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JP4174519B2 - Pathological model animal using hyaluronic acid synthase gene expression inducible transgenic animal - Google Patents
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Pathological model animal using hyaluronic acid synthase gene expression inducible transgenic animal Download PDF

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本発明は、ヒアルロン酸合成異常に起因する疾患の発症や進行の機序を究明しその治療法を開発するために用いられる、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片が導入されたヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物の動物種からなり臓器特異的疾患発症性であって自然発症性であるヒトの病態モデル動物に関する。また、そのDNA断片が導入されたヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物、およびそれを交配した動物種からなり臓器特異的疾患発症性であって自然発症性であるヒトの病態モデル動物に関する。 The present invention, hyaluronic which to investigate the mechanism of onset and progression of hyaluronic acid synthesis diseases caused by abnormal use in order to you develop the treatment, the DNA fragments of hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid was introduced The present invention relates to a human pathological model animal which is composed of an animal species of an acid synthase gene expression-inducible transgenic animal and has an organ-specific disease onset and is spontaneous . Further, the DNA fragment is introduced hyaluronic acid synthase gene expression inducible transgenic animals, and human pathology model is spontaneous an organ specific disease onset consists mated animal species it about the animal.

ヒアルロン酸(HA)は、関節軟骨や皮膚などに豊富に含まれる細胞外マトリックスの主要構成分子であり、高分子量のグリコサミノグリカン糖鎖からなる。ヒアルロン酸は、グルクロン酸(GlcUA)がN−アセチルグルコサミン(GlcNAc)にbeta-1,3結合した二糖単位(GlcUAbeta1-3GlcNAc)のbeta-1,4結合による繰り返し糖ユニットから構成されている。   Hyaluronic acid (HA) is a major constituent molecule of the extracellular matrix that is abundantly contained in articular cartilage and skin, and consists of a high molecular weight glycosaminoglycan sugar chain. Hyaluronic acid is composed of repetitive sugar units formed by beta-1,4 bonds of disaccharide units (GlcUAbeta1-3GlcNAc) in which glucuronic acid (GlcUA) is beta-1,3 linked to N-acetylglucosamine (GlcNAc).

このようなヒアルロン酸は、動物細胞内で、ヒアルロン酸合成酵素(HAS)により生合成される。ヒアルロン酸合成酵素として、一次構造上、相同性を示すヒアルロン酸合成酵素1、2または3(夫々HAS1、HAS2またはHAS3)という三種類のファミリー分子が存在している。夫々の酵素が、ヒアルロン酸合成活性を有している。マウスにおけるヒアルロン酸合成酵素は、夫々Mouse Has1、Has2、Has3と表記される。   Such hyaluronic acid is biosynthesized by hyaluronic acid synthase (HAS) in animal cells. As hyaluronic acid synthase, there are three types of family molecules, hyaluronic acid synthase 1, 2 or 3 (HAS1, HAS2 or HAS3, respectively) showing homology on the primary structure. Each enzyme has hyaluronic acid synthesis activity. Hyaluronic acid synthase in mice is denoted as Mouse Has1, Has2, and Has3, respectively.

動物細胞内のヒアルロン酸は、細胞の増殖や移動の促進に働くものであり、組織の構造維持や機能調節、炎症、創傷治癒などの生体反応の調節に重要であると考えられている。その合成異常は、発癌、癌細胞の浸潤や転移、さらには動脈硬化や線維症のような各種疾患と、深く関わっていると言われている。   Hyaluronic acid in animal cells works to promote cell growth and migration, and is considered to be important for the regulation of biological reactions such as tissue structure maintenance, functional regulation, inflammation, and wound healing. The synthetic abnormality is said to be deeply related to carcinogenesis, invasion and metastasis of cancer cells, and various diseases such as arteriosclerosis and fibrosis.

ヒアルロン酸合成異常に起因する前記の各種疾患の発症及び進行の機序を究明し、その治療法を開発するために、それのモデル動物が必要不可欠である。   In order to investigate the mechanism of the onset and progression of the above-mentioned various diseases caused by abnormal hyaluronic acid synthesis and to develop a therapeutic method, a model animal is indispensable.

非特許文献1に、ヒトヒアルロン酸合成酵素2(HAS2)遺伝子を遺伝子導入し平滑筋細胞で特異的にヒアルロン酸合成を発現させるトランスジェニックマウスが開示されており、そのマウスを用いた実験によりヒアルロン酸と動脈硬化との関連性が示唆されている。   Non-Patent Document 1 discloses a transgenic mouse in which a human hyaluronic acid synthase 2 (HAS2) gene is introduced to express hyaluronic acid synthesis specifically in smooth muscle cells. An association between acid and arteriosclerosis has been suggested.

また、特許文献1に、皮膚代謝関連プロモーターに結合したレポーター遺伝子を包含し、このレポーター遺伝子が発光または蛍光産物をコードするという非ヒトトランスジェニック動物が、開示されている。このトランスジェニック動物は、レポーター遺伝子の発現変化を調べるためのもので、皮膚における遺伝子発現に対する化合物の影響を評価することができるというものである。   Patent Document 1 discloses a non-human transgenic animal that includes a reporter gene linked to a skin metabolism-related promoter, and that the reporter gene encodes a luminescent or fluorescent product. This transgenic animal is for examining changes in expression of a reporter gene, and is capable of evaluating the influence of a compound on gene expression in the skin.

これらのトランスジェニック動物は、動脈硬化や皮膚代謝異常の疾患のモデル動物となり得るが、他の癌疾患等のモデル動物となり得ない。また、従来の方法で作製したこれらのトランスジェニック動物は、組織特異的なプロモーターを直接導入遺伝子の上流に配して、導入遺伝子の発現を制御したものであるから、ヒアルロン酸合成異常の研究対象となる臓器や疾患の利用目的に応じ、個別にトランスジェニック動物を作製する必要があった。   These transgenic animals can be model animals for diseases such as arteriosclerosis and abnormal skin metabolism, but cannot be model animals for other cancer diseases. In addition, these transgenic animals prepared by conventional methods are designed to control the expression of the transgene by placing a tissue-specific promoter directly upstream of the transgene. It was necessary to individually produce transgenic animals according to the purpose of the organs and diseases to be used.

Chai, S. et al, Circ. Res. 96: 583-591 (2005)Chai, S. et al, Circ. Res. 96: 583-591 (2005) 特表2003−520946号公報Japanese translation of PCT publication No. 2003-520946

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性のトランスジェニック動物の動物種からなるヒトの病態モデル動物であって、簡便かつ経済的に作製でき、部位特異的組換え酵素の作用によってヒアルロン酸合成酵素を発現するヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片を用いた病態モデル動物を提供することを第一の目的とする。 The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and is a human pathological model animal composed of a transgenic animal species that is hyaluronic acid synthase gene expression-inducible , which can be produced simply and economically , It is a first object to provide a disease state model animal using a DNA fragment of a hyaluronic acid synthase gene introduction plasmid that expresses hyaluronic acid synthase by the action of a site-specific recombinant enzyme.

また、このDNA断片が導入されており、部位特異的組換え酵素を利用してヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現とヒアルロン酸の合成とを個体毎に制御できるヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物の動物種からなるヒトの病態モデル動物を提供することを第二の目的とする。 Moreover, this DNA fragment is introduced, and hyaluronic acid synthase gene expression-inducible transgenic that can control the expression of hyaluronic acid synthase gene and the synthesis of hyaluronic acid for each individual using site-specific recombinase A second object is to provide a human pathological model animal comprising animal species .

さらに、ヒアルロン酸合成異常に関連する各種疾患に対する研究のために用いられるもので、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性であって臓器特異的疾患発症性の病態モデル用トランスジェニック動物の動物種からなるヒトの病態モデル動物を提供することを第三の目的とする。 Furthermore, it is used for research on various diseases related to hyaluronic acid synthesis abnormality, and consists of animal species of hyaluronic acid synthase gene expression inducible and organ-specific disease pathogenic model transgenic animals The third object is to provide a human pathological model animal .

前記の目的を達成するためになされた特許請求の範囲の請求項1に記載の病態モデル動物は、転写開始制御塩基配列、部位特異的遺伝子組換え酵素が認識する対の認識塩基配列に挟まれており、該酵素で切り出される不活性なスペーサ塩基配列、ヒアルロン酸合成酵素Has2の遺伝子の塩基配列が、またはトランス発現誘導制御塩基配列、ヒアルロン酸合成酵素Has2の遺伝子の塩基配列が、5’末端から3’末端方向に、その順で繋がっているヒアルロン酸合成酵素遺伝子Has2導入プラスミドのDNA断片を、乳癌発症性の遺伝子を有する非ヒト哺乳動物に導入しており、
該部位特異的遺伝子組換え酵素を有する同種の親動物の交配により該酵素で該スペーサ塩基配列を切り出された該DNA断片の残余が一方の該認識塩基配列を介して再結合して短絡し相同組換えを引起こしてHas2の転写が誘導され、または該トランス発現誘導制御塩基配列でHas2の転写を誘導する物質によりそれが誘導されているHas2遺伝子型を、有しているヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物の動物種からなり、
該DNA断片と、該ヒアルロン酸合成酵素の遺伝子を発現させる部位特異的遺伝子組換え酵素または該トランス発現誘導制御塩基配列と、該乳癌発症性の遺伝子とによって、前記動物種が自然発症性であって、乳腺における該乳癌発症性となっていることを特徴とする硬癌の病態モデル動物である
The pathological model animal according to claim 1, which has been made to achieve the above object, is sandwiched between a transcription initiation regulatory base sequence and a pair of recognition base sequences recognized by a site-specific gene recombinase. The inactive spacer base sequence excised by the enzyme, the base sequence of the hyaluronic acid synthase Has2 gene, or the trans-expression induction control base sequence, the base sequence of the hyaluronic acid synthase Has2 gene is the 5 ′ end from the 3 'end, the DNA fragment have Ruhi hyaluronic acid synthase gene Has2 introduced plasmid linked in that order, are introduced into a non-human mammal having a breast cancer resistance gene,
Residues of the DNA fragment from which the spacer base sequence was excised by the enzyme by mating with the same kind of parent animal having the site-specific gene recombinase are recombined via one of the recognition base sequences and short-circuited. A hyaluronic acid synthase gene having Has2 genotype in which Has2 transcription is induced by recombination and induced by a substance that induces Has2 transcription at the trans-expression-inducing regulatory base sequence Consisting of animal species of expression-inducing transgenic animals,
The animal species is naturally pathogenic by the DNA fragment, the site-specific gene recombinase that expresses the gene of the hyaluronic acid synthase or the trans-expression-inducing control base sequence, and the breast cancer-causing gene. In addition, the animal model is a pathological model of hard cancer, characterized in that it has the onset of breast cancer in the mammary gland .

