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JP2007000028A - New non-human animals - Google Patents

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JP2007000028A
JP2007000028A JP2005181209A JP2005181209A JP2007000028A JP 2007000028 A JP2007000028 A JP 2007000028A JP 2005181209 A JP2005181209 A JP 2005181209A JP 2005181209 A JP2005181209 A JP 2005181209A JP 2007000028 A JP2007000028 A JP 2007000028A
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JP
Japan
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vesl
gene
splicing
animal
alternative
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005181209A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Inokuchi
馨 井ノ口
Naoko Inoue
直子 井上
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.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】vesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物およびその作製方法の提供を課題とする。
【解決手段】vesl-1S遺伝子に特異的なエキソン領域の欠失およびvesl-1M遺伝子に特異的なエキソンへのスプライシング阻害によりvesl-1S/1M遺伝子を破壊するため、vesl-1遺伝子の第5エキソンに存在する選択的5’スプライシングドナーサイトにvesl-1L遺伝子に特有な第7〜11エキソンを含むcDNAを導入するためのターゲッティングベクターを構築し、これをES細胞に導入して相同組換えを生じさせ、該ES細胞により作製したキメラマウスを交配することにより、vesl-1S/1M遺伝子の発現量が消失または低下しているマウスを作製し提供した。
【選択図】なし
An object of the present invention is to provide a non-human animal in which the expression level of vesl-1S / 1M gene has disappeared or decreased compared to the wild type and a method for producing the same.
In order to destroy the vesl-1S / 1M gene by deleting the exon region specific to the vesl-1S gene and inhibiting splicing to the exon specific to the vesl-1M gene, Construction of a targeting vector for introducing cDNA containing exons 7 to 11 unique to the vesl-1L gene into an alternative 5 'splicing donor site present in the exon is introduced into ES cells for homologous recombination. Then, by crossing the chimeric mice produced by the ES cells, mice with the expression level of vesl-1S / 1M gene disappeared or decreased were provided.
[Selection figure] None

Description

本発明は、vesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失もしくは低下している非ヒト動物またはその子孫、およびその作製方法に関する。   The present invention relates to a non-human animal or its progeny in which the expression level of vesl-1S / 1M gene has disappeared or decreased compared to the wild type, and a production method thereof.

