KR20190049610A - Production of transgenic dogs that overexpress peroxisome proliferator-activated receptor-alpha in a muscle specific manner - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a transgenic dog that overexpresses peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARα) in a muscle-specific manner, a production method thereof, and a use thereof. Specifically, the present invention relates to the use of a transgenic dog that overexpresses PPARα proteins specifically in muscle tissue as an obesity-resistant animal model with increased fatty acid oxidation and energy expenditure.

Description

근육 특이적 퍼옥시좀 증식체 활성화 수용체 알파(PPARα) 과발현 형질전환 개 생산 {Production of transgenic dogs that overexpress peroxisome proliferator-activated receptor-alpha in a muscle specific manner}Production of transgenic dogs overexpressing peroxisome proliferator-activated receptor-alpha in a muscle specific manner < RTI ID = 0.0 > (PPARa) < / RTI &

본 발명은 대사성 질환 연구를 위한 형질전환 개 및 이의 제조 방법, 그리고 이의 이용에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 퍼옥시좀 증식체 활성화 수용체 알파(PPARα)를 과발현시킨 형질전환 개를 대사성 질환 연구를 위한 모델로 이용하는 것이다.More particularly, the present invention relates to a transgenic canine overexpressing peroxisome proliferator activated receptor alpha (PPARα), and a method for the study of metabolic diseases It is used as a model.

생물체는 내적 및 외적 여러 요인으로 인해 생체 기능이 저하되어 세포 내의 항상성을 잃게 되면서, 당과 지방의 대사효율 또한 떨어지게 된다. 또한 식습관의 변화로 인한 과잉영양공급은 비만, 고지혈증, 당뇨병 등의 대사 기능 이상 및 고혈압, 아테롬성 경화증 등의 심혈관계 질환을 증가시키고 있으며, 이러한 병들은 유전적인 요소와 영양학적인 요소를 포함한 복합적인 원인을 가지고 있다.As the organism is deteriorated in vital function due to various internal and external factors, the intracellular homeostasis is lost, and the metabolism efficiency of the sugar and the fat is also lowered. In addition, hypertension due to changes in dietary habits increases cardiovascular diseases such as obesity, hyperlipidemia, metabolic dysfunction such as diabetes and hypertension and atherosclerosis, and these diseases are caused by multiple causes including genetic factors and nutritional factors Lt; / RTI >

퍼옥시좀(Peroxisome)은 이러한 대사기능 이상과 관련이 있는 세포 내 소기관 중 하나로, 많은 연구를 통해 산소, 포도당, 지질, 호르몬의 대사에 있어 중요한 역할을 담당하고 있는 것으로 밝혀졌다. 또한, 퍼옥시좀은 세포 증식 및 분화의 조절 및 염즘 매개체들의 조절에도 폭 넓은 영향을 가지는 것으로 보고되고 있다.Peroxisome is one of the intracellular organelles associated with these metabolic dysfunctions and has been found to play an important role in the metabolism of oxygen, glucose, lipids, and hormones through a number of studies. It has also been reported that peroxisome has a wide effect on the regulation of cell proliferation and differentiation and the regulation of the sphingomyelitis mediators.

상당수의 연구를 통해 퍼옥시좀 증식체 활성화 수용체(peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR)라는 핵 호르몬 수용체가 대사기능 이상에 의한 질병의 약리학적 접근의 좋은 표적이 될 것이라는 증거들이 나탔다. PPAR은 48가지 핵 수용체(nuclear receptors) 중 하나로, 리간드와 결합하여 다운스트림에 있는 관련 유전자 발현을 조절하며, 현재까지 밝혀진 PPAR은 PPARα, PPARδ, PPARγ의 3가지 동형체(isoform)가 있다(J. Steroid Biochem. Molec. Biol., 51, 157, 1994; Gene Expression, 4, 281, 1995; Biochem. Biophys. Res. Commun., 224, 431, 1996).A number of studies have shown that nuclear hormone receptors called peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are a good target for pharmacological approaches to disease caused by metabolic dysfunction. PPAR is one of the 48 nuclear receptors, which binds with ligand to regulate the expression of downstream related genes. The PPARs identified so far are the three isoforms of PPARα, PPARδ and PPARγ (J Biochem. Biophys Res Commun., 224, 431, 1996). ≪ RTI ID = 0.0 > Steroid < / RTI > Biochem. Molec. Biol., 51, 157, 1994; Gene Expression, 4, 281,1995;

PPARα는 주로 혈관벽, 간, 심장, 근육, 신장, 갈색지방조직에서 발견되고, 페노피브레이트(Fenofibrate), 벤자피브레이트(bezafibrate), 시프로피브레이트(ciprofibrate), 젬피브로질(gemfibrozil)등의 피브레이트(fibrate)류는 PPARα의 작용제(agonist)로서 쥐와 사람의 동맥경화증을 예방하거나 발병을 지연시키고, 지방산화촉진을 통한 항비만 작용이 있는 것으로 알려져 있다. 또한, PPARα는 피부의 표피에서 각질형성세포 분화촉진 및 증식억제, 지질대사를 통한 피부장벽 형성 촉진, 염증의 억제, 및 상처회복에 있어 중요한 기능을 하고 있으며, 자외선에 의한 염증매개체의 생성억제와 홍반생성 억제작용도 보고되었다.PPARa is mainly found in the blood vessel wall, liver, heart, muscle, kidney, and brown adipose tissue and is found in fibroblasts such as fenofibrate, bezafibrate, ciprofibrate, gemfibrozil, (fibrate) is an agonist of PPARα, which is known to prevent or delay the onset of arteriosclerosis in rats and humans, and has an anti-obesity effect by promoting fat oxidation. In addition, PPARa plays an important role in accelerating the differentiation and proliferation of keratinocyte differentiation, promoting the formation of skin barrier through lipid metabolism, inhibiting inflammation, and restoring the wound in the epidermis of the skin, and inhibiting the formation of inflammatory mediators by ultraviolet The effect of inhibiting erythema formation was also reported.

PPARδ는 PPARβ라고도 하며 많은 조직에 분포하며 특히 피부, 뇌, 지방조직에서 많이 발견된다. PPARδ는 콜레스테롤 역수송, 수초화(myelination), 및 상처회복에 관여하며, 지방산 대사와 에너지 생체항상성(homeostasis)에 매우 중요한 조절자로서 작용한다.PPARδ, also called PPARβ, is distributed in many tissues and is found especially in skin, brain, and adipose tissue. PPARδ is involved in cholesterol reverse transport, myelination, and wound repair, and acts as an important regulator of fatty acid metabolism and energy homeostasis.

PPARγ는 지방조직에 가장 많이 나타나며, 혈관내피, 대식세포, 췌장 β-세포에서 발견되나, 간, 심장, 골격근과 같이 주로 PPARα가 발견되는 조직에서는 덜 발견된다. PPARγ는 지방 세포의 분화를 조절하고 전신 지질 항상성에 결정적인 역할을 한다.PPARγ is most commonly found in adipose tissue and is found in vascular endothelium, macrophages, and pancreatic β-cells, but is found less in tissues where PPARα is found, such as liver, heart, and skeletal muscle. PPARγ regulates the differentiation of adipocytes and plays a crucial role in systemic lipid homeostasis.

PPAR이 지방대사에 중요한 역할을 하기 때문에, PPAR을 대상으로 하는 대사 질환의 치료제를 개발하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 PPARα가 지질대사, 염증 및 동맥경화증을 조절한다는 보고가 있으며 최근에는 염증, 동맥경화증, 비만 및 암 등을 개선시키고 치료하는 일종의 표적 단백질로서 PPARα에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.Since PPAR plays an important role in lipid metabolism, many studies are underway to develop therapeutic agents for metabolic diseases targeting PPAR. In particular, there is a report that PPARa regulates lipid metabolism, inflammation and arteriosclerosis. Recently, a lot of studies on PPARa as a target protein for improving and treating inflammation, arteriosclerosis, obesity and cancer have been conducted.

PPARα는 미토콘드리아와 퍼옥시좀에서의 β-산화(β-oxidation) 및 미토콘드리아에서의 ω-산화(ω-oxidation)와 관련된 몇몇 이화작용 효소(catabolic enzyme)들의 발현을 증가시키고 이에 따라 간이나 근육에서 지방산의 산화를 증진시킨다고 알려져 있다. 최근 연구에서는 지방세포와 근육세포에서 PPARα의 활성을 인위적으로 활성화시키는 경우 지방산 산화와 에너지 소비에 관여하는 유전자들의 발현이 증가된다고 보고하고 있다. 특히 실험용 비만 쥐에게 PPARα에 대한 리간드 또는 아고니스트(agonist)를 처리한 결과, 지질 축적이 감소하는 것을 보고하고 있다(Wang Y. X. et al., Cell, 113: 159, 2003).PPARα increases the expression of several catabolic enzymes related to ω-oxidation in mitochondria and β-oxidation in mitochondria and peroxisomes, thereby increasing the expression of catabolic enzymes in the liver and muscle It is known to promote the oxidation of fatty acids. Recent studies have shown that the expression of genes involved in fatty acid oxidation and energy consumption is increased when artificially activating PPARα in adipocytes and muscle cells. In particular, experimental obesity rats have been shown to reduce lipid accumulation as a result of ligand or agonist treatment of PPARα (Wang Y. X. et al., Cell, 113: 159, 2003).

또한, 가장 잘 알려진 PPARα의 리간드인 Wy14,643은 사람의 대사과정에서 트리글라이세라이드(triglyceride, TG)와 혈액 콜레스테롤 수치를 감소시키는 반면, 장과 간에서 고농도 지질단백질(high density lipoprotein; HDL)의 리모델링과 콜레스테롤 유출을 활성적으로 조절하는 것으로 알려져 있다(Peter Zahradka, Cardiovascular Drug Reviews, 25: 99, 2007; Caroline Duval et al., Biochemica et Biophtsica Acta, 1771: 961, 2007). 이외에도 PPARα의 리간드는 ABCA1경로를 자극시켜 혈관으로부터 콜레스테롤 제거를 촉진하면서 기능장애 형성을 감소시키는 것으로 알려져 있다(Chinetti et al., Nat Med., 7: 53-58, 2001). 또한, PPARα에 대한 특이 리간드인 피브레이트(fibrate)들은 대사 증후군을 가진 고인슐린증 환자에서 공복시 인슐린 농도와 포도당 농도를 낮춤으로써 PPARα가 포도당 항상성에 관여하는 것으로 알려져 있다. 또한, PPARα 지단백질 대사에 관련된 Apo A-I과 A-II는 HDL의 주요 단백질로서 조직에 있는 과량의 콜레스테롤을 간으로 이동시켜 혈관질환을 예방하는 효과를 나타내는데 PPARα Apo A-I과 A-II 유전자의 발현을 증가시켜 HDL 농도를 높임으로써 동맥경화의 발병률을 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다(Stael B. et al., Circulation, 98: 2088-2093, 1998). In addition, Wy14,643, the most well-known ligand of PPARα, decreases triglyceride (TG) and blood cholesterol levels in human metabolism, while high density lipoprotein (HDL) (Peter Zahradka, Cardiovascular Drug Reviews, 25: 99, 2007; Caroline Duval et al., Biochemica et Biophysica Acta, 1771: 961, 2007). In addition, ligands of PPARα are known to stimulate the ABCA1 pathway, thereby reducing the formation of dysfunction while promoting cholesterol removal from blood vessels (Chinetti et al., Nat Med., 7: 53-58, 2001). In addition, fibrate, a specific ligand for PPARα, is known to be involved in glucose homeostasis by lowering fasting insulin and glucose concentrations in hyperinsulinemic patients with metabolic syndrome. Apo AI and A-II, which are related to PPARα lipoprotein metabolism, are the main proteins of HDL, and they are effective in preventing vascular diseases by transferring excess cholesterol in tissues to liver. PPARα Apo AI and A-II gene expression is increased (Stael B. et al., Circulation, 98: 2088-2093, 1998). It is known that increasing the HDL concentration reduces the incidence of arteriosclerosis.

또한, PPARα KO 마우스는 1일 칼로리 섭취량이 증가하지 않더라도 비만 및 고중성지방혈증을 나타낸다는 보고도 있다. 이러한 효과는 주로 간에 의한 지방산 흡수의 감소 및 지방산 산화의 억제에 의해 설명된다 (J. Biol. Chem., 1998, 273, 29577-29585). 이러한 연구 보고들을 통하여 PPARα는 지방 분해에 폭넓게 관여하고 비만에 의한 대사성 질환의 중요한 표적 단백질인 것을 알 수 있다.In addition, PPARα KO mice have been reported to exhibit obesity and hypertriglyceridemia without increasing the daily caloric intake. This effect is mainly explained by a decrease in fatty acid uptake by the liver and inhibition of fatty acid oxidation (J. Biol. Chem., 1998, 273, 29577-29585). These studies have shown that PPARα is widely involved in lipolysis and is an important target protein for metabolic diseases caused by obesity.

이에, 본 발명자들은 대사성 질환 연구에 이용가능한 동물 모델을 제작하기 위해, 대사성 질환의 중요한 표적 단백질로 여겨지는 PPARα이 과발현 되도록 형질전환시킨 체세포의 핵을 이식하는 기술을 적용함으로써, 근육 특이적으로 PPARα 과발현된 개 모델을 제작할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.In order to produce an animal model that can be used for the study of metabolic diseases, the present inventors have applied PPARα, which is considered to be an important target protein of metabolic diseases, to transplant a nucleus of a somatic cell transformed to overexpress it, And overexpressed dog model, and completed the present invention.

미국공개특허 US 2004-0038249 A1U.S. Published Patent Application No. 2004-0038249 A1 미국공개특허 US 2006-0242716 A1U.S. Published Patent Application No. 2006-0242716 A1

1. PPARα Protein Expression Was Increased by Four Weeks of Intermittent Hypoxic Training via AMPKα2-Dependent Manner in Mouse Skeletal Muscle. [PLoS One. 2015 Apr 29;10(4):e0122593]1. PPARα Protein Expression Was Increased by Four Weeks of Intermittent Hypoxic Training via AMPKα2-Dependent Manner in Mouse Skeletal Muscle. [PLoS One. 2015 Apr 29; 10 (4): e0122593] 2. Fatty acid homeostasis and induction of lipid regulatory genes in skeletal muscles of peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) alpha knock-out mice. Evidence for compensatory regulation by PPAR delta. [J Biol Chem. 2002 Jul 19;277(29):26089-26097]2. Fatty acid homeostasis and induction of lipid regulatory genes in skeletal muscles of peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) alpha knock-out mice. Evidence for compensatory regulation by PPAR delta. [J Biol Chem. 2002 Jul 19; 277 (29): 26089-26097)

본 발명의 목적은 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a dog for a muscle-specific PPAR? Over-expression model and a method for producing the same.

