JP6850414B2 - Preparations used to promote neural stem cell proliferation, preparations used to prevent or treat diseases associated with neural stem cell depletion, preparations used to promote posterior synaptic formation, prevention or prevention of diseases associated with reduced posterior synaptic formation Formulations used for treatment and screening methods - Google Patents

Preparations used to promote neural stem cell proliferation, preparations used to prevent or treat diseases associated with neural stem cell depletion, preparations used to promote posterior synaptic formation, prevention or prevention of diseases associated with reduced posterior synaptic formation Formulations used for treatment and screening methods Download PDF

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Description

本発明は、神経幹細胞の増殖の促進に用いられる製剤、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤、シナプス後部形成の促進に用いられる製剤、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤、及びスクリーニング方法に関する。 The present invention relates to preparations used to promote neural stem cell proliferation, preparations used to prevent or treat diseases associated with neural stem cell depletion, preparations used to promote postsynaptic formation, and reduction of postsynaptic formation. The present invention relates to a preparation used for prevention or treatment of a disease, and a screening method.

polyglutamine−tract binding protein1(以下、本明細書において、PQBP−1と称する)は、変性疾患ポリグルタミン病において中間病態を担うタンパク質であることが、従来知られている(例えば、非特許文献1参照)。 It is conventionally known that polyglutamine-tract binding protein1 (hereinafter referred to as PQBP-1 in the present specification) is a protein responsible for an intermediate pathological condition in the degenerative disease polyglutamine disease (see, for example, Non-Patent Document 1). ).

このPQBP−1遺伝子の変異が、X染色体連鎖知的障害/精神遅滞家系(XLID/XLMR)で高頻度に見つかり、PQBP−1が知的障害の主要な原因遺伝子であり得ることが報告されている(例えば、非特許文献2を参照)。また、PQBP−1がRNAのスプライシングに関わり得ることが報告されている(例えば、非特許文献3を参照)。 This mutation in the PQBP-1 gene was frequently found in the X-chromosome chain intellectual disability / mental retardation family (XLID / XLMR), and it has been reported that PQBP-1 may be the major causative gene of intellectual disability. (See, for example, Non-Patent Document 2). It has also been reported that PQBP-1 may be involved in RNA splicing (see, eg, Non-Patent Document 3).

Waragai et al.,“PQBP−1, a novel polyglutamine tract−binding protein, inhibits transcription activation by Brn−2 and affects cell survival”,Hum Mol Genet,1999;8(6):p.977−987Waragai et al. , "PQBP-1, a novel polyglutamine tract-binding protein, inhibits transcription activation by Brn-2 and impacts cell survival", HumM 977-987 Kalscheuer et al.,“Mutations in the polyglutamine binding protein 1 gene cause X−linked mental retardation”,Nature Genetics 2003;35(4):p.313−315Kalscheuer et al. , "Mutations in the polyglutamine binding protein 1 gene case X-linked mental retardation", Nature Genetics 2003; 35 (4): p. 313-315 Okazawa et al.,“Interaction between Mutant Ataxin−1 and PQBP−1 Affects Transcription and Cell Death”,Neuron,2002;34:p.701−713Okazawa et al. , "Interaction beten Mutant Ataxin-1 and PQBP-1 Affects Transcription and Cell Death", Neuron, 2002; 34: p. 701-713

上記のとおり、PQBP−1が知的障害の原因遺伝子である可能性や、RNAのスプライシングに関わることが報告されているが、PQBP−1がいかなる知的障害と実際に関連していることは未だに不明である。 As mentioned above, it has been reported that PQBP-1 may be the causative gene of intellectual disability and that it is involved in RNA splicing, but that PQBP-1 is actually associated with any intellectual disability. Still unknown.

本発明は、PQBP−1をコードする所定のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、神経幹細胞の増殖の促進に用いられる製剤、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤、シナプス後部形成の促進に用いられる製剤、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤、及びスクリーニング方法を提供することを目的とする。 The present invention is a preparation used for promoting the proliferation of neural stem cells, which contains a predetermined DNA encoding PQBP-1 or a polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient, and prevention of diseases related to the decrease of neural stem cells. Alternatively, it is an object of the present invention to provide a preparation used for treatment, a preparation used for promoting posterior synaptic formation, a preparation used for prevention or treatment of a disease associated with a decrease in posterior synaptic formation, and a screening method.

本発明者らは、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたマウスにおいて、神経幹細胞の細胞周期が長くなること、及び、シナプス後部形成が減少することを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。 The present inventors have found that in mice in which the PQBP-1 gene has been knocked out, the cell cycle of neural stem cells is lengthened and the postsynaptic formation is reduced, and the present invention has been completed. More specifically, the present invention provides the following.

(1)polyglutamine−tract binding protein1(PQBP−1)をコードする以下の(a)から(d)のいずれかに記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、神経幹細胞の増殖の促進に用いられる製剤。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(b)配列番号1記載の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできる塩基配列を有するDNA
(c)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードする塩基配列を有し、かつ、神経幹細胞の増殖を促進することができるDNA
(d)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有する塩基配列からなり、かつ神経幹細胞の増殖を促進することができるDNA
(1) Neural stem cell containing, as an active ingredient, the DNA according to any one of the following (a) to (d) encoding polyglutamine-tract binding protein 1 (PQBP-1), or a polypeptide encoded by this DNA. A formulation used to promote the growth of.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(B) DNA having a base sequence capable of hybridizing with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions.
(C) It has a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and can promote the proliferation of neural stem cells. DNA
(D) A DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and capable of promoting the proliferation of neural stem cells.

(2)前記神経幹細胞の増殖の促進は、細胞周期の延長の抑制によるものである、(1)記載の製剤。 (2) The preparation according to (1), wherein the promotion of proliferation of the neural stem cells is due to suppression of cell cycle extension.

(3)PQBP−1をコードする以下の(a)から(d)のいずれかに記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(b)配列番号1記載の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできる塩基配列を有するDNA
(c)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、神経幹細胞の増殖を促進する塩基配列を有するDNA
(d)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、神経幹細胞の増殖を促進する塩基配列からなるDNA
(3) A disease associated with a decrease in neural stem cells, which contains the DNA according to any one of the following (a) to (d) encoding PQBP-1 or the polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient. A formulation used for prevention or treatment.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(B) DNA having a base sequence capable of hybridizing with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions.
(C) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting the proliferation of neural stem cells.
(D) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting the proliferation of neural stem cells.

(4)PQBP−1をコードする以下の(a)、(b)、(e)又は(f)に記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、シナプス後部形成の促進に用いられる製剤。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(b)配列番号1記載の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできる塩基配列を有するDNA
(e)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列を有するDNA
(f)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列からなるDNA
(4) Post-synaptic formation containing the DNA according to (a), (b), (e) or (f) below, which encodes PQBP-1, or the polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient. A formulation used to promote.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(B) DNA having a base sequence capable of hybridizing with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions.
(E) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting postsynaptic formation.
(F) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting postsynaptic formation.

(5)PQBP−1をコードする以下の(a)、(b)、(e)又は(f)に記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(b)配列番号1記載の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできる塩基配列を有するDNA
(e)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列を有するDNA
(f)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列からなるDNA
(5) Post-synaptic formation containing the DNA according to (a), (b), (e) or (f) below, which encodes PQBP-1, or the polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient. A formulation used to prevent or treat diseases associated with reduction.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(B) DNA having a base sequence capable of hybridizing with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions.
(E) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting postsynaptic formation.
(F) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting postsynaptic formation.

(6)前記DNAがベクターに組み込まれている(1)から(5)いずれか記載の製剤。 (6) The preparation according to any one of (1) to (5), wherein the DNA is incorporated into a vector.

(7)神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質のスクリーニング方法であって、
被験物質を、動物細胞又はヒトを除く動物に投与する工程と、
前記被験物質が投与された前記動物細胞又はヒトを除く動物の、内在性PQBP−1の発現量又はPQBP−1による神経幹細胞増殖促進の程度を測定する工程と、
前記測定結果に基づいて、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質として被験物質を選択する工程と、を有するスクリーニング方法。
(7) A method for screening candidate substances for preparations used for the prevention or treatment of diseases related to the decrease of neural stem cells.
The step of administering the test substance to animal cells or animals other than humans, and
A step of measuring the expression level of endogenous PQBP-1 or the degree of promotion of neural stem cell proliferation by PQBP-1 in the animal cells or animals other than humans to which the test substance was administered.
A screening method comprising a step of selecting a test substance as a candidate substance for a preparation used for prevention or treatment of a disease related to a decrease in neural stem cells based on the measurement result.

(8)シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質のスクリーニング方法であって、
被験物質を、動物細胞又はヒトを除く動物に投与する工程と、
前記被験物質が投与された前記動物細胞又はヒトを除く動物の、内在性PQBP−1の発現量又はPQBP−1によるシナプス後部形成の促進の程度を測定する工程と、
前記測定結果に基づいて、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質として被験物質を選択する工程と、を有するスクリーニング方法。
(8) A method for screening candidate substances for preparations used for the prevention or treatment of diseases associated with a decrease in postsynaptic formation.
The step of administering the test substance to animal cells or animals other than humans, and
A step of measuring the expression level of endogenous PQBP-1 or the degree of promotion of postsynaptic formation by PQBP-1 in the animal cells or animals other than humans to which the test substance was administered.
A screening method comprising a step of selecting a test substance as a candidate substance for a preparation used for prevention or treatment of a disease associated with a decrease in postsynaptic formation based on the measurement result.

本発明によれば、PQBP−1をコードする所定のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、神経幹細胞の増殖の促進に用いられる製剤、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤、シナプス後部形成の促進に用いられる製剤、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤、及びスクリーニング方法を提供することができる。 According to the present invention, a preparation used for promoting the proliferation of neural stem cells, which contains a predetermined DNA encoding PQBP-1 or a polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient, a disease related to the decrease of neural stem cells. A formulation used for the prevention or treatment of, a formulation used for promoting posterior synaptic formation, a formulation used for the prevention or treatment of a disease associated with a decrease in posterior synaptic formation, and a screening method can be provided.

