JP5927588B1 - 新規過排卵誘起処理によるマウス卵子の大量作製法 - Google Patents

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Abstract

【課題】過排卵誘起効率がよい新規な方法を提供すること。具体的には、従来のウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)とヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を用いた方法に比べて過排卵誘起効率が優れた方法を提供することを目的とする。【解決手段】3〜40週齢の雌マウスに抗インヒビン抗体及びウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)を同時に投与し、次いでヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を投与することを特徴とする過排卵誘起方法が提供された。【選択図】図4

Description

本発明は、雌マウスの過排卵を誘起する方法に関する。
実験動物は、健康な又は病理学的な状態を深く理解するための研究において、そして、ヒト疾患への応用を目的とした候補治療法の有効性を評価するために不可欠である。マウスは、ライフサイエンスの研究において最も一般的に用いられる実験動物である。近年、生命現象や疾患モデルとして遺伝子の機能解明のために、多くの遺伝子改変マウスの系統が作製されている。
膨大な数の遺伝子改変マウスは、マウスリソースバンクに保存され、それらは国際マウス系統リソース(International Mouse Strain Resource (IMSR))のウエブサイトを用いて入手可能である。マウスリソースバンクでは、様々な生殖工学技術が用いられており、遺伝子改変マウスを効率的に保存、輸送又は作製している。これまでに、遺伝子改変マウスの精子、卵子及び胚の凍結保存により、効率的なマウスリソースバンクシステムが構築されている。マウスリソースバンクに凍結保存された精子、卵子および胚は、遺伝子改変マウスを必要とする研究者へ、宅配便を用いて容易に輸送できる。
加えて、本発明者らは、非凍結マウス胚又は精子を4℃にて簡便に輸送する新たは技術を開発した。その技術により、凍結保存したサンプルを扱う特別な技術と断熱容器(dryshipper)が不要となった。さらに本発明者らは、メチル−β−シクロデキストリン(MBCD)と還元型グルタチオン(GSH)を用いた体外受精システムを開発した(非特許文献1、非特許文献2、特許文献1、特許文献2)。その技術は医薬及び薬学分野を支援している。このような体外受精法は、凍結保存又は冷蔵保存したマウス精子を用いて、安定して高い受精率を達成できる。生殖工学技術の改善は、遺伝子改変マウスを用いた研究を効率的に行う上で非常に重要なものである。
過排卵の現象は、ホルモン投与による卵胞の成熟と排卵の誘起である。過排卵は、一般に、様々な生殖工学技術を用いて遺伝子改変マウスを作製するために使用され、体外受精(in vitro fertilization:IVF)に先立ち卵子ドナーから卵子を得るために日常的に用いられている。マウスの過排卵において、ウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)の投与は卵胞の成長を促進し、そして、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)の投与は排卵を誘起する。一般には、雌マウスの腹腔内に、卵胞の成長を刺激するウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)を投与し、次いで、排卵を誘起するヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を注射する(例えば、特許文献3)。ウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)は、性腺刺激ホルモンの一つで、PMSGとも呼ばれ、同じく性腺刺激ホルモンの一つである卵巣刺激ホルモン(FSH)様の作用を示す。遺伝子改変マウスのバックグランドとして通常用いられるC57BL/6系統の排卵される卵子の数は、雌マウスあたり、通常では約9個であるが、eCG及びhCGを用いた過排卵処理によって約25個となる(非特許文献3、非特許文献4)。
