JP6855066B2 - Transgenic animals of non-human mammals that express human EGFR in a lung-specific manner - Google Patents
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Description
本発明は、肺特異的にヒトEGFR(human epidermal growth factor receptor;上皮成長因子受容体(上皮増殖因子受容体、上皮細胞成長因子受容体、上皮細胞増殖因子受容体とも言われる);以下、「ヒトEGFR」または「h-EGFR」という)を発現するトランスジェニック(TG)マウスに代表される疾病対策実験用動物に関する。 In the present invention, human epidermal growth factor receptor (human epidermal growth factor receptor; also referred to as epidermal growth factor receptor, epidermal growth factor receptor, epidermal growth factor receptor); It relates to a disease control experimental animal represented by a transgenic (TG) mouse expressing (referred to as "human EGFR" or "h-EGFR").
肺がんは、肺に発生する悪性腫瘍である。肺がんが発見されたときには、既に相当に進行していることが多く、難治性の疾患として知られている。我が国においては、肺がんの死亡者数は、各種腫瘍患者の中で男性では1位、女性では3位の位置を占めている。
肺がんの種類としては、全体の20%が小細胞肺がん、80%が非小細胞肺がんである。このうち小細胞肺がんの治療法として、ステージIaの場合には、手術または放射線治療が、それ以降の場合には、化学療法(抗がん剤)が用いられる。また、非小細胞肺がんの治療法として、ステージIIIまでの場合には手術治療が、それ以降の場合には、化学療法が用いられる。近年、非小細胞肺がんの化学療法薬として、分子標的治療薬(例えば、EGFRチロシンキナーゼ阻害薬、抗血管内皮細胞増殖因子など)が使用されている。分子標的治療薬は、投与初期には高い効果を示す。但し、長期間の使用によって、がん細胞に耐性が発生し、効果が認められなくなってしまう。現在、がん細胞の薬剤耐性に関する研究が進められているが、その機構は充分には解明されていない。Lung cancer is a malignant tumor that begins in the lungs. By the time lung cancer is discovered, it is often already fairly advanced and is known as an intractable disease. In Japan, the number of deaths from lung cancer is the highest among males and the third highest among females among various tumor patients.
As for the types of lung cancer, 20% are small cell lung cancer and 80% are non-small cell lung cancer. Of these, as a treatment method for small cell lung cancer, surgery or radiotherapy is used in the case of stage Ia, and chemotherapy (anticancer drug) is used in the subsequent cases. In addition, as a treatment method for non-small cell lung cancer, surgical treatment is used up to stage III, and chemotherapy is used after that. In recent years, molecular-targeted therapeutic agents (eg, EGFR tyrosine kinase inhibitors, antivascular endothelial cell growth factors, etc.) have been used as chemotherapeutic agents for non-small cell lung cancer. Molecular-targeted therapeutic agents are highly effective at the initial stage of administration. However, with long-term use, resistance develops in cancer cells, and the effect is not recognized. Currently, research on drug resistance of cancer cells is underway, but the mechanism has not been fully elucidated.
全肺がんのうち、約半分にはh-EGFRの遺伝子変異が認められる。h-EGFRは、脂質二重膜を貫通するタンパク質であり、上皮成長因子(EGF)を認識してシグナル伝達を行う受容体である。通常、EGFによってh-EGFRが活性化されると、h-EGFRが持つチロシンキナーゼ活性が上昇し、自己をリン酸化することで、正常な反応として細胞増殖を含む種々の作用を発揮する。しかし、肺がん患者のh-EGFRの遺伝子には変異が認められることが多い。患者に認められるh-EGFRの遺伝子変異として、L858R(858位のロイシンがアルギニンに変異したもの)、T790M(790位のスレオイニンがメチオニンに変異したもの)、ΔE749-A750(749位のグルタミン酸と750位のアラニンが欠損したもの)などが知られている。このうち21番目のエクソン(Ex21)に位置する変異に由来するL858Rは、肺がん患者の40%〜45%程度に認められる。この変異を持つh-EGFR([L858R]-h-EGFR)は、EGFが存在しない状態でも、チロシンキナーゼ活性が上昇し、自己リン酸化を起こし、過剰な細胞増殖を起こす。このため、[L858R]-h-EGFRを持つTGマウスを作製し、その性状に関する研究が行われている(非特許文献1,2)。
また、20番目のエクソン(Ex20)に[T790M]変異を備えたh-EGFRは、EGFRチロシンキナーゼ阻害薬に対する耐性を備えたものとなる。About half of all lung cancers have h-EGFR gene mutations. h-EGFR is a protein that penetrates the lipid bilayer and is a receptor that recognizes and signals epidermal growth factor (EGF). Normally, when h-EGFR is activated by EGF, the tyrosine kinase activity of h-EGFR increases, and by phosphorylating itself, it exerts various actions including cell proliferation as a normal reaction. However, mutations are often found in the h-EGFR gene of lung cancer patients. The h-EGFR gene mutations found in patients include L858R (leucine at position 858 mutated to arginine), T790M (sleoinin at position 790 mutated to methionine), and ΔE749-A750 (glutamic acid at position 749 and 750). Those lacking alanine in the rank) are known. Of these, L858R derived from the mutation located in the 21st exon (Ex21) is found in about 40% to 45% of lung cancer patients. H-EGFR ([L858R] -h-EGFR) with this mutation has increased tyrosine kinase activity, autophosphorylation, and excessive cell proliferation even in the absence of EGF. Therefore, a TG mouse having [L858R] -h-EGFR has been prepared and research on its properties has been conducted (Non-Patent
In addition, h-EGFR with the [T790M] mutation in the 20th exon (Ex20) has resistance to EGFR tyrosine kinase inhibitors.
しかしながら、従来の[L858R]-h-EGFR TGマウスは、タンパク質を発現するmRNAから調製されたcDNAを用いたものであるため、臨床的な状態を充分に反映しているとは言い難かった。このため、更に肺がんのヒト患者に近い態様を示すTGマウスが望まれていた。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、肺特異的にh-EGFRを発現し、自然発症的に肺がんを発症するTGマウスを提供することである。However, since the conventional [L858R] -h-EGFR TG mouse uses cDNA prepared from mRNA expressing the protein, it cannot be said that it sufficiently reflects the clinical condition. Therefore, a TG mouse showing an aspect closer to that of a human patient with lung cancer has been desired.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a TG mouse that expresses h-EGFR in a lung-specific manner and spontaneously develops lung cancer.
上記目的を達成するための発明に係るトランスジェニック動物は、発現用プロモーター領域の下流側に、28個のエクソン(Ex)と27個のイントロンの全遺伝子領域を含むヒト[L858R]上皮成長因子受容体([L858R]-h-EGFR)遺伝子が組み込まれた非ヒト哺乳類である。
また、別の発明に係るトランスジェニック動物は、発現用プロモーター領域の下流側に、28個のエクソンと27個のイントロンの全遺伝子領域を含むヒト[L858R+T790M]上皮成長因子受容体([L858R+T790M]-h-EGFR)遺伝子が組み込まれた非ヒト哺乳類である。
このとき、前記非ヒト哺乳類は、マウス、ラット、ブタ、ヒツジ、ウマ、ウシ、イヌ、ネコ、サルからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
また、前記発現用プロモーター領域は、テトラサイクリン・レスポンス・エレメント(TRE)を含むと共に、当該非ヒト・トランスジェニック哺乳類は、更に当該哺乳類における臓器特異的発現遺伝子の発現プロモーターの下流側に、リバーステトラサイクリン調節性トランス活性化因子(rtTA)遺伝子が組み込まれていることが好ましい。
また、前記臓器は肺であり、臓器特異的発現遺伝子は、クララ細胞分泌蛋白(CCSP)、サーファクタント・プロテインA(SPA)、サーファクタント・プロテインB(SPB)、サーファクタント・プロテインC(SPC)からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。これらの遺伝子は、特に肺で特異的に発現することが確認されているものであることから、少なくとも一つを選択し、その発現プロモーター領域を用いることにより、下流側に組み込んだrtTA遺伝子を肺で特異的に発現させることができる。The transgenic animal according to the invention for achieving the above object is a human [L858R] epidermal growth factor receptor containing 28 exons (Ex) and 27 introns in the entire gene region downstream of the expression promoter region. It is a non-human mammal in which the body ([L858R] -h-EGFR) gene has been integrated.
In addition, the transgenic animal according to another invention is a human [L858R + T790M] epidermal growth factor receptor ([L858R)) containing the entire gene region of 28 exons and 27 introns downstream of the promoter region for expression. It is a non-human mammal in which the + T790M] -h-EGFR) gene has been integrated.
At this time, the non-human mammal is preferably at least one selected from the group consisting of mice, rats, pigs, sheep, horses, cows, dogs, cats, and monkeys.
In addition, the expression promoter region contains a tetracycline response element (TRE), and the non-human transgenic mammal further regulates reverse tetracycline downstream of the expression promoter of the organ-specific expression gene in the mammal. It is preferable that the sex trans activator (rtTA) gene is integrated.
The organ is the lung, and the organ-specific expression gene is a group consisting of Clara cell secretory protein (CCSP), surfactant protein A (SPA), surfactant protein B (SPB), and surfactant protein C (SPC). It is preferably at least one selected from. Since these genes have been confirmed to be specifically expressed in the lung, at least one of these genes has been selected, and by using the expression promoter region, the rtTA gene incorporated downstream can be incorporated into the lung. Can be specifically expressed in.