請求項2に記載の病態モデル動物は、請求項1に記載されたもので、前記対の認識塩基配列が、loxP塩基配列またはFrt塩基配列であることを特徴とする。 The pathological model animal according to claim 2 is the animal model according to claim 1, wherein the pair of recognition base sequences is a loxP base sequence or a Frt base sequence.

病態モデル動物は、ヒアルロン酸合成酵素が、脊椎動物のヒアルロン酸合成酵素2であるものとすることが好ましい。
請求項3に記載の病態動物モデルは、請求項2に記載されたもので、前記部位特異的遺伝子組換え酵素が、Creリコンビナーゼであり、前記不活性なスペーサ塩基配列が、対の前記loxP塩基配列で挟まれたネオマイシン耐性遺伝子Neoの塩基配列であることにより、該Creリコンビナーゼが前記相同組換えにより該Neoの塩基配列を切り出して前記Has2の転写が誘導された前記Has2遺伝子型となっていることを特徴とする。
In the pathological model animal, the hyaluronic acid synthase is preferably vertebrate hyaluronic acid synthase 2 .
The disease animal model according to claim 3 is the animal model according to claim 2, wherein the site-specific gene recombinase is Cre recombinase, and the inactive spacer base sequence is the pair of loxP bases. Since the base sequence of the neomycin resistance gene Neo sandwiched between the sequences, the Cre recombinase cuts out the base sequence of the Neo by the homologous recombination and becomes the Has2 genotype in which the transcription of the Has2 was induced. It is characterized by that.

アルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物は、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片が、非ヒト哺乳動物に導入されている。 Arsenate hyaluronic acid synthase gene expression inducible transgenic animals, DNA fragments of human hyaluronic acid synthase gene transfer plasmids that have been introduced into nonhuman mammals.

請求項に記載の病態モデル動物は、請求項に記載されたもので、前記非ヒト哺乳動物が、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、またはブタであることを特徴とする。 The disease model animal according to claim 4 is the animal model according to claim 1 , wherein the non-human mammal is a mouse, a rat, a hamster, a rabbit, or a pig.

請求項に記載の病態モデル動物は、請求項1に記載されたもので、前記動物種が、前記ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物、およびそれの同種で前記乳癌発症性の動物を交配している動物種であることを特徴とする。 Pathological model animal according to claim 5, in which according to claim 1, wherein the animal species, wherein the hyaluronic acid synthase gene expression inducible transgenic animals, and the breast cancer resistance with it the same kind of It is characterized by the animal species that the animals are mated with.

請求項に記載の病態モデル動物は、請求項1に記載されたもので、前記動物種が、前記ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物、およびそれの同種で前記乳癌発症性の動物を交配しており、それと、前記部位特異的組換え酵素を有する動物を交配した動物種であることを特徴とする。 Pathological model animal according to claim 6, in which according to claim 1, wherein the animal species, wherein the hyaluronic acid synthase gene expression inducible transgenic animals, and the breast cancer resistance with it the same kind of It is characterized by being an animal species in which an animal is crossed and an animal having the site-specific recombinase is crossed.

態モデル動物は、乳腺における乳癌発症性となっている硬癌の病態モデル動物のものが好ましい Disease status model animals, those pathological model animal scirrhous carcinoma that has a breast cancer resistance in breast is preferable.

本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片は、Cre-loxP等のような部位特異的遺伝子組換え酵素とそれが認識する対の塩基配列とによる誘導性の遺伝子発現システムを利用して、あるいはトランス発現誘導制御塩基配列により、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現とヒアルロン酸合成とを個体レベルで制御し得るトランスジェニック動物を、簡便にかつ経済的に作製するために有用である。   The DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid of the present invention uses an inducible gene expression system based on a site-specific gene recombinase such as Cre-loxP and a pair of base sequences recognized by it. Alternatively, it is useful for easily and economically producing a transgenic animal that can control hyaluronic acid synthase gene expression and hyaluronic acid synthesis at the individual level by a trans-expression induction control base sequence.

本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物は、この誘導性遺伝子発現システムを利用して、任意に、所望の病態モデル作成時期や臓器特異的な疾患の病態モデルの目的に応じて、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現とヒアルロン酸合成とを制御し得る。   The hyaluronic acid synthase gene expression inducible transgenic animal of the present invention uses this inducible gene expression system, optionally depending on the desired pathological model creation time and the purpose of the pathological model of the organ-specific disease. It is possible to control hyaluronic acid synthase gene expression and hyaluronic acid synthesis.

従来の発明は、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現変化の解析を評価の対象とするのに対し、本発明は、ヒアルロン酸合成酵素そのものを発現させるトランスジェニック動物であり、その酵素産物のヒアルロン酸の機能を評価できる点で優れている。   In contrast to the conventional invention, the analysis of the change in the expression of the hyaluronic acid synthase gene is the object of evaluation, whereas the present invention is a transgenic animal that expresses the hyaluronic acid synthase itself, It is excellent in that the function can be evaluated.

この誘導性トランスジェニック動物と、臓器特異的なトランスジェニック動物とを交配させることにより、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現と、誘導的なヒアルロン酸合成とを制御することが可能である。しかも、対象の病態に合わせた臓器特異的なトランスジェニック動物を、個別に作製する必要がない。   By crossing this inducible transgenic animal with an organ-specific transgenic animal, it is possible to control the expression of the hyaluronic acid synthase gene and inducible hyaluronic acid synthesis. In addition, it is not necessary to individually create an organ-specific transgenic animal that matches the target disease state.

また、ウィルスベクターなどの一般的な遺伝子導入技術を用いて、Cre等の部位特異的遺伝子組換え酵素を細胞に導入することによっても、また外因性の物質によってトランスに発現が制御される誘導プロモーターによっても、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現と、誘導的なヒアルロン酸合成とを制御することが可能である。   Furthermore, inducible promoters whose expression is controlled in trans by exogenous substances by introducing site-specific gene recombination enzymes such as Cre into cells using common gene transfer techniques such as viral vectors. It is also possible to control hyaluronic acid synthase gene expression and inducible hyaluronic acid synthesis.

これらにより、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子を発現誘導した動物は、ヒアルロン酸の生体における機能解析のための試験動物として利用価値が高く、またヒアルロン酸合成異常の関連した各種疾患に対する治療法並びに治療薬の開発のためのモデル動物として有用である。   As a result, the animals in which the expression of the hyaluronic acid synthase gene is induced are highly useful as test animals for analyzing the function of hyaluronic acid in vivo, and treatment methods and therapeutic drugs for various diseases associated with abnormal hyaluronic acid synthesis are also available. It is useful as a model animal for development.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although the preferable Example of this invention is described in detail, the scope of the present invention is not limited to these Examples.

本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片は、転写開始制御塩基配列とヒアルロン酸合成酵素遺伝子の塩基配列との間に、対のloxP塩基配列で挟まれた薬剤耐性遺伝子の塩基配列が配され、さらにその下流の3’末端側に転写終結制御塩基配列が配されたものである。   The DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene introduction plasmid of the present invention has a base sequence of a drug resistance gene sandwiched between a transcription start control base sequence and a hyaluronic acid synthase gene base sequence by a pair of loxP base sequences. Furthermore, a transcription termination control base sequence is arranged on the downstream 3 ′ end side.

このヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片は、誘導性のヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現を制御するために、対のloxP塩基配列で挟まれたDNA領域を部位特異的に遺伝子組換えする酵素による組換えシステムを、利用することができるというものである。   The DNA fragment of this hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid is an enzyme that site-specifically recombines the DNA region sandwiched between the paired loxP base sequences in order to control the expression of the inducible hyaluronic acid synthase gene. The recombination system by can be used.

ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片は、部位特異的組換え酵素存在下で、前記薬剤耐性遺伝子の塩基配列が一方のloxP塩基配列とともに切り出されて環状DNAとして再結合し、それが切り出された残余のDNA断片の残基同士が他方のloxP塩基配列を介して再結合するという性質を有している。   In the presence of a site-specific recombinase, the DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid is excised from the base sequence of the drug resistance gene together with one of the loxP base sequences and recombined as a circular DNA. The remaining DNA fragments have the property of recombining with each other via the other loxP base sequence.

本発明の実施の一態様であるヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片の概略を模式的に示す図1、および遺伝子組換え後のDNAの一部の塩基配列を示す図2を参照して、より具体的に説明する。   Referring to FIG. 1 schematically showing an outline of a DNA fragment of a hyaluronic acid synthase gene introduction plasmid which is one embodiment of the present invention, and FIG. 2 showing a partial base sequence of DNA after gene recombination This will be described more specifically.

ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドは、転写開始制御塩基配列であるCAGプロモーターの下流の3’末端側に、対のloxP塩基配列で挟まれたNeo (neomycine resistant gene) + poly A (SV40 early mRNA polyadenylation signal)からなり薬剤耐性遺伝子であるネオマイシン耐性遺伝子の塩基配列、さらにその下流の3’末端側に、マウスのヒアルロン酸合成酵素2(Mouse Has2)翻訳領域のcDNA と b-globin poly A (b-globin mRNA polyadenylation signal)を連結したコンストラクトを、pCALNL5ベクター(RIKEN Bioresource Center DNA Bankより入手, URL: http://www.brc.riken.jp/lab/dna/ja/)上で構築したものである。   The hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid is Neo (neomycine resistant gene) + poly A (SV40 early mRNA polyadenylation) sandwiched between the loxP base sequence of the pair at the 3 'end downstream of the CAG promoter which is the transcription initiation regulatory base sequence. signal), the nucleotide sequence of the neomycin resistance gene, which is a drug resistance gene, and the cDNA of the mouse hyaluronan synthase 2 (Mouse Has2) translation region and b-globin poly A (b- A construct linking globin mRNA polyadenylation signal) was constructed on the pCALNL5 vector (obtained from RIKEN Bioresource Center DNA Bank, URL: http://www.brc.riken.jp/lab/dna/ja/) .