他の過排卵処理として、インヒビン抗血清(IAS)の投与により、例えば、ハムスター、ラット、天竺ネズミ、牛、馬などの種々の動物において、排卵される卵子の数を増加させることが報告されている(非特許文献5、非特許文献6、非特許文献7、非特許文献8、非特許文献9、特許文献4)。インヒビンは、卵胞において顆粒膜細胞によって分泌されるホルモンとして知られている。分泌されたインヒビンは、全身循環中に下垂体前葉へ作用し、前葉からの卵胞刺激ホルモン(FSH)の分泌を阻害する。雌へのインヒビン抗血清の投与は、インヒビンの機能を中和し、インヒビンによるFSHへの負のフィードバックを回避し、ラットにおける卵胞の成長及び排卵される卵子の数を促進する。
インヒビン抗血清がddY系統の雌マウスで排卵された卵子の数を増加させたことが報告されている(非特許文献10、非特許文献11)。インヒビン抗血清の効果はまた、野生系統の雌マウスにおいても報告されている(非特許文献12)。IASによる内因性インヒビンの免疫中和は、ネガティブフィードバックを抑制し内因性のFSHを上昇させることにより、マウスで過排卵を誘導するための効果的な戦略である。
Wangらはまず、eCGの代わりに200μLのIASの投与が、ddY系統の未成熟マウス及び成体マウスにおいて排卵される卵子の数を増加させたことを報告している。Medanらは、ddY系統のIAS処理した雌マウスでは、プラズマ中のFSHの濃度が著しく増加していることを示した。FSHの上昇は、卵胞の成長を促進し、排卵される卵子の数を増加させることに貢献している。
長谷川らは、同様に、eCGに対する応答性が低いMus musculus molossinus に属する日本の野生由来系統(MSM/Ms及びJF1/Ms)において、50μLのIASが卵子の数を増加させることを報告している。大部分の系統マウスでは、FSH作用を持つeCGにより多くの卵胞の成熟を促し、次いでhCGにより排卵を誘起することにより、1匹の雌マウスから20〜40個程度の卵子を得ることができるが、多くの野生由来マウスではこの系が上手く反応しないことが知られている。そこで長谷川らは、その原因の一つとして別種由来のホルモンに反応しないことが考えられるとして、抗インヒビン抗体を投与することにより、ネガティブフィードバックを抑制し内因性のFSHを上昇させることにより、野生由来マウスであるMSM/MsとJF1/Msにおいて、5個程度の排卵数を平均25個まで上昇させることに成功した。
このように、抗インヒビン抗体を用いた方法は、FSH様作用をもつeCGを外から過剰に投与(外因性)して卵胞の成長を促進する代わりに、内因性のFSHを上昇させ、排卵される卵子数を増大させようとするものである。これは上記のように、特にeCGでは効果が顕著でない野生由来マウスに対して有効であろう。
長谷川らによると、IAS投与に最も適した雌マウスの週齢は、MSM/Ms及びJF1/Msで5〜7週齢である。最近、持田らは、Mus musculus の5つの亜種からの種々の野生由来系統での排卵される卵子の数に対する、eCG又はIASの効果を比較した(非特許文献13)。eCG又はIASに対する応答性は、それらの遺伝的バックグランドに依存して強かった。持田らによると、Mus musculus molossinus に属する雌マウスは、eCGに比べてIASに対する高い応答性を示す傾向があった。一方、Mus musculus domesticus は、eCGに比べてIASに対する低い応答性を示す傾向があった。
このようにいくつかのマウス系統についてIASの効果が報告されているが、近交系として最も広く用いられているC57BL/6系統マウスに対するインヒビン抗血清の効果は報告がない。これは、外因性の別種由来の性腺刺激ホルモンであるeCGの投与に対してC57BL/6系統のマウスが高い応答性を示している、という事情によるのかもしれない。また、C57BL/6はMus musculus domesticus に属するとして知られているが、持田らによれば、上記のように、Mus musculus domesticus は、eCGに比べてインヒビン抗血清(IAS)に対する応答性が低いと考えられているからである。
過排卵処理によって排卵される卵子の増加は、卵子ドナーの数を明確に減少させ、そして動物の作製効率を増加させる。動物実験においては、3Rs(削減、改善及び代替)の原則に基づいて動物数を最少化することが重要である。それ故、排卵される卵子数を増加させるさらに効率的な新規な過排卵技術の開発は非常に望まれている。
特開2006−204180号公報 国際公開WO2012/036107号公報 特表2005−530509号公報 特許第3091415号公報
