JPH09172908A - インターロイキン1関連疾患モデルトランスジェニック動物 - Google Patents
インターロイキン1関連疾患モデルトランスジェニック動物Info
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- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K2267/00—Animals characterised by purpose
- A01K2267/03—Animal model, e.g. for test or diseases
- A01K2267/035—Animal model for multifactorial diseases
- A01K2267/0368—Animal model for inflammation
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インターロイキン1関連疾患モデルトランス
ジェニック動物を提供することにある。 【解決手段】 サイトメガロウイルスエンハンサーのD
NA配列及びニワトリベーターアクチンプロモーターの
DNA配列の下流にインターロイキン1アルファ遺伝子
をコードするDNA配列含む外来性遺伝子構築体を、脊
椎動物の遺伝子に組み込むことによりインターロイキン
1関連疾患モデルトランスジェニック動物が得られる。
ジェニック動物を提供することにある。 【解決手段】 サイトメガロウイルスエンハンサーのD
NA配列及びニワトリベーターアクチンプロモーターの
DNA配列の下流にインターロイキン1アルファ遺伝子
をコードするDNA配列含む外来性遺伝子構築体を、脊
椎動物の遺伝子に組み込むことによりインターロイキン
1関連疾患モデルトランスジェニック動物が得られる。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、インターロイキン
1アルファ(Interleukin 1α:IL−1αと略す)遺伝
子を含む外来性遺伝子構築体を組み込んだインターロイ
キン1関連疾患モデル非ヒト脊椎トランスジェニック動
物に関する。詳しくは、サイトメガロウイルスエンハン
サー/ニワトリベーターアクチンプロモーター領域及び
ヒトIL−1αをコードする外来性遺伝子構築体が組み
込まれたインターロイキン1関連疾患モデル非ヒト脊椎
トランスジェニック動物に関する。
1アルファ(Interleukin 1α:IL−1αと略す)遺伝
子を含む外来性遺伝子構築体を組み込んだインターロイ
キン1関連疾患モデル非ヒト脊椎トランスジェニック動
物に関する。詳しくは、サイトメガロウイルスエンハン
サー/ニワトリベーターアクチンプロモーター領域及び
ヒトIL−1αをコードする外来性遺伝子構築体が組み
込まれたインターロイキン1関連疾患モデル非ヒト脊椎
トランスジェニック動物に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】インタ
ーロイキン1(interleukin−1:IL−1と略す)
は、非常に多くの細胞に対して様々な活性を示し、急性
炎症反応以外にも生体の恒常性を含む種々の反応におい
て重要な役割を果たしていることが明らかにされている
(Oppenheim, J. J. et al.,Immunol Today vol.7,p.
45-56, 1986)。
ーロイキン1(interleukin−1:IL−1と略す)
は、非常に多くの細胞に対して様々な活性を示し、急性
炎症反応以外にも生体の恒常性を含む種々の反応におい
て重要な役割を果たしていることが明らかにされている
(Oppenheim, J. J. et al.,Immunol Today vol.7,p.
45-56, 1986)。
【0003】1984年、マウスのIL−1のcDNA
がクローニングされて以来(Lomedico, P.T. et al.,N
ature,vol.312,p.458-467,1984)、ヒト、ウサギ、
ラットIL−1のcDNAがクローニングされ、その構
造が明らかにされた。IL−1は、約250個のアミノ
酸から成り、分子量は、17.5kD、糖が付いていな
い単純蛋白質である。IL−1は、他の分泌蛋白質と同
様に、シグナルペプチドを欠いているため、細胞外への
放出機構は、十分に明らかにされていない。いずれの動
物種においてもIL−1には二つの分子種が存在するこ
とが明らかになり、α型及びβ型に分類される。α型に
ついては、細胞膜を通過する時に、カルシウム依存性の
蛋白質分解酵素によりN末端側が切り取られると考えら
れている(Kobayashi,Y.et al.,Proc Natl Acad Sci
USA,vol.87,p.5548-5552,1990)。IL−1αとI
L−1β間でのアミノ酸配列における相同性は約25%
しかないが、動物種が異なっていても、同型のIL−1
間では、60〜70%と相同性が高い。IL−1αとI
L−1βは、同じレセプターに結合し、ほぼ同じような
生物活性を示す。
がクローニングされて以来(Lomedico, P.T. et al.,N
ature,vol.312,p.458-467,1984)、ヒト、ウサギ、
ラットIL−1のcDNAがクローニングされ、その構
造が明らかにされた。IL−1は、約250個のアミノ
酸から成り、分子量は、17.5kD、糖が付いていな
い単純蛋白質である。IL−1は、他の分泌蛋白質と同
様に、シグナルペプチドを欠いているため、細胞外への
放出機構は、十分に明らかにされていない。いずれの動
物種においてもIL−1には二つの分子種が存在するこ
とが明らかになり、α型及びβ型に分類される。α型に
ついては、細胞膜を通過する時に、カルシウム依存性の
蛋白質分解酵素によりN末端側が切り取られると考えら
れている(Kobayashi,Y.et al.,Proc Natl Acad Sci
USA,vol.87,p.5548-5552,1990)。IL−1αとI
L−1β間でのアミノ酸配列における相同性は約25%
しかないが、動物種が異なっていても、同型のIL−1
間では、60〜70%と相同性が高い。IL−1αとI
L−1βは、同じレセプターに結合し、ほぼ同じような
生物活性を示す。
【0004】IL−1は、単球、マクロファージ及びそ
の類縁細胞(ランゲルハンス細胞等)が、細菌、エンド
トキシン(LPS)、補体結合免疫複合体、補体成分
(C3a,C5a)、インターフェロン(IFN)、腫
瘍壊死因子(TNF)、コロニー刺激因子(CSF)、
transforming growth factor-β(TGF−β)、ウイ
ルスなど様々な刺激により産生される。また、ケラチノ
サイト(keratinocyte)、NK細胞、T細胞、B細胞、
血管内皮細胞、メサンギウム(mesangium)細胞、滑膜
細胞、アストログリア(astroglia)、好中球、繊維芽
細胞等もIL−1を産生する。従って、きわめて多くの
細胞がIL−1を産生しており、炎症時と非炎症時にお
けるIL−1産生細胞も異なっている。
の類縁細胞(ランゲルハンス細胞等)が、細菌、エンド
トキシン(LPS)、補体結合免疫複合体、補体成分
(C3a,C5a)、インターフェロン(IFN)、腫
瘍壊死因子(TNF)、コロニー刺激因子(CSF)、
transforming growth factor-β(TGF−β)、ウイ
ルスなど様々な刺激により産生される。また、ケラチノ
サイト(keratinocyte)、NK細胞、T細胞、B細胞、
血管内皮細胞、メサンギウム(mesangium)細胞、滑膜
細胞、アストログリア(astroglia)、好中球、繊維芽
細胞等もIL−1を産生する。従って、きわめて多くの
細胞がIL−1を産生しており、炎症時と非炎症時にお
けるIL−1産生細胞も異なっている。
【0005】最近の発生工学の発展により、人為的に外
来性遺伝子を組み込んだトランスジェニック動物(Tran
sgenic animals)の作成が可能になった(Gordon J.an
d Ruddle F.,Science,214,1244-1246,1981)。卵へ
の外来性遺伝子の導入方法には、外来性遺伝子を微小ピ
ペットに吸入し、これを1細胞期卵の前核内へ注入する
顕微注入法(Gordon et al.,1980)あるいはウイルス
を介して感染させる方法があり、外来性遺伝子を組み込
んだ卵は、形質転換卵と呼ばれている(GordonJ.et a
l.,Proc Natl Acad Sci USA 77,7380-7384,1980;Ja
enisch R. etal.,Cell 32,209-216,1983)。この形
質転換卵を偽妊娠させた受容雌(recipient)の生殖器
道(卵管または子宮)に移植することにより、成長させ
ることができる。得られた成体のトランスジェニック動
物は、外来性遺伝子を自らの染色体に組み込んでおり、
且つ適切なプロモーターの影響下で外来性遺伝子を発現
することができる。こうして取り込まれた外来性遺伝子
は、トランスジーン(Transgene)と呼ばれている。種
々のプロモーター領域を選択しトランスジーンと組み合
わせることにより、受精卵から成体に至るまでの各ステ
ージに特異的なトランスジーンを発現させることができ
る。その発現の結果、トランスジーンによりコードされ
る蛋白質がトランスジェニック動物内で生産される。特
に、その蛋白質が動物にとって重要な機能を果たす場合
は、その個体の発生のある時点で、個体の表現型に何ら
かの変化を引き起こすこともあり得、ヒトのある遺伝病
に類似した形質を獲得することも可能である。また、ト
ランスジェニック動物が、トランスジーンを自らの染色
体に取り込んでいるかどうかは、PCR法やサザンブロ
ット法等の解析により確認することができる。もし、こ
の取り込みが確認された場合、この動物は、in vivoに
おける遺伝子発現解析、例えば、ノーザンブロット法や
免疫抗体法等による解析に利用される。
来性遺伝子を組み込んだトランスジェニック動物(Tran
sgenic animals)の作成が可能になった(Gordon J.an
d Ruddle F.,Science,214,1244-1246,1981)。卵へ
の外来性遺伝子の導入方法には、外来性遺伝子を微小ピ
ペットに吸入し、これを1細胞期卵の前核内へ注入する
顕微注入法(Gordon et al.,1980)あるいはウイルス
を介して感染させる方法があり、外来性遺伝子を組み込
んだ卵は、形質転換卵と呼ばれている(GordonJ.et a
l.,Proc Natl Acad Sci USA 77,7380-7384,1980;Ja
enisch R. etal.,Cell 32,209-216,1983)。この形
質転換卵を偽妊娠させた受容雌(recipient)の生殖器
道(卵管または子宮)に移植することにより、成長させ
ることができる。得られた成体のトランスジェニック動
物は、外来性遺伝子を自らの染色体に組み込んでおり、
且つ適切なプロモーターの影響下で外来性遺伝子を発現
することができる。こうして取り込まれた外来性遺伝子
は、トランスジーン(Transgene)と呼ばれている。種
々のプロモーター領域を選択しトランスジーンと組み合
わせることにより、受精卵から成体に至るまでの各ステ
ージに特異的なトランスジーンを発現させることができ
る。その発現の結果、トランスジーンによりコードされ
る蛋白質がトランスジェニック動物内で生産される。特
に、その蛋白質が動物にとって重要な機能を果たす場合
は、その個体の発生のある時点で、個体の表現型に何ら
かの変化を引き起こすこともあり得、ヒトのある遺伝病
に類似した形質を獲得することも可能である。また、ト
ランスジェニック動物が、トランスジーンを自らの染色
体に取り込んでいるかどうかは、PCR法やサザンブロ
ット法等の解析により確認することができる。もし、こ
の取り込みが確認された場合、この動物は、in vivoに
おける遺伝子発現解析、例えば、ノーザンブロット法や
免疫抗体法等による解析に利用される。
【0006】遺伝子の発現を制御するのは、目的とする
蛋白質をコードしている遺伝子の上流に位置しているプ
ロモーター及びエンハンサーと呼ばれる遺伝子の特定領
域である。プロモーターは、DNAを鋳型にmRNA合
成(転写)を開始するDNA上のシグナルで、特徴的な
塩基配列を持っており、RNAポリメラーゼの作用によ
り目的の蛋白質のmRNA合成が開始される。このプロ
モーター領域のさらに上流に、エンハンサーと呼ばれる
DNAの転写効率を増強させる働きを持つ特殊なDNA
塩基配列を組み込んでおくと目的とする蛋白質の生産効
率をより高めることができる。
蛋白質をコードしている遺伝子の上流に位置しているプ
ロモーター及びエンハンサーと呼ばれる遺伝子の特定領
域である。プロモーターは、DNAを鋳型にmRNA合
成(転写)を開始するDNA上のシグナルで、特徴的な
塩基配列を持っており、RNAポリメラーゼの作用によ
り目的の蛋白質のmRNA合成が開始される。このプロ
モーター領域のさらに上流に、エンハンサーと呼ばれる
DNAの転写効率を増強させる働きを持つ特殊なDNA
塩基配列を組み込んでおくと目的とする蛋白質の生産効
率をより高めることができる。
【0007】個体がトランスジーンで形質転換されたと
いう報告、あるいはその結果、個体の表現型が変わった
という報告は、これまでにいくつか成されており、特に
Palmiter R.D.and Brinster R.L.(Annu. Rev.Gene
t.,vol.20,p.465-499:1986)やGordon J.W.(In. R
ev. of Cytobiol.,vol.115,p.171-229:1989)等の
総説に詳しく述べられている。これらのトランスジェニ
ック動物は、1)発生過程での遺伝子発現の個体レベル
での解析、2)遺伝病の克服または軽減に向けた研究等
の分野でも利用され得る。
いう報告、あるいはその結果、個体の表現型が変わった
という報告は、これまでにいくつか成されており、特に
Palmiter R.D.and Brinster R.L.(Annu. Rev.Gene
t.,vol.20,p.465-499:1986)やGordon J.W.(In. R
ev. of Cytobiol.,vol.115,p.171-229:1989)等の
総説に詳しく述べられている。これらのトランスジェニ
ック動物は、1)発生過程での遺伝子発現の個体レベル
での解析、2)遺伝病の克服または軽減に向けた研究等
の分野でも利用され得る。
【0008】これまでに種々のサイトカイン遺伝子を組
み込まれたトランスジェニックマウスが数多く作製され
た。例えば、ヒトIL−2を胸腺、脾臓、骨髄、肺及び
皮膚等で発現しているトランスジェニックマウスは、脱
毛症及び肺炎を高率に発症するが、自己免疫疾患様病態
をほとんど示さないことが報告されている(Ishida Y.