トランスジェニック動物の作製には、このヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドを二種類の制限酵素(Sal IとSfi I)で消化したDNA断片が用いられる。   For the production of a transgenic animal, a DNA fragment obtained by digesting this hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid with two types of restriction enzymes (Sal I and Sfi I) is used.

ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片は、ヒアルロン酸合成酵素をコードするポリヌクレオチドが、非ヒト哺乳動物の細胞内で、転写開始を制御するプロモーターに繋がっているというものである。または、このDNA断片が導入された非ヒト哺乳動物の細胞内で、転写開始を制御し得る位置に配置されているというものである。   The DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid is that the polynucleotide encoding hyaluronic acid synthase is linked to a promoter that controls transcription initiation in cells of non-human mammals. Alternatively, it is arranged at a position where the initiation of transcription can be controlled in the cell of a non-human mammal into which this DNA fragment has been introduced.

なお、転写開始制御塩基配列は、転写開始の機能を発現するものであればよく、ウイルスプロモーター例えば、SV40由来初期プロモーター、サイトメガロウイルスLTR、ラウス肉腫ウイルスLTR、MoMuLV由来LTR、アデノウイルス由来初期プロモーター;構成蛋白質遺伝子のプロモーター、例えばβ−アクチン遺伝子プロモーター、PGK遺伝子プロモーター、トランスフェリン遺伝子プロモーターであってもよく、なかでもCAGプロモーターが好ましい。   The transcription initiation control base sequence may be any sequence that expresses the transcription initiation function, and may be a viral promoter, for example, SV40-derived early promoter, cytomegalovirus LTR, Rous sarcoma virus LTR, MoMuLV-derived LTR, adenovirus-derived early promoter. A promoter of a constituent protein gene, for example, β-actin gene promoter, PGK gene promoter, transferrin gene promoter, CAG promoter is preferred.

スペーサ塩基配列は、転写開始制御塩基配列からのヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現を妨げるのに十分な長さを有するものであればよく、薬剤耐性遺伝子、例えばネオマイシン、テトラサイクリン、アンピシリン、カナマイシン、ハイグロマイシン、ホスフィノスリシン薬剤に対する抵抗性を付与する遺伝子;栄養要求性変異を相補する遺伝子であってもよい。   The spacer base sequence only needs to have a length sufficient to prevent the expression of the hyaluronic acid synthase gene from the transcription initiation control base sequence, and drug resistance genes such as neomycin, tetracycline, ampicillin, kanamycin, hygromycin A gene that confers resistance to a phosphinothricin drug; a gene that complements an auxotrophic mutation.

ヒアルロン酸合成酵素の遺伝子は、脊椎動物由来のものであればよく、具体的には(U52524, U86408 D84424, U54804, U86409 文献: Accession No. D82964, Itano N., Kimata K.. J. Biol. Chem. 271 :9875-9878 (1996), Accession No. U59269, Shyjan A.M., et al. J. Biol. Chem. 271 :23395-23399(1996), Accession No. U52524, Spicer A.P., et al. J. Biol. Chem.271 :23400-23406 (1996), Accession No. U54804, Watanabe K., Yamaguchi Y.J Biol Chem.271 :22945-22948 (1996), Accession No. U86408, U86409,Spicer A.P., et al. J. Biol. Chem. 272 :8957-8961 (1997), Liu N., et al. Cancer Res. 61 :5207-5214 (2001)に全遺伝子配列が記載されているマウスやヒトのヒアルロン酸合成酵素1、2または3(例えばMouse Has1、Has2、Has3、Human HAS1,HAS2,HAS3)であることが好ましい。   The gene of hyaluronan synthase may be derived from vertebrates, and specifically, (U52524, U86408 D84424, U54804, U86409 literature: Accession No. D82964, Itano N., Kimata K .. J. Biol. Chem. 271: 9875-9878 (1996), Accession No.U59269, Shyjan AM, et al. J. Biol. Chem. 271: 23395-23399 (1996), Accession No.U52524, Spicer AP, et al. J. Biol. Chem. 271: 23400-23406 (1996), Accession No.U54804, Watanabe K., Yamaguchi YJ Biol Chem.271: 22945-22948 (1996), Accession No.U86408, U86409, Spicer AP, et al. J Biol. Chem. 272: 8957-8961 (1997), Liu N., et al. Cancer Res. 61: 5207-5214 (2001), mouse and human hyaluronic acid synthase 1 2 or 3 (for example, Mouse Has1, Has2, Has3, Human HAS1, HAS2, HAS3).

ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片は、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子をコードするポリヌクレオチドの下流に、転写終結塩基配列、すなわちターミネーター領域を有していることが好ましい。   The DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene introduction plasmid preferably has a transcription termination base sequence, that is, a terminator region, downstream of the polynucleotide encoding the hyaluronic acid synthase gene.

ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片の作製に用いられるベクターは、非ヒト哺乳動物に投与可能なものであれば特に限定されないが、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス、ポリオウイルス、シンドビスウイルス、センダイウイルス等のウイルスベクターであってもよい。   The vector used for the preparation of the DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid is not particularly limited as long as it can be administered to a non-human mammal, but it is not limited to retrovirus, adenovirus, adeno-associated virus, herpes virus, vaccinia virus. , Virus vectors such as poxvirus, poliovirus, Sindbis virus, Sendai virus may be used.

ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片は、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子が導入されたベクターからSal IとSfi I制限酵素によって導入遺伝子部分を切り出したものであってもよい。   The DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene-introduced plasmid may be one obtained by excising the transgene portion with Sal I and Sfi I restriction enzymes from a vector into which the hyaluronic acid synthase gene has been introduced.

本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性のトランスジェニック動物は、このDNA断片が、非ヒト哺乳動物、好ましくはマウスに導入される。   In the transgenic animal of the present invention inducible for expression of the hyaluronic acid synthase gene, this DNA fragment is introduced into a non-human mammal, preferably a mouse.

このトランスジェニック動物は、前記ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片の性質を利用して、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現を誘導できるというものである。このDNA断片を導入するには、受精卵にマイクロインジェクションする方法;ウィルスベクター法;胚性幹細胞(ES細胞)に該ベクターを導入するトランスフェクション法、レトロウイルスベクターを用いた感染法、エレクトロポレーション法のような一般的な遺伝子導入技術により行なわれる。   This transgenic animal can induce the expression of the hyaluronic acid synthase gene using the properties of the DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid. To introduce this DNA fragment, a method of microinjection into a fertilized egg; a viral vector method; a transfection method for introducing the vector into embryonic stem cells (ES cells); an infection method using a retroviral vector; electroporation This is done by general gene transfer techniques such as law.

前記のトランスジェニック動物は、部位特異的遺伝子組換え酵素例えばCreリコンビナーゼを有しない。したがって、CAGプロモーターと、ヒアルロン酸合成酵素2の遺伝子の塩基配列とが、ネオマイシン耐性遺伝子によって分断された状態のままであり、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子の転写が誘導されない。   Said transgenic animals do not have a site-specific gene recombinase such as Cre recombinase. Therefore, the CAG promoter and the base sequence of the hyaluronic acid synthase 2 gene remain separated by the neomycin resistance gene, and transcription of the hyaluronic acid synthase gene is not induced.

本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性のモデル動物は、このヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物、およびそれの同種で臓器特異的疾患発症性の動物を交配して得られる動物種である。   The hyaluronic acid synthase gene expression-inducible model animal of the present invention is an animal species obtained by mating this hyaluronic acid synthase gene expression-inducing transgenic animal and an animal of the same species that causes organ-specific diseases. It is.

このヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性のモデル動物に、部位特異的遺伝子組換え酵素が作用することによって、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子の誘導と、臓器特異的疾患発症とが、発現する。具体的には、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性のモデル動物は、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物、およびそれの同種で臓器特異的疾患発症性の動物を交配したものに、前記部位特異的組換え酵素例えばCreリコンビナーゼを有する動物を交配することにより、得られる。その産子は、両親動物に夫々由来するCreリコンビナーゼとヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片と臓器特異的疾患発症性の遺伝子とを有する。そのため、図1に示すように、このCreリコンビナーゼが、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子含有ベクターのDNA断片に作用し、そのDNA組換え反応により、導入遺伝子中の二カ所のloxP部位で遺伝子組換えが生じる結果、一方のloxP塩基配列とNeo + poly Aの塩基配列とが、環状DNAとして切り出され、残余のDNA断片が他方のloxP塩基配列を介して再結合して短絡し、相同組換えを引起こし、遂には、転写開始制御塩基配列であるCAGプロモーターからのマウスのヒアルロン酸合成酵素2(Has2)の転写が誘導される。   When a site-specific gene recombination enzyme acts on this hyaluronic acid synthase gene expression-inducible model animal, the induction of the hyaluronic acid synthase gene and the development of an organ-specific disease are expressed. Specifically, a hyaluronic acid synthase gene expression-inducible model animal is a hybrid animal that is hyaluronic acid synthase gene expression-inducible transgenic animal, and an animal that is the same species that has an organ-specific disease-causing animal. It can be obtained by mating animals with site-specific recombinase such as Cre recombinase. The offspring has a Cre recombinase and a hyaluronic acid synthase gene-introduced plasmid DNA fragment and an organ-specific disease-causing gene, each derived from a parent animal. Therefore, as shown in FIG. 1, this Cre recombinase acts on the DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene-containing vector, and the DNA recombination reaction causes gene recombination at two loxP sites in the transgene. As a result, one loxP base sequence and Neo + poly A base sequence are excised as circular DNA, and the remaining DNA fragments are recombined and short-circuited via the other loxP base sequence, causing homologous recombination. Finally, transcription of mouse hyaluronan synthase 2 (Has2) is induced from the CAG promoter, which is a transcription initiation regulatory base sequence.

このようなモデル動物は、部位特異的遺伝子組換え酵素に起因するヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性の発現時期を自在にコントロールでき、さらに様々な臓器特異的疾患発症性の組織にヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性の発現をコントロールすることができる。   Such model animals can freely control the hyaluronic acid synthase gene expression-inducible expression time caused by site-specific gene recombination enzymes, and can also be used in various organ-specific disease-causing tissues. Gene expression-inducible expression can be controlled.

