JPWO2009017082A1 - Genetically modified non-human mammal exhibiting abnormal behavior and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

異常行動を示し、かつ、ゲノム中のSpsb4遺伝子が改変されていることを特徴とする非ヒト哺乳動物。A non-human mammal that exhibits abnormal behavior and has a modified Spsb4 gene in its genome.

Description

本発明は、異常行動を示す遺伝子改変非ヒト哺乳動物及びその作製方法に関する。より詳しくは、本発明は、ヒトの注意欠陥・多動性障害(Attention Deficit/Hyperactivity Disorder:ADHD)及び統合失調症の原因解明と予防及び治療法の確立に有用な、異常行動を示す遺伝子改変非ヒト哺乳動物、その作製方法、並びに抗ADHD薬及び統合失調症治療薬のスクリーニング方法に関する。   The present invention relates to a genetically modified non-human mammal exhibiting abnormal behavior and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a genetic modification showing abnormal behavior, useful for elucidating the cause and preventing and treating schizophrenia in human attention deficit / hyperactivity disorder (ADHD) and schizophrenia. The present invention relates to a non-human mammal, a production method thereof, and a screening method for an anti-ADHD drug and a schizophrenia therapeutic drug.

注意欠陥・多動性障害(ADHD)は、主に幼児期から学齢期の児童に認められる、不注意、多動性及び衝動性を中核症状とした精神疾患である。ADHD児童の増加が欧米でも大きな社会問題となっているが、近年、子供時代の障害だけでなく、成人になってもADHDが継続することが明らかにされている。   Attention Deficit / Hyperactivity Disorder (ADHD) is a mental disorder with inattention, hyperactivity and impulsivity as core symptoms, which is observed mainly in children from early childhood to school age. Although the increase in ADHD children has become a major social problem in Europe and the United States, it has recently been clarified that ADHD continues not only for children but also for adults.

ADHDの発症原因は不明であり、そのため有効な予防法や治療法が確立されていない。ADHDの原因の解明とその予防法、そして治療法及び治療薬の確立のためには、この疾患の動物モデルが不可欠であるが、有用なモデル動物が現在十分に開発されていない。   The cause of the onset of ADHD is unknown, and therefore effective preventive and therapeutic methods have not been established. An animal model of this disease is indispensable for elucidating the cause of ADHD, establishing a preventive method thereof, and establishing a therapeutic method and a therapeutic drug. However, a useful model animal has not been sufficiently developed.

ヒトADHDに類似した多動性障害を発現するモデル動物として、肝炎・肝癌・ヒトWilson病モデルLECラットのうち、(a)歩行中の連続的な頭部振動、(b)突然の旋回運動、および(c)後方への頭部伸長運動を示す多動性障害モデルラットが開示されている(特許文献1を参照)。この多動性モデルラットは、肝炎・肝癌・ヒトWilson病モデルLECラットのオリジナル系統の維持過程で、通常のラットとは異なる行動上の特徴をもつ個体が見出されたものであり、この異常行動形質が常染色体単一性劣性遺伝様式をとることが示唆されている。   As model animals expressing hyperactivity disorder similar to human ADHD, hepatitis, liver cancer, human Wilson's disease model LEC rats, (a) continuous head vibration during walking, (b) sudden turning motion, And (c) a hyperactivity disorder model rat that exhibits backward head extension movement is disclosed (see Patent Document 1). In this hyperactive model rat, individuals with behavioral characteristics different from normal rats were found in the maintenance process of the original strain of hepatitis / liver cancer / human Wilson disease model LEC rats. It has been suggested that behavioral traits adopt an autosomal single recessive inheritance pattern.

一方、遺伝子機能の解明のために種々の遺伝子改変動物が作製され、利用されている。例えば、ADHDの発症にかかわる遺伝子を同定し、ADHDの原因遺伝子改変によるモデル動物を得ることができれば、ADHDの発症機構の新たな側面を知ることにつながり、ADHDの治療法、具体的には新規な薬剤等を開発する上で極めて有用である。従って、このようなモデル動物の開発が望まれている。
特開2001−186828号公報
On the other hand, various genetically modified animals have been prepared and used for elucidating gene functions. For example, if a gene involved in the development of ADHD can be identified and a model animal can be obtained by altering the causative gene of ADHD, it will lead to the knowledge of new aspects of the mechanism of ADHD development. This is extremely useful in developing new drugs and the like. Therefore, development of such a model animal is desired.
JP 2001-186828 A

本発明は、ADHD及び統合失調症の治療法及び治療薬の開発に有用なモデル動物である、異常行動を示す遺伝子改変非ヒト哺乳動物を提供することを目的とする。本発明はまた、このような異常行動を示す遺伝子改変非ヒト哺乳動物の作製方法、及び、該非ヒト哺乳動物を用いてADHD及び統合失調症の予防及び/又は治療に有用な物質を評価する方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a genetically modified non-human mammal exhibiting abnormal behavior, which is a model animal useful for the development of treatment methods and therapeutic agents for ADHD and schizophrenia. The present invention also provides a method for producing a genetically modified non-human mammal exhibiting such abnormal behavior, and a method for evaluating a substance useful for the prevention and / or treatment of ADHD and schizophrenia using the non-human mammal. The purpose is to provide.

本発明者らは、マウスの胚性幹(ES)細胞を利用しなくても、マウスの交配だけで遺伝子改変マウスを作製することができる技術を開発し、以前に報告した(例えば、特表2002−013602号公報、及びHorie et al., Molecular and Cellular Biology, vol. 23, No 24, p. 9189-9207(2003)を参照)。これは、Sleeping Beauty(以下、SBともいう)トランスポゾンのトランスポジションを利用することによって、染色体に効率よく遺伝子を導入することができる技術である。このマウストランスポゾンシステムを用いて、網羅的に遺伝子改変マウスを作製したところ、作製した遺伝子改変マウスの中に以下の(1)〜(3)の異常行動を示すマウスを発見した。
(1)正常(野生型)マウスと比較して、出生後〜授乳中における異常性は認められないが、離乳期頃(3週齢)より歩行時に不規則な右又は左回転を示すようになる(回転運動)、
(2)正常マウスと同様に静穏時はケージ隅で群をなしているが、活動モードに入るとケージ内を落ち着きなく移動する(多動性)、及び、
(3)赤外線センサー式測定機器を用いた長期的(半日以上)な自発行動量の測定において、正常マウスに比べて暗期(活動期)の自発行動量の増大(多動性)が認められ、一方、明暗周期で見られる自発行動の日内リズムには差異は認められない。
また、(1)〜(3)の異常行動を示す遺伝子改変マウスについて更に詳細な行動解析を行ったところ、これらのマウスには不安症状の減少と認知機能の低下が認められ、このようなマウスの行動が、発達障害の一つと言われている注意欠陥・多動性障害(Attention Deficit Hyperactivity Disorder:ADHD)の症状に非常に類似することを見出した。また、(2)及び(3)の多動性については、ヒトの統合失調症に対する治療薬に対して感受性を示すことを見出した。
The present inventors have developed a technique that can generate a genetically modified mouse by only mating mice without using mouse embryonic stem (ES) cells, and reported previously (for example, special table) 2002-013602 and Horie et al., Molecular and Cellular Biology, vol. 23, No 24, p. 9189-9207 (2003)). This is a technique capable of efficiently introducing a gene into a chromosome by utilizing the transposition of a Sleeping Beauty (hereinafter also referred to as SB) transposon. Using this mouse transposon system, gene-modified mice were comprehensively produced. As a result, mice having the following abnormal behaviors (1) to (3) were found among the produced gene-modified mice.
(1) Compared with normal (wild-type) mice, no abnormalities are observed after birth to breastfeeding, but from the weaning period (3 weeks of age), it shows irregular right or left rotation when walking Becomes (rotational motion),
(2) Like the normal mouse, it is grouped at the corner of the cage when it is quiet, but when it enters the activity mode, it moves calmly in the cage (hyperactivity), and
(3) In the long-term (more than half a day) self-issued movement measurement using an infrared sensor type measuring instrument, an increase (hyperactivity) of the self-issued movement in the dark period (active period) is observed compared to normal mice. On the other hand, there is no difference in the circadian rhythm of self-issued movements seen in the light-dark cycle.
Further, when a further detailed behavioral analysis was performed on the genetically modified mice exhibiting abnormal behaviors (1) to (3), these mice showed a decrease in anxiety symptoms and a decline in cognitive function. It has been found that the behavior of the patient is very similar to the symptoms of attention defect hyperactivity disorder (ADHD), which is said to be one of developmental disorders. In addition, the hyperactivity of (2) and (3) was found to be sensitive to therapeutic drugs for human schizophrenia.

更に、遺伝子解析により遺伝子改変部位を調べたところ、このマウスではトランスポゾンがSpsb4(splA/ryanodine receptor domain and SOCS box containing 4)遺伝子配列中に挿入されていることを見出した。すなわち、トランスポゾンによってSpsb4遺伝子のみが破壊されていた。この結果は、Spsb4遺伝子の異常とADHD及び統合失調症とが関連していることを強く示唆するものである。これまで、Spsb4遺伝子配列やアミノ酸配列から動物の異常行動を予測した研究については報告されておらず、Spsb4遺伝子とADHD及び統合失調症とを関連付けた報告もなされていない。従って、このような単一遺伝子の異常により異常行動を呈する本発明の非ヒト哺乳動物は、ヒトADHD及びヒト統合失調症のモデル動物として、基礎的事項の解析と臨床応用との両方において有用なものである。更に、Spsb4遺伝子改変マウスにヒトのADHD治療薬や総合失調症治療薬を投与したところ、異常行動が改善されることを見出し、このような動物の異常行動が、これらの疾患に関連する病態を反映するものであること、このような遺伝子改変非ヒト哺乳動物がADHD及び統合失調症の治療法及び治療薬の開発に非常に有用であることに想到し、本発明を完成させるに至った。   Further, when the gene modification site was examined by gene analysis, it was found that in this mouse, the transposon was inserted into the Spsb4 (splA / ryanodine receptor domain and SOCS box containing 4) gene sequence. That is, only the Spsb4 gene was destroyed by the transposon. This result strongly suggests that an abnormality in the Spsb4 gene is associated with ADHD and schizophrenia. So far, there has been no report on studies predicting abnormal behavior of animals from the Spsb4 gene sequence or amino acid sequence, and there has been no report relating Spsb4 gene to ADHD and schizophrenia. Therefore, the non-human mammal of the present invention exhibiting abnormal behavior due to such a single gene abnormality is useful as a model animal for human ADHD and human schizophrenia both in the analysis of basic matters and in clinical application. Is. Furthermore, when human ADHD therapeutic agents or schizophrenia therapeutic agents were administered to Spsb4 gene-modified mice, it was found that abnormal behavior was improved, and abnormal behavior of such animals was associated with pathological conditions related to these diseases. Reflecting this, the inventors have conceived that such genetically modified non-human mammals are very useful for the development of treatments and therapeutic agents for ADHD and schizophrenia, thereby completing the present invention.

即ち、本発明は
(1)異常行動を示し、かつ、ゲノム中のSpsb4遺伝子が改変されていることを特徴とする非ヒト哺乳動物、
(2)異常行動が、(a)正常非ヒト哺乳動物に比べて活動期の自発行動量の増大が認められる一方、明暗周期で見られる自発行動の日内リズムには差異は認められない行動である上記(1)に記載の非ヒト哺乳動物、
(3)異常行動が、(b)歩行時に不規則な右又は左回転を示す行動である上記(1)に記載の非ヒト哺乳動物、
(4)異常行動が、(c)活動モードに入るとケージ内を落ち着きなく移動する行動である上記(1)に記載の非ヒト哺乳動物、
(5)更に、(d)不安症状の減少と認知機能の低下が認められる上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物、
(6)一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物である上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物、
(7)非ヒト哺乳動物が、マウス又はラットである上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物、
(8)非ヒト哺乳動物が、マウスである上記(7)に記載の非ヒト哺乳動物、
(9)ヒト注意欠陥・多動性障害のモデル動物である上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物、及び、
(10)ヒト統合失調症のモデル動物である上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物、
に関する。
That is, the present invention is (1) a non-human mammal that exhibits abnormal behavior and is characterized in that the Spsb4 gene in the genome is modified,
(2) Abnormal behavior is (a) an increase in the amount of spontaneous movement during the active period compared to normal non-human mammals, while there is no difference in the circadian rhythm of the spontaneous movement observed in the light-dark cycle. A non-human mammal according to (1) above,
(3) The non-human mammal according to (1) above, wherein the abnormal behavior is (b) behavior showing irregular right or left rotation during walking,
(4) The non-human mammal according to (1) above, wherein the abnormal behavior is a behavior that moves in a cage in a relaxed manner when (c) enters the activity mode,
(5) Furthermore, (d) the non-human mammal according to any one of (1) to (4), wherein a decrease in anxiety symptoms and a decrease in cognitive function are observed,
(6) The non-human mammal according to any one of (1) to (4) above, which is a homozygous genetically modified animal in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes are modified,
(7) The non-human mammal according to any one of (1) to (4) above, wherein the non-human mammal is a mouse or a rat,
(8) The non-human mammal according to (7) above, wherein the non-human mammal is a mouse,
(9) The non-human mammal according to any one of (1) to (4) above, which is a model animal of human attention deficit / hyperactivity disorder, and
(10) The non-human mammal according to any one of (1) to (4) above, which is a model animal for human schizophrenia,
About.

本発明はまた、
(11)ターゲティングベクターを用いて、胚性幹(ES)細胞に遺伝子を導入してSpsb4遺伝子を改変する工程、該胚性幹細胞由来のヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物を作製する工程、及び、該ヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物を1世代以上交配することにより、一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物を得る工程を含むことを特徴とする異常行動を示す非ヒト哺乳動物の作製方法、
に関する。
The present invention also provides
(11) introducing a gene into an embryonic stem (ES) cell using a targeting vector to modify the Spsb4 gene, producing a heterogeneous gene-modified non-human mammal derived from the embryonic stem cell; and The method comprises the step of obtaining a homozygous genetically modified animal in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes are modified by mating the heterogeneous genetically modified non-human mammal for one generation or more. A method for producing a human mammal,
About.

本発明はまた、
(12)(I)上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の異常行動を示す非ヒト哺乳動物に候補物質を投与する工程、(II)該非ヒト哺乳動物の多動性の変化を検定する工程、及び、(III)候補物質を投与しない場合に比べて、多動性が低下する候補物質を選択する工程を含むことを特徴とする抗ADHD薬のスクリーニング方法、
に関する。
The present invention also provides
(12) (I) a step of administering a candidate substance to a non-human mammal exhibiting abnormal behavior according to any one of (1) to (4), (II) hyperactivity of the non-human mammal And (III) a method for screening an anti-ADHD drug, comprising a step of selecting a candidate substance that has reduced hyperactivity compared to the case of not administering a candidate substance,
About.

本発明はまた、
(13)(I)上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の異常行動を示す非ヒト哺乳動物に候補物質を投与する工程、(II)該非ヒト哺乳動物の多動性の変化を検定する工程、及び、(III)候補物質を投与しない場合に比べて、多動性が低下する候補物質を選択する工程を含むことを特徴とする統合失調症治療薬のスクリーニング方法、
に関する。
The present invention also provides
(13) (I) a step of administering a candidate substance to a non-human mammal exhibiting abnormal behavior according to any one of (1) to (4), (II) hyperactivity of the non-human mammal And (III) a screening method for a therapeutic drug for schizophrenia, comprising: (III) selecting a candidate substance whose hyperactivity is reduced as compared with a case where no candidate substance is administered;
About.

本発明の異常行動を示す遺伝子改変非ヒト哺乳動物は、ヒトADHD及びヒト統合失調症のモデル動物として、ADHD及び統合失調症の原因の解明とその予防法、治療法及び治療薬の開発に非常に有用なものである。   The genetically modified non-human mammal exhibiting abnormal behavior of the present invention is a model animal for human ADHD and human schizophrenia, and is very useful for elucidating the causes of ADHD and schizophrenia and developing preventive methods, therapeutic methods, and therapeutic drugs It is useful for.

