JP3410679B2 - グッドパスチャー症候群モデルマウス - Google Patents
グッドパスチャー症候群モデルマウスInfo
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Description
症候群モデルマウスや、これを用いたグッドパスチャー
症候群治療薬のスクリーニング方法に関する。
糸球体基底膜抗体出現の3つを合わせもつグッドパスチ
ャー症候群は、ヴェゲナー肉芽腫症(Wegener's granul
omatosis)、全身性壊死性血管炎及び全身性エリテマト
ーデス(SLE)等と臨床像として共通性があるが、患
者血清中に腎糸球体基底膜と肺胞上皮基底膜に対する共
通する抗体が存在し、これらが標的組織に結合してII型
過敏症反応に基づく炎症病巣を惹起させると考えられて
いる(J. Exp. Med. 126,989-1004 ,1987)。グッドパ
スチャー症の診断は、上記の臨床像の特徴のほかに、腎
糸球体基底膜への免疫グロブリン(以下「Ig」とい
う)沈着の証明によってなされ、抗基底膜抗体の大部分
はIgG画分に属し、近年、タイプIVコラーゲンのα3
鎖の一部分に対する自己抗体と同定されている(Cell M
ol. Biol. 5, 107-112, 1991)。
齢層にわたって発症し、早期診断及び早期治療がなされ
なければ80%の患者は1年以内に腎症の悪化により死
亡し、30%の患者は肺出血によって死亡する。早期治
療によって、最近ではグッドパスチャー症の救命率は約
50%にまで向上しているが、経口ステロイド剤又は経
口免疫抑制剤のみの治療では不十分で、肺出血に対して
は高用量のプレドニンパルス療法が効果的である。しか
し、腎症に対してはパルス療法は十分ではなく、血漿交
換と高用量プレドニン、それにサイクロホスファミドの
併用が有効であるとされ、また、高度な腎障害では、人
工透析あるいは腎移植の対象となっている。
gのFc部分を認識して結合するレセプター(以下「F
cR」という)が存在し、その中でも体液中のIgGの
γ鎖に特異的に結合する受容体蛋白質であるFcγレセ
プター(以下「FcγR」という)は遺伝子構造の類似
性に基づいてタイプI(CD64抗原)、タイプII(C
D32抗原)、タイプIII(CD16抗原)の3種に大
きく分類されている。これらのうち、FcγRIIは、他
のFcRとは異なりモノマーのIgGに対して低親和性
であり、免疫複合体となった多価IgGと結合し、単
球、マクロファージ、多形核白血球(PMN)、マスト
細胞、血小板、いくつかのT細胞リンパ球及びいくつか
のB細胞リンパ球を含む造血幹細胞に広く発現する。ま
た、FcγRIIには遺伝子配列が異なるFcγRIIA、
FcγRIIB及びFcγRIICの3種類の受容体が存在
しており、いずれの染色体も1q23に位置しているこ
とも知られている。
り、γ鎖と会合することなく、しかも細胞内領域に抑制
性シグナルを伝達するアミノ酸配列(ITIM:Immuno
receptor Tyrosine-based Inhibition Motif)を有して
いる(Immunol. Rev. 125, 49-76, 1992、Science 256,
1808-1812, 1992)。このようなFcγRIIBの生理的
機能を解明するために、本発明者らはFcγRIIB欠損
マウスを既に作出し(Nature 379, 346-349, 1996)、
FcγRIIB欠損マウスをタイプIIコラーゲンで免疫す
ることによる関節炎モデルマウス(J. Exp. Med. 189,
187-194, 1999)や、自己免疫疾患モデル動物を作製し
た(特開平08−289699号公報)。
をしなければ80%の患者が1年以内に腎症の悪化によ
り死亡し、そのうち30%の患者は肺出血によって死亡
するというグッドパスチャー症候群の病態の研究やグッ
ドパスチャー症候群の治療法の開発に有効な動物モデル
は現在まで知られていない。本発明の課題は、その発症
機構を解明するための適切な病態モデルが存在しておら
ず治療方法の開発が遅れているグッドパスチャー症候群
の治療の道を拓くグッドパスチャー症候群モデルマウス
や、これを用いたグッドパスチャー症候群治療薬のスク
リーニング方法を提供することにある。
IIBの生理的機能の解明について鋭意研究を進めていた
ところ、FcγRIIB遺伝子機能が染色体上で欠損した
マウス、すなわちFcγRIIBノックアウトマウスをタ
