and Lin 28 are required.

上記piggyBacトランスポゾンとしては、鱗翅目(Lepidopteran)に属するイラクサギンウワバ(Trichopulsia ni)に感染する核多角体病ウイルス由来のトランスポゾンを挙げることができ、さらにその改変体を含めることができる。   Examples of the piggyBac transposon include transposons derived from nuclear polyhedrosis virus that infects Trichopulsia ni belonging to Lepidopteran, and may further include modified products thereof.

上記一対のトランスポゾン(TR)配列としては、TTAA配列を両端に有する、piggyBacトランスポゼーズが認識する、5’末端側及び3’末端側に存在する一対のITRであれば特に制限されず、一対のトランスポゾン配列の一般式としては、5’末端側のトランスポゾン配列が、TTAAに続くn個の塩基配列からなる相補的な二本鎖
5’−TTAAX......Xn−1−3’
3’−AATTY......Yn−1−5’である場合に、
3’末端側のトランスポゾン配列は、以下のTTAAの上流のm個の塩基配列からなる相補的な二本鎖
5’−Ym−1......YTTAA−3’
3’−Xm−1......XAATT−5’
(ただし、n又はm個の塩基は、適当数の任意の塩基を挟んで存在することもでき、n≠m又はn=mである)
として示すことができる。
The pair of transposon (TR) sequences is not particularly limited as long as it is a pair of ITRs present on the 5 'end side and the 3' end side recognized by the piggyBac transposase having a TTAA sequence at both ends, As a general formula of the transposon sequence of 5 ', the transposon sequence at the 5' end side is a complementary double-stranded 5'-TTAAX 1 X 2 . . . . . . X n-1 X n -3 '
3'-AATTY 1 Y 2 . . . . . . When Y n-1 Y n -5 ',
3 'transposon sequence at the end side, complementary double-stranded 5'-Y m Y m-1 consisting upstream of m of the nucleotide sequence of the following TTAA. . . . . . Y 2 Y 1 TTAA-3 '
3'-X m X m-1 . . . . . . X 2 X 1 AATT-5 '
(However, n or m bases can be present with an appropriate number of arbitrary bases, and n ≠ m or n = m)
Can be shown as

具体的なトランスポゾン配列としては、配列番号1に示される313塩基からなる5’末端側のpiggyBacトランスポゾン配列(5’TR)や、配列番号2に示される235塩基からなる3’末端側のpiggyBacトランスポゾン配列(3’TR)を例示することができる。各TR配列の詳細としては、5’TRのTTAAの下流に位置する13塩基のCCCTAGAAAGATA(配列番号3)のITR及び3塩基挟んでさらにその下流に位置する19塩基のTGCGTAAAATTGACGCATG(配列番号4)のITRを含む配列と、3’TRのTTAAの上流に位置する13塩基TATCTTTCTAGGG(配列番号5)のITR及び31塩基挟んでさらにその上流に位置する19塩基のCATGCGTCAATTTTACGCA(配列番号6)のITRを含む配列を例示することができ、5’TRと3’TRとに挟まれているとが目的遺伝子が切り貼りされうるという、piggyBacトランスポゾンとpiggyBacトランスポゼーズによるトランスポゾンの遺伝子導入作用を奏する配列である限りにおいて、上記例示された一対のトランスポゾン配列の一又は二以上の塩基が欠失、置換若しくは付加された塩基配列を含めることもできる。   As a specific transposon sequence, there is a piggyBac transposon sequence (5'TR) at the 5 'end side consisting of 313 bases shown in SEQ ID NO: 1 or a piggyBac transposon at the 3' end side consisting of 235 bases shown in SEQ ID NO: 2 The sequence (3'TR) can be exemplified. The details of each TR sequence are: ITR of 13 nucleotides CCC TAGAAAGATA (SEQ ID NO: 3) located downstream of TTAA of 5 'TR and 19 nucleotides TGCGTAAAATTGACGCATG (SEQ ID NO: 4) further downstream of 3 bases A sequence containing an ITR, an ITR of a 13-base TACTTTTCTAGGG (SEQ ID NO: 5) located upstream of the TTAA in the 3'TR, and an ITR of a 19-base CATGCGTCAATTTTACGCA (SEQ ID NO: 6) located further upstream of the 31 bases The sequence can be exemplified, and it is a sequence that exerts the gene transfer action of the transposon by the piggyBac transposon and the piggyBac transposase that the target gene can be cut and pasted when it is sandwiched between the 5'TR and the 3'TR. To the extent, may be one or more bases of the exemplified pair of transposon sequences include deletion, substitution or addition of nucleotide sequence.

上記(A)外来遺伝子導入判定領域における、(a1)判定用プロモーターDNAとしては、哺乳動物細胞で機能するプロモーターDNAであれば特に制限されず、CAG(ニワトリβアクチン)プロモーター、PGK(ホスホグリセリン酸キナーゼ)プロモーター、EF1α(エロンゲーションファクター1α)プロモーター等の哺乳動物細胞由来のプロモーターや、サイトメガロウイルス(cytomegalovirus:CMV)プロモーター、シミアンウイルス40(SV40)プロモーター、レトロウイルスプロモーター、ポリオーマウイルスプロモーター、アデノウイルスプロモーター等のウイルスプロモーター、EOS (Early Transposon promoter and Oct-4 (Pou5f1) and Sox2 enhancers)などを例示することができるが、CAGプロモーターやCMVプロモーターが好ましい。   The promoter DNA for (a1) determination in the above (A) foreign gene transfer determination region is not particularly limited as long as it is a promoter DNA that functions in mammalian cells, and CAG (chicken β-actin) promoter, PGK (phosphoglycerate) Kinase) promoter, promoter derived from mammalian cells such as EF1α (elongation factor 1α) promoter, cytomegalovirus (CMV) promoter, simian virus 40 (SV40) promoter, retrovirus promoter, polyoma virus promoter, adeno Although viral promoters such as viral promoters, EOS (Early Transposon promoter and Oct-4 (Pou5f1) and Sox2 enhancers), etc. can be exemplified, CAG promoter and CMV promoter are preferable. I'm sorry.

上記(A)外来遺伝子導入判定領域における、(a2)判定用蛍光タンパク質をコードするDNAとしては、前記(a1)のプロモーターDNAの下流に作動可能に連結している蛍光タンパク質をコードするDNAであれば特に制限されず、上記蛍光タンパク質としては、395nm前後の励起光を照射することにより緑色の蛍光を発するGFP、480〜500nm前後の励起光を照射することにより高感度緑色蛍光タンパク質を発するEGFP(Enhanced Green Fluorescent Protein)、500〜530nm前後の励起光を照射することにより黄色の蛍光を発するYFP、YFPの変異体であるVenus、540〜560nm前後の励起光を照射することによりオレンジ色の蛍光を発するKO1やKO2等のKO、430〜440nm前後の励起光を照射することによりシアン色蛍光を発するCerulean等のCFP(Cyan Fluorescent Protein)等を例示することができるが、遺伝子が発現している場合に長期間検出可能で、かつ胚発生を阻害しない点でCerulean、GFP、EGFP、KO等の蛍光タンパク質が好ましい。また、ルシフェラーゼ等の発光タンパク質も、ここでは便宜上、蛍光タンパク質に含めることができる。なお、hKO(humanized Kusabira-Orange)は、マーモセットやマウス等においてもKOとしての効果を十分に奏することを本発明者らは確認している。   The DNA encoding the (a2) determination fluorescent protein in the (A) foreign gene introduction determination region may be a DNA encoding the fluorescent protein operably linked downstream of the promoter DNA of (a1) above. There is no particular limitation, and as the above-mentioned fluorescent protein, GFP that emits green fluorescence by irradiating excitation light of around 395 nm and EGFP that emits high-sensitivity green fluorescent protein by irradiating excitation light of around 480 to 500 nm Enhanced Green Fluorescent Protein) YFP that emits yellow fluorescence by emitting excitation light at around 500-530 nm, Venus that is a mutant of YFP, and orange fluorescence by emitting excitation light at around 540-560 nm KO such as KO1 and KO2 to emit, excitation light around 430 to 440 nm For example, CFP (Cyan Fluorescent Protein) such as Cerulean emitting cyan fluorescent light can be exemplified by irradiating a light, but it can be detected for a long time when the gene is expressed and does not inhibit embryo development. Fluorescent proteins such as Cerulean, GFP, EGFP, KO and the like are preferred. Luminescent proteins such as luciferase can also be included here as fluorescent proteins for convenience. The present inventors have confirmed that hKO (humanized Kusabira-Orange) sufficiently exerts an effect as KO also in marmosets and mice.

本発明において、「作動可能に連結」とは、各DNAの配列が連続的に連結され、かつDNAがタンパク質をコードしている場合、その読み枠が合っていることを意味し、各DNAの3’末端と、その下流のDNAの5’末端とは、本発明の効果が得られる限り、直接連結していなくてもよいが、直接連結していることが好ましい。また、上記判定用蛍光タンパク質をコードするDNAの下流に、mRNAに安定性を付与し、翻訳を促進する作用を有するとされるポリA領域(pA)をさらに連結することもできる   In the present invention, "operably linked" means that when the sequences of each DNA are linked in a row and the DNA encodes a protein, the reading frame of each is matched. The 3 'end and the 5' end of the downstream DNA may or may not be directly linked as long as the effects of the present invention can be obtained, but preferably they are directly linked. In addition, it is possible to further link a poly A region (pA) that is considered to have the effect of promoting mRNA translation and stability, downstream of the DNA encoding the above-mentioned determination fluorescent protein.

(A)の外来遺伝子導入判定領域においては、さらに(a3)前記(a1)のプロモーターDNAの下流に作動可能に連結しているタンパク質不安定化ペプチドをコードするDNA;をさらに含むことができる。タンパク質不安定化ペプチドの作用により、上記判定用蛍光タンパク質をより速く分解させることができる。   The foreign gene transfer determination region of (A) may further comprise (a3) a DNA encoding a protein destabilizing peptide operably linked downstream of the promoter DNA of (a1). By the action of the protein destabilizing peptide, the above-mentioned fluorescent protein for determination can be degraded faster.

本発明におけるタンパク質不安定化ペプチドとしては、標的とするタンパク質に融合することにより、かかるタンパク質の生体内における半減期を短縮する作用を有するペプチドであれば特に制限されず、かかる半減期を短縮する作用としては、標的とするタンパク質を含む融合タンパク質のペプチダーゼに対する感受性が高まり、標的とするタンパク質がペプチダーゼによってより速やかに分解されるため、結果として標的とするタンパク質の半減期を短縮させる作用を挙げることができる。かかるタンパク質不安定化ペプチドは、判定用蛍光タンパク質をコードするDNAのN末端側、C末端側のいずれにおいても融合することができ、リンカー配列などを介して融合することもできる。   The protein destabilizing peptide in the present invention is not particularly limited as long as it is a peptide having an action of shortening the half life of such protein in vivo by being fused to a target protein, and such half life is shortened The action is to raise the sensitivity of the fusion protein containing the target protein to peptidases, and the action to shorten the half life of the target protein as the target protein is more rapidly degraded by the peptidase. Can. Such a protein destabilizing peptide can be fused on either the N-terminal side or C-terminal side of the DNA encoding the determination fluorescent protein, and can also be fused via a linker sequence or the like.

上記タンパク質不安定化ペプチドのアミノ酸配列としては、タンパク質分解シグナルとして作用するP;プロリン、E;グルタミン酸、S;セリン、T;スレオニンを多く含むPEST配列や、ウラシル透過酵素等短寿命タンパク質のC末端領域由来の配列、CL1配列を挙げることができる。具体的には配列番号7に示されるd2PEST配列、配列番号8に示されるd4PEST配列や、これらのペプチド配列の1又は2以上のアミノ酸が置換、付加、欠失若しくは挿入され、かつ前記ペプチドと実質的に同一のタンパク質不安定化活性を有するペプチド配列を例示することができる。ここで、dnPEST配列の「dn」は、タンパク質分解時間を示し、nの値がより小さいとより早く分解することを示す。また蛍光タンパク質のC末端にPESTドメインが存在するマウスオルニチンデカルボキシラーゼ(MODC)の一部を融合させて構築した不安定化蛍光タンパク質(クロンテック社製)等の市販品を用いることもできる。   As the amino acid sequence of the above-mentioned protein destabilizing peptide, P; proline, E; glutamic acid, S; serine, T; PEST sequence containing a large amount of threonine, C-terminal of short-lived proteins such as uracil permease A region-derived sequence, a CL1 sequence can be mentioned. Specifically, the d2PEST sequence shown in SEQ ID NO: 7, the d4PEST sequence shown in SEQ ID NO: 8, and one or more amino acids of these peptide sequences are substituted, added, deleted or inserted, and the peptide and the substance It is possible to exemplify peptide sequences having identical protein destabilizing activity. Here, "dn" of the dnPEST sequence indicates the proteolysis time, and indicates that the smaller the value of n, the faster the degradation. In addition, commercially available products such as destabilized fluorescent protein (manufactured by Clontech) constructed by fusing a part of mouse ornithine decarboxylase (MODC) in which a PEST domain is present at the C-terminus of the fluorescent protein can also be used.

上記一対のトランスポゾン配列間に配置された(b2)外来タンパク質プロモーターDNAとしては、哺乳動物細胞で機能するプロモーターDNA配列であれば特に制限されず、前記判定用プロモーターDNAとして例示されたプロモーターを挙げることができ、プロモーター干渉によりいずれかのタンパク質の発現が顕著に低下するということがない限りにおいて、前記判定用プロモーターのDNAと同一の配列を有するDNAでも異なる配列を有するDNAでもよい。   The (b2) foreign protein promoter DNA disposed between the pair of transposon sequences is not particularly limited as long as it is a promoter DNA sequence that functions in mammalian cells, and includes the promoters exemplified as the aforementioned promoter DNA for determination. It may be either a DNA having the same sequence as that of the DNA for the determination promoter or a DNA having a different sequence, as long as expression of any protein is not significantly reduced by promoter interference.

上記一対のトランスポゾン配列間に配置された(b3)外来タンパク質をコードするDNAとしては、上記外来タンパク質プロモーターDNAの下流に作動可能に連結された蛍光標識タンパク質を含む外来タンパク質をコードするDNAであれば特に制限されず、上記外来タンパク質としては、蛍光標識タンパク質のほか、宿主のインタクトな機能を変更することができる目的タンパク質を挙げることができ、外来タンパク質の構成としては、例えば、1)蛍光標識タンパク質、2)蛍光標識タンパク質と1又は2以上の目的タンパク質、3)1又は2以上の目的タンパク質等を含む構成を例示することができる。   The DNA encoding a foreign protein (b3) disposed between the pair of transposon sequences is a DNA encoding a foreign protein including a fluorescently labeled protein operably linked downstream of the foreign protein promoter DNA The foreign protein is not particularly limited, and in addition to the fluorescently labeled protein, a target protein capable of changing the host's intact function can be mentioned. The foreign protein is, for example, 1) fluorescently labeled protein 2) A configuration including a fluorescently labeled protein and one or more target proteins, 3) one or more target proteins, etc. can be exemplified.

