JP6172699B2 - Hyperlipidemia model pig - Google Patents

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本発明は、低密度リポタンパク質受容体(LDLR:low-density lipoprotein receptor)遺伝子ノックアウトブタやその作製方法、その高脂血症モデルとしての使用に関する。   The present invention relates to a low-density lipoprotein receptor (LDLR) gene knockout pig, its production method, and its use as a hyperlipidemia model.

高脂血症(高コレステロール血症)は生活習慣病のひとつであり、血中総コレステロール値の調節にLDLRが重要な働きをしていることが知られている。日本人の家族性(遺伝性)高コレステロール血症(FH:Familial Hypercholesterolemia)患者においても、血中コレステロール量と、LDLR遺伝子における少なくとも4つの変異との関連が知られている(非特許文献1)。高脂血症は症状が長引くと動脈硬化症を引き起こす。動脈硬化症は日本人の3大死亡原因の中でも、心疾患及び脳血管疾患の原因となる。したがって高脂血症及びそれに起因する動脈硬化症は治療法や予防法の開発が求められる重要な疾患の一つであり、高脂血症や動脈硬化症のモデル動物は、その治療法及び予防法の研究開発において非常に有用である。   Hyperlipidemia (hypercholesterolemia) is one of lifestyle-related diseases, and it is known that LDLR plays an important role in regulating blood total cholesterol levels. Even in Japanese familial (hereditary) hypercholesterolemia (FH) patients, the relationship between blood cholesterol levels and at least four mutations in the LDLR gene is known (Non-patent Document 1). . Hyperlipidemia causes arteriosclerosis with prolonged symptoms. Atherosclerosis is a cause of heart disease and cerebrovascular disease among the three major causes of death in Japan. Therefore, hyperlipidemia and arteriosclerosis resulting therefrom are one of the important diseases for which development of treatment and prevention methods is required, and model animals for hyperlipidemia and arteriosclerosis are treated and prevented. Very useful in law research and development.

しかしながら、ヒト高脂血症の病態を十分に再現する、高脂血症や動脈硬化症のモデル動物は得られていなかった。実験動物として広く用いられているマウスは動脈硬化発症に対する抵抗性が強く、例えばLDLR遺伝子ノックアウトマウスは、高コレステロール食を与えた条件では顕著に高い血中総コレステロール値を示したが、通常食を与えた条件では顕著な血中総コレステロール値の上昇は示さなかった(非特許文献2)。また、LDLR遺伝子に加えアポリポ蛋白E(ApoE)遺伝子をノックアウトしたマウスは、LDLR遺伝子ノックアウトマウスよりは高い血中総コレステロール値を示したが、ApoE遺伝子ノックアウトマウスと同程度の血中総コレステロール値を示したにすぎなかった(非特許文献3)。ニューロメジンU(NMU)遺伝子及びApoE遺伝子を両方欠損したマウスは、通常食を与えた条件で高い血中低密度リポタンパク質(LDL:Low Density Lipoprotein)及び超低密度リポタンパク質(VLDL:very low density lipoprotein)コレステロール値を示すが(特許文献1)、神経ペプチドであるNMUをノックアウトしたマウスは過食、肥満、高インスリン血症、高血糖等の症状をも呈するため、NMU遺伝子及びApoE遺伝子のダブルノックアウトマウスにおける高脂血症は複合的な症状のひとつに過ぎないと考えられ、LDLRとの関係も不明である。そもそも、健常時におけるマウスの血中LDLコレステロール及び高密度リポタンパク質(HDL:High Density Lipoprotein)コレステロールの組成は、ヒトの血中LDLコレステロール及びHDLコレステロールの組成と大きく異なるため、マウスは高脂血症等についてのモデル動物に適さないという問題もある。したがって、ヒト高脂血症や動脈硬化症の病態を再現できるモデルマウスは存在しないのが現状である。   However, model animals for hyperlipidemia and arteriosclerosis that sufficiently reproduce the pathology of human hyperlipidemia have not been obtained. Mice widely used as experimental animals have strong resistance to the onset of arteriosclerosis. For example, LDLR gene knockout mice showed a markedly high blood total cholesterol level under conditions given a high cholesterol diet. Under the conditions given, there was no significant increase in blood total cholesterol (Non-Patent Document 2). Moreover, although the mouse which knocked out the apolipoprotein E (ApoE) gene in addition to the LDLR gene showed a higher blood total cholesterol level than the LDLR gene knockout mouse, the blood total cholesterol level was similar to that of the ApoE gene knockout mouse. It was only shown (Non-Patent Document 3). Mice deficient in both the neuromedin U (NMU) gene and the ApoE gene have high blood low density lipoprotein (LDL) and very low density lipoprotein (VLDL) under conditions of normal feeding. ) Although it shows cholesterol level (Patent Document 1), a mouse knocked out with NMU, which is a neuropeptide, also exhibits symptoms such as overeating, obesity, hyperinsulinemia, hyperglycemia, etc., so a double knockout mouse with NMU gene and ApoE gene Hyperlipidemia is considered to be only one of the complex symptoms, and the relationship with LDLR is unknown. In the first place, the composition of blood LDL cholesterol and high density lipoprotein (HDL: High Density Lipoprotein) cholesterol in mice is different from that of human blood LDL cholesterol and HDL cholesterol. There is also a problem that it is not suitable for model animals. Therefore, there is currently no model mouse that can reproduce the pathology of human hyperlipidemia or arteriosclerosis.

また、高脂血症のウサギを育種選抜した結果得られたWHHLウサギ(渡辺ラビット)及びその類縁系統ウサギは、ヒトFHに最も近い病態を示す高脂血症モデル動物として研究開発等に利用されてきた。後にWHHLウサギはLDLR機能低下突然変異の遺伝子型を有することが明らかにされたが、育種選抜により得られたためLDLR遺伝子変異以外の要素がWHHLウサギの表現型に強く寄与している可能性もある。WHHLウサギはコントロールウサギと比較して血中LDLコレステロール濃度の上昇が顕著であり、それに伴い血中HDLコレステロール濃度が大幅に減少する(非特許文献4、5)。それに対し、LDLコレステロール値の上昇を示すヒトFH患者において、WHHLウサギに見られるような顕著なHDLの減少はみられない。したがって、WHHLウサギをはじめとする高脂血症モデルウサギも、ヒトのFHの病態の再現について十分とはいえない。さらに、ウサギは短命であることに加えて草食動物であるため、食生活と密接に関連するヒトの高脂血症のモデル動物には適さない。例えば、1913年にロシアの病理学者ニコライ・アニチコワがウサギに卵を与えたところ高脂血症ならびに動脈硬化症が引き起こされたことを発表し、ヒトにおいても卵が高脂血症や動脈硬化症の直接的な原因となるとの説が流布したものの、後にこれは草食動物であるウサギを実験に用いて通常は餌としない卵を食べさせたために引き起こされた症状であり、前記の説は誤りであることが明らかになっている。このことからもわかるとおり、そもそも草食であるウサギは、ヒトの食生活やライフスタイルと密接に関連する疾患、高脂血症や動脈硬化症のモデル動物には適さないという問題がある。   In addition, the WHHL rabbit (Watanabe Rabbit) and its related strain rabbits obtained as a result of breeding and selecting hyperlipidemic rabbits are used for research and development as hyperlipidemic model animals showing the pathological condition closest to human FH. I came. Later, it was revealed that WHHL rabbits had a genotype of LDLR hypofunction mutations, but since they were obtained by breeding selection, elements other than LDLR gene mutations may contribute strongly to the phenotype of WHHL rabbits. . WHHL rabbits have a marked increase in blood LDL cholesterol levels compared to control rabbits, and blood HDL cholesterol levels significantly decrease accordingly (Non-Patent Documents 4 and 5). In contrast, in human FH patients showing elevated LDL cholesterol levels, there is no significant decrease in HDL as seen in WHHL rabbits. Therefore, hyperlipidemic model rabbits including WHHL rabbits are not sufficient for reproduction of human FH pathology. Furthermore, since rabbits are herbivores in addition to being short-lived, they are not suitable for human hyperlipidemia model animals closely related to dietary habits. For example, in 1913, Russian pathologist Nikolai Anitkova announced that eggs were given to rabbits, which caused hyperlipidemia and arteriosclerosis. However, this is a symptom that was caused by feeding herbivorous rabbits in an experiment and eating eggs that were not normally eaten. It has become clear that. As can be seen from the above, rabbits that are herbivorous have a problem that they are not suitable for model animals of diseases closely related to human diet and lifestyle, hyperlipidemia and arteriosclerosis.

ブタの血中コレステロール上昇の表現型を引き起こす劣性の遺伝子型(FH−r)として、第二染色体のセントロメア付近が示唆され、LDLR遺伝子のリガンド結合領域における一塩基ミスセンス変異が同定されているが、かかる変異遺伝子型と表現型との直接の関係は明らかではない(非特許文献6)。マウスの胚性幹細胞(ES細胞:Embryonic Stem cell)の樹立により、遺伝子標的組換え(ジーンターゲッティング)が可能となった。様々な遺伝子機能解析が進められ、その技術を応用して種々のヒト疾患モデルマウスが作製されている。しかし、マウスのような寿命が短い小動物での試験は、長期間の治療実験や、外科的治療試験等への利用が困難であること等の問題がある。そこで、発明者らは、寿命が長く、体も大きい、ブタを用いた疾患モデル動物を作出することに着想し、ブタのES細胞が樹立されていないという問題を克服して、核移植による体細胞クローンブタ作出技術を開発し(特許文献2、3)、かかる技術を応用することにより、ブタにおいてもジーンターゲッティングを行うことを可能とした(特許文献4、5)。特許文献6はあくまでApoE遺伝子及び/又はLDLR遺伝子に変異を有するブタをアテローム性動脈硬化症の研究のためのモデルとするアイデアが記載されているだけであり、特許文献7もLDLR遺伝子の一部を薬剤耐性遺伝子で置換したブタ細胞の作製方法が記載されているにとどまる。非特許文献7には、ミニブタにおいてLDLR遺伝子のジーンターゲッティングによる破壊を行ったことが記載され、高コレステロール血症の症状が観察されたことが記載されているが、その詳細は明らかではない。ミニブタは、ランドレース等の通常の食肉豚に比べて、体が小さく平均産子数が少ないため、系統作製には多くの時間と手間がかかる点や、得られるモデルブタの数や組織等の量が限られる点等に問題がある。   As a recessive genotype (FH-r) that causes a phenotype of elevated blood cholesterol in pigs, the vicinity of the centromere of the second chromosome has been suggested, and a single-base missense mutation in the ligand-binding region of the LDLR gene has been identified. The direct relationship between such mutant genotypes and phenotypes is not clear (Non-Patent Document 6). Establishment of mouse embryonic stem cells (ES cells: Embryonic Stem cells) has enabled gene-targeted recombination (gene targeting). Various gene function analyzes have been advanced, and various human disease model mice have been produced by applying the technology. However, a test using a small animal such as a mouse having a short lifespan has a problem that it is difficult to use it for a long-term treatment experiment, a surgical treatment test, or the like. Therefore, the inventors conceived of creating a disease model animal using a pig having a long life and a large body, overcoming the problem that porcine ES cells were not established, Cell cloning pig production technology has been developed (Patent Documents 2 and 3), and by applying such technology, gene targeting can be performed even in pigs (Patent Documents 4 and 5). Patent Document 6 only describes the idea of using a pig having a mutation in the ApoE gene and / or LDLR gene as a model for the study of atherosclerosis, and Patent Document 7 also describes a part of the LDLR gene. Only a method for producing porcine cells in which is substituted with a drug resistance gene is described. Non-Patent Document 7 describes that mini-pigs were disrupted by gene targeting of the LDLR gene and observed that symptoms of hypercholesterolemia were observed, but the details are not clear. Mini pigs are smaller in size and have a smaller average number of offspring than ordinary meat pigs such as land races, so it takes a lot of time and labor to produce strains, and the number and organization of model pigs obtained. There is a problem in that the amount is limited.

特許第4734523号公報Japanese Patent No. 4734523 特許第4036356号公報Japanese Patent No. 4036356 特許第4036608号公報Japanese Patent No. 4036608 特開2008−220222号公報JP 2008-220222 A 特開2010−110254号公報JP 2010-110254 A WO2008/106982号公報WO2008 / 106982 publication WO2011/100505号公報WO2011 / 100505 gazette

Bujyo H. et al., J. Atheros. Thromb., 11, 146-151 (2004)Bujyo H. et al., J. Atheros. Thromb., 11, 146-151 (2004) Ishibashi S. et al., J. Clin. Invest., 92, 883-893 (1993)Ishibashi S. et al., J. Clin. Invest., 92, 883-893 (1993) Ishibashi S. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, 4431-4435 (1994)Ishibashi S. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, 4431-4435 (1994) Tanzawa K. et al., FEBS Letter, 118, 81-84 (1980)Tanzawa K. et al., FEBS Letter, 118, 81-84 (1980) Rosenfeld ME et al., Arteriosclerosis, 8, 338-347 (1988)Rosenfeld ME et al., Arteriosclerosis, 8, 338-347 (1988) Hasler-Rapacz J. et al., American Journal of Medical GeneticsVolume 76, Issue 5, 379-386 (1998)Hasler-Rapacz J. et al., American Journal of Medical Genetics Volume 76, Issue 5, 379-386 (1998) Davis B. et al., Swine in Biomedical Research Conference 2011, S2-9 (2011)Davis B. et al., Swine in Biomedical Research Conference 2011, S2-9 (2011)

本発明の課題は、ヒト高脂血症の病態を十分に再現することができる高脂血症モデル動物を提供することや、かかる高脂血症モデル動物を利用した高脂血症治療・予防薬のスクリーニング方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a hyperlipidemia model animal that can sufficiently reproduce the pathology of human hyperlipidemia, and to treat and prevent hyperlipidemia using such a hyperlipidemia model animal. It is to provide a screening method for drugs.

発明者らは、体が大きく寿命が長い、雑食の動物としてブタに着目し、LDLR遺伝子ノックアウトクローンブタを作製し、血漿中コレステロール画分及び中性脂肪画分の組成を調べた。LDLR遺伝子ノックアウトマウスが通常食では高脂血症を示さないことから、LDLR遺伝子の単独ノックアウトでは、通常食では高脂血症を示さないだろうという予測に反して、LDLR遺伝子ノックアウトブタは通常食でも高脂血症の症状を示した。また、血漿中コレステロール画分の組成(VLDL、LDL、HDL)において、ヒトの家族性高脂血症を十分に再現し得たことから、本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタは従来のげっ歯類等の高脂血症モデル動物よりも優れた高脂血症モデル動物であるという確証を得て、本発明を完成するに至った。本発明は、プライムテック株式会社及び独立行政法人農業生物資源研究所の共同研究の成果である。   The inventors focused on pigs as omnivorous animals with large bodies and long lifespans, prepared LDLR gene knockout clone pigs, and examined the composition of plasma cholesterol fraction and neutral fat fraction. Since LDLR gene knockout mice do not show hyperlipidemia on a normal diet, contrary to the prediction that a single diet of LDLR gene will not show hyperlipidemia on a normal diet, But it showed symptoms of hyperlipidemia. Moreover, since the familial hyperlipidemia of humans could be sufficiently reproduced in the composition of plasma cholesterol fractions (VLDL, LDL, HDL), the LDLR gene knockout pig of the present invention is a conventional rodent or the like. As a result, the present invention has been completed with the confirmation that it is a superior hyperlipidemia model animal. The present invention is the result of joint research between Primetec Corporation and the National Institute for Agrobiological Sciences.

すなわち、本発明は〔1〕LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させた、HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であり、通常食においても高コレステロール血症を示すことを特徴とする高脂血症モデルブタや、〔2〕高コレステロール血症が、LDLコレステロール及びVLDLコレステロールの濃度がコントロールと比べて高いことを特徴とする、前記〔1〕に記載の高脂血症モデルブタや、〔3〕高コレステロール血症が、IIb型遺伝性高脂血症であることを特徴とする、前記〔1〕又は〔2〕に記載の高脂血症モデルブタに関する。   That is, the present invention is characterized in that [1] the concentration of HDL cholesterol from which the function of all or part of the LDLR gene is deleted is similar to that of the control, and hypercholesterolemia is exhibited even in a normal diet. The hyperlipidemia model pig or [2] hyperlipidemia model pig according to [1] above, wherein the concentration of LDL cholesterol and VLDL cholesterol is higher than that of the control [3] The hyperlipidemia model pig according to [1] or [2], wherein the hypercholesterolemia is type IIb hereditary hyperlipidemia.

