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JP2006121964A - Anti-obesity transgenic pig - Google Patents

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JP2006121964A
JP2006121964A JP2004313820A JP2004313820A JP2006121964A JP 2006121964 A JP2006121964 A JP 2006121964A JP 2004313820 A JP2004313820 A JP 2004313820A JP 2004313820 A JP2004313820 A JP 2004313820A JP 2006121964 A JP2006121964 A JP 2006121964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gene
adiponectin
leptin
pig
transgenic pig
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004313820A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nagashima
比呂志 長嶋
Keizaburo Miki
三木  敬三郎
Ichihiro Umeyama
一大 梅山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BIOS IKAGAKU KENKYUSHO KK
Meiji University
Original Assignee
BIOS IKAGAKU KENKYUSHO KK
Meiji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BIOS IKAGAKU KENKYUSHO KK, Meiji University filed Critical BIOS IKAGAKU KENKYUSHO KK
Priority to JP2004313820A priority Critical patent/JP2006121964A/en
Publication of JP2006121964A publication Critical patent/JP2006121964A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

【課題】 抗肥満性又は抗糖尿病性の動物モデルとして利用可能なトランスジェニックブタ及びその作製方法を提供すること。
【解決手段】 トランスジェニックブタは、レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が導入されたものである。また、トランスジェニックブタの作製方法は、ブタ細胞内で機能するプロモーターの下流に前記レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が挿入されたベクターを、精子ベクター法又は前核注入法により卵に導入し、得られた受精卵から個体を発生させることを含む。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transgenic pig which can be used as an anti-obesity or anti-diabetic animal model and a method for producing the same.
A transgenic pig is one into which a leptin gene or an adiponectin gene has been introduced. Further, a method for producing a transgenic pig was obtained by introducing a vector in which the leptin gene or adiponectin gene was inserted downstream of a promoter functioning in pig cells into an egg by a sperm vector method or a pronuclear injection method. Generating an individual from a fertilized egg.
[Selection figure] None

Description

本発明は、抗肥満性又は抗糖尿病性のトランスジェニックブタに関する。   The present invention relates to an anti-obesity or anti-diabetic transgenic pig.

トランスジェニックマウスにおいて、レプチンやアジポネクチンなどの脂肪組織から分泌されるアジポサイトカインを過剰発現させると、抗肥満作用やインスリン感受性増強作用、抗動脈硬化作用が観察され、肥満又は糖尿病研究者の注目を集めている。   In transgenic mice, overexpression of adipocytokines secreted from adipose tissue such as leptin and adiponectin has been observed to have anti-obesity, insulin sensitivity-enhancement and anti-arteriosclerosis effects. Collecting.

Pro. Natl. Acad. Sci. USA Vol.95, 11852-11857, 1998, ELLA IOFFE et al. Abnormal regulation of the leptin gene in the pathogenesis of obesity.Pro. Natl. Acad. Sci. USA Vol. 95, 11852-11857, 1998, ELLA IOFFE et al. Abnormal regulation of the leptin gene in the pathogenesis of obesity. J. Bio. Chem. Vol278, 2461-2468, 2003, Toshimasa Yamauchi et al. Globular Adiponectin Protected ob/ob Mice from Diabetes and ApoE-deficient Mice from Atherosclerosis.J. Bio. Chem. Vol 278, 2461-2468, 2003, Toshimasa Yamauchi et al. Globular Adiponectin Protected ob / ob Mice from Diabetes and ApoE-deficient Mice from Atherosclerosis.

レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子を導入したトランスジェニックマウスは作製されているが、げっ歯類であるマウスとヒトとの差は大きく、ヒトのモデルとしては無理な部分も多い。一方、ブタは遺伝的、生理的にヒトにより近いとされており、さらに食性においても雑食性でヒトと同じものを食べることから、食生活が及ぼす肥満、糖尿病の研究や一過性に流行る様々なダイエット方法等を検証するのによいモデルになると考えられる。また、ストレスに対しても敏感に反応するために、ストレスの多い現代社会におけるストレスの影響がどのように肥満、糖尿病と関わってきているのか調べるよいモデル動物になると考えられる。しかしながら、抗肥満性又は抗糖尿病性のトランスジェニックブタは得られていない。従って、本発明の目的は、抗肥満性又は抗糖尿病性の動物モデルとして利用可能なトランスジェニックブタを提供することである。   Transgenic mice into which the leptin gene or adiponectin gene has been introduced have been produced, but the differences between rodent mice and humans are large, and there are many unreasonable parts as human models. Pigs, on the other hand, are considered to be genetically and physiologically closer to humans, and are omnivorous in eating habits and eat the same foods as humans. It is considered to be a good model for verifying a simple diet method. In addition, since it responds sensitively to stress, it is considered to be a good model animal to investigate how the influence of stress in modern society with stress is related to obesity and diabetes. However, no anti-obesity or anti-diabetic transgenic pigs have been obtained. Accordingly, an object of the present invention is to provide a transgenic pig that can be used as an anti-obesity or anti-diabetic animal model.

