JPWO2007010999A1 - Lipid metabolism and sugar metabolism modified animal by KRAP gene mutation, modification method and modification agent - Google Patents

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Abstract

肥満および/または糖尿病の予防および/または治療に寄与しうる、新規な薬剤、肥満および/または糖尿病などの病態解明などの目的に使用しうるトランスジェニック動物およびその作製に使用しうる核酸分子などを提供する。 本発明の一つの態様は、KRAP遺伝子の発現を低減または欠如させたトランスジェニック非ヒト動物である。A novel drug that can contribute to the prevention and / or treatment of obesity and / or diabetes, a transgenic animal that can be used for the purpose of elucidating the pathology of obesity and / or diabetes, and a nucleic acid molecule that can be used for the production thereof provide. One embodiment of the present invention is a transgenic non-human animal that has reduced or lacked expression of the KRAP gene.

Description

本発明は、動物において、エネルギー消費の亢進、インシュリン感受性の亢進、肥満の予防または解消、および/または血中ホルモン濃度の異常を誘起することができる核酸分子およびそれを含む薬剤、そのような核酸分子を含むトランスジェニック動物、エネルギー消費の亢進、インシュリン感受性の亢進、肥満の予防または解消、および/または血中ホルモン濃度の異常を誘起する方法などに関する。  The present invention relates to a nucleic acid molecule capable of increasing energy consumption, increasing insulin sensitivity, preventing or eliminating obesity, and / or causing abnormal blood hormone levels in animals, and a drug containing such a nucleic acid. The present invention relates to a transgenic animal containing a molecule, increased energy consumption, increased insulin sensitivity, prevention or elimination of obesity, and / or a method for inducing abnormal blood hormone levels.

現在までに、哺乳動物の肥満に関与するいくつかの遺伝子が知られている。これらの遺伝子を正または負に改変することにより、抗肥満または肥満を呈する動物が作製されている。そのような改変の標的遺伝子としては、たとえば、内分泌性シグナル因子として全身性に機能し得るレプチン(Leptin)、FGF19、ニューロペプチドY(neuropeptide Y)、アンギオポエチン関連成長因子(angiopoietin−related growth factor)や、遺伝子発現を広範囲に変動させて機能を発揮する転写制御因子PGC1α(PPAR gamma coactivator 1α)、CBP(CREB binding protein)、SRC−1、TIF2、RXRα(retinoid X receptor α)、細胞内脂質代謝関連酵素ACC2(acetyl CoA carboxylase2)、SCD1(stealoyl CoA desaturase1)、細胞内シグナル制御因子SHIP2、PTP1B、S6キナーゼ、SOCS−6、ミトコンドリア機能タンパクUCP(uncoupling protein)などの種々のタンパク種をコードするものが挙げられる。これらのタンパクには、機能がよく分からないものや多機能性のもの(発現する細胞によって異なったり、相互作用するタンパクによって異なる作用を示したりするもの)も多く存在する。特にc−Cblは、元々、癌関連遺伝子として研究されてきたが、発現細胞・状況によって細胞内でさまざまなシグナルを制御するものであり、この欠損マウスがエネルギー消費亢進・抗肥満・糖代謝変化を示すことが知られている。また、FGF19の発現を増強させたトランスジェニックマウスやFGF19投与マウス(FGFは血中を回って遠隔に作用する液性因子である)でも、FGP19による抗肥満効果が示され、肥満・糖尿病治療の観点から注目されている(非特許文献1〜31)。  To date, several genes involved in mammalian obesity are known. Animals that exhibit anti-obesity or obesity have been produced by modifying these genes positively or negatively. Examples of such modified target genes include leptin (FGF), neuropeptide Y (neuropeptide Y), angiopoietin-related growth factor, which can function systemically as an endocrine signal factor. ), Transcriptional regulators PGC1α (PPAR gamma coactivator 1α), CBP (CREB binding protein), SRC-1, TIF2, RXRα (retinoid X receptor α), and intracellular lipids that function by varying gene expression over a wide range Metabolism-related enzymes ACC2 (acetyl CoA carboxyylase 2), SCD1 (stealyl CoA desaturase 1) Intracellular signaling regulators SHIP2, PTP1B, S6 kinase, SOCS-6, include those encoding various protein species, such as mitochondrial function protein UCP (uncoupling protein). Many of these proteins have functions that are not well understood or are multifunctional (that differ depending on the cell in which they are expressed, or that have different effects depending on the interacting proteins). In particular, c-Cbl was originally studied as a cancer-related gene, but it controls various signals in the cell depending on the expression cell and situation, and this deficient mouse has increased energy consumption, anti-obesity, and glucose metabolism change. It is known to show. In addition, transgenic mice with enhanced expression of FGF19 and FGF19-administered mice (FGF is a humoral factor that acts remotely in the blood) show an anti-obesity effect by FGP19, which can be used to treat obesity and diabetes. It attracts attention from a viewpoint (nonpatent literature 1-31).

KRAP(Ki−ras−induced actin−interacting protein)遺伝子は、活性化されたKi−rasによってアップレギュレートされる癌関連遺伝子の一つとして近年同定された(非特許文献32)。この遺伝子によってコードされるタンパクは、コイルド・コイル領域を有していることがわかっていたが、その生理的な発現部位および機能は不明であった。  A KRAP (Ki-ras-induced acting-interacting protein) gene has recently been identified as one of cancer-related genes that are up-regulated by activated Ki-ras (Non-patent Document 32). The protein encoded by this gene was known to have a coiled-coil region, but its physiological expression site and function were unknown.

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J Hum Genet (2004) 49: 46-52.

本発明は、肥満および/または糖尿病の予防および/または治療に寄与しうる、新規な薬剤、肥満および/または糖尿病などの病態解明などの目的に使用しうるトランスジェニック動物およびその作製に使用しうる核酸分子などを提供することを目的とする。  INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for novel drugs that can contribute to the prevention and / or treatment of obesity and / or diabetes, transgenic animals that can be used for the purpose of elucidating the pathology of obesity and / or diabetes, and the production thereof An object is to provide nucleic acid molecules and the like.

本発明者らは、KRAPが生理的発現によって肝臓、膵臓に多く分布し、心臓、骨格筋を除く多くの器官・組織にもユビキタスに存在することを見出した。さらに、本発明者らは、KRAP遺伝子を破壊された動物が、脂質代謝および糖代謝の変化を示し、脂肪量の少ない動物となることを見出し、本発明を完成した。  The present inventors have found that KRAP is distributed in a large amount in the liver and pancreas due to physiological expression, and ubiquitously exists in many organs and tissues other than the heart and skeletal muscle. Furthermore, the present inventors have found that animals in which the KRAP gene has been disrupted exhibit changes in lipid metabolism and sugar metabolism and become animals with a small amount of fat, thereby completing the present invention.

本発明は、
〔1〕KRAP遺伝子の発現を低減または欠如させたトランスジェニック非ヒト動物;
〔2〕相同組換えにより破壊されたKRAP遺伝子を含む、前記〔1〕記載のトランスジェニック非ヒト動物;
〔3〕改変された脂質代謝および/または糖代謝を有する、前記〔1〕記載のトランスジェニック非ヒト動物;
〔4〕エネルギー消費の亢進、インシュリン感受性の亢進および/または血中ホルモン濃度の異常を示す、前記〔1〕記載のトランスジェニック非ヒト動物;
〔5〕ゲノム内のKRAP遺伝子と相同組換え可能であって、非ヒト動物細胞内でKRAP遺伝子の発現を低減または欠如させうる、単離された変異型KRAP遺伝子核酸分子;
〔6〕変異が、少なくとも1つのエクソンの欠損である、前記〔5〕記載の核酸分子;
〔7〕変異が、エクソン11〜16の少なくとも1つを含む領域の欠損である、前記〔6〕記載の核酸分子;
〔8〕前記〔5〕〜〔7〕のいずれか1項記載の核酸分子を含む、ベクター;
〔9〕トランスジェニック動物作製用または遺伝子治療用の発現ベクターである、前記〔8〕記載のベクター;
〔10〕前記〔8〕または〔9〕記載のベクターを導入された宿主細胞;
〔11〕KRAP遺伝子またはmRNAの少なくとも一部と実質的に同一または実質的に相補的な配列を有し、細胞、組織または個体においてKRAP遺伝子の発現を阻害しうる、単離された干渉性核酸分子;
〔12〕少なくとも一部が二本鎖である、前記〔11〕記載の干渉性核酸分子;
〔13〕KRAPタンパクまたはその一部に対して特異的に結合し、細胞、組織または個体においてKRAPタンパクの機能を阻害しうる、結合性タンパク;
〔14〕前記〔11〕〜〔13〕のいずれか1項記載の干渉性核酸分子または結合性タンパクを含む、脂質代謝および/または糖代謝改変剤;
〔15〕エネルギー消費亢進剤、肥満の予防または解消剤、またはインシュリン感受性亢進剤である、前記〔14〕記載の脂質代謝および/または糖代謝改変剤;
〔16〕KRAP遺伝子またはタンパク質の発現または機能を阻害することにより、哺乳類細胞、組織または非ヒト動物において脂質代謝および/または糖代謝の改変を誘起する方法;
〔17〕脂質代謝および/または糖代謝の改変が、エネルギー消費の亢進、肥満の予防または解消、インシュリン感受性の亢進、および/または血中ホルモン濃度の異常である、前記〔16〕記載の方法;
〔18〕KRAP遺伝子またはmRNAの少なくとも一部と実質的に同一または実質的に相補的な配列を有し、細胞、組織または個体においてKRAP遺伝子の発現を阻害しうる干渉性核酸分子、および/またはKRAPタンパクまたはその一部に対して特異的に結合し、細胞、組織または個体においてKRAPタンパクの機能を阻害しうる結合性タンパクを用いてKRAP遺伝子の発現を阻害する工程を含む、前記〔16〕または〔17〕記載の方法、
を提供する。
The present invention
[1] A transgenic non-human animal with reduced or lacked expression of the KRAP gene;
[2] The transgenic non-human animal according to [1] above, which contains a KRAP gene disrupted by homologous recombination;
[3] The transgenic non-human animal according to the above [1], which has a modified lipid metabolism and / or sugar metabolism;
[4] The transgenic non-human animal according to the above [1], which exhibits increased energy consumption, increased insulin sensitivity, and / or abnormal blood hormone levels;
[5] An isolated mutant KRAP gene nucleic acid molecule capable of homologous recombination with a KRAP gene in the genome and capable of reducing or eliminating the expression of the KRAP gene in a non-human animal cell;
[6] The nucleic acid molecule according to [5], wherein the mutation is a deletion of at least one exon;
[7] The nucleic acid molecule according to [6], wherein the mutation is a deletion of a region containing at least one of exons 11 to 16;
[8] A vector comprising the nucleic acid molecule of any one of [5] to [7] above;
[9] The vector according to [8] above, which is an expression vector for producing a transgenic animal or gene therapy;
[10] A host cell into which the vector of [8] or [9] has been introduced;
[11] An isolated interfering nucleic acid having a sequence that is substantially the same or substantially complementary to at least a part of the KRAP gene or mRNA and that can inhibit the expression of the KRAP gene in a cell, tissue, or individual molecule;
[12] The interfering nucleic acid molecule according to [11], wherein at least a part is double-stranded;
[13] A binding protein that specifically binds to a KRAP protein or a part thereof and can inhibit the function of the KRAP protein in a cell, tissue, or individual;
[14] A lipid metabolism and / or sugar metabolism modifier comprising the interfering nucleic acid molecule or binding protein according to any one of [11] to [13];
[15] The lipid metabolism and / or sugar metabolism-modifying agent according to the above [14], which is an energy consumption enhancer, an obesity prevention or elimination agent, or an insulin sensitivity enhancer;
[16] A method of inducing alteration of lipid metabolism and / or sugar metabolism in a mammalian cell, tissue or non-human animal by inhibiting the expression or function of a KRAP gene or protein;
[17] The method according to [16] above, wherein the alteration of lipid metabolism and / or sugar metabolism is increased energy consumption, prevention or elimination of obesity, increased insulin sensitivity, and / or abnormal blood hormone levels;
[18] an interfering nucleic acid molecule having a sequence that is substantially identical or substantially complementary to at least a portion of a KRAP gene or mRNA, and capable of inhibiting the expression of the KRAP gene in a cell, tissue, or individual, and / or The step of inhibiting the expression of the KRAP gene using a binding protein that specifically binds to the KRAP protein or a part thereof and can inhibit the function of the KRAP protein in a cell, tissue or individual [16] Or the method according to [17],
I will provide a.