上記目的タンパク質の遺伝子としては、上記蛍光タンパク質以外のタンパク質であって、パーキンソン病の原因遺伝子とされる変異型αシヌクレイン遺伝子やLRRK2(Homo sapiens leucine rich repeat kinase 2)の変異遺伝子、CFC症候群原因遺伝子BRAFの変異遺伝子、神経原性筋萎縮症の原因とされるCa非依存性グループ6ホスホリパーゼA2(Pla2g6)をコードするDNAの変異遺伝子等遺伝子が過剰発現することが疾病の起因となる遺伝子や、ハンチントン病の原因遺伝子であるHuntingtin遺伝子、若年性成人発症型糖尿病の原因遺伝子であるHNF1αP291fsinsC、レギュカルチンタンパク質等を例示することができる。   The gene for the target protein is a protein other than the above-mentioned fluorescent protein and is a causative gene for Parkinson's disease, a mutant gene of mutant alpha synuclein gene, a mutant gene of LRRK2 (Homo sapiens leucine rich repeat kinase 2), a gene for CFC syndrome Overexpression of genes such as mutant genes of BRAF, mutant genes of DNA encoding Ca-independent group 6 phospholipase A2 (Pla2g6) considered to be a cause of neurogenic muscular atrophy Examples include Huntingtin gene which is a causative gene of Huntington's disease, HNF1αP291fsinsC which is a causative gene of juvenile adult onset diabetes, regucalcin protein and the like.

上記LRRK2の遺伝子としては、NCBI Reference Sequence: NM_198578.3に示されるHomo sapiens leucine rich repeat kinase 2, mRNAの9239bpの塩基配列で表すことができる遺伝子を例示することができる。   As the above-mentioned LRRK2 gene, a gene that can be represented by the 9239 bp base sequence of Homo sapiens leucine rich repeat kinase 2 mRNA shown in NCBI Reference Sequence: NM_198578.3 can be exemplified.

上記LRRK2の変異遺伝子としては、LRRK2をコードするDNAの塩基配列の少なくとも一部が欠損、他の塩基配列が挿入又は他の塩基配列と置換等することによりLRRK2が不活化されたパーキンソン病の原因となる遺伝子を挙げることができ、具体的には、LRRK2の2019番目のグリシン残基がセリン残基に置換されている変異タンパク質をコードする変異遺伝子(配列番号9)を挙げることができる。   The mutation gene of LRRK2 is a cause of Parkinson's disease in which LRRK2 is inactivated by deleting at least a part of the nucleotide sequence of DNA encoding LRRK2 and inserting or substituting another nucleotide sequence with another nucleotide sequence. And a mutant gene (SEQ ID NO: 9) encoding a mutant protein in which a glycine residue at position 2019 of LRRK2 is substituted with a serine residue.

かかる変異遺伝子を宿主の非ヒト哺乳動物のゲノムDNAに導入することにより、パーキンソン病モデル非ヒト哺乳動物を作出することができる。   A Parkinson's disease model non-human mammal can be produced by introducing such a mutant gene into genomic DNA of a host non-human mammal.

上記外来タンパク質プロモーターDNAとしては、前記判定用プロモーターDNAにおいて例示されたプロモーターを挙げることができる。また、非ヒト哺乳動物を作出する場合においては、前記EOS等、胚では機能するが、成体では機能しなくなるプロモーターDNA1の下流に作動可能に連結された蛍光標識タンパク質をコードするDNA(第一発現カセット)と、成体で機能するプロモーターDNA2の下流に作動可能に連結された目的タンパク質を含む外来遺伝子DNA(第二発現カセット)を備えるトランスポゾン領域の構成とすると、胚においては蛍光標識タンパク質が発現している細胞を選択することができ、かつ、成体においては、蛍光標識タンパク質が発現しない非ヒト哺乳動物を作出できる点で優れている。   Examples of the above-mentioned foreign protein promoter DNA include the promoters exemplified in the above-mentioned promoter DNA for determination. In addition, when producing a non-human mammal, a DNA encoding a fluorescently-labeled protein operably linked downstream of a promoter DNA 1 that functions in embryos but does not function in embryos, such as the aforementioned EOS (first expression When the transposon region comprises a cassette) and a foreign gene DNA (second expression cassette) containing a target protein operably linked downstream of an adult-functioning promoter DNA 2, the fluorescently-labeled protein is expressed in the embryo These cells are superior in that they can produce non-human mammals that do not express fluorescently labeled proteins in adults.

上記蛍光標識タンパク質としては、前記判定用蛍光タンパク質において例示されている蛍光タンパク質から選択することができるが、判定用蛍光タンパク質における判定が効率的にまた迅速に行われるために、目視により又はFACS等の手段により蛍光標識タンパク質と前記判定用蛍光タンパク質とを区別することができるように、判定用蛍光タンパク質が発する蛍光の波長とは異なる波長を発する蛍光標識タンパク質であることが必要であり、上記判定用蛍光タンパク質の色と補色の関係又は補色に近い関係にある色の蛍光タンパク質を蛍光標識タンパク質として選択して、蛍光標識タンパク質と前記判定用蛍光タンパク質の好ましい組合せとして用いると、より容易に蛍光標識タンパク質と前記判定用蛍光タンパク質とを目視にて区別することができる点で好ましい。   The fluorescently labeled protein can be selected from the fluorescent proteins exemplified in the above-mentioned fluorescent protein for determination, but in order for the determination in the fluorescent protein for determination to be performed efficiently and rapidly, visual observation or FACS etc. In order to be able to distinguish between the fluorescently labeled protein and the fluorescent protein for determination by means of the above, it is necessary that the fluorescent labeled protein emits a wavelength different from the wavelength of the fluorescence emitted by the fluorescent protein for determination. When a fluorescent protein having a color close to or related to the color of the fluorescent protein for the color or a complementary color is selected as the fluorescent labeled protein and used as a preferable combination of the fluorescent labeled protein and the fluorescent protein for determination, the fluorescent labeled more easily. Visually distinguish between protein and the above-mentioned fluorescent protein for determination Preferable in that it is Rukoto.

上記蛍光標識タンパク質と前記判定用蛍光タンパク質の具体的な組合せとしては、緑色の蛍光を発するEGFPとオレンジの蛍光を発するクサビラオレンジ、緑色の蛍光を発するGFPとオレンジの蛍光を発するクサビラオレンジ、オレンジの蛍光を発するクサビラオレンジと緑色の蛍光を発するEGFP、オレンジの蛍光を発するクサビラオレンジと緑色の蛍光を発するGFP、黄色の蛍光を発するYFPとシアン蛍光を発するCFP、シアン色蛍光を発するCFPと黄色の蛍光を発するYFP、シアン系蛍光を発するCFPとオレンジの蛍光を発するクサビラオレンジ、オレンジの蛍光を示すクサビラオレンジとシアン系蛍光を発するCFP等の組合せ、また、これらの蛍光タンパク質と発光タンパク質ルシフェラーゼなどの各組合せを例示することができる。   Specific combinations of the above-mentioned fluorescently labeled protein and the above-mentioned fluorescent protein for determination include: green fluorescent EGFP and orange fluorescent orange, and green fluorescent GFP and orange fluorescent Orange-fluorescent orange-fluorescent orange and green-fluorescent EGFP, orange-fluorescent green-flavored orange-GFP and green-fluorescent GFP, yellow-fluorescent YFP and cyan-fluorescent CFP, cyan-fluorescent A combination of CFP and YFP that emits yellow fluorescence, CFP that emits cyan fluorescent light and Caffira orange that emits orange fluorescent light, or a combination of Caffira orange that exhibits orange fluorescence and CFP that emits cyan fluorescent light, and fluorescent proteins of these And each combination such as luciferase and luciferase It can Shimesuru.

本発明における外来遺伝子含有ベクターの構成としては、例えばCMV−hKO1d2PEST−ポリA−PB5’TR−CMVプロモータ−EGFP−ポリA−PB3’TR(図1(a))を含む構成を挙げることができるが、本発明における効果を奏する限りにおいて制限されず、他に例えば、CMVプロモーター−hKO1−d2PEST−ポリA−CMVプロモーター−hKO1−d2PEST−ポリA−PB5’TR−CMVプロモーター−EGFP−ポリA−PB3’TR(図1(b))や、CMV−hKO1d2PEST−PB5’TR−CMVプロモーター−EGFP−PB3’TRやCMV−hKO1d2PEST−CMV−hKO1d2PEST−PB5’TR−CMV−EGFP−PB3’TR、CMVプロモーター−hKO1d2PEST−ポリA−PB5’TR−CAGプロモーター−目的タンパク質をコードするDNA−2A−EGFP−ポリA−PB3’TRや、CMVプロモーター−Cerulean−d2PEST−ポリA−PB5’TR−hgpr56−eGFP−ルシフェラーゼ−Ins−EOS−hKO1−ポリA−PB3’TRを含むベクターを挙げることができる。 Examples of the configuration of the foreign gene-containing vector in the present invention include a configuration including CMV-hKO1d2PEST-polyA-PB5'TR-CMV promoter-EGFP-polyA-PB3'TR (FIG. 1 (a)). There is no limitation as long as it exerts an effect in the present invention, for example, CMV promoter-hKO1-d2PEST-polyA-CMV promoter-hKO1-d2PEST-polyA-PB5'TR-CMV promoter-EGFP-polyA- PB3'TR (FIG. 1 (b)), CMV-hKO1d2PEST-PB5'TR-CMV promoter-EGFP-PB3'TR, CMV-hKO1d2PEST-CMV-hKO1d2PEST-PB5'TR-CMV-EGFP-PB3'TR, CMV 1 promoter -hKO D2PEST- poly A-PB5'TR-CAG promoter - and DNA-2A-EGFP- poly A-PB3'TR encoding a target protein, CMV 1 promoter -Cerulean-d2PEST- poly A-PB5'TR-hgpr56-eGFP- Mention may be made of the vector comprising the luciferase-Ins-EOS-hKO1-polyA-PB3'TR.

本発明におけるpiggyBacトランスポゼーズとしては、piggyBacトランスポゼーズ(タンパク質)そのものの他、piggyBacトランスポゼーズをコードするDNA配列を含む環状又は直鎖状のベクターや、piggyBacトランスポゼーズをコードするDNAから転写されたmRNA(piggyBacmRNA)やcDNA等のpiggyBacトランスポゼーズ発現物を便宜上含めることができるが、発現がより早いことを期待でき、また、トランスポゼーズ自体がゲノムに組み込まれることは好ましくないため、一過性の発現のみで留めることが望まれる点で、piggyBacトランスポゼーズmRNAを好適に挙げることができる。   In the present invention, the piggyBac transposase includes, in addition to the piggyBac transposase (protein) itself, a cyclic or linear vector containing a DNA sequence encoding the piggyBac transposase, and a DNA encoding the piggyBac transposase PiggyBac transposase expression products such as transcribed mRNA (piggyBac mRNA) and cDNA can be included for convenience, but it can be expected that expression is faster, and it is not preferable that transposase itself is integrated into the genome. PiggyBac transposase mRNA can be suitably mentioned in that it is desired to stop only by transient expression.

上記piggyBacトランスポゼーズ発現物を調製する方法としては、piggyBacトランスポゼーズをコードするDNAを含む環状ベクターを従来公知の方法により調製する方法や、かかる環状ベクターを適当な制限酵素を用いて直鎖状ベクターとして調製する方法や、かかる環状ベクター又は直鎖状ベクターを鋳型として、T7RNAポリメラーゼによりpiggyBacトランスポゼーズのコード領域を含むmRNAを作製する方法、又は大腸菌等によりタンパク質として発現させることにより組換piggyBacトランスポゼーズを調製する方法を例示することができる。   As a method of preparing the above piggyBac transposase expression product, there is a method of preparing a circular vector containing DNA encoding piggyBac transposase by a conventionally known method, or such circular vector is linearized using an appropriate restriction enzyme. The method of preparing the vector, the method of preparing mRNA including the coding region of piggyBac transposase by T7 RNA polymerase using such a circular vector or linear vector as a template, or recombinant expression by expressing as a protein by E. coli etc. The method of preparing the piggyBac transposase can be exemplified.

本発明におけるトランスポゾンを用いる哺乳動物細胞のゲノムDNAへの外来遺伝子導入の態様は、ランダム挿入変異誘発系であり、受精卵の雄性前核もしくは受精卵の雌性前核又は受精卵細胞質に本発明におけるベクターキットを注入することにより、ヘミ接合体変異を創出することができる。   The mode of foreign gene transfer into the genomic DNA of mammalian cells using the transposon in the present invention is a random insertion mutagenesis system, and the present invention is applied to the male pronucleus of the fertilized egg or the female pronucleus of the fertilized egg or the fertilized egg cytoplasm of the fertilized egg. By injecting a vector kit, hemizygote mutations can be created.

本発明において、外来遺伝子導入細胞を選択する方法としては、以下の(イ)〜(ニ)の工程を備える方法を例示することができ、かかる方法は、上記本発明の外来遺伝子導入用ベクターキットを用いて行うことが好ましい。
(イ)外来遺伝子導入用ベクターを準備する工程;
(ロ)哺乳類動物の細胞を調製する工程;
(ハ)上記(イ)で準備した外来遺伝子導入用ベクターとpiggyBacトランスポゼーズとを細胞に注入する工程;
(ニ)外来遺伝子導入用ベクターによる判定用蛍光タンパク質の蛍光が急速に減衰している細胞を外来遺伝子が導入された細胞として選択する工程;
上記外来遺伝子導入細胞を選択する方法は、外来遺伝子導入細胞の選択確率を向上させる方法でもある。
In the present invention, a method comprising the steps of (a) to (d) below can be exemplified as a method for selecting a foreign gene-transduced cell, and such a method comprises the vector kit for foreign gene transfer of the present invention described above: It is preferable to use
(A) preparing a vector for introducing a foreign gene;
(B) preparing mammalian cells;
(Iii) injecting the foreign gene transfer vector prepared in (ii) above and piggyBac transposase into cells;
(D) selecting a cell in which the fluorescence of the fluorescent protein for determination by the vector for foreign gene transfer has been rapidly attenuated as a cell into which the foreign gene has been introduced;
The method of selecting a foreign transgenic cell is also a method of improving the selection probability of the foreign transgenic cell.