正常マウスと実施例1で作製した異常行動を示すホモ型遺伝子改変マウスの自発行動及び日内リズムを測定した結果を示す図である。白丸(wt/wt)及び黒丸(Tp/Tp)は、それぞれ正常マウス及びホモ型遺伝子改変マウスを表す。It is a figure which shows the result of having measured the self-issued movement and the circadian rhythm of the normal type | mold mouse | mouth and the homo-type gene modification mouse | mouth which showed the abnormal behavior produced in Example 1. FIG. White circles (wt / wt) and black circles (Tp / Tp) represent normal mice and homozygous genetically modified mice, respectively. Spsb4遺伝子へのトランスポゾンの挿入部位を示す図である。It is a figure which shows the insertion site | part of the transposon to a Spsb4 gene. PCR法によるSpsb4変異マウスの同定方法を示す図である。p1、p2及びp3は、PCRに用いたプライマーを表す。It is a figure which shows the identification method of the Spsb4 mutant mouse | mouth by PCR method. p1, p2 and p3 represent primers used for PCR. 不安の検定の試験結果を示す図である。Aは、オープンアームでの滞在時間を示す。Bは、クローズドアームでの滞在時間を示す。Cは、ヘッドディップス(オープンアームへの覗き込み回数)を示す。*は、正常マウスに対してP<0.05であることを意味し、**は、正常マウスに対してP<0.01であることを意味する。wt/wtは、正常マウスを、Tp/Tpはホモ型遺伝子改変マウスをそれぞれ表す。It is a figure which shows the test result of the anxiety test. A shows the stay time in an open arm. B shows the stay time in a closed arm. C indicates head dips (number of times of peeping into the open arm). * Means P <0.05 for normal mice and ** means P <0.01 for normal mice. wt / wt represents a normal mouse, and Tp / Tp represents a homozygous gene-modified mouse. オープンフィールドテストの試験結果を示す図である。Aは、内円歩行量の測定結果を示す。Bは、外円歩行量の測定結果を示す。wt/wt、Tp/wt及びTp/Tpは、正常マウス、ヘテロ型遺伝子改変マウス及びホモ型遺伝子改変マウスをそれぞれ表す。It is a figure which shows the test result of an open field test. A shows the measurement result of the inner circle walking amount. B shows the measurement result of the amount of walking on the outer circle. wt / wt, Tp / wt and Tp / Tp represent a normal mouse, a heterogeneous genetically modified mouse and a homozygous genetically modified mouse, respectively. 認知機能の試験における、探索嗜好性の算定結果を示す図である。左図は訓練試行における探索嗜好性を示し、右図は保持試行における探索嗜好性を示す。wt/wt、Tp/wt及びTp/Tpは、正常マウス、ヘテロ型遺伝子改変マウス及びホモ型遺伝子改変マウスをそれぞれ表わす。It is a figure which shows the calculation result of search preference in the test of cognitive function. The left figure shows the search preference in the training trial, and the right figure shows the search preference in the holding trial. wt / wt, Tp / wt and Tp / Tp represent a normal mouse, a heterogeneous genetically modified mouse and a homogenous genetically modified mouse, respectively. 攻撃性試験の試験結果を示す図である。Aは、にじり寄り行動の測定結果を示し、Bは、総接触時間の測定結果を示す。wt/wtは、正常マウスを、Tp/Tpはホモ型遺伝子改変マウスをそれぞれ表わす。It is a figure which shows the test result of an aggression test. A shows the measurement result of the creeping behavior, and B shows the measurement result of the total contact time. wt / wt represents a normal mouse, and Tp / Tp represents a homozygous gene-modified mouse. マウスへの薬投与試験の結果を示す図である。Aは、正常マウスへの薬投与試験の結果を示す。Bは、ホモ型遺伝子改変マウスへの薬投与試験の結果を示す。図中、None(丸)は、薬を投与しなかったマウス、MPD(三角)は、塩酸メチルフェニデートを投与したマウス、CLZ(四角)は、クロザピンを投与したマウスである。It is a figure which shows the result of the medicine administration test to a mouse | mouth. A shows the results of a drug administration test on normal mice. B shows the results of a drug administration test to homozygous genetically modified mice. In the figure, None (circle) is a mouse to which no drug is administered, MPD (triangle) is a mouse to which methylphenidate hydrochloride is administered, and CLZ (square) is a mouse to which clozapine is administered. 薬投与群及び非投与群の自発行動量の積算値を示す図である。図中、Noneは、薬を投与しなかったマウス、MPDは、塩酸メチルフェニデートを投与したマウス、CLZは、クロザピンを投与したマウスである。wt/wtは、正常マウスを、Tp/Tpはホモ型遺伝子改変マウスをそれぞれ表わす。**は、正常マウスに対してP<0.01であることを意味し、++は、薬物非投与群に対してP<0.01であることを示す。It is a figure which shows the integrated value of the self-issue amount of movement of a medicine administration group and a non-administration group. In the figure, None is a mouse to which no drug is administered, MPD is a mouse to which methylphenidate hydrochloride is administered, and CLZ is a mouse to which clozapine is administered. wt / wt represents a normal mouse, and Tp / Tp represents a homozygous gene-modified mouse. ** means P <0.01 with respect to normal mice, and ++ means P <0.01 with respect to the drug non-administered group. ジーンターゲティング法によるSpsb4遺伝子への変異導入の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the mutation introduction | transduction to the Spsb4 gene by the gene targeting method. サザンブロット法によりSpsb4遺伝子の変異を確認した結果を示す図である。Aは、BstZI及びKpnIで切断したES細胞ゲノムDNAを図10のprobeA及びBで解析した結果であり、Bは、Aと同様にBstZI及びKpnIで切断したES細胞ゲノムDNAを図10のprobe neoで解析した結果である。It is a figure which shows the result of having confirmed the variation | mutation of Spsb4 gene by Southern blotting. A is the result of analyzing ES cell genomic DNA cleaved with BstZI and KpnI with probeA and B in FIG. 10, and B is the result of analyzing ES cell genomic DNA cleaved with BstZI and KpnI in FIG. This is the result of analysis. Spsb4変異マウスの作製フローを示す概略図である。It is the schematic which shows the preparation flow of a Spsb4 mutant mouse. オープンフィールドテストにおいて移動距離を調べた結果を示す図である。A及びCは、オープンフィールドにおけるマウスの10分毎の移動距離の推移を示す。B及びDは、オープンフィールドにおけるマウスの60分間の総移動距離を示す。wt/wtは、正常マウスを表す。Tp/Tp及びTp/wtは、実施例1で作製したホモ型遺伝子改変マウス及びヘテロ型遺伝子改変マウスを、それぞれ表わす。Tp/Delは、一対の染色体の一方のSpsb4遺伝子がトランスポゾンの転移によって改変され、他方のSpsb4遺伝子がジーンターゲティング法により欠損した遺伝子改変マウスを表わす。*は、正常マウスに対してP<0.05であることを意味し、**は、正常マウスに対してP<0.01であることを意味し、***は、P<0.001であることを意味する。It is a figure which shows the result of having investigated the movement distance in the open field test. A and C show the transition of the movement distance of the mouse every 10 minutes in the open field. B and D show the total movement distance of the mouse in the open field for 60 minutes. wt / wt represents a normal mouse. Tp / Tp and Tp / wt represent the homogenous gene-modified mouse and heterogeneous gene-modified mouse prepared in Example 1, respectively. Tp / Del represents a genetically modified mouse in which one Spsb4 gene of a pair of chromosomes is modified by transposon transfer and the other Spsb4 gene is deleted by the gene targeting method. * Means P <0.05 for normal mice, ** means P <0.01 for normal mice, *** means P <0. It means 001. オープンフィールドテストにおいて移動軌跡を調べた結果を示す図である。A及びCは、オープンフィールドにおける正常マウス(wt/wt)の移動軌跡を、B、D及びEは、遺伝子改変マウスの移動軌跡をそれぞれ示す。Tp/Tp及びTp/wtは、実施例1で作製したホモ型遺伝子改変マウス及びヘテロ型遺伝子改変マウスを、それぞれ表わす。Tp/Delは、一対の染色体の一方のSpsb4遺伝子がトランスポゾンの転移によって改変され、他方のSpsb4遺伝子がジーンターゲティング法により欠損した遺伝子改変マウスを表わす。It is a figure which shows the result of having investigated the movement locus | trajectory in the open field test. A and C show the movement trajectory of a normal mouse (wt / wt) in the open field, and B, D, and E show the movement trajectory of the genetically modified mouse, respectively. Tp / Tp and Tp / wt represent the homogenous gene-modified mouse and heterogeneous gene-modified mouse prepared in Example 1, respectively. Tp / Del represents a genetically modified mouse in which one Spsb4 gene of a pair of chromosomes is modified by transposon transfer and the other Spsb4 gene is deleted by the gene targeting method.

本明細書中、「異常行動」とは、行動学的解析の後、対照群である正常(野生型)動物と比較して統計学的に差異が認められるものと定義する。すなわち、本発明の遺伝子改変非ヒト哺乳動物には、目視での観察下において歩行時の回転運動及び/又は多動性の異常行動が認められるが、これらの行動を薬効評価等の解析における客観的指標にするには困難であると考えられるため、非ヒト哺乳動物の行動(自発行動、不安行動、環境馴化、探索行動、社会行動等)を実験科学的に計測したうえ、野生型動物群の測定値との群間比較において有意水準5%以下(P<0.05)のものを異常行動動物とする。好ましくは、非ヒト哺乳動物の異常行動の実験計測値が、野生型動物群の測定値との群間比較において有意水準1%以下(P<0.01)の動物である。   In the present specification, “abnormal behavior” is defined as a statistical difference after normal behavioral analysis as compared to a normal (wild-type) animal that is a control group. That is, the genetically modified non-human mammal of the present invention exhibits rotational movement and / or hyperactivity abnormal behavior during walking under visual observation, and these behaviors are objective in analysis such as medicinal evaluation. Because it is considered difficult to make an index, the behavior of non-human mammals (self-issued behavior, anxiety behavior, environmental habituation, exploration behavior, social behavior, etc.) was measured experimentally, and wild-type animals In the comparison between the measured values of the animals, animals having a significance level of 5% or less (P <0.05) are defined as abnormal behavior animals. Preferably, the experimental measurement value of the abnormal behavior of the non-human mammal is an animal having a significance level of 1% or less (P <0.01) in comparison with the measurement value of the wild-type animal group.

(I)異常行動について
本発明の非ヒト哺乳動物は、異常行動を示すものであるが、異常行動としては、(a)正常非ヒト哺乳動物に比べて活動期の自発行動量の増大が認められる一方、明暗周期で見られる自発行動の日内リズムには差異は認められない行動、(b)歩行時に不規則な右又は左回転を示す行動、(c)外的刺激によって一度活動モードに入るとケージ内を落ち着きなく移動する行動が挙げられる。好ましくは、(a)又は(c)の多動性と、(b)の回転運動とを示す非ヒト哺乳動物である。より好ましくは、(a)及び(c)の多動性並びに(b)の回転運動を示す非ヒト哺乳動物である。
(I) Abnormal behavior Although the non-human mammal of the present invention exhibits abnormal behavior, the abnormal behavior includes (a) an increase in the amount of spontaneous activity during the active period compared to normal non-human mammal. On the other hand, there is no difference in the circadian rhythm of the self-issued movement seen in the light-dark cycle, (b) behavior showing irregular right or left rotation when walking, (c) once entering active mode by external stimulus And the behavior of moving calmly in the cage. Preferably, it is a non-human mammal showing the hyperactivity of (a) or (c) and the rotational movement of (b). More preferably, it is a non-human mammal showing hyperactivity of (a) and (c) and rotational movement of (b).

具体的には、本発明の非ヒト哺乳動物は、長期的(半日以上)な自発行動量の測定において、(a)の行動を示す。例えば、非ヒト哺乳動物がマウスであれば、マウスは夜行性であるので、正常(野生型)マウスでは活動期(夜間:暗期)には自発行動量が増大し、静穏期(昼間:明期)には自発行動量が減少する。本発明の非ヒト哺乳動物は、図1に示すように、正常マウスと同様に活動期(暗期)に自発行動量が増加し、静穏期(明期)に自発行動量が減少するため、自発行動の日内リズムは保たれている。しかしながら、活動期の自発行動量は、正常マウスと比べて顕著に増大している。   Specifically, the non-human mammal of the present invention exhibits the behavior of (a) in the long-term (half day or more) self-issued amount of movement measurement. For example, if the non-human mammal is a mouse, the mouse is nocturnal, and in normal (wild-type) mice, the amount of spontaneous activity increases during the active period (nighttime: dark period), and the quiet period (daytime: light) The self-issued volume will decrease during the period. As shown in FIG. 1, the non-human mammal of the present invention increases the spontaneous movement amount in the active period (dark period) and decreases the spontaneous movement amount in the quiet period (light period), as in normal mice. The daily rhythm of self-issued movement is maintained. However, the amount of spontaneous activity during the active period is significantly increased compared to normal mice.

本発明の非ヒト哺乳動物においては、正常非ヒト哺乳動物と比較して、出生後〜授乳中には異常性は認められない。しかしながら、本発明の非ヒト哺乳動物は、離乳期(マウスであれば、3週齢)頃より(b)の歩行時に不規則な右又は左回転を示すようになる。すなわち、歩行時に不規則に右又は左に旋回する行動を頻繁に示す。   In the non-human mammal of the present invention, no abnormality is observed after birth to lactation as compared to a normal non-human mammal. However, the non-human mammal of the present invention exhibits an irregular right or left rotation during walking (b) from the weaning period (3 weeks of age for mice). That is, it frequently shows the behavior of turning to the right or left irregularly during walking.

(c)の行動については、本発明の非ヒト哺乳動物は、静穏期には正常非ヒト哺乳動物と同様に行動量が少なくケージ隅で群をなしているが、例えば、外的刺激によって一度活動モードに入ると正常動物と比べてケージ内を落ち着きなく移動する。   Regarding the behavior of (c), the non-human mammal of the present invention has a small amount of behavior and forms a group at the cage corner in the quiet period as in the normal non-human mammal. When entering the activity mode, it moves more calmly in the cage than normal animals.

(a)及び(c)の多動性については、例えば、ケージに非ヒト哺乳動物を入れ、上部に設置した赤外線センサー式測定機器(NS−AS01;ニューロサイエンス、東京)によって自発行動量を検出し、検出シグナルを短期データ集録解析システム(DAS−008;ニューロサイエンス、東京)を用いて数値化することによって評価することができる。また、Open field testによっても評価することができる。
(b)の行動については、正常非ヒト哺乳動物はこのような回転行動を示さないので、目視によって正常非ヒト哺乳動物との差異を確認することができる。
For hyperactivity of (a) and (c), for example, a non-human mammal is placed in a cage, and the self-issued amount of movement is detected by an infrared sensor type measuring instrument (NS-AS01; Neuroscience, Tokyo) installed at the top. The detection signal can be evaluated by quantifying it using a short-term data acquisition and analysis system (DAS-008; Neuroscience, Tokyo). It can also be evaluated by an open field test.
Regarding the behavior of (b), normal non-human mammals do not exhibit such rotational behavior, and therefore, the difference from normal non-human mammals can be confirmed by visual observation.

本発明の非ヒト哺乳動物は、更に、(d)不安症状の減少と認知機能の低下が認められるものであることが好ましい。(a)〜(c)の異常行動を示し、かつ(d)が認められる非ヒト哺乳動物の行動は、ADHDの患者の症状と非常に似ているため、このような動物はADHDのモデル動物として非常に有用である。   It is preferable that the non-human mammal of the present invention further has (d) a decrease in anxiety symptoms and a decrease in cognitive function. Since the behavior of non-human mammals exhibiting abnormal behaviors (a) to (c) and in which (d) is observed is very similar to the symptoms of ADHD patients, such animals are model animals of ADHD. As very useful.

(d)の不安症状については、例えば、非ヒト哺乳動物がマウスの場合には、実施例に記載する高架式十字迷路試験やOpen field testによって評価することができる。認知機能については、例えば、実施例に記載する新奇対象物探索試験により評価することができる。   About the anxiety symptom of (d), when a non-human mammal is a mouse | mouth, for example, it can be evaluated by the elevated plus maze test and Open field test which are described in an Example. The cognitive function can be evaluated by, for example, a novel object search test described in the examples.

(II)Spsb4遺伝子の改変
本発明の異常行動を示す非ヒト哺乳動物においては、ゲノム中のSpsb4遺伝子が改変されている。Spsb4遺伝子は、ヒト、イヌ、ラット、マウス等の哺乳類に広く存在する遺伝子であり、Cullin型E3ユビキチンリガーゼのECS複合体をコードしていることが知られている。例えば、マウスのSpsb4遺伝子については、マウスゲノムインフォマティックス(Mouse Genome Informatics)に、ID番号 MGI:2183445で登録されている。また、以下のweb siteに、その詳細な情報が記載されている。
http://www.informatics.jax.org/javawi2/servlet/WIFetch?
page=markerDetail&key=82615
(II) Modification of Spsb4 gene In the non-human mammal exhibiting abnormal behavior of the present invention, the Spsb4 gene in the genome is modified. The Spsb4 gene is a gene widely present in mammals such as humans, dogs, rats, and mice, and is known to encode an ECS complex of a Cullin type E3 ubiquitin ligase. For example, the mouse Spsb4 gene is registered in Mouse Genome Informatics under the ID number MGI: 2183445. Detailed information is described in the following web site.
http://www.informatics.jax.org/javawi2/servlet/WIFetch?
page = markerDetail & key = 82615

「遺伝子が改変されている」とは、Spsb4遺伝子のDNA領域の一部又は全部が改変されていることを意味する。Spsb4遺伝子のDNA領域の一部又は全部が改変されているとは、Spsb4遺伝子のゲノムDNAの一部が変更、付加、削除又は置換されていること、又は、特定の範囲の領域に逆位を生じさせていること等をいう。Spsb4遺伝子の改変は、Spsb4遺伝子が不活性化されていればよい。Spsb4遺伝子を不活性化するために、Spsb4遺伝子に対して変更、付加、削除又は置換のうち2つ以上の方法を用いてもよい。「不活性化」とは、変更したSpsb4遺伝子の発現産物が機能しないか又は存在しないようにすることをいう。   “Gene is altered” means that part or all of the DNA region of the Spsb4 gene is altered. A part or all of the DNA region of the Spsb4 gene is altered means that a part of the genomic DNA of the Spsb4 gene has been changed, added, deleted or replaced, or inverted to a specific region. This means that it is generated. The Spsb4 gene may be modified as long as the Spsb4 gene is inactivated. In order to inactivate the Spsb4 gene, two or more methods of alteration, addition, deletion or substitution may be used for the Spsb4 gene. “Inactivation” means that the altered expression product of the Spsb4 gene does not function or does not exist.