et al.,Int Immunol 1,113-120,1989)。また、ヒト
IL−4を持つトランスジェニックマウスは、T細胞の
発生及び免疫グロブリン−アイソタイプの調節異常に伴
う免疫応答の変化や骨組織における骨芽細胞、破骨細胞
の活性低下に伴う骨粗鬆症を起こすことが知られている
(Tepper R.I.et al.,Cell 62,457-467,1990;Lew
is D.B.et al.,J Exp Med 173,89-100,1991;Mull
er W.etal.,Eur J Immunol 22,1179-1184,1992;Le
wis D.B.et al.,Proc Natl Acad Sci USA 90,11618
-11622,1993)。マウスIL−5においても同様にトラ
ンスジェニックマウスが作製されており、マウスIL−
5の過剰発現は、好酸球増多症(eosinophilia)や自己
抗体産生を引き起こす(Dent L.A.et al.,J Exp Med
172,1425-1431,1990;Tominaga A.et al.,J Exp M
ed 173,429-437,1991)。また、ヒトIL−6導入ト
ランスジェニックマウスは、自己免疫疾患や形質細胞腫
を引き起こす(Suematsu S.et al.,Proc Natl Acad S
ci USA 86,7547-7551,1989;Suematsu S.et al.,Pr
o Natl Acad Sci USA 89,232-235,1992)。更に、ヒ
トIL−7,ヒトIL−8及びヒトGM−CSFの過剰
発現トランスジェニックマウスでは、各々リンパ腫、好
中球の移動障害及び眼房内へのmacrophage集積による白
内障等が確認されている(Rich B.E.et al.,J ExpMe
d 177,305-316,1993;Simonet W.S.et al.,J Clin
Invest 94,1310-1319,1994;Lang R.A.et al.,Ce
ll 51,675-686,1987)。総じて、いずれのサイトカイ
ンを過剰発現するトランスジェニックマウスも免疫担当
細胞の表現型の変化に起因する異常を呈することは明ら
かである。なお、IL−1βを導入したトランスジェニ
ックマウスの作出も試みられているが、致死であり、今
だ成体へ発生したという報告はない(Csaikl F.F.et
al.,Overexpression and Knockout of Cytokines in T
ransgenic Mice,Jacob CO (ed),1-13,1994)。
み込まれたトランスジェニックマウスが数多く作製され
た。例えば、ヒトIL−2を胸腺、脾臓、骨髄、肺及び
皮膚等で発現しているトランスジェニックマウスは、脱
毛症及び肺炎を高率に発症するが、自己免疫疾患様病態
をほとんど示さないことが報告されている(Ishida Y.
et al.,Int Immunol 1,113-120,1989)。また、ヒト
IL−4を持つトランスジェニックマウスは、T細胞の
発生及び免疫グロブリン−アイソタイプの調節異常に伴
う免疫応答の変化や骨組織における骨芽細胞、破骨細胞
の活性低下に伴う骨粗鬆症を起こすことが知られている
(Tepper R.I.et al.,Cell 62,457-467,1990;Lew
is D.B.et al.,J Exp Med 173,89-100,1991;Mull
er W.etal.,Eur J Immunol 22,1179-1184,1992;Le
wis D.B.et al.,Proc Natl Acad Sci USA 90,11618
-11622,1993)。マウスIL−5においても同様にトラ
ンスジェニックマウスが作製されており、マウスIL−
5の過剰発現は、好酸球増多症(eosinophilia)や自己
抗体産生を引き起こす(Dent L.A.et al.,J Exp Med
172,1425-1431,1990;Tominaga A.et al.,J Exp M
ed 173,429-437,1991)。また、ヒトIL−6導入ト
ランスジェニックマウスは、自己免疫疾患や形質細胞腫
を引き起こす(Suematsu S.et al.,Proc Natl Acad S
ci USA 86,7547-7551,1989;Suematsu S.et al.,Pr
o Natl Acad Sci USA 89,232-235,1992)。更に、ヒ
トIL−7,ヒトIL−8及びヒトGM−CSFの過剰
発現トランスジェニックマウスでは、各々リンパ腫、好
中球の移動障害及び眼房内へのmacrophage集積による白
内障等が確認されている(Rich B.E.et al.,J ExpMe
d 177,305-316,1993;Simonet W.S.et al.,J Clin
Invest 94,1310-1319,1994;Lang R.A.et al.,Ce
ll 51,675-686,1987)。総じて、いずれのサイトカイ
ンを過剰発現するトランスジェニックマウスも免疫担当
細胞の表現型の変化に起因する異常を呈することは明ら
かである。なお、IL−1βを導入したトランスジェニ
ックマウスの作出も試みられているが、致死であり、今
だ成体へ発生したという報告はない(Csaikl F.F.et
al.,Overexpression and Knockout of Cytokines in T
ransgenic Mice,Jacob CO (ed),1-13,1994)。
【0009】関節炎を発症するトランスジェニックマウ
スとしてHTLV−1pxが知られている(Iwakura Y.
et al., Science 253, 1026-1028, 1991)。成人T細
胞白血病(ATL)患者に見られる慢性関節炎は、その
原因ウイルスであるHTLV−1のLTR−env−p
x領域あるいはtax遺伝子を導入したトランスジェニ
ックマウスで再現され、関節リウマチの病態モデルとし
て有用と考えられている。HTLV−1pxマウスにお
ける関節局所でのtax遺伝子の発現は、炎症性サイト
カインの発現を誘導していることが示唆されるが、事
実、IL−1α,IL−1β及びIL−6等の発現が亢
進されていることが確認されている。また、関節炎を起
こすトランスジェニックラットの報告もある(Hammer
R.E. et al., Cell 63, 1099-1112, 1990)。多臓器疾
患として知られている脊椎関節症と関連性のある主要組
織適合抗原遺伝子HLA−B27とβ2ミクログロブリ
ン遺伝子を導入したトランスジェニックラットで、末梢
及び脊髄の関節炎、皮膚炎、消化管の炎症及び心筋炎等
を発症し、B27関連ヒト疾患のモデルとして考えられ
ている。
スとしてHTLV−1pxが知られている(Iwakura Y.
et al., Science 253, 1026-1028, 1991)。成人T細
胞白血病(ATL)患者に見られる慢性関節炎は、その
原因ウイルスであるHTLV−1のLTR−env−p
x領域あるいはtax遺伝子を導入したトランスジェニ
ックマウスで再現され、関節リウマチの病態モデルとし
て有用と考えられている。HTLV−1pxマウスにお
ける関節局所でのtax遺伝子の発現は、炎症性サイト
カインの発現を誘導していることが示唆されるが、事
実、IL−1α,IL−1β及びIL−6等の発現が亢
進されていることが確認されている。また、関節炎を起
こすトランスジェニックラットの報告もある(Hammer
R.E. et al., Cell 63, 1099-1112, 1990)。多臓器疾
患として知られている脊椎関節症と関連性のある主要組
織適合抗原遺伝子HLA−B27とβ2ミクログロブリ
ン遺伝子を導入したトランスジェニックラットで、末梢
及び脊髄の関節炎、皮膚炎、消化管の炎症及び心筋炎等
を発症し、B27関連ヒト疾患のモデルとして考えられ
ている。
【0010】しかし、病因、病態解析あるいは薬剤のス
クリーニングのためには、複数のタイプの異なるモデル
動物を使い分けることが望まれている。本発明者らは鋭
意努力の結果、ヒト慢性関節リウマチの病態により近い
IL−1の生体内での過剰発現モデルトランスジェニッ
クマウスの作成および系統(ライン)に初めて成功し本
発明を完成した。
クリーニングのためには、複数のタイプの異なるモデル
動物を使い分けることが望まれている。本発明者らは鋭
意努力の結果、ヒト慢性関節リウマチの病態により近い
IL−1の生体内での過剰発現モデルトランスジェニッ
クマウスの作成および系統(ライン)に初めて成功し本
発明を完成した。
【0011】本発明は、関節でのIL−1の過剰発現に
よって、より有用な慢性関節リウマチモデルを提供する
とともに、IL−1の滑膜における機能を明らかにする
ことができる。より詳しくは、IL−1を動物の個体内
で過剰発現させることにより、関節炎を誘起させるのみ
ならず、広く全身で作用させることにより、過剰発現に
起因する疾患、例えば、自己免疫疾患、膠原病及び骨粗
鬆症等のモデルになり得るようなトランスジェニック動
物、好ましくは、トランスジェニックマウスを発生工
学、遺伝子工学的手法を用いて作成することである。
よって、より有用な慢性関節リウマチモデルを提供する
とともに、IL−1の滑膜における機能を明らかにする
ことができる。より詳しくは、IL−1を動物の個体内
で過剰発現させることにより、関節炎を誘起させるのみ
ならず、広く全身で作用させることにより、過剰発現に
起因する疾患、例えば、自己免疫疾患、膠原病及び骨粗
鬆症等のモデルになり得るようなトランスジェニック動
物、好ましくは、トランスジェニックマウスを発生工
学、遺伝子工学的手法を用いて作成することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】ヒトIL−1をコードす
る遺伝子断片を非ヒト脊椎動物、好ましくは、マウスの
1細胞期卵の前核に顕微注入し、次いでこの注入された
卵を偽妊娠メスマウスに移植し、該マウスを飼育すると
トランスジェニックマウスが産まれる。このトランスジ
ェニックマウスは、IL−1の過剰発現に伴って、全身
性エリテマトーデス(SLE)、慢性関節リウマチ及び
骨粗鬆症等を発症すると考えられる。注入された遺伝子
断片には、トランスジェニックマウス内で非特異的に様
々なタイプの細胞でIL−1を発現せしめるようなプロ
モーターが含まれている。このプロモーターの制御下で
IL−1を免疫担当細胞及び滑膜細胞等で過剰発現させ
ることにより、これらの細胞の活性(表現型)自体を変
化せしめるとともに、関節炎の発症が高率に認められる
ことが考えられる。
る遺伝子断片を非ヒト脊椎動物、好ましくは、マウスの
1細胞期卵の前核に顕微注入し、次いでこの注入された
卵を偽妊娠メスマウスに移植し、該マウスを飼育すると
トランスジェニックマウスが産まれる。このトランスジ
ェニックマウスは、IL−1の過剰発現に伴って、全身
性エリテマトーデス(SLE)、慢性関節リウマチ及び
骨粗鬆症等を発症すると考えられる。注入された遺伝子
断片には、トランスジェニックマウス内で非特異的に様
々なタイプの細胞でIL−1を発現せしめるようなプロ
モーターが含まれている。このプロモーターの制御下で
IL−1を免疫担当細胞及び滑膜細胞等で過剰発現させ
ることにより、これらの細胞の活性(表現型)自体を変
化せしめるとともに、関節炎の発症が高率に認められる
ことが考えられる。
【0013】本発明は、IL−1α遺伝子を含む外来性
遺伝子構築体を組み込んだIL−1関連疾患モデル非ヒ
ト脊椎トランスジェニック動物に関する。本発明は、サ
イトメガロウイルスエンハンサーのDNA配列及びニワ
トリベーターアクチンプロモーターのDNA配列の下流
にIL−1α遺伝子を含む外来性遺伝子構築体を組み込
んだIL−1関連疾患モデル非ヒト脊椎トランスジェニ
ック動物に関する。本発明の重要な点は、IL−1を強
力なプロモーターの制御下、どのタイプの組織でも過剰
発現させることができることである。即ち、IL−1の
生体内での機能は、免疫関連組織以外にも広範囲にわた
っており、これらの組織におけるIL−1の作用機序
は、ほとんど不明である。従って、免疫関連組織に止ま
らず、広く各組織におけるIL−1の作用を解明できる
可能性がある。そのためには、限定なく全ての体細胞に
おいて転写を開始させるニワトリベーターアクチンプロ
モーター及びその転写効率を強力に増強させる働きを有
するサイトメガロウイルスエンハンサーが組み換え遺伝
子に組み込まれた。本発明は、IL−1α遺伝子がヒト
由来であることを特徴とするIL−1関連疾患モデル非