PQBP−1遺伝子が変異した患者の脳形状を磁気共鳴画像により解析した画像を示す図である。図1中、(a)は水平面の画像であり、(b)は冠状面の画像であり、(c)は矢状面の画像を示す。It is a figure which shows the image which analyzed the brain shape of the patient which mutated the PQBP-1 gene by the magnetic resonance image. In FIG. 1, (a) is an image of a horizontal plane, (b) is an image of a coronal plane, and (c) is an image of a sagittal plane. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄及び雌の成体マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雄及び雌の成体マウス(2ヶ月)のそれぞれの脳の写真である。It is a photograph of each brain of a Nestin-Cre male and female adult mouse (2 months) in which the PQBP-1 gene was knocked out, and a male and female adult mouse (2 months) in which the PQBP-1 gene was not knocked out. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄及び雌の成体マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雄及び雌の成体マウス(2ヶ月)の脳の質量を示すグラフであり、(a)は雄のマウスについてのグラフであり、(b)は雌のマウスについてのグラフである。It is a graph which shows the brain mass of the Nestin-Cre male and female adult mouse (2 months) which knocked out the PQBP-1 gene, and the male and female adult mouse (2 months) which did not knock out the PQBP-1 gene. , (A) is a graph for male mice, and (b) is a graph for female mice. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたSynapsin1−Cre雄及び雌の成体マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雄及び雌の成体マウス(2ヶ月)の脳の写真である。It is a photograph of the brain of Synapsin1-Cre male and female adult mice (2 months) in which the PQBP-1 gene was knocked out, and male and female adult mice (2 months) in which the PQBP-1 gene was not knocked out. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたSynapsin1−Cre雄及び雌の成体マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雄及び雌の成体マウスの脳の質量を示すグラフであり、(a)は雄のマウスについてのグラフであり、(b)は雌のマウスについてのグラフである。It is a graph which shows the mass of the brain of Synapsin1-Cre male and female adult mice (2 months) in which the PQBP-1 gene was knocked out, and male and female adult mice in which the PQBP-1 gene was not knocked out, (a). Is a graph for male mice, and (b) is a graph for female mice. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄及び雌の成体マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雄及び雌の成体マウス(2ヶ月)のそれぞれの冠状面の写真であり、(a)はPQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雄成体マウスについての写真であり、(b)はPQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄成体マウスについての写真であり、(c)はPQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雌成体マウスについての写真であり、(d)はPQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雌成体マウスについての写真である。It is a photograph of the coronal surface of each of the Nestin-Cre male and female adult mice (2 months) in which the PQBP-1 gene was knocked out and the male and female adult mice (2 months) in which the PQBP-1 gene was not knocked out. , (A) is a photograph of a male adult mouse in which the PQBP-1 gene has not been knocked out, (b) is a photograph of a Nestin-Cre male adult mouse in which the PQBP-1 gene has been knocked out, and (c) is a photograph of a male adult mouse. It is a photograph of a female adult mouse in which the PQBP-1 gene has not been knocked out, and (d) is a photograph of a Nestin-Cre female adult mouse in which the PQBP-1 gene has been knocked out. BrdUを妊娠マウスに腹腔内注射してから24時間後の、神経新生の細胞数、幹細胞プール中に残っている細胞数、ラベルされてない神経幹細胞の数の相対的な割合のグラフである。24 hours after intraperitoneal injection of BrdU into pregnant mice, it is a graph of the relative percentage of neurogenesis cells, the number of cells remaining in the stem cell pool, and the number of unlabeled neural stem cells. TUNEL染色による、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウスと、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていないNestin−Creマウスの、大脳皮質の細胞死のレベルのグラフである。FIG. 5 is a graph of the level of cell death in the cerebral cortex of Nestin-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out and Nestin-Cre mice in which the PQBP-1 gene was not knocked out by TUNEL staining. (a)は、野生型マウスと、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウスと、APC4が形質転換された野生型マウスと、APC4が形質転換された、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウスの、それぞれのE14の胚から準備した神経幹細胞の増殖を示すグラフである。(b)は、それぞれのマウスの胚における、APC4、PQBP−1、Cyclin B、GAPDHの発現量をウエスタンブロッティングにより分析した結果の写真である。In (a), a wild-type mouse, a Nestin-Cre-cKO mouse in which the PQBP-1 gene was knocked out, a wild-type mouse in which APC4 was transformed, and a PQBP-1 gene in which APC4 was transformed were knocked out. It is a graph which shows the proliferation of the neural stem cell prepared from the embryo of each E14 of a Nestin-Cre-cKO mouse. (B) is a photograph of the results of Western blotting analysis of the expression levels of APC4, PQBP-1, Cyclin B, and GAPDH in each mouse embryo. FACS分析による、(a)野生型マウスと、(b)PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウスと、(c)APC4が形質転換された、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウスと、(d)APC4が形質転換された野生型マウスの、それぞれのマウスのE14の胚から抽出した神経幹細胞における、それぞれの細胞数の数を表すグラフである。According to FACS analysis, (a) wild-type mice, (b) Nestin-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out, and (c) Nestin-Cre in which the PQBP-1 gene was transformed with APC4 were knocked out. It is a graph showing the number of each cell number in the neural stem cells extracted from the embryo of E14 of each mouse of -cKO mouse and (d) APC4 transformed wild type mouse. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウスと、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていないNestin−CreマウスのそれぞれのE13の胚にAPC4―GFP又はGFPを導入した後の、E18の脳組織の写真である。Brain tissue of E18 after introduction of APC4-GFP or GFP into the embryos of Nestin-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out and Nestin-Cre mice in which the PQBP-1 gene was not knocked out. It is a photograph of. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウスと、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていないNestin−CreマウスのそれぞれのE13の胚にAPC4―GFP又はGFPを導入した後の、E18の脳組織における、頂端表面に対する軟膜表面の割合のグラフである。Brain tissue of E18 after introduction of APC4-GFP or GFP into the embryos of Nestin-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out and Nestin-Cre mice in which the PQBP-1 gene was not knocked out. It is a graph of the ratio of the pia mater surface to the apical surface in. 野生型マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトし、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したNestin−Cre−cKOマウス(2ヶ月)の脳におけるタンパクを、ウエスタンブロッティングにより分析した結果の写真である。Wild-type mice (2 months), Nestin-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out (2 months), and Nestin in which the PQBP-1 gene was knocked out and AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced. It is a photograph of the result of analysis of the protein in the brain of Cre-cKO mouse (2 months) by Western blotting. 野生型マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトし、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したNestin−Cre−cKOマウス(2ヶ月)の脳におけるタンパクの量の比を、ウエスタンブロッティングにより分析したグラフである。Wild-type mice (2 months), Nestin-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out (2 months), and Nestin in which the PQBP-1 gene was knocked out and AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced. It is a graph which analyzed the ratio of the amount of protein in the brain of Cre-cKO mouse (2 months) by Western blotting. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄及び雌マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていないコントロールの雄及び雌マウス(2ヶ月)と、それぞれにAAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したマウス(2ヶ月)における、脳の重量のグラフである。(a)は雄マウスのグラフを、(b)は雌マウスのグラフをそれぞれ示す。Nestin-Cre male and female mice in which the PQBP-1 gene was knocked out (2 months), and control male and female mice in which the PQBP-1 gene was not knocked out (2 months), and AAV (AAV-PQBP-1), respectively. It is a graph of the weight of the brain in the mouse (2 months) into which the vector) was introduced. (A) shows a graph of a male mouse, and (b) shows a graph of a female mouse. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄の成体マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトし、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入した雄の成体マウス(2ヶ月)の脳の形態の写真である。Brains of adult Nestin-Cre mice (2 months) in which the PQBP-1 gene was knocked out and male adult mice (2 months) in which the PQBP-1 gene was knocked out and AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced. It is a photograph of the form of. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄の成体マウス(2ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトし、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入した雄の成体マウス(2ヶ月)の脳の冠状面の写真である。(a)は、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入していないマウスの冠状面の写真を示し、(b)は、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したマウスの冠状面の写真を示す。Brains of Nestin-Cre male adult mice (2 months) in which the PQBP-1 gene was knocked out and male adult mice (2 months) in which the PQBP-1 gene was knocked out and AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced. It is a photograph of the coronal plane of the mouse. (A) shows a photograph of the coronal plane of a mouse into which AAV (AAV-PQBP-1 vector) has not been introduced, and (b) is a photograph of the coronal plane of a mouse into which AAV (AAV-PQBP-1 vector) has been introduced. Shown in the photo. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄の成体マウス(2.5ヶ月)と、PQBP−1遺伝子をノックアウトし、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入した雄の成体マウス(2.5ヶ月)の、皮質の全体の厚さに対する各層の相対厚さの割合のグラフである。Nestin-Cre male adult mice in which the PQBP-1 gene was knocked out (2.5 months) and male adult mice in which the PQBP-1 gene was knocked out and AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced (2.5 months). Month) is a graph of the ratio of the relative thickness of each layer to the total thickness of the cortex. PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKO成体マウス(3ヶ月)、PQBP−1遺伝子をノックアウトし、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したNestin−Cre−cKO成体マウス(3ヶ月)についての、回転ロッドの試験における、それぞれのマウスが、ロッドから落ちる平均時間のグラフである。Nestin-Cre-cKO adult mouse in which the PQBP-1 gene was knocked out (3 months), Nestin-Cre-cKO adult mouse in which the PQBP-1 gene was knocked out and AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced (3 months). Is a graph of the average time each mouse falls off the rod in a rotating rod test. 野生型成体マウス(3ヶ月)、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKO成体マウス(3ヶ月)、PQBP−1遺伝子をノックアウトし、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したNestin−Cre−cKO成体マウス(3ヶ月)についての、フィアコンディショニングの試験における、マウスの止まった時間のグラフである。Wild-type adult mouse (3 months), Nestin-Cre-cKO adult mouse in which the PQBP-1 gene was knocked out (3 months), Nestin- in which the PQBP-1 gene was knocked out and AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced. FIG. 5 is a graph of mouse pause time in a fier conditioning test for adult Cre-cKO mice (3 months). 野生型成体マウス(3ヶ月)、Flox成体マウス(3ヶ月)、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたSynapsin1−Cre−cKO成体マウス(3ヶ月)についての、回転ロッドの試験における、それぞれのマウスが、ロッドから落ちる平均時間のグラフである。In a rotary rod test, wild-type adult mice (3 months), Flox adult mice (3 months), and Synapsin1-Cre-cKO adult mice in which the PQBP-1 gene was knocked out (3 months), each mouse was a rod. It is a graph of the average time falling from. 野生型マウス(3ヶ月)、Floxマウス(3ヶ月)、Synapsin1−Cre成体マウス(3ヶ月)、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたSynapsin1−Cre−cKOマウス野生型成体マウス(3ヶ月)についての、フィアコンディショニングの試験における、マウスの止まった時間のグラフである。Fear of wild-type mice (3 months), Flox mice (3 months), Synapsin1-Cre adult mice (3 months), and Synapsin1-Cre-cKO mouse wild-type adult mice in which the PQBP-1 gene was knocked out (3 months). It is a graph of the mouse stop time in the conditioning test. Synapsin1−Creマウス、Floxマウス、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたSynapsin1−Cre−cKOマウスのシナプス後部形成の程度を示す図である。It is a figure which shows the degree of synaptic posterior formation of Synapsin1-Cre mouse, Flox mouse, and Synapsin1-Cre-cKO mouse which knocked out the PQBP-1 gene. Synapsin1−Creマウス、Floxマウス、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたSynapsin1−Cre−cKOマウスのシナプス後部における、樹上の直径、突起ヘッドの直径、樹上突起の数のグラフである。It is a graph of the diameter of a tree, the diameter of a protrusion head, and the number of dendrites in the posterior synapse of Synapsin1-Cre mice, Flox mice, and Synapsin1-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out. Synapsin1−Creマウス、FloxマウスPQBP−1遺伝子をノックアウトしたSynapsin1−Cre−cKOマウスのシナプス後部形成の程度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the degree of synaptic posterior formation of Synapsin1-Cre-cKO mouse which knocked out the PQBP-1 gene of Synapsin1-Cre mouse and Flox mouse. Synapsin1−Creマウス、Floxマウス、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたSynapsin1−Cre−cKOマウスのシナプス後部形成の樹上突起の動態形態変化のグラフである。It is a graph of the dynamic morphological change of the dendrite of the synaptic posterior formation of Synapsin1-Cre mouse, Flox mouse, and Synapsin1-Cre-cKO mouse in which the PQBP-1 gene was knocked out. 高脂肪食を与えたマウスにおけるPQBP−1の発現を、ウエスタンブロッティングにより分析した結果の写真である。It is a photograph of the result of analyzing the expression of PQBP-1 in the mouse fed a high-fat diet by Western blotting. 高脂肪食を与えたマウスにおけるPQBP−1の発現を、ウエスタンブロッティングにより分析した結果のグラフである。It is a graph of the result of analyzing the expression of PQBP-1 in the mouse fed a high-fat diet by Western blotting. 高脂肪食を与えたマウスにおける、シナプス後部の数のグラフを示す図である。PQBP−1の発現を、ウエスタンブロッティングにより分析した結果のグラフである。It is a figure which shows the graph of the number of the postsynapse in the mouse which fed a high fat diet. It is a graph of the result of analyzing the expression of PQBP-1 by Western blotting. 高脂肪食を与えたマウスのシナプス後部形成の樹上突起の動態形態変化のグラフである。It is a graph of the dynamic morphological change of dendrites of postsynaptic formation in mice fed a high-fat diet. (a)は、AAV−CMV−EGFPウイルスベクターが投与された野生型のマウスの大脳皮質神経細胞のスパインの画像を示し、(b)は、AAV−CMV−EGFPウイルスベクターが投与された5xFADマウスの大脳皮質神経細胞のスパインの画像を示し、(c)は、AAV−CMV−EGFPウイルスベクター及びAAV−CMV−PQBP−1ウイルスベクターが投与された5xFADマウスの大脳皮質神経細胞のスパインの画像を示す。(A) shows an image of spines of cerebral cortical nerve cells of wild-type mice to which the AAV-CMV-EGFP viral vector was administered, and (b) is a 5xFAD mouse to which the AAV-CMV-EGFP viral vector was administered. (C) shows images of spines of cerebral cortical nerve cells of 5xFAD mice administered with AAV-CMV-EGFP viral vector and AAV-CMV-PQBP-1 viral vector. Shown. AAV−CMV−EGFPウイルスベクターが投与された野生型のマウス(n=8)、AAV−CMV−EGFPウイルスベクターが投与された5xFADマウス(n=5)、及びAAV−CMV−EGFPウイルスベクターとAAV−CMV−PQBP−1ウイルスベクターが投与された5xFADマウス(n=8)についてのグラフである。Wild-type mice (n = 8) to which the AAV-CMV-EGFP viral vector was administered, 5xFAD mice (n = 5) to which the AAV-CMV-EGFP viral vector was administered, and the AAV-CMV-EGFP viral vector and AAV. FIG. 5 is a graph for 5xFAD mice (n = 8) administered with the -CMV-PQBP-1 viral vector.

以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments, and the present invention shall be carried out with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. Can be done. In addition, although the description may be omitted as appropriate for the parts where the description is duplicated, the gist of the invention is not limited.

<製剤>
本発明の製剤は、polyglutamine−tract binding protein1(PQBP−1)をコードする所定のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する。以下、本発明の製剤について説明する。
<Formulation>
The preparation of the present invention contains a predetermined DNA encoding polyglutamine-tract binding protein 1 (PQBP-1) or a polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient. Hereinafter, the preparation of the present invention will be described.

(神経幹細胞の増殖の促進に用いられる製剤)
本発明の神経幹細胞の増殖の促進に用いられる製剤は、PQBP−1をコードする以下の(a)から(d)のいずれかに記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(b)配列番号1記載の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできる塩基配列を有するDNA
(c)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、神経幹細胞の増殖を促進する塩基配列を有するDNA
(d)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、神経幹細胞の増殖を促進する塩基配列からなるDNA
(Preparation used to promote the proliferation of neural stem cells)
The preparation used for promoting the proliferation of neural stem cells of the present invention contains the DNA according to any one of the following (a) to (d) encoding PQBP-1 or the polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient. contains.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(B) DNA having a base sequence capable of hybridizing with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions.
(C) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting the proliferation of neural stem cells.
(D) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting the proliferation of neural stem cells.

本発明者らは、PQBP−1異常となることで、細胞周期が延長されることを見いだした。この細胞周期の延長により、神経幹細胞の分裂回数が減少し、神経幹細胞が減少する。しかし、本発明の製剤によると、細胞周期の延長を抑制することができるのでこれにより、神経幹細胞の減少を抑制することができる。 The present inventors have found that the cell cycle is prolonged by causing PQBP-1 abnormality. This extension of the cell cycle reduces the number of neural stem cell divisions and reduces the number of neural stem cells. However, according to the preparation of the present invention, the extension of the cell cycle can be suppressed, and thus the decrease of neural stem cells can be suppressed.

(神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤)
本発明の神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤は、PQBP−1をコードする以下の(a)から(d)のいずれかに記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(b)配列番号1記載の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできる塩基配列を有するDNA
(c)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、神経幹細胞の増殖を促進する塩基配列を有するDNA
(d)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、神経幹細胞の増殖を促進する塩基配列からなるDNA
(Preparation used for prevention or treatment of diseases related to neural stem cell depletion)
The preparation used for the prevention or treatment of a disease related to the reduction of neural stem cells of the present invention is the DNA according to any one of the following (a) to (d) encoding PQBP-1, or the DNA encoded by this DNA. Contains a polypeptide as an active ingredient.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(B) DNA having a base sequence capable of hybridizing with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions.
(C) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting the proliferation of neural stem cells.
(D) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting the proliferation of neural stem cells.

なお、本明細書における「神経幹細胞の減少に関連する疾患」は、神経幹細胞の減少により生じる疾患のことを指し、例えば、小頭症(例えば、脳の形状に異常を伴わない小頭症)、精神遅滞等の先天性知的障害や、自閉症、学習障害等の発達障害が挙げられる。ここで「神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療効果」は、小頭症、精神遅滞等の先天性知的障害、自閉症、学習障害等の発達障害のうちの少なくとも1種の症状が改善され又は症状悪化が抑制される効果であって、改善又は抑制が統計的に有意である効果を指す。これらのうち、特に予防又は治療効果が高い点で、小頭症に用いるのが好ましい。また、神経幹細胞の減少によって関連する疾患の予防又は治療効果は、X連鎖性疾患の場合は、特に、ヒトの男性に対して有効である。 In the present specification, "disease related to neural stem cell depletion" refers to a disease caused by neural stem cell depletion, for example, microcephaly (for example, microcephaly without abnormality in brain shape). , Congenital intellectual disability such as mental retardation, and developmental disability such as microcephaly and learning disability. Here, the "preventive or therapeutic effect of diseases related to the decrease of nerve stem cells" is at least one of congenital intellectual disabilities such as microcephaly and mental retardation, and developmental disorders such as autism and learning disabilities. An effect in which a symptom is improved or an exacerbation of a symptom is suppressed, and the improvement or suppression is statistically significant. Of these, it is preferably used for microcephaly because it has a particularly high preventive or therapeutic effect. Also, the prophylactic or therapeutic effect of diseases associated with the reduction of neural stem cells is particularly effective for human males in the case of X-linked diseases.

(シナプス後部形成の促進に用いられる製剤)
本発明のシナプス後部形成の促進に用いられる製剤は、PQBP−1をコードする以下の(a)、(b)、(e)又は(f)に記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(b)配列番号1記載の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできる塩基配列を有するDNA
(e)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列を有するDNA
(f)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列からなるDNA
(Preparation used to promote postsynaptic formation)
The preparation used for promoting postsynaptic formation of the present invention is the DNA according to (a), (b), (e) or (f) below, which encodes PQBP-1, or the polypeptide encoded by this DNA. Is contained as an active ingredient.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(B) DNA having a base sequence capable of hybridizing with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions.
(E) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting postsynaptic formation.
(F) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting postsynaptic formation.

(シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤)
本発明のシナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤は、PQBP−1をコードする以下の(a)、(b)、(e)又は(f)に記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(b)配列番号1記載の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできる塩基配列を有するDNA
(e)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列を有するDNA
(f)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列からなるDNA
(Preparations used to prevent or treat diseases associated with decreased postsynaptic formation)
The preparations used for the prevention or treatment of diseases associated with the reduction of postsynaptic formation of the present invention include the DNAs according to (a), (b), (e) or (f) below, which encode PQBP-1. Alternatively, the polypeptide encoded by this DNA is contained as an active ingredient.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(B) DNA having a base sequence capable of hybridizing with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions.
(E) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting postsynaptic formation.
(F) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting postsynaptic formation.

なお、本明細書における「シナプス後部形成の減少に関連する疾患」は、シナプス後部形成の減少により生じる疾患のことを指し、例えば、アルツハイマー病等の認知症、筋萎縮性側索硬化症、精神発達遅滞、前頭側頭葉型認知症、ハンチントン病、パーキンソン病、汎発性レヴィー小体病、脊髄小脳失調症等の疾患が挙げられる。ここで「シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療効果」は、アルツハイマー病等の認知症、筋萎縮性側索硬化症、精神遅滞の少なくとも1種の症状が改善され又は症状悪化が抑制される効果であって、改善又は抑制が統計的に有意である効果を指す。これらのうち、特に予防又は治療効果が高い点で、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、精神遅滞に用いるのが好ましい。 The term "disease associated with a decrease in posterior synaptic formation" as used herein refers to a disease caused by a decrease in posterior synaptic formation, for example, dementia such as Alzheimer's disease, muscular atrophic lateral sclerosis, and mental illness. Diseases such as developmental retardation, frontotemporal dementia, Huntington's disease, Parkinson's disease, generalized Levy's body disease, and spinal cerebral ataxia can be mentioned. Here, "preventive or therapeutic effect of diseases related to reduction of posterior synaptic formation" means that at least one symptom of dementia such as Alzheimer's disease, muscular atrophic lateral sclerosis, and mental retardation is improved or worsened. An effect that is suppressed and for which improvement or suppression is statistically significant. Of these, it is preferable to use it for Alzheimer's disease, amyotrophic lateral sclerosis, and mental retardation because it has a particularly high preventive or therapeutic effect.

(DNA)
本発明のDNAは、上記(a)〜(f)のいずれかのDNAである。
(DNA)
The DNA of the present invention is any of the above DNAs (a) to (f).

配列番号1は、ヒトPQBP−1をコードする塩基配列である。この配列番号1記載の塩基配列は、神経幹細胞の増殖及びシナプス形成を促進する。ここで、本明細書において、「塩基配列が神経幹細胞の増殖又はシナプス形成を直接促進する」とは、塩基配列がコードするポリペプチドが神経幹細胞の増殖又はシナプス形成を促進することを意味する。配列番号1記載の塩基配列を有するDNAの変異体やホモログには、例えば、配列番号1記載の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできる塩基配列を有するDNAが含まれる。ここで、「ストリンジェントな条件」としては、例えば、通常のハイブリダイゼーション緩衝液中、40〜70℃(好ましくは、50〜67℃、より好ましくは、60〜65℃)で反応を行い、塩濃度15〜300mM(好ましくは、15〜150mM、より好ましくは15〜60mM、更に好ましくは、30〜50mM)の洗浄液中で洗浄を行う条件が挙げられる。 SEQ ID NO: 1 is a base sequence encoding human PQBP-1. The nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 promotes neural stem cell proliferation and synapse formation. Here, in the present specification, "the base sequence directly promotes the proliferation or synaptogenesis of neural stem cells" means that the polypeptide encoded by the base sequence promotes the proliferation or synaptogenesis of neural stem cells. Variants and homologues of DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 include, for example, DNA having a base sequence capable of hybridizing with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions. Here, as "stringent conditions", for example, the reaction is carried out in a normal hybridization buffer at 40 to 70 ° C. (preferably 50 to 67 ° C., more preferably 60 to 65 ° C.), and a salt is used. Conditions include conditions for washing in a washing solution having a concentration of 15 to 300 mM (preferably 15 to 150 mM, more preferably 15 to 60 mM, still more preferably 30 to 50 mM).