vesl-1S (homer-1aとも呼ばれている) は痙攣や海馬長期持続型LTP (long-term potentiation) に伴い発現が上昇する遺伝子として単離された遺伝子である(例えば、非特許文献1を参照)。veslは3つの遺伝子vesl-1, vesl-2, vesl-3から成るファミリーを形成している。これらのうちvesl-1遺伝子はラット脳で3つのスプライシングアイソフォームvesl-1S, vesl-1M (ania-3とも呼ばれている), vesl-1L (homer-1cとも呼ばれている) mRNAを転写する。vesl-1のRNAは11個のエキソンを有し、vesl-1SのmRNAは第1〜5エキソン、vesl-1MのmRNAは第1〜6エキソン、vesl-1LのmRNAは第1〜5および第7〜11エキソンからなる。vesl-1のゲノムDNAの配列および構造は、非特許文献2に記載されている(GenBank登録記号NW_000085, GI:20909471)。vesl-1Sの第5エキソンは、後述する選択的5’スプライシングドナーサイトでのスプライシングを受けず、C末に11アミノ酸が付加されている。すなわち、vesl-1S遺伝子は第5エキソンのC末11アミノ酸に対応する領域が、vesl-1M遺伝子は第6エキソンが、vesl-1L遺伝子は第7〜11エキソンが、それぞれ特異的である。神経活動依存的発現誘導をするのはvesl-1Sとvesl-1Mのみで、vesl-1Lやvesl-2, vesl-3は構成的に発現している(例えば、非特許文献3を参照)。以下、本明細書中において、vesl-1の3つのスプライシングアイソフォーム(vesl-1S, vesl-1M, vesl-1L)の遺伝子を併せて「vesl-1S/1M/1L遺伝子」、3つのスプライシングアイソフォームのRNAを併せて「vesl-1S/1M/1L」と称し、これらの3つのスプライシングアイソフォームの遺伝子またはRNAによりコードされる蛋白質を併せて「Vesl-1S/1M/1L蛋白質」または「Vesl-1S/1M/1L」と称することがある。また、3つのスプライシングアイソフォームの遺伝子のうち神経活動依存的発現誘導される2つのスプライシングアイソフォーム(vesl-1S, vesl-1M)の遺伝子を併せて「vesl-1S/1M遺伝子」、2つのスプライシングアイソフォームのRNAを併せて「vesl-1S/1M」と称し、これらの2つのスプライシングアイソフォームの遺伝子またはRNAによりコードされる蛋白質を併せて「Vesl-1S/1M蛋白質」または「Vesl-1S/1M」と称することがある。 vesl-1S (also called homer-1a) is a gene isolated as a gene whose expression increases with convulsions and long-term potentiation (LTP) of the hippocampus (for example, see Non-Patent Document 1). reference). vesl forms a family consisting of three genes, vesl-1, vesl-2, and vesl-3. Of these, the vesl-1 gene transcribes three splicing isoforms vesl-1S, vesl-1M (also called ania-3), vesl-1L (also called homer-1c) mRNA in the rat brain To do. The vesl-1 RNA has 11 exons, the vesl-1S mRNA is the 1st to 5th exons, the vesl-1M mRNA is the 1st to 6th exons, and the vesl-1L mRNA is the 1st to 5th and 1st exons. It consists of 7-11 exons. The sequence and structure of the genomic DNA of vesl-1 is described in Non-Patent Document 2 (GenBank registration code NW — 000085, GI: 20909471). The fifth exon of vesl-1S is not spliced at the alternative 5 'splicing donor site described below, and has 11 amino acids added to the C-terminus. That is, the region corresponding to the C-terminal 11 amino acids of the fifth exon is specific for the vesl-1S gene, the sixth exon is specific for the vesl-1M gene, and the seventh to eleventh exons are specific for the vesl-1L gene. Only vesl-1S and vesl-1M induce neural activity-dependent expression, and vesl-1L, vesl-2, and vesl-3 are constitutively expressed (see, for example, Non-Patent Document 3). Hereinafter, in the present specification, the genes of the three splicing isoforms of vesl-1 (vesl-1S, vesl-1M, vesl-1L) are also referred to as “vesl-1S / 1M / 1L gene” and the three splicing isoforms. The forms of RNA are collectively referred to as “vesl-1S / 1M / 1L”, and the proteins encoded by the genes or RNAs of these three splicing isoforms are also referred to as “Vesl-1S / 1M / 1L protein” or “Vesl -1S / 1M / 1L ". In addition, the two splicing isoforms (vesl-1S, vesl-1M) of the three splicing isoform genes, which are induced by neural activity-dependent expression, are combined into the “vesl-1S / 1M gene” and the two splicing The isoform RNA is collectively referred to as “vesl-1S / 1M”, and the proteins encoded by these two splicing isoform genes or RNA are collectively referred to as “Vesl-1S / 1M protein” or “Vesl-1S / Sometimes referred to as “1M”.

Vesl-1S/1M/1L蛋白質はN末端175アミノ酸を共有している。このN末で1型代謝型グルタミン酸受容体 (mGluR1/5) や、細胞内カルシウム濃度を調節するイノシトール3リン酸受容体 (IP3R)、リアノジン受容体 (RyR)、およびTRPチャネルに直接結合し、これら受容体の活性を調節する(例えば、非特許文献4を参照)。また、Shankに結合することを介してNMDA受容体(NMDAR)と連結し、NMDARやAMPA受容体の活性制御もしている(例えば、非特許文献5を参照)。アクチン骨格系とも間接的に連結している(例えば、非特許文献6を参照)。Vesl-1L蛋白質はさらにC末端に191アミノ酸から成る領域を持っている。ここにはcoiled-cold構造があり多量体を形成する。Vesl-1S蛋白質やVesl-1M蛋白質はこのC末端領域を欠くために多量体を形成できない。   Vesl-1S / 1M / 1L proteins share the N-terminal 175 amino acids. This N-terminal binds directly to type 1 metabotropic glutamate receptor (mGluR1 / 5), inositol triphosphate receptor (IP3R), ryanodine receptor (RyR), and TRP channel that regulate intracellular calcium concentration, The activity of these receptors is regulated (see, for example, Non-Patent Document 4). In addition, it is linked to NMDA receptor (NMDAR) through binding to Shank to control the activity of NMDAR and AMPA receptor (for example, see Non-Patent Document 5). It is indirectly linked to the actin skeleton system (see, for example, Non-Patent Document 6). Vesl-1L protein has a 191 amino acid region at the C-terminus. There is a coiled-cold structure here, forming a multimer. Vesl-1S protein and Vesl-1M protein lack this C-terminal region and cannot form multimers.