また、本発明は〔4〕採取したブタの卵子から除核し、該除核された卵子に、LDLR遺伝子の一部あるいは全部を改変又は欠失させたブタ体細胞核を注入することで得られる体細胞核移植クローン動物又はその子孫であることを特徴とする、前記〔1〕〜〔3〕のいずれか1つに記載の高脂血症モデルブタや、〔5〕LDLR遺伝子の一部あるいは全部を改変又は欠失させたブタ体細胞核が、LDLR遺伝子エクソン4の一部をネオマイシン耐性遺伝子で置換したブタ体細胞核であることを特徴とする、前記〔4〕に記載の高脂血症モデルブタや、〔6〕体細胞核移植クローン動物の子孫が、体外受精及び人工授精の手法を組み合わせて作製されたことを特徴とする、前記〔4〕又は〔5〕に記載の高脂血症モデルブタや、〔7〕前記〔1〕〜〔6〕のいずれか1つに記載の高脂血症モデルブタに由来するブタ臓器又は細胞に関する。   The present invention can also be obtained by [4] enucleating a collected pig ovum and injecting into the enucleated ovum a pig somatic cell nucleus in which a part or all of the LDLR gene has been modified or deleted. A hyperlipidemia model pig according to any one of the above [1] to [3], or [5] a part or all of the LDLR gene, which is a somatic cell nuclear transfer cloned animal or its offspring The hyperlipidemic model pig according to [4] above, wherein the porcine somatic cell nucleus modified or deleted is a porcine somatic cell nucleus in which a part of the LDLR gene exon 4 is replaced with a neomycin resistance gene Or [6] a hyperlipidemic model pig according to [4] or [5] above, wherein the offspring of a somatic cell nuclear transfer cloned animal is produced by combining in vitro fertilization and artificial insemination techniques [7] Said [1 ~ About swine organ or cells derived from hyperlipidemia model pig according to any one of [6].

また、本発明は〔8〕(a)前記〔1〕〜〔6〕のいずれか1つに記載のLDLR遺伝子ノックアウトブタ又はLDLR遺伝子ノックアウトブタ由来の細胞に、被検物質を投与する工程;(b)工程(a)の被検対象のLDLコレステロールあるいはVLDLコレステロールの濃度、又は動脈硬化症の有無を調べる工程;(c)工程(b)においてLDLコレステロールあるいはVLDLコレステロールの濃度が増加しない、又は動脈硬化症を発症しないことを指標に、被検物質を高脂血症の予防又は治療剤の候補薬剤として選択する工程;の工程(a)〜(c)を備えたことを特徴とする、高脂血症の予防又は治療剤のスクリーニング方法や、〔9〕LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたLDLR遺伝子ノックアウトブタを、HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であり、通常食においても高コレステロール血症を示す高脂血症モデル動物として使用する方法に関する。   [8] (a) a step of administering a test substance to the LDLR gene knockout pig or the cell derived from the LDLR gene knockout pig according to any one of [1] to [6]; b) a step of examining the concentration of LDL cholesterol or VLDL cholesterol in the test subject in step (a) or the presence or absence of arteriosclerosis; (c) the concentration of LDL cholesterol or VLDL cholesterol does not increase in step (b), or an artery Characterized by comprising the steps (a) to (c) of selecting a test substance as a candidate drug for the prevention or treatment of hyperlipidemia, using as an index that no sclerosis develops, A method for screening a prophylactic or therapeutic agent for lipemia, or [9] LDLR gene knockout pigs that lack all or part of the LDLR gene function, The concentration of DL cholesterol is comparable to the control, to a method also used as hyperlipidemia animal models showing hypercholesterolemia in a normal diet.

本発明によれば、LDLR遺伝子ノックアウトブタ及びその子孫を提供することができ、高脂血症モデルブタとして使用することができる。また、かかるLDLR遺伝子ノックアウトブタを用いた高脂血症治療薬や予防薬のスクリーニング方法を提供することもできる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an LDLR gene knockout pig and its offspring can be provided, and it can be used as a hyperlipidemia model pig. In addition, a screening method for a therapeutic or preventive drug for hyperlipidemia using such an LDLR gene knockout pig can be provided.

LDLRex4TVベクターの構築及び標的組換えの検出ためのPCR反応とサザンブロットのデザインを示す。ターゲッティングベクターの5’及び3’側相同領域のために使用した野生型LDLR遺伝子座(上段)と相同組換え後のターゲット遺伝子座(下段)を示している(エクソン;ソリッドボックス、イントロン及び隣接領域;太線)。LDLRex4TVベクターは、5’側相同領域は、5’側エクソン4隣接領域約1kb、3’側相同領域はエクソン4から9にかかる約9kbで作製した(中段)。標的組換え特異的なPCR増幅のために使用したプライマーの位置は、短い矢印で示した。サザンブロットのために使用したプローブの位置は、ショートバーで示し、HindIIIもしくはSphI消化によるサザンブロットのバンドの予想されるサイズを野生型及びターゲット遺伝子座の両方について示した。The design of the PCR reaction and Southern blot for detection of LDLRex4TV vector construction and targeted recombination is shown. The wild-type LDLR locus used for the 5 ′ and 3 ′ homologous regions of the targeting vector (upper) and the target locus (lower) after homologous recombination are shown (exon; solid box, intron and adjacent region) ; Bold line). In the LDLRex4TV vector, the 5'-side homologous region was prepared with about 1 kb of the 5'-side exon 4 adjacent region, and the 3'-side homologous region was about 9 kb covering exons 4 to 9 (middle stage). Primer positions used for target recombination-specific PCR amplification are indicated by short arrows. The position of the probe used for the Southern blot is indicated by a short bar, and the expected size of the Southern blot band by HindIII or SphI digestion is shown for both wild type and target loci. (A、B)LDLR KO細胞を用いて核移植並びに胚移植した結果得られた胎児と、(C)誕生したLDLR KOリクローンブタの写真を示す。(A, B) A photograph of a fetus obtained as a result of nuclear transfer and embryo transfer using LDLR KO cells, and (C) a new LDLR KO re-cloned pig. LDLR KOクローンブタの血中コレステロール分画パターン(破線)を示す。The blood cholesterol fractionation pattern (broken line) of LDLR KO cloned pigs is shown. LDLR KOブタF2世代の血中コレステロール及び中性脂肪の4分画解析結果を示す。a−cの異符号間に有意差が有る(P<0.05)。4 shows the results of 4-fraction analysis of blood cholesterol and neutral fat of LDLR KO porcine F2 generation. There is a significant difference between the different signs of ac (P <0.05). LDLR KOブタF2世代の血中コレステロール(A、B)及び中性脂肪(C、D)の20分画解析結果を示す。a−cの異符号間に有意差が有る(P<0.05)。The results of 20-fraction analysis of blood cholesterol (A, B) and neutral fat (C, D) of LDLR KO porcine F2 generation are shown. There is a significant difference between the different signs of ac (P <0.05).

本発明の高脂血症モデルブタとしては、LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたトランスジェニックブタであって、HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であり、通常食においても高コレステロール血症を示すLDLR遺伝子ノックアウトブタ又はその子孫であればよく、ブタの性別、年齢、品種も特に制限されない。本明細書において単に高脂血症モデルブタもしくはLDLR遺伝子ノックアウトブタといった場合、これらの後代の子孫をも含む。本発明においてコントロールとは、普通食、すなわち一般的脂肪含量の通常飼料を与えられた野生遺伝子型のブタ等の、高脂血症を発症していないブタにおける測定値をいう。普通食(通常飼料)は、市販品を購入することができ、この通常飼料における一般的脂肪含量としては脂肪含量2〜5%を挙げることができる。ブタLDLR遺伝子としては、NCBI(National Center for Biotechnology Information)等のデータベースにおいてGene ID:396801として登録されており、またGenBankからアクセッション番号NC_010444.3、バージョンGI:347618792としてDNA配列を取得することも、そのmRNA配列やアミノ酸配列等の情報を入手することもできる。また、これらの配列に基き、DNAやアミノ酸の性質ならびにタンパク質ドメイン構造の類似性等を指標に、別のデータベースを用いて適宜LDLR遺伝子のDNA配列やアミノ酸配列を入手することも、ブタの異なる品種のLDLR遺伝子を同定することも、エクソン構造やSNP(一塩基多型)等の各種情報を得ることもできる。本発明においてLDLR遺伝子としては、前記Gene ID:396801の他、タンパク質のドメイン構造や先行文献からLDLR遺伝子として認められる遺伝子を挙げることができる。   The hyperlipidemic model pig of the present invention is a transgenic pig lacking the function of all or part of the LDLR gene, and has a HDL cholesterol concentration similar to that of the control, and is high even in a normal diet. Any LDLR gene knockout pig or its offspring showing cholesterolemia may be used, and the sex, age, and breed of the pig are not particularly limited. In the present specification, the term “hyperlipidemia model pig” or “LDLR gene knockout pig” also includes these progeny progeny. In the present invention, the control refers to a measured value in a pig that does not develop hyperlipidemia, such as a wild genotype pig fed a normal diet, that is, a normal diet having a general fat content. The normal food (ordinary feed) can be purchased as a commercial product, and the general fat content in this normal feed can include 2 to 5% fat content. The porcine LDLR gene is registered as Gene ID: 396801 in a database such as NCBI (National Center for Biotechnology Information), and a DNA sequence can be obtained from GenBank as accession number NC_010444.3, version GI: 347618792. Information such as mRNA sequence and amino acid sequence can also be obtained. Based on these sequences, DNA and amino acid properties and protein domain structure similarity can be used as indicators to obtain the DNA and amino acid sequences of the LDLR gene as appropriate using different databases. In addition, various information such as exon structure and SNP (single nucleotide polymorphism) can be obtained. In the present invention, examples of the LDLR gene include the gene ID: 396801, and the domain structure of proteins and genes recognized as LDLR genes from prior literature.

本発明においてLDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させる方法としては特に制限されず、ゲノム上のブタLDLR遺伝子のプロモーター等の制御配列又はLDLR遺伝子の一部又は全部を、欠失あるいは別のDNA配列で置換することにより、LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を可逆的又は非可逆的に抑制する方法を挙げることができ、それにより、機能的なLDLR遺伝子の発現を抑制又は阻害することや、野生型よりも機能が低い又は野生型のドミナントネガティブ型変異体LDLRタンパク質を発現させること等の効果を得ることができ、LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させることができる。これらは複数を組み合わせて用いてもよく、LDLR遺伝子の一部を薬剤耐性遺伝子と置換する方法を好適に例示することができ、かかる遺伝子変異はホモ型であっても、ヘテロ型であってもよい。   In the present invention, the method for deleting all or part of the function of the LDLR gene is not particularly limited, and a control sequence such as a promoter of the porcine LDLR gene on the genome or a part or all of the LDLR gene is deleted or separated. The method of reversibly or irreversibly suppressing the function of all or part of the LDLR gene can be mentioned by substituting with the DNA sequence, thereby suppressing or inhibiting the expression of the functional LDLR gene. In addition, effects such as expression of a dominant negative mutant LDLR protein having a function lower than that of the wild type or a wild type can be obtained, and all or a part of the functions of the LDLR gene can be deleted. . A plurality of these may be used in combination, and a method of replacing a part of the LDLR gene with a drug resistance gene can be suitably exemplified. Such gene mutations may be homozygous or heterozygous. Good.

LDLR遺伝子の全部又は一部の機能の欠失は、LDLRタンパク質の発現や、細胞や組織におけるLDLRタンパク質の局在、LDLのエンドサイトーシス等を調べるにより、評価することができる。LDLRタンパク質の発現は、LDLR遺伝子のmRNAの発現を定量PCR法、リアルタイムPCR法等の常法により調べることができ、LDLR遺伝子のmRNAの複数箇所の領域についてmRNA量を調べることが好ましい。かかる方法に使用するプライマーやプローブは、LDLR遺伝子のDNA配列に基いて適宜設計して作製することも、市販品を入手することもできる。また、LDLRタンパク質の発現を抗LDLR抗体を用いて検出することもでき、ウェスタンブロッティング法やELISA法等の分子生物学的常法により調べることができる。抗LDLR抗体は、ブタLDLRタンパク質を認識できればよく、ブタLDLR遺伝子のアミノ酸配列に基いてペプチドを設計し抗体を作成することも、市販品を入手することもできる。LDLRタンパク質の局在は、細胞や組織を用いて、抗LDLR抗体を用いた蛍光免疫染色や免疫組織染色等の観察用サンプルを作製し、細胞や組織におけるLDLRタンパク質の局在を共焦点蛍光顕微鏡等で観察する等の分子生物学的常法により調べることができる。LDLのエンドサイトーシスは、細胞や組織等を4℃に保って蛍光標識したLDLを添加し、細胞表面上のLDLRに蛍光標識LDLを結合させてから細胞や組織等を37℃にすることによりエンドサイトーシスを開始させ、LDLRや蛍光標識LDLの細胞内への取り込みを、蛍光顕微鏡で観察する等の分子生物学的常法により調べることができる。また、前記のLDLRやLDLのリアルタイムでの振る舞いを、タイムラプス機能を備えた共焦点蛍光顕微鏡を用いて観察することもできる。   Deletion of the function of all or part of the LDLR gene can be evaluated by examining LDLR protein expression, LDLR protein localization in cells and tissues, LDL endocytosis, and the like. The expression of LDLR protein can be examined by conventional methods such as quantitative PCR method and real-time PCR method for the expression of LDLR gene mRNA, and it is preferable to examine the amount of mRNA in multiple regions of LDLR gene mRNA. Primers and probes used in such methods can be appropriately designed and prepared based on the DNA sequence of the LDLR gene, or commercially available products can be obtained. Moreover, the expression of LDLR protein can also be detected using an anti-LDLR antibody, and can be examined by conventional molecular biological methods such as Western blotting and ELISA. The anti-LDLR antibody only needs to be able to recognize porcine LDLR protein, and a peptide can be designed based on the amino acid sequence of the porcine LDLR gene to produce an antibody, or a commercially available product can be obtained. For the localization of LDLR protein, observation samples such as fluorescent immunostaining and immunohistochemical staining using anti-LDLR antibody are prepared using cells and tissues, and the localization of LDLR protein in cells and tissues is determined using a confocal fluorescence microscope. It can be examined by a conventional molecular biology method such as observation by the like. Endocytosis of LDL is achieved by adding fluorescently labeled LDL while keeping cells and tissues at 4 ° C., binding fluorescently labeled LDL to LDLR on the cell surface, and then bringing the cells and tissues to 37 ° C. Endocytosis is initiated, and the uptake of LDLR or fluorescently labeled LDL into cells can be examined by conventional molecular biological methods such as observation with a fluorescence microscope. In addition, the behavior of the LDLR or LDL in real time can be observed using a confocal fluorescence microscope having a time lapse function.

前記のLDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させる遺伝子変異は、ゲノムDNAに遺伝子変異を有する体細胞核を、除核した未受精卵にインジェクションして、体細胞クローンブタを作製することも、受精卵の核内ゲノムDNAにおいて遺伝子変異を引き起こして、トランスジェニックブタを作製することもでき、体細胞クローンブタを作製する方法を好適に例示することができる。これらの体細胞クローンブタやトランスジェニックブタを用いて後代を得ることができ、その際に通常の交配の他、体外受精や人工授精等の手段を用いることもできる。相同組み換えが起こったゲノムDNAからは、標的遺伝子の野生型タンパク質は発現せず、前記標的遺伝子の機能は損なわれると考えられる。   The gene mutation that deletes all or part of the functions of the LDLR gene may be performed by injecting a somatic cell nucleus having a genetic mutation into genomic DNA into an enucleated unfertilized egg to produce a somatic cell cloned pig. A transgenic pig can also be produced by causing a genetic mutation in the nuclear genomic DNA of a fertilized egg, and a method for producing a somatic cell cloned pig can be preferably exemplified. Progenies can be obtained using these somatic cell cloned pigs and transgenic pigs, and in this case, means such as in vitro fertilization and artificial insemination can be used in addition to normal mating. From the genomic DNA in which homologous recombination has occurred, the wild type protein of the target gene is not expressed, and it is considered that the function of the target gene is impaired.