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上記のように、過排卵処理技術としては、ウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)を投与し次いでヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を投与する方法や、eCGの代わりにインヒビン抗血清(IAS)を用いる方法が知られているが、さらに過排卵誘起効率がよい方法が望まれている。加えて、近交系として最も広く用いられているC57BL/6系統マウスについては、eCGとhCGを用いた方法が報告されているが、更なる改良法の報告はなく、また、C57BL/6系統が属するMus musculus domesticus のマウスを用いた実験では、eCGの代わりにIASを用いた場合には過排卵に対する応答性が低いことが報告されている。
そのため遺伝子改変マウスの技術分野で最も広く用いられているC57BL/6マウスにおいて、過排卵を効率良く誘起できる更なる方法が望まれていた。
前記課題を解決するために本発明者らは鋭意研究をした結果、過排卵処理において、C57BL/6系統の未成熟雌マウスの排卵される卵子数に対するIASとeCGの組み合わせ(IASe)による効果を見出し、本発明を完成させた。C57BL/6系統マウスにおいては、FSH様作用を持つ外因性のeCGの投与に対して高い応答性を示し、加えて、内因性のFSHを上昇させるインヒビン抗血清の投与に対してはeCGに比べて低い応答性しか示さないと報告されている。ところが驚くことに、IASとeCGの組み合わせ(IASe)は、顕著な過排卵を誘起した。
また、本発明者らは、C57BL/6マウス又は遺伝子改変マウスの精子との体外受精(IVF)によって、IASeを用いた過排卵によって作製された卵子の質を確認したところ良好であることも見出した。さらに、得られた胚(新鮮な又はその後凍結保存したもの)の発生能力を胚移植により確認した。その結果、発生能に関しても良好であった。
本発明は以下のものを含む。
(1)3〜40週齢の雌マウスに抗インヒビン抗体及びウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)を同時に投与し、次いでヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を投与することを特徴とする過排卵誘起方法。
(2)前記抗インヒビン抗体が、インヒビン抗血清として投与される上記(1)に記載の過排卵誘起方法。
(3)前記雌マウスがC57BL/6系統の雌マウスである上記(1)又は(2)に記載の過排卵誘起方法。
(4)前記雌マウスが3〜5週齢である上記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の過排卵誘起方法。
(5)前記雌マウスが4週齢のC57BL/6雌マウスである上記(4)に記載の過排卵誘起方法。
(6)前記(1)〜(5)のいずれか一つに記載の方法を用いて作製された卵子。
(7)前記(1)〜(5)のいずれか一つに記載の方法を用いて作製された卵子と、遺伝子改変マウスの精子とを用いる体外受精方法。
(8)前記精子がC57BL/6系統の雄マウス由来の精子である前記(7)に記載の体外受精方法。
(9)前記(7)又は(8)の体外受精方法により得られた受精卵から作製された2細胞期胚。
本発明のIAS及びeCGの組合せ投与を用いた新規な過排卵技術は、eCGによる慣用の方法に比べ、排卵される卵子数を大きく増加させことができ、1匹の雌マウスから非常の多くの卵子を作製することができる。
7.5IUのeCG又はIASe(0.1mLのIASと3.75IUのeCG)、次いでhCGを注射後の卵管膨大部を観察した写真である。AはeCGのみを、BはIASeを示す。 IASe(0.1mLのIASと3.75IUのeCG)、次いで、hCGを投与して過排卵を誘起した1匹の雌マウスからの2細胞期胚の作製を示した写真である。 IASe(0.1mLのIASと3.75IUのeCG)、次いで、hCGを投与して過排卵を誘起した1匹の雌マウスから作製された産子を示した写真である。 4週齢のC57BL/6雌マウスを用いて過排卵を誘起して得られた排卵された卵子数を示している。3.75又は7.5IUのeCGのみ、0.1mL又は0.2mLのIASのみ、IASe(0.1mLのIASと3.75IUのeCG)のそれぞれを投与し、次いで、hCGを投与して得られた卵子数の結果を示している。 