上記(イ)の外来遺伝子導入用ベクターを準備する工程において、上記外来遺伝子導入用ベクターを作製する方法としては、従来公知の方法を用いることができるが、例えば、Gatewayクローニングシステムを用いることができる。Gatewayクローニングシステムは、λファージが大腸菌染色体へ侵入する際に関与する部位特異的組換えシステムに基づくものであり、Gatewayシグナル(att)を用いることによって、発現ベクターの構築を容易にしたものである。attP1、attP2配列を有するドナーベクターと目的遺伝子の両端にattB1、attB2配列を付加したものとの間で反応(BP反応)させることにより、目的遺伝子が組み込まれたエントリーベクター(両端にattL1、attL2配列を有する)を作製し、次いで、このエントリーベクターと発現に必要なプロモーターが組み込まれたデスティネーションベクター(attR1、attR2配列を付加)と組みかえ反応(LR反応)することにより、目的遺伝子が挿入されたベクター(発現ベクター)を作製する方法である。具体的には、例えば、Add gene社より購入したトランスポゾン領域の入ったデスティネーションベクターであるPB−CA−rtTAAdvを用いることができ、また、PB−CA−rtTAAdvにおけるプロモーターを改変し、及び/又は、Gateway部分を変更したベクターを使用することができる。また、Medical Research Council国立研究所(UK)が供給するKO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターを用いてPB−CA−rtTAAdvとプロモーターとGFPが入っているエントリーベクターを作製することも可能である。また、胚の発生能を低下させることのないベクターを用いて作製する方法が好ましい。   In the step of preparing the vector for foreign gene transfer of (i) above, as a method for producing the vector for foreign gene transfer, a conventionally known method can be used. For example, a Gateway cloning system can be used. . The Gateway cloning system is based on a site-specific recombination system involved in the entry of λ phage into the E. coli chromosome, and facilitates construction of an expression vector by using the Gateway signal (att). . An entry vector (attL1 and attL2 sequences at both ends) in which the target gene is integrated by reacting (BP reaction) between a donor vector having attP1 and attP2 sequences and attB1 and attB2 sequences added at both ends of the target gene The target gene is then inserted by recombine reaction (LR reaction) with this entry vector and the destination vector (attR1 and attR2 sequences added) in which the promoter necessary for expression is integrated. Is a method of producing a vector (expression vector). Specifically, for example, PB-CA-rtTAAdv, which is a destination vector containing a transposon region purchased from Addgene, may be used, and the promoter in PB-CA-rtTAAdv may be modified and / or The Gateway part can be modified. Moreover, it is also possible to produce the entry vector containing PB-CA-rtTAAdv, a promoter, and GFP using KO / EGFP-PB transposon containing cyclic vector supplied by Medical Research Council National Laboratory (UK). In addition, a method of using a vector that does not reduce the developmental potential of embryos is preferable.

上記(ロ)の哺乳類動物の細胞を調製する工程において、従前公知の方法を用いて前記哺乳動物の細胞を調製することができ、非ヒト霊長類動物については、体外受精の方法や受精卵の採取の方法として、特開2012−125410やWO2009/096101に記載されている方法を例示することができる。   In the step (b) of preparing mammalian animal cells, the mammalian cells can be prepared using a method known in the art, and for non-human primates, methods of in vitro fertilization and fertilized eggs As the method of collection, methods described in JP 2012-125410 and WO 2009/096101 can be exemplified.

上記(ハ)の細胞に外来遺伝子導入用ベクターと上記トランスポゼーズを注入する工程において、細胞に、外来遺伝子含有piggyBacトランスポゾンベクターをpiggyBacトランスポゼーズとともに注入する方法としては、外来遺伝子を細胞のゲノムに導入できる方法であれば特に制限されないが、例えば、外来遺伝子含有ベクターとpiggyBacトランスポゼーズベクターもしくはトランスポゼーズベクターを鋳型として作製したmRNAと、opti−MEM(Thermo Scientific社製)もしくは生理食塩水とを、Lipofectamineを用いてリポフェクションする;マイクロインジェクションにより注入する;エレクトロポレーションする;等の方法を挙げることができ、細胞にベクターを注入する場合は、piggyBacトランスポゾン環状ベクターとpiggyBacトランスポゼーズ環状ベクターとをopti−MEM溶液を用いてリポフェクションする方法を好ましく挙げることができ、受精卵に注入する場合は、外来遺伝子含有piggyBacトランスポゾン環状ベクターとトランスポゼーズmRNAとを生理食塩水を用いてマイクロインジェクションする方法を好適に挙げることができ、ニューロスフィアに注入する場合は、外来遺伝子含有piggyBacトランスポゾン環状ベクターとトランスポゼーズmRNAとをエレクトロポレーションする方法を好適に挙げることができる。   In the step of injecting the foreign gene transfer vector and the transposase into the cell of (c), the foreign gene is introduced into the cell together with the piggyBac transposase vector together with the piggyBac transposase. The method is not particularly limited as long as it can be introduced into cells, for example, mRNA prepared using foreign gene-containing vector and piggyBac transposase vector or transposase vector as a template, opti-MEM (manufactured by Thermo Scientific) or physiological saline Can be lipofected with Lipofectamine; injected by microinjection; electroporation; and the like. Preferred is a method of lipofection of a yBac transposon circular vector and a piggyBac transposase circular vector using an opti-MEM solution. When injecting into a fertilized egg, the foreign gene-containing piggyBac transposon circular vector and transposase mRNA And a method of microinjection using physiological saline, and when injecting into a neurosphere, a method of electroporating a foreign gene-containing piggyBac transposon circular vector and transposase mRNA is preferable. It can be mentioned.

上記外来遺伝子含有ベクターを上記トランスポゼーズとともに注入する上記細胞の個所としては、本発明の効果を奏することができる部位であれば特に制限されないが、モザイク胚の発生を最小限とするために一細胞期の受精卵の雄性前核、雌性前核、細胞質等に注入することが好ましく、マイクロインジェクションの場合は、雄性前核が雌性前核と比較してより大きいため注入しやすいという操作性の点で、雄性前核注入を好適に挙げることができる。雄性前核とは、受精卵で形成される精子由来の核であって、受精卵の端部で形成された後、受精卵の中心部へ移動し、雌性前核と融合して、子の核が作られる。上記溶液の注入量としては、受精卵中の上記注入部位の体積を満たす程度であればよく、例えばマーモセットの受精卵中の注入個所が雄性前核である場合、1〜10pLが好ましく、2〜8pLがより好ましく、3〜7pLがさらに好ましく、4〜6pLが特に好ましい。また、マイクロインジェクションにより細胞質に注入した場合でもトランスポゼーズの作用により外来遺伝子をゲノムDNAへ導入することが可能であるため、前核が小さく注入が難しいマーモセット等の霊長類などには細胞質注入が有効である。   The site of the cell into which the foreign gene-containing vector is injected together with the transposase is not particularly limited as long as it can exert the effects of the present invention, but to minimize the development of mosaic embryos Injection into the male pronucleus, female pronucleus, cytoplasm, etc. of the fertilized egg at cell stage is preferable, and in the case of microinjection, it is easy to inject because the male pronucleus is larger than the female pronuclei. In point, male pronuclear injection can be mentioned suitably. A male pronucleus is a sperm-derived nucleus formed by a fertilized egg, which is formed at the end of the fertilized egg, then moves to the center of the fertilized egg, fuses with a female pronucleus, and A nucleus is made. The injection amount of the solution may be such that it satisfies the volume of the injection site in the fertilized egg, for example, when the injection site in the fertilized egg of marmoset is a male pronucleus, 1 to 10 pL is preferable, 2 to 2 8 pL is more preferable, 3 to 7 pL is more preferable, and 4 to 6 pL is particularly preferable. In addition, even when injected into the cytoplasm by microinjection, since it is possible to introduce foreign genes into genomic DNA by the action of transposase, cytoplasmic injection is possible for primates such as marmosets, which have small pronuclei and are difficult to inject. It is valid.

上記(ニ)の外来遺伝子が導入された細胞を選択する工程としては、判定用蛍光タンパク質の蛍光が急速に減衰している細胞を選択する工程であれば特に制限されず、判定用蛍光タンパク質の蛍光が急速に減衰している細胞としては、細胞内に注入された外来遺伝子含有ベクターのトランスポゾン配列をトランスポゼーズが認識して切り取ることにより、トランスポゾン領域が宿主細胞のゲノムDNAに挿入される一方、挿入されなかった外来遺伝子導入判定領域における判定用蛍光タンパク質をコードするDNAの発現による蛍光強度が、トランスポゼーズにより切り取られなかったベクターにおける判定用蛍光タンパク質の蛍光強度と比較して顕著に小さくなることを挙げることができる。具体的には、ヒト293T細胞の場合は、トランスポゾン領域が宿主細胞に導入されなかったときはベクター注入後5日目までは判定用蛍光タンパク質が発現し、15日目までに徐々に減衰するのに対し、宿主細胞に導入されたときは、ベクター注入後5日目までに判定用蛍光タンパク質の蛍光がほぼ消滅する。また、マウス受精卵の場合は、トランスポゾン領域が宿主細胞に導入されなかったときはベクター注入後胚盤胞の段階に至る4日目から5日目まで判定用蛍光タンパク質が発現するのに対し、宿主細胞に導入されたときはベクター注入後1日目(24時間)までに判定用蛍光タンパク質の蛍光が、蛍光顕微鏡を用いた目視において確認できなくなる。霊長類の受精卵の場合は、宿主細胞に導入されなかったときはベクター注入後胚盤胞の段階に至る10日目まで判定用蛍光タンパク質が発現し、宿主細胞のゲノムに導入されたときはベクター注入後1日目(24時間)までに判定用蛍光タンパク質の蛍光が、蛍光顕微鏡を用いた目視において確認できなくなる。したがって、外来遺伝子の導入を行った場合、判定用蛍光タンパク質の蛍光が、ベクター注入後72時間以降、好ましくは48時間以降、より好ましくは36時間以降、さらに好ましくは24時間以降等、早期に消失した細胞が、外来遺伝子導入が行われた細胞であると判定することができる。しかし、かかる判定用蛍光タンパク質の蛍光の減衰速度の加速化についてのメカニズムについてはいまだ明らかになっていない。   The step of selecting a cell into which the foreign gene of (d) has been introduced is not particularly limited as long as it is a step of selecting a cell in which the fluorescence of the fluorescent protein for determination is rapidly attenuated. For cells in which the fluorescence is rapidly attenuated, the transposon recognizes and cuts out the transposon sequence of the foreign gene-containing vector injected into the cell, thereby inserting the transposon region into the host cell genomic DNA. The fluorescence intensity due to the expression of the DNA encoding the determination fluorescent protein in the foreign gene introduction determination region which has not been inserted is significantly smaller than the fluorescence intensity of the determination fluorescent protein in the vector which has not been excised by transposase. Can be mentioned. Specifically, in the case of human 293T cells, when the transposon region is not introduced into the host cell, the fluorescent protein for determination is expressed until the fifth day after vector injection, and is gradually attenuated by the fifteenth day On the other hand, when introduced into the host cell, the fluorescence of the fluorescent protein for determination almost disappears by the fifth day after vector injection. In addition, in the case of mouse fertilized eggs, when the transposon region is not introduced into the host cell, the fluorescent protein for determination is expressed from the fourth day to the fifth day until the blastocyst stage after vector injection, When introduced into a host cell, the fluorescence of the fluorescent protein for determination can not be visually confirmed using a fluorescence microscope by the first day (24 hours) after vector injection. In the case of a primate fertilized egg, the fluorescent protein for determination is expressed until the 10th day until the blastocyst stage after vector injection when not introduced into the host cell, and when introduced into the genome of the host cell By the first day (24 hours) after vector injection, the fluorescence of the fluorescent protein for determination can not be visually confirmed using a fluorescence microscope. Therefore, when a foreign gene is introduced, the fluorescence of the fluorescent protein for determination disappears early, such as 72 hours or more, preferably 48 hours or more, more preferably 36 hours or more, still more preferably 24 hours or more after vector injection. These cells can be determined to be cells into which foreign gene transfer has been performed. However, the mechanism for accelerating the decay rate of the fluorescence of such a determination fluorescent protein has not been clarified yet.

上記(ニ)の外来遺伝子が導入された細胞を選択する工程において、外来遺伝子が上記蛍光標識タンパク質を含む場合には、外来遺伝子が宿主細胞に導入されたときに、宿主細胞においては細胞の増殖に伴い蛍光標識タンパク質による蛍光が徐々に強くなる一方で、判定用蛍光タンパク質の蛍光は急速に減衰する。他方、外来遺伝子が宿主細胞に導入されない場合は、判定用蛍光タンパク質と蛍光標識タンパク質は暫時蛍光が持続するが、二種類の蛍光が増強することはなく徐々に減衰し、やがて消滅する。したがって、判定用蛍光タンパク質の蛍光が急速に減衰した細胞を選択することにより、蛍光標識タンパク質のみを使用する場合よりも、本発明の判定用蛍光タンパク質外来遺伝子を併用する本発明のキットを用いて遺伝子の導入を行う方が、外来遺伝子が導入された細胞の選択率は顕著に高くなる。   In the step of selecting the cell into which the foreign gene has been introduced in (d) above, when the foreign gene contains the above-mentioned fluorescently labeled protein, when the foreign gene is introduced into the host cell, cell proliferation in the host cell The fluorescence of the fluorescent protein for determination is rapidly attenuated while the fluorescence of the fluorescently labeled protein is gradually intensified. On the other hand, when the foreign gene is not introduced into the host cell, the fluorescent protein for determination and the fluorescently labeled protein maintain fluorescence for a while, but the two types of fluorescence do not increase but gradually attenuate and disappear eventually. Therefore, by selecting cells in which the fluorescence of the fluorescent protein for determination is rapidly attenuated, it is possible to use the kit of the present invention in which the foreign gene for the fluorescent protein for determination of the present invention is used in combination. The selection rate of the cells into which the foreign gene has been introduced is significantly higher when the gene is introduced.

上記蛍光強度の具体的な判定方法としては、蛍光顕微鏡による目視やFACSによるフローサイトメトリー解析により行うことができる。目視の場合は、倒立型蛍光顕微鏡により、例えば、感度400露光時間・1秒、又はこれと同等の効果を有する条件で観察した場合に、目視で蛍光が認められると判断することができる。   As a specific determination method of the said fluorescence intensity, it can carry out by visual observation by a fluorescence microscope or flow cytometry analysis by FACS. In the case of visual observation, it can be judged that fluorescence is visually recognized when observed with an inverted fluorescence microscope under, for example, a sensitivity of 400 exposure time, 1 second, or a condition having an equivalent effect thereto.