本願発明者らは、ブタ細胞内で機能するプロモーターの下流に前記レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が挿入されたベクターを、精子ベクター法又は前核注入法により受精卵に導入し、該受精卵から個体を発生させることにより、レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が導入されたトランスジェニックブタの作製に成功し、本発明を完成した。   The inventors of the present application introduce a vector in which the leptin gene or adiponectin gene is inserted downstream of a promoter that functions in swine cells into a fertilized egg by a sperm vector method or a pronuclear injection method, and an individual is transferred from the fertilized egg. Thus, the present inventors have successfully produced a transgenic pig introduced with a leptin gene or adiponectin gene, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が導入されたトランスジェニックブタを提供する。また、本発明は、ブタ細胞内で機能するプロモーターの下流に前記レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が挿入されたベクターを、精子ベクター法又は前核注入法により卵に導入し、得られた受精卵から個体を発生させることを含む、トランスジェニックブタの作製方法を提供する。   That is, the present invention provides a transgenic pig introduced with a leptin gene or adiponectin gene. In addition, the present invention introduces a vector in which the leptin gene or adiponectin gene is inserted downstream of a promoter that functions in swine cells into an egg by a sperm vector method or a pronuclear injection method, and an individual is obtained from the resulting fertilized egg. A method for producing a transgenic pig is provided.

本発明により、レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が導入されたトランスジェニックブタが初めて提供された。ブタは遺伝的、生理的にヒトに近いので、本発明のトランスジェニックブタは、ヒトにおけるレプチンやアジポネクチンなど、肥満のメカニズムに中心的に関与するアジポサイトカインの作用を解明したり、肥満のメカニズムと糖尿病の発症メカニズムの関連を解明したりするためのモデル動物として利用可能であるので、本発明は、ヒトの肥満及び糖尿病研究に大いに貢献するものと考えられる。   According to the present invention, a transgenic pig introduced with a leptin gene or an adiponectin gene was provided for the first time. Since pigs are genetically and physiologically close to humans, the transgenic pigs of the present invention elucidate the effects of adipocytokines, such as leptin and adiponectin, which are mainly involved in obesity mechanisms in humans, Therefore, the present invention is considered to contribute greatly to human obesity and diabetes research.

上記の通り、本発明のトランスジェニックブタは、外来性のレプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が導入されたものである。本明細書において、「遺伝子」は、ゲノミック遺伝子のみならずcDNAも包含し、むしろcDNAを利用するのが簡便で好ましい。また、遺伝子は、ブタ由来の遺伝子が好ましい。ブタアジポネクチン遺伝子自体は公知であり、その塩基配列も公知である(NCBI Accession No. AY135647)(配列番号1)。また、ブタレプチン遺伝子自体も公知であり、その塩基配列も公知である(NCBI Accession No. AF026976)(配列番号3)。本発明では、これらの塩基配列が公知の遺伝子をそのまま利用できる。   As described above, the transgenic pig of the present invention has an exogenous leptin gene or adiponectin gene introduced therein. In the present specification, the “gene” includes not only genomic genes but also cDNAs. Rather, it is convenient and preferable to use cDNAs. Moreover, the gene is preferably a porcine-derived gene. The porcine adiponectin gene itself is known and its nucleotide sequence is also known (NCBI Accession No. AY135647) (SEQ ID NO: 1). The porcine leptin gene itself is also known and its nucleotide sequence is also known (NCBI Accession No. AF026976) (SEQ ID NO: 3). In the present invention, genes having these nucleotide sequences can be used as they are.

