JPH11332417A - Gene-deficient mice and test methods using these mice - Google Patents
Gene-deficient mice and test methods using these miceInfo
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- JPH11332417A JPH11332417A JP11082643A JP8264399A JPH11332417A JP H11332417 A JPH11332417 A JP H11332417A JP 11082643 A JP11082643 A JP 11082643A JP 8264399 A JP8264399 A JP 8264399A JP H11332417 A JPH11332417 A JP H11332417A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 L−PGDS遺伝子がノックアウトされてお
り、この合成酵素の欠損によって中枢神経系機能、循環
器系機能および生殖機能等に、先天性または反応性の障
害を呈する遺伝子欠損マウスを提供する。
【解決手段】 ゲノムDNAのリポカリン型プロスタグ
ランジンD合成酵素遺伝子が、そのエクソンIIからエク
ソンVがネオマイシン耐性遺伝子に置換された変異配列
に相同組換えされたマウス胚性幹細胞を導入した初期胚
を雌マウス体内で個体へと発生させて産出させたキメラ
マウスの子孫個体であって、生殖細胞および体細胞ゲノ
ムDNAのリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素
遺伝子が変異配列に置換されている遺伝子欠損マウス
と、この遺伝子欠損マウスを用いた各種薬効物質の試験
方法。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gene in which an L-PGDS gene has been knocked out, and which exhibits a congenital or responsive disorder in the central nervous system function, circulatory system function, reproductive function, etc. due to the deficiency of this synthase. Provide deficient mice. SOLUTION: An early embryo into which a mouse embryonic stem cell in which a lipocalin-type prostaglandin D synthase gene of genomic DNA is homologously recombined with a mutant sequence obtained by replacing exon II with exon V by a neomycin resistance gene is introduced. A descendant of a chimeric mouse generated and produced in an individual in a female mouse, wherein the gene-deficient mouse has a lipocalin-type prostaglandin D synthase gene of germ cell and somatic cell genomic DNA substituted with a mutant sequence And methods for testing various medicinal substances using the gene-deficient mouse.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、遺伝子欠損マウ
スと、この遺伝子欠損マウスを用いた各種試験方法に関
するものである。さらに詳しくは、この発明は、リポカ
リン型プロスタグランジンD合成酵素(L−PGDS)
をコードする遺伝子がノックアウト(機能破壊)されて
おり、この合成酵素の欠損によって中枢神経系機能、循
環器系機能および生殖機能等に、先天性または反応性の
障害を呈する遺伝子欠損マウスと、この遺伝子欠損マウ
スを用いて上記機能障害に対する予防または治療薬剤の
有効成分を試験する方法に関するものである。The present invention relates to a gene-deficient mouse and various test methods using the gene-deficient mouse. More specifically, the present invention relates to a lipocalin-type prostaglandin D synthase (L-PGDS)
Is knocked out (disrupted of function), and a gene-deficient mouse showing congenital or responsive impairment in central nervous system function, circulatory system function, reproductive function, etc. The present invention relates to a method for testing an active ingredient of a drug for preventing or treating the above-mentioned dysfunction using a gene-deficient mouse.
【0002】[0002]
【従来の技術】L−PGDS(J.Biol.Chem. 260:12410
-12415, 1985; J.Biol.Chem. 264:1041-1045, 1989; Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA. 88:4020-4024, 1991; Proc.Nat
l.Acad.Sci.USA. 89:5376-5380,1992; J.Biol.Chem. 26
7:23202-23208, 1992; J.LipdMediators Cell Signalin
g 12:257-273, 1995; J.Biol.Chem. 270:1422-1428, 19
95)は、各種の生理活性の有する体内物質プロスタグラ
ンジンD2(PGD2 :Prostaglandins Leukotrienes E
ssent. Fatty Acids 37:219-234, 1989; FASEBJ. 5:257
5-2581, 1991; Adv.Neuroimmunol. 5:211-216, 1995;
J.Lipd Mediators Cell Signaling 14:71-82, 1996)の
産生機能と、細胞分化因子であるビタミンA群の輸送機
能(Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 88:4020-4024, 1991; J.
Biol.Chem. 272:15789-15795, 1997)を併せ持つ酵素で
あり、中枢神経系、循環器系および生殖器官で発現し
(Arch.Biochem.Biophys. 260:521-531, 1988; Br.J.Op
hthalmology 72:461-464, 1988; Proc.Natl.Acad.Sci.U
SA. 90:9070-9074, 1993; Prostaglandins 51:298, 199
6; J.Neurosci. 16:6119-6124, 1996)、体液中に分泌
されている(Biochem.Biophys.Res.Commun. 203:1110-1
116, 1994; Proc.Japan.Acad. 72:108-111, 1996; Clin
ical Cheminsry 42:1984-1991, 1996)。そして、これ
らの各器官でのL−PGDSの発現量の増減が、種々の
身体障害や疾患に密接に関係していることも知られてい
る。2. Description of the Related Art L-PGDS (J. Biol. Chem. 260: 12410)
-12415, 1985; J. Biol. Chem. 264: 1041-1045, 1989; Pr.
oc.Natl.Acad.Sci.USA.88: 4020-4024, 1991; Proc.Nat
l.Acad.Sci.USA. 89: 5376-5380,1992; J.Biol.Chem. 26
7: 23202-23208, 1992; J. LipdMediators Cell Signalin
g 12: 257-273, 1995; J. Biol.Chem. 270: 1422-1428, 19
95) is a prostaglandin D 2 (PGD 2 : Prostaglandins Leukotrienes E) having various physiological activities.
ssent.Fatty Acids 37: 219-234, 1989; FASEBJ. 5: 257
5-2581, 1991; Adv.Neuroimmunol. 5: 211-216, 1995;
J. Lipd Mediators Cell Signaling 14: 71-82, 1996) and the transport function of vitamin A group which is a cell differentiation factor (Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 88: 4020-4024, 1991; J; .
Biol. Chem. 272: 15789-15795, 1997) and is expressed in the central nervous system, circulatory system and reproductive organs (Arch. Biochem. Biophys. 260: 521-531, 1988; Br.J. Op
hthalmology 72: 461-464, 1988; Proc.Natl.Acad.Sci.U
SA. 90: 9070-9074, 1993; Prostaglandins 51: 298, 199
6; J. Neurosci. 16: 6119-6124, 1996), which is secreted into body fluids (Biochem. Biophys. Res. Commun. 203: 1110-1).
116, 1994; Proc. Japan.Acad. 72: 108-111, 1996; Clin
ical Cheminsry 42: 1984-1991, 1996). It is also known that the increase or decrease of the expression level of L-PGDS in each of these organs is closely related to various physical disorders and diseases.
【0003】例えば、PGD2は現在までに明らかにさ
れている内因性睡眠物質のうちで最も強い催眠作用を示
すが、その合成酵素であるL−PGDSの阻害物質(Ar
ch.Biochem.Biophys. 289:161-166, 1991)を動物の脳
室内に投与すると顕著な睡眠障害が生じる(Proc.Natl.
Acad.Sci.USA 88:9046-9050, 1991)ことから、脳内に
おけるL−PGDSの合成不全が不眠症の一因であるこ
とが示唆されている。また、中枢神経系でのPGD2の
増減は、侵害的な刺激(例えば痛覚刺激)に対する感受
性の変化(Brain Res. 510:26-32, 1990; J.Pharmacol.
Exp.Ther. 278:1146-1152, 1996)および排卵誘発を促
す黄体ホルモンの分泌量の変化(Endocrinology 110:22
07-2209, 1982)にも関与することも知られている。For example, PGD 2 has the strongest hypnotic action among endogenous sleep substances that have been identified to date, but it is an inhibitor of the synthetic enzyme L-PGDS (Ar
Ch. Biochem. Biophys. 289: 161-166, 1991) results in significant sleep disorders when administered intraventricularly to animals (Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 88: 9046-9050, 1991) suggests that insufficiency of L-PGDS synthesis in the brain contributes to insomnia. Also, increasing or decreasing PGD 2 in the central nervous system results in altered susceptibility to noxious stimuli such as nociceptive stimuli (Brain Res. 510: 26-32, 1990; J. Pharmacol.