本発明の核酸分子等の投与または本発明の方法によれば、KRAP遺伝子またはタンパクの発現または機能を阻害することにより、動物において人為的に脂質代謝および糖代謝の改変やエネルギー消費の亢進をもたらすことができ、さらには肥満の予防または解消、および/または糖尿病の予防または治療をもたらすことができる。特に、本発明によれば、高脂肪食の摂取のような食事に起因する肥満を抑制することができる。一方、KRAP遺伝子またはタンパクの発現または機能の阻害による不利な影響は見出されていない。  According to the administration of the nucleic acid molecule or the like of the present invention or the method of the present invention, by inhibiting the expression or function of the KRAP gene or protein, artificially alters lipid metabolism and sugar metabolism and increases energy consumption in animals. Can further prevent or eliminate obesity and / or prevent or treat diabetes. In particular, according to the present invention, obesity caused by a meal such as ingestion of a high fat diet can be suppressed. On the other hand, adverse effects due to inhibition of KRAP gene or protein expression or function have not been found.

本発明のトランスジェニック動物は、脂質代謝および糖代謝が改変されており、特にエネルギー消費の亢進が起こる結果、野生型と比較して体が小さく、脂肪量が少ないという特徴を有する。したがって、体重制御および肥満のメカニズム、糖代謝などの研究、たとえば肥満、糖尿病などの病態解明のための研究においてモデル動物として有用である。  The transgenic animal of the present invention is characterized in that lipid metabolism and sugar metabolism are modified, and particularly, as a result of increased energy consumption, the body is smaller and the amount of fat is smaller than that of the wild type. Therefore, it is useful as a model animal in studies on body weight control and obesity mechanisms, sugar metabolism, etc., for example, studies for elucidation of pathological conditions such as obesity and diabetes.

[図1]は、ヒト(上段)およびマウス(下段)のKRAP遺伝子産物のアミノ酸配列の比較を示す図である。太い下線を付した部分がコイルド・コイル・モチーフである。
[図2]は、マウスKRAP遺伝子のターゲティングされた破壊を示す図である。パネル(A):エクソン8〜17を含むマウスKRAP遺伝子の一領域(Wild−type locus)を、関連する制限酵素部位とともに模式的に示す。パネル(B):ネオマイシン(neo)カセットを含むターゲティング構築物(Targeting vector)を示す。相同組換えを意図したゲノム遺伝子(A)との対応位置関係を点線で示す。パネル(C):相同組換えによって生成すると予測される変異対立遺伝子(Targeted locus)を示す。パネル(D)左:EcoRVで消化した尾DNAを用いたサザン・ブロットの写真である。中央:野生型(+/+)と比較した、変異体(−/−)肝臓におけるKRAP mRNAの特異的欠失を示すノーザン・ブロットの写真である。下はβ−アクチンである。右:野生型(+/+)と比較した、変異体(−/−)肝臓におけるKRAPタンパクの特異的欠失を示すウェスタン・ブロットの写真である。下はβ−チューブリンである。
[図3]は、野生型(Wt)、ヘテロ接合体(Ht)およびKRAPノックアウトマウス(Ko)についての生育曲線(縦軸:体重、横軸:週齢)を示すグラフ(それぞれ平均±se;n=5〜14/群)である。左:雄、右:雌。
[図4]は、野生型(Wt)およびKRAPノックアウトマウス(Ko)についての器官重量の比較を示す図である。20週齢の雄(n=9)についての平均±se、縦軸は組織重量/体重の百分率である。WAT=白色脂肪組織、liver=肝臓、BAT=褐色脂肪組織、kidney=腎臓、heart=心臓。
[図5]は、普通食を与えた22週齢の雄を16時間絶食させた後に作製した、野生型(Wt)およびKRAPノックアウトマウス(Ko)についての組織切片のHE染色像を示す写真である。WAT=白色脂肪組織、BAT=褐色脂肪組織、Liver=肝臓。スケールバーは50μm。
[図6]は、食餌を与えた状態での野生型(Wt)およびKRAPノックアウトマウス(Ko)についての肝臓のトリグリセリドおよびグリコーゲンの相対量を示す図である。左:トリグリセリド、右:グリコーゲン。
[図7]は、マウス個体当り(左)または体重で標準化した(右)摂食量の比較を示す図である(KRAP+/+(n=7)、KRAP−/−(n=9))。値は平均±seである。星印はP<0.05の有意差、「N.S.」は野生型マウスと比較して有意差なし、をそれぞれ示す。
[図8]は、普通食下での22週齢の雄のマウスについての1日のエネルギー消費プロフィール(パネル(A))および呼吸商(RQ)(パネル(B))を示す図である。値は平均±seである(KRAP+/+(n=7)、KRAP−/−(n=9))。星印はP<0.05の有意差を示す。パネル(C):体重当りの総エネルギー消費の測定値である。
[図9]は、グルコース寛容試験の結果を示す図である。縦軸:血中グルコース濃度、横軸:注射後の時間。普通食で維持した16週齢の雄マウスを用いた。KRAP+/+(n=10)、KRAP−/−(n=10)(平均±se)。星印はP<0.01の有意差を示す。
[図10]は、インシュリン感受性試験の結果を示す図である。左:血中グルコース濃度、右:注射時を100%とした百分率で示した血中グルコース濃度。星印は有意差を示す(*:P<0.05;**:P<0.01)。
[図11]は、給餌下でのKRAP+/+(黒カラム)、KRAP−/−(白カラム)およびKRAP+/−(斜線カラム)マウスの血中グルコースレベルを示す図である。
[図12]は、給餌下(fed)および15時間絶食下(15h fast)でのKRAP+/+(黒カラム)およびKRAP−/−(白カラム)マウスの血中ケトン体レベルを示す図である。縦軸は血中ケトン体濃度を示す。
[図13]は、高脂肪食を与えた場合の体重調節を表す図である。パネル(A):マウスの体重曲線、パネル(B):4週間での体重増加量、パネル(C):4週間での体重増加量を開始時の体重割りで表示したグラフ、パネル(D):WAT重量の体重割り表示。星印は有意差を示す(*:P<0.001;**:P<0.01)。
[図14]は、高脂肪食を与えた期間の摂食量を表す図である。左:1日当りの摂食量(g)、右:それを体重割で表示したもの。星印は有意差を示す(*:P<0.05;**:P<0.001)。
[図15]は、高脂肪食を与えた場合のエネルギー消費を示す図である。星印は有意差を示す(*:P<0.05)。
[図16]は、組織におけるいくつかの遺伝子の発現についてのノーザン・ブロットの結果を示す図である。組織:Liver=肝臓、Skeletal muscle=骨格筋、WAT=白色脂肪組織、BAT=褐色脂肪組織;動物:W=野生型(+/+)、K=KRAPノックアウトマウス(−/−);遺伝子:ACC1=アセチル−CoAカルボキシラーゼ1、ACC2=アセチル−CoAカルボキシラーゼ2、ACO=アシル−CoAオキシダーゼ、UCP2=アンカップリングプロテイン2、β−Actin=βアクチン、LPL=リポプロテインリパーゼ、HSL=ホルモン感受性リパーゼ、PPARγ=ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ、Leptin=レプチン、aP2=脂肪細胞脂肪酸結合蛋白質、36B4=酸性リボソームリン酸化蛋白質P0、UCP1=アンカップリングプロテイン1、PGC1α=PPARγ−コアクチベーター1α。なお、肝臓および骨格筋については、各2匹の野生型およびKRAPノックアウトマウスについてのデータを示す。
[図17]は、自発運動量の測定結果を示す図である。WT=野生型、KO=KRAPノックアウトマウス。パネル(A):縦軸はカウントされた移動行動の回数、横軸は時刻および明暗条件を表す。パネル(B):「dark」(暗)および「light」(明)各条件下における総カウント数を示す。
[図18]は、高脂肪食を与えた場合の肝臓への影響を示す図である。WT=野生型、KO=KRAPノックアウトマウス。パネル(A):肝臓の外観を示す写真である。パネル(B):組織トリグリセリド含量を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a comparison of amino acid sequences of KRAP gene products of human (upper) and mouse (lower). The underlined part is the coiled coil motif.
FIG. 2 shows targeted disruption of the mouse KRAP gene. Panel (A): A region of the mouse KRAP gene (Wild-type locus), including exons 8-17, is shown schematically with associated restriction enzyme sites. Panel (B): shows a targeting vector containing a neomycin (neo) cassette. The corresponding positional relationship with the genomic gene (A) intended for homologous recombination is indicated by a dotted line. Panel (C): shows a mutant allele predicted to be generated by homologous recombination. Panel (D) Left: Southern blot photograph using tail DNA digested with EcoRV. Center: Northern blot photograph showing specific deletion of KRAP mRNA in mutant (− / −) liver compared to wild type (+ / +). Below is β-actin. Right: Western blot photograph showing specific deletion of KRAP protein in mutant (− / −) liver compared to wild type (+ / +). Below is β-tubulin.
[FIG. 3] is a graph showing the growth curves (vertical axis: body weight, horizontal axis: weeks of age) for wild type (Wt), heterozygote (Ht) and KRAP knockout mice (Ko) (average ± se; respectively). n = 5-14 / group). Left: male, right: female.
FIG. 4 shows a comparison of organ weights for wild type (Wt) and KRAP knockout mice (Ko). Mean ± se for 20-week-old males (n = 9), vertical axis is the percentage of tissue weight / body weight. WAT = white adipose tissue, liver = liver, BAT = brown adipose tissue, kidney = kidney, heart = heart.
FIG. 5 is a photograph showing HE-stained images of tissue sections of wild-type (Wt) and KRAP knockout mice (Ko) prepared after fasting a 22-week-old male fed a normal diet for 16 hours. is there. WAT = white adipose tissue, BAT = brown adipose tissue, Liver = liver. Scale bar is 50 μm.
FIG. 6 shows the relative amounts of liver triglycerides and glycogen for wild-type (Wt) and KRAP knockout mice (Ko) in the fed state. Left: triglyceride, right: glycogen.
FIG. 7 is a graph showing a comparison of food intake (KRAP + / + (n = 7), KRAP − / − (n = 9)) per mouse individual (left) or normalized by body weight (right). Values are mean ± se. An asterisk indicates a significant difference of P <0.05, and “NS” indicates no significant difference compared to a wild-type mouse.
FIG. 8 shows the daily energy consumption profile (panel (A)) and respiratory quotient (RQ) (panel (B)) for 22-week-old male mice under normal diet. Values are mean ± se (KRAP + / + (n = 7), KRAP − / − (n = 9)). The asterisk indicates a significant difference of P <0.05. Panel (C): A measure of total energy consumption per body weight.
FIG. 9 is a diagram showing the results of a glucose tolerance test. Vertical axis: blood glucose concentration, horizontal axis: time after injection. A 16-week-old male mouse maintained on a normal diet was used. KRAP + / + (n = 10), KRAP − / − (n = 10) (mean ± se). An asterisk indicates a significant difference of P <0.01.
FIG. 10 shows the results of an insulin sensitivity test. Left: blood glucose concentration, right: blood glucose concentration expressed as a percentage with the time of injection taken as 100%. An asterisk indicates a significant difference (*: P <0.05; **: P <0.01).
FIG. 11 shows blood glucose levels of KRAP + / + (black column), KRAP − / − (white column) and KRAP +/− (shaded column) mice under feeding.
FIG. 12 shows blood ketone body levels of KRAP + / + (black column) and KRAP − / − (white column) mice under fed (fed) and fasting for 15 hours (15h fast). . The vertical axis represents the blood ketone body concentration.
FIG. 13 is a diagram showing weight adjustment when a high fat diet is given. Panel (A): Weight curve of mouse, Panel (B): Weight gain in 4 weeks, Panel (C): Graph showing weight gain in 4 weeks divided by weight at start, Panel (D) : Weight division display of WAT weight. An asterisk indicates a significant difference (*: P <0.001; **: P <0.01).
FIG. 14 is a diagram showing the amount of food intake during a period when a high fat diet was given. Left: Amount of food consumed per day (g), Right: the weight divided by weight. An asterisk indicates a significant difference (*: P <0.05; **: P <0.001).
FIG. 15 is a diagram showing energy consumption when a high fat diet is given. An asterisk indicates a significant difference (*: P <0.05).
FIG. 16 is a diagram showing the results of Northern blotting on the expression of several genes in tissues. Tissue: Liver = liver, Skeletal muscle = skeletal muscle, WAT = white adipose tissue, BAT = brown adipose tissue; animal: W = wild type (+ / +), K = KRAP knockout mouse (− / −); gene: ACC1 = Acetyl-CoA carboxylase 1, ACC2 = acetyl-CoA carboxylase 2, ACO = acyl-CoA oxidase, UCP2 = uncoupled protein 2, β-actin = β-actin, LPL = lipoprotein lipase, HSL = hormone-sensitive lipase, PPARγ = Peroxisome proliferator-activated receptor γ, Leptin = leptin, aP2 = adipocyte fatty acid binding protein, 36B4 = acidic ribosomal phosphorylated protein P0, UCP1 = uncoupled protein 1, PGC1α = PPARγ-coactin Beta 1α. For liver and skeletal muscle, data for two wild type and KRAP knockout mice are shown.
FIG. 17 is a diagram showing the measurement results of spontaneous momentum. WT = wild type, KO = KRAP knockout mouse. Panel (A): The vertical axis represents the number of movement actions counted, and the horizontal axis represents time and light / dark conditions. Panel (B): Shows total counts under “dark” (dark) and “light” (bright) conditions.
FIG. 18 is a diagram showing the influence on the liver when a high fat diet is given. WT = wild type, KO = KRAP knockout mouse. Panel (A): A photograph showing the appearance of the liver. Panel (B): It is a figure which shows a tissue triglyceride content.