配列番号2は、ヒトPQBP−1タンパク質を構成することが知られている。本発明のDNAには、かかる配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するDNAも含まれる。ここで「1もしくは複数」とは、通常、50アミノ酸以内であり、好ましくは30アミノ酸以内であり、更に好ましくは10アミノ酸以内(例えば、5アミノ酸以内、3アミノ酸以内、1アミノ酸)である。神経幹細胞の増殖又はシナプス形成を促進する作用を維持する場合、変異するアミノ酸残基においては、アミノ酸側鎖の性質が保存されている別のアミノ酸に変異されることが望ましい。例えばアミノ酸側鎖の性質としては、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、脂肪族側鎖を有するアミノ酸(G、A、V、L、I、P)、水酸基含有側鎖を有するアミノ酸(S、T、Y)、硫黄原子含有側鎖を有するアミノ酸(C、M)、カルボン酸及びアミド含有側鎖を有するアミノ酸(D、N、E、Q)、塩基含有側鎖を有するアミノ離(R、K、H)、芳香族含有側鎖を有するアミノ酸(H、F、Y、W)を挙げることができる(括弧内はいずれもアミノ酸の一文字標記を表す)。 SEQ ID NO: 2 is known to constitute a human PQBP-1 protein. The DNA of the present invention also includes a DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. Here, "one or more" is usually 50 amino acids or less, preferably 30 amino acids or less, and more preferably 10 amino acids or less (for example, 5 amino acids or less, 3 amino acids or less, 1 amino acid). In order to maintain the action of promoting the proliferation or synaptogenesis of neural stem cells, it is desirable that the mutated amino acid residue is mutated to another amino acid in which the properties of the amino acid side chain are conserved. For example, the properties of the amino acid side chain include hydrophobic amino acids (A, I, L, M, F, P, W, Y, V) and hydrophilic amino acids (R, D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T), amino acids with aliphatic side chains (G, A, V, L, I, P), amino acids with hydroxyl group-containing side chains (S, T, Y), sulfur atom-containing side chains Amino acids (C, M) with, carboxylic acid and amino acids with amide-containing side chains (D, N, E, Q), amino acids with base-containing side chains (R, K, H), aromatic-containing side chains Amino acids (H, F, Y, W) having (H, F, Y, W) can be mentioned (all in parentheses represent the one-letter notation of amino acids).

あるアミノ酸配列に対する1又は複数個のアミノ酸残基の欠失、付加及び/又は他のアミノ酸による置換により修飾されたアミノ酸配列を有するタンパク質がその生物学的活性を維持することはすでに知られている(Mark,D.F.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1984)81,5662−5666、Zoller,M.J.& Smith,M.Nucleic Acids Research(1982)10,6487−6500、Wang,A.et al.,Science 224,1431−1433、Dalbadie−McFarland,G.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1982)79,6409−6413)。配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列は、配列番号2記載のアミノ酸配列と相同性が高い方が好ましい。ここで、配列番号2記載のアミノ酸配列(ヒトPQBP−1のアミノ酸配列)とマウスPQBP−1のアミノ酸配列との相同性は86.8%であるが(Hitoshi Okazawa et al.,“PQBP−1 (Np/PQ): A polyglutamine tract−binding and nuclear inclusion−forming protein”,Brain Research Bulletin,2001,Vol.56,Nos.3/4,pp.273−280)、ヒトPQBP−1タンパク質は、マウスにおいても、高い効果(神経幹細胞の増殖の促進効果、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防もしくは治療効果、シナプス後部形成の促進効果、又はシナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防もしくは治療効果)を奏する。この観点から、配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列と、配列番号2記載のアミノ酸配列との相同性は、85%以上が好ましくは、90%以上がより好ましく、95%以上(96%以上、97%以上、98%以上、99%以上)が更に好ましい。 It is already known that a protein having an amino acid sequence modified by deletion, addition and / or substitution with another amino acid of one or more amino acid residues to an amino acid sequence maintains its biological activity. (Mark, DF et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1984) 81,5662-5666, Zoller, MJ & Smith, M. Nuclear Acids Research (1982) 10,6487- 6500, Wang, A. et al., Science 224,1431-1433, Dalbadie-McFarland, G. et al., Protein. Natl. Acad. Sci. USA (1982) 79, 6409-6413). The amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 preferably has high homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. Here, the homology between the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (amino acid sequence of human PQBP-1) and the amino acid sequence of mouse PQBP-1 is 86.8% (Hitoshi Okazawa et al., "PQBP-1". (Np / PQ): A polyglutamine trac-binding and neural inclusion-forming protein ”, Brain Research Bulletin, 2001, Vol.56, Nos.3 / 4, pp.273-280), human P. Also, a high effect (promoting effect on neural stem cell proliferation, preventive or therapeutic effect on diseases related to neural stem cell depletion, promoting effect on posterior synaptic formation, or preventive or therapeutic effect on diseases related to decreased posterior synaptic formation). ) Is played. From this viewpoint, the homology between the amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is preferably 85% or more. Is more preferably 90% or more, and further preferably 95% or more (96% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more).

上記DNAの最も好ましい態様は、配列番号1記載の塩基配列からなるDNAであるが、本発明のDNAには、更に、神経幹細胞の増殖の促進効果又は神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防もしくは治療効果を有する種々の変異体やホモログや、シナプス後部形成の促進効果又はシナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防もしくは治療効果を有する種々の変異体やホモログが含まれる。ここで、PQBP−1のN末端側のWWドメイン(配列番号3)、C末端側のCターミナルドメイン(配列番号4)が知られている。WWドメインは、RNAポリメラーゼとの作用において重要な役割を担う配列であり、プロリンリッチな配列特異的に結合することが知られている。また、Cターミナルドメインは、スプライシングにおいて重要な役割を担う天然変性タンパクとして知られている。そのため、本発明のDNAは、PQBP−1の機能を発揮するためには、配列番号3、4のいずれか一方、又は両方の配列を含むのが好ましい。 The most preferable embodiment of the above-mentioned DNA is a DNA consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. However, the DNA of the present invention further has an effect of promoting the proliferation of neural stem cells or prevention of diseases related to the decrease of neural stem cells. It includes various mutants and homologs having a therapeutic effect, and various mutants and homologs having a preventive or therapeutic effect on diseases associated with a promoting effect of posterior synaptic formation or a decrease in posterior synaptic formation. Here, the WW domain on the N-terminal side of PQBP-1 (SEQ ID NO: 3) and the C-terminal domain on the C-terminal side (SEQ ID NO: 4) are known. The WW domain is a sequence that plays an important role in the action with RNA polymerase, and is known to bind proline-rich in a sequence-specific manner. The C terminal domain is also known as an intrinsically disordered protein that plays an important role in splicing. Therefore, in order to exert the function of PQBP-1, the DNA of the present invention preferably contains the sequence of any one or both of SEQ ID NOs: 3 and 4.

更に、配列番号1記載の塩基配列を有するDNAの変異体やホモログには、配列番号1記載の塩基配列と高い相同性を有する塩基配列からなるDNAが含まれる。このようなDNAは、好ましくは、配列番号1記載の塩基配列と90%以上、更に好ましくは95%以上(96%以上、97%以上、98%以上、99%以上)の相同性を有する。アミノ酸配列や塩基配列の相同性は、Karlin and AltschulによるアルゴリズムBLAST(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:5873−5877,1993)によって決定することができる。このアルゴリズムに基づいて、BLASTNやBLASTXと呼ばれるプログラムが開発されている(Altschul et al.J.Mol.Biol. 215:403−410,1990)。BLASTに基づいてBLASTNによって塩基配列を解析する場合には、パラメータは例えばscore=100、wordlength=12とする。また、BLASTに基づいてBLASTXによってアミノ酸配列を解析する場合には、パラメータは例えばscore=50、wordlength=3とする。BLASTとGapped BLASTプログラムを用いる場合には、各プログラムのデフォルトパラメータを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は公知である(http://www.ncbi.nlm.nih.gov.)。 Further, the mutant or homolog of the DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 includes DNA having a base sequence having high homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1. Such DNA preferably has 90% or more, more preferably 95% or more (96% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more) homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1. The homology of amino acid sequences and base sequences can be determined by the algorithm BLAST (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5873-5877, 1993) by Karlin and Altschul. Based on this algorithm, programs called BLASTN and BLASTX have been developed (Altschul et al. J. Mol. Biol. 215: 403-410, 1990). When the base sequence is analyzed by BLASTN based on BLAST, the parameters are, for example, score = 100 and worldgth = 12. When the amino acid sequence is analyzed by BLASTX based on BLAST, the parameters are, for example, score = 50 and worldgth = 3. When using BLAST and Gapped BLAST programs, the default parameters of each program are used. Specific methods of these analysis methods are known (http://www.ncbi.nlm.nih.gov.).

なお、上記配列番号1〜4は、NCBI CCDS DatabaseのReport for CCDS14309.1(current version)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/CCDS/CcdsBrowse.cgi?REQUEST=CCDS&DATA=CCDS14309.1&ORGANISM=0&BUILDS=CURRENTBUILDS)に由来する。 In addition, the above-mentioned SEQ ID NOs: 1 to 4 are NCBI CCDS Database Report for CCDS14309.1 (current version) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/CCDS/CcdsBrowse.cgif It is derived from 1 & ORGANISM = 0 & BUILDS = CURRENTBUILDS).

本発明における「DNA」は、センス鎖又はアンチセンス鎖(例えば、プローブとして使用できる)のいずれでもよく、その形状は一本鎖と二本鎖のいずれでもよい。また、ゲノムDNAであっても、cDNAであっても、合成されたDNAであってもよい。 The "DNA" in the present invention may be either a sense strand or an antisense strand (for example, it can be used as a probe), and its shape may be either single-strand or double-strand. Further, it may be genomic DNA, cDNA, or synthesized DNA.

本発明のDNAを取得する方法としては、特に限定されないが、mRNAから逆転写することでcDNAを得る方法(例えば、RT−PCR法)、ゲノムDNAから調整する方法、化学合成により合成する方法、ゲノムDNAライブラリーやcDNAライブラリーから単離する方法等の公知の方法(例えば、特開平11−29599号公報参照)が挙げられる。 The method for obtaining the DNA of the present invention is not particularly limited, but a method for obtaining cDNA by reverse transcription from mRNA (for example, RT-PCR method), a method for preparing from genomic DNA, a method for synthesizing by chemical synthesis, Known methods such as a method for isolating from a genomic DNA library and a cDNA library (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-29599) can be mentioned.

(ポリペプチド)
本発明の予防又は治療剤で使用されるポリペプチドは、前述のDNAによりコードされ、例えば、配列番号2記載のアミノ酸配列を有し、又は配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列を有する。
(Polypeptide)
The polypeptide used in the prophylactic or therapeutic agent of the present invention is encoded by the above-mentioned DNA, and has, for example, the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, or one or more amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. It has a substituted, deleted and / or added amino acid sequence.

本発明のDNAがコードするポリペプチドは、例えば、前述のDNAを含む発現ベクターが導入された形質転換体を使用することで、作製できる。すなわち、まず、この形質転換体を適宜の条件で培養し、このDNAがコードするタンパク質(ポリペプチド)を合成させる。そして、合成されたタンパク質を形質転換体又は培養液から回収することにより、本発明のポリペプチドを得ることができる。 The polypeptide encoded by the DNA of the present invention can be prepared, for example, by using a transformant into which an expression vector containing the above-mentioned DNA has been introduced. That is, first, this transformant is cultured under appropriate conditions to synthesize a protein (polypeptide) encoded by this DNA. Then, the polypeptide of the present invention can be obtained by recovering the synthesized protein from the transformant or the culture medium.

形質転換体の培養は、ポリペプチドが大量にかつ容易に取得できるように、形質転換体の種類等に応じて、公知の栄養培地から適宜選択し、温度、栄養培地のpH、培養時間等を適宜調整して行うことができる(例えば、特開平11−29599号公報参照)。 The transformant is appropriately selected from known nutrient media according to the type of transformant and the like so that a large amount of polypeptide can be easily obtained, and the temperature, pH of the nutrient medium, culture time, etc. are adjusted. It can be adjusted as appropriate (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-29599).

ポリペプチドの単離方法及び精製方法としては、特に限定されず、溶解度を利用する方法、分子量の差を利用する方法、荷電を利用する方法等の公知の方法(例えば、特開平11−29599号公報参照)が挙げられる。なお、本発明で使用できるベクター及び形質転換体を以下に説明する。 The method for isolating and purifying the polypeptide is not particularly limited, and known methods such as a method using solubility, a method using a difference in molecular weight, and a method using electric charge (for example, JP-A-11-29599). (See Gazette). The vectors and transformants that can be used in the present invention will be described below.

(ベクター)
発現ベクターは、適当なベクターに上述のDNAを挿入することにより、作製できる。「適当なベクター」とは、原核生物及び/又は真核生物の各種の宿主内で複製保持又は自己増殖できるものであればよく、使用の目的に応じて適宜選択できるものである。例えば、DNAを大量に取得したい場合には高コピーベクターを選択でき、ポリペプチドを取得したい場合には発現ベクターを選択できる。その具体例としては、特に限定されず、例えば、特開平11−29599号公報に記載された公知のベクターが挙げられる。
(vector)
The expression vector can be prepared by inserting the above-mentioned DNA into an appropriate vector. The "appropriate vector" may be any vector that can replicate, retain or self-proliferate in various hosts of prokaryotes and / or eukaryotes, and can be appropriately selected depending on the purpose of use. For example, a high copy vector can be selected when a large amount of DNA is to be obtained, and an expression vector can be selected when a polypeptide is to be obtained. Specific examples thereof are not particularly limited, and examples thereof include known vectors described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-29599.

また、ベクターは、ポリペプチドを合成するのみならず、本発明の製剤にも利用することができる。すなわち、上述のDNAが組み込まれたベクターを含む本発明の製剤は、ヒトに直接導入することで、神経幹細胞の増殖の促進、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防もしくは治療、シナプス後部形成の促進、又はシナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防もしくは治療に用いることができる。この場合におけるベクターは、ヒトの細胞内に導入可能なベクターを用いる。かかるベクターとしては、例えば、AAVベクターが挙げられる。 In addition, the vector can be used not only for synthesizing a polypeptide but also for the preparation of the present invention. That is, the preparation of the present invention containing the above-mentioned DNA-incorporated vector can be directly introduced into humans to promote the proliferation of neural stem cells, prevent or treat diseases related to the decrease of neural stem cells, and to form postsynapses. It can be used for the prevention or treatment of diseases associated with promotion or reduction of postsynaptic formation. As the vector in this case, a vector that can be introduced into human cells is used. Examples of such a vector include an AAV vector.

(形質転換体)
形質転換体は、前述のDNAを含むベクターを宿主に導入することにより、作製できる。このような宿主は、本発明のベクターに適合し形質転換され得るものであればよく、その具体例としては、特に限定されないが、細菌、酵母、動物細胞、昆虫細胞等の、公知の天然細胞もしくは人工的に樹立された細胞(特開平11−29599号公報参照)、あるいは、ヒト、マウス等の動物が挙げられる。
(Transformant)
The transformant can be prepared by introducing a vector containing the above-mentioned DNA into a host. Such a host may be any host that is compatible with the vector of the present invention and can be transformed, and specific examples thereof are not particularly limited, but known natural cells such as bacteria, yeast, animal cells, and insect cells. Alternatively, artificially established cells (see JP-A-11-29599), or animals such as humans and mice can be mentioned.

ベクターの導入方法は、ベクターや宿主の種類等に応じて適宜選択できるものである。その具体例としては、特に限定されないが、例えば、細菌を宿主とした場合、プロトプラスト法、コンピテント法等の公知の方法(例えば、特開平11−29599号公報参照)が挙げられる。 The method for introducing the vector can be appropriately selected depending on the type of vector, host, and the like. Specific examples thereof include, but are not limited to, known methods such as a protoplast method and a competent method (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-29599) when a bacterium is used as a host.

また、ヒトを宿主とした場合、例えば、上述のAAVベクターを用いて妊娠したヒトに形質転換する場合、腹部に注射することで形質転換することができる。 In addition, when a human is used as a host, for example, when transforming a pregnant human using the above-mentioned AAV vector, the transformation can be performed by injecting into the abdomen.

本明細書における「有効成分」は、神経幹細胞の増殖の促進効果、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防もしくは治療効果、シナプス後部形成の促進効果、又はシナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防もしくは治療効果を得るために必要な量で含有される成分を指し、効果が所望のレベル未満にまで損なわれない限りにおいて、他の成分も含有されてよい。また、製剤の投与経路は、経口又は非経口のいずれであってもよく、適宜設定される。 As used herein, the term "active ingredient" refers to an effect that promotes neural stem cell proliferation, a preventive or therapeutic effect on a disease associated with neural stem cell depletion, an effect that promotes postsynaptic formation, or a disease associated with a decrease in postsynaptic formation. It refers to an ingredient contained in an amount necessary for obtaining a preventive or therapeutic effect, and other ingredients may be contained as long as the effect is not impaired to less than a desired level. In addition, the route of administration of the preparation may be either oral or parenteral, and is appropriately set.

経口投与の場合、製剤は、一般に使用される結合剤、包含剤、賦形剤、滑沢剤、崩壊剤、湿潤剤のような添加剤を含有してよく、錠剤、顆粒剤、細粒剤、散剤、カプセル剤等の種々の形状に製剤化される。また、製剤は、内用水剤、懸濁剤、乳剤シロップ剤等の液体状態であってもよく、使用時に再溶解される乾燥状態であってもよい。 For oral administration, the formulation may contain additives such as commonly used binders, inclusions, excipients, lubricants, disintegrants, wetting agents, tablets, granules, fine granules. , Powders, capsules and the like. In addition, the preparation may be in a liquid state such as an internal liquid agent, a suspension agent, an emulsion syrup agent, or in a dry state in which it is redissolved at the time of use.