ヒト脊椎トランスジェニック動物に関する。
遺伝子構築体を組み込んだIL−1関連疾患モデル非ヒ
ト脊椎トランスジェニック動物に関する。本発明は、サ
イトメガロウイルスエンハンサーのDNA配列及びニワ
トリベーターアクチンプロモーターのDNA配列の下流
にIL−1α遺伝子を含む外来性遺伝子構築体を組み込
んだIL−1関連疾患モデル非ヒト脊椎トランスジェニ
ック動物に関する。本発明の重要な点は、IL−1を強
力なプロモーターの制御下、どのタイプの組織でも過剰
発現させることができることである。即ち、IL−1の
生体内での機能は、免疫関連組織以外にも広範囲にわた
っており、これらの組織におけるIL−1の作用機序
は、ほとんど不明である。従って、免疫関連組織に止ま
らず、広く各組織におけるIL−1の作用を解明できる
可能性がある。そのためには、限定なく全ての体細胞に
おいて転写を開始させるニワトリベーターアクチンプロ
モーター及びその転写効率を強力に増強させる働きを有
するサイトメガロウイルスエンハンサーが組み換え遺伝
子に組み込まれた。本発明は、IL−1α遺伝子がヒト
由来であることを特徴とするIL−1関連疾患モデル非
ヒト脊椎トランスジェニック動物に関する。
【0014】本発明は、さらに、IL−1関連疾患モデ
ル非ヒト脊椎トランスジェニック動物がマウスであるこ
とを特徴とする。本発明は、IL−1関連疾患が慢性関
節リウマチであるIL−1関連疾患モデル非ヒト脊椎ト
ランスジェニック動物に関する。本発明は、IL−1関
連疾患が全身性エリテマトーデスであるIL−1関連疾
患モデル非ヒト脊椎トランスジェニック動物に関する。
本発明は、IL−1関連疾患が骨粗鬆症であるIL−1
関連疾患モデル非ヒト脊椎トランスジェニック動物に関
する。
ル非ヒト脊椎トランスジェニック動物がマウスであるこ
とを特徴とする。本発明は、IL−1関連疾患が慢性関
節リウマチであるIL−1関連疾患モデル非ヒト脊椎ト
ランスジェニック動物に関する。本発明は、IL−1関
連疾患が全身性エリテマトーデスであるIL−1関連疾
患モデル非ヒト脊椎トランスジェニック動物に関する。
本発明は、IL−1関連疾患が骨粗鬆症であるIL−1
関連疾患モデル非ヒト脊椎トランスジェニック動物に関
する。
【0015】本発明のIL−1関連疾患モデル非ヒト脊
椎トランスジェニック動物は四肢の関節において免疫応
答亢進に伴う、関節の腫れ、関節へのリンパ球侵潤、滑
膜細胞の増殖、軟骨、骨の破壊、自己抗体産生、血管内
皮細胞の損傷及び骨粗鬆症を呈することを特徴とする。
本トランスジェニック動物は、IL−1の過剰発現によ
り慢性関節リウマチ様病態を示すことが明らかになって
おり、従って本発明は、IL−1が関節局所で過剰発現
することによる慢性関節リウマチ発症の機序等をin viv
oで研究するための有用なラインを提供するものであ
る。更に、骨粗鬆症は、骨吸収が骨形成を上回った結
果、骨組織が減少し、腰背部痛や骨折などの症状を示す
もので、骨粗鬆症患者の単球が産生するIL−1量が多
いこと、及びIL−1には、強い骨吸収促進作用がある
ことから、IL−1の過剰発現によって骨の変化が期待
される。また、SLEは、免疫制御機構に異常がみられ
る疾患で、B細胞の機能亢進による自己抗体産生の増強
が認められ、形成された免疫複合体により、補体依存性
の組織障害が起こる。このような免疫異常の一因として
IL−1などのサイトカインの産生あるいは反応性の異
常が存在することが知られている。
椎トランスジェニック動物は四肢の関節において免疫応
答亢進に伴う、関節の腫れ、関節へのリンパ球侵潤、滑
膜細胞の増殖、軟骨、骨の破壊、自己抗体産生、血管内
皮細胞の損傷及び骨粗鬆症を呈することを特徴とする。
本トランスジェニック動物は、IL−1の過剰発現によ
り慢性関節リウマチ様病態を示すことが明らかになって
おり、従って本発明は、IL−1が関節局所で過剰発現
することによる慢性関節リウマチ発症の機序等をin viv
oで研究するための有用なラインを提供するものであ
る。更に、骨粗鬆症は、骨吸収が骨形成を上回った結
果、骨組織が減少し、腰背部痛や骨折などの症状を示す
もので、骨粗鬆症患者の単球が産生するIL−1量が多
いこと、及びIL−1には、強い骨吸収促進作用がある
ことから、IL−1の過剰発現によって骨の変化が期待
される。また、SLEは、免疫制御機構に異常がみられ
る疾患で、B細胞の機能亢進による自己抗体産生の増強
が認められ、形成された免疫複合体により、補体依存性
の組織障害が起こる。このような免疫異常の一因として
IL−1などのサイトカインの産生あるいは反応性の異
常が存在することが知られている。
【0016】さらにライム病もIL−1の関与が示唆さ
れている。即ち、ライム病は、ダニにより媒介される疾
患で、病原体はスピロヘーターである。特徴的な皮膚病
変で発症し、その後慢性関節炎へと移行する。IL−1
は、スピロヘーターによって単球から誘導されることが
明らかになっている(Habicht,G.S.et al.,J.Immu
nol.,134,3147,1985)。
れている。即ち、ライム病は、ダニにより媒介される疾
患で、病原体はスピロヘーターである。特徴的な皮膚病
変で発症し、その後慢性関節炎へと移行する。IL−1
は、スピロヘーターによって単球から誘導されることが
明らかになっている(Habicht,G.S.et al.,J.Immu
nol.,134,3147,1985)。
【0017】このように、IL−1がほぼ全身で過剰発
現しているので、IL−1の過剰発現に起因していると
思われる疾患の発症機序の解明や治療薬の探索にも利用
できるものである。例えば、検索されるべき薬剤は、対
照動物、即ち本発明のトランスジェニックマウスでない
動物群(非トランスジェニックマウス等)及び本発明の
トランスジェニックマウスに同時に投与される。この薬
剤は、トランスジェニックマウスの病態が改善され得る
に充分な期間を越えて連続的に投与されるであろう。こ
の充分な期間を経て薬剤を投与された後、トランスジェ
ニックマウス及び対照の非トランスジェニックマウス
は、関節組織等の解析に供されることとなる。そして、
上記パラメーターを比較することにより、薬剤の効能に
ついてひとつの決定を下すことができる。
現しているので、IL−1の過剰発現に起因していると
思われる疾患の発症機序の解明や治療薬の探索にも利用
できるものである。例えば、検索されるべき薬剤は、対
照動物、即ち本発明のトランスジェニックマウスでない
動物群(非トランスジェニックマウス等)及び本発明の
トランスジェニックマウスに同時に投与される。この薬
剤は、トランスジェニックマウスの病態が改善され得る
に充分な期間を越えて連続的に投与されるであろう。こ
の充分な期間を経て薬剤を投与された後、トランスジェ
ニックマウス及び対照の非トランスジェニックマウス
は、関節組織等の解析に供されることとなる。そして、
上記パラメーターを比較することにより、薬剤の効能に
ついてひとつの決定を下すことができる。
【0018】本発明は、βAIL−1α−1705又は
βAIL−1α−1706である、IL−1関連疾患モ
デルトランスジェニックマウスに関する。本発明者ら
は、IL−1α遺伝子を全身で過剰発現させることによ
って、上記のIL−1関連疾患を示すトランスジェニッ
クマウスを作成した。本マウスは、自己抗体の産生、好
中球の増殖、関節炎及び免疫担当細胞の活性亢進等を示
す。これらの病態は、上記の疾患に類似したものであ
る。従って、本マウスは、IL−1のin vivoにおける
作用を解明できるばかりでなく、IL−1の過剰発現に
起因する種々のIL−1関連疾患の発症機序の解明及び
これら疾患の治療薬のinvivoスクリーニングのためのラ
インを提供するものである。本発明のトランスジェニッ
ク動物は、体外受精法にてラインを維持するが生まれた
トランスジェニック動物は、通常の動物と同様に飼育す
ることができ、特別な飼育及び餌は必要としない。
βAIL−1α−1706である、IL−1関連疾患モ
デルトランスジェニックマウスに関する。本発明者ら
は、IL−1α遺伝子を全身で過剰発現させることによ
って、上記のIL−1関連疾患を示すトランスジェニッ
クマウスを作成した。本マウスは、自己抗体の産生、好
中球の増殖、関節炎及び免疫担当細胞の活性亢進等を示
す。これらの病態は、上記の疾患に類似したものであ
る。従って、本マウスは、IL−1のin vivoにおける
作用を解明できるばかりでなく、IL−1の過剰発現に
起因する種々のIL−1関連疾患の発症機序の解明及び
これら疾患の治療薬のinvivoスクリーニングのためのラ
インを提供するものである。本発明のトランスジェニッ
ク動物は、体外受精法にてラインを維持するが生まれた
トランスジェニック動物は、通常の動物と同様に飼育す
ることができ、特別な飼育及び餌は必要としない。
【0019】本発明の目的は、IL−1を関節組織及び
他の組織で強力に発現せしめるために必要なDNA配
列、いわゆる組み換えDNAを有するトランスジェニッ
ク動物を提供することである。更に、本発明の有用性と
しては、このトランスジェニック動物がIL−1のin v
ivoにおける作用解明、上記のIL−1関連疾患の発症
機序の解明及びこれらの関連疾患の治療薬のin vivoス
クリーニングのために用いられることである。
他の組織で強力に発現せしめるために必要なDNA配
列、いわゆる組み換えDNAを有するトランスジェニッ
ク動物を提供することである。更に、本発明の有用性と
しては、このトランスジェニック動物がIL−1のin v
ivoにおける作用解明、上記のIL−1関連疾患の発症
機序の解明及びこれらの関連疾患の治療薬のin vivoス
クリーニングのために用いられることである。
【0020】
【実施例】次に、実施例を示して本発明をさらに具体的
に説明する。以下の実施例は、遺伝子断片、組換え遺伝
子構築体、トランスジェニックマウス等をどのように作
成するか等を完全に開示し、記載することを目的とした
ものであり、本発明は、この実施例によって限定される
ものではない。
に説明する。以下の実施例は、遺伝子断片、組換え遺伝
子構築体、トランスジェニックマウス等をどのように作
成するか等を完全に開示し、記載することを目的とした
ものであり、本発明は、この実施例によって限定される
ものではない。
【0021】実施例1 プラスミドpβA/hIL−1
α−1の構築 マウスで発現させるべき目的遺伝子は以下のように作成
した。はじめに、上記標的遺伝子を発現させるためのベ
クターを作成した。ニワトリベーターアクチンプロモー
ターとその上流にサイトメガロウイルスエンハンサーを
有する哺乳動物発現ベクター pCAGGS(Niwa H.et al.,
Gene, vol. 108, p.193-200,1991)より2.3kb断
片をSalI/PstI消化により切り出し、これをク
ローニングベクター pBluescript(Stratagene社より購
入)のSalI/PstI部位へ挿入し、pBsCAG
−2ベクターを構築した。サイトメガロウイルスエンハ
ンサー/ニワトリベーターアクチンプロモーターは、哺
乳動物の多種多様な細胞において強い活性が認められて
おり、現在、in vivoにおける外来性遺伝子発現を強力
に促進するプロモーター系として有用であることが判っ
ている。この2.3kb断片中には、上記エンハンサー
/プロモーターの他に、ウサギベーターグロビン遺伝子
の一部(第2イントロン、第3エクソン、3′側非翻訳
領域から成る)が含まれる。通常、cDNA等の発現さ
せたい目的遺伝子は、ウサギベーターグロビン遺伝子の
第3エクソンのEcoRI部位に挿入される。イントロ
ンの存在により、目的遺伝子のin vivoでの転写効率が
改善されることが知られている(Brinster R.L. et a
l., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol.85, p.836-840,
1988)。このpBsCAG−2のEcoRI部位に目
的遺伝子であるヒトIL−1α〔hIL−1α H2H
3プラスミド(March et al., Nature, 315, p.641, 19
85)〕のcDNAの全長(660bp)を挿入し、トラ
ンスジェニックマウス発現用プラスミドpβA/hIL
−1α−1(5.96kb)を構築した(図1)。マウ
ス1細胞期卵へのDNA導入には、これら組換え遺伝子
構築体よりScaI/SalI/BamHI消化により
遺伝子を単離し、これを用いた。また、この構築体に
は、DNAを消化したり、繋げたり、DNA断片を単離
する等の操作が行われたが、このためにはManiatis T.