本発明において、「KRAP遺伝子」は、ポリペプチドとして発現可能なKRAPをコードするホモログおよび対立遺伝子をすべて含む。このような遺伝子は、少なくともマウスおよびヒトについて公知であり(たとえば図1)、そのような公知の配列に基づいて設計されたプローブを用いてストリンジェントな条件下で所望のcDNAライブラリーをスクリーニングすることにより同定することができる。「ストリンジェントな条件」とは、たとえば50%ホルムアミド、120mM NaHPO、7%SDS、1mM EDTA、250mM NaClの溶液中で42℃でのハイブリダイゼーション条件およびこれと同等のストリンジェンシーの条件をいう。In the present invention, the “KRAP gene” includes all homologs and alleles encoding KRAP that can be expressed as a polypeptide. Such genes are known for at least mice and humans (eg, FIG. 1), and a desired cDNA library is screened under stringent conditions using probes designed based on such known sequences. Can be identified. “Stringent conditions” means, for example, hybridization conditions at 42 ° C. in a solution of 50% formamide, 120 mM Na 2 HPO 4 , 7% SDS, 1 mM EDTA, 250 mM NaCl, and equivalent stringency conditions. Say.

たとえば、Genbank登録番号NC_000068として登録されているマウスのゲノミック遺伝子(配列表の配列番号1)のコード領域または登録番号AB120565として登録されているマウスのcDNA(mRNA)の全長(配列番号2および3)、あるいはGenbank登録番号AB116937として登録されているヒトのcDNA(mRNA)の全長(配列番号4および5)に対して、NCBI(National Center for Biotechnology Information)のBLASTサーチを使用したホモロジー検索において60%以上のヌクレオチド同一性または50%以上のアミノ酸同一性を有するもの、好ましくは80%以上のヌクレオチド同一性または70%以上のアミノ酸同一性を有するもの、さらに好ましくは90%以上のヌクレオチド同一性または80%以上のアミノ酸同一性を有するものは、本発明に関して「KRAP」タンパクをコードする遺伝子に含まれる。  For example, the coding region of the mouse genomic gene (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) registered as Genbank accession number NC — 000068 or the full length of the mouse cDNA (mRNA) registered as accession number AB120565 (SEQ ID NOs: 2 and 3) 60% or more in the homology search using the BLAST search of NCBI (National Center for Biotechnology Information) for the full length (SEQ ID NOs: 4 and 5) of human cDNA (mRNA) registered as Genbank accession number AB116937 Nucleotide identity or greater than 50% amino acid identity, preferably greater than 80% nucleotide identity or greater than 70% amino acid identity Which, more preferably those having a 90% nucleotide identity or 80% amino acid identity or greater is included in the gene encoding the "KRAP" protein with respect to the present invention.

「野生型」KRAP遺伝子とは、このようなKRAP遺伝子のうち、Genbankに登録されている上記のマウスまたはヒトKRAP遺伝子、またはそれらと実質的に同等の発現・機能を有する天然型のKRAP遺伝子をいう。  “Wild-type” KRAP gene refers to the above-mentioned mouse or human KRAP gene registered in Genbank, or a natural-type KRAP gene having substantially the same expression and function as those KRAP genes. Say.

「変異型」KRAP遺伝子とは、上記のようにして得られるKRAP遺伝子(特に天然型または野生型の遺伝子)と比較して、ヌクレオチド配列の一部が改変されていることによって量的または質的に異なるKRAP遺伝子発現をもたらす任意のKRAP遺伝子をいう。  The “mutant” KRAP gene is quantitative or qualitative in that a part of the nucleotide sequence is modified as compared with the KRAP gene (particularly a natural type or wild type gene) obtained as described above. Refers to any KRAP gene that results in different KRAP gene expression.

本発明においては、ゲノム内のKRAP遺伝子と相同組換え可能な程度の相同性または同一性を保持するものであって、非ヒト動物細胞内でKRAP遺伝子の発現を低減または欠如させうる変異型KRAP遺伝子が用いられる。このような変異型KRAP遺伝子としては、たとえば、少なくとも1つのエクソンの欠損を有するもの、フレームシフトを生じる変異を有するものなどが挙げられるが、これらに限られない。欠損の例としては、変異がKRAP遺伝子のC末端側の半分の領域に存在するもの、さらに具体的には、エクソン11〜16の少なくとも1つを含む領域の欠損が挙げられ、エクソン11〜16のすべてを含む領域を欠損していることができる。あるいは、欠損は、たとえばコード領域の5〜95%、20〜80%、または35〜70%程度であることができる。コード領域の欠損は、KRAP機能の破壊をもたらす限りにおいて少なくても良く、相同組換え可能な程度のコード領域および/または非コード領域が残存する限りにおいて広範であることができる。  In the present invention, mutant KRAP that retains homology or identity to the extent that homologous recombination with the KRAP gene in the genome is possible, and can reduce or eliminate the expression of the KRAP gene in non-human animal cells. Genes are used. Examples of such mutant KRAP genes include, but are not limited to, those having at least one exon deletion and those having a mutation that causes a frame shift. Examples of the deletion include those in which the mutation is present in the C-terminal half region of the KRAP gene, more specifically, deletion of a region containing at least one of exons 11 to 16, exons 11 to 16 The region containing all of the can be missing. Alternatively, the defect can be, for example, about 5 to 95%, 20 to 80%, or 35 to 70% of the coding region. The deletion of the coding region may be small as long as it results in disruption of the KRAP function, and may be wide as long as a coding region and / or a non-coding region capable of homologous recombination remain.

このような変異型KRAP遺伝子核酸分子を適当なベクターに挿入することにより、遺伝子導入用のベクター、たとえば相同組換え用のベクターを作製することができる。好ましくは、核酸分子はDNAであり、ベクターは、変異型KRAP遺伝子核酸分子と選択可能なマーカー遺伝子(たとえばG418耐性を付与するneo遺伝子)とを含む。  By inserting such a mutant KRAP gene nucleic acid molecule into an appropriate vector, a vector for gene transfer, for example, a vector for homologous recombination can be prepared. Preferably, the nucleic acid molecule is DNA and the vector comprises a mutant KRAP gene nucleic acid molecule and a selectable marker gene (eg, a neo gene conferring G418 resistance).

