JPH1132627A - Mammalian animal of which sez-6 gene expression is suppressed - Google Patents

Mammalian animal of which sez-6 gene expression is suppressed

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JPH1132627A
JPH1132627A JP9208375A JP20837597A JPH1132627A JP H1132627 A JPH1132627 A JP H1132627A JP 9208375 A JP9208375 A JP 9208375A JP 20837597 A JP20837597 A JP 20837597A JP H1132627 A JPH1132627 A JP H1132627A
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JP
Japan
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gene
sez
animal
mammal
cells
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Application number
JP9208375A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Noguchi
茂 野口
Keiko Nishikawa
慶子 西川
Hidekazu Sugaya
英一 菅谷
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Kanagawa Academy of Science and Technology
Original Assignee
Kanagawa Academy of Science and Technology
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Publication date
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Publication of JPH1132627A publication Critical patent/JPH1132627A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject mammalian animal capable of screening a new anticonvulsive agent and useful as a disease model for developing a new treating method by inactivating SEZ 6 gene. SOLUTION: This objective mammalian animal is obtained by inactivating SEZ-6 gene. Inactivation of the SEZ-6 gene is performed by constructing a targeting vector, incorporating the obtained targeting vector into undifferentiated cells having a complete embryological performance, isolating the cells in which the SEZ-6 gene is inactivated by a homologous recombination, injecting the isolated cells into an animal embryo, obtaining a chimeric animal which can be mated with a normal animal, by transplanting the embryo into a uterus of a temporary mother animal. Also, the mammalian animal can be selected from a mouse, a rat and a rabbit, and further, the mammalian animal can be made as an animal with convulsive disease.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、SEZ−6遺伝子
の発現が抑制された新規な哺乳動物及び当該哺乳動物を
用いた抗けいれん薬のスクリーニング方法に関する。
[0001] The present invention relates to a novel mammal in which the expression of the SEZ-6 gene is suppressed, and a method for screening an anticonvulsant using the mammal.

【0002】[0002]

【従来の技術】てんかんは、発作的に起こる脳の機能障
害に対応し、臨床的には、その脳内の発作部位・広がり
にしたがって、意識障害やけいれん、その他、多彩な症
状を示す状態と定義される。てんかんの治療に用いられ
る抗けいれん薬については、多くの薬剤(バルビツール
剤、ヒダントイン剤、アセチル尿素など)が開発されて
いるが、長期投与による歯肉増殖、皮疹、視力障害など
の副作用が生じる。てんかんに伴うけいれんは、電気生
理学的解析から、神経系に一過性の異常かつ過剰な興奮
が生じることによって起こることが知られているが、遺
伝子の発現レベルでは、どのようにしてこのような興奮
が神経細胞に生じるのかは明らかではない。
2. Description of the Related Art Epilepsy responds to cerebral dysfunction caused by seizures. Clinically, it depends on the location and extent of seizures in the brain. Defined. As for anticonvulsants used for the treatment of epilepsy, many drugs (barbitur, hydantoin, acetylurea, etc.) have been developed, but long-term administration causes side effects such as gingival hyperplasia, rash and visual impairment. It is known from electrophysiological analysis that seizures associated with epilepsy are caused by transient abnormal and excessive excitation of the nervous system.However, at the level of gene expression, It is not clear if the excitement occurs in nerve cells.

【0003】しかしながら、従来、けいれんの発生機庁
に関する研究は、主として電気生理学的手法を用いて行
われており、けいれんの発生メカニズムを分子レベルで
明らかにする試みに成功した例はない。ましてや、けい
れん誘発剤の投与によって発現量の変化する遺伝子をク
ローニングし、けいれんの発生メカニズムを分子レベル
で明らかにしようというアプローチは、それ自体なされ
たことがない。本発明は、上記アプローチをなすもので
あって、本発明は技術課題自体が既に新規である。
[0003] However, studies on convulsion generators have been conducted mainly using electrophysiological techniques, and no attempt has been made to clarify the mechanism of convulsions at the molecular level. Furthermore, there has never been an approach for cloning a gene whose expression level changes by administration of a convulsant-inducing agent and elucidating the mechanism of convulsions at a molecular level. The present invention makes the above-mentioned approach, and the technical problem itself is already novel.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、けいれ
んの発生メカニズムについて、従来より行われている電
気生理学的手法ではなく、遺伝子操作による分子生物学
的手法によってこれを解明するという技術課題を新たに
設定し、更に具体的には、けいれんの発生メカニズムの
分子及び個体レベルでの解明と新規な治療薬の開発シス
テム、そしてそれらを評価するモデル動物を開発すると
いう具体的技術課題を新たに設定した。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have a technical problem of elucidating the mechanism of convulsions by a molecular biological technique by genetic manipulation, not by a conventional electrophysiological technique. More specifically, the specific technical issues of elucidating the mechanism of convulsions at the molecular and individual levels, developing new therapeutic drug development systems, and developing model animals to evaluate them are newly added. Set to.