前記ゲノム上のブタLDLR遺伝子のプロモーター等の制御配列又はLDLR遺伝子の改変は、遺伝子ターゲッティング法、ジンクフィンガーヌクレアーゼ法等を用いて行うことができ、その確認はサザンブロット解析やPCR反応、制限酵素反応、ミスマッチ特異的ヌクレアーゼによる処理や電気泳動法等の遺伝子工学的常法を用いて行うことができる。遺伝子ターゲッティング法は、細胞内にターゲッティングベクターDNAを導入し、ゲノムDNAとターゲッティングベクターDNAとの相同組み換えにより、標的遺伝子の一部の配列を耐性遺伝子等の配列に置換して正常な標的遺伝子配列を破壊するとともに、かかる耐性遺伝子の機能を指標に相同組み換え体を検出する方法である。ターゲッティングベクターはゲノム上の標的遺伝子における標的部位の5’末端側のDNA配列(5’側相同領域)と、薬剤耐性遺伝子発現カセットと、ゲノム上の標的遺伝子における標的部位の3’末端側のDNA配列(3’側相同領域)とを順に備えたものであればよく、他にベクターとして機能するために必要な配列を備えていてもよい。また標的部位は特に制限されず、エクソンであることが好ましく、中でもエクソン4であることが好ましい。5’側相同領域及び3’側相同領域の長さも、相同組み換えが起こる限り特に制限されず、好ましくは100塩基(b;base)〜20キロ塩基(kb)、更に好ましくは200b〜15kb、最も好ましくは500b〜10kbである。ターゲティングベクターは制限酵素処理等により線状化したDNAとして細胞内に導入してもよく、かかる細胞内への導入方法はリン酸カルシウム法、リポフェクション法、電気穿孔法や市販のトランスフェクション試薬などを適宜使用することができる。   The control sequence such as the promoter of the porcine LDLR gene on the genome or the modification of the LDLR gene can be performed by using gene targeting method, zinc finger nuclease method, etc., and confirmation thereof is Southern blot analysis, PCR reaction, restriction enzyme reaction. It can be carried out using conventional genetic engineering methods such as treatment with mismatch-specific nuclease and electrophoresis. In the gene targeting method, a targeting vector DNA is introduced into a cell, and a part of the target gene is replaced with a sequence such as a resistance gene by homologous recombination between the genomic DNA and the targeting vector DNA, thereby replacing the normal target gene sequence. This is a method for detecting homologous recombinants by destroying and using the function of such resistance genes as an index. The targeting vector consists of a DNA sequence at the 5 ′ end of the target site in the target gene on the genome (5 ′ homologous region), a drug resistance gene expression cassette, and a DNA at the 3 ′ end of the target site in the target gene on the genome. What is necessary is just to have a sequence (3′-side homologous region) in order, and in addition, a sequence necessary for functioning as a vector may be provided. The target site is not particularly limited, and is preferably an exon, and particularly preferably exon 4. The length of the 5 ′ homologous region and the 3 ′ homologous region is not particularly limited as long as homologous recombination occurs, and is preferably 100 bases (b; base) to 20 kilobases (kb), more preferably 200 b to 15 kb, most preferably Preferably it is 500b-10kb. The targeting vector may be introduced into the cell as DNA linearized by restriction enzyme treatment, etc., and the introduction method into the cell uses the calcium phosphate method, lipofection method, electroporation method or commercially available transfection reagent as appropriate. can do.

ジンクフィンガーヌクレアーゼ法では、キメラ・ジンクフィンガーヌクレアーゼを用いて、ゲノムDNAの標的遺伝子に二本鎖切断(DSB;Double Strand Break)を起こさせることにより、ゲノム配列の編集を容易に行う事ができ、標的遺伝子の欠損、挿入、改変(置換)が生じた細胞・生物を得ることができる(特表2005-519631号公報、特表2006-518372号公報、特表2009-538141号公報等参照)。すなわち、DSBが誘導されると、その後のDNAの修復過程で変異が導入されて、あるいは相同組換えが高効率で誘導され標的遺伝子の一部の配列が耐性遺伝子等の配列に置換されて、正常なタンパク質発現が損なわれる。ここで前記キメラ・ジンクフィンガーヌクレアーゼとは、DNA結合能を有するジンクフィンガータンパク質とII型制限酵素FokIのヌクレアーゼドメインが融合したキメラタンパク質であり、標的遺伝子のDSB標的部位に応じてジンクフィンガータンパク質を適宜設計することができる。ヌクレアーゼFokIはヘテロダイマーを形成してDNAを切断するため、ゲノムDNAのDSB標的部位近傍に、それぞれの相補鎖にジンクフィンガーの標的配列を設定して、対として機能するキメラ・ジンクフィンガーヌクレアーゼを細胞内で発現させる。かかるキメラ・ジンクフィンガーヌクレアーゼはmRNAや発現ベクターとして細胞に導入することができ、細胞への導入方法はリン酸カルシウム法、リポフェクション法、電気穿孔法や市販のトランスフェクション試薬などを適宜使用することができる。キメラ・ジンクフィンガーヌクレアーゼは、遺伝子組み換え技術を用いて作製することも、CompoZr(商標登録) Zinc Finger Nuclease(Sigma-Aldrich社製)等の市販品を入手することもできる。   In the zinc finger nuclease method, the genome sequence can be easily edited by causing a double strand break (DSB) to occur in the target gene of the genomic DNA using a chimeric zinc finger nuclease. Cells / organisms in which deletion, insertion, or modification (substitution) of the target gene has occurred can be obtained (see JP-T-2005-519631, JP-T 2006-518372, JP-T 2009-538141, etc.). That is, when DSB is induced, a mutation is introduced in the subsequent DNA repair process, or homologous recombination is induced with high efficiency, and a part of the sequence of the target gene is replaced with a sequence such as a resistance gene, Normal protein expression is impaired. Here, the chimeric zinc finger nuclease is a chimeric protein in which a zinc finger protein having DNA binding ability and a nuclease domain of type II restriction enzyme FokI are fused, and the zinc finger protein is appropriately selected according to the DSB target site of the target gene. Can be designed. Nuclease FokI forms heterodimers and cleaves DNA. In the vicinity of the DSB target site of genomic DNA, a zinc finger target sequence is set in each complementary strand, and a chimeric zinc finger nuclease that functions as a pair is placed in a cell. To express within. Such a chimeric zinc finger nuclease can be introduced into cells as mRNA or an expression vector, and calcium phosphate method, lipofection method, electroporation method, commercially available transfection reagent, etc. can be appropriately used for introduction into cells. The chimeric zinc finger nuclease can be produced using a gene recombination technique, or a commercial product such as CompoZr (registered trademark) Zinc Finger Nuclease (manufactured by Sigma-Aldrich) can be obtained.

また、LDLR遺伝子のノックアウトは、受精卵や発生初期段階から生じていても、Cre−loxP系等を用いて時期や部位特異的に誘導されて発生途中や成長後に生じたものでもよいが、ターゲッティングベクターを用いて、相同組み換えによりゲノム上のLDLR遺伝子のエクソン4をネオマイシン耐性遺伝子に置換することによりLDLR遺伝子機能を欠損させた体細胞核を用いて体細胞クローンを作製する、LDLR遺伝子ノックアウトを好適に例示することができる。前記の相同組み換えを行うためのターゲッティングベクターとしては、ネオマイシン耐性遺伝子発現カセットの5’側にゲノムLDLR塩基配列のエクソン4の5’側領域を含む5’側相同領域を、3’側にエクソン4の3’側領域を含む3’側相同領域を備えている例が好ましく、これらの相同領域の位置、長さは適宜調節することができ、ネオマイシン耐性遺伝子発現カセットの5’側にゲノムLDLR塩基配列のエクソン3からエクソン4にかかる約1kbの5’側相同領域を、3’側にエクソン4から9にかかる約9kbの3’側相同領域を備えている例が好ましい。   Furthermore, the LDLR gene knockout may occur from the fertilized egg or the early stage of development, or may occur during the development or after growth by being induced in a specific time or site using the Cre-loxP system or the like. Using a vector, a somatic cell clone is created using a somatic cell nucleus in which the LDLR gene function has been deleted by replacing exon 4 of the LDLR gene on the genome with a neomycin resistance gene by homologous recombination. It can be illustrated. As a targeting vector for performing the homologous recombination, a 5 ′ homologous region including the 5 ′ region of exon 4 of the genomic LDLR base sequence is present on the 5 ′ side of the neomycin resistance gene expression cassette, and exon 4 is present on the 3 ′ side. The 3 ′ side homologous region including the 3 ′ side region is preferable. The position and length of these homologous regions can be appropriately adjusted, and the genomic LDLR base is located on the 5 ′ side of the neomycin resistance gene expression cassette. An example in which an approximately 1 kb 5 ′ homologous region extending from exon 3 to exon 4 of the sequence and an approximately 9 kb 3 ′ homologous region extending from exon 4 to 9 on the 3 ′ side is preferable.

本発明の高脂血症モデルブタとしては、LDLR遺伝子ノックアウト染色体をヘテロあるいはホモでもつ遺伝子型のいずれでもよく、ホモのLDLR遺伝子ノックアウト遺伝子型であることが好ましい。また、前記LDLR遺伝子ノックアウトブタは、採取したブタの卵子から除核し、該除核された卵子に、LDLR遺伝子の一部あるいは全部を改変又は欠失させたゲノムDNAを有するブタ体細胞核を注入することで、体細胞核移植クローン動物として作製することができる。かかる体細胞核移植クローンブタは、通常程度の繁殖能力を有する場合は野生型又は前記体細胞核移植クローンブタ等と交配させて後代を得ることができ、同様にして、通常の繁殖方法で系統を維持し後代の子孫を得ることができる。また、前記体細胞核移植クローンブタの健康状態が好ましくなく、通常の方法での繁殖に適さない場合は、前記体細胞核移植クローンブタから採取した配偶子、好ましくは精子を用いて体外受精及び人工授精の手法を組み合わせてクローンブタの後代を得て、前記LDLR遺伝子ノックアウトブタを作製することもできる。本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタや高脂血症も出るブタの系統は、前記体外受精及び人工授精の手法で維持することも、通常の繁殖方法によって系統を維持して後代の子孫を得ることができ、いずれもLDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたトランスジェニックブタである限りはその後代の子孫も同様に、本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタや高脂血症モデルブタに含まれる。   The hyperlipidemia model pig of the present invention may be of any genotype having a heterozygous or homologous LDLR gene knockout chromosome, and is preferably a homologous LDLR gene knockout genotype. The LDLR gene knockout pig is enucleated from the collected pig egg and injected with a somatic cell nucleus having a genomic DNA in which a part or all of the LDLR gene is modified or deleted. By doing so, it can be produced as a somatic cell nuclear transfer cloned animal. If the somatic cell nuclear transfer cloned pig has a normal breeding ability, it can be crossed with a wild type or the above somatic nuclear transfer cloned pig, etc. to obtain progeny, and similarly, the strain can be maintained by the normal breeding method. Progeny offspring can be obtained. In addition, when the health status of the somatic cell nuclear transfer cloned pig is unfavorable and not suitable for breeding by a normal method, in vitro fertilization and artificial insemination using a gamete, preferably a sperm, collected from the somatic cell nuclear transplant cloned pig The above-mentioned LDLR gene knockout pig can also be produced by combining the above methods to obtain a progeny of a cloned pig. The LDLR gene knockout pig and the hyperlipemia-producing pig strain of the present invention can be maintained by the in vitro fertilization and artificial insemination methods, or the strain can be maintained by a normal breeding method to obtain progeny offspring. As long as both are transgenic pigs that lack all or part of the function of the LDLR gene, their progeny are also included in the LDLR gene knockout pig and hyperlipidemia model pig of the present invention. .

本発明における高コレステロール血症としては、血中総コレステロール濃度がコントロールに比べて高ければよく、高脂血症ブタの血中総コレステロール濃度がコントロールの1.5倍以上、好ましくは3倍以上、更に好ましくは4倍以上である例を挙げることができる。また、血中コレステロール濃度に加えて、高脂血症ブタの血中総中性脂肪濃度もコントロールよりも高いことが好ましい。本発明において高コレステロール血症と高脂血症が意味するところは本質的に同一である。ヒト高脂血症は血中の脂質成分量からI、IIa、IIb、III、IV、V型に分類することができ、IIb型はVLDHコレステロール濃度とLDLコレステロール濃度が健常者よりも高く、HDLコレステロール濃度が健常者と同程度の高脂血症である。本発明の高脂血症モデルブタは、VLDHコレステロール濃度とLDLコレステロール濃度がコントロールよりも高く、HDLコレステロール濃度がコントロールと同程度でありIIb遺伝性高脂血症と同様の血中脂肪成分組成を示すことから、IIb型遺伝性高脂血症のモデルブタとすることもできる。   As hypercholesterolemia in the present invention, the blood total cholesterol concentration should be higher than that of the control, and the blood total cholesterol concentration of the hyperlipidemic pig is 1.5 times or more, preferably 3 times or more of the control, More preferred examples are four times or more. Further, in addition to the blood cholesterol concentration, the blood total neutral fat concentration of the hyperlipidemic pig is preferably higher than that of the control. In the present invention, the meanings of hypercholesterolemia and hyperlipidemia are essentially the same. Human hyperlipidemia can be classified into types I, IIa, IIb, III, IV, and V based on the amount of lipid components in the blood. Type IIb has higher levels of VLDH cholesterol and LDL cholesterol than healthy subjects. The patient has hyperlipidemia with a cholesterol level similar to that of a healthy person. The hyperlipidemia model pig of the present invention has a blood fat component composition similar to that of IIb hereditary hyperlipidemia, in which the VLDH cholesterol concentration and the LDL cholesterol concentration are higher than those of the control, and the HDL cholesterol concentration is similar to that of the control. Since it shows, it can also be set as the model pig of type IIb hereditary hyperlipidemia.

本発明において、HDLコレステロール、LDLコレステロール、又はVLDLコレステロールの濃度は、血漿や血清等の血液由来サンプルのコレステロール区分におけるHDL、LDL、VLDL濃度として測定することができ、同様にHDLトリグリセライド、LDLトリグリセライド、又はVLDLトリグリセライドの濃度としては、血漿や血清等の血液由来サンプルのトリグリセライド(中性脂肪)区分におけるHDL、LDL、VLDL濃度として測定することができる。血中の脂質の測定は適宜常法を用いることができ、測定業者に試料を提供してデータを得ることも、測定用機器を用いて測定することもできる。血中の脂質の測定には全血を用いても、適宜血清サンプルや血漿サンプル、さらに分画したサンプルを使用してもよく、これらは測定を阻害しない限りヘパリン等の抗凝固剤、防腐剤、防カビ剤、pH調整剤や緩衝液等を適宜添加することもできる。例えば、VLDL、LDL、及びHDLの各成分を定量する場合には、血清サンプルをまず各成分に分画し、それぞれの画分についてデタミナーL TCIIやデタミナーTC-555(協和メデックス株式会社製)、アクアオートカイノスT−CHO試薬(株式会社カイノス製)等酵素法用キットを使用して酵素法による定量を行うことができる。また、VLDL、LDL、及びHDLの各成分を分画するためには、血清中のリポタンパク質を分析可能なゲル濾過カラム、例えばTSKgel LipopropakXL、TSKgel Lipopropak(東ソー株式会社製)等を用い、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法により解析することもできる。   In the present invention, the concentration of HDL cholesterol, LDL cholesterol, or VLDL cholesterol can be measured as the HDL, LDL, or VLDL concentration in the cholesterol category of blood-derived samples such as plasma and serum. Similarly, HDL triglyceride, LDL triglyceride, Or as a density | concentration of VLDL triglyceride, it can measure as a HDL, LDL, and VLDL density | concentration in the triglyceride (neutral fat) division of blood-derived samples, such as plasma and serum. Blood lipids can be measured by a conventional method as appropriate. Data can be obtained by providing a sample to a measuring agent, or can be measured using a measuring instrument. For the measurement of lipids in blood, whole blood may be used, or a serum sample or plasma sample, or a fractionated sample may be used as appropriate. These are anticoagulants such as heparin and preservatives unless they interfere with the measurement. An antifungal agent, a pH adjuster, a buffer solution, and the like can be appropriately added. For example, when each component of VLDL, LDL, and HDL is quantified, a serum sample is first fractionated into each component, and for each fraction, Determiner L TCII and Determiner TC-555 (manufactured by Kyowa Medex Co., Ltd.), Quantification by an enzymatic method can be performed using an enzymatic method kit such as Aqua Autokinos T-CHO Reagent (manufactured by Kainos Co., Ltd.). Moreover, in order to fractionate each component of VLDL, LDL, and HDL, a gel filtration column capable of analyzing lipoproteins in serum, such as TSKgel LipopropakXL, TSKgel Lipopropak (manufactured by Tosoh Corporation), etc., is used. It can also be analyzed by chromatography (HPLC) methods.