前記非ヒト哺乳類トランスジェニック動物を作出する方法としては、採取した受精卵を子宮に戻し産子を取得する方法であれば特に制限されず、マウスの場合はゲノムDNAに外来遺伝子が導入されたと判断される受精卵を、非ヒト哺乳類動物仮母として、偽妊娠マウス等の仮親マウスの卵管や子宮へ移植し、出産直前に帝王切開又は自然分娩を行い、新生子マウスを得、さらに里子操作を行うことにより、トランスジェニックマウスを得る方法を例示することができる。また、非ヒト霊長類動物の場合は、例えば、特開2012−125410やWO2009/096101に記載されている方法により体内に受精卵を戻し、トランスジェニックマーモセット等のトランスジェニック非ヒト霊長類動物を得ることができる。   The method for producing the non-human mammalian transgenic animals is not particularly limited as long as the collected fertilized eggs are returned to the uterus and the offspring are obtained, and it is determined that a foreign gene has been introduced into genomic DNA in the case of mice. Are transferred to the fallopian tube and uterus of a temporary parent mouse such as a pseudopregnant mouse as a non-human mammalian animal temporary mother, and cesarean section or spontaneous delivery is performed just before delivery to obtain a neonatal mouse The method can be exemplified to obtain a transgenic mouse. In the case of non-human primates, for example, the fertilized eggs are returned to the body by the method described in JP 2012-125410 or WO 2009/096101 to obtain transgenic non-human primates such as transgenic marmosets. be able to.

トランスジェニックマーモセットの作出においては、PBトランスポゾン含有環状ベクターとpiggyBacトランスポゼーズを体外受精後15〜2時間のマーモセット受精卵の細胞質にマイクロインジェクションした後、マイクロインジェクション後4−5日(96〜120時間)目に6細胞期から16細胞期まで発生した胚のうち、判定領域の蛍光タンパク質の蛍光が急速に(例えばマイクロインジェクション後24時間までに)減衰し、蛍光標識タンパク質の発現が安定している細胞を仮親へ移植することが好ましい。   In the production of transgenic marmosets, after microinjection of a PB transposon-containing cyclic vector and piggyBac transposase into the cytoplasm of marmoset fertilized eggs 15 to 2 hours after in vitro fertilization, 4-5 days (96 to 120 hours after microinjection) ) Of the embryos that developed from the 6th cell stage to the 16th cell stage, the fluorescence of the fluorescent protein in the determination region is rapidly attenuated (eg, by 24 hours after microinjection), and the expression of the fluorescently labeled protein is stable It is preferred to transplant the cells to a temporary parent.

上記非ヒト霊長類ランスジェニック動物細胞に、外来遺伝子が導入されているかどうかは、例えば、各外来タンパク質をコードするDNAに対応するプライマーセットを用いてPCR法により、確認することができる。   Whether or not a foreign gene has been introduced into the non-human primate transgenic animal cells can be confirmed, for example, by PCR using a primer set corresponding to the DNA encoding each foreign protein.

外来遺伝子が導入されたトランスジェニック動物について後代検定を行うことにより、外来タンパク質の発現が確認された非ヒト哺乳類トランスジェニック動物を得ることができ、かかる動物から生殖能及び/又は受精能を有する非ヒト哺乳類トランスジェニック動物細胞を得ることができる。   By performing a progeny assay on a transgenic animal into which a foreign gene has been introduced, a non-human mammalian transgenic animal in which expression of the foreign protein has been confirmed can be obtained, and from such an animal a non-human having reproductive ability and / or fertility. Human mammalian transgenic animal cells can be obtained.

前記外来遺伝子導入細胞を選択する方法により選択された外来遺伝子導入細胞は、導入された外来遺伝子に因る疾病を改善するための薬剤をスクリーニングするためのスクリーニング用細胞として使用することもできる。   The foreign gene transfer cells selected by the method for selecting a foreign gene transfer cell can also be used as a screening cell for screening an agent for ameliorating a disease caused by the transferred foreign gene.

例えば、外来遺伝子としてLRRK2の変異遺伝子を導入した外来遺伝子導入細胞は、パーキンソン病の治療薬をスクリーニングするための細胞として用いることができる。例えば、LRRK2の2019番目のグリシン残基がセリン残基となる変異により、LRRK2のもつセリン/スレオニンリン酸化活性が過剰にはたらくことでパーキンソン病の原因となっていることが示されており、かかるLRRK2変異をもつ神経幹細胞では継代に依存してさまざまな基質が過剰にリン酸化されて、核膜の変形など表現型の原因になっている可能性があるとされている。したがって、継代を重ねた上記LRRK2変異を有する神経幹細胞であって、核膜の変形など表現型がある細胞について、被検物質を培地に添加することにより核膜の変形がレスキューされた場合に、当該被検物質をパーキンソン病治療薬の候補物質としてピックアップすることができる。   For example, a foreign transgenic cell into which a mutant gene of LRRK2 has been introduced as a foreign gene can be used as a cell for screening a therapeutic agent for Parkinson's disease. For example, a mutation in which the glycine residue at position 2019 of LRRK2 is a serine residue has been shown to cause Parkinson's disease by causing excessive serine / threonine phosphorylation activity of LRRK2 In neural stem cells carrying the LRRK2 mutation, depending on passage, various substrates are hyperphosphorylated, and it is believed that they may be responsible for phenotypes such as nuclear membrane deformation. Therefore, a neural stem cell having the above LRRK2 mutation that has been passaged repeatedly, and a cell with a phenotype such as deformation of the nuclear membrane, is rescued when deformation of the nuclear membrane is rescued by adding a test substance to the medium. The test substance can be picked up as a candidate substance for treating Parkinson's disease.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
[ヒト胚性腎臓293T細胞への外来遺伝子導入]
KO/EGFP−piggybac(PB)トランスポゾン含有環状ベクターと、piggyBacトランスポゼーズベクター(Medical Research Council(UK)社製)とを用いて、EGFPタンパク質をコードするDNAをヒト胚性腎臓293T細胞のゲノムDNAに導入することを試みた。なお、ヒト胚性腎臓293T細胞は、ヒト胎児由来腎臓上皮細胞である293細胞にSV40Tが導入された細胞である。
Example 1
[Foreign gene transfer to human embryonic kidney 293T cells]
A DNA encoding an EGFP protein is expressed as a genomic DNA of human embryonic kidney 293T cells, using a KO / EGFP-piggybac (PB) transposon-containing circular vector and a piggyBac transposase vector (Medical Research Council (UK)). I tried to introduce it. The human embryonic kidney 293T cells are cells in which SV40T has been introduced into 293 cells which are human fetal-derived kidney epithelial cells.

(ヒト胚性腎臓293T細胞の調製)
ヒト胚性腎臓293T細胞(Riken BioResource Center 社製)を10%加熱不活化ウシ胎児血清と1%の抗真菌性抗生物質溶液(antibiotic-antimycotic solution)とを添加したDMEM培地(ダルベッコ改変イーグル培地)中において増殖させた。
(Preparation of human embryonic kidney 293 T cells)
DMEM medium (Dulbecco's modified Eagle's medium) supplemented with 10% heat-inactivated fetal bovine serum and 1% antibiotic-antimycotic solution of human embryonic kidney 293T cells (Riken BioResource Center) It was grown in.

[KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターの作製]
(外来遺伝子導入判定領域の調製)
判定用プロモーターDNAとして、配列番号10に示される判定用プロモーターであるCMVプロモーターDNA;判定用プロモーターDNAの下流に作動可能に連結している蛍光タンパク質としてのhKO1をコードする、配列番号11に示されるDNA配列;hKO1に作用するタンパク質不安定化配列をコードするDNAとして、配列番号7に示されるd2pest;さらにもう一度配列番号10に示される判定用プロモーターであるCMVプロモーターDNA;判定用プロモーターDNAの下流に作動可能に連結している蛍光タンパク質としてのhKO1をコードする、配列番号11に示されるDNA配列;hKO1に作用するタンパク質不安定化配列をコードするDNAとして、配列番号7に示されるd2pest;をコードするDNA;及び配列番号12に示されるポリAのDNA配列;を順次連結することにより上記外来遺伝子導入判定領域とした。
[Preparation of KO / EGFP-PB Transposon-Containing Circular Vector]
(Preparation of foreign gene transfer determination region)
The CMV 1 promoter DNA as the determination promoter shown in SEQ ID NO: 10; the hKO 1 as the fluorescent protein operably linked downstream of the determination promoter DNA as the determination promoter DNA, is shown in SEQ ID NO: 11 DNA sequence; d2pest shown in SEQ ID NO: 7 as DNA encoding a protein destabilizing sequence acting on hKO1; CMV 1 promoter DNA which is a promoter for determination shown in SEQ ID NO: 10 again; The DNA sequence shown in SEQ ID NO: 11 encoding hKO1 as a fluorescent protein operably linked downstream; d2pest shown in SEQ ID NO: 7 as DNA encoding a protein destabilizing sequence acting on hKO1; The co Was the foreign gene introduced determination area by sequentially connecting; DNA sequence of and a poly A shown in SEQ ID NO: 12; DNA to.

上記PEST配列の必要性については293T細胞を用いて事前検討を行った。外来遺伝子導入判定領域の判定用蛍光タンパク質としてKOを用い、piggyBacトランスポゾン領域の蛍光標識タンパク質としてGFPを用いた場合、PEST配列がないとKOの蛍光が強いまま、GFPのフィルターに漏れこみ、判定が困難になる場合があることを確認した。用いるプロモーターの種類により、GFPの発現強度が違うため、各種ベクター毎にKOd4PEST又はKOd2PESTを選択することが好ましいことを確認している(データ示さず)。以下の検討では、KOd2PESTを用いて行うこととした。   The necessity of the above PEST sequence was preliminarily examined using 293T cells. When KO is used as a fluorescent protein for determination of the foreign gene transfer determination region and GFP is used as a fluorescently labeled protein for the piggyBac transposon region, without the PEST sequence, the KO fluorescence leaks to the GFP filter while the fluorescence is strong. I confirmed that it might be difficult. Since the expression strength of GFP differs depending on the type of promoter used, it has been confirmed that it is preferable to select KOd4PEST or KOd2PEST for each type of vector (data not shown). In the following study, it was decided to use KOd2PEST.

(PBトランスポゾン領域の調製)
次いで、Piggybac(PB)トランスポゾンの5’末端のDNA配列であるPB5’TR(配列番号1)と、PBトランスポゾンの3’末端のDNA配列PB3’TR(配列番号2)とが、一対の逆向き反復配列を構成しているPBトランスポゾン領域を含む環状ベクターを作製した。
(Preparation of PB transposon domain)
Then, the DNA sequence of the 5 'end of the Piggybac (PB) transposon, PB5'TR (SEQ ID NO: 1), and the DNA sequence of the 3' end of the PB transposon, PB3'TR (SEQ ID NO: 2) A circular vector was constructed that contains the PB transposon region making up the repetitive sequence.

上記PBトランスポゾン領域内の非ヒト霊長類動物細胞で機能する外来タンパク質プロモーターDNAとして、配列番号13に示されるCMVプロモーターDNA;上記CMVプロモーターの下流に作動可能に連結された外来タンパク質をコードするDNAとして配列番号14に示されるEGFP遺伝子をコードするDNA;及び配列番号12に示されるポリAのDNA配列;を用いることにより、PB5’TRDNA、CMVプロモーターDNA、EGFPをコードするDNA、ポリADNA、PB3’TRDNA、を5’末端から順次含むEGFP含有PBトランスポゾン領域とした。 CMV 2 promoter DNA as shown in SEQ ID NO: 13 as a foreign protein promoter DNA that functions in non-human primate cells in the PB transposon region; encoding a foreign protein operably linked downstream of the CMV 2 promoter By using, as the DNA, a DNA encoding the EGFP gene shown in SEQ ID NO: 14; and a DNA sequence of poly A shown in SEQ ID NO: 12: PB5′TR DNA, CMV 2 promoter DNA, DNA encoding EGFP, poly ADNA , PB3'TRDNA, as an EGFP-containing PB transposon region containing sequentially from the 5 'end.

(KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターの構成)
PB−CA−rtTAAdvにおけるプロモーターを改変したディスティネーションベクターをバックボーンとして、CMV−hKOとCMV−GFP(エントリーベクターにのったもの)を挿入した CMVプロモーター−hKO1d2PEST−CMVプロモーター−hKO1d2PEST−PB5’TR−CMVプロモーター−EGFP−PB3’TRの構成を含む、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクター(配列番号16)の具体的な構成は、以下のとおりである。
(Constitution of a KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector)
The destination vector obtained by modifying a promoter in PB-CA-rtTAAdv as the backbone, CMV-hKO and CMV-GFP (those riding in the entry vector) CMV 1 promoter was inserted into the -hKO1d2PEST-CMV 1 promoter -hKO1d2PEST-PB5 ' The specific configuration of the KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector (SEQ ID NO: 16) containing the configuration of TR-CMV 2 promoter-EGFP-PB3'TR is as follows.