また、前記非ヒト哺乳類がマウスであり、ドキシサイクリンの投与によって、肺がんを発症することが好ましい。このとき、マウスの系統は、C57BL/6Jであることが好ましい。
別の発明に係るトランスジェニックマウスの作製方法は、(1)28個のエクソン(Ex)と27個のイントロンの全遺伝子領域を含有するh-EGFR遺伝子を含むBACにおいて、h-EGFR遺伝子のEx21に選択用カセットを組み込み、選択用遺伝子導入h-EGFR遺伝子を得る選択用遺伝子組換え工程、(2)前記選択用遺伝子導入h-EGFR遺伝子のEx21の前後のゲノム配列を相同配列として[L858R]変異の両端に配置し、EGFRトランスファーコンストラクトを作製する修飾工程、(3)前記Ex21の選択用カセットをEGFRトランスファーコンストラクトの[L858R]変異リペアーフラグメントで置換する置換工程、(4)[L858R]-h-EGFRの5'側に前記発現用プロモーター領域を連結する受容体発現用遺伝子とする受容体発現用遺伝子調製工程、(5)前記受容体発現用遺伝子とm-SSCPrtTA RecBAC発現用遺伝子とを精製し、マウス胚にマイクロインジェクションして、トランスジェニックマウスを得る工程を備えることが好ましい。Further, it is preferable that the non-human mammal is a mouse and administration of doxycycline causes lung cancer. At this time, the mouse strain is preferably C57BL / 6J.
The method for producing a transgenic mouse according to another invention is as follows: (1) Ex21 of the h-EGFR gene in BAC containing the h-EGFR gene containing the entire gene region of 28 exons (Ex) and 27 introns. Selection gene recombination step to obtain the selection gene-introduced h-EGFR gene by incorporating the selection cassette into (2) The genome sequence before and after Ex21 of the selection gene-introduced h-EGFR gene is used as a homologous sequence [L858R]. A modification step of placing at both ends of the mutation to prepare an EGFR transfer construct, (3) a replacement step of substituting the Ex21 selection cassette with a [L858R] mutant repair fragment of the EGFR transfer construct, (4) [L858R] -h. -Receptor expression gene preparation step as a receptor expression gene that links the expression promoter region to the 5'side of EGFR, (5) Purification of the receptor expression gene and m-SSCPrtTA RecBAC expression gene It is preferable to include a step of microinjecting a mouse embryo to obtain a transgenic mouse.
また、別の発明に係るトランスジェニックマウスの作製方法は、(1)28個のエクソンと27個のイントロンの全遺伝子領域を含有するh-EGFR遺伝子を含むBACにおいて、h-EGFR遺伝子のEx21に選択用カセットを組み込み、選択用遺伝子導入h-EGFR遺伝子を得る選択用遺伝子組換え工程、(2)前記選択用遺伝子導入h-EGFR遺伝子のEx21の前後のゲノム配列を相同配列として[L858R]変異の両端に配置し、EGFRトランスファーコンストラクトを作製する修飾工程、(3)前記Ex21の選択用カセットをEGFRトランスファーコンストラクトの[L858R]変異リペアーフラグメントで置換する置換工程、(4)[L858R]-h-EGFRの5'側に前記発現用プロモーター領域を連結する受容体発現用遺伝子とする受容体発現用遺伝子調製工程、(4-1)前記受容体発現用遺伝子調製工程で得られた[L858R]-h-EGFRのEx20に選択用カセットを組み込み、選択用遺伝子導入[L858R]-h-EGFR遺伝子を得る第2選択用遺伝子組換え工程、(4-2)前記第2選択用遺伝子導入[L858R]-h-EGFR遺伝子のEx20の前後のゲノム配列を相同配列として[T790M]変異の両端に配置し、EGFRトランスファーコンストラクトを作製する第2修飾工程、(4-3)前記Ex20の選択用カセットをEGFRトランスファーコンストラクトの[T790M]変異リペアーフラグメントで置換する(第2置換工程)ことで、EGFRの5'側に前記発現用プロモーター領域を備えた第2受容体発現用遺伝子とする第2受容体発現用遺伝子調製工程、(5)前記第2受容体発現用遺伝子とm-SSCPrtTA RecBAC発現用遺伝子とを精製し、マウス胚にマイクロインジェクションして、トランスジェニックマウスを得る工程を備えることが好ましい。
このとき、前記選択用遺伝子導入h-EGFR遺伝子を作製する際に用いられるPCR反応用の一対のプライマーの塩基数は、50塩基〜60塩基であることが好ましい。Further, the method for producing a transgenic mouse according to another invention is as follows: (1) In BAC containing the h-EGFR gene containing the entire gene region of 28 exons and 27 introns, the h-EGFR gene Ex21 was used. Selection gene recombination step of incorporating a selection cassette to obtain a selection gene-introduced h-EGFR gene, (2) [L858R] mutation using the genome sequences before and after Ex21 of the selection gene-introduced h-EGFR gene as homologous sequences Modification step of arranging at both ends of the gene to prepare an EGFR transfer construct, (3) Substitution step of replacing the selection cassette of Ex21 with the [L858R] mutant repair fragment of the EGFR transfer construct, (4) [L858R] -h- A gene preparation step for receptor expression, which is a gene for receptor expression that links the expression promoter region to the 5'side of EGFR, (4-1) Obtained in the gene preparation step for receptor expression [L858R]- Incorporating a selection cassette into Ex20 of h-EGFR and introducing a gene for selection [L858R]-Second-select gene recombination step to obtain the h-EGFR gene, (4-2) Introduction of the second-select gene [L858R] -The genome sequences before and after Ex20 of the h-EGFR gene are placed at both ends of the [T790M] mutation as homologous sequences, and the second modification step to prepare an EGFR transfer construct, (4-3) The cassette for selecting Ex20 is EGFR. By substituting with the [T790M] mutant repair fragment of the transfer construct (second substitution step), the gene for expression of the second receptor having the promoter region for expression on the 5'side of EGFR can be used for the expression of the second receptor. It is preferable to include a gene preparation step, (5) a step of purifying the second receptor expression gene and the m-SSCPrtTA RecBAC expression gene and microinjecting them into a mouse embryo to obtain a transgenic mouse.
At this time, the number of bases of the pair of primers for the PCR reaction used when preparing the selection gene-introduced h-EGFR gene is preferably 50 to 60 bases.
本発明によれば、肺特異的にh-EGFRを発現し、自然発症的に肺がんを発症するTGマウスを提供できる。このTGマウスは、従来のモデルマウスに比べ、悪性度が高くヒト肺がんの臨床に近い状態を示すので、肺がんに関する研究を飛躍的に発展させられる。 According to the present invention, it is possible to provide a TG mouse that expresses h-EGFR in a lung-specific manner and spontaneously develops lung cancer. Compared with the conventional model mouse, this TG mouse has a higher degree of malignancy and shows a state close to the clinical state of human lung cancer, so that research on lung cancer can be dramatically developed.
次に、本発明の実施形態について、図表を参照しつつ説明するが、本発明の技術的範囲は、これらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を変更することなく様々な形態で実施することができる。
A.[L858R]-h-EGFR発現TGマウスの作製と評価
まず、[L858R]-h-EGFRを肺特異的に発現するTGマウスを作製し、その特性を調べた。
<肺特異的h-EGFR発現TGマウスの作製>
1.TGマウスの作製方法
図1には、h-EGFRの遺伝子構造(特に、エクソンとイントロン領域)の様子を示した。h-EGFR遺伝子には、28個のエクソンと、27個のイントロンが含まれている。ここで従来行われた研究報告によると、タンパク質としてのh-EGFRを発現させたTGマウスを製造する場合には、cDNAライブラリからエクソンのみが結合したDNAを調製し、これを用いればよい(例えば、非特許文献1,2には、この方法で作製されたTGマウスが開示されている)。一方、従来にはジャンクと思われていたイントロン部分から転写されたRNAが、エピジェネティックな効果(例えば、siRNA、microRNAとしての作用)を持つことが解明されつつある。この点に注目し、本発明のTGマウスにおいて使用されるh-EGFR遺伝子には、すべて(28個)のエクソンとすべて(27個)のイントロンが含まれているので選択的スプライシング(alternative splicing)が起こる可能がある。選択的スプライシングとは、遺伝子のスプライシングを行う部位・組み合わせが変化し、複数種の成熟mRNAが生成することである。即ち、ひとつの遺伝子から多数の生成物(蛋白)が生じてくるという意味である。選択的スプライシングには、エクソン内スプライシング部位の選択、カセットエクソン、イントロン保持など、多様な種類がある。この選択的スプライシングによって、スプライスバリアント(splice variant)と呼ばれる変異タンパク質が生成される。複数のエクソンを持つ遺伝子の95%が選択的スプライシングを受けると言われている。従って、本発明のTGマウスでは通常のh-EGFR cDNAから作製されたh-EGFR TGマウスと違って、癌の悪性度を高くするh-EGFRの変異(バリアント)の蛋白が合成される可能性が高い。このような理由により、従来のcDNAから作製されたh-EGFR TGマウスは、充分にヒト肺がんの臨床的な状態を表していない可能性が考えられる。
そこで、本発明者は、h-EGFRの全エクソン・イントロンを用いてTGマウスを作製する方法を用いた。図2〜図4には、肺特異的に[L858R]-h-EGFRを発現し、肺がんを発症するTGマウスの作製方法の概要を示した。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to figures and tables, but the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments without changing the gist of the invention. Can be carried out at.
A. Preparation and evaluation of [L858R] -h-EGFR-expressing TG mouse First, a TG mouse expressing [L858R] -h-EGFR in a lung-specific manner was prepared and its characteristics were investigated.
<Preparation of lung-specific h-EGFR-expressing TG mice>
1. 1. Method for producing TG mouse FIG. 1 shows the state of the gene structure of h-EGFR (particularly, the exon and intron regions). The h-EGFR gene contains 28 exons and 27 introns. According to a conventional research report, when producing a TG mouse expressing h-EGFR as a protein, a DNA to which only exons are bound may be prepared from a cDNA library and used (for example). ,
Therefore, the present inventor used a method for producing a TG mouse using all exon introns of h-EGFR. FIGS. 2 to 4 show an outline of a method for producing a TG mouse that expresses [L858R] -h-EGFR in a lung-specific manner and develops lung cancer.