なお、一般に、生理活性を有するタンパク質のアミノ酸配列中、少数のアミノ酸が置換し若しくは欠失し、又は少数のアミノ酸が挿入され、若しくは付加された場合であってもその生理活性が維持される場合があることは当業者において広く知られている。従って、公知のレプチンのアミノ酸配列(配列番号2)において、少数のアミノ酸が置換し若しくは欠失し、又は少数のアミノ酸が挿入され、若しくは付加されたアミノ酸配列を有するポリペプチドであって、レプチン活性を有するポリペプチドをコードする遺伝子も本発明において利用することができ、このような遺伝子も本明細書でいう「レプチン遺伝子」に包含される。なお、この場合、配列番号2のアミノ酸配列において、少数のアミノ酸が置換し若しくは欠失し、又は少数のアミノ酸が挿入され、若しくは付加されたアミノ酸配列は、配列番号2のアミノ酸配列と90%以上、さらに好ましくは95%以上である。アミノ酸配列の同一性は、BLASTのような周知のコンピューターソフトを用いて容易に算出することができ、このようなソフトはインターネットによっても利用に供されている。さらに、少数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は挿入される場合、置換、欠失及び/又は挿入されるアミノ酸の総数は1個ないし数個であることが好ましい。また、天然のタンパク質を構成する20種類のアミノ酸は、低極性側鎖を有する中性アミノ酸(Gly, Ile, Val, Leu, ala, Met, Pro)、親水性側鎖を有する中性アミノ酸(Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr Cys)、酸性アミノ酸(Asp, Glu)、塩基性アミノ酸(Arg, Lys, His)、芳香族アミノ酸(Phe, Tyr, Trp)のように類似の性質を有するものにグループ分けでき、これらの各グループ内での置換であればタンパク質の生理活性が実質的に変化しないことが多い。アジポネクチン遺伝子についても同様であり、公知のアジポネクチンのアミノ酸配列(配列番号4)において、少数のアミノ酸が置換し若しくは欠失し、又は少数のアミノ酸が挿入され、若しくは付加されたアミノ酸配列を有するポリペプチドであって、アジポネクチン活性を有するポリペプチドをコードする遺伝子も本発明において利用することができ、このような遺伝子も本明細書でいう「アジポネクチン遺伝子」に包含される。なお、この場合、配列番号4のアミノ酸配列において、少数のアミノ酸が置換し若しくは欠失し、又は少数のアミノ酸が挿入され、若しくは付加されたアミノ酸配列は、配列番号4のアミノ酸配列と90%以上、さらに好ましくは95%以上である。さらに、少数のアミノ酸が置換、欠失及び/又は挿入される場合、置換、欠失及び/又は挿入されるアミノ酸の総数は1個ないし数個であることが好ましい。   In general, in the amino acid sequence of a protein having physiological activity, even if a small number of amino acids are substituted or deleted, or even if a small number of amino acids are inserted or added, the physiological activity is maintained. It is well known to those skilled in the art. Accordingly, in a known amino acid sequence of leptin (SEQ ID NO: 2), a polypeptide having an amino acid sequence in which a small number of amino acids are substituted or deleted, or a small number of amino acids are inserted or added, and the leptin activity A gene encoding a polypeptide having the above can also be used in the present invention, and such a gene is also included in the “leptin gene” referred to in the present specification. In this case, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, a small number of amino acids are substituted or deleted, or a small number of amino acids are inserted or added, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is 90% or more. More preferably, it is 95% or more. Amino acid sequence identity can be easily calculated using well-known computer software such as BLAST, and such software is also available on the Internet. Further, when a small number of amino acids are substituted, deleted and / or inserted, the total number of amino acids to be substituted, deleted and / or inserted is preferably 1 to several. In addition, 20 kinds of amino acids constituting natural proteins are neutral amino acids having low polarity side chains (Gly, Ile, Val, Leu, ala, Met, Pro), neutral amino acids having hydrophilic side chains (Asn , Gln, Thr, Ser, Tyr Cys), acidic amino acids (Asp, Glu), basic amino acids (Arg, Lys, His), and aromatic amino acids (Phe, Tyr, Trp) In many cases, the physiological activity of the protein is not substantially changed if the substitution is performed within each group. The same applies to the adiponectin gene, and a polypeptide having an amino acid sequence in which a small number of amino acids are substituted or deleted, or a small number of amino acids are inserted or added in the known amino acid sequence of adiponectin (SEQ ID NO: 4) Thus, a gene encoding a polypeptide having adiponectin activity can also be used in the present invention, and such a gene is also included in the “adiponectin gene” as used herein. In this case, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, a small number of amino acids are substituted or deleted, or a small number of amino acids are inserted or added, and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 is 90% or more. More preferably, it is 95% or more. Further, when a small number of amino acids are substituted, deleted and / or inserted, the total number of amino acids to be substituted, deleted and / or inserted is preferably 1 to several.

また、レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子は、レポーター遺伝子と連結された融合遺伝子の形態にあると、このようなレポーター遺伝子の産物を利用してレプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が導入された受精卵を容易に識別できるので便利である。レポーター遺伝子としては、公知の種々のレポーター遺伝子が利用でき、好ましくは、GFP(green fluorescent protein)遺伝子や、その変異体で蛍光量が増大されたEGFP(enhanced green fluorescent protein)遺伝子を用いることができる。これらのレポーター遺伝子を組み込んだ発現ベクターが市販されているので、それらを利用することができる。   In addition, when the leptin gene or adiponectin gene is in the form of a fusion gene linked to a reporter gene, fertilized eggs into which the leptin gene or adiponectin gene has been introduced can be easily identified using the product of such a reporter gene. So convenient. As the reporter gene, various known reporter genes can be used. Preferably, a GFP (green fluorescent protein) gene or an EGFP (enhanced green fluorescent protein) gene whose mutant is increased in fluorescence can be used. . Since expression vectors incorporating these reporter genes are commercially available, they can be used.