本発明において、ゲノムDNAの「変更」とは、Spsb4遺伝子のゲノムDNA配列中に1又はそれ以上の塩基置換を導入し、当該変更したSpsb4遺伝子の発現産物が機能しないか又は存在しないようにすることをいう。本発明においてゲノムDNAの「削除」とは、Spsb4遺伝子のゲノムの一部又は全部を欠失させることにより、Spsb4遺伝子の発現産物が機能しないか又は存在しないようにすることをいう。本発明において、ゲノムDNAに対して「挿入」とは、Spsb4遺伝子中に、Spsb4遺伝子以外の配列を有するDNAを挿入することにより、当該Spsb4遺伝子以外のDNAを挿入したSpsb4遺伝子の発現産物が機能しないか又は存在しないようにすることをいう。本発明において、ゲノムDNAの「置換」とは、Spsb4遺伝子のゲノムの一部又は全部をSpsb4遺伝子とは関連しない別個の配列により置換し、Spsb4遺伝子の発現産物が機能しないか又は存在しないようにすることをいう。   In the present invention, “change” of genomic DNA refers to introducing one or more base substitutions into the genomic DNA sequence of the Spsb4 gene so that the altered Spsb4 gene expression product does not function or does not exist. That means. In the present invention, “deletion” of genomic DNA means that the expression product of Spsb4 gene does not function or does not exist by deleting part or all of the genome of Spsb4 gene. In the present invention, “insertion” with respect to genomic DNA means that an expression product of the Spsb4 gene in which DNA other than the Spsb4 gene is inserted by inserting DNA having a sequence other than the Spsb4 gene into the Spsb4 gene. It means not to exist or not to exist. In the present invention, “replacement” of genomic DNA means that a part or all of the genome of the Spsb4 gene is replaced by a separate sequence not related to the Spsb4 gene so that the expression product of the Spsb4 gene does not function or does not exist. To do.

また、改変位置、すなわち変異が導入される部分がエクソンの3’側であると、エクソンの5’側が正常に転写及び翻訳される場合、Spsb4遺伝子にコードされるタンパク質のN末端側は発現する可能性がある。従って、Spsb4遺伝子の改変位置としては、イントロンの場合には、遺伝子の上流のエクソン1とエクソン2との間が好ましい。Spsb4遺伝子の改変位置がエクソンの場合には、タンパク質の大部分がコードされているエクソン2を削除することが好ましい。   In addition, when the modified position, that is, the portion into which the mutation is introduced is on the 3 ′ side of the exon, the N-terminal side of the protein encoded by the Spsb4 gene is expressed when the 5 ′ side of the exon is normally transcribed and translated. there is a possibility. Therefore, the modified position of the Spsb4 gene is preferably between exon 1 and exon 2 upstream of the gene in the case of an intron. When the modified position of the Spsb4 gene is an exon, it is preferable to delete exon 2 in which most of the protein is encoded.

本発明の非ヒト哺乳動物は、一対の染色体の片側のSpsb4遺伝子のみが改変された、ヘテロ型Spsb4遺伝子改変動物であってもよく、一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物であってもよい。好ましくは、ホモ型遺伝子改変動物である。後述するように、ヘテロ型Spsb4遺伝子改変動物を1又は2世代以上交配することにより、ホモ型遺伝子改変動物を得ることができる。   The non-human mammal of the present invention may be a hetero-type Spsb4 gene-modified animal in which only one Spsb4 gene of a pair of chromosomes is modified, or a homo-type gene in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes are modified. It may be a modified animal. Preferably, it is a homozygous genetically modified animal. As described later, homozygous genetically modified animals can be obtained by crossing one or more generations of heterozygous Spsb4 genetically modified animals.

本発明の非ヒト哺乳動物の種類としては特に限定されず、例えば、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、イヌ、ブタ、ヒツジ、ヤギ等が挙げられる。これらの中でも、取扱いが容易で繁殖しやすいことかららマウス又はラットが好ましく、マウスが最も好ましい。   The kind of the non-human mammal of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include mouse, rat, rabbit, guinea pig, dog, pig, sheep, goat and the like. Among these, a mouse or a rat is preferable because it is easy to handle and easy to reproduce, and a mouse is most preferable.

本発明の非ヒト哺乳動物を作製する方法としては、例えば、実施例に記載するように(I)トランスポゾン配列を有し、且つ、全身の細胞に少なくとも1つの転位部位を有するヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物を作製する工程(A)、作製したヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物の中からSpsb4遺伝子が改変された動物を選択する工程(B)、及び、Spsb4遺伝子が改変されたヘテロ型遺伝子改変動物を2世代以上交配することにより、一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物を得る工程(C)を含む方法、又は、(II)ターゲティングベクターを用いて、胚性幹(ES)細胞に遺伝子を導入してSpsb4遺伝子を改変する工程(D)、該ES細胞由来のヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物を作製する工程(E)、及び、該ヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物を1世代以上交配することにより、一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物を得る工程(F)を含む方法が挙げられる。本発明の異常行動を示す非ヒト哺乳動物を再現性よく作製するためには、(II)の方法が好適である。なお、これらの方法は、本発明の非ヒト哺乳動物の作製方法の一例であり、本発明の非ヒト哺乳動物の作製方法は以下の方法に限定されるものではない。また、必要に応じて以下に示す方法に適宜修飾及び/又は変更を加えることもできる。   As a method for producing the non-human mammal of the present invention, for example, as described in the Examples, (I) a heterogeneous gene-modified non-human mammal having a transposon sequence and having at least one translocation site in cells throughout the body. Step (A) for producing a human mammal, step (B) for selecting an animal in which the Spsb4 gene has been altered from the produced heterogeneous gene-modified non-human mammal, and a heterogeneous gene in which the Spsb4 gene has been altered A method comprising the step (C) of obtaining a homozygous genetically modified animal in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes are modified by crossing two or more generations of the modified animal, or (II) A step (D) of modifying a Spsb4 gene by introducing a gene into a sex stem (ES) cell, a heterogeneous gene-modified non-human mammal derived from the ES cell Step (E) for producing, and Step (F) for obtaining a homogenous genetically modified animal in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes are modified by mating the heterogeneous gene-modified non-human mammal for one generation or more The method containing is mentioned. In order to produce a non-human mammal exhibiting abnormal behavior of the present invention with good reproducibility, the method (II) is preferred. These methods are examples of the method for producing the non-human mammal of the present invention, and the method for producing the non-human mammal of the present invention is not limited to the following method. Moreover, a modification and / or a change can be appropriately added to the method shown below as necessary.

(I)の方法において、トランスポゾン配列を有し、且つ、全身の細胞に少なくとも1つの転位部位を有するヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物は、トランスポゾンの転位に由来する遺伝子変異が非ヒト哺乳動物の細胞全体の大部分で共通しているものである。このような非ヒト哺乳動物は、例えば、トランスポゾン配列及びトランスポゼース遺伝子を両方有する非ヒト哺乳動物(ダブルトランスジェニック非ヒト哺乳動物)と野生型非ヒト哺乳動物とを交配することにより得ることができる。   In the method of (I), a heterogeneous genetically modified non-human mammal having a transposon sequence and having at least one translocation site in cells of the whole body has a gene mutation derived from transposon translocation of the non-human mammal. It is common to most cells. Such a non-human mammal can be obtained, for example, by crossing a non-human mammal having both a transposon sequence and a transposase gene (double transgenic non-human mammal) with a wild-type non-human mammal.

本発明におけるトランスポゾン配列とは、トランスポゼースの作用によりゲノム中の多様な位置に挿入し得る、自身では非転位性のDNAセグメントであり、通常両末端に反復配列(逆向きの繰返し構造)を有するものである。ただし、該繰返し構造は、トランスポゼースの作用により転位(ゲノム中の他の位置に挿入)可能であれば、不完全な繰り返し部分を含んでいてもよい。トランスポゾン配列の両末端に逆向きの繰返し構造に挟まれる部分には、様々なDNA配列、例えば、マーカー遺伝子、遺伝子発現調節配列、所望の遺伝子等を挿入することができる。トランスポゾンが挿入されるDNA中の、トランスポゾンの転位において機能する短いヌクレオチド配列は標的配列と呼ばれ、トランスポゾン挿入の際には標的配列の重複が生じ、トランスポゾンは標的配列の2つの同一コピー間に挟まれた状態になる。例えば、後述するSleeping Beauty(SB)トランスポゾンでは、標的配列はTAであり、トランスポゾンの転位部位の配列は、TA−トランスポゾン−TAとなる。   The transposon sequence in the present invention is a non-transposable DNA segment that can be inserted at various positions in the genome by the action of transposase, and usually has repetitive sequences (reverse repeat structures in both ends) at both ends. It is. However, the repetitive structure may include an incomplete repetitive portion as long as it can be translocated (inserted at another position in the genome) by the action of transposase. Various DNA sequences, for example, a marker gene, a gene expression regulatory sequence, a desired gene, and the like can be inserted into the portion sandwiched between opposite repeat structures at both ends of the transposon sequence. The short nucleotide sequence that functions in transposition of the transposon in the DNA into which the transposon is inserted is called the target sequence, duplication of the target sequence occurs during transposon insertion, and the transposon is sandwiched between two identical copies of the target sequence. It will be in the state. For example, in the Sleeping Beauty (SB) transposon described later, the target sequence is TA, and the transposon translocation site is TA-transposon-TA.

上記(I)の方法における工程(A)の好ましい実施形態の一例を、以下に示す。
まず、トランスポゼース遺伝子含有トランスジェニック非ヒト哺乳動物及びトランスポゾン配列含有トランスジェニック非ヒト哺乳動物を作製する(工程a1)。工程a1では、非ヒト哺乳動物のES細胞又は受精卵の中にトランスポゼース遺伝子又はトランスポゾン配列を導入することによって、トランスポゼース遺伝子含有トランスジェニック非ヒト哺乳動物又はトランスポゾン配列含有トランスジェニック非ヒト哺乳動物を作製することができる。ES細胞及び受精卵へのトランスポゾン配列又はトランスポゼース遺伝子導入のために用いる方法としては、公知の方法が使用できる。好ましくは、例えば、ES細胞への導入法としてレトロウィルスベクターを用いる方法又はエレクトロポレーション法が挙げられる。受精卵への導入法として、マイクロインジェクション法等が挙げられる。
An example of a preferred embodiment of the step (A) in the method (I) is shown below.
First, a transgenic non-human mammal containing a transposase gene and a transgenic non-human mammal containing a transposon sequence are prepared (step a1). In step a1, a transposase gene-containing transgenic non-human mammal or a transposon sequence-containing transgenic non-human mammal is produced by introducing a transposase gene or transposon sequence into a non-human mammal ES cell or fertilized egg. be able to. As a method used for transposon sequence or transposase gene introduction into ES cells and fertilized eggs, known methods can be used. Preferably, for example, a method using a retroviral vector or an electroporation method can be used as a method for introduction into ES cells. As a method for introducing the fertilized egg, a microinjection method and the like can be mentioned.

トランスポゼース遺伝子としては、Sleeping Beauty(SB)トランスポゼース遺伝子が好ましい。また、トランスポゾン配列としては、Sleeping Beautyトランスポゾン(SB)配列が好ましい。例えば、遺伝子改変マウスを作製する場合には、Horie et al., Molecular and Cellular Biology, vol. 23, No 24, p. 9189-9207(2003)に記載されている方法に従って、SBトランスポゼース遺伝子含有トランスジェニックマウス及びトランスポゾン配列含有トランスジェニックマウスを作製することができる。なお、本明細書中、「SBトランスポゾン」又は「Sleeping Beautyトランスポゾン」とは、Tc1/mariner型トランスポゾンであって、哺乳動物又はその細胞においてトランスポゾン活性を有するものをいう(Z.Ivics et al.;Cell,91:501-510(1997))。   The transposase gene is preferably a Sleeping Beauty (SB) transposase gene. Moreover, as a transposon sequence, a Sleeping Beauty transposon (SB) sequence is preferable. For example, when a genetically modified mouse is prepared, a SB transposase gene-containing trans is produced according to the method described in Horie et al., Molecular and Cellular Biology, vol. 23, No 24, p. 9189-9207 (2003). A transgenic mouse and a transgenic mouse containing a transposon sequence can be produced. In the present specification, “SB transposon” or “Sleeping Beauty transposon” refers to a Tc1 / mariner type transposon having transposon activity in a mammal or a cell thereof (Z. Ivics et al .; Cell, 91: 501-510 (1997)).

このトランスポゼース遺伝子含有トランスジェニック非ヒト哺乳動物とトランスポゾン配列含有トランスジェニック非ヒト哺乳動物とを交配することにより、ダブルトランスジェニック非ヒト哺乳動物を作製する(工程a2)。得られたダブルトランスジェニック非ヒト哺乳動物の遺伝子型をPCR等により同定してトランスポゾン配列及びトランスポゼース遺伝子両方を有するトランスジェニック非ヒト哺乳動物(シード非ヒト哺乳動物ともいう)を選別する(工程a3)。このシード非ヒト哺乳動物と正常(野生型)非ヒト哺乳動物とを交配することにより、子孫の中から、一対の染色体の片方の遺伝子が改変されたヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物を得ることができる(工程a4)。次いで、このヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物の中からSpsb4遺伝子が改変された動物を選択する(工程B)。作製したヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物の中からSpsb4遺伝子が改変された動物を選択する方法としては特に限定されない。例えば、得られた非ヒト哺乳動物の尾等を切断して遺伝子を採取し、特異的なプライマーを用いるPCR法により、Spsb4遺伝子が改変された動物を選択することができる。   A double transgenic non-human mammal is produced by crossing this transposase gene-containing transgenic non-human mammal with a transposon sequence-containing transgenic non-human mammal (step a2). The genotype of the obtained double transgenic non-human mammal is identified by PCR or the like, and a transgenic non-human mammal having both a transposon sequence and a transposase gene (also referred to as a seed non-human mammal) is selected (step a3). . By crossing this seed non-human mammal with a normal (wild-type) non-human mammal, a heterogeneous gene-modified non-human mammal in which one gene of a pair of chromosomes is modified is obtained from the offspring. (Step a4). Next, an animal in which the Spsb4 gene is modified is selected from the heterogeneous gene-modified non-human mammal (step B). A method for selecting an animal in which the Spsb4 gene is modified from the produced heterogeneous gene-modified non-human mammal is not particularly limited. For example, a gene obtained by cutting the tail or the like of the obtained non-human mammal can be selected, and an animal in which the Spsb4 gene is modified can be selected by PCR using a specific primer.

Spsb4遺伝子が改変されたヘテロ型遺伝子改変動物を2世代以上交配することにより、一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物を得ることができる(工程C)。   By crossing two or more generations of heterogeneous genetically modified animals in which the Spsb4 gene has been modified, homozygous genetically modified animals in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes have been modified can be obtained (Step C).

ES細胞を用いる(II)の方法は、工程(D)、(E)及び(F)を含むが、工程(D)は、例えば、遺伝子組換え技術を用いて、in vitroでターゲティングベクターを作製する工程(d1)を含んでもよい。また工程(D)においては、ターゲティングベクターを用いて、胚性幹(ES)細胞に遺伝子を導入してSpsb4遺伝子を改変する工程(d2)を行なった後、遺伝子導入されたES細胞のうち、Spsb4遺伝子が改変されたものを選択する工程(d3)を行なうことが好ましい。また工程(E)は、Spsb4遺伝子が改変されたES細胞を正常非ヒト哺乳動物由来の胚盤胞に移入してキメラ非ヒト哺乳動物を得る工程(e1)、及び得られたキメラ非ヒト哺乳動物を正常非ヒト哺乳動物と交配する工程(e3)を含むことが好ましい。なお工程(E)においては、必要に応じて、工程e1を行なった後、キメラ非ヒト哺乳動物を選択する工程(e2)を行なってもよく、さらに、工程e3を行なった後、変異の導入された非ヒト哺乳動物を選択する工程(e4)を行なってもよい。   The method (II) using ES cells includes steps (D), (E) and (F). In step (D), for example, a targeting vector is prepared in vitro using a gene recombination technique. Step (d1) may be included. Further, in the step (D), after performing the step (d2) of introducing a gene into an embryonic stem (ES) cell to modify the Spsb4 gene using a targeting vector, It is preferable to perform the step (d3) of selecting a modified Spsb4 gene. In addition, the step (E) includes a step (e1) of obtaining a chimeric non-human mammal by transferring ES cells having a modified Spsb4 gene into a blastocyst derived from a normal non-human mammal, and the obtained chimeric non-human mammal. It is preferable to include a step (e3) of mating the animal with a normal non-human mammal. In step (E), if necessary, step (e2) may be performed after performing step e1, and further step (e2) may be performed after step e3. The step (e4) of selecting a non-human mammal that has been performed may be performed.