本実施形態の方法により作製されるTGマウスは、二種類の外来遺伝子が組み込まれている。図2に示すように、一方の外来遺伝子(図中下側の(A))は、マウスの肺特異的に発現する遺伝子(CCSP)のプロモーター(promoter)に続けて、所定の物質(ドキシサイクリン(Doxycycline):Dox)と結合するリバーステトラサイクリン制御性トランス活性化因子(rtTA protein)とポリAテール(polyA)を有している。CCSPは、クララ細胞分泌タンパク質プロモーターである。rtTAは、テトラライクリンリプレッサー(TetR)とVP16トランス活性化ドメインの融合タンパク質である。この融合タンパク質では、TetR中のDNA結合部位の4個のアミノ酸が変化しており、Dox存在下において標的とする遺伝子のTRE(tetracycine response element)にあるtetO配列を認識する。このシステムでは、Dox存在下においてのみ、rtTAによって、TRE制御標的遺伝子が発現する。
また、他方の外来遺伝子(図中上側の(B))は、TREの下流に[L858R]-h-EGFR遺伝子とpolyAを有している。TREには、7個の連続するtetOオペレーター(10塩基からなるバクテリアtet-O配列とスペーサー配列とを含む)とCMV(サイトメガロウイルス)プロモーター配列(minimal promoter)が含まれている。
二種類の外来遺伝子が組み込まれたTGマウスでは、rtTAタンパク質が恒常的に肺において発現しており、図2中の(A)、(B)の破線内で示すように、Doxが体内に存在する場合にのみ、Dox-rtTA複合体を生じる。これがtetOに結合することで、[L858R]-h-EGFR遺伝子の発現を誘導する。このように、Doxの存在によって、[L858R]-h-EGFRの発現を誘導するシステムとなる。
図3及び図4には、二種類の外来遺伝子をマウスに組み込む方法を示した。図3中、StepAには、[L858R]-h-EGFRを発現する遺伝子(図2中(B))を作製する方法を、StepBには、マウスの肺特異的にrtTAを発現する遺伝子(図2中(A))を作製する方法を、StepCには、各遺伝子を直鎖化後に高純度DNAを精製する方法の概要を、それぞれ示した。図4中、StepDには、二種類の遺伝子混合物を組み込んだ産子の作製方法を、StepEには、二種類の外来遺伝子が組み込まれた雄性TGファウンダーを、StepF及びStepGには、雄性TGファウンダーから得た精子からTGマウス(雄性F1及び雌性F1)を作製する方法の概要を、それぞれ示した。各ステップの詳細については、次に説明する。The TG mouse produced by the method of this embodiment incorporates two types of foreign genes. As shown in FIG. 2, one of the foreign genes ((A) in the lower part of the figure) is a predetermined substance (doxycycline (doxycycline), following the promoter of the gene (CCSP) specifically expressed in the mouse lung. Doxycycline): Has a reverse tetracycline-regulated transactivator (rtTA protein) that binds Dox) and a polyA tail (polyA). CCSP is a Clara cell secretory protein promoter. rtTA is a fusion protein of the tetracycline repressor (TetR) and the VP16 transactivation domain. In this fusion protein, four amino acids at the DNA binding site in TetR are altered, and in the presence of Dox, the tetO sequence in the TRE (tetracycine response element) of the target gene is recognized. In this system, the TRE-regulated target gene is expressed by rtTA only in the presence of Dox.
The other foreign gene ((B) in the upper part of the figure) has the [L858R] -h-EGFR gene and polyA downstream of the TRE. The TRE contains seven contiguous tetO operators (including a 10-base bacterial tet-O sequence and a spacer sequence) and a CMV (cytomegalovirus) promoter sequence (minimal promoter).
In TG mice in which two types of foreign genes have been integrated, the rtTA protein is constitutively expressed in the lung, and Dox is present in the body as shown by the broken lines (A) and (B) in FIG. Only if you do, dox-rtTA complex is generated. When it binds to tetO, it induces the expression of the [L858R] -h-EGFR gene. Thus, the presence of Dox provides a system that induces the expression of [L858R] -h-EGFR.
3 and 4 show a method of incorporating two kinds of foreign genes into mice. In FIG. 3, Step A is a method for producing a gene expressing [L858R] -h-EGFR ((B) in FIG. 2), and Step B is a gene expressing rtTA specifically for mouse lungs (Fig. 3). The method for producing (A) in 2) and the outline of the method for purifying high-purity DNA after linearizing each gene are shown in Step C. In FIG. 4, Step D is a method for producing a sperm incorporating a mixture of two types of genes, Step E is a male TG founder incorporating two types of foreign genes, and Step F and Step G are male TG founders. The outline of the method for producing TG mice (male F1 and female F1) from sperms obtained from the above was shown respectively. Details of each step will be described below.
2.h-EGFR遺伝子ゲノムクローンの作製
tetO-[L858R]-h-EGFR RecBAC TGマウスを作出するための標的遺伝子であるh-EGFR遺伝子情報を解析し、ヒトEGFR遺伝子座を含むBACゲノムクローン(RP11-815K24)を理化学研究所から入手した。このクローンをPCR法でスクリーニングしたところ、図5に示すように、標的遺伝子マーカーを示すバンドが認められた。このことより、このクローンが標的遺伝子を含む目的のBACゲノムクローンである事を確認した。
なお、図5(A)は、ヒト野生型(WT)EGFR遺伝子中のEx21の位置とイメージを、図5(B)は、クローンからPCR法によって増幅したEx21のバンドを電気泳動で確認した結果を示した。
EGFR遺伝子のゲノムDNA配列をもとにして、EGFR遺伝子のエキソン21に表1に示す配列のPCRプライマー(配列番号1及び配列番号2)を設定した。このプライマーの組み合わせで、購入したBACクローンをテンプレートにして、LA-Taq(タカラバイオ社製)を用いてEGFR遺伝子のエキソン21のゲノムDNAフラグメント、490bpを増幅するPCRを行い、購入したBACクローンがtetO-h[L858R]EGFR RecBACの構築に必要なEGFR遺伝子座のDNA配列を含むクローンであることを確認した。2. Preparation of h-EGFR gene genome clone
tetO- [L858R] -h-EGFR RecBAC TG We analyzed the h-EGFR gene information, which is a target gene for producing mice, and obtained a BAC genome clone (RP11-815K24) containing the human EGFR locus from RIKEN. did. When this clone was screened by the PCR method, a band showing a target gene marker was observed as shown in FIG. From this, it was confirmed that this clone is the target BAC genome clone containing the target gene.
In addition, FIG. 5 (A) shows the position and image of Ex21 in the human wild-type (WT) EGFR gene, and FIG. 5 (B) shows the result of confirming the band of Ex21 amplified by the PCR method from the clone by electrophoresis. showed that.
Based on the genomic DNA sequence of the EGFR gene, PCR primers (SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2) of the sequences shown in Table 1 were set in exon 21 of the EGFR gene. With this primer combination, using the purchased BAC clone as a template, LA-Taq (manufactured by Takara Bio Co., Ltd.) was used to perform PCR to amplify the genomic DNA fragment of Exon 21 of the EGFR gene, 490 bp, and the purchased BAC clone was obtained. It was confirmed that the clone contains the DNA sequence of the EGFR locus required for the construction of tetO-h [L858R] EGFR RecBAC.
3.h-EGFR遺伝子レシピエントコンストラクトの構築
ヒトEGFR遺伝子座を含むゲノムクローン(RP11-815K24)について、Red/ET Recombination Technologyを利用して、[L858R]変異遺伝子を組み込むためのレシピエントとなる組換えBACクローンを構築した。(i)ヒトBACクローンのEGFR遺伝子のEx21にセレクションマーカーを挿入し(図6(A))、(ii)ヒトBACクローンのEGFR遺伝子産物をコードするゲノム領域のうちEx21を削除して、tetO-[L858R]-h-EGFR RecBACの中間体を調製した(選択用遺伝子組換え工程。図6(B))。図6(C)には、当該中間体が作製されたことを電気泳動で確認した結果を示した。
大腸菌内での能動型相同組み換え反応であるRed/ET Recombination Technologyを利用して、EGFR遺伝子を含むBACクローンから[L858R]変異の組換えBACクローン(tetO-h[L858R]EGFR RecBAC)を構築した。
表2に示したように、ヒトEGFR遺伝子の5’-UTRのゲノムDNA配列の5'、および3’flanking配列、および[L858R]変異遺伝子の5'、および3' flanking配列を大腸菌内での能動型相同組み換え反応のためのキー配列とした(配列番号3〜配列番号6)。3. 3. Construction of h-EGFR gene recipient construct A recombinant BAC that serves as a recipient for incorporating the [L858R] mutant gene into a genomic clone (RP11-815K24) containing the human EGFR locus using Red / ET Recombination Technology. I built a clone. (i) Insert a selection marker into Ex21 of the EGFR gene of the human BAC clone (Fig. 6 (A)), (ii) Delete Ex21 from the genomic region encoding the EGFR gene product of the human BAC clone, and tetO- An intermediate of [L858R] -h-EGFR RecBAC was prepared (selective gene recombination step. FIG. 6 (B)). FIG. 6C shows the result of confirming that the intermediate was produced by electrophoresis.
Using Red / ET Recombination Technology, which is an active homologous recombination reaction in E. coli, a recombinant BAC clone (tetO-h [L858R] EGFR RecBAC) with a [L858R] mutation was constructed from a BAC clone containing the EGFR gene. ..
As shown in Table 2, the 5'and 3'flanking sequences of the 5'-UTR genomic DNA sequence of the human EGFR gene, and the 5'and 3'flanking sequences of the [L858R] mutant gene in Escherichia coli. The key sequence for the active homologous recombination reaction was used (SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 6).