本発明のトランスジェニックブタは、ブタ細胞内で機能するプロモーターの下流に前記レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が挿入されたベクターを、ブタ精子と共存培養して精子内に該ベクターを導入し、得られたブタ精子をブタ卵に受精させ、得られた受精卵を培養して胚にし、この胚をブタの子宮に導入して妊娠、出産させることにより作出することができる(精子ベクター法)。ブタ細胞内で機能するプロモーターの下流に、レポーター遺伝子が導入されている発現ベクターが市販されているので、このような市販のベクターのクローニング部位に、レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子を挿入することにより、精子ベクター法に用いる発現ベクターを得ることができる。トランスジェニックブタの作出に用いた精子ベクター法の詳細は、下記実施例に記載されている。また、レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子を導入した上記発現ベクターを、ブタ受精卵の前核にマイクロインジェクションすることによっても、レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が導入された受精卵を得ることができ(前核注入法)、この受精卵から個体を発生させることによっても本発明のトランスジェニックブタを得ることができる。この方法の詳細も下記実施例に記載されている。   The transgenic pig of the present invention was obtained by introducing a vector in which the leptin gene or adiponectin gene was inserted downstream of a promoter that functions in pig cells into the sperm by co-culturing with pig sperm. It can be produced by fertilizing pig sperm into a pig egg, culturing the resulting fertilized egg into an embryo, introducing this embryo into the uterus of a pig, and pregnancy and delivery (sperm vector method). Since expression vectors having a reporter gene introduced downstream of a promoter that functions in pig cells are commercially available, by inserting a leptin gene or adiponectin gene into the cloning site of such a commercially available vector, sperm An expression vector used in the vector method can be obtained. Details of the sperm vector method used for the production of transgenic pigs are described in the examples below. Alternatively, a fertilized egg into which a leptin gene or adiponectin gene has been introduced can also be obtained by microinjecting the expression vector into which the leptin gene or adiponectin gene has been introduced into the pronucleus of a pig fertilized egg (pronuclear injection method). ) The transgenic pig of the present invention can also be obtained by generating an individual from this fertilized egg. Details of this method are also described in the examples below.

本発明のトランスジェニックブタは、レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が導入されているので、レプチン又はアジポネクチンを過剰生産し、その結果、抗肥満性又は抗糖尿病性になるものである。   Since the leptin gene or adiponectin gene has been introduced into the transgenic pig of the present invention, leptin or adiponectin is overproduced, resulting in anti-obesity or anti-diabetic properties.

以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

精子ベクター法によるアジポネクチン遺伝子導入トランスジェニックブタの作製
改良したNCSU23培養液(Kurome M, Fujimura T, Murakami H, Takahagi Y, Wako N, Ochiai T, Miyazaki K, Nagashima H. Comparison of electro-fusion and intracytoplasmic nuclear injection methods in pig cloning. Cloning and Stem Cells 2003; 5: 367-378.、組成は後述)あるいはTCM199培養液(Kurihara T, Kurome M, Wako N, Ochiai T, Mizuno K, Fujimura T, Takahagi Y, Murakami H, Kano K, Miyagawa S, Shirakura R, Nagashima H. Developmental competence of in vitro matured porcine oocytes after electrical activation. J Reprod Dev 2002; 48: 271-279、組成は後述)中で成熟した卵母細胞を単純DCパルス(150 V/mm,100μsec)によって活性化し、その後7.5μg/mlサイトカラシンBで3-4時間処理した。活性化された卵母細胞は7日間培養された。この一部は、この細胞のin vitro およびin vivoでの発育能を調べるため受精用の若い雌ブタの卵管に導入した。BTS(Pursel VG, Johnson LA. Freezing of boar spermatozoa : Freezing capacity with concentrated semen and a new thawing procedure. J. Anim. Sci. 1975; 40: 99-102、組成は後述)またはBF5(Pursel et al., 前掲、組成は後述)溶液中に冷凍保存されたブタ精子を2-5 x 105個の濃度に調整し、アジポネクチン-GFP DNA(2.5ng/μl)(作製方法は後述)とともに5分間共存培養した。こののち、単離 された精子をIVM卵母細胞にピエゾ型微細細胞操作器(マイクロマニピュレーター)により注入し、上記の方法で同様に電気刺激により活性化した。精子を注入された卵母細胞は、6日間NCSN23培養液中で培養され胚盤胞に発育した。アジポネクチン遺伝子の発現をGFPの発現により蛍光顕微鏡で確認した。また、胚盤胞中のメッセジャーRNAを抽出し、PCRによってアジポネクチンの遺伝子の存在を確認した。
Production of transgenic pigs with adiponectin gene transfer by sperm vector method. Improved NCSU23 culture solution (Kurome M, Fujimura T, Murakami H, Takahagi Y, Wako N, Ochiai T, Miyazaki K, Nagashima H. Comparison of electro-fusion and intracytoplasmic nuclear Cloning and Stem Cells 2003; 5: 367-378. Composition is described later) or TCM199 medium (Kurihara T, Kurome M, Wako N, Ochiai T, Mizuno K, Fujimura T, Takahagi Y, Murakami H, Kano K, Miyagawa S, Shirakura R, Nagashima H. Developmental competence of in vitro matured porcine oocytes after electrical activation. J Reprod Dev 2002; 48: 271-279, composition is described later) Activation by DC pulse (150 V / mm, 100 μsec) followed by treatment with 7.5 μg / ml cytochalasin B for 3-4 hours. Activated oocytes were cultured for 7 days. Part of this was introduced into the oviduct of a young sow for fertilization in order to examine the cell's ability to grow in vitro and in vivo. BTS (Pursel VG, Johnson LA. Freezing of boar spermatozoa: Freezing capacity with concentrated semen and a new thawing procedure. J. Anim. Sci. 1975; 40: 99-102, composition is described later) As mentioned above, composition is described later) Pig spermatozoa frozen in solution is adjusted to a concentration of 2-5 x 10 5 and co-cultured for 5 minutes with adiponectin-GFP DNA (2.5 ng / μl) (production method described later) did. After that, the isolated sperm was injected into the IVM oocyte with a piezo-type fine cell manipulator (micromanipulator) and activated by electrical stimulation in the same manner as described above. Oocytes injected with sperm were cultured in NCSN23 medium for 6 days and developed into blastocysts. The expression of the adiponectin gene was confirmed by fluorescence microscopy with the expression of GFP. In addition, messenger RNA in blastocysts was extracted and the presence of the adiponectin gene was confirmed by PCR.