本発明のトランスジェニック動物の作製においては、このようなベクターを一般的な方法で宿主細胞(たとえばマウス胚盤胞)に導入する。トランスジェニック動物の作製方法は、当業者には充分公知であり、当業者は公知の方法を任意に選択して本発明のトランスジェニック動物の作製のために適宜採用することができる。  In producing the transgenic animal of the present invention, such a vector is introduced into a host cell (for example, mouse blastocyst) by a general method. Methods for producing a transgenic animal are well known to those skilled in the art, and those skilled in the art can arbitrarily select a known method and appropriately employ it for producing the transgenic animal of the present invention.

本発明のトランスジェニック動物は、KRAP遺伝子またはタンパクの発現が作製に使用した宿主(野生型KRAP遺伝子を有する)動物におけるものと比較して有意に低減または欠如していることを定法により確認することによって特定することができる。さらに、たとえば実施例において後述するアッセイ方法などを用いて、脂質代謝(特にエネルギー消費の亢進)、糖代謝(特にインシュリン感受性の亢進)、これらに関連する各種血中ホルモン濃度の変動などを確認することによっても、本発明のトランスジェニック動物を特定することができる。  The transgenic animal of the present invention should be confirmed by a standard method that the expression of the KRAP gene or protein is significantly reduced or absent compared to that in the host animal (having the wild type KRAP gene) used for production. Can be specified by. Furthermore, for example, lipid metabolism (especially increased energy consumption), sugar metabolism (especially increased insulin sensitivity), and fluctuations in various blood hormone concentrations related to these are confirmed using the assay methods described later in the Examples. The transgenic animal of the present invention can also be specified.

本発明のトランスジェニック動物は、肥満、糖尿病などを含む疾患およびメタボリックシンドロームの発症機序の解明、さらにはその治療などの目的のために各種の実験においてモデル動物として使用することができる。さらには、KRAP遺伝子の機能自体の解明のためにも使用することができる。  The transgenic animal of the present invention can be used as a model animal in various experiments for the purpose of elucidating the pathogenesis of diseases and metabolic syndrome including obesity, diabetes and the like and further treating it. Furthermore, it can also be used for elucidating the function of the KRAP gene itself.

本発明にしたがって、上記のような変異型KRAP遺伝子を含むベクターを用いることにより、エクスビボ遺伝子治療も可能となる。すなわち、一般的な遺伝子治療においては、欠陥遺伝子を含む治療対象由来の細胞に対し、機能的な遺伝子をインビトロで導入し、この遺伝子操作された細胞を治療対象に戻すことが行われるが、本発明においては、機能的なKRAP遺伝子を含む治療対象由来の細胞に対し、上記のような変異型KRAP遺伝子をインビトロで導入する工程、およびこの遺伝子操作された細胞を治療対象に戻す工程を含む。このような方法に使用される遺伝子治療用ベクターもまた本発明の範囲内である。このような遺伝子治療用ベクターには、たとえばアデノウイルス、レトロウイルス、ヘルペスウイルスのようなベクターが使用され、その作製方法も当業者に充分公知である。  According to the present invention, ex vivo gene therapy is also possible by using a vector containing the mutant KRAP gene as described above. That is, in general gene therapy, a functional gene is introduced in vitro into a cell derived from a treatment target containing a defective gene, and the genetically manipulated cell is returned to the treatment target. The invention includes a step of introducing the mutant KRAP gene as described above in vitro into a cell derived from a treatment subject containing a functional KRAP gene, and a step of returning the genetically engineered cell to the treatment subject. Gene therapy vectors used in such methods are also within the scope of the present invention. For such gene therapy vectors, vectors such as adenoviruses, retroviruses and herpesviruses are used, and their production methods are well known to those skilled in the art.

本発明は、KRAP遺伝子またはタンパク質の発現または機能を阻害することにより、哺乳類細胞、組織または非ヒト動物において脂質代謝および/または糖代謝の改変を誘起する方法を提供する。KRAP遺伝子またはタンパク質の発現または機能を阻害するために、たとえば、KRAP遺伝子の塩基配列に基づいて設計された干渉性核酸分子(たとえばアンチセンスRNA;RNA干渉を起こしうる、二本鎖部分を含む短い(たとえば18〜200塩基)RNA、DNAとRNAとを含む二本鎖核酸、siRNA、miRNAなど)、KRAPタンパクに特異的に結合する結合性タンパク分子(ここで、「タンパク」はポリペプチドをも含む用語として使用される;たとえばポリクローナルまたはモノクローナル抗体、抗体の各種フラグメント、ヒト化抗体など)を使用することができる。これらの各種の干渉性核酸分子の設計および製造方法、抗体または抗体フラグメントなどの結合性タンパク分子の調製方法は、当業者には充分公知である。  The present invention provides methods of inducing alterations in lipid and / or sugar metabolism in mammalian cells, tissues or non-human animals by inhibiting the expression or function of KRAP genes or proteins. In order to inhibit the expression or function of a KRAP gene or protein, for example, an interfering nucleic acid molecule designed on the basis of the base sequence of the KRAP gene (eg antisense RNA; short containing a double-stranded part capable of causing RNA interference) (For example, 18-200 bases) RNA, double-stranded nucleic acid containing DNA and RNA, siRNA, miRNA, etc.), a binding protein molecule that specifically binds to KRAP protein (where “protein” is a polypeptide Can be used including, for example, polyclonal or monoclonal antibodies, various fragments of antibodies, humanized antibodies, etc.). Methods for designing and producing these various interfering nucleic acid molecules and methods for preparing binding protein molecules such as antibodies or antibody fragments are well known to those skilled in the art.

これらの干渉性核酸分子および/または結合性タンパク分子を、脂質代謝および/または糖代謝改変剤、たとえばエネルギー消費亢進剤、肥満の予防または解消剤、またはインシュリン感受性亢進剤として、単独で、組み合わせて、または生理的に許容されうる適切な担体と配合して、動物に投与することにより、エネルギー消費亢進、肥満の予防または解消、またはインシュリン感受性亢進などの効果を得ることができる。このような目的のために使用可能な生理的に許容されうる担体および製剤方法は、製薬技術の当業者には充分公知である。適切な投与量は、動物種、個体の体重・年齢・性別・一般的な健康状態などによって広い範囲で変動しうるが、当業者は、適切な動物を選択して実験することにより、適宜決定することができる。  These interfering nucleic acid molecules and / or binding protein molecules may be used alone or in combination as lipid metabolism and / or sugar metabolism modifiers, such as energy expenditure enhancers, obesity prevention or elimination agents, or insulin sensitivity enhancers. In combination with an appropriate carrier that is physiologically acceptable, and administered to an animal, effects such as increased energy consumption, prevention or elimination of obesity, or increased insulin sensitivity can be obtained. Physiologically acceptable carriers and formulation methods that can be used for such purposes are well known to those skilled in the pharmaceutical arts. The appropriate dosage may vary within a wide range depending on the animal species, individual body weight, age, sex, general health condition, etc., but those skilled in the art will appropriately determine the appropriate animal by selecting and experimenting with it. can do.

1.KRAP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の構築を、図2を参照して説明する。129/SVマウスゲノミックライブラリー(Stratagene)から、マウスKRAP cDNAプローブ(配列表の配列番号1における塩基番号2962〜3759)を用いてKRAP遺伝子のゲノミックDNAを単離した。第一に、単離したゲノミックDNAからXhoI−SalIフラグメントを調製し、3’アームとしてpBluescript SKのSalI部位に入れた。第二に、単離したゲノミックDNAからXbaI−EcoRIフラグメントを調製し、5’アームとしてXbaI−EcoRI部位に入れた。第三に、EcoRI部位にpGKneoカセットを入れた。最後に、SalI部位にXhoI−SalIでジフテリアトキシンAフラグメントカセットを入れた。このようにして、図2のパネル(A)および(B)に示すように、KRAP遺伝子のエクソン11〜16(コード領域の55%)を含む7.2kbのEcoRI−XhoIフラグメント(配列表の配列番号1における塩基番号20598〜28867を、反対の転写方向を有するpGKneoカセットで置き換え、ターゲティングベクターを構築した。このターゲティング構築物の5’および3’アームは、それぞれ2.3kb(配列表の配列番号1における塩基番号18288〜20597)および6.4kb(配列表の配列番号1における塩基番号27876〜34348)のゲノミックDNAからなっていた。ジフテリアトキシンAフラグメントカセット(DTA−A)が3’ゲノミックアームに隣接していた。このターゲティングベクターをSalIで線状化した。
1. Construction of KRAP targeting vector Construction of the targeting vector will be described with reference to FIG. From the 129 / SV mouse genomic library (Stratagene), genomic DNA of the KRAP gene was isolated using a mouse KRAP cDNA probe (base numbers 2962 to 3759 in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing). First, an XhoI-SalI fragment was prepared from isolated genomic DNA and placed as the 3 'arm into the SalI site of pBluescript SK. Second, an XbaI-EcoRI fragment was prepared from the isolated genomic DNA and inserted as a 5 'arm into the XbaI-EcoRI site. Third, the pGKneo cassette was placed in the EcoRI site. Finally, the diphtheria toxin A fragment cassette was inserted into the SalI site with XhoI-SalI. In this way, as shown in FIG. 2 panels (A) and (B), a 7.2 kb EcoRI-XhoI fragment containing the KRAP gene exons 11 to 16 (55% of the coding region) (sequence of the sequence listing) Base number 20598-28867 in No. 1 was replaced with a pGKneo cassette having the opposite transcription direction, and a targeting vector was constructed, and the 5 ′ and 3 ′ arms of this targeting construct each had 2.3 kb (SEQ ID No. 1 in the Sequence Listing). And 6.4 kb (base numbers 27876 to 34348 in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing), and the diphtheria toxin A fragment cassette (DTA-A) is adjacent to the 3 ′ genomic arm. This targeting vector It was linearized with SalI.

2.KRAPノックアウトマウスの作製
胚性幹(ES)細胞に、前記の線状化したターゲティングベクターを電気穿孔法により導入し、組換え体をフィーダー細胞(胚性線維芽細胞)上でG418で選択した。この変異体胚性幹細胞を、C57BL/6マウスの胚盤胞(胞胚)にマイクロインジェクションし、得られた雄性キメラをC57BL/6マウスと交配した。ヘテロ接合性(KRAP+/−;「Ht」と略称することがある)のマウスを交配してKRAPノックアウト(KRAP−/−;「Ko」と略称することがある)マウスを得た。
2. Preparation of KRAP knockout mouse The linearized targeting vector was introduced into embryonic stem (ES) cells by electroporation, and the recombinant was selected with G418 on feeder cells (embryonic fibroblasts). This mutant embryonic stem cell was microinjected into a blastocyst (blastocyst) of a C57BL / 6 mouse, and the resulting male chimera was crossed with a C57BL / 6 mouse. Heterozygous (KRAP +/−; sometimes abbreviated as “Ht”) mice were mated to obtain KRAP knockout (KRAP − / −; sometimes abbreviated as “Ko”) mice.