ES細胞を用いる(II)の方法の好ましい実施形態の1つにおいては、例えば、まず遺伝子組換え技術を用いて、in vitroでターゲティングベクターを作製し(工程d1)、そのベクターをES細胞に遺伝子導入することによりSpsb4遺伝子を改変(例えば、破壊)する(工程d2)。遺伝子導入されたES細胞のうち、Spsb4遺伝子が改変されたものをサザンブロット等の方法により選択する(工程d3)。次にSpsb4遺伝子が改変されたES細胞を正常非ヒト哺乳動物由来の胚盤胞に移入してキメラ非ヒト哺乳動物を作製し(工程e1)、得られたキメラ非ヒト哺乳動物を正常非ヒト哺乳動物と交配する(工程e3)ことにより、ES細胞由来の非ヒト哺乳動物を作製することができる。このES細胞由来の非ヒト哺乳動物は、一対の染色体の片方のSpsb4遺伝子が改変されたヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物である。次いで、このヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物を1世代以上交配することにより、一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物を得ることができる(工程F)。   In one preferred embodiment of the method of (II) using ES cells, for example, first, a targeting vector is prepared in vitro using a gene recombination technique (step d1), and the vector is transferred to the ES cell. The Spsb4 gene is altered (for example, destroyed) by introduction (step d2). Among the ES cells into which the gene has been introduced, those in which the Spsb4 gene has been modified are selected by a method such as Southern blotting (step d3). Next, the ES cell in which the Spsb4 gene is modified is transferred into a blastocyst derived from a normal non-human mammal to produce a chimeric non-human mammal (step e1), and the resulting chimeric non-human mammal is converted into a normal non-human mammal. By mating with a mammal (step e3), an ES cell-derived non-human mammal can be produced. This ES cell-derived non-human mammal is a heterogeneous gene-modified non-human mammal in which one Spsb4 gene of one of a pair of chromosomes is modified. Next, by crossing one or more generations of this heterogeneous gene-modified non-human mammal, a homozygous gene-modified animal in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes have been modified can be obtained (Step F).

上記(II)の方法により異常行動遺伝子改変非ヒト哺乳動物を作製する方法について、以下に具体的に示す。
(1)ターゲッティングベクターの作製(工程d1)
まず、DNAライブラリーから、作製しようとする変異動物のSpsb4遺伝子中の変異させる部位を含むDNA断片を得る。DNA断片は、ES細胞の相同組換えを行うためのターゲッティングベクターを構築するために使用する。このDNA断片は、相同組換えを行うときにより効率よく組換えが生じるよう、作製しようとするES細胞と同一の配列を有するDNAを単離して使用することが好ましい。例えば、変異を導入する動物としてマウスを用いる場合には、ES細胞由来のジェノミックDNAライブラリーから、Spsb4遺伝子のエクソン2を削除又は他の遺伝子で置換し得るようなマウスのDNA断片を調製する。
The method for producing the abnormal behavior gene-modified non-human mammal by the method (II) is specifically described below.
(1) Preparation of targeting vector (step d1)
First, a DNA fragment containing a site to be mutated in the Spsb4 gene of a mutant animal to be produced is obtained from a DNA library. The DNA fragment is used to construct a targeting vector for homologous recombination of ES cells. This DNA fragment is preferably used by isolating DNA having the same sequence as the ES cell to be produced so that recombination occurs more efficiently when homologous recombination is performed. For example, when a mouse is used as an animal into which a mutation is introduced, a DNA fragment of a mouse that can delete exon 2 of the Spsb4 gene or replace it with another gene is prepared from a genomic DNA library derived from ES cells.

Spsb4遺伝子を改変する方法としては、通常の部位特異的遺伝子変異導入法を利用することができる。例えば、BAC recombineering(Lee, E.C. et al. Genomics, vol. 73, p. 56-65 (2001)を参照)等の方法を用いて目的の変異を導入することができる。   As a method for modifying the Spsb4 gene, a normal site-specific gene mutation introduction method can be used. For example, the target mutation can be introduced using a method such as BAC recombineering (see Lee, E.C. et al. Genomics, vol. 73, p. 56-65 (2001)).

改変したSpsb4遺伝子を含むDNA断片をベクター中に挿入することにより、ターゲティングベクターを作製する。ターゲッティングベクターは、変異を導入した染色体DNA断片、選択マーカーをコードするDNA断片、これの転写を制御するためのプロモーター、及びターミネーターを含む選択マーカー発現ユニットを必須要素として含んでいることが好ましい。変異を導入した染色体DNA断片は、ES細胞内で相同組換えを起こすために必要な部分であり、変異を導入した箇所を挟んで前後の染色体DNA断片が必要である。すなわち、ターゲッティングベクターは、変異させた塩基のみが本来の染色体DNAとは異なるDNA断片を持っている。変異を導入した箇所を挟む前後の染色体DNA断片の長さはそれぞれ10kbp程度が好ましいが、一般的には多少の長さの増減は許容される。もっとも、あまりに短い場合には、ES細胞内での相同組換えの頻度が低下する場合がある。   A targeting vector is prepared by inserting a DNA fragment containing the modified Spsb4 gene into the vector. The targeting vector preferably contains, as essential elements, a chromosomal DNA fragment into which a mutation has been introduced, a DNA fragment encoding a selection marker, a promoter for controlling transcription thereof, and a selection marker expression unit including a terminator. The chromosomal DNA fragment into which the mutation is introduced is a part necessary for causing homologous recombination in the ES cell, and the chromosomal DNA fragments before and after the part into which the mutation has been introduced are necessary. That is, the targeting vector has a DNA fragment different from the original chromosomal DNA only in the mutated base. The length of the chromosomal DNA fragment before and after the site where the mutation is introduced is preferably about 10 kbp, but in general, some increase or decrease in length is allowed. However, if it is too short, the frequency of homologous recombination in ES cells may decrease.

選択マーカーをコードするDNA断片としては、薬剤耐性遺伝子、レポーター遺伝子等が好適である。薬剤耐性遺伝子としては、例えばネオマイシンホスホトランスフェラーゼII(nptII)遺伝子、ハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ(hpt)遺伝子等が挙げられ、レポーター遺伝子としては、例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子、β−ガラクトシダーゼ(lacZ)遺伝子、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(cat)遺伝子等が挙げられる。プロモーターとしては、CAGプロモーター、ホスホグリセリン酸キナーゼ−1(PGK−1)プロモーター、伸長因子2(EF−2)プロモーター、MC−1プロモーター等を使用することができる。   As the DNA fragment encoding the selectable marker, a drug resistance gene, a reporter gene and the like are preferable. Examples of drug resistance genes include neomycin phosphotransferase II (nptII) gene and hygromycin phosphotransferase (hpt) gene. Reporter genes include, for example, green fluorescent protein (GFP) gene and β-galactosidase (lacZ). Gene, chloramphenicol acetyltransferase (cat) gene, and the like. As the promoter, CAG promoter, phosphoglycerate kinase-1 (PGK-1) promoter, elongation factor 2 (EF-2) promoter, MC-1 promoter and the like can be used.

改変したSpsb4遺伝子を含むDNA断片が導入されるターゲティングベクターの基本骨格となるベクターとしては特に限定されず、形質転換を行う細胞(例えば、大腸菌)中で自己複製可能なものであればよい。例えば、市販のpBluscript(Stratagene社製)、pZErO 1.1(Invitrogen社)、pGEM−1(Promega社)等を使用することができる。   The vector serving as the basic skeleton of the targeting vector into which the DNA fragment containing the modified Spsb4 gene is introduced is not particularly limited as long as it is capable of self-replication in a cell to be transformed (for example, E. coli). For example, commercially available pBluescript (manufactured by Stratagene), pZErO 1.1 (Invitrogen), pGEM-1 (Promega) and the like can be used.

(2)ES細胞へのベクターの導入(工程d2)と遺伝子導入されたES細胞の選択(工程d3)
作製したターゲッティングベクターをES細胞に導入した後、ES細胞を培養し、出現してくるコロニーを採取する。ES細胞としては、既に樹立された細胞株及び新しく樹立した細胞株のいずれをも使用することができる。ES細胞への遺伝子導入は、リン酸カルシウム共沈殿法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、レトロウイルス感染法、凝集法、マイクロインジェクション法、パーティクルガン法等の方法を採用することができるが、簡便に多数の細胞を処理できる点でエレクトロポレーション法が好ましい。
(2) Introduction of vector into ES cells (step d2) and selection of ES cells into which genes have been introduced (step d3)
After introducing the prepared targeting vector into ES cells, the ES cells are cultured and colonies appearing are collected. As the ES cell, any of already established cell lines and newly established cell lines can be used. For gene introduction into ES cells, methods such as calcium phosphate coprecipitation method, electroporation method, lipofection method, retrovirus infection method, aggregation method, microinjection method, and particle gun method can be adopted. The electroporation method is preferable in that the cells can be treated.

導入遺伝子が組み込まれたES細胞は、単一細胞をフィーダー細胞上で培養して得られるコロニーから分離抽出した染色体DNAをサザンハイブリダイゼーション又はPCR法によりスクリーニングすることによって、Spsb4遺伝子が破壊されたものを選択することができる。あるいは、上述したような薬剤耐性遺伝子又はレポーター遺伝子を含むベクターを用いることによってセレクションを行ってもよい。ターゲッティングベクター導入後のES細胞を選択マーカー存在下で培養すると、生き残ってコロニーを形成するES細胞は相同組換えを起こしている可能性がある。これらのコロニーを形成したES細胞の中から相同組換えを起こしている細胞を調べる方法として一般的にはPCR法が用いられるが、プローブとして使用できるDNA断片、RNA断片、合成オリゴデオキシヌクレオチド、又は抗体等を使用することも可能である。   ES cells into which the transgene has been integrated are those in which the Spsb4 gene has been disrupted by screening chromosomal DNA isolated from colonies obtained by culturing single cells on feeder cells by Southern hybridization or PCR. Can be selected. Alternatively, selection may be performed by using a vector containing a drug resistance gene or a reporter gene as described above. When the ES cells after introduction of the targeting vector are cultured in the presence of a selection marker, the ES cells that survive and form colonies may have undergone homologous recombination. A PCR method is generally used as a method for examining cells that have undergone homologous recombination among the ES cells that have formed these colonies. However, DNA fragments, RNA fragments, synthetic oligodeoxynucleotides that can be used as probes, or It is also possible to use an antibody or the like.

(3)トランスジェニック非ヒト哺乳動物の作製(工程E)
Spsb4遺伝子の破壊が確認されたES細胞を同種の非ヒト哺乳動物由来の胚盤胞に移入することにより、該ES細胞が宿主胚の細胞塊に組み込まれてキメラ胚が形成される。このキメラ胚を仮親に移植して発生及び生育させることにより、キメラトランスジェニック動物が得られる(工程e1)。例えば、マウスを用いる場合には、別途、妊娠マウスから胚盤胞を取り出し、選択されたES細胞を移入した後、偽妊娠させたメスマウスの子宮に導入する。そして、仮親から生まれた子のうちキメラ動物を選ぶ(工程e2)。キメラ動物は、例えば、ES細胞が129マウスから由来している場合、毛色で選択することができる。キメラ動物を正常な動物と交配し(工程e3)、生まれてきた仔の尾等からゲノムDNAを抽出し、PCR法によって変異の導入されたものを選択する(工程e4)ことにより、Spsb4遺伝子が改変されたヘテロ型動物を得ることができる。
(3) Production of transgenic non-human mammal (Step E)
By transferring the ES cell in which the disruption of the Spsb4 gene has been confirmed into a blastocyst derived from the same kind of non-human mammal, the ES cell is incorporated into the cell mass of the host embryo to form a chimeric embryo. A chimeric transgenic animal is obtained by transplanting this chimeric embryo to a foster parent and allowing it to develop and grow (step e1). For example, when a mouse is used, a blastocyst is separately taken out from a pregnant mouse, and the selected ES cell is transferred, and then introduced into the uterus of a female mouse subjected to pseudopregnancy. Then, a chimeric animal is selected from the offspring born from the temporary parents (step e2). A chimeric animal can be selected by hair color, for example, when ES cells are derived from 129 mice. The chimeric animal is mated with a normal animal (step e3), genomic DNA is extracted from the tail of the born pup and the like, and a mutation introduced by the PCR method is selected (step e4). Modified heterozygous animals can be obtained.

具体的な選択方法としては、得られる仔の尾の一部を採取し、染色体DNAを抽出する。抽出した染色体DNAを基質として、Spsb4遺伝子の突然変異部位を挟むように設計した塩基配列を持つ二本のオリゴデオキシヌクレオチドをプライマーとしたPCRを行う。PCR産物のアガロースゲル電気泳動を行い、バンドの有無、バンドのゲル上での移動度、変異部位を含む塩基配列を持つオリゴデオキシヌクレオチドを用いたハイブリダーゼーションによる変異を含むバンドの確認等により、抽出した染色体DNAに、改変されたSpsb4遺伝子が含まれているかどうかを調べることができる。PCRのプライマーに使用するオリゴヌクレオチドの塩基配列は、改変Spsb4遺伝子を検出できるものであればいかなるものでもよい。PCRの結果に基づいて、改変Spsb4遺伝子を持つ動物を選抜することにより、改変Spsb4遺伝子をヘテロで持つ動物を得ることができる。
改変Spsb4遺伝子をヘテロで持つ動物を1世代以上交配することにより、一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物を得ることができる(工程F)。
As a specific selection method, a part of the tail of the resulting pup is collected and chromosomal DNA is extracted. Using the extracted chromosomal DNA as a substrate, PCR is performed using two oligodeoxynucleotides having primers designed to sandwich the mutation site of the Spsb4 gene as primers. Perform agarose gel electrophoresis of the PCR product, confirm the band containing mutations by hybridization using oligodeoxynucleotides with the presence or absence of bands, mobility of the bands on the gel, and base sequences containing mutation sites, etc. It can be examined whether or not the extracted Spsb4 gene is contained in the extracted chromosomal DNA. The nucleotide sequence of the oligonucleotide used for the PCR primer may be any as long as it can detect the modified Spsb4 gene. By selecting an animal having a modified Spsb4 gene based on the PCR result, an animal having a modified Spsb4 gene heterozygously can be obtained.
By crossing one or more generations of animals having a modified Spsb4 gene heterozygously, a homozygous genetically modified animal in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes are modified can be obtained (Step F).

本発明の非ヒト哺乳動物の異常行動は、ヒトのADHD治療薬及び総合失調症治療薬に感受性を示す。すなわち本発明の非ヒト哺乳動物にADHD治療薬又は総合失調症治療薬を投与すると、多動性が改善される。従って、本発明の非ヒト哺乳動物の異常行動は、これらの疾患に関連する病態を反映するものであると考えられる。ADHD治療薬及び総合失調症治療薬としては特に限定されないが、例えば、塩酸メチルフェニデート(化学名:メチルα−フェニル−2−ピペリジンアセテート塩酸塩)、クロザピン(化学名:8−クロロ−11−(4−メチルピペラジン−1−イル)−5H−ジベンゾ[b,e][1,4]ジアゼピン)が挙げられる。   The abnormal behavior of the non-human mammal of the present invention is sensitive to human ADHD and schizophrenia drugs. That is, when an ADHD therapeutic agent or a schizophrenia therapeutic agent is administered to the non-human mammal of the present invention, hyperactivity is improved. Therefore, the abnormal behavior of the non-human mammal of the present invention is considered to reflect the pathological condition associated with these diseases. Although it does not specifically limit as a therapeutic agent for ADHD and a therapeutic agent for schizophrenia, for example, methylphenidate hydrochloride (chemical name: methyl α-phenyl-2-piperidine acetate hydrochloride), clozapine (chemical name: 8-chloro-11- (4-methylpiperazin-1-yl) -5H-dibenzo [b, e] [1,4] diazepine).

本発明の非ヒト哺乳動物は、(1)動物の行動が、ADHDの患者の症状と似ていること(表面妥当性)、(2)ADHDに効く薬が動物の異常行動、例えば、多動性を改善すること(予測妥当性)を満たすものであり、ヒトADHDのモデル動物として非常に有用なものである。従って、本発明の非ヒト哺乳動物に種々の被検物質を投与し、非投与群の動物又は対照物質投与動物における多動性等の異常行動の変化を比較することにより、ADHDの予防及び/又は治療に有用な物質を評価することができる。評価の代表例として候補物質のスクリーニングを挙げることができ、試験項目としては、症状、病理所見、薬理試験等が挙げられる。このような、本発明の異常行動を示す非ヒト哺乳動物に候補物質を投与する工程、(II)該非ヒト哺乳動物の異常行動の変化を検定する工程、及び、(III)候補物質を投与しない場合に比べて、異常行動が低下する候補物質を選択する工程を含む抗ADHD薬のスクリーニング方法も、本発明の1つである。例えば、ある候補物質を投与した場合に、多動性等の異常行動が改善されたことが確認できる結果が得られれば、用いた候補物質を抗ADHD薬として選択することが可能である。スクリーニング方法において検定する異常行動としては、多動性が好適である。   The non-human mammal of the present invention has (1) the behavior of the animal is similar to the symptoms of ADHD patients (surface validity), and (2) the drug that acts on ADHD is an abnormal behavior of the animal such as hyperactivity. It satisfies the improvement of sex (predictive validity) and is very useful as a model animal for human ADHD. Therefore, various test substances are administered to the non-human mammal of the present invention, and the change in abnormal behavior such as hyperactivity in animals in the non-administration group or control substance-administered animals is compared. Alternatively, substances useful for treatment can be evaluated. As a representative example of evaluation, screening of candidate substances can be mentioned, and test items include symptoms, pathological findings, pharmacological tests and the like. Such a step of administering a candidate substance to a non-human mammal exhibiting abnormal behavior of the present invention, (II) a step of assaying a change in abnormal behavior of the non-human mammal, and (III) no candidate substance being administered A screening method for an anti-ADHD drug including a step of selecting a candidate substance that decreases abnormal behavior compared to the case is also one aspect of the present invention. For example, when a candidate substance is administered, if a result that confirms that abnormal behavior such as hyperactivity has been improved is obtained, the used candidate substance can be selected as an anti-ADHD drug. Hyperactivity is suitable as the abnormal behavior to be tested in the screening method.