本発明において、本発明の高脂血症モデルブタの血液中HDLコレステロールの濃度はコントロールと同程度であればよく、LDLR遺伝子ノックアウトブタの血漿中コレステロール区分におけるHDL濃度が、コントロールの0.7〜1.5倍、好ましくは0.8〜1.3倍、より好ましくは0.9〜1.2倍であることが好ましい。また、本発明の高脂血症モデルブタのLDLコレステロール及びVLDLコレステロールの濃度はコントロールと比べて高ければよく、血漿中コレステロール区分においてLDL及びVLDLの濃度がコントロールの1.5倍以上、好ましくは2倍以上、より好ましくは3倍以上、更に好ましくは4倍以上であることを好適に例示することができる。本発明の高脂血症モデルブタの血中の総コレステロール、総中性脂肪、HDLコレステロール、LDLコレステロール及びVLDLコレステロール等の他の血中脂質成分濃度や血液組成物については特に制限されないが、本発明の高脂血症モデルブタの血中LDLトリグリセライドが、コントロールに比べて高い例を好適に例示することができる。また、これらの血中コレステロール値は、年齢、飼育環境、餌の種類により変化し、加齢や高コレステロール食等の給餌や運動制限等により高脂血症の症状が進行する。したがって、本発明の高脂血症モデルブタは、たとえ出生直後や成長過程で高脂血症を示していなくとも、血液中のコレステロール測定時に高コレステロール血症であればよく、好ましくは測定時に血液中HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度である、より好ましくは、測定時に血液中HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であり、かつLDLコレステロール及びVLDLコレステロールの測定時に高コレステロール血症を示している例を挙げることができる。   In the present invention, the concentration of HDL cholesterol in the blood of the hyperlipidemic model pig of the present invention may be the same as that in the control, and the HDL concentration in the plasma cholesterol category of the LDLR gene knockout pig is 0.7 to It is 1.5 times, preferably 0.8 to 1.3 times, more preferably 0.9 to 1.2 times. Further, the LDL cholesterol and VLDL cholesterol concentrations in the hyperlipidemic model pig of the present invention should be higher than those in the control, and the concentrations of LDL and VLDL in the plasma cholesterol category are 1.5 times or more, preferably 2 It is preferable to exemplify that it is twice or more, more preferably 3 times or more, and further preferably 4 times or more. Although there are no particular limitations on the concentration of blood lipid components such as total cholesterol, total neutral fat, HDL cholesterol, LDL cholesterol, and VLDL cholesterol in the blood of the hyperlipidemic model pig of the present invention, and blood composition, An example in which the blood LDL triglyceride of the hyperlipidemia model pig of the invention is higher than that of the control can be preferably exemplified. In addition, these blood cholesterol levels vary depending on age, breeding environment, and type of food, and symptoms of hyperlipidemia progress due to feeding such as aging and high cholesterol diet and exercise restriction. Therefore, even if the hyperlipidemia model pig of the present invention does not show hyperlipidemia immediately after birth or during the growth process, it may be hypercholesterolemia at the time of measuring cholesterol in blood, preferably blood at the time of measurement. The concentration of HDL cholesterol in the middle is the same as that of the control, more preferably, the concentration of HDL cholesterol in the blood is the same as that of the control at the time of measurement, and hypercholesterolemia is shown in the measurement of LDL cholesterol and VLDL cholesterol. An example can be given.

本発明においてブタの通常食とは、一般的にブタが飼育される際に与えられる通常飼料であればよく、市販品を購入することができ、例えば飼料名「えつけ」や「はつらつ」(JA全農製)、飼料名「フレンドU」や「マザーブリード」(清水港飼料株式会社製)等を挙げることができ、脂肪含量が0.01〜8%、より好ましくは0.1〜7%、さらに好ましくは1〜5%の飼料を挙げることができる。それに対し高コレステロール食としては、通常食よりも高い脂肪含量であれば特に制限されず、通常食にラード、高脂肪食油や油脂等をコレステロールとして混入して作製することもできる。高コレステロール食のコレステロール含量としては、好ましくは0.5〜5%、より好ましくは2%を挙げることができ、脂肪含量としては13〜50%、より好ましくは14〜30%、さらに好ましくは15〜25%を挙げることができる。通常食を与えられたブタは、血中の総コレステロール値が50〜100mg/dlであるに対し、高コレステロール食を与えられたブタは血中の総コレステロール値が500〜800mg/dlの高脂血症となることが報告されている(Dixon JL. et al., Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1999, 19:2981-2992;M. Michael Swindle, Swine in the Laboratory second edition, 314-315, CRC Press参照)。   In the present invention, the normal pig food may be a normal feed generally given when pigs are raised, and commercially available products can be purchased. For example, feed names “Etsu” and “Hatsutsutsu” ( JA Zen-no-Mori), feed names "Friend U" and "Mother Breed" (made by Shimizu Port Feed Co., Ltd.), etc., with a fat content of 0.01-8%, more preferably 0.1-7% More preferably, 1 to 5% of feed can be mentioned. On the other hand, the high-cholesterol diet is not particularly limited as long as it has a fat content higher than that of a normal diet, and can be prepared by mixing lard, high-fat edible oil, fat or the like as cholesterol in the regular diet. The cholesterol content of the high cholesterol diet is preferably 0.5 to 5%, more preferably 2%, and the fat content is 13 to 50%, more preferably 14 to 30%, still more preferably 15%. -25% can be mentioned. Pigs fed a normal diet have a total cholesterol level in the blood of 50-100 mg / dl, whereas pigs fed a high cholesterol diet have a high fat content in which the total cholesterol level in the blood is 500-800 mg / dl. (See Dixon JL. Et al., Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1999, 19: 2981-2992; M. Michael Swindle, Swine in the Laboratory second edition, 314-315, CRC Press. ).

本発明の一態様として、LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたLDLR遺伝子ノックアウトブタを、HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であり、通常食においても高コレステロール血症を示す高脂血症モデル動物として使用する方法とすることができる。本発明のLDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたLDLR遺伝子ノックアウトブタを、HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であり、通常食においても高コレステロール血症を示す高脂血症モデル動物として使用する方法としては特に制限されず、高脂血症や高脂血症に起因する疾患、例えば動脈硬化、心筋梗塞、脳梗塞等の判定や、それらの治療技術の開発並びに習得に使用する練習台としての使用を好適に例示することができる。   As one embodiment of the present invention, an LDLR gene knockout pig lacking the function of all or part of the LDLR gene has a high HDL cholesterol concentration comparable to that of a control and exhibits high cholesterol even in a normal diet. It can be set as the method of using as a lipemia model animal. An LDLR gene knockout pig lacking all or part of the functions of the LDLR gene of the present invention has a HDL cholesterol concentration similar to that of a control, and a hyperlipidemia model showing hypercholesterolemia even in a normal diet The method used as an animal is not particularly limited, and is used for the determination of hyperlipidemia and diseases caused by hyperlipidemia, such as arteriosclerosis, myocardial infarction, cerebral infarction, etc. The use as a practice base to perform can be preferably exemplified.

本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタや高脂血症モデルブタは、普通食を与えられた条件下でも動脈硬化や心筋梗塞を発症しやすく、これらの症状を誘発するために適宜高コレステロール食を与えることもできる。また、かかる症状が発症しやすいためにブタを加齢させることもできる。普通食又は高コレステロール食を与えられた本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタや高脂血症モデルブタは、高脂血症の判定や、動脈硬化や心筋梗塞の有無の判定や、動脈硬化や心筋梗塞の手術法や手術用器具の開発並びに手術技術の練習のための、練習用モデルブタとして使用することができる。前記手術法としては特に制限されないが、ステント留置術、バイパス手術、カテーテル手術、頸動脈内膜切除術(CEA)等の高脂血症に起因する心筋梗塞や脳梗塞等の疾患の治療において行われる手術を挙げることができ、手術用器具としてはステントやカテーテル等を挙げることができる。練習用ブタの個体、並びにその血液、血管及び組織を用いて、高脂血症並びに動脈硬化や心筋梗塞の有無の判定の練習を行うことができる。例えば、練習用モデルブタについて心拍数、脈拍数、血圧等の測定結果、並びに、血糖値、赤血球値、白血球値、血中LDLコレステロール値、血中HDLコレステロール値、及び血中VLDLコレステロール値等の血液検査結果や、超音波検査法(エコー)や磁気共鳴画像診断法(MRI)などの検査結果から、高脂血症並びに動脈硬化や心筋梗塞の有無を判定する練習を行うことができる。また、かかる練習用モデルブタから採取された、血液等の体液や、血管、心臓等の組織についても、血液検査や解剖、組織化学染色等を行い、高脂血症や動脈硬化、心筋梗塞の判定の練習を行うことができる。また、動脈硬化や心筋梗塞を発症した本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタや高脂血症モデルブタは、動脈硬化モデルブタや心筋梗塞モデルブタとして使用することができ、ブタ個体並びに動脈硬化を起こした血管やかかる血管を有する組織、心筋梗塞を起こした心臓を用いてヒトにおいてかかる判定を行う練習に利用することができる。また、同様にして高脂血症や高脂血症に起因する疾患の判定方法や治療法、手術法の開発を行うことができる。   The LDLR gene knockout pig and the hyperlipidemia model pig of the present invention are likely to develop arteriosclerosis and myocardial infarction even under conditions given a normal diet, and appropriately feed a high cholesterol diet to induce these symptoms. You can also. Also, pigs can be aged because such symptoms are likely to develop. The LDLR gene knockout pig or hyperlipidemia model pig of the present invention fed with a normal diet or a high cholesterol diet is used for the determination of hyperlipidemia, determination of the presence or absence of arteriosclerosis or myocardial infarction, arteriosclerosis or myocardial infarction. It can be used as a practice model pig for the development of surgical methods and surgical instruments and for the practice of surgical techniques. Although it does not restrict | limit especially as said surgery method, In the treatment of diseases, such as myocardial infarction and cerebral infarction resulting from hyperlipidemia, such as stent placement, bypass surgery, catheter surgery, carotid endarterectomy (CEA), etc. Examples of surgical instruments include stents and catheters. Practice of the determination of the presence or absence of hyperlipidemia, arteriosclerosis and myocardial infarction can be performed using the individual pigs for practice and their blood, blood vessels and tissues. For example, measurement results of heart rate, pulse rate, blood pressure, etc., and blood glucose level, red blood cell level, white blood cell level, blood LDL cholesterol level, blood HDL cholesterol level, blood VLDL cholesterol level, etc. Practice of determining the presence or absence of hyperlipidemia, arteriosclerosis and myocardial infarction can be performed from blood test results and test results such as ultrasonic examination (echo) and magnetic resonance imaging (MRI). In addition, body fluids such as blood, blood vessels, and tissues such as blood collected from such training model pigs are also subjected to blood tests, dissections, histochemical staining, etc., and hyperlipidemia, arteriosclerosis, myocardial infarction Can practice judgment. In addition, the LDLR gene knockout pig or hyperlipidemia model pig of the present invention that has developed arteriosclerosis or myocardial infarction can be used as an arteriosclerosis model pig or a myocardial infarction model pig. It can be used for practice in humans to make such a determination using a blood vessel, a tissue having such a blood vessel, or a heart that has undergone myocardial infarction. Similarly, it is possible to develop a method for determining hyperlipidemia and a disease caused by hyperlipidemia, a therapeutic method, and a surgical method.

また、本発明のLDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたLDLR遺伝子ノックアウトブタを、HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であり、通常食においても高コレステロール血症を示す高脂血症モデル動物として使用する方法として、LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたLDLR遺伝子ノックアウトブタや高脂血症モデルブタを薬効評価動物として使用する例を挙げることもできる。普通食又は高コレステロール食を与えられた本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタや高脂血症モデルブタに、高脂血症や高脂血症に起因する疾患の治療薬候補薬剤を投与し、血中コレステロール値や動脈硬化、心筋梗塞の病状の改善、又はそれらが悪化しないことを指標として、前記治療薬候補薬剤の薬効を調べることができ、また同時にその副作用を調査することもできる。   In addition, an LDLR gene knockout pig in which the function of all or part of the LDLR gene of the present invention has been deleted is a hyperlipidemia in which the concentration of HDL cholesterol is similar to that of the control and hypercholesterolemia is exhibited even in a normal diet. Examples of the method for use as a disease model animal include an example in which an LDLR gene knockout pig or a hyperlipidemia model pig lacking the function of all or part of the LDLR gene is used as a drug evaluation animal. A therapeutic drug candidate drug for a disease caused by hyperlipidemia or hyperlipidemia is administered to the LDLR gene knockout pig or hyperlipidemia model pig of the present invention fed with a normal diet or a high cholesterol diet, Using the improvement of cholesterol level, arteriosclerosis, myocardial infarction pathology, or the fact that they do not worsen as an index, the efficacy of the therapeutic drug candidate drug can be examined, and simultaneously its side effects can be investigated.

本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタは、LDLコレステロール及びVLDLコレステロールの濃度がコントロールと比べて高く、HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であること、また通常食においても高コレステロール血症を示すことから、ヒトIIb型遺伝性高脂血症の病態をよく再現しており、IIb型遺伝性高脂血症のモデル動物として有用である。また、本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタや高脂血症モデルブタに由来する臓器又は細胞としては、本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタや高脂血症モデルブタに由来する生体試料であればよく、頭部、頸部、胸部、腹部、脚、における生体組織、例えば臓器、骨、体液等の他、細胞を挙げることができ、かかる細胞としては上皮細胞や肝細胞、線維芽細胞、腎臓細胞等の体細胞や、神経細胞、免疫細胞、ES細胞、原始生殖細胞、精子や卵子を挙げることができ、これらの細胞の初代培養細胞や細胞由来の細胞株、すなわちこれらの細胞から増殖した細胞をも含む。   Since the LDLR gene knockout pig of the present invention has high LDL cholesterol and VLDL cholesterol concentrations compared to the control, and the HDL cholesterol concentration is comparable to the control, and also shows hypercholesterolemia in a normal diet, It closely reproduces the pathology of human type IIb hereditary hyperlipidemia and is useful as a model animal of type IIb hereditary hyperlipidemia. The organ or cell derived from the LDLR gene knockout pig or hyperlipidemia model pig of the present invention may be any biological sample derived from the LDLR gene knockout pig or hyperlipidemia model pig of the present invention. In addition to living tissues in the head, neck, chest, abdomen, legs, such as organs, bones, body fluids, etc., cells can be mentioned, such cells include epithelial cells, hepatocytes, fibroblasts, kidney cells, etc. Examples include somatic cells, nerve cells, immune cells, ES cells, primordial germ cells, sperm and eggs, and primary cultured cells of these cells or cell lines derived from these cells, that is, cells grown from these cells. Including.

本発明の高脂血症の予防又は治療剤のスクリーニング方法としては、
(a)前記LDLR遺伝子ノックアウトブタ又はLDLR遺伝子ノックアウトブタ由来の細胞に、被検物質を投与する工程;
(b)工程(a)の被検対象のLDLコレステロールあるいはVLDLコレステロールの濃度、又は動脈硬化症の有無を調べる工程;
(c)工程(b)においてLDLコレステロールあるいはVLDLコレステロールの濃度が増加しない、又は動脈硬化症を発症しないことを指標に、被検物質を高脂血症の予防又は治療剤の候補薬剤として選択する工程;
の工程(a)〜(c)を備えていればよく、他の工程を含んでもよい。また、適宜野生型ブタ等のコントロールを併用することもできる。
As a screening method for a prophylactic or therapeutic agent for hyperlipidemia of the present invention,
(A) a step of administering a test substance to the LDLR gene knockout pig or cells derived from the LDLR gene knockout pig;
(B) a step of examining the concentration of LDL cholesterol or VLDL cholesterol in the test subject in step (a), or the presence or absence of arteriosclerosis;
(C) In the step (b), the test substance is selected as a candidate drug for the prevention or treatment of hyperlipidemia using as an index that the concentration of LDL cholesterol or VLDL cholesterol does not increase or does not develop arteriosclerosis Process;
Steps (a) to (c) may be included, and other steps may be included. In addition, a control such as a wild-type pig can be used in combination as appropriate.