Exp. Ther. 278: 1146-1152, 1996) and changes in the secretion of progesterone that induce ovulation (Endocrinology 110: 22)
07-2209, 1982).
【0004】一方、循環器系でのL−PGDS発現とし
ては、例えば、動脈硬化の病巣においてL−PGDSが
特異的に発現することが知られている(Proc.Natl.Aca
d.Sci.USA. 94:14689-14694, 1997)。これは、L−P
GDSにより合成されるPGD 2の血液凝固抑制作用(P
rostaglandins 16:373-388, 1978)によって狭窄した血
管を閉鎖させないためであると推測されている。従っ
て、血液中のL−PGDSは動脈硬化のマーカーとして
有望視されている。また、L−PGDSは腎臓の近尿細
管の特定部位に局在して発現しているが、その部位はヒ
トにおける塩分過多を原因とする腎機能低下に関係する
部位であるとされていることから、L−PGDSは腎機
能低下症の発症機構に密接に関係するものと考えられて
もいる。On the other hand, L-PGDS expression in the circulatory system
For example, L-PGDS may be used in atherosclerotic lesions.
It is known to be specifically expressed (Proc. Natl. Aca
d.Sci.USA. 94: 14689-14694, 1997). This is LP
PGD synthesized by GDS TwoBlood coagulation inhibitory effect (P
rostaglandins 16: 373-388, 1978)
It is speculated that this is not to close the tube. Follow
Thus, L-PGDS in blood is a marker of arteriosclerosis
Promising. In addition, L-PGDS is used in the near renal cells of the kidney.
It is expressed at a specific site in the duct, but that site is
Is associated with decreased renal function due to excessive salt in
L-PGDS is considered to be a renal
It is thought that it is closely related to the onset mechanism of hypoactivity
There are.
【0005】さらに、生殖器官におけるL−PGDSの
発現は、不妊に関係していることも知られている。すな
わち、L−PGDSは精巣・副睾丸で産生され、精液中
に分泌されるが、男性不妊要因である精液減少症の患者
の精液中のL−PGDS濃度は健常人に比べて有意に低
い(Biol.Reprod. 58:600-607, 1998)。また、ウシ精
液の高受胎率関連蛋白質として報告されたSP26はL
−PGDSであることも判明している(Biol.Reprod. 5
8:826-833, 1998)。ただし、精液中にはPGD2がほと
んど検出されないことから(Biol.Reprod. 58:600-607,
1998)、L−PGDSはPGD2合成機能とは別の機能
によって生殖機能に関係していると考えられる。[0005] Furthermore, it is known that the expression of L-PGDS in the reproductive tract is related to infertility. That is, L-PGDS is produced in the testis and epididymis and secreted into the semen, but the L-PGDS concentration in the semen of a patient with sperm reduction, which is a factor of male infertility, is significantly lower than that in a healthy person ( Biol. Reprod. 58: 600-607, 1998). SP26 reported as a protein related to high fertility in bovine semen is L
-PGDS (Biol. Reprod. 5
8: 826-833, 1998). However, since PGD 2 is hardly detected in semen (Biol. Reprod. 58: 600-607,
1998), L-PGDS is thought to be related to reproductive function by another function and PGD 2 synthesis function.
【0006】またL−PGDは女性の妊娠にも関係して
いる。すなわち、L−PGDSは妊娠後期の胎児中枢神
経系で発現し、羊水中に分泌されるが、その量は胎児の
成長に伴って増加することがヒトおよび動物で確認され
ている。このため、L−PGDSは妊娠異常のマーカー
としての利用が期待されている。[0006] L-PGD is also involved in female pregnancy. That is, L-PGDS is expressed in the fetal central nervous system in late pregnancy and secreted into amniotic fluid, and it has been confirmed in humans and animals that the amount increases with the growth of the fetus. Therefore, L-PGDS is expected to be used as a marker for abnormal pregnancy.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】以上のとおり、L−P
GDSが生物個体の様々な生理機能に密接に関係してお
り、その欠損が種々のヒト疾患要因となりうることが示
唆されている。しかしながら、L−PGDS活性の欠損
が動物個体に対してどの様に作用するのかについて、統
制された条件下での研究を可能とするモデル動物系は確
立されていない。SUMMARY OF THE INVENTION As described above, LP
GDS is closely related to various physiological functions of living organisms, and it has been suggested that the deficiency may cause various human diseases. However, no model animal system has been established that allows studies under controlled conditions on how L-PGDS activity deficiency acts on animal individuals.
【0008】また、そのようなモデル動物は、L−PG
DS活性の欠損によって生じる各種疾患の予防もしくは
治療薬剤の開発等にも極めて有効であろうと期待され
る。この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてな
されたものであって、遺伝的にL−PGDS活性を欠損
しているマウス個体を提供することを目的としている。
またこの出願は、このマウス個体を用い、L−PGDS
活性の欠損によって生じる各種疾患の予防もしくは治療
物質の有効性を試験する方法を提供することを目的とし
てもいる。[0008] Such a model animal is L-PG
It is expected to be extremely effective also in the development of drugs for preventing or treating various diseases caused by deficiency of DS activity. The invention of this application has been made in view of the circumstances described above, and has as its object to provide a mouse individual genetically deficient in L-PGDS activity.
In addition, this application uses this mouse individual, L-PGDS
It is another object of the present invention to provide a method for testing the efficacy of a substance for preventing or treating various diseases caused by a lack of activity.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この出願は、上記の課題
を解決するための発明として、ゲノムDNAのL−PG
DS遺伝子が、そのエクソンIIからエクソンVがネオマ
イシン耐性遺伝子に置換された変異配列に相同組換えさ
れたマウス胚性幹細胞を導入した初期胚を雌マウス体内
で個体へと発生させて産出させたキメラマウスの子孫個
体であって、生殖細胞および体細胞ゲノムDNAのL−
PGDS遺伝子が変異配列に置換されている遺伝子欠損
マウスを提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an invention for solving the above-mentioned problems, which is an L-PG of genomic DNA.
A chimera produced by generating an early embryo into which a DS embryo has been introduced into a mouse mouse by introducing a mouse embryonic stem cell homologously recombined with a mutant sequence in which exon II has replaced exon V with a neomycin resistance gene, in a female mouse An offspring of a mouse, which contains L-genomic and somatic cell genomic DNA
Provided is a gene-deficient mouse in which a PGDS gene has been substituted with a mutant sequence.