本発明の非ヒト哺乳動物はまた、(1)動物が示す多動性が統合失調症の患者の症状と似ていること(表面妥当性)、(2)統合失調症に効く薬が動物の多動性を改善すること(予測妥当性)を満たすものであり、ヒト統合失調症のモデル動物としても非常に有用なものである。従って、本発明の非ヒト哺乳動物に種々の被検物質を投与し、非投与群の動物又は対照物質投与動物における多動性の変化を比較することにより、統合失調症の予防及び/又は治療に有用な物質を評価することができる。評価の代表例として候補物質のスクリーニングを挙げることができ、試験項目としては、上記と同様に症状、病理所見、薬理試験等が挙げられる。このような、本発明の異常行動を示す非ヒト哺乳動物に候補物質を投与する工程、(II)該非ヒト哺乳動物の多動性の変化を検定する工程、及び、(III)候補物質を投与しない場合に比べて、多動性が低下する候補物質を選択する工程を含む統合失調症治療薬のスクリーニング方法も、本発明の1つである。例えば、ある候補物質を投与した場合に、多動性が改善されたことが確認できる結果が得られれば、用いた候補物質を統合失調症治療薬として選択することが可能である。   The non-human mammal of the present invention also has (1) that the hyperactivity exhibited by the animal is similar to the symptoms of patients with schizophrenia (surface validity), and (2) drugs that are effective against schizophrenia. It satisfies the improvement of hyperactivity (predictive validity) and is very useful as a model animal for human schizophrenia. Therefore, prevention and / or treatment of schizophrenia is achieved by administering various test substances to the non-human mammal of the present invention and comparing the hyperactivity changes in the animals of the non-administration group or the control substance-administered animals. Useful substances can be evaluated. As a representative example of evaluation, screening of candidate substances can be mentioned, and test items include symptoms, pathological findings, pharmacological tests and the like as described above. The step of administering a candidate substance to such a non-human mammal exhibiting abnormal behavior of the present invention, (II) the step of assaying the hyperactivity change of the non-human mammal, and (III) the candidate substance being administered A screening method for a therapeutic drug for schizophrenia, which includes a step of selecting a candidate substance with reduced hyperactivity as compared with the case where it is not, is also one aspect of the present invention. For example, when a candidate substance is administered, if a result that confirms that hyperactivity has been improved is obtained, the used candidate substance can be selected as a therapeutic drug for schizophrenia.

本発明のスクリーニング方法において、多動性等の異常行動の変化を検定する方法としては特に限定されない。例えば、上記(a)〜(c)の異常行動及び(d)の症状の1又は2以上について、上述した評価方法又は以下の実施例に記載する試験及び方法を行なうことによって、候補物質投与前後における行動の変化を評価することができる。具体的には、多動性の変化は、例えば、赤外線センサー式測定機器(NS−AS01;ニューロサイエンス、東京)によって自発行動量を検出し、検出シグナルを短期データ集録解析システム(DAS−008;ニューロサイエンス、東京)を用いて数値化する方法、Open field test等によって評価することができる。   In the screening method of the present invention, the method for examining changes in abnormal behavior such as hyperactivity is not particularly limited. For example, for one or more of the abnormal behaviors (a) to (c) and the symptom (d), before and after administration of the candidate substance, by performing the above-described evaluation methods or the tests and methods described in the following examples. It is possible to evaluate behavioral changes in Specifically, the change in hyperactivity is detected, for example, by an infrared sensor type measuring instrument (NS-AS01; Neuroscience, Tokyo), and the detected signal is converted into a short-term data acquisition and analysis system (DAS-008; It can be evaluated by a numerical method using Neuroscience, Tokyo), an Open field test, or the like.

候補物質としては、例えば、ペプチド、タンパク、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、細胞培養上清、植物抽出液、哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ブタ、ウシ、ヒツジ、サル、ヒト等)の組織抽出液、血漿等が挙げられる。候補物質は、新規な物質であってもよいし、公知の物質であってもよい。これら候補物質は塩を形成していてもよく、候補物質の塩としては、生理学的に許容される酸や塩基との塩が用いられる。この様な塩としては、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸等の無機酸との塩;酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、蓚酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等の有機酸との塩等が好適である。   Candidate substances include, for example, peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, cell culture supernatants, plant extracts, mammals (eg, mice, rats, pigs, cows, sheep) , Monkeys, humans, etc.) tissue extracts, plasma and the like. The candidate substance may be a novel substance or a known substance. These candidate substances may form salts, and as salts of candidate substances, salts with physiologically acceptable acids and bases are used. Such salts include salts with inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid; acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, Preference is given to salts with organic acids such as succinic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid and benzenesulfonic acid.

試験動物を候補物質で接触させる方法としては、例えば、経口投与、静脈注射、塗布、皮下投与、皮内投与、腹腔投与等が用いられ、試験動物の症状、候補物質の性質等にあわせて適宜選択することができる。また、候補物質の投与量は、投与方法、候補物質の性質等にあわせて適宜選択することができる。   Examples of the method of contacting the test animal with the candidate substance include oral administration, intravenous injection, application, subcutaneous administration, intradermal administration, and intraperitoneal administration. The method is appropriately selected according to the symptom of the test animal and the nature of the candidate substance. You can choose. The dosage of the candidate substance can be appropriately selected according to the administration method, the nature of the candidate substance, and the like.

次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these.

実施例1
1.トランスポゾンを用いる遺伝子改変マウスの作製
(I)Sleeping Beauty(SB)トランスポゼース遺伝子含有トランスジェニックマウス(SBトランスジェニックマウス)の作製
特公表2002−013602号公報及びHorie et al. ; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 : 9191-9196 (2001)(以下、引例Aともいう)に記載されている方法で、SBトランスジェニックマウスを作製した。具体的な方法を、以下に示す。
Example 1
1. Generation of genetically modified mice using transposon (I) Generation of Sleeping Beauty (SB) transposase gene-containing transgenic mice (SB transgenic mice) Japanese Patent Publication No. 2002-013602 and Horie et al .; Proc. Natl. Acad. Sci SB transgenic mice were prepared by the method described in USA 98: 9191-9196 (2001) (hereinafter also referred to as Reference A). A specific method is shown below.

(i)SBトランスジェニックマウスの作製のためのpCX−SBコンストラクトの作製
pSB10プラスミド(Z.Ivics et al.;Cell,91:501-510(1997))からSBトランスポゼース遺伝子を制限酵素SacIIで切断後、平滑化した。そのSB−DNA断片をpCX−EGFPプラスミド(M.Okabe et al.;FEBS Letter,407:313-319(1997))の平滑化されたEcoRIサイトにEGFP断片と入れ換える状態で挿入してPCX−SBコンストラクトを得た後、コンストラクト中のSBトランスポゼース遺伝子の向きを確認した。
(ii)pCX−SBコンストラクトからSBトランスジェニックマウスの作製
プロモーター・SB・PolyA付加シグナルを含むユニットDNA断片をpCX−SBコンストラクトから制限酵素SalI−BamHIで切断し、その後電気泳動して精製した。このDNA断片約5fgをB6C3F2マウス受精卵(C57BL/6の雌とC3Hの雄から生まれたものどうしを掛け合わせたものから得られた受精卵)に移入したのち偽妊娠マウスの卵管に移植することにより、その後20日前後でSBトランスジェニックマウスを作製した。
(I) Preparation of pCX-SB construct for preparation of SB transgenic mouse After cutting SB transposase gene from pSB10 plasmid (Z. Ivics et al .; Cell, 91: 501-510 (1997)) with restriction enzyme SacII , Smoothed. The SB-DNA fragment was inserted into the blunted EcoRI site of the pCX-EGFP plasmid (M.Okabe et al .; FEBS Letter, 407: 313-319 (1997)) in the state of replacing the EGFP fragment, and PCX-SB After obtaining the construct, the orientation of the SB transposase gene in the construct was confirmed.
(Ii) Preparation of SB transgenic mouse from pCX-SB construct A unit DNA fragment containing a promoter / SB / PolyA addition signal was cleaved from pCX-SB construct with restriction enzyme SalI-BamHI and purified by electrophoresis. About 5 fg of this DNA fragment was transferred to a fertilized egg of B6C3F2 mouse (fertilized egg obtained by crossing a C57BL / 6 female and a C3H male) and then transplanted to the oviduct of a pseudopregnant mouse. Thus, SB transgenic mice were produced around 20 days thereafter.

(II)トランスポゾン配列含有トランスジェニックマウスの作製
a)トラップベクターの構築
Horie et al., Molecular and Cellular Biology, vol. 23, No 24, p. 9189-9207(2003)に記載されている方法で、トラップベクターを作製した。具体的な方法を以下に示す。
(II) Production of transgenic mouse containing transposon sequence a) Construction of trap vector
A trap vector was prepared by the method described in Horie et al., Molecular and Cellular Biology, vol. 23, No 24, p. 9189-9207 (2003). A specific method is shown below.

(i)pBluescript II(Stratagene社)のクローニングサイトを、プライマー
5’-GCCG CTCG AGGG CGCG CCAG ATTT AAAT CAGC TTTT GTTC CCTT TAGT GAG-3’ (配列番号1)
及び
5’-CGCA GCGG CCGC ATTT AAAT GAGG CGCG CCGC TCCA ATTC GCCC TATA GTG-3’ (配列番号2)
を用いたpBluescript IIのPCR増幅によってAscI、XhoI、NotI及びSwaIサイトに置換した。PCR生成物である2.9kbのXhoI−NotIフラグメントを、pBS−IR/DR(R,L)(引例A参照)由来のIR/DR(R,L)の0.8kbのXhoI−NotIフラグメントとライゲーションし、逆方向反復配列(inverted repeat)と直接反復配列(direct repeat)に隣接するAscI及びSwaIサイトを含むpBS−IR/DR−ASを得た。
(I) The cloning site of pBluescript II (Stratagene) is used as a primer.
5'-GCCG CTCG AGGG CGCG CCAG ATTT AAAT CAGC TTTT GTTC CCTT TAGT GAG-3 '(SEQ ID NO: 1)
as well as
5'-CGCA GCGG CCGC ATTT AAAT GAGG CGCG CCGC TCCA ATTC GCCC TATA GTG-3 '(SEQ ID NO: 2)
The AscI, XhoI, NotI and SwaI sites were replaced by PCR amplification of pBluescript II using The PCR product 2.9 kb XhoI-NotI fragment was compared to the 0.8 kb XhoI-NotI fragment of IR / DR (R, L) from pBS-IR / DR (R, L) (see Reference A). Ligation yielded pBS-IR / DR-AS containing AscI and SwaI sites flanked by inverted repeats and direct repeats.

(ii)オリゴヌクレオチド
5’-GTAC GGCG CGCC GGTA CCAT TTAA AT-3’ (配列番号3)
及び
5’-GTAC ATTT AAAT GGTA CCGG CGCG CC-3’ (配列番号4)
と、オリゴヌクレオチド
5’-CGTT TAAA CTTA ATTA AGAG CT-3’ (配列番号5)
及び
5’-CTTA ATTA AGTT TAAA CGAG CT-3’ (配列番号6)
をそれぞれアニールすることによって、AscI−KpnI−SwaIサイト及びPme I−PacIサイトを含むリンカーDNAを作製した。TransCX−GFPフラグメントを取り除いた後、pTransCX−GFP:Neo(引例A参照)の特有のKpnI及びSacIサイトそれぞれに各リンカーを挿入し、pAKS:Neo:PPを得た。
(Ii) oligonucleotides
5'-GTAC GGCG CGCC GGTA CCAT TTAA AT-3 '(SEQ ID NO: 3)
as well as
5'-GTAC ATTT AAAT GGTA CCGG CGCG CC-3 '(SEQ ID NO: 4)
And oligonucleotide
5'-CGTT TAAA CTTA ATTA AGAG CT-3 '(SEQ ID NO: 5)
as well as
5'-CTTA ATTA AGTT TAAA CGAG CT-3 '(SEQ ID NO: 6)
Was annealed to prepare linker DNA containing AscI-KpnI-SwaI site and PmeI-PacI site. After removing the TransCX-GFP fragment, each linker was inserted into the peculiar KpnI and SacI sites of pTransCX-GFP: Neo (see Reference A) to obtain pAKS: Neo: PP.

(iii)CAG−EGFPを含むpCX−EGFP−PigA(引例A参照)のSalI−BamHIフラグメント、及び、BamHIで平滑化したNeoカセット(Ishida and Leder, Nucleic Acids Res., Vol. 27:e35 (1999))の256bpのXhoIフラグメントをpBluescript IIのSalIで平滑化したNotIサイトに挿入し、pCAG−GFP−SDを得た。Neoカセットは、マウスhprt遺伝子エクソン8/イントロン8領域由来のスプライスドナー(SD)配列、ヒト顆粒球マクロファージコロニー刺激因子のcDNAの3’非翻訳領域由来のmRNA不安定化シグナルから構成される。 (Iii) SalI-BamHI fragment of pCX-EGFP-PigA (see Reference A) containing CAG-EGFP and Neo cassette blunted with BamHI (Ishida and Leder, Nucleic Acids Res., Vol. 27: e35 (1999) )) 256 bp XhoI fragment was inserted into the NotI site blunted with pBluescript II SalI to obtain pCAG-GFP-SD. The Neo cassette is composed of a splice donor (SD) sequence derived from the mouse hprt gene exon 8 / intron 8 region, and an mRNA destabilization signal derived from the 3 'untranslated region of human granulocyte macrophage colony stimulating factor cDNA.

(iv)ウサギβ−グロビンpoly(A)付加シグナルのXbaIで平滑化したHindIIIフラグメント及び核局在化シグナルを含むlacZ遺伝子のSacII−NotIフラグメントをpRTonZから単離し(堀江恭二ら、未発表データ)、pBluescript IIのXbaI及びSmaIサイト、並びに、SacII及びNotIサイトにそれぞれ挿入し、pLacZ−BSを得た。LacZ−poly(A)の挿入後、HindIIIサイトを平滑化によって削除し、セルフライゲーションさせた。pCAG−GFP−SD由来のCAG−GFP−SDのSalI−XhoIフラグメントをpLacZ−BSのXhoIサイトに挿入し、pLacZ−CAG−GFP−SDを得た。ヒトbcl−2イントロン2/エクソン3スプライスアクセプター(SA)配列を、RETベクター(Ishida et al. : Nucleic Acids Res. 27:e35 (1999))をテンプレートとし、以下のプライマーを用いて増幅した。
5’-CGGC AAGC TTCT CGAG CTGT ATCT CTAA GATG GCTG G-3’ (配列番号7)
5’-GCCA CGGT CGAC GCCT GCAT ATTA TTTC TACT GC-3’ (配列番号8)
配列内リボソーム侵入部位(IRES)を、再度RETベクターをテンプレートとし、以下のプライマーを用いて増幅した。
5’-GGAG CGTC GACT ACGT AAAT TCCG CCCC TCTC CCTC-3’ (配列番号9)
5’-GGAG CGTC GACT ACGT AAAT TCTC CCTC CCC-3’ (配列番号10)
HindIII−SalI SA含有フラグメント及びSalI−BamHI IRES含有フラグメントをpLacZ−CAG−GFP−SDのHindIII及びBamHIサイトに同時にクローン化し、pSA−IRESLacZ−CAG−GFP−SDを得た。
(Iv) Isolation of a lacZ gene SacII-NotI fragment containing a HindIII fragment smoothed with XbaI of the rabbit β-globin poly (A) addition signal and a nuclear localization signal from pRTonZ (Koji Horie et al., Unpublished data) PBluescript II was inserted into the XbaI and SmaI sites of pBluescript II, and the SacII and NotI sites, respectively, to obtain pLacZ-BS. After insertion of LacZ-poly (A), the HindIII site was removed by smoothing and self-ligated. The SalI-XhoI fragment of CAG-GFP-SD derived from pCAG-GFP-SD was inserted into the XhoI site of pLacZ-BS to obtain pLacZ-CAG-GFP-SD. The human bcl-2 intron 2 / exon 3 splice acceptor (SA) sequence was amplified using the RET vector (Ishida et al .: Nucleic Acids Res. 27: e35 (1999)) as a template and the following primers.
5'-CGGC AAGC TTCT CGAG CTGT ATCT CTAA GATG GCTG G-3 '(SEQ ID NO: 7)
5'-GCCA CGGT CGAC GCCT GCAT ATTA TTTC TACT GC-3 '(SEQ ID NO: 8)
The in-sequence ribosome entry site (IRES) was amplified again using the RET vector as a template and the following primers.
5'-GGAG CGTC GACT ACGT AAAT TCCG CCCC TCTC CCTC-3 '(SEQ ID NO: 9)
5'-GGAG CGTC GACT ACGT AAAT TCTC CCTC CCC-3 '(SEQ ID NO: 10)
The HindIII-SalI SA-containing fragment and SalI-BamHI IRES-containing fragment were simultaneously cloned into the HindIII and BamHI sites of pLacZ-CAG-GFP-SD to obtain pSA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD.