判定用のCMVプロモーターDNA配列(配列番号10):
配列番号16の第1978番から第2566番、及び第3551番から第4139番までの塩基配列;
hKO1(配列番号11):
配列番号16の第2584番から第3237番、及び第4157番から第4810番までの塩基配列;
d2PEST(配列番号7):
配列番号16の第3244番から第3367番、及び第4817番から第4940番までの塩基配列;
ポリA(配列番号12):
配列番号16の第3371番から第3491番、及び第4944番から第5064番までの塩基配列;
PB5’TR(配列番号1):
配列番号16の第5194番から第5506番までの塩基配列;
CMVプロモーターDNA(配列番号13):
配列番号16の第5572番から第6100番までの塩基配列;
EGFPをコードするDNA配列(配列番号14):
配列番号16の第6124番から第6841番までの塩基配列;
PB3’TR(配列番号2):
配列番号16の第7606番から第7840番までの塩基配列;
CMV 1 promoter DNA sequence for determination (SEQ ID NO: 10):
The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 from No. 1978 to No. 2566, and from No. 3551 to No. 4139;
hKO1 (SEQ ID NO: 11):
Nucleotide sequences of SEQ ID NO: 16 from 2584 to 3237 and 4157 to 4810;
d2PEST (SEQ ID NO: 7):
The nucleotide sequences of SEQ ID NO: 16 from 3244 to 3367 and 4817 to 4940;
Poly A (SEQ ID NO: 12):
The nucleotide sequences of SEQ ID NO: 16 from 3371 to 3491 and from 4944 to 5064;
PB5'TR (SEQ ID NO: 1):
The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 from 5194 to 5506;
CMV 2 promoter DNA (SEQ ID NO: 13):
The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 from 5552 to 6100;
DNA sequence encoding EGFP (SEQ ID NO: 14):
The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 from 6124 to 6841;
PB3'TR (SEQ ID NO: 2):
The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 from 7606 to 7840;

(piggyBacトランスポゼーズ発現用ベクターの作製)
上記PBトランスポゾン領域における一対の逆向き反復配列を認識するトランスポゼーズをコードするDNA配列を含むpiggyBacトランスポゼーズ発現用ベクターをMedical Research Council (UK)から購入した。かかるベクターには、CMVプロモーターDNA配列(配列番号17)の下流に、上記piggyBacトランスポゼーズをコードするDNA配列として、Yusa et al, PNAS 2011に記載があり、Medical Research Council国立研究所(UK)が供給するHyPBase(hyperactive piggybac transposase)をコードするDNA配列(配列番号18)、及びポリA(配列番号12)が組み込まれている。
(Preparation of a vector for expression of piggyBac transposase)
A piggyBac transposase expression vector containing a transposase-encoding DNA sequence that recognizes a pair of inverted repeat sequences in the PB transposon region was purchased from Medical Research Council (UK). Such a vector is described in Yusa et al, PNAS 2011 as a DNA sequence encoding the above piggyBac transposase downstream of the CMV 3 promoter DNA sequence (SEQ ID NO: 17), and the Medical Research Council National Laboratory (UK The DNA sequence (SEQ ID NO: 18) coding for HyPBase (hyperactive piggybac transposase) supplied by), and poly A (SEQ ID NO: 12) are incorporated.

(293T細胞へのコトランスフェクション)
上記KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターと、piggyBacトランスポゼーズ環状ベクターとを濃度比2:1にて、合計1μg/mlを上記293T細胞にコトランスフェクションした(Day0)。KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターのみをトランスフェクトした293T細胞をネガティブコントロールとした。トランスフェクト後の293T細胞について、励起光488nmを用いてEGFPを、励起光548〜584nmを用いてKO1とGFPを、倒立型蛍光顕微鏡(IX71型、オリンパス社製;カメラDP73 感度400露光時間・1秒)で経時的に観察した。結果を図2の(a1)及び(b1)に示す。EGFPとhKO1のFACS解析も行った。結果を図2の(a2)及び(b2)に示す。
(Co-transfection into 293T cells)
The KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector and the piggyBac transposase circular vector were cotransfected into the above-mentioned 293T cells in a concentration ratio of 2: 1 in total of 1 μg / ml (Day 0). 293T cells transfected with only the KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector served as a negative control. For the transfected 293T cells, EGFP with excitation light 488 nm, KO1 and GFP with excitation light 548-584 nm, inverted fluorescence microscope (type IX71, manufactured by Olympus; camera DP 73, sensitivity 400 exposure time 1 Observed over time. The results are shown in (a1) and (b1) of FIG. FACS analysis of EGFP and hKO1 was also performed. The results are shown in (a2) and (b2) of FIG.

(結果)
図2(a1)及び(a2)から明らかなとおり、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターのみを添加したネガティブコントロール細胞においては、Day1にEGFP(緑)とhKO1(オレンジ)の発現が開始された。Day5においても、EGFPとhKO1の両方が強く発現していることが、EGFPとhKO1の蛍光の目視観察(a1)及びFACS解析(a2)から確認できる。しかし、Day15では、EGFPによる蛍光とhKO1による蛍光のいずれもがほとんど消滅した。
(result)
As is clear from FIGS. 2 (a1) and (a2), in the negative control cells to which only the KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector was added, expression of EGFP (green) and hKO1 (orange) was initiated on Day 1 . Also on Day 5, strong expression of both EGFP and hKO1 can be confirmed from visual observation (a1) and FACS analysis (a2) of the fluorescence of EGFP and hKO1. However, on Day 15, both of the fluorescence by EGFP and the fluorescence by hKO1 almost disappeared.

したがって、piggyBacトランスポゼーズベクターが添加されず、トランスポゾン含有環状ベクターにおいて、トランスポゾン領域が切り出されない場合は、EGFPとKOが共発現する状態が少なくともDay5までは続くこと、その後Day15までには、hKO1、EGFPいずれの発現も消失することが確認された。図2(a2)のFACSデータから明らかなとおり、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターのみを添加し、piggyBacトランスポゼーズベクターを添加しなかった細胞においては、EGFPが導入された細胞は、ほぼなかった。293T細胞はランダムインテグレーションしやすいので、EGFPもしくはhKO1のみ導入される細胞が存在する可能性があるが、その可能性を加味しても、EGFPが導入された細胞はなかったといえる。   Therefore, in the case where the piggyBac transposase vector is not added and the transposon region is not excised in the transposon-containing circular vector, coexpression of EGFP and KO continues at least until Day 5, and then by Day 15, hKO1 It was confirmed that the expression of both EGFP and EGFP disappeared. As apparent from the FACS data in FIG. 2 (a2), in the cells to which only the KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector was added and the piggyBac transposase vector was not added, the cells into which EGFP had been introduced It was not. Since 293T cells are easily integrated at random, there may be cells into which only EGFP or hKO1 has been introduced, but it can be said that there were no cells into which EGFP had been introduced, even in consideration of the possibility.

一方、図2(b1)及び(b2)から明らかなとおり、上記KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターとpiggyBacトランスポゼーズ環状ベクターとをコトランスフェクトした細胞(b細胞)においては、Day1にEGFPとKO1の発現が観察できるが、Day5では、上記(a)細胞と比較して、GFPの緑色蛍光が強く、KO1のオレンジ色蛍光の強度は小さいことから、EGFPのみが発現している細胞が存在することと、EGFPとKO1の両方を発現している細胞とが混在していることが確認された。したがって、トランスポゼーズの作用によりEGFPがゲノムDNAに導入された場合、EGFPの発現は安定・増強する一方で、ゲノムDNAに導入されなかったKO1の発現は5日目ごろまでに急速に減衰することが確認された。Day15においては、KO1の蛍光は観察されずEGFPのみが発現している細胞が多く観察され、EGFPを含むpiggyBacトランスポゾン領域が293T細胞のゲノムDNAに導入されたことが確認された。   On the other hand, as apparent from FIGS. 2 (b1) and (b2), in the cells (b cells) co-transfected with the above-mentioned KO / EGFP-PB transposon-containing cyclic vector and the piggyBac transposase circular vector, EGFP was obtained on Day 1 The expression of KO1 and KO1 can be observed, but on Day 5, compared with the above (a) cells, the green fluorescence of GFP is strong and the intensity of orange fluorescence of KO1 is small. It was confirmed that the cells were present and that cells expressing both EGFP and KO1 were mixed. Therefore, when EGFP is introduced into genomic DNA by the action of transposase, the expression of EGFP is stabilized and enhanced, while the expression of KO1, which is not introduced into genomic DNA, is rapidly attenuated by the fifth day or so That was confirmed. On Day 15, the fluorescence of KO1 was not observed and many cells expressing only EGFP were observed, confirming that the piggyBac transposon region containing EGFP was introduced into the genomic DNA of 293T cells.

[実施例2]
[KO/EGFP−PBトランスポゾン含有直鎖ベクターを用いたマウス胚へのEGFP導入]
EGFPタンパク質をコードするDNAをC57BL/6マウス胚のゲノムDNAへ挿入することを試みた。外来遺伝子含有ベクターとして、配列番号16の第412番目と8065番目の塩基をFspIで制限酵素処理することにより切断し、上記KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターを直鎖状にしたKO/EGFP−PBトランスポゾン含有直鎖ベクターを用いた。また、前記piggyBacトランスポゼーズ発現ベクタ−を直鎖状にしたものを鋳型として、T7RNAポリメラーゼによりpiggyBacトランスポゼーズmRNAを作製した。
Example 2
[EGFP introduction into mouse embryo using KO / EGFP-PB transposon-containing linear vector]
We tried to insert DNA encoding EGFP protein into genomic DNA of C57BL / 6 mouse embryo. As a foreign gene-containing vector, KO / EGFP- obtained by cleaving the 412st and 8065th bases of SEQ ID NO: 16 with FspI by restriction enzyme treatment and linearizing the above-mentioned KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector A PB transposon-containing linear vector was used. Furthermore, using the linearized piggyBac transposase expression vector as a template, piggyBac transposase mRNA was prepared by T7 RNA polymerase.

(マウス胚におけるトランスポゼーズの有無についての検討)
上記KO/EGFP−PBトランスポゾン含有直鎖ベクターと、piggyBacトランスポゼーズmRNAとを、マイクロマニピュレータ(Leica社)を用いて、マウス胚の雄性前核にマイクロインジェクションした場合の倒立型蛍光顕微鏡による観察の結果を図3(a)に示す。また、上記直鎖ベクターをマイクロインジェクションしたが、piggyBacトランスポゼーズmRNAをマイクロインジェクションしなかった場合についても図3(b)に示す。図3(c)では、EGFPがゲノムDNAに挿入されたと推定される細胞について、マイクロインジェクション後24、48、72、96時間後の細胞の様子を示す。なお、図中〇印のNCは、マイクロインジェクションを行っていない、ネガティブコントロールである。
(Examination of transposase in mouse embryo)
Observation by inverted fluorescent microscope when the above KO / EGFP-PB transposon-containing linear vector and piggyBac transposase mRNA are microinjected into male pronuclei of mouse embryo using a micromanipulator (Leica) The results are shown in FIG. 3 (a). In addition, Fig. 3 (b) also shows the case where the above linear vector was microinjected but the piggyBac transposase mRNA was not microinjected. FIG. 3 (c) shows the appearance of cells after 24, 48, 72 and 96 hours after microinjection for cells in which EGFP is presumed to be inserted into genomic DNA. In addition, NC of (circle) mark in the figure is a negative control which has not performed microinjection.

(結果)
図3(a)及び(c)から明らかなとおり、トランスポゾン機構が作用して、EGFPがゲノムDNAに挿入された細胞(図3(a)の四角白矢印で示した緑色の細胞)においては、EGFPの緑色蛍光は24時間後(Day1)から発現し始めたのに対し、KO1(オレンジ)は初めからほとんど発現することなかった。EGFP単独蛍光が持続したまま96時間後(Day4)に胚盤胞まで発生が進むことが確認された(図3(c))。したがって、EGFPがゲノムDNAに挿入された場合、ゲノムDNAに挿入されなかったKO1は、d2pestの作用により予想されるKO1の不安定化よりも急速に不活化されることが予想された。一方、EGFPがゲノムDNAに挿入されなかった場合、EGFPとKO1は、Day4まで共発現していた(図3(b))。
(result)
As is clear from FIGS. 3 (a) and 3 (c), in the cells in which the transposon mechanism acts to insert EGFP into genomic DNA (green cells shown by the square white arrows in FIG. 3 (a)), The green fluorescence of EGFP began to be expressed after 24 hours (Day 1), whereas KO1 (orange) was hardly expressed from the beginning. It was confirmed that the development progressed to the blastocyst after 96 hours (Day 4) with the EGFP alone fluorescence maintained (FIG. 3 (c)). Therefore, when EGFP was inserted into genomic DNA, KO1 that was not inserted into genomic DNA was expected to be inactivated more rapidly than the destabilization of KO1 predicted by the action of d2pest. On the other hand, when EGFP was not inserted into genomic DNA, EGFP and KO1 were coexpressed until Day 4 (FIG. 3 (b)).

したがって、はじめからKO1が発現しない、又はマイクロインジェクション後72時間までにKO1が発現しなくなった胚において、目的遺伝子がゲノムDNAに挿入された可能性が大きいと考えることができた。   Therefore, it could be considered that in an embryo in which KO1 was not expressed from the beginning or KO1 was not expressed by 72 hours after microinjection, the target gene was likely inserted into genomic DNA.

[実施例3]
[KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターを用いたマウス胚へのEGFP導入]
上記直鎖ベクターを用いた検討において、予想よりも胚発生率が低かったため、トランスポゾン含有直鎖ベクターよりも胚毒性が低いといわれているトランスポゾン環状ベクターを用いてマウス胚へのマイクロインジェクションを試みた。
[Example 3]
[EGFP transfer to mouse embryo using KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector]
Since the embryo development rate was lower than expected in the study using the above linear vector, we tried to use the transposon circular vector, which is said to have lower embryonic toxicity than the transposon-containing linear vector, to try microinjection into mouse embryos .

EGFPをコードするDNAの、マウス胚のゲノムDNAへの導入を試みた。C57BL/6マウス由来受精卵51個について、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクター2ng/μLと、piggyBacトランスポゼーズベクターより作製したmRNA1ng/μLとを、生理食塩水で溶解し、マウス胚雄性前核にマイクロインジェクションした。また、C57BL/6マウス由来受精卵49個について、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有直鎖ベクター2ng/μLと、piggyBacトランスポゼーズベクターより作製したmRNA1ng/μLとを生理食塩水で溶解し、マウス胚雄性前核にマイクロインジェクションした。結果を図4(a)(直鎖ベクターの場合)及び(b)(環状ベクターの場合)に示す。   We attempted to introduce EGFP-encoding DNA into mouse embryo genomic DNA. For 51 fertilized eggs derived from C57BL / 6 mice, 2 ng / μL of KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector and 1 ng / μL of mRNA prepared from piggyBac transposase vector are dissolved in physiological saline and It was microinjected into the nucleus. In addition, about 49 C57BL / 6 mouse-derived fertilized eggs, 2 ng / μL of KO / EGFP-PB transposon-containing linear vector and 1 ng / μL of mRNA prepared from piggyBac transposase vector are dissolved in physiological saline and mouse embryo It was microinjected into the male pronucleus. The results are shown in FIG. 4 (a) (for linear vector) and (b) (for circular vector).