観察された子孫のゲノタイプ比は予想されたメンデル比と一致した。したがって、KRAP遺伝子の破壊によって胚発生が影響を受けなかったことが示された。また、KRAP(−/−)マウスは稔性であった。  The observed genotype ratio of the offspring was consistent with the expected Mendelian ratio. Thus, it was shown that disruption of the KRAP gene did not affect embryogenesis. KRAP (− / −) mice were fertile.

動物の尾から抽出したゲノミックDNAをEcoRVで消化し、外部プローブ(350bpのXbaIフラグメント、配列表の配列番号1における塩基番号15786〜16140;図2、パネル(C)「Probe A」で示す)とハイブリダイズさせた。野生型(KRAP+/+;「Wt」と略称することがある)では21.0kbの制限フラグメント、変異型(−/−)では8.0kbのフラグメント、ヘテロ接合体(−/+)では両方のフラグメントが検出された(図2、パネル(D)の左の写真)。  Genomic DNA extracted from the tail of the animal was digested with EcoRV, and an external probe (350 bp XbaI fragment, base numbers 15786-16140 in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing; FIG. 2, panel (C) indicated by “Probe A”) Hybridized. The wild type (KRAP + / +; sometimes abbreviated as “Wt”) is a 21.0 kb restriction fragment, the mutant (− / −) is an 8.0 kb fragment, and both are heterozygous (− / +) Fragments were detected (Fig. 2, left photo of panel (D)).

さらに、neoプローブを用いて相同組換え体を確認し、組込み部位が1箇所であることを確認した。  Furthermore, homologous recombinants were confirmed using a neo probe, and it was confirmed that there was only one integration site.

野生型(+/+)および変異体(−/−)肝臓から常法にしたがって総RNAを抽出し、配列表の配列番号1における塩基番号2962〜3759をプローブとして用いてノーザン・ブロットを行った(図2(D)中央)。KRAP(−/−)においては、KRAP mRNAが特異的に欠失していた(内部対照として用いたβ−アクチンは同等の発現を示した)。  Total RNA was extracted from wild type (+ / +) and mutant (− / −) livers according to a conventional method, and Northern blotting was performed using nucleotide numbers 2962 to 3759 in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing as probes. (FIG. 2 (D) center). In KRAP (− / −), KRAP mRNA was specifically deleted (β-actin used as an internal control showed equivalent expression).

野生型(+/+)および変異体(−/−)肝臓ライセートを調製し、ウェスタン・ブロットを行った。マウス組織を、RIPA緩衝液〔20mM Tris−HCl、pH7.5、150mM NaCl、1% NP−40、0.1% SDS、プロテアーゼ・インヒビター・カクテル(Roche)〕中で超音波で破砕した。この液を、15,000rpmで30分間遠心して抽出液を得、プロテイン・アッセイ試薬(Bio−Rad)を用いてタンパク量を測定した。これらの試料をSDS−PAGEに供して展開し、ニトロセルロース膜にトランスファーした。このブロットを、ブロッキング緩衝液(0.1% Tween 20、5%ノンファット・スキムミルク、50mM Tris−HCl、150mM NaCl、0.1% NaN、pH7.5)中でブロッキングし、アフィニティ精製した抗KRAP抗体とともに4℃で一晩インキュベートした(希釈倍率1:2,000)。これを、HRP−コンジュゲート化抗ウサギIgGヤギ二次抗体およびECL(Amersham Pharmacia)を用いて発色させた。Wild type (+ / +) and mutant (− / −) liver lysates were prepared and Western blots were performed. Mouse tissues were sonicated in RIPA buffer [20 mM Tris-HCl, pH 7.5, 150 mM NaCl, 1% NP-40, 0.1% SDS, protease inhibitor cocktail (Roche)]. This solution was centrifuged at 15,000 rpm for 30 minutes to obtain an extract, and the amount of protein was measured using a protein assay reagent (Bio-Rad). These samples were developed by SDS-PAGE and transferred to a nitrocellulose membrane. The blot was blocked and affinity purified in blocking buffer (0.1% Tween 20, 5% non-fat skim milk, 50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 0.1% NaN 3 , pH 7.5). Incubated with KRAP antibody at 4 ° C. overnight (dilution ratio 1: 2,000). This was developed with HRP-conjugated anti-rabbit IgG goat secondary antibody and ECL (Amersham Pharmacia).

検出に使用した抗KRAP抗体は、以下のようにして調製した。pGEX6P−1ベクター(Pharmacia)を指示書にしたがって用いて、組換えヒトKRAP(配列表の配列番号4におけるアミノ酸1039〜1246)を細菌融合タンパクとして発現させた。この融合タンパクは、非変性性緩衝液中で可溶性であり、グルタチオン−セファロース4B(Amersham)を用いて精製された。この組換えKRAPタンパクをウサギに注射し、追加免疫を行った後、抗血清を得た。抗血清を、CNBr−活性化セファロース4B(Amersham)に組換えタンパクを架橋して調製したアフィニティカラムを用いて精製した。
結果を図2(D)右)に示す。KRAP(−/−)においては、KRAPタンパクが特異的に欠失していた(内部対照として用いたβ−チューブリンは同等の発現を示した)。
The anti-KRAP antibody used for detection was prepared as follows. Recombinant human KRAP (amino acids 1039 to 1246 in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing) was expressed as a bacterial fusion protein using the pGEX6P-1 vector (Pharmacia) according to the instructions. The fusion protein was soluble in non-denaturing buffer and purified using glutathione-Sepharose 4B (Amersham). This recombinant KRAP protein was injected into rabbits and boosted to give antiserum. The antiserum was purified using an affinity column prepared by crosslinking the recombinant protein to CNBr-activated Sepharose 4B (Amersham).
The results are shown in FIG. 2 (D) right). In KRAP (− / −), the KRAP protein was specifically deleted (β-tubulin used as an internal control showed equivalent expression).

3.体重変化の測定
温度調節された施設内(23℃)で、12時間の明暗サイクルで動物を維持した。マウスは、標準的げっ歯類飼料(CE−2(日本クレア);以下「普通食」ということがある)および水に随意にアクセス可能とした。ヘテロ接合性のマウスを交配して得たKRAP+/+、+/−、および−/−の動物について体重を毎週記録した。
3. Measurement of body weight change Animals were maintained in a temperature controlled facility (23 ° C.) with a 12 hour light / dark cycle. Mice were given optional access to a standard rodent diet (CE-2 (Clea Japan); hereinafter sometimes referred to as “normal diet”) and water. Body weights were recorded weekly for KRAP + / +, +/−, and − / − animals obtained by mating heterozygous mice.

結果を図3に示す。KRAP−/−仔の体重は、出生時から少なくとも出生後5日間以内は同腹子KRAP+/+および+/−マウスと有意に異ならなかった。普通食を与えた場合、KRAP−/−マウスは、+/+および+/−マウスの両方よりも体重が少なかった。この差は、雄(図3、左)雌(図3、右)両方について3週齢で生じていた。  The results are shown in FIG. The body weight of KRAP − / − pups was not significantly different from litter KRAP + / + and +/− mice at least within 5 days after birth. When fed a normal diet, KRAP − / − mice weighed less than both + / + and +/− mice. This difference occurred at 3 weeks of age for both male (FIG. 3, left) and female (FIG. 3, right).

4.器官重量の測定
週齢を一致させた(20週齢)雄性KRAP+/+(n=9)およびKRAP−/−(n=9)マウスを安楽死させ、精巣上体の白色脂肪組織(WAT)、肝臓、肩甲骨間の褐色脂肪組織(BAT)、腎臓および心臓の湿潤重量を測定した。
4). Organ Weight Measurement Male KRAP + / + (n = 9) and KRAP − / − (n = 9) mice matched in age (20 weeks of age) were euthanized and epididymal white adipose tissue (WAT) Wet weights of liver, scapular brown adipose tissue (BAT), kidney and heart were measured.

結果を図4に示す。WATおよび肝臓の相対重量(g/g body)は、KRAP+/+マウスよりもKRAP−/−マウスにおいて少なかった。一方、BAT、腎臓および心臓については有意差は認められなかった。  The results are shown in FIG. The relative weight of WAT and liver (g / g body) was lower in KRAP − / − mice than in KRAP + / + mice. On the other hand, no significant difference was observed for BAT, kidney and heart.

5.形態学的観察
22週齢の雄性マウスのWAT、BATおよび肝臓を、絶食16時間後に得た。これらの組織の断片をPBS中3.7%ホルムアルデヒド中で固定し、エタノール中で脱水し、パラフィンに包埋した。切片を脱パラフィンし、再水和し、ヘマトキシリン・エオシン(HE)で染色し、光学顕微鏡で観察した。
5). Morphological Observation WAT, BAT and liver of 22 week old male mice were obtained 16 hours after fasting. These tissue fragments were fixed in 3.7% formaldehyde in PBS, dehydrated in ethanol and embedded in paraffin. Sections were deparaffinized, rehydrated, stained with hematoxylin and eosin (HE), and observed with a light microscope.

結果を図5に示す。HE染色したWATおよびBAT中のKRAP−/−の脂肪細胞(白く見えているもの)は、KRAP+/+の脂肪細胞と比較して、明らかに大きさが低減していた。KRAP−/−マウスの肝臓の染色では、脂質液胞(lipid vacuoles)がほとんど観察されなかった。  The results are shown in FIG. KRAP-/-adipocytes in HE-stained WAT and BAT (appearing white) were clearly reduced in size compared to KRAP + / + adipocytes. In lipid staining of KRAP − / − mice, almost no lipid vacuoles were observed.

6.組織トリグリセリドおよびグリコーゲン含量の測定
普通食の標準的な給餌条件下の20週齢の雄性マウスの肝臓のトリグリセリド含量を、Folchら(Folch J,Lees M,Sloane Stanley GH.,A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues,J Biol Chem.1957 May;226(1):497−509)の抽出プロトコールおよび酵素的トリグリセリドEテスト(和光純薬工業)を用いてアッセイした。肝臓グリコーゲンの測定については、同じマウス由来の肝臓を3%(w/w)過塩素酸中でホモジナイズし、ホモジネートをアミログルコシダーゼとともに40℃で2時間インキュベートしてグリコーゲンを加水分解した。次に、生じられたグルコース残基を、酵素的グルコースCIIテスト(和光純薬工業)を用いて測定した。
6). Measurement of Tissue Triglyceride and Glycogen Content The triglyceride content of the liver of 20-week-old male mice under standard feeding conditions of a normal diet was determined by Folch et al. (Folch J, Lees M, Sloane Stanley GH., A simple method for the isolation). and purification of total lipids from human tissues, J Biol Chem. 1957 May; 226 (1): 497-509) and assayed using the enzymatic triglyceride E test (Wako Pure Chemical Industries). For measurement of liver glycogen, livers from the same mouse were homogenized in 3% (w / w) perchloric acid and the homogenate was incubated with amyloglucosidase at 40 ° C. for 2 hours to hydrolyze glycogen. Next, the resulting glucose residue was measured using an enzymatic glucose CII test (Wako Pure Chemical Industries).