本発明のスクリーニング方法の工程(a)は、被検対象である本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタ又はLDLR遺伝子ノックアウトブタ由来の細胞に被検物質を投与する工程であればよく、被検物質は適宜選択することができる。被検物質としては、化学物質、タンパク質、ペプチド、ステロイド等を挙げることができ、これらは合成や抽出等により作製することも市販品を購入することもでき、市販のライブラリーを使用することもできる。また本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタ又はLDLR遺伝子ノックアウトブタ由来の細胞への被検物質の投与方法も適宜選択することができ、LDLR遺伝子ノックアウトブタへは経口、注射、点滴、塗布等の方法を挙げることができ、LDLR遺伝子ノックアウトブタ由来の細胞へは、細胞培養液への添加やトランスフェクション試薬やエレクトロポレーション法を用いた細胞内への投与方法を挙げることができる。被検物質の投与期間や投与回数、投与量も投与対象の大きさ、年齢、性別、症状等によって適宜選択することができる。被検対象のブタの飼育環境や年齢、被検対象の細胞の培養条件等は適宜選択することができる。被検対象のブタの飼料としてコレステロール食を給餌してもよいが、本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタは普通食において高脂血症を呈するという特性を有することから、通常食を給餌することができる。   The step (a) of the screening method of the present invention may be a step of administering a test substance to the LDLR gene knockout pig of the present invention or a cell derived from the LDLR gene knockout pig, which is the test subject. You can choose. Examples of test substances include chemical substances, proteins, peptides, steroids, etc. These can be prepared by synthesis, extraction, etc., or commercially available products can be purchased, and commercially available libraries can be used. it can. Moreover, the administration method of the test substance to the LDLR gene knockout pig of the present invention or the cells derived from the LDLR gene knockout pig can be appropriately selected. Examples of the LDLR gene knockout pig include oral, injection, infusion, and application methods. Examples of cells derived from LDLR gene knockout pigs include addition to cell culture medium and administration into cells using transfection reagents or electroporation. The administration period, the number of administrations, and the dosage of the test substance can also be appropriately selected depending on the size, age, sex, symptoms, etc. of the administration subject. The breeding environment and age of the test subject pig, the culture conditions of the test subject cells, and the like can be appropriately selected. Although a cholesterol diet may be fed as the feed for the pigs to be tested, the LDLR gene knockout pig of the present invention has the property of exhibiting hyperlipidemia in a normal diet, and therefore can be fed a normal diet .

本発明のスクリーニング方法の工程(b)は、工程(a)の被検対象ブタの高脂血症の程度を調べることができればよく、血漿中コレステロール区分におけるLDLあるいはVLDLの濃度、又は動脈硬化症の有無を調べる例を挙げることができ、これらを組み合わせても、他に血漿中の総コレステロール濃度やコレステロール区分におけるHDL等の濃度、総中性脂肪濃度や中性脂肪区分におけるLDL、HDL、VLDLの濃度等も合わせて調べても、また、他の検査項目、例えば血糖値や赤血球量、白血球量等を調べてもよい。また、動脈硬化症は、超音波検査法(エコー)や磁気共鳴画像診断法(MRI)等によって、あるいは被検対象から血管組織サンプル等を採取して組織化学的に調べることもできる。被検対象がLDLR遺伝子ノックアウトブタ由来の細胞である場合には、その増殖速度や代謝速度、細胞内のLDLコレステロールやVLDLコレステロール量等を生化学的、細胞生物学的に一般的な手法により調べることができる。   Step (b) of the screening method of the present invention is only required to be able to examine the degree of hyperlipidemia in the test subject pig of step (a), and the concentration of LDL or VLDL in the plasma cholesterol category or arteriosclerosis An example of examining the presence or absence of LDL, HDL, and VLDL in the total cholesterol concentration in plasma, the concentration of HDL in the cholesterol category, the total triglyceride concentration and the triglyceride category, and HDL In addition, other test items such as blood glucose level, red blood cell quantity, white blood cell quantity, etc. may be examined. In addition, arteriosclerosis can be examined histochemically by ultrasonography (echo), magnetic resonance imaging (MRI) or the like, or by collecting a vascular tissue sample or the like from a subject to be examined. When the test subject is a cell derived from an LDLR gene knockout pig, its growth rate and metabolic rate, intracellular LDL cholesterol and VLDL cholesterol amount, etc. are examined by a general biochemical and cell biological technique. be able to.

本発明のスクリーニング方法の工程(c)は、工程(b)で得た測定結果からLDLコレステロールあるいはVLDLコレステロールの濃度が増加しない、又は動脈硬化症を発症しないことを指標に、被検物質を高脂血症の予防及び/又は治療剤の候補薬剤として選択する工程であればよく、被検対象の健康状態や他の検査項目の結果等も参考とすることもできる。特に、LDLコレステロールあるいはVLDLコレステロールの濃度が減少した場合は、高脂血症の予防及び/又は治療剤の候補薬剤として有望であると判断することができる。   Step (c) of the screening method of the present invention is based on the measurement result obtained in step (b), with the LDL cholesterol or VLDL cholesterol concentration not increasing or developing the arteriosclerosis as an index. Any process may be used as long as it is selected as a candidate drug for the prevention and / or treatment of lipemia, and the health status of the test subject, the results of other test items, and the like can also be referred to. In particular, when the concentration of LDL cholesterol or VLDL cholesterol decreases, it can be determined that the drug is promising as a candidate drug for the prevention and / or treatment of hyperlipidemia.

また、本発明のスクリーニング方法の別の様態として、本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタ由来の組織や細胞を、適宜目的に応じたスクリーニングに利用することも可能である。すなわち、従来の系統育種により選抜され表現型と遺伝子型との因果関係が明らかではない高脂血症モデルWHHLウサギ由来の細胞や組織では信頼性に足るスクリーニングやデータを得ることは困難であり、またウサギはHDLからLDLへの変換酵素がない等ヒトと異なる問題があるが、本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタは、LDLR遺伝子のみに変異を有するため、LDLR遺伝子に着目したスクリーニングや、LDLRや細胞機能の解析等の医学・生物学的研究等において有用である。例えば、本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタ由来の細胞を用いて解析対象のシグナル因子の変動を指標としてスクリーニングを行うことができ、具体的には、(a’)本発明のLDLR遺伝子ノックアウトブタ由来の細胞又は組織に、被検物質を投与する工程;(b’)工程(a’)の被検対象におけるシグナル因子の変化を調べる工程;(c’)工程(b’)におけるシグナル因子の変化がコントロールと異なる被検物質を選択する工程;の工程(a’)〜(c’)を備えたスクリーニングを行うこともでき、適宜他の工程を含んでもよい。LDLRやリポタンパク質代謝の関与する生命現象に関わる因子や、シグナル因子の制御物質をスクリーニングにより同定することができる。   As another aspect of the screening method of the present invention, tissues and cells derived from the LDLR gene knockout pig of the present invention can be appropriately used for screening according to the purpose. That is, it is difficult to obtain reliable screening and data in cells and tissues derived from a hyperlipidemia model WHHL rabbit that is selected by conventional line breeding and the causal relationship between phenotype and genotype is not clear, In addition, although rabbits have different problems from humans, such as lack of HDL-to-LDL converting enzyme, the LDLR gene knockout pig of the present invention has a mutation only in the LDLR gene, so screening that focuses on the LDLR gene, LDLR and cells It is useful in medical and biological research such as functional analysis. For example, the cells derived from the LDLR gene knockout pig of the present invention can be used for screening with the change of the signal factor to be analyzed as an index. Specifically, (a ′) the cells derived from the LDLR gene knockout pig of the present invention are used. A step of administering a test substance to a cell or tissue; (b ′) a step of examining a change in a signal factor in the test subject in step (a ′); (c ′) a change in the signal factor in step (b ′). Screening including steps (a ′) to (c ′) of selecting a test substance different from the control can be performed, and other steps may be included as appropriate. Factors involved in biological phenomena involving LDLR and lipoprotein metabolism and regulators of signal factors can be identified by screening.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, the technical scope of this invention is not limited to these illustrations.

<方法:LDLR KOクローンブタの作出>
1)LDLRターゲッティングベクターの構造(ベクター名:LDLRex4TV)
LDLRex4TVベクターの作製のためのLDLRゲノム領域(ACCESSION No. NC_010444)、62049795から62063187のゲノム領域を、ブタLWD(ランドレース×大ヨークシャー×デュロック)三元交雑種のゲノムDNAより分離した。LDLRex4TVベクターは、図1に示したように、ゲノムLDLR塩基配列のエクソン3からエクソン4にかかる約1Kbの5’側相同領域及びエクソン4から9にかかる約9kbの3’側相同領域を、pKJ2(Boer, P.H. et al. Polymorphisms in the coding and noncodingregions of murine Pgk-1 alleles. Biochemical genetics 28, 299-308 (1990))から得られたPGK-neo-p(A)カセットの両側に連結し、さらに5’側相同領域の外側に、pMC1-Dtp-(A)(Taniguchi, M. et al. Disruption of semaphorinIII/D gene causes severe abnormality in peripheral nerve projection. Neuron 19, 519-530 (1997))から切り出したMC1-DTA-p(A)カセットを配置したものである。5’側相同領域は、PCRプライマー名:LDLRex3F2:5'- TCAGCAGGACTGCGAGAATG -3'及びLDLRex4R3:5'- CATCTTGGGAGCACGTCTTG -3'を用いてPCR増幅した。また、3’側相同領域は、プライマー名LDLRex4F1:5'- AAGTCTGACGAGGAGAACTG -3'及びLDLRR3:5'- AGAAGAGGTAGGCGATGGTG -3'を用いてPCR増幅した。このターゲッティングベクター(ベクター名:LDLRex4TV)はエレクトロポレーションによる遺伝子導入の前にNotI制限酵素消化で直線化した。
<Method: Production of LDLR KO cloned pig>
1) Structure of LDLR targeting vector (vector name: LDLRex4TV)
The LDLR genomic region (ACCESSION No. NC — 010444), 62049795 to 62063187 genomic region for the production of LDLRex4TV vector was isolated from the genomic DNA of a pig LWD (Landlace × Large Yorkshire × Duroc) ternary hybrid. As shown in FIG. 1, the LDLRex4TV vector comprises an approximately 1 Kb 5 ′ homologous region from exon 3 to exon 4 and an approximately 9 kb 3 ′ homologous region from exon 4 to 9 of the genomic LDLR base sequence. (Boer, PH et al. Polymorphisms in the coding and noncodingregions of murine Pgk-1 alleles. Biochemical genetics 28, 299-308 (1990)) and ligated to both sides of the PGK-neo-p (A) cassette, Furthermore, outside of the 5 'homologous region, pMC1-Dtp- (A) (Taniguchi, M. et al. Disruption of semaphorin III / D gene causes severe abnormality in peripheral nerve projection. Neuron 19, 519-530 (1997)) The cut out MC1-DTA-p (A) cassette is placed. The 5 ′ homologous region was PCR amplified using PCR primer names: LDLRex3F2: 5′-TCAGCAGGACTGCGAGAATG-3 ′ and LDLRex4R3: 5′-CATCTTGGGAGCACGTCTTG-3 ′. The 3 ′ homologous region was PCR amplified using the primer names LDLRex4F1: 5′-AAGTCTGACGAGGAGAACTG-3 ′ and LDLRR3: 5′-AGAAGAGGTAGGCGATGGTG-3 ′. This targeting vector (vector name: LDLRex4TV) was linearized by NotI restriction enzyme digestion before gene introduction by electroporation.

2)胎児線維芽細胞の採取
ランドレース(L)雌×ランドレース(L)雄で交配後、妊娠68日目の胎児(L)及び妊娠62日目の胎児(LW)を採取した。採取した胎児は、ハサミで筋肉組織を採取し、細切した。細切した胎児組織1g当たり10mlの0.25%トリプシン+0.04%EDTA−2Na液に懸濁し、一晩冷蔵した(4℃)。遠心処理(1500rpm、5分)により上清を除去した後、37℃に保温したウォーターバスにて20−30分間処理した。保温処理後、胎児組織1g当たり10mlのDMEM+10%FCSを加えてピペッティングし、セルストイレーナーにて濾過した。濾過液を遠心後、上清を除去し、沈殿物に10mlのDMEM+10%FCSを添加して再懸濁した。細胞数を計測し、適当量になるようDMEM+10%FCSにて調整した後、75cm細胞培養用フラスコに播いた。その播いた細胞は、37℃で5%COでコンフルエントになるまで培養し、以下のエレクトロポレーションによる遺伝子導入に用いた。
2) Collection of fetal fibroblasts After mating with Landrace (L) female x Landrace (L) male, fetuses (L) on the 68th day of pregnancy and fetuses (LW) on the 62nd day of pregnancy were collected. For the collected fetus, muscle tissue was collected with scissors and minced. The suspension was suspended in 10 ml of 0.25% trypsin + 0.04% EDTA-2Na solution per 1 g of minced fetal tissue and refrigerated overnight (4 ° C.). After removing the supernatant by centrifugation (1500 rpm, 5 minutes), it was treated in a water bath kept at 37 ° C. for 20-30 minutes. After the heat treatment, 10 ml of DMEM + 10% FCS per 1 g of fetal tissue was added and pipetted, followed by filtration with a Celes toilet. After centrifuging the filtrate, the supernatant was removed, and 10 ml of DMEM + 10% FCS was added to the precipitate and resuspended. The number of cells was counted, adjusted to an appropriate amount with DMEM + 10% FCS, and then seeded in a 75 cm 2 cell culture flask. The seeded cells were cultured at 37 ° C. with 5% CO 2 until they became confluent and used for gene transfer by the following electroporation.

3)遺伝子導入とG418薬剤選択(LDLR遺伝子ノックアウト細胞の作出)
分離及び増殖した胎児線維芽細胞は、0.25%トリプシン−0.04%EDTA−2Na液で剥離させ、DMEM+10%FCSにて懸濁した。細胞懸濁液を遠心処理(1500rpm、5分)した後、上清を除去し、冷HBSに再懸濁した。再懸濁液は、再度遠心処理を行って上清を除去した。細胞数が2.5×10cells/mlになるようにHBSにて調整した。キュベットに細胞溶液0.4ml(1.0×10cells/ml)と100μlの調製済みDNA液(5nMの直線化したターゲッティングベクターを添加、図1)を加えた後、良く混和した。遺伝子導入には、電気穿孔法装置を300V、950μF、抵抗∞の条件のパルスにて行った。パルス付加後、10分間室温にて静置した。静置した細胞は、DMEM+10%FCSに懸濁後、3枚の10cmシャーレに分けて培養した。パルス後48時間目に800μg/mlのネオマイシン(G418)を培養液に添加し、G418耐性細胞株を選別した。7−12日間薬剤選択後、G418耐性細胞コロニーを濾紙ディスクにより分離させ、24穴細胞培養用ディッシュに移した。移した細胞がコンフルエントに達した後、トリプシン処理により剥離させた。剥離させた細胞の半分をPCR分析に用い、残りはそのまま残して培養した。
3) Gene transfer and G418 drug selection (production of LDLR gene knockout cells)
The separated and proliferated fetal fibroblasts were detached with 0.25% trypsin-0.04% EDTA-2Na solution and suspended in DMEM + 10% FCS. After the cell suspension was centrifuged (1500 rpm, 5 minutes), the supernatant was removed and resuspended in cold HBS. The resuspension was centrifuged again to remove the supernatant. It adjusted with HBS so that the cell number might be set to 2.5 * 10 < 7 > cells / ml. The cell solution 0.4 ml (1.0 × 10 7 cells / ml) and 100 μl of the prepared DNA solution (5 nM linearized targeting vector was added, FIG. 1) were added to the cuvette and mixed well. For gene transfer, an electroporation apparatus was used with pulses of 300 V, 950 μF, and resistance ∞. After applying the pulse, it was allowed to stand at room temperature for 10 minutes. The stationary cells were suspended in DMEM + 10% FCS, and then divided into three 10 cm dishes and cultured. Forty-eight hours after the pulse, 800 μg / ml neomycin (G418) was added to the culture solution to select a G418-resistant cell line. After drug selection for 7-12 days, G418-resistant cell colonies were separated with a filter paper disk and transferred to a 24-well cell culture dish. After the transferred cells reached confluence, they were detached by trypsin treatment. Half of the detached cells were used for PCR analysis, and the rest were left intact.

4)PCR解析によるターゲッティングの検出
細胞を、200g/mlのプロテナーゼK(proteinase K)を含む50μlの超純水に再懸濁し、55℃で3時間保温した後、95℃10分間加熱してプロテナーゼを失活させた。PCR分析は、20μl量の反応液中に消化した50μlのサンプルから鋳型として1μlを採取してAmpliTaqGold(登録商標)(Applied Biosystems社製)を用いて実施した。PCRサイクルのパラメーターは、最初に94℃を10分間後、94℃を30秒、60℃を25秒、72℃を1分15秒の1サイクルを35サイクルで行い、最後に72℃で7分間処理した。プライマーはFP2(5'- ACCAAATTAAGGGCCAGCTC -3')及びLDLRex3F4(5'- GCAAGATAGGGGACTTTAGC -3')を用いた。このプライマーセットにより、1.1kbの変異アレル特異的な産物が増幅される。精製したDNAに対するPCRは、鋳型として100ngの精製DNAを使用した点を除いて同様に実施した。
4) Detection of targeting by PCR analysis The cells were resuspended in 50 μl of ultrapure water containing 200 g / ml of proteinase K, incubated at 55 ° C. for 3 hours, and then heated at 95 ° C. for 10 minutes. Was deactivated. PCR analysis was performed using AmpliTaqGold (registered trademark) (Applied Biosystems) by collecting 1 μl as a template from a 50 μl sample digested in a 20 μl amount of the reaction solution. The PCR cycle parameters were as follows: 94 ° C for 10 minutes, 94 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 25 seconds, 72 ° C for 1 minute 15 seconds in 35 cycles, and finally 72 ° C for 7 minutes. Processed. The primers used were FP2 (5′-ACCAAATTAAGGGCCAGCTC-3 ′) and LDLRex3F4 (5′-GCAAGATAGGGGACTTTAGC-3 ′). This primer set amplifies a 1.1 kb mutant allele specific product. PCR on the purified DNA was performed in the same manner except that 100 ng of purified DNA was used as a template.