部位特異的組換え酵素例えばCreリコンビナーゼやFlpリコンビナーゼを有するトランスジェニック動物は、種々の動物種として入手可能なもので、Zadelaar S.M., et al. Transgenic Res. 15 :31-36 (2006)に記載されたSM-CreER(T2)(ki)/rosa26マウスであってもよく、また市販の(C57BL/6-TgN(AlbCre)21Mgn, Tg(Ins2-cre)25Mgn, B6.Cg-Tg(Mx1-cre)1Cgn/J, B6.Cg-Tg(Nes-cre)1Kln/J, B6.Cg-Tg(Tek-cre)12Flv/J, B6.Cg-Tg(cre/Esr1)5Amc/J, FVB-Tg(GFAP-cre)25Mes/J, STOCK Tg(MMTV-cre)1Mam/J等(The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA)であってもよい。   Transgenic animals having site-specific recombinant enzymes such as Cre recombinase and Flp recombinase are available as various animal species and are described in Zadelaar SM, et al. Transgenic Res. 15: 31-36 (2006). SM-CreER (T2) (ki) / rosa26 mice, and commercially available (C57BL / 6-TgN (AlbCre) 21Mgn, Tg (Ins2-cre) 25Mgn, B6.Cg-Tg (Mx1-cre ) 1Cgn / J, B6.Cg-Tg (Nes-cre) 1Kln / J, B6.Cg-Tg (Tek-cre) 12Flv / J, B6.Cg-Tg (cre / Esr1) 5Amc / J, FVB-Tg (GFAP-cre) 25 Mes / J, STOCK Tg (MMTV-cre) 1 Mam / J, etc. (The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA).

臓器特異的疾患発症性の動物は、癌発症性、動脈硬化症発症性、肝硬変を含む臓器線維症発症性、または関節炎を含む炎症性疾患発症性を有する種々の動物種として入手可能なもので、Wakita, T. J. Biol. Chem. 273 :9001-9006(1998)やWipke, B.T., Allen, P.M. J. Immunol. 167 : 1601-1608 (2001)に記載されたものであってもよく、また市販のFVB/N-Tg(MMTVneu)202Mul/JやB6.129P2-Apoetm1Unc/J (The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA)であってもよい。中でも乳癌発症性マウスであることが好ましい。   Organ-specific disease-causing animals can be obtained as various animal species having cancer-causing, arteriosclerosis-causing, organ fibrosis-causing cirrhosis, or inflammatory disease-causing disease including arthritis. Wakita, TJ Biol. Chem. 273: 9001-9006 (1998) and Wipke, BT, Allen, PMJ Immunol. 167: 1601-1608 (2001), and commercially available FVB / N-Tg (MMTVneu) 202Mul / J or B6.129P2-Apoetm1Unc / J (The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA) may be used. Of these, breast cancer-causing mice are preferred.

上記ベクターに使用される部位特異的遺伝子組換え酵素は、遺伝導入する対象の非ヒト哺乳動物の細胞に内在のリコンビナーゼで認識されない異種リコンビナーゼ認識配列であることが好ましい。そのため、大腸菌のバクテリオファージP1由来の部位特異的遺伝子組換え酵素であるCreリコンビナーゼと認識塩基配列であるloxP配列との組合せ、または酵母由来の部位特異的遺伝子組換え酵素Flpリコンビナーゼと認識塩基配列であるfrt配列との組合せが、一層好ましい。   The site-specific gene recombinase used in the vector is preferably a heterologous recombinase recognition sequence that is not recognized by a recombinase endogenous to a non-human mammal cell to be genetically introduced. Therefore, a combination of Cre recombinase which is a site-specific gene recombinase derived from bacteriophage P1 of E. coli and loxP sequence which is a recognition base sequence, or a site-specific gene recombination enzyme Flp recombinase derived from yeast and a recognition base sequence. Combinations with certain frt sequences are even more preferred.

ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片は、トランス発現誘導制御塩基配列、ヒアルロン酸合成酵素の遺伝子の塩基配列が繋がっていてもよい。   The DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene-introduced plasmid may be linked to the trans-expression induction control base sequence and the base sequence of the hyaluronic acid synthase gene.

このDNA断片は、外因性の物質によってトランスに発現が制御されるトランス発現誘導制御塩基配列である誘導プロモーターを有している。誘導プロモーターが、例えばメタロチオネイン−1の遺伝子のプロモーターであるとき、外因性の物質として、重金属、ステロイド、アルキル化剤、キレート剤、サイトカインを投与することにより、所望の時期にヒアルロン酸合成酵素の転写が誘導される。   This DNA fragment has an inducible promoter which is a trans expression induction control base sequence whose expression is controlled in trans by an exogenous substance. When the inducible promoter is, for example, the promoter of the metallothionein-1 gene, transcription of hyaluronan synthase at a desired time by administering heavy metals, steroids, alkylating agents, chelating agents, and cytokines as exogenous substances. Is induced.

なお、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片が導入される非ヒト哺乳動物は、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、またはブタが好ましく、中でもマウスが一層好ましく、雌雄のいずれでもよい。   The non-human mammal into which the DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid is introduced is preferably a mouse, rat, hamster, rabbit, or pig. Among them, a mouse is more preferable, and either male or female may be used.

以下、本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性のトランスジェニック動物、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性のモデル動物を作製した例を、具体的に説明する。   Hereinafter, examples of producing a DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene-introduced plasmid of the present invention, a hyaluronic acid synthase gene expression-inducing transgenic animal, and a hyaluronic acid synthase gene expression-inducing model animal will be specifically described. To do.

(実施例1:ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片の作製)
マウス脳由来cDNAライブラリー(Clontech, Mountain View, CA, USA)を鋳型にPCR法によりmouse Has2cDNA[Accession No. U52524, Spicer, A.P. et al. J. Biol. Chem., 271:23400-23406 (1996)]を得た。公知の方法[Itano, N. et al, J. Biol. Chem., 274: 25085-25092 (1999)]に従って、pFLAG-CMV2ベクター(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)にBglIIとSmaI制限酵素切断部位に挿入して、FLAGタグをコードする塩基配列をアミノ末端に追加し、FLAG-mouse Has2 DNA断片を作製した。このFLAG-mouse Has2 DNA断片を、ベクターpCALNL5(RIKEN Bioresource Center DNA Bankより入手)のSacIとSmaI部位に、TDNAライゲース(New England Biolabs,Inc. Beverly, MA, USA)を用いて挿入した。
(Example 1: Preparation of DNA fragment of hyaluronic acid synthase gene introduction plasmid)
Mouse Has2 cDNA [Accession No. U52524, Spicer, AP et al. J. Biol. Chem., 271: 23400-23406 (1996) by PCR using a mouse brain-derived cDNA library (Clontech, Mountain View, CA, USA) as a template. )]. According to a known method [Itano, N. et al, J. Biol. Chem., 274: 25085-25092 (1999)], BglII and SmaI were added to pFLAG-CMV2 vector (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA). A nucleotide sequence encoding a FLAG tag was added to the amino terminus by inserting it into the restriction enzyme cleavage site to produce a FLAG-mouse Has2 DNA fragment. This FLAG-mouse Has2 DNA fragment was inserted into the SacI and SmaI sites of the vector pCALNL5 (obtained from RIKEN Bioresource Center DNA Bank) using TDNA ligase (New England Biolabs, Inc. Beverly, MA, USA).

FLAG-mouse Has2cDNA断片が組み込まれたベクターをpCALNL5-Has2と名付けた。このCALNL5-Has2のベクターからSalIとSfiI制限酵素(New England Biolabs,Inc. Beverly, MA, USA)によりDNA断片を切り出し、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片を得た(図1および2)。   A vector incorporating the FLAG-mouse Has2 cDNA fragment was named pCALNL5-Has2. A DNA fragment was excised from this CALNL5-Has2 vector using SalI and SfiI restriction enzymes (New England Biolabs, Inc. Beverly, MA, USA) to obtain a DNA fragment of a hyaluronic acid synthase gene transfer plasmid (FIGS. 1 and 2). .

なお、pCALNL5のベクターは、CAGプロモーター(ニワトリβ−アクチンプロモーター配列とサイトメガロウイルス前初期エンハンサー配列の組み合わせ)、5’末端側の第一のloxP塩基配列、neo耐性遺伝子(pSV2neoからのBgl II-Sma I断片1.0kb)、3’末端側の第二のloxP鎖とpCAGGSからのポリAシグナルを含んでいる。このpCALNL5のベクターは、全塩基配列が既に知られたものであり、Kanegae, Y. et al., Gene, 181(1-2), 207-12 (1996)や、Niwa, H. et al., Gene, 108(2), 193-9 (1991)や、Kanegae, Y. et al., Nucleic Acid Res., 23(19), 3816-21 (1995)に記載されている。   The pCALNL5 vector contains a CAG promoter (a combination of a chicken β-actin promoter sequence and a cytomegalovirus immediate early enhancer sequence), a first loxP base sequence on the 5 ′ end side, a neo resistance gene (Bgl II− from pSV2neo) Sma I fragment 1.0 kb), containing the second loxP strand at the 3 ′ end and the poly A signal from pCAGGS. This pCALNL5 vector has a known full nucleotide sequence, Kanegae, Y. et al., Gene, 181 (1-2), 207-12 (1996), Niwa, H. et al. Gene, 108 (2), 193-9 (1991) and Kanegae, Y. et al., Nucleic Acid Res., 23 (19), 3816-21 (1995).

(実施例2:ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性のトランスジェニック動物)
このヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片を、公知の方法[Hogan,B et al, "Manipulating the mouse embryo. A LaboratoryManual" Cold Spring Harbor Laboratory (1986)]に従い、BALB/cCrSlcマウス(日本エスエルシー(株)製)由来の受精卵へ、マイクロインジェクション法により注入し、受精卵をICRマウスの子宮に移植して産子を得ることにより、Has2遺伝子発現誘導性トランスジェニックマウスを作製した。
(Example 2: Transgenic animal inducible for expression of hyaluronic acid synthase gene)
The DNA fragment of this hyaluronic acid synthase gene-introduced plasmid was prepared according to a known method [Hogan, B et al, “Manipulating the mouse embryo. A Laboratory Manual” Cold Spring Harbor Laboratory (1986)]. A Has2 gene expression-inducible transgenic mouse was produced by injecting fertilized eggs derived from (manufactured by Co., Ltd.) into the fertilized eggs by microinjection and transplanting the fertilized eggs into the uterus of ICR mice to obtain offspring.