9匹のレシピエントブタに170個の単為発生卵を移植し、16-18日後開腹した結果、4匹から40個(23.5%)の体節ステージの胎児がえられた。70個の活性化された卵母細胞を7日間培養すると、このうちの30個(42.9%)が胚盤胞に発育した。   Nine recipient pigs were transplanted with 170 parthenogenetic eggs and laparotomy was performed 16-18 days later. As a result, 4 to 40 (23.5%) somite stage fetuses were obtained. When 70 activated oocytes were cultured for 7 days, 30 of them (42.9%) developed into blastocysts.

160個のアジポネクチン遺伝子注入精子で処理(上記記載条件下)した卵母細胞から、30個(18.8%)の胚盤胞がとれ、このうち15個(50%)がGFPの蛍光をもっていた。また、蛍光をもつ胚盤胞のうち、PCRによりアジポネクチンのDNAの存在を確認したところ、10個(67%)にその存在がみとめられた。対照実験として、アジポネクチン-GFP DNAを共存させなかった精子を注入した卵母細胞からは、全くGFPの蛍光をもった胚盤胞は出現しなかった。   From oocytes treated with 160 adiponectin gene-injected spermatozoa (under the conditions described above), 30 (18.8%) blastocysts were taken, of which 15 (50%) had GFP fluorescence. Of the blastocysts with fluorescence, the presence of adiponectin DNA was confirmed by PCR, and 10 (67%) were found to exist. As a control experiment, blastocysts having no GFP fluorescence appeared from oocytes injected with sperm that did not co-exist with adiponectin-GFP DNA.

アジポネクチン遺伝子導入胚250個を4匹のレシピエントに移植した結果、4匹の産仔が得られ、その内2匹がトランスジェニック個体であった。   As a result of transplanting 250 adiponectin gene-introduced embryos to 4 recipients, 4 offspring were obtained, 2 of which were transgenic individuals.

なお、上記した精子ベクター法に用いた、アジポネクチン発現ベクターは、次のようにして作製した。ブタ脂肪細胞由来mRNAはISOGEN(日本ジーン社製)により、プロトコールに従って抽出、精製した。さらに、得られたmRNAからSuperScriptII RNaseH- 逆転写酵素(インビトロジェン社製)によりファーストストランドcDNAを合成した。ブタアジポネクチン(NCBI Accession No.AY135647)cDNAは、先に作製したブタ脂肪細胞由来ファーストストランドcDNAブタをテンプレイトにし、PfuTurbo DNA Polymerase(東洋紡績株式会社)を使用してPCRによりクローニングした。クローニングの際、EGFP発現ベクター:pEGFP-N1(日本ベクトン・ディッキンソン社製)に挿入できるように、センスプライマー及びアンチセンスプライマーの5末端にBamHIのタグを付けた。2本のプライマーは以下の通り(センスプライマー:ggatccaggggctcaggatgctgttg、アンチセンスプライマー:tggatcctcaatgttgtggtagagaag)。得られたPCRプロダクトはpCR4Blunt-TOPO(インビトロジェン(株))にサブクローニングし、シークエンスにより配列を確認した。配列の確認できたクローンをBamHIにて切り出し、BamHI/CIAP(Calf Intestine Alkaline Phosphatase)処理したpEGF-N1にライゲーションしてブタアジポネクチンとEGFPの融合タンパク発現ベクターを完成した。 The adiponectin expression vector used in the sperm vector method described above was prepared as follows. Porcine adipocyte-derived mRNA was extracted and purified by ISOGEN (Nippon Gene) according to the protocol. Furthermore, first strand cDNA was synthesized from the obtained mRNA by SuperScriptII RNaseH - reverse transcriptase (Invitrogen). The porcine adiponectin (NCBI Accession No. AY135647) cDNA was cloned by PCR using PfuTurbo DNA Polymerase (Toyobo Co., Ltd.) using the previously prepared porcine adipocyte-derived first strand cDNA pig as a template. At the time of cloning, a BamHI tag was attached to the five ends of the sense primer and the antisense primer so that they could be inserted into an EGFP expression vector: pEGFP-N1 (Nippon Becton Dickinson). The two primers are as follows (sense primer: ggatccaggggctcaggatgctgttg, antisense primer: tggatcctcaatgttgtggtagagaag). The obtained PCR product was subcloned into pCR4Blunt-TOPO (Invitrogen Corp.), and the sequence was confirmed by sequencing. The clone whose sequence was confirmed was excised with BamHI and ligated to pEGF-N1 treated with BamHI / CIAP (Calf Intestine Alkaline Phosphatase) to complete a fusion protein expression vector of porcine adiponectin and EGFP.