Vesl-1蛋白質の機能について、現在最も受け入れられているモデルは次の通りである。構成的発現をしているVesl-1L蛋白質は、mGluR1/5、NMDAR複合体, IP3R、RyR, TRPチャネル、およびアクチン骨格系へ結合すると共に、自身の多量体形成能でそれらの蛋白質をシナプス後部に安定に配置させる足場蛋白質として機能している。シナプス可塑性を引き起こすような神経活動が生じると、多量体形成能を欠くVesl-1S蛋白質やVesl-1M蛋白質が発現誘導され、Vesl-1L蛋白質が形成していた分子複合体から受容体やチャネル蛋白質などを奪い取る。その結果、シナプス後部における機能分子の再配置を誘発し、長期間持続するシナプス可塑性を引き起こす。   The most accepted models for the function of Vesl-1 protein are as follows. The constitutively expressed Vesl-1L protein binds to mGluR1 / 5, NMDAR complex, IP3R, RyR, TRP channel, and actin skeletal system. It functions as a scaffold protein that can be stably placed in the body. When neural activity that causes synaptic plasticity occurs, Vesl-1S and Vesl-1M proteins lacking the ability to form multimers are induced, and receptors and channel proteins are formed from the molecular complex formed by Vesl-1L protein. Take away. As a result, it induces rearrangement of functional molecules at the back of the synapse, causing long-lasting synaptic plasticity.

このようにVesl-1S/1M/1Lはシナプス後部において、分子の再配置を介してグルタミン酸受容体活性調節や、細胞内カルシウム濃度調整や、アクチン骨格系の調節を行い、グルタミン酸系の機能を制御する役割を持つと考えられている。Vesl-2, Vesl-3はVesl-1Lと同じく、C末端にcoiled-coilドメインを持つタイプである。発現分布はVesl-1Lと異なるが、現在のところ、分子内の挙動はVesl-1Lと同様と考えられている。   In this way, Vesl-1S / 1M / 1L regulates glutamate system functions by regulating glutamate receptor activity, regulating intracellular calcium concentration, and regulating the actin skeletal system through molecular rearrangement at the rear synapse. It is thought to have a role to do. Vesl-2 and Vesl-3, like Vesl-1L, have a coiled-coil domain at the C-terminus. Although the expression distribution is different from Vesl-1L, at present, the behavior in the molecule is considered to be the same as Vesl-1L.

グルタミン酸は中枢神経系の主な興奮性伝達物質であり、グルタミン酸系機能に異常が起こると多くの疾患を引き起こす。例えば、統合失調症、情動障害、アルコール依存症、てんかん、学習や記憶障害が挙げられる (例えば、非特許文献7を参照)。Vesl蛋白質ファミリーがグルタミン酸系機能の制御に関与していることから推定して、これら疾患の原因遺伝子である可能性が考えられてきた。   Glutamate is the main excitatory transmitter of the central nervous system and causes many diseases when abnormalities in glutamate function occur. Examples include schizophrenia, affective disorder, alcoholism, epilepsy, learning and memory disorder (for example, see Non-Patent Document 7). Presuming that the Vesl protein family is involved in the regulation of glutamate function, it has been considered that it may be a causative gene of these diseases.