非経口投与の場合、製剤は、安定剤、緩衝剤、保存剤、等張化剤等の添加剤も含有してよく、通常、単位投与量アンプルもしくは多投与量容器又はチューブ内に収容された状態で流通される。また、製剤は、使用時に、適当な担体(滅菌水等)で再溶解可能な粉体に製剤化されてもよい。 For parenteral administration, the formulation may also contain additives such as stabilizers, buffers, preservatives, isotonic agents, etc., usually contained in unit dose ampoules or multidose containers or tubes. It is distributed in the state. In addition, the formulation may be formulated into a powder that can be redissolved with an appropriate carrier (sterilized water or the like) at the time of use.

以上で述べた本発明の製剤は、上記で述べたような方法で、ヒトに投与することにより、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防もしくは治療、又は、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防もしくは治療に用いることができる。 The above-mentioned preparation of the present invention is administered to humans by the method described above to prevent or treat a disease related to a decrease in neural stem cells, or a disease related to a decrease in postsynaptic formation. It can be used for the prevention or treatment of.

<スクリーニング方法>
本発明に係るスクリーニング方法は、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防もしくは治療に用いられる製剤の候補物質のスクリーニング方法、又は、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防もしくは治療に用いられる製剤の候補物質のスクリーニング方法である。
<Screening method>
The screening method according to the present invention is a method for screening a candidate substance for a preparation used for the prevention or treatment of a disease related to a decrease in neural stem cells, or a preparation used for the prevention or treatment of a disease related to a decrease in posterior synaptic formation. This is a screening method for candidate substances.

(神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質のスクリーニング方法)
本発明の神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質のスクリーニング方法は、被験物質を、動物細胞又はヒトを除く動物に投与する工程と、被験物質が投与された動物細胞又はヒトを除く動物の、PQBP−1による神経幹細胞増殖促進の程度を測定する工程と、測定結果に基づいて、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質として被験物質を選択する工程と、を有する。
(Screening method for candidate substances for preparations used for prevention or treatment of diseases related to neural stem cell depletion)
The method for screening a candidate substance for a preparation used for the prevention or treatment of a disease related to the reduction of neural stem cells of the present invention is a step of administering the test substance to an animal cell or an animal other than a human, and the test substance is administered. Candidate substances for preparations used for the prevention or treatment of diseases related to neural stem cell depletion based on the step of measuring the degree of promotion of neural stem cell proliferation by PQBP-1 in animal cells or animals other than humans and the measurement results. It has a step of selecting a test substance as a subject.

(シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質のスクリーニング方法)
本発明のシナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質のスクリーニング方法は、被験物質を、動物細胞又はヒトを除く動物に投与する工程と、被験物質が投与された動物細胞又はヒトを除く動物の、PQBP−1によるシナプス後部形成の促進の程度を測定する工程と、測定結果に基づいて、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤の候補物質として被験物質を選択する工程と、を有する。
(Screening method for candidate substances for preparations used for prevention or treatment of diseases associated with decreased postsynaptic formation)
The method for screening a candidate substance for a preparation used for the prevention or treatment of a disease associated with a decrease in posterior synaptic formation of the present invention is a step of administering a test substance to an animal other than an animal cell or a human, and the test substance is administered. A step of measuring the degree of promotion of posterior synaptic formation by PQBP-1 in animal cells or animals other than humans, and a preparation used for the prevention or treatment of diseases associated with a decrease in posterior synaptic formation based on the measurement results. It has a step of selecting a test substance as a candidate substance of the above.

上記の各スクリーニング方法によれば、症状改善が検出された被検物質により、PQBP−1の機能を補完又は代替できるため、神経幹細胞の減少に関連する疾患又はシナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防もしくは治療に用いられる製剤の候補物質として特定できる。以下に上記の両スクリーニング方法の各工程について説明する。 According to each of the above screening methods, the test substance for which improvement in symptoms is detected can complement or replace the function of PQBP-1, and thus a disease related to a decrease in neural stem cells or a disease related to a decrease in postsynaptic formation. It can be identified as a candidate substance for a preparation used for the prevention or treatment of. Each step of both of the above screening methods will be described below.

(投与工程)
投与工程は、被験物質を、動物細胞又はヒトを除く動物に投与する工程である。
(Administration process)
The administration step is a step of administering the test substance to animal cells or animals other than humans.

被験物質は、特に限定されず、天然又は合成の有機又は無機の低分子又は高分子物質等の任意の物質であってよい。 The test substance is not particularly limited, and may be any substance such as a natural or synthetic organic or inorganic low molecular weight or high molecular weight substance.

動物細胞は、PQBP−1を発現する細胞(神経細胞、神経幹細胞等)であれば、特に限定されず、ヒト、マウス等の従来の公知の動物の細胞を使用することができる。また、動物細胞は、野生型でもよく、あらかじめPQBP−1の発現が抑制されたものでもよい。 The animal cell is not particularly limited as long as it is a cell expressing PQBP-1 (nerve cell, neural stem cell, etc.), and conventionally known animal cells such as human and mouse can be used. In addition, the animal cell may be a wild type or one in which the expression of PQBP-1 is suppressed in advance.

ヒトを除く動物は、特に限定されないが、例えば、マウス、ラット、イヌ、ネコ、サル、ブタ、ウシ、ヒツジ、ウサギ等の哺乳等物等を使用することができる。 Animals other than humans are not particularly limited, and for example, mammals such as mice, rats, dogs, cats, monkeys, pigs, cows, sheep, and rabbits can be used.

投与方法は、特に限定されず、例えば、動物細胞に投与する場合、動物細胞を含む組織検体等と、被験物質を混合してもよく、被験物質の存在下で動物細胞を培養してもよい。あるいは、ヒトを除く動物に投与する場合、例えば、非経口投与であってもよい。非経口投与は、例えば、静脈内注射、筋肉内注射、腹腔内注射、皮下注射等であってもよい。また、経口投与であってもよい。 The administration method is not particularly limited, and for example, when administered to animal cells, a tissue sample containing animal cells and a test substance may be mixed, or animal cells may be cultured in the presence of the test substance. .. Alternatively, when it is administered to animals other than humans, it may be administered parenterally, for example. Parenteral administration may be, for example, intravenous injection, intramuscular injection, intraperitoneal injection, subcutaneous injection, or the like. It may also be administered orally.

(測定工程)
測定工程は、被験物質が投与された動物細胞又はヒトを除く動物の、内在性PQBP−1の発現量又はPQBP−1による神経幹細胞増殖促進の程度、もしくは、PQBP−1によるシナプス後部形成の促進の程度を測定する工程である。
(Measurement process)
The measurement step is the expression level of endogenous PQBP-1 or the degree of promotion of neural stem cell proliferation by PQBP-1 or promotion of posterior synaptic formation by PQBP-1 in animal cells or animals other than humans to which the test substance is administered. It is a process of measuring the degree of.

測定方法は、特に限定されず、従来の公知の方法を使用することができ、例えば、被験物質の投与後の動物細胞又はヒトを除く動物中から抽出したPQBP−1を発現する細胞の、被験物質の投与前のPQBP−1の発現量、又は神経幹細胞の数もしくはシナプス後部形成と、被験物質の投与後のPQBP−1の発現量、又は神経幹細胞の数もしくはシナプス後部形成を比較することで、神経幹細胞増殖促進の程度又はシナプス後部形成の促進の程度を測定することができる。この測定結果に基づいて、後述の選択工程において、候補物質を選択することができる。 The measuring method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, a test of animal cells after administration of the test substance or cells expressing PQBP-1 extracted from animals other than humans. By comparing the expression level of PQBP-1 before administration of the substance, or the number of neural stem cells or posterior synaptic formation, with the expression level of PQBP-1 after administration of the test substance, or the number of neural stem cells or posterior synaptic formation. , The degree of promotion of neural stem cell proliferation or the degree of promotion of posterior synaptic formation can be measured. Based on this measurement result, a candidate substance can be selected in the selection step described later.

(選択工程)
選択工程は、上記測定結果に基づいて、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防もしくは治療に用いられる製剤、又は、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防もしくは治療に用いられる製剤の候補物質として被験物質を選択する工程である。
(Selection process)
Based on the above measurement results, the selection step is a candidate substance for a preparation used for the prevention or treatment of a disease related to a decrease in neural stem cells, or a preparation used for the prevention or treatment of a disease related to a decrease in postsynaptic formation. It is a step of selecting a test substance as.

選択方法は、特に限定されず、従来公知の選択方法により候補物質を選択すればよい。例えば、PQBP−1の発現量、神経幹細胞増殖の程度又はシナプス後部形成の促進の程度に基づいて、候補物質を選択してもよい。これらは、他のPQBP−1の発現量、神経幹細胞増殖の程度又はシナプス後部形成の促進の程度と比較することで、選択してもよい。比較対象の具体例としては、PQBP−1の発現量が減少している動物細胞又はヒトを除く動物や、神経幹細胞増殖の程度、シナプス後部形成の促進の程度が減少しているものであってもよく、あるいは被験物質が投与されていないネガティブコントロールであってもよい。また、選択は、PQBP−1の発現量、神経幹細胞増殖の程度又はシナプス後部形成の促進の程度が回復することを確認することで、被験物質を候補物質として選択してもよく、これらがネガティブコントロールより上昇していることを確認することで選択してもよい。 The selection method is not particularly limited, and the candidate substance may be selected by a conventionally known selection method. For example, candidate substances may be selected based on the expression level of PQBP-1, the degree of neural stem cell proliferation, or the degree of promotion of postsynaptic formation. These may be selected by comparing with the expression level of other PQBP-1, the degree of neural stem cell proliferation or the degree of promotion of postsynaptic formation. Specific examples of comparison targets include animal cells or animals other than humans in which the expression level of PQBP-1 is decreased, the degree of neural stem cell proliferation, and the degree of promotion of postsynaptic formation are decreased. It may be a negative control to which the test substance has not been administered. In addition, the test substance may be selected as a candidate substance by confirming that the expression level of PQBP-1, the degree of neural stem cell proliferation, or the degree of promotion of postsynaptic formation is restored, and these are negative. You may select it by confirming that it is higher than the control.

(PQBP−1遺伝子ノックアウトマウスの作製)
個体の発生に必須な遺伝子は単純な方法ではノックアウト個体を得ることができないが、Cre−loxP系等を用いることで特定の条件下でのみ遺伝子ノックアウトすることが可能である。本実施例では、Nestinが神経幹細胞で選択的に発現すること、及び、Synapsin1が成熟神経細胞で選択的に発現することを利用して、神経幹細胞を標的とするノックアウトマウス(Nestin−Cre−cKOマウス)、及び、成熟神経細胞を標的とするノックアウトマウス(Synapsin1−Cre−cKOマウス)を作成した。以下、Nestin−Cre−cKOマウスは、神経幹細胞でPQBP−1遺伝子がノックアウトされたマウス、Synapsin1−Cre−cKOマウスは、成熟神経細胞でPQBP−1遺伝子がノックアウトされたマウスをいう。
(Preparation of PQBP-1 gene knockout mouse)
A gene essential for the development of an individual cannot be knocked out by a simple method, but it is possible to knock out the gene only under specific conditions by using a Cre-loxP system or the like. In this example, a knockout mouse (Nestin-Cre-cKO) targeting neural stem cells is utilized by utilizing the selective expression of Nestin in neural stem cells and the selective expression of Synapsin1 in mature neurons. Mice) and knockout mice (Synapsin1-Cre-cKO mice) targeting mature neural cells were created. Hereinafter, the Nestin-Cre-cKO mouse refers to a mouse in which the PQBP-1 gene has been knocked out in neural stem cells, and the Synapsin1-Cre-cKO mouse refers to a mouse in which the PQBP-1 gene has been knocked out in mature neural cells.

ターゲティングベクターを作製するために、まず、マウスのBAC(bacterial artificial chromosome)ライブラリー(ID:RP23−404N15)から、PCRによって3種類のPQBP−1ゲノムフラグメントを合成した。そのうち、エキソン1及びエキソン2を含む約3.6kbの5’側フラグメントを、FLP認識標的配列に挟まれたネオマイシン耐性遺伝子の配列の上流に組み込み、エキソン3から7を含む約3.9kbのフラグメントを2つのLoxP配列の間に組み込み、約4.1kbのイントロンのフラグメントを3’側に付加し、3’側の配列の外側に、組み替え時のランダム挿入を防ぐためにジフテリア毒素遺伝子(DTA)を付加した。この操作により、ターゲティングベクターを作製した。 In order to prepare a targeting vector, first, three types of PQBP-1 genomic fragments were synthesized by PCR from a mouse BAC (bacterial artificial chromosome) library (ID: RP23-404N15). Among them, a 5'side fragment of about 3.6 kb containing exon 1 and exon 2 was incorporated upstream of the sequence of the neomycin resistance gene sandwiched between FLP recognition target sequences, and a fragment of about 3.9 kb containing exons 3 to 7 was incorporated. Is integrated between the two LoxP sequences, an intron fragment of about 4.1 kb is added to the 3'side, and a diphtheria toxin gene (DTA) is placed outside the 3'side sequence to prevent random insertion during recombination. Added. By this operation, a targeting vector was prepared.

作成したターゲティングベクターをES細胞(C57BL/6)にエレクトロポレーションにより導入し、G418(株式会社シグマ社製、200mg/ml)により相同組換えが行われたES細胞を選択後、PCRにより目的遺伝子が導入されたことを確認した。選択されたES細胞について、制限酵素処理し、その後のゲノムをサザンブロッティングにより分析することで、目的遺伝子が導入されたことを更に確認した。 The prepared targeting vector was introduced into ES cells (C57BL / 6) by electroporation, and after homologous recombination with G418 (manufactured by Sigma Co., Ltd., 200 mg / ml) was selected, the target gene was selected by PCR. Was introduced. The selected ES cells were treated with restriction enzymes, and the subsequent genome was analyzed by Southern blotting to further confirm that the target gene was introduced.

選別されたES細胞をC57BL/6マウス胚盤胞へインジェクションすることで、キメラマウスを作製した。このキメラマウスをC57BL/6マウスと交配して、目的の対立遺伝子を有するマウスを作製した。ネオマイシン耐性遺伝子は、CAG−FLPe組換えトランスジェニックマウスと交配することで取り除いた。これにより得られた、PQBP−1−floxヘテロ接合型雌マウスを、更にNestin−Cre雄マウス(B6.Cg−Tg (Nes−Cre)1Kln/J; The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME)と交配させ、Nestin−Cre−ノックアウト(cKO)マウスを作製した。また、PQBP−1−floxヘテロ接合型雌マウスを、Synapsin1−Cre雄マウス(B6.Cg−Tg (Syn1−Cre)671Jxm/J; The Jackson Laboratory, Bar Harbor,ME)と交配させ、Synapsin1−Cre−ノックアウト(cKO)マウスを作製した。なお、Nestin−Cre−cKOマウスと、Synapsin1−Cre−cKOマウスは、それぞれ雄と雌両方のマウスについて作製した。
PQBP−1遺伝子は、X染色体上の遺伝子であるから、これらcKOマウスは、X染色体が1本の雄ではPQBP−1遺伝子はノックアウトされているが、X染色体が2本の雌ではPQBP−1遺伝子は正常とノックアウトのヘテロ接合となる。
Chimeric mice were prepared by injecting the selected ES cells into C57BL / 6 mouse blastocysts. This chimeric mouse was crossed with a C57BL / 6 mouse to prepare a mouse having the allele of interest. The neomycin resistance gene was removed by mating with CAG-FLPe recombinant transgenic mice. The resulting PQBP-1-flox heterozygous female mouse was further mated with a Nestin-Cre male mouse (B6. Cg-Tg (Nes-Cre) 1 Kln / J; The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME). The mice were subjected to Nestin-Cre-knockout (cKO) mice. In addition, PQBP-1-flox heterozygous female mice were mated with Synapsin1-Cre male mice (B6. Cg-Tg (Syn1-Cre) 671Jxm / J; The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME) to Synapsin1-Cre. -Knockout (cKO) mice were generated. Nestin-Cre-cKO mice and Synapsin1-Cre-cKO mice were produced for both male and female mice, respectively.
Since the PQBP-1 gene is a gene on the X chromosome, these cKO mice have the PQBP-1 gene knocked out in males with one X chromosome, but PQBP-1 in females with two X chromosomes. The gene is heterozygous for normal and knockout.

(脳の解析)
PQBP−1遺伝子が変異した患者の脳の構造を磁気共鳴画像により解析した。その結果を図1に示す。図1中、(a)は、水平面、(b)は冠状面、(c)は矢状面を示す。その結果、PQBP−1が変異した患者において、通常の皮質構造であることが確認された。
(Brain analysis)
The structure of the brain of a patient with a mutated PQBP-1 gene was analyzed by magnetic resonance imaging. The result is shown in FIG. In FIG. 1, (a) is a horizontal plane, (b) is a coronal plane, and (c) is a sagittal plane. As a result, it was confirmed that the patient had a mutated PQBP-1 and had a normal cortical structure.

