JPH09508020A - Isolation of embryonic stem cells - Google Patents

Isolation of embryonic stem cells

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JPH09508020A
JPH09508020A JP7519434A JP51943495A JPH09508020A JP H09508020 A JPH09508020 A JP H09508020A JP 7519434 A JP7519434 A JP 7519434A JP 51943495 A JP51943495 A JP 51943495A JP H09508020 A JPH09508020 A JP H09508020A
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マックウィル,ジェームズ
ステーシー,アレキサンダー,ジャーヴィス
シュニーケ,アンジェリカ,エリザベス
ダルリンプル,ミカエル,アレキサンダー
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ピーピーエル テラピューティクス(スコットランド) リミテッド
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Abstract

(57)【要約】 胚の幹(ES)細胞を、in situで分化した細胞を選択的に殺すことによってES細胞及び分化した細胞の両方を含む培養胚から単離する。これにより、既知の(手動の)技術効率が向上し、従来行いにくかった種においてES細胞系の誘導ができるようになる。薬剤選択マーカーシステムによってまたは致死遺伝子の発現によって殺生を行う。前者の場合には、未分化のES細胞を薬剤耐性マーカー(neo等)の選択的な発現によって薬剤の毒性作用に対して保護するものである。後者の場合には、致死遺伝子(ジフテリア毒素等)を分化した細胞中で選択的に発現させるものである。次に、発現カセットを部位特異的組換えシステムによって除去する。   (57) [Summary] Embryonic stem (ES) cells are isolated from cultured embryos containing both ES cells and differentiated cells by selectively killing the differentiated cells in situ. This improves the efficiency of known (manual) techniques and allows the induction of ES cell lines in previously difficult to perform species. Killing is performed by the drug selectable marker system or by expression of a lethal gene. In the former case, undifferentiated ES cells are protected against toxic effects of drugs by selective expression of drug resistance markers (neo etc.). In the latter case, a lethal gene (diphtheria toxin, etc.) is selectively expressed in differentiated cells. The expression cassette is then removed by the site-specific recombination system.

Description

【発明の詳細な説明】 胚の幹細胞の単離 本発明は、胚の幹細胞(embryonic stem cell)を単離する方法に関するもので ある。 マウスの胚の幹(embryonic stem:ES)細胞は、初期の胚から誘導される迅 速に増殖する、未分化の全能性細胞である。これらの細胞は、インビトロで数多 く成長した後、初期の胚中に再導入されてキメラ動物の体細胞や生殖細胞の両方 となることができる。ES細胞は、インビトロで行われる遺伝子の変換をマウス に導入し、安定して受け継ぐことが可能なような手順として広く使用されてきて いる。特に強力な方法は、ES細胞における遺伝子標的(gene targeting)による 所定の遺伝子修飾を得ることである。これにより、有益な遺伝子を不活性化し、 変換しまたは置換することが可能になる(ブラッドレイ(Bradley)ら、バイオ/ テクノロジー(Bio/Technology)、10巻、頁534〜539(1992年))。 用途としては下記のものが挙げられる:遺伝子の発現の調節に関する詳細な分析 、タンパク質の構造や機能の分析、ヒトの病気の動物モデルの発生および形質転 換動物における異種遺伝子の正確な配置。 マウスの胚からのES細胞系の誘導は、実質的には、胚の環境の制御作用から 一般的に短命な未分化細胞集団の放出である。ES細胞は、いずれかの形態の発 癌性の形質転換を伴わずに永久に増殖できる能力を生来有している。 マウスのES細胞系を得る標準的な方法は、エヴァンス(Evans)ら(ネーチャ ー(Nature)、292巻、頁154〜156(1981年)) によりおよび別にマーチン(Martin)(プロック ナショナル アカデ サイ ユ ーエスエー(Proc.Natl'l.Acad.Sci.USA.)、78巻、頁7634〜7638 (1981年))により考案され、ロバートソン,イージェー(Robertson,E.J. )、「テラトカルシノマズ アンド エンブリオニック ステム セルズ,ア プラクティカル アプローチ(Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells,A Practical Approach)」における「エンブリオ−デライブド ステム セルズ(Em bryo-derived stem cells)」、イージェー,ロバートソン(E.J.Robertson)著、 発行アイアールエル プレス リミテッド(IRL Press Ltd)、オックスフォード 、1987年に詳細に記載されている。簡単に述べると、胚盤胞段階の胚を子宮 から流出させた後、有糸分裂能を失った線維芽細胞、即ち「支持」細胞の層上で 培養液中で培養する。数日間たつと、胚盤胞が支持細胞層上に結合し広がり、内 部の細胞集団の細胞に晒される。外植片(explant)によっては内部の細胞集団 が増殖して未分化の細胞の塊を形成する。このような各外植片の部分を手動で単 離し、分離して、再度新しい支持細胞層上に播種する。細胞のコロニーが形成し 、これは通常様々な細胞のタイプから構成される。ESの形態を有するコロニー をさらに単離し、分離して再播種する。様々な経路でこのような操作を繰り返す ことによって、均質のES細胞集団が得られる。 分化した組織、例えば、栄養外胚葉や内胚葉からES細胞を物理的に選別する ことが、誘導プロセスの重要な部分である。これらの分化した組織は、外植され た(explant)胚の分化細胞からさらにはES細胞の自然の分化により生じる。内 胚葉は、一般的に、ES細胞の分化の第一の産物であり、このようなタイプの細 胞は未分化のES細胞に非常に近接して位置する傾向にある。分化した細胞が近 接していることによって、ES細胞のさらなる分化が誘導される。 支持細胞の存在は、未分化の細胞の自然の分化を抑制するためにES細胞の誘 導の第一の段階中に必要である。しかしながら、メカニズムは一部が規定されて いるのみである。確立されたES細胞系は、培養液にサイトカイン、白血球阻止 因子(leukaemia inhibitory factor)、LIF(スミス(Smith)ら、ネーチャー(N ature)、336巻、頁688〜689(1988年)およびウィリアムス(Willi ams)ら、ネーチャー(Nature)、336巻、頁684〜687(1988年))を 添加した際には、一般的には支持細胞層の不存在下で良好に成育できる(マギン (Magin)ら、ヌク アシッズ レス(Nuc.Acids.Res.)、14巻、頁3795( 1992年))。しかしながら、可溶性のLIF単独では、ES細胞の誘導中の 支持用として必ずしも代替できない。 ES細胞系が胚から誘導される頻度は広範に変化する。専門家によれば、ES 細胞系は株129Svを用いて5〜10%のマウスの胚盤胞から得られる(ロバ ートソン,イージェー(Robertson,E.J.)、エムエッチ カウフマン(M.H.Kaufm an)、ブラッドレイ,エー(Bradley,A.)およびエムジェー エヴァンス(M.J.Ev ans)、1983年、「テラトカルシノマ ステム セルズ(Teratocarcinoma Ste m Cells)」、コールド スプリング ハーバー コンフェレンセス オン セル プロリフェレーション(Cold Spring Harbor Conferences on Cell Proliferat ion)、10巻、頁647〜663、マーチン,ジーアール(Matin,G.R.)、エル シルヴァー(L.Silver)及びエス ストリックカンド(S.Strickland)著にお ける「アイソレーション、プロパティーズ アンド カリオタイプ アナリシス オブ プルリポテンシャル(イーケー)セルズ フロム ノーマル アンド パーセノジェネティック エンブリオズ(Isolation,Properties and Karyotype Analysis of Pluripotential(EK)Cells from Normal and Parthenogenetic E mbryos)」。 マウスより市場での利用能の高い動物、特にラットや家畜に対するES細胞に おける遺伝子標的(gene targeting)の使用を拡大することが非常に望ましい。様 々な研究者らが農場動物(farm animal)からES細胞を得ることを試みてきてい た(ハンジサイド(Handyside)ら、ロウクスス アーチ デヴ バイオル(Roux's Arch.Dev.Biol.)、196巻、頁185〜190(1987年)、ノトリアン ニ(Notorianni)ら、ジェー レプロド ファーティル(J.Reprod.Fertil.)(追 補)、41巻、頁51〜6(1990年)、ピードラヒタ(Piedrahita)ら、セリ オジェノロジー(Theriogenology)、34巻、頁865〜877(1990年)、 ピードラヒタ(Piedrahita)ら、セリオジェノロジー(Theriogenology)、34巻、 頁879〜901(1990年)及びサルト(Salto)ら、ロウクスス アーチ デヴ バイオル(Roux's Arch.Dev.Biol.)、201巻、頁134〜141(1 992年))が、成功が制限されていた。ES様細胞は誘導されたが、発達した 胚からキメラ動物を形成させることができるという報告はなされていない。 細胞系を最終的に死滅させる未分化の細胞の進行性の分化が反芻動物のES細 胞の誘導及び維持の共通した難しさである。ES細胞の分化は大部分隣接した分 化細胞によって誘導されることが報告されている。従来、上述したように、分化 した細胞は、可能であれば、ES細胞から手動で分離されていた。本発明は、分 化した細胞の除去、即ち、in situの分化した細胞の特異的な破壊がES 細胞を胚から誘導する効率を向上させるという事実に基づくものである。 本発明の第一の概念によると、胚の分化した細胞を選択的に殺すことからなる 、培養物において胚から胚の幹(ES)細胞を選択する方法を提供するものであ る。 分化した細胞は、(通常インビトロ)培養物中に外植されるのと同様 にして胚から誘導されるまたは胚内のES細胞の分化により生じる。本発明の目 的は、通常、すべての分化した細胞を選択的に殺すことであろう。 本発明は、マウスの幹細胞のみでなく他の動物、特にラット(ラタス亜種(Rat us spp.)等の他の有胎盤哺乳動物(placental mammal)、他の齧歯動物、ウサギ及 び家畜動物、特にウシ、ブタ、ヒツジやヤギ等の農場動物(farm animal)、の幹 細胞を製造するのに適用される。しかしながら、本発明は、特定の種に制限され ることはなく、動物界に非常に広範な適応性を有することが分かった。 外植された胚は、通常、未分化の(ES)細胞と共に栄養外胚葉や内胚葉細胞 等の分化した細胞をも含む。外植された胚は、ロバートソン(Robertson)(19 87年)(上記引用文参照)に概要が記載されているように、前記したのと同様 にして、(例えば、胚盤胞段階の)子宮から胚を抽出し、有糸分裂能を失った線 維芽細胞である支持細胞層上で適当な培養液中で培養することによって得られる 。本発明の選択的な消滅段階が行われる外植された胚に、ほとんどが未分化細胞 である塊を単離する1またはそれ以上の経路を施し、分離して、新たな支持細胞 層上に再播種する。 本発明の好ましい実施態様によると、分化した細胞を薬剤による選択方法によ って殺す。このような方法は、外植した胚の初期段階中の分化した細胞を殺すの に用いる。未分化のES細胞は分化した及び未分化の細胞両方に毒性を有する薬 剤に対して耐性のあるマーカーを発現するため、コロニーに薬剤を添加すると分 化した細胞のみが殺される。上記した実施態様に関しては、未分化の細胞に特異 的なまたは実質的に特異的なプロモーターを使用することが重要であり、胚細胞 に、このようなプロモーターが薬剤耐性マーカーをコード化するDNA配列に操 作により 連結された構築物を形質転換する、またはこのような構築物を発現できるように する。 ES細胞の分化を強力にダウンレギュレーションする遺伝子に関して2つの報 告が公表されている。これらは、転写因子Oct−3/4(オカザワ(Okazawa) ら、エンボ ジェー(Embo J.)、10巻、頁2997〜3005(1991年) )および成長因子FGF−4(マ(Ma)ら、デヴ バイオル(Dev.Biol.)、154 巻、頁45〜54(1992年))である。下記に示される実施例はOct−3 /4プロモーターを使用するものであるが、FGF−4プロモーターもまた使用 でき、他の適当なESに特異的なプロモーターも使用できる。 転写因子Oct−3/4は、分化した誘導体ではなく、未分化のマウスの胚の 癌腫(embryonal carcinoma)(EC)細胞(ES細胞に密接に関連する)中に存 在することが初めて同定された(オカモト(Okamoto)ら、セル(Cell)、60巻、 頁461〜472(1990年))。マウスにおけるOct−3/4のmRNA の発現の分析によって、発現は未分化のES及びEC細胞(ベン−シュサン(Ben -Shusan)ら、モル セル バイオル(Mol.Cell.Biol.)、13巻、頁891〜9 01(1993年))、胚の内細胞集団及び原始的な生殖細胞(ロスナー(Rosne r)ら、ネーチャー(Nature)、345巻、頁686〜92(1990年))に限定 されることが示された。Oct−3/4プロモーターは、形質転換マウスの胚中 の異種のリポーター遺伝子にOct−3/4に特異的な発現をさせることができ る(オカザワ(Okazawa)ら、エンボ ジェー(Embo J.)、10巻、頁2997〜3 005(1991年))。 様々な遺伝子が非変異細胞に薬剤耐性を付与するのに用いられ、例えば、ne o遺伝子に対するG418による選択(コルベレ−ガラピン(Colbere-Garapin) ら、ジェー モル バイオル(J.Mol.Biol.)、15 0巻、頁1〜14(1981年))、hygro遺伝子に対するヒグロマイシン (hygromycin)による選択(サンテレ(Santerrer)ら、ジーン(Gene)、30巻、頁 147〜156(19784年))、his遺伝子に対するヒスチジノールによ る選択(ハルトマン(Hartman)ら、プロック ナショナル アカデ サイ(Proc. Natl'l.Acad.Sci.)、85巻、頁8047〜8051(1988年))、dh fr遺伝子に対するメトトレキセートによる選択(ウィグラー(Wigler)ら、プロ ック ナショナル アカデ サイ ユーエスエー(Proc.Natl'l.Acad.Sci.US A.)