統合失調症の原因の一つは、グルタミン酸系ニューロンの機能異常であることが示唆されている(例えば、非特許文献7を参照)。ヒトの統合失調症患者において、vesl-1のイントロンに2つとvesl-2のイントロンに2つ、3' UTRに1つ、同義置換ではあるがvesl-3の翻訳領域に2つ、合計7つのSNPが見つかっている。680の統合失調症患者サンプルを用いた解析でvesl-1イントロンのSNPが見つかったものの、統計学的には統合失調症の原因遺伝子とは考えられていない。しかし、vesl-1 ヌルノックアウトマウスの解析ではPre-pulse inhibitionの阻害といった統合失調症様表現型を示す (例えば、非特許文献8を参照)。また、Lysergic acid diethylamide (LSD)は、ヒトの急性統合失調症のような精神疾患の症状に類似した表現型を誘発する幻覚誘発剤であるが、LSDにより前頭皮質でvesl-1M遺伝子の発現誘導が起こる(例えば、非特許文献9を参照)。このようにvesl-1S/1M/1L遺伝子が統合失調症に併発する症状の原因遺伝子である可能性がある。   It has been suggested that one of the causes of schizophrenia is a malfunction of glutamate neurons (see, for example, Non-Patent Document 7). In human schizophrenic patients, two in the vesl-1 intron, two in the vesl-2 intron, one in the 3 'UTR, two synonymous substitutions but two in the vesl-3 translation region SNP has been found. Although a vesl-1 intron SNP was found in an analysis using 680 schizophrenia patients, it is not considered statistically a causative gene for schizophrenia. However, analysis of vesl-1 null knockout mice shows a schizophrenia-like phenotype such as inhibition of pre-pulse inhibition (see, for example, Non-Patent Document 8). Lysergic acid diethylamide (LSD) is a hallucinogenic agent that induces a phenotype similar to symptoms of mental disorders such as acute schizophrenia in humans, but LSD induces the expression of the vesl-1M gene in the frontal cortex (For example, see Non-Patent Document 9). Thus, the vesl-1S / 1M / 1L gene may be a causative gene for symptoms associated with schizophrenia.

報酬・薬物依存症は、主に腹側被蓋野のドーパミンニューロンから側坐核や扁桃体に投射するドーパミン系の過活動が関与していると考えられている。依存性薬物コカインやニコチンの投与などによりドーパミン系を賦活すると、投射先のニューロンにおいてvesl-1Sやvesl-1Mの遺伝子発現量が増加する。一方、コカイン連続投与を中止するとVesl-1L蛋白質の発現量が減少する(例えば、非特許文献10を参照)。Vesl-1またはVesl-2のすべてのスプライシングアイソフォームが発現しないvesl-1 ヌルノックアウトマウスやvesl-2 ヌルノックアウトマウスは、コカインにより誘発される多動性が野生型マウスよりも一層顕著になる(以下、ノックアウトを「KO」、ヌルノックアウトを「null KO」と称することがある)。さらにvesl-2 null KOマウスは、コカイン自己投与課題の獲得が早い点など、コカイン中毒動物の表現型と類似している。従ってVesl蛋白質は、グルタミン酸系の機能を変化させることを介してドーパミン系の活動を調節していると考えられている(例えば、非特許文献11を参照)。   Reward / drug dependence is thought to be mainly related to dopamine system overactivity that projects from the dopamine neurons of the ventral tegmental area to the nucleus accumbens and amygdala. When the dopamine system is activated by administration of the dependent drugs such as cocaine and nicotine, the gene expression level of vesl-1S and vesl-1M increases in the projection target neurons. On the other hand, when the continuous administration of cocaine is stopped, the expression level of Vesl-1L protein decreases (for example, see Non-Patent Document 10). Vesl-1 and vesl-2 null knockout mice that do not express all Vesl-1 or Vesl-2 splicing isoforms are more prominent in hyperactivity induced by cocaine than wild type mice ( Hereinafter, the knockout may be referred to as “KO” and the null knockout may be referred to as “null KO”). In addition, vesl-2 null KO mice are similar to the phenotype of cocaine-addicted animals, such as faster acquisition of cocaine self-administration tasks. Therefore, it is considered that the Vesl protein regulates the activity of the dopamine system through changing the function of the glutamate system (see, for example, Non-Patent Document 11).