10週齢のC57BL/6雌マウスを用いて過排卵を誘起して得られた排卵された卵子数を示している。3.75又は7.5IUのeCGのみ、0.1mL又は0.2mLのIASのみ、IASe(0.1mLのIASと3.75IUのeCG)のそれぞれを投与し、次いで、hCGを投与して得られた卵子数の結果を示している。 各週齢(3〜10週齢)のC57BL/6雌マウスを用いて過排卵を誘起した結果である。過排卵のために、IASe(0.1mLのIASと3.75IUのeCG)を投与し、次いでhCGを投与した。 4週齢のC57BL/6雌マウスを用いて過排卵を誘起した結果である。過排卵のために、各用量のIASeとeCGを投与し、次いでhCGを投与した。 10〜19週齢のC57BL/6雌マウスを用いて過排卵を誘起した結果である。過排卵のために、各用量のIASeとeCGを投与し、次いでhCGを投与した。
以下、本発明を、例示的な実施態様を例として詳細に説明するが、本発明は以下に記載の実施態様に限定されるものではない。
なお、文中で特に断らない限り、本明細書で用いるすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者に一般に理解されるのと同じ意味をもつ。また、本明細書に記載されたものと同等又は同様の任意の材料および方法は、本発明の実施において同様に使用することができる。
また、本明細書に記載された発明に関連して本明細書中で引用されるすべての刊行物および特許は、例えば、本発明で使用できる方法や材料その他を示すものとして、本明細書の一部を構成するものである。
本発明者らは、まず、C57BL/6系統の雌マウスの過排卵において、IAS(0.1又は0.2mL)とeCG(7.5IU)の応答性が同様であることを見出した。そして、本発明者らはさらに、IAS及びeCGに対する応答性は、それらを組み合わせて投与することにより顕著に増幅されることを見出した。IASeの投与は、IAS又はeCGの単独の投与に比べて、排卵される卵子数を約3倍に増加させた。C57BL/6マウスの精子を用いた体外受精によって、IASeを用いた過排卵により得られた卵子は、2細胞期胚へと通常の発生を示した。C57BL/6マウスの卵子と遺伝子改変マウスの精子を用いた体外受精によって得られた新鮮な又は凍結保存した胚は、胚移植により、通常通り産子へと発生した。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、未成熟な3〜40週齢の雌マウスに、抗インヒビン抗体及びウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)の投与し、次いで、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)の投与することにより、過排卵を誘起し、排卵される卵子数を増大させることを特徴とする。
本発明はまた、そのようにして得られた卵子を含む。
本発明はまた、上記の過排卵誘起方法を用いて得られた卵子を、新鮮な、冷蔵保存した、又は凍結保存したマウスの精子と受精させて2細胞期胚を作成する方法を含み、さらには、そのようにして作製した2細胞期胚を含む。
本発明はまた、前記のようにして作製した2細胞胚を移植し、産子を作製する方法を含み、さらには、そのようにして作製したマウスを含む。
本発明で用いる雌マウス系統は、特に限定されず、例えば、BALB/c,C3H/He,C57BL/6J,C57BL/6N,DBA/2N,ICR,FVB/N, BDF1,B6CF3F1,129T2/SvEmsJ,NOD,CBA/J,MSM/Ms,JF1/Ms等をあげることができるが、好ましくはC57BL系統のマウス、より好ましくはC57BL/6系統のマウスである。また、本発明で用いることができる雌マウスは、任意の変異(例えば、トランスジェニック、ノックアウト、ノックイン)を含んでいてもよい。特定の性質を持ったマウスを作製する場合は、目的に合った任意の変異を含むマウスを用いることができる。
本発明で用いる雌マウスの週齢は、3〜40週齢であるが、好ましくは3〜19週齢、より好ましくは約3週齢〜約5週齢、最も好ましくは約4週齢である。C57BL/6系統のマウスを用いた場合は、約4週齢のマウスを用いることが特に好ましく、それにより、非常に多くの卵子を作製することができる。
本発明で用いる抗インヒビン抗体は、マウスの内因性インヒビンを中和する活性を有する抗体であればよい。例えば、精製した32kDaのブタあるいはマウスインヒビンを抗原として、去勢山羊を免疫して作製することにより、抗インヒビン抗体を含むインヒビン抗血清を得ることができる。抗インヒビン活性は、常法により測定することが可能である。例えば、イムノアッセイ法により免疫力価を測定することができる。本発明においては、抗インヒビン抗体は、インヒビン抗血清でも、或いは、精製(粗精製を含む)した抗体の状態であってもよい。