【0010】なお、この遺伝子欠損マウスは、L−PG
DSの対立遺伝子の両方または片方が変異配列に置換さ
れていることを好ましい態様の一つとしている。さらに
この出願は、以下の各種試験方法を提供する。 (1) 睡眠調節物質の個体内活性を試験する方法であ
って、上記の遺伝子欠損マウスに候補物質を投与し、こ
のマウスの睡眠状態を測定することを特徴とする試験方
法。 (2) 鎮痛物質の個体内活性を試験する方法であっ
て、上記の遺伝子欠損マウスに候補物質を投与し、この
マウスの痛覚刺激に対する反応性を測定することを特徴
とする試験方法。 (3) 血液凝固抑制物質の個体内活性を試験する方法
であって、上記の遺伝子欠損マウスに候補物質を投与
し、このマウスの動脈硬化の程度を測定することを特徴
とする試験方法。 (4) 腎機能促進物質の個体内活性を試験する方法で
あって、上記の遺伝子欠損マウスに候補物質を投与し、
このマウスの腎機能を測定することを特徴とする試験方
法。 (5) 不妊改善物質の個体内活性を試験する方法であ
って、上記遺伝子欠損マウスの雄に候補物質を投与し、
この雄マウスの精子の成熟の程度または繁殖率の零度を
測定することを特徴とする試験方法。 (6) 不妊改善物質の個体内活性を試験する方法であ
って、請求項1記載の遺伝子欠損マウスの雌に、妊娠前
または妊娠後に候補物質を投与し、この雌マウスの子宮
における受精卵の着床状態または胎仔の発育状態を測定
することを特徴とする試験方法。 (7) 麻酔物質の個体内活性を試験する方法であっ
て、請求項1記載の遺伝子欠損マウスに候補物質を投与
し、このマウスの麻酔状態および/または麻酔からの覚
醒状態を測定することを特徴とする試験方法。 (8) 生理不順改善物質の個体内活性を試験する方法
であって、請求項1記載の遺伝子欠損マウスの雌に候補
物質を投与し、この雌マウスの性周期、排卵数および/
または各種ホルモン量を測定することを特徴とする試験
方法[0010] The gene-deficient mouse is L-PG
One of the preferred embodiments is that both or one of the DS alleles is replaced with a mutant sequence. Further, this application provides the following various test methods. (1) A method for testing the activity of a sleep regulating substance in an individual, comprising administering a candidate substance to the gene-deficient mouse and measuring the sleep state of the mouse. (2) A method for testing the activity of an analgesic substance in an individual, comprising administering a candidate substance to the above-described gene-deficient mouse and measuring the reactivity of the mouse to pain stimulus. (3) A method for testing the activity of an anticoagulant substance in an individual, comprising administering a candidate substance to the above-described gene-deficient mouse and measuring the degree of arteriosclerosis of the mouse. (4) A method for testing the activity of a renal function promoting substance in an individual, which comprises administering a candidate substance to the gene-deficient mouse,
A test method characterized by measuring the renal function of the mouse. (5) A method for testing the intra-individual activity of a fertility-improving substance, comprising administering a candidate substance to a male of the gene-deficient mouse,
A test method characterized by measuring the degree of maturation or reproductive rate of the spermatozoa of this male mouse to zero. (6) A method for testing the intra-individual activity of a fertility-improving substance, comprising administering a candidate substance to a female of the gene-deficient mouse according to claim 1 before or after pregnancy, and obtaining a fertilized egg in the uterus of the female mouse. A test method comprising measuring an implantation state or a fetal development state. (7) A method for testing the activity of an anesthetic substance in an individual, comprising administering a candidate substance to the gene-deficient mouse according to claim 1, and measuring the anesthesia state and / or arousal state from the anesthesia of the mouse. Characteristic test method. (8) A method for testing the activity of a substance for improving physiological irregularity in an individual, comprising administering a candidate substance to the female of the genetically deficient mouse according to claim 1, and sexual cycle, ovulation number and / or
Or a test method characterized by measuring the amount of various hormones
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】この発明の遺伝子欠損マウスは、
公知の標的遺伝子組換え法(ジーン・ターゲティング:
例えば、Methods in Enzymology 225:803-890, 1993)
を用いることにより、例えば以下のとおりに作成するこ
とができる。先ず、単離したL−PGDS遺伝子の配列
中のエクソンIIからVをネオマイシン耐性遺伝子(Ne
or遺伝子)と置換し、またL−PGDS遺伝子の端部
にヘルペスウイルスのサイミジンカイネース遺伝子(H
SV−tk遺伝子)を付加してターゲティング・ベクタ
ーを作成する。このターゲティング・ベクターをマウス
の胚性幹細胞(ES細胞)に導入し、細胞ゲノムDNA
のL−PGDS遺伝子がターゲティング・ベクター中の
変異配列に相同組換えされた細胞を選択する。このよう
な遺伝子組換え細胞の選択は、G418を細胞培地に添
加してNeor遺伝子を持たない非組換え細胞を除去
し、さらにガンシクロビルを添加してHSV−tk遺伝
子が残存するランダムな組換え細胞を除去することによ
って行うことができる。選択された遺伝子組換え細胞の
L−PGDS遺伝子は、そのコード配列中にNeor遺
伝子が挿入された変異配列であり、L−PGDSを産生
することはできない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The gene-deficient mouse of the present invention
Known target gene recombination methods (gene targeting:
For example, Methods in Enzymology 225: 803-890, 1993)
Can be created as follows, for example. First, exons II to V in the sequence of the isolated L-PGDS gene were replaced with the neomycin resistance gene (Ne
o r gene) and replacement, also thymidine kinase gene scan of the herpes virus at the end of the L-PGDS gene (H
SV-tk gene) to create a targeting vector. This targeting vector is introduced into mouse embryonic stem cells (ES cells), and cell genomic DNA
Are selected by homologous recombination of the L-PGDS gene with the mutant sequence in the targeting vector. The selection of such genetically modified cells, random recombination of G418 added to the cell culture medium to remove non-recombinant cells without Neo r gene, HSV-tk gene further added ganciclovir remain This can be done by removing the cells. The L-PGDS gene of the selected transgenic cell is a mutant sequence in which the Neo r gene has been inserted into its coding sequence, and cannot produce L-PGDS.
【0012】次いで、この遺伝子組換えされたES細胞
をマウスの初期胚(胚盤胞)に注入し、この初期胚を雌
マウスの体内で個体へと発生させ、キメラマウスを産出
させる。そして、このキメラマウスと野生型マウスとを
交配して子孫マウスを産出させ、これらの子孫マウスの
中から、対立遺伝子の両方または片方に変異配列を有す
るマウス個体を選別することによって、この発明の遺伝
子欠損マウスを得ることができる。L−PGDS産生能
を持たない、またはL−PGDS産生量が野生型に比べ
て低い遺伝子欠損マウスを作成することができる。な
お、後記する実施例にも示したように、対立遺伝子の両
方が変異配列に置換されている遺伝子欠損マウス(ホモ
接合体:−/−)は、野生型マウス(+/+)に比べL
−PGDS活性は10%以下である。また、対立遺伝子
の片方が変異配列に置換されている遺伝子欠損マウス
(ヘテロ接合体:+/−)はL−PGDS産生量が野生
型マウス(+/+)の約半分である。Next, the genetically modified ES cells are injected into an early mouse embryo (blastocyst), and the early embryo is developed into an individual in a female mouse to produce a chimeric mouse. Then, the chimeric mouse and the wild-type mouse are bred to produce offspring mice, and among these offspring mice, a mouse individual having a mutant sequence in both or one of the alleles is selected, whereby the present invention Gene-deficient mice can be obtained. Gene-deficient mice having no L-PGDS-producing ability or having a lower L-PGDS-producing amount than wild type can be prepared. As shown in Examples described later, a gene-deficient mouse (homozygote: − / −) in which both of the alleles are replaced with a mutant sequence has a lower L-type compared to a wild-type mouse (+ / +).
-PGDS activity is 10% or less. In addition, a gene-deficient mouse (heterozygote: +/-) in which one of the alleles is replaced with a mutant sequence has about half the amount of L-PGDS produced by a wild-type mouse (+ / +).
【0013】このようにして作成した遺伝子欠損マウス
は、以下のとおりの試験方法に用いることができる。 (1)睡眠調節物質の試験方法 野生型マウス等にL−PGDS活性阻害剤を脳室内投与
すると、顕著な睡眠障害が認められるが、この発明の遺
伝子欠損マウスは遺伝形質としての睡眠障害を呈する。
そこで、催眠薬等の有効成分となる睡眠調節物質の候補
物質を遺伝子欠損マウスに投与し、マウスの睡眠状態を
測定することによって、例えば副作用の少ない睡眠調節
物質の探索、そのような物質を有効成分とする催眠薬の
開発が可能となる。また、このような睡眠調節物質の探
索等をとおして、哺乳動物における睡眠調節機構の解明
も可能となる。なお、マウスの睡眠状態の測定は、例え
ば脳波、筋電、活動量、摂食・摂水量、体温等を経時的
に計測することによって行うことができる。 (2)鎮痛物質の試験方法 ヒトは健康時には接触刺激によって痛みを感じることは
ないが、例えば帯状疱疹に罹患した場合のような病的状
況下では軽い触覚刺激でも激痛を起こす。これはアロデ
ィニアと呼ばれる現象であり、熱刺激や機械刺激による
痛覚過敏とは区別されている(Textbook of Pain, 3rd
Ed, pp165-200, 1994; Pain 68:13-23,1996)。この発
明の遺伝子欠損マウスは、人為的操作によるアロディニ
アを全く示さず、熱刺激に対する痛覚過敏症状を示すこ
とを特徴としている。[0013] The gene-deficient mouse thus prepared can be used in the following test method. (1) Test Method of Sleep Regulatory Substance When a L-PGDS activity inhibitor is intracerebroventricularly administered to a wild-type mouse or the like, a remarkable sleep disorder is observed, but the gene-deficient mouse of the present invention exhibits a sleep disorder as a genetic trait. .