次に、2ヶ月の成体マウスから脳を取り出した。脳からの取り出しは、常法に従って行った。成体マウスは、(神経幹細胞で)PQBP−1遺伝子がノックアウトされたNestin−Cre雄及び雌マウス、(成熟神経細胞で)PQBP−1遺伝子がノックアウトされたSynapsin1−Cre雄及び雌マウス、PQBP−1遺伝子がノックアウトされていないコントロールの雄及び雌マウスを用いた。図2は、PQBP−1遺伝子がノックアウトされたNestin−Cre雄及び雌マウスと、PQBP−1遺伝子がノックアウトされていないコントロールの雄及び雌マウスの脳の写真であり、図4はPQBP−1遺伝子がノックアウトされたSynapsin1−Cre雄及び雌マウスと、PQBP−1遺伝子がノックアウトされていないコントロールの雄及び雌マウスの脳の写真である。また、各のマウスのそれぞれの脳の質量を測定した。その結果を図3、図5に示す。図3、図5中、(a)は雄マウスについての結果を示し、(b)は雌マウスについての結果を示す。なお、図中の「XY」は、野生型のC57BL/6雄マウスを意味し、「XX」は、野生型のC57BL/6雌マウスを意味し、「XFloxY」及び「XY」は、PQBP−1−floxヘテロ接合型雄マウスを意味し、「XFloxX」及び「XX」は、PQBP−1−floxヘテロ接合型雌マウスを意味する。また、図中の「+」の記号は、該記号が付されたマウスと、Nestin−Creマウス又はSynapsin1−Creマウスとを交配して作製したマウスを意味し、「−」の記号は、該記号が付されたマウスと、Nestin−Creマウス又はSynapsin1−Creマウスとを交配せずに、野生型のC57BL/6と交配して作製されたマウスを意味する。図3、5の各棒グラフの上の数値は、各マウスのn数を示す。Next, the brain was removed from a 2-month-old adult mouse. Removal from the brain was performed according to a conventional method. Adult mice were Nestin-Cre male and female mice in which the PQBP-1 gene was knocked out (in neural stem cells), Synapsin1-Cre male and female mice in which the PQBP-1 gene was knocked out (in mature neurons), and PQBP-1. Control male and female mice in which the gene was not knocked out were used. FIG. 2 is a photograph of the brains of a Nestin-Cre male and female mouse in which the PQBP-1 gene was knocked out, and a control male and female mouse in which the PQBP-1 gene was not knocked out, and FIG. 4 is a photograph of the PQBP-1 gene. Is a photograph of the brains of male and female Synapsin1-Cre males and female mice in which the PQBP-1 gene has not been knocked out, and male and female mice in the control in which the PQBP-1 gene has not been knocked out. In addition, the mass of each brain of each mouse was measured. The results are shown in FIGS. 3 and 5. In FIGS. 3 and 5, (a) shows the results for male mice, and (b) shows the results for female mice. Incidentally, in FIG. "XY" means a wild-type C57BL / 6 male mice, "XX" means a wild-type C57BL / 6 female mice, "XFloxY" and "X F Y" is means PQBP-1-flox heterozygous male mice, "XFloxX" and "X F X" means PQBP-1-flox heterozygous female mice. The "+" symbol in the figure means a mouse produced by mating a mouse with the symbol with a Nestin-Cre mouse or a Synapsin1-Cre mouse, and the "-" symbol is the mouse. It means a mouse produced by mating a wild type C57BL / 6 without mating a mouse with a symbol with a Nestin-Cre mouse or a Synapsin1-Cre mouse. The numerical value on each bar graph of FIGS. 3 and 5 indicates the n number of each mouse.

図2、3から、胎生期の神経幹細胞でPQBP−1遺伝子がノックアウトされたNestin−Cre−cKO雄マウスにおいて、脳が小さくなり、脳の質量が有意に減少することが確認された。これにより、PQBP−1の減少による小頭症は、ヒトの男性で特に発症しやすいことが示された。また、図4,5から、成熟神経細胞でPQBP−1遺伝子がノックアウトされたSynapsin1−Cre−cKOにおいては、小頭症は発症しないことが示された。これにより、PQBP−1の減少によって発症する小頭症は、先天性であることが示された。 From FIGS. 2 and 3, it was confirmed that in Nestin-Cre-cKO male mice in which the PQBP-1 gene was knocked out in embryonic neural stem cells, the brain became smaller and the mass of the brain was significantly reduced. This indicates that microcephaly due to a decrease in PQBP-1 is particularly likely to occur in human males. In addition, from FIGS. 4 and 5, it was shown that microcephaly did not develop in Synapsin1-Cre-cKO in which the PQBP-1 gene was knocked out in mature neurons. This indicates that microcephaly caused by a decrease in PQBP-1 is congenital.

また、2ヶ月の成体マウスの冠状面の写真を撮影した。成体マウスとしては、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄及び雌の成体マウスと、PQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雄及び雌の成体マウスを用いた。図6中、(a)はPQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雄成体マウスについての写真であり、(b)はPQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄成体マウスについての写真であり、(c)はPQBP−1遺伝子をノックアウトしていない雌成体マウスについての写真であり、(d)はPQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雌成体マウスについての写真である。 In addition, a photograph of the coronal plane of a 2-month-old adult mouse was taken. As adult mice, Nestin-Cre male and female adult mice in which the PQBP-1 gene was knocked out, and male and female adult mice in which the PQBP-1 gene was not knocked out were used. In FIG. 6, (a) is a photograph of a male adult mouse in which the PQBP-1 gene has not been knocked out, and (b) is a photograph of a Nestin-Cre male adult mouse in which the PQBP-1 gene has been knocked out. c) is a photograph of a female adult mouse in which the PQBP-1 gene has not been knocked out, and (d) is a photograph of a Nestin-Cre female adult mouse in which the PQBP-1 gene has been knocked out.

図6から、PQBP−1遺伝子が変異したヒトと同様に(図1を参照)、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Creマウスの雄においては、脳の構造に特に異常は観察されないことが示された。これにより、PQBP−1の減少が原因となる小頭症は、脳の構造の異常を伴わないタイプの小頭症であることが示された。 FIG. 6 shows that no particular abnormality was observed in the structure of the brain in male Nestin-Cre mice in which the PQBP-1 gene was knocked out, as in humans in which the PQBP-1 gene was mutated (see FIG. 1). Was done. This indicates that microcephaly caused by a decrease in PQBP-1 is a type of microcephaly that is not accompanied by abnormalities in the structure of the brain.

(Nestin−Cre−cKOマウスの細胞周期の分析)
Nestin−Cre−cKOマウスの神経幹細胞(NSPC)の細胞周期の分析を行った。まず、BrdU(シグマ社製、100mg/kg体重)を、E14(胎生14日)の各妊娠マウスの腹腔内に注入した(妊娠マウスの種類は後述の表1に示す)。妊娠マウスにBruUを繰り返し注入し(3時間間隔)、累積してラベリングを行った。各マウスは、最初のBrdUの注入後、1、1.5、2、3.5、6.5、15.5又は24.5時間にそれぞれの胚脳を取り出した。取り出した胚脳を4%パラホルムアルデヒドで固定し、パラフィンに組み込んだ。胚脳の断片は、3mmの間隔で作製し、パラフィンを除き、再水和し、それから、15分間、pHが6.0の10mMクエン酸緩衝液中にいれた状態で電子レンジで加熱した。その後、抗体のインキュベーションを、マウス抗BrdU抗体(1:200、BD Biosciences社製)、ウサギ抗ホスホ−ヒストンH3(pH3)抗体、M期の細胞のマーカー(1:500、ミリポア社製)を用い、4℃、オーバーナイトで行った。二次抗体のインキュベーションは、Alexa Fluor488又はCy3複合体(1:500、Invitrogen社製)を用いて行った。脳室帯における、BrdU/pH3ダブル陽性細胞のpH3陽性細胞に対する割合を、G2/M期の長さを決定するためにBrdUの単一の注射した後、1、1.5、2時間で計算した。1、1.5、2、3.5及び6.5時間における標識化指数値(LIs)の直線グラフによって、Y軸切片(0時間でのLI)を推定し、傾きを計算した。野生型マウスの脳室帯での成長率(増殖する細胞の割合)が、1.0に近いため、0時間におけるLIと傾きは、全細胞周期(Ts/Tc)に対するS期の割合と、全細胞周期(1/Tc)の逆数をそれぞれ表す。TsとTcは、S期、全細胞周期の長さを表す。これらの値(Ts/Tcと1/Tc)から、TsとTcを算出した。それぞれの細胞周期の長さを、表1に示す。
(Analysis of cell cycle of Nestin-Cre-cKO mice)
The cell cycle of neural stem cells (NSPCs) in Nestin-Cre-cKO mice was analyzed. First, BrdU (manufactured by Sigma, 100 mg / kg body weight) was injected intraperitoneally into each pregnant mouse of E14 (14th day of fetal life) (the types of pregnant mice are shown in Table 1 below). BruU was repeatedly injected into pregnant mice (at 3-hour intervals), and cumulative labeling was performed. Each mouse removed its embryonic brain at 1, 1.5, 2, 3.5, 6.5, 15.5 or 24.5 hours after the first injection of BrdU. The removed embryo brain was fixed with 4% paraformaldehyde and incorporated into paraffin. Embryo brain fragments were made at 3 mm intervals, deparaffinized, rehydrated, and then microwaved for 15 minutes in 10 mM citrate buffer at pH 6.0. Then, antibody incubation was performed using mouse anti-BrdU antibody (1: 200, manufactured by BD Biosciences), rabbit anti-phospho-histone H3 (pH 3) antibody, and M-phase cell marker (1: 500, manufactured by Millipore). It was performed overnight at 4 ° C. The secondary antibody was incubated with Alexa Fluor 488 or Cy3 complex (1: 500, manufactured by Invitrogen). Percentage of BrdU / pH3 double-positive cells to pH3-positive cells in the ventricular zone calculated at 1, 1.5, and 2 hours after a single injection of BrdU to determine the length of the G2 / M phase. did. Y-axis intercepts (LI at 0 hours) were estimated from linear graphs of labeled index values (LIs) at 1, 1.5, 2, 3.5 and 6.5 hours and slopes were calculated. Since the growth rate (percentage of proliferating cells) in the ventricular zone of wild-type mice is close to 1.0, the LI and slope at 0 hours are the ratio of S phase to the total cell cycle (Ts / Tc). Represents the reciprocal of the entire cell cycle (1 / Tc). Ts and Tc represent the length of the S phase, the entire cell cycle. From these values (Ts / Tc and 1 / Tc), Ts and Tc were calculated. The length of each cell cycle is shown in Table 1.

Figure 0006850414
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表1から、細胞周期の長さが、コントロールと比較して、Nestin−Cre−cKOマウスにおいて、細胞周期が長くなっていることが確認された。特に、G2/M期は、コントロールと比較して67パーセントと大幅に延び、G1期は6%と僅かに延長したことが観察された。このように、PQBP−1をノックアウトすることで、特にM期の細胞周期が長くなったことが示された。 From Table 1, it was confirmed that the cell cycle length was longer in Nestin-Cre-cKO mice as compared with the control. In particular, it was observed that the G2 / M phase was significantly extended by 67% compared to the control, and the G1 phase was slightly extended by 6%. Thus, it was shown that knocking out PQBP-1 prolongs the cell cycle, especially in the M phase.

(Nestin−Cre−cKOマウスの細胞数の割合の分析)
幹細胞プールからの神経新生をBrdU及びKi67の共染色によって分析した。BrdUを妊娠マウスに腹腔内注射して24又は72時間後に、神経新生の細胞数(BrdU+/Ki67−)、幹細胞プール中に残っている細胞数(BrdU+/Ki67+)、ラベルされてない神経幹細胞(BrdU−/Ki67+)の数を計算するためにE15のそれぞれの胚脳を分析した。その結果、24時間後、72時間後において、各グループの細胞の割合に差は検出されなかった。図7は、注入して24時間後の、神経新生の細胞数、幹細胞プール中に残っている細胞数、ラベルされてない神経幹細胞(BrdU−/Ki67+)の数の相対的な割合を示すグラフである。
(Analysis of the percentage of cells in Nestin-Cre-cKO mice)
Neurogenesis from the stem cell pool was analyzed by co-staining BrdU and Ki67. Twenty-four or 72 hours after intraperitoneal injection of BrdU into pregnant mice, the number of neurogenic cells (BrdU + / Ki67-), the number of cells remaining in the stem cell pool (BrdU + / Ki67 +), and unlabeled nerve stem cells (BrdU + / Ki67 +). Each embryonic brain of E15 was analyzed to calculate the number of BrdU− / Ki67 +). As a result, no difference was detected in the proportion of cells in each group after 24 hours and 72 hours. FIG. 7 is a graph showing the relative ratio of the number of neurogenesis cells, the number of cells remaining in the stem cell pool, and the number of unlabeled neural stem cells (BrdU- / Ki67 +) 24 hours after injection. Is.

(Nestin−Cre−cKOマウスの細胞死の分析)
Nestin−Cre−cKOマウスと、Nestin−Creマウスにおける、大脳皮質の細胞死のレベルを、E10、E15、E18、P0、及びP60において、TUNEL染色によって評価した。その結果を図8に示す。図8より、Nestin−Cre−cKOマウスと、Nestin−Creマウスとの間で、細胞死した細胞の数に差がないことが確認された。
(Analysis of cell death in Nestin-Cre-cKO mice)
The level of cell death in the cerebral cortex in Nestin-Cre-cKO and Nestin-Cre mice was assessed by TUNEL staining in E10, E15, E18, P0, and P60. The result is shown in FIG. From FIG. 8, it was confirmed that there was no difference in the number of cell-dead cells between the Nestin-Cre-cKO mouse and the Nestin-Cre mouse.

従来、小頭症は、神経幹細胞の分化効率が上昇する(このために幹細胞が枯渇する)、神経幹細胞の細胞死が亢進する、分化ニューロンの細胞移動が障害される等のメカニズムによるものであると考えられていた。しかしながら、上記の結果より、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre−cKOマウスは、小頭症を発症するが、上記のメカニズムが生じおらず、そのかわりに細胞周期時間が延長していることが示された。この細胞周期の延長により、神経幹細胞の分裂回数を減らし、結果としてニューロン産生が減少していると考えられる。 Conventionally, small head disease is caused by a mechanism such as an increase in the differentiation efficiency of neural stem cells (which depletes the stem cells), an increase in cell death of neural stem cells, and an impaired cell migration of differentiated neurons. Was thought to be. However, from the above results, the Nestin-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out developed microcephaly, but the above mechanism did not occur, and the cell cycle time was prolonged instead. It has been shown. This cell cycle prolongation is thought to reduce the number of neural stem cell divisions, resulting in reduced neuronal production.

(PQBP−1によるスプライシングと関連性の強い遺伝子の分析)
PQBP−1によるスプライシングと関連性の強い遺伝子の分析を行うために、野生型のマウスとPQBP−1遺伝子をノックアウトしたマウスとのそれぞれのエキソンのシグナルを比較して、エキソンのレベルが著しく変化した遺伝子を見つける「エキソンエキソン分析」を行った。その差は、2つの試料の手段が同じであるという帰無仮説に基づいて、ストゥーデントのt検定により調べた。また、エキソン間の相対的な発現レベルの変化を検出する「バリアンス分析」を行った。これは、野生型及びPQBP−1をノックアウトしたマウスの各遺伝子におけるエキソンレベルのプローブセットを用いて実施した。その差は、これら2つのサンプルが同じパターン及び分散を有するという帰無仮説に基づくF−testによって調べた。なお、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたマウスのエキソンは、E15のNestin−Cre−cKOマウスの神経幹細胞(Neural Stem Cell)、生後4週齢のNestin−Cre−cKOマウスの皮質、又は、生後4週齢のSynapsin1−Cre−cKOマウスの皮質を用いて、それぞれを野生型マウスと比較した。その結果を表2〜4に示す。なお、遺伝子が複数のエキソンプローブを保有する場合、最も低いp−値を用いた。表2は、E15のNestin−Cre−cKOマウスと野生型マウスの神経幹細胞を比較した結果を示す。表3は、生後4週齢のNestin−Cre−cKOマウスと野生型マウスの皮質を比較した結果を示す。表4は、生後4週齢のSynapsin1−Cre−cKOマウスと野生型マウスの皮質とを比較した結果を示す。
(Analysis of genes strongly related to splicing by PQBP-1)
Exon levels were significantly altered by comparing the respective exon signals of wild-type mice and mice knocked out of the PQBP-1 gene in order to analyze genes that are strongly associated with PQBP-1 splicing. "Exon exon analysis" to find genes was performed. The difference was examined by Student's t-test based on the null hypothesis that the means of the two samples are the same. We also performed a "variance analysis" to detect changes in relative expression levels between exons. This was performed using an exon-level probe set in each gene of wild-type and PQBP-1 knockout mice. The difference was examined by F-test based on the null hypothesis that these two samples have the same pattern and variance. The exons of the mice in which the PQBP-1 gene was knocked out are the neural stem cells (Neural Stem Cell) of E15 Nestin-Cre-cKO mice, the cortex of 4-week-old Nestin-Cre-cKO mice, or the cortex of 4-week-old Nestin-Cre-cKO mice. The cortex of old Synapsin1-Cre-cKO mice was used and each was compared to wild-type mice. The results are shown in Tables 2-4. When the gene carries a plurality of exon probes, the lowest p-value was used. Table 2 shows the results of comparing the neural stem cells of E15 Nestin-Cre-cKO mice and wild-type mice. Table 3 shows the results of comparing the cortex of 4-week-old Nestin-Cre-cKO mice and wild-type mice. Table 4 shows the results of comparing the cortex of 4-week-old Synapsin1-Cre-cKO mice with wild-type mice.