まず、EGFR遺伝子座のエキソン21の領域にポジティブ/ネガティブセレクションマーカーカセット(Rpsl-kan)を挿入するために、EGFR-H3配列、Rpsl-kan、およびEGFR-H4配列をタンデムにつないだDNAフラグメントを、LA-Taq(タカラバイオ社製)を用いたPCRにより構築した(EGFR Rpsl-Kanブレークインフラグメント)。Red/ET反応の能力を有した大腸菌株に、EGFR遺伝子座を含むヒトBAC クローンとEGFR Rpsl-Kanブレークインフラグメントを導入し、このホスト大腸菌内でRed/ET反応を誘導させ、クロラムフェニコール耐性、かつカナマイシン耐性のコロニーをピックアップすることにより、EGFR RpslkanブレークインフラグメントがEGFR遺伝子座のエキソン21に挿入した組み換えBACクローンをスクリーニングした(tetO-h[L858R]EGFR RecBAC Intermediate)。 First, in order to insert a positive / negative selection marker cassette (Rpsl-kan) into the exon 21 region of the EGFR locus, a DNA fragment in which the EGFR-H3 sequence, Rpsl-kan, and EGFR-H4 sequences are tandemly linked is inserted. , LA-Taq (manufactured by Takara Bio Co., Ltd.) constructed by PCR (EGFR Rpsl-Kan break-in fragment). A human BAC clone containing the EGFR locus and an EGFR Rpsl-Kan break-in fragment are introduced into an Escherichia coli strain capable of the Red / ET reaction, and the Red / ET reaction is induced in this host Escherichia coli to induce chloramphenicol. By picking up resistant and canamycin-resistant colonies, recombinant BAC clones in which the EGFR Rpslkan break-in fragment was inserted into EGFR locus exon 21 were screened (tetO-h [L858R] EGFR RecBAC Intermediate).
4.[L858R]変異遺伝子ドナーコンストラクトの構築
EGFR遺伝子座のEx21の前後のゲノム配列を相同配列として[L858R]変異の両端に配置し、[L858R]変異を挿入するためのEGFRトランスファーコンストラクトを作製した(修飾工程)。図7(A)及び図7(B)には、TAクローニングを用いて[L858R]トランスファープラスミドを構築する方法を、図7(C)及び図7(D)には、[L858R]を電気泳動で確認した結果を示した。
大腸菌内での能動型相同組み換え反応であるRed/ET Recombination Technologyを利用して、tetO遺伝子を含むDNAクローンからtetO-h[L858R]EGFR RecBAC遺伝子トランスファープラスミドを構築した。
表2に示したように、ヒトEGFR遺伝子の5’-UTRのゲノムDNA配列の5'、および3’flanking配列を大腸菌内での能動型相同組み換え反応のためのキー配列とした。
まず、[L858R]変異遺伝子をプラスミドベクターにサブクローニングするために、EGFR-H3配列、[L858R]変異-H1、[L858R]変異遺伝子、[L858R]変異-H2、およびEGFR-H4の各配列をタンデムにつないだDNAフラグメントをPCRにより増幅した。形質転換能力を有した大腸菌株に、PCRフラグメントとpGEM-T easyプラスミドを同時に導入し、アンピシリン耐性のコロニーをピックアップすることにより、[L858R]変異トランスファープラスミドをスクリーニングした。4. [L858R] Construction of mutant gene donor construct
The genomic sequences before and after Ex21 at the EGFR locus were placed at both ends of the [L858R] mutation as homologous sequences to prepare an EGFR transfer construct for inserting the [L858R] mutation (modification step). 7 (A) and 7 (B) show a method for constructing a [L858R] transfer plasmid using TA cloning, and FIGS. 7 (C) and 7 (D) show electrophoresis of [L858R]. The result confirmed in is shown.
Using Red / ET Recombination Technology, which is an active homologous recombination reaction in E. coli, a tetO-h [L858R] EGFR RecBAC gene transfer plasmid was constructed from a DNA clone containing the tetO gene.
As shown in Table 2, the 5'and 3'flanking sequences of the 5'-UTR genomic DNA sequence of the human EGFR gene were used as key sequences for the active homologous recombination reaction in Escherichia coli.
First, in order to subclon the [L858R] mutant gene into a plasmid vector, the EGFR-H3 sequence, [L858R] mutant-H1, [L858R] mutant gene, [L858R] mutant-H2, and EGFR-H4 sequence are tandem. The DNA fragment connected to was amplified by PCR. The [L858R] mutant transfer plasmid was screened by simultaneously introducing a PCR fragment and a pGEM-T easy plasmid into a transforming E. coli strain and picking up ampicillin-resistant colonies.
5.組換えBAC型EGFR tetO発現コンストラクトの構築
Red/ET Recombination Technologyを利用して、ヒトEGFR遺伝子座に[L858R]変異遺伝子を挿入した組換えBACクローンを構築した。前述のヒトEGFRレシピエントコンストラクトのEx21に挿入したセレクションマーカーを、[L858R]変異リペアーフラグメントにより正確に置換して除去した(置換工程。図8(A)〜図8(C))。つまり、この段階では、ヒトEGFR遺伝子座のエキソン21の領域に[L858R]変異遺伝子を挿入するために、Red/ET反応の能力を有した大腸菌株に、先に構築したヒトEGFRレシピエントコンストラクトと[L858R]変異リペアーフラguメントを導入した。このホスト大腸菌内でRed/ET反応を誘導し、クロラムフェニコールおよびストレプトマイシン耐性コロニーをピックアップして、コロニーPCRでスクリーニングすることにより、ヒトEGFR遺伝子座のエキソン21に挿入したセレクションマーカーを、[L858R]変異リペアーフラグメントにより正確に置換したtetO-h[L858R]EGFR RecBAC発現ベクターを同定した。
シークエンス解析によりtetO-[L858R]-h-EGFR RecBACの接合部のDNA配列を精査したところ、意図した通りに[L858R]変異遺伝子がヒトEGFR遺伝子座に挿入されていることを確認した(受容体発現用遺伝子調製工程。図8(D)及び図8(E))。5. Construction of recombinant BAC-type EGFR tetO expression construct
Using Red / ET Recombination Technology, a recombinant BAC clone in which the [L858R] mutant gene was inserted at the human EGFR locus was constructed. The selection marker inserted into Ex21 of the human EGFR recipient construct described above was accurately replaced and removed with the [L858R] mutant repair fragment (substitution step. FIGS. 8 (A) to 8 (C)). That is, at this stage, in order to insert the [L858R] mutant gene into the exon 21 region of the human EGFR locus, the previously constructed human EGFR recipient construct was applied to the Escherichia coli strain capable of the Red / ET reaction. [L858R] Mutant repair fragment was introduced. By inducing the Red / ET reaction in this host E. coli, picking up chloramphenicol and streptomycin-resistant colonies, and screening by colony PCR, the selection marker inserted into exon 21 at the human EGFR locus was expressed in [L858R. ] A tetO-h [L858R] EGFR RecBAC expression vector exactly substituted with a mutant repair fragment was identified.
When the DNA sequence at the junction of tetO- [L858R] -h-EGFR RecBAC was examined by sequence analysis, it was confirmed that the [L858R] mutant gene was inserted into the human EGFR locus as intended (receptor). Gene preparation step for expression. FIGS. 8 (D) and 8 (E).
6.高純度BAC DNAフラグメントの精製
tetO-[L858R]-h-EGFR RecBAC組換えBACクローンを精製し、制限酵素で直鎖化した後、パルスフィールド電気泳動を行い、高純度BAC DNAフラグメントの精製を行った。分析用アガロースゲル電気泳動により精製した発現コンストラクトの純度と濃度を調べたところ、純粋な長鎖の発現コンストラクトが回収できていることがわかった。DNA濃度は215.3 ng/μlであり、トランスジェニックマウス作製に供するのに充分な濃度であった。図9において(A)は、分析用アガロースゲル電気泳動のガイドマーカーを、(B)は、直鎖化したDNAフラグメントのバンドを、(C)は、HPLCにてDNA濃度を調べた結果をそれぞれ示した。6. Purification of high-purity BAC DNA fragments
The tetO- [L858R] -h-EGFR RecBAC recombinant BAC clone was purified, linearized with a restriction enzyme, and then subjected to pulsed field gel electrophoresis to purify a high-purity BAC DNA fragment. When the purity and concentration of the expression construct purified by agarose gel electrophoresis for analysis were examined, it was found that the pure long-chain expression construct could be recovered. The DNA concentration was 215.3 ng / μl, which was sufficient for the production of transgenic mice. In FIG. 9, (A) is a guide marker for analytical agarose gel electrophoresis, (B) is a band of linearized DNA fragments, and (C) is the result of examining the DNA concentration by HPLC. Indicated.
7.m-CCSP rtTA RecBAC発現コンストラクトの構築
図10に示すように、Red/ET Recombination Technologyを利用して、マウスのCCSP遺伝子座をコードするゲノムクローンを入手し、そのコード配列にインフレームになるようにrtTA_SV40 polyA配列を挿入した組換えBACクローンを構築した。マウスCCSP遺伝子情報を解析し、マウスCCSP遺伝子座を含むBACゲノムクローン、RP23-223J21を理化学研究所から入手した。この、(i)マウスBACクローンのCCSP遺伝子のエキソン1に存在する翻訳開始コドンにセレクションマーカーを挿入し、(ii)マウスBACクローンのCCSP遺伝子産物をコードするゲノム領域のうち翻訳開始コドンのゲノムDNA配列を削除して、CCSP_rtTA RecBACの中間体を調製した。次に、(iii)rtTA_SV40 polyA配列の両端にマウスCCSP遺伝子のセレクションマーカー挿入部位のflanking配列を連結し、CCSP_rtTA RecBACリペアーフラグメントを作製後、(iv)最後にマウスCCSP遺伝子のエキソン1に存在する翻訳開始コドンに挿入したセレクションマーカーを、CCSP_rtTA RecBACリペアーフラグメントにより正確に置換して除去した。
つまり、大腸菌内での能動型相同組み換え反応であるRed/ET Recombination Technologyを利用して、CCSP遺伝子を含むBACクローンからrtTA_SV40 polyA配列の組換えBACクローン(CCSP_rtTA RecBAC)を構築した。表3に示したように、マウスCCSP遺伝子の翻訳開始コドンのゲノムDNA配列の5'、および3’flanking配列、およびrtTA遺伝子の5'、および3' flanking配列を大腸菌内での能動型相同組み換え反応のためのキー配列とした(配列番号7,8)。7. Construction of m-CCSP rtTA RecBAC expression construct As shown in Fig. 10, a genomic clone encoding the mouse CCSP locus was obtained using Red / ET Recombination Technology so that it could be in-framed in the coding sequence. A recombinant BAC clone with the rtTA_SV40 polyA sequence inserted was constructed. Mouse CCSP gene information was analyzed, and a BAC genome clone containing the mouse CCSP locus, RP23-223J21, was obtained from RIKEN. A selection marker is inserted into the translation initiation codon present in
In other words, a recombinant BAC clone (CCSP_rtTA RecBAC) of the rtTA_SV40 polyA sequence was constructed from a BAC clone containing the CCSP gene using Red / ET Recombination Technology, which is an active homologous recombination reaction in Escherichia coli. As shown in Table 3, active homologous recombination of the genomic DNA sequence 5'and 3'flanking sequence of the translation initiation codon of the mouse CCSP gene and the 5'and 3'flanking sequence of the rtTA gene in E. coli. It was used as a key sequence for the reaction (SEQ ID NOs: 7 and 8).