図4(a)から明らかなとおり、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有直鎖ベクターを用いた場合には、緑色やオレンジ色の蛍光の発現が早く強く確認でき、蛍光を発現した胚は43個中42個と高い割合であった。しかし、オレンジを発現した胚が21個と多く、さらに胚盤胞(96時間)まで発生が進んだ胚は4個のみであった。図4(a)の96hの図から明らかなとおり、胚盤胞まで発生が進んだ胚4個のうち、GFPの蛍光があり、KOの蛍光はなかった胚は2個であり、かかる2個の胚において、目的のGFP遺伝子が細胞の遺伝子に導入されたと判断した。なお、他の2個については、GFP、KOいずれの蛍光もなかった。赤丸はネガティブコントロール(NC)である。一方、図4(b)から明らかなとおり、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターを用いた場合には、蛍光発現が確認できる時期が遅くなり、かつ発現量が小さくなるものの、胚盤胞に達した胚は、96時間で41個中14個であり、胚盤胞率が高くなった。また、EGFPの緑色光を発現し、KOの発現が見られない胚は31個であり、EGFPの発現率はやや低くなるものの、KOの発現は全く見られなかった。   As apparent from FIG. 4 (a), when a KO / EGFP-PB transposon-containing linear vector is used, the expression of green and orange fluorescence can be confirmed rapidly and strongly, and 43 embryos that expressed fluorescence are The rate was as high as 42. However, only 21 embryos expressed orange, and only 4 embryos developed to blastocyst (96 hours). As is apparent from FIG. 4 (a) at 96 h, of the four embryos that have developed to the blastocyst, there are two embryos that have fluorescence of GFP and no fluorescence of KO. It was determined that the desired GFP gene was introduced into the cell gene in As for the other two, neither GFP nor KO fluorescence was found. Red circles are negative controls (NC). On the other hand, as is clear from FIG. 4 (b), when the KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector is used, the time when the fluorescence expression can be confirmed is delayed and the expression amount is reduced, but the blastocyst The number of embryos reached was 14 out of 41 in 96 hours, and the blastocyst rate increased. In addition, there were 31 embryos that expressed green light of EGFP and did not show expression of KO, and although the expression rate of EGFP decreased somewhat, expression of KO was not observed at all.

以上の結果より、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターを用いると、蛍光発現が確認できる時期が遅くなり、かつ発現量が小さくなるが、胚毒性が低く、かつEGFPのゲノムDNAへの導入率が高くなったので、環状ベクターを用いることが好ましいと判断した。   From the above results, when the KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector is used, the time when the fluorescence expression can be confirmed is delayed and the expression amount is small, but the embryonic toxicity is low and the introduction rate of EGFP into genomic DNA Was judged to be preferable to use a circular vector.

[実施例4]
(トランスジェニックマウスの作製)
マウスの受精卵にマイクロインジェクション法により上記KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターとpiggyBacトランスポゼーズベクターより作製したmRNAとを注入することによりトランスジェニックマウスを作製した。受精卵としては、C57BL/6(B6)系マウスとC3H系マウスとの交配によって得られるB6C3系統の交雑系マウスB6C3F1受精卵を用いた。上記KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターとpiggyBacトランスポゼーズベクターより作製したmRNA(濃度比2:1)を受精後10時間の受精卵の雄性前核もしくは細胞質に注入し、胚盤胞までマウス体外培養用培地であるmWM培地(アークリソース株式会社製)中で37℃のインキュベーターで培養した。胚盤胞まで発生が進んだ各胚について倒立型蛍光顕微鏡(オリンパス社製)で観察し、緑色蛍光のみが観察された胚を選別して(color selection+)、もしくは蛍光発現による選別をせずに(color selection−)、非ヒト哺乳類動物仮母として、偽妊娠マウス(ICR系)の子宮に移植し、自然分娩もしくは帝王切開により新生子マウスを取得した。新生子マウスは、里子操作を行うことにより、離乳期(weaning)まで産子を育てた。
Example 4
(Preparation of transgenic mice)
A transgenic mouse was prepared by injecting the above-mentioned KO / EGFP-PB transposon-containing cyclic vector and mRNA prepared from the piggyBac transposase vector into a mouse fertilized egg by microinjection. As a fertilized egg, a B6C3 strain hybrid mouse B6C3F1 fertilized egg obtained by mating a C57BL / 6 (B6) strain mouse and a C3H strain mouse was used. The mRNA prepared from the above KO / EGFP-PB transposon-containing cyclic vector and the piggyBac transposase vector (concentration ratio 2: 1) is injected into the male pronucleus or cytoplasm of a fertilized egg for 10 hours after fertilization, and the mouse is obtained until the blastocyst The cells were cultured in an incubator at 37 ° C. in mWM medium (manufactured by Ark Resource Co., Ltd.) which is a culture medium for extracorporeal culture. Each embryo that has progressed to the blastocyst is observed with an inverted fluorescence microscope (manufactured by Olympus), and embryos in which only green fluorescence is observed are selected (color selection +) or without selection by fluorescence expression (Color selection-) A non-human mammalian animal mother was transplanted into the uterus of a pseudopregnant mouse (ICR strain), and neonatal mice were obtained by spontaneous delivery or cesarean section. Neonatal mice were raised to weaning by performing foster manipulation.

出生後2〜3週間の間に、上記産子の尻尾を5mmほど切り取り、マウスゲノムDNAを抽出した。EGFP又はKOを特異的に検出することができる、以下に示す各プライマーセットを用いてPCR法によりトランスジェニックマウスの獲得率を調査した。結果を以下の表1に示す。   Between 2 and 3 weeks after birth, the tail of the offspring was removed by about 5 mm to extract mouse genomic DNA. The acquisition rate of transgenic mice was investigated by PCR using each primer set shown below capable of specifically detecting EGFP or KO. The results are shown in Table 1 below.

EGFP:
5’−CAAGGACGACGGCAACTACAAGACC−3’(フォワードプライマー)(配列番号19)
5’−GCTCGTCCATGCCGAGAGTGA−3’(リバースプライマー)(配列番号20)
KO:
5’−GAGGGCCTGAGCTGGGAGA−3’(フォワードプライマー)(配列番号21)
5’−CACCAGCCTGTGGCCGATGA−3’(リバースプライマー)(配列番号22)
EGFP:
5'-CAAGGACGACGCGACACTACAAGACC-3 '(forward primer) (SEQ ID NO: 19)
5'-GCTCGTCCATGCCCGAGAGTGA-3 '(reverse primer) (sequence number 20)
KO:
5'-GAGGGCCTGAGTCGGAGA-3 '(forward primer) (sequence number 21)
5'-CACCAGCCTGTGGCCGATGA-3 '(reverse primer) (sequence number 22)

(結果1−Nuclear 1ng/μL・蛍光確認あり(+))
92個の受精卵について、1ng/μLのトランスポゾンベクター・トランスポゼーズmRNA混合物(2:1)を雄性前核に5pLマイクロインジェクションした胚盤胞(96時間)に達した胚66個(75.0%)のうち、顕微鏡を用いた目視により緑色蛍光が認められ、かつ、KOの発現は認められなかったものは、55個(83.3%)であった。そのうち39個の胚を偽妊娠マウス(ICR系)の子宮へ移植して得られた新生子は5匹であり、離乳した産子は3匹であった。この3匹はいずれもEGFPを発現していた。しかしながら、そのうち1匹は、KOについても発現していた。これは、ランダムインテグレーションが理由であると考えられる。以上より胚盤胞(96時間)にEGFPによる蛍光が確認された胚盤胞の胚を母体へ移植した場合、得られたマウスのうちEGFPが導入されたトランスジェニックマウスの割合は100%であった。
(Result 1-Nuclear 1 ng / μL · With fluorescence confirmation (+))
For 92 fertilized eggs, 66 embryos (75.0) reached blastocysts (96 hours) in which 1 ng / μL of transposon vector / transposase mRNA mixture (2: 1) was microinjected into male pronuclei at 5 pL Among the%), 55 (83.3%) green fluorescence was observed visually with a microscope and no KO expression was observed. Among them, five neonatals were obtained by transferring 39 embryos into the uterus of pseudopregnant mice (ICR strain), and three weaned litters were obtained. All three of these animals expressed EGFP. However, one of them was also expressed for KO. This is considered to be the reason for random integration. From the above, when blastocyst embryos for which fluorescence by EGFP has been confirmed in blastocysts (96 hours) are transferred to the mother, the percentage of transgenic mice into which EGFP has been introduced among the obtained mice is 100%. The

(結果2−Cytoplasm 3ng/μL・蛍光確認あり(+))
95個の受精卵について、3ng/μLのトランスポゾンベクター・トランスポゼーズmRNA混合物(2:1)を雄性前核期の細胞質に5pLマイクロインジェクションした。胚盤胞(96時間)に達した胚64個(85.3%)のうち、顕微鏡を用いた目視により緑色蛍光が認められ、かつ、KOの発現は認められなかったものは、27個(42.2%)であった。そのうち26個の胚を偽妊娠マウス(ICR系)の子宮へ移植して得られた新生子は3匹であり、離乳した産子も3匹であった。この3匹はいずれもEGFPが発現していたが、KOの発現は認められなかった。したがって、EGFPによる蛍光が確認され、かつKOの発現は認められなかった胚盤胞の胚を母体へ移植した場合、得られたマウスのうちEGFPが導入されたトランスジェニックマウスの割合は100%であった。
(Result 2-Cytoplasm 3 ng / μL, with fluorescence confirmation (+))
For 95 fertilized eggs, 3 ng / μL of transposon vector transposase mRNA mixture (2: 1) was microinjected into the cytoplasm of male pronuclear phase. Of 64 embryos (85.3%) that reached blastocyst (96 hours), 27 showed green fluorescence by visual observation using a microscope and no expression of KO was observed (26 42.2%). Of these, 26 neonatals were obtained by transferring 26 embryos to the uterus of pseudopregnant mice (ICR strain), and 3 weanlings were born. All three mice expressed EGFP, but no expression of KO was observed. Therefore, when blastocyst embryos for which fluorescence by EGFP has been confirmed and expression of KO has not been observed, the percentage of transgenic mice into which EGFP has been introduced among the obtained mice is 100%. there were.

(結果3−Nuclear 1ng/μL・蛍光確認なし(−))
70個の受精卵について、1ng/μLのトランスポゾンベクター・トランスポゼーズmRNA混合物(2:1)を雄性前核にマイクロインジェクションした場合に、胚盤胞に達した胚について蛍光確認することなくすべて偽妊娠マウス(ICR系)の子宮へ移植した結果、得られた新生子マウスのうちEGFPが導入されたトランスジェニックマウスの割合は50%であった。
(Result 3-Nuclear 1 ng / μL, no fluorescence confirmation (-))
When 70 ng of fertilized eggs were microinjected with 1 ng / μL of transposon vector / transposase mRNA mixture (2: 1) into the male pronuclei, all falsely identified embryos that reached the blastocyst without any fluorescent confirmation. As a result of transplantation into the uterus of a pregnant mouse (ICR strain), the percentage of transgenic mice into which EGFP had been introduced was 50% of the obtained neonatal mice.

(結果4−Cytoplasm 3ng/μL・蛍光確認なし(−))
74個の受精卵について、3ng/μLのトランスポゾンベクター・トランスポゼーズmRNA混合物(2:1)を前核期の細胞質にマイクロインジェクションした場合に、胚盤胞に達した胚について蛍光確認することなくすべて偽妊娠マウス(ICR系)の子宮へ移植した結果、得られた新生子マウスのうちEGFPが導入されたトランスジェニックマウスの割合は81.8%であった。
(Result 4-Cytoplasma 3 ng / μL, no fluorescence confirmation (-))
For 74 fertilized eggs, when microinjection of 3 ng / μL of transposon vector / transposase mRNA mixture (2: 1) into the pronuclear stage cytoplasm, fluorescence confirmation of embryos that reached blastocysts was not performed. As a result of transplantation into the uterus of all pseudopregnant mice (ICR strain), the proportion of transgenic mice into which EGFP had been introduced among the obtained neonatal mice was 81.8%.

(まとめ)
以上のとおり、トランスポゾンベクター・トランスポゼーズmRNA混合物(2:1)を雄性前核又は雄性前核期の細胞質にマイクロインジェクションし、胚盤胞において蛍光の有無を確認し、胚盤胞にKOの発現が消失し、EGFPが発現している胚を選択するとEGFPがゲノムDNAに導入されたトランスジェニックマウスの産生率は顕著に高くなり、今回の検討では、100%という値を得た。特に、前核が小さく、注入が困難な動物種には、トランスポゾンベクターとトランスポゼーズmRNAの細胞質注入が有効であることが示された。
(Summary)
As described above, the transposon vector / transposase mRNA mixture (2: 1) was microinjected into the cytoplasm of the male pronucleus or the male pronuclear stage, and the presence or absence of fluorescence was confirmed in the blastocyst, and the blastocyst was subjected to KO When expression was lost and EGFP-expressing embryos were selected, the production rate of transgenic mice into which EGFP had been introduced into genomic DNA was significantly increased, and in this study, a value of 100% was obtained. In particular, it has been shown that cytoplasmic injection of transposon vector and transposase mRNA is effective for animal species having small pronuclei and difficulty in injection.

[実施例5]
(後代検定)
上記で得られたEGFPを発現するトランスジェニックマウスについて後代検定を行った。実施例4で取得された、雄性前核にトランスポゾンとトランスポゼーズを注入した胚由来で、EGFPの発現が確認されたマウス2匹と、前核期受精卵の細胞質にトランスポゾンとトランスポゼーズmRNAを注入した受精卵由来で、EGFPの発現が確認されたマウス3匹、ファウンダーB6C3マウスのF1を、C57BL/6Jマウスと掛け合わせた結果を以下の表2に示す。
[Example 5]
(Progeny test)
A progeny assay was performed on the transgenic mice expressing EGFP obtained above. Two mice from which embryos were injected with transposon and transposase into the male pronucleus obtained in Example 4 and in which the expression of EGFP was confirmed, and in the cytoplasm of pronuclear stage fertilized eggs, transposon and transposase mRNA Table 2 below shows the results of crossing F1 of three mice, founder B6C3 mice, with C57BL / 6J mice, which were derived from fertilized eggs into which E.sup..sup. + Was injected, and expression of EGFP was confirmed.

(結果)
上記表2のとおり、野生型マウスと掛け合わせることにより、Nuclear3のF1系統(雄性前核期に注入)を除いて、EGFPがゲノムDNAに導入されたF1マウスを取得することができた。したがって、上記KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターとpiggyBacトランスポゼーズベクターより作製したmRNAをマイクロインジェクションすることにより細胞に導入されたEGFPをコードするDNAは、生殖細胞においても発現し次世代に伝達することが確認された。
(result)
As shown in Table 2 above, by crossing with wild-type mice, it was possible to obtain F1 mice into which EGFP had been introduced into genomic DNA, except for the F1 strain of Nuclear 3 (injected in the male pronuclear phase). Therefore, DNA encoding EGFP introduced into cells by microinjecting mRNA prepared from the above-mentioned KO / EGFP-PB transposon-containing cyclic vector and piggyBac transposase vector is also expressed in germ cells and transmitted to the next generation It was confirmed to do.

[実施例6]
[トランスジェニックマーモセット作出]
実中研において飼育管理しているコモンマーモセットからEGFPをコードするDNAが導入されたトランスジェニックマーモセットを作出した。
[Example 6]
[Transgenic marmoset production]
A transgenic marmoset into which DNA encoding EGFP was introduced was produced from the common marmoset bred and maintained at the JRC.