注意欠陥多動症の治療薬として使用されている向精神薬メチルフェニデート投与によりドーパミン系を賦活した場合も、投射先のニューロンにおいてvesl-1S遺伝子発現が上昇することが報告されている(例えば、非特許文献12を参照)。
このように、報酬・薬物依存症や多動症といったドーパミン系関与の疾病に、vesl-1S, vesl-1M, vesl-1L, vesl-2遺伝子が関与していることが示唆されている。
It has been reported that even when the dopamine system is activated by the administration of the psychotropic drug methylphenidate, which is used as a therapeutic agent for attention deficit hyperactivity disorder, the expression of vesl-1S gene is increased in the target neurons (for example, non (See Patent Document 12).
Thus, it has been suggested that the vesl-1S, vesl-1M, vesl-1L, and vesl-2 genes are involved in dopamine-related diseases such as reward / drug dependence and hyperactivity.

vesl-1S遺伝子はカイニン酸痙攣や海馬LTP刺激により発現誘導される遺伝子として単離されたことから、当初から痙攣・てんかんや、海馬依存的学習・記憶のメカニズムに対して重要な役割を持つことが予想されていた。実際にVesl-1S 蛋白質過剰発現マウスの解析から、Vesl-1S蛋白質が抗痙攣・抗てんかん作用を有する可能性が示唆されている (例えば、非特許文献13を参照)。また、vesl-1 null KOマウスは海馬依存的学習である水迷路テストで空間学習能の成績が悪い(例えば、非特許文献14を参照)。vesl-1Sをウイルスで一過的に過剰発現させたマウスでは海馬依存的記憶のテストであるobject recognition テストの記憶成績が悪い。これらの結果は、Vesl-1アイソフォームが海馬依存的学習記憶において何らかの重要な作用を有する可能性を示唆している。   Since the vesl-1S gene was isolated as a gene induced by kainic acid convulsions or hippocampal LTP stimulation, it has an important role in the mechanism of convulsions / epilepsy and hippocampal-dependent learning / memory. Was expected. In fact, analysis of mice overexpressing Vesl-1S protein suggests the possibility that Vesl-1S protein has anticonvulsant and antiepileptic effects (see, for example, Non-Patent Document 13). Moreover, vesl-1 null KO mice have poor results in spatial learning ability in the water maze test, which is hippocampal-dependent learning (see, for example, Non-Patent Document 14). In mice where vesl-1S was transiently overexpressed with virus, the memory performance of the object recognition test, a test of hippocampus-dependent memory, was poor. These results suggest that the Vesl-1 isoform may have some important effects on hippocampal-dependent learning memory.

Veslファミリー蛋白質が、統合失調症、情動障害、報酬・薬物依存症、てんかん、アルツハイマー病における学習記憶力低下等の治療のための良きターゲット分子である可能性は十分あると考えられる。よって、veslのスプライシングアイソフォームそれぞれの機能を詳細に知ることが必要であり、そのために、各アイソフォーム特異的な遺伝子欠損動物の作出と解析が望まれている。現在までにveslファミリーの遺伝子欠損マウスは作出されているが、いずれも各遺伝子のすべてのスプライシングアイソフォームを発現しないというヌルマウスである。特に、vesl-1S/1Mは、神経活動誘導性を示し、かつ海馬で大量に発現誘導が起こるので、疾患の発症機序におけるVesl-1蛋白質の機能を知るためには従来作製されているvesl-1 null KOマウスの解析ではなく、vesl-1S/1M KOマウスを用いてスプライシングアイソフォーム特有の機能を検討する必要があり、vesl-1S/1M特異的KOマウスの作出は望まれていた。   Vesl family proteins are likely to be good target molecules for the treatment of schizophrenia, affective disorders, reward / drug addiction, epilepsy, and decreased learning and memory in Alzheimer's disease. Therefore, it is necessary to know in detail the functions of each of the splicing isoforms of vesl, and for this purpose, creation and analysis of gene-deficient animals specific to each isoform are desired. To date, gene-deficient mice of the vesl family have been created, but none are null mice that do not express all splicing isoforms of each gene. In particular, vesl-1S / 1M exhibits neuronal activity induction and induces a large amount of expression in the hippocampus, so vesl-1 that has been conventionally produced to know the function of the Vesl-1 protein in the pathogenesis of the disease -1 null KO mice were not analyzed but vesl-1S / 1M KO mice should be used to examine the functions specific to the splicing isoform, and the creation of vesl-1S / 1M-specific KO mice was desired.