【0005】本発明者らは、このようにして新たに設定
された技術課題を解決するため、各方面から検討した結
果、遺伝子SEZ−6にはじめて着目した。
The inventors of the present invention have studied from various directions in order to solve the technical problems newly set as described above, and as a result, have focused on the gene SEZ-6 for the first time.

【0006】遺伝子SEZ−6は、培養系において、け
いれん誘発剤の一種であるペンチレンテトラゾール(p
entylenetetrazol)によって発現量の
増加する遺伝子の一つとしてクローニングされたけいれ
ん開連遺伝子である(Shimizu−Nishika
wa,K.et al.Mol.Brain Re
s.,28,201−210,1995)。そして分子
生物学的解析の結果、SEZ−6遺伝子は、脳特異的に
発現する膜タンパク質をコードすることが判明した。ま
た、SEZ−6遺伝子の発現は、成体マウスの脳におい
て、海馬、大脳皮質、大脳基底核などの比較的てんかん
の焦点になりやすい部位でみられることから、けいれん
の発生に深く関わるものであるという示唆をはじめて得
た。そこで、本発明者らは、上記した技術課題を解決す
るためには、SEZ−6遺伝子の発現が抑制された哺乳
動物を分裂することが必要であるとの新規着想を得た。
[0006] In a culture system, the gene SEZ-6 is used as a convulsant-inducing agent, pentylenetetrazole (p
(Shimizu-Nishika) is a convulsions open gene cloned as one of the genes whose expression level is increased by (entrynetrazole).
wa, K .; et al. Mol. Brain Re
s. , 28, 201-210, 1995). As a result of molecular biological analysis, it was found that the SEZ-6 gene encodes a membrane protein that is specifically expressed in the brain. In addition, the expression of the SEZ-6 gene is deeply involved in the occurrence of seizures, because it is found in the brain of adult mice, such as the hippocampus, cerebral cortex, and basal ganglia, which are relatively easy to focus on epilepsy. For the first time. Therefore, the present inventors have obtained a novel idea that it is necessary to divide a mammal in which the expression of the SEZ-6 gene is suppressed in order to solve the above technical problem.

【0007】また更に、本発明者らは、SEZ−6遺伝
子の発現が抑制された哺乳動物を作製することは、けい
れんの発生メカニズムを分子及び個体レベルで明らかに
することにつながるだけではなく、当該哺乳動物を用い
て新しい抗けいれん薬をスクリーニングする方法、さら
には新しい治療法を開発するのに有用な疾患モデル動物
を提供することになるとの新規着想を更に得た。
Furthermore, the present inventors have found that producing a mammal in which the expression of the SEZ-6 gene is suppressed not only leads to elucidation of the mechanism of convulsion at the molecular and individual levels, but also The present inventors have further obtained a new idea of providing a method of screening for a new anticonvulsant using the mammal, and a disease model animal useful for developing a new therapeutic method.

【0008】従って、本発明は、けいれんの発生機序を
分子または個体レベルで解明するのに有用な、SEZ−
6遺伝子の発現が抑制された哺乳動物を提供することを
目的とするものである。
[0008] Accordingly, the present invention provides SEZ- useful for elucidating the mechanism of convulsions at the molecular or individual level.
It is an object of the present invention to provide a mammal in which the expression of six genes is suppressed.

【0009】更に、本発明は、抗けいれん薬のスクリー
ニング法及び新しい治療法開発に有用なSEZ−6遺伝
子の発現が抑制された哺乳動物を提供することを目的と
するものである。
Another object of the present invention is to provide a mammal in which the expression of the SEZ-6 gene is suppressed, which is useful for a method for screening anticonvulsants and for developing a new therapeutic method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成するために、種々検討した結果、SEZ−6
遺伝子を不活化することによって当該遺伝子の発現が抑
制された哺乳動物を基本的技術思想とし、けいれん抑制
モデル哺乳動物、それを利用する抗けいれん剤のスクリ
ーニング方法に関する発明を完成した。以下、本発明に
ついて詳述する。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies in order to achieve the above object, and as a result, have found that SEZ-6.
Based on the basic technical concept of a mammal in which the expression of the gene is suppressed by inactivating the gene, the present invention has been completed on a model mammal for convulsion suppression and a method for screening an anticonvulsant using the same. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明に用いられる哺乳動物とし
ては、例えば、マウス、ラット、ウサギなどを挙げるこ
とができるが、他の哺乳動物も広く使用することができ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As mammals used in the present invention, for example, mice, rats, rabbits and the like can be mentioned, but other mammals can also be widely used.

【0012】本発明のSEZ−6遺伝子の発現が抑制さ
れた哺乳動物は、例えば、以下のようなステップを経て
作製される。
The mammal of the present invention in which the expression of the SEZ-6 gene is suppressed is produced, for example, through the following steps.