3ng/μLのKO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターとpiggyBacトランスポゼーズmRNA(2:1)を体外受精後17時間のマーモセット受精卵の細胞質にマイクロインジェクションした。Blast assist培地(ORIGIO社製)にて37℃にて培養した。GFPとKOは倒立型蛍光顕微鏡(オリンパス社製)にて発現の観察を続け、マイクロインジェクション後4−5日(96〜120時間)目に6細胞期から16細胞期まで発生した胚で、EGFPの緑蛍光のみを発現している30個を19匹の仮親へ移植し3匹妊娠(15.8%)し、そのうち1匹が出産し、仔1と仔2の2匹(6.7%)の産仔を獲得した。一方マイクロインジェクション後6−7日(144〜168時間)目に桑実胚から胚盤胞まで発生した胚で、緑蛍光のみを発現している19個を12匹の仮親へ移植したところ4匹妊娠(33.3%)したが全て流産した。流産の理由は明らかではないが、胚盤胞になるまで何度も蛍光観察をしたためUV照射によるダメージがあった可能性も考えられる。   3 ng / μL of KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector and piggyBac transposase mRNA (2: 1) were microinjected into the cytoplasm of marmoset fertilized eggs at 17 hours after in vitro fertilization. The cells were cultured at 37 ° C. in Blast assist medium (manufactured by ORIGIO). Observation of expression of GFP and KO was continued with an inverted fluorescence microscope (manufactured by Olympus), and the embryo developed from 6 to 16 cell stages at 4-5 days (96 to 120 hours) after microinjection. 30 mice expressing only the green fluorescence of the above were transplanted to 19 temporary parents and 3 pregnant (15.8%), one of them gave birth, 2 pups 1 and 2 (6.7%) ) Were born. On the other hand, in the embryo that developed from morula to blastocyst at 6-7 days (144-168 hours) after microinjection, 19 mice expressing only green fluorescence were transferred to 12 temporary parents. I got pregnant (33.3%) but all miscarriages. Although the reason for the abortion is not clear, it may be possible that there was damage by UV irradiation as fluorescence observation was repeated many times until it became a blastocyst.

上記得られた個体について、EGFPをコードするDNAが導入されたか否かを確認するために、産仔である仔1と仔2の体組織よりRNAを抽出し、EGFP又はKOを特異的に検出する以下のプライマーセットを用いてRT−PCR法によりgenotypingした。内在性コントロールとしてはβ−アクチンを、ネガティブコントロールとしては野生型マーモセットの皮膚より作製したcDNAを使用してRT−PCRで比較した。   In order to confirm whether or not the DNA encoding EGFP has been introduced into the above-obtained individual, RNA is extracted from the body tissues of offspring 1 and 2 that are offspring, and EGFP or KO is specifically detected. The following primer sets were used for genotyping by RT-PCR. As endogenous control, β-actin was compared by RT-PCR using cDNA generated from the skin of wild type marmoset as negative control.

10μLのPCR混合液は、1×PCRバッファー(10mMのTris−HCl[pH9.0],50mMのKCl)、2.5mMのMgCl、0.2mMのdNTPs、10μMの各プライマーセット、及び1.0UのKOD−PLUS−NEOポリメラーゼを混合することにより作製された。94℃にて2分の加熱処理;98℃にて10秒、63℃にて30秒のアニーリング、68℃にて30秒の伸長を1サイクルとして30サイクル;の条件で増幅処理を行った。各プライマーセットは以下のとおりであった。RT−PCRの結果を図5に示す。 10 μL of the PCR mixture was prepared using 1 × PCR buffer (10 mM Tris-HCl [pH 9.0], 50 mM KCl), 2.5 mM MgCl 2 , 0.2 mM dNTPs, 10 μM each primer set, and It was made by mixing 0 U of KOD-PLUS-NEO polymerase. The amplification process was performed under the following conditions: heat treatment at 94 ° C. for 2 minutes; annealing at 98 ° C. for 10 seconds, annealing at 63 ° C. for 30 seconds, elongation at 68 ° C. for 30 seconds as one cycle; Each primer set was as follows. The results of RT-PCR are shown in FIG.

EGFP:
5’−CAAGGACGACGGCAACTACAAGACC−3’(配列番号19)(フォワードプライマー)
5’−GCTCGTCCATGCCGAGAGTGA−3’(配列番号20)(リバースプライマー)
KO:
5’−GAGGGCCTGAGCTGGGAGA−3’(配列番号21)(フォワードプライマー)
5’−CACCAGCCTGTGGCCGATGA−3’(配列番号22)(リバースプライマー)
β−アクチン:
5’−TGGACTTCGAGCAGGAGAT−3’(配列番号23)(フォワードプライマー)
5’−CCTGCTTGCTGATCCACATG−3’(配列番号24)(リバースプライマー)
EGFP:
5'-CAAGGACGACGCGACACTACAAGACC-3 '(SEQ ID NO: 19) (forward primer)
5'-GCTCGTCCATGCCCGAGAGTGA-3 '(sequence number 20) (reverse primer)
KO:
5'-GAGGGCCTGAGTCGGAGA-3 '(sequence number 21) (forward primer)
5'-CACCAGCCTGTGGCCGATGA-3 '(sequence number 22) (reverse primer)
β-actin:
5'-TGGACTTCGAGCAGGAGAT-3 '(sequence number 23) (forward primer)
5'-CCTGCTTGCTGATCCACATG-3 '(sequence number 24) (reverse primer)

(結果)
図5において、左から、野生型(ネガティブコントロール)、仔1と仔2それぞれの胎盤、仔1と仔2それぞれの毛根、仔1と仔2それぞれの皮膚、仔1と仔2それぞれの血液のRT−PCRの結果を示す。仔1と仔2それぞれの胎盤、仔2の毛根と仔1と仔2それぞれの血液において、EGFPが発現し、かつKOを発現していないことが確認された。なお、仔1と仔2の皮膚・仔1の毛根において、発現がなかったが、ファウンダー個体自体は通常モザイクであること、組織によってプロモーターの発現量が若干異なること等が理由として考えられる。
(result)
In FIG. 5, from the left, wild type (negative control), placentas of pups 1 and 2 respectively, hair roots of pups 1 and 2 respectively, skins of p1 and p2 each, blood of pups 1 and 2 respectively The result of RT-PCR is shown. It was confirmed that EGFP was expressed and KO was not expressed in the placenta of each of Pups 1 and 2 and in the hair root and P1 and P2 of each of P2. Although there was no expression in the hair roots of the skin of the pup 1 and the pup 2, the founder individual itself is usually a mosaic, and the expression level of the promoter may be slightly different depending on the tissue.

[実施例7]
[目的遺伝子導入実験−1]
哺乳類のゲノムDNAに挿入する目的遺伝子として、パーキンソン病の原因となるLRRK2の2019番目のグリシン残基がセリン残基である変異体(LRRK2(G2019S))(以下、「変異LRRK2」ともいう)を選択した。蛍光発現レポーターであるEGFPをコードする遺伝子DNAと、その上流の上記変異LRRK2をコードする遺伝子DNAとを2Aで接合し、さらにその上流に非ヒト霊長類動物細胞で機能するCAGプロモーターを連結した領域をPBトランスポゾンによる挿入領域とした。PB5’TRの上流の外来遺伝子導入判定領域を付加した、CMVプロモーター−hKO1d2PEST−ポリA−PB5’TR−CAGプロモーター−LRRK2(G2019S)−2A−EGFP−ポリA−PB3’TRの構成を含む変異LRRK2含有PiggyBac環状ベクター(図6)を作製した。
[Example 7]
[Target gene introduction experiment-1]
As a target gene to be inserted into mammalian genomic DNA, a mutant (LRRK2 (G2019S)) (hereinafter also referred to as “mutated LRRK2”) in which the glycine residue at position 2019 of LRRK2 causing Parkinson's disease is a serine residue Selected. A region in which the gene DNA encoding EGFP, which is a fluorescent expression reporter, and the gene DNA encoding the above-mentioned mutant LRRK2 upstream thereof are joined at 2A, and further a CAG promoter functioning in non-human primate cells is linked upstream thereof. As the insertion region by the PB transposon. Including the configuration of CMV 1 promoter-hKO1 d2 PEST-polyA-PB5 'TR-CAG promoter-LRRK2 (G2019S) -2A-EGFP-polyA-PB3'TR added with a foreign gene transfer determination region upstream of PB5'TR A mutated LRRK2-containing PiggyBac circular vector (FIG. 6) was generated.

実施例1と同様の手順で、KO/EGFP−PBトランスポゾン含有環状ベクターの代わりに上記変異LRRK2含有PiggyBac環状ベクターを用い、piggyBacトランスポゼーズ環状ベクターとともにヒト胚性腎臓293T細胞へコトランスフェクションした。トランスフェクト後の293T細胞について、励起光488nmを用いてEGFPを、励起光548〜584nmを用いてKO1とEGFPを、倒立型蛍光顕微鏡(オリンパス社製)で経時的に観察した。結果を図7の(a)及び(b)に示す。   In a procedure similar to Example 1, human embryonic kidney 293T cells were cotransfected with the piggyBac transposase circular vector, using the above-mentioned mutant LRRK2-containing PiggyBac circular vector instead of the KO / EGFP-PB transposon-containing circular vector. With respect to the transfected 293T cells, EGFP was observed over time using an excitation light of 488 nm, and KO1 and EGFP were observed over time with an inverted fluorescent microscope (manufactured by Olympus Corporation) using excitation light of 548 to 584 nm. The results are shown in (a) and (b) of FIG.

(結果)
図7(a)から明らかなとおり、変異LRRK2含有PiggyBacベクターのみを添加した(Day0)ネガティブコントロール細胞(a細胞)においては、Day1にEGFPとKO1の発現が開始した。Day5においても、EGFPとKO1の両方が強く発現していることが確認できる。しかし、Day10においては、EGFPによる蛍光とKOによる蛍光のいずれもが、ほとんど消滅した。
(result)
As is clear from FIG. 7 (a), in the negative control cells (a cells) to which only the mutated LRRK2-containing PiggyBac vector was added (Day 0), expression of EGFP and KO1 started on Day 1. Also on Day 5, it can be confirmed that both EGFP and KO1 are strongly expressed. However, on Day 10, both of the fluorescence by EGFP and the fluorescence by KO almost disappeared.

一方、図7(b)から明らかなとおり、上記変異LRRK2含有PiggyBacベクターとpiggyBacトランスポゼーズmRNAとをコトランスフェクトした(Day0)細胞(b細胞)においては、Day1にEGFPとKO1の発現が観察できるが、Day5では、上記(a)細胞と比較して、EGFPの緑色蛍光が強く、KO1のオレンジ色蛍光の強度が小さい細胞(青矢印)があることから、EGFPのみが発現している細胞(白矢印)が存在することと、EGFPとKO1の両方を発現している細胞とが混在していることが確認された。したがって、トランスポゼーズの作用によりEGFPがゲノムDNAに導入された場合、EGFPの発現は安定・増強する一方で、ゲノムDNAに導入されなかったKO1の発現は急速に(Day5ごろまでに)減衰することが確認された。Day10においては、KO1の蛍光は観察されずEGFPのみが発現している細胞が多く観察され、LRRK2変異体遺伝子DNAとEGFPを含むpiggyBacトランスポゾン領域が293T細胞のゲノムDNAに導入されたことが確認された。   On the other hand, as is clear from FIG. 7 (b), in the day 0 cells (b cells) cotransfected with the PiggyBac vector containing the mutated LRRK2 and the piggyBac transposase mRNA, expression of EGFP and KO1 was observed on Day 1 Although it can be performed, there are cells (blue arrows) in which the green fluorescence of EGFP is strong and the intensity of the orange fluorescence of KO1 is small compared to the above (a) cells on Day 5; It was confirmed that the presence of (white arrow) and the cells expressing both EGFP and KO1 were mixed. Therefore, when EGFP is introduced into genomic DNA by the action of transposase, the expression of EGFP is stabilized and enhanced while the expression of KO1 not introduced into genomic DNA is rapidly attenuated (by around Day 5) That was confirmed. On Day 10, the fluorescence of KO1 was not observed and many cells expressing only EGFP were observed, confirming that the piggyBac transposon region containing LRRK2 mutant gene DNA and EGFP was introduced into the genomic DNA of 293T cells. The

[実施例8]
[目的遺伝子導入実験−2]
(マウスニューロスフェアへの外来遺伝子導入)
哺乳類のゲノムDNAに大型の遺伝子を挿入する目的遺伝子として以下のベクターを作製した。まず、神経幹細胞や神経前駆細胞で選択的に活性を有することが知られているG protein-coupled receptor 56(gpr56)ミニマムプロモーター(配列番号25)(Bae et al., Science 2014等)の下流に蛍光レポーター遺伝子であるEGFPと発光レポーターであるLuciferase2を接合した(第二発現カセット)。しかし、上記gpr56ミニマムプロモーターは胚では活性をもたないため、導入部分を胚で選別しうるマーカーとして胚で活性を有するEOSプロモーターとレポーター遺伝子hKO1の第一発現カセットを第二発現カセットの下流に配置し、2つのカセットをインシュレーターで結合してPBトランスポゾンによる挿入領域(PiggyBac トランスポゾン領域)とした。PB3’の上流の判定領域には挿入領域で使用していない青色蛍光を発現するCerulean(配列番号15)をd2PESTと接合して、CMVプロモーター下に配置し、CMVプロモーター−Cerulean−d2PEST−ポリA−PB5’TR−hgpr56−eGFP−ルシフェラーゼ−Ins−EOS−hKO1−ポリA−PB3’TRを含む図8に示すPBトランスポゾン環状ベクターを作製した。なお、上記Insは、インシュレーターを意味する。この実験ではPiggyBac トランスポゾン領域がプロモーターと外来タンパク質を各々含む2つのカセットを有するため、カセット間の干渉を防ぐために使用されている。
[Example 8]
[Target gene introduction experiment-2]
(Foreign gene transfer to mouse neurosphere)
The following vector was constructed as a target gene for inserting a large gene into mammalian genomic DNA. First, downstream of G protein-coupled receptor 56 (gpr56) minimal promoter (SEQ ID NO: 25) (Bae et al., Science 2014 etc.) known to selectively have activity in neural stem cells and neural progenitor cells The fluorescent reporter gene EGFP was conjugated to the luminescent reporter Luciferase 2 (second expression cassette). However, since the above gpr56 minimal promoter has no activity in embryo, the first expression cassette of the EOS promoter and reporter gene hKO1 having activity in embryo as a marker that can select the introduced part in embryo is downstream of the second expression cassette After placement, the two cassettes were joined by an insulator to form a PB transposon insertion area (PiggyBac transposon area). In the determination region upstream of PB3 ', Cerulean (SEQ ID NO: 15) expressing blue fluorescence not used in the insertion region is joined with d2PEST and placed under the CMV promoter, and CMV 1 promoter-Cerulean-d2PEST-poly A PB transposon circular vector shown in FIG. 8 containing A-PB5'TR-hgpr56-eGFP-luciferase-Ins-EOS-hKO1-polyA-PB3'TR was prepared. In the above, Ins means an insulator. In this experiment, the PiggyBac transposon region is used to prevent interference between the cassettes, as it has two cassettes, each containing a promoter and a foreign protein.