本発明の過排卵誘起方法において雌マウスに投与するウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)の量は、実験マウスにおける過排卵処理において通常用いられる量で使用される。例えば、通常では、2〜15IUであり、好ましくは3〜10IU、さらに好ましくは3〜8IUである。なお、約3〜約5週齢、より好ましくは約4週齢のC57BL/6系統マウスの場合は、3〜8IUのeCGをIASと組合せて用いることにより、特に優れた過排卵誘起が達成できる。
本発明の過排卵誘起方法において雌マウスに投与するヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)の量は、実験マウスにおける過排卵処理において通常用いられる量で使用される。例えば、2〜15IUであり、好ましくは3〜10IU、さらに好ましくは3〜8IUである。
本発明の過排卵誘起方法の特徴は、未成熟の雌マウスに、抗インヒビン抗体(例えば、インヒビン抗血清)とウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)を同時に投与し、次いで、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を投与することである。
抗インヒビン抗体とeCGは、同時期又は(ほぼ)同時に別々に投与しても、或いは混合物として一緒に投与してもよい。投与は、これに限定されないが、例えば腹腔内に注射することにより行える。その後、一定期間を経た後、例えば48時間の間をあけて、hCGを投与する。hCGの投与は、これに限定されないが、例えば腹腔内に注射することにより行える。
本発明の過排卵誘起法を用いると、通常の排卵により得られる卵子数に比べて非常に多くの卵子を得ることができる。例えば、C57BL/6系統のマウスに本発明の方法を用いた場合は、1匹の雌マウスから、通常であれば80以上の、最適な場合には100を超える卵子を得ることもできる。このようにして得られた卵子も本発明に含まれる。
本発明により得られた卵子は、雄マウスの精子と受精させて利用することができる。精子は、成体雄マウスから常法により採取し、新鮮な状態で、或いは、冷蔵保存又は冷凍保存した後、本発明で作製した卵子と受精させることができる。受精は常法に従って行うことができる。例えば、本発明者らにより報告された方法(非特許文献1及び2)に従って行うことができる。本発明で作製した卵子から得られる受精卵は、2細胞期胚まで良好に発達できる。例えば、C57BL/6系統の雌マウスに本発明の方法を用いた場合は、通常であれば受精卵の約80%以上が、好ましい場合は、約90%以上が2細胞期胚まで発生できる。そのようにして得られた2細胞胚は、凍結保存することも可能である。このようにして得られた新鮮な又は凍結保存した2細胞期胚も本発明に含まれる。
さらに、本発明の方法により作製された卵子を用いて得られた2細胞期胚を、胚移植によりレシピエントに移植して、産子を作製することも可能である。胚移植は常法により行うことができる。このようにして産生されたマウスも本発明に含まれる。
以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
1.材料と方法
(1−1)動物
C57BL/6系統の雌及び雄マウスは、日本クレアから購入した。マウスは、通常の実験では、4週齢で卵子ドナーとして、12週齢で精子ドナーとして用いた。卵子ドナーとしてのマウスの週齢を検討する実験においては、それぞれ記載した週齢の雌マウスを用いた。C57BL/6バックグランドの遺伝子改変マウスの3系統について、12週齢において精子ドナーとして同様に用いた。ICRマウスは、8−16週齢にて、2細胞期胚のレシピエントとして用いた。すべての動物は、食事及び水は自由に与え、12時間暗明サイクル(照明時間:7:00〜19:00)で22℃±1℃にて、飼育した。動物実験は、熊本大学医学部動物実験委員会の承認を得たプロトコルにて行った。
(1−2)培地