【0013】(1)当該哺乳動物のSEZ−6ゲノム遺
伝子を同定し、単離する。 (2)当該哺乳動物のSEZ−6遺伝子を不活化するた
め、同定した上記遺伝子にマーカー遺伝子を挿入したタ
ーゲティングベクターを構築する。 (3)このターゲティングベクターを発生学的に全能性
を持つ、未分化な細胞、例えばES細胞に導入する。 (4)相同組換えによりSEZ−6遺伝子が不活性化さ
れたES細胞を単離する。 (5)単離されたES細胞を動物胚へ注入し、仮親の子
宮に移植してキメラ動物を得る。このキメラ動物を、正
常な動物と交配させ、ヘテロ接合体動物(+/−)を
得、さらにヘテロ接合体動物同士を交配させることによ
ってホモ接合体動物(−/−)すなわちSEZ−6対立
遺伝子が双方とも不活化され、SEZ−6遺伝子の発現
が抑制された哺乳動物を得る。
(1) Identify and isolate the SEZ-6 genomic gene of the mammal. (2) In order to inactivate the SEZ-6 gene of the mammal, a targeting vector is constructed by inserting a marker gene into the identified gene. (3) This targeting vector is introduced into an undifferentiated cell having developmental totipotency, such as an ES cell. (4) Isolate ES cells in which the SEZ-6 gene has been inactivated by homologous recombination. (5) The isolated ES cells are injected into an animal embryo, and transplanted into the uterus of a foster mother to obtain a chimeric animal. The chimeric animal is bred to a normal animal to obtain a heterozygous animal (+/-), and the heterozygous animal is bred to each other to obtain a homozygous animal (-/-), ie, the SEZ-6 allele. Are inactivated to obtain a mammal in which the expression of the SEZ-6 gene is suppressed.

【0014】以上のステップのうちで、まず第一のステ
ップであるSEZ−6ゲノム遺伝子の同定、単離は、S
EZ−6遺伝子cDNA(Shimizu−Nishi
kawa,K.et al.Mol.Brain Re
s.,28,201−210,1995)をプローブと
して、哺乳動物由来のゲノムDNAライブラリーをスク
リーニングすることにより行なうことができる。
Among the above steps, the first step, identification and isolation of the SEZ-6 genomic gene, is performed by S
EZ-6 gene cDNA (Shimizu-Nishi
kawa, K .; et al. Mol. Brain Re
s. , 28, 201-210, 1995) as a probe and screening a genomic DNA library derived from mammals.

【0015】第二のステップであるターゲティングベク
ターの構築は、以下のようにして行うことができる。タ
ーゲティングベクターの目的は、相同組換えにより標的
遺伝子であるSEZ−6遺伝子の転写調節領域または少
なくとも一つのエクソン部分にマーカー遺伝子、例えば
ネオマイシン耐性遺伝子(neo r)を導入して、S
EZ−6遺伝子を不活性化することにある。ここに相同
組換えとは、ターゲティングベクターと染色体上の対応
する遺伝子との間で塩基配列の相同性に基づいて起こる
組換えを意味する。この相同組換えを生じさせるために
は、不活化したい標的遺伝子の一部と同じ塩基配列の領
域(相同領域)をマーカー遺伝子に持たせることが必要
であり、これにより相同領域相互間で組換えが生じて、
マーカー遺伝子が標的遺伝子の狙った部位に挿入され、
標的遺伝子の機能を破壊するとともに、マーカー遺伝子
が導入されたES細胞のみを選びだすための選別(ポジ
ティブ選別)が可能となる。さらに、現実には、相同組
換えよりも非相同組換えの方が高頻度で生ずるため、タ
ーゲティングベクター内の相同領域の外側にもうひとつ
のマーカー遺伝子、例えば、ジフテリア毒素Aフラグメ
ント(DT−A)をつなぐ。DT−A遺伝子の導入され
たES細胞は致死となることを利用して、非相同組換え
のES細胞を除去することができる。このようにして、
ポジティブ−ネガティブ選別を行うことにより、相同組
換え体を効率的に取得することが可能となる。
The construction of the targeting vector, which is the second step, can be performed as follows. The purpose of the targeting vector is to introduce a marker gene, for example, a neomycin resistance gene (neor) into the transcription regulatory region or at least one exon portion of the target gene, SEZ-6 gene, by homologous recombination.
It consists in inactivating the EZ-6 gene. Here, homologous recombination means recombination that occurs based on the homology of the base sequence between the targeting vector and the corresponding gene on the chromosome. In order to cause this homologous recombination, it is necessary that the marker gene has a region (homologous region) having the same base sequence as a part of the target gene to be inactivated. Occurs,
The marker gene is inserted at the target site of the target gene,
While destroying the function of the target gene, selection (positive selection) for selecting only ES cells into which the marker gene has been introduced becomes possible. Furthermore, in reality, since non-homologous recombination occurs more frequently than homologous recombination, another marker gene, such as diphtheria toxin A fragment (DT-A), is located outside the homologous region in the targeting vector. Connect. By utilizing the fact that ES cells into which the DT-A gene has been introduced are lethal, non-homologous recombination ES cells can be removed. In this way,
By performing positive-negative selection, a homologous recombinant can be efficiently obtained.