Therefore, by administering a candidate sleep regulating substance as an active ingredient such as a hypnotic drug to a gene-deficient mouse and measuring the sleep state of the mouse, for example, searching for a sleep regulating substance with few side effects, such a substance is effective. The development of hypnotics as ingredients becomes possible. In addition, it becomes possible to elucidate the sleep regulation mechanism in mammals through such a search for a sleep regulator. The sleep state of the mouse can be measured, for example, by measuring brain waves, myoelectricity, activity, eating / water consumption, body temperature, and the like over time. (2) Method of Testing Analgesic Substances Humans do not feel pain due to contact stimuli when healthy, but in severe illness such as when suffering from shingles, severe tactile stimuli cause severe pain. This is a phenomenon called allodynia, which is distinguished from hyperalgesia caused by thermal or mechanical stimulation (Textbook of Pain, 3rd
Ed, pp165-200, 1994; Pain 68: 13-23, 1996). The gene-deficient mouse of the present invention does not show any allodynia due to artificial manipulation, and exhibits hyperalgesic symptoms to thermal stimulation.
【0014】従って、この発明の遺伝子欠損マウスは、
アロディニアおよび痛覚過敏誘発機構の解明に利用する
ことができる。また、鎮痛物質の候補をマウスに投与
し、このマウスの痛覚刺激に対する反応性を測定するこ
とによって、痛覚反応に選択的な鎮痛薬を開発すること
が可能となる。さらに、痛覚誘発機構の解明と新規の鎮
痛薬の開発は、例えばモルヒネで抑えることのできない
ガン末期の激痛メカニズムを解明し、その対処療法を開
発するにも有効である。 (3)血液凝固抑制物質の試験方法 従来、動脈硬化モデル動物としては、強制的に動脈硬化
を生じさせたラットやウサギが用いられていたが、マウ
スはヒトによく似た摂食による動脈硬化を発症させるこ
とができる(Atheroscleosis 57:65-73, 1985)。また
前述のとおり、動脈硬化の病巣には特異的にL−PGD
Sが発現し、それによって合成されるPGD2によって
凝固した血液を溶解して血管閉鎖を防止することが知ら
れている。この発明の遺伝子欠損マウスは、L−PGD
Sをほとんど、または約半分程度しか産生しないため、
より顕著な形で動脈硬化症状を発症させることができ
る。Therefore, the gene-deficient mouse of the present invention
It can be used to elucidate the mechanism of inducing allodynia and hyperalgesia. In addition, by administering a candidate analgesic substance to a mouse and measuring the responsiveness of the mouse to a pain stimulus, it becomes possible to develop an analgesic that is selective for a pain sensation reaction. Furthermore, elucidation of the mechanism of pain induction and development of novel analgesics are effective in elucidating, for example, the mechanism of severe pain at the end of cancer that cannot be suppressed by morphine, and developing a treatment for the pain. (3) Test method for anticoagulant substances Conventionally, rats and rabbits that forcibly induced arteriosclerosis have been used as arteriosclerosis model animals, but mice have atherosclerosis caused by eating much like humans. (Atheroscleosis 57: 65-73, 1985). Also, as described above, L-PGD is specifically present in atherosclerotic lesions.
It is known that S expresses and lyses coagulated blood by PGD 2 synthesized thereby to prevent vascular closure. The gene-deficient mouse of the present invention comprises L-PGD
Since it produces almost or only about half of S,
Arteriosclerosis symptoms can develop in a more prominent manner.
【0015】従って、動脈硬化を生じさせた遺伝子欠損
マウスに血液凝固抑制物質の候補を投与し、このマウス
の動脈硬化の程度を測定することによって、ヒトの動脈
硬化発症機構の解明とともに、新しい血液凝固抑制薬を
開発することが可能である。 (4)腎機能促進物質の試験方法 前述のとおり、L−PGDSは腎機能の低下に関係する
部位に特異的に発現している。従って、このL−PGD
S遺伝子欠損マウスは、例えば塩分摂取量によって容易
に腎機能低下症を生じさせることができ、そのようなモ
デルマウスに候補物質を投与してマウスの腎機能を測定
することにより、新規な腎機能促進薬を開発することが
可能となる。また、ヒトの腎機能低下症の発症機構の解
明にも有効である。 (5)男性要因による不妊改善物質の試験方法 前述のとおり、男性不妊要因である精子減少症患者の精
液中L−PGDS濃度は有意に低い。従って、この発明
のL−PGDS遺伝子欠損マウスの雄は、精子減少症の
有効なモデル動物であり、このマウスに候補物質を投与
し、この雄マウスの精子の成熟や繁殖率の程度を測定す
ることによって、不妊治療薬の開発が可能となる。ま
た、男性要因による不妊の解明にも有効である。 (6)女性要因による不妊改善物質の試験方法 野生型の雌マウスでは、妊娠中期の胎盤で特異的かつ一
過性にL−PGDSが発現するのに対し、この発明の遺
伝子欠損マウスでは、分娩は正常ではあるが、妊娠期間
の顕著な延長が認められる。従って、この遺伝子欠損マ
ウスは、受精卵の着床不全や胎児の発育遅滞の優れた動
物モデルであり、マウスの妊娠前または妊娠後に候補物
質を投与し、この雌マウスの子宮における受精卵の着床
状態または胎児の発育状態を測定することによって、女
性要因による不妊を改善するための薬剤の開発が可能と
なる。 (7)麻酔物質の試験方法 外科手術等の際には吸入麻酔物質を用いて全身麻酔を行
う場合があるが、理想的な麻酔とは低濃度の吸入麻酔剤
による無痛・筋弛緩・軽い睡眠状態をいう。しかし、麻
酔状態には、性別・年齢・体格・健康状態等に依存した
個体差があり、麻酔のかかりにくい患者では高濃度の吸
入麻酔剤の使用により死に至る場合もある。このため、
吸入麻酔剤の濃度は慎重に決定される必要があるが、吸
入麻酔物質の中枢神経系への作用機序がほとんど解明さ
れていないために、医療現場では熟練医師の経験則に頼
らざるを得ないのが現状である。この発明の遺伝子欠損
マウスは、吸入麻酔物質による麻酔の深度が浅いため、
麻酔下および/または覚醒後の状態を測定することによ
って、痛覚消失・筋弛緩・睡眠に至るメカニズムを各々
分離して解析することが可能である。これにより、現在
使用されている吸入麻酔物質のより詳細な薬効評価が可
能となるばかりか、新規の吸入麻酔物質の開発も可能と
なる。なお、マウスの麻酔状態としては、例えば正向反
射の消失、無痛、筋弛緩、睡眠状態等をそれぞれ常法に
従って測定することができる。また、覚醒状態は、例え
ば正向反射の回復、痛覚反応、筋力の回復、覚醒を測定
することができる。 (8)生理不順改善物質の試験方法 排卵周期と睡眠および活動量が同調することが知られて
いる(Gen.Comp.Endocrinol. 7:10-17, 1996; Physiol.