イプIVコラーゲンで免疫することにより、該FcγRII
Bノックアウトマウスがグッドパスチャー症候群の徴候
を示すことを見い出し、本発明を完成するに至った。
レセプターIIB遺伝子機能が染色体上で欠損したマウス
をタイプIVコラーゲンで免疫することにより得られるこ
とを特徴とするグッドパスチャー症候群モデルマウスに
関する。
プターIIB遺伝子機能が染色体上で欠損したマウスをタ
イプIVコラーゲンで免疫する前後又は免疫すると同時
に、該マウスに被検物質を投与し、グッドパスチャー症
候群の発現の程度を指標として評価することを特徴とす
るグッドパスチャー症候群治療薬のスクリーニング方法
や、グッドパスチャー症候群モデルマウスに被検物質を
投与し、グッドパスチャー症候群の発現の程度を指標と
して評価することを特徴とするグッドパスチャー症候群
治療薬のスクリーニング方法や、グッドパスチャー症候
群の発現の程度を指標として評価するに際し、対照とし
て用いた野生型のマウスとの比較評価を行うことを特徴
とする上記グッドパスチャー症候群治療薬のスクリーニ
ング方法や、グッドパスチャー症候群の発現が、びまん
性肺胞出血、糸球体腎炎及び抗腎糸球体基底膜抗体出現
のうちの少なくとも1つであることを特徴とする上記グ
ッドパスチャー症候群治療薬のスクリーニング方法に関
する。
γレセプターIIB遺伝子を抽出し、その遺伝子機能の欠
損の有無を調べることを特徴とするグッドパスチャー症
候群の早期診断法をも開示している。
伝子機能が染色体上で欠損したマウスとは、FcγRII
Bをコードするマウスの内在性遺伝子が破壊・欠損・置
換等の遺伝子変異により不活性化され、FcγRIIBを
発現する機能を失なったマウスをいう。
上で欠損したマウス、すなわちFcγRIIBノックアウ
トマウスは、本発明者らの前掲の文献(Nature 379, 34
6-349, 1996)に記載する方法等によって作製すること
ができる。具体的には、マウス遺伝子ライブラリーから
PCR等の方法により得られた遺伝子断片を用いて、F
cγRIIB遺伝子をスクリーニングし、スクリーニング
されたFcγRIIB遺伝子をウイルスベクター等を用い
てサブクローンし、DNAシーケンシングにより特定す
る。このクローンのS2エキソン及びEC1エキソンを含
むフラグメントをpMC1ネオ遺伝子カセット等に置換
することによって、ターゲットベクターを作製する。
レーション(電気穿孔)法等によってES細胞に導入
し、相同的組換えを行い、その相同的組換え体の中か
ら、G418等に抵抗性を示すES細胞を選択し、その
細胞のクローンをマウスの胚盤胞中にマイクロインジェ
クションし、かかる胚盤胞を仮親のマウスに戻し、キメ
ラマウスを作製する。このキメラマウスを野生型のマウ
スとインタークロスさせると、ヘテロ接合体マウスを得
ることができ、また、このヘテロ接合体マウスをインタ
ークロスさせることによって、FcγRIIBノックアウ
トマウスを得ることができる。
が染色体上で欠損したマウスにグッドパスチャー症候群
を誘導するために用いられる免疫源としては、タイプIV
コラーゲンを具体的に例示することができるが、Fcγ
RIIB遺伝子機能が染色体上で欠損したマウスにグッド
パスチャー症候群を誘導することができるものであれ
ば、タイプIVコラーゲンのアミノ酸配列の一部を含むペ
プチドなどどのようなものでもよい。
モデルマウスとは、びまん性肺胞出血、糸球体腎炎及び
抗腎糸球体基底膜抗体出現の3つの徴候を合わせもつマ
ウスであればどのようなマウスでもよく、例えばFcγ
RIIB遺伝子機能が染色体上で欠損したマウスをタイプ
IVコラーゲンで免疫することにより得ることができる。
療薬のスクリーニング方法としては、FcγRIIB遺伝
子機能が染色体上で欠損したマウスをタイプIVコラーゲ
ンで免疫しグッドパスチャー症候群を誘導する前や後あ
るいはタイプIVコラーゲンで免疫しグッドパスチャー症
候群を誘導すると同時に、該マウスにグッドパスチャー
症候群治療薬の候補となる被検物質を投与し、グッドパ
スチャー症候群の発現(諸症状の出現)の程度を指標と
して評価する方法や、グッドパスチャー症候群モデルマ
ウスにグッドパスチャー症候群治療薬の候補となる被検
物質を投与し、グッドパスチャー症候群の発現の程度を
指標として評価する方法を挙げることができる。
度を指標として評価するに際し、グッドパスチャー症候
群モデルマウスと同種の野生型のマウスを対照として用
い、グッドパスチャー症候群モデルマウスと対照として