【0016】第三のステップであるES細胞へのターゲ
ティングベクターの導入は、エレクトロポレーション法
などを用いて発法にしたがって行うことができる。ター
ゲティングベクターを導入するES細胞は、生殖細胞へ
の分化能を失わないように、未分化の状態で培養維持す
る必要がある。そのためには、培地に適当な栄養細胞を
フィーダー細胞として加え、さらに、分化抑制因子であ
るヒトLIF(Leukemia Inhibitor
y Factor)を添加する。他に、牛胎児血清、ヌ
クレオシド、非必須アミノ酸、2−メルカプトエタノー
ル、などを適宜培地に添加する。栄養細胞としては、S
TO細胞かマウス胎児繊維芽細胞が適当である。栄養細
胞の添加密度は、約1×106cell/35mm d
ishである。ヒトLIFの添加濃度は、103ユニッ
ト/mlであるがそれ以上でもよい。牛胎児血清の添加
濃度は20%、ヌクレオシドの添加濃度は10〜30n
Mである。非必須アミノ酸としては、Gibco社製の
非必須アミノ酸溶液が好ましく、その濃度は各0.05
mMである。2−メルカプトエタノールの濃度は0.1
mMである。エレクトロポレーション法でES細胞にタ
ーゲティングベクターを導入するには、ES細胞を緩衝
液に浮遊させ、適当な制限酵素で処理して線状化したタ
ーゲティングベクターを添加し、Bio Radジーン
パルサー等の適当なエレクトロポレーション装置を用
い、250V/0.4cm、480mFというような条
件でエレクトロポレーションを行う。制限酵素はターゲ
ティングベクターの制限酵素部位を考慮して選択する。
ターゲティングベクターを導入した後、ES細胞を、上
記の培地で24時間程度培養し、その後、150〜20
0mg/mlのG418を含む培地と交換する。G41
8添加培地は1日ごとに新しいものに交換することが好
ましく、約1週間培養を続ける。
[0016] The third step, the introduction of the targeting vector into ES cells, can be performed according to a method using electroporation or the like. ES cells into which the targeting vector is introduced need to be cultured and maintained in an undifferentiated state so as not to lose the ability to differentiate into germ cells. To this end, appropriate vegetative cells are added to the medium as feeder cells, and human LIF (Leukemia Inhibitor, a differentiation inhibitory factor) is further added.
y Factor). In addition, fetal calf serum, nucleosides, non-essential amino acids, 2-mercaptoethanol, etc. are appropriately added to the medium. As a vegetative cell, S
TO cells or mouse fetal fibroblasts are suitable. The addition density of the vegetative cells is about 1 × 10 6 cells / 35 mm d
ish. Addition concentration of human LIF is a 10 3 units / ml may be higher. The addition concentration of fetal bovine serum is 20% and the addition concentration of nucleoside is 10 to 30 n.
M. The non-essential amino acid is preferably a non-essential amino acid solution manufactured by Gibco, and its concentration is 0.05
mM. The concentration of 2-mercaptoethanol is 0.1
mM. In order to introduce a targeting vector into ES cells by the electroporation method, the ES cells are suspended in a buffer, treated with an appropriate restriction enzyme, and a linearized targeting vector is added. Electroporation is performed using a suitable electroporation apparatus under the conditions of 250 V / 0.4 cm, 480 mF. The restriction enzyme is selected in consideration of the restriction enzyme site of the targeting vector.
After the introduction of the targeting vector, the ES cells were cultured in the above medium for about 24 hours.
Replace with medium containing 0 mg / ml G418. G41
It is preferable that the 8-supplemented medium be replaced with a new one every day, and the culture is continued for about one week.