본 발명의 다른 목적은 상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법에 필요한, 근육 특이적 발현 시스템을 이용한 근육 특이적 PPARα의 과발현 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method for overexpressing muscle-specific PPAR? Using the muscle-specific expression system necessary for the method for producing the above-mentioned muscle-specific PPAR? Overexpression model.

본 발명의 다른 목적은 상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법에 필요한 근육 특이적 발현 시스템, 상기 근육 특이적 발현 시스템으로 형질전환된 세포 및 핵 이식란을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a muscle specific expression system necessary for the method for producing the above-mentioned muscle specific PPAR? Overexpression model, a cell transformed with the muscle specific expression system, and a nuclear transfer embryo.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 다양한 용도를 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a variety of uses for the above-described muscle-specific PPAR < alpha > overexpression model.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개 및 이의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a dog for a muscle-specific PPAR? Over-expression model and a method for producing the same.

본 발명은 일 구체예로서,The present invention, in one embodiment,

근육 특이적으로 퍼옥시좀 증식체 활성화 수용체 알파(PPARα)를 과발현시키는, 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터 및 PPARα 유전자를 함유하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물모델 제작용 재조합 벡터를 제공한다.A human myoglobin promoter and a PPAR alpha gene that overexpress the peroxisome proliferator activated receptor alpha (PPAR alpha) in a muscle-specific manner to provide a recombinant vector for constructing a muscle-specific PPAR alpha overexpressing animal model containing the PPAR alpha gene.

이때, 상기 벡터는 바이러스 벡터를 사용할 수 있으며, 상기 바이러스 벡터는 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터, 아데노 관련 바이러스 벡터, 허피스 바이러스 벡터, 아비폭스바이러스 벡터, 렌티바이러스 벡터로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 벡터일 수 있다.Here, the vector may be a viral vector, and the viral vector may be at least one vector selected from the group consisting of a retrovirus vector, an adenovirus vector, an adeno-associated viral vector, a herpes virus vector, an avipox virus vector, .

본 발명의 다른 구체예로서, In another embodiment of the present invention,

인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터 및 PPARα 유전자를 함유하는 벡터에 의해 형질전환된, 근육 특이적으로 PPARα 단백질을 과발현하는 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개를 제공한다. A PPAR alpha overexpression model characterized by overexpressing the PPAR alpha protein in a muscle-specific manner, transformed by a vector containing the human myoglobin promoter and the PPAR alpha gene.

상기 PPARα 단백질 과발현은 개의 근육 조직 또는 근육 조직을 구성하는 세포에서 발현된다.The overexpression of PPAR [alpha] protein is expressed in cells constituting dog muscle tissue or muscle tissue.

상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개는 앞서 설명한 벡터로 형질전환된 것일 수 있다. 특히, 상기 형질전환된 세포는 게놈 내 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터 및 PPARα 유전자가 삽입된 것이며, 상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개는 형질전환된 세포의 핵을 체세포 핵이식 기술(somatic cell nuclear transfer, SCNT)에 의해 생성된 이식란을 통해 생산된 것을 특징으로 한다.The dog for the muscle specific PPAR [alpha] over-expression model may be transformed with the vector described above. In particular, the transformed cell is a genomic human myoglobin promoter and a PPARa gene inserted therein, and the muscle for the muscle-specific PPAR [alpha] over-expression model expresses the nucleus of the transformed cell with somatic cell nuclear transfer technology , SCNT). ≪ / RTI >

상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개는 비만 저항성을 가지는 비만 저항성 모델용 개인 것을 특징으로 한다.The dog for the muscle-specific PPAR [alpha] over-expression model is characterized by being an obesity-resistant model for obesity-resistant models.

그러므로, 본 발명은 또 다른 구체예로서, Therefore, in another embodiment of the present invention,

상기 설명한 재조합벡터가 도입된 핵 공여 세포의 핵을 탈핵된 난자에 이식하여 산자를 생산하는 것을 특징으로 하는, 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법을 제공한다.There is provided a method for producing a muscle-specific PPAR? Overexpression model, characterized in that the core of the nuclear donor cell into which the recombination vector described above is introduced is transplanted into the enucleated oocyte to produce a human.

이때, 상기 핵 공여 세포는 개의 배아세포, 체세포 또는 줄기세포일 수 있다. 바람직하게는, 태아 유래 세포 및 성체 섬유아세포, 난구세포일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 개의 태아 및 성체에서 분리한 섬유아세포를 이용한다.At this time, the nuclear donor cells may be dog embryonic cells, somatic cells, or stem cells. Preferably, it may be a fetal-derived cell and an adult fibroblast, a cumulus cell. In one embodiment of the present invention, fibroblasts isolated from dog fetuses and adults are used.

그러므로, 본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법은 보다 구체적인 예로 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다.Therefore, the method for producing a dog for the muscle-specific PPAR? Overexpression model of the present invention may include the following steps as a more specific example.

(a) 개로부터 분리한 체세포 또는 줄기세포를 배양하는 것을 포함하는 핵 공여 세포 제조단계;(a) preparing a nuclear donor cell comprising culturing somatic cells or stem cells isolated from the dog;

(b) 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터(hMbp)와 PPARα 유전자를 함유하는 재조합벡터를 상기 핵 공여 세포에 도입하는 단계;(b) introducing into the nuclear donor cell a recombinant vector containing a human myoglobin promoter (hMb p ) and a PPAR alpha gene;

(c) 개의 난자로부터 핵을 제거하여 탈핵 난자를 제조하는 단계;(c) removing the nucleus from the eggs to prepare a enucleated oocyte;

(d) 상기 (c) 단계의 탈핵 난자에 (b) 단계의 핵 공여 세포를 미세주입하고 융합시키는 단계; (d) injecting and fusing nuclear donor cells of step (b) into the enucleated oocytes of step (c);

(e) 상기 (d) 단계에서 융합된 난자를 활성화시키는 단계; 및(e) activating the oocyte fused in step (d); And

(f) 상기 활성화된 난자를 대리모 개의 난관에 이식하는 단계.(f) transplanting the activated oocyte into a surrogate mother's fallopian tube.

본 발명은 상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법의 과정에서 수득될 수 있는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델 제작에 필요한 형질전환 벡터, 세포 및 핵 이식란 등을 모두 포함한다. The present invention includes all the transformation vectors, cells, and nuclear transfer embryos necessary for the production of a muscle-specific PPAR? Overexpression model which can be obtained in the course of the method for producing the above-described muscle specific PPAR? Overexpression model.

즉, 본 발명은 또 다른 구체예로서,That is, according to another embodiment of the present invention,

PPARα 유전자 및 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터를 함유하는 재조합 벡터가 도입된, 근육 특이적 PPARα 과발현 동물모델 제작용 형질전환 세포를 제공할 수 있고,A transgenic cell for constructing a muscle specific PPAR alpha overexpressing animal model into which a recombinant vector containing a PPAR alpha gene and a human myoglobin promoter has been introduced can be provided,

PPARα 유전자 및 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터를 함유하는 재조합 벡터로 형질전환된 개 유래 체세포 또는 줄기세포의 핵을 탈핵된 난자에 이식하여 형성된 개의 핵 이식란도 제공할 수 있다. It is also possible to provide a nucleus-transferred oocyte formed by transplanting the nucleus of a somatic or stem cell derived from a canine-derived somatic cell transformed with a recombinant vector containing a PPAR alpha gene and a human myoglobin promoter into an enucleated oocyte.

또한, 본 발명은 상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 다양한 용도를 제공한다.The present invention also provides a variety of uses for the above-described muscle-specific PPAR [alpha] over-expression model.

일 예로써, 다음을 포함하는, 비만 저항성의 유지 또는 증가를 위한 약제를 스크리닝하는 방법을 제공한다:As an example, there is provided a method of screening for a drug for maintenance or an increase in obesity resistance, comprising:

1) 본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델 개에 비만 저항성을 유지하거나 증가시키길 수 있는 후보물질을 투여하는 단계;1) administering a candidate substance capable of maintaining or increasing obesity resistance in a muscle-specific PPAR? Overexpression model of the present invention;

2) 후보물질 투여 후, 상기 개의 근육 조직을 후보물질을 투여하지 않은 대조군과 비만 저항성을 비교하여 분석하는 단계.2) After administering the candidate substance, analysis of the muscle tissue of the dog by comparing the obesity resistance with the control group to which the candidate substance is not administered.

이처럼, 본 발명은 대사성 질환(예를 들면, 비만 등)에 있어서, 대사성 질환에 저항성을 가지는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물모델 및 이의 다양한 용도를 제공한다.Thus, the present invention provides muscle-specific PPAR alpha overexpressing animal models and their various uses that are resistant to metabolic diseases in metabolic diseases (e.g., obesity, etc.).

본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개는, 근육 특이적으로 과발현된 PPARα에 의해 지방산 산화와 에너지 소비에 관여하는 유전자들의 발현이 증가함에 따라 향상된 신체 기능 및 비만 저항성을 가지는 개 모델로서, 비만 등과 같은 대사성 질환 관련 연구(비만 저항성 연구 등), 운동능/근력 향상 연구(근육위축 치료 연구 등 포함) 및 항노화 연구에 다양하게 활용될 수 있을 것이다.The dog specific for the muscle-specific PPAR? Overexpression model of the present invention is an dog model having improved physical function and obesity resistance as the expression of genes involved in fatty acid oxidation and energy consumption is increased by muscle-specifically overexpressed PPAR? (Including obesity resistance research), exercise / muscle strength improvement research (including muscle atrophy), and anti-aging research.

도 1은 PPARα 유전자 및 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터를 포함하는 재조합 벡터의 일 구체예로서의 모식도이다.
도 2는 재조합 벡터로 형질전환된 섬유아세포의 GFP 발현에 대한 형광 현미경 관찰 사진이다.
도 3은 재조합 벡터로 형질전환된 섬유아세포의 Puro R 및 GFP 발현의 PCR 결과이다.
도 4는 체세포 핵이식 기술을 도식화한 것이다.
도 5는 체세포 핵이식 기술을 통해 생성된 개에서의 PPARα 발현을 확인하기 위한 PCR용 프라이머를 나타낸다.
도 6은 체세포 핵이식 기술을 통해 생성된 개의 수의 정리하여 나타낸다.
도 7은 체세포 핵이식 기술을 통해 생성된 개의 이미지이다.
도 8은 체세포 핵이식 기술을 통해 생성된 개에서 PPARα 발현을 확인한 PCR 결과이다.
도 9는 체세포 핵이식 기술을 통해 생성된 개의 체중 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 형질전환 개체에서 오래 유전자의 삽입을 southern blotting으로 확인한 결과이다(N, non-cloned dog, P, vector, α 1-3, transgenic cloned dogs).
도 11은 2월령, 6월령 및 2년령의 형질전환 개체 및 각 나이에 맞는 대조군에서의 serum lipase 농도를 나타낸다.
도 12는 체중 증가량을 비교한 그래프로, (A) 전체 세 마리의 형질전환 개(AL dogs) 및 (B) 오직 두 마리의 형질전환 개(6주간 모든 사료를 먹은 AL1 및 AL2)의 체중 증가량을 분석한 결과이다.
Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a recombinant vector comprising a PPAR alpha gene and a human myoglobin promoter.
FIG. 2 is a fluorescence microscopic photograph of GFP expression of a fibroblast transformed with a recombinant vector.
Figure 3 shows PCR results of PuroR and GFP expression of fibroblasts transfected with recombinant vectors.
Figure 4 is a schematic representation of a somatic cell nuclear transfer technique.
Fig. 5 shows primers for PCR for confirming expression of PPAR [alpha] in dogs produced through somatic cell nuclear transfer technology.
FIG. 6 shows the number of dogs generated through the somatic cell nuclear transfer technique.
Figure 7 is an image of dogs generated through somatic cell nuclear transfer technology.
FIG. 8 shows PCR results of PPARa expression in dogs produced by somatic cell nuclear transfer technology.
9 is a graph showing changes in the body weight of dogs produced through the somatic cell nuclear transfer technique.
FIG. 10 shows the result of Southern blotting of long-gene insertion in transgenic plants (N, non-cloned dog, P, vector, transgenic cloned dogs).
Fig. 11 shows the serum lipase concentrations in the transgenic animals of 2 month old, 6 month old and 2 years old, and the control group corresponding to each age.
FIG. 12 is a graph comparing weight gain amounts, showing the weight gain of (A) all three transgenic dogs and (B) only two transgenic dogs (AL1 and AL2 fed 6 weeks of all feeds) .

본 발명에서 사용되는 대표적인 용어에 대한 정의는 이하와 같다.Representative terms used in the present invention are as follows.

"근육 특이적 발현 시스템"은 임의의 유전자 또는 단백질이 근육 조직 또는 근육 조직을 이루는 세포에서 발현되도록하는 시스템을 통칭하는 용어이다. 상기 근육 특이적 발현 시스템은 근육 조직 또는 근육 조직을 이루는 세포에서 특이적으로 임의의 유전자 또는 단백질의 발현을 조절할 수 있는 조절 인자(regulatory element), 예를 들면, 프로모터(promoter), 인핸서(enhancer) 등을 포함할 수 있으며, 상기 발현 시스템은 임의의 유전자를 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 벡터 시스템, 바이러스 시스템 등이 대표적이나, 임의의 유전자 또는 단백질을 세포 내에서 발현시킬 수 있는 모든 시스템도 포함한다.&Quot; Muscle specific expression system " is a term collectively referred to as a system in which an arbitrary gene or protein is expressed in cells constituting muscle tissue or muscle tissue. The muscle specific expression system may be a regulatory element capable of regulating the expression of an arbitrary gene or protein in a muscle tissue or muscle tissue, for example, a promoter, an enhancer, And the expression system includes a vector system including a nucleic acid sequence encoding an arbitrary gene, a virus system, and the like, but also includes any system capable of expressing an arbitrary gene or protein in a cell .