、77巻、頁3567〜3570(1980年))、gpt遺伝子に対する アミノプテリン/ミコフェノール酸による選択(ムリガン(Mulligan)ら、プロッ ク ナショナル アカデ サイ ユーエスエー(Proc.Natl'l.Acad.Sci.USA. )、78巻、頁2072〜2076(1981年))、グルタミンシンテターゼ (gs)遺伝子に対するメチオニンスルホキシミン(methionine sulphoximine) による選択(ヘイワード(Hayward)ら、ヌクル アシッズ レス(Nucl.Acids.R es.)、14巻、頁999〜1008(1986年))およびアデノシンデアミナ ーゼ(ada)遺伝子に対するデオキシコホルミシン(deoxycoformicin)による 選択(カウフマン(Kaufman)ら、プロック ナショナル アカデ サイ ユーエ スエー(Proc.Natl'l.Acad.Sci.USA.)、83巻、頁3136〜3140(1 986年))が挙げられる。下記実施例はneo(アミノグリコシドホスホトラ ンスフェラーゼ)遺伝子を用いるものであるが、hygro、his、dhfr 、gpt、gsまたはada遺伝子を用いることもでき、他の適当な薬剤耐性遺 伝子を使用することもできる。本明細書中で用いられる「遺伝子」という表現の 使用は、自然のゲノムDNAを使用を使用することが好ましいが、自然のゲノム DNAを使用しなければならないことを意味するものではないことに留意すべき である。c DNAが少なくとも好ましく、遺伝子中に天然に存在するイントロンの一部(す べてではない)を含む「ミニ遺伝子」が使用できる。 他の重要な実施態様によると、その発現により細胞を死に至らしめるDNA配 列(例えば、毒素遺伝子)を分化した細胞中で選択的に発現させる。上記実施態 様に関しては、分化した細胞に特異的なまたは実質的に特異的なプロモーターを 使用することが重要であり、胚の細胞に、このようなプロモーターが致死DNA 配列(例えば、毒素をコード化するもの)に操作により連結された構築物を形質 転換する、またはこのような構築物を発現できるようにする。 好ましいプロモーターの一つとしては、トランスフォーミング成長因子β−2 遺伝子のものがあり、これは形成される細胞のタイプにかかわらずES細胞の分 化の際に活性化される(ミュメリー(Mummery)ら、デヴ バイオル(Dev.Biol.) 、137巻、頁161〜170(1990年))。 様々な毒素をコード化する遺伝子を分化した細胞中で活性を有するプロモータ ーの制御下に置く。例えば、ジフテリア毒素のサブユニット−A遺伝子(マック スウェル(Maxwell)ら、モル セル バイオル(Mol.Cell.Biol.)、7巻、頁15 76〜1589(1987年))またはリシン毒素のサブユニット−A遺伝子( ランデル(Lande1)ら、ジーンズ アンド デヴ(Genes and Dev.)、2巻、頁11 68〜1178(1988年))を分化した細胞のみで発現するプロモーターの 制御下におく。繰り返すが、毒素をコード化する天然遺伝子または非天然配列の いずれかが使用できる。 (a)未分化のES細胞中で特異的に発現するプロモーターの制御下における 選択的なマーカー遺伝子および/または(b)分化した細胞中で特異的に発現す るプロモーターの制御下における毒素遺伝子のいずれ かを発現できる胚が、標準的な方法を用いて得られる。このような胚は形質転換 されていてもよく、この場合には異種DNA構築物が胚のゲノム中に安定して組 込まれる、または胚が組込まれない発現可能なDNA(non-integrated expressi ble DNA)を単に含むものであってもよい。次に、ES細胞を、選択的な条件下で 培養することによってこれらが形質転換された、注入された(injected)またはト ランスフェクションされた胚から誘導する。 上記方法に好ましく使用される胚もまた本発明の概念に含まれる。本発明の第 二の概念によると、(a)未分化のES細胞において特異的に発現するプロモー ターの制御下における薬剤耐性遺伝子(または薬剤耐性を付与する他のDNA配 列)および/または(b)分化した細胞中で特異的に発現するプロモーターの制 御下でその発現が細胞を死に至らしめるものであるDNA配列(毒素遺伝子また は毒素をコード化する他のDNA配列等)からなる発現可能なDNAからなる胚 を提供するものである。胚は形質転換されていてもよく、この場合は、上記(a )または(b)で記載された発現可能なDNAからなるトランスジーン(transge ne)構築物が胚のゲノム中に組込まれる。 上記(a)の場合の形質転換された胚は、ドゥノボ(de novo)で調製されるま たは形質転換された親から誘導される。上記(b)の場合の形質転換された胚は 、分化した細胞における毒素構築物の発現により動物全体が死ぬように、特殊な 手段を用いずにドゥノボ(de novo)で調製される。したがって、形質転換動物も また本発明の一部を成すものである。本発明の第三の概念によると、未分化のE S細胞において特異的に発現するプロモーターの制御下における薬剤耐性遺伝子 (または薬剤耐性を付与する他のDNA配列)からなるトランスジーン(transge ne)構築物がゲノム中に組込まれた通常ヒト以外の形質転換動物を提供するもの で ある。 上記(a)の場合の選択的なDNA構築物を含む胚は、少なくとも一方は形質 転換されたおとなの動物を交配させた後、生殖管から胚を除去することによって または胚にドゥノボ(de novo)のトランスジェネシス(transgenesis)を行うこと によって得られる。トランスジェネシス(transgenesis)は、例えば、DNAのマ イクロインジェクション(microinjection)またはトランスフェクションによって 行われる。マイクロインジェクション(microinjection)法は、接合体または初期 の分裂段階の胚中にDNAをマイクロインジェクションするものである。形質転 換マウス法は、ホーガン(Hogan)ら、「マニピュレーティング ザ マウス エ ンブリオ:ア ラボラトリー マニュアル(Manipulating the Mouse Embryo:A Laboratory Mannual)」、コールド スプリング ハーバー ラボラトリー プ レス(Cold Spring Harbor Laboratory Press)、コールド スプリング ハーバ ー(Cold Spring Harbor)、ニューヨーク(1986年)中に詳細に記載される。 実質的に同様の技術を用いたマイクロインジェクションは、効率は劣るものの、 農場動物等の他の種にもうまく適用した(ウォール(Wall)ら、セリオジェノロジ ー(Theriogenology)、38巻、頁337〜357(1992年)およびウィルマ ット(Wilmut)ら、レプロド ファート サプル(Reprod.Fert.Suppl.)、43巻 、頁265〜275(1991年)に記載)。形質転換動物は、生体組織のDN A分析によって同定され、適当に交配を行なって形質転換された胚を製造する。 多くの場合は下記の通りであるが、このようなトランスジーン構築物は動物の ゲノム中に組込まれたトランスジーン構築物でなければならないというわけでは ない。 本発明の第二の概念による胚すべてが形質転換されるわけではない。 または、発現構築物を単にマイクロインジェクション等の適当な手段によって胚 細胞中に導入したのみであってもよい(例えば、バードン(Burdon)ら、モル レ プロド アンド デブ(Mol.Reprod.and Dev.)、33巻、頁436〜442( 1992年)を参照)。このような構築物は複製配列の不存在下では(および組 込まれないと)長期間残らないが、本発明の第一の概念の方法を胚に行なうには 十分な期間維持される。比較的短期間の非組込み、非複製型の構築物(non-integ rating,non-replicating construct)は、長期間存在することが望ましくない際 には、または除去することが必須である際には、構築物を除去するという特殊な 段階は必要としないため、実際には好ましい。後者の場合は分化した細胞中で特 異的に発現させるプロモーターの制御下で毒素遺伝子を含むES細胞に適用され る。このような構築物は、一般的には、ES細胞が胚の発達に関与できる前に除 去される。 第三の可能性はとしては、エピソームの複製を生じさせる配列に連結した発現 構築物が胚の細胞中に存在することがある。このようなタイプのエピソームのベ クターは、ウシのパピローマウィルス(マティアス(Mathias)ら、エンボ ジェ ー(EMBO J.)、2巻、頁1487〜1492(1983年))およびアデノウィ ルス(クァンティン(Quantin)ら、プロック ナショナル アカデ サイ(Proc. Natl'l.Acad.Sci.)、89巻、頁2581〜2584(1992年))から誘 導される。エピソームのベクターを用いる利点は、ほとんどの胚及びそれらの培 養誘導体がマイクロインジェクションしてから長期間選択カセットを含むことで ある。 ES細胞の単離に関する選択方法は、一般的な致死に至る選択条件下でES系 統を保持するES特異的サルベージトランスジーンの発現または毒素トランスジ ーンの分化した細胞に特異的な発現によって異なる。 ESを単離した後のトランスジーンの組込み及び維持は重要ではないと考えられ 望ましくない。したがって、リポフェクション(lipofection)(フェルグナー(Fe rgner)ら、ネーチャー(Nature)、337巻、頁387〜388(1989年)) 等の短期間のトランスフェクションシステムが、大きな動物に使用する上記方法 、特に過渡的な感染が生理学的に近い条件下で行なわれる(ブルネッテ(Brunett e)ら、ヌクル アシッズ レス(Nucl.Acids.Res.)、20巻、頁1151(1 992年))際に適している。リポフェクション(lipofection)は、DNAをカ チオン性の脂質を含むリポソームと自然に結合(spontaneous association)させ た後、細胞膜と融合させてDNAのインターナリゼーションを行なう。適当なリ ポソーム調製物は市販されている。 本発明によると、トランスジェネシス手段としてリポフェクションを使用する ことには多くの利点がある。第一に、方法に関しては、マイクロインジェクショ ンに比べると手間及び時間がかなり少なくて済む;したがって、多数の胚が処理 できる。第二に、リポフェクションは、毒性を伴わずに繰り返し使用できる比較 的温和な処理である。したがって、リポフェクションを繰り返すことによって、 高い割合の外植された胚中にDNAを存在させることを補助する。第三に、選択 的なDNAは主に非組込み非複製分子(non-integrated non-replicating molecu le)として存在する;したがって、選択が除かれると形質転換されていないES 細胞を容易に単離できる。 上記したようにして胚の調製に使用できるDNA構築物もまた本発明の概念に 含まれる。本発明の第四の概念によると、(a)未分化のES細胞において特異 的に発現するプロモーターの制御下における薬剤耐性遺伝子(または薬剤耐性を 付与する他のDNA配列)および/または(b)分化した細胞中で特異的に発現 するプロモーターの制御下で細胞 を死に至らしめるように発現するDNA配列(毒素遺伝子または毒素をコード化 する他のDNA配列等)からなるDNA構築物を提供するものである。 ES細胞系が確立された後は、選択マーカーまたは毒素遺伝子構築物は、必要 であればまたは望ましければ、除去することが可能である。非組込み非複製DN A(non-integrated non-replicating DNA)の場合には、除去は、実際、自動であ る。形質転換された胚及び発現構築物がエピソームで複製する胚に関しては、よ り慎重な段階が行なわれなければならない。哺乳動物の培養細胞中で所定の欠失 を正確に行なう部位特異的組換えシステムの使用が近年示された。グ(Gu)ら(セ ル(Cell)、73巻、頁1155〜1164(1993年))には、どのようにし てマウスのES細胞の免疫グロブリンのスイッチ領域中の欠失がCre部位特異 的なリコンビナーゼの過渡的な発現によりバクテリオファージP1 loxP部 位の2コピー間で生じ、これにより単一のloxP部位が残るかが記載されてい る。同様にして、酵母のFLPリコンビナーゼは、マウスの赤白血病(erythrole ukemia)細胞におけるリコンビナーゼの標的部位によって規定される選択マーカ ーを正確に削除するのに用いられた(フィーリング(Fiering)ら、プロック ナ ショナル アカデ サイ ユーエスエー(Proc.Natl'l.Acad.Sci.USA.)、9 0巻、頁8469〜8473(1993年))。Cre loxシステムを下記 に具体的に示すが、他の部位特異的リコンビナーゼシステムを用いてもよい。 Cre loxシステムに使用される構築物は、一般的に、下記3つの機能的 な要素を有する: 1. 発現カセット; 2. 遍在的に発現するプロモーターの制御下で発現するネガティブな選択マ ーカー(例えば、ヘルペスシンプレックスウイルス(Herpes si mplex virus)のチミジンキナーゼ(TK)遺伝子)(例えば、ホスホグリセレー トキナーゼ(ソリアノ(Soriano)ら、セル(Cell)、64巻、頁693〜702( 1991年));および 3. DNA断片のいずれかの末端に位置するバクテリオファージP1部位特 異的組換え部位loxP(バウボニス(Baubonis)ら、ヌクルアシッズ レス(Nuc l.Acids.Res.)、21巻、頁2025〜2029(1993年))の2コピー 。 上記構築物は、リポフェクションによって細胞中に導入できるCreリコンビ ナーゼタンパク質(バウボニス(Baubonis)ら、ヌクル アシッズ レス(Nucl.A cids.Res.)、21巻、頁2025〜2029(1993年))が介在する2つ のloxP部位間の部位特異的組換え手段によって該構築物を含む確立されたE S細胞系から排出できる。2つのloxP部位間のDNAが欠損した細胞は、適 当な薬剤(TKの場合はガンシクロヴァー(ganciclovir))を含む培地で成長さ せることによりTK遺伝子(または他のネガティブな選択マーカー)の欠失によ って選択される。 このような選択方法によって単離される胚の幹細胞については、大人の組織、 最も重要なものでは生殖細胞の形成能を評価することによって全能性を試験でき る。全能性を有する胚の幹細胞は、トランスジーンを一回導入することによって または遺伝子の標的技術(targeting technology)を用いて可能なより広範な修飾 によって動物のゲノムを操作する手段として使用できる。 本発明の各概念の好ましい態様は、必要な変更を加えて各他の概念と同様であ る。 本発明を下記実施例により詳細に説明する。本実施例は図面を参照するが、図 面は下記の通りである: 図1Aから1Fは、実施例2に記載されたのと同様にして得られた胚様体(emb ryoid body)の代表例を示すものである;および 図2は、OctneoTL構築物の構造を示すものである。実施例1 Octneo DNA構築物の製造 Oct−3/4遺伝子の5´フランク及びプロモーター領域を含む1.94k bの断片を、ポリメラーゼ連鎖反応によってマウスのゲノムDNAから増幅した 。使用したプライマー配列は、クローニング及び構築を容易にするために制限酵 素の切断部位をさらに追加したOct−3/4の公知の配列(オカザワ(Okazawa )ら、エンボ ジェー(Embo J.)、10巻、頁2997〜3005(1991年) )と同じものであった。このOct−3/4断片を用いて、未分化のES細胞に 薬剤G418に対する耐性を付与するように設計された、Octneoと称する 、構築物を得た。 Octneoは下記3つのDNA断片から構築された: 1. PCRプライマー由来の5´のSalI及び3´のHindIII部位 を有する1.94kbのOct−3/4の5´フンキング断片(翻訳開始部位の 34bp上流までの1940bp); 2. 修飾されたアミノグリコシドホスホトランスフェラーゼ(neo)遺伝 子及びヒトの成長ホルモンのポリアデニル化シグナル(セルフリッジ(Selfridge )ら、ソム セル アンド モル ゲン(Som.Cell and Mol.Gen.)、18巻、頁 325〜336(1992年))を含む1.7kbのHindIII/EcoR I断片;および 3. EcoRI及びSalIで切断されたpUC18。