NCSU23培養液組成
NaCl 108.73 mM, KCl 4.78 mM, CaCl2・2H2O 1.70 mM, MgSO4・7H2O 1.19 mM, NaHCO3 25.07 mM, KH2PO4 1.19 mM, グルコース 5.55 mM、グルタミン 1.00 mM、タウリン 7.00 mM、ヒポタウリン 5.00 mM、BSA 0.4%、ペニシリンG 100 IU/L、ストレプトマイシン 50 mg/L
NCSU23 culture composition
NaCl 108.73 mM, KCl 4.78 mM, CaCl 2・ 2H 2 O 1.70 mM, MgSO 4・ 7H 2 O 1.19 mM, NaHCO 3 25.07 mM, KH 2 PO 4 1.19 mM, glucose 5.55 mM, glutamine 1.00 mM, taurine 7.00 mM, Hipotaurine 5.00 mM, BSA 0.4%, penicillin G 100 IU / L, streptomycin 50 mg / L

TCM199培養液組成
CaCl2(無水) 200.00 mg/L、Fe(NO3)3・9H2O 0.72 mg/L、KCl 400.00 mg/L、MgSO4(無水) 97.67 mg/L、NaCl 6800.00 mg/L、NaH2PO4・H2O 140.00 mg/L、アデノシン硫酸 10.00 mg/L、ATP(2 Na塩) 1.00 mg/L、アデニル酸 0.20 mg/L、コレステロール 0.20 mg/L、デオキシリボース 0.50 mg/L、D-グルコース 1000.00 mg/L、グルタチオン(GSH) 0.05 mg/L、グアニン・HCl 0.30 mg/L、ヒポキサンチン(Na塩) 0.354 mg/L、フェノールレッド 20.00 mg/L、リボース 0.50 mg/L、酢酸ナトリウム 50.00 mg/L、チミン 0.30 mg/L、Tween 80(登録商標) 20.00 mg/L、ウラシル 0.30 mg/L、キサンチン(Na塩) 0.344 mg/L、DL-アラニン 50.00 mg/L、L-アルギニン・HCl 70.00 mg/L、DL-アスパラギン酸 60.00 mg/L、L-システイン・HCl・H2O 0.11 mg/L、L-シスチン・2HCl 26.00 mg/L、DL-グルタミン酸・H2O 150.00 mg/L、L-グルタミン 100.00 mg/L、グリシン 50.00 mg/L、L-ヒスチジン・HCl・H2O 21.88 mg/L、L-ヒドロキシプロリン 10.00 mg/L、DL-イソロイシン 40.00 mg/L、DL-ロイシン 120.00 mg/L、L-リジン・HCl 70.00 mg/L、DL-メチオニン 30.00 mg/L、DL-フェニルアラニン 50.00 mg/L、L-プロリン 40.00 mg/L、DL-セリン 50.00 mg/L、DL-トレオニン 60.00 mg/L、DL-トリプトファン 20.00 mg/L、L-チロシン(2Na塩) 57.88 mg/L、DL-バリン 50.00 mg/L、アスコルビン酸 0.05 mg/L、α-トコフェロールホスフェート(2Na塩) 0.01 mg/L、d-ビオチン 0.01 mg/L、カルシフェロール 0.10 mg/L、p-パントテン酸カルシウム 0.01 mg/L、塩化コリン 0.50 mg/L、葉酸 0.01 mg/L、i-イノシトール 0.05 mg/L、メナジオン 0.01 mg/L、ナイアシン 0.025 mg/L、ナイアシンアミド 0.025 mg/L、p-アミノ安息香酸 0.05 mg/L、ピリドキサール・HCl 0.025 mg/L、ピリドキシン・HCl 0.025 mg/L、リボフラビン 0.01 mg/L、チアミン・HCl 0.01 mg/L、ビタミンA(アセテート) 0.14 mg/L
TCM199 culture composition
CaCl 2 (anhydrous) 200.00 mg / L, Fe ( NO 3) 3 · 9H 2 O 0.72 mg / L, KCl 400.00 mg / L, MgSO 4 ( anhydrous) 97.67 mg / L, NaCl 6800.00 mg / L, NaH 2 PO 4 -H 2 O 140.00 mg / L, adenosine sulfate 10.00 mg / L, ATP (2 Na salt) 1.00 mg / L, adenylate 0.20 mg / L, cholesterol 0.20 mg / L, deoxyribose 0.50 mg / L, D- Glucose 1000.00 mg / L, Glutathione (GSH) 0.05 mg / L, Guanine / HCl 0.30 mg / L, Hypoxanthine (Na salt) 0.354 mg / L, Phenol red 20.00 mg / L, Ribose 0.50 mg / L, Sodium acetate 50.00 mg / L, thymine 0.30 mg / L, Tween 80 (registered trademark) 20.00 mg / L, uracil 0.30 mg / L, xanthine (Na salt) 0.344 mg / L, DL-alanine 50.00 mg / L, L-arginine / HCl 70.00 mg / L, DL-aspartic acid 60.00 mg / L, L-cysteine / HCl / H 2 O 0.11 mg / L, L-cystine / 2HCl 26.00 mg / L, DL-glutamic acid / H 2 O 150.00 mg / L, L-glutamine 100.00 mg / L, glycine 50.00 mg / L, L-histidine HCl · H 2 O 21.88 mg / L, L- hydroxyproline 10.00 mg / L, DL- isoleucine 40.00 mg / L, DL- leucine 120.00 mg / L, L- lysine · HCl 70.00 mg / L, DL- methionine 30.00 mg / L, DL-phenylalanine 50.00 mg / L, L-proline 40.00 mg / L, DL-serine 50.00 mg / L, DL-threonine 60.00 mg / L, DL-tryptophan 20.00 mg / L, L-tyrosine (2Na salt) 57.88 mg / L, DL-valine 50.00 mg / L, ascorbic acid 0.05 mg / L, α-tocopherol phosphate (2Na salt) 0.01 mg / L, d-biotin 0.01 mg / L, calciferol 0.10 mg / L, p- Calcium pantothenate 0.01 mg / L, choline chloride 0.50 mg / L, folic acid 0.01 mg / L, i-inositol 0.05 mg / L, menadione 0.01 mg / L, niacin 0.025 mg / L, niacinamide 0.025 mg / L, p- Aminobenzoic acid 0.05 mg / L, pyridoxal / HCl 0.025 mg / L, pyridoxine / HCl 0.025 mg / L, riboflavin 0.01 mg / L, thiamine / HCl 0.01 mg / L, vitamin A (acetate) 0.14 mg / L