5)ホルモン処理による採卵方法
ランドレース(L)及びランドレース、大ヨークシャー(W)、デュロック(D)の三元交雑種(LWD)の生後160〜194日齢の春期発動前の雌ブタを用いた。供試ブタにeCG(ピーメックス、三共製薬株式会社製)を1500IU投与し、その72時間後にhCG(プペローゲン、三共製薬株式会社製)を500IU投与した。hCG投与48時間後に屠殺し、卵巣、卵管、子宮の結合組織を摘出した。また、性成熟に達した雌豚からの採卵は、予め発情時に雄希釈精液を用いて人工授精を行い、妊娠21−50日後に流産処置し行った。核移植予定5日前にPGF2α類縁体クロプロステロール約0.2mg(プラネート、武田製薬株式会社製:2ml量)を臀部筋肉内に投与した。その24時間後に、同様にPGF2α類縁体クロプロステロールを注射し、同時にeCG(ピーメックス、三共製薬株式会社製)を臀部筋肉内に1500IU投与した。PGF2α+eCG投与72時間後にhCG(プペローゲン、三共製薬株式会社製)を500IU投与した。hCG投与46時間後に屠殺し、卵巣、卵管、子宮の結合組織を摘出した。
5) Egg collection method by hormonal treatment Use of sows before spring activation 160 to 194 days of age of ternary hybrids (LWD) of Landrace (L) and Landrace, Large Yorkshire (W), Duroc (D) It was. The test pigs were administered 1500 IU of eCG (Pimex, Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd.), and hCG (Puperogen, Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd.) was administered 500 IU 72 hours later. At 48 hours after hCG administration, the mice were sacrificed, and connective tissues of the ovaries, fallopian tubes, and uterus were removed. In addition, eggs collected from sows that reached sexual maturity were subjected to artificial insemination using male-diluted semen at the time of estrus, and miscarriage treatment was performed 21-50 days after pregnancy. Five days before the planned nuclear transfer, about 0.2 mg of PGF2α analog cloprosterol (Planate, Takeda Pharmaceutical Co., Ltd .: 2 ml amount) was administered intramuscularly. 24 hours later, PGF2α analog cloprosterol was similarly injected, and at the same time, eCG (Pimex, Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd.) was administered into the buttocks muscles at 1500 IU. 72 hours after administration of PGF2α + eCG, 500 IU of hCG (Puperogen, Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd.) was administered. The mice were sacrificed 46 hours after the administration of hCG, and connective tissues of the ovaries, fallopian tubes and uterus were removed.

6)体内成熟卵子の準備
摘出した卵巣、卵管、子宮の結合組織を直ちに実験室に持ち帰り、灌流液(PBS(Ca2+、Mg2+不含、TAKARA社製)+0.1%ウシ血清アルブミン(BSA、Sigma社製、Cat. No. A-4503)+100mlあたり1mlの添加抗生物質(Antibiotic, Antimycotic、Sigma社製、Cat. No. A-7292))で卵管を灌流し、卵子を採取した。得られた卵子は0.1%ヒアルロニダーゼを含む、灌流液を用いて卵丘細胞を裸化し、卵細胞質の均一な卵子を選抜した後、ヒアルロニダーゼを含まない灌流液中で洗浄した。その後、PZM−3液を用いてインキュベーター(38.5℃、5%CO、5%O、90%N)内で供試するまで体外培養を行った。
6) Preparation of mature oocytes in the body The removed connective tissue of the ovary, fallopian tube, and uterus was immediately brought back to the laboratory, and the perfusate (PBS (Ca 2+ , Mg 2+ free, manufactured by TAKARA) + 0.1% bovine serum albumin ( BSA, Sigma, Cat. No. A-4503) + 1 ml of added antibiotic per 100 ml (Antibiotic, Antimycotic, Sigma, Cat. No. A-7292))) . The obtained ovum was made naked with cumulus cells using a perfusion solution containing 0.1% hyaluronidase, and an egg with uniform egg cytoplasm was selected, and then washed in a perfusion solution not containing hyaluronidase. Thereafter, in vitro culture was performed using the PZM-3 solution until it was tested in an incubator (38.5 ° C., 5% CO 2 , 5% O 2 , 90% N 2 ).

7)屠場卵巣由来卵胞卵子の採卵方法
屠場にて食肉用として屠殺された春機発動前の未経産雌ブタより卵巣を採取し、PBS(−)液にて35℃保温下で研究室に持ち帰った。持ち帰った卵巣は直ちに、37℃に保温したPBS(−)にて洗浄し、卵巣結合組織を除去した後、採卵作業を行った。直径3−6mmの卵胞を選び、16G注射針付き10mlシリンジで吸引した。吸引した卵胞液は、50mlディスポチューブに回収し、5分以上室温放置後、上清を除去した。卵子が含まれる沈殿物に対し、TALP−Hepes液を加えて懸濁後、沈殿物がチューブの底に溜まったのを確認し、沈殿物を吸引しないよう、パスツールピペットにて上清を除去した。この洗浄操作を2−3回繰り返した。卵丘細胞が3層以上密に付着した卵丘細胞卵子複合体(COC)とCOCに壁側顆粒層細胞が付着した壁側顆粒層細胞−卵丘細胞卵子複合体(GCOC)を選別・採卵をした。
7) Ovulation method of ovarian follicular ovum from slaughterhouse ovaries were collected from gilts in the slaughterhouse before the start of spring slaughtered for meat use, and kept in the laboratory with PBS (-) solution at 35 ° C. I took it home. The ovaries brought home were immediately washed with PBS (−) kept at 37 ° C., and ovarian connective tissue was removed, and then egg collection was performed. Follicles with a diameter of 3-6 mm were selected and aspirated with a 10 ml syringe with a 16G needle. The aspirated follicular fluid was collected in a 50 ml disposable tube, allowed to stand at room temperature for 5 minutes or more, and then the supernatant was removed. Add suspension of TALP-Hepes to the precipitate containing the egg, confirm that the precipitate has accumulated at the bottom of the tube, and remove the supernatant with a Pasteur pipette so as not to aspirate the precipitate. did. This washing operation was repeated 2-3 times. Selection and egg collection of cumulus cell ovum complex (COC) in which cumulus cells are densely attached in three or more layers and wall side granule layer cell-cumulus cell ovum complex (GCOC) in which wall side granule layer cells are attached to COC Did.

8)体外成熟培養
採取したCOC及びGCOCは、約15〜20個/穴で改変NCSU37を100μl分注し、100μl流動パラフィンオイルカバーした6穴ディッシュを用いて成熟培養した。改変NCSU−37は、10%ブタ卵胞液、0.6mMシステイン、50μM βメルカプトエタノール、1mMジブチリルcAMP、10IU/ml PMSG(ピーメックス;1000IU、三共製薬株式会社製)、10IU/ml hCG(プペローゲン;1500IU、三共製薬株式会社製)を添加して作製した。20〜22時間まで培養後、ホルモン及びジブチリルcAMP無添加改変NCSU37に移して供試時まで培養した。成熟培養は39℃、気相条件は、5%CO、5%O、90%Nの条件で実施した。成熟培養時間は、42−44時間で行い、成熟卵子(第一極体放出卵子)のみを試験に使用した。
8) In vitro maturation culture 100 μl of the modified NCSU37 was dispensed at about 15 to 20 cells / well, and matured using 6-well dishes covered with 100 μl liquid paraffin oil. Modified NCSU-37 is 10% porcine follicular fluid, 0.6 mM cysteine, 50 μM β-mercaptoethanol, 1 mM dibutyryl cAMP, 10 IU / ml PMSG (Pimex; 1000 IU, Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd.), 10 IU / ml hCG (properogen; 1500 IU, manufactured by Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd.). After culturing for 20 to 22 hours, it was transferred to a modified NCSU 37 without hormones and dibutyryl cAMP and cultured until the test. The mature culture was performed at 39 ° C., and the gas phase conditions were 5% CO 2 , 5% O 2 and 90% N 2 . The mature culture time was 42-44 hours, and only mature eggs (first polar body released eggs) were used for the test.

9)卵子核の除去操作(除核操作)
除核操作前に、屠殺採卵した未受精卵子を、サイトカラシンB(Sigma社製:Cat. No. C-6762)が5μg/ml濃度含むPZM3液に移し、15分間以上処理した。除核操作も同濃度のサイトカラシンBが含まれるPZM3液で作製したドロップ内(10cmプラスチックシャーレの中心付近に50μlでドロップを作製し、ミネラルオイル20mlで被った)で行った。卵子は、第一極体が、12時から3時方向の位置になるようにホールディングピペットで保定した。ピエゾマイクロマニピュレータ(プライムテック社製)に取り付けた除核用ピペット(外径25−30μm、先端を30〜45度の角度で研磨)により、第一極体ごと細胞質を1/4〜1/3量程吸引した。除核用ピペットの操作性が悪くなった場合は、20%PVP液(Sigma社製:Cat. No. PVP-360)ドロップにて、吸引・排出を繰り返し、洗浄を行った。除核操作終了後、直ちにサイトカラシンBが含まれないPZM3液に移し、洗浄を行う。洗浄には、PZM3液が3ml入った35mmディッシュ(Falcon 1008)で2回以上、丁寧に洗浄し、サイトカラシンBを除去した。その後、注入操作まで、PZM3液ドロップ(35mmディッシュ:Falcon 3001に100μlのドロップを作製し、4mlミネラルオイルで被った)に移し、インキュベーター内で培養した。
9) Oocyte nucleus removal operation (enucleation operation)
Prior to the enucleation operation, the slaughtered unfertilized ovum was transferred to a PZM3 solution containing 5 μg / ml of cytochalasin B (Sigma: Cat. No. C-6762) and treated for 15 minutes or more. The enucleation operation was also carried out in a drop made with PZM3 solution containing cytochalasin B at the same concentration (prepared with 50 μl of a drop near the center of a 10 cm plastic petri dish and covered with 20 ml of mineral oil). The egg was held with a holding pipette so that the first polar body was positioned from 12:00 to 3 o'clock. The cytoplasm of the first polar body is ¼ to 3 by a pipette for enucleation (outer diameter 25-30 μm, tip is polished at an angle of 30 to 45 degrees) attached to a piezo micromanipulator (manufactured by Prime Tech). An amount was aspirated. When the operability of the enucleating pipette deteriorated, washing was performed by repeated suction and discharge with a 20% PVP solution (Sigma: Cat. No. PVP-360) drop. Immediately after the enucleation operation is completed, transfer to a PZM3 solution containing no cytochalasin B and perform washing. For washing, cytochalasin B was removed by carefully washing twice or more with a 35 mm dish (Falcon 1008) containing 3 ml of PZM3 solution. Thereafter, until the injection operation, it was transferred to a PZM 3 liquid drop (35 mm dish: a 100 μl drop was prepared on Falcon 3001 and covered with 4 ml mineral oil) and cultured in an incubator.

10)ドナー組換え体細胞の準備
PCR解析によりLDLR遺伝子がノックアウトされていると判定した雄胎児の線維芽細胞を核移植ドナー細胞として用いた。培養液にはDMEM+10%FCSを用い、植え継ぎ回数は0〜5回の細胞を用いた。核移植予定日に合わせて、植え継ぎを行った後、コンフルエント状態から培養液の交換を行わず、3〜14日間放置し、細胞周期をG1/G0期に同調した。核移植に用いる約1時間前にドナー体細胞の準備を行った。細胞処理は、培養容器の培養液を除去した後に、PBS(−)にて3回以上洗浄を行い、0.25%トリプシン+0.04%EDTA−2Na液にて細胞剥離処理を行った。剥離した細胞に10%FCS添加DMEMを加え、懸濁した後、遠心処理(1,500rpm、5分、室温)を行った。遠心処理後、上清を除去し、PZM3液を適量加えて懸濁し、核移植に用いるまで室温で放置した。体細胞核注入操作時に、適当な細胞数を注入操作用チャンバーのドロップに添加して使用した。
10) Preparation of Donor Recombinant Cells Male fetal fibroblasts that were determined to have the LDLR gene knocked out by PCR analysis were used as nuclear transfer donor cells. As the culture solution, DMEM + 10% FCS was used, and the cells were transplanted 0 to 5 times. In accordance with the scheduled day of nuclear transfer, after transplanting, the culture medium was not changed from the confluent state and left for 3 to 14 days to synchronize the cell cycle with the G1 / G0 phase. Donor somatic cells were prepared approximately 1 hour before being used for nuclear transfer. In the cell treatment, after removing the culture solution from the culture vessel, washing was performed 3 times or more with PBS (−), and cell detachment treatment was performed with 0.25% trypsin + 0.04% EDTA-2Na solution. 10% FCS-added DMEM was added to the detached cells and suspended, followed by centrifugation (1,500 rpm, 5 minutes, room temperature). After centrifugation, the supernatant was removed, an appropriate amount of PZM3 solution was added, suspended, and left at room temperature until used for nuclear transfer. At the time of somatic cell nucleus injection operation, an appropriate number of cells was added to the drop of the injection operation chamber for use.

11)体細胞核の注入操作
注入用チャンバー(10cmシャーレにPZM3液50μlでドロップを作製し、ミネラルオイル20mlで被った)のドロップに適量のドナー細胞を添加し、除核済み卵子50〜100個を入れて操作した。注入操作には、ピエゾマイクロマニュピレーターに体細胞核注入用ピペット(外径7−10μm、鈍端)を用いた。注入用ピペットをピエゾマイクロマニュピレーターに取り付ける前に、ピペット後端より5mmの位置にフロリナートを3−5mm幅になるように、充填して使用した。そのピペットをピエゾに取り付けて使用する時は、先端より培養液、フロリナート、空気、ミネラルオイルの順で満たされている状態にして操作した。注入操作を行う前に、必ず20%PVP液ドロップ内で注入用ピペットを洗浄(ピペッティングやPVPドロップへのピペット先端の出し入れ)した。浮遊している体細胞を吸引し、数回ピペッティングを行い、細胞膜を壊し、ホールディングピペットにて保定した除核済み卵子細胞質内へ注入した。体細胞核を注入した卵子は、活性化処理時間までインキュベーターで培養を行った(1−3時間)。
11) Injection procedure of somatic cell nucleus Add an appropriate amount of donor cells to the drop of the injection chamber (10 cm petri dish with 50 μl of PZM3 solution and cover with 20 ml of mineral oil), and remove 50-100 enucleated eggs. I put it in and operated it. For the injection operation, a pipette for somatic cell nucleus injection (outer diameter 7-10 μm, blunt end) was used in a piezo micromanipulator. Before the injection pipette was attached to the piezo micromanipulator, it was used by filling Fluorinert with a width of 3-5 mm at a position 5 mm from the rear end of the pipette. When using the pipette attached to the piezo, the pipette was filled with culture solution, florinate, air, and mineral oil in that order. Before performing the injection operation, the injection pipette was always washed in the 20% PVP liquid drop (pipetting and the pipette tip into and out of the PVP drop). The floating somatic cells were aspirated and pipetted several times to break the cell membrane and injected into the enucleated oocyte cytoplasm held with a holding pipette. Oocytes injected with somatic cell nuclei were cultured in an incubator until the activation treatment time (1-3 hours).

12)卵子の活性化処理
体細胞核を注入した卵子の活性化処理は直流パルス刺激(SSH-2、島津製作所製)を、1.5kV/cm 100μ秒×1回の条件にて行った。チャンバーには2mm幅のステンレスワイヤー電極を用い、電気刺激用の電解質溶液には0.05mM CaCl、0.1mM MgSOならびに0.02%BSAを含む0.28Mマンニトール溶液を用いた。
12) Ovum Activation Treatment The activation treatment of the ovum injected with somatic cell nuclei was performed by direct current pulse stimulation (SSH-2, manufactured by Shimadzu Corporation) under the conditions of 1.5 kV / cm 100 μsec × 1 time. A stainless steel wire electrode having a width of 2 mm was used for the chamber, and a 0.28 M mannitol solution containing 0.05 mM CaCl 2 , 0.1 mM MgSO 4 and 0.02% BSA was used for the electrolyte solution for electrical stimulation.