図10が示すように、まず、CCSP遺伝子座のエキソン1に存在する翻訳開始コドンの領域にポジティブ/ネガティブセレクションマーカーカセット(Rpsl-kan)を挿入するために、CCSP-H3配列、Rpsl-kan、およびCCSP-H4配列をタンデムにつないだDNAフラグメントを、LATaq(タカラバイオ社製)を用いたPCRにより構築した(CCSP Rpsl-Kanブレークインフラグメント)。Red/ET反応の能力を有した大腸菌株に、CCSP遺伝子座を含むBAC クローンとCCSP Rpsl-Kanブレークインフラグメントを導入し、このホスト大腸菌内でRed/ET反応を誘導させ、クロラムフェニコール耐性、かつカナマイシン耐性のコロニーをピックアップすることにより、CCSP Rpsl-kanブレークインフラグメントがCCSP遺伝子座のエキソン1に存在する翻訳開始コドンに挿入した組み換えBACクローンをスクリーニングした(CCSP_rtTA RecBAC Intermediate)。そして、このRecBAC Intermediate に、rtTA遺伝子のDNA配列を導入するため、rtTA_SV40 polyA配列の両端にマウスCCSP遺伝子のセレクションマーカー挿入部位のflanking配列をタンデムにつないだDNAカセットを構築した(rtTA_SV40 polyA配列リペアーフラグメント)。上記と同様の方法で、Red/ET反応の能力を有する大腸菌株に、CCSP_rtTA RecBAC Intermediateとともに、rtTAリペアーフラグメントを導入し、このホスト大腸菌内でRed/ET反応を誘導させてアンピシリンおよびストレプトマイシン耐性コロニーをピックアップすることにより、マウスCCSP遺伝子のエキソン1に存在する翻訳開始コドンに挿入したセレクションマーカーを、CCSP_rtTA RecBAC リペアーフラグメントにより正確に置換した組換えBACクローン(CCSP_rtTA RecBAC)をスクリーニングした。
以上の4段階のRed/ET反応により、マウスCCSP遺伝子座のエキソン/イントロン構造、およびCCSP遺伝子座の発現制御配列を損なうことなく、CCSP_rtTA RecBACを構築することができた。シークエンス解析によりCCSP_rtTA RecBACの組換えBACクローンの接合部のDNA配列を精査したところ、意図した通りにrtTA_SV40 polyA配列がマウスCCSP遺伝子座に挿入されていることを確認した(図11)。
次に、環状の組換えBACクローンを特異的制限酵素でリニアライズを行い、パルスフィールド電気泳動でその長鎖のDNAを精製した。As shown in FIG. 10, first, the CCSP-H3 sequence, Rpsl-kan, to insert a positive / negative selection marker cassette (Rpsl-kan) into the region of the translation initiation codon present at
By the above four-step Red / ET reaction, CCSP_rtTA RecBAC could be constructed without damaging the exon / intron structure of the mouse CCSP locus and the expression control sequence of the CCSP locus. When the DNA sequence at the junction of the recombinant BAC clone of CCSP_rtTA RecBAC was examined by sequence analysis, it was confirmed that the rtTA_SV40 polyA sequence was inserted into the mouse CCSP locus as intended (Fig. 11).
Next, the cyclic recombinant BAC clone was linearized with a specific restriction enzyme, and the long-chain DNA was purified by pulsed-field gel electrophoresis.
8.C57BL/6Jマウスへの遺伝子マイクロインジェクション
次に、詳述するように、C57BL/6Jマウスから受精卵を採取し、マイクロインジェクション法により二種類の外来遺伝子(tetO-[L858R]-h-EGFR RecBAC/CCSP_rtTA RecBAC発現コンストラクト)を導入した。すなわち、雌性C57BL/6J マウスに妊馬血清性ゴナドトロピン(PMSG)及びヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を投与して過排卵を誘起し、同系統の雄性マウスと交配した後、受精卵を採取した。マイクロマニュピレーターを用いて、C57BL/6J マウスの前核期胚の雄性核に、精製したtetO-[L858R]-h-EGFR RecBAC/CCSP-rtTA RecBAC発現コンストラクトを直接注入した。このDNA注入胚を偽妊娠誘起した受胚雌マウスの卵管に移植した(図4)。
偽妊娠処置したマウスの卵管に、発現コンストラクトを導入した受精卵を移植した。過排卵誘起して交配したC57BL/6J 雌性マウスから、合計322個の受精卵を採取した。マイクロインジェクションを受けたマウス受精卵を顕微鏡下で観察したところ、注入操作によるダメージで死滅した受精卵はわずかであった。これらの受精卵のうち、ダメージなく発現コンストラクトを注入できた300個の受精卵を偽妊娠マウスに移植することができた。
表4には、マイクロインジェクションを行ったマウス受精卵とファインダーに関するデータを、表5には、胚を移植した妊娠マウスの個体リストをそれぞれ示した。8. Gene microinjection into C57BL / 6J mice Next, as described in detail, fertilized eggs were collected from C57BL / 6J mice, and two types of foreign genes (tetO- [L858R] -h-EGFR RecBAC / CCSP_rtTA RecBAC expression construct) was introduced. That is, pregnant horse serum gonadotropin (PMSG) and human chorionic gonadotropin (hCG) were administered to female C57BL / 6J mice to induce hyperovulation, and after mating with male mice of the same strain, fertilized eggs were collected. Purified tetO- [L858R] -h-EGFR RecBAC / CCSP-rtTA RecBAC expression constructs were directly injected into the male nuclei of pronuclear stage embryos of C57BL / 6J mice using a micromanipulator. This DNA-injected embryo was transplanted into the oviduct of a pseudopregnant-induced female mouse (Fig. 4).
A fertilized egg into which an expression construct was introduced was transplanted into the oviduct of a mouse treated with pseudopregnancy. A total of 322 fertilized eggs were collected from C57BL / 6J female mice that were crossed by inducing hyperovulation. When the fertilized mouse eggs subjected to microinjection were observed under a microscope, only a few fertilized eggs died due to the damage caused by the injection operation. Of these fertilized eggs, 300 fertilized eggs that could be injected with the expression construct without damage could be transplanted into pseudopregnant mice.
Table 4 shows data on fertilized mouse eggs and finder that were microinjected, and Table 5 shows a list of pregnant mice transplanted with embryos.
9.肺特異的[L858R]-h-EGFR RecBAC遺伝子誘導発現TGマウス・ファウンダーのサザンスクリーニング
マイクロインジェクション法によりtetO-[L858R]-h-EGFR RecBAC/CCSP_rtTA RecBAC発現コンストラクトを導入したC57BL/6J マウスの受精卵から、TGマウスのファウンダー候補となる産子を得て、サザン解析によるジェノタイピングを行い、TGマウス・ファウンダー個体を同定した。合計322個の受精卵に発現コンストラクトを注入して、合計300個の注入胚を偽妊娠マウスに移植して自然分娩させたところ、これらの遺伝子を注入した受精卵から合計43頭のマウス産子を得た。これら43頭全ての個体を離乳まで育成することができた。tetO-[L858R]-h-EGFR RecBAC/CCSP-rtTA RecBAC発現コンストラクトを導入した初期胚からの産子数、離乳数は良好であった。このことから、発現コンストラクトを注入したことによるマウス受精卵の発生、分化への悪影響はなかったと考えられた。
図12に示すように、TGマウスのファウンダー候補となる産子から抽出したゲノムDNA断片と[32P]ラベル化プローブのハイブリダイゼーションを行った。図12(A)、(B)には、tetO-[L858R]-h-EGFRの結果を、図12(C)、(D)には、RecBAC/CCSP-rtTAの結果をそれぞれ示した。この結果より、tetO-[L858R]-h-EGFR RecBAC/CCSP-rtTA RecBAC発現コンストラクトを導入したTGマウス・ファウンダー個体、5頭(図12中のNo. 11, 25, 27, 36及び41)を同定した。これらのTGマウス・ファウンダー個体に導入した発現コンストラクトのコピー数は1コピーから3コピーであった。9. Pulmonary-specific [L858R] -h-EGFR RecBAC gene-induced expression TG mouse founder's Southern screening fertilized eggs of C57BL / 6J mice introduced with tetO- [L858R] -h-EGFR RecBAC / CCSP_rtTA RecBAC expression construct by microinjection method From this, we obtained offspring that are candidates for the founder of TG mice, performed genotyping by Southern analysis, and identified individual TG mouse founders. When the expression construct was injected into a total of 322 fertilized eggs and a total of 300 injected embryos were transplanted into pseudopregnant mice for spontaneous delivery, a total of 43 mouse offspring were produced from the fertilized eggs injected with these genes. Got All 43 of these individuals were able to be raised until weaning. The number of offspring and weaning from the early embryo into which the tetO- [L858R] -h-EGFR RecBAC / CCSP-rtTA RecBAC expression construct was introduced was good. From this, it was considered that the injection of the expression construct did not adversely affect the development and differentiation of fertilized mouse eggs.