"벡터" 또는 "발현 벡터"는 구조유전자를 암호화하는 핵산이 삽입될 수 있고, 숙주 세포 내에서 상기 핵산을 발현할 수 있는 당분야에 공지된 플라스미드, 전이인자(Transposable element) 포함 벡터, 바이러스 벡터 또는 기타 매개체를 의미한다. 바람직하게는 전이인자 포함 벡터 또는 바이러스 벡터일 수 있다.A " vector " or " expression vector " means a plasmid, a transposable element-containing vector, a viral vector, or the like, which is capable of introducing a nucleic acid encoding the structural gene and capable of expressing the nucleic acid in the host cell Or other media. Preferably a vector containing a transfer factor or a viral vector.

"재조합 벡터"란 적당한 숙주세포에서 목적 단백질 또는 목적 RNA를 발현할 수 있는 벡터로서, 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물을 말한다."Recombinant vector" refers to a gene construct containing an essential control element operatively linked to the expression of a gene insert, which is capable of expressing a desired protein or RNA of interest in a suitable host cell.

"발현 조절 서열(expression control sequence)" 또는 "조절 인자(regulatory element)"이란 특정한 숙주 세포에서 작동 가능하게 연결된 핵산 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미한다. 그러한 조절 서열은 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함한다. 본 발명에서 조절 인자는 프로모터, 인핸서 등일 수 있다.&Quot; Expression control sequence " or " regulatory element " refers to a DNA sequence that controls expression of a nucleic acid sequence operably linked to a particular host cell. Such regulatory sequences include any operator sequence for regulating transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and a sequence controlling the termination of transcription and translation. In the present invention, the regulatory factor may be a promoter, an enhancer, or the like.

"프로모터"는 특정 서열과 연결된 경우 특정 뉴클레오티드 서열이 mRNA로 전사되는 것을 조절할 수 있는 DNA 서열을 의미한다. 통상적으로, 프로모터는 모든 경우에 적용되는 것은 아니나 mRNA로 전사될 목적하는 뉴클레오티드 서열의 5'(즉, 상류)에 존재하고 RNA 폴리머라제 및 기타 전사 개시를 위한 전사 인자가 특이적으로 결합하는 부위를 제공한다. 본 발명의 프로모터는 구성적 프로모터이다. 프로모터와 관련하여 사용되는 용어 "구성적"은 프로모터가 자극(예, 열 쇼크, 화학물질 등) 없이도 작동가능하게 연결된 핵산 서열의 전사를 지시할 수 있다는 것을 의미한다. 본 발명의 프로모터는 바람직하게는 인간 myoglobin 프로모터일 수 있다. myoglobin 프로모터는 프로모터에 연결된 특정 서열이 근육 특이적으로 전사되도록 조절할 수 있다.&Quot; Promoter " means a DNA sequence capable of regulating the transcription of a specific nucleotide sequence into mRNA when linked to a specific sequence. Typically, the promoter is located in the 5 '(ie, upstream) of the desired nucleotide sequence to be transcribed into mRNA, but not in all cases, and includes a region in which the RNA polymerase and other transcription factors for transcription initiation specifically bind to provide. The promoter of the present invention is a constitutive promoter. The term " constitutive " as used in connection with a promoter means that the promoter can direct transcription of operably linked nucleic acid sequences without stimulation (e.g., heat shock, chemicals, etc.). The promoter of the present invention may preferably be a human myoglobin promoter. The myoglobin promoter can be regulated so that a particular sequence linked to the promoter is muscle-specific transcribed.

"작동 가능하게 연결된(operably linked)"이란 일반적인 기능을 수행하도록 핵산 발현조절 서열과 목적하는 단백질 또는 RNA를 코딩하는 핵산 서열이 기능적으로 연결(functional linkage)되어 있는 것을 말한다. 예를 들어 프로모터와 단백질 또는 RNA를 코딩하는 핵산 서열이 작동가능하게 연결되어 코딩하는 핵산 서열의 발현에 영향을 미칠 수 있다. 재조합 벡터와의 작동적 연결은 당해 기술 분야에서 잘 알려진 유전자 재조합 기술을 이용하여 제조할 수 있다.&Quot; Operably linked " refers to a functional linkage between a nucleic acid expression control sequence and a nucleic acid sequence encoding a desired protein or RNA to perform a general function. For example, a promoter and a nucleic acid sequence encoding a protein or RNA can affect the expression of a nucleic acid sequence that is operably linked. Operational linkage with recombinant vectors can be made using genetic recombination techniques well known in the art.

"형질전환"이란 외부로부터 주어진 DNA에 의하여 생물의 유전적인 성질을 변화시키는 것을 의미한다. 형질전환시키는 방법으로는 종래 알려진 다양한 방법, 예를 들면, 미세주입법(microinjection), 전기 천공법(electroporation), 입자 분사법(particle bombardment), 정자를 이용하는 방법(sperm-mediated gene transfer), 바이러스 감염법(viral infection), 직접근육주입법(direct muscle injection), 인슐레이터(insulator) 및 트랜스포존(trnasposon)을 이용한 기법 중에서 적절하게 선택하여 적용할 수 있다. 바람직하게 본 발명에서는 인간 PPARα를 포함하는 발현 벡터를 개 태아 섬유아세포에 바이러스 감염법을 통해 형질전환시킬 수 있다.&Quot; Transformation " means changing the genetic properties of a living organism by exogenously given DNA. Examples of the transformation method include various known methods such as microinjection, electroporation, particle bombardment, sperm-mediated gene transfer, viral infection A method using viral infection, direct muscle injection, insulator, and trnasposon may be appropriately selected and applied. Preferably, in the present invention, an expression vector containing human PPAR alpha can be transformed into a fetal fibroblast through a viral infection method.

"세포", "숙주 세포", "변형 숙주 세포" 등은 특정 대상 세포뿐만 아니라 이런 세포의 자손 또는 잠재적 자손을 의미한다. 특정 변형은 돌연변이 또는 환경 영향에 의해 후대에서 일어날 수 있기 때문에, 이런 자손은, 사실상, 부모 세포와 동일하지 않을 것이나 본 발명에 사용된 용어와 범위 내에 여전히 포함된다.&Quot; Cell ", " host cell ", " transformed host cell " and the like refer to a progeny or potential progeny of such a cell as well as a specific target cell. Such a offspring, in fact, would not be identical to the parent cell, but is still included within the scope and range of terms used in the present invention, since certain modifications may occur later in time by mutation or environmental effects.

"질환 연구용 모델 동물"이란 사람의 질병과 아주 유사한 형태의 질병을 가지거나 또는 질병에 저항성을 가지는 동물을 통칭한다. 사람의 질병 연구에 있어 질환 모델 동물이 의미를 갖는 것은 사람과 동물들 간의 생리적 또는 유전적인 유사성에 의한다. 질병 연구에 있어 생체의학 질환 연구용 모델 동물은 질병의 다양한 원인과 발병과정 및 진단에 대한 연구용 재료를 제공해주고, 질환 연구용 모델 동물의 연구를 통해 질병에 관련된 유전자들을 알아내고, 유전자들 간의 상호작용을 이해할 수 있게 하고, 개발된 신약후보물질의 실제 효능 및 독성 검사를 통해 실용화 가능성의 여부를 판단하는 기초 자료를 얻을 수 있다.&Quot; Model animal for disease research " refers to an animal having a disease that is very similar to a human disease or resistant to disease. Diseases in the study of human disease The significance of model animals is due to their physiological or genetic similarities between humans and animals. In animal studies, animal models for study of diseases of biomedical diseases provide research materials for various causes of diseases, pathogenesis and diagnosis, and studies on disease-related genes through study of model animals for disease studies, And the basic efficacy and toxicity test of the developed new drug candidates will provide basic data for judging the possibility of practical use.

"동물" 또는 "실험동물"은 인간 이외의 임의의 포유류 동물을 의미한다. 상기 동물은 배아, 태아, 신생아 및 성인을 포함하는 모든 연령의 동물을 포함한다. 본 발명에서 사용하기 위한 동물들은, 예를 들어, 상업용 소스로부터 이용할 수 있다. 이런 동물들은 실험용 동물 또는 다른 동물, 토끼, 설치류(예를 들어, 생쥐, 쥐, 햄스터, 게르빌루스 및 기니피그), 소, 양, 돼지, 염소, 말, 개, 고양이, 새(예를 들어, 닭, 칠면조, 오리, 거위), 영장류(예를 들어, 침팬지, 원숭이, 붉은털원숭이)를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 가장 바람직한 동물은 개이다.&Quot; Animal " or " laboratory animal " means any mammal other than a human. The animal includes animals of all ages, including embryos, fetuses, neonates and adults. Animals for use in the present invention can be used, for example, from commercial sources. Such animals include, but are not limited to, laboratory animals or other animals, rabbits, rodents (such as mice, rats, hamsters, gerbils and guinea pigs), cows, sheep, pigs, goats, horses, (Eg, chickens, turkeys, ducks, geese), primates (eg, chimpanzees, monkeys, rhesus monkeys). The most preferred animal is dog.

"과발현(overexpression)"은 임의의 유전자 또는 단백질이 정상적인 수준 이상으로 발현되는 것으로 의미한다. 본 발명에서 PPARα 단백질의 발현이 정상세포의 발현양이상으로 발현하는 것을 의미하며, 특히 근육조직 또는 근육조직을 이루는 세포에서 특이적으로 발현이 정상적인 수준 이상으로 발현하는 것일 수 있다. 과발현 형질전환체는 PPARα 단백질이 정상수준 이상으로 발현되는 형질전환 세포, 형질전환 조직 또는 형질전환 동물일 수 있다. 예를 들어, 근육 특이적 발현 시스템을 포함하는 물질에 해당 세포, 조직 또는 동물을 노출시키거나, 해당 물질을 도입함으로써 생성된 과발현 형질전환체일 수 있다.&Quot; Overexpression " means that any gene or protein is expressed above normal levels. In the present invention, the expression of PPARα protein is expressed in the expression level of normal cells or more. In particular, expression of PPARα protein may be expressed specifically in muscle tissue or muscle tissue. Over-expressing transformants may be transgenic cells, transformed tissues or transgenic animals in which PPAR [alpha] protein is expressed above normal levels. For example, it may be an overexpressed transformant produced by exposing the cell, tissue or animal to a substance comprising the muscle-specific expression system, or by introducing the substance.

"핵 이식"은 탈핵 된 난자에 다른 세포 또는 핵을 인공적으로 결합시켜 동일한 형질을 갖도록 하는 유전자 조작기술을 말한다. "핵 이식란"은 핵 공여 세포가 도입 또는 융합된 난자를 말한다. &Quot; Nuclear transplantation " refers to a genetic engineering technique that allows an enucleated oocyte to artificially bind other cells or nuclei to have the same trait. &Quot; Nuclear transfer egg " refers to an oocyte into which nuclear donor cells have been introduced or fused.

"복제"는 한 개체와 동일한 유전자 세트를 가진 새로운 개체를 만드는 유전자 조작기술로서 특히 본 발명에서는 개의 체세포, 배아 세포, 태아 유래 세포 및/또는 성체 유래 세포가 다른 세포의 핵 DNA 서열과 실질적으로 동일한 핵 DNA 서열을 갖는 것을 말한다. 본 발명은 핵 이식 기술을 이용하여 개를 복제하는 기술을 이용한다. 특히, 체세포 핵 이식 기술은 생식과정에서 일반적으로 이루어지는 감수분열 및 반수 염색체 보유 생식세포를 경유하지 않고도 자손을 탄생시킬 수 있는 기술로서 성체가 가진 배수체 보유 체세포를 핵이 제거된 난자에 이식하여 수정란을 생산하고 상기 수정란을 생체 내로 이식하여 새로운 개체를 발생시키는 방법이다."Cloning" is a genetic manipulation technique for creating new individuals having the same gene set as an individual. In particular, the present invention provides a genetic manipulation technique in which a somatic cell, an embryo cell, a fetal cell, and / or an adult cell is substantially identical Nuclear DNA sequence. The present invention utilizes a technique of replicating dogs using nuclear transfer technology. In particular, somatic cell nuclear transfer technology is a technology that can produce offspring without passing through the meiosis and hemispheric retention cells that are common in the reproductive process. As a technology, transplanted somatic cells are transplanted into the nucleus- And the embryo is transplanted in vivo to generate a new individual.

"핵 공여 세포"는 핵 수용체인 수핵 난자로 핵을 전달하는 세포 또는 세포의 핵을 말한다. "난자"는 바람직하게는 제2차 감수분열 중기까지 도달한 성숙난자를 말한다. 본 발명에서 상기 핵 공여 세포로는 개의 체세포 또는 줄기세포를 사용할 수 있다.&Quot; Nuclear donor cell " refers to a nucleus of a cell or a cell that transfers nuclei to a nuclear receptor, a recipient oocyte. &Quot; oocyte " preferably refers to a mature oocyte that has reached the middle stage of the second meiosis. In the present invention, somatic cells or stem cells may be used as nuclear donor cells.

"체세포(somatic cell)"란, 다세포 생물을 구성하는 세포 중 생식 세포 이외의 세포이며, 어떤 목적으로 특화하여 그 이외의 세포는 되지 않는 분화된 세포와, 여러가지 다른 기능을 갖는 세포로 분화되는 능력을 갖는 세포를 포함한다.The term " somatic cell " refers to a cell other than a germ cell among the cells constituting the multicellular organism, and is capable of differentiating into differentiated cells that do not become other cells, Lt; / RTI > cells.

"줄기세포(stem cell)"는 어떤 조직으로든 발달할 수 있는 세포를 의미한다. 기본적인 특징으로는 두 가지가 있는데, 우선 반복 분열하여 자신을 만들어 내는 자기 재생산(self-renewal), 그리고 환경에 따라 특정한 기능을 지닌 세포로 분화할 수 있는 다분화 능력을 갖는다. &Quot; Stem cell " means a cell capable of developing into any tissue. There are two basic features: self-renewal, which creates itself by repeated division, and the ability to differentiate into cells with specific functions depending on the environment.