の同種の野生型マウスとにおけるグッドパスチャー症候
群の発現の程度を比較評価することもできる。
出現)の程度の指標としては、肺組織におけるびまん性
肺胞出血、腎組織における糸球体腎炎及び抗腎糸球体基
底膜抗体出現のうちの少なくともいずれか1つを好まし
く例示することができるが、この他、肺胞に沈着してい
る抗基底膜抗体の出現、血清クレアチニンのレベル又は
糸球体ろ過値等を挙げることもできる。このような指標
のうち少なくとも1つについて評価することにより、グ
ッドパスチャー症候群治療薬をスクリーニングすること
ができる。
断法としては、ヒトの被験細胞からFcγRIIB遺伝子
を抽出し、その遺伝子機能の欠損の有無を調べることに
より診断する方法を具体的に挙げることができる。そし
て、FcγRIIB遺伝子源としてのヒトの被験細胞とし
ては、例えば、マクロファージ、マスト細胞、B細胞、
樹状細胞等を挙げることができ、またFcγRIIB遺伝
子の遺伝子機能の欠損の有無を調べる方法としては、ク
ローニングされたFcγRIIB遺伝子を常法によりヒト
株化細胞で発現させ、この発現産物のFcγRIIB機
能、例えばIgG免疫複合体との結合を調べる方法を例
示することができる。発現産物にFcγRIIB機能が欠
損している場合は、グッドパスチャー症候群が発症する
可能性があり、上記のように、FcγRIIB遺伝子の遺
伝子機能の欠損の有無を調べることによりグッドパスチ
ャー症候群の早期診断法が可能となる。
具体的に説明するが、この発明の技術的範囲はこれらの
実施例に限定されるものではない。参考例(FcγRII
B欠損マウスの作製)129/Sv/J系統由来のマウ
スのゲノムDNAライブラリーをスクリーニングするこ
とによって、FcγRIIB遺伝子のゲノムDNAのクロ
ーンを単離した。このクローンのS2及びEC1の2つの
独立したエキソンを含む2.65Kbのフラグメントを
pMC1ネオ遺伝子カセット(東洋紡社製)に、置換す
ることによってターゲットベクターを作製した。この線
状化したベクターをエレクトロポレーションによってE
S細胞(J1)に導入し、相同的組換えを行った。
らESクローンを単離し、G418及びGANC(ガン
シクロビア)に対してネオマイシン耐性ESクローンを
スクリーニングし、サザンブロット法によって相同的組
換え体を同定した。その同定された相同的組換え体から
ゲノムDNAを単離して、HindIIIでダイジェスト
し、pMC1ネオ遺伝子カセットを含むターゲティング
された対立遺伝子を含んでいることを確認した。かかる
確認されたESクローンを胚盤胞中にマイクロインジェ
クションし、キメラマウスを作製し、作製されたマウス
を野生型のC57BL/6Jマウスとインタークロスさ
せることによってヘテロ接合体マウスを得て、また、ホ
モ接合体マウスを得るために、このヘテロ接合体マウス
をインタークロスさせて、FcγRIIB遺伝子が染色体
上で欠損した欠損マウス及びその野生型マウスを作製し
た。
マウスの作製) 1mMのHCl溶液(pH3.0)に3mg/mlの蛋
白濃度で牛水晶体から調製されたセルマトリックスIV
(新田ゼラチン株式会社製)に、最終濃度で1mMにな
るようにNaOHを加えてタイプIVコラーゲン(pH
8.0)を作製した。このタイプIVコラーゲン(pH
8.0)3mg/mlと、流動パラフィン、界面活性剤
及び結核死菌からなる完全フロイントアジュバンド(C
FA)3mg/mlとを連結シリンジ中で混合して、ま
たタイプIVコラーゲン(pH8.0)3mg/mlと、
流動パラフィンと界面活性剤とからなる不完全フロイン
トアジュバント(IFA)3mg/mlとを連結シリン
ジ中で混合して、2種類のエマルジョンを作製した。
γRIIB遺伝子欠損マウス(8週齢:雌雄差なし)をエ
ーテルで麻酔し尾根部を剃毛し、タイプIVコラーゲンと
CFAとをそれぞれ150μg含むエマルジョン100
μlをマウスの皮内に注射して一次免疫を行い、その一
次免疫後、14、28及び42日目に、タイプIVコラー
ゲンとIFAとをそれぞれ150μg含むエマルジョン
100μlを皮内に注射し、56日目にマウスを屠殺
し、肺及び腎臓組織を採取した。また、対照としては野
生型マウスを用いた。
免疫されたFcγRIIB遺伝子欠損マウス(FcγRII
B-/-)は対照の野生型マウス(WT)に比べて、肺組
織においてマクロファージや好中球等の炎症細胞浸潤を
含む広い範囲で著しい肺胞出血を示し、また、図2に示