実施例2 Octneo遺伝子のES細胞に特異的な発現 Oct3/4に関連したneo発現の組織特異性を下記2実験で調べた: 2.1 ES細胞及び線維芽細胞におけるOctneoの発現 Octneo DNAをNIH 3T3(分化した線維芽細胞)及びHM−1 (未分化のES細胞)(マギン(Magin)ら、ヌクル アシッズレス(Nucl.Acids .Res.)、14巻、頁3795(1992年))中にトランスフェクションした 。neoの発現がメタロチオネインのプロモーターによって誘導される、コント ロールの構築物(「MTneo」と称する)を平行してトランスフェクションし た。G418で選択した後に観察されたコロニー数を下記表1に示す: これより、Oct3/4のプロモーターはES細胞中では活性を有するが線維 芽細胞中では活性を有さないことが示される。 2.2 G418による選択下におけるES細胞のインビトロの分化に関するO ctneoの発現効果 Octneo及びMTneo構築物を、HM−1 ES細胞中にエレクトロポ レーションによってトランスフェクションし、G418耐性クローンを単離した 。次に、ES細胞の分化を誘導する懸濁培養法を用いた。この方法は、ロバート ソン,イージェー(Robertson,E.J.)、「テラトカルシノマズ アンド エンブ リオニック ステム セルズ,アプラクテイカル アプローチ(Teratocarcinoma s and Embryonic Stem Cells,A Practical Approach)」における「エンブリオ ーデライブドステム セルズ(Embryo-Derived Stem Cells)」、イージェー,ロ バー トソン(E.J.Robertson)著、発行アイアールエル プレス リミテッド(IRL Pre ss Ltd)、オックスフォード、1987年に記載された方法と非常に類似してい た。ロバートソンの方法との相違に関しては以下に詳細に記載する。 選択的な条件下でトランスフェクションされたクローンの分化を下記の通り調 べた。 0日目:Octneoの2クローン(Octneo2,4)及びMTneoの 1クローン(MTneo6)を、セルフリッジ(Selfridge)ら、(ソム セル アンド モル ゲン(Som.Cell and Mol.Gen.)、18巻、頁325〜336( 1992年))と同様にしてES培養液中のゼラチン化組織培養プラスチック(g elatinised tissue culture plastic)上に未分化のES細胞の単層として成育さ せた。G418は、0.2mg/mlで添加した。上記G418濃度はトランス フェクションしていないHM−1細胞を殺すのに必要な濃度の2倍である。 1日目:ES細胞の単層をES培養液中のゼラチン化していないプラスチック (non-gelatinised plastic)上に移し、細胞の凝集を誘導した。 2日目:ES細胞を細菌用のシャーレの懸濁培養液中に多細胞の凝集物として 移した。使用された培養液は、血清含量を減少(2.5%胎児血清、2.5%新 生児血清)させLIFを含ませないES培地であった。上記条件下で数日たつと 、ES細胞の凝集物は未分化の細胞の内部塊(internal mass)及び内胚葉の外層 から構成される胚様体(embryoid body)を形成しやすくなる。 各クローンの細胞を、培養液中のG418の濃度が以下のように異なる4群に 分けた:0mg/ml、0.5mg/ml,1.0mg/ml、1.5mg/m l。 8日目:胚様体を、ゼラチン化組織培養皿(gelatinised tissue cult ure dish)に移すことによって基質に接着するように誘導した。これにより、懸 濁培養物中で既に起こった分化の程度を評価できた。しかしながら、再接着自体 によって、分化する刺激物が出るため、G418による選択をさらに1週間続け て、新たに分化した細胞を殺した。この期間中、成長はLIFを含むES培養液 中で行った。LIFの存在は分化した細胞の生存率に影響を与えない。 15日目:接着した胚様体をメタノール/酢酸で固定し、クリスタルバイオレ ットで染色した。分化を、基質上に広がっている、分化した細胞、主に内胚葉の かさ(halo)の存在によって評価した。 結果を表2に要約し、胚様体の代表的な例を図1Aから1Fに示す。 これらの結果から、Octneoがトランスフェクションされたクローンの分 化したES誘導体は0.5mg/ml及び1mg/mlのG418濃度で殺され るが、MTneoのコントロールの分化した誘導体は生存していることが示され る。G418のより高い濃度では、分化した及び未分化の両方の細胞のタイプに おいてより一般的な毒素が観察された。実施例3 Octneoが形質転換されたマウスの胚からのES細胞の誘導 ES細胞の誘導の効率に関する薬剤による選択の効果を調べた。Octneo のDNAをマウスの接合体中にマイクロインジェクションし、10個の形質転換 マウス系統(C57B1/CBAハイブリッド)を標準的な技術(ホーガン(Hog an)ら、上記引用文参照)によって得た。 それぞれの形質転換系統由来の創始動物の形質転換された雄の子孫を株129 SVの雌と自然に交配させた。胚盤胞を収集し、ロバートソン(Robertson)(上 記引用文参照)に記載された方法を用いて支持細胞層上にそのままの状態で外植 した。支持細胞層はマイトマイシンCで不活化されたSTO−neo細胞であり 、これはG418に対する耐性を与えるメタロチオネイン−neo構築物でトラ ンスフェクションされた確立された線維芽細胞系である。各流出液(flush)(即 ち、一つの子宮の内容物)を選択を行なわない処理群及び選択を行なう処理群に 1:2の割合で分けた。選択を培養液中に100μg/mlのG418を含ませ て行なった。この濃度は、10日以内に形質転換されていない胚を殺すのに必要 な最少量として予め確立されたものであった。初期胚の外植片を48穴のプレー トの1つのウェルに2〜5個の胚が入るようにして培養した。この培養液は、1 0%新生児血清及び10%胎児血清さらにはマウスの白血球阻止因子を添加した BHK21グラスゴウMEM(BHK21 Glasgow MEM)から構成された。他の点に関 してはすべて、ES細胞の単離はロバートソン(Robertson)(上記引用文参照) に記載されたのと同様にして行なった。 形質転換されたマウスの系統のうち5つの系統由来の胚はすべて以下に示され る選択的な条件下で死亡した: しかしながら、他の5系統由来の胚はG418耐性ES細胞系統を生じた。これ らのデータを下記に示す: 交配用として使用した雄はOctneo トランスジーンに対して半接合であ り、外植された胚の半分はOctneo トランスジーンを含んでいないのでG 418による選択では生存できなかった。したがって、選択条件下及び非選択条 件下におけるES細胞の誘導率を比較すると、このような致死率を説明するため には選択条件下におけるES細胞の誘導効率の倍でなければならない。 したがって: G418がない場合のES誘導効率:9% G418の存在下における非調整効率:13.5% 非形質転換胚の死亡を説明する真の効率:27% 統計学的な有意性(非関連t試験による(unrelated t test))、 p<0.05 これらの結果から、Octneoが形質転換された胚のG418による選択に よりES細胞系の誘導効率がかなり向上することが示される。実施例4 Octneo DNAを含まないES細胞の誘導 多くの場合、ES細胞は実験によりDNA配列を導入されないことが望ましい 。修飾された薬剤による選択構築物を用いることによって、ES細胞系を確立で き、その後宿主のゲノムから除去される。このような実施例は、バクテリオファ ージP1部位特異的リコンビナーゼCre及びその標的部位loxPを用いる。 上記を具体化するのに用いられる構築物はOctneoTLと称し、これは、図 2に示されるように、下記の3つの機能的な要素から構成される: 1. 薬剤の選択カセット(Octneo); 2. 遍在的に発現するプロモーターの制御下で発現するネガティブな選択マ ーカー(例えば、ヘルペスシンプレックスウィルス(Herpes sinplex virus)のチ ミジンキナーゼ(TK)遺伝子)(例えば、ホスホグ リセレートキナーゼ(ソリアノ(Soriano)ら、セル(Cell)、64巻、頁693〜 702(1991年));および 3. DNA断片のいずれかの末端に位置するバクテリオファージP1部位特 異的組換え部位loxP(バウボニス(Baubonis)ら、ヌクルアシッズ レス(Nuc l.Acids.Res.)、21巻、頁2025〜2029(1993年))の2コピー 。 OctneoTLの形質転換動物株を実施例3と同様にして得、ES細胞をG 418で選択しながら培養することによって形質転換胚から誘導する。確立され たES細胞系は、リポフェクションによって細胞中に導入できるCreリコンビ ナーゼタンパク質(バウボニス(Baubonis)ら、ヌクル アシッズ レス(Nucl.A cids.Res.)、21巻、頁2025〜2029(1993年))が介在する2つ のloxP部位間の部位特異的組換え手段によって非形質転換体にできる。2つ のloxP部位間のDNAが欠損した細胞は、薬剤としてガンシクロヴァー(gan ciclovir)を含む培地で成長させることによりTK遺伝子の欠失によって選択さ れる。実施例5 大きな動物種からのES細胞の誘導 ES細胞の誘導を目的とした形質転換株の産出は、一世代の期間が長いためウ シ等の家畜では実施不可能である。この場合、選択可能な構築物を胚中にマイク ロインジェクションまたはトランスフェクションし、その後、培養物中に直接入 れ、ES細胞を誘導する。 選択カセットは、実施例3または4に記載されたのと同様にしてDNA断片と して家畜の胚中に、または宿主ゲノムにかかわらず複製できるように設計された ベクター中に導入できる。このようなタイプのエピソームのベクターはウシのパ ピローマウィルス(マティアス(Mathias)ら、エンボ ジェー(EMBO J.)、2巻、 頁1487〜1492(1983年) )およびアデノウィルス(クァンティン(Quantin)ら、プロック ナショナル アカデ サイ(Proc.Natl'l.Acad.Sci.)、89巻、頁2581〜2584(1 992年))由来である。このようなエピソームのベクターを用いる利点は、ほ とんどの胚及びそれらの培養された誘導体がマイクロインジェクションしてから 長期間選択的なカセットを含むことである。これに対して、既知のDNA断片を マイクロインジェクションした胚は10〜15%が安定してDNAが組み込まれ ているのみである。組込まれなかったDNAはインジェクション後約1週間他の 胚中に存在する。 確立された系統からのエピソームの除去は、TKマーカー遺伝子に対してガン シクロヴァー(ganciclovir)による選択を行なうことによって成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Isolation of embryonic stem cells The present invention relates to a method for isolating embryonic stem cells. Mouse embryonic stem (ES) cells are rapidly proliferating, undifferentiated, totipotent cells derived from early embryos. These cells can grow in large numbers in vitro and then reintroduced into early embryos to become both somatic and germ cells of chimeric animals. ES cells have been widely used as a procedure by which gene conversion performed in vitro can be introduced into mice and stably inherited. A particularly powerful method is to obtain a given genetic modification with gene targeting in ES cells. This makes it possible to inactivate, convert or replace a beneficial gene (Bradley et al., Bio / Technology, 10: 534-539 (1992)). . Applications include: detailed analysis of the regulation of gene expression, analysis of protein structure and function, development of animal models of human disease and precise placement of heterologous genes in transgenic animals. The induction of ES cell lines from mouse embryos is essentially the release of a generally short-lived population of undifferentiated cells from the regulatory actions of the embryonic environment. ES cells inherently have the ability to grow permanently without any form of oncogenic transformation. The standard method for obtaining mouse ES cell lines is by Evans et al. (Nature, 292, pp. 154-156 (1981)) and separately by Martin (Proc National Academia USA. Proc. Natl'l. Acad. Sci. USA. ), 78, p. 7634-7638 (1981)), and Robertson, E. J. ), “Embryo-derived stem cells” in “Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells, A Practical Approach”, Eger, Robertson (E. J. Robertson), published by IRL Press Ltd, Oxford, 1987. Briefly, blastocyst stage embryos are drained from the uterus and then cultured in culture on a layer of mitotically incapable fibroblasts, or "supporting" cells. After a few days, the blastocysts attach and spread on the feeder layer and are exposed to the cells of the inner cell population. Depending on the explant, the inner cell population proliferates to form an undifferentiated cell mass. Portions of each such explant are manually isolated, separated and seeded again on a new feeder layer. Colonies of cells form, which are usually composed of various cell types. Colonies with ES morphology are further isolated, separated and replated. By repeating such operations by various routes, a homogeneous ES cell population can be obtained. Physical selection of ES cells from differentiated tissues such