"배양"은 생물체나 생물체의 일부(기관, 조직, 세포 등)를 적당히 인공적으로 조절한 환경조건에서 생육시키는 일로써, 이 경우 외적 조건으로 온도, 습도, 빛, 기체상의 조성(이산화탄소나 산소의 분압) 등이 중요하며, 그 밖에 배양되는 생물체에 가장 중요한 직접적인 영향을 주는 것은 배지(배양기)로, 그 생물체의 직접적인 환경인 동시에 생존이나 증식에 필요한 각종 영양소의 공급장이다."Cultivation" is the cultivation of an organism or part of an organism (organ, tissue, cell, etc.) under moderately artificially controlled environmental conditions. In this case, external conditions such as temperature, humidity, light, gas phase composition The most important direct effect on the organism cultivated is the culture medium, which is a direct environment for the organism and a supply point for various nutrients necessary for survival and growth.

"체외배양"이란 세포 등이 체내에서 자라는 상태와 구분되는 방법으로 실험실의 인큐베이터(incubator)에서 체내의 환경과 유사한 조건으로 배양하는 일련의 실험실 과정을 의미하는 것이다.&Quot; In vitro culture " refers to a series of laboratory procedures in which a cell is cultured in an incubator in a laboratory in a manner similar to the environment in the body, in a manner different from that in which the cells grow.

"배지" 또는 "배지 조성물"은 당, 아미노산, 각종 영양물질, 혈청, 성장인자, 무기질 등의 세포의 성장 및 증식 등에 필수적인 요소를 포함하는 생체 외에서 세포 등의 성장 및 증식을 위한 혼합물을 말한다. The term "medium" or "medium composition" refers to a mixture for growth and proliferation of cells, etc., which is essential for growth and proliferation of cells such as sugars, amino acids, various nutrients, serum, growth factors and minerals.

"산자(living offspring)"는 자궁 밖에서 생존할 수 있는 동물을 말한다. 바람직하게는, 1초, 1분, 한 시간, 하루, 한 주, 한 달, 6달 또는 일 년 이상 생존할 수 있는 동물을 말한다. 상기 동물은 생존을 위해 자궁 내 환경을 필요로 하지 않는다.&Quot; Living offspring " refers to an animal that can survive outside the uterus. Preferably, it refers to an animal that can survive for 1 second, 1 minute, 1 hour, 1 day, 1 week, 1 month, 6 months or 1 year. The animal does not require an intrauterine environment for survival.

"비만(obesity)"은 체지방이 과도한 상태를 말하는 것으로, 임상적으로 체질량지수가 한국의 경우 25, 세계보건기구(WHO)에 의하면 30 이상인 경우를 의미한다. 이때 체질량지수(body mass index; BMI)는 신장의 제곱에 대한 체중(kg/m2)으로 계산된다. 일반적으로 체중이 정상치보다 높은 경우를 의미하지만 체중이 많이 나가지 않더라도 몸의 구성성분 중 체지방의 비율이 높은 경우 비만이라고 진단하며, 성인과 어린이 모두에서 발병하는 질환이다. 또한, 비만은 지방산의 산화, 에너지 소비 등과 관련 메커니즘 또는 인자들의 불활성화 또는 이상/장애로 인해 발생하는 질환이다."Obesity" refers to an excess of body fat, which means that the body mass index is clinically 25 in Korea and over 30 according to the World Health Organization (WHO). The body mass index (BMI) is calculated as body weight (kg / m 2 ) relative to the height of the kidney. Generally, it means that the body weight is higher than the normal value. However, when the body fat percentage of the body composition is high, even if the body weight does not go out, it is diagnosed as obesity. Obesity is also a disease caused by inactivation or abnormalities / disorders of mechanisms or factors associated with fatty acid oxidation, energy consumption and the like.

"비만 저항성"은 지방산 산화, 에너지 소비 등 비만을 저해하는 메커니즘 또는 인자들을 증가 또는 활성화시켜 비만을 야기할 수 있는 요인 및 환경을 억제 또는 저해함으로써 비만의 발생이 억제되거나 감소된 상태를 의미한다.&Quot; Obesity-resistant " refers to a state in which the occurrence or suppression of obesity is inhibited or reduced by increasing or activating mechanisms or factors that inhibit obesity, such as fatty acid oxidation and energy consumption, thereby inhibiting or inhibiting factors and circumstances that may cause obesity.

"치료"는 이롭거나 바람직한 임상적 결과를 수득하기 위한 접근을 의미한다. 본 발명의 목적을 위해서, 이롭거나 바람직한 임상적 결과는 비제한적으로, 증상의 완화, 질병 범위의 감소, 질병 상태의 안정화 (즉, 악화되지 않음), 질병 진행의 지연 또는 속도의 감소, 질병 상태의 개선 또는 일시적 완화 및 경감 (부분적이거나 전체적으로), 검출 가능하거나 또는 검출되지 않거나의 여부를 포함한다. "치료"는 치료학적 치료 및 예방적 또는 예방조치 방법 모두를 가리킨다. 상기 치료들은 예방되는 장애뿐만 아니라 이미 발생한 장애에 있어서 요구되는 치료를 포함한다. 질병을 "완화(Palliating)"하는 것은 치료를 하지 않은 경우와 비교하여, 질병상태의 범위 및/또는 바람직하지 않은 임상적 징후가 감소되거나 및/또는 진행의 시간적 추이(time course)가 늦춰지거나 길어지는 것을 의미한다.&Quot; Treatment " means an approach to obtaining beneficial or desired clinical results. For purposes of the present invention, beneficial or desired clinical results include, but are not limited to, alleviation of symptoms, reduction in the extent of disease, stabilization (i.e., not worsening) of the disease state, (Either partially or totally), detectable or undetected, whether or not an improvement or temporary relief or reduction &Quot; Treatment " refers to both therapeutic treatment and prophylactic or preventative measures. Such treatments include treatments required for disorders that have already occurred as well as disorders to be prevented. &Quot; Palliating " a disease may reduce the extent of the disease state and / or undesirable clinical symptoms and / or delay or slow the time course of the progression, It means to lose.

"약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.&Quot; about " means that the reference quantity, level, value, number, frequency, percentage, dimension, size, quantity, weight or length is 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, , Level, value, number, frequency, percent, dimension, size, quantity, weight, or length that varies from one to three, two, or one percent.

본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "함유하다" 및 "포함하다"란 말은 제시된 단계 또는 원소, 또는 단계 또는 원소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 원소, 또는 단계 또는 원소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.Throughout this specification, the words " comprises " and " comprising ", when not explicitly required in the context, include a stated step or element, or group of steps or elements, but not to any other step or element, And that they are not excluded.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 근육 특이적 PPARα 발현 동물 모델에 관한 것이다.The present invention relates to an animal model of muscle specific PPARa expression.

보다 구체적으로, 근육 특이적 PPARα 과발현 개 모델, 이의 제조 방법 및 이의 이용에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a muscle specific PPARα over-expressing model, a method for producing the same, and its use.

본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 개 모델은 근육 조직 또는 근육 조직을 구성하는 세포에서 특이적으로 PPARα 단백질을 과발현하도록 형질전환시켜 사용하는 것을 특징으로 한다.The muscle-specific PPAR? Overexpression model of the present invention is characterized in that it is used to transform PPAR? Overexpression specifically in cells constituting muscle tissue or muscle tissue.

이 때, 공지이 임의의 방법을 이용하여 PPARα 유전자로 형질전환시킬 수 있지만, 바람직하게는 체세포 핵이식 방법(somatic cell nuclear transfer, SCNT)을 이용한다. 즉, 특정 유전자 PPARα를 과발현시킨 형질전환 세포주를 이용한 체세포핵이식(SCNT) 방식을 이용하여 본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델 복제 동물을 생산한다.At this time, the known method can be transformed into the PPAR alpha gene by using any method, but somatic cell nuclear transfer (SCNT) is preferably used. That is, a cloned animal model of PPAR alpha overexpression of the present invention is produced using a somatic cell nuclear transfer (SCNT) method using a transgenic cell line overexpressing a specific gene PPAR alpha.

그러므로, 예를 들어, 체세포 핵이식 방법을 통한 본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델 개 생산방법은, Therefore, for example, a method of producing a muscle specific PPAR [alpha] over-expression model of the present invention through a somatic cell nuclear transfer method,

(a) 개로부터 분리한 체세포 또는 줄기세포를 배양하는 것을 포함하는 핵 공여 세포 제조단계;(a) preparing a nuclear donor cell comprising culturing somatic cells or stem cells isolated from the dog;

(b) 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터(hMbp)와 PPARα 유전자를 함유하는 재조합벡터를 상기 핵 공여 세포에 도입하는 단계;(b) introducing into the nuclear donor cell a recombinant vector containing a human myoglobin promoter (hMb p ) and a PPAR alpha gene;

(c) 개의 난자로부터 핵을 제거하여 탈핵 난자를 제조하는 단계;(c) removing the nucleus from the eggs to prepare a enucleated oocyte;

(d) 상기 (c) 단계의 탈핵 난자에 (b) 단계의 핵 공여 세포를 미세주입하고 융합시키는 단계; (d) injecting and fusing nuclear donor cells of step (b) into the enucleated oocytes of step (c);

(e) 상기 (d) 단계에서 융합된 난자를 활성화시키는 단계; 및(e) activating the oocyte fused in step (d); And

(f) 상기 활성화된 난자를 대리모 개의 난관에 이식하는 단계를 포함한다. (f) transplanting the activated oocyte into a surrogate mother's fallopian tubes.

각 단계에 관한 통상적 기술 내용은 당업계에 공지되어 있는 종래의 체세포 핵이식 기술을 이용한 복제 동물의 제조방법 등을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.The conventional technology for each step can be understood with reference to a conventional method for producing a cloned animal using a somatic cell nuclear transfer technique known in the art.

[근육 특이적 PPARα 발현 시스템][Muscle specific PPARα expression system]

근육 특이적 Muscle-specific PPARαPPARα 발현 재조합 벡터 Expression recombinant vector

본 발명은 근육 조직 또는 근육 조직을 구성하는 세포에서 특이적으로 PPARα을 과발현하는, 근육 특이적 PPARα 발현 벡터를 제공한다.The present invention provides a muscle-specific PPAR? Expression vector that specifically overexpresses PPAR? In cells constituting muscle tissue or muscle tissue.

특히, 상기 벡터는 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터(hMbp)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 hMbp와 PPARα 유전자가 작동 가능하게 연결된 형태로 이용할 수 있다.In particular, the vector is characterized by comprising a human myoglobin promoter (hMb p ). The hMb p and PPAR alpha genes can be used in operable linkage.

그러므로, 본 발명의 다른 관점에서, 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터(hMbp)가 PPARα 유전자와 작동 가능하게 연결된 PPARα를 근육 특이적으로 발현하기 위한 재조합 벡터에 관한 것이다.Therefore, in another aspect of the present invention, a human myoglobin promoter (hMb p ) is directed to a recombinant vector for muscle-specific expression of PPARa operably linked to a PPARa gene.

본 발명에서 PPARα는 PPAR 중에 하나로, PPARα(또는 PPARA) 유전자에서 암호화되어 발현되는 단백질로서, 468개의 아미노산으로 구성된 단백질이며, NR1C1으로도 알려져 있다. 주로 혈관벽, 간, 심장, 근육, 신장, 갈색지방조직에서 발현하며, 미토콘드리아와 퍼옥시좀에서의 β-산화(β-oxidation) 및 미토콘드리아에서의 ω-산화(ω-oxidation)와 관련된 몇몇 이화작용 효소(catabolic enzyme)들의 발현을 증가시키고 이에 따라 간이나 근육에서 지방산의 산화를 증진시킨다고 알려져 있다. 특히 PPARα가 지질대사, 염증 및 동맥경화증을 조절한다는 보고가 있으며 최근에는 염증, 동맥경화증, 비만 및 암 등을 개선시키고 치료하는 일종의 표적 단백질로서 PPARα가 주목받고 있다.In the present invention, PPAR? Is one of PPAR, which is a protein encoded by PPAR? (Or PPARA) gene and composed of 468 amino acids, also known as NR1C1. It is expressed mainly in the blood vessel wall, liver, heart, muscle, kidney and brown adipose tissue and has several catabolisms related to ß-oxidation in mitochondria and peroxisome and ω-oxidation in mitochondria It is known that it increases the expression of catabolic enzymes and thus promotes the oxidation of fatty acids in liver and muscle. In particular, there is a report that PPARa regulates lipid metabolism, inflammation and atherosclerosis. Recently, PPARa has been attracting attention as a kind of target protein for improving and treating inflammation, arteriosclerosis, obesity and cancer.

본 발명의 근육 특이적 PPARα 발현 재조합 벡터는 PPARα 유전자를 세포의 게놈에 넉인(knock-in)시키는 형질전환 변이를 위해 이용될 수 있으며, 이때, 상기 넉인(knock-in)은 특정 외래 유전자가 발현될 수 있도록 숙주의 게놈상에 도입되는 것을 의미한다. 재조합 벡터가 도입된 체세포를 이용하여 동물의 수정란에 핵 이식시키고, 핵 이식된 수정란을 착상시켜 PPARα 유전자가 넉인된 형질전환 개체를 생산해낼 수 있다.The muscle-specific PPARα expression recombinant vector of the present invention can be used for transformation mutation that knock-in the PPARα gene into the genome of a cell, wherein the knock-in gene expresses a foreign gene ≪ / RTI > to the genome of the host. A somatic cell into which a recombinant vector has been introduced can be used for nuclear transfer into an embryo of an animal and a nuclear transplanted embryo can be implanted to produce a transgenic plant in which the PPAR alpha gene is knocked in.

상기 PPARα를 암호화하는 핵산은 당업계에 공지된, 비제한적인 PPARα를 암호화하는 염기서열을 가지는 서열로부터 당업자가 적절히 이용할 수 있다.The nucleic acid encoding the PPAR alpha can be suitably used by those skilled in the art from sequences having a base sequence encoding a non-limiting PPAR alpha known in the art.