Figure 0006850414
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その結果(表2、表3、表4)、APC1とPQBP−1は、両方の分析で、E15のNestin−Cre−cKOマウス、生後4週齢のNestin−Cre−cKOマウス」、及び、生後4週齢のSynapsin1−Cre−cKOマウスのすべての遺伝子型において、それぞれの発現レベルが著しく影響を受けたことが確認された。一方、APC4は、Nestin−Cre−cKOマウスの皮質では発現レベルの変化は有意であるとはいえないが、神経幹細胞では有意であることが示された。一方、エキソンアレイデータの2つの分析(エキソンエキソン分析とバリアンス分析)と、スプライシング/転写の寄与は、結果が相関していると推測される。この推測から、転写とスプライシングの両方がAPC1とPQBP−1に影響を与えているのに対し、APC4では転写の影響が比較的大きいことが示唆された。 The results (Table 2, Table 3, Table 4) show that APC1 and PQBP-1 in both analyzes were E15 Nestin-Cre-cKO mice, 4-week-old Nestin-Cre-cKO mice, and postnatal. It was confirmed that the expression level of each genotype of 4-week-old Synapsin1-Cre-cKO mice was significantly affected. On the other hand, APC4 was shown to be significant in neural stem cells, although the change in expression level was not significant in the cortex of Nestin-Cre-cKO mice. On the other hand, the two analyzes of exon array data (exon exon analysis and variance analysis) and the contribution of splicing / transcription are presumed to be correlated with the results. This speculation suggests that both transcription and splicing affect APC1 and PQBP-1, whereas transcription has a relatively large effect on APC4.

PQBP−1によるスプライシングと関連性の強い遺伝子の分析を更に行うために、Gene Set Enrichment Analysis(GSEA)を行った。分析には、Nestin−Cre−cKOマウスと、野生型のマウスとをそれぞれ3種用いた。GSEAにより選択された、M期に関係のある遺伝子について、PPI分析を行った。その結果、M期においてPQBP−1と強い関連性のある遺伝子が、U−515kd、APC2、APC4であることが確認された。 Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) was performed to further analyze genes closely related to splicing by PQBP-1. Three species of Nestin-Cre-cKO mice and three wild-type mice were used for the analysis. PPI analysis was performed on genes related to the M phase selected by GSEA. As a result, it was confirmed that the genes strongly related to PQBP-1 in the M phase are U-515kd, APC2, and APC4.

(Nestin−Cre−cKOマウスに対するAPC4遺伝子の導入試験)
APC4遺伝子を、PQBP−1がノックアウトされたマウスに導入する試験を行った。まず、マウスのAPC4のcDNA(Genbank accession number NM_024213)を、RT−PCRにより準備し、これを、XhoI/BamHIで制限酵素処理したpIRES2−hrEGFPII(Stratagene社製)に組み込み、pApc4−IRES2−hrEGFPIIを作製した。この遺伝子を用い、野生型マウスと、Nestin−Cre−cKOマウスの胚の脳室にエレクトロポレーションにより導入した。
(APC4 gene transfer test into Nestin-Cre-cKO mice)
A test was conducted in which the APC4 gene was introduced into mice in which PQBP-1 was knocked out. First, mouse APC4 cDNA (Genbank access number NM_024213) was prepared by RT-PCR, and this was incorporated into pIRES2-hrEGFPII (manufactured by Stratagene) treated with XhoI / BamHI restriction enzyme, and pApc4-IRES2-hrEGFP Made. This gene was used by electroporation into the ventricles of wild-type and Nestin-Cre-cKO mice embryos.

図9(a)は、野生型のマウスと、Nestin−Cre−cKOマウスと、Apc4が形質転換された野生型マウスと、Apc4が形質転換されたNestin−Cre−cKOマウスの、それぞれのE14の胚から準備した神経幹細胞の増殖を示す。これにより、APC4をPQBP−1をノックアウトしたマウスに導入することで,神経幹細胞の増殖が、有意に回復することが確認された。また、図9(b)は、ウエスタンブロッティングによる、APC4、PQBP−1、Cyclin B、GAPDHのそれぞれの発現量を示す。これにより、APC4が形質転換されたNestin−Cre−cKOマウスにおいて、PQBP−1が発現していないこと、APC4の発現量が、APC4を導入していないマウスより増えていることが確認された。また、Cyclin Bの発現量が、Nestin−Cre−cKOマウスにおいて増えているのに対し、APC4を導入したNestin−Cre−cKOマウスにおいては、発現が抑えられていることが確認された。 FIG. 9A shows the E14 of each of the wild-type mouse, the Nestin-Cre-cKO mouse, the wild-type mouse transformed with Apc4, and the Nestin-Cre-cKO mouse transformed with Apc4. It shows the proliferation of neural stem cells prepared from the embryo. From this, it was confirmed that the proliferation of neural stem cells was significantly restored by introducing APC4 into the mouse in which PQBP-1 was knocked out. In addition, FIG. 9B shows the expression levels of APC4, PQBP-1, Cyclin B, and GAPDH by Western blotting. As a result, it was confirmed that PQBP-1 was not expressed in the Nestin-Cre-cKO mice transformed with APC4, and that the expression level of APC4 was higher than that in the mice into which APC4 was not introduced. In addition, it was confirmed that the expression level of Cyclin B was increased in Nestin-Cre-cKO mice, whereas the expression level was suppressed in Nestin-Cre-cKO mice introduced with APC4.

また、FACS分析により、それぞれのマウスのE14の胚から抽出した神経幹細胞において、それぞれの細胞数の数を確認した。その結果を図10に示す。(a)は、野生型マウス、(b)は、Nestin−Cre−cKOマウス、(c)は、APC4が形質転換されたNestin−Cre−cKOマウス、(d)はAPC4が形質転換された野生型マウスにおける、それぞれの細胞数の数を示す。これにより、Nestin−Cre−cKOマウスにおいて、G2/M期の割合が野生型マウスより上昇していたが、APC4を導入することで、G2/M期の割合の上昇が抑えられることが確認された。 In addition, the number of each cell was confirmed in the neural stem cells extracted from the E14 embryo of each mouse by FACS analysis. The result is shown in FIG. (A) is a wild-type mouse, (b) is a Nestin-Cre-cKO mouse, (c) is a Nestin-Cre-cKO mouse transformed with APC4, and (d) is a wild-type mouse transformed with APC4. The number of each cell in the type mouse is shown. As a result, in Nestin-Cre-cKO mice, the G2 / M phase ratio was higher than in wild-type mice, but it was confirmed that the introduction of APC4 suppressed the increase in the G2 / M phase ratio. It was.

また、頂端表面に対する軟膜表面の割合が、子宮内電気穿孔法により形質転換されたEGFP陽性細胞の増殖に対して影響を与えるかを試験した。具体的には、まず、マウスのAPC4のcDNA(Genbank accession number NM_024213)を、RT−PCRにより準備し、これを、XhoI/BamHIで制限酵素処理したpIRES2−EGFP(Clontech社製)に組み込み、pApc4−IRES2−EGFPを作製した。野生型マウスと、Nestin−Cre−cKOマウスのE13の胚の脳室に、pApc4−IRES2−EGFP又はpIRES2−EGを導入し、E18の胚の脳組織を分析した。その結果を図11、12に示す。この結果から、頂端表面に対する軟膜表面の割合が、PQBP−1遺伝子がノックアウトされたマウスにおいて減少していたが、APC4を外部から加えることにより、回復した。これにより、細胞周期の延長が、APC4を加えることで、回復することが示された。 It was also tested whether the ratio of the buffy coat surface to the apical surface affected the proliferation of EGFP-positive cells transformed by intrauterine electroporation. Specifically, first, the cDNA of mouse APC4 (Genbank access number NM_024213) was prepared by RT-PCR, and this was incorporated into pIRES2-EGFP (manufactured by Clontech) treated with XhoI / BamHI restriction enzyme, and pApc4. -IRES2-EGFP was prepared. PApc4-IRES2-EGFP or pIRES2-EG was introduced into the ventricles of E13 embryos of wild-type mice and Nestin-Cre-cKO mice, and the brain tissue of E18 embryos was analyzed. The results are shown in FIGS. 11 and 12. From this result, the ratio of the buffy coat surface to the apical surface was decreased in the mouse in which the PQBP-1 gene was knocked out, but it was recovered by adding APC4 from the outside. This showed that cell cycle prolongation was restored by the addition of APC4.

(Nestin−Cre−cKOマウスに対する、PQBP−1遺伝子の導入試験)
まず、PQBP−1遺伝子がノックアウトされたマウス(Nestin−Cre−cKOマウス)にヒトPQBP−1遺伝子を導入した。具体的には、ベクターとしてAAVベクタープラスミドを用いた。AAVベクタープラスミドは、ヒトサイトメガロウイルス前初期プロモーター(CMVプロモーター)からなる発現カセットを含有し、その後ろ側に、ヒトPQBP1又はヒトPQBP1−EGFPをコードするcDNA、AAV3ゲノムの逆方向末端反復の間のシミアンウイルス40ポリアデニル化シグナル配列(SV40ポリ(A))が続くように設計した。組換えAAVベクター(AAV−PQBP−1ベクター)は、ベクタープラスミド、AAV2 rep及びAAV1 vp発現プラスミド、及びアデノウイルスヘルパープラスミド、pHelper(Agilent Technologies社製)を用いて、HEK293細胞への一過的な導入により作製した。組換えウイルスは、2つの経時的な塩化セシウム勾配の分離形成によって精製し、ウイルス価を定量RT−PCRによって決定した。AAVベクター(AAV−PQBP−1ベクター)のインビボでの投与は、C57BL/6J妊娠マウス(E10のNestin−Cre−cKO胎児マウスを妊娠)に腹腔内投与することにより、AAV−PQBP−1ベクター(2.0×1011ゲノムコピー)をNestin−Cre−cKO胎児マウスに導入した。このAAV−PQBP−1ベクターが導入されたNestin−Cre−cKOマウス(2ヶ月(10週齢))を用いて、以下の試験を行った。
(PQBP-1 gene transfer test into Nestin-Cre-cKO mice)
First, the human PQBP-1 gene was introduced into a mouse (Nestin-Cre-cKO mouse) in which the PQBP-1 gene was knocked out. Specifically, an AAV vector plasmid was used as the vector. The AAV vector plasmid contains an expression cassette consisting of the human cytomegalovirus pre-early promoter (CMV promoter), behind which the cDNA encoding human PQBP1 or human PQBP1-EGFP, during the reverse terminal repetition of the AAV3 genome. Cytomegalovirus 40 polyadenylation signal sequence (SV40 poly (A)) was designed to follow. The recombinant AAV vector (AAV-PQBP-1 vector) is transient to HEK293 cells using a vector plasmid, AAV2 rep and AAV1 vp expression plasmids, and an adenovirus helper plasmid, pHelper (manufactured by Agent Technologies). Made by introduction. Recombinant virus was purified by separation and formation of two cesium chloride gradients over time and virus titers were determined by quantitative RT-PCR. In vivo administration of the AAV vector (AAV-PQBP-1 vector) is performed by intraperitoneally administering the AAV-PQBP-1 vector (AAV-PQBP-1 vector) to C57BL / 6J pregnant mice (pregnant E10 Nestin-Cre-cKO fetal mice). 2.0 × 10 11 genome copy) was introduced into Nestin-Cre-cKO fetal mice. The following tests were performed using Nestin-Cre-cKO mice (2 months (10 weeks old)) into which this AAV-PQBP-1 vector was introduced.

野生型マウス(2ヶ月(10週齢))と、Nestin−Cre−cKOマウス(2ヶ月(10週齢))と、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したNestin−Cre−cKOマウス(2ヶ月(10週齢))の脳におけるタンパクを、ウエスタンブロッティングにより分析した。ウエスタンブロッティングの写真を図13に、PQBP−1のタンパク量の割合を示すグラフを図14にそれぞれ示す。ヒトPQBP−1タンパク質のアミノ酸配列と、マウスPQBP−1タンパク質のアミノ酸配列は、上記のとおり、高い相同性を有するため、ウエスタンブロッティングにおいても、タンパク質のサイズが略同じものとして検出される。これにより、PQBP−1遺伝子を導入することにより、PQBP−1のタンパク量が約2.5倍増えることが確認された。 Wild-type mice (2 months (10 weeks old)), Nestin-Cre-cKO mice (2 months (10 weeks old)), and Nestin-Cre-cKO mice introduced with AAV (AAV-PQBP-1 vector) ( Proteins in the brain at 2 months (10 weeks of age)) were analyzed by Western blotting. A photograph of Western blotting is shown in FIG. 13, and a graph showing the ratio of the amount of protein of PQBP-1 is shown in FIG. Since the amino acid sequence of the human PQBP-1 protein and the amino acid sequence of the mouse PQBP-1 protein have high homology as described above, they are detected as having substantially the same protein size even in Western blotting. From this, it was confirmed that the amount of protein of PQBP-1 was increased about 2.5 times by introducing the PQBP-1 gene.

また、2ヶ月(10週齢)の成体マウスから脳を取り出した。成体マウスとしては、PQBP−1遺伝子がノックアウトされたNestin−Cre雄及び雌マウス、PQBP−1遺伝子がノックアウトされていないコントロールの雄及び雌マウスと、それぞれにAAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したマウスとを用いた。それぞれのマウスの脳の重量を図15に示す。(a)は雄マウス、(b)は雌マウスの結果を示す。これにより、特に、PQBP−1がノックアウトされた雄のマウス(白の棒グラフ)において減少した脳の重量が、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入すること(黒の棒グラフ)で有意に回復したことが示された。 In addition, the brain was taken out from a 2-month-old (10-week-old) adult mouse. As adult mice, Nestin-Cre male and female mice in which the PQBP-1 gene was knocked out, control male and female mice in which the PQBP-1 gene was not knocked out, and AAV (AAV-PQBP-1 vector) were used for each. The introduced mouse was used. The weight of the brain of each mouse is shown in FIG. (A) shows the results of a male mouse, and (b) shows the results of a female mouse. This significantly reduced brain weight, especially in male mice knocked out of PQBP-1 (white bar graph), by introducing AAV (AAV-PQBP-1 vector) (black bar graph). It was shown that it did.

また、2ヶ月(10週齢)の成体マウスの脳の形態の写真(図16)と冠状面の写真(図17)を撮影した。成体マウスとしては、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄の成体マウスと、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入した、PQBP−1遺伝子をノックアウトした雄の成体マウス(Nestin−Cre−cKOマウス)を用いた。図17中、(a)はAAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入していないマウスの冠状面の写真を示し、(b)は、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したマウスの冠状面の写真を示す。これにより、PQBP−1がノックアウトされた雄のマウスにおいて、脳の形態、冠状面においても、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入することで脳の重量が回復することが確認された。 In addition, a photograph of the brain morphology of a 2-month-old (10-week-old) adult mouse (FIG. 16) and a photograph of the coronal plane (FIG. 17) were taken. As adult mice, a Nestin-Cre male adult mouse in which the PQBP-1 gene was knocked out and a male adult mouse (Nestin-Cre-) in which the PQBP-1 gene was knocked out into which AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced were introduced. cKO mouse) was used. In FIG. 17, (a) shows a photograph of the coronal plane of a mouse introduced with AAV (AAV-PQBP-1 vector), and FIG. 17B shows a photograph of a mouse introduced with AAV (AAV-PQBP-1 vector). A photograph of the coronal plane is shown. As a result, it was confirmed that in male mice in which PQBP-1 was knocked out, the weight of the brain was restored by introducing AAV (AAV-PQBP-1 vector) also in the morphology and coronal plane of the brain.

また、2.5か月の成体マウスの皮質の全体の厚さに対する各層の相対厚さの定量分析を行った。成体マウスとしては、PQBP−1遺伝子をノックアウトしたNestin−Cre雄の成体マウス(Nestin−Cre−cKOマウス)(白の棒グラフ)と、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入した、PQBP−1遺伝子をノックアウトした雄の成体マウス(Nestin−Cre−cKOマウス)(黒の棒グラフ)を用いた。また、各層の特異的なマーカーとして、Cux、Tbr1、GAD67、Foxp1を用いた。その結果を図18に示す。この結果より、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入しても、特に層の厚さに変化はみられなかったことから、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入しても脳の厚さに影響を与える等の副作用はないことが確認された。 In addition, a quantitative analysis of the relative thickness of each layer with respect to the total thickness of the cortex of 2.5-month-old adult mice was performed. As adult mice, a Nestin-Cre male adult mouse (Nestin-Cre-cKO mouse) (white bar graph) in which the PQBP-1 gene was knocked out and a PQBP-1 into which AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced were introduced. Adult male mice (Nestin-Cre-cKO mice) in which the gene was knocked out (black bar graph) were used. In addition, Cux, Tbr1, GAD67, and Foxp1 were used as specific markers for each layer. The result is shown in FIG. From this result, even if AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced, there was no particular change in the layer thickness. Therefore, even if AAV (AAV-PQBP-1 vector) was introduced, the brain It was confirmed that there were no side effects such as affecting the thickness.