13)活性化卵子の第2極体放出抑制処理
活性化処理卵子は5μg/mlサイトカラシンB(Sigma社製:Cat. No. C-6762)を含むPZM3液で2時間培養し、第2極体の放出を抑制させる処理を行った。
13) Inhibition of the second polar body release of the activated ovum The activated ovum was cultured in PZM3 solution containing 5 μg / ml cytochalasin B (Sigma: Cat. No. C-6762) for 2 hours. Treatment to suppress body release was performed.

14)活性化卵子の体外培養
活性化後2倍体処理をした卵子は、PZM3液にて体外培養を行い、活性化処理後2日目に分割胚のみ胚移植に用いた。
14) In Vitro Culture of Activated Eggs Eggs that had been diploid treated after activation were subjected to in vitro culture in PZM3 solution, and only split embryos were used for embryo transfer on the second day after the activation treatment.

15)ホルモン処理による仮腹の同期化と胚移植方法
仮腹の同期化は妊娠豚を人工流産処置することで行った。また、仮腹の発情は、採卵豚のものより、1日遅れるように発情同期化処置を行った。供試予定の雌ブタは、発情時に、雄豚希釈精液を用いて人工授精を行い妊娠させた。妊娠後21−50日目の妊娠豚を用いた。核移植予定6日前にPGF2α類縁体クロプロステロール約0.2mg(プラネート、武田製薬株式会社製:2ml量)を臀部に注射した。その24時間後に、同様にPGF2α類縁体クロプロステロールを注射し、同時にeCG(ピーメックス、三共製薬株式会社製)を1000IU投与した。PGF2α+eCG投与72時間後にhCG(プペローゲン、三共製薬株式会社製)を500IU投与した。hCG投与、約68時間目に仮腹へケタラール投与後、ハロセン麻酔下で外科的に胚移植手術を行った。胚移植はPPカテーテル(富士平工業株式会社製)を卵管へ挿入して行った。
15) Synchronization of temporary stomach by hormonal treatment and embryo transfer method Synchronization of temporary stomach was performed by artificial abortion treatment of pregnant pigs. Further, the estrus synchronization treatment was performed so that the estrus of the provisional stomach was delayed one day from that of the egg-collecting pig. The sows to be tested were made pregnant by artificial insemination using boar diluted semen at the time of estrus. Pregnant pigs 21-50 days after pregnancy were used. Six days before the planned nuclear transfer, about 0.2 mg of PGF2α analog cloprosterol (planate, manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd .: 2 ml amount) was injected into the buttocks. After 24 hours, PGF2α analog cloprosterol was similarly injected, and at the same time, eCG (Pimex, Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd.) was administered at 1000 IU. 72 hours after administration of PGF2α + eCG, 500 IU of hCG (Puperogen, Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd.) was administered. At about 68 hours after hCG administration, ketalal was administered to the abdomen, and then embryo transfer was performed surgically under halothane anesthesia. Embryo transfer was performed by inserting a PP catheter (Fujihira Kogyo Co., Ltd.) into the fallopian tube.

16)組み換えクローン胎児の採取及び細胞分離作業
同定したPCR陽性コロニーは、非相同組換え細胞が、様々な割合で含まれている可能性があり、体細胞核移植技術を用いた効率的な相同組換え動物の作出の妨げとなりうることが予想された。そこで、単一な相同組換え細胞のみの集団を得るため、妊娠した雌ブタの39〜72日目に胎児を採取した。採取した胎児は、3)と同様に細胞を分離すると同時にゲノムDNAを採取し、相同組み換え個体であるか4)と同様の条件でPCR解析した。PCR解析にて陽性であった胎児細胞を用いて再核移植を実施し、胚移植によりLDLR遺伝子ノックアウトクローン個体の作出に供した。
16) Collection of recombinant cloned fetus and cell separation work The identified PCR-positive colonies may contain non-homologous recombinant cells in various proportions. Efficient homologous groups using somatic cell nuclear transfer technology It was anticipated that this could hinder the production of replacement animals. Therefore, in order to obtain a population of only single homologous recombination cells, fetuses were collected on days 39-72 of pregnant sows. The collected fetuses were separated from the cells in the same manner as in 3), and at the same time genomic DNA was collected and subjected to PCR analysis under the same conditions as in 4). Renuclear transfer was performed using fetal cells that were positive in the PCR analysis, and an LDLR gene knockout clone individual was produced by embryo transfer.

17)サザンブロット解析
ゲノムDNAは、クローン胎児もしくはクローン産子より採取した細胞又は組織(耳)から抽出した。その細胞及び細切した組織断片は、lysis buffer(50mM Tris、pH8.0、100mM EDTA、100mM NaCl、1%SDS、0.5mg/ml プロテナーゼK)で55℃にて一晩処理し、溶解した。DNAは、フェノールとフェノール/クロロホルムにより処理した後、エタノール沈殿により抽出した。サザンブロッティング用に、子豚及び胎児細胞より抽出したゲノムDNA10μgを、HindIIIもしくは、SphIにて切断した後、別々に0.8%アガロースゲルにて電気泳動後、Hybond N+メンブレンにブロッティングした。HindIIIにて処理したゲノムDNAをブロッティングしたメンブレンは5’プローブ、SphIにて処理したゲノムDNAをブロッティングしたメンブレンは3’プローブを、それぞれ用いて、ハイブリダイゼーションを行った。5’プローブは5’側相同領域の外側にある5’隣接領域に相当するイントロン1の一部、エクソン2、イントロン2を含む領域を、PCR法(プライマー;LDLRint1F1:5'- ATCCTCCACGATGTTGTTGG -3'及びLDLRint2R2:5'- GGAGGGCCATTAAAGGAAAG -3')で増幅することにより作製した。また、3’プローブは、3’側相同領域の外側にある3’隣接領域に相当するイントロン10の一部、エクソン11、イントロン11の一部を含む領域を、PCR法(プライマー;LDLRint10F3:5'- CCAGTCCTCACACTGGAATG -3'及びLDLRint11R3:5'- GCAAGGCAGCTCAGTTTGGG -3')で増幅することにより作製した。プローブは、HighPrime(Roche社製)を用いたランダムプライミング法により、[α32−P]dCTPを用いて標識した。そのメンブレンは、32P標識したプローブを用いてハイブリダイズし、Imaging Plate(富士フイルム社製)上で一晩感光させ、FLA-3000G image analyzer(富士フイルム社製)を用いて解析した。
17) Southern blot analysis Genomic DNA was extracted from cells or tissues (ears) collected from cloned fetuses or cloned offspring. The cells and minced tissue fragments were treated with lysis buffer (50 mM Tris, pH 8.0, 100 mM EDTA, 100 mM NaCl, 1% SDS, 0.5 mg / ml proteinase K) at 55 ° C. overnight and lysed. . DNA was extracted by ethanol precipitation after treatment with phenol and phenol / chloroform. For Southern blotting, 10 μg of genomic DNA extracted from piglet and fetal cells was cleaved with HindIII or SphI, electrophoresed separately on 0.8% agarose gel, and blotted on Hybond N + membrane. Hybridization was performed using a 5 ′ probe for the membrane blotted with HindIII-treated genomic DNA and a 3 ′ probe for the membrane blotted with genomic DNA treated with SphI. The 5 ′ probe is a PCR method (primer; LDLRint1F1: 5′-ATCCTCCACGATGTTGTTGG -3 ′) containing a part of intron 1 corresponding to the 5 ′ flanking region outside the 5 ′ homologous region, exon 2 and intron 2. And LDLRint2R2: 5′-GGAGGGCCATTAAAGGAAAG-3 ′). In addition, the 3 ′ probe is a PCR method (primer; LDLRint10F3: 5) containing a part of intron 10 corresponding to the 3 ′ adjacent region outside the 3 ′ side homologous region, exon 11 and part of intron 11. '-CCAGTCCTCACACTGGAATG-3' and LDLRint11R3: 5'-GCAAGGCAGCTCAGTTTGGG-3 '). The probe was labeled with [α32-P] dCTP by a random priming method using HighPrime (Roche). The membrane was hybridized using a 32 P-labeled probe, exposed overnight on an Imaging Plate (Fuji Film), and analyzed using a FLA-3000G image analyzer (Fuji Film).

18)誕生したクローンブタのPCR判定
誕生したクローンブタから採取可能な組織(耳、臍帯組織)や血液等からDNAを抽出し、5)に準じてPCR解析を行った。
18) PCR determination of the born cloned pig DNA was extracted from tissues (ear, umbilical cord tissue) and blood that could be collected from the born cloned pig, and PCR analysis was performed according to 5).

19)クローンブタの後代の作出
ほとんどのクローンブタが、呼吸過多や体温上昇の症状により起立不能となり、死亡し、一部生存していた個体においても精液採取は行えず後代が得られなかったことから、クローンブタの死亡時に死体から精巣上体精子を回収し、体外受精及び人工授精により後代を作出した。体外受精は、Kikuchiらの方法(Biol Reprod. 2002 Apr;66(4):1033-41)に準じて行った。人工授精は、37℃に保温したモデナ液により希釈した精巣上体精子を用いて豚人工授精用スパイラルカテーテルを用いて、発情開始した雌豚に対して、発情終了時まで、朝夕の2回ずつ2〜3日間実施した。
19) Producing progenies of cloned pigs Most cloned pigs were unable to stand due to symptoms of hyperventilation or hyperthermia, died, and even some surviving individuals could not collect semen and could not obtain progeny Therefore, epididymis spermatozoa were collected from the cadaver at the time of the death of the cloned pig, and progeny were created by in vitro fertilization and artificial insemination. In vitro fertilization was performed according to the method of Kikuchi et al. (Biol Reprod. 2002 Apr; 66 (4): 1033-41). Artificial insemination is performed twice a day in the morning and evening until the end of estrus, using a spiral catheter for porcine artificial insemination using epididymal spermatozoa diluted with modena solution kept at 37 ° C. Conducted for 2-3 days.

20)ホモ型・ヘテロ型の判定
PCR法による判定は、変異アレル及び野生型アレルについて、それぞれを特異的に検出することにより行った。変異アレルの検出は、4)に準じた方法で行い、野生型アレルの検出は、プライマーとして、LDLRex3F4(5'- GCAAGATAGGGGACTTTAGC -3')及びLDLRex4R1(5'- GAGTCACAGACAAACTTTGG -3')を用いる以外は、同様の方法で行った。検出されたアレルの組み合わせにより、ホモ型・ヘテロ型を判定した。また、サザンブロットによる判定は、17)に準じた方法で行った。検出されたバンドのサイズにより、変異型アレルと野生型アレルを判別し、その組み合わせにより、ホモ型・ヘテロ型の判定を行った。
20) Determination of homo-type / hetero-type Determination by the PCR method was performed by specifically detecting each of the mutant allele and the wild-type allele. Mutant alleles are detected by the method according to 4), and wild type alleles are detected except that LDLRex3F4 (5'-GCAAGATAGGGGACTTTAGC-3 ') and LDLRex4R1 (5'-GAGTCACAGACAAACTTTGG-3') are used as primers. The same method was used. Homo-type and hetero-type were determined by the combination of alleles detected. The determination by Southern blotting was performed by a method according to 17). Mutant alleles and wild type alleles were discriminated based on the detected band size, and homozygous / heterotyped were determined based on the combination.

21)血液検査(血漿の分離)
へパリン採血管により、ブタ静脈より、血液を採取し、2000rpm、15分間の遠心分離により、血漿を分離した。分離した血漿は、Okazakiら(Arterioscler Thromb Vasc Biol 2005, 25:578-584)のHPLC法により、コレステロール及び中性脂肪の4分画及び20分画値を解析した。
21) Blood test (separation of plasma)
Blood was collected from a porcine vein with a heparin blood collection tube, and plasma was separated by centrifugation at 2000 rpm for 15 minutes. The separated plasma was analyzed for the 4-fraction and 20-fraction values of cholesterol and neutral fat by the HPLC method of Okazaki et al. (Arterioscler Thromb Vasc Biol 2005, 25: 578-584).

22)飼料
ブタの飼料としては、以下の脂肪含量(日本標準飼料成分表に基づく)の通常飼料(普通食)を使用した。
3〜4週齢:脂肪含量4.0%(飼料名:えつけ)
5週齢〜5カ月:脂肪含量3.5%(飼料名:はつらつ、フレンドU)
5カ月以降:脂肪含量2.5%(飼料名:マザーブリード)
22) Feed As a feed for pigs, a normal feed (ordinary food) having the following fat content (based on the Japanese standard feed composition table) was used.
3-4 weeks of age: fat content 4.0% (feed name: fried)
5 weeks old to 5 months: Fat content 3.5% (feed name: Hatsutsutsu, Friend U)
After 5 months: Fat content 2.5% (feed name: mother bleed)

<研究成績の概要:LDLRex4TVターゲッティングベクターによる相同組換え細胞作出試験>
(1)ブタL胎児雄(68日齢)より細胞を採取し、LDLRex4TVターゲッティングベクター(図1)によりエレクトロポレーションを4回行い、ネオマイシン400μg/mlで薬剤選択を約1週間行い、その2−3日後にコロニーをピックアップした。PCR解析を行った総コロニー数は1260クローン、その内5クローンが陽性の結果となった(表1)。
<Summary of research results: Homologous recombination cell production test using LDLRex4TV targeting vector>
(1) Cells were collected from porcine L fetal male (68 days old), electroporated with LDLRex4TV targeting vector (FIG. 1) four times, and drug selection with neomycin 400 μg / ml for about one week. After 3 days, the colonies were picked up. The total number of colonies subjected to PCR analysis was 1260 clones, of which 5 clones were positive (Table 1).

(2)ブタLW胎児雄(62日齢)より細胞を採取し、LDLRex4TVターゲッティングベクターによりエレクトロポレーション1回を行い、ネオマイシン400μg/mlで薬剤選択を約1週間行い、その2−3日後にコロニーをピックアップした。PCR解析を行った総コロニー数は413クローン、その内1クローンが陽性の結果となった(表1)。 (2) Cells were collected from fetal male LW fetus (62 days old), electroporated once with LDLRex4TV targeting vector, drug selection was performed with neomycin at 400 μg / ml for about 1 week, and colonies were observed 2-3 days later. Picked up. The total number of colonies subjected to PCR analysis was 413 clones, of which 1 clone was positive (Table 1).

(3)(1)で得られたLDLR遺伝子ノックアウト細胞No.91を用いて核移植試験16回(体内成熟卵子3回、体外成熟卵子13回)行い、分割胚3401個(体内成熟卵子由来170個、体外成熟卵子由来3231個)が得られた(表2)。 (3) LDLR gene knockout cell No. obtained in (1). No. 91 was used for nuclear transfer 16 times (3 in vivo mature eggs, 13 in vitro mature eggs), and 3401 divided embryos (170 derived from in vivo mature eggs, 3231 derived from in vitro mature eggs) were obtained (Table 2). ).

(4)(3)で得られた分割胚を16頭の仮腹へ移植した結果、5頭が妊娠し、それら仮腹を屠殺したところ、6頭のクローン胎児が得られた。得られた胎児全て、非組換え体であることが確認された(表2)。 (4) As a result of transplanting the divided embryos obtained in (3) to 16 temporary abdomen, 5 became pregnant, and when these temporary abdomen were sacrificed, 6 cloned fetuses were obtained. All obtained fetuses were confirmed to be non-recombinant (Table 2).

(5)(2)で得られたLDLR遺伝子ノックアウト細胞のNo.1−16を用いて核移植試験6回(vivo卵子1回、vitro卵子5回)行い、分割胚1290個(in vivo卵子由来70個、in vitro卵子由来1220個)が得られた(表2)。 (5) No. of LDLR gene knockout cell obtained in (2). 1-16 was used to perform nuclear transfer tests 6 times (1 in vivo ovum and 5 in vitro ova) to obtain 1290 divided embryos (70 in vivo ovum derived, 1220 in vitro ovum derived) (Table 2). ).

(6)(5)で得られた分割胚を6頭の仮腹へ移植した結果、2頭が妊娠し、それら仮腹を屠殺したところ、9頭のクローン胎児が得られた(図2A、B)。得られた胎児の内、7頭が相同組換え体であることが確認された(表2)。相同組換え胎児より大量に細胞分離を行うことに成功した。 (6) As a result of transplanting the divided embryos obtained in (5) to six temporary wombs, two became pregnant and slaughtered those temporary halves, resulting in nine cloned fetuses (FIG. 2A, B). Of the fetuses obtained, 7 were confirmed to be homologous recombinants (Table 2). We succeeded in separating cells in a larger amount than homologous recombinant fetuses.