(v)SA、IRES、lacZ、poly(A)及びCAG−GFP−SDを含むpSA−IRESLacZ−CAG−GFP−SDのXhoIフラグメントを平滑化し、pBS−IR/DR−ASのEcoRI及びBamHIサイト両方を平滑化した後これらのサイトに挿入し、pTrans−SA−IRESLacZ−CAG−GFP−SDを得た。pTrans−SA−IRESLacZ−CAG−GFP−SDのAscI−SwaIフラグメントをpAKS:Neo:PPのAscI及びSwaIサイトに挿入し、pTrans−SA−IRESLacZ−CAG−GFP−SD:Neoを得た。 (V) Smoothing the XhoI fragment of pSA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD containing SA, IRES, lacZ, poly (A) and CAG-GFP-SD, and both EcoRI and BamHI sites of pBS-IR / DR-AS Was smoothed and inserted into these sites to obtain pTrans-SA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD. The AscI-SwaI fragment of pTrans-SA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD was inserted into the AscI and SwaI sites of pAKS: Neo: PP to obtain pTrans-SA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD: Neo.

b)pTrans−SA−IRESLacZ−CAG−GFP−SD:Neoからのトランスポゾントランスジェニックマウスの作製
得られたpTrans−SA−IRESLacZ−CAG−GFP−SD:NeoをPac Iを用いて直線化し、このDNA断片を受精卵(BDF1マウス×BDF1マウス)に注入した。この受精卵を偽妊娠マウスの卵管に移植することにより、その後20日前後でトランスポゾン配列含有トランスジェニックマウスを作製した。
b) pTrans-SA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD: Production of Transposon Transgenic Mice from Neo The obtained pTrans-SA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD: Neo was linearized using Pac I, and this DNA The fragment was injected into a fertilized egg (BDF1 mouse × BDF1 mouse). By transplanting this fertilized egg into the oviduct of a pseudopregnant mouse, a transgenic mouse containing a transposon sequence was produced around 20 days thereafter.

(III)ダブルトランスジェニックマウスの作製
(I)で作製したSBトランスジェニックマウスと、(II)で作製したトランスポゾン配列含有トランスジェニックマウスとを交配し、ダブルトランスジェニックマウス(シードマウスと呼ぶ)を作製した。遺伝子型の同定は、上述したGFP及びSB遺伝子に特異的なプライマー(引例A参照)を用いて行った。全ての動物実験は、大阪大学ガイドラインに従って行った。
(III) Production of Double Transgenic Mouse The SB transgenic mouse produced in (I) and the transposon sequence-containing transgenic mouse produced in (II) are mated to produce a double transgenic mouse (referred to as a seed mouse). did. The genotype was identified using primers specific to the above-mentioned GFP and SB genes (see Reference A). All animal experiments were performed according to Osaka University guidelines.

(IV)トランスジェニックマウスのスクリーニング
(i)トランスジェニックマウスの選抜
得られた出生直後のシードマウスの尾から採取したDNAをPCR法により分析し、pTrans−SA−IRESLacZ−CAG−GFP−SD:Neo及びpCX−SBを両方有するトランスジェニックマウスを選抜した。pTrans−SA−IRESLacZ−CAG−GFP−SD:Neo及びpCX−SBを両方有するトランスジェニックマウスは、グリーンの蛍光を発しなかった。
(ii)トランスポゼースによりトランスポゾン配列が転位しグリーンの蛍光を発するマウス
上記(II)のa)のpTrans−SA−IRESLacZ−CAG−GFP−SD:Neo及びpCX−SBを両方有するトランスジェニックマウスと、雌の野生型ICRマウスとを交配し、子孫の中から遺伝子改変マウスを得た。得られた出生直後のマウスの尾を切除し、GFP−specified filterを有する蛍光立体顕微鏡(WILD M10、ライカ社製)を用いて蛍光を測定した。検出感度が減少するのを避けるため、毛色の出現以前にスクリーニングを行った。GFPが発現しグリーン蛍光に光る個体を、SBトランスポゼースによりトランスポゾン配列が転位したマウス(遺伝子改変マウス)として選抜した。この遺伝子改変マウスのうち、異常行動を示すマウスを分離し、後述する遺伝子解析を行った。遺伝子解析によりSpsb4遺伝子が改変されていることがわかったマウス(ヘテロ型遺伝子改変マウス:遺伝子型Tp/wt)を二世代以上交配することにより、一対の染色体の両遺伝子においてSpsb4遺伝子が改変されたマウス(ホモ型遺伝子改変マウス:遺伝子型Tp/Tp)を得た。
(IV) Screening of transgenic mice (i) Selection of transgenic mice DNA obtained from the tail of the obtained seed mice immediately after birth was analyzed by PCR, and pTrans-SA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD: Neo And transgenic mice carrying both pCX-SB were selected. pTrans-SA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD: Transgenic mice with both Neo and pCX-SB did not fluoresce green.
(Ii) A mouse in which the transposon sequence is transposed by transposase and emits green fluorescence. Transgenic mouse having both pTrans-SA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD: Neo and pCX-SB of (a) above, and female And wild-type ICR mice were mated to obtain genetically modified mice from the offspring. The tail of the obtained mouse immediately after birth was excised, and the fluorescence was measured using a fluorescence stereomicroscope (WILD M10, manufactured by Leica) having a GFP-specific filter. In order to avoid a decrease in detection sensitivity, screening was performed before the appearance of hair color. Individuals expressing GFP and shining in green fluorescence were selected as mice (transgenic mice) in which the transposon sequence was rearranged by SB transposase. Among these genetically modified mice, mice exhibiting abnormal behavior were isolated and subjected to genetic analysis described below. Mice that were found to have altered Spsb4 gene by genetic analysis (heterogeneous gene-modified mouse: genotype Tp / wt) were crossed for two or more generations, and Spsb4 gene was altered in both genes of a pair of chromosomes. A mouse (homotype-modified mouse: genotype Tp / Tp) was obtained.

2.遺伝子解析
次に、ヘテロ型遺伝子改変マウスの尾のDNAを用いて、トランスポゾン挿入部位をligation mediated PCR(LM−PCR)により決定した(Horie et al., Molecular and Cellular Biology, vol. 23, No 24, p. 9189-9207(2003)を参照)。
図2にSpsb4遺伝子へのトランスポゾンの挿入部位を模式的に示す。Sleeping BeautyトランスポゾンはTA配列へ挿入される。図2の上図は、正常(野生型)のSpsb4遺伝子の部分配列を示し、下図は、SBトランスポゾンが挿入されたSpsb4遺伝子の部分配列を示す。挿入後は、SBトランスポゾンの両側にTA配列が重複する。遺伝子解析の結果、SBトランスポゾンはSpsb4遺伝子のエクソン1とエクソン2との間のイントロン部分の図2に示す部位に挿入されていた。他の部位の変異は確認されなかったため、このSpsb4遺伝子の改変が、マウスの異常行動の原因であると考えられる。
2. Gene analysis Next, the transposon insertion site was determined by ligation-mediated PCR (LM-PCR) using the tail DNA of heterogeneous genetically modified mice (Horie et al., Molecular and Cellular Biology, vol. 23, No 24). , p. 9189-9207 (2003)).
FIG. 2 schematically shows a transposon insertion site into the Spsb4 gene. The Sleeping Beauty transposon is inserted into the TA sequence. The upper diagram of FIG. 2 shows a partial sequence of a normal (wild-type) Spsb4 gene, and the lower diagram shows a partial sequence of the Spsb4 gene into which an SB transposon has been inserted. After insertion, TA sequences overlap on both sides of the SB transposon. As a result of gene analysis, the SB transposon was inserted at the site shown in FIG. 2 in the intron portion between exon 1 and exon 2 of the Spsb4 gene. Since mutations at other sites were not confirmed, this Spsb4 gene modification is considered to be the cause of abnormal behavior in mice.

その挿入部位の配列を基に、以下のプライマーセットを用いたPCR法によって、遺伝子型を同定するシステムを確立した。
図3に、PCR法によるSpsb4変異マウスの同定方法について、模式図を示す。図3の上図は、正常(野生型)マウスのSpsb4遺伝子を示し、下図は、SBトランスポゾンが挿入された変異型遺伝子を示す。図3中、P1、P2及びP3は、以下に示すプライマーを表す。
P1: 5’-AACAAATCAGACAGACAGCATCTGAGGAAC-3’ (配列番号11)
P2: 5’-TAGTCTGTGTTGTCTTATCTTCGAGGCATG-3’ (配列番号12)
P3: 5’-CTTGTGTCATGCACAAAGTAGATGTCC-3’ (配列番号13)
プライマーP1及びP2は、それぞれpTrans−SA−IRESLacZ−CAG−GFP−SD:Neoの外側に位置する。PCRは、HotStarTaq system(Qiagen)を用い、以下の条件下に行った:95℃15分、35サイクル(94℃30秒、55℃30秒、72℃30秒)、次いで最終工程で72℃7分の1サイクル。
Based on the sequence at the insertion site, a system for genotype identification was established by PCR using the following primer set.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for identifying Spsb4 mutant mice by PCR. The upper diagram of FIG. 3 shows the Spsb4 gene of a normal (wild type) mouse, and the lower diagram shows a mutant gene into which an SB transposon has been inserted. In FIG. 3, P1, P2 and P3 represent the primers shown below.
P1: 5'-AACAAATCAGACAGACAGCATCTGAGGAAC-3 '(SEQ ID NO: 11)
P2: 5'-TAGTCTGTGTTGTCTTATCTTCGAGGCATG-3 '(SEQ ID NO: 12)
P3: 5'-CTTGTGTCATGCACAAAGTAGATGTCC-3 '(SEQ ID NO: 13)
Primers P1 and P2 are located outside pTrans-SA-IRESLacZ-CAG-GFP-SD: Neo, respectively. PCR was performed using the HotStarTaq system (Qiagen) under the following conditions: 95 ° C. for 15 minutes, 35 cycles (94 ° C. for 30 seconds, 55 ° C. for 30 seconds, 72 ° C. for 30 seconds), then 72 ° C. for the final step. One minute cycle.

得られたPCR産物は、P1及びP2を用いた場合334bpであり、P3及びP2を用いた場合439bpであった。   The obtained PCR product was 334 bp when P1 and P2 were used, and 439 bp when P3 and P2 were used.

3.異常行動マウスの行動解析
得られたホモ型遺伝子改変マウス、ヘテロ型遺伝子改変マウス及び正常マウスを用いて、後述する試験を行った。なお、マウスの飼育は、以下のように行った。
マウスの飼育条件
遺伝子改変マウス及び正常マウス共に、実験動物の飼育条件として標準的な環境下にて全く同様に飼育した。すなわち、温度23±1℃、湿度50±10%、12時間(明期:8:45〜20:45)の明暗サイクル下において、離乳後は同性のみでの5〜6匹/ケージとし、餌と水を自由に摂取させた。なお、実験には雄性のみを使用した。ホモ型遺伝子改変マウスは、飼育中、正常マウスと比較して、歩行時に不規則に右又は左に旋回する回転運動を頻繁に示した。
3. Behavioral analysis of abnormal behavior mice Using the obtained homozygous gene-modified mice, heterogeneous gene-modified mice and normal mice, the test described below was conducted. The mice were raised as follows.
Breeding conditions for mice Both genetically modified mice and normal mice were bred in exactly the same way under standard conditions as breeding conditions for experimental animals. That is, under a light / dark cycle of temperature 23 ± 1 ° C., humidity 50 ± 10%, 12 hours (light period: 8:45 to 20:45), after weaning, 5-6 animals / cage of the same sex only, And water freely. In the experiment, only males were used. The homozygous genetically modified mice frequently showed a rotational motion that randomly turned to the right or left during walking as compared to normal mice during breeding.

(I)日内リズム (Circadian rhythm)
(i)試験方法
ポリカーボネート製ケージ(35×30×17cm)にマウスを入れ、上部に設置した赤外線検出型自発行動量センサー(NS−AS01;ニューロサイエンス、東京)によって検出したシグナルを短期データ集録解析システム(DAS−008;ニューロサイエンス、東京)を用いて数値化した。測定は各動物7日間継続して実施し、1時間毎のカウント数を算出した。
(ii)評価方法
マウスは通常、暗期に行動量が増加し、明期に行動量が減少する。ホモ型遺伝子改変マウスと野生型マウスの1時間あたりの自発行動量の推移(最大自発運動を示す時間帯)の比較より、日内リズムの差異を判断した。2群間の自発行動量の差異については、反復測定分散分析により算出されるp値を指標として判定した。
(iii)結果
ホモ型遺伝子改変マウスについて、正常マウスと同様に消灯後速やかに自発行動量の増加が認められ、5〜6時間持続した。この結果を図1に示す。7日間の連続測定で見られた自発行動量の日内リズムにおいては、ホモ型遺伝子改変マウスと正常マウスの間に差異は認められなかった。しかしながら、ホモ型遺伝子改変マウスの自発行動量は、正常マウスと比べて著明に増加していた[Repeated measures ANOVA:genotype, F(1,7)=7.908, p=0.0261 (p<0.05); time, F(167,1169)=11.172, p<0.0001; time×genotype, F(167,1169)=3.664, p<0.0001].
(iv)評価
ホモ型遺伝子改変マウスは、活動期の日内リズムは保たれているが、正常動物に比べて著明な自発行動の増大を示すと評価した。
(I) Circadian rhythm
(I) Test method A mouse is placed in a polycarbonate cage (35 x 30 x 17 cm), and short-term data acquisition analysis of signals detected by an infrared detection type self-issued dynamic sensor (NS-AS01; Neuroscience, Tokyo) installed at the top Quantification was performed using a system (DAS-008; Neuroscience, Tokyo). The measurement was carried out continuously for 7 days for each animal, and the count number per hour was calculated.
(Ii) Evaluation method The amount of behavior of a mouse usually increases during the dark period and decreases during the light period. Differences in circadian rhythms were determined by comparing the changes in the amount of spontaneous movement per hour between the homozygous genetically modified mouse and the wild-type mouse (time zone showing the maximum spontaneous movement). About the difference of the self-issue amount of movement between 2 groups, it determined by using p value calculated by repeated measurement ANOVA as a parameter | index.
(Iii) Results Regarding the homozygous gene-modified mice, an increase in the amount of spontaneous movement was recognized immediately after extinction, as in the normal mice, and it lasted for 5 to 6 hours. The result is shown in FIG. No difference was found between homozygous genetically modified mice and normal mice in the diurnal rhythm of spontaneous movement observed in 7 days of continuous measurement. However, the self-issued amount of homozygous gene-modified mice was markedly increased compared to normal mice [Repeated measurements ANOVA: genotype, F (1,7) = 7.908, p = 0.0261 (p <0.05); time, F (167, 1169) = 11.172, p <0.0001; time × genotype, F (167, 1169) = 3.664, p <0.0001].
(Iv) Evaluation It was evaluated that homogenous genetically modified mice maintained a circadian rhythm during the active period but showed a marked increase in spontaneous behavior compared to normal animals.

(II)不安の検定
(i)試験方法
不安行動は、高架式十字迷路試験により評価した。壁のない2本のアーム(オープンアーム)と側壁のある2本のアーム(クローズドアーム)が交差する構造を有する高架式十字迷路(高さ50cm、アーム幅10cm、壁高30cm)の中央にマウスの頭がオープンアームの方向となるように置き、5分間のオープンアームでの滞在時間、オープンアームへの進入回数、クローズドアームでの滞在時間、クローズドアームへの進入回数及びヘッドディップス(オープンアームの覗き込み回数)を記録した。
(ii)評価方法
マウスは通常、閉鎖的で暗い場所を好む性質を有する。したがって、本試験で正常マウスは、開放的なオープンアームより閉鎖的なクローズドアームに長く滞在することが観察される。また、マウスの不安感の増加に伴い、オープンアームへの進入及び滞在が減少することが知られている。そこで、各測定項目について正常マウスの測定値を基準として群間検定(Student’s t−test)を行い、その中で特にオープンアームへの滞在時間及び進入回数に有意差が認められた場合、マウスの不安行動が変化しているものとして評価した。
(iii)結果
正常マウスに比べて、ホモ型遺伝子改変マウスではオープンアームでの滞在時間の増加(図4A)とそれに対応するクローズドアームでの滞在時間の減少(図4B)が観察された。また、ホモ型遺伝子改変マウスではヘッドディップスの回数(図4C)が増加していた(Student’s t−test:*P<0.05、**P<0.01、正常マウスに対して)。一方、オープンアームへの進入回数(正常マウス:4.00±0.80、ホモ型遺伝子改変マウス:7.13±1.37、p=0.0689)及びクローズドアームへの進入回数(正常マウス:11.9±1.60、ホモ型遺伝子改変マウス:12.9±1.49、p=0.6544)については、両群間で差異は認められなかった。
(iv)評価
ホモ型遺伝子改変マウスでは、正常マウスに比べて不安感情が低下している、あるいは衝動性が増大していると評価した。
(II) Anxiety test (i) Test method Anxiety behavior was evaluated by an elevated plus maze test. Mouse in the middle of an elevated plus maze (50 cm high, arm width 10 cm, wall height 30 cm) with a structure where two arms without walls (open arms) and two arms with side walls (closed arms) intersect Set the head of the arm in the direction of the open arm, 5 minutes stay in the open arm, number of times to enter the open arm, time to stay in the closed arm, number of times to enter the closed arm and head dips (open arm The number of peeping) was recorded.
(Ii) Evaluation method Mice usually have the property of preferring closed and dark places. Therefore, in this study, it is observed that normal mice stay longer in closed closed arms than in open arms. In addition, it is known that as the anxiety of the mouse increases, entry and stay in the open arm decrease. Therefore, an inter-group test (Student's t-test) is performed on the basis of the measurement values of normal mice for each measurement item, and in particular, when a significant difference is observed in the stay time and the number of times of entry to the open arm, The mice were evaluated as having changed anxiety behavior.
(Iii) Results Compared with normal mice, an increase in the residence time in the open arm (FIG. 4A) and a corresponding decrease in the residence time in the closed arm (FIG. 4B) were observed in the homozygous genetically modified mice. In addition, the number of head dips (FIG. 4C) increased in homozygous genetically modified mice (Student's t-test: * P <0.05, ** P <0.01, relative to normal mice) . On the other hand, the number of times of entry into the open arm (normal mouse: 4.00 ± 0.80, homozygous gene-modified mouse: 7.13 ± 1.37, p = 0.0689) and the number of times of entry into the closed arm (normal mouse) : 11.9 ± 1.60, homozygous genetically modified mice: 12.9 ± 1.49, p = 0.6544), no difference was observed between the two groups.
(Iv) Evaluation In homozygous genetically modified mice, it was evaluated that anxiety feeling was reduced or impulsiveness was increased as compared with normal mice.