【0017】第四のステップでは、ターゲティングベク
ターを導入して得られた薬剤耐性のES細胞を単離す
る。単離したES細胞が、実際に相同組換えを起こして
いるか否かは、PCR法とサザンハイブリダイゼーショ
ン法を用いて確認することができる。即ち、まずPCR
法のプライマーとして、ターゲティングベクターに含ま
れる塩基配列及びターゲティングベクターに含まれない
SEZ−6遺伝子上に存在する塩基配列からプライマー
を合成する。そして、これらのプライマーを用いて、当
該領域のDNA断片が増幅されることを確認する。PC
R法によって相同組換えが生じたと認められたES細胞
について、さらにサザンハイブリダイゼーション法によ
り変異アリルと野生型アリルを区別できる制限酵素断片
を確認する。抽出したDNAについて制限酵素処理を行
い、アガロース電気泳動を行った後、SEZ−6遺伝子
DNAをプローブにサザンハイブリダイゼーションを行
う。ターゲティングベクターによる相同組換えが起こる
と、制限酵素による切断部位が変化するので、相同組換
えが生じた細胞では、野生型の細胞とは大きさの異なる
DNA断片が検出され、これによって相同組換えが生じ
たか否かを確認できる。
In the fourth step, drug-resistant ES cells obtained by introducing the targeting vector are isolated. Whether or not the isolated ES cells have actually undergone homologous recombination can be confirmed using PCR and Southern hybridization. That is, first, PCR
As a primer for the method, a primer is synthesized from the nucleotide sequence contained in the targeting vector and the nucleotide sequence present on the SEZ-6 gene not contained in the targeting vector. Then, using these primers, it is confirmed that the DNA fragment in the region is amplified. PC
From the ES cells in which homologous recombination was confirmed to have occurred by the R method, restriction enzyme fragments capable of distinguishing mutant alleles from wild-type alleles were further confirmed by Southern hybridization. The extracted DNA is treated with a restriction enzyme and subjected to agarose electrophoresis, followed by Southern hybridization using SEZ-6 gene DNA as a probe. When homologous recombination by the targeting vector occurs, the site of cleavage by the restriction enzyme changes, so that in the cell in which homologous recombination has occurred, a DNA fragment having a size different from that of a wild-type cell is detected. It can be confirmed whether or not the problem has occurred.

【0018】第五のステップである生殖系列のキメラ動
物およびSEZ−6遺伝子の発現が抑制された哺乳動物
の作製は、以下のように行う。まず、動物の胚に、相同
組換えES細胞を注入し、in vitroで培養した
後、仮親の子宮に移植する。ここで、動物の胚は、マウ
スの場合、キメラの形成に好適なことから、8細胞期胚
から胚盤胞にかけての発生段階の胚が用いられる。ES
細胞は通常10〜5個を注入する。こうして、ES細胞
を注入された胚は、in vitroで培養した後、仮
親動物に移植する。ES細胞寄与率の高いキメラ動物は
生殖系列のキメラ動物である可能性が高いが、キメラ動
物を正常動物と交配することにより、生殖系列のキメラ
動物であることの確認が可能である。このようにして生
殖系列のキメラ動物であるヘテロ接合体動物が得られ、
ヘテロ接合体同士の交配によりSEZ−6対立遺伝子の
両方がターゲティングベクターにより不活化されたホモ
接合体動物を得ることができる。
The fifth step, the production of a germ-line chimeric animal and a mammal in which the expression of the SEZ-6 gene is suppressed, is performed as follows. First, homologous recombination ES cells are injected into an animal embryo, cultured in vitro, and then transplanted into the uterus of a foster parent. Here, in the case of a mouse, an embryo in a developmental stage from an 8-cell stage embryo to a blastocyst is used because an animal embryo is suitable for chimera formation. ES
Usually, 10 to 5 cells are injected. The embryo into which the ES cells have been injected is cultured in vitro and then transplanted to a foster animal. A chimeric animal having a high ES cell contribution rate is likely to be a germline chimeric animal, but by crossing the chimeric animal with a normal animal, it can be confirmed that the chimeric animal is a germline chimeric animal. In this way, a heterozygous animal that is a germline chimeric animal is obtained,
By mating heterozygotes, homozygous animals in which both SEZ-6 alleles have been inactivated by the targeting vector can be obtained.

【0019】以下、実施例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれらによって制限されるもので
はない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

実施例1:SEZ−6遺伝子の発現が抑制されたマウス
の作製 (1)マウスSEZ−6ゲノム遺伝子の単離 マウスSEZ−6遺伝子cDNA(Shimizu−N
ishikawa,K.et al.Mol.Brai
n Res.,28,201−210,1995)をプ
ローブとして、129SVJ由来のゲノム遺伝子ライブ
ラリー(STRATAGENE社製)よりスクリーニン
グした。
Example 1: Preparation of mouse in which expression of SEZ-6 gene was suppressed (1) Isolation of mouse SEZ-6 genomic gene Mouse SEZ-6 gene cDNA (Shimizu-N
Ishikawa, K .; et al. Mol. Brai
n Res. , 28, 201-210, 1995) as a probe and screening from a 129SVJ-derived genomic gene library (manufactured by STRATAGENE).