As shown in FIG. 12, the genomic DNA fragment extracted from the offspring, which is a candidate for the founder of TG mice, was hybridized with the [32P] labeled probe. 12 (A) and 12 (B) show the results of tetO- [L858R] -h-EGFR, and FIGS. 12 (C) and 12 (D) show the results of RecBAC / CCSP-rtTA, respectively. From this result, 5 TG mouse founder individuals (Nos. 11, 25, 27, 36 and 41 in FIG. 12) into which the tetO- [L858R] -h-EGFR RecBAC / CCSP-rtTA RecBAC expression construct was introduced were introduced. Identified. The copy numbers of the expression constructs introduced into these TG mouse founder individuals ranged from 1 to 3 copies.
10.TGマウスのジェノタイピング
TGマウス・ファウンダー個体のジェノタイピングはPCR法を用いて行った。表6には使用したプライマーを示した(配列番号9〜配列番号12)。図13に示すように、TGマウス・ファウンダー個体のそれぞれには、tetO-[L858R]-h-EGFR RecBAC/CCSP-rtTA RecBAC発現コンストラクトが認められた。10. Genotyping of TG mice
Genotyping of TG mouse founder individuals was performed using the PCR method. Table 6 shows the primers used (SEQ ID NO: 9 to SEQ ID NO: 12). As shown in FIG. 13, tetO- [L858R] -h-EGFR RecBAC / CCSP-rtTA RecBAC expression construct was observed in each of the TG mouse founder individuals.
11.肺特異的[L858R]-h-EGFRの発現(RT-PCR)
表7には、RT-PCRに用いたプライマーの配列を示した(配列番号13,14)。TGマウス・ファウンダー個体(雄性)の精巣上体から得た精子と、C57BL/6Jマウス(雌性)から得た未受精卵とから受精卵を作製した。この受精卵を偽妊娠処置したマウスの卵管に移植した。各マウスからTGマウス(雌雄第1世代(F1))を得た。11. Lung-specific [L858R] -h-EGFR expression (RT-PCR)
Table 7 shows the sequences of the primers used for RT-PCR (SEQ ID NOs: 13 and 14). Fertilized eggs were prepared from sperms obtained from the epididymis of TG mouse founder individuals (male) and unfertilized eggs obtained from C57BL / 6J mice (female). This fertilized egg was transplanted into the oviduct of a mouse treated with pseudopregnancy. TG mice (male and female first generation (F1)) were obtained from each mouse.
TGマウスにDoxが含まれている餌を与え、肺特異的に[L858R]-h-EGFRを発現させた。TGマウスにおいて肺特異的に[L858R]-h-EGFRが発現していることを逆転写酵素PCR(RT-PCR)によって確認した。各組織からトリゾール(TRIZOL (Invitrogen, Carlsbad, CA))を用いて、全RNAを抽出した後、RT-PCRを実施した。PCR反応物は、2%アガロースゲルを用いて電気泳動し、バンドを臭化エチジウムで染色した後、紫外光にて観察した。結果を図14に示した。図中、A549は[L858R]-h-EGFRを持つコントロール細胞を、Gapdhはハウスキーピング遺伝子マーカーを示す。野生型(WT)では、[L858R]-h-EGFRの発現は認められず、TGマウスでは、肺特異的に[L858R]-h-EGFRの発現が認められた。 TG mice were fed a diet containing Dox to express [L858R] -h-EGFR in a lung-specific manner. It was confirmed by reverse transcriptase PCR (RT-PCR) that [L858R] -h-EGFR was expressed lung-specifically in TG mice. Total RNA was extracted from each tissue using TRIZOL (TRIZOL (Invitrogen, Carlsbad, CA)), and then RT-PCR was performed. The PCR reaction product was electrophoresed on a 2% agarose gel, the band was stained with ethidium bromide, and then observed with ultraviolet light. The results are shown in FIG. In the figure, A549 indicates a control cell having [L858R] -h-EGFR, and Gapdh indicates a housekeeping gene marker. In the wild type (WT), expression of [L858R] -h-EGFR was not observed, and in TG mice, expression of [L858R] -h-EGFR was observed in a lung-specific manner.
12.肺がん組織中のPD-1及びPD-L1の発現
近年、がん細胞が免疫のはたらきを抑制して、免疫細胞の攻撃を阻止していることがわかってきた。そこで、がん細胞によるブレーキを解除することで、免疫細胞の働きを再び活発にしてがん細胞を攻撃できるようにする新たな治療法が考えられた。その中でも、現在では免疫チェックポイントと呼ばれるブレーキ部分(PD-L1とPD-1の結合)を阻害する「免疫チェックポイント阻害薬」が治療で使用されている。
肺がん組織においても、EGFR遺伝子変異と免疫チェックポイント分子発現の間に関連性が指摘されている。これまで、ヒトの生検組織や手術検体で両者を検討した報告はあるが、ヒト変異EGFR遺伝子全長を組み込んだ肺癌モデルマウスでの報告は認められない。
そこで、本実施形態のTGマウスを用いて、マウスの肺がん組織における免疫チェックポイント分子(PD-1及びPD-L1)の発現を蛍光顕微鏡及びRT-PCRによって調べた。肺がん組織からトリゾール(TRIZOL (Invitrogen, Carlsbad, CA))を用いて、全RNAを抽出した後、RT-PCRを実施した。PCR反応物は、2%アガロースゲルを用いて電気泳動し、バンドを臭化エチジウムで染色した後、紫外光にて観察した。12. Expression of PD-1 and PD-L1 in lung cancer tissues In recent years, it has been found that cancer cells suppress the function of immunity and prevent the attack of immune cells. Therefore, a new treatment method has been considered in which the function of immune cells is reactivated and the cancer cells can be attacked by releasing the brake by the cancer cells. Among them, "immune checkpoint inhibitors" that block the braking part (the binding of PD-L1 and PD-1) called immune checkpoints are currently used in treatment.
In lung cancer tissues, a link has been pointed out between EGFR gene mutation and immune checkpoint molecule expression. So far, there have been reports of examining both in human biopsy tissues and surgical specimens, but no reports have been made in lung cancer model mice incorporating the full length of the human mutant EGFR gene.
Therefore, using the TG mouse of the present embodiment, the expression of immune checkpoint molecules (PD-1 and PD-L1) in the lung cancer tissue of the mouse was examined by fluorescence microscopy and RT-PCR. Total RNA was extracted from lung cancer tissue using TRIZOL (TRIZOL (Invitrogen, Carlsbad, CA)), and then RT-PCR was performed. The PCR reaction product was electrophoresed on a 2% agarose gel, the band was stained with ethidium bromide, and then observed with ultraviolet light.
<肺特異的[L858R]-h-EGFR発現TGマウスの評価>
1.TGマウスの肺がん発症
TGマウスにDox投与開始前とDoxが含まれている餌を与え始めた日から7日目、13日目に肺CT画像を写した。図15には、1匹のTGマウス(横方向に、同一マウスのCTの同一スライドレベルを示す;縦方向に、同一マウスのCTの違うスライドレベルを示す)のCT画像を示した。また、図16には、TGマウス(3)の13日目の画像を拡大して示した。
Dox投与後から7日目には、肺がんが認められ、従来のモデルに比べると発症が早かった。また、この肺がんは、進行性のものであり、Dox投与からの日数が増加するに連れて増大した。<Evaluation of lung-specific [L858R] -h-EGFR-expressing TG mice>
1. 1. Onset of lung cancer in TG mice
Lung CT images were taken before the start of Dox administration and on the 7th and 13th days from the day when the diet containing Dox was started. FIG. 15 shows a CT image of one TG mouse (horizontally showing the same slide level of CT of the same mouse; vertically showing different slide levels of CT of the same mouse). Further, FIG. 16 shows an enlarged image of the TG mouse (3) on the 13th day.
Lung cancer was observed 7 days after Dox administration, and the onset was earlier than in the conventional model. The lung cancer was also advanced and increased as the number of days after Dox administration increased.
2.[L858R]-h-EGFR TGマウスの肺組織及びその他の所見
肺がんを発症した[L858R]-h-EGFR TGマウスについて、肺組織を顕微鏡にて観察した。TGマウスの肺組織をヘマトキシリン・エオジン染色(H&E染色)し、顕微鏡(A→×40; B→×100;C,D→×200)にて観察した結果を図17に示した。各画像中には、腫瘍細胞(図中の矢印T)が認められた。腫瘍細胞の形態を確認したところ、未分化型であり、悪性度の高い腫瘍が示す上皮間葉転移(epithelial-mesenchymal transition; EMT)(図18A)、及びムチンの過剰発現(図18B)が認められた。腸間膜リンパ節(図18A)と横隔膜リンパ節(図20B)の転移の様子を示した。
肺がんを発症した[L858R]-h-EGFR TGマウスを精査したところ、癌細胞の血管への浸潤(図19A)、腸間膜リンパ節(図20A)と横隔膜リンパ節(図20B)の遠隔転移が認められ、悪性度が高いことが確認された。従来のTGマウス(cDNAを用いたもの)では、癌細胞の血管浸潤、遠隔転移に関する報告は認められない。また、Doxを含有させた餌を与え始めてから、肺がんが発症するまでの日数が7日と短く、悪性度が高いものと認められた。
WHOによれば、肺癌組織型として、表8のような分類がなされている。2. Lung tissue and other findings of [L858R] -h-EGFR TG mice The lung tissue of [L858R] -h-EGFR TG mice that developed lung cancer was observed under a microscope. The lung tissue of TG mice was stained with hematoxylin and eosin (H & E staining), and the results observed under a microscope (A → × 40; B → × 100; C, D → × 200) are shown in FIG. Tumor cells (arrow T in the figure) were found in each image. When the morphology of the tumor cells was confirmed, epithelial-mesenchymal transition (EMT) (Fig. 18A) and overexpression of mucin (Fig. 18B) exhibited by undifferentiated and highly malignant tumors were observed. Was done. The metastasis of the mesenteric lymph node (Fig. 18A) and the diaphragm lymph node (Fig. 20B) was shown.
Close examination of [L858R] -h-EGFR TG mice that developed lung cancer revealed infiltration of cancer cells into blood vessels (Fig. 19A) and distant metastasis of mesenteric lymph nodes (Fig. 20A) and diaphragmatic lymph nodes (Fig. 20B). Was observed, and it was confirmed that the malignancy was high. No reports on vascular infiltration or distant metastasis of cancer cells have been observed in conventional TG mice (using cDNA). In addition, the number of days from the start of feeding Dox-containing food to the onset of lung cancer was as short as 7 days, and it was recognized that the malignancy was high.