産子のうち導入遺伝子が染色体中に挿入されたトランスジェニックマウスの系統は、Has2遺伝子の配列に基づいて合成したDNAプライマー(表1)を用いて、後述の試験方法に示すとおりPCR(polymerase chain reaction)法により同定した。   Among the offspring, transgenic mouse strains in which the transgene is inserted into the chromosome are obtained using PCR primers (polymerase chain) as shown in the test method described below using DNA primers (Table 1) synthesized based on the Has2 gene sequence. reaction) method.

また、トランスジェニックマウスの乳癌より組織抽出液を調整し、以下に示すウエスタンブロット分析により抗FLAG抗体を用いてFLAG-Has2融合タンパク質の発現を検出した。また、乳癌組織よりRNA を抽出し、逆転写酵素を用いてcDNAを合成した後、以下に示すリアルタイムPCR法によりHas2遺伝子の発現を解析した。   In addition, a tissue extract was prepared from breast cancer of a transgenic mouse, and the expression of FLAG-Has2 fusion protein was detected using an anti-FLAG antibody by Western blot analysis shown below. In addition, RNA was extracted from breast cancer tissue, cDNA was synthesized using reverse transcriptase, and then the expression of Has2 gene was analyzed by real-time PCR shown below.

このトランスジェニックマウスとC57BL/6Jマウスとを交配させ、その仔マウスが3週齢の時、尾の生検サンプルから染色体DNAを抽出し、後述の試験方法に示すとおりPCR法により組み込まれた遺伝子の存在をスクリーニングした。   When this transgenic mouse is mated with a C57BL / 6J mouse, the chromosomal DNA is extracted from the biopsy sample of the tail when the offspring mouse is 3 weeks old, and the gene incorporated by the PCR method as shown in the test method described later The presence of was screened.

(実施例3:病態モデル用トランスジェニック動物)
前記実施例2で作製したHas2遺伝子発現誘導性トランスジェニックマウスに乳癌を自然発症させるため、それと、乳癌発症モデルマウスのFVB/N-Tg(MMTVneu)202Mul/J (The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA)とを交配させ、乳癌発症Has2遺伝子発現誘導性トランスジェニックマウスを得た。Has2遺伝子とNeu遺伝子との両導入遺伝子を持つHas2/Neuダブルトランスジェニックマウスを、表1に記載された各遺伝子に特異的なDNAプライマーを用いて、後述の試験方法に示すとおりPCR法により同定した。
(Example 3: Transgenic animal for disease model)
In order to spontaneously develop breast cancer in the Has2 gene expression-inducible transgenic mouse prepared in Example 2, FVB / N-Tg (MMTVneu) 202Mul / J (The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine) , USA) and a breast cancer-onset Has2 gene expression-inducing transgenic mouse was obtained. Identification of Has2 / Neu double transgenic mice carrying both Has2 and Neu genes by PCR using DNA primers specific for each gene listed in Table 1 as shown in the test method described below. did.

また並行して、MMTV-Neuトランスジェニックマウスと乳腺でCre遺伝子組換え酵素を特異的に発現するMMTV-Creトランスジェニックマウス(STOCK Tg(MMTV-cre)1Mam/J, The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA)と交配し、NeuとCre両遺伝子を乳腺で発現するCre/Neuダブルトランスジェニックマウスを作製した。   In parallel, MMTV-Neu transgenic mice and MMTV-Cre transgenic mice that specifically express Cre gene recombinase in the mammary gland (STOCK Tg (MMTV-cre) 1Mam / J, The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA) and Cre / Neu double transgenic mice expressing both the Neu and Cre genes in the mammary gland were prepared.

導入遺伝子の組み合わせは、表1に記載された各遺伝子に特異的なDNAプライマーを用いて、後述の試験方法に示すとおりPCR法により解析した。   The combinations of transgenes were analyzed by PCR using DNA primers specific for each gene listed in Table 1 as shown in the test method described later.

Has2/NeuマウスとCre/Neuマウスを交配し、4種の異なった組み合わせの遺伝子型(Neu、 Cre/Neu、Has2/Neu (Has2+Neo)、およびHas2/Neu/Cre (Has2ΔNeo))を持つトランスジェニックマウスを得た。   Has2 / Neu mouse and Cre / Neu mouse mated and have 4 different combinations of genotypes (Neu, Cre / Neu, Has2 / Neu (Has2 + Neo), and Has2 / Neu / Cre (Has2ΔNeo)) Transgenic mice were obtained.

このうちHas2+Neo とHas2ΔNeo遺伝子型を持つ同月齢(6ヶ月齢)の雌マウスは、次に乳癌の発症を促進するためにFVB/N雄マウス(FVB/NJcl, CLEA Japan Inc., Tokyo, Japan)と交配した。   Of these, females of the same age (6 months of age) with Has2 + Neo and Has2ΔNeo genotypes were then used to promote the development of breast cancer in FVB / N male mice (FVB / NJcl, CLEA Japan Inc., Tokyo, Japan).

実施例2および3で得られたトランスジェニックマウスについて、以下のようにして、各種試験を行なった。   Various tests were performed on the transgenic mice obtained in Examples 2 and 3 as follows.

(試験1:PCR法による遺伝子型の解析)
各トランスジェニックマウスの尾DNAを定法に従って抽出し、以下の表に記載したDNAプライマーを用いてGene Amp PCR System 9700(Applied Biosystems社製)を用いてPCR反応を行った。PCR反応はHas2及びNeu遺伝子の場合には、94℃で2分間保持した後、続いて94℃の変性45秒、59℃のアニーリング1分、及び72℃で1分の伸長反応からなるサイクルを35回繰り返し、最後に、72℃で7分の伸長反応を行った。Cre遺伝子の場合には、94℃で3分間保持した後、続いて94℃の変性30秒、55℃のアニーリング1分、及び72℃で1分の伸長反応からなるサイクルを35回繰り返し、最後に、72℃で2分の伸長反応を行った。増幅したDNA断片のアガロースゲル電気泳動を行い、エチジウムブロマイドで染色して赤外線によりバンドを検出した。
(Test 1: Genotype analysis by PCR method)
The tail DNA of each transgenic mouse was extracted according to a standard method, and PCR reaction was performed using Gene Amp PCR System 9700 (manufactured by Applied Biosystems) using DNA primers described in the following table. In the case of the Has2 and Neu genes, the PCR reaction was held at 94 ° C for 2 minutes, followed by a cycle consisting of denaturation at 94 ° C for 45 seconds, annealing at 59 ° C for 1 minute, and extension reaction at 72 ° C for 1 minute. Repeated 35 times, and finally, an extension reaction was performed at 72 ° C. for 7 minutes. In the case of the Cre gene, hold at 94 ° C for 3 minutes, and then repeat 35 cycles of 94 ° C denaturation for 30 seconds, 55 ° C annealing for 1 minute, and 72 ° C for 1 minute extension. The extension reaction was performed at 72 ° C. for 2 minutes. The amplified DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis, stained with ethidium bromide, and a band was detected by infrared rays.

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(試験2:Cre組換え酵素の発現による遺伝子組換え反応の確認)
乳癌発症後約2週間で癌組織を外科的に切除し、ゲノムDNAを定法に従い調整した。遺伝子組換えの成否は、CAGプロモーター、ネオマイシン耐性遺伝子そしてマウスHas2遺伝子の塩基配列をもとに合成したプライマー(GAG forward、Neo reverse, Has2-7 reverse)を用いてPCR遺伝子増幅により確認した。増幅したDNA断片は、アガロースゲル電気泳動を行い、エチジウムブロマイドで染色して検出及びそのサイズを算出した。Cre酵素の発現前後における遺伝子組換え反応は、DNA断片の増幅及びサイズ変化により解析した。また、アガロースゲル電気泳動後、ゲルから切り出したゲル断片からDNAをHigh pure PCR product purification kit (Roch Diagnostics GmbH社製)を用いて精製し、pGEM-T Easy vector system I (Promega Corp社製)を用いて、プラスミドベクターに組み込んだ。そして、そのベクターの塩基配列をABI Prism 310 Genetic Analyzer ((Applied Biosystems社製)解析して、Cre組換え酵素によるloxP 配列箇所における遺伝子組換えを確認した。
(Test 2: Confirmation of gene recombination reaction by expression of Cre recombinase)
Approximately 2 weeks after the onset of breast cancer, the cancer tissue was surgically excised, and genomic DNA was prepared according to a standard method. The success or failure of gene recombination was confirmed by PCR gene amplification using primers (GAG forward, Neo reverse, Has2-7 reverse) synthesized based on the CAG promoter, neomycin resistance gene and the base sequence of mouse Has2 gene. The amplified DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis and stained with ethidium bromide to detect and calculate the size. The gene recombination reaction before and after expression of the Cre enzyme was analyzed by amplification and size change of the DNA fragment. In addition, after agarose gel electrophoresis, DNA was purified from the gel fragment excised from the gel using High pure PCR product purification kit (Roch Diagnostics GmbH), and pGEM-T Easy vector system I (Promega Corp) was purified. And incorporated into a plasmid vector. The base sequence of the vector was analyzed by ABI Prism 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems) to confirm gene recombination at the loxP sequence site by Cre recombinase.