結果を図6に示す。形態学的観察から、KRAP−/−の肝臓においてはトリグリセリド含量が低いことが示唆されたが、実際、肝組織トリグリセリドの抽出および測定によれば、KRAP−/−の肝臓はKRAP+/+の肝臓と比較して40%少ないトリグリセリドを含有していた。一方、肝臓のグリコーゲン含量については、両ゲノタイプ間に有意差は見られなかった。  The results are shown in FIG. Morphological observations suggest that KRAP-/-liver has a low triglyceride content, but in fact, liver tissue triglyceride extraction and measurement showed that KRAP-/-liver was KRAP + / + liver. And 40% less triglycerides. On the other hand, there was no significant difference between the two genotypes in the liver glycogen content.

7.摂食量の測定
22週齢の雄性マウスを、個別にメタボリックケージに入れた。予め重量を測定した普通食をマウスに24時間提供した。試験開始前に体重を測定した。24時間の期間の終了後、餌くずを含む残りの餌を重量測定し、1日当りの摂食量(g/day/kg−body weight)を算出した。
結果を表1および図7に示す。
7). Measurement of food intake Male mice at 22 weeks of age were individually placed in a metabolic cage. Mice were provided with a normal diet that weighed in advance for 24 hours. Body weight was measured before the start of the test. After the end of the 24-hour period, the remaining food including food waste was weighed, and the amount of food intake per day (g / day / kg-body weight) was calculated.
The results are shown in Table 1 and FIG.

Figure 2007010999
Figure 2007010999

KRAP+/+マウスの体重は、KRAP−/−マウスよりも有意に重かった(P<0.001)。摂食量は、餌の消費を体重について調整した場合、KRAP−/−マウスの方がKRAP+/+マウスよりも有意に多かった。これらの結果は、KRAP−/−マウスにおける体重増加の遅延が摂食量によるものではないことを示す。  The body weight of KRAP + / + mice was significantly heavier than KRAP − / − mice (P <0.001). Food intake was significantly higher in KRAP − / − mice than in KRAP + / + mice when food consumption was adjusted for body weight. These results indicate that the delay in weight gain in KRAP − / − mice is not due to food intake.

8.エネルギー代謝の研究
エネルギー代謝の同時測定のため、週齢を一致させた(22週齢)雄性野生型マウス(n=7)およびKRAP−/−(n=9)マウスを1日個別にメタボリックケージに入れた(Ichikawa M,Fujita Y,Effects of nitrogen and energy metabolism on body weight in later life of male Wistar rats consuming a constant amount of food,J Nutr.1987 Oct;117(10):1751−8;Ichikawa M,Kanai S,Ichimaru Y,Funakoshi A,Miyasaka K.,The diurnal rhythm of energy expenditure differs between obese and glucose−intolerant rats and streptozotocin−induced diabetic rats,J Nutr.2000 Oct;130(10):2562−7)。自動O−CO分析機(NEC Medical System,model IH26,Tokyo,Japan)を用いて、呼気中の酸素消費量および二酸化炭素生成量を連続的に測定した。1時間当りおよび1日当りのエネルギー消費を算出した。
8). Study of energy metabolism Male wild-type mice (22 weeks old) (n = 7) and KRAP-/-(n = 9) mice matched for age for individual measurement of energy metabolism were individually treated in a metabolic cage for 1 day. (Ichikawa M, Fujita Y, Effects of nitrogen and energy meta-both 1 of N, and 1 of the weights of the world. , Kanai S, Ichimaru Y, Funakoshi A, Miyasaka K., The diurnal rhythm of energy expe diture differs between obese and glucose-intolerant rats and streptozotocin-induced diabetic rats, J Nutr.2000 Oct; 130 (10): 2562-7). Automatic O 2 -CO 2 analyzer (NEC Medical System, model IH26, Tokyo, Japan) was used to measure oxygen consumption and carbon dioxide production amount exhaled continuously. The energy consumption per hour and per day was calculated.

結果を図8に示す。1日当りのエネルギー消費は、KRAP−/−マウスにおいてKRAP+/+マウスよりも大きく(P<0.01)、KRAP−/−マウスでは2929.3±163.1kJ/kg body weight、KRAP+/+マウスでは2257.2±152.2kJ/kg body weightであった。代謝測定中の呼吸商(RQ)については、両ゲノタイプ間で有意差はなく(P=0.37)、KRAP+/+マウスでは0.90±0.03、KRAP−/−マウスでは0.88±0.02であった。これらの結果は、KRAPの欠損がエネルギー消費の亢進をもたらしたことを示す。KRAP−/−マウスにおいて燃焼に使用されたエネルギーの供給源は、少なくとも普通食では正常であった。摂食量およびエネルギー消費についての測定から、マウスにおけるKRAPの欠損によって代謝ターンオーバーが明白に増強されたことを示した。  The results are shown in FIG. The daily energy consumption is greater in KRAP − / − mice than in KRAP + / + mice (P <0.01), and in KRAP − / − mice, 2929.3 ± 163.1 kJ / kg body weight, KRAP + / + mice. It was 2257.2 ± 152.2 kJ / kg body weight. Regarding respiratory quotient (RQ) during metabolic measurement, there was no significant difference between both genotypes (P = 0.37), 0.90 ± 0.03 for KRAP + / + mice, and 0.88 for KRAP − / − mice. ± 0.02. These results indicate that KRAP deficiency resulted in increased energy consumption. The source of energy used for combustion in KRAP-/-mice was normal, at least on the normal diet. Measurements on food intake and energy expenditure showed that metabolic turnover was clearly enhanced by KRAP deficiency in mice.

9.腹腔内グルコース寛容試験およびインシュリン感受性試験
一晩絶食した動物に対し、2g/kg体重の用量のグルコースを用いて、腹腔内グルコース寛容試験を行った。インシュリン感受性試験は、3時間絶食させた動物に0.75U/kg body weightの用量でインシュリンを注射して行った。尾静脈血を、注射後15、30、60、90および120分の時点に採取し、Medisense Xtra(アボット・ジャパン(株))を用いるグルコース定量に使用した。
9. Intraperitoneal glucose tolerance test and insulin sensitivity test Animals fasted overnight were subjected to an intraperitoneal glucose tolerance test using a dose of 2 g / kg body weight of glucose. The insulin sensitivity test was performed by injecting insulin at a dose of 0.75 U / kg body weight to animals fasted for 3 hours. Tail vein blood was collected at 15, 30, 60, 90 and 120 minutes after injection and used for glucose quantification using Medisense Xtra (Abbott Japan).

結果を図9および10に示す。グルコース投与の60、90および120分後、KRAP−/−マウスのグルコースレベルは、KRAP+/+マウスと比較して有意に低かった(図9)。また、インシュリン感受性試験においては、インシュリン注射により、KRAP−/−マウスではKRAP+/+マウスと比較して有意に低いグルコースレベルがもたらされた(図10)。  The results are shown in FIGS. At 60, 90 and 120 minutes after glucose administration, glucose levels in KRAP − / − mice were significantly lower compared to KRAP + / + mice (FIG. 9). Also, in the insulin sensitivity test, insulin injection resulted in significantly lower glucose levels in KRAP − / − mice compared to KRAP + / + mice (FIG. 10).

これらの結果は、普通食で維持したKRAP+/+マウスと比較して、KRAP−/−マウスは、よりグルコース寛容かつインシュリン感受性が強いことを示す。  These results indicate that KRAP − / − mice are more glucose tolerant and insulin sensitive compared to KRAP + / + mice maintained on a normal diet.

10.臨床生化学的測定
普通に給餌された状態で動物の眼窩後の洞静脈から血液を採取した。血液は、遠心分離(3,000g、15分、4℃)にかけるまで氷上に保ち、血清を採取して、これを分析に使用する時まで−70℃で保存した。血清中のインシュリン、レプチン、アディポネクチンおよびサイロキシン(T4)濃度を、ELISAキット(それぞれShibayagi Co.,R&D systems,Otsuka pharmaceutical Co.,Endocrinetech.Co.)を用いて測定した。トリグリセリド、総コレステロールおよび非エステル化遊離脂肪酸(NEFA)は、酵素的アッセイによって測定した(和光純薬工業)。尾静脈血を用いてMedisense Xtraを使ってグルコースおよびケトン体の定量を行った。
結果を表2、3および図11および12に示す。
10. Clinical Biochemical Measurements Blood was collected from the retroorbital sinus vein under normal feeding conditions. The blood was kept on ice until centrifuged (3,000 g, 15 minutes, 4 ° C.), serum was collected and stored at −70 ° C. until used for analysis. Insulin, leptin, adiponectin and thyroxine (T4) concentrations in serum were measured using ELISA kits (Shibayagi Co., R & D systems, Otsuka pharmaceutical Co., Endocrinetech. Co., respectively). Triglycerides, total cholesterol and non-esterified free fatty acids (NEFA) were measured by enzymatic assay (Wako Pure Chemical Industries). Glucose and ketone bodies were quantified using Medisense Xtra using tail vein blood.
The results are shown in Tables 2 and 3 and FIGS.

Figure 2007010999
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普通食を与えた、示したゲノタイプの15週齢の雄マウス(n=10)および34週齢の雌マウス(n=8〜9)についての平均±seで表す。  Expressed as mean ± se for 15-week-old male mice (n = 10) and 34-week-old female mice (n = 8-9) of the indicated genotypes fed a normal diet.

Figure 2007010999
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普通食を与えた、示したゲノタイプの15週齢の雄マウス(n=10)および34週齢の雌マウス(n=11)についての平均±seで表す。  Expressed as mean ± se for 15-week-old male mice (n = 10) and 34-week-old female mice (n = 11) of the indicated genotypes fed a normal diet.

普通食を与えられたKRAP+/+およびKRAP−/−マウスにおける血清コレステロールおよび遊離脂肪酸レベルは、有意差がなかった。血清トリグリセリドレベルは、統計学的有意差は認められなかったものの、KRAP−/−マウスの方が低い傾向が見られた。KRAP−/−マウスは、軽度の低血糖症および低減された循環インシュリン濃度を示した。  Serum cholesterol and free fatty acid levels in KRAP + / + and KRAP − / − mice fed a normal diet were not significantly different. Serum triglyceride levels tended to be lower in KRAP − / − mice, although no statistically significant difference was observed. KRAP − / − mice showed mild hypoglycemia and reduced circulating insulin levels.