以上の結果より、神経幹細胞が減少し、それによって発症する小頭症等の知的障害を、PQBP−1によって予防又は治療できることが示された。 From the above results, it was shown that PQBP-1 can prevent or treat intellectual disorders such as microcephaly caused by a decrease in neural stem cells.

(行動解析)
3か月の成体マウス(Nestin−Cre−cKOマウス、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したNestin−Cre−cKOマウス)について、回転ロッドの試験を行った。まず、マウスを回転ロッド(直径3cm)に置き、回転速度を3.5回転から300秒で35rpmに直線的に増加させ、600秒経過するまで35rpmの回転数で続けた。各試験の間に10分の休憩間隔をおき、9回の試験(3日間連続して行い、1日3試験)を行った。ロッドから落下する時間を記録し、ロッドから落ちる平均時間を記録した。その結果を図19に示す。
(Behavior analysis)
Rotating rods were tested on 3-month-old adult mice (Nestin-Cre-cKO mice, Nestin-Cre-cKO mice introduced with AAV (AAV-PQBP-1 vector)). First, the mouse was placed on a rotating rod (diameter 3 cm), the rotation speed was linearly increased from 3.5 rotations to 35 rpm in 300 seconds, and continued at a rotation speed of 35 rpm until 600 seconds had passed. There was a 10-minute break between each test, and 9 tests (3 tests per day for 3 consecutive days) were performed. The time of falling from the rod was recorded, and the average time of falling from the rod was recorded. The result is shown in FIG.

図19より、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したNestin−Cre−cKOマウスは、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入していないNestin−Cre−cKOマウスより、回転ロッドに滞在する時間が長かったことが示された。 From FIG. 19, the Nestin-Cre-cKO mouse introduced with AAV (AAV-PQBP-1 vector) stays on the rotating rod more than the Nestin-Cre-cKO mouse introduced with AAV (AAV-PQBP-1 vector). It was shown that the time to do was long.

次に、3か月の成体マウス(野生型マウス、Nestin−Cre−cKOマウス、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したNestin−Cre−cKOマウス)について、フィア(恐怖)コンディショニングの試験を行った。この試験は、コンディショニングトライアルとテストトライアルの2つのパートにより構成した。フィアコンディショニングは、ステンレス製の格子床(34cm×26cm×30cm〔H〕)を搭載した透明なプラスチック容器で実施した。CCDカメラを、容器の天井に備え付け、ビデオモニターとコンピュータに接続した。格子床は、ショック発生器に接続した。ホワイトノイズ(65db)は、聴覚信号としての(条件刺激、CS)拡声器から供給した。2秒間連続での0.4ミリアンペアのフットショック(無条件刺激、US)を30秒間、CSの期間の終了時に行った。コンディショニングトライアルは、30秒ごとに区切られた3つのCS−USの組み合わせによって、2分間の探査期間で構成した。テストは、コンディショニングトライアルの24時間後にフットショックを行わずに、5分間、同じコンディショニングチャンバー中で行った。マウスの止まった反応の速度を、フィアメモリーの指標として測定した。その結果を図20に示す。これにより、PQBP−1遺伝子がノックアウトされたNestin−Cre−cKOマウスでは、野生型マウスより止まった時間が少なかったが、AAV(AAV−PQBP−1ベクター)を導入したことで、止まった時間が有意に上昇した。 Next, a Fear (fear) conditioning test was conducted on 3-month-old adult mice (wild-type mice, Nestin-Cre-cKO mice, Nestin-Cre-cKO mice introduced with AAV (AAV-PQBP-1 vector)). went. The test consisted of two parts, a conditioning trial and a test trial. Fear conditioning was performed in a clear plastic container equipped with a stainless steel grid floor (34 cm x 26 cm x 30 cm [H]). A CCD camera was mounted on the ceiling of the container and connected to a video monitor and a computer. The grid floor was connected to the shock generator. White noise (65db) was supplied by a loudspeaker (conditional stimulus, CS) as an auditory signal. A 0.4mA footshock (unconditional stimulation, US) for 2 consecutive seconds was performed for 30 seconds at the end of the CS period. The conditioning trial consisted of a two-minute exploration period with a combination of three CS-USs separated every 30 seconds. The test was performed 24 hours after the conditioning trial in the same conditioning chamber for 5 minutes without footshock. The rate at which the mouse stopped responding was measured as an index of fear memory. The result is shown in FIG. As a result, the Nestin-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out had less time to stop than the wild-type mice, but the introduction of AAV (AAV-PQBP-1 vector) caused the time to stop. It increased significantly.

(Synapsin−1−Cre−cKOマウスに関する行動解析)
野生型マウス、Floxマウス、Synapsin−1−Cre−cKOマウスについて、上記Nestin−Cre−cKOマウスでの行動解析と同様の方法で回転ロッドによる回転速度の試験を行ったところ、Synapsin−1−Cre−cKOマウスが、他のコントロールのマウスより、Nestin−Cre−cKOマウス同様、有意に回転ロッドに滞在した時間が短かったことが確認された(図21)。
(Behavioral analysis of Synapsin-1-Cre-cKO mice)
When wild-type mice, Flox mice, and Synapsin-1-Cre-cKO mice were tested for rotational speed with a rotating rod in the same manner as in the behavior analysis of the Nestin-Cre-cKO mice described above, Synapsin-1-Cre was tested. It was confirmed that the -cKO mice stayed on the rotating rod significantly shorter than the other control mice, similar to the Nestin-Cre-cKO mice (Fig. 21).

更に、野生型マウス、Floxマウス、Synapsin−1−Creマウス、Synapsin−1−Cre−cKOマウスについて、上記と同様の方法でフィアコンディショニングの試験を行ったところ、Synapsin−1−Cre−cKOマウスが、他のコントロールのマウスより、Nestin−Cre−cKOマウス同様、有意に止まった時間が少なかったが確認された(図22)。 Furthermore, when a fear conditioning test was conducted on wild-type mice, Flox mice, Synapsin-1-Cre mice, and Synapsin-1-Cre-cKO mice by the same method as above, Synapsin-1-Cre-cKO mice were found. It was confirmed that, as with the Nestin-Cre-cKO mouse, the mouse stopped significantly less than the mouse of the other control (Fig. 22).

(Synapsin−1−Cre−cKOのシナプス形成の分析)
Synapsin1−Creマウス(n=3、4週齢)、Floxマウス(n=3、4週齢)、Synapsin1−Cre−cKOマウス(n=3、4週齢)の成熟神経細胞のシナプス後部形成の程度を測定した。測定は、それぞれのマウスの成熟神経細胞を、2光子顕微鏡を用いて観察することによって行った。より具体的には、あらかじめAAV−GFP(5x1011viral genome/ml)をretrosplenial dysgranular (RSD) cortex(bregmaより前後方向−2.0mm、内外方向0.6mm)内に注入しておいたそれぞれのマウスに、イソフルランによる吸入麻酔し(0.1ml/min)、観察部皮膚を切開し、ドリルを用いて頭蓋骨を薄く削り観察用のウインドウを作成した(thinned−skull法)。マルチフォトンレーザーMaiTai HP DeepSee−OL(Spectra Physics社製)、水浸型対物レンズXLPlanN25xW(オリンパス社製)を搭載した2光子レーザー顕微鏡システムFV1000MPE(オリンパス社製)を用いてスパインと樹状突起のイメージングデータを取得した。GFPはレーザー波長890nmで励起し、thinned−skull法によるウインドウよりRSD cortexを観察し、1μm間隔で1024×1024ピクセルを持つ解像度のイメージングデータを取得した。その観察結果を図23に示す。これにより、成熟神経細胞でPQBP−1遺伝子がノックアウトされたSynapsin1−Cre−cKOマウスにおいて、シナプス後部の形成が減少していることが確認された。
(Analysis of synapse formation in Synapsin-1-Cre-cKO)
Synaptic posterior formation of mature neurons in Synapsin1-Cre mice (n = 3, 4 weeks old), Flox mice (n = 3, 4 weeks old), Synapsin1-Cre-cKO mice (n = 3, 4 weeks old) The degree was measured. The measurement was performed by observing the mature nerve cells of each mouse using a two-photon microscope. More specifically, to each mouse in which AAV-GFP (5x1011 viral genome / ml) was previously injected into the retroplenial dysgranular (RSD) cortex (-2.0 mm in the anterior-posterior direction and 0.6 mm in the inward-external direction from bregma). , Inhalation anesthesia with isoflurane (0.1 ml / min) was performed, the skin of the observation site was incised, and the skull was thinly shaved using a drill to create a window for observation (thinned-skull method). Imaging of spines and dendritic protrusions using a two-photon laser microscope system FV1000MPE (manufactured by Olympus) equipped with a multi-photon laser MaiTai HP DeepSee-OL (manufactured by Spectra Physics) and a water-immersed objective lens XLPlanN25xW (manufactured by Olympus). I got the data. GFP was excited at a laser wavelength of 890 nm, RSD cortex was observed from a window by the thinned-skull method, and imaging data having a resolution of 1024 × 1024 pixels at 1 μm intervals was acquired. The observation result is shown in FIG. This confirmed that postsynaptic formation was reduced in Synapsin1-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out in mature neurons.

また、上記のSynapsin1−Creマウス(n=3、4週齢)、Floxマウス(n=3、4週齢)、Synapsin1−Cre−cKOマウス(n=3、4週齢)、の成熟神経細胞のシナプス後部における、樹上の直径、突起ヘッドの直径、樹上突起の数(number/10μm)を測定した。測定は、上記のそれぞれのマウスから得られたイメージングデータをIMARIS(Bitplane社)に読み込ませ、フィラメントツール(樹状突起直径:0.297−4.950μm、スパインヘッド直径:0.2−3.0μm)を用いて樹状突起とスパインを認識させ3次元モデルを構築し解析することによって行った。その結果を図24に示す。これにより、成熟神経細胞でPQBP−1遺伝子がノックアウトされたSynapsin1−Cre−cKOマウスにおいて、樹上の直径、突起ヘッドの直径、樹上突起の数が有意に減少していることが確認された。 In addition, mature neurons of the above Synapsein1-Cre mice (n = 3, 4 weeks old), Flox mice (n = 3, 4 weeks old), and Synapsein1-Cre-cKO mice (n = 3, 4 weeks old). The diameter of the tree, the diameter of the protrusion head, and the number of dendrites (number / 10 μm) were measured at the posterior synapse of the mouse. For the measurement, the imaging data obtained from each of the above mice was read into IMARIS (Bitplane), and the filament tool (dendritic diameter: 0.297-4.950 μm, spine head diameter: 0.2-3. This was done by recognizing dendrites and spines using 0 μm) and constructing and analyzing a three-dimensional model. The result is shown in FIG. This confirmed that the diameter of the tree, the diameter of the process head, and the number of dendrites were significantly reduced in Synapsin1-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out in mature neurons. ..

また、上記のSynapsin1−Creマウス(n=3、4週齢)、Floxマウス(n=3、4週齢)、Synapsin1−Cre−cKOマウス(n=3、4週齢)の成熟神経細胞のシナプス後部形成の程度の経時変化を確認した。測定は、上記のそれぞれのマウスのイメージングデータの観察を0、8、24時間で行った。その結果を図25に示す。これにより、経時変化とともに、成熟神経細胞でPQBP−1遺伝子がノックアウトされたSynapsin1−Cre−cKOマウスのシナプス後部形成が減少することが確認された。 In addition, the mature nerve cells of the above Synapsein1-Cre mice (n = 3, 4 weeks old), Flox mice (n = 3, 4 weeks old), and Synapsein1-Cre-cKO mice (n = 3, 4 weeks old). The time course of the degree of posterior synaptic formation was confirmed. For the measurement, observation of the imaging data of each of the above mice was performed at 0, 8, and 24 hours. The result is shown in FIG. This confirmed that the postsynaptic formation of Synapsin1-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out in mature neurons decreased with time.

また、上記のSynapsin1−Creマウス(n=3、4週齢)、Floxマウス(n=3、4週齢)、Synapsin1−Cre−cKOマウス(n=3、4週齢)の成熟神経細胞のシナプス後部形成の樹上突起の動的形態の変化を測定した。測定は、上記のそれぞれのマウスから得られたイメージングデータをIMARIS(Bitplane社)に読み込ませ、フィラメントツール(樹状突起直径:0.297−4.950μm、スパインヘッド直径:0.2−3.0μm)を用いて樹状突起とスパインを認識させ3次元モデルを構築し解析することによって行った。その結果を図26に示す。図26中「Formation」は、新たに形成されたシナプス後部の割合を示し、「Elimination」は、形成されていたシナプス後部のうち、なくなったものの割合を示し、「Stable」は、変化がなかったシナプス後部の割合を示す。この結果から、成熟神経細胞でPQBP−1遺伝子がノックアウトされたSynapsin1−Cre−cKOマウスにおいて、新たに形成されたシナプス後部の割合が減少することが確認された。 In addition, the mature nerve cells of the above Synapsein1-Cre mice (n = 3, 4 weeks old), Flox mice (n = 3, 4 weeks old), and Synapsein1-Cre-cKO mice (n = 3, 4 weeks old). Changes in the dynamic morphology of dendrites of posterior synaptic formation were measured. For the measurement, the imaging data obtained from each of the above mice was read into IMARIS (Bitplane), and the filament tool (dendritic diameter: 0.297-4.950 μm, spine head diameter: 0.2-3. This was done by recognizing dendrites and spines using 0 μm) and constructing and analyzing a three-dimensional model. The result is shown in FIG. In FIG. 26, “Formation” indicates the proportion of newly formed postsynaptic posterior, “Elimination” indicates the proportion of formed posterior synaptic parts that have disappeared, and “Table” indicates no change. The percentage of the postsynaptic region is shown. From this result, it was confirmed that the proportion of newly formed postsynapses was reduced in Synapsin1-Cre-cKO mice in which the PQBP-1 gene was knocked out in mature neurons.

以上のことから、Synapsin1−Cre−cKOマウスの行動異常(学習障害、認知障害)は、シナプス後部形成異常との相関性が強く示唆された。 From the above, it was strongly suggested that the behavioral abnormalities (learning disability, cognitive impairment) of Synapsin1-Cre-cKO mice were correlated with the postsynaptic dysplasia.

(Synapsin1−Cre−cKOを用いたPQBP−1と関連性の遺伝子の解析)
4週齢のSynapsin1−Cre−cKO(n=3)及び野生型のマウス(n=3)の脳をサンプルとし、GeneChip Mouse Exon 1.0 ST Array(Affymetrix社)を用いてエキソンアレイデータを取得し、以下の手順によりエキソンアレイデータ分析を行った。
(Analysis of genes related to PQBP-1 using Synapsin1-Cre-cKO)
Exon array data was acquired using GeneChip Mouse Exon 1.0 ST Array (Affymetrix) using the brains of 4-week-old Synapsin1-Cre-cKO (n = 3) and wild-type mouse (n = 3) as samples. Then, the exon array data was analyzed by the following procedure.

まず、Affymetrix社のプロトコールに従い、各エキソンに対応するプローブセットのシグナル値を推定した。得られた各プローブセットのシグナル値を転写物単位でグルーピングし、各転写物に対応するプローブセット群のシグナル値の合計が一定となるように正規化を行った。次に、各転写物ごとに、Synapsin1−Cre−cKO及び野生型の各群におけるプローブセット群のシグナル値の分散に関する等分散の検定を行い、二群間で分散が有意に変化した転写物のリストを作成した。更に、各プローブセットについて、Synapsin1−Cre−cKOと野生型の二群間におけるシグナル値の平均値の差の検定を行うことにより、発現量が有意に変化したエキソンのリストを作成した。 First, the signal value of the probe set corresponding to each exon was estimated according to the Affymetrix protocol. The signal values of each of the obtained probe sets were grouped for each transcript, and normalization was performed so that the total of the signal values of the probe sets corresponding to each transcript was constant. Next, for each transcript, a test of homoscedasticity regarding the variance of the signal values of the probe set group in each Synapsin1-Cre-cKO and wild-type group was performed, and the variance of the transcript changed significantly between the two groups. I made a list. Furthermore, for each probe set, a list of exons whose expression levels were significantly changed was prepared by testing the difference between the mean values of the signal values between the Synapsin1-Cre-cKO and the wild-type two groups.

以上の操作により得られた転写物のリストとエキソンのリストの共通集合を求めることにより、PQBP−1に関連性の遺伝子を解析した。その結果を表5に示す。 Genes related to PQBP-1 were analyzed by finding a common set of the transcript list and the exon list obtained by the above operation. The results are shown in Table 5.

Figure 0006850414
Figure 0006850414

表5より、PQBP−1遺伝子は、精神発達遅滞(Mental Retardation(MR))、アルツハイマー病(ADD)、筋萎縮性側索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis(ALS))、シナプスに関連する遺伝子群と、密接な関連性があることが示唆された。 From Table 5, the PQBP-1 gene is a group of genes related to mental retardation (MR), Alzheimer's disease (ADD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and synapse. , It was suggested that there is a close relationship.

以上の結果から、シナプス後部形成が減少することによって発症するアルツハイマー病等の疾患は、PQBP−1によって予防又は治療可能であることが示唆された。 From the above results, it was suggested that diseases such as Alzheimer's disease caused by decreased postsynaptic formation can be prevented or treated by PQBP-1.