(試験3:ヒアルロン酸量の測定)
乳癌発症後約2週間で癌組織を外科的に切除し、200 mlの細胞溶解液 (50mM Tris-HCl, 100 mM EDTA, 100 mM NaCl, 500 mg/ml プロテアーゼ K, pH. 8.0) 中で破砕し、50℃、一昼夜反応して調整した。組織中のヒアルロン酸量の測定は、Itano, N. et al. J. Biol. Chem. (2004) 279, pp18679-18687を参考に実施した。簡単には、先ずBSAに架橋したヒアルロン酸を96穴プレートにコートした。次に、b-HABP(牛軟骨由来アグリカンのN末ドメインをビオチン化したヒアルロン酸プローブ)とヒアルロン酸を含むサンプルとを混合し、BSA架橋ヒアルロン酸でコートしたウェルに添加した。37℃で1時間インキュベートした後、0.2% Tween 20を含むTBS(50 mM Tris-Hcl, 0.15 M NaCl, pH. 7.5)で3回洗浄した。各ウェルにホースラディッシュパーオキシダーゼを架橋したストレプトアビジンを添加して、37℃で1時間インキュベートした。各ウェルを0.2% Tween 20を含むTBSで3回洗浄した後、DAB(ジアミノベンジジン)発色基質を添加して37℃で1時間インキュベートした。マイクロプレートリーダーにより490nmの吸光度を測定し、既知濃度のヒアルロン酸標準品から得た検量線を用いて組織中ヒアルロン酸含量を算出した。
(Test 3: Measurement of hyaluronic acid content)
Approximately 2 weeks after the onset of breast cancer, the cancer tissue was surgically removed and disrupted in 200 ml of cell lysate (50 mM Tris-HCl, 100 mM EDTA, 100 mM NaCl, 500 mg / ml protease K, pH 8.0). The reaction was adjusted at 50 ° C for a whole day and night. The amount of hyaluronic acid in the tissue was measured with reference to Itano, N. et al. J. Biol. Chem. (2004) 279, pp18679-18687. Briefly, a 96-well plate was first coated with hyaluronic acid crosslinked with BSA. Next, b-HABP (a hyaluronic acid probe in which the N-terminal domain of bovine cartilage-derived aggrecan was biotinylated) and a sample containing hyaluronic acid were mixed and added to wells coated with BSA-crosslinked hyaluronic acid. After incubating at 37 ° C. for 1 hour, the plate was washed 3 times with TBS (50 mM Tris-Hcl, 0.15 M NaCl, pH. 7.5) containing 0.2% Tween 20. Streptavidin cross-linked with horseradish peroxidase was added to each well and incubated at 37 ° C. for 1 hour. Each well was washed 3 times with TBS containing 0.2% Tween 20, and then DAB (diaminobenzidine) chromogenic substrate was added and incubated at 37 ° C. for 1 hour. Absorbance at 490 nm was measured with a microplate reader, and the hyaluronic acid content in the tissue was calculated using a calibration curve obtained from a standard sample of hyaluronic acid with a known concentration.

(試験4:リアルタイムRT-PCR法によるHas2遺伝子発現の解析)
摘出した乳癌からトータルRNAをRNeasy total RNA Isolation kit (QIAGEN社製) を用いて単離した。200 ng当量のトータルRNAを鋳型として、ランダムプライマーを用いてreverse transcription reagent (Takara Biochemicals社製) により42℃、1時間反応して逆転写反応を行った。リアルタイム定量 PCRは、 Itano, N. et al. J. Biol. Chem. (2004) 279, pp18679-18687に従って行った。Has2遺伝子の相対発現量は、TaqMan rodent GAPDH detection reagents(Applied Biosystems, 社製)を用いて対照として測定したGAPDH mRNA の相対量の比として算出した。
(Test 4: Analysis of Has2 gene expression by real-time RT-PCR)
Total RNA was isolated from the removed breast cancer using RNeasy total RNA Isolation kit (QIAGEN). Using 200 ng equivalent of total RNA as a template, a reverse transcription reaction was performed by reacting at 42 ° C. for 1 hour with a reverse transcription reagent (manufactured by Takara Biochemicals) using a random primer. Real-time quantitative PCR was performed according to Itano, N. et al. J. Biol. Chem. (2004) 279, pp18679-18687. The relative expression level of the Has2 gene was calculated as the ratio of the relative amount of GAPDH mRNA measured as a control using TaqMan rodent GAPDH detection reagents (Applied Biosystems, Inc.).

(試験5:ウエスタンブロット分析)
癌組織をRIPA 緩衝液(10 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, 0.1% SDS, 1% NP-40, 1% sodium deoxycholate and protease inhibitors, pH7.2)中で破砕して溶解液を作製した。溶解液(タンパク質10μg当量)をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離し、PVDF ナイロン膜に電気的に転写した後. 抗FLAG抗体で室温1時間反応した。0.2% Tween 20を含むTBSで3回洗浄した後、二次抗体としてホースラディッシュパーオキシダーゼを架橋した抗マウス抗体を用いて室温30分間反応した。0.2% Tween 20を含むTBSで3回洗浄した後、ECLウエスタンブロット検出試薬により反応し、FLAG融合Has2タンパク質バンドより生じた発光をX線フィルムに感光して検出した。
これらの試験の結果は、以下の通りである。
(Test 5: Western blot analysis)
The cancer tissue was crushed in RIPA buffer (10 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, 0.1% SDS, 1% NP-40, 1% sodium deoxycholate and protease inhibitors, pH 7.2) to prepare a lysate. The lysate (10 μg protein equivalent) was separated by SDS polyacrylamide gel electrophoresis and electrically transferred to a PVDF nylon membrane. The mixture was reacted with an anti-FLAG antibody for 1 hour at room temperature. After washing 3 times with TBS containing 0.2% Tween 20, an anti-mouse antibody cross-linked with horseradish peroxidase was used as a secondary antibody and reacted at room temperature for 30 minutes. After washing three times with TBS containing 0.2% Tween 20, the reaction was performed with an ECL Western blot detection reagent, and the luminescence generated from the FLAG-fused Has2 protein band was exposed to an X-ray film and detected.
The results of these tests are as follows.

(試験結果A:Has2遺伝子発現誘導性トランスジェニックマウスについての結果)
Has2遺伝子の誘導性発現ベクターを受精卵に導入して得た産子のうち、PCR解析の結果、9系統に遺伝子が導入されていた。このうち導入Has2遺伝子の発現が最も高い1系統を誘導性トランスジェニックマウスとして選別した。樹立したHas2遺伝子発現誘導性トランスジェニックマウスは外見上正常に発生し、かつ生殖能力を維持していた。
(Test result A: Results for Has2 gene expression inducible transgenic mice)
Among the offspring obtained by introducing the inducible expression vector of the Has2 gene into fertilized eggs, the gene was introduced into 9 strains as a result of PCR analysis. Of these, one strain with the highest expression of the introduced Has2 gene was selected as an inducible transgenic mouse. The established Has2 gene expression-inducing transgenic mice appeared to be normal in appearance and maintained fertility.

(試験結果B:Has2遺伝子発現誘導性トランスジェニックマウスを用いた悪性乳癌発症モデルマウスについての結果)
本発明のHas2遺伝子発現誘導性トランスジェニックマウスと乳癌発症モデルマウスMMTV-Neuとを交配し、得られた産子のうち、Has2とneu両遺伝子を有するHas2/NeuダブルトランスジェニックマウスをPCR法により選別した。またMMTV-Neuトランスジェニックマウスと乳腺特異的にCre組換え酵素を発現するように設計したMMTV-Creトランスジェニックマウスとの交配により、neuとcre両遺伝子を乳腺で発現するCre/Neuダブルトランスジェニックマウスを作製した。Has2/NeuダブルトランスジェニックマウスとCre/Neuダブルトランスジェニックマウスとを交配し、4種の異なった組み合わせの遺伝子型を持つトランスジェニックマウス (Neu、 Cre/Neu、Has2/Neu (Has2+Neo)そしてHas2/Cre/Neu (Has2ΔNeo))を得た。
(Test result B: Results of mast breast cancer model mice using Has2 gene expression inducible transgenic mice)
The Has2 gene expression inducible transgenic mouse of the present invention and a breast cancer model mouse MMTV-Neu are crossed, and among the resulting offspring, a Has2 / Neu double transgenic mouse having both Has2 and neu genes is obtained by PCR. Sorted. Cre / Neu double transgenic that expresses both neu and cre genes in the mammary gland by crossing between MMTV-Neu transgenic mouse and MMTV-Cre transgenic mouse designed to express Cre recombinase specifically in mammary gland Mice were made. Has2 / Neu double transgenic mice and Cre / Neu double transgenic mice are crossed and 4 different combinations of transgenic mice (Neu, Cre / Neu, Has2 / Neu (Has2 + Neo ) and Has2 / Cre / Neu (Has2 ΔNeo )).

(試験結果C:誘導性トランスジェニックマウスにおけるCre-loxP遺伝子組換えの結果)
Has2+Neo とHas2ΔNeoの遺伝子型を持つトランスジェニックマウスのうち、同月齢(6ヶ月齢)の雌マウスは、FVB/N雄マウスと交配して乳癌の発症を促進した。発生した乳癌組織を外科的に切除してゲノムDNAを調整した。そしてゲノムDNAを鋳型にしてPCR法による遺伝子増幅と増幅した遺伝子産物の塩基配列の決定を行い、Cre酵素による遺伝子組換え反応の成否を判定した。
(Test result C: Result of Cre-loxP gene recombination in inducible transgenic mice)
Among transgenic mice having the Has2 + Neo and Has2 ΔNeo genotypes, female mice of the same age (6 months old) were mated with FVB / N male mice to promote the development of breast cancer. The developed breast cancer tissue was surgically excised to prepare genomic DNA. Then, using genomic DNA as a template, gene amplification by PCR and determination of the base sequence of the amplified gene product were performed, and the success or failure of the gene recombination reaction by Cre enzyme was determined.

具体的には、Cre非発現群(Has2+Neo)の腫瘍から調整したゲノムDNAを鋳型にCAGプロモーターとネオマイシン耐性遺伝子のプライマーによるPCR反応(#1の反応)を行い、360bpのサイズを持つDNA断片の増幅を認めた。一方、Cre発現群(Has2ΔNeo)から調整したDNAを鋳型にした場合には、同サイズのDNA断片の増幅は認められなかった。また、CAGプロモーターとHas2遺伝子のプライマーを用いてPCR(#2の反応)を行った結果、Cre非発現群では1880bpのサイズを持つDNA断片の遺伝子増幅を認めたが、Cre発現群では670bpの遺伝子増幅を認めた。この結果は、二つのloxP配列で挟まれたネオマイシン耐性遺伝子が遺伝子組換えにより切り出されたことを示している。この670bpの増幅DNA断片を単離して塩基配列を決定した結果、確かにCre組換え酵素により二つのloxP配列で遺伝子組換えが起きて、ネオマイシン耐性遺伝子が切り出されていることが確認された(Cre酵素による遺伝子組換え反応の成否をPCR法で判定した写真を示す図3参照)。Cre:Neu及びNeuマウスに発生した乳癌の標品を用いた場合には何れの遺伝子増幅も認めなかった。なお、MはDNAサイズマーカーの泳動像を示し、側面の数値はマーカーのサイズを示す。 Specifically, a genomic DNA prepared from a tumor in the Cre non-expression group (Has2 + Neo ) was used as a template, and a PCR reaction (# 1 reaction) with a CAG promoter and a neomycin resistance gene primer was performed. Fragment amplification was observed. On the other hand, when DNA prepared from the Cre expression group (Has2 ΔNeo ) was used as a template, amplification of a DNA fragment of the same size was not observed. In addition, as a result of PCR (reaction of # 2) using the CAG promoter and Has2 gene primer, gene amplification of a DNA fragment having a size of 1880 bp was observed in the Cre non-expression group, but 670 bp in the Cre expression group. Gene amplification was observed. This result indicates that a neomycin resistance gene sandwiched between two loxP sequences was excised by genetic recombination. As a result of isolating the amplified DNA fragment of 670 bp and determining the base sequence, it was confirmed that gene recombination occurred with two loxP sequences by Cre recombination enzyme, and neomycin resistance gene was excised ( (See FIG. 3 showing a photograph in which the success or failure of the gene recombination reaction by the Cre enzyme was determined by the PCR method). None of the gene amplifications were observed when using a sample of breast cancer developed in Cre: Neu and Neu mice. M represents a migration image of the DNA size marker, and the numerical value on the side surface represents the size of the marker.