Behav. 49:1079-1084, 1991; Brain Res. 734:275-285,
1996; Brain Res. 811:96-104, 1998)。生活リズムの
変調により生理不順が起こるが、ホルモンの分泌異常に
よる生理不順は社会生活に支障をきたすような、例えば
過剰睡眠等を引き起こす。この発明の遺伝子欠損マウス
は、排卵期前後が延長された性周期を示し、その結果、
野生型マウスに比べて性周期が長い。PGD2は排卵誘
発を促すホルモンの分泌量を変化させるため、この発明
の遺伝子欠損マウスは、排卵の誘発機構および生理不順
による過剰睡眠等の誘発機構を解明するために有効であ
り、新規の生理不順改善物質の開発が可能となる。Therefore, by administering a candidate for a blood coagulation inhibitor to a gene-deficient mouse that has caused arteriosclerosis and measuring the degree of arteriosclerosis in the mouse, it is possible to elucidate the mechanism of atherosclerosis in humans and to obtain a new blood sample. It is possible to develop anticoagulants. (4) Test method for renal function promoting substance As described above, L-PGDS is specifically expressed in a site related to a decrease in renal function. Therefore, this L-PGD
S gene-deficient mice can easily cause renal dysfunction due to, for example, salt intake. By administering a candidate substance to such a model mouse and measuring the renal function of the mouse, a novel renal function can be obtained. It is possible to develop enhancers. It is also effective in elucidating the mechanism of onset of renal hypofunction in humans. (5) Test method for fertility-improving substance due to male factor As described above, the L-PGDS concentration in semen of a patient with sperm hypotension, which is a factor of male infertility, is significantly low. Therefore, the male of the L-PGDS gene-deficient mouse of the present invention is an effective model animal of spermatozoa, and a candidate substance is administered to this mouse, and the degree of sperm maturation and reproductive rate of this male mouse is measured. This enables the development of fertility treatments. It is also effective in elucidating infertility due to male factors. (6) Test method for fertility-improving substance due to female factor In wild-type female mice, L-PGDS is specifically and transiently expressed in the placenta in the second trimester, whereas in the gene-deficient mouse of the present invention, the delivery Is normal but has a markedly longer gestational age. Therefore, this gene-deficient mouse is an excellent animal model of implantation failure of fertilized eggs and fetal growth retardation.A candidate substance is administered before or after pregnancy of the mouse, and the fertilized egg is transferred to the uterus of the female mouse. Measuring bed status or fetal development allows for the development of drugs to improve infertility due to female factors. (7) Test method for anesthetic substance In general, general anesthesia is performed using an inhaled anesthetic substance during surgery, etc., but ideal anesthesia is painlessness, muscle relaxation, and light sleep with a low concentration of inhaled anesthetic. State. However, there are individual differences in the state of anesthesia depending on gender, age, physique, health status, and the like. In patients who are hardly anesthetized, death may be caused by use of a high-concentration inhalation anesthetic. For this reason,
The concentration of inhaled anesthetics must be carefully determined, but the mechanism of action of inhaled anesthetics on the central nervous system has not been fully elucidated and medical practice has to rely on the rules of thumb of experienced physicians. There is no present. Since the gene-deficient mouse of the present invention has a small depth of anesthesia with an inhaled anesthetic substance,
By measuring the state under anesthesia and / or after awakening, it is possible to separately analyze the mechanisms leading to analgesia, muscle relaxation, and sleep. This not only allows more detailed evaluation of the efficacy of currently used inhalational anesthetics, but also allows the development of new inhalational anesthetics. In addition, as an anesthesia state of a mouse, for example, disappearance of righting reflex, painlessness, muscle relaxation, sleep state, etc. can be measured according to a conventional method. In the awake state, for example, recovery of righting reflex, pain response, recovery of muscle strength, and arousal can be measured. (8) Test method for physiological disorder improving substance It is known that ovulation cycle and sleep and activity are synchronized (Gen. Comp. Endocrinol. 7: 10-17, 1996; Physiol.
Behav. 49: 1079-1084, 1991; Brain Res. 734: 275-285,
1996; Brain Res. 811: 96-104, 1998). Physiological irregularities occur due to the modulation of life rhythm, but physiological irregularities due to abnormal secretion of hormones cause social life, such as excessive sleep. The gene-deficient mouse of the present invention shows an estrous cycle in which the period before and after the ovulation period is extended,
The estrous cycle is longer than in wild-type mice. Since PGD 2 is to change the secretion of hormones to encourage ovulation induction, gene-deficient mice of the present invention is effective to elucidate the induction mechanism of hypersomnia due induction feature and menstrual ovulation, novel physiological It becomes possible to develop irregular improvement substances.
【0016】以上のとおりの各試験方法においては、こ
の発明の遺伝子欠損マウスのホモ接合型(−/−)およ
びヘテロ接合型(+/−)を適宜に使い分けることによ
って、L−PGDS産生量に依存した各種症状と、それ
に対する試験物質の効果を詳細に分析することが可能で
ある。In each of the test methods as described above, the homozygous (-/-) and the heterozygous (+/-) of the gene-deficient mouse of the present invention can be appropriately used to determine the L-PGDS production amount. It is possible to analyze in detail the dependent symptoms and the effects of the test substances on them.
【0017】[0017]
【実施例】以下、実施例を示してこの発明をさらに詳細
に説明するが、この発明は以下の例に限定されるもので
はない。 実施例1(遺伝子欠損マウスの作成) 公知のラットL−PGDS遺伝子cDNA(J.Biol.Che
m. 264:1041-1045, 1989)に基づいて調製したプローブ
を用い、ラット細胞のmRNAから調製したcDNAラ
イブラリーからラットL−PGDS遺伝子のcDNAを
単離し、さらにこのcDNAをプローブとして、マウス
のゲノムDNAよりL−PGDS遺伝子(約3kb)を含
む15kbのDNA断片をクローニングした。そして、この
L−PGDS遺伝子のエクソンII(L−PGDSの活性
部位コード領域)からエクソンVを含む領域をNeor
遺伝子に置換し、さらにL−PGDS遺伝子の約10Kb上
流にHSV−tk遺伝子を組み込んで変異配列を調製
し、この変異配列をベクターに組み込んでターゲティン
グ・ベクターを作成した(図1参照)。なお、図1にも
示した様に、変異配列のL−PGDSコード領域は約3
kbとなっている。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. Example 1 (Generation of Gene-Deficient Mouse) Known rat L-PGDS gene cDNA (J. Biol. Che
264: 1041-1045, 1989), the cDNA of the rat L-PGDS gene was isolated from a cDNA library prepared from mRNA of rat cells. A 15 kb DNA fragment containing the L-PGDS gene (about 3 kb) was cloned from the genomic DNA. Then, a region including exon V from exon II (the active site coding region of L-PGDS) of the L-PGDS gene is Neor .
A mutant sequence was prepared by replacing the gene with the HSV-tk gene at about 10 Kb upstream of the L-PGDS gene, and the mutant sequence was inserted into a vector to prepare a targeting vector (see FIG. 1). As shown in FIG. 1, the L-PGDS coding region of the mutant sequence has about 3
kb.
【0018】電気穿孔法により、未分化の培養ES細胞
(1.2×107個)にターゲティング・ベクターを48μ
g/mlの割合で導入して遺伝子導入ES細胞を得た。
これらの細胞をプレートに播き、2日目後にG418お
よびガンシクロビルを培地に添加して更に7日間培養
し、G418およびガンシクロビルに耐性を示すコロニ
ーを得た。これらのコロニーを個別に分離し、さらに培
養したのち、DNAを抽出してサザンブロッティングに
より相同組換えES細胞を選別した。The targeting vector was added to the undifferentiated cultured ES cells (1.2 × 10 7 cells) by electroporation at 48 μl.
The transfected ES cells were obtained at a rate of g / ml.
These cells were plated on a plate, and after 2 days, G418 and ganciclovir were added to the medium and cultured for another 7 days to obtain colonies resistant to G418 and ganciclovir. After individually separating these colonies and further culturing, DNA was extracted and homologous recombination ES cells were selected by Southern blotting.
【0019】次いで、この相同組換えES細胞を、C5
7BL/6系マウスの胚盤胞へ常法により注入し、仮親
マウスへ移植して個体へと発生させた。その結果、10
匹のキメラマウスを得た。得られたキメラマウスのう
ち、雄の個体と雌の野生型C57BL/6系マウスとを
交配させて初代(F1)マウスを得た。これらのF1マウ
スから、サザンブロット分析により2倍体染色体の一方
に変異配列が確認された個体(♂、♀)を選別し、これ
らを交配させて第2世代(F2)マウスを得た。Next, this homologous recombination ES cell was
The blastocysts of 7BL / 6 mice were injected into blastocysts by a conventional method, transplanted into foster mothers, and developed into individuals. As a result, 10
Chimeric mice were obtained. Among the obtained chimeric mice, male individuals and female wild-type C57BL / 6 mice were crossed to obtain primary (F 1 ) mice. These F 1 mice, Southern blot analysis by individual mutated sequence was confirmed in one of diploid chromosomes (♂, ♀) were selected to obtain these mated with second generation (F 2) Mouse .