et al.(Molecular Cloning, A Laboratory Mannual, 1
982)の標準的DNA組み換え技術が用いられた。ま
た、インサートの結合部周辺のDNA配列は、DNAシ
ークエンシング法により確認された。
α−1の構築 マウスで発現させるべき目的遺伝子は以下のように作成
した。はじめに、上記標的遺伝子を発現させるためのベ
クターを作成した。ニワトリベーターアクチンプロモー
ターとその上流にサイトメガロウイルスエンハンサーを
有する哺乳動物発現ベクター pCAGGS(Niwa H.et al.,
Gene, vol. 108, p.193-200,1991)より2.3kb断
片をSalI/PstI消化により切り出し、これをク
ローニングベクター pBluescript(Stratagene社より購
入)のSalI/PstI部位へ挿入し、pBsCAG
−2ベクターを構築した。サイトメガロウイルスエンハ
ンサー/ニワトリベーターアクチンプロモーターは、哺
乳動物の多種多様な細胞において強い活性が認められて
おり、現在、in vivoにおける外来性遺伝子発現を強力
に促進するプロモーター系として有用であることが判っ
ている。この2.3kb断片中には、上記エンハンサー
/プロモーターの他に、ウサギベーターグロビン遺伝子
の一部(第2イントロン、第3エクソン、3′側非翻訳
領域から成る)が含まれる。通常、cDNA等の発現さ
せたい目的遺伝子は、ウサギベーターグロビン遺伝子の
第3エクソンのEcoRI部位に挿入される。イントロ
ンの存在により、目的遺伝子のin vivoでの転写効率が
改善されることが知られている(Brinster R.L. et a
l., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol.85, p.836-840,
1988)。このpBsCAG−2のEcoRI部位に目
的遺伝子であるヒトIL−1α〔hIL−1α H2H
3プラスミド(March et al., Nature, 315, p.641, 19
85)〕のcDNAの全長(660bp)を挿入し、トラ
ンスジェニックマウス発現用プラスミドpβA/hIL
−1α−1(5.96kb)を構築した(図1)。マウ
ス1細胞期卵へのDNA導入には、これら組換え遺伝子
構築体よりScaI/SalI/BamHI消化により
遺伝子を単離し、これを用いた。また、この構築体に
は、DNAを消化したり、繋げたり、DNA断片を単離
する等の操作が行われたが、このためにはManiatis T.
et al.(Molecular Cloning, A Laboratory Mannual, 1
982)の標準的DNA組み換え技術が用いられた。ま
た、インサートの結合部周辺のDNA配列は、DNAシ
ークエンシング法により確認された。
【0022】実施例2 外来性遺伝子(βA−hIL−
1α)のマウス受精卵への注入、その受精卵の移植及び
導入されたトランスジーンの確認 実験動物として受精卵採取用にC57BL/6N雄及び
B6C3F1雌マウス(C57BL/6N × C3H
/HeN)、DNA注入後の受精卵移植用の受容雌(レ
シピエント)としてICRの雌マウスを用いた。また、
移植用レシピエントに偽妊娠誘起を施すため、精管を切
断したICRの雄マウスとレシピエントを交配させた。
まず、過排卵誘起を施すために、B6C3F1雌マウス
に妊馬血清性性腺刺激ホルモン(PMSG)及びヒト絨
毛性性腺刺激ホルモン(hCG)を48時間間隔で各々
5IU腹腔内に投与後、直ちにC57BL/6N雄マウ
スと同居させた。翌日、B6C3F1雌マウスの膣に膣
栓(プラグ)が形成されているものを交配が成立したマ
ウスと判断した。交配が確認されたマウスを屠殺し、卵
管膨大部から顆粒層細胞及び卵丘細胞に囲まれた受精卵
(前核期卵)を回収した。回収された受精卵は1%ヒア
ルロニダーゼ(持田製薬製品)を含むM16培養液(Wh
ittingham D.G., J. Reprod. Fert., Suppl. vol.14,
p.7-21, 1971)中に導入し、顆粒層細胞及び卵丘細胞を
除去した後、DNAを注入するまでM16培養液中にて
37℃、5%CO2、95%空気の気相下で培養され
た。培養は、35mm径のサスペンジョンカルチャーデイ
ッシュ(suspension culture dish)(No.171099,Nunc
社)内に滴下した50μlのM16培養液の微小滴中に
受精卵を浮遊させ、上部を流動パラフィン(White ligh
t mineral oil,Fisher社)で覆った状態で行われた。
1α)のマウス受精卵への注入、その受精卵の移植及び
導入されたトランスジーンの確認 実験動物として受精卵採取用にC57BL/6N雄及び
B6C3F1雌マウス(C57BL/6N × C3H
/HeN)、DNA注入後の受精卵移植用の受容雌(レ
シピエント)としてICRの雌マウスを用いた。また、
移植用レシピエントに偽妊娠誘起を施すため、精管を切
断したICRの雄マウスとレシピエントを交配させた。
まず、過排卵誘起を施すために、B6C3F1雌マウス
に妊馬血清性性腺刺激ホルモン(PMSG)及びヒト絨
毛性性腺刺激ホルモン(hCG)を48時間間隔で各々
5IU腹腔内に投与後、直ちにC57BL/6N雄マウ
スと同居させた。翌日、B6C3F1雌マウスの膣に膣
栓(プラグ)が形成されているものを交配が成立したマ
ウスと判断した。交配が確認されたマウスを屠殺し、卵
管膨大部から顆粒層細胞及び卵丘細胞に囲まれた受精卵
(前核期卵)を回収した。回収された受精卵は1%ヒア
ルロニダーゼ(持田製薬製品)を含むM16培養液(Wh
ittingham D.G., J. Reprod. Fert., Suppl. vol.14,
p.7-21, 1971)中に導入し、顆粒層細胞及び卵丘細胞を
除去した後、DNAを注入するまでM16培養液中にて
37℃、5%CO2、95%空気の気相下で培養され
た。培養は、35mm径のサスペンジョンカルチャーデイ
ッシュ(suspension culture dish)(No.171099,Nunc
社)内に滴下した50μlのM16培養液の微小滴中に
受精卵を浮遊させ、上部を流動パラフィン(White ligh
t mineral oil,Fisher社)で覆った状態で行われた。
【0023】外来性遺伝子は、上述の方法で調製したプ
ラスミドpβA/hIL−1α−1を宿主大腸菌にて大
量増幅の後、抽出された。更に、プラスミドを精製する
ために、塩化セシウムによる超遠心、臭化エチジユウム
(ethidium bromide)の除去及び透析処理を行った。精
製されたプラスミドは、制限酵素SalI、BamHI
及びScaIにより消化された後、0.8%アガロース
ゲル電気泳動により、目的の外来性遺伝子(βA−hI
L−1α,3.0kb)が単離された。外来性遺伝子
は、注入操作直前にリン酸緩衝液(pH7.2)にて希
釈したものを用いた。この外来性遺伝子は、既報(Hoga
n B. et al., In Manipulating the MouseEmbryo., Col
d Spring Harbor Laboratory Press,1986)に準じて、
受精卵に注入された。即ち、培養液中で受精卵を保持用
ガラスピペットで保持した後、微細な注入用ガラスピペ
ットを用いてDNA溶液を約2pl(2,000コピ
ー)ずつ受精卵の雄性前核内に注入した。
ラスミドpβA/hIL−1α−1を宿主大腸菌にて大
量増幅の後、抽出された。更に、プラスミドを精製する
ために、塩化セシウムによる超遠心、臭化エチジユウム
(ethidium bromide)の除去及び透析処理を行った。精
製されたプラスミドは、制限酵素SalI、BamHI
及びScaIにより消化された後、0.8%アガロース
ゲル電気泳動により、目的の外来性遺伝子(βA−hI
L−1α,3.0kb)が単離された。外来性遺伝子
は、注入操作直前にリン酸緩衝液(pH7.2)にて希
釈したものを用いた。この外来性遺伝子は、既報(Hoga
n B. et al., In Manipulating the MouseEmbryo., Col
d Spring Harbor Laboratory Press,1986)に準じて、
受精卵に注入された。即ち、培養液中で受精卵を保持用
ガラスピペットで保持した後、微細な注入用ガラスピペ
ットを用いてDNA溶液を約2pl(2,000コピ
ー)ずつ受精卵の雄性前核内に注入した。
【0024】注入操作後、受精卵は、精管を切断された
成熟ICR雄マウスと交配した偽妊娠1日目の成熟IC
R雌マウスの卵管内へ移植した。卵管移植後、分娩満期
まで飼育し、産仔を得た。分娩後、得られた産仔は、生
後4週齢で離乳させ、このマウスの尾部の先端部分約1
cmを麻酔下で切断するとともに耳にパンチングし、個体
識別した。尾部の組織より染色体DNAを抽出、精製し
た後、サザンブロット法により導入した遺伝子断片がマ
ウスの染色体に組み込まれていることを確認した。即
ち、制限酵素EcoRI、BamHIで完全に消化させ
た10μgの染色体DNAを0.8%アガロースゲル電気
泳動し、ナイロンフィルター(GeneScreen Plus, NEN,
USA)に染色体DNAを転写した。フィルターは、風乾
後、ハイブリダイゼーションに供した。ハイブリダイゼ
ーションは、常法(Maniatis T. etal., 1982)に従っ
てhIL−1α遺伝子断片をプローブとし、導入遺伝子
断片のマウス染色体への組み込みを確認した。これらの
結果を、下記の表1に示した。計2回の実験で、133
個の受精卵に遺伝子注入操作を行い86個(65%)の
受精卵が操作後生存していた。この生存卵すべてを4匹
のレシピエントに移植した結果、3匹のレシピエントが
妊娠し、妊娠19日目に帝王切開術を実施することによ
り24匹(18%)の産仔を摘出した。摘出された産仔
は、蘇生後、予め準備しておいた当日出産した里親(I
CR雌マウス)に保育させた。これらの産仔の内、11
匹(8%)において、胎盤より抽出された染色体DNA
に導入遺伝子が確認されたが、この内2匹は里親に食殺