According to WHO, the lung cancer histological types are classified as shown in Table 8.
[L858R]-h-EGFR TGマウスの肺癌には、上記肺癌組織型のうち、肺胞置換性パターン、乳頭状パターン、充実性パターン、粘液性肺腺癌(ムチンの多量発現)などの各種のものが認められたことから、侵襲性肺癌の臨床モデルとして利用できることが分かった。また、血管への浸潤、腸間膜リンパ節及び横隔膜リンパ節への遠隔転移も認められた。このことからも、ヒトの臨床モデルにより近いものと考えられた。
また、TGマウスにおいて肺特異的にPD-1及びPD-L1が発現していることを逆転写酵素PCR(RT-PCR)によって確認した。結果をまとめたものを図21に示した。図21(A)、(B)は、PD-L1の発現を調べたゲル写真図とグラフを、図21(C)、(D)は、PD-1の発現を調べたゲル写真図とグラフをそれぞれ示す。図中、GAPDHはハウスキーピング遺伝子マーカーを示す。野生型(Wild Type)及びTGマウス(EGFR-TG)のいずれにおいても、PD-1及びPD-L1の発現が認められたが、TGマウスはWTマウスに比べて、高い発現が認められた。特に、PD-L1は、TGマウスで有意に(P<0.05)高い発現が認められた。このため、本実施形態のTGマウスを用いることで、EGFRチロシンキナーゼ阻害薬(TKI)と免疫チェックポイント阻害薬の併用療法の有用性など新しい治療法の開発に役立てられる。[L858R] -h-EGFR TG mouse lung cancer includes various lung cancer histological types such as alveolar replacement pattern, papillary pattern, solid pattern, and mucinous lung adenocarcinoma (high expression of mucin). It was found that it can be used as a clinical model for invasive lung cancer. Infiltration into blood vessels and distant metastasis to mesenteric and diaphragmatic lymph nodes were also observed. From this, it was considered that it was closer to the human clinical model.
In addition, it was confirmed by reverse transcriptase PCR (RT-PCR) that PD-1 and PD-L1 were expressed lung-specifically in TG mice. A summary of the results is shown in FIG. 21 (A) and 21 (B) are gel photographs and graphs examining the expression of PD-L1, and FIGS. 21 (C) and 21 (D) are gel photographs and graphs examining the expression of PD-1. Are shown respectively. In the figure, GAPDH indicates a housekeeping gene marker. Expression of PD-1 and PD-L1 was observed in both wild type and TG mice (EGFR-TG), but higher expression was observed in TG mice than in WT mice. In particular, PD-L1 was significantly (P <0.05) highly expressed in TG mice. Therefore, the use of the TG mouse of the present embodiment is useful for the development of a new therapeutic method such as the usefulness of the combined therapy of the EGFR tyrosine kinase inhibitor (TKI) and the immune checkpoint inhibitor.
B.[L858R+T790M]-h-EGFR発現TGマウスの作製と評価
次に、[L858R]と[T790M]の二種類の変異を持つh-EGFRを肺特異的に発現するTGマウスを作製し、その特性を調べた。
<肺特異的h-EGFR発現TGマウスの作製>
1.TGマウスの作製方法
図22には、肺特異的に[L858R+T790M]-h-EGFRを発現するTGマウスを作製するための遺伝子の構造を示した。StepA'において、上記<A.[L858R]-h-EGFR発現TGマウスの作製と評価>で作製したtetO-[L858R]-h-EGFRを用いて、tetO-[L858R+T790M]-h-EGFRを作製した。
その他のステップ(StepB〜StepG)については、上記<A.[L858R]-h-EGFR発現TGマウスの作製と評価>と同様に実施した。重複する記載を削除するため、下記にはTGマウスを作製するために重要であると考えるデータのみを説明した。B. Preparation and evaluation of [L858R + T790M] -h-EGFR-expressing TG mouse Next, a TG mouse expressing h-EGFR with two types of mutations [L858R] and [T790M] in a lung-specific manner was prepared. The characteristics were investigated.
<Preparation of lung-specific h-EGFR-expressing TG mice>
1. 1. Method for producing TG mouse FIG. 22 shows the structure of a gene for producing a TG mouse that expresses [L858R + T790M] -h-EGFR in a lung-specific manner. In StepA', the above <A. Preparation and evaluation of [L858R] -h-EGFR-expressing TG mouse> Using the tetO- [L858R] -h-EGFR prepared in, tetO- [L858R + T790M] -h-EGFR was prepared.
For other steps (StepB to StepG), see <A. Preparation and evaluation of [L858R] -h-EGFR-expressing TG mouse> was carried out in the same manner. In order to eliminate duplicate descriptions, only the data considered important for the production of TG mice are described below.
2.h-EGFR遺伝子レシピエントコンストラクトの構築
tetO-[L858R]-h-EGFRについて、Red/ET Recombination Technologyを利用して、[T790M]変異を組み込むためのレシピエントとなるBACクローンを構築した。(i)ヒトBACクローンのEGFR遺伝子のEx20にセレクションマーカーを挿入し(図23(A))、(ii)Ex20を削除して、tetO-[L858R+T790M]-h-EGFR RecBACの中間体を調製した(第2選択用遺伝子組換え工程。図23(B))。図23(C)には、当該中間体が作製されたことを電気泳動で確認した結果を示した。
Red/ET Recombination Technologyを利用して、[L858R+T790M]変異の組換えBACクローン(tetO-h[L858R+T790M]EGFR RecBAC)を構築した。
表9に示したように、ヒトEGFR遺伝子の[T790M]変異遺伝子の5'および3' flanking配列並びにエキソン20のゲノムDNA配列の5'および3’flanking配列を大腸菌内での能動型相同組み換え反応のためのキー配列とした(配列番号15〜配列番号18)。2. Construction of h-EGFR gene recipient construct
For tetO- [L858R] -h-EGFR, Red / ET Recombination Technology was used to construct a BAC clone as a recipient for incorporating the [T790M] mutation. (i) Insert a selection marker into Ex20 of the EGFR gene of the human BAC clone (Fig. 23 (A)), (ii) Delete Ex20, and remove the intermediate of tetO- [L858R + T790M] -h-EGFR Rec BAC. Prepared (second selection gene recombination step; FIG. 23 (B)). FIG. 23 (C) shows the result of confirming that the intermediate was produced by electrophoresis.
Using Red / ET Recombination Technology, a recombinant BAC clone of the [L858R + T790M] mutation (tetO-h [L858R + T790M] EGFR RecBAC) was constructed.
As shown in Table 9, active homologous recombination reactions of the 5'and 3'flanking sequences of the [T790M] mutant gene of the human EGFR gene and the 5'and 3'flanking sequences of the
3.組換えBAC型EGFR tetO発現コンストラクトの構築
EGFR遺伝子座のEx20の前後のゲノム配列を相同配列として[T790M]変異の両端に配置し、[T790M]変異を挿入するためのEGFRトランスファーコンストラクトを作製した(第2修飾工程)。その後、Red/ET Recombination Technologyを利用して、ヒトEGFR遺伝子座に[T790M]変異遺伝子を挿入した組換えBACクローンを構築した。ヒトEGFRレシピエントコンストラクトのEx20に挿入したセレクションマーカーを、[T790M]変異リペアーフラguメントにより正確に置換して除去した(第2置換工程)。次いで、ヒトEGFR遺伝子座のEx20に挿入したセレクションマーカーを、[T790M]変異リペアーフラグメントにより正確に置換したtetO-h[L858R+T790M]EGFR RecBAC発現ベクターを同定した。
シークエンス解析によりtetO-[L858R+T790M]-h-EGFR RecBACの接合部のDNA配列を確認し、[T790M]変異遺伝子が挿入されていることを確認した(第2受容体発現用遺伝子調製工程。図24)。3. 3. Construction of recombinant BAC-type EGFR tetO expression construct
The genomic sequences before and after Ex20 at the EGFR locus were placed at both ends of the [T790M] mutation as homologous sequences to prepare an EGFR transfer construct for inserting the [T790M] mutation (second modification step). Then, using Red / ET Recombination Technology, a recombinant BAC clone in which the [T790M] mutant gene was inserted at the human EGFR locus was constructed. The selection marker inserted into Ex20 of the human EGFR recipient construct was accurately replaced and removed by the [T790M] mutation repair fragment (second substitution step). The tetO-h [L858R + T790M] EGFR RecBAC expression vector was then identified by exactly substituting the selection marker inserted at Ex20 of the human EGFR locus with the [T790M] mutant repair fragment.
The DNA sequence at the junction of tetO- [L858R + T790M] -h-EGFR RecBAC was confirmed by sequence analysis, and it was confirmed that the [T790M] mutant gene was inserted (gene preparation step for second receptor expression). FIG. 24).
4.高純度BAC DNAフラグメントの精製
tetO-[L858R+T790M]-h-EGFR RecBAC組換えBACクローンを精製し、制限酵素で直鎖化した後、パルスフィールド電気泳動を行い、高純度BAC DNAフラグメントの精製を行った。分析用アガロースゲル電気泳動により精製した発現コンストラクトの純度と濃度を調べたところ、純粋な長鎖の発現コンストラクトが回収できていることがわかった。DNA濃度は202.2ng/μlであり、トランスジェニックマウス作製に供するのに充分な濃度であった。図25において(A)は、アガロースゲル中に分離した発現コンストラクトを含むゲルを切り出した様子を、(B)は、電気溶出、透析により精製したDNA断片をパルスフィールド電気泳動したDNAフラグメントのバンドを、(C)は、NanoDrop分光光度計によりDNA濃度を調べた結果をそれぞれ示した。
なお、m-CCSP rtTA RecBAC発現コンストラクトは、上記<A.[L858R]-h-EGFR発現TGマウスの作製と評価>に記載の方法に従って調製した。4. Purification of high-purity BAC DNA fragments
The tetO- [L858R + T790M] -h-EGFR RecBAC recombinant BAC clone was purified, linearized with a restriction enzyme, and then subjected to pulsed field gel electrophoresis to purify a high-purity BAC DNA fragment. When the purity and concentration of the expression construct purified by agarose gel electrophoresis for analysis were examined, it was found that the pure long-chain expression construct could be recovered. The DNA concentration was 202.2 ng / μl, which was sufficient for the production of transgenic mice. In FIG. 25, (A) shows a state in which a gel containing an expression construct separated in an agarose gel was cut out, and (B) shows a band of DNA fragments obtained by pulsed-field gel electrophoresis of a DNA fragment purified by electroelution and dialysis. , (C) show the results of examining the DNA concentration with a NanoDrop spectrophotometer.