【0021】(2)ターゲティングベクターの構築 ターゲティングベクターSEの構築を図1を用いて説明
する。5′側の相同領域としてKpn I−Sca
断片の約7.6kbを用いた。5′側相同領域の下流に
はPGK−1プロモーター(理化学研究所 相澤慎一博
士より入手)及びネオマイシン耐性遺伝子(neo
r)(STRATAGENE社製)をつなぎ、ポジティ
ブセレクションマーカーとした。3′側の相同領域は、
約1.3kbのSca I−Kpn I断片をneo
rの下流につないだ。また3′側の相同領域の下流には
ネガティブセレクションマーカーとして、MC−1プロ
モーター(STRATAGENE社製)及びDT−A遺
伝子(理化学研究所 相澤慎一博士より入手)をつない
だ。
(2) Construction of Targeting Vector The construction of the targeting vector SE will be described with reference to FIG. As the homologous region of the 5 'side Kpn I- Sca I
About 7.6 kb of the fragment was used. Downstream of the 5 'homology region is a PGK-1 promoter (obtained from Dr. Shinichi Aizawa, RIKEN) and a neomycin resistance gene (neo).
r) (manufactured by STRATAGENE) was used as a positive selection marker. The 3 'homologous region is
The 1.3 kb Sca I- Kpn I fragment was
r downstream. The MC-1 promoter (manufactured by STRATAGENE) and the DT-A gene (obtained from Dr. Shinichi Aizawa, RIKEN) were connected as a negative selection marker downstream of the 3'-side homologous region.

【0022】相同組換えの結果、SEZ−6遺伝子のエ
クソン(103−763)中のSca I siteに
neo rが挿入された。この変異型SEZ−6遺伝子
から転写されるmRNAは、PGKプロモーターの前に
終止コドンがあるので172アミノ酸の短いタンパク質
が翻訳されると予想される(野生型SEZ−6遺伝子か
らは977アミノ酸のタンパク質が翻訳されると思われ
る)。この短いタンパク質は、ホモロジー検索から明ら
かになっているSEZ−6遺伝子産物の機能ドメイン構
造を欠くものであり、生体内では機能を持たないと考え
られる。
[0022] The homologous recombination result, neo r is inserted into the Sca I site in the SEZ-6 gene exons (103-763). The mRNA transcribed from this mutant SEZ-6 gene is predicted to be translated into a short protein of 172 amino acids due to the presence of a stop codon in front of the PGK promoter (a 977 amino acid protein from the wild-type SEZ-6 gene). Will be translated). This short protein lacks the functional domain structure of the SEZ-6 gene product revealed by homology search, and is considered to have no function in vivo.

【0023】(3)CCE細胞へのターゲティングベク
ターのエレクトロポレーション CCE細胞は、129Sv//Ev系マウスの胚盤胞か
ら樹立されたES細胞である(Kuehn,M.R.e
t al.,Nature,326,295−298,
1987)。CCE細胞は、neo rで形質転換した
マウス胎児繊維芽細胞をフィーダーとして用い(1×1
6細胞/35mm培養皿)、ヒトLIFを添加(103
ユニット/ml)、20%牛胎児血清、ヌクレオシド、
非必須アミノ酸、2−メルカプトエタノールを含むダル
ベッコ改変培地(末盛博文、中辻憲夫、実験医学、vo
l.7,293−298,1989)で培養した。CC
E細胞を800mlのPBS(pH7.0)に浮遊さ
せ、AatIIで線状化したターゲティングベクターを添
加(50μg)し、Bio Radジーンパルサーを用
い、250V/0.4cm、480mFでエレクトロポ
レーションした。エレクトロポレーション後、24時間
上記の条件で培養し、その後、200mg/mlのG4
18を含む培地と交換した。1日ごとにフレッシュなG
418添加培地と交換し、7〜9日間培養を続けた。
(3) Electroporation of targeting vector to CCE cells CCE cells are ES cells established from blastocysts of 129Sv // Ev mice (Kuehn, MR.e).
t al. , Nature, 326, 295-298,
1987). CCE cells were obtained by using mouse fetal fibroblasts transformed with neor as a feeder (1 × 1).
0 6 cells / 35 mm culture dish), added the human LIF (10 3
Unit / ml), 20% fetal calf serum, nucleoside,
Dulbecco's modified medium containing a non-essential amino acid, 2-mercaptoethanol (Hirofumi Suemori, Norio Nakatsuji, Experimental Medicine, vo
l. 7, 293-298, 1989). CC
E cells were suspended in 800 ml of PBS (pH 7.0), a targeting vector linearized with AatII was added (50 μg), and electroporated at 250 V / 0.4 cm, 480 mF using a Bio Rad Gene Pulser. After electroporation, the cells were cultured under the above conditions for 24 hours, and thereafter, 200 mg / ml G4
The medium containing 18 was replaced. Fresh G every day
The medium was replaced with a 418-added medium, and the culture was continued for 7 to 9 days.