乳癌組織より組織抽出液を調整してヒアルロン酸含量を測定した結果、Cre非発現下においてヒアルロン酸の過剰な産生は認められなかった。一方、Cre発現群の乳癌においては、ヒアルロン酸含量においてCre非発現群に比して5倍以上の増加を認めた(表2参照)。   As a result of measuring the hyaluronic acid content by adjusting the tissue extract from the breast cancer tissue, excessive production of hyaluronic acid was not observed in the absence of Cre. On the other hand, in the breast cancer of the Cre expression group, the hyaluronic acid content increased more than 5 times compared to the Cre non-expression group (see Table 2).

ヒアルロン酸糖鎖長をゲル濾過クロマトグラフィーにより検討した。対照群(Has2+Neo、Cre:Neu及びNeu:黒丸)に比べてHas2ΔNeo(白丸)において腫瘍形成速度の促進が認められた。Has2ΔNeo乳癌からのヒアルロン酸がHas2+Neo乳癌に比べて高分子ヒアルロン酸及び低分子ヒアルロン酸量において増加していることが明らかとなった(図4参照)。 Hyaluronic acid sugar chain length was examined by gel filtration chromatography. In comparison with the control group (Has2 + Neo, Cre: Neu and Neu: black circle), the acceleration of tumor formation rate was observed in Has2ΔNeo (white circle). It was revealed that hyaluronic acid from Has2 ΔNeo breast cancer was increased in the amount of high molecular hyaluronic acid and low molecular hyaluronic acid compared to Has 2 + Neo breast cancer (see FIG. 4).

また、リアルタイム定量PCRの結果、Has2の発現はCre発現群の乳癌において、非発現群の約16倍高値であった(表2)。以上の結果から、本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子の誘導性トランスジェニックマウスが、Creの発現によって導入Has2のヒアルロン酸合成酵素遺伝子の発現とヒアルロン酸の合成を増加させることが明らかとなった。   As a result of real-time quantitative PCR, the expression of Has2 was about 16 times higher in the breast cancer of the Cre expression group than in the non-expression group (Table 2). From the above results, it was revealed that the inducible transgenic mouse of the hyaluronic acid synthase gene of the present invention increases the expression of the introduced Has2 hyaluronic acid synthase gene and the synthesis of hyaluronic acid by the expression of Cre.

Figure 0004174519
Figure 0004174519

(評価試験:疾患モデル動物としての利用価値を上記乳癌発症のモデル実験系で評価)
本発明であるヒアルロン酸合成酵素遺伝子の誘導性トランスジェニックマウスについて、疾患モデル動物としての利用価値を上記乳癌発症のモデル実験系で評価した。
(Evaluation test: Evaluate the utility value as a disease model animal in the above model experiment system for developing breast cancer)
The utility value of the inducible transgenic mouse of the hyaluronic acid synthase gene of the present invention as a disease model animal was evaluated in the above-described model experimental system for developing breast cancer.

Has2+Neo とHas2ΔNeoの遺伝子型を持つトランスジェニックマウスは、発癌実験のためneu遺伝子を有しており、妊娠により雌マウスにNeu癌遺伝子によって乳癌が多発した。
この腫瘍発生率はCre発現群、即ちヒアルロン酸産生を人為的に高めた群において有意に増加していた。
Transgenic mice with Has2 + Neo and Has2 ΔNeo genotypes have neu genes for carcinogenesis experiments, and breast cancer occurred frequently in female mice due to pregnancy due to the Neu oncogene.
The incidence of this tumor was significantly increased in the Cre expression group, that is, the group in which hyaluronic acid production was artificially increased.

図5に示すように、腫瘍の発生以降における腫瘍の成長速度を測定した結果、対照群(Has2+Neo、Cre:Neu及びNeu:黒丸)に比べて、Cre発現群であるHas2ΔNeo(白丸)において腫瘍形成速度の促進が認められた。   As shown in FIG. 5, as a result of measuring the growth rate of the tumor after the onset of the tumor, compared to the control group (Has2 + Neo, Cre: Neu and Neu: black circle), in the Cre expression group Has2ΔNeo (white circle) An increase in the rate of tumor formation was observed.

図6は、Cre発現下及び非発現下における乳癌の病理組織学的解析結果の写真である。それに示されるように、Cre発現下及び非発現下における乳癌の病理組織学的解析から、Has2ΔNeoマウスにおいてHas2+Neoマウスに比べ乳癌組織中に宿主線維芽細胞の侵入と著しい間質形成が認められた。なお、下段は強拡大像を示す。   FIG. 6 is a photograph of a histopathological analysis result of breast cancer under Cre expression and non-expression. As shown, the histopathological analysis of breast cancer with and without Cre expression revealed host fibroblast invasion and significant stromal formation in the breast cancer tissue in Has2ΔNeo mice compared to Has2 + Neo mice. It was. The lower part shows a strong magnified image.

図7は、腫瘍内間質反応と血管を免疫蛍光染色により蛍光顕微鏡下で観察した写真である。その左上下の写真は、腫瘍内の血管を抗CD31抗体により染色して観察した像で、右上下写真はそれぞれ抗I型コラーゲン抗体と抗フィブロネクチン抗体による染色像を示す。それに示されているように、Has2ΔNeo腫瘍においてHas2+Neo腫瘍に比べて微小な血管が数多く形成されており、Has2ΔNeo腫瘍において宿主線維芽細胞によって産生するフィブロネクチンやI型コラーゲンなどの細胞外基質から構成されていることが明らかとなった。   FIG. 7 is a photograph of intrastromal stromal reaction and blood vessels observed under a fluorescent microscope by immunofluorescence staining. The upper left and lower photographs are images observed by staining blood vessels in the tumor with an anti-CD31 antibody, and the upper right and lower photographs are images stained with an anti-type I collagen antibody and an anti-fibronectin antibody, respectively. As shown, Has2ΔNeo tumors have more microvessels than Has2 + Neo tumors and are composed of extracellular substrates such as fibronectin and type I collagen produced by host fibroblasts in Has2ΔNeo tumors. It became clear that it was.

図8に、腫瘍血管のサイズ分布を示す。腫瘍血管のサイズ分布を抗CD31抗体による免疫染色後、蛍光顕微鏡下で測定した。その結果、これらCre発現群の乳癌においては、間質反応の結果と思われる腫瘍血管の有意な形成促進が認められた。特に、Has2ΔNeo腫瘍においてHas2+Neo腫瘍に比べて微小血管数が約二倍であることが明らかとなった。   FIG. 8 shows the size distribution of tumor blood vessels. The tumor blood vessel size distribution was measured under a fluorescent microscope after immunostaining with anti-CD31 antibody. As a result, in the Cre expression group of breast cancers, significant formation promotion of tumor blood vessels, which seems to be a result of stromal reaction, was observed. In particular, it was revealed that the number of microvessels in Has2ΔNeo tumor is about twice that of Has2 + Neo tumor.

以上の様な生体反応は、ヒト乳癌のうち極めて悪性度の高い硬癌で観察されることから、本実施例では、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子の誘導性トランスジェニックマウスに、乳癌特異的なヒアルロン酸産生能を付与することで悪性乳癌のモデル動物と成り得ることが実証された。   The biological reaction as described above is observed in hard cancers of extremely high malignancy among human breast cancers. Therefore, in this example, hyaluronic acid-specific hyaluronic acid is introduced into a hyaluronic acid synthase gene-inducible transgenic mouse. It was proved that it can be a model animal of malignant breast cancer by imparting production ability.

本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子を導入した誘導性トランスジェニック動物は、Cre-loxPのような誘導性遺伝子発現システムを用いることによりCreのような部位特異的遺伝子組換え酵素の制御下にヒアルロン酸産生を人為的に制御することが可能である。   The inducible transgenic animal into which the hyaluronic acid synthase gene of the present invention has been introduced can be obtained by using hyaluronic acid under the control of a site-specific gene recombination enzyme such as Cre by using an inducible gene expression system such as Cre-loxP. Production can be artificially controlled.

前記のとおり、乳癌特異的のような臓器特異的疾患発症特異的にCreのような部位特異的遺伝子組換え酵素を発現させると、腫瘍のような細胞内に著しい間質反応が惹起される。間質反応は、線維芽細胞の増殖とそれらが産生するフィブロネクチンやI型コラーゲンなどの細胞外基質の蓄積を伴って進行する。各種臓器の線維化では、この様な著しい間質反応が原因となっている。例えば、肝硬変では、肝炎ウイルスなどが原因とされる持続的な炎症によって肝臓内に間質反応が惹起され、その結果、肝臓の硬化と機能障害が起きる。従って、本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニックマウスは、ヒアルロン酸の合成異常が疾病の進行と深く結びついている癌、そのような癌の浸潤・転移、さらには、動脈硬化や肝硬変などの各種臓器の繊維化のモデル動物として応用可能である。   As described above, when a site-specific gene recombination enzyme such as Cre is expressed specifically for the development of an organ-specific disease such as breast cancer, a significant stromal reaction is induced in cells such as tumors. The stromal reaction proceeds with the proliferation of fibroblasts and the accumulation of extracellular matrix such as fibronectin and type I collagen that they produce. Fibrosis of various organs is caused by such a remarkable interstitial reaction. For example, in cirrhosis, a persistent inflammation caused by hepatitis virus or the like causes a stromal reaction in the liver, resulting in liver sclerosis and dysfunction. Therefore, the hyaluronic acid synthase gene expression inducible transgenic mouse of the present invention is a cancer in which abnormal synthesis of hyaluronic acid is deeply linked to disease progression, invasion / metastasis of such cancer, as well as arteriosclerosis and cirrhosis. It can be applied as a model animal for fibrosis of various organs.