精子は、1.0mg/mLのポリビニルアルコール及び0.75mMのメチル−β−シクロデキストリン(シグマーアルドリッチ社)を含んだ、修正クレブス−リンガー重炭酸ナトリウム液(TYH)で前培養を行った。カルシウムを増量したヒト卵管液(mHTF)を、受精培地として用いた。2細胞期胚の操作あるいは胚盤胞期胚までの培養には、カリウムシンプレックス最適培地(KSOM)を用いた。胚の凍結保存は、修正リン酸緩衝液(PB1)で希釈した1Mのジメチルスルホキシド(DMSO)、及び2MのDMSO、1Mのアセトアミド及び3Mのプロピレングリコールを含むPB1(DAP213)を用いて行った。ガラス化胚は、0.25Mのスクロースを含むPB1中で加温した。
(1−3)排卵と卵子の採取
雌マウスに、IAS(0.1mL又は0.2mL又は0.4mL)単独、eCG(3.75又は7.5IU又は15IU、あすか製薬株式会社)単独、或いはIAS及びeCGの組合せを投与した。IASは、マウスインヒビンペプチドを用いて岸らの論文(非特許文献5、本文献は引用することにより本明細書の一部である。)に記載された方法に準じて調製し、調製した抗血清をそのまま用いた。調製したIASは、ELISA法を用いてその抗体活性を測定して、必要に応じて標準化して使用した。具体的には、5μg/mLの濃度のマウスインヒビンペプチドをELISA用プレートに吸着させた後に、洗浄及びブロッキングを行った。1,000倍−128,000倍に希釈したインヒビン抗血清を処理し、二次抗体として西洋ワサビペルオキシダーゼ標識した抗ヤギIgG抗体を使用してELISAを行い、最大希釈倍率でもインヒビン抗体が十分に検出できることを確認し、以下の実験に用いた。
これらの試薬(IAS単独、eCG単独、或いはIAS及びeCGの組合せ)の投与48時間後に、7.5IUのhCG(あすか製薬株式会社)をマウスに投与した。hCGの投与17時間後に、マウスを頸椎脱臼により安楽死させ、そしてマウスの卵管を素早く採取し、パラフィンオイルで覆われた受精ディッシュに移した。顕微鏡観察下で、卵丘卵子複合体(COC)を卵管から採取して、受精培地の200μLのドロップに移した(雌/ドロップ)。各グループについて、排卵された卵子の数及び卵子の受精能を確認した。
(1−4)体外受精
精子は、C57BL/6又はC57BL/6バックグランドの遺伝子改変マウスから以下のようにして採取した。雄マウスを頸椎脱臼で安楽死させた後、精巣上体尾部を採取し、パラフィンオイルで覆われた精子前培養用のディッシュに移した。精子の塊を、解剖針を用いて精巣上体尾部から回収し、精子前培養培地の100μLのドロップに移した。精子を60分間前培養して、受精能獲得を誘導した。前培養した精子をCOCが入った受精培地のドロップに加え、37℃で、5%COを含む大気中で3時間、卵子を培養した。受精培地中の運動性精子の最終濃度は、400〜800精子/μLであった。受精の3時間後に、卵子を、mHTFの3ドロップ(80μL)中で洗浄した。卵子の洗浄後に、卵子の数を数えた。受精24時間後に、2細胞期胚の全数を総卵子数で割って100をかけることにより、受精率を計算した。
(1−5)胚のガラス化及び加温
胚のガラス化の手順は中尾ら報告(非特許文献14、本文献は引用することにより本明細書の一部である。)に従った。体外受精後に、遺伝子改変マウスの2細胞期胚を約100μLのDMSOのドロップに入れ、次いで、他のDMSOのドロップに移した。卵子を含んだ5μLのDMSOの分割サンプルをクライオチューブに入れ、0℃で5分間平衡化した。5分間の平衡化の後、卵子が入ったクライオチューブを液体窒素中に沈め、保存した。クライオチューブ内のガラス化胚は、37℃で予め加温した0.9mLのスクロース溶液を加えることにより温めた。ガラス化加温胚をスクロース溶液から回収し、次いで、100μLのDMSOのドロップ中に移した。10分後、胚移植の前に形態学的に正常な胚の数を数えることにより、生存率を求めた。
(1−6)胚移植
胚移植は、本発明者が以前報告した手順に従って行った(非特許文献15、本文献は引用することにより本明細書の一部である。)。遺伝子改変マウスの新たに採取した又はガラス化加温した2細胞期胚を、膣プラグが見られた日(偽妊娠の1日目)のICR雌マウスの卵管に移植した(8〜11胚/卵管)。胚は、卵管壁を介して移植した。子孫の数は、19日後に記録した。
(1−7)統計処理
統計分析は、Prismバージョン5.0(GraphPad)を用いて行った。結果は、平均±標準偏差SD)として表してある。グループの結果は、百分率のアークサイン変換後に分散分析を用いて比較した。p<0.05は、統計的に有意と判定した。
2.実験
(2−1)IASとeCGの組合せ投与
IAS単独、eCG単独、IASe(IASとeCGの組合せ)の3種類の投与を行い、過排卵を誘起する能力を調べた。7.5IUのeCG又はIASe(0.1mLのIASと3.75IUのeCG)、次いでhCGを注射後の卵管膨大部を観察した写真を図1に示す。また、得られた卵子の数を表1に示す。