【0024】(4)相同組み換え体の同定 G418抵抗性のクローンをピックアップし、増殖させ
た。一部を液体窒素中で凍結保存し、残りよりDNAを
抽出した。相同組換え体の同定は、PCRおよびサザン
ハイブリダイゼーション法で行った。PCRは、センス
プライマーとして1pmol/ml NEO16プライ
マー5′−TCC−−−ATT−3′(配列番号:
1)、アンチセンスプライマーとして1pmol/ml
SE4プライマー5′−GCT−−−CCC−3′
(配列番号:2)を用い、下記の反応液及び温度条件
で、PERKIN ELMER Gene Ampsy
stem9600を使用して行った。
(4) Identification of homologous recombinants G418-resistant clones were picked up and grown. A part was stored frozen in liquid nitrogen, and DNA was extracted from the rest. Identification of the homologous recombinant was performed by PCR and Southern hybridization. PCR was performed using 1 pmol / ml NEO16 primer 5'-TCC --- ATT-3 '(SEQ ID NO:
1), 1 pmol / ml as antisense primer
SE4 primer 5'-GCT --- CCC-3 '
(SEQ ID NO: 2) under the following reaction solution and temperature conditions, using PERKIN ELMER Gene Ampsy.
Performed using a stem 9600.

【0025】 〔反応液組成〕 10mM Tris−HCl(pH8.3) 50mM KCl 4mM MgCl2 各 0.2mM dATP,dGTP,dCTP,dTTP 0.1U/ml Taq polymerase(TAKARA社製) 〔温度条件〕 94℃ 30秒、70℃ 2分30秒(30サイクル)[Reaction liquid composition] 10 mM Tris-HCl (pH 8.3) 50 mM KCl 4 mM MgCl 2 0.2 mM dATP, dGTP, dCTP, dTTP 0.1 U / ml Taq polymerase (manufactured by TAKARA) [Temperature conditions] 94 ° C for 30 seconds, 70 ° C for 2 minutes 30 seconds (30 cycles)

【0026】この条件で増幅されるDNA断片の長さは
約1.5kbであった。次に、PCRにより増幅が確認
されたES細胞のDNAをSca IまたはPst
で消化し、アガロース電気泳動を行い、3′側相同領域
下流のKpn I−PstI断片(約1.7kb)をブ
ロープにサザンハイブリダイゼーションを行った。野生
型の対立遺伝子では、Sca I消化では4.7kb、
Pst I消化では3.1kbのフラグメントが認めら
れたが、相同組換え体のクローンでは、Sca I消化
では4.7kbの他に10.6kb、Pst I消化で
は3.1kbの他に3.8kbのフラグメントも認めら
れた。これは図1に示すようにSEZ−6遺伝子のSc
I siteにneo rが挿入されたためであ
る。このことからこのクローンが一方の対立遺伝子でタ
ーゲティングベクターと相同組換えを起こしていること
が証明された。
The length of the DNA fragment amplified under these conditions was about 1.5 kb. Next, the DNA of the ES cells whose amplification was confirmed by PCR was replaced with ScaI or PstI.
And agarose gel electrophoresis was performed, and Southern hybridization was carried out using a Kpn I- Pst I fragment (about 1.7 kb) downstream of the 3 ′ homologous region as a probe . In the wild-type allele, 4.7kb in Sca I digestion,
A 3.1 kb fragment was observed in the Pst I digestion, but in the clone of the homologous recombinant, Sca I digestion was 4.7 kb in addition to 4.7 kb, and Pst I digestion was 3.1 kb and 3.8 kb in addition to 3.1 kb. Was also observed. This corresponds to the Sc of the SEZ-6 gene as shown in FIG.
This is because neo is inserted into a I site. This proved that this clone underwent homologous recombination with the targeting vector at one allele.

【0027】(5)キメラマウスおよびSEZ−6遺伝
子欠損マウスの作製 上記のようなターゲティングにより、一方のSEZ−6
遺伝子が不活化されたCCE細胞をC57BL/6系マ
ウス胚盤胞に注入し、仮親の子宮に移植した。ここでC
CE細胞は、10〜15個注入した。その結果、60個
の胚を4匹の仮親に移植し、11匹の子を得た。毛色か
ら、そのうち8匹がキメラマウスであった(雄5匹、雌
3匹)。キメラマウスとC57BL/6系マウスを交配
したところ、4匹が生殖系列のキメラであることが確認
され、一方のSEZ−6対立遺伝子がターゲティングに
より不活化されたヘテロ接合体マウスを得た。ヘテロ接
合体マウスの雄と雌を交配し、ホモ接合体マウスを得
た。
(5) Preparation of chimeric mouse and SEZ-6 gene-deficient mouse By targeting as described above, one of the SEZ-6
The CCE cells in which the gene was inactivated were injected into C57BL / 6 mouse blastocysts and transplanted into the uterus of a foster mother. Where C
10 to 15 CE cells were injected. As a result, 60 embryos were transferred to 4 foster parents, and 11 offspring were obtained. Eight of them were chimeric mice based on coat color (five males and three females). When the chimeric mouse and the C57BL / 6 mouse were bred, four were confirmed to be germline chimeras, and a heterozygous mouse in which one of the SEZ-6 alleles was inactivated by targeting was obtained. Male and female heterozygous mice were crossed to obtain homozygous mice.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によって得られるSEZ−6対立
遺伝子の双方が不活化されたホモ接合体哺乳動物は、け
いれんの疾患モデル動物として有用である。また当該哺
乳動物またはその動物由来の体細胞を用いて、抗けいれ
ん薬の効率的スクリーニング及び新しい治療薬の開発が
可能である。
The homozygous mammal in which both SEZ-6 alleles obtained by the present invention are inactivated is useful as a model animal for convulsive disease. In addition, efficient screening of anticonvulsants and development of new therapeutic agents are possible using the mammal or somatic cells derived from the animal.