BTS溶液組成
無水デキストロース 3.7 g/100 mL、クエン酸ナトリウム二水塩 0.6 g/100 mL、炭酸水素ナトリウム 0.125 g/100 mL、EDTA 2Na 0.125 g/100 mL、塩化カリウム 0.075 g/100 mL
BTS solution composition anhydrous dextrose 3.7 g / 100 mL, sodium citrate dihydrate 0.6 g / 100 mL, sodium bicarbonate 0.125 g / 100 mL, EDTA 2Na 0.125 g / 100 mL, potassium chloride 0.075 g / 100 mL

BF5溶液組成
Ter-N-トリス(ヒドロキシメチル)メチル2アミノエタン スルフォン酸 1.2 g/100 mL、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン 0.2 g/100 mL、無水デキストロース 3.2 g/100 mL、卵黄 20 mL/100 mL、Orbus BSペースト 0.5 mL/100 mL
BF5 solution composition
Ter-N-tris (hydroxymethyl) methyl 2-aminoethane sulfonic acid 1.2 g / 100 mL, tris (hydroxymethyl) aminomethane 0.2 g / 100 mL, anhydrous dextrose 3.2 g / 100 mL, egg yolk 20 mL / 100 mL, Orbus BS Paste 0.5 mL / 100 mL

前核注入法によるレプチン遺伝子導入トランスジェニックブタの作製
レプチン遺伝子導入トタンスジェニックブタの作出には、前核注入法(Murakami H, Nagashima H, Takahagi Y, Miyagawa S, Fujimura T, Toyomura K, Nakai R, Yamada M, Kurihara T, Shigehisa T, Okabe M, Seya T, Shirakura R, Kinoshita T. Transgenic pigs expressing human decay-accelerating factor regulated by porcine MCP gene promoter. Mol Reprod Dev 2002; 61: 302-311)を用い、以下のようにして行なった。すなわち、発情期の成熟雌ブタ(Landrace/Large White x Duroc種)を雄と交尾させ、翌日雌の輸卵管から受精卵を取り出し、ヒアルロニダーゼ(300単位/ml)で処理し卵丘細胞を取り除いた。これらの卵の内、前核が明瞭なものを実験に供した。こうして得られた受精卵をマイクロマニプレータを用い、先の丸いピペット(直径150μm)に吸引し固定した。インジェクタション・ニードルの先端を、透明帯と卵黄を突き抜けて、卵の前核に挿入し、レプチン−GFP DNA(5〜10 ng/μLにTris-EDTA緩衝液 pH7.4で希釈)(作製方法は後述)を注入した。遺伝子注入後の受精卵をNCSU23培養液で1〜2日間培養し,発情同期化された雌ブタの卵管に戻した。
Production of leptin transgenic transgenic pigs by pronuclear injection method To produce leptin transgenic transgenic pigs, pronuclear injection method (Murakami H, Nagashima H, Takahagi Y, Miyagawa S, Fujimura T, Toyomura K, Nakai R , Yamada M, Kurihara T, Shigehisa T, Okabe M, Seya T, Shirakura R, Kinoshita T. Transgenic pigs expressing human decay-accelerating factor regulated by porcine MCP gene promoter. Mol Reprod Dev 2002; 61: 302-311) This was performed as follows. That is, mature female pigs (Landrace / Large White x Duroc species) in estrus were mated with males, and fertilized eggs were taken out from female oviducts the next day and treated with hyaluronidase (300 units / ml) to remove cumulus cells. Among these eggs, those with a clear pronucleus were used for the experiment. The fertilized egg thus obtained was aspirated and fixed to a round pipette (diameter 150 μm) using a micromanipulator. Insert the tip of the injection needle through the zona pellucida and yolk and insert it into the pronucleus of the egg, leptin-GFP DNA (diluted with Tris-EDTA buffer pH 7.4 to 5-10 ng / μL) (production method) Was injected). The fertilized eggs after gene injection were cultured in NCSU23 medium for 1-2 days and returned to the oviduct of estrus synchronized sows.