すように、腎組織において糸球体や近位尿細管の変性が
生起しており、糸球体腎炎を主体とする腎病変が生じて
いた。これらの結果から、FcγRIIB遺伝子欠損マウ
スをタイプIVコラーゲンで免疫すると、グッドパスチャ
ー症候群モデルマウスが得られることがわかる。
体価の検査) FcγRIIBノックアウトマウス、FcRγノックアウ
トマウス、野生型マウスのそれぞれに、タイプIVコラー
ゲンで免疫し、所定期間の後、眼窩より採血を行ない、
文献(Cell. Immunol. 145, 299-310, 1992)記載のE
LISA分析に改良を加えた以下の方法により、タイプ
IVコラーゲンに対する抗体価を検査した。
gのタイプIVコラーゲンを溶解させ、この溶解液を1ウ
ェル当たり50μlの割合で用い、96ウェルマイクロ
プレート(Falcon;Becton Dickin
son Labware社製)を4℃にて一晩コーティ
ングした後、0.05%のTween20と0.1%の
BSAを含むPBSで3回洗浄し、1ウェル当たり25
0μlの0.2%のBSAを含むPBSで4℃にて一晩
ブロックした。
20000倍に希釈し、その希釈した血清を1ウェル当
たり50μlの割合で上記96ウェルマイクロプレート
に加え、4℃にて一晩反応させた。反応後、96ウェル
マイクロプレートを0.05%のTween20を含む
PBSで3回洗浄し、西洋ワサビペルオキシダーゼ(シ
グマ社製)が結合したヤギ抗マウスIgG1、IgG2
a又はIgG2bを200倍に希釈したものを50μl
加えて、4℃にて2時間インキュベートした。インキュ
ベート後、再び0.05%のTween20を含むPB
Sで3回洗浄し、0.1mlのTureBlue Peroxidase Su
bstrate(Kirkegaard & Perry Labs社製)と共に30分
間室温で酵素反応を行った。その後、ミクロプレートリ
ーダー(Biolumin 960;Molecular Dynamics社製)でO
D450を測定した。結果を図3に示す。
ウトマウス(IIB−KO)は、FcRγノックアウトマ
ウス(γ−KO)や野生型マウス(Wild)に比べて、タ
イプIVコラーゲンに対する抗体価(IgG1、IgG2
a、IgG2b又はIgM)の上昇が認められ、グッド
パスチャー症候群の所見と矛盾していないことから、グ
ッドパスチャー症候群モデルマウスが作製できたことが
わかった。
群モデルマウスや、これを用いたグッドパスチャー症候
群治療薬のスクリーニング方法や、グッドパスチャー症
候群の早期診断法を提供することができるので、その発
症機構を解明するための適切な病態モデルが存在してお
らず治療方法の開発が遅れているグッドパスチャー症候
群の治療の道を拓くことができる。
ー症候群様の肺胞出血を示す図である。
ー症候群様の糸球体腎炎を示す図である。
ルを示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 免疫グロブリンFcγレセプターIIB遺
伝子機能が染色体上で欠損したマウスをタイプIVコラー
ゲンで免疫することにより得られることを特徴とするグ
ッドパスチャー症候群モデルマウス。 - 【請求項2】 免疫グロブリンFcγレセプターIIB遺
伝子機能が染色体上で欠損したマウスをタイプIVコラー
ゲンで免疫する前後又は免疫すると同時に、該マウスに
被検物質を投与し、グッドパスチャー症候群の発現の程
度を指標として評価することを特徴とするグッドパスチ
ャー症候群治療薬のスクリーニング方法。 - 【請求項3】 グッドパスチャー症候群モデルマウスに
被検物質を投与し、グッドパスチャー症候群の発現の程
度を指標として評価することを特徴とするグッドパスチ
ャー症候群治療薬のスクリーニング方法。 - 【請求項4】 グッドパスチャー症候群の発現の程度を
指標として評価するに際し、対照として用いた野生型の
マウスとの比較評価を行うことを特徴とする請求項2又
は3記載のグッドパスチャー症候群治療薬のスクリーニ
ング方法。 - 【請求項5】 グッドパスチャー症候群の発現が、びま
ん性肺胞出血、糸球体腎炎及び抗腎糸球体基底膜抗体出
現のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求
項2〜4のいずれか記載のグッドパスチャー症候群治療
薬のスクリーニング方法。
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