各グループにおいて卵子ドナーとしてとして10匹の雌マウスを用いた。結果は、平均±標準偏差で示した。aは、0.1mLのIASと比較してP<0.05を示し、bは、0.2mLのIASと比較してP<0.05を示し、cは、3.75IUのeCGと比較してP<0.05を示し、dは、7.5IUのeCGと比較してP<0.05を示す。
IASe(0.1mLのISAと3.75IUのeCGの組合せ)が、IAS単独又はeCG単独に比べて、最も効果的に排卵される卵子の数を増加した。IASeの投与で排卵された卵子の数は、0.2mLのIAS又は7.5IUのeCGの投与により誘起された数の約3倍であった。0.1又は0.2mLのIASの効果は、7.5IUのeCGの効果と同じであった。即ち、IASとeCGの組合せの投与は、C57BL/6雌マウスにおいて排卵される卵子の数を増加させた。
(2−2)卵子から2細胞期胚の作製
IASeを投与したC57BL/6雌マウス由来の卵子と遺伝子改変マウスの精子との間での胚の作製効率を評価した。精子ドナーとして、3系統の遺伝子改変マウスを用いてIVFを行い、2細胞期胚まで発生させた。2細胞期胚の写真を図2に示す。また、胚の作製効率の結果を表2に示す。
過排卵は、IASe(0.1mLのIAS及び3.75IUのeCG)を用いて誘起した。IASeは、各マウス系統において2匹の雌マウスに投与した(C57BL/6雌マウスのID:7−12)。コントロールとして、7.5IUのeCGで6匹の雌マウスを用いて過排卵を誘起した(C57BL/6雌マウスのID:1−6)。IVFは、C57BL/6マウスの卵子と遺伝子改変マウスの精子の間で行った。精子ドナーとして、遺伝子改変マウスの3つの系統(A,B又はC)を用いた。
結果は、平均±標準偏差で示した。*は、eCGと比較してP<0.05を示す。
表2に示すように、IASe処理により1匹の雌マウスから100を超える卵子が得られた。排卵された卵子は、遺伝子改変マウスの精子とIVFにより通常の受精を行った。その結果、遺伝子改変マウスの2細胞期胚が、IASeを用いた過排卵の卵子から作製できた。得られた胚は、以下の実験による凍結保存前又は後に、レシピエントに移植した。
(2−3)産子の作製
C57BL/6雌マウスと遺伝子改変雄マウス間でのIVFにより作製された新鮮な又は凍結保存された2細胞期胚の発生能を、胚移植により確認した。
C57BL/6雌マウスの卵子と遺伝子改変雄マウスの精子の間でIVFを行った後、凍結保存なし(雌マウスのID;eCG:1−3、IASe:7,9,11)又は凍結保存あり(雌マウスのID;eCG4−6、IASe:8,10,12)の2細胞期胚を移植に用いた。結果を表3に示す。
結果は、平均±標準偏差で示した。*は、新鮮又は凍結保存の卵子の各グループのeCGと比較してP<0.05を示す。
表3に示されるように、胚移植後に、全てのレシピエントは、IASeによる過排卵により得られた排卵された卵子から産子を作製した。作製された産子を図3に示す。即ち、子孫が、IASeを用いた過排卵から得られた新鮮又は凍結保存胚から得られた。産子率は、新鮮又は凍結保存卵子のいずれのグループでも、eCG処理とIASe処理で差がなかった。IASeで過排卵させた雌マウスからの子孫数は、eCG処理に比べて約3倍であった。
(2−4)卵子ドナーの週齢の検討1
2−1と同様にして、4週齢及び10週齢の雌マウスを用いて、IAS単独(0.1mL又は0.2mL)、eCG単独(3.75IU又は7.5IU)、IASe(IASとeCGの組合せ:0.1mLのIASと3.75IUのeCG)の3種類の投与を行い、過排卵を誘起する能力を調べた。結果を図4及び図5に示す。
10週齢のマウスに比べ、4週齢のマウスにおいて顕著に過排卵が誘起されていた。
(2−5)卵子ドナーの週齢の検討2
2−1と同様にして、3週齢〜10週齢の雌マウスを用いて、IASe(IASとeCGの組合せ:0.1mLのIASと3.75IUのeCG)の投与を行い、過排卵を誘起する能力を調べた。結果を図6に示す。
(2−6)IASとeCGの併用投与の検討
IASとeCG併用併投与における、投与比の排卵数に及ぼす影響を検討した。
2−1と同様にして、4週齢、及び10−19週齢の雌マウスを用いて、IASとeCGの投与比を変更して、過排卵を誘起する能力を調べた。IASは、0mL、0.1mL、0.2mL、及び0.4mLを投与した。eCGは、0 IU、3.75 IU、7.5 IU、及び15 IUを投与した。4週齢のマウスを用いた結果を図7に、10−19週齢のマウスを用いた結果を図8に示す。