【0020】最終的に、これらF2マウスから、サザン
ブロット分析により2倍体染色体の両方に変異配列が確
認された個体(ホモ接合体)および片方に変異配列が確
認された個体(ヘテロ接合体)を選別し、この発明の遺
伝子欠損動物を作成した。なお、F2マウスの野生型:
ヘテロ接合体:ホモ接合体の比は約1:2:1であり、
雌雄比は約1:1であった。ホモ接合体およびヘテロ接
合体とも胎仔性致死は認められなかった。Finally, from these F 2 mice, individuals whose mutant sequences were confirmed on both diploid chromosomes (homozygotes) and individuals whose mutant sequences were confirmed on one side (heterozygotes) by Southern blot analysis ) Was selected to prepare a gene-deficient animal of the present invention. In addition, F 2 mouse of wild-type:
The ratio of heterozygotes: homozygotes is about 1: 2: 1,
The sex ratio was about 1: 1. No fetal lethality was observed in either homozygotes or heterozygotes.
【0021】図2は、各マウスの尾部から抽出したDN
Aのサザンブロット分析の結果であり、野生型(+/
+)は5kb、ホモ欠損型(−/−)は3kb、ヘテロ欠損
型(+/−)はその両者の発現が確認された。図3は、
マウスの脳から抽出したmRNAのノーザンブロット分
析の結果であり、G3PDH(グリセルアルデヒド−3
−リン酸脱水素酵素)のmRNA量には差は見られない
が、L−PGDSmRNAは野生型およびヘテロ欠損型
でのみ発現が認められた。FIG. 2 shows the DN extracted from the tail of each mouse.
A shows the results of Southern blot analysis of wild-type (+ /
+) Was 5 kb, homo-deficient type (-/-) was 3 kb, and hetero-defective type (+/-) was confirmed to express both. FIG.
FIG. 5 shows the results of Northern blot analysis of mRNA extracted from mouse brain, showing that G3PDH (glyceraldehyde-3) was used.
Although no difference was observed in the amount of mRNA of (-phosphate dehydrogenase), the expression of L-PGDS mRNA was observed only in the wild type and the hetero-deficient type.
【0022】図4は、各マウスの脳より抽出したL−P
GDSの酵素活性の分析結果である。ホモ欠損型マウス
のL−PGDS活性は、野生型マウスの10%以下、ヘ
テロ欠損型では約50%であった。 実施例2(遺伝子欠損マウスの痛覚感受性の計測) 実施例1で得たホモ欠損型マウスの生理的条件下での熱
刺激に対する痛覚感受性を調べた。すなわち、サイトカ
インの一種であるPGE2溶液(1〜100ng/5μl)をマ
ウスの髄腔内に投与し、30分後にホットプレート55
℃上に置き、プレートから後肢を離すまでの時間を計測
した。その結果、反応時間は、コントロールとして生理
食塩水を投与した場合と比べ約35%減であり、野生型
マウスと差がなかった。すなわち、この発明の遺伝子欠
損マウスは、生理的条件下での痛覚過敏反応を示した
が、その程度は野生型マウスと同程度であった。FIG. 4 shows LP extracted from the brain of each mouse.
It is an analysis result of the enzyme activity of GDS. The L-PGDS activity of the homo-deficient mouse was less than 10% of that of the wild-type mouse, and about 50% of that of the hetero-deficient mouse. Example 2 (Measurement of Pain Sensitivity of Gene-Deficient Mice) The pain sensitivity of the homo-deficient mouse obtained in Example 1 to thermal stimulation under physiological conditions was examined. That is, a PGE 2 solution (1 to 100 ng / 5 μl), which is a kind of cytokine, is administered into the intrathecal cavity of a mouse, and 30 minutes later, a hot plate 55
C. and the time until the hind limb was released from the plate was measured. As a result, the reaction time was reduced by about 35% as compared with the case where physiological saline was administered as a control, and was not different from the wild type mouse. That is, the gene-deficient mouse of the present invention showed a hyperalgesic response under physiological conditions, but the degree was similar to that of a wild-type mouse.
【0023】次に、病的条件下での触覚刺激による痛覚
過敏反応(アロディニア)について調べた。すなわち、
PGE2溶液(1〜100ng/5μl)をマウスの髄腔内に投
与し、5分後から50分後まで5分毎に極細のペイント
ブラシで後肢や横腹に軽く触れ、マウスの回避行動およ
び発声等の痛み反応を点数化し、積算した。結果は図5
Aに示したとおりである。この図では、マウスが全ての
痛み反応を示したと仮定した場合の点数積算値を100
とし、アロディニア誘発度を%で表示した。この図5A
から明らかなように、野生型マウスは約80%以上のア
ロディニアを示したが、この発明の遺伝子欠損マウス
(ホモ接合型)は全くアロディニアを示さなかった。Next, the hyperalgesic response (allodynia) due to tactile stimulation under pathological conditions was examined. That is,
A PGE 2 solution (1-100 ng / 5 μl) was injected into the intrathecal cavity of the mouse, and lightly touched the hind limbs and flank with a fine paint brush every 5 minutes from 5 minutes to 50 minutes, avoidance behavior and vocalization of the mouse And other pain reactions were scored and integrated. The results are shown in FIG.
A. In this figure, the score integrated value is assumed to be 100 when the mouse has assumed all pain reactions.
And the degree of allodynia induction was expressed in%. This FIG. 5A
As is clear from the above, the wild-type mouse showed about 80% or more of allodynia, but the gene-deficient mouse of the present invention (homozygous type) did not show any allodynia.
【0024】また、遺伝子欠損マウスにPEG2および
PGD2の混合溶液を髄腔内投与し、アロディニア誘発
への影響を調べた。結果は図5Bに示したとおりであ
り、生理濃度に近いフェントグラム濃度のPGD2によ
り、PEG2誘発アロデイニアが復活した。しかしなが
ら、それより低濃度のPGD2では効果がなく、また、
高濃度では再びPEG2誘発アロディニアは消失した。Further, a mixed solution of PEG 2 and PGD 2 was intrathecally administered to a gene-deficient mouse, and the effect on allodynia induction was examined. Results are as shown in FIG. 5B, the PGD 2 near Fen chromatogram concentration in a physiological concentration, PEG 2 induced Arodeinia is back. However, lower concentrations of PGD 2 are ineffective and
High concentration again PEG 2-induced allodynia in disappeared.
【0025】さらに、PEG2/PGD2混合溶液を髄腔
内投与してアロデイニアを復活させた遺伝子欠損マウス
に、PGD2の10倍量のBW A868C(PGD2受
容体アンタゴニスト)をPEG2/PGD2混合溶液と同
時に投与した。結果は図5Cに示したとおりであり、P
EG2誘発アロデイニアは顕著に減少した。以上の結果
から、この発明の遺伝子欠損マウスは、病的条件下での
痛覚過敏反応(アロディニア)の発現機序を解明するた
めのモデル動物として有用であり、また新規な鎮痛薬成
分をスクリーニングする系としても有効であることが確
認された。 実施例3(遺伝子欠損マウスの雄の産仔数の計測) 実施例1で得たF2マウスの雄(野生型およびホモ欠損
型)を同じくF2マウスの雌(野生型およびホモ欠損
型)と交配させ、産仔数を計測した。Further, a gene-deficient mouse in which allodynia was restored by intrathecally administering a PEG 2 / PGD 2 mixed solution was injected with 10 times the amount of PGD 2 of BWA868C (PGD 2 receptor antagonist) in PEG 2 / PGD. The two mixed solutions were administered simultaneously. The results are as shown in FIG.
EG 2-induced Arodeinia was significantly reduced. From the above results, the gene-deficient mouse of the present invention is useful as a model animal for elucidating the mechanism of expression of a hyperalgesic response (allodynia) under pathological conditions, and also screens a novel analgesic component. It was confirmed that it was also effective as a system. Example 3 (Measurement of male litter size of deficient mice) Male F 2 mice obtained in Example 1 (wild-type and homozygous deficient) the same F 2 mice female (wild-type and homozygous deficient) And the number of offspring was counted.