as trophectoderm and endoderm is an important part of the induction process. These differentiated tissues arise from the differentiated cells of the explant embryo as well as by the natural differentiation of ES cells. The endoderm is generally the first product of ES cell differentiation, and cells of these types tend to be located in close proximity to undifferentiated ES cells. The close proximity of differentiated cells induces further differentiation of ES cells. The presence of feeder cells is required during the first step of ES cell induction in order to suppress the natural differentiation of undifferentiated cells. However, the mechanism is only partially defined. Established ES cell lines include cytokines, leukaemia inhibitory factor, LIF (Smith et al., Nature, 336, 688-689 (1988)) and Williams (Williams) in culture medium. Willi ams) et al., Nature, vol. 336, pages 684-687 (1988)), generally they can grow well in the absence of a feeder layer (Magin). Nuc Acids Less (Nuc. Acids. Res. ), Vol. 14, p. 3795 (1992)). However, soluble LIF alone cannot necessarily be substituted for support during the induction of ES cells. The frequency with which ES cell lines are derived from the embryo varies widely. According to experts, ES cell lines are obtained from 5-10% of mouse blastocysts with strain 129Sv (Robertson, E .; J. ), M Etch Kaufman (M. H. Kaufman, Bradley, A. ) And MJ Evans (M. J. Evans), 1983, "Teratocarcinoma Stem Cells", Cold Spring Harbor Conferences on Cell Proliferation, Vol. 10, pp. 647-663, Martin. , G (Matin, G. R. ), El Silver (L. Silver) and S-Strick Cand (S. Strickland) "Isolation, Properties and Karyotype Analysis of Pluripotential (EK) Cells from Normal and Parthenogenetic Embryos)" . It would be highly desirable to extend the use of gene targeting in ES cells to more commercially available animals than mice, especially rats and livestock. Various researchers have been trying to obtain ES cells from farm animals (Handyside et al., Roux's Arch. Dev. Biol. 196, pp. 185-190 (1987), Notorianni et al., J. Leprod Fertill (J. Reprod. Fertil. ) (Supplement), Volume 41, pages 51-6 (1990), Piedrahita et al., Theriogenology, Volume 34, pages 865-877 (1990), Piedrahita et al., Serioger. Theriogenology, Vol. 34, pages 879-901 (1990) and Salto et al., Roux's Arch. Dev. Biol. ), 201, pp. 134-141 (1992)) had limited success. Although ES-like cells were induced, there is no report that chimeric animals can be formed from developed embryos. Progressive differentiation of undifferentiated cells that ultimately kills the cell line is a common difficulty in the induction and maintenance of ruminant ES cells. It has been reported that ES cell differentiation is largely induced by adjacent differentiated cells. Traditionally, as mentioned above, differentiated cells have been manually separated from ES cells, if possible. The present invention is based on the fact that the elimination of differentiated cells, ie the specific destruction of differentiated cells in situ, improves the efficiency of inducing ES cells from the embryo. According to a first aspect of the invention, there is provided a method of selecting embryonic stem (ES) cells from an embryo in culture, which comprises selectively killing the differentiated cells of the embryo. Differentiated cells are derived from the embryo in the same way as they are explanted (usually in vitro) in culture or arise from the differentiation of ES cells within the embryo. The purpose of the present invention will usually be to selectively kill all the differentiated cells. The present invention is applicable not only to mouse stem cells but also to other animals, particularly rat (Ratus spp. )) And other placental mammals, other rodents, rabbits and livestock animals, in particular cows, pigs, farm animals such as sheep and goats, for the production of stem cells. To be done. However, the present invention is not limited to a particular species and has been found to have very broad applicability to the animal kingdom. Explanted embryos usually contain undifferentiated (ES) cells as well as differentiated cells such as trophectoderm and endoderm cells. Explanted embryos were prepared in the same manner as described above (eg, at the blastocyst stage), as outlined by Robertson (1897) (see citation above). It is obtained by extracting an embryo from the uterus and culturing it in a suitable culture medium on a feeder layer which is a fibroblast that has lost mitotic ability. Explanted embryos that undergo the selective extinction step of the invention are subjected to one or more pathways to isolate a mass of mostly undifferentiated cells, separated and placed on a new feeder layer. Seed again. According to a preferred embodiment of the invention, the differentiated cells are killed by a drug selection method. Such methods are used to kill the differentiated cells during the early stages of explanted embryos. Since undifferentiated ES cells express markers that are resistant to drugs that are toxic to both differentiated and undifferentiated cells, adding drugs to colonies kills only the differentiated cells. For the embodiments described above, it is important to use undifferentiated cell-specific or substantially specific promoters, and in embryonic cells such promoters encode DNA sequences encoding drug resistance markers. To transform a construct ligated into or to allow expression of such a construct. Two reports have been published regarding genes that strongly down-regulate ES cell differentiation. These are transcription factors Oct-3 / 4 (Okazawa et al., Embo J. ), 10: 2997-3005 (1991)) and growth factor FGF-4 (Ma) et al., Dev. Biol. ), 154, pp. 45-54 (1992)). Although the examples shown below use the Oct-3 / 4 promoter, the FGF-4 promoter can also be used and other suitable ES-specific promoters. The transcription factor Oct-3 / 4 was first identified to be present in undifferentiated mouse embryonic carcinoma (EC) cells (closely related to ES cells), but not a differentiated derivative (Okamoto et al., Cell, Volume 60, pages 461-472 (1990)). Analysis of Oct-3 / 4 mRNA expression in mice revealed that expression was undifferentiated in ES and EC cells (Ben-Shusan et al., Mol Cell Biol (Mol. Cell. Biol. ), 13: 891-901 (1993)), embryonic inner cell populations and primitive germ cells (Rosner et al., Nature, 345, 686-92 (1990). )). The Oct-3 / 4 promoter is capable of directing Oct-3 / 4 specific expression of a heterologous reporter gene in embryos of transgenic mice (Okazawa et al., Embo J. ), 10: 2997-3005 (1991)). Various genes have been used to confer drug resistance to non-mutated cells, eg, selection by G418 for the neo gene (Colbere-Garapin et al., J. Morbiol (J. Mol. Biol. ), 150, pp. 1-14 (1981)), selection by hygromycin for hygro gene (Santerrer et al., Gene, 30, 147-156 (19784)), Selection with histidinol for the his gene (Hartman et al., Proc National Academia (Proc. Natl'l. Acad. Sci. ), 85, pp. 8047-8051 (1988)), selection by methotrexate for the dh fr gene (Wigler et al., Proc National Academia USA (Proc. Natl'l. Acad. Sci. US A. ), 77, pp. 3567-3570 (1980)), aminopterin / mycophenolic acid selection for the gpt gene (Mulligan et al., Proc National Academia USA (Proc. Natl'l. Acad. Sci. USA. ), 78, pp. 