(III)オープンフィールドテスト(Open field test)
(i)試験方法
灰色のアクリル製円形オープンフィールド(直径60cm、高さ35cm)の中央にマウスをおき、その後5分、10分における外円歩行量、内円歩行量、内円への進入回数、内円での滞在時間、rearing回数、climbing回数、grooming時間、及び移動潜時(歩行を開始するまでの時間)を測定した。
(ii)評価方法
上述のようにマウスは通常、閉鎖的で暗い場所を好む性質を有する。したがって、本試験で正常マウスは、開放的な中心部より周辺部に長く滞在することが観察される。また本試験では、装置への馴化も含むマウスの不安感の低下に伴い、中心部への進入及び滞在が増加することが知られている。更に、本フィールド内に記された区画間の移動(内円歩行量及び外円歩行量)は、マウスの自発行動量の指標と考えられている。そこで各測定項目について、一元配置分散分析及び事後検定(Bonferroni/Dunn test)を実施し、有意差が認められた項目に応じて、マウスの不安又は自発行動の変化として評価した。
(iii)結果
正常マウス及びヘテロ型遺伝子改変マウスに比べて、ホモ型遺伝子改変マウスでは内円歩行量(図5A)[ANOVA:F(2、11)=7.234、p=0.0099]及び外円歩行量(図5B)[ANOVA:F(2、11)=10.593、p=0.0027]共に増加していた(post−hoc Bonferroni/Dunn test:*P<0.05、 **P<0.01、正常マウスに対して)。一方、その他の測定項目においては、群間で差異は認められなかった。結果を表1に示す。
(III) Open field test
(I) Test method A mouse is placed in the center of a gray acrylic circular open field (diameter 60 cm, height 35 cm), and the outer circle walking amount, inner circle walking amount, and number of times of entering the inner circle after 5 minutes and 10 minutes. The stay time in the inner circle, the number of rearing, the number of climbing, the grinding time, and the movement latency (time until the start of walking) were measured.
(Ii) Evaluation method As described above, a mouse usually has a property of preferring a closed and dark place. Therefore, in this test, it is observed that normal mice stay longer in the periphery than in the open center. Moreover, in this test, it is known that the approach and stay to the center increase as the anxiety of the mouse, including habituation to the device, decreases. Furthermore, the movement between the compartments described in this field (inner circle walking amount and outer circle walking amount) is considered as an index of the self-issued movement amount of the mouse. Therefore, one-way analysis of variance and post hoc test (Bonferroni / Dunn test) were performed for each measurement item, and evaluation was made as a change in anxiety or self-issue of the mouse depending on the item in which a significant difference was observed.
(Iii) Results Compared with normal mice and heterogeneous gene-modified mice, the amount of inner circle walking in homozygous gene-modified mice (FIG. 5A) [ANOVA: F (2, 11) = 7.234, p = 0.0099] And the amount of walking in the outer circle (FIG. 5B) [ANOVA: F (2, 11) = 10.593, p = 0.527] (post-hoc Bonferroni / Dunn test: * P <0.05, ** P <0.01, relative to normal mice). On the other hand, there was no difference between groups in other measurement items. The results are shown in Table 1.

(iv)評価
正常マウスに比べて、ホモ型遺伝子改変マウスの内円区画での行動量が増加している点について、不安感情の低下又は行動量の増加を反映しているものと評価した。
(Iv) Evaluation The amount of behavior in the inner circle compartment of homozygous gene-modified mice was increased compared to normal mice, and was evaluated as reflecting a decrease in anxiety feeling or an increase in behavior.

(IV)認知機能
(i)試験方法
認知機能は新奇対象物探索試験により評価した。アクリル製のオープンフィールド(30×30×35cm)に設置した2つの物質(円柱の積木、ゴルフボール及びコンセントのアダプターから選択される2つの物質)に対する探索嗜好性を基に算出した。まず対象物を設置しない実験装置に3日間(10分間/日)動物を慣らした後、異なる2つの物質を置いた装置内で10分間自由に探索させた(訓練試行)。24時間後、2つのうち1つを新奇対象物と置換した装置内で5分間自由に探索させた(保持試行)。訓練試行、及び保持試行において、2つの対象物に対するそれぞれの探索時間を測定した。訓練試行時においては、総探索時間に対するいずれかの対象物への探索時間の割合(%)を、保持試行においては総探索時間に対する新奇対象物への探索時間の割合(%)を探索嗜好性(exploratory preference:EP)として示した。新奇物質を探索した時間をA、訓練試行時と同じ物質を探索した時間をBとした場合、探索嗜好性(%)=A/(A+B)×100として算出される。
(ii)評価方法
マウスは通常、新奇物質に対して好奇心を示す。従って、正常マウスは、訓練試行では2つの物質に対して同程度の探索行動を示すのに対して、保持試行においては新奇物質に対してより強い探索嗜好性を示す。すなわち、EPは、訓練試行では約50%、保持試行では50%を大きく上回ることになる。一方、認知機能の低下した動物では、訓練試行時の物質を覚えていないため、保持試行における新奇物質への探索行動が減少する。本試験では、一元配置分散分析及び事後検定(Bonferroni/Dunn test)において、保持試行でのEPに有意な減少が認められた場合、マウスの視覚的認知機能が低下していると評価した。
(iii)結果
訓練試行において、正常マウス、ヘテロ型遺伝子改変マウス及びホモ型遺伝子改変マウスの群間にEP、探索行動時間及び行動量の差異は認められなかった[EP、ANOVA: F(2、11)=0.639、p=0.5463]が、保持試行において、ホモ型遺伝子改変マウスのEPは正常マウスに比べて低値であった(図6)[ANOVA:F(2、11)=5.124、p=0.0268;post−hoc Bonferroni/Dunn test:**P<0.01、正常マウスに対して]。なお、保持試行時の探索行動時間及び行動量については、3群間に差異は観察できなかった。表2に結果を示す。
(IV) Cognitive function (i) Test method Cognitive function was evaluated by a novel object search test. It calculated based on the search preference with respect to two substances (two substances selected from a cylinder block, a golf ball, and an adapter of an outlet) installed in an acrylic open field (30 × 30 × 35 cm). First, an animal was acclimatized for 3 days (10 minutes / day) in an experimental apparatus in which an object was not placed, and then allowed to freely search for 10 minutes in an apparatus in which two different substances were placed (training trial). After 24 hours, they were allowed to search freely for 5 minutes in a device in which one of the two was replaced with a novel object (holding trial). In the training trial and the retention trial, the search time for each of the two objects was measured. In the training trial, the ratio (%) of the search time for any object to the total search time, and in the holding trial, the ratio (%) of the search time for the novel object to the total search time. (Exploratory preference: EP). Assuming that the time for searching for a novel substance is A and the time for searching for the same substance as in the training trial is B, search preference (%) = A / (A + B) × 100 is calculated.
(Ii) Evaluation method Mice usually show curiosity for novel substances. Therefore, normal mice show a similar search behavior for the two substances in the training trial, while showing a stronger search preference for the novel substance in the holding trial. That is, the EP will be significantly higher than about 50% for training trials and 50% for holding trials. On the other hand, animals with reduced cognitive function do not remember the substance at the time of the training trial, so the search behavior for a novel substance in the holding trial decreases. In this study, in the one-way analysis of variance and post hoc test (Bonferroni / Dunn test), when a significant decrease in EP in the retention trial was observed, it was evaluated that the visual cognitive function of the mouse was reduced.
(Iii) Results In the training trial, there was no difference in EP, exploratory action time and action amount between the group of normal mice, heterogeneous genetically modified mice and homozygous genetically modified mice [EP, ANOVA: F (2, 11) = 0.639, p = 0.5463], but in the retention trial, the EP of the homozygous gene-modified mouse was lower than that of the normal mouse (FIG. 6) [ANOVA: F (2, 11) = 5.124, p = 0.0268; post-hoc Bonferroni / Dunn test: ** P <0.01, for normal mice]. In addition, about the search action time and action amount at the time of a holding trial, a difference was not observable between three groups. Table 2 shows the results.

(iv)評価
ホモ型遺伝子改変マウスでは、正常マウスに比べて、認知機能ならびに注意力が低下していると評価した。
(Iv) Evaluation It was evaluated that cognitive function and attention were reduced in homozygous genetically modified mice compared to normal mice.

(V)攻撃性(Aggressive behaviors)
(i)試験方法
各マウスを飼育環境より小さなポリカーボネート製ケージ(20×12×10cm)に移し、10分間馴らした後、別ケージにて飼育した同性同週齢のC57BL/6J系マウス(日本SLCより購入)を新奇侵入マウスとして導入し、その後の行動を解析した。解析は10分間行い、侵入マウスに対する社会行動(にじり寄り、潜り込み)と攻撃及び敵対行動(噛みつき、尾の振戦、毛繕い)を攻撃行動として、その回数及びその時間を測定した。
(ii)評価方法
マウスは通常、新奇侵入動物に対して警戒心及び敵対心を示す。しかしながら、正常マウスでは、同系統の動物に対して攻撃行動を示すことは極めて少ない。本試験では、各測定項目について正常マウスの測定値を基準として群間検定(t−検定)を行い、有意差が認められた項目に応じて、マウスの攻撃性又は社会的行動の変化として評価した。
(iii)結果
正常マウスに比べて、ホモ型遺伝子改変マウスでは侵入マウスに対するにじり寄り行動(図7A)及び総接触時間(図7B)の減少が認められた(Student’s t−test: *P<0.05、正常マウスに対して)。一方、その他の測定項目においては、両群間で差異は認められなかった。結果を表3に示す。
(V) Aggressive (aggressive behaviors)
(I) Test method Each mouse was transferred to a cage made of polycarbonate (20 × 12 × 10 cm) smaller than the breeding environment, acclimated for 10 minutes, and then the same-sex same-age C57BL / 6J mouse (Japan SLC) More) was introduced as a novel invasion mouse, and the subsequent behavior was analyzed. The analysis was carried out for 10 minutes, and the number of times and the time were measured by taking the social behavior (intrusion, dive), attack and hostile behavior (biting, tail tremor, hair repair) as attacking behavior.
(Ii) Evaluation Method Mice usually show vigilance and hostility against newly invading animals. However, normal mice rarely show aggressive behavior against animals of the same strain. In this test, a test between groups (t-test) is performed for each measurement item based on the measurement value of normal mice, and the change is evaluated as a change in aggression or social behavior of the mouse depending on the item for which a significant difference is observed. did.
(Iii) Results Compared with normal mice, homozygous genetically modified mice showed a decrease in creeping behavior (FIG. 7A) and total contact time (FIG. 7B) with respect to the invading mice (Student's t-test: * P <0.05 against normal mice). On the other hand, there was no difference between the two groups in other measurement items. The results are shown in Table 3.

(iv)評価
ホモ型遺伝子改変マウスでは、正常マウスに比べて、社会行動(接触)の低下が見られるものの、攻撃性は発現していないと評価した。
(Iv) Evaluation Although homogenous genetically modified mice showed a decrease in social behavior (contact) compared to normal mice, it was evaluated that no aggressiveness was expressed.

4.マウスへの薬投与試験試験
(i)試験方法
塩酸メチルフェニデート(化学名:メチルα−フェニル−2−ピペリジンアセテート塩酸塩)は生理食塩水に溶解し、クロザピン(化学名:8−クロロ−11−(4−メチルピペラジン−1−イル)−5H−ジベンゾ[b,e][1,4]ジアゼピン)は0.5%カルボキシメチルセルロースに懸濁し、それぞれ行動解析開始の30分前に体重あたり0.5mg/kg及び3mg/kgの用量で経口投与した。日内リズムの試験と同様、マウスをポリカーボネート製ケージ(35×30×17cm)に入れ、20:00〜翌日8:00までの自発運動量を計測した。なお、メチルフェニデートの投与試験においては、ホモ型遺伝子改変マウスをC57BL/6J系マウスと3回交配したマウスを用いた。
(ii)評価方法
薬物投与群及び非投与群の各マウスの21:00〜3:00までの自発運動量の積算値を産出し、一元配置分散分析及び事後検定(Tukey−Kramer test)において算出されるp値を指標として判定した。
(iii)結果
正常マウスの暗期での自発行動に影響を与えない用量の塩酸メチルフェニデート及びクロザピン(図8A及び図9)は、ホモ型遺伝子改変マウスの自発行動量の増大に対して抑制効果を示し、正常マウスレベルまで改善した(図8B及び図9)[図9、ANOVA:F(5、21)=8.674、p=0.0001;post−hoc Tukey−Kramer test:**P<0.01、正常マウスに対して;++P<0.01、薬物非投与群に対して]。
(iv)評価
ホモ型遺伝子改変マウスの多動性は、ADHD治療薬及び統合失調症治療薬に感受性を示し、本行動がこれら疾患に関連する病態を反映するものと評価した。
4). Drug administration test to mice (i) Test method Methylphenidate hydrochloride (chemical name: methyl α-phenyl-2-piperidine acetate hydrochloride) is dissolved in physiological saline and clozapine (chemical name: 8-chloro-11). -(4-Methylpiperazin-1-yl) -5H-dibenzo [b, e] [1,4] diazepine) is suspended in 0.5% carboxymethylcellulose and 0% per body weight 30 minutes before the start of behavioral analysis. Orally administered at doses of 5 mg / kg and 3 mg / kg. As in the circadian rhythm test, mice were placed in a polycarbonate cage (35 × 30 × 17 cm), and the amount of spontaneous exercise was measured from 20:00 to 8:00 the next day. In the methylphenidate administration test, mice obtained by crossing homozygous gene-modified mice with C57BL / 6J mice three times were used.
(Ii) Evaluation method An integrated value of the spontaneous exercise amount from 21: 00 to 3:00 of each mouse in the drug administration group and the non-administration group is produced, and is calculated in a one-way analysis of variance and a post-test (Tukey-Kramer test). P value was determined as an index.
(Iii) Results The doses of methylphenidate hydrochloride and clozapine hydrochloride (FIGS. 8A and 9) that do not affect the spontaneous behavior in the dark period of normal mice are suppressed against the increase in the spontaneous activity of homozygous genetically modified mice. Showed effect and improved to normal mouse level (FIG. 8B and FIG. 9) [FIG. 9, ANOVA: F ( 5,21 ) = 8.674, p = 0.0001; post-hoc Tukey-Kramer test: ** P <0.01 for normal mice; ++ P <0.01 for non-drug group].
(Iv) Evaluation The hyperactivity of homozygous gene-modified mice was sensitive to ADHD drugs and schizophrenia drugs, and this behavior was evaluated to reflect the pathological conditions associated with these diseases.

実施例2
ジーンターゲティング法によるSpsb4遺伝子への変異導入と表現型解析
トランスポゾンを用いて作製した変異マウスの表現型の原因遺伝子がSpsb4遺伝子であることを確認するために、ES細胞でのジーンターゲティング法を用いてSpsb4遺伝子へ変異を導入したマウスを作製し、表現型解析を行なった。以下、その具体的な手順を示す。
Example 2
Mutation introduction and phenotype analysis to Spsb4 gene by gene targeting method In order to confirm that the causative gene of the phenotype of the mutant mouse prepared using transposon is Spsb4 gene, gene targeting method in ES cells was used. Mice in which mutations were introduced into the Spsb4 gene were prepared and phenotypic analysis was performed. The specific procedure is shown below.