されたため、その後の解析はできなかった。
成熟ICR雄マウスと交配した偽妊娠1日目の成熟IC
R雌マウスの卵管内へ移植した。卵管移植後、分娩満期
まで飼育し、産仔を得た。分娩後、得られた産仔は、生
後4週齢で離乳させ、このマウスの尾部の先端部分約1
cmを麻酔下で切断するとともに耳にパンチングし、個体
識別した。尾部の組織より染色体DNAを抽出、精製し
た後、サザンブロット法により導入した遺伝子断片がマ
ウスの染色体に組み込まれていることを確認した。即
ち、制限酵素EcoRI、BamHIで完全に消化させ
た10μgの染色体DNAを0.8%アガロースゲル電気
泳動し、ナイロンフィルター(GeneScreen Plus, NEN,
USA)に染色体DNAを転写した。フィルターは、風乾
後、ハイブリダイゼーションに供した。ハイブリダイゼ
ーションは、常法(Maniatis T. etal., 1982)に従っ
てhIL−1α遺伝子断片をプローブとし、導入遺伝子
断片のマウス染色体への組み込みを確認した。これらの
結果を、下記の表1に示した。計2回の実験で、133
個の受精卵に遺伝子注入操作を行い86個(65%)の
受精卵が操作後生存していた。この生存卵すべてを4匹
のレシピエントに移植した結果、3匹のレシピエントが
妊娠し、妊娠19日目に帝王切開術を実施することによ
り24匹(18%)の産仔を摘出した。摘出された産仔
は、蘇生後、予め準備しておいた当日出産した里親(I
CR雌マウス)に保育させた。これらの産仔の内、11
匹(8%)において、胎盤より抽出された染色体DNA
に導入遺伝子が確認されたが、この内2匹は里親に食殺
されたため、その後の解析はできなかった。
【0025】
【表1】
【0026】食殺されずに生存した9匹のトランスジェ
ニックマウスは、すべて離乳まで発育した。これら9匹
のトランスジェニックマウスより各々F1マウスを得、
トランスジーンの伝達性を調べたところ、すべてトラン
スジーンをF1マウスに伝達した。得られたトランスジ
ェニックマウスの性状を、下記の表2に示した。
ニックマウスは、すべて離乳まで発育した。これら9匹
のトランスジェニックマウスより各々F1マウスを得、
トランスジーンの伝達性を調べたところ、すべてトラン
スジーンをF1マウスに伝達した。得られたトランスジ
ェニックマウスの性状を、下記の表2に示した。
【0027】
【表2】
【0028】得られたトランスジェニックマウスは、す
べてのラインにおいて、そのトランスジーンを子孫(F
1)へ伝達していたが、各組織での発現が認められたラ
インは、わずかに2ライン(βAIL−1α−1705
およびβAIL−1α−1706)のみであった。これ
らの発現している2ラインの初代トランスジェニックマ
ウスは、いずれも離乳(4週齢)まで達したが非常に小
型(非トランスジェニックマウスの体重の約半分)であ
った。また、離乳時には、既に前後肢の関節周囲に顕著
な腫大が認められ、週齢が進むにつれて悪化した。本マ
ウスを約14週齢まで飼育し、観察を続けたところ、7
週齢頃より眼瞼の閉鎖(目ヤニが眼周囲に付着すること
による)及び13週齢頃より脱毛が確認された。更に、
10週齢頃から腫大した後肢関節の下部が内側に湾曲
し、変形してきた。その頃には、後肢は完全に麻痺して
おり、前肢のみで行動することが観察された。
べてのラインにおいて、そのトランスジーンを子孫(F
1)へ伝達していたが、各組織での発現が認められたラ
インは、わずかに2ライン(βAIL−1α−1705
およびβAIL−1α−1706)のみであった。これ
らの発現している2ラインの初代トランスジェニックマ
ウスは、いずれも離乳(4週齢)まで達したが非常に小
型(非トランスジェニックマウスの体重の約半分)であ
った。また、離乳時には、既に前後肢の関節周囲に顕著
な腫大が認められ、週齢が進むにつれて悪化した。本マ
ウスを約14週齢まで飼育し、観察を続けたところ、7
週齢頃より眼瞼の閉鎖(目ヤニが眼周囲に付着すること
による)及び13週齢頃より脱毛が確認された。更に、
10週齢頃から腫大した後肢関節の下部が内側に湾曲
し、変形してきた。その頃には、後肢は完全に麻痺して
おり、前肢のみで行動することが観察された。
【0029】このような状態のトランスジェニックマウ
スから、自然交配により子孫(F1)を得ることは困難
であると判断し、体外受精法にてF1を得ることを試み
た。体外受精法は、常法(Toyoda Y., Yokoyama M., Ho
shi T., Japan J. Anim. Reprod., 16, 147-151,1971)
により行った。即ち、心臓より直接、全採血し、屠殺せ
しめた2ラインのトランスジェニックマウス(F0)か
ら各々精巣上体尾部を摘出し、予め用意されたsuspensi
on culture dish(Nunc社)中の400μl TYH培養
液(TYH培養液は超純水100mlにNaCl 0.69
76g、KCl0.0356g、CaCl2・2H2O
0.0251g、KH2PO4 0.0162g、MgSO4
・7H2O 0.0293g、NaHCO3 0.2106
g、ピルビン酸ナトリウム0.011g、ブドウ糖0.1
g、ウシ血清アルブミン0.4g、ペニシリンG 0.0
075g、ストレプトマイシン0.005g、phenol re
d 0.0002gを順次加えて、溶解して作製する。溶
解後、この培養液をミリポアフィルターを通して除菌
し、実験に使用する。参考文献:Toyoda, Y., Yokoyam
a, M. and Hoshi, T. :Jpn. J. Anim. Reprod. 16, 14
7-151, 1971)に導入した。導入された精巣上体尾部
は、眼科用ハサミにて細切されることにより、精子を採
取した。得られたトランスジェニックマウス由来精子
は、1時間培養した後、予めB6C3F1雌マウスより
採取しておいた未受精卵が入っている400μlTYH
培養液中に精子浮遊液10μlを添加した。この状態
で、5%CO2、95%空気の気相下にて37℃、24
時間培養した。24時間培養後、2細胞期へ発生したも
のを受精卵と判定し、これらの受精卵の一部は、偽妊娠
1日目のICR系レシピエントマウスの卵管に移植し
た。なお、残りの受精卵は、既報(Tada N. et al., Th
eriogenology, 40, 333-344, 1993)に従って凍結保存
を実施した。以下に得られた受精卵数及び移植成績を表
3に示した。
スから、自然交配により子孫(F1)を得ることは困難
であると判断し、体外受精法にてF1を得ることを試み
た。体外受精法は、常法(Toyoda Y., Yokoyama M., Ho
shi T., Japan J. Anim. Reprod., 16, 147-151,1971)
により行った。即ち、心臓より直接、全採血し、屠殺せ
しめた2ラインのトランスジェニックマウス(F0)か
ら各々精巣上体尾部を摘出し、予め用意されたsuspensi
on culture dish(Nunc社)中の400μl TYH培養
液(TYH培養液は超純水100mlにNaCl 0.69
76g、KCl0.0356g、CaCl2・2H2O
0.0251g、KH2PO4 0.0162g、MgSO4
・7H2O 0.0293g、NaHCO3 0.2106
g、ピルビン酸ナトリウム0.011g、ブドウ糖0.1
g、ウシ血清アルブミン0.4g、ペニシリンG 0.0
075g、ストレプトマイシン0.005g、phenol re
d 0.0002gを順次加えて、溶解して作製する。溶
解後、この培養液をミリポアフィルターを通して除菌
し、実験に使用する。参考文献:Toyoda, Y., Yokoyam
a, M. and Hoshi, T. :Jpn. J. Anim. Reprod. 16, 14
7-151, 1971)に導入した。導入された精巣上体尾部
は、眼科用ハサミにて細切されることにより、精子を採
取した。得られたトランスジェニックマウス由来精子
は、1時間培養した後、予めB6C3F1雌マウスより
採取しておいた未受精卵が入っている400μlTYH
培養液中に精子浮遊液10μlを添加した。この状態
で、5%CO2、95%空気の気相下にて37℃、24
時間培養した。24時間培養後、2細胞期へ発生したも
のを受精卵と判定し、これらの受精卵の一部は、偽妊娠
1日目のICR系レシピエントマウスの卵管に移植し
た。なお、残りの受精卵は、既報(Tada N. et al., Th
eriogenology, 40, 333-344, 1993)に従って凍結保存
を実施した。以下に得られた受精卵数及び移植成績を表
3に示した。
【0030】
【表3】
【0031】これらの体外受精及び移植により得られた
産仔の中には、各々トランスジェニックマウス(F1)
が含まれていた。βAIL−1α−1705のF1トラ
ンスジェニックマウスは、すべてF0と同様な表現型を
示し、発育遅延及び関節炎を生じたが、F0の表現型と
比べ、その異常の程度は、顕著であった。一方、βAI
L−1α−1706のF1トランスジェニックマウス
は、F0と比べ逆に異常が軽度であった。即ち、F1で
は、関節炎の発症が遅れる傾向が認められた。
産仔の中には、各々トランスジェニックマウス(F1)
が含まれていた。βAIL−1α−1705のF1トラ
ンスジェニックマウスは、すべてF0と同様な表現型を
示し、発育遅延及び関節炎を生じたが、F0の表現型と
比べ、その異常の程度は、顕著であった。一方、βAI
L−1α−1706のF1トランスジェニックマウス
は、F0と比べ逆に異常が軽度であった。即ち、F1で
は、関節炎の発症が遅れる傾向が認められた。
【0032】実施例3 トランスジーン由来のmRNA
発現 トランスジーン由来のmRNA発現は、IL−1αのト
ランスジェニック9ライン、すべてのF0マウスにおい
て、ノーザンブロット法により確認した。トランスジェ
ニックF0マウス及びその同腹の非トランスジェニック
マウスの脳、肝臓、腎臓、小腸、精巣、骨格筋、皮膚及
び頚骨より、全RNAを単離した。ノーザンブロット解
析には、20μgの全RNAを1.1%アガロース/1.