ケトン体は飢餓状態におけるエネルギー源として脂肪を分解して産生される。KRAP−/−マウスにおいて、非絶食下で野生型と変わらず低値であることは、ケトアシドーシスでない(飢餓状態のような異常はない)ことを示す。また、絶食下においてケトン体濃度が上昇しているので、KRAP−/−マウスにおいても脂肪分解およびNEFAからケトン体への変換は異常ないことが示唆された。  Ketone bodies are produced by breaking down fat as an energy source in starvation. In KRAP − / − mice, a low value that is the same as that of the wild type under non-fasting indicates that it is not ketoacidosis (no abnormality like starvation). Moreover, since the ketone body concentration increased under fasting, it was suggested that lipolysis and conversion of NEFA to ketone bodies were not abnormal in KRAP − / − mice.

レプチンは、摂食量の低減と無関係に脂肪減少を増大する循環性ホルモンであるため、このホルモンの血清中レベルを測定した。レプチンは、KRAP−/−マウスにおいて実際は低減していた。  Since leptin is a circulating hormone that increases fat loss independent of reduced food intake, serum levels of this hormone were measured. Leptin was actually reduced in KRAP − / − mice.

アディポネクチンは、脂肪由来ホルモンであり、肥満に付随するインシュリン寛容および糖尿病において役割を有すると考えられている。アディポネクチンは、KRAP+/+マウスにおいて増大していた。KRAP−/−マウスは、増大されたエネルギー消費を示したが、その血清サイロキシン(T4)レベルはKRAP+/+マウスよりも低かった。そのうえ、給餌された状態でケトン体形成が野生型と同等であったことは、KRAP−/−マウスに飢餓状態のような異常がないことを支持し、それは、体重について標準化した場合にKRAP−/−マウスがKRAP+/+よりも多量に摂食することと一致している。  Adiponectin is a fat-derived hormone and is thought to have a role in insulin tolerance and diabetes associated with obesity. Adiponectin was increased in KRAP + / + mice. KRAP − / − mice showed increased energy consumption, but their serum thyroxine (T4) levels were lower than KRAP + / + mice. Moreover, the fact that the formation of ketone bodies in the fed state was comparable to the wild type supported that KRAP-/-mice had no abnormalities such as starvation, which was observed when normalized for body weight. Consistent with / − mice eating higher than KRAP + / +.

11.高脂肪食を与えた場合の体重の調節
週齢を一致させた(23週齢)雄性KRAP+/+(n=7)およびKRAP−/−(n=6)マウスに予め重量を測定した高脂肪食飼料(「High Fat Diet 32」、粗脂肪含量が約32%、総カロリーに占める脂肪由来カロリーの比率が約60%;日本クレア)を4週間与えた。これらのマウスは、23週齢まで普通食で育てた。2日毎に体重を測定し、2日毎に餌くずを含む残りの餌の重さを測定し、1日当りの摂食量(g/day/kg−body weight)を概算した。高脂肪食を与えた4週間の期間終了後、これらのマウスについて前記と同様のエネルギー代謝測定を行った。
11. High fat whose weight was adjusted to male KRAP + / + (n = 7) and KRAP − / − (n = 6) mice whose age of control was matched (23 weeks old) when fed a high fat diet Dietary feed (“High Fat Diet 32”, crude fat content about 32%, ratio of fat-derived calories to total calories about 60%; Japan Claire) was given for 4 weeks. These mice were raised on a normal diet until 23 weeks of age. The body weight was measured every two days, the weight of the remaining food including food waste was measured every two days, and the amount of food intake per day (g / day / kg-body weight) was estimated. After the period of 4 weeks on the high fat diet, these mice were subjected to the same energy metabolism measurement as described above.

結果を図13〜15に示す。図13、パネル(A)は、マウスの体重曲線、パネル(B)は4週間での体重増加量、パネル(C)は4週間での体重増加量を開始時の体重割りで表示したグラフ、パネル(D)は精巣上体白色脂肪組織(WAT)重量の体重割である。この結果から、本発明のマウスは、高脂肪食を与えた場合も、体重当りの体重増加量が野生型と比較して有意に少ないこと、したがって、KRAP遺伝子の変異は食餌に起因する肥満を防ぐ効果を有することが明らかである。  The results are shown in FIGS. FIG. 13, panel (A) is a mouse body weight curve, panel (B) is a weight gain in 4 weeks, panel (C) is a graph showing the weight gain in 4 weeks divided by weight at the start, Panel (D) is the weight percent of the epididymal white adipose tissue (WAT) weight. From this result, even when a high-fat diet was given to the mice of the present invention, the amount of weight gain per body weight was significantly less than that of the wild type, and thus the mutation in the KRAP gene caused obesity caused by diet. It is clear that it has a preventive effect.

図14は、高脂肪食を与えた期間の摂食量を示す。左が1日当りの摂食量(g)、右がそれを体重割で表示したものである。本発明のマウスは、野生型と比較して摂食量は多いが、体重増加は少ないことがわかる。  FIG. 14 shows the amount of food intake during the period when the high fat diet was given. On the left is the amount of food consumed per day (g), and on the right is the weight divided by weight. It can be seen that the mice of the present invention have a higher food intake compared to the wild type, but have less weight gain.

図15は、エネルギー消費量についての結果を表す。通常食の場合と同様に、本発明のマウスにおいては、エネルギー消費が亢進していた。  FIG. 15 represents the results for energy consumption. As in the case of the normal diet, energy consumption was increased in the mouse of the present invention.

12.臨床生化学的測定(2)
前記「10.臨床生化学的測定」において使用したものと同じ血清試料について、血清中のトリヨードチロニン(T3)、成長ホルモン(GH)およびグルカゴン濃度を、RIAキット(それぞれEndocrinetech.Co.,Amersham Biosciences,Yanaihara research Co.)を用いて測定した。アルブミン濃度は、酵素的アッセイによって測定した(和光純薬工業)。
結果を表4に示す。
12 Clinical biochemical measurements (2)
For the same serum sample as used in “10. Clinical Biochemical Measurement”, the triiodothyronine (T3), growth hormone (GH), and glucagon concentrations in the serum were measured using the RIA kit (Endocrinetech. Co., respectively). Amersham Biosciences, Yanaihara Research Co.). Albumin concentration was measured by enzymatic assay (Wako Pure Chemical Industries).
The results are shown in Table 4.

Figure 2007010999
Figure 2007010999

表4中の各測定値は、普通食を与えた15週齢の雄マウス(n=8〜10)についての平均±seで表す。
普通食を与えられたKRAP+/+およびKRAP−/−マウスにおける血中GH、グルカゴンおよびアルブミン濃度には、有意差は認められなかった。このことより、KRAP−/−マウスで見られる成長遅延は、GH分泌異常が原因ではないと考えられる。また、KRAP−/−マウスは、軽度の低減されたT3濃度を示した。このことより、KRAP−/−マウスで見られるエネルギー代謝率亢進は、甲状腺機能亢進が原因ではないと考えられる。
Each measured value in Table 4 is expressed as mean ± se for 15-week-old male mice (n = 8-10) fed a normal diet.
There were no significant differences in blood GH, glucagon and albumin concentrations in KRAP + / + and KRAP − / − mice fed a normal diet. This suggests that the growth delay observed in KRAP − / − mice is not caused by abnormal GH secretion. KRAP − / − mice also showed mildly reduced T3 concentrations. This suggests that the increased energy metabolism rate seen in KRAP − / − mice is not due to hyperthyroidism.

13.組織遺伝子発現の比較
KRAP+/+およびKRAP−/−マウスの肝臓、骨格筋、精巣上体白色脂肪および肩甲骨間褐色脂肪組織から、常法にしたがって総RNAを抽出し、ノーザン・ブロットに供した。プローブとして、マウス肝臓総RNAまたはマウス精巣上体白色脂肪総RNAを鋳型として、以下のプライマーを用いてRT−PCRを行なって得られたcDNA断片を用いた。
13 Comparison of tissue gene expression Total RNA was extracted from the liver, skeletal muscle, epididymal white fat and interscapular brown adipose tissue of KRAP + / + and KRAP − / − mice according to a conventional method and subjected to Northern blotting. . As a probe, a cDNA fragment obtained by RT-PCR using mouse liver total RNA or mouse epididymal white fat total RNA as a template and the following primers was used.

Figure 2007010999
Figure 2007010999

表中、ACC1=アセチル−CoAカルボキシラーゼ1;ACC2=アセチル−CoAカルボキシラーゼ2);ACO=アシル−CoAオキシダーゼ;UCP2=アンカップリングプロテイン2;β−Actin=βアクチン;LPL=リポプロテインリパーゼ;HSL=ホルモン感受性リパーゼ;PPARγ=ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ;Leptin=レプチン;aP2=脂肪細胞脂肪酸結合蛋白質;36B4=酸性リボソームリン酸化蛋白質P0;UCP1=アンカップリングプロテイン1;PGC1α=PPARγ−コアクチベーター1αを表す。  In the table, ACC1 = acetyl-CoA carboxylase 1; ACC2 = acetyl-CoA carboxylase 2); ACO = acyl-CoA oxidase; UCP2 = uncoupled protein 2; β-actin = β-actin; LPL = lipoprotein lipase; HSL = PPARγ = peroxisome proliferator-activated receptor γ; Leptin = leptin; aP2 = adipocyte fatty acid binding protein; 36B4 = acidic ribosome phosphorylated protein P0; UCP1 = uncoupling protein 1; PGC1α = PPARγ-coacty Represents beta 1α.

結果を図16に示す。普通食を与えられたKRAP−/−マウスの肝臓におけるアセチル−CoAカルボキシラーゼ(ACC)1およびACC2の発現量は、KRAP+/+のそれと比べて低かった。肝臓におけるアシル−CoAオキシダーゼ(ACO)、アンカップリングプロテイン(UCP)2および内部標準のβ−アクチンは差がなかった。骨格筋、精巣上体白色脂肪および肩甲骨間褐色脂肪組織における脂質代謝関連遺伝子・エネルギー代謝関連遺伝子(リポプロテインリパーゼ(LPL);ホルモン感受性リパーゼ(HSL);ペルオキシソーム増殖因子活性化レセプターγ(PPARγ);PPARγ−コアクチベーター1α(PGC1α))は、調べた限りでは目立った異常は認められなかった。  The results are shown in FIG. The expression levels of acetyl-CoA carboxylase (ACC) 1 and ACC2 in the liver of KRAP − / − mice fed a normal diet were lower than that of KRAP + / +. Acyl-CoA oxidase (ACO), uncoupled protein (UCP) 2 and internal standard β-actin in the liver were not different. Genes related to lipid metabolism and energy metabolism in skeletal muscle, epididymal white fat and interscapular brown adipose tissue (lipoprotein lipase (LPL); hormone sensitive lipase (HSL); peroxisome proliferator activated receptor γ (PPARγ)) ; PPARγ-coactivator 1α (PGC1α)) showed no remarkable abnormality as far as it was examined.