【0026】結果は図6に示したとおりであり、ホモ欠
損型マウスの雄の産仔数は、野生型の雄マウスの産仔数
より有意(p<0.01)に少なかった。この結果から、こ
の発明の遺伝子欠損マウスの雄が、男性要因による不妊
モデルとして有用であることが確認された。 実施例4(遺伝子欠損マウスの雌の妊娠期間におけるL
−PGDSmRNAの発現量の計測) 実施例1で得たF2マウスの雌(ホモ欠損型、ヘテロ欠
損型および野生型)を妊娠させ、その胎盤、羊膜および
子宮から、また胎仔の脳および肝臓から抽出したL−P
GDSmRNAを逆転写酵素PCRにより定量した。The results are as shown in FIG. 6. The number of male offspring of homo-deficient mice was significantly (p <0.01) smaller than that of wild-type male mice. From these results, it was confirmed that the male of the gene-deficient mouse of the present invention was useful as an infertility model due to male factors. Example 4 (L during gestation of females of gene-deficient mice
-PGDSmRNA expression level measurement) obtained in Example 1 F 2 mice female (homo-deficient type, heterozygous deficient and wild-type) is pregnant, from the placenta, amnion and uterus, and from the brain and liver of fetal Extracted LP
GDS mRNA was quantified by reverse transcriptase PCR.
【0027】結果は図7に示したとおりである。野生型
マウスの場合には、妊娠中期の胎盤にのみ一過性にL−
PGDSmRNAの発現が認められた。また、野生型マ
ウスの胎仔の脳では、妊娠中期以降にその成長に伴いm
RNAの発現量が増加したが、肝臓ではmRNAの発現
は検出されなかった。さらに、野生型マウスの場合、羊
水中のmRNAの発現は妊娠14日目から検出され、そ
の量は胎仔の成長に伴って増加した。The results are as shown in FIG. In the case of wild-type mice, L-
PGDS mRNA expression was observed. In the fetal brain of a wild-type mouse, m
Although the expression level of RNA increased, mRNA expression was not detected in liver. Furthermore, in the case of wild-type mice, mRNA expression in amniotic fluid was detected from day 14 of gestation, and the amount increased with the growth of the fetus.
【0028】一方、ホモ欠損型マウスの場合には、その
胎仔も含め、検査したいずれの期間および臓器でもL−
PGDSmRNAの発現は検出されなかった。 実施例5(遺伝子欠損マウスの妊娠期間の計測) 実施例1で得たF2マウスの雄雌(ホモ欠損型、ヘテロ
欠損型および野生型)をランダムに同居させ、毎朝交配
成立のマーカーとなる雌膣口のプラグの有無を調べた。
プラグを確認した場合、直ちに雌を分離し、出産までの
期間を計測した。On the other hand, in the case of a homo-deficient mouse, L-type was observed in any period and organ examined, including the fetus.
PGDS mRNA expression was not detected. Example 5 (Measurement of gestation deficient mice) male and female F 2 mice obtained in Example 1 (homo-deficient type, heterozygous deficient and wild-type) randomly to live a, a marker for breeding establishment morning The female vaginal opening was examined for plugs.
When the plug was confirmed, the female was immediately separated and the period until childbirth was measured.
【0029】結果は図8に示したとおりである。通常の
野生型マウスの妊娠期間は18〜20日間であり、これ
を1日でも過ぎると胎仔の巨大化により胎盤が劣化し死
産となる。一方、ホモ欠損型マウスの場合には、雌雄が
ホモ欠損型の場合には約30日間に延長した。ただし、
雌雄がヘテロ欠損型の場合には、このような妊娠期間の
延長は認められなかった。また、雄の遺伝子欠損の影響
は、ヘテロ欠損型は影響がなく、ホモ欠損型であっても
雌が野生型であれば影響がないことも確認された。The results are as shown in FIG. The gestation period of a normal wild-type mouse is 18 to 20 days, and even after one day, the placenta is deteriorated due to the enlargement of the fetus, resulting in stillbirth. On the other hand, in the case of the homo-deficient mouse, the time was extended to about 30 days when the male and female were homo-deficient. However,
No prolongation of gestation was observed when the sex was heterozygous. In addition, it was also confirmed that the effect of the male gene deficiency was not affected by the hetero-deficiency type, and that the homo-deficiency type had no effect if the female was a wild type.
【0030】以上の結果から、この発明の遺伝子欠損マ
ウスの雌が、女性要因による不妊モデルとして有用であ
ることが確認された。 実施例6(遺伝子欠損マウスにおける吸入麻酔の効果の
計測) 密閉系の観察ケージ(40cm×60cm×40cm)
に吸入麻酔物質セボフランを充満させた。セボフラン濃
度は経時的にモニターし、濃度を一定に調節した。この
観察ケージに野生型マウスと遺伝子欠損マウスを各1匹
同時に入れ、密閉系を維持したまま、5分毎に正向反射
の消失(実験者の手に対する行動反応)および痛覚消失
(マウスの尾部付け根を軽くクリップした刺激に対する
行動反応)までの時間を計測した。この測定を2時間行
った後、野生型マウスと遺伝子欠損マウスを同時にケー
ジから取り出し、歩行開始、探索行動およびグルーミン
グ開始までの時間を計測した。From the above results, it was confirmed that the female of the gene-deficient mouse of the present invention is useful as an infertility model due to female factors. Example 6 (Measurement of Effect of Inhalation Anesthesia in Gene-Deficient Mice) Closed System Observation Cage (40 cm × 60 cm × 40 cm)
Was filled with the inhaled anesthetic sevofuran. Sevofuran concentration was monitored over time and the concentration was constantly adjusted. One wild-type mouse and one gene-deficient mouse are simultaneously placed in this observation cage, and the loss of righting reflex (behavioral reaction to the hands of the experimenter) and analgesia (tail of the mouse) are observed every 5 minutes while maintaining a closed system. The time until a behavioral response to a stimulus with a lightly clipped base was measured. After performing this measurement for 2 hours, the wild-type mouse and the gene-deficient mouse were simultaneously removed from the cage, and the time until the start of walking, the exploratory behavior, and the start of grooming were measured.
【0031】結果は表1に示したとおりである。この発
明の遺伝子欠損マウスは、麻酔下での正向反射および痛
覚反射の消失時間が野生型マウスよりも遅く、また覚醒
後の各行動開始時間は、グルーミングを除いて野生型マ
ウスよりも早いことから、麻酔深度が浅いことが判明し
た。従って、この発明の遺伝子欠損マウスは、吸入麻酔
物質に対する低感受性患者のモデルとして有効であるこ
とが確認された。The results are as shown in Table 1. In the gene-deficient mouse of the present invention, the disappearance time of the righting reflex and the nociceptive reflex under anesthesia is later than that of the wild-type mouse, and each action start time after awakening is earlier than that of the wild-type mouse except for grooming. From this, it was found that the depth of anesthesia was shallow. Therefore, it was confirmed that the gene-deficient mouse of the present invention is effective as a model for patients with low sensitivity to inhaled anesthetics.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】実施例7(遺伝子欠損マウスの性周期の計
測) 成熟した雌マウス6匹を1ケージに入れた群飼育と、1
匹の単飼育の2種類の飼育条件により、12時間明暗サ
イクル、室温23〜24℃の環境下で3週間馴化した。
その後、毎朝一定時間に、湿らせた綿棒を用いて膣口か
ら粘膜細胞を採取し、その細胞の種類と組み合わせから
発情前期(P)、発情期(E)、発情後期−1(M
1)、発情後期−2(M2)および発情休止期(D)に
分類した。Example 7 (Measurement of Menstrual Cycle in Gene-Deficient Mice) Group rearing of 6 mature female mice in one cage and 1
The animals were acclimated for 3 weeks in a 12-hour light-dark cycle, at room temperature of 23 to 24 ° C. under two kinds of single rearing conditions.
Thereafter, at a certain time every morning, mucosal cells were collected from the vaginal opening using a moistened cotton swab, and based on the type and combination of the cells, proestrus (P), estrus (E), and late estrus-1 (M
1), late estrus-2 (M2) and resting estrus (D).