肝硬変のモデル動物を想定した場合には、肝特異的にCre等の部位特異的遺伝子組換え酵素を発現するトランスジェニック動物と、ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物を交配することで、肝臓でのヒアルロン酸産生の増加を誘導することが可能である。次に肝傷害により炎症状態を惹起することで、肝硬変のモデル動物を作り出し得る。   When assuming a model animal of cirrhosis, by crossing a transgenic animal that expresses a site-specific gene recombinase such as Cre specifically with the liver, and a transgenic animal that induces hyaluronic acid synthase gene expression, It is possible to induce an increase in hyaluronic acid production in the liver. Next, a model animal of cirrhosis can be created by inducing an inflammatory state by liver injury.

本発明の特徴は肝臓以外にも、肺や腎、動脈などに特異的にCre等の等の部位特異的遺伝子組換え酵素を発現させることで、肺線維症、腎線維症、動脈硬化など臓器線維症を発症するモデル動物を簡便にかつ経済的に生み出すことができる。   The feature of the present invention is that, in addition to the liver, by expressing a site-specific gene recombinase such as Cre specifically in the lung, kidney, artery, etc., organs such as lung fibrosis, renal fibrosis, arteriosclerosis A model animal that develops fibrosis can be easily and economically generated.

Cre等の部位特異的遺伝子組換え酵素制御下に組織の間質反応を誘導できる本発明のヒアルロン酸合成酵素遺伝子の誘導性トランスジェニック動物は、Cre等の部位特異的遺伝子組換え酵素の発現部位を調節することにより、あらゆる組織・臓器において時空間的にヒアルロン酸合成酵素の発現とヒアルロン酸産生を制御することが可能である。Cre組換え酵素の時空間的発現制御は、それをコードする遺伝子を組織特異的プロモーターによって制御することやウィルスベクターを用いて、局所で発現させることによって可能である。   An inducible transgenic animal of the hyaluronic acid synthase gene of the present invention capable of inducing a stromal reaction under the control of a site-specific gene recombinase such as Cre is an expression site of a site-specific gene recombinase such as Cre It is possible to control the expression of hyaluronic acid synthase and the production of hyaluronic acid spatially and spatially in all tissues and organs. Spatiotemporal expression control of Cre recombinase is possible by controlling the gene encoding it with a tissue-specific promoter or by expressing it locally using a viral vector.

更に、Cre等の部位特異的遺伝子組換え酵素発現システムを構築することにより、必要に応じ、任意の場所に任意の時期に、ヒアルロン酸産生を誘導することが可能であり、新規疾患も出る動物を創出することができる。   Furthermore, by constructing a site-specific gene recombinase expression system such as Cre, it is possible to induce hyaluronic acid production at any place and at any time as needed, and animals that also have new diseases Can be created.

これらモデル動物は、上記疾患の治療のための治療法や治療薬開発において、前臨床動物試験を支えるために、極めて有用である。   These model animals are extremely useful for supporting preclinical animal studies in the development of therapeutics and therapeutic agents for the treatment of the above diseases.

本発明を適用するトランスジェニック動物作製に用いたヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片のコンストラクトの構造とCreリコンビナーゼによる遺伝子組換えを模式的に表す図である。It is a figure which represents typically the structure of the DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene introduction plasmid used for the transgenic animal production to which this invention is applied, and gene recombination by Cre recombinase.

本発明を適用するヒアルロン酸合成酵素遺伝子導入プラスミドのDNA断片の遺伝子配列の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of gene sequence of the DNA fragment of the hyaluronic acid synthase gene introduction | transduction plasmid to which this invention is applied.

本発明を適用する病態モデル用トランスジェニック動物につき、Cre酵素による遺伝子組換え反応の成否をPCR法で判定した写真である。It is the photograph which judged the success or failure of the gene recombination reaction by Cre enzyme by PCR method about the transgenic animal for pathological models to which this invention is applied.

本発明を適用する病態モデル用トランスジェニック動物につき、ヒアルロン酸糖鎖長をゲル濾過クロマトグラフィーで分析した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having analyzed the hyaluronic acid sugar chain length by the gel filtration chromatography about the transgenic animal for a disease state model to which this invention is applied.

本発明を適用する病態モデル用トランスジェニック動物につき、腫瘍の成長速度を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the growth rate of the tumor about the transgenic animal for pathological models to which this invention is applied.

本発明を適用する病態モデル用トランスジェニック動物につき、Cre発現下及び非発現下における乳癌の病理組織学的解析結果を示す写真である。It is a photograph which shows the histopathological-analysis result of the breast cancer under Cre expression and non-expression about the transgenic animal for pathological models to which this invention is applied.

本発明を適用する病態モデル用トランスジェニック動物につき、腫瘍内間質反応と血管を免疫蛍光染色により蛍光顕微鏡下で観察した写真である。It is the photograph which observed the intrastromal stromal reaction and the blood vessel under the fluorescence microscope by immunofluorescent dyeing | staining about the transgenic animal for pathological models to which this invention is applied.

本発明を適用する病態モデル用トランスジェニック動物につき、腫瘍血管のサイズ分布を示すグラフである。It is a graph which shows the size distribution of a tumor blood vessel about the transgenic animal for pathological conditions to which this invention is applied.

Claims (6)

転写開始制御塩基配列、部位特異的遺伝子組換え酵素が認識する対の認識塩基配列に挟まれており、該酵素で切り出される不活性なスペーサ塩基配列、ヒアルロン酸合成酵素Has2の遺伝子の塩基配列が、またはトランス発現誘導制御塩基配列、ヒアルロン酸合成酵素Has2の遺伝子の塩基配列が、5’末端から3’末端方向に、その順で繋がっているヒアルロン酸合成酵素遺伝子Has2導入プラスミドのDNA断片を、乳癌発症性の遺伝子を有する非ヒト哺乳動物に導入しており、
該部位特異的遺伝子組換え酵素を有する同種の親動物の交配により該酵素で該スペーサ塩基配列を切り出された該DNA断片の残余が一方の該認識塩基配列を介して再結合して短絡し相同組換えを引起こしてHas2の転写が誘導され、または該トランス発現誘導制御塩基配列でHas2の転写を誘導する物質によりそれが誘導されているHas2遺伝子型を、有しているヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物の動物種からなり、
該DNA断片と、該ヒアルロン酸合成酵素の遺伝子を発現させる部位特異的遺伝子組換え酵素または該トランス発現誘導制御塩基配列と、該乳癌発症性の遺伝子とによって、前記動物種が自然発症性であって、乳腺における該乳癌発症性となっていることを特徴とする硬癌の病態モデル動物。
It is sandwiched between the transcription initiation regulatory base sequence, the recognition base sequence of the pair recognized by the site-specific gene recombinase, and the inactive spacer base sequence cut out by the enzyme and the base sequence of the gene of hyaluronic acid synthase Has2 or trans induced expression control nucleotide sequences, nucleotide sequence of the gene of hyaluronan synthase Has2 is 5 distally 'to 3' end, the DNA fragment has led in this order Ruhi hyaluronic acid synthase gene Has2 introduced plasmid , Introduced into non-human mammals with breast cancer-onset genes,
Residues of the DNA fragment from which the spacer base sequence was excised by the enzyme by mating with the same kind of parent animal having the site-specific gene recombinase are recombined via one of the recognition base sequences and short-circuited. A hyaluronic acid synthase gene having Has2 genotype in which Has2 transcription is induced by recombination and induced by a substance that induces Has2 transcription at the trans-expression-inducing regulatory base sequence Consisting of animal species of expression-inducing transgenic animals,
The animal species is naturally pathogenic by the DNA fragment, the site-specific gene recombinase that expresses the gene of the hyaluronic acid synthase or the trans-expression-inducing control base sequence, and the breast cancer-causing gene. A disease model animal of hard cancer, characterized in that said breast cancer is onset in the mammary gland.
前記対の認識塩基配列が、loxP塩基配列またはFrt塩基配列であることを特徴とする請求項1に記載の病態モデル動物The pathological model animal according to claim 1, wherein the pair of recognition base sequences is a loxP base sequence or a Frt base sequence. 前記部位特異的遺伝子組換え酵素が、Creリコンビナーゼであり、前記不活性なスペーサ塩基配列が、対の前記loxP塩基配列で挟まれたネオマイシン耐性遺伝子Neoの塩基配列であることにより、該Creリコンビナーゼが前記相同組換えにより該Neoの塩基配列を切り出して前記Has2の転写が誘導された前記Has2遺伝子型となっていることを特徴とする請求項2に記載の病態モデル動物。  The site-specific gene recombinase is Cre recombinase, and the inactive spacer base sequence is the base sequence of the neomycin resistance gene Neo sandwiched between the pair of loxP base sequences, so that the Cre recombinase is The pathological model animal according to claim 2, wherein the Neo base sequence is excised by the homologous recombination to form the Has2 genotype in which the transcription of the Has2 is induced. 前記非ヒト哺乳動物が、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、またはブタであることを特徴とする請求項に記載の病態モデル動物The disease model animal according to claim 1 , wherein the non-human mammal is a mouse, a rat, a hamster, a rabbit, or a pig. 前記動物種が、前記ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物、およびそれの同種で前記乳癌発症性の動物を交配している動物種であることを特徴とする請求項1に記載の病態モデル動物 The disease state according to claim 1, wherein the animal species is the transgenic animal that induces expression of the hyaluronic acid synthase gene expression and the animal species that is the same species and mates the animal that develops breast cancer. Model animal . 前記動物種が、前記ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現誘導性トランスジェニック動物、およびそれの同種で前記乳癌発症性の動物を交配しており、それと、前記部位特異的組換え酵素を有する動物を交配した動物種であることを特徴とする請求項1に記載の病態モデル動物 The animal species is a cross of the hyaluronic acid synthase gene expression-inducing transgenic animal and the same species of the breast cancer-causing animal, and an animal having the site-specific recombinase is crossed. It is an animal species, The disease state model animal of Claim 1 characterized by the above-mentioned .
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