(高脂肪食摂取マウスにおけるPQBP1−1の発現の解析)
高脂肪食を与えたマウスの脳におけるPQBP−1の発現を、ウエスタンブロッティングにより分析した。マウス(C57BL/6)は、6週齢から6週間の高脂肪食群(n=3、図27−30の「HFD6W」に相当)と、11週齢から1週間の高脂肪食群(n=3、図27−30の「HFD1W」に相当)を用いた。また、比較として高脂肪食を与えない通常食群(n=3、図27−30の「HFD0W」に相当)のマウスを用いた。分析は、それぞれのマウスの12週齢目に分析を行った。なお、高脂肪食としては、日本クレア社のHigh Fat Diet 32を用い、これをマウスに自由摂取させた。高脂肪食を摂取する以外の期間の高脂肪食群と、通常食群には、通常食(日本クレア社のCE−2)を自由摂取させた。水分も自由摂取とし、飼育室の明暗コントロールは12時間ごとに行い、室温25±2℃、湿度50±10%で飼育した。分析結果の写真を図27に示し、タンパク量の割合を示すグラフを図28に示す。従来より、肥満はアルツハイマー病の危険因子であると考えられていたが、この結果より、肥満によるPQBP−1の減少が、アルツハイマー病の原因となることが示唆された。
(Analysis of PQBP1-1 expression in high-fat diet-fed mice)
The expression of PQBP-1 in the brains of mice fed a high-fat diet was analyzed by Western blotting. Mice (C57BL / 6) were divided into a high-fat diet group (n = 3, corresponding to "HFD6W" in FIG. 27-30) from 6 weeks of age to 6 weeks and a high-fat diet group (n = 3) from 11 weeks of age to 1 week. = 3, corresponding to "HFD1W" in FIG. 27-30) was used. For comparison, mice in the normal diet group (n = 3, corresponding to "HFD0W" in FIG. 27-30) not fed with a high-fat diet were used. The analysis was performed at 12 weeks of age in each mouse. As a high-fat diet, High Fat Diet 32 manufactured by Claire Japan Co., Ltd. was used, and the mice were allowed to freely ingest it. The high-fat diet group and the normal diet group during the period other than the high-fat diet were allowed to freely ingest the normal diet (CE-2 of Japan Claire Co., Ltd.). Water was also freely ingested, and the light and darkness of the breeding room was controlled every 12 hours, and the animals were bred at room temperature of 25 ± 2 ° C. and humidity of 50 ± 10%. A photograph of the analysis result is shown in FIG. 27, and a graph showing the ratio of the amount of protein is shown in FIG. 28. Traditionally, obesity has been considered to be a risk factor for Alzheimer's disease, but the results suggest that a decrease in PQBP-1 due to obesity causes Alzheimer's disease.

(高脂肪食摂取マウスにおけるシナプス形成の程度の測定)
上記の高脂肪食を与えた高脂肪食群のマウスと、通常食を与えた通常食群のマウスにおける、シナプス後部の数を測定した。測定は、まず、10週齢でマウスにAAV−GFP(5x1011viral genome/ml)がretrosplenial dysgranular (RSD) cortex(bregmaより前後方向−2.0mm、内外方向0.6mm)内に注入し、12週齢でイソフルランによる吸入麻酔し(0.1ml/min)、観察部皮膚を切開し、ドリルを用いて頭蓋骨を薄く削り観察用のウインドウを作成した(thinned−skull法)。マルチフォトンレーザーMaiTai HP DeepSee−OL(Spectra Physics社製)、水浸型対物レンズXLPlanN25xW(オリンパス社製)を搭載した2光子レーザー顕微鏡システムFV1000MPE(オリンパス社製)を用いてスパインと樹状突起のイメージングデータを取得した。GFPはレーザー波長890nmで励起し、thinned−skull法によるウインドウよりRSD cortexを観察し、1μm間隔で1024x1024ピクセルを持つ解像度のイメージングデータを取得した。得られたイメージングデータをIMARISに読み込ませ、フィラメントツール(樹状突起直径:0.297−4.950μm、スパインヘッド直径:0.2−3.0μm)を用いて樹状突起とスパインを認識させ3次元モデルを構築し解析することによって、測定を行った。その結果を図29に示す。これにより、シナプス後部の数が、高脂肪食を与えることにより減少することが確認された。この結果は、肥満によるPQBP−1の減少は、シナプス後部の形成の減少を引き起こし、それがアルツハイマー病の原因となることが示唆する。
(Measurement of degree of synapse formation in mice fed a high-fat diet)
The number of posterior synapses was measured in the mice in the high-fat diet group fed with the above-mentioned high-fat diet and the mice in the normal diet group fed with the normal diet. In the measurement, first, at 10 weeks of age, AAV-GFP (5x1011 viral genome / ml) was injected into a retroplenial dysgranular (RSD) cortex (-2.0 mm in the anteroposterior direction and 0.6 mm in the inward and outward directions from bregma), and then 12 weeks. At age, inhalation anesthesia with isoflurane (0.1 ml / min) was performed, the skin of the observation site was incised, and the skull was thinly shaved using a drill to create a window for observation (thinned-skull method). Imaging of spines and dendritic protrusions using a two-photon laser microscope system FV1000MPE (manufactured by Olympus) equipped with a multi-photon laser MaiTai HP DeepSee-OL (manufactured by Spectra Physics) and a water-immersed objective lens XLPlanN25xW (manufactured by Olympus). I got the data. GFP was excited at a laser wavelength of 890 nm, RSD cortex was observed from a window by the thinned-skull method, and imaging data having a resolution of 1024 x 1024 pixels at 1 μm intervals was acquired. The obtained imaging data is read into IMARIS, and the dendrites and spines are recognized using a filament tool (dendritic protrusion diameter: 0.297-4.950 μm, spine head diameter: 0.2-3.0 μm). Measurements were made by constructing and analyzing a three-dimensional model. The result is shown in FIG. This confirmed that the number of posterior synapses was reduced by feeding a high-fat diet. This result suggests that a decrease in PQBP-1 due to obesity causes a decrease in postsynaptic formation, which causes Alzheimer's disease.

上記の高脂肪食を与えた高脂肪食群のマウスと、通常食を与えた通常食群のシナプス後部形成の樹上突起の動態形態変化を測定した。測定は、得られたイメージングデータをIMARISに読み込ませ、フィラメントツール(樹状突起直径:0.297−4.950μm、スパインヘッド直径:0.2−3.0μm)を用いて樹状突起とスパインを認識させ3次元モデルを構築し解析することによって行った。その結果を図30に示す。これにより、高脂肪食をマウスに与えることにより、形成されていたシナプス後部のうち、なくなるものの割合が増えることが確認された。 The dynamic morphological changes of the dendrites forming the posterior synapse of the mice fed the high-fat diet and the normal diet group were measured. For the measurement, the obtained imaging data was read into IMARIS, and the dendrite and spine were measured using a filament tool (dendritic diameter: 0.297-4.950 μm, spine head diameter: 0.2-3.0 μm). This was done by recognizing and constructing and analyzing a three-dimensional model. The result is shown in FIG. From this, it was confirmed that by feeding the mice with a high-fat diet, the proportion of the formed posterior synapses that disappeared increased.

以上の結果から、肥満によりPQBP−1が減少して、その結果、シナプス後部形成が減少することにより発症するアルツハイマー病等の疾患は、PQBP−1によって予防又は治療可能であることが示唆された。 From the above results, it was suggested that diseases such as Alzheimer's disease caused by a decrease in PQBP-1 due to obesity and, as a result, a decrease in postsynaptic formation, can be prevented or treated by PQBP-1. ..

(AAV−PQBP−1ベクター投与によるマウスの大脳皮質神経細胞のスパインの形態観察)
5.5か月齢の5xFADマウス(アルツハイマー病モデルマウス)又は野生型マウスに、AAV−CMV−EGFP−PQBP−1ウイルスベクター(1x10vg/ml)又はAAV−CMV−EGFPウイルスベクター(1x10vg/ml)100μlを、osmotic pumpに充填後、マウス背部に皮下移植し、連結したガラスマイクロピペットでクモ膜下腔に72時間持続投与した。ウイルス投与開始日より14日後、thin−skull法(脳表の頭蓋骨を厚さ20−50μm程度まで薄く剥離する方法)にて、retrosplenial dysgranular(RSD) cortexの第1−2層の神経細胞のスパインを二光子顕微鏡により観察した。撮影した画像から画像解析ソフトimaris7.6.1を用いて、単位樹状長当たりのスパイン数の定量評価を行った。マウスの大脳皮質神経細胞のスパインの画像を図31に示す。図32に、マウスの大脳皮質神経細胞の樹上突起の数(number/10μm)示す。
(Observation of spine morphology of mouse cerebral cortical neurons by administration of AAV-PQBP-1 vector)
5.5 month-old 5xFAD mice (Alzheimer's disease model mice) or wild type mice, AAV-CMV-EGFP-PQBP -1 viral vector (1x10 9 vg / ml) or AAV-CMV-EGFP virus vector (1x10 9 vg / Ml) 100 μl was filled in an osmotic pump, subcutaneously transplanted to the back of a mouse, and continuously administered to the subarachnoid space with a connected glass micropipette for 72 hours. 14 days after the start of virus administration, a spin-skull method (a method of thinly exfoliating the skull on the brain surface to a thickness of about 20-50 μm) is used to spin the nerve cells in the 1st and 2nd layers of the retrosplenial dysgranular (RSD) cortex. Was observed with a two-photon microscope. The number of spines per unit dendritic length was quantitatively evaluated using the image analysis software imaris 7.6.1 from the captured images. An image of spines of mouse cerebral cortical neurons is shown in FIG. FIG. 32 shows the number of dendrites (number / 10 μm) of mouse cerebral cortical neurons.

なお、5xFADマウスは、The Jackson Laboratoryより入手した。また、AAV−CMV−EGFP−PQBP−1ウイルスベクターは、上述の「Nestin−Cre−cKOマウスに対する、PQBP−1遺伝子の導入試験」におけるCMVプロモーターからなる発現カセットを含有するAAVベクタープラスミドにおいて、EGFP−ヒトPQBP−1をコードするcDNAが発現するように構成されたベクターである。AAV−CMV−EGFPウイルスベクターは、CMVプロモーターからなる発現カセットを含有するAAVベクタープラスミドにおいて、EGFPをコードするcDNAが発現するように構成されたベクターである。 The 5xFAD mouse was obtained from The Jackson Laboratory. Further, the AAV-CMV-EGFP-PQBP-1 viral vector is used in the AAV vector plasmid containing the expression cassette consisting of the CMV promoter in the above-mentioned "Test for introducing the PQBP-1 gene into the Nestin-Cre-cKO mouse" described above. -A vector configured to express the cDNA encoding human PQBP-1. The AAV-CMV-EGFP viral vector is an AAV vector plasmid containing an expression cassette consisting of a CMV promoter, which is configured to express a cDNA encoding EGFP.

図31中、(a)は、AAV−CMV−EGFPウイルスベクターが投与された野生型のマウスの大脳皮質神経細胞のスパインの画像であり、(b)は、AAV−CMV−EGFPウイルスベクターが投与された5xFADマウスの大脳皮質神経細胞のスパインの画像であり、(c)は、AAV−CMV−EGFPウイルスベクターとAAV−CMV−PQBP−1ウイルスベクターが投与された5xFADマウスの大脳皮質神経細胞のスパインの画像である。図32中、「WT+AAV−CMV−EGFP」は、AAV−CMV−EGFPウイルスベクターが投与された野生型のマウス(n=8)についてのグラフであり、「5xFAD+AAV−CMV−EGFP」は、AAV−CMV−EGFPウイルスベクターが投与された5xFADマウス(n=5)についてのグラフであり、「5xFAD+AAV−CMV−PQBP−1+AAV−CMV−EGFP」は、AAV−CMV−EGFPウイルスベクターとAAV−CMV−PQBP−1ウイルスベクターが投与された5xFADマウス(n=8)についてのグラフである。 In FIG. 31, (a) is an image of spines of cerebral cortex nerve cells of wild-type mice to which the AAV-CMV-EGFP viral vector was administered, and (b) is an image of spines of wild-type mouse to which the AAV-CMV-EGFP viral vector was administered. It is an image of the spine of the cerebral cortex nerve cells of the 5xFAD mouse, and (c) shows the cerebral cortex nerve cells of the 5xFAD mouse to which the AAV-CMV-EGFP viral vector and the AAV-CMV-PQBP-1 viral vector were administered. This is an image of a spine. In FIG. 32, “WT + AAV-CMV-EGFP” is a graph of a wild-type mouse (n = 8) to which the AAV-CMV-EGFP viral vector was administered, and “5xFAD + AAV-CMV-EGFP” is AAV-. It is a graph about 5xFAD mouse (n = 5) to which CMV-EGFP viral vector was administered, and "5xFAD + AAV-CMV-PQBP-1 + AAV-CMV-EGFP" is AAV-CMV-EGFP viral vector and AAV-CMV-PQBP. It is a graph about the 5xFAD mouse (n = 8) to which -1 viral vector was administered.

図31に示すように、5xFADマウスにおいては、野生型マウスよりスパインの数が減少しているのに対し、PQBP−1が投与された5xFADマウスにおいては、スパインの数が増えていることが確認された。また、図32に示すように、5xFADマウスにおいては、野生型マウスより樹状突起の数が有意に減少しているのに対し、PQBP−1が投与された5xFADマウスにおいては、樹状突起の数が、野生型マウスと同程度まで有意に改善されたことが確認された。この結果により、PQBP−1は、シナプス後部形成を促進することで、アルツハイマー病を治療又は予防できることがわかった。 As shown in FIG. 31, it was confirmed that the number of spines decreased in the 5xFAD mice as compared with the wild-type mice, whereas the number of spines increased in the 5xFAD mice administered with PQBP-1. Was done. Further, as shown in FIG. 32, the number of dendrites was significantly reduced in the 5xFAD mouse as compared with the wild-type mouse, whereas in the 5xFAD mouse to which PQBP-1 was administered, the number of dendrites was significantly reduced. It was confirmed that the numbers were significantly improved to the same extent as wild-type mice. From this result, it was found that PQBP-1 can treat or prevent Alzheimer's disease by promoting postsynaptic formation.

Claims (6)

polyglutamine−tract binding protein1(PQBP−1)をコードする以下の(a)から(d)のいずれかに記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、神経幹細胞の増殖の促進に用いられる製剤。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(c)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードする塩基配列を有し、かつ、神経幹細胞の増殖を促進することができるDNA
(d)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有する塩基配列からなり、かつ神経幹細胞の増殖を促進することができるDNA
Proliferation of neural stem cells containing the DNA according to any of the following (a) to (d) encoding polyglutamine-tract binding protein 1 (PQBP-1) or the polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient. A formulation used to promote.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(C) It is possible to have a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promote the proliferation of neural stem cells. DNA that can be produced
(D) A DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and capable of promoting the proliferation of neural stem cells.
前記神経幹細胞の増殖の促進は、細胞周期の延長の抑制によるものである、請求項1記載の製剤。 The preparation according to claim 1, wherein the promotion of neural stem cell proliferation is due to suppression of cell cycle prolongation. PQBP−1をコードする以下の(a)から(d)のいずれかに記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、神経幹細胞の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(c)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、神経幹細胞の増殖を促進する塩基配列を有するDNA
(d)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、神経幹細胞の増殖を促進する塩基配列からなるDNA
Prevention or treatment of diseases related to neural stem cell depletion containing the DNA according to any of the following (a) to (d) encoding PQBP-1 or the polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient. Formulation used for.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(C) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting the proliferation of neural stem cells.
(D) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting the proliferation of neural stem cells.
PQBP−1をコードする以下の(a)、(e)又は(f)に記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、シナプス後部形成の促進に用いられる製剤。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(e)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列を有するDNA
(f)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列からなるDNA
A preparation used for promoting postsynaptic formation, which comprises the DNA according to the following (a), (e) or (f) encoding PQBP-1 or a polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(E) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting postsynaptic formation.
(F) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting postsynaptic formation.
PQBP−1をコードする以下の(a)、(e)又は(f)に記載のDNA、又はこのDNAがコードするポリペプチドを有効成分として含有する、シナプス後部形成の減少に関連する疾患の予防又は治療に用いられる製剤。
(a)配列番号1記載の塩基配列を有するDNA
(e)配列番号2記載のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸が置換、欠失及び/又は付加されたアミノ酸配列をコードし、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列を有するDNA
(f)配列番号1記載の塩基配列と90%以上の相同性を有し、かつ、シナプス後部形成を促進する塩基配列からなるDNA
Prevention of diseases associated with decreased postsynaptic formation containing the DNA according to (a), (e) or (f) below, which encodes PQBP-1, or the polypeptide encoded by this DNA as an active ingredient. Or a formulation used for treatment.
(A) DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1
(E) A DNA having a base sequence encoding an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and promoting postsynaptic formation.
(F) DNA consisting of a base sequence having 90% or more homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and promoting postsynaptic formation.
前記DNAがベクターに組み込まれている請求項1から5いずれか記載の製剤。 The preparation according to any one of claims 1 to 5, wherein the DNA is incorporated into a vector.
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