14.自発運動量測定
自発運動量は、24時間個別に飼育された状態でDigital Acquisition System(商品名;バイオリサーチセンター株式会社、装置型番:NS−DAS−8−A)および実験動物用自発運動量センサー(商品名;ニューロサイエンス社、装置型番:NS−AS01)を用いて測定した。試験中はマウスが自由に餌(普通食)と水を摂取できる状態とした。センサーは0.5秒以上の移動変化があった場合に1カウント(移動行動)刻む。
14 Measurement of Spontaneous Momentum Spontaneous momentum is measured by Digital Acquisition System (trade name; Bioresearch Center Co., Ltd., device model number: NS-DAS-8-A) and a spontaneous motion sensor for experimental animals (trade name). Measurement was performed using Neuroscience, apparatus model number: NS-AS01). During the test, mice were allowed to freely feed (normal food) and water. The sensor counts 1 count (moving action) when there is a movement change of 0.5 seconds or more.

結果を図17に示す。KRAP+/+マウスと比較して、KRAP−/−マウスは夜間(暗期)に有意な運動量の亢進が認められた。昼間(明期)も、有意差は認められなかったが、同様の傾向が見られた。得られたエネルギー代謝の結果は、KRAP−/−マウスでは昼夜を問わずエネルギー代謝率が同等に亢進していることを示し、これは運動量曲線とは完全に一致しない。したがって、運動異常によってエネルギー消費亢進しているのではないこと、得られた運動量増加傾向は単にKRAP−/−マウスが低体重であるがためにKRAP+/+マウスより機敏に運動していること、が示唆される。また、顕著な神経性行動異常を示唆するような行動は観察されなかった。  The results are shown in FIG. Compared with KRAP + / + mice, KRAP − / − mice showed a significant increase in momentum during the night (dark period). In daytime (light period), no significant difference was observed, but the same tendency was observed. The results of energy metabolism obtained show that the energy metabolism rate is equally enhanced in KRAP − / − mice regardless of day or night, which does not completely match the momentum curve. Therefore, the energy consumption is not increased due to abnormal movement, and the obtained tendency to increase the amount of exercise is that KRAP − / − mice are exercising more rapidly than KRAP + / + mice because they are underweight, Is suggested. In addition, no behavior suggestive of marked neurobehavioral abnormalities was observed.

15.高脂肪食を与えた場合の肝臓組織トリグリセリド含量
週齢を一致させた(19週齢)雄性KRAP+/+(n=7)およびKRAP−/−(n=6)マウスに高脂肪食試料(「High Fat Diet 32」(前述);日本クレア)を8週間与えた後、肝臓を摘出して組織トリグリセリド含量を、前記「6.組織トリグリセリドおよびグリコーゲン含量の測定」におけるのと同様にして測定した。
15. Liver tissue triglyceride content when fed a high fat diet (19 weeks old) Male KRAP + / + (n = 7) and KRAP − / − (n = 6) mice were fed a high fat diet sample (“ After giving High Fat Diet 32 "(described above); CLEA Japan) for 8 weeks, the liver was excised and the tissue triglyceride content was measured in the same manner as in" 6. Measurement of tissue triglyceride and glycogen content ".

結果を図18に示す。肝臓の概観の写真が示すようにKRAP+/+マウスでは脂肪肝の像を呈したが、KRAP−/−マウスでは健康的な状態を保持していた。肝臓トリグリセリド含有量の測定結果からも、KRAP−/−マウスの肝臓ではトリグリセリド蓄積が見られなかった。この結果は、KRAP−/−マウスがエネルギー代謝率亢進を示し、精巣上体白色脂肪組織重量が少ないこと、並びに肝臓において脂肪合成関連遺伝子であるACC1やACC2の発現量が低いことと一致する。この結果から、KRAP遺伝子の変異は、食事に起因する肥満を防ぐ効果をもたらすことが明らかである。  The results are shown in FIG. As shown in the photograph of the overview of the liver, the KRAP + / + mice showed an image of fatty liver, but the KRAP − / − mice maintained a healthy state. From the measurement results of liver triglyceride content, no triglyceride accumulation was observed in the liver of KRAP − / − mice. This result is consistent with the fact that KRAP-/-mice show an increased energy metabolism rate, the epididymal white adipose tissue weight is low, and the expression levels of ACC1 and ACC2 which are adipose synthesis-related genes in the liver are low. From this result, it is clear that the KRAP gene mutation has an effect of preventing obesity caused by diet.

この出願は、平成17年7月21日出願の日本特許出願、特願2005−210744に基づくものであり、特願2005−210744の明細書および特許請求の範囲に記載された内容は、すべてこの出願明細書に包含される。  This application is based on Japanese Patent Application No. 2005-210744 filed on July 21, 2005, and the contents described in the specification and claims of Japanese Patent Application No. 2005-210744 are all Included in the application specification.

Claims (18)

KRAP遺伝子の発現を低減または欠如させたトランスジェニック非ヒト動物。  A transgenic non-human animal with reduced or absent expression of the KRAP gene. 相同組換えにより破壊されたKRAP遺伝子を含む、請求の範囲1記載のトランスジェニック非ヒト動物。  The transgenic non-human animal according to claim 1, comprising a KRAP gene disrupted by homologous recombination. 改変された脂質代謝および/または糖代謝を有する、請求の範囲1記載のトランスジェニック非ヒト動物。  The transgenic non-human animal according to claim 1, which has a modified lipid metabolism and / or sugar metabolism. エネルギー消費の亢進、インシュリン感受性の亢進および/または血中ホルモン濃度の異常を示す、請求の範囲1記載のトランスジェニック非ヒト動物。  The transgenic non-human animal according to claim 1, wherein the transgenic non-human animal exhibits increased energy consumption, increased insulin sensitivity, and / or abnormal blood hormone levels. ゲノム内のKRAP遺伝子と相同組換え可能であって、非ヒト動物細胞内でKRAP遺伝子の発現を低減または欠如させうる、単離された変異型KRAP遺伝子核酸分子。  An isolated mutant KRAP gene nucleic acid molecule capable of homologous recombination with a KRAP gene in the genome and capable of reducing or eliminating expression of the KRAP gene in non-human animal cells. 変異が、少なくとも1つのエクソンの欠損である、請求の範囲5記載の核酸分子。  6. The nucleic acid molecule according to claim 5, wherein the mutation is a deletion of at least one exon. 変異が、エクソン11〜16の少なくとも1つを含む領域の欠損である、請求の範囲6記載の核酸分子。  The nucleic acid molecule according to claim 6, wherein the mutation is a deletion of a region containing at least one of exons 11 to 16. 請求の範囲5〜7のいずれか1項記載の核酸分子を含む、ベクター。  A vector comprising the nucleic acid molecule according to any one of claims 5 to 7. トランスジェニック動物作製用または遺伝子治療用の発現ベクターである、請求の範囲8記載のベクター。  The vector according to claim 8, which is an expression vector for producing a transgenic animal or gene therapy. 請求の範囲8または9記載のベクターを導入された宿主細胞。  A host cell into which the vector according to claim 8 or 9 has been introduced. KRAP遺伝子またはmRNAの少なくとも一部と実質的に同一または実質的に相補的な配列を有し、細胞、組織または個体においてKRAP遺伝子の発現を阻害しうる、単離された干渉性核酸分子。  An isolated interfering nucleic acid molecule having a sequence that is substantially identical or substantially complementary to at least a portion of a KRAP gene or mRNA, and that can inhibit expression of the KRAP gene in a cell, tissue or individual. 少なくとも一部が二本鎖である、請求の範囲11記載の干渉性核酸分子。  12. The interfering nucleic acid molecule according to claim 11, wherein at least a part is double stranded. KRAPタンパクまたはその一部に対して特異的に結合し、細胞、組織または個体においてKRAPタンパクの機能を阻害しうる、結合性タンパク。  A binding protein that specifically binds to a KRAP protein or a part thereof and can inhibit the function of the KRAP protein in a cell, tissue or individual. 請求の範囲11〜13のいずれか1項記載の干渉性核酸分子または結合性タンパクを含む、脂質代謝および/または糖代謝改変剤。  A lipid metabolism and / or sugar metabolism-modifying agent comprising the interfering nucleic acid molecule or binding protein according to any one of claims 11 to 13. エネルギー消費亢進剤、肥満の予防または解消剤、またはインシュリン感受性亢進剤である、請求の範囲14記載の脂質代謝および/または糖代謝改変剤。  The lipid metabolism and / or sugar metabolism-modifying agent according to claim 14, which is an energy consumption enhancer, an obesity prevention or elimination agent, or an insulin sensitivity enhancer. KRAP遺伝子またはタンパク質の発現または機能を阻害することにより、哺乳類細胞、組織または非ヒト動物において脂質代謝および/または糖代謝の改変を誘起する方法。  A method of inducing alteration of lipid metabolism and / or sugar metabolism in a mammalian cell, tissue or non-human animal by inhibiting the expression or function of a KRAP gene or protein. 脂質代謝および/または糖代謝の改変が、エネルギー消費の亢進、肥満の予防または解消、インシュリン感受性の亢進、および/または血中ホルモン濃度の異常である、請求の範囲16記載の方法。  The method according to claim 16, wherein the alteration of lipid metabolism and / or sugar metabolism is increased energy consumption, prevention or elimination of obesity, increased insulin sensitivity, and / or abnormal blood hormone levels. KRAP遺伝子またはmRNAの少なくとも一部と実質的に同一または実質的に相補的な配列を有し、細胞、組織または個体においてKRAP遺伝子の発現を阻害しうる干渉性核酸分子、および/またはKRAPタンパクまたはその一部に対して特異的に結合し、細胞、組織または個体においてKRAPタンパクの機能を阻害しうる結合性タンパクを用いてKRAP遺伝子の発現またはKRAPタンパクの機能を阻害する工程を含む、請求の範囲16または17記載の方法。  An interfering nucleic acid molecule having a sequence that is substantially identical or substantially complementary to at least a portion of a KRAP gene or mRNA and that can inhibit expression of the KRAP gene in a cell, tissue or individual, and / or a KRAP protein or Inhibiting the expression of the KRAP gene or the function of the KRAP protein using a binding protein that specifically binds to a part thereof and can inhibit the function of the KRAP protein in a cell, tissue or individual. A method according to ranges 16 or 17.
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