2072-2076 (1981)), selection by methionine sulphoximine for the glutamine synthetase (gs) gene (Hayward et al., Nucl Acidsless (Nucl. Acids. R es. ), 14, pp. 999-1008 (1986)) and selection by deoxycoformicin for the adenosine deaminase (ada) gene (Kaufman et al., Proc. National Acad. Natl'l. Acad. Sci. USA. ), 83, pp. 3136-3140 (1986)). The examples below use the neo (aminoglycoside phosphotransferase) gene, but the hygro, his, dhfr, gpt, gs or ada genes can also be used, and other suitable drug resistance genes can also be used. It is noted that the use of the expression "gene" as used herein does not mean that natural genomic DNA has to be used, although it is preferred to use natural genomic DNA. Should. A "minigene" can be used, in which the cDNA is at least preferred, and which contains some, but not all, of the introns naturally present in the gene. According to another important embodiment, DNA sequences whose expression results in cell death (eg toxin genes) are selectively expressed in differentiated cells. For the above embodiments, it is important to use a promoter that is specific or substantially specific to the differentiated cell, such that in embryonic cells such a promoter encodes a lethal DNA sequence (eg, toxin). ), Which is operatively linked to, or is capable of expressing such a construct. One of the preferred promoters is that of the transforming growth factor β-2 gene, which is activated during ES cell differentiation regardless of the type of cell formed (Mummery et al. Dev Biol Biol. ), 137, pp. 161-170 (1990)). The genes encoding various toxins are placed under the control of promoters that are active in differentiated cells. For example, the diphtheria toxin subunit-A gene (Maxwell et al., Mol. Cell. Biol. ), 7, pp. 1576-1589 (1987)) or subunit of ricin toxin-A gene (Lande1 et al., Jeans and Dev. ), 2 pp. 1168-1178 (1988)) under the control of a promoter expressed only in differentiated cells. Again, either the native gene encoding the toxin or the non-native sequence can be used. Either (a) a selective marker gene under the control of a promoter specifically expressed in undifferentiated ES cells and / or (b) a toxin gene under the control of a promoter specifically expressed in differentiated cells Embryos capable of expressing either are obtained using standard methods. Such embryos may be transformed, in which case the heterologous DNA construct will be stably integrated into the embryo's genome, or non-integrated expressiable DNA. May be simply included. ES cells are then derived from embryos that have been transformed, injected or transfected by culturing under selective conditions. The embryos preferably used in the above method are also included in the concept of the present invention. According to a second concept of the invention, (a) a drug resistance gene (or other DNA sequence conferring drug resistance) under the control of a promoter which is specifically expressed in undifferentiated ES cells and / or (b) From expressible DNA consisting of a DNA sequence (such as a toxin gene or other DNA sequence encoding a toxin) whose expression results in cell death under the control of a promoter that is specifically expressed in differentiated cells To provide an embryo. The embryo may be transformed, in which case a transgene construct consisting of expressible DNA as described in (a) or (b) above will be integrated into the genome of the embryo. The transformed embryo in case (a) above is derived from a parent prepared or transformed de novo. The transformed embryo in case (b) above is prepared de novo without any special means so that the expression of the toxin construct in the differentiated cells causes the death of the whole animal. Therefore, transformed animals also form part of the present invention. According to a third concept of the invention, a transgene consisting of a drug resistance gene (or other DNA sequence conferring drug resistance) under the control of a promoter that is specifically expressed in undifferentiated ES cells. The present invention provides a transgenic non-human animal in which the construct has integrated into the genome. Embryos containing the selective DNA construct in case (a) above may be prepared by mating adult animals, at least one of which has been transformed, and then removing the embryos from the reproductive tract or by de novo It is obtained by carrying out transgenesis. Transgenesis is performed, for example, by microinjection or transfection of DNA. The microinjection method is the microinjection of DNA into zygotes or embryos at early division stages. The transformed mouse method is described in Hogan et al., “Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Mannual”, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor Laboratory Press. (Cold Spring Harbor), New York (1986). Microinjection using substantially similar techniques, although less efficient, has been successfully applied to other species such as farm animals (Wall et al., Theriogenology, 38, p. 337-). 357 (1992) and Wilmut et al., Reprod Fert Supple (Reprod. Fert. Suppl. ), 43, pp.265-275 (1991)). Transformed animals are identified by DNA analysis of living tissues and are bred appropriately to produce transformed embryos. In most cases, as described below, such a transgene construct does not have to be a transgene construct integrated into the genome of the animal. Not all embryos according to the second concept of the invention are transformed. Alternatively, the expression construct may simply be introduced into the embryonic cell by a suitable means such as microinjection (eg, Burdon et al., Molleprod & Dev (Mol. Reprod. and Dev. ), 33, pp. 436-442 (1992)). Such a construct does not remain in the absence of the replicative sequence (and unless integrated) for a long period of time, but is maintained for a period sufficient to perform the method of the first concept of the invention on the embryo. Non-integer rating, non-replicating constructs of relatively short duration may be used when long-term undesired or when it is essential to remove them. It is actually preferred as it does not require the special step of removing the construct. The latter case applies to ES cells containing a toxin gene under the control of a promoter that is specifically expressed in differentiated cells. Such constructs are generally removed before ES cells can participate in embryonic development. A third possibility is that there is an expression construct in embryonic cells linked to a sequence that causes episomal replication. Vectors of this type of episome are described in bovine papillomavirus (Mathias et al., EMBO J. 2), pp. 1487-1492 (1983)) and adenovirus (Quantin et al., Proc National Academia (Proc. Natl'l. Acad. Sci. ), 89, pp. 2581-2584 (1992)). The advantage of using episomal vectors is that most embryos and their cultured derivatives contain long-term selection cassettes after microinjection. The selection method for the isolation of ES cells depends on the expression of ES-specific salvage transgenes or ES-specific expression of toxin transgenes that retain the ES lineage under general lethal selection conditions. Integration and maintenance of the transgene after isolation of ES is considered unimportant and is