상기 PPARα를 암호화하는 핵산은 당업계에 공지된 유전자 재조합 방법에 의하여 제조될 수 있다. 예컨대, 예컨대, 게놈으로부터 핵산을 증폭시키기 위한 PCR 증폭, 화학적 합성법 또는 cDNA 서열을 제조하는 기술 등이 있다. The nucleic acid encoding the PPAR alpha can be produced by a gene recombinant method known in the art. For example, there are PCR amplification for amplifying a nucleic acid from a genome, chemical synthesis, or a technique for producing a cDNA sequence.

또한, 상기 핵산은 PPARα의 각 기능적 동등물을 암호화하는 염기서열을 가질 수 있다.In addition, the nucleic acid may have a base sequence encoding each functional equivalent of PPARa.

상기 기능적 동등물이란, 아미노산 부가, 치환 또는 결실의 결과, 야생형(wildtype)의 아미노산 서열과 적어도 70%, 바람직하게는 80%, 보다 바람직하게는 90% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로서 본 발명의 PPARα과 실질적으로 동등한 생리활성을 나타내는 폴리펩타이드를 말한다. 상기 "동등한 생리활성"이란 미토콘드리아와 퍼옥시좀에서의 β-산화(β-oxidation) 및 미토콘드리아에서의 ω-산화(ω-oxidation)와 관련된 몇몇 이화작용 효소(catabolic enzyme)들의 발현을 증가시키고 이에 따라 지방산의 산화를 유도하는 활성을 의미한다.The functional equivalents are those having at least 70%, preferably 80%, more preferably 90% or more sequence homology with the amino acid sequence of wildtype as a result of amino acid addition, substitution or deletion, Quot; refers to a polypeptide that exhibits physiological activity substantially equivalent to that of the polypeptide. Said " equivalent physiological activity " increases the expression of several catabolic enzymes related to? -Oxidation in mitochondria and peroxisomes and? -Oxidation in mitochondria, Thereby inducing the oxidation of fatty acids.

이때, 아미노산의 결실 또는 치환은 바람직하게는 본 발명의 폴리펩타이드의 생리활성에 직접적으로 관련되지 않은 영역에 위치해 있다.At this time, deletion or substitution of the amino acid is preferably located in a region that is not directly related to the physiological activity of the polypeptide of the present invention.

본 발명의 근육 특이적 PPARα 발현 재조합 벡터는 근육 조직 또는 근육 조직을 구성하는 세포에서 특이적으로 PPARα 유전자를 암호화하는 핵산을 발현할 수 있는 당분야에 공지된 플라스미드, 바이러스 벡터 또는 기타 매개체로서, 바람직하게는 바이러스 벡터일 수 있다.The muscle specific PPARα expression recombinant vector of the present invention is preferably a plasmid, a viral vector or other medium known in the art capable of expressing a nucleic acid encoding a PPARα gene specifically in cells constituting muscle tissue or muscle tissue, May be a viral vector.

상기 바이러스 벡터로는, 이에 제한되지는 않으나, 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터, 허피스 바이러스 벡터, 아비폭스바이러스 벡터, 렌티바이러스 벡터 등이 있다. Such viral vectors include, but are not limited to, retroviral vectors, adenovirus vectors, herpes virus vectors, avipoxvirus vectors, lentivirus vectors, and the like.

본 발명의 PPARα를 암호화하는 핵산은 근육 특이적으로 발현될 수 있도록 하는 조절 인자에 작동 가능하게 연결되어 벡터 내에 삽입될 수 있다.The nucleic acid encoding the PPARa of the present invention can be inserted into a vector operably linked to a regulatory factor that allows it to be expressed specifically in the muscle.

이들을 통틀어 'PPARα를 암호화하는 핵산을 포함하는 구조물' 또는 'hMbp-PPARα를 암호화하는 핵산을 포함하는 DNA 구조물'이라고 표현할 수도 있다.A construct comprising a nucleic acid encoding PPAR alpha 'or a DNA construct comprising a nucleic acid encoding' hMb p -PPAR alpha 'as a whole.

즉, 상기 벡터는 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터(hMbp);와 PPARα 유전자를 함유하는 행태로 구성될 수 있다.That is, the vector may consist of a human myoglobin promoter (hMb p ); and a behavior containing the PPAR alpha gene.

한편, 상기 재조합 벡터는 선택 마커를 포함할 수 있으며, 상기 선택 마커에는 카나마이신 저항성 유전자, 네오마이신 저항성 유전자와 같은 항생제 저항성 유전자 및 녹색 형광 단백질, 적색 형광 단백질과 같은 형광 단백질 등이 포함되나, 이에 제한되지 않는다.Meanwhile, the recombinant vector may include a selection marker, and the selection marker includes an antibiotic resistance gene such as a kanamycin resistance gene and a neomycin resistance gene, a fluorescent protein such as a green fluorescent protein and a red fluorescent protein, It does not.

또한, PPARα 단백질이 과발현되었는지 확인하기 위하여, 본 발명의 벡터 내에는 단백질 분리 정제 또는 확인용 태그 서열을 추가적으로 포함할 수 있다. 태그 서열의 예로는 GFP, GST (Glutathione S-transferase)-tag, HA, His-tag, Myc-tag, T7-tag 등이 있으나, 상기 예들에 의해 본 발명의 태그 서열이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 GFP을 사용하여 발현 유무 및 발현량을 확인하였다. In addition, in order to confirm whether the PPAR alpha protein is over-expressed, the vector of the present invention may further include a tag sequence for protein separation purification or confirmation. Examples of the tag sequence include GFP, Glutathione S-transferase (GST) -tag, HA, His-tag, Myc-tag and T7-tag. However, the tag sequence of the present invention is not limited by these examples. In the preferred embodiment of the present invention, expression and expression level were confirmed using GFP.

바람직하게 상기 방법으로 제조된 벡터는 도 1에 개시된 벡터일 수 있다.Preferably, the vector produced by the above method may be the vector disclosed in Fig.

본 발명의 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터(hMbp)와 PPARα 유전자를 포함하는 재조합 벡터는, 근육 조직 또는 근육 조직을 구성하는 세포에서 특이적으로 PPARα 단백질을 과발현시켜 지방산 산화를 유발하여 비만 저항성을 유도한다.The recombinant vector comprising the human myoglobin promoter (hMb p ) and the PPARα gene of the present invention overexpresses PPARα protein specifically in cells constituting muscle tissue or muscle tissue to induce fatty acid oxidation and induce obesity resistance do.

핵 공여 세포로의 도입Introduction into nuclear donor cells

또한, 본 발명은 상기 PPARα를 함유하는 재조합 벡터를 핵 공여 세포로 도입하는 방법 및 상기 재조합 벡터가 도입된 세포에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for introducing a recombinant vector containing the PPARα into a nuclear donor cell and a cell into which the recombinant vector is introduced.

인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터(hMbp);와 PPARα 유전자를 함유하는 행태로 구성된 재조합 벡터를 핵 공여 세포로 도입한다.A recombinant vector consisting of the human myoglobin promoter (hMb p ); and the behavior containing the PPAR alpha gene is introduced into the nuclear donor cell.

일 구체예에서, 상기 핵 공여 세포는 개의 배아세포, 체세포 또는 줄기세포일 수 있다. In one embodiment, the nuclear donor cell can be a dog embryo cell, a somatic cell, or a stem cell.

임의의 구체예에서, 예를 들면, 이에 한정되지는 않으나 난구세포, 상피세포, 섬유아세포, 신경세포, 각질세포, 조혈세포, 멜라닌 세포, 연골세포, 마크로파지, 단구세포, 근육세포, B 림프구, T 림프구, 배아 줄기세포, 배아 생식세포, 태아 유래 세포, 태좌세포 및 배아세포 등이 있다. 또한, 다양한 기원 조직으로부터 유래된 성체 줄기세포, 예를 들어, 지방, 자궁, 골수, 근육, 태반, 제대혈 또는 피부(상피) 등의 조직 유래 줄기세포를 사용할 수 있다. 비-인간 숙주 배아는 일반적으로 2-세포 단계, 4-세포 단계, 8-세포 단계, 16-세포 단계, 32-세포 단계, 64-세포 단계, 상실배, 또는 배반포를 포함하는 배아일 수 있다. In certain embodiments, for example, but not limited to, cumulus cells, epithelial cells, fibroblasts, neurons, keratinocytes, hematopoietic cells, melanocytes, cartilage cells, macrophages, monocytes, muscle cells, B lymphocytes, T lymphocytes, embryonic stem cells, embryonic germ cells, fetal derived cells, embryonic cells and embryonic cells. Also, adult stem cells derived from various origins can be used, such as adult stem cells such as fat, uterus, bone marrow, muscle, placenta, cord blood or skin (epithelium). Non-human host embryos can generally be embryos comprising a 2-cell stage, a 4-cell stage, an 8-cell stage, a 16-cell stage, a 32-cell stage, a 64-cell stage, .

보다 바람직하게는, 태아 유래 세포 및 성체 섬유아세포, 난구세포일 수 있다. 가장 바람직하게는, 개의 태아 및 성체에서 분리한 섬유아세포를 이용한다. 이 세포의 특징은 초기 분리시 다수의 세포를 얻을 수 있고, 세포 배양도 비교적 쉬우며 체외에서 배양 및 조작이 용이하다는 장점을 지니고 있다. More preferably, it may be a fetal-derived cell, an adult fibroblast, or a cumulus cell. Most preferably, fibroblasts isolated from fetuses and adults are used. The characteristics of these cells are that they can obtain a large number of cells at the initial separation, have relatively easy cell culture, and are easy to cultivate and manipulate in vitro.

핵 공여 세포로서 제공되는 상기 배아세포, 체세포 또는 줄기세포는 당업계에 공지되어 있는 통상적인 방법을 사용하여 외과용 표본 또는 생체검사용 표본을 제조하는 방법으로부터 수득될 수 있다. The embryonic cells, somatic cells or stem cells provided as nuclear donor cells can be obtained from a method for preparing surgical specimens or biopsy specimens using conventional methods known in the art.

본 발명에 따른 재조합 벡터는 당업계에 공지된 방법으로 세포 내에 도입할 수 있다.The recombinant vector according to the present invention can be introduced into cells by a method known in the art.

예를 들어, 이에 한정되지는 않으나, 일시적 형질감염(transient transfection), 미세주사, 형질도입(transduction), 세포융합, 칼슘 포스페이트 침전법, 리포좀 매개된 형질감염(liposome-mediated transfection), DEAE 덱스트란-매개된 형질감염(DEAEDextran- mediated transfection), 폴리브렌-매개된 형질감염(polybrene-mediated transfection), 전기침공법(electroporation), 유전자 총(gene gun) 및 세포 내로 핵산을 유입시키기 위한 다른 공지의 방법에 의해 형질전환 동물 제작을 위한 세포 내로 도입할 수 있다. For example, but not by way of limitation, transient transfection, microinjection, transduction, cell fusion, calcium phosphate precipitation, liposome-mediated transfection, DEAE dextran The present invention relates to a method for introducing a nucleic acid into a cell, such as, for example, DEAEDextran-mediated transfection, polybrene-mediated transfection, electroporation, gene gun, Into a cell for the production of a transgenic animal.

한편, 본 발명에 따른 근육 특이적 PPARα 과발현 개 모델 제작용의, 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터(hMbp);와 PPARα 유전자를 함유하는 재조합 벡터로 형질전환된 핵 공여 세포는 당업계에 공지된 방법에 따라 증식 및 배양될 수 있다. Meanwhile, a nuclear donor cell transformed with a recombinant vector containing a human myoglobin promoter (hMb p ) and a PPARα gene for producing a muscle specific PPARα overexpression model according to the present invention can be produced by a method known in the art ≪ / RTI >

적절한 배지는 동물 세포 및 특히, 포유동물 세포의 배양을 위해 개발되거나, 또는 동물 세포 성장에 필요한 적절한 성분, 예컨대 동화성 탄소, 질소 및/또는 미량 영양소와 함께 실험실 내에서 제조될 수 있는 임의의 이용 가능한 배지를 사용할 수 있다. Suitable media are those which have been developed for the cultivation of animal cells and in particular mammalian cells, or for any use which may be produced in the laboratory together with suitable components necessary for animal cell growth, such as assimilable carbon, nitrogen and / or micronutrients Possible media can be used.

상기 배지는 동물 세포 성장에 적절한 임의의 기본 배지, 비제한적인 예로서, 일반적으로 배양에 이용되는 기본 배지로는 MEM(Minimal Essential Medium), DMEM(Dulbecco modified Eagle Medium), RPMI(Roswell Park Memorial Institute Medium), K-SFM(Keratinocyte Serum Free Medium)이 있으며, 이 외에도 당해 업계에서 이용되는 배지라면 제한없이 사용할 수 있다. 바람직하게는, α-MEM 배지(GIBCO), K-SFM 배지, DMEM배지(Welgene), MCDB 131배지(Welgene), IMEM배지(GIBCO), DMEM/F12 배지, PCM 배지, M199/F12(mixture)(GIBCO), 및 MSC 확장배지(Chemicon)로 구성된 군에서 선택될 수 있다. The medium may be any basic medium suitable for animal cell growth, including but not limited to MEM (Minimal Essential Medium), DMEM (Dulbecco modified Eagle Medium), RPMI (Roswell Park Memorial Institute Medium) and K-SFM (Keratinocyte Serum Free Medium). In addition, there is no limit to the use of any medium used in the industry. Preferably, the cells are cultured in a culture medium such as? -MEM medium (GIBCO), K-SFM medium, DMEM medium (Welgene), MCDB 131 medium (Welgene), IMEM medium (GIBCO), DMEM / F12 medium, PCM medium, M199 / (GIBCO), and MSC expansion medium (Chemicon).

이러한 기본 배지에, 탄소, 질소 및 미량 영양소의 동화성 공급원, 비제한적인 예로서, 혈청 공급원, 성장 인자, 아미노산, 항생제, 비타민, 환원제, 및/또는 당 공급원이 첨가될 수 있다. To this base medium may be added an assimilative source of carbon, nitrogen and micronutrients, as a non-limiting example, a serum source, a growth factor, an amino acid, an antibiotic, a vitamin, a reducing agent, and / or a sugar source.