The m-CCSP rtTA RecBAC expression construct is described in <A. Preparation and evaluation of [L858R] -h-EGFR-expressing TG mouse> prepared according to the method described.
5.C57BL/6Jマウスへの遺伝子マイクロインジェクション
次に、C57BL/6Jマウスから受精卵を採取し、マイクロインジェクション法により二種類の外来遺伝子(tetO-[L858R+T790M]-h-EGFR RecBAC/CCSP_rtTA RecBAC発現コンストラクト)を導入した。方法の詳細は、上記<A.[L858R]-h-EGFR発現TGマウスの作製と評価>に記載の通りであった。
過排卵誘起して交配したC57BL/6J 雌性マウスから、合計627個の受精卵を採取した。このうち355個の受精卵に二種類の外来遺伝子をマイクロインジェクションした。この操作によるダメージで死滅した受精卵は少なく、合計308個の受精卵は安定な状態を維持した。このうち、300個の受精卵を偽妊娠マウスに移植した。
表10には、マイクロインジェクションを行ったマウス受精卵とファインダー(産子)に関するデータを、表11には、胚を移植した妊娠マウスの個体リストをそれぞれ示した。5. Gene microinjection into C57BL / 6J mice Next, fertilized eggs were collected from C57BL / 6J mice, and two types of foreign genes (tetO- [L858R + T790M] -h-EGFR RecBAC / CCSP_rtTA RecBAC expression construct) were collected by the microinjection method. ) Was introduced. For details of the method, refer to <A. [L858R] -Preparation and evaluation of h-EGFR-expressing TG mice>.
A total of 627 fertilized eggs were collected from C57BL / 6J female mice that were crossed by inducing hyperovulation. Of these, 355 fertilized eggs were microinjected with two types of foreign genes. Few fertilized eggs were killed by the damage caused by this operation, and a total of 308 fertilized eggs remained stable. Of these, 300 fertilized eggs were transplanted into pseudopregnant mice.
Table 10 shows data on fertilized mouse eggs and finder (childbirth) subjected to microinjection, and Table 11 shows a list of pregnant mice transplanted with embryos.
6.肺特異的[L858R+T790M]-h-EGFR RecBAC遺伝子誘導発現TGマウス・ファウンダーのサザンスクリーニング
表10,11に示したマイクロインジェクションのデータに加え、実験日を変えて、新たに365個の胚を採取し、このうち300個の胚を偽妊娠マウスに移植して自然分娩させ、合計52頭のマウス産子を得た。合計108頭の産子のうち、105頭を離乳まで育成した。
tetO-[L858R+T790M]-h-EGFR RecBAC/CCSP-rtTA RecBAC発現コンストラクトを導入した初期胚からの産子数、離乳数は良好であったので、発現コンストラクトを注入したことによるマウス受精卵の発生、分化への悪影響はなかったと考えた。
図26に示すように、TGマウスのファウンダー候補となる産子から抽出したゲノムDNA断片と[32P]ラベル化プローブのハイブリダイゼーションを行った。図26(A)、(B)には、tetO-[L858R+T790M]-h-EGFRの結果を、図26(C)、(D)には、RecBAC/CCSP-rtTAの結果をそれぞれ示した。この結果より、tetO-[L858R+T790M]-h-EGFR RecBAC/CCSP-rtTA RecBAC発現コンストラクトを導入したTGマウス・ファウンダー個体として5頭を同定した。これらのTGマウス・ファウンダー個体に導入した発現コンストラクトのコピー数は1コピーから10コピーであった。6. Southern screening of lung-specific [L858R + T790M] -h-EGFR RecBAC gene-induced expression TG mouse founder In addition to the microinjection data shown in Tables 10 and 11, 365 new embryos were obtained on different experimental days. Three embryos were collected and 300 embryos were transplanted into pseudopregnant mice for spontaneous delivery, resulting in a total of 52 mouse offspring. Of the total of 108 offspring, 105 were raised to weaning.
tetO- [L858R + T790M] -h-EGFR RecBAC / CCSP-rtTA The number of offspring and weaning from the early embryos into which the RecBAC expression construct was introduced was good. It was considered that there was no adverse effect on development and differentiation.
As shown in FIG. 26, the genomic DNA fragment extracted from the offspring, which is a candidate for the founder of TG mice, was hybridized with the [32P] labeled probe. 26 (A) and 26 (B) show the results of tetO- [L858R + T790M] -h-EGFR, and FIGS. 26 (C) and 26 (D) show the results of RecBAC / CCSP-rtTA. .. From this result, 5 mice were identified as TG mouse founder individuals into which the tetO- [L858R + T790M] -h-EGFR RecBAC / CCSP-rtTA RecBAC expression construct was introduced. The copy numbers of the expression constructs introduced into these TG mouse founder individuals ranged from 1 to 10 copies.
<肺特異的[L858R+T790M]-h-EGFR発現TGマウスの評価>
本実施形態のTGマウスについても、上記<A.[L858R]-h-EGFR発現TGマウスの作製と評価>に記載した通りの方法に従って、Doxが含まれている餌を与え始めて7日目程度から肺がんが認められる。
また、本実施形態のTGマウスでは、[L858R]に加えて、[T790M]変異を備えている。この変異を持つことにより、発生した肺がんがEGFRチロシンキナーゼ阻害薬に耐性を備えたものとなる。臨床的には、[T790M]変異は、[L858R]-h-EGFRを持つ肺がん患者がEGFRチロシンキナーゼ阻害薬を投与されているうちに変異を起こすことで検出される場合が多い。このため、両変異を備えた[L858R+T790M]-h-EGFRは、ヒトの臨床モデルとしての有効性が高い。
このため、本実施形態のTGマウスは、従来のEGFRチロシンキナーゼ阻害薬が効かない肺がんに対して、新たな薬剤をスクリーニングするために用いることができる。<Evaluation of lung-specific [L858R + T790M] -h-EGFR-expressing TG mice>
The above <A. [L858R] -Preparation and evaluation of h-EGFR-expressing TG mice> Lung cancer is observed from about 7 days after starting feeding with Dox-containing food according to the method described in>.
In addition, the TG mouse of the present embodiment has a [T790M] mutation in addition to [L858R]. Having this mutation makes the lung cancer that develops resistant to EGFR tyrosine kinase inhibitors. Clinically, [T790M] mutations are often detected by mutations in lung cancer patients with [L858R] -h-EGFR while receiving EGFR tyrosine kinase inhibitors. Therefore, [L858R + T790M] -h-EGFR with both mutations is highly effective as a human clinical model.
Therefore, the TG mouse of the present embodiment can be used for screening a new drug for lung cancer to which a conventional EGFR tyrosine kinase inhibitor is ineffective.
<その他の試験への応用>
(1)[L858R]-h-EGFR TGマウス及び[L858R+T790M]-h-EGFR TGマウスは、次の試験に使用することができる。
・肺がんの発症予防薬及び/または治療薬の研究開発に使用できる。
・タバコの煙を導入することにより、肺がんの発症の有無を調べる。このとき、発症した肺がんの増悪の様子を時系列に沿って調べられる。
・免疫チェックポイント阻害薬を標的とする新たな抗がん剤の研究開発に使用できる。
・特に、[T790M]変異を持つTGマウスでは、EGFR-TKIに耐性を持つ肺がんに対する新たな抗がん剤の研究開発に使用できる。
(2)本発明の技術的思想を応用することにより、次のような展開が考えられる。
・[L858R]-h-EGFRの誘導発現を行う際に、TREとrtTAの誘導発現系の他に、Cre酵素とloxP配列とを使う誘導発現系を用いることもできる。
・肺以外の他の臓器について、臓器特異的ながんを発症させるTGマウスへの応用可能性がある。
これらのことから、本実施形態の[L858R]-h-EGFR TGマウス及び[L858R+T790M]-h-EGFR TGマウスに発症する肺がんは、従来のモデルマウスに比べると、より悪性度が高く、ヒト肺がんの臨床に近い状態を示すものであった。このTGマウスを用いることにより、肺がんに関する研究を飛躍的に発展させられる。<Application to other tests>
(1) [L858R] -h-EGFR TG mouse and [L858R + T790M] -h-EGFR TG mouse can be used for the next test.
-Can be used for research and development of preventive and / or therapeutic agents for the onset of lung cancer.
・ Check for the development of lung cancer by introducing cigarette smoke. At this time, the state of exacerbation of the developed lung cancer can be investigated in chronological order.
-Can be used for research and development of new anticancer agents targeting immune checkpoint inhibitors.
-In particular, TG mice with the [T790M] mutation can be used for research and development of new anticancer agents for lung cancer resistant to EGFR-TKI.
(2) The following developments can be considered by applying the technical idea of the present invention.
-When performing the induced expression of [L858R] -h-EGFR, in addition to the induced expression system of TRE and rtTA, an induced expression system using Cre enzyme and loxP sequence can also be used.
-There is a possibility that it can be applied to TG mice that develop organ-specific cancers in organs other than the lung.
From these facts, the lung cancer that develops in the [L858R] -h-EGFR TG mouse and the [L858R + T790M] -h-EGFR TG mouse of the present embodiment is more malignant than the conventional model mouse. It showed a clinical condition of human lung cancer. By using this TG mouse, research on lung cancer can be dramatically developed.
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