1Mホルムアルデヒドゲル電気泳動し、次いで、これを
ナイロン膜フィルターに移した。プレハイブリダイゼー
ションは、ハイブリダイゼーション液〔5×SSC(1×SSC
=0.15M NaCl,15mM Na-citrate,pH7.4)、50%ホル
ムアミド、5mM EDTA、5mg/mlの変性サケDN
A、5×Denhardt試薬等を含む〕の中で、42℃にて2
時間行った。次いで、ランダムにプライミングしたcD
NAプローブ(ヒトIL−1α遺伝子断片)を熱変性さ
せた後、これをハイブリダイゼーション液に加え、ハイ
ブリダイゼーションを行った。反応は、42℃にて18
時間行い、洗浄は、0.1×SSC/0.1% SDS中、56℃、
20分間行った。フィルターは、−80℃にて24〜7
2時間暴露した(増感スクリーン+コダックXAR−5
フィルム使用)。9ラインのF0トランスジェニックマ
ウスの上記の主要臓器について、ノーザンブロット解析
を実施した。βAIL−1α−1705及びβAIL−
1α−1706ラインを除き、すべてのラインでIL−
1αの発現を認めなかった。βAIL−1α−1705
ラインは、腎臓、小腸、皮膚及び頚骨で強いIL−1α
の発現が認められたが、脳、肝臓及び骨格筋では、その
発現は弱かった。また、精巣については、その発現は、
ほとんど認められなかった。一方、βAIL−1α−1
706ラインの場合は、全体的にβAIL−1α−17
05の発現に比べ弱い傾向を示したが、骨格筋のみで強
い発現が認められた。また、脳、肝臓、腎臓、小腸、皮
膚及び頚骨では、比較的弱い発現があり、精巣では、ほ
とんど発現がなかった。なお、解析は、βAIL−1α
−1705及びβAIL−1α−1706 F0マウス
について実施したが、以下に示す解析の結果及び図は、
2ラインともほぼ同様な病態を示すため、βAIL−1
α−1705 F0マウスの所見に限定して解説する。
発現 トランスジーン由来のmRNA発現は、IL−1αのト
ランスジェニック9ライン、すべてのF0マウスにおい
て、ノーザンブロット法により確認した。トランスジェ
ニックF0マウス及びその同腹の非トランスジェニック
マウスの脳、肝臓、腎臓、小腸、精巣、骨格筋、皮膚及
び頚骨より、全RNAを単離した。ノーザンブロット解
析には、20μgの全RNAを1.1%アガロース/1.
1Mホルムアルデヒドゲル電気泳動し、次いで、これを
ナイロン膜フィルターに移した。プレハイブリダイゼー
ションは、ハイブリダイゼーション液〔5×SSC(1×SSC
=0.15M NaCl,15mM Na-citrate,pH7.4)、50%ホル
ムアミド、5mM EDTA、5mg/mlの変性サケDN
A、5×Denhardt試薬等を含む〕の中で、42℃にて2
時間行った。次いで、ランダムにプライミングしたcD
NAプローブ(ヒトIL−1α遺伝子断片)を熱変性さ
せた後、これをハイブリダイゼーション液に加え、ハイ
ブリダイゼーションを行った。反応は、42℃にて18
時間行い、洗浄は、0.1×SSC/0.1% SDS中、56℃、
20分間行った。フィルターは、−80℃にて24〜7
2時間暴露した(増感スクリーン+コダックXAR−5
フィルム使用)。9ラインのF0トランスジェニックマ
ウスの上記の主要臓器について、ノーザンブロット解析
を実施した。βAIL−1α−1705及びβAIL−
1α−1706ラインを除き、すべてのラインでIL−
1αの発現を認めなかった。βAIL−1α−1705
ラインは、腎臓、小腸、皮膚及び頚骨で強いIL−1α
の発現が認められたが、脳、肝臓及び骨格筋では、その
発現は弱かった。また、精巣については、その発現は、
ほとんど認められなかった。一方、βAIL−1α−1
706ラインの場合は、全体的にβAIL−1α−17
05の発現に比べ弱い傾向を示したが、骨格筋のみで強
い発現が認められた。また、脳、肝臓、腎臓、小腸、皮
膚及び頚骨では、比較的弱い発現があり、精巣では、ほ
とんど発現がなかった。なお、解析は、βAIL−1α
−1705及びβAIL−1α−1706 F0マウス
について実施したが、以下に示す解析の結果及び図は、
2ラインともほぼ同様な病態を示すため、βAIL−1
α−1705 F0マウスの所見に限定して解説する。
【0033】実施例4 トランスジェニックマウスの各
臓器における病理学的解析 生後4週齢βAIL−1α−1705 F0マウスをペ
ントバルビタール酸ナトリウムにて深麻酔し、心臓より
全採血することにより屠殺した後、脳、肝臓、腎臓、胸
腺、脾臓、膵臓、肺、心臓、精巣、小腸、大腸、頭蓋
冠、皮膚、大腿骨(膝関節)及び眼球を各々摘出した。
これらの組織を10%ホルマリン緩衝液にて固定した
後、パラフィンに包埋し、約2mmの連続薄切標本を作製
した。なお、骨組織については、薄切標本を作製する前
に、14%EDTAに約1週間浸漬することにより脱灰
処置を施した。これらの標本について、ヘマトキシリン
ーエオシン染色を行った。染色後の標本は、光学顕微鏡
下にて異常の有無を観察し、一部の標本について写真撮
影を行った(図2および図3)。
臓器における病理学的解析 生後4週齢βAIL−1α−1705 F0マウスをペ
ントバルビタール酸ナトリウムにて深麻酔し、心臓より
全採血することにより屠殺した後、脳、肝臓、腎臓、胸
腺、脾臓、膵臓、肺、心臓、精巣、小腸、大腸、頭蓋
冠、皮膚、大腿骨(膝関節)及び眼球を各々摘出した。
これらの組織を10%ホルマリン緩衝液にて固定した
後、パラフィンに包埋し、約2mmの連続薄切標本を作製
した。なお、骨組織については、薄切標本を作製する前
に、14%EDTAに約1週間浸漬することにより脱灰
処置を施した。これらの標本について、ヘマトキシリン
ーエオシン染色を行った。染色後の標本は、光学顕微鏡
下にて異常の有無を観察し、一部の標本について写真撮
影を行った(図2および図3)。
【0034】ヘマトキシリン−エオシン染色結果の解析
を以下に示す。胸腺における病理組織において、トラン
スジェニックマウスの胸腺では、非トランスジェニック
マウスの胸腺と比べ、皮質の萎縮が認められた。脾臓の
病理組織においては、トランスジェニックマウスの脾臓
は、好中球の増加、髄外造血の亢進及び軽度の形質細胞
様細胞の増加が認められたが、非トランスジェニックマ
ウスの脾臓では、このような変化は、認められなかっ
た。肺の病理組織においては、トランスジェニックマウ
スの肺は、肺胞の拡張が不十分で肺胞壁が厚く、好中球
の浸潤が認められた。しかし、非トランスジェニックマ
ウスの肺では、何ら異常を認めなかった。腎臓の病理組
織においてはトランスジェニックマウスの腎臓は、糸球
体中のメサンギウム領域が増加しており、肥厚している
状態の硬化性変化が認められた。非トランスジェニック
マウスの腎臓は、変化を認めなかった。
を以下に示す。胸腺における病理組織において、トラン
スジェニックマウスの胸腺では、非トランスジェニック
マウスの胸腺と比べ、皮質の萎縮が認められた。脾臓の
病理組織においては、トランスジェニックマウスの脾臓
は、好中球の増加、髄外造血の亢進及び軽度の形質細胞
様細胞の増加が認められたが、非トランスジェニックマ
ウスの脾臓では、このような変化は、認められなかっ
た。肺の病理組織においては、トランスジェニックマウ
スの肺は、肺胞の拡張が不十分で肺胞壁が厚く、好中球
の浸潤が認められた。しかし、非トランスジェニックマ
ウスの肺では、何ら異常を認めなかった。腎臓の病理組
織においてはトランスジェニックマウスの腎臓は、糸球
体中のメサンギウム領域が増加しており、肥厚している
状態の硬化性変化が認められた。非トランスジェニック
マウスの腎臓は、変化を認めなかった。
【0035】頭蓋冠の病理組織においてはトランスジェ
ニックマウスの頭蓋冠(図2A)では、破骨細胞(矢印
OC)の増加による顕著な骨吸収像、骨髄腔(矢印B
M)中の好中球の増加及び骨髄への線維性組織(矢印F
b)の置換が認められたが、非トランスジェニックマウ
スの頭蓋冠(図2B)では、これらの変化を認めなかっ
た。皮膚の病理組織においてはトランスジェニックマウ
スの皮膚では、軽度ではあるが真皮組織の萎縮が認めら
れた。非トランスジェニックマウスの皮膚では、このよ
うな変化はなかった。大腿骨の病理組織においてはトラ
ンスジェニックマウスの大腿骨(図3A)では、顕著な
骨髄球系細胞(矢印BMC)の増加、破骨細胞の骨小柱
吸収像(矢印Rs)及び骨軟骨破壊に伴う骨髄への線維
性組織(矢印Fb)の置換が観察された。その他、著明
な関節への好中球浸潤、滑膜細胞の増加及び軽度ではあ
るが関節のパンヌス形成が認められた。なお、非トラン
スジェニックマウスの大腿骨(図3B)では、このよう
な変化は、認められなかった。眼球の病理組織において
はトランスジェニックマウスの眼球では、角膜上皮の肥
厚が認められ、重層扁平上皮細胞の増加に起因している
ものと思われる。また、顆粒球系細胞等の浸潤は観察さ
れなかった。非トランスジェニックマウスの眼球では、
このような異常は認められなかった。なお、上記の異常
が認められた臓器以外の臓器、即ち脳、肝臓、膵臓、心
臓、精巣、小腸及び大腸では、病理組織学的検索で何ら
異常を認めなかった。
ニックマウスの頭蓋冠(図2A)では、破骨細胞(矢印
OC)の増加による顕著な骨吸収像、骨髄腔(矢印B
M)中の好中球の増加及び骨髄への線維性組織(矢印F
b)の置換が認められたが、非トランスジェニックマウ
スの頭蓋冠(図2B)では、これらの変化を認めなかっ
た。皮膚の病理組織においてはトランスジェニックマウ
スの皮膚では、軽度ではあるが真皮組織の萎縮が認めら
れた。非トランスジェニックマウスの皮膚では、このよ
うな変化はなかった。大腿骨の病理組織においてはトラ
ンスジェニックマウスの大腿骨(図3A)では、顕著な
骨髄球系細胞(矢印BMC)の増加、破骨細胞の骨小柱
吸収像(矢印Rs)及び骨軟骨破壊に伴う骨髄への線維
性組織(矢印Fb)の置換が観察された。その他、著明
な関節への好中球浸潤、滑膜細胞の増加及び軽度ではあ
るが関節のパンヌス形成が認められた。なお、非トラン
スジェニックマウスの大腿骨(図3B)では、このよう
な変化は、認められなかった。眼球の病理組織において
はトランスジェニックマウスの眼球では、角膜上皮の肥
厚が認められ、重層扁平上皮細胞の増加に起因している
ものと思われる。また、顆粒球系細胞等の浸潤は観察さ
れなかった。非トランスジェニックマウスの眼球では、
このような異常は認められなかった。なお、上記の異常
が認められた臓器以外の臓器、即ち脳、肝臓、膵臓、心
臓、精巣、小腸及び大腸では、病理組織学的検索で何ら
異常を認めなかった。
【0036】前述したように、IL−1は、内因性発熱
因子、白血球増加や急性期蛋白質の誘導因子、リンパ球
活性化因子及びB細胞活性化因子としての作用のみなら
ず、非常に多くの細胞に対し様々な活性を示し、急性炎
症以外にも生体の恒常性を含む種々の反応において、重
要な役割を果たしていることが明らかにされている。特
に、IL−1と慢性炎型疾患との関係が注目されてい
る。本マウスの特徴的な病理組織学的変化として、著明
な関節部の炎症性変化を示す肉芽性増殖性炎の像が挙げ
られる。関節軟骨、骨組織の線維性組織による破壊像、
一部パンヌス形成、滑膜細胞増生など、いわゆる関節炎
と考えられる変化が認められた。また、頭蓋冠におい
て、破骨細胞による骨の吸収像や骨髄の線維性組織によ
る置換などの変化が認められたことから、関節以外に骨
への直接的な影響も考えられた。骨髄や脾臓等における
骨髄球系細胞増殖及び肺等の好中球浸潤は、関節炎によ
る二次的な変化が考えられるが、IL−1により誘導さ
れるIL−8がリンパ球や好中球に対し走化性を促進さ
せることによって、これら細胞の付着性を高めるという
報告(Larsen C.G. et al., Science, 243, 1464-1466,
1989)があり、IL−1の過剰発現による直接的な影
響も示唆される。
因子、白血球増加や急性期蛋白質の誘導因子、リンパ球
活性化因子及びB細胞活性化因子としての作用のみなら
ず、非常に多くの細胞に対し様々な活性を示し、急性炎
症以外にも生体の恒常性を含む種々の反応において、重
要な役割を果たしていることが明らかにされている。特
に、IL−1と慢性炎型疾患との関係が注目されてい
る。本マウスの特徴的な病理組織学的変化として、著明
な関節部の炎症性変化を示す肉芽性増殖性炎の像が挙げ
られる。関節軟骨、骨組織の線維性組織による破壊像、
一部パンヌス形成、滑膜細胞増生など、いわゆる関節炎