당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 적합한 배지를 선택 또는 조합하여 공지의 방법으로 적절히 배양할 수 있음은 자명할 것이다. 또한, 이 분야의 통상의 지식에 기초하여 적합한 배양 환경, 시간, 온도 등의 조건을 조절하면서 배양할 수 있음은 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that suitable media may be selected or combined and cultured appropriately in a known manner. In addition, it is apparent that culturing can be carried out while adjusting conditions such as a suitable culture environment, time, temperature and the like on the basis of ordinary knowledge in this field.

[형질전환 동물][Transgenic Animal]

본 발명은 일 구체예로서, PPARα를 함유하는 재조합 벡터가 도입된 핵 공여 세포의 핵을 탈핵된 난자에 이식하여 산자를 생산함으로써, 근육 조직 또는 근육 조직을 구성하는 세포에서 특이적으로 PPARα 단백질을 과발현하는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 형질전환 개의 제조방법 및 이에 의해 제조된 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개에 관한 것이다.In one embodiment, the nucleus of a nuclear donor cell into which a recombinant vector containing a PPARα is introduced is transplanted into an enucleated oocyte to produce a PPARα protein specifically in cells constituting muscle tissue or muscle tissue, Specific overexpression of the PPAR? Overexpression model, and a dog for the muscle specific PPAR? Overexpression model produced thereby.

임의의 구현예에서, 근육 조직 또는 근육 조직을 구성하는 세포에서 특이적으로 PPARα 단백질을 과발현하는 개를 생산하기 위해 적합한 조건하에서 배아를 임신시킬 수 있다.In certain embodiments, the embryo can be conceived under conditions suitable to produce a dog that specifically overexpresses the PPAR alpha protein in cells that make up muscle tissue or muscle tissue.

예를 들어, 형질전환된 개의 체세포를 사용하여 상기의 체세포핵 이식법(SCNT)을 이용할 수 있다.For example, the somatic cell nuclear transfer method (SCNT) described above can be used using transgenic somatic cells.

임의의 구체예에서, 본 발명은, PPARα 유전자를 넉인시킨 형질전환 세포주를 이용하여 체세포 핵이식 방법(somatic cell nuclear transfer, SCNT)으로 본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델 복제동물을 생산한다.In certain embodiments, the present invention produces a clone of the muscle specific PPAR? Overexpression model of the invention by somatic cell nuclear transfer (SCNT) using a transgenic cell line knocked out of the PPARa gene.

일 구체예를 들어, 본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개 생산방법은,In one embodiment, the method for producing a dog for a muscle-specific PPAR? Overexpression model of the present invention comprises:

(a) 개로부터 분리한 체세포 또는 줄기세포를 배양하는 것을 포함하는 핵 공여 세포 제조단계;(a) preparing a nuclear donor cell comprising culturing somatic cells or stem cells isolated from the dog;

(b) 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터(hMbp)와 PPARα 유전자를 함유하는 재조합벡터를 상기 핵 공여 세포에 도입하는 단계;(b) introducing into the nuclear donor cell a recombinant vector containing a human myoglobin promoter (hMb p ) and a PPAR alpha gene;

(c) 개의 난자로부터 핵을 제거하여 탈핵 난자를 제조하는 단계;(c) removing the nucleus from the eggs to prepare a enucleated oocyte;

(d) 상기 (c) 단계의 탈핵 난자에 (b) 단계의 핵 공여 세포를 미세주입하고 융합시키는 단계; (d) injecting and fusing nuclear donor cells of step (b) into the enucleated oocytes of step (c);

(e) 상기 (d) 단계에서 융합된 난자를 활성화시키는 단계; 및(e) activating the oocyte fused in step (d); And

(f) 상기 활성화된 난자를 대리모 개의 난관에 이식하는 단계를 포함할 수 있다.(f) transplanting the activated oocyte into a surrogate mother's oviduct.

각 단계에 관한 통상적 기술 내용은 당업계에 공지되어 있는 종래의 체세포 핵이식 기술을 이용한 복제 동물의 제조방법 등을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.The conventional technology for each step can be understood with reference to a conventional method for producing a cloned animal using a somatic cell nuclear transfer technique known in the art.

일 구체예로서, PPARα를 함유하는 재조합 벡터를 포함하는 조성물로 형질전환된 개 유래 체세포, 배아세포 또는 줄기세포의 핵을, 탈핵된 난자에 이식하여 형성된 개의 핵 이식란 제조방법 및 이에 의해 제조된 핵 이식란을 제공할 수 있다.In one embodiment, the nucleus of a somatic cell, an embryo cell or a stem cell derived from a canine transformed with a composition containing a recombinant vector containing PPAR alpha is transplanted into an enucleated oocyte, It is possible to provide a transfer line.

다른 구체예로서, 상기 핵 이식란을 대리모의 난관에 이식하여 산자를 생산하는 단계를 포함하는 PPARα 유전자를 넉인 시킨 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 형질전환 개의 제조방법 및 이에 의해 제조된 PPARα 유전자를 넉인 된 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개를 제공한다.In another embodiment, there is provided a method for producing a transgenic dog for a muscle-specific PPAR? Overexpression model knocking a PPAR? Gene comprising transplanting the nuclear transfer embryo into a tubal plug of a surrogate mother to produce a live animal, and a method for producing the PPAR? Specific < / RTI > PPARa overexpression model.

임의의 구체예에서, 본 발명은 유전자조작 동물의 생산방법을 포함하며, In certain embodiments, the invention encompasses a method of producing a GM animal,

상기 방법은 배아 또는 세포를 재조합 벡터(예를 들면, PPARα를 함유하는 재조합 벡터)에 노출시키는 단계, The method comprises exposing an embryo or cell to a recombinant vector (e. G., A recombinant vector containing PPARa)

대리모내 세포를 클로닝하거나, 대리모내 배아들을 이식하는 단계를 포함하며, 상기 타겟팅 뉴클레아제는 배아 또는 세포내 표적 염색체 부위에 특이적으로 결합하여 세포 염색체에 변화를 일으키며, 대리모는 표적 염색체 부위에서 유전자조작된 동물을 임신시킬 수 있다. Cloning a cell in a surrogate mother, or transplanting embryos in a surrogate mother, wherein the targeting nuclease specifically binds to an embryonic or intracellular target chromosomal region to cause a change in a cell chromosome, Genetically engineered animals can be conceived.

본 발명의 일 실시예에서는 본 발명에서의 PPARα 유전자가 넉인 된 형질전환 개의 유전자 및 단백질 발현 분석을 통해 PPARα 유전자를 암호하는 핵산서열의 삽입이 일어난 것을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, it was confirmed that insertion of a nucleic acid sequence coding for a PPARα gene was confirmed through analysis of gene expression and protein expression of the PPARα gene knocked in the present invention.

상기 PPARα 유전자가 넉인이 확인된 형질전환 개의 세포를 이용하여 재복제를 통해 모두 PPARα 유전자가 넉인된 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개를 생산한다.The PPARα gene is transfected using transgenic dog cells that have been confirmed to be knocked out to produce a dog specific for the PPARα overexpression model in which the PPARα gene is knocked down.

재복제의 방법은 제한이 없으나, 예를 들어, 형질전환 된 개의 체세포를 사용하여 상기의 체세포핵 이식법(SCNT)을 이용할 수 있다.There is no limitation on the method of replication, but, for example, somatic cell nuclear transfer (SCNT) can be used using transgenic somatic cells as described above.

[용도][Usage]

본 발명의 일 구체예는 PPARα 유전자가 넉인된, 근육 특이적으로 PPARα 단백질이 과발현된 개의 용도를 제공한다.One embodiment of the present invention provides for the use of dogs overexpressing PPARa protein with PPARa gene knocked down and muscle specificity.

본 발명의 따른 PPARα 유전자 넉인된 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 형질전환 개는 교배를 통해 생산이 가능하며, 후대로 상기 외부 유전자의 전달이 가능하다.The transgenic dog for the PPARα overexpression model specific for the PPARα gene knocked in accordance with the present invention can be produced through crossing, and the external gene can be transferred later.

그러므로, 본 발명의 PPARα 유전자가 넉인된 것과 상기 넉인된 PPARα 유전자가 근육에서 특이적으로 단백질로 발현하는 것을 특징으로 하는 개는 용이한 재형 가능성을 장점으로 가지고 있는바, 근육 특이적으로 PPARα 단백질을 발현하여 대사성 질환, 예를 들면, 비만 등과 같은 질환에 저항성을 가지는 동물 모델로서 유용한다.Therefore, the present invention is characterized in that the PPARa gene of the present invention is knocked out and that the knocked PPAR alpha gene is expressed as a protein specifically in muscle, so that the dog has an advantage of easy reconstitution, And is useful as an animal model that is resistant to diseases such as metabolic diseases such as obesity.

즉, 본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델 개를 이용하여 PPARα가 대사성 질환을 유발 또는 치료하는데 관여하는 메커니즘 연구, PPARα의 역할, 비만 저항성을 가지는 모델 연구 등 다양한 활용이 가능할 것이다.That is, it is possible to utilize the muscle specific PPARα overexpression model of the present invention to study mechanisms involved in the induction or treatment of metabolic diseases, the role of PPARα, and model studies with obesity resistance.

그러므로, 본 발명은 다른 관점에서, 상기 방법으로 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 다양한 용도를 포함한다.The invention therefore, in a different aspect, comprises a variety of uses for the muscle specific PPARa over-expression model in this way.

예를 들어, 본 발명에 따른 동물모델은 비만 저항성을 관련 연구에, 예를 들어 비만 저항성을 유지하거나 증가시키길 수 있는 약제를 스크리닝하는 방법으로 사용될 수 있다.For example, an animal model according to the present invention can be used as a method for screening for agents that can maintain or increase obesity resistance in related studies, for example, obesity resistance.

일 구체예로서, 본 발명의 상기 스크리닝 방법은 In one embodiment, the screening method of the present invention comprises

1) 근육 특이적 PPARα 과발현 모델 개에 비만 저항성을 유지하거나 증가시키길 수 있는 후보물질을 투여하는 단계;1) administering a candidate substance capable of maintaining or increasing obesity resistance in a muscle specific PPAR? Overexpression model;

2) 후보물질 투여 후, 상기 개의 조직을 후보물질을 투여하지 않은 대조군과 비교하여 분석하는 단계를 포함할 수 있다.2) After the administration of the candidate substance, the dog tissue may be analyzed in comparison with the control group to which the candidate substance is not administered.

후보물질은 펩티드, 단백질, 비펩티드성 화합물, 합성 화합물, 발효 생산물, 세포 추출액, 식물 추출액, 동물 조직 추출액 및 혈장으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 상기 화합물은 신규 화합물이어도 되고, 널리 알려진 화합물이어도 된다. 이러한 후보 물질은 염을 형성하고 있어도 된다. Preferably, the candidate substance is any one selected from the group consisting of peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts and plasma. The compound may be a novel compound or a well-known compound. These candidate substances may form salts.

상기와 같은 후보 물질을 투여하는 방법으로는 예를 들면, 경구투여, 정맥주사, 피하투여, 피내투여 또는 복강 투여 등 중에서 대상 동물의 증상, 후보 물질의 성질 등에 맞추어 적당히 선택할 수 있다. 또한, 후보 물질의 투여량은 투여 방법 또는 후보 물질의 성질 등에 맞추어 적당히 선택할 수 있다.The method of administering the candidate substance may be suitably selected in accordance with the symptoms of the subject animal, the nature of the candidate substance, etc., for example, by oral administration, intravenous injection, subcutaneous administration, intradermal administration or intraperitoneal administration. The dose of the candidate substance can be appropriately selected in accordance with the method of administration, the nature of the candidate substance, and the like.

비만 및 대사성 질환Obesity and metabolic diseases

본 발명에서 비만은 일반적으로 체내에 지방 조직이 과다한 상태인 것을 의미하며, 음식물로 섭취한 에너지가 신체활동 등으로 소비한 에너지와 균형을 이루지 못하여 잉여의 에너지가 체지방으로 축적되는 현상이다. 오랜 시간에 걸쳐 에너지 불균형에 의해 체지방이 비정상적으로 많아지면 당뇨병, 고지혈증, 심장병, 뇌졸증, 동맥경화증, 지방간 등의 각종 대사성 질환과 성인병이 유발될 수 있다.In the present invention, obesity generally means that the fat tissue is excessively present in the body, and the energy consumed by the food is not balanced with the energy consumed by the physical activity, and the surplus energy accumulates in the body fat. Unusually high body fat due to energy imbalance over a long period of time can lead to various metabolic diseases and adult diseases such as diabetes, hyperlipidemia, heart disease, stroke, arteriosclerosis and fatty liver.

상기 비만은 형태학적으로 볼 때 체내 지방 세포의 크기 증가(hypertrophy) 또는 수의 증가(hyperplasia)에 의해 초래된다. Obesity is caused by hypertrophy or hyperplasia of body fat cells morphologically.

비만은 내분비적인 요인, 유전적인 요인, 사회 환경적 요인 등에 의해 대사 과정의 불균형이 발생하는 경우, 체내에 과잉된 에너지가 지방으로 축적됨으로써 야기되는 피하지방 조직의 이상 비대화에 기인한다. 지방조직의 비대화는 지방세포의 크기가 커지거나(지방세포의 비대화) 그 수가 증가하는(지방세포 과형성) 현상으로, 이는 국소 정맥-림프 체계의 정체에도 영향을 미쳐 진피-피하 조직의 혈관조직 질환도 유발할 수 있다.Obesity is caused by abnormal enlargement of subcutaneous fat tissue caused by accumulation of excess energy in the body when the metabolic process imbalance occurs due to endocrine factors, genetic factors, and socio - environmental factors. The hypertrophy of adipose tissue is a phenomenon that the size of adipocyte increases (adipocyte hypertrophy) and the number of adipocyte hyperplasia increases (adipocyte hyperplasia), which also affects the localization of the venous-lymphatic system, .

비만환자에게 과도하게 축적된 중성지방은 지방조직뿐 아니라, 간이나 근육에 저장되어 인슐린 저항성을 유도한다. 따라서, 과도하게 저장된 중성지방의 소모가 근본적인 비만과 이에 따른 대사질환의 예방 및 치료가 될 수 있다. The excessively accumulated triglyceride in obese patients is stored not only in adipose tissue but also in the liver or muscle, leading to insulin resistance. Therefore, the consumption of excessively stored triglycerides can be a preventive and therapeutic treatment of essential obesity and thus metabolic diseases.