【0034】結果は図9に示したとおりである。群飼育
および単飼育とも、野生型マウスの性周期は3〜5日で
あるのに対し、この発明の遺伝子欠損マウスの性周期は
5〜9にと有意に長いことが判明した。従って、この発
明の遺伝子欠損マウスは、生理不順のモデルとして有効
であることが確認された。The results are as shown in FIG. In both group breeding and single breeding, the sexual cycle of wild-type mice was 3 to 5 days, whereas the sexual cycle of the gene-deficient mouse of the present invention was found to be significantly longer, 5 to 9. Therefore, it was confirmed that the gene-deficient mouse of the present invention is effective as a model of irregular physiology.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この発明に
よって、L−PGDS遺伝子がノックアウトされてお
り、この合成酵素の欠損によって中枢神経系機能、循環
器系機能および生殖機能等に、先天性または反応性の障
害を呈する遺伝子欠損マウスが提供される。この遺伝子
欠損マウスを用いることによって、上記の機能障害に対
する予防または治療薬剤の有効成分を動物個体レベルで
試験することが可能となる。As described above in detail, according to the present invention, the L-PGDS gene has been knocked out, and the deficiency of this synthase causes innate or reactive effects on the central nervous system function, circulatory system function and reproductive function. Gene-deficient mice exhibiting sexual disorders are provided. By using this gene-deficient mouse, it becomes possible to test the active ingredient of the drug for preventing or treating the above-mentioned dysfunction at the animal individual level.
【図1】マウスL−PGDS遺伝子の構造(上段)、タ
ーゲティング・ベクターにおける変異配列の構造(中
段)および相同組換え後のマウスゲノムDNA構造(下
段)を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a mouse L-PGDS gene (upper), the structure of a mutant sequence in a targeting vector (middle), and the structure of mouse genomic DNA after homologous recombination (lower).
【図2】各マウスの尾部から抽出したDNAのサザンブ
ロット分析の結果である。FIG. 2 shows the results of Southern blot analysis of DNA extracted from the tail of each mouse.
【図3】各マウスの脳から抽出したmRNAのノーザン
ブロット分析の結果である。FIG. 3 shows the results of Northern blot analysis of mRNA extracted from the brain of each mouse.
【図4】各マウスの脳より抽出したL−PGDSの酵素
活性の分析結果である。FIG. 4 is an analysis result of enzyme activity of L-PGDS extracted from the brain of each mouse.
【図5】遺伝子欠損マウスの痛覚感受性の分析結果であ
る。FIG. 5 shows the results of analgesic sensitivity analysis of a gene-deficient mouse.
【図6】遺伝子欠損マウスの雄の産仔数の計測結果であ
る。FIG. 6 shows the results of counting the number of male offspring of gene-deficient mice.
【図7】野生型マウスの雌の妊娠期間におけるL−PG
DSmRNAの発現量の分析結果である。FIG. 7. L-PG of female wild-type mice during pregnancy
It is an analysis result of the expression level of DS mRNA.
【図8】遺伝子欠損マウスの妊娠期間の計測である。FIG. 8 shows the measurement of the gestation period of a gene-deficient mouse.
【図9】野生型マウスおよび遺伝子欠損マウスの性周期
の計測結果である。FIG. 9 shows the results of measurement of the estrous cycle of wild-type mice and gene-deficient mice.
Claims (11)
ランジンD合成酵素遺伝子が、そのエクソンIIからエク
ソンVをネオマイシン耐性遺伝子に置換した変異配列に
相同組換えされたマウス胚性幹細胞を導入した初期胚を
雌マウス体内で個体へと発生させて産出させたキメラマ
ウスの子孫個体であって、生殖細胞および体細胞ゲノム
DNAのリポカリン型プロスタグランジンD合成酵素遺
伝子が変異配列に置換されている遺伝子欠損マウス。1. An early embryo into which a mouse embryonic stem cell in which a lipocalin-type prostaglandin D synthase gene of genomic DNA is homologously recombined with a mutant sequence obtained by replacing exon II with exon V by a neomycin resistance gene is introduced. A descendant of a chimeric mouse generated and produced in an individual in a female mouse, wherein the gene-deficient mouse has a lipocalin-type prostaglandin D synthase gene of germ cell and somatic cell genomic DNA substituted with a mutant sequence .
酵素の対立遺伝子の両方が変異配列に置換されている請
求項1の遺伝子欠損マウス。2. The gene-deficient mouse according to claim 1, wherein both alleles of lipocalin-type prostaglandin D synthase are substituted with a mutant sequence.
酵素の対立遺伝子の片方が変異配列に置換されている請
求項1の遺伝子欠損マウス。3. The gene-deficient mouse according to claim 1, wherein one of alleles of lipocalin-type prostaglandin D synthase is substituted with a mutant sequence.
法であって、請求項1記載の遺伝子欠損マウスに候補物
質を投与し、このマウスの睡眠状態を測定することを特
徴とする試験方法。4. A method for testing the activity of a sleep regulator in an individual, the method comprising administering a candidate substance to the gene-deficient mouse according to claim 1, and measuring the sleep state of the mouse. .
あって、請求項1記載の遺伝子欠損マウスに候補物質を
投与し、このマウスの痛覚刺激に対する反応性を測定す
ることを特徴とする試験方法。5. A method for testing the activity of an analgesic substance in an individual, comprising administering a candidate substance to the gene-deficient mouse according to claim 1, and measuring the responsiveness of the mouse to a pain stimulus. Test method.
る方法であって、請求項1記載の遺伝子欠損マウスに候
補物質を投与し、このマウスの動脈硬化の程度を測定す
ることを特徴とする試験方法。6. A method for testing the activity of a blood coagulation inhibitor in an individual, the method comprising administering a candidate substance to the gene-deficient mouse according to claim 1, and measuring the degree of arteriosclerosis in the mouse. Test method.
方法であって、請求項1記載の遺伝子欠損マウスに候補
物質を投与し、このマウスの腎機能を測定することを特
徴とする試験方法。7. A method for testing the activity of a substance promoting renal function in an individual, which comprises administering a candidate substance to the gene-deficient mouse according to claim 1, and measuring the renal function of the mouse. Method.
法であって、請求項1記載の遺伝子欠損マウスの雄に候
補物質を投与し、この雄マウスの精子の成熟の程度およ
び/またはこの雄マウスの繁殖率の程度を測定すること
を特徴とする試験方法。8. A method for testing the intra-individual activity of a fertility-improving substance, comprising administering a candidate substance to the male of the gene-deficient mouse according to claim 1, and subjecting the male mouse to sperm maturation and / or A test method characterized by measuring the degree of reproductive rate of male mice.
法であって、請求項1記載の遺伝子欠損マウスの雌に、
妊娠前または妊娠後に候補物質を投与し、この雌マウス
の子宮における受精卵の着床状態および/または胎仔の
発育状態を測定することを特徴とする試験方法。9. A method for testing the activity of an infertility-improving substance in an individual, the method comprising the steps of:
A test method comprising administering a candidate substance before or after pregnancy, and measuring the implantation state of a fertilized egg and / or the development state of a fetus in the uterus of the female mouse.
であって、請求項1記載の遺伝子欠損マウスに候補物質
を投与し、このマウスの麻酔状態および/または麻酔か
らの覚醒状態を測定することを特徴とする試験方法。10. A method for testing the activity of an anesthetic substance in an individual, comprising administering a candidate substance to the gene-deficient mouse according to claim 1, and measuring the anesthesia state and / or awake state from the anesthesia of the mouse. A test method characterized by the following:
する方法であって、請求項1記載の遺伝子欠損マウスの
雌に候補物質を投与し、この雌マウスの性周期、排卵数
および/または各種ホルモン量を測定することを特徴と
する試験方法11. A method for testing the in vivo individual activity of a physiological disorder improving substance, comprising administering a candidate substance to the female of the genetically deficient mouse according to claim 1, wherein the female mouse has an estrous cycle, ovulation number and / or Test method characterized by measuring the amount of various hormones
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001024627A1 (en) * | 1999-10-05 | 2001-04-12 | Japan Science And Technology Corporation | Animal with the mass expression of human gene and test method by using the animal |
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| CN103125446A (en) * | 2011-11-24 | 2013-06-05 | 上海西普尔-必凯实验动物有限公司 | Construction of a Chromosome 1 Replacement Experimental Mouse Strain C57BL/6-Chr1AKR |
| CN112005960B (en) * | 2019-05-31 | 2022-10-21 | 武汉科技大学 | A method for automatic breeding of pregnant female mice |
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1999
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