【0029】[0029]

【配列表】[Sequence list]

配列番号:1 配列の長さ:30 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列 TCGTGCTTTA CGGTATCGCC GCTCCCGATT 30 SEQ ID NO: 1 Sequence length: 30 Sequence type: nucleic acid Number of strands: single-stranded Topology: linear Sequence type: other nucleic acid (synthetic DNA) Sequence TCGTGCTTTA CGGTATCGCC GCTCCCGATT 30

【0030】配列番号:2 配列の長さ:30 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列 GCTATTGCTG GTAGTGCACA GGCAGAACCC 30SEQ ID NO: 2 Sequence length: 30 Sequence type: Number of nucleic acid strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Sequence GCTATTGCTG GTAGTGCACA GGCAGAACCC 30

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】マウスSEZ−6ゲノム遺伝子とターゲティン
グベクター(SE)の制限酵素地図を示す。
FIG. 1 shows a restriction map of a mouse SEZ-6 genomic gene and a targeting vector (SE).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 慶子 広島県東広島市西条西本町26の9 AST EP西条202 (72)発明者 菅谷 英一 東京都武蔵野市吉祥寺南町4丁目10の8 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Keiko Nishikawa, Inventor 26-9 AST EP Saijo 202, Saijo Nishihonmachi, Higashihiroshima City, Hiroshima Prefecture (72) Inventor Eiichi Sugaya 4-10-8, Kichijoji Minamimachi, Musashino City, Tokyo

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 SEZ−6遺伝子を不活化することによ
って当該遺伝子の発現が抑制された哺乳動物。
1. A mammal in which the expression of a SEZ-6 gene is suppressed by inactivating the gene.
【請求項2】 SEZ−6遺伝子を不活化するために、
ターゲティングベクターを構築し;得られたターゲティ
ングベクターを発生学的に全能性を持つ、未分化な細胞
に導入し;相同組換えによりSEZ−6遺伝子が不活性
化された細胞を単離し;単離された細胞を動物胚へ注入
し、仮親の子宮に移植してキメラ動物を得;得られたキ
メラ動物を正常な動物と交配させてなること;を特徴と
する請求項1に記載の哺乳動物。
2. In order to inactivate the SEZ-6 gene,
Constructing a targeting vector; introducing the resulting targeting vector into a developmentally totipotent, undifferentiated cell; isolating a cell in which the SEZ-6 gene has been inactivated by homologous recombination; The mammal according to claim 1, wherein the obtained cells are injected into an animal embryo and transplanted into the uterus of a foster parent to obtain a chimeric animal; and the obtained chimeric animal is bred with a normal animal. .
【請求項3】 哺乳動物が、マウス、ラット、ウサギか
ら選ばれるものであること、を特徴とする請求項1又は
2に記載の哺乳動物。
3. The mammal according to claim 1, wherein the mammal is selected from a mouse, a rat, and a rabbit.
【請求項4】 哺乳動物がけいれん疾患のモデル哺乳動
物であること、を特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載の哺乳動物。
4. The mammal according to claim 1, wherein the mammal is a model mammal for a convulsive disorder.
The mammal according to Item.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の哺
乳動物を使用すること、を特徴とする抗けいれん薬のス
クリーニング方法。
5. A method for screening an anticonvulsant, comprising using the mammal according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 SEZ−6遺伝子を不活化することによ
って当該遺伝子の発現が抑制された哺乳動物に対し、
(1)けいれん誘発剤の投与、(2)抗けいれん薬候補
物質の投与、(3)当該候補物質の抗けいれん作用の測
定、からなることを特徴とする請求項5に記載の抗けい
れん薬のスクリーニング方法。
6. A mammal in which expression of the SEZ-6 gene is suppressed by inactivating the SEZ-6 gene,
The anticonvulsant drug according to claim 5, comprising (1) administration of a convulsant-inducing agent, (2) administration of an anticonvulsant drug candidate, and (3) measurement of the anticonvulsant action of the candidate substance. Screening method.
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