undesirable. Therefore, a short-term transfection system such as lipofection (Fergner et al., Nature, 337, p. 387-388 (1989)) is used for the above-mentioned methods, especially for large animals. Transient infection occurs under physiologically close conditions (Brunette et al., Nucl Acidsless. Acids. Res. ), Volume 20, page 1151 (1992)). In lipofection, DNA is spontaneously associated with a liposome containing a cationic lipid and then fused with a cell membrane to internalize the DNA. Suitable liposome preparations are commercially available. According to the present invention, there are many advantages to using lipofection as a transgenesis means. First, the method is considerably less laborious and time consuming compared to microinjection; thus, large numbers of embryos can be processed. Second, lipofection is a relatively mild treatment that can be used repeatedly without toxicity. Therefore, repeated lipofections aid in the presence of DNA in a high proportion of explanted embryos. Third, the selective DNA exists mainly as a non-integrated non-replicating molecule; therefore, unselected ES cells can be easily isolated when selection is removed. . DNA constructs that can be used for the preparation of embryos as described above are also included in the concept of the invention. According to a fourth concept of the invention, (a) a drug resistance gene (or other DNA sequence conferring drug resistance) under the control of a promoter which is specifically expressed in undifferentiated ES cells and / or (b) Provided is a DNA construct comprising a DNA sequence (such as a toxin gene or another DNA sequence encoding a toxin) that is expressed so as to cause cell death under the control of a promoter that is specifically expressed in differentiated cells. is there. Once the ES cell line is established, the selectable marker or toxin gene construct can be removed if necessary or desired. In the case of non-integrated non-replicating DNA (non-integrated non-replicating DNA), the removal is, in fact, automatic. More careful steps must be taken for transformed embryos and embryos in which the expression construct replicates episomally. Recently, the use of site-specific recombination systems has been demonstrated to accurately effect certain deletions in cultured mammalian cells. Gu et al. (Cell, Vol. 73, pp. 1155 to 1164 (1993)) show how deletion in the switch region of immunoglobulin of mouse ES cells is Cre site-specific. It has been described whether transient expression of recombinase occurs between two copies of the bacteriophage P1 loxP site, leaving a single loxP site. Similarly, yeast FLP recombinase was used to precisely eliminate the selectable marker defined by the recombinase target site in mouse erythrole ukemia cells (Fiering et al., Proc National. Academia USA (Proc. Natl'l. Acad. Sci. USA. ), 90, pp. 8469-8473 (1993)). The Cre lox system is specifically shown below, but other site-specific recombinase systems may be used. Constructs used in the Cre lox system generally have three functional elements: Expression cassette; A negative selectable marker expressed under the control of a ubiquitously expressed promoter (eg, thymidine kinase (TK) gene of Herpes si mplex virus) (eg, phosphoglycerate kinase (Soriano et al. , Cell, Volume 64, pages 693-702 (1991)); and 3. Bacteriophage P1 site-specific recombination site loxP (Baubonis et al., Nucl. Acids. Res. ), 21 volumes, pages 2025-2029 (1993)). The constructs described above are Cre recombinase proteins that can be introduced into cells by lipofection (Baubonis et al., Nucl. A cids. Res. ), 21, 2025-2029 (1993)), can be excreted from established ES cell lines containing the construct by means of site-specific recombination between the two loxP sites. Cells deficient in the DNA between the two loxP sites are deleted for the TK gene (or other negative selectable marker) by growing in medium containing the appropriate agent (ganciclovir in the case of TK). Selected by. Embryonic stem cells isolated by such selection methods can be tested for totipotency by assessing their ability to form adult tissues, and most importantly germ cells. Totipotent embryonic stem cells can be used as a means of manipulating the genome of an animal by introducing the transgene once or by the broader modifications possible using the targeting technology of the gene. Preferred aspects of each concept of the invention are the same as each other concept, mutatis mutandis. The present invention will be described in detail with reference to the following examples. This example refers to the drawings, which are as follows: Figures 1A to 1F are representative examples of embryoid bodies obtained in the same manner as described in Example 2. FIG. 2 shows the structure of the OctneoTL construct. Example 1 Preparation of Octneo DNA Construct A 1.94 kb fragment containing the 5'flank and promoter region of the Oct-3 / 4 gene was amplified from mouse genomic DNA by the polymerase chain reaction. The primer sequence used was the known sequence of Oct-3 / 4 (Okazawa et al., Embo J., vol. 10) with additional restriction enzyme cleavage sites added to facilitate cloning and construction. , Pages 2997-3005 (1991)). This Oct-3 / 4 fragment was used to obtain a construct, designated Octneo, designed to confer resistance to the drug G418 on undifferentiated ES cells. Octneo was constructed from the following three DNA fragments: 1.94 kb Oct-3 / 4 5'funking fragment with 5'SalI and 3'HindIII sites from PCR primers (1940 bp up to 34 bp upstream of translation initiation site); Modified aminoglycoside phosphotransferase (neo) gene and polyadenylation signal of human growth hormone (Selfridge et al., Som. Cell and Mol. Gen.), 18, 325-336. (1992)) and a 1.7 kb HindIII / EcoRI fragment; and PUC18 cut with EcoRI and SalI. Example 2 Expression of Octneo gene in ES cells The tissue specificity of Oct3 / 4-related neo expression was examined in the following two experiments: 2.1 Expression of Octneo in ES cells and fibroblasts Octneo DNA was expressed in NIH 3T3 (differentiated). Fibroblasts) and HM-1 (undifferentiated ES cells) (Magin et al., Nucl. Acids. Res., Vol. 14, p. 3795 (1992)). A control construct (designated "MTneo") in which the expression of neo was driven by the promoter of metallothionein was transfected in parallel. The number of colonies observed after selection with G418 is shown in Table 1 below: This indicates that the Oct3 / 4 promoter is active in ES cells but not fibroblasts. 