상기 비만 또는 대사성 질환으로는, 이에 제한되는 것은 아니나, 대사증후군, 고트리글리세라이드혈증, 고밀도 지질 혈증, 저밀도 지질 혈증, 협심증, 심근경색, 성기능부전증, 수면무호흡증, 월경전 증후군, 스트레스성 뇨실금을 포함하는 뇨실금, 과행동장애, 만성 피로 증후군, 골관절염, 체중 증가와 관련된 암, 기립성 저혈압, 폐고혈압, 월경장애, 당뇨병, 고혈압, 손상된 내당력, 관상동맥혈전증, 졸증, 우울증, 불안증, 정신병, 지연성 운동장애, 약물중독, 약물 남용, 인지장애, 알츠하이머병, 뇌허혈, 강박성 행동, 공황발작, 사회공포증, 대식증, 아테롬성동맥경화증, 담석증과 같은 담낭 질병, 식욕부진, 다낭성 난소 질환과 같은 생식장애,감염, 정맥류성 정맥, 표피증식 및 습진과 같은 피부병, 인슐린 저항성, 만성 동맥폐색증, 정형외과적 상해, 혈전색전증, 심장질환, 비뇨기질환, 지질증후군, 과혈당증 및 스트레스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 비만 관련 질환을 포함한다. The obesity or metabolic diseases include but are not limited to metabolic syndrome, hypertriglyceridemia, hyperlipidemia, hypolipidemia, angina pectoris, myocardial infarction, sexual dysfunction, sleep apnea syndrome, premenstrual syndrome, stress urinary incontinence Diabetes, hypertension, impaired glucose tolerance, coronary artery thrombosis, diaphoresis, depression, anxiety, psychosis, hyperlipidemia, hyperlipidemia, hyperlipidemia, hyperlipidemia, , Obesity, polycystic ovarian disease such as dysthymic disorder, drug addiction, drug abuse, cognitive disorders, Alzheimer's disease, cerebral ischemia, obsessive-compulsive behavior, panic attacks, social phobia, bulimia such as atherosclerosis, atherosclerosis, gallstone disease, Disorders, infections, skin diseases such as varicose veins, epidermal hyperplasia and eczema, insulin resistance, chronic arterial occlusion, orthopedic injuries, blood Related diseases selected from the group consisting of pre-eclampsia, heart disease, urinary disease, lipid syndrome, hyperglycemia, and stress.

본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개는 PPARα 단백질이 근육 조직에서 과발현됨에 따라 PPARα의 활성이 인위적으로 증가하여 지방산 산화와 에너지 소비에 관여하는 유전자들의 발현이 증가되고, 이에 따라 지방 축적이 감소된 비만 저항성을 가진 동물모델로 제공될 수 있다.As the PPARα overexpression model of the present invention overexpresses PPARα protein in the muscle tissue, the activity of PPARα is artificially increased to increase the expression of genes involved in fatty acid oxidation and energy consumption, thereby decreasing fat accumulation RTI ID = 0.0 > animal models with < / RTI >

이외에도 본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개는 PPARα 단백질이 근육 조직에서 과발현됨에 따라 PPARα의 활성이 인위적으로 증가하여 지방산 산화와 에너지 소비에 관여하는 유전자들의 발현이 증가를 통해 근육의 기능이 강화되므로, 이에 따라 운동능/근력 향상 연구(근육위축 치료 연구 등을 포함)를 위한 동물모델로 제공될 수 있다.In addition, the PPARα overexpression model of the present invention overexpresses PPARα protein in muscle tissue, resulting in an increase in the activity of PPARα, thereby increasing the expression of genes involved in fatty acid oxidation and energy consumption And thus can be provided as an animal model for the study of athletic performance / muscle strength (including muscle atrophy treatment studies).

또한, 본 발명의 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개는 PPARα 단백질이 근육 조직에서 과발현됨에 따라 PPARα의 활성이 인위적으로 증가하여 지방산대사를 촉진되고 이를 통한 피부장벽 형성 촉진 등의 효과를 유도할 수 있으므로, 이에 따라 항노화 연구를 위한 동물모델로 제공될 수 있다.In addition, since the PPAR alpha overexpression model of the present invention overexpresses PPAR alpha protein in muscle tissue, the activity of PPAR alpha increases artificially and promotes fatty acid metabolism, thereby promoting the effect of promoting skin barrier formation , Thus providing an animal model for anti-aging studies.

이처럼, 본 발명은 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 및 이의 다양한 용도를 제공함으로써, 대사성 질환에서의 PPARα의 역할 규명 및 대사성 질환(비만 등) 저항성 연구, 운동능/근력 향상 연구(근육위축 치료 연구 등을 포함) 및 항노화 연구 등의 다양한 연구에 매우 유용하게 이용될 것이다.Thus, the present invention provides an animal model of overexpressing PPARα overexpressing muscle and its various uses, thereby making it possible to identify the role of PPARa in metabolic diseases, study resistance to metabolic diseases (such as obesity), exercise / strength improvement studies ) And anti-aging research.

실시예Example

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these examples are for illustrative purposes only and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these examples.

재료 및 방법Materials and methods

1. 동물1. Animals

동물 실험은 서울대학교의 실험 동물의 관리와 사용 안내서 및 실험 동물 관리의 승인을 위한 위원회에 의해 마련된 표준 절차를 따라 수행되었다.Animal experiments were conducted according to standard procedures established by the Seoul National University Committee on Laboratory Animal Care and Use Guide and Committee for Approval of Laboratory Animal Care.

2. 근육 특이적 방식으로 PPARα 과발현 세포의 생산2. Production of PPARα-overexpressing cells in a muscle-specific manner

근육 특이적 방식으로 canine peroxisome proliferator activated receptor alpha (PPARα) 과발현 세포를 생산하기 위하여, human PPARα (hPPARα) 유전자를 합성하였다. 근육 특이적 promoter인 human myoglobin (hMb) promoter 조절 하에 PPARα 유전자를, 마커 유전자로서 EF1 promoter 조절 하에 copGFP 유전자를 도입한 vector를 도 1처럼 구축하였다. 구축한 vector를 개 태아섬유아세포에 도입한 후 표지유전자인 GFP의 발현을 육안으로 확인하였고, Polymerase chain reaction (PCR)으로 분자생물학적 분석을 실시한 결과, 각 vector가 genome 내로 도입되었음이 확인되었다.To produce canine peroxisome proliferator activated receptor alpha (PPARα) overexpressing cells in a muscle-specific manner, human PPARα (hPPARα) gene was synthesized. A vector was constructed as shown in FIG. 1, in which the PPARα gene was introduced under the control of the human myoglobin (hMb) promoter, which is a muscle specific promoter, and the copGFP gene was introduced under the control of the EF1 promoter as a marker gene. After the vector was introduced into fetal fibroblasts, the expression of the marker gene, GFP, was visually confirmed and molecular biologic analysis was performed by polymerase chain reaction (PCR). As a result, it was confirmed that each vector was introduced into the genome.

100mm 배양접시에서 컨플루언시에 도달할 때까지 세포를 배양한 뒤, 트립신 처리를 통해 단일세포로 분리하였다. 세포를 15ml cornical tube에 모으고 Dulbecco Modified Eagle Medium로 washing 한 뒤, 원심분리를 실시하였다. 상층액을 제거하고 pellet을 이용하여 genomic DNA extraction kit를 사용하여 제조사의 프로토콜을 따라 DNA를 추출하였다. The cells were cultured until reaching confluency in a 100 mm culture dish, and then separated into single cells by trypsin treatment. Cells were collected in 15 ml cornical tubes, washed with Dulbecco Modified Eagle Medium and centrifuged. The supernatant was removed and DNA was extracted according to the manufacturer's protocol using a genomic DNA extraction kit using a pellet.

Puromycin resistance 유전자를 검출하기 위한 forward primer (5'-GCAGCAACAGATGGAAGG-3') 와 reverse primer (5'-GCTCGTAGAAGGGGAGGTT-3'), copGFP 유전자를 검출하기 위한 forward primer (5'-CTACGGCTTCTACCACTTCG-3')와 reverse primer (5'-GGATGATCTTGTCGGTGAAG-3')를 제작하였다. PCR premix kit를 이용하여 제조사의 프로토콜에 따라 PCR를 실시하였고, Puromycin resistance 유전자와 copGFP 유전자에 대해 각각 203 bp, 230 bp 부위에서 band를 생성 여부를 확인하였다. Forward primer (5'-GCAGCAACAGATGGAAGG-3 ') and reverse primer (5'-GCTCGTAGAAGGGGAGGTT-3') to detect the Puromycin resistance gene, forward primer (5'-CTACGGCTTCTACCACTTCG-3 ' primer (5'-GGATGATCTTGTCGGTGAAG-3 '). PCR was performed using the PCR premix kit according to the manufacturer 's protocol. The presence of the bands at the 203 bp and 230 bp sites was confirmed for the Puromycin resistance gene and the copGFP gene, respectively.

3. 체세포 핵 이식을 이용한 PPARα 과발현 개의 생산3. Production of overexpressed PPARα using somatic cell nuclear transfer

체내 성숙 난자 회수를 위하여 발정전기 암캐에서 매일 또는 격일로 채혈을 실시하여 P4 추이를 분석하고 6-10ng/ml에 도달한 때를 배란 시기로 결정하고, 약 72시간 후에 성숙 난자 회수를 위한 수술을 실시하였다. 호흡마취 후 일반적인 개복술에 준하여 수술부위를 준비하고 정중선을 절개한 뒤, 자궁난소를 견인 후 난소현수인대를 고정하여 난소를 노출시켰다. 난소 방향의 난관 끝 부위에 flushing needle을 삽입 후 봉합사로 일시적으로 고정시킨 뒤 자궁난관 접합 부위부터 반대 방향으로 혈관 카테터를 삽입하였다. 카테터에 주사기를 연결시키고 TCM based HEPES buffered media를 주입한 뒤, 난관 내 배란된 난자를 배지와 함께 Petri dish에 회수하여 실험실로 이송하였다.In order to recover matured oocytes from the ovules, blood samples were collected every day or every day from the estrus biopsy to analyze the P4 trend. When the oocyte reached 6-10ng / ml, the oocyte stage was determined and 72 hours later, Respectively. After the anesthesia with respiration, the operation site was prepared according to general laparotomy and the midline was incised, and the uterine ovary was trained and the ovarian ligament was fixed to expose the ovary. A flushing needle was inserted into the ovarian end of the fallopian tube, temporarily fixed with a suture, and the vessel catheter inserted in the opposite direction from the junction of the fallopian tubes. The catheter was connected to a syringe and TCM based HEPES buffered media was injected, and the ovulated oocytes were recovered into a Petri dish along with the medium and transferred to the laboratory.

Hyaluronidase에서 난구세포를 제거한 뒤, 제1극체가 있고 위란강의 너비 15-25 um인 난자를 선별하여 체세포 핵이식에 사용하였다. 근육 특이 PCK1 발현 세포를 체세포핵이식 당일에 80% confluency 이상이 되도록 배양하고, 실험 직전에 트립신 처리를 하여 단일 세포로 분리하였다. 난구세포가 제거된 체내 성숙 난자는 Hoechst로 제 1극체와 핵을 염색하여 미세조작기로 탈핵을 실시하고, 단일 세포를 각각의 탈핵 난자 내 위란강에 주입하였다. Electro-Cell Fusion apparatus (NEPA GENE, Chiba, Japan)를 이용하여 2 pulses of direct current (72 V for 15 ms) 전기 자극으로 난세포질과 세포 간 융합을 유도하였다. 융합된 난자-세포 융합체를 선별하여 Calcium ionophore로 활성화한 뒤 Tomcat 카테터의 끝에 복제배아를 loading 하여 난자공여견과 배란주기가 동기화된 대리모의 난관에 주입하였다. After removal of cumulus cells from hyaluronidase, oocytes with a first polar body and a width of 15-25 μm were selected for somatic cell nuclear transfer. The muscle-specific PCK1-expressing cells were cultured at 80% confluency on the day of somatic cell nuclear transfer, and were trypsinized immediately before the experiment and isolated into single cells. The mature oocytes were removed from the cumulus cells and stained with Hoechst. The cells were enucleated using a micro - manipulator and single cells were injected into the proliferated eggs of each enucleated oocyte. Cell fusion and cell fusion were induced by electrical stimulation of 2 pulses of direct current (72 V for 15 ms) using an Electro-Cell Fusion apparatus (NEPA GENE, Chiba, Japan). Fused oocyte - cell fusions were selected and activated with Calcium ionophore. The cloned embryos were loaded at the end of the Tomcat catheter and injected into the fallopian tubes of synchronized oocyte donation nests and ovulation cycles.

이식일로부터 26일째 이후에 초음파로 대리모 복부 스크리닝으로 임신진단 실시하고, 임신이 확인된 개체는 45일째 이후에 X-ray를 이용하여 태아수를 확진하였다. 약 52일 경부터 하루 1-2회 채혈을 실시 후 P4 감소 추이를 분석함과 동시에 초음파로 태아의 심박수를 모닝터링하여 자연분만 또는 제왕절개를 결정하였다. 60일 전후로 P4가 1 이하로 떨어지거나 태아의 심박수가 분당 180 ~ 200회 이하로 감소하면 제왕절제를 실시하였다.On the 26th day after the transplantation, the pregnancy diagnosis was made by surrogate mother's abdominal screening with ultrasound and the fetus number confirmed by X-ray after the 45th day after the pregnancy was confirmed. After about 1-25 days of blood sampling from about 52 days, P4 decline was analyzed, and fetal heart rate was measured by ultrasound to determine natural delivery or cesarean section. A cesarean section was performed if P4 fell below 1 or after 60 days of labor, or if the fetal heart rate decreased from 180 to 200 cycles per minute or less.