前核へのマイクロインジェクションの有効性を見るため、DNAを注入された卵を16〜24時間培養し、GFPの発現を蛍光顕微鏡で観察し、確認した。合計512個のマイクロインジェクション操作により遺伝子を導入した卵のうち、298個(58.2%)がGFPの蛍光を示した。   In order to see the effectiveness of microinjection into the pronucleus, eggs injected with DNA were cultured for 16-24 hours, and the expression of GFP was observed and confirmed with a fluorescence microscope. Of the total of 512 eggs into which genes were introduced by microinjection, 298 (58.2%) showed GFP fluorescence.

この298個のマイクロインジェクション卵を、4頭のレシピエント雌ブタに移植した結果2頭が妊娠し、合計8頭の産仔が得られた。これらを解析の結果、1頭がトランスジェニックブタであった。   As a result of transplanting these 298 microinjected eggs into 4 recipient sows, 2 became pregnant and a total of 8 pups were obtained. As a result of the analysis, one was a transgenic pig.

上記前核注入法に用いたレプチン遺伝子発現ベクターは、次のようにして作製した。ブタレプチン(NCBI Accession No.AF026976)cDNAは、先に作製したブタ脂肪細胞由来ファーストストランドcDNAをテンプレイトにし、PfuTurbo DNA Polymerase(東洋紡績株式会社)を使用してPCRによりクローニングした。クローニングの際、EGFP発現ベクター:pEGFP-N1(日本ベクトン・ディッキンソン社製)に挿入できるように、センスプライマー及びアンチセンスプライマーの5末端にBamHIのタグを付けた。2本のプライマーは以下の通り(センスプライマー:ggatccaaaggaaaatgcgctgtgga、アンチセンスプライマー:tggatcccagccagggctgaggtccag)。得られたPCRプロダクトはpCR4Blunt-TOPO(インビトロジェン社製)にサブクローニングし、シークエンスにより配列を確認した。配列の確認できたクローンをBamHIにて切り出し、BamHI/CIAP(Calf Intestine Alkaline Phosphatase)処理したpEGF-N1にライゲーションしてブタレプチンとEGFPの融合タンパク発現ベクターを完成した。   The leptin gene expression vector used for the pronuclear injection method was prepared as follows. The porcine leptin (NCBI Accession No. AF026976) cDNA was cloned by PCR using PfuTurbo DNA Polymerase (Toyobo Co., Ltd.) using the previously prepared porcine adipocyte-derived first strand cDNA as a template. At the time of cloning, a BamHI tag was attached to the five ends of the sense primer and the antisense primer so that they could be inserted into an EGFP expression vector: pEGFP-N1 (Nippon Becton Dickinson). The two primers are as follows (sense primer: ggatccaaaggaaaatgcgctgtgga, antisense primer: tggatcccagccagggctgaggtccag). The obtained PCR product was subcloned into pCR4Blunt-TOPO (manufactured by Invitrogen), and the sequence was confirmed by sequencing. The clone whose sequence was confirmed was excised with BamHI, and ligated to pEGF-N1 treated with BamHI / CIAP (Calf Intestine Alkaline Phosphatase) to complete a fusion protein expression vector of porcine leptin and EGFP.

Claims (6)

レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が導入されたトランスジェニックブタ。   A transgenic pig introduced with a leptin gene or an adiponectin gene. 前記レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子がcDNAである請求項1記載のトランスジェニックブタ。   The transgenic pig according to claim 1, wherein the leptin gene or adiponectin gene is cDNA. 前記レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子がブタ由来の遺伝子である請求項1又は2記載のトランスジェニックブタ。   The transgenic pig according to claim 1 or 2, wherein the leptin gene or adiponectin gene is a gene derived from pig. 前記レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子にはレポーター遺伝子が連結されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載のトランスジェニックブタ。   The transgenic pig according to any one of claims 1 to 3, wherein a reporter gene is linked to the leptin gene or the adiponectin gene. ブタ細胞内で機能するプロモーターの下流に前記レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が挿入されたベクターを、精子ベクター法又は前核注入法により卵に導入し、得られた受精卵から個体を発生させたものである請求項1ないし4のいずれか1項に記載のトランスジェニックブタ。   A vector in which the leptin gene or adiponectin gene is inserted downstream of a promoter that functions in swine cells is introduced into an egg by the sperm vector method or the pronuclear injection method, and an individual is generated from the resulting fertilized egg. The transgenic pig according to any one of claims 1 to 4. ブタ細胞内で機能するプロモーターの下流に前記レプチン遺伝子又はアジポネクチン遺伝子が挿入されたベクターを、精子ベクター法又は前核注入法により卵に導入し、得られた受精卵から個体を発生させることを含む、トランスジェニックブタの作製方法。

Including introducing a vector in which the leptin gene or adiponectin gene is inserted downstream of a promoter that functions in pig cells into an egg by a sperm vector method or a pronuclear injection method, and generating an individual from the resulting fertilized egg A method for producing a transgenic pig.

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US20030147855A1 (en) * 2002-01-11 2003-08-07 Sergei Zolotukhin Adiponectin gene therapy

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