と考えられる変化が認められた。また、頭蓋冠におい
て、破骨細胞による骨の吸収像や骨髄の線維性組織によ
る置換などの変化が認められたことから、関節以外に骨
への直接的な影響も考えられた。骨髄や脾臓等における
骨髄球系細胞増殖及び肺等の好中球浸潤は、関節炎によ
る二次的な変化が考えられるが、IL−1により誘導さ
れるIL−8がリンパ球や好中球に対し走化性を促進さ
せることによって、これら細胞の付着性を高めるという
報告(Larsen C.G. et al., Science, 243, 1464-1466,
1989)があり、IL−1の過剰発現による直接的な影
響も示唆される。
【0037】実施例5 トランスジェニックマウス由来
脾臓細胞のマイトージェン刺激によるサイトカインの産
生能の確認 トランスジェニックマウスの脾臓細胞を用いて、IL−
1の過剰発現による免疫担当細胞の表現型の変化を観察
した。トランスジェニックマウスより摘出した脾臓は、
ガラス性のホモジナイザーにて単一の細胞にした。次い
で、赤血球をTris buffer(0.75%NH4Cl、5.6mM Tris−
HCl、pH7.65)にて溶血し、セルストレーナー(Falcon
2350)で破壊された赤血球の残存物を除去した。単離さ
れた脾臓細胞は、5×106/mlの濃度になるように、
10%FCSを含むRPMI 1640にて調製し、こ
れを脾臓細胞懸濁液とした。cancanavalin A(Con
A;E.Y.Labs. Inc.)及びlipopolysaccharide(LP
S;Difco Laboratories)は、各々2μg/ml、5μg/
mlの濃度になるように脾臓細胞懸濁液に加えた。抗マウ
スCD3抗体(B.M.Y.)は、5μg/mlの濃度になるよ
うにPBSで希釈し、これを培養用24穴プレートの1
穴あたり250μl加え、2時間室温下で培養した後、
穴を2%FCSを含むRPMI 1640で洗浄した。
上記の何れの場合も、脾臓細胞懸濁液は24穴プレート
1穴あたり1ml加えた。その後、37℃、5%CO2のi
ncubatorで2日間培養した細胞懸濁液を8,000r.p.
m.で10分間遠心し、その上清を回収した。脾臓細胞懸
濁液上清中に含まれるサイトカイン(マウスIL−2、
マウスIL−4、マウスIL−6、INF−γ:Biosou
rce International、マウスIL−1α,マウスTNF
α:Genzyme、ヒトIL−1α:R & D systems Inc.)
の定量は、吸光度(OD)450nmにて市販のELIS
Aキットを使用し、手順はそのプロトコールに従って実
施した。トランスジェニックマウス由来脾臓細胞のマイ
トージェン刺激によるサイトカイン産生能の結果を表4
に示す。
脾臓細胞のマイトージェン刺激によるサイトカインの産
生能の確認 トランスジェニックマウスの脾臓細胞を用いて、IL−
1の過剰発現による免疫担当細胞の表現型の変化を観察
した。トランスジェニックマウスより摘出した脾臓は、
ガラス性のホモジナイザーにて単一の細胞にした。次い
で、赤血球をTris buffer(0.75%NH4Cl、5.6mM Tris−
HCl、pH7.65)にて溶血し、セルストレーナー(Falcon
2350)で破壊された赤血球の残存物を除去した。単離さ
れた脾臓細胞は、5×106/mlの濃度になるように、
10%FCSを含むRPMI 1640にて調製し、こ
れを脾臓細胞懸濁液とした。cancanavalin A(Con
A;E.Y.Labs. Inc.)及びlipopolysaccharide(LP
S;Difco Laboratories)は、各々2μg/ml、5μg/
mlの濃度になるように脾臓細胞懸濁液に加えた。抗マウ
スCD3抗体(B.M.Y.)は、5μg/mlの濃度になるよ
うにPBSで希釈し、これを培養用24穴プレートの1
穴あたり250μl加え、2時間室温下で培養した後、
穴を2%FCSを含むRPMI 1640で洗浄した。
上記の何れの場合も、脾臓細胞懸濁液は24穴プレート
1穴あたり1ml加えた。その後、37℃、5%CO2のi
ncubatorで2日間培養した細胞懸濁液を8,000r.p.
m.で10分間遠心し、その上清を回収した。脾臓細胞懸
濁液上清中に含まれるサイトカイン(マウスIL−2、
マウスIL−4、マウスIL−6、INF−γ:Biosou
rce International、マウスIL−1α,マウスTNF
α:Genzyme、ヒトIL−1α:R & D systems Inc.)
の定量は、吸光度(OD)450nmにて市販のELIS
Aキットを使用し、手順はそのプロトコールに従って実
施した。トランスジェニックマウス由来脾臓細胞のマイ
トージェン刺激によるサイトカイン産生能の結果を表4
に示す。
【0038】
【表4】
【0039】マイトージェン(分裂促進因子)とは、リ
ンパ球を活性化し、細胞分裂を誘導促進する物質を言
う。代表的なものとして、植物由来のレクチン類〔PH
A(フィトヘマアグルチンA)、ConA〕、あるいは
バクテリア由来のLPSなどがある。PHA、ConA
などは、T細胞、LPSなどはB細胞を刺激することが
知られている。トランスジェニックマウス由来脾臓細胞
は、マイトージェン刺激のない状態でもヒトIL−1α
をspontaneousに産生しており、各種のマイトージェン
で刺激を加えることにより、全体的に非トランスジェニ
ックマウス由来脾臓細胞に比べサイトカインの産生がI
L−4を除き亢進する傾向が認められた。例えば、トラ
ンスジェニックマウス由来脾臓細胞をConA(コンカ
ナバリンA)にて刺激すると、IL−2、IFNγ、I
L−6及びヒトIL−1αの産生が亢進するが、特にI
L−2の亢進が顕著であった。このようなサイトカイン
産生の亢進パターンは、アジュバンドのみを投与したD
BA/1マウス(DBA1:CFA)やII型コラーゲン
を投与して関節炎を誘発したDBA/1マウス(DBA
1:RA)の亢進パターンとは明らかに異なっていた。
このことから、外部からの刺激(感染、抗原刺激等)に
対して、速やかにサイトカイン産生が亢進することによ
り、免疫応答(免疫能)も亢進していることが示唆され
た。なお、トランスジェニックマウスの血中にもヒトI
L−1αが存在していることも確認された。しかし、非
トランスジェニックマウス由来脾臓細胞の培養上清及び
血中からは、ヒトIL−1αの存在は、確認できなかっ
た。
ンパ球を活性化し、細胞分裂を誘導促進する物質を言
う。代表的なものとして、植物由来のレクチン類〔PH
A(フィトヘマアグルチンA)、ConA〕、あるいは
バクテリア由来のLPSなどがある。PHA、ConA
などは、T細胞、LPSなどはB細胞を刺激することが
知られている。トランスジェニックマウス由来脾臓細胞
は、マイトージェン刺激のない状態でもヒトIL−1α
をspontaneousに産生しており、各種のマイトージェン
で刺激を加えることにより、全体的に非トランスジェニ
ックマウス由来脾臓細胞に比べサイトカインの産生がI
L−4を除き亢進する傾向が認められた。例えば、トラ
ンスジェニックマウス由来脾臓細胞をConA(コンカ
ナバリンA)にて刺激すると、IL−2、IFNγ、I
L−6及びヒトIL−1αの産生が亢進するが、特にI
L−2の亢進が顕著であった。このようなサイトカイン
産生の亢進パターンは、アジュバンドのみを投与したD
BA/1マウス(DBA1:CFA)やII型コラーゲン
を投与して関節炎を誘発したDBA/1マウス(DBA
1:RA)の亢進パターンとは明らかに異なっていた。
このことから、外部からの刺激(感染、抗原刺激等)に
対して、速やかにサイトカイン産生が亢進することによ
り、免疫応答(免疫能)も亢進していることが示唆され
た。なお、トランスジェニックマウスの血中にもヒトI
L−1αが存在していることも確認された。しかし、非
トランスジェニックマウス由来脾臓細胞の培養上清及び
血中からは、ヒトIL−1αの存在は、確認できなかっ
た。
【0040】実施例6 トランスジェニックマウス脾臓
細胞を用いた抗核抗体の検出 上述したように本トランスジェニックマウスは、ヒトI
L−1αの過剰発現により免疫応答が過剰に起こりすぎ
ていることが推測されたため、自己免疫疾患の可能性を
確認するために、トランスジェニックマウス由来の脾臓
細胞における抗核抗体の検出を試みた。抗核抗体とは、
自己免疫疾患の患者血中に検出できるもので、細胞核成
分を抗原とする抗体である。SLE患者血中に高頻度に
検出できるほか、関節リウマチ、強皮症、胸腺腫にも認
められる。1重鎖及び2重鎖DNA、ヒストン、ポリA
DPリボースなどのクロマチン成分、RNA蛋白などの
核質内可溶性成分が抗原になる。DNAと反応する抗体
は、SLEの診断に使われている。
細胞を用いた抗核抗体の検出 上述したように本トランスジェニックマウスは、ヒトI
L−1αの過剰発現により免疫応答が過剰に起こりすぎ
ていることが推測されたため、自己免疫疾患の可能性を
確認するために、トランスジェニックマウス由来の脾臓
細胞における抗核抗体の検出を試みた。抗核抗体とは、
自己免疫疾患の患者血中に検出できるもので、細胞核成
分を抗原とする抗体である。SLE患者血中に高頻度に
検出できるほか、関節リウマチ、強皮症、胸腺腫にも認
められる。1重鎖及び2重鎖DNA、ヒストン、ポリA
DPリボースなどのクロマチン成分、RNA蛋白などの
核質内可溶性成分が抗原になる。DNAと反応する抗体
は、SLEの診断に使われている。
【0041】FITC染色により染色された抗核抗体が
存在するトランスジェニックマウス由来の脾臓細胞の写
真を図4に示す。トランスジェニックマウスの脾臓細胞
(図4A)は、細胞質全体が鮮明に染色されており、抗
核抗体の存在が確認できた。一方、非トランスジェニッ
クマウスの脾臓細胞(図4B)は、若干ではあるが染色
されていた。しかし、トランスジェニックマウスの脾臓
細胞と比べ明らかに染色性が弱い。非トランスジェニッ
クマウス脾臓細胞の染色性は、非特異的なものと考えら
れた。
存在するトランスジェニックマウス由来の脾臓細胞の写
真を図4に示す。トランスジェニックマウスの脾臓細胞
(図4A)は、細胞質全体が鮮明に染色されており、抗
核抗体の存在が確認できた。一方、非トランスジェニッ
クマウスの脾臓細胞(図4B)は、若干ではあるが染色
されていた。しかし、トランスジェニックマウスの脾臓
細胞と比べ明らかに染色性が弱い。非トランスジェニッ
クマウス脾臓細胞の染色性は、非特異的なものと考えら
れた。
【0042】トランスジェニックマウスの全体写真を図
5に示す。図5Aは、生後5週齢のβAIL−1α−1
705トランスジェニックマウス(写真右端)、βAI
L−1α−1706トランスジェニックマウス(写真中
央)及び同腹の非トランスジェニックマウス(写真左
端)の全身写真である。2匹のトランスジェニックマウ
スは、非トランスジェニックマウスと比べ、明らかに小
型で体重は、非トランスジェニックマウスの約半分であ
る。また、これら2匹のトランスジェニックマウスの尾
が湾曲しているのが確認できる。さらに生後5週齢のト
ランスジェニックマウス(βAIL−1α−1705)
の前肢関節周囲が非トランスジェニックマウスと比べ腫
脹していた。トランスジェニックマウス(βAIL−1
α−1705)の関節周囲が腫脹した後肢の写真を図5
Bに示す。トランスジェニックマウスの後肢(写真右)
は、非トランスジェニックマウスの後肢(写真左)と比
べ、明らかに腫脹している。図5Cに体外受精法によっ
て得られた生後9日齢のF1トランスジェニックマウス
(βAIL−1α−1705−2)の全体写真を示す。
この時期で既に前後肢の関節周囲に顕著な腫脹が認めら
れる。また、発育も遅延している。
5に示す。図5Aは、生後5週齢のβAIL−1α−1
705トランスジェニックマウス(写真右端)、βAI
L−1α−1706トランスジェニックマウス(写真中
央)及び同腹の非トランスジェニックマウス(写真左
端)の全身写真である。2匹のトランスジェニックマウ
スは、非トランスジェニックマウスと比べ、明らかに小
型で体重は、非トランスジェニックマウスの約半分であ
る。また、これら2匹のトランスジェニックマウスの尾
が湾曲しているのが確認できる。さらに生後5週齢のト
ランスジェニックマウス(βAIL−1α−1705)
の前肢関節周囲が非トランスジェニックマウスと比べ腫
脹していた。トランスジェニックマウス(βAIL−1
α−1705)の関節周囲が腫脹した後肢の写真を図5
Bに示す。トランスジェニックマウスの後肢(写真右)