4. PCR을 이용한 PPARα 과발현 개에서 transgene의 확인4. Identification of transgene in PPARα overexpressing dogs by PCR

Positive control로써 100mm 배양접시에서 컨플루언시에 도달할 때까지 공여세포를 배양한 뒤, 트립신 처리를 통해 단일세포로 분리하였다. 세포를 15ml cornical tube에 모으고 Dulbecco Modified Eagle Medium로 washing 한 뒤, 원심분리를 실시하였다. 상층액을 제거하고 pellet을 이용하여 genomic DNA extraction kit를 사용하여 제조사의 프로토콜을 따라 DNA를 추출하였다. Negative control로써 비형질전환 복제개 1마리와 생산된 형질전환 개체 3마리의 요측피정맥에서 혈액을 채취한 뒤, genomic DNA extraction kit를 사용하여 제조사의 프로토콜을 따라 DNA를 추출하였다.As a positive control, donor cells were cultured in a 100 mm culture dish until confluence was reached, and then separated into single cells by trypsin treatment. Cells were collected in 15 ml cornical tubes, washed with Dulbecco Modified Eagle Medium and centrifuged. The supernatant was removed and DNA was extracted according to the manufacturer's protocol using a genomic DNA extraction kit using a pellet. Blood was collected from 1 non-transgenic cloned dog and 3 transgenic transgenic canines as negative control, and DNA was extracted according to the manufacturer's protocol using genomic DNA extraction kit.

copGFP 유전자를 검출하기 위한 forward primer (5'-CTACGGCTTCTACCACTTCG-3')와 reverse primer (5’-GGATGATCTTGTCGGTGAAG-3’), hPPARα 유전자를 검출하기 위한 forward primer (5'-TCGGTGACTTATCCTGTGGT-3')와 reverse primer (5'-AAGGCACTTGTGAAATCGAC-3')를 제작하였다. PCR premix kit를 이용하여 제조사의 프로토콜에 따라 PCR를 실시하였고, copGFP 유전자와 hPPARα 유전자에 대해 각각 230 bp, 249 bp 부위에서 band를 생성 여부를 확인하였다.Forward primer (5'-CTACGGCTTCTACCACTTCG-3 ') and reverse primer (5'-GGATGATCTTGTCGGTGAAG-3') to detect the copGFP gene and forward primer (5'-TCGGTGACTTATCCTGTGGT-3 ') to detect hPPARα gene and reverse primer (5'-AAGGCACTTGTGAAATCGAC-3 '). PCR was performed using the PCR premix kit according to the protocol of the manufacturer and it was confirmed whether the bands were generated at 230 bp and 249 bp regions for the copGFP gene and the hPPARα gene, respectively.

실시예 1: 외래 유전자의 게놈 내 삽입 확인Example 1: Genomic insertion of a foreign gene

외래 유전자, 즉, 외부에서 도입시킨 PPARα 유전자의 게놈 내 삽입을 검증하기 위하여 Southern blot을 실시하였다. 그 결과, 아래 그림과 같이 세 마리의 형질전환견 (AL1, 2, 3)에 모두 외래유전자가 삽입된 것을 확인하였으며 AL1과 AL2는 5 copy 이상, AL3은 3 copy가 삽입되었다(도 10).Southern blotting was performed to verify the insertion of the exogenous gene, that is, the exogenous PPARα gene into the genome. As a result, it was confirmed that foreign genes were inserted into all three transgenic canines (AL1, 2, 3) as shown in the figure below. More than 5 copies of AL1 and AL2 and 3 copies of AL3 were inserted (FIG.

실시예 2: 외래 유전자의 채내 기능 평가Example 2: Evaluation of function of foreign genes

외래유전자의 체내 기능을 평가하기 위하여 혈중 lipase 농도 검사와 사료량 증가에 따른 증체량 분석을 실시하였다. 우선, 2개월령, 6개월령, 2년령에 혈중 lipase 농도 검사를 실시한 결과는 아래 표와 같다. 형질전환 개체들에서 어릴 때부터 혈중 lipase 농도가 높은 경향을 보였으나 6개월령까지는 유의적인 차이가 없었다. 그러나 2년령 개체에서 대조군보다 유의적으로 높은 농도의 혈중 lipase 농도를 나타내었다. 이는 근육 내 PPARα 유전자의 과발현으로 β 산화에 의한 지방산의 분해 속도가 증가하였고, 이에 대한 보상작용으로 지방산 생산을 위해 lipase 농도가 증가하였을 것으로 사료된다(도 11).To evaluate the function of exogenous genes, we performed blood lipid level test and weight gain analysis according to the increase of feed quantity. First, blood lipid levels were measured at 2 months, 6 months, and 2 years of age. Serum lipase levels were higher in the transgenic animals at the age of 6 months, but not significantly at 6 months of age. However, blood lipid levels were significantly higher in the 2 - year - old group than in the control group. The overexpression of the PPARα gene in the muscle increased the rate of fatty acid degradation by β-oxidation, and the lipase concentration was increased for fatty acid production as a compensating action (FIG. 11).

실시예 3: 형질전환 개체의 사료량 증가에 따른 증체량 분석Example 3: Amount of body weight gain with increasing feed amount of transgenic plants

사료량 증가에 따른 증체량 분석을 위해 8주간 사료량을 2배 늘여서 공급하고 최초 체중 대비 매주 증체량을 분석하였다. 3주 째부터 AL3가 사료를 남기기 시작하였고, AL1과 AL2는 각각 7주, 8주째부터 사료를 남기기 시작하였다. 동일령의 대조군은 모든 사료를 8주 동안 전부 섭취하였다. 8주간 세 마리의 증체량과 (A) 6주간 두 마리 (AL1, AL2)의 증체량 (B)을 분석한 결과, 두 경우 모두 형질전환 복제개에서 증체량이 낮은 경향을 보이는 것을 확인 할 수 있었다. 이는 형질전환 복제견에서 근육 내 PPARα 유전자의 과발현으로 β 산화에 의한 지방산의 분해 속도가 증가함으로써 기초 에너지 대사량이 높기 때문일 것으로 사료된다(도 12).For the analysis of body weight gain with increasing feed quantity, feeding amount was doubled for 8 weeks and weight gain per week compared to initial body weight was analyzed. From the third week, AL3 began to feed, and AL1 and AL2 started to feed after 7 and 8 weeks, respectively. The same control group fed all feeds for 8 weeks. The body weight gain of two (AL1, AL2) for six weeks (A) and three (8) weeks of body weight gain were analyzed. This is probably because the overexpression of the intramuscular PPAR alpha gene in transgenic cloned dogs results in an increase in the rate of fatty acid degradation due to? Oxidation, resulting in a higher basic energy metabolism (Fig. 12).

Claims (19)

미오글로빈(myoglobin) 프로모터 및 퍼옥시좀 증식체 활성화 수용체 알파(Peroxisome proliferator-activated receptor alpha, PPARα) 유전자를 포함하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 재조합 벡터.
A recombinant vector for constructing muscle-specific PPARα-overexpressing animal models comprising the myoglobin promoter and the peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARα) gene.
제1항에 있어서,
상기 미오글로빈(myoglobin) 프로모터는 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터인 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 재조합 벡터.
The method according to claim 1,
Wherein the myoglobin promoter is a human myoglobin promoter. 2. The recombinant vector according to claim 1, wherein the myoglobin promoter is a human myoglobin promoter.
제1항에 있어서,
상기 벡터는 바이러스 벡터인 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 재조합 벡터.
The method according to claim 1,
Wherein said vector is a viral vector. 2. A recombinant vector for constructing an animal model of overexpressing PPAR?
제4항에 있어서,
상기 바이러스 벡터는 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터, 아데노 관련 바이러스 벡터, 허피스 바이러스 벡터, 아비폭스바이러스 벡터, 렌티바이러스 벡터로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 벡터인 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 재조합 벡터.
5. The method of claim 4,
Wherein the viral vector is at least one vector selected from the group consisting of a retrovirus vector, an adenovirus vector, an adeno-associated viral vector, a herpes virus vector, an avipox virus vector, and a lentivirus vector. Recombinant vector.
게놈 내에 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터 및 퍼옥시좀 증식체 활성화 수용체 알파(Peroxisome proliferator-activated receptor alpha, PPARα) 유전자의 삽입을 포함하는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개.
A dog for the muscle-specific PPARα over-expression model, including the insertion of the human myoglobin promoter and the peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARα) gene in the genome.
제5항에 있어서,
상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개는 근육 조직 또는 근육 조직을 구성하는 세포에서 PPARα이 과발현되는 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개.
6. The method of claim 5,
The dog for the muscle-specific PPAR [alpha] over-expression model is characterized in that PPAR [alpha] is overexpressed in cells constituting muscle tissue or muscle tissue.
제5항에 있어서,
상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개는 비만 저항성을 가지는 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개.
6. The method of claim 5,
Wherein the dog for the muscle-specific PPAR? Overexpression model has obesity resistance.
인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터와 PPARα 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 도입한 세포의 핵을 이용한 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법.
A method for producing a dog for a muscle specific PPAR? Overexpression model using a nucleus of a cell into which a recombinant vector containing a human myoglobin promoter and a PPAR? Gene is introduced.
제8항에 있어서,
상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법은 체세포 핵 이식(somatic cell nuclear transfer, SCNT) 기술을 이용하는 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the method for producing the muscle specific PPAR? Overexpression model uses somatic cell nuclear transfer (SCNT) technology.
제9항에 있어서,
상기 체세포 핵 이식(somatic cell nuclear transfer, SCNT) 기술은 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터와 PPARα 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 도입한 세포의 핵을 개의 탈핵 난자에 이식하는 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The somatic cell nuclear transfer (SCNT) technique involves transplanting the nucleus of a cell into which a recombinant vector containing a human myoglobin promoter and a PPAR alpha gene has been introduced into a perinuclear oocyte of a dog, Method for manufacturing dogs for models.
제8항에 있어서,
상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법은 하기의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 제조방법:
(a) 개로부터 분리한 체세포 또는 줄기세포를 배양하는 것을 포함하는 핵 공여 세포 제조단계;
(b) 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터와 PPARα 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 상기 (a) 단계의 핵 공여 세포에 도입하는 단계;
(c) 개의 난자로부터 핵을 제거하여 탈핵 난자를 제조하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계의 탈핵 난자에 상기 (b) 단계의 핵 공여 세포의 핵을 미세주입하고 융합시키는 단계;
(e) 상기 (d) 단계에서 융합된 난자를 활성화시키는 단계; 및
(f) 상기 활성화된 난자를 대리모 개의 난관에 이식하는 단계.
9. The method of claim 8,
Wherein the method for producing a dog for the muscle specific PPAR alpha overexpression model comprises the steps of:
(a) preparing a nuclear donor cell comprising culturing somatic cells or stem cells isolated from the dog;
(b) introducing a recombinant vector comprising a human myoglobin promoter and a PPAR? gene into the nuclear donor cell of step (a);
(c) removing the nucleus from the eggs to prepare a enucleated oocyte;
(d) injecting and fusing nuclei of nuclear donor cells of step (b) into the enucleated oocytes of step (c);
(e) activating the oocyte fused in step (d); And
(f) transplanting the activated oocyte into a surrogate mother's fallopian tube.
인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터와 PPARα 유전자를 포함하는 재조합 벡터가 도입된 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포.
Transgenic cells for the production of muscle specific PPAR? Overexpressing animal models into which a recombinant vector containing the human myoglobin promoter and the PPAR? Gene has been introduced.
제12항에 있어서,
상기 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포는 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터와 PPARα 유전자를 포함하는 재조합 벡터가 도입된 핵 공여 세포인 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포.
13. The method of claim 12,
Wherein the transformant for constructing the muscle-specific PPAR alpha overexpressing animal model is a nuclear donor cell into which a recombinant vector containing a human myoglobin promoter and a PPAR alpha gene has been introduced. cell.
제13항에 있어서,
상기 핵 공여 세포는 배아세포, 체세포 또는 줄기세포인 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포.
14. The method of claim 13,
Wherein the nuclear donor cell is an embryonic cell, a somatic cell, or a stem cell.
제13항에 있어서,
상기 핵 공여 세포는 태아 유래 세포, 성체 섬유아세포 또는 난구세포인 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포.
14. The method of claim 13,
Wherein the nuclear donor cell is a fetal-derived cell, an adult fibroblast, or a cumulus cell; and the transformed cell for producing a muscle-specific PPAR? Overexpressing animal model.
제12항에 있어서,
상기 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포는 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터와 PPARα 유전자를 포함하는 재조합 벡터가 도입된 핵 공여 세포의 핵이 이식된 핵 이식란인 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포.
13. The method of claim 12,
Wherein the transformed cell for constructing the muscle specific PPARα overexpressing animal model is a nuclear transfer embryo of a nuclear donor cell into which a recombinant vector containing a human myoglobin promoter and a PPARα gene has been transferred. Transgenic cells for overexpressing animal models.
제12항에 있어서,
상기 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포는 인간 미오글로빈(myoglobin) 프로모터와 PPARα 유전자가 게놈 내 삽입된 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포.
13. The method of claim 12,
The transgenic cells for constructing muscle-specific PPARα overexpressing animal models are characterized in that human myoglobin promoter and PPARα gene are inserted into the genome.
제12항에 있어서,
상기 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포는 형질전환되지 않은 세포와 비교하여 PPARα을 과발현하는 것을 특징으로 하는 근육 특이적 PPARα 과발현 동물 모델 제작용 형질전환 세포.
13. The method of claim 12,
Wherein the transformed cell for constructing the muscle-specific PPAR? Overexpressing animal model overexpresses PPAR? Compared to the untransformed cell.
근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개를 이용한 비만 저항성 유지 또는 증가를 위한 약제 스크리닝 방법으로, 다음을 포함하는 약제 스크리닝 방법:
(i) 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개에 비만 저항성을 유지하거나 증가시킬 수 있는 후보물질을 투여하는 단계; 및
(ii) 상기 (i) 단계 후, 상기 근육 특이적 PPARα 과발현 모델용 개의 근육 조직을 후보물질을 투여하지 않는 대조군과 비만 저항성을 비교하여 분석하는 단계.
A pharmaceutical screening method for maintaining or increasing obesity resistance using a dog for a muscle specific PPAR? Overexpression model, comprising:
(i) administering a candidate substance capable of maintaining or increasing obesity resistance in a dog for a muscle specific PPAR? overexpression model; And
(ii) comparing the muscle tissue for the muscle-specific PPAR? overexpression model with the control group not administering the candidate substance after the step (i), and comparing the resistance to obesity.
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