(7)さらに、(6)で得られたLDLR KOクローン胎児由来細胞を用いて、核移植・胚移植試験を7例実施した。4742個の体外成熟卵子を用いて核移植を実施し、3812個の卵子が生存(生存率80.4%)し、1889個が分割した(分割率49.6%、表3)。分割胚1889個を7頭の仮腹に胚移植することにより、7頭全てが妊娠し、合計38頭のクローンブタが誕生し、内29頭が生存産子だった。 (7) Furthermore, using the LDLR KO cloned fetal cells derived in (6), seven nuclear transfer / embryo transfer tests were performed. Nuclear transfer was performed using 4742 in vitro matured eggs, 3812 eggs survived (survival rate 80.4%), and 1889 were divided (division rate 49.6%, Table 3). By transplanting 1889 divided embryos into 7 calves, all 7 were pregnant, a total of 38 cloned pigs were born, 29 of which were live births.

(8)PCR解析の結果、全ての産子においてLDLR遺伝子のノックアウトが確認された。誕生したクローンは、生後の死亡が相次ぎ、特に生後1ヶ月以内及び4〜5ヶ月齢時の死亡例が多かった。7ヶ月齢を越した生存個体は2頭に過ぎなかった(表4)。多くのクローンにおいて急な呼吸過多と体温上昇が観察され、ひどい場合に起立不能になり死に至った点は、他のノックアウトブタ作製の先行研究等からは予期しなかった事象であり、死亡原因は病理検査の結果からも不明であった。 (8) As a result of PCR analysis, knockout of LDLR gene was confirmed in all offspring. The born clones had many deaths after birth, and there were many deaths within 1 month and at the age of 4 to 5 months. There were only 2 surviving animals over 7 months of age (Table 4). In many clones, sudden hyperventilation and increased body temperature were observed, and in severe cases, it was impossible to stand and death occurred, which was an unexpected event from other previous studies on the production of knockout pigs. The result of pathological examination was also unclear.

(9)誕生したLDLR遺伝子ノックアウトクローン(ヘテロ型)の、4〜5ヶ月齢時における血漿中のコレステロール各分画(VLDL、LDL、HDL)濃度を測定した。その結果、総コレステロール値が対照区よりも2倍以上高くなり、その原因としてVLDL及びLDLの各分画における高い値が影響していることが明らかになった(表5及び図3)。 (9) Each cholesterol fraction (VLDL, LDL, HDL) concentration in plasma at the age of 4 to 5 months of the born LDLR gene knockout clone (heterotype) was measured. As a result, it was revealed that the total cholesterol level was more than twice as high as that of the control group, and that the high value in each fraction of VLDL and LDL had an influence as the cause (Table 5 and FIG. 3).

(10)生存産子29頭のLDLR遺伝子ノックアウトクローンブタの内、7ヶ月齢以降の性成熟に達したのは、2頭のみであった。しかし、7ヶ月齢以降においても、2頭から射出精液を採取することはできなかった。2頭の内1頭は11ヶ月齢時に突然死し、死体の精巣上体尾部よりを活力のある精子を採取した。また残る1頭も12ヶ月齢時に起立不能になったため、安楽死させ、同様に精巣上体尾部より活力ある精子を採取した。これらの精巣上体精子を用い、体外受精と人工授精を行った。2回の体外受精により得られた体外受精胚を4頭の仮親に移植した結果、4頭全てが妊娠し、35頭の生存産子及び1頭の死産産子が誕生した。また人工授精した2頭も妊娠し、19頭の生存産子及び4頭の死産子が得られた(表6)。 (10) Of the 29 surviving litters, only 2 of the LDLR gene knockout cloned pigs reached sexual maturity after 7 months of age. However, even after 7 months of age, it was not possible to collect injection semen from two animals. One of the two died suddenly at the age of 11 months, and vital sperm was collected from the epididymis tail of the cadaver. Since the remaining one became unable to stand at the age of 12 months, it was euthanized and vital spermatozoa were collected from the epididymis. These epididymal spermatozoa were used for in vitro fertilization and artificial insemination. As a result of transplanting in vitro fertilized embryos obtained by two in vitro fertilizations to four temporary parents, all four became pregnant, and 35 live births and one stillborn baby were born. In addition, 2 animals that had been artificially inseminated became pregnant, and 19 live and 4 live births were obtained (Table 6).

離乳に至った51頭の産子の遺伝子型を調べた結果、ヘテロ型LDLR遺伝子ノックアウトブタが21頭(雄6、雌15)、野生型が30頭(雄16、雌14)と判定された(表7)。誕生した後代では、クローンで多発した突然死もなく、順調に発育した。また、一部のノックアウトブタにおいて、血漿中コレステロールの各分画(VLDL、LDL、HDL)濃度を測定した結果、F0となるクローン同様、VLDL及びLDLの濃度が野生型の2〜3倍高いことが明らかになった(データは示していない)。   As a result of examining the genotypes of 51 offspring that led to weaning, it was determined that there were 21 heterozygous LDLR gene knockout pigs (6 males and 15 females) and 30 wild type (16 males and 14 females). (Table 7). After the birth, he grew up steadily without the sudden death of clones. In addition, in some knockout pigs, the plasma cholesterol fractions (VLDL, LDL, HDL) concentrations were measured, and as with F0 clones, the VLDL and LDL concentrations were 2-3 times higher than the wild type. Became clear (data not shown).

(11)さらに、F1世代同士の雌雄を、4例交配することにより、F2世代38頭を得ることに成功した(表8)。F2世代産子の遺伝子型を調べた結果、ホモ型LDLR遺伝子ノックアウトブタが12頭(雄7、雌5)、ヘテロ型が18頭(雄9、雌9)、野生型が8頭(雄3、雌5)と判定された(表8)。 (11) Furthermore, four F1 generation males and females were mated to succeed in obtaining 38 F2 generations (Table 8). As a result of examining the genotype of the F2 generation offspring, 12 homozygous LDLR gene knockout pigs (7 males, 5 females), 18 heterozygous (male 9, female 9), 8 wild type (3 males) Female 5) (Table 8).

(12)F2世代の3週齢と7週齢で、血漿中コレステロールの4分画(CM、VLDL、LDL、HDL)濃度を測定した結果、ホモ型が、野生型及びヘテロ型に比べて、VLDL及びLDLの濃度が、有意に高いことが明らかになった(図4A、B)。3カ月齢時の血中の総コレステロール値は、ホモ型ノックアウトで645mg/dL、コントロール(野生型)で137mg/dLであった。また、7カ月齢時の血中の総コレステロール値は、ホモ型ノックアウトで598mg/dL、コントロール(野生型)で113mg/dLであった。 (12) As a result of measuring 4 fractions of plasma cholesterol (CM, VLDL, LDL, HDL) at 3 and 7 weeks of F2 generation, the homo type was compared to the wild type and hetero type, It was revealed that the concentrations of VLDL and LDL were significantly higher (FIGS. 4A and B). The total cholesterol level in blood at the age of 3 months was 645 mg / dL for homozygous knockout and 137 mg / dL for control (wild type). In addition, the total cholesterol level in blood at the age of 7 months was 598 mg / dL for homozygous knockout and 113 mg / dL for control (wild type).

(13)F2世代の7週齢において、血漿中コレステロールの4分画のVLDL及びLDL濃度を測定した結果、ヘテロ型が、野生型に比べて、有意に高いことが明らかになった(図5B、P<0.05)。 (13) As a result of measuring the VLDL and LDL concentrations of 4 fractions of plasma cholesterol at 7 weeks of F2 generation, it was revealed that the hetero type was significantly higher than the wild type (FIG. 5B). , P <0.05).

(14)同様に、F2世代の3週齢と7週齢で、血漿中コレステロールの20分画濃度を測定した結果、ホモ型が、野生型及びヘテロ型に比べて、G3分画を除く、G4〜G7分画のVLDL及びG8〜13分画のLDLの濃度が、有意に高いことが明らかになった(図5A、B、P<0.05)。 (14) Similarly, as a result of measuring the concentration of 20 fractions of cholesterol in plasma at 3 weeks and 7 weeks of the F2 generation, the homo type is less than the wild type and hetero type, and the G3 fraction is excluded. It was revealed that the concentrations of VLDL in the G4 to G7 fraction and LDL in the G8 to 13 fraction were significantly higher (FIGS. 5A, B, P <0.05).

(15)また、F2世代の7週齢で、血漿中コレステロールの20分画濃度を測定した結果、ヘテロ型が、野生型に比べて、G8〜G11及びG13分画のLDLの濃度が、有意に高いことが明らかになった(図5B、P<0.05)。 (15) Further, as a result of measuring the concentration of 20 fractions of cholesterol in plasma at 7 weeks of F2 generation, the heterozygous type showed significant concentrations of LDL in the G8 to G11 and G13 fractions compared to the wild type. (Fig. 5B, P <0.05).

(16)コレステロールのHDL値は、4分画で測定した結果、ホモ型が低い傾向にあったが、有意差は認められなかった。さらに、詳細に20分画濃度で解析した結果では、G15分画にてホモ型は他よりもHDL値が有意に高かった(図5A、B、P<0.05)。一方、7週齢時のG17分画では、ホモ型は他よりもHDL値が有意に低かった(図5B、P<0.05)。 (16) As a result of measuring the HDL value of cholesterol in 4 fractions, the homotype tended to be low, but no significant difference was observed. Furthermore, as a result of detailed analysis at 20 fraction concentrations, homotypes in the G15 fraction had significantly higher HDL values than others (FIGS. 5A, B, P <0.05). On the other hand, in the G17 fraction at the age of 7 weeks, the homotype had a significantly lower HDL value than the others (FIG. 5B, P <0.05).

(17)3週齢及び7週齢の4分画で解析した総TG(中性脂肪:トリグリセライド)値は、ホモ型が高い傾向にあり、ヘテロとの間で有意に高かった(図4C、D、P<0.05)。特にLDLは、ホモ型は、ヘテロ型及び野生型よりも有意に高い値を示した(図4C、D、P <0.05)。一方、7週齢の中性脂肪のHDLにおいてヘテロ型が、ホモ型及び野生型に比べて有意に高い値を示した(図4D、P<0.05)。
(18)さらに、詳細に20分画で、3週齢及び7週齢のTG(中性脂肪:トリグリセライド)を解析した結果、LDLのG10〜G13分画で、ホモ型は他に比べて有意に高くなった(図5C、D、P<0.05)。
(17) Total TG (neutral fat: triglyceride) values analyzed in 3 fractions and 7-week-old 4 fractions tended to be higher in homozygous and significantly higher than heterozygous (FIG. 4C, D, P <0.05). In particular, LDL showed significantly higher values for the homotype than the heterotype and the wild type (FIG. 4C, D, P <0.05). On the other hand, in the HDL of 7-week-old neutral fat, the hetero type showed a significantly higher value than the homo type and the wild type (FIG. 4D, P <0.05).
(18) Furthermore, as a result of analyzing TG (neutral fat: triglyceride) of 3 weeks and 7 weeks in detail in 20 fractions, the homozygous type is significant compared to the others in the L10 G10 to G13 fractions. (FIG. 5C, D, P <0.05).

本発明は、高脂血症の研究の分野や、疾患モデル動物の分野や、高脂血症の治療薬あるいは予防薬開発の分野に好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used in the field of hyperlipidemia research, the field of disease model animals, and the development of therapeutic or preventive drugs for hyperlipidemia.

Claims (6)

LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたブタを、HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であり、通常食においても高コレステロール血症を示す高脂血症モデルブタとして使用する方法であって、
前記のコントロールと同程度であることが、脂肪含量2〜5%の飼料を与えられた、高脂血症を発症していない野生遺伝子型のブタにおける測定値の0.8〜1.3倍であることを表し、
前記高コレステロール血症が、LDLコレステロール及びVLDLコレステロールの濃度が前記コントロールの2倍以上であり、
前記LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたブタが、採取したブタの卵子から除核し、該除核された卵子に、LDLR遺伝子のエクソン4の一部を耐性遺伝子で置換したブタ体細胞核を注入することで得られる体細胞核移植クローン動物又はその子孫であり、
前記LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたブタが、LDLR遺伝子のエクソン4の一部を耐性遺伝子で置換した変異をホモ型で有することを特徴とする、前記方法。
In a method in which a pig lacking the function of all or part of the LDLR gene is used as a hyperlipidemia model pig having a HDL cholesterol concentration similar to that of a control and showing hypercholesterolemia even in a normal diet There,
0.8-1.3 times the measured value in wild genotype pigs that did not develop hyperlipidemia and were fed a diet with a fat content of 2-5% to be comparable to the above control Represents
The hypercholesterolemia is state, and are the concentrations of LDL cholesterol and VLDL cholesterol than 2 times the control,
A pig lacking the function of all or part of the LDLR gene enucleated from the collected pig egg, and a part of exon 4 of the LDLR gene was replaced with a resistance gene in the enucleated egg. A somatic cell nuclear transfer cloned animal obtained by injecting a pig somatic cell nucleus or a descendant thereof,
The method according to claim 1, wherein the pig in which the function of all or part of the LDLR gene is deleted has a homozygous mutation in which a part of exon 4 of the LDLR gene is replaced with a resistance gene .
高コレステロール血症が、IIb型遺伝性高脂血症であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, characterized in that the hypercholesterolemia is type IIb hereditary hyperlipidemia. 耐性遺伝子がネオマイシン耐性遺伝子であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2 , wherein the resistance gene is a neomycin resistance gene . 体細胞核移植クローン動物の子孫が、体外受精及び人工授精の手法を組み合わせて作製されたことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the progeny of the somatic cell nuclear transfer cloned animal is produced by combining in vitro fertilization and artificial insemination techniques. LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたブタに由来するブタ臓器又は細胞を、HDLコレステロールの濃度がコントロールと同程度であり、通常食においても高コレステロール血症を示す高脂血症モデルブタの臓器又は細胞として使用する方法であって、
前記のコントロールと同程度であることが、脂肪含量2〜5%の飼料を与えられた、高脂血症を発症していない野生遺伝子型のブタにおける測定値の0.8〜1.3倍であることを表し、
前記高コレステロール血症が、LDLコレステロール及びVLDLコレステロールの濃度が前記コントロールの2倍以上であり、
前記LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたブタが、採取したブタの卵子から除核し、該除核された卵子に、LDLR遺伝子のエクソン4の一部を耐性遺伝子で置換したブタ体細胞核を注入することで得られる体細胞核移植クローン動物又はその子孫であり、
前記LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたブタが、LDLR遺伝子のエクソン4の一部を耐性遺伝子で置換した変異をホモ型で有することを特徴とする、前記方法。
Hyperlipidemia in pig organs or cells derived from pigs lacking all or part of the function of the LDLR gene, in which the concentration of HDL cholesterol is similar to that of the control and hypercholesterolemia is exhibited even in a normal diet A method for use as an organ or cell of a model pig,
0.8-1.3 times the measured value in wild genotype pigs that did not develop hyperlipidemia and were fed a diet with a fat content of 2-5% to be comparable to the above control Represents
The hypercholesterolemia is state, and are the concentrations of LDL cholesterol and VLDL cholesterol than 2 times the control,
A pig lacking the function of all or part of the LDLR gene enucleated from the collected pig egg, and a part of exon 4 of the LDLR gene was replaced with a resistance gene in the enucleated egg. A somatic cell nuclear transfer cloned animal obtained by injecting a pig somatic cell nucleus or a descendant thereof,
The method according to claim 1, wherein the pig in which the function of all or part of the LDLR gene is deleted has a homozygous mutation in which a part of exon 4 of the LDLR gene is replaced with a resistance gene .
LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたブタを高脂血症モデルブタとして使用する方法が、以下の工程(a)〜(c)を備えた高脂血症の予防又は治療剤のスクリーニング方法であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
(a)LDLR遺伝子の全部又は一部の機能を欠失させたブタ又は前記ブタ由来の細胞に、被検物質を投与する工程;
(b)工程(a)の被検対象のLDLコレステロールあるいはVLDLコレステロールの濃度、又は動脈硬化症の有無を調べる工程;
(c)工程(b)においてLDLコレステロールあるいはVLDLコレステロールの濃度が増加しない、又は動脈硬化症を発症しないことを指標に、被検物質を高脂血症の予防又は治療剤の候補薬剤として選択する工程;
A method for using a pig lacking the function of all or part of the LDLR gene as a hyperlipidemia model pig comprises a prophylactic or therapeutic agent for hyperlipidemia comprising the following steps (a) to (c): The method according to claim 1, wherein the method is a screening method.
(A) a step of administering a test substance to a pig or a cell derived from the pig, in which the function of all or part of the LDLR gene has been deleted;
(B) a step of examining the concentration of LDL cholesterol or VLDL cholesterol in the test subject in step (a), or the presence or absence of arteriosclerosis;
(C) In the step (b), the test substance is selected as a candidate drug for the prevention or treatment of hyperlipidemia using as an index that the concentration of LDL cholesterol or VLDL cholesterol does not increase or does not develop arteriosclerosis Process;
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