2.2 Effect of Octneo expression on the in vitro differentiation of ES cells under G418 selection The Octneo and MTneo constructs were electroporated into HM-1 ES cells and G418 resistant clones were isolated. Next, a suspension culture method for inducing the differentiation of ES cells was used. This method is described in "Embry Derived Stem Cells (Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells, A Practical Approach)" by Robertson, EJ, "Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells". Embryo-Derived Stem Cells ", EJ. Robertson, published by IRL Press Ltd, Oxford, 1987. Differences from the Robertson method will be described in detail below. Differentiation of transfected clones under selective conditions was examined as follows. Day 0: Two clones of Octneo (Octneo2, 4) and one clone of MTneo (MTneo6) were cloned into Selfridge et al., (Som. Cell and Mol. Gen.), vol. 325-336 (1992)) and grown as a monolayer of undifferentiated ES cells on a gelatinized tissue culture plastic in ES culture. G418 was added at 0.2 mg / ml. The G418 concentration is twice the concentration required to kill untransfected HM-1 cells. Day 1: A monolayer of ES cells was transferred onto a non-gelatinized plastic in ES medium to induce cell aggregation. Day 2: ES cells were transferred as multicellular aggregates in suspension cultures of petri dishes for bacteria. The culture medium used was ES medium with reduced serum content (2.5% fetal serum, 2.5% neonatal serum) and no LIF. After several days under the above-mentioned conditions, ES cell aggregates are likely to form an embryoid body composed of an undifferentiated internal mass of cells and an outer layer of endoderm. The cells of each clone were divided into 4 groups with different concentrations of G418 in the culture medium as follows: 0 mg / ml, 0.5 mg / ml, 1.0 mg / ml, 1.5 mg / ml. Day 8: Embryoid bodies were induced to adhere to the matrix by transferring them to a gelatinized tissue culture dish. This allowed evaluation of the extent of differentiation that had already occurred in suspension culture. However, because reattachment itself produces stimulators that differentiate, the selection with G418 was continued for an additional week to kill the newly differentiated cells. During this period, growth was performed in ES medium containing LIF. The presence of LIF does not affect the viability of differentiated cells. Day 15: The attached embryoid bodies were fixed with methanol / acetic acid and stained with crystal violet. Differentiation was assessed by the presence of differentiated cells, predominantly endoderm halo, spreading on the substrate. The results are summarized in Table 2 and representative examples of embryoid bodies are shown in Figures 1A to 1F. These results indicate that the differentiated ES derivative of Octneo-transfected clones is killed at G418 concentrations of 0.5 mg / ml and 1 mg / ml, whereas the MTneo control differentiated derivative is viable. Be done. At higher concentrations of G418, the more common toxin was observed in both differentiated and undifferentiated cell types. Example 3 Induction of ES cells from embryos of Octneo-transformed mice The effect of drug selection on the efficiency of ES cell induction was examined. Octneo DNA was microinjected into mouse zygotes and 10 transgenic mouse lines (C57B1 / CBA hybrid) were obtained by standard techniques (Hogan et al., Supra). Transformed male progeny of founder animals from each transformed line were spontaneously crossed with females of strain 129 SV. Blastocysts were harvested and explanted intact onto feeder layers using the method described by Robertson (cited above). The feeder layer is Sto-neo cells inactivated with mitomycin C, which is an established fibroblast cell line transfected with a metallothionein-neo construct that confers resistance to G418. Each flush (ie, the contents of one uterus) was divided into a non-selected treatment group and a selected treatment group at a ratio of 1: 2. Selection was performed by including 100 μg / ml G418 in the culture medium. This concentration was previously established as the minimum amount needed to kill untransformed embryos within 10 days. Explants of early embryos were cultivated with 2-5 embryos in one well of a 48-well plate. This culture medium consisted of BHK21 Glasgow MEM supplemented with 10% neonatal serum, 10% fetal serum and mouse leukocyte blocking factor. In all other respects, isolation of ES cells was performed as described by Robertson (cited above). Embryos from 5 of the transformed mouse strains all died under the selective conditions shown below: However, embryos from the other five lines gave rise to the G418 resistant ES cell line. These data are shown below: Males used for mating were hemizygous for the Octneo transgene and half of the explanted embryos did not contain the Octneo transgene and therefore could not survive the selection with G418. Therefore, when comparing the induction rate of ES cells under selective conditions and non-selective conditions, the induction efficiency of ES cells under selective conditions must be doubled in order to explain such lethality. Thus: ES induction efficiency in the absence of G418: 9% Unregulated efficiency in the presence of G418: 13.5% True efficiency explaining death of non-transformed embryos: 27% Statistical significance (unrelated unrelated t test), p <0.05 These results show that selection of Octneo-transformed embryos with G418 significantly improves the induction efficiency of ES cell lines. Example 4 Induction of ES cells not containing Octneo DNA In many cases, it is desirable that ES cells do not have experimentally introduced DNA sequences. By using the selected construct with the modified agent, an ES cell line can be established and then removed from the host's genome. Such an example uses the bacteriophage P1 site-specific recombinase Cre and its target site loxP. The construct used to embody the above is referred to as OctneoTL, which, as shown in Figure 2, is composed of three functional elements: 1. Drug selection cassette (Octneo); Negative selectable marker expressed under the control of a ubiquitously expressed promoter (eg, thymidine kinase (TK) gene of Herpes sinplex virus) (eg, phosphoglycerate kinase (Soriano et al., Cell, 64, pp. 693-702 (1991)); and 3. Bacteriophage P1 site-specific recombination site loxP (Baubonis et al., Nukuru Acidsless) located at either end of the DNA fragment (Nucl. Acids. Res.), Volume 21, p. 2025-2029 (1993)) OctneoTL transformed animal strains were obtained as in Example 3 and ES cells were selected with G418. Induced from transformed embryos by culturing while establishing established ES cell lines by lipofection Site-specific between two loxP sites mediated by a Cre recombinase protein (Baubonis et al., Nucl. A cids. Res., 21: 2025-2029 (1993)) It can be made non-transformant by recombinant means.Cells deficient in the DNA between the two loxP sites are selected by deletion of the TK gene by growing in medium containing gan ciclovir as a drug. . Example 5 Induction of ES cells from large animal species Production of a transformant strain for the purpose of inducing ES cells is not feasible in livestock such as cattle because the period of one generation is long. In this case, the selectable construct is microinjected or transfected into the embryo and then placed directly in culture to induce ES cells. The selection cassette can be introduced as a DNA fragment into the embryo of a domestic animal in the same manner as described in Example 3 or 4, or into a vector designed to be able to replicate regardless of the host genome. Vectors of these types of episomes include bovine papillomavirus (Mathias et al., EMBO J., Vol. 2, pp. 1487-1492 (1983)) and adenovirus (Quantin et al., Proc. National Academia (Proc. Natl'l. Acad. Sci.), 89, pp. 2581-2584 (1992)). The advantage of using such episomal vectors is that most embryos and their cultured derivatives contain long term selective cassettes after microinjection. In contrast, embryos microinjected with known DNA fragments have only 10 to 15% of stable DNA incorporation. Non-integrated DNA is present in other embryos for about 1 week after injection. Removal of episomes from established strains is achieved by selection with the ganciclovir against the TK marker gene.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステーシー,アレキサンダー,ジャーヴィ ス イギリス国,ロチアン イーエッチ10 5 ピーディ,エジンバラ,ダルハウジー テ ラス 31 (72)発明者 シュニーケ,アンジェリカ,エリザベス イギリス国,ロチアン イーエッチ10 5 ピーディ,エジンバラ,ダルハウジー テ ラス 31 (72)発明者 ダルリンプル,ミカエル,アレキサンダー イギリス国,ロチアン イーエッチ6 4 エッチビー,エジンバラ,ノース フォー ト ストリート 21────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Stacey, Alexander, Jarvie             S             Lotian E-Hit, UK 10 5             Peedy, Edinburgh, Dalhousiete             Russ 31 (72) Inventor Schnike, Angelica, Elizabeth             Lotian E-Hit, UK 10 5             Peedy, Edinburgh, Dalhousiete             Russ 31 (72) Inventor Dalrymple, Michael, Alexander             United Kingdom, Lothian E-Hatch 6 4             Etch, Edinburgh, North Four             To Street 21