上記外来遺伝子導入判定領域にCeruleanを配置し、トランスポゾン領域にgpr56ミニマムプロモーターを搭載したPBトランスポゾン環状ベクターと、piggyBacトランスポゼーズベクター(Medical Research Council(UK)社製)とを用いて、hgpr56e1m−EGFP−Luciferase2(第二発現カセット)とEOS−hKO1(第一発現カセット)とをコードするDNAをマウスニューロスフェアのゲノムDNAに導入することを試みた。   Hgpr56e1m-EGFP was prepared using a PB transposon circular vector in which Cerulean was placed in the above-mentioned foreign gene transfer determination region and the gpr56 minimal promoter was loaded in the transposon region, and a piggyBac transposase vector (Medical Research Council (UK)). Attempts were made to introduce DNA encoding Luciferase 2 (second expression cassette) and EOS-hKO1 (first expression cassette) into genomic DNA of mouse neurosphere.

(マウスニューロスフェアの形成)
マウス胎仔脳線条体をbFGF (basic fibroblast growth factor)、EGF(epidermal growth factor)及びB27を添加したMHM培地(Murayama et al., J Neurosci Res 2002)中において、浮遊培養法によって神経幹細胞・神経前駆細胞を増殖させてニューロスフェア形成させた。
(Formation of mouse neurosphere)
Neural stem cells and nerves in suspension culture method of mouse embryonic brain striatum in MHM medium (Murayama et al., J Neurosci Res 2002) supplemented with bFGF (basic fibroblast growth factor), EGF (epidermal growth factor) and B27 Progenitor cells were expanded to form neurospheres.

(マウスニューロスフェアへのコトランスフェクション)
上記gpr56ミニマムプロモーターを搭載したPBトランスポゾン含有環状ベクターと、piggyBacトランスポゼーズ環状ベクターとを濃度比2:1にて、上記マウスニューロスフェアにエレクトロポレーションした(Day0)。トランスポゼーズを加えず、PBトランスポゾン含有環状ベクターのみをトランスフェクトしたニューロスフェアをネガティブコントロールとした。トランスフェクト後のニューロスフェアについて、励起光452nmを用いてCeruleanを、励起光488nmを用いてEGFPを、励起光548〜584nmを用いてhKO1を、倒立型蛍光顕微鏡(オリンパス社製)で経時的に観察した。また、Day5のニューロスフェアにBeetle Luciferin, Potassium Salt(Promega社製)を添加し、ルシフェラーゼの発現をIVIS Spectrum In Vivo Imaging System(パーキンエルマー社製)で観察した結果を図9に示す。
(Co-transfection into mouse neurosphere)
The PB transposon-containing circular vector carrying the gpr56 minimal promoter and the piggyBac transposase circular vector were electroporated into the mouse neurosphere at a concentration ratio of 2: 1 (Day 0). A neurosphere transfected with only the PB transposon-containing circular vector without transposase was used as a negative control. With regard to the transfected neurosphere, Cerulean using excitation light 452 nm, EGFP using excitation light 488 nm, hKO1 using excitation light 548 to 584 nm, temporally with an inverted fluorescence microscope (manufactured by Olympus) I observed it. In addition, Beetle Luciferin, Potassium Salt (manufactured by Promega) was added to the neurosphere of Day 5, and the expression of luciferase was observed by IVIS Spectrum In Vivo Imaging System (manufactured by Perkin Elmer). The results are shown in FIG.

(結果)
図9から明らかなとおり、PBトランスポゾン含有環状ベクターのみを添加したネガティブコントロール細胞(図9(a))においては、Day1とDay5において判定領域のCeruleanと挿入領域のKOが同一細胞で発現していたのに対し、トランスポゼーズを導入した区では、Day5に判定領域のCeruleanの発現が見られない細胞でKOが発現している細胞が見られた。一方gpr56ミニマムプロモーターに接合したEGFPの発現はどちらの区でも観察されなかったものの、その下流のルシフェラーゼの発光がトランスポゼーズを導入した区でのみ観察された。
(result)
As apparent from FIG. 9, in the negative control cells to which only the PB transposon-containing cyclic vector was added (FIG. 9 (a)), Cerulean in the judgment region and KO in the insertion region were expressed in the same cell in Day 1 and Day 5 On the other hand, in the section into which transposase was introduced, cells expressing KO were seen in cells in which expression of Cerulean in the judgment area was not observed on Day 5. On the other hand, although expression of EGFP conjugated to the gpr56 minimal promoter was not observed in either section, luminescence of its downstream luciferase was observed only in the section into which transposase was introduced.

したがって、トランスポゼーズの作用によりgpr56−EGFP−Luciferase2とEOS−hKO1をコードするDNAがゲノムDNAに導入された場合、EOSプロモーターが活性を持つ細胞においては、hKO1の発現が安定・増強する一方で、ゲノムDNAに導入されなかったCeruleanの発現は急速に(5日目ごろまでに)減衰することが確認された。また、トランスポゼーズをコトランスフェクションした区でのみ神経幹細胞や神経前駆細胞で活性を持つgpr56下の発光レポーターの発現が観察されたことより、トランスポゾン領域が、ニューロスフェアのゲノムDNAに導入されたことが確認された。   Therefore, when DNA encoding gpr56-EGFP-Luciferase 2 and EOS-hKO1 is introduced into genomic DNA by the action of transposase, while the expression of hKO1 is stabilized and enhanced in cells with EOS promoter activity, It was confirmed that the expression of Cerulean not introduced into the genomic DNA was rapidly attenuated (by around day 5). In addition, the transposon region was introduced into the genomic DNA of neurosphere, as the expression of a luminescent reporter under gpr56 having activity in neural stem cells and neural progenitor cells was observed only when cotransfected with transposase. That was confirmed.

[実施例9]
上記gpr56−EGFP−Luciferase2とEOS−hKO1含有piggyBacベクター7μg/μLとpiggyBacトランスポゼーズ発現用ベクターから作製したmRNA3.5μg/μLを実施例1と同様にマイクロマニピュレータ(Leica社製)を用いて、マウス胚の雄性前核にマイクロインジェクションした。胚発生過程における蛍光発現の変化を倒立型蛍光顕微鏡(オリンパス社製)により観察し、結果を図10に示す。
[Example 9]
Using 7 μg / μL of the above gpr56-EGFP-Luciferase 2 and EOS-hKO1-containing piggyBac vector and 3.5 μg / μL of mRNA prepared from the piggyBac transposase expression vector using the micromanipulator (manufactured by Leica) as in Example 1. It was microinjected into the male pronucleus of mouse embryos. Changes in fluorescence expression during embryo development were observed with an inverted fluorescence microscope (manufactured by Olympus), and the results are shown in FIG.

(結果)
図10から明らかなとおり、piggyBacトランスポゾン機構が作用して、gpr56−EGFP−Luciferase2とEOSーhKO1がゲノムDNAに挿入された胚(白矢印で示したオレンジの胚)においては、hKO1のオレンジ蛍光は24時間後(Day1)から発現し始め、Ceruleanの青色蛍光はDay1に弱く観察されたが(赤矢印で示した青色の胚)、その後発現は消失し、hKO1単独蛍光が持続したまま96時間後(Day4)に胚盤胞まで発生が進むことが確認された(図10)。したがって、トランスポゼーズの作用によりPBトランスポゾンによる挿入領域がゲノムDNAに導入された場合、hKO1の発現は安定・増強する一方で、ゲノムDNAに導入されなかったPB3’の上流のCeruleanの発現は急速に減衰することが確認された。Gpr56ミニマムプロモーターは胚で活性を持たないためEGFPとLuc2はマウス胚で観察されないが、同一PBトランスポゾン挿入領域に搭載している、胚で活性を持つEOS−hKOの発現が確認できたことより、piggyBacトランスポゾン領域がマウス胚ゲノムDNAに導入されたことが確認された。
(result)
As apparent from FIG. 10, the orange fluorescence of hKO1 is obtained in the embryo (orange embryo indicated by the white arrow) in which gpr56-EGFP-Luciferase2 and EOS-hKO1 are inserted into the genomic DNA by the piggyBac transposon mechanism acting. After 24 hours (Day 1), the blue fluorescence of Cerulean was weakly observed on Day 1 (blue embryo indicated by red arrow), but then the expression disappeared and after 96 hours while hKO1 alone fluorescence was sustained It was confirmed that development progressed to blastocysts (Day 4) (FIG. 10). Therefore, when the insertion region by PB transposon is introduced into genomic DNA by the action of transposase, the expression of hKO1 is stabilized and enhanced, while the expression of Cerulean upstream of PB3 'not introduced into genomic DNA is rapid. It was confirmed that the Although EGFP and Luc2 are not observed in mouse embryos because the Gpr56 minimal promoter has no activity in embryos, expression of embryo-active EOS-hKO, which is carried in the same PB transposon insertion region, has been confirmed. It was confirmed that the piggyBac transposon region was introduced into mouse embryonic genomic DNA.

Claims (9)

(A)外来遺伝子導入判定領域及び(B)piggyBacトランスポゾン領域を含む、哺乳動物細胞への外来遺伝子導入用ベクターであって;
上記(A)外来遺伝子導入判定領域が、(a1)哺乳動物細胞で機能する判定用プロモーターDNA、及び(a2)前記判定用プロモーターDNAの下流に作動可能に連結している判定用蛍光タンパク質をコードするDNAを含み、
上記(B)piggyBacトランスポゾン領域が、(b1)5’末端側と3’末端側とに付加されたpiggyBacトランスポゼーズが認識する一対のpiggyBacトランスポゾン配列、及び、該トランスポゾン配列間に配置された(b2)哺乳動物細胞で機能する外来タンパク質プロモーターDNAと、(b3)前記外来タンパク質プロモーターDNAの下流に作動可能に連結された蛍光標識タンパク質を含む外来タンパク質をコードするDNAを含む
ことを特徴とする外来遺伝子導入用ベクター。
A vector for foreign gene transfer into a mammalian cell, comprising (A) a foreign gene transfer determination region and (B) a piggyBac transposon region;
The (A) foreign gene introduction determination region codes (a1) a promoter DNA for determination that functions in mammalian cells, and (a2) a fluorescent protein for determination operably linked downstream of the promoter DNA for determination. Containing the DNA
The (B) piggyBac transposon region is disposed between (b1) a pair of piggyBac transposon sequences recognized by the piggyBac transposase added on the 5 'end side and the 3' end side, and the transposon sequences ( b2) A foreign substance characterized by comprising: a foreign protein promoter DNA which functions in mammalian cells; and (b3) a DNA encoding a foreign protein including a fluorescently labeled protein operably linked downstream of the foreign protein promoter DNA. Gene transfer vector.
蛍光標識タンパク質を含む外来タンパク質が、蛍光標識タンパク質に加えて、さらに1又は2以上の目的タンパク質を含むことを特徴とする請求項1記載のベクター。 The vector according to claim 1, wherein the foreign protein containing a fluorescently labeled protein further comprises one or more target proteins in addition to the fluorescently labeled protein. 外来遺伝子導入判定領域が、さらに(a3)タンパク質不安定化ペプチドをコードするDNAを含むことを特徴とする請求項1又は2記載のベクター。 The vector according to claim 1 or 2, wherein the foreign gene transfer determination region further comprises (a3) a DNA encoding a protein destabilizing peptide. 外来遺伝子導入判定領域の蛍光タンパク質が発する蛍光と蛍光標識タンパク質が発する蛍光が補色の関係にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載のベクター。 The vector according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluorescence emitted from the fluorescent protein of the foreign gene transfer determination region and the fluorescence emitted from the fluorescently labeled protein are in a complementary color relationship. 請求項1〜4いずれか記載のpiggyBac外来遺伝子導入用ベクターと、piggyBacトランスポゼーズとを備える外来遺伝子導入用ベクターキット。 A vector kit for foreign gene transfer, comprising the piggyBac foreign gene transfer vector according to any one of claims 1 to 4 and piggyBac transposase. 以下の(イ)〜(ニ)の工程を備える外来遺伝子導入細胞を選択する方法。
(イ)請求項1〜4いずれか記載の外来遺伝子導入用ベクターを準備する工程;
(ロ)哺乳類動物の細胞を調製する工程;
(ハ)上記(イ)で準備した外来遺伝子導入用ベクターとpiggyBacトランスポゼーズとを細胞に注入する工程;
(ニ)外来遺伝子導入用ベクターによる判定用蛍光タンパク質の蛍光が急速に減衰している細胞を外来遺伝子が導入された細胞として選択する工程;
A method for selecting a foreign transgenic cell comprising the following steps (a) to (d).
(A) preparing a foreign gene transfer vector according to any one of claims 1 to 4;
(B) preparing mammalian cells;
(Iii) injecting the foreign gene transfer vector prepared in (ii) above and piggyBac transposase into cells;
(D) selecting a cell in which the fluorescence of the fluorescent protein for determination by the vector for foreign gene transfer has been rapidly attenuated as a cell into which the foreign gene has been introduced;
外来遺伝子導入細胞が受精卵であることを特徴とする請求項6記載の方法。 The method according to claim 6, wherein the foreign transgenic cell is a fertilized egg. 請求項7記載の方法により選択された外来遺伝子導入受精卵を非ヒト哺乳類動物仮母に移植し、産子を取得する工程を含むことを特徴とする非ヒト哺乳類トランスジェニック動物を作出する方法。 A method for producing a non-human mammalian transgenic animal comprising the step of transplanting a foreign gene-introduced fertilized egg selected by the method according to claim 7 into a non-human mammalian animal temporary mother and obtaining an offspring. 請求項8記載の方法により作出された非ヒト哺乳類トランスジェニック動物から得られた、外来遺伝子を有し、生殖能・受精能を有する非ヒト哺乳類トランスジェニック動物細胞。 A non-human mammalian transgenic animal cell having a foreign gene and having fertility and fertility obtained from the non-human mammalian transgenic animal produced by the method according to claim 8.
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