スプライシングアイソフォーム間で共有のエキソンの中に選択的5’スプライシングドナーサイトを有する遺伝子においては、該ドナーサイトでスプライシングを受けないアイソフォーム(図1A)と受けるアイソフォーム(図1B)が存在する場合がある。また、スプライシングアイソフォーム間で共有のエキソンの中に選択的3’スプライシングアクセプターサイトを有する遺伝子においては、該アクセプターサイトでスプライシングを受けないアイソフォーム(図1C)と受けるアイソフォーム(図1D)が存在する場合がある。このような、選択的5’スプライシングドナーサイトまたは選択的3’スプライシングアクセプターを有するエキソンを含む遺伝子については、その遺伝子構造上の問題から特定のスプライシングアイソフォームに特異的なKOマウスは作出されてこなかった。vesl-1についても、選択的5’スプライシングドナーサイトを有するエキソンを含むという遺伝子構造上の問題から(図2)、vesl-1S/1M特異的KOマウスは作出されてこなかった。
FEBS Letter 412, 183-189, 1997 J. Neurosci., 22, 167-175, 2002 J Biol Chem 37(11), 23969-23975, 1998 Neuron 21, 717-726, 1998 Eur J Neurosci 18, 811-819, 2003 Current Biology 13, 50-515, 2003 Annu Rev Pharmacol Toxicol 42, 165-179, 2002 Society for Neuroscience Program No.797.8, 2004 Society for Neuroscience Program No. 741.18, 2002 Eur J Neurosci 21, 1145-1154, 2005 Neuron 43, 401-413, 2004 Neuroscience 132, 855-865, 2005 Eur J Neurosci 16, 2157-2165, 2002 Society for Neuroscience Program No.964.16, 2003
In a gene having an alternative 5 ′ splicing donor site in an exon shared between splicing isoforms, there is an isoform that does not undergo splicing at the donor site (FIG. 1A) and an isoform that receives it (FIG. 1B) There is. In addition, in a gene having an alternative 3 ′ splicing acceptor site in an exon shared between splicing isoforms, an isoform (FIG. 1D) that receives and receives an isoform that is not spliced at the acceptor site (FIG. 1D). May exist. For such genes that contain an exon with an alternative 5 ′ splicing donor site or an alternative 3 ′ splicing acceptor, KO mice specific for a particular splicing isoform have been generated due to genetic structural problems. There wasn't. As for vesl-1, a vesl-1S / 1M-specific KO mouse has not been generated due to a problem in the gene structure that it contains an exon having an alternative 5 ′ splicing donor site (FIG. 2).
FEBS Letter 412, 183-189, 1997 J. Neurosci., 22, 167-175, 2002 J Biol Chem 37 (11), 23969-23975, 1998 Neuron 21, 717-726, 1998 Eur J Neurosci 18, 811-819, 2003 Current Biology 13, 50-515, 2003 Annu Rev Pharmacol Toxicol 42, 165-179, 2002 Society for Neuroscience Program No.797.8, 2004 Society for Neuroscience Program No. 741.18, 2002 Eur J Neurosci 21, 1145-1154, 2005 Neuron 43, 401-413, 2004 Neuroscience 132, 855-865, 2005 Eur J Neurosci 16, 2157-2165, 2002 Society for Neuroscience Program No.964.16, 2003

本発明は、vesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物およびその作製方法を提供することを課題とする。また、選択的5’スプライシングドナーサイトまたは選択的3’スプライシングアクセプターを有するエキソンを含む遺伝子について、特定のスプライシングアイソフォームに特異的なノックアウト非ヒト動物の作製方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a non-human animal in which the expression level of the vesl-1S / 1M gene has disappeared or decreased compared to the wild type and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a method for producing a knockout non-human animal specific for a specific splicing isoform for a gene containing an exon having an alternative 5 'splicing donor site or an alternative 3' splicing acceptor.