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.胚の分化した細胞を選択的に殺すことからなる、培養物において胚から胚の 幹(ES)細胞を選択する方法。 2.該分化した細胞が薬剤による選択方法によって殺される、請求の範囲第1項 に記載の方法。 3.胚の細胞が薬剤耐性マーカーをコード化するDNA配列に操作により連結さ れた未分化の細胞に特異的なまたは実質的に特異的なプロモーターからなる構築 物を含む、請求の範囲第2項に記載の方法。 4.プロモーターがOct−3/4プロモーターである、請求の範囲第3項に記 載の方法。 5.プロモーターがFGF−4プロモーターである、請求の範囲第3項に記載の 方法。 6.該薬剤耐性マーカーがneo、hygro若しくはhis、dhfr、gp t、gsまたはada遺伝子によりコード化可能である、請求の範囲第3、4ま たは5項に記載の方法。 7.その発現により細胞を死に至らしめるDNA配列が分化した細胞中で選択的 に発現する、請求の範囲第1項に記載の方法。 8.胚の細胞がその発現により細胞を死に至らしめるDNA配列に操作により連 結された分化した細胞に特異的なまたは実質的に特異的なプロモーターからなる 構築物を含む、請求の範囲第7項に記載の方法。 9.その発現により細胞を死に至らしめるDNA配列が毒素をコード化する、請 求の範囲第8項に記載の方法。 10.該毒素がジフテリア毒素またはリシン毒素である、請求の範囲第9項に記 載の方法。 11.該胚は該構築物が形質転換されたものである、請求の範囲第3〜 6項および第8〜10項のいずれか一に記載の方法。 12.該構築物が胚内でエピソームの複製が可能である、請求の範囲第3〜6項 および第8〜10項のいずれか一に記載の方法。 13.該構築物が非組込み及び非複製型の形態で胚内に存在する、請求の範囲第 3〜6項および第8〜10項のいずれか一に記載の方法。 14.(a)未分化のES細胞において特異的に発現するプロモーターの制御下 で薬剤耐性を付与するDNA配列および/または分化した細胞において特異的に 発現するプロモーターの制御下でその発現が細胞を死に至らしめるDNA配列か らなる発現可能なDNAからなる動物の胚。 15.該胚は発現可能なDNAが形質転換されたものである、請求の範囲第14 項に記載の胚。 16.該発現可能なDNAが胚内でエピソームの複製が可能である、請求の範囲 第14項に記載の胚。 17.該発現可能なDNAがウシのパピローマウィルスの発現ベクター上に存在 するものである、請求の範囲第16項に記載の胚。 18.該発現可能なDNAがアデノウィルスの発現ベクター上に存在するもので ある、請求の範囲第16項に記載の胚。 19.該発現可能なDNAが非組込み及び非複製型の形態で胚内に存在する、請 求の範囲第14項に記載の胚。 20.未分化のES細胞において特異的に発現するプロモーターの制御下で薬剤 耐性を付与するDNA配列からなるトランスジーン構築物がゲノム中に組込まれ た形質転換動物。 21.(a)未分化のES細胞において特異的に発現するプロモーターの制御下 で薬剤耐性を付与するDNA配列および/または分化した細胞において特異的に 発現するプロモーターの制御下でその発現が細胞を死に至らしめるDNA配列か らなるDNA構築物。 22.該構築物はさらに胚細胞から除去されるものである、請求の範囲第3〜6 項および第8〜10項のいずれか一に記載の方法。 23.該構築物が部位特異的組換えシステムにを用いて除去される、請求の範囲 第22項に記載の方法。 24.該部位特異的組換えシステムがCreloxシステムまたはFLPシステ ムである、請求の範囲第23項に記載の方法。 25.構築物の除去が構成プロモーターの制御下でネガティブな選択マーカー手 段によって選択されるものである、請求の範囲第22、23または24項に記載 の方法。 26.該ネガティブな選択マーカーがヘルペスシンプレックスウィルスのチミジ ンキナーゼ(TK)遺伝子である、請求の範囲第25項に記載の方法。 27.該構成プロモーターがホスホグリセレートキナーゼのプロモーターである 、請求の範囲第25または26項に記載の方法。[Claims] 1. From embryo to embryo in culture, which consists in selectively killing the differentiated cells of the embryo. A method of selecting stem (ES) cells. 2. The method of claim 1, wherein the differentiated cells are killed by a drug selection method. The method described in. 3. The cells of the embryo are operably linked to a DNA sequence encoding a drug resistance marker. Of undifferentiated cell-specific or substantially specific promoters The method according to claim 2, which comprises an article. 4. The method according to claim 3, wherein the promoter is the Oct-3 / 4 promoter. How to list. 5. The promoter according to claim 3, wherein the promoter is the FGF-4 promoter. Method. 6. The drug resistance marker is neo, hygro or his, dhfr, gp Claims 3, 4 or 3 which can be encoded by the t, gs or ada genes. Alternatively, the method according to item 5. 7. Selective in differentiated cells with DNA sequences whose expression results in cell death The method according to claim 1, which is expressed in. 8. Embryonic cells are engineered to connect to a DNA sequence whose expression leads to cell death. Consists of a promoter that is specific or substantially specific to the committed differentiated cell 8. The method of claim 7, which comprises a construct. 9. The DNA sequence, whose expression causes cell death, encodes a toxin. The method according to claim 8 10. 10. The method according to claim 9, wherein the toxin is diphtheria toxin or ricin toxin. How to list. 11. The embryo according to claim 3, wherein the construct is transformed. The method according to any one of items 6 and 8 to 10. 12. 7. The construct according to claims 3-6, wherein the construct is capable of episomal replication in the embryo. And the method according to any one of items 8 to 10. 13. The method of claim 1, wherein the construct is present in the embryo in a non-integrated and non-replicating form. The method according to any one of 3 to 6 and 8 to 10. 14. (A) Under the control of a promoter that is specifically expressed in undifferentiated ES cells DNA sequences conferring drug resistance in and / or specifically in differentiated cells Is it a DNA sequence whose expression results in cell death under the control of an expressed promoter? An animal embryo comprising an expressible DNA comprising: 15. 15. The embryo according to claim 14, wherein the expressible DNA is transformed. The embryo according to paragraph. 16. Claims wherein the expressible DNA is capable of episomal replication in the embryo The embryo according to paragraph 14. 17. The expressible DNA is present on a bovine papillomavirus expression vector The embryo according to claim 16, which is: 18. The expressible DNA is present on an adenovirus expression vector, The embryo according to claim 16, which is: 19. The expressible DNA is present in the embryo in a non-integrated and non-replicating form. The embryo according to Item 14 of the scope of the invention. 20. Drug under the control of a promoter that is specifically expressed in undifferentiated ES cells A transgene construct consisting of a DNA sequence conferring resistance is integrated into the genome Transformed animal. 21. (A) Under the control of a promoter that is specifically expressed in undifferentiated ES cells DNA sequences conferring drug resistance in and / or specifically in differentiated cells Is it a DNA sequence whose expression results in cell death under the control of an expressed promoter? A DNA construct consisting of 22. Claims 3-6, wherein the construct is further removed from embryonic cells. And the method according to any one of items 8 to 10. 23. Claims wherein the construct is removed using a site-specific recombination system The method according to paragraph 22. 24. The site-specific recombination system is a Crelox system or a FLP system. 24. The method of claim 23, which is a system. 25. The removal of the construct is negative selectable marker hands under the control of constitutive promoters. 25. A method according to claim 22, 23 or 24, which is selected according to a step. the method of. 26. The negative selectable marker is herpes simplex virus 26. The method according to claim 25, which is a protein kinase (TK) gene. 27. The constitutive promoter is a phosphoglycerate kinase promoter 27. The method according to claim 25 or 26.
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