0.1mL又は0.2mLの至適用量のIASの投与は、7.5 IUのeCGの投与と同等の排卵誘起を示した。また、より低用量のIAS(0.1mLより低容量)及び高い用量のIAS(0.4mLより高用量)は、いずれも過排卵効果を示した。しかし、それらの用量での過排卵数は安定ではなかった(データ示さず)。
結果から判るように、0.1mL又は0.2mLのIASと、3.75又は7.5 IUのeCGとの組合せが特に顕著な排卵誘起効果を示した。

以上の結果より、IASとeCGを組み合わせた投与が、eCG又はIASを単独で用いた過排卵処理に比べて、C57BL/6雌マウスの排卵される卵子の数を大きく増加させることが示された。また、IASe処理は、排卵される卵子の受精率に負の効果を示さなかった。加えて、IASe処理を用いたC57BL/6雌マウスの卵子と遺伝子改変マウスの精子との間のIVFによって作製された、新鮮又は凍結保存された2細胞期胚から正常に産子が得られた。本発明は、C57BL/6系統の1匹の雌マウスから、80を超える卵子及び30より多くの産子を安定に作製する最初の発明であり、IASeを用いた新規の過排卵誘起方法である。
過排卵は、実験動物において、卵子ドナーから卵子を効率良く作製して得るための重要な技術である。マウスの過排卵では、eCGが雌マウスに腹腔内投与され、次いで、eCG投与の48時間後にhCGが同じ方法により投与される。そして、hCG投与の14〜17時間後に、卵子が採取される。この技術は、プロトコルが確立して以来、過排卵の標準法として広く受け入れられてきた。本発明者らは、0.1又は0.2mLのIASの投与が、7.5IUのeCGの投与と同様に排卵される卵子の数を増加させることを示した。興味深いことに、C57BL/6雌マウスへのIASとeCGとを組み合わせた投与が、排卵される卵子の数を著しく増加させた。過排卵技術の改良は、卵子及び動物の効率的な作製を可能にし、そして遺伝子改変マウスを用いた実験効率の改善に有用である。
C57BL/6は、Mus musculus domesticus に属するとして知られている。本発明者らは、C57BL/6系統の雌マウスの過排卵において、IAS(0.1又は0.2mL)とeCG(7.5IU)の応答性が同様であることを示した。そして、本発明者らはさらに、IAS及びeCGに対する応答性は、それらを組み合わせて投与することにより顕著に増幅されることを示した。IAS及びeCGの組合せという新規な投与方法は、遺伝的バックグランドにかかわらず、野生由来の系統における排卵される卵子の数を増加させる可能性がある。
上記の記載は、本発明の目的及び対象を単に説明するものであり、添付の特許請求の範囲を限定するものではない。添付の特許請求の範囲から離れることなしに、記載された実施態様に対しての、種々の変更及び置換は、本明細書に記載された教示より当業者にとって明らかである。
本発明の技術は、卵子ドナーとなる雌マウスの数を最少化し、3Rsの原則に完全に合致し動物試験の実施基準に沿ったものである。本発明の過排卵誘起技術による動物作製効率の改善は、遺伝子改変マウスを用いたゲノム科学の研究を強力に推進することができるマウスリソースバンク及び世界中の研究所における研究の効率化に極めて有用である。

Claims (7)

  1. 3〜19週齢のC57BL/6系統の雌マウスに、0.4mL以下のインヒビン抗血清及びウマ絨毛性ゴナドトロピン(eCG)を同時に投与し、次いでヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を投与することを特徴とする過排卵誘起方法。
  2. 前記雌マウスが、3〜10週齢の雌マウスである請求項1に記載の過排卵誘起方法。
  3. 前記雌マウスが、3〜5週齢の雌マウスである請求項に記載の過排卵誘起方法。
  4. 前記雌マウスが4週齢の雌マウスである請求項に記載の過排卵誘起方法。
  5. 前記インヒビン抗血清が0.1mL以上0.4mL以下の容量で投与される請求項1〜4の何れか一つに記載の過排卵誘起方法。
  6. 前記ウマ絨毛性ゴナドトロピンが、2IU以上15IU以下で投与される請求項1〜5のいずれか一つに記載の過排卵誘起方法。
  7. 以下の工程:
    a.請求項1〜のいずれか一つに記載の方法を用いて卵子を作製する工程と、
    b.前記工程により作製した卵子とC57BL/6系統の遺伝子改変マウスの精子とを受精させる工程、
    を含む体外受精方法。
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