1. ES細胞への変異導入
Spsb4遺伝子断片(配列番号14)を含むbacterial artificial chromosome(BAC)は、BACPAC Resources Center at Children’s Hospital Oakland Research Institute, Oakland, California, USAから入手した。このSpsb4遺伝子断片(配列番号14)を含むBAC内へ、Liu et al.によるBAC recombineering法(Genome Research, vol. 13, no. 3, p. 476-484, 2003)を用いて、図10最上段に示す2つのloxP配列及びneo遺伝子を挿入した。さらに、第1イントロンから第2イントロンにかけての領域をプラスミドベクターへクローニングし、ターゲティングベクターとした。このベクターを、マウス由来のES細胞へエレクトロポレーション法により導入し、neo耐性コロニーの中から、図10のStepIに示す相同組換えによってES細胞のゲノムへ変異の導入された細胞株を得た。ES細胞ゲノムに導入された変異の確認は、図10並びに図11A及びBに示すように、ゲノムDNAをBstZ17I又はKpnIで切断後、Spsb4遺伝子領域のプローブ及びneo遺伝子内のプローブを用いたサザンブロット法により行なった。図11Aは、サザンブロット法において図10のprobe A及びBを用いた解析結果であり、図11Bは、図10のprobe neoを用いた解析結果である。図11A及びBに示すように、野生型(wt/wt)では検出されないDNAのバンドが検出されたことから、Spsb4遺伝子にloxP配列及びneo遺伝子が挿入されたことが分かった。
1. Mutation Introduction into ES Cells A bacterial artificial chromosome (BAC) containing the Spsb4 gene fragment (SEQ ID NO: 14) was obtained from BACPAC Resources Center at Children's Hospital Oakland Research Institute, Oakland, California, USA. Into the BAC containing this Spsb4 gene fragment (SEQ ID NO: 14), the BAC recombineering method (Genome Research, vol. 13, no. 3, p. 476-484, 2003) by Liu et al. Two loxP sequences shown in the upper row and the neo gene were inserted. Furthermore, the region from the first intron to the second intron was cloned into a plasmid vector to obtain a targeting vector. This vector was introduced into mouse-derived ES cells by electroporation, and a cell line in which mutations were introduced into the genome of ES cells by homologous recombination shown in Step I of FIG. 10 was obtained from neo-resistant colonies. . As shown in FIG. 10 and FIGS. 11A and B, the mutation introduced into the ES cell genome is confirmed by Southern blotting using a probe in the Spsb4 gene region and a probe in the neo gene after digesting the genomic DNA with BstZ17I or KpnI. This was done by law. FIG. 11A shows the result of analysis using probe A and B in FIG. 10 in Southern blotting, and FIG. 11B shows the result of analysis using probe neo in FIG. As shown in FIGS. 11A and 11B, since a DNA band that was not detected in the wild type (wt / wt) was detected, it was found that the loxP sequence and the neo gene were inserted into the Spsb4 gene.

2. 遺伝子改変マウスの作製
上記で作製したSpsb4遺伝子を改変したES細胞を、マウスの胚盤胞へ注入し、さらに偽妊娠マウスの子宮へ移植して、雄のキメラマウス(Neo/wt)を得た。一方、実施例1において作製したヘテロ型Spsb4変異マウス(Tp/wt)をCAG−Creマウス(Sakai K. and Miyazaki J, Biochemical and Biophysical Research Communications, vol 237, no. 2, p. 318-324, 1997)と交配し、Spsb4遺伝子がヘテロ変異型(Tp/wt)で、かつ、CAG−Creトランスジーンを有す雌マウスを作製した(Tp/wt、CAG−Cre)。一般に、CAG−Creトランスジーンを有す雌マウスでは、Creタンパクが卵に蓄積しているために、loxP配列を有す雄マウスに交配すると、受精直後にloxP間の組換えが高頻度に生じることが知られている。そこで、図12に示すように、雌のTp/wt、CAG−Creマウスを、雄のNeo/wtマウスと交配すると、図10のStepIIに示す組換えによって、第2エクソンが欠失したアレル(Delアレル)が得られた。Spsb4遺伝子の翻訳領域の大部分はエクソン2に存在するので、このエクソンの欠失は、遺伝子機能を完全に不活化すると考えられる。図12の交配で得られた産仔の中で、Spsb4遺伝子がTp/Delの遺伝型の個体がTp/Tpと同一の表現型を示すか否かを、次項に示す方法で解析した。
2. Production of genetically modified mice ES cells modified with the Spsb4 gene produced above were injected into mouse blastocysts and further transplanted into the uterus of pseudopregnant mice to obtain male chimeric mice (Neo / wt) . On the other hand, the hetero-type Spsb4 mutant mouse (Tp / wt) prepared in Example 1 was transformed into a CAG-Cre mouse (Sakai K. and Miyazaki J, Biochemical and Biophysical Research Communications, vol 237, no. 2, p. 318-324, 1997) and a female mouse having the Spsb4 gene heterozygous (Tp / wt) and having a CAG-Cre transgene was prepared (Tp / wt, CAG-Cre). In general, in female mice having a CAG-Cre transgene, Cre protein accumulates in eggs, so when mated with male mice having a loxP sequence, recombination between loxPs occurs frequently immediately after fertilization. It is known. Therefore, as shown in FIG. 12, when female Tp / wt, CAG-Cre mice are mated with male Neo / wt mice, the allele (2) exon is deleted by recombination shown in Step II of FIG. Del allele) was obtained. Since most of the translational region of the Spsb4 gene is present in exon 2, this exon deletion is thought to completely inactivate gene function. Among the offspring obtained by the crossing in FIG. 12, whether or not an individual having the Spsb4 gene Tp / Del genotype shows the same phenotype as Tp / Tp was analyzed by the method described in the next section.

loxP間の組換えを調べるために用いたPCR primer(図10)の配列を、以下に示す。
Primer1 5'-TAATGAGGGGTTTGGAACAGTGCTGTCTGG-3' (配列番号15)
Primer2 5'-GTCTTAAAATGTAACCAGGCTTGGGAAACA-3' (配列番号16)
Primer3 3 5'-TTAGCAACTGCTGGGACAGTTCACACAATC-3' (配列番号17)
PCRにはHotStarTaq system(Qiagen)を用い、以下の条件下にて反応を行なった:95℃15分を1サイクル、(94℃30秒、55℃30秒、72℃30秒)を35サイクル、72℃7分を1サイクル。
The sequence of the PCR primer (FIG. 10) used to examine recombination between loxPs is shown below.
Primer 1 5′-TAATGAGGGGTTTGGAACAGTGCTGTCTGG-3 ′ (SEQ ID NO: 15)
Primer2 5′-GTCTTAAAATGTAACCAGGCTTGGGAAACA-3 ′ (SEQ ID NO: 16)
Primer3 3 5'-TTAGCAACTGCTGGGACAGTTCACACAATC-3 '(SEQ ID NO: 17)
PCR was performed using HotStarTaq system (Qiagen) under the following conditions: 95 ° C for 15 minutes for 1 cycle, (94 ° C for 30 seconds, 55 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 30 seconds) for 35 cycles, One cycle of 7 minutes at 72 ° C.

3. 表現型解析
オープンフィールドテストにおける移動距離と移動軌跡とを指標として、Tp/Delマウス及びTp/Tpマウスの表現型を解析した。
3. Phenotype analysis The phenotypes of Tp / Del mice and Tp / Tp mice were analyzed using the distance and locus of movement in the open field test as indices.

(i)マウスの飼育条件
野生型マウス(wt/wtマウス)及び遺伝子改変マウス(Tp/Delマウス及びTp/Tpマウス)をそれぞれ、実験動物の飼育条件として標準的な環境下にて全く同様に飼育した。すなわち、温度23±1℃、湿度50±10%、12時間(明期:8:45〜20:45)の明暗サイクル下において、離乳後は同性のみで飼育し、餌と水を自由に摂取させた。
(I) Breeding conditions for mice Wild-type mice (wt / wt mice) and genetically modified mice (Tp / Del mice and Tp / Tp mice) were respectively treated in the same manner under standard conditions as breeding conditions for experimental animals. Raised. That is, under the light-dark cycle of temperature 23 ± 1 ° C, humidity 50 ± 10%, 12 hours (light period: 8:45 to 20:45), the animals are reared only after being weaned, and freely ingested with food and water. I let you.

(ii)試験方法
灰色のアクリル製円形オープンフィールド(直径60cm、高さ35cm)の中央にマウスを置き、Etho Visionトラッキングシステム(ブレインサイエンス、大阪)を用いて10分毎の移動距離を解析するとともに、合計60分間の総移動距離を算出した。また、オープンフィールドにマウスを置いてから最初の150秒間の行動軌跡を比較した。10分毎の移動距離の推移の比較には反復測定分散分析を、60分間の総移動距離の比較には一元配置分散分析及び事後検定(Bonferroni’s test)をそれぞれ実施し、算出されるp値を指標として判定した。
(Ii) Test method A mouse is placed in the center of a gray acrylic circular open field (diameter 60 cm, height 35 cm), and the travel distance every 10 minutes is analyzed using the Etho Vision tracking system (Brain Science, Osaka). The total travel distance for a total of 60 minutes was calculated. In addition, the behavior trajectories for the first 150 seconds after the mouse was placed in the open field were compared. P is calculated by performing repeated measures analysis of variance for comparison of movement distance every 10 minutes, and one-way analysis of variance and Bonferroni's test for comparison of total movement distance of 60 minutes. The value was determined as an index.

(iii)結果
図13A及びBに示すように、wt/wtマウスと比較してTp/Tpマウスにおいて10分毎の移動距離の推移(図13A)及び60分間の総移動距離(図13B)が有意に増加することが認められた[Repeated measures ANOVA: genotype, F(1,18)=17.865, p=0.0005 (p<0.001); time, F(5,90)=0.868, p=0.5062; genotype × time; F(5,90)=2.359, p=0.0463 (p<0.05): Student’s t−test; ***p<0.001 vs. wt/wt]。
(Iii) Results As shown in FIGS. 13A and B, the transition of the travel distance every 10 minutes (FIG. 13A) and the total travel distance for 60 minutes (FIG. 13B) in the Tp / Tp mice compared to the wt / wt mice. Significant increases were observed [Repeated measurements ANOVA: genotype, F (1,18) = 17.865, p = 0.0005 (p <0.001); time, F (5,90) = 0 868, p = 0.05062; genotype × time; F (5,90) = 2.359, p = 0.0463 (p <0.05): Student's t-test; *** p <0 .001 vs. wt / wt].

同様に、wt/wtと比較してTp/Delでは10分毎の移動距離の推移(図13C)及び60分間の総移動距離(図13D)が有意に増加することが認められた[Repeated measures ANOVA: genotype, F(2,27)=4.981, p=0.0144 (p<0.05); time, F(5,135)=11.838, p<0.0001; genotype × time, F(5,135)=1.54, p=0.1319: post hoc Bonferroni’s test; *p<0.05 vs. wt/wt: ANOVA: F(2,27)=4.981, p=0.0144: post−hoc Bonferroni’s test; *p<0.05 vs. wt/wt.]。
さらに図14に示すように、オープンフィールド試験の開始初期(試験開始から最初の150秒間)においては、wt/wtマウス(図14A及びC)は、主にオープンフィールドの周囲の壁沿いを探索歩行するのに比較して、Tp/Tpマウス(図14B)及びTp/Delマウス(図14E)はオープンフィールドの中央部に出て探索行動を示した。
Similarly, in Tp / Del, it was recognized that the transition of the movement distance every 10 minutes (FIG. 13C) and the total movement distance for 60 minutes (FIG. 13D) increased significantly compared to wt / wt [Repeated measurements]. ANOVA: genotype, F (2,27) = 4.981, p = 0.144 (p <0.05); time, F (5,135) = 11.838, p <0.0001; genotype × time , F (5,135) = 1.54, p = 0.1319: post hoc Bonferroni's test; * p <0.05 vs. wt / wt: ANOVA: F (2,27) = 4.981, p = 0.0144: post-hoc Bonferroni's test; * p <0.05 vs. wt / wt. ].
Further, as shown in FIG. 14, at the beginning of the open field test (the first 150 seconds from the start of the test), wt / wt mice (FIGS. 14A and C) mainly walk along the wall around the open field. In comparison, Tp / Tp mice (FIG. 14B) and Tp / Del mice (FIG. 14E) showed exploratory behavior in the middle of the open field.

(iv)評価
Tp/Delマウスは、実施例1で作製したTp/Tpマウス(ホモ型遺伝子マウス)と類似した表現型(多動及び不安感情の低下)を示すと評価した。
(Iv) Evaluation Tp / Del mice were evaluated to exhibit a phenotype (hyperactivity and reduced anxiety) similar to the Tp / Tp mice (homotype gene mice) prepared in Example 1.

実施例1及び2より、Spsb4遺伝子の異常が、ADHD及び統合失調症と関連していることが分かった。従って、Spsb4遺伝子が改変された本発明の非ヒト哺乳動物は、ヒトADHD及びヒト統合失調症のモデル動物として有用であることが分かった。   From Examples 1 and 2, it was found that the Spsb4 gene abnormality was associated with ADHD and schizophrenia. Therefore, it was found that the non-human mammal of the present invention in which the Spsb4 gene was modified is useful as a model animal for human ADHD and human schizophrenia.

本発明の遺伝子改変非ヒト哺乳動物は、ヒトADHD及び統合失調症のモデル動物として、ADHD及び統合失調症の原因の解明とその予防法、治療法及び治療薬の開発に非常に有用なものである。   The genetically modified non-human mammal of the present invention is very useful as a model animal for human ADHD and schizophrenia, for elucidating the causes of ADHD and schizophrenia and for developing preventive methods, therapeutic methods and therapeutic agents. is there.

Claims (13)

異常行動を示し、かつ、ゲノム中のSpsb4遺伝子が改変されていることを特徴とする非ヒト哺乳動物。   A non-human mammal that exhibits abnormal behavior and has a modified Spsb4 gene in its genome. 異常行動が、(a)正常非ヒト哺乳動物に比べて活動期の自発行動量の増大が認められる一方、明暗周期で見られる自発行動の日内リズムには差異は認められない行動である請求項1に記載の非ヒト哺乳動物。   The abnormal behavior is a behavior in which (a) an increase in the amount of spontaneous movement during the active period is recognized as compared with a normal non-human mammal, but no difference is observed in the circadian rhythm of the spontaneous movement observed in the light-dark cycle. The non-human mammal according to 1. 異常行動が、(b)歩行時に不規則な右又は左回転を示す行動である請求項1に記載の非ヒト哺乳動物。   The non-human mammal according to claim 1, wherein the abnormal behavior is (b) behavior that exhibits irregular right or left rotation during walking. 異常行動が、(c)活動モードに入るとケージ内を落ち着きなく移動する行動である請求項1に記載の非ヒト哺乳動物。   The non-human mammal according to claim 1, wherein the abnormal behavior is (c) behavior that moves in a cage in a calm manner when entering the activity mode. 更に、(d)不安症状の減少と認知機能の低下が認められる請求項1〜4のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物。   Further, (d) the non-human mammal according to any one of claims 1 to 4, wherein a decrease in anxiety symptoms and a decrease in cognitive function are observed. 一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物である請求項1〜4のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物。   The non-human mammal according to any one of claims 1 to 4, which is a homogenous gene-modified animal in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes are modified. 非ヒト哺乳動物が、マウス又はラットである請求項1〜4のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物。   The non-human mammal according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-human mammal is a mouse or a rat. 非ヒト哺乳動物が、マウスである請求項7に記載の非ヒト哺乳動物。   The non-human mammal according to claim 7, wherein the non-human mammal is a mouse. ヒト注意欠陥・多動性障害のモデル動物である請求項1〜4のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物。   The non-human mammal according to any one of claims 1 to 4, which is a model animal of human attention deficit / hyperactivity disorder. ヒト統合失調症のモデル動物である請求項1〜4のいずれか一項に記載の非ヒト哺乳動物。   The non-human mammal according to any one of claims 1 to 4, which is a model animal for human schizophrenia. ターゲティングベクターを用いて、胚性幹細胞に遺伝子を導入してSpsb4遺伝子を改変する工程、該胚性幹細胞由来のヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物を作製する工程、及び、該ヘテロ型遺伝子改変非ヒト哺乳動物を1世代以上交配することにより、一対の染色体の両方のSpsb4遺伝子が改変されたホモ型遺伝子改変動物を得る工程を含むことを特徴とする異常行動を示す非ヒト哺乳動物の作製方法。   A step of introducing a gene into an embryonic stem cell using a targeting vector to modify the Spsb4 gene, a step of producing a heterogeneous gene-modified non-human mammal derived from the embryonic stem cell, and the heterogeneous gene-modified non-human A method for producing a non-human mammal exhibiting abnormal behavior, comprising a step of obtaining a homozygous gene-modified animal in which both Spsb4 genes of a pair of chromosomes are modified by crossing mammals for one generation or more. (I)請求項1〜4のいずれか一項に記載の異常行動を示す非ヒト哺乳動物に候補物質を投与する工程、(II)該非ヒト哺乳動物の多動性の変化を検定する工程、及び、(III)候補物質を投与しない場合に比べて、多動性が低下する候補物質を選択する工程を含むことを特徴とする抗ADHD薬のスクリーニング方法。   (I) a step of administering a candidate substance to the non-human mammal exhibiting abnormal behavior according to any one of claims 1 to 4, (II) a step of assaying a change in hyperactivity of the non-human mammal, And (III) a method for screening an anti-ADHD drug, comprising a step of selecting a candidate substance having reduced hyperactivity compared to a case where no candidate substance is administered. (I)請求項1〜4のいずれか一項に記載の異常行動を示す非ヒト哺乳動物に候補物質を投与する工程、(II)該非ヒト哺乳動物の多動性の変化を検定する工程、及び、(III)候補物質を投与しない場合に比べて、多動性が低下する候補物質を選択する工程を含むことを特徴とする統合失調症治療薬のスクリーニング方法。   (I) a step of administering a candidate substance to the non-human mammal exhibiting abnormal behavior according to any one of claims 1 to 4, (II) a step of assaying a change in hyperactivity of the non-human mammal, And (III) a screening method for a therapeutic drug for schizophrenia, comprising a step of selecting a candidate substance having reduced hyperactivity compared to a case where no candidate substance is administered.
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