は、非トランスジェニックマウスの後肢(写真左)と比
べ、明らかに腫脹している。図5Cに体外受精法によっ
て得られた生後9日齢のF1トランスジェニックマウス
(βAIL−1α−1705−2)の全体写真を示す。
この時期で既に前後肢の関節周囲に顕著な腫脹が認めら
れる。また、発育も遅延している。
【0043】
【発明の効果】本発明のトランスジェニック動物は、ヒ
トIL−1αの全身での過剰発現により免疫担当細胞及
び関節中の滑膜細胞等の活性を亢進せしめる結果、慢性
関節リウマチを発症する。その病態は、ヒトにおける膠
原病を含む慢性関節リウマチにきわめて類似しており、
上記疾患の有用なモデルとなり得る。
トIL−1αの全身での過剰発現により免疫担当細胞及
び関節中の滑膜細胞等の活性を亢進せしめる結果、慢性
関節リウマチを発症する。その病態は、ヒトにおける膠
原病を含む慢性関節リウマチにきわめて類似しており、
上記疾患の有用なモデルとなり得る。
【図1】サイトメガロウイルスエンハンサーのDNA配
列およびニワトリベーターアクチンプロモーターのDN
A配列の下流にIL−1α遺伝子をコードするDNA配
列さらにウサギベーターグロビン遺伝子を有するプラス
ミドpβA/hIL−1α−1のプラスミドマップを示
した図である。
列およびニワトリベーターアクチンプロモーターのDN
A配列の下流にIL−1α遺伝子をコードするDNA配
列さらにウサギベーターグロビン遺伝子を有するプラス
ミドpβA/hIL−1α−1のプラスミドマップを示
した図である。
【図2】生後4週齢βAIL−1α−1705 F0マ
ウス(A)と非トランスジェニックマウス(B)の頭蓋冠を
ヘマトキシリンーエオシン染色で染めた標本の顕微鏡の
写真である。
ウス(A)と非トランスジェニックマウス(B)の頭蓋冠を
ヘマトキシリンーエオシン染色で染めた標本の顕微鏡の
写真である。
【図3】生後4週齢βAIL−1α−1705 F0マ
ウス(A)と非トランスジェニックマウス(B)の大腿骨を
ヘマトキシリンーエオシン染色で染めた標本の顕微鏡の
写真である。
ウス(A)と非トランスジェニックマウス(B)の大腿骨を
ヘマトキシリンーエオシン染色で染めた標本の顕微鏡の
写真である。
【図4】生後4週齢βAIL−1α−1705 F0マ
ウス(A)と非トランスジェニックマウス(B)のFITC
染色により染色した脾臓細胞の顕微鏡写真である。
ウス(A)と非トランスジェニックマウス(B)のFITC
染色により染色した脾臓細胞の顕微鏡写真である。
【図5】(A)は生後5週齢のβAIL−1α−1705
トランスジェニックマウス(右端)、βAIL−1α−
1706トランスジェニックマウス(中央)及び同腹の非
トランスジェニックマウス(左端)の全身の形態写真、
(B)はβAIL−1α−1705トランスジェニックマ
ウスの関節周囲が腫脹した後肢(右)および非トランスジ
ェニックマウスの後肢(左)の形態写真である。また(C)
は体外受精法によって得られた生後9日齢のF1トラン
スジェニックマウス(βAIL−1α−1705−2)
の全身の形態写真である。
トランスジェニックマウス(右端)、βAIL−1α−
1706トランスジェニックマウス(中央)及び同腹の非
トランスジェニックマウス(左端)の全身の形態写真、
(B)はβAIL−1α−1705トランスジェニックマ
ウスの関節周囲が腫脹した後肢(右)および非トランスジ
ェニックマウスの後肢(左)の形態写真である。また(C)
は体外受精法によって得られた生後9日齢のF1トラン
スジェニックマウス(βAIL−1α−1705−2)
の全身の形態写真である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:91) (C12P 21/02 C12R 1:91)
Claims (8)
- 【請求項1】 インターロイキン1アルファ遺伝子を含
む外来性遺伝子構築体を組み込んだインターロイキン1
関連疾患モデル非ヒト脊椎トランスジェニック動物。 - 【請求項2】 サイトメガロウイルスエンハンサーのD
NA配列及びニワトリベーターアクチンプロモーターの
DNA配列の下流に、インターロイキン1アルファ遺伝
子をコードするDNA配列を含む外来性遺伝子構築体を
組み込んだ、請求項1に記載のインターロイキン1関連
疾患モデル非ヒト脊椎トランスジェニック動物。 - 【請求項3】 インターロイキン1アルファ遺伝子がヒ
ト由来であることを特徴とする、請求項1または2に記
載のインターロイキン1関連疾患モデル非ヒト脊椎トラ
ンスジェニック動物。 - 【請求項4】 非ヒト脊椎動物がマウスであることを特
徴とする、請求項1ないし3のいずれかの項に記載のイ
ンターロイキン1関連疾患モデル非ヒト脊椎トランスジ
ェニック動物。 - 【請求項5】 インターロイキン1関連疾患が慢性関節
リウマチである請求項1ないし4のいずれかの項に記載
のインターロイキン1関連疾患モデル非ヒト脊椎トラン
スジェニック動物。 - 【請求項6】 インターロイキン1関連疾患が全身性エ
リテマトーデスである請求項1ないし4のいずれかの項
に記載のインターロイキン1関連疾患モデル非ヒト脊椎
トランスジェニック動物。 - 【請求項7】 インターロイキン1関連疾患が骨粗鬆症
である請求項1ないし4のいずれかの項に記載のインタ
ーロイキン1関連疾患モデル非ヒト脊椎トランスジェニ
ック動物。 - 【請求項8】 βAIL−1α−1705又はβAIL
−1α−1706である請求項4ないし7のいずれかの
項に記載インターロイキン1関連疾患モデルトランスジ
ェニックマウス。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7349444A JPH09172908A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | インターロイキン1関連疾患モデルトランスジェニック動物 |
PCT/JP1996/003727 WO1997023129A1 (fr) | 1995-12-22 | 1996-12-20 | Modele animal transgenique destine aux maladies liees a l'interleukine-1 |
EP96942593A EP0908093A4 (en) | 1995-12-22 | 1996-12-20 | TRANSGENIC ANIMAL MODEL FOR INTERLEUKIN-1 RELEVANT DISEASES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7349444A JPH09172908A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | インターロイキン1関連疾患モデルトランスジェニック動物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09172908A true JPH09172908A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18403798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7349444A Pending JPH09172908A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | インターロイキン1関連疾患モデルトランスジェニック動物 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0908093A4 (ja) |
JP (1) | JPH09172908A (ja) |
WO (1) | WO1997023129A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002010749A1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Santen Pharmaceutical Co., Ltd. | Technique de ciblage d'une substance aux fins de la prevention et du traitement d'etats pathologiques associes a un dysfonctionnement du recepteur de la cytokine de la famille de l'interleukine 6 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002084923A (ja) * | 2000-03-23 | 2002-03-26 | Japan Science & Technology Corp | ヒスタミン高産生動物 |
WO2002067668A1 (fr) * | 2001-02-27 | 2002-09-06 | Japan, Represented By The President Of Niigata University | Animal modele atteint d'une maladie mentale de type schizophrenie, methode d'obtention dudit modele et utilisation |
US20230148575A1 (en) * | 2020-04-07 | 2023-05-18 | Biocytogen Pharmaceuticals (Beijing) Co., Ltd. | Genetically modified non-human animal with human or chimeric il1b and/or il1a |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4816436A (en) * | 1986-10-29 | 1989-03-28 | Immunex Corporation | Anti-arthritic use of interleukin-1 proteins |
-
1995
- 1995-12-22 JP JP7349444A patent/JPH09172908A/ja active Pending
-
1996
- 1996-12-20 WO PCT/JP1996/003727 patent/WO1997023129A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1996-12-20 EP EP96942593A patent/EP0908093A4/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002010749A1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Santen Pharmaceutical Co., Ltd. | Technique de ciblage d'une substance aux fins de la prevention et du traitement d'etats pathologiques associes a un dysfonctionnement du recepteur de la cytokine de la famille de l'interleukine 6 |
US7214494B2 (en) | 2000-07-28 | 2007-05-08 | Toshio Hirano | Method of screening for substance preventing or treating diseases in association with malfunction of IL-6 family cytokine receptor malfunction |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1997023129A1 (fr) | 1997-07-03 |
EP0908093A4 (en) | 2000-12-13 |
EP0908093A1 (en) | 1999-04-14 |
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