本発明者らは、上記課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、vesl-1S遺伝子に特異的なエキソン領域の欠失およびvesl-1M遺伝子に特異的なエキソンへのスプライシング阻害によりvesl-1S/1M遺伝子を破壊することにより、具体的には、vesl-1遺伝子の第5エキソンに存在する選択的5’スプライシングドナーサイトにvesl-1L遺伝子に特有な第7〜11エキソンを含むDNAを導入するためのターゲッティングベクターを構築し、これをES細胞に導入して相同組換えを生じさせ、該ES細胞により作製したキメラマウスを交配することにより、vesl-1S/1M遺伝子の発現量が消失または低下しているマウスを作製できることを見いだした。また、vesl-1 null KOマウスでは基礎運動機能が低下しているのに対し、作製されたvesl-1S/1M特異的KOマウスは基礎運動機能に関しては異常が観察されないが少なくとも記憶保持の異常、記憶再固定化の異常、運動学習能力の低下、または痙攣回復力の上昇のいずれかの表現型を有していることを見いだした。さらに、選択的5’スプライシングドナーサイトまたは選択的3’スプライシングアクセプターサイトを有するエキソンにおいて、該エキソンの特異的な領域を欠失させ、選択的5’スプライシングまたは選択的3’スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームが正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソンを含むDNAを欠失させたエキソン領域に導入することにより、選択的5’スプライシングドナーサイトまたは選択的3’スプライシングアクセプターを有するエキソンを含む遺伝子について、特定のスプライシングアイソフォームに特異的なノックアウト非ヒト動物を作製できることを見いだした。本発明は、これらの知見に基づいて成し遂げられたものである。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have determined that vesl-1S / is due to deletion of an exon region specific to the vesl-1S gene and inhibition of splicing to the exon specific to the vesl-1M gene. Specifically, by disrupting the 1M gene, a DNA containing exons 7 to 11 unique to the vesl-1L gene is introduced into an alternative 5 ′ splicing donor site existing in the fifth exon of the vesl-1 gene. Constructing a targeting vector for this, introducing it into ES cells to cause homologous recombination, and mating chimeric mice produced with the ES cells, the expression level of the vesl-1S / 1M gene disappears or decreases I found out that I could make a mouse. In addition, vesl-1 null KO mice have a decline in basal motor function, whereas the produced vesl-1S / 1M-specific KO mice have no observed abnormality in basal motor function, but at least abnormal memory retention, It was found to have a phenotype of either abnormal memory refixation, reduced motor learning ability, or increased convulsive resilience. Further, in an exon having an alternative 5 ′ splicing donor site or an alternative 3 ′ splicing acceptor site, a splicing isoform that is subjected to alternative 5 ′ splicing or alternative 3 ′ splicing by deleting a specific region of the exon. Includes exons with alternative 5 'splicing donor sites or alternative 3' splicing acceptors by introducing into the deleted exon region DNA containing all exons necessary for the form to be successfully translated For genes, we found that knockout non-human animals specific for a particular splicing isoform can be generated. The present invention has been accomplished based on these findings.

すなわち本発明によれば、
1.vesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失もしくは低下している非ヒト動物、またはその子孫、
2.vesl-1S/1M遺伝子の発現量の消失が、相同染色体上の2つのvesl-1遺伝子座においてvesl-1S/1M遺伝子が破壊されていることによるものである前項1に記載の動物、
3.vesl-1S/1M遺伝子の発現量の低下が、相同染色体上の1つのvesl-1遺伝子座においてvesl-1S/1M遺伝子が破壊されていることによるものである前項1に記載の動物、
4.vesl-1S/1M遺伝子の破壊が、vesl-1S遺伝子に特異的なエキソン領域の欠失およびvesl-1M遺伝子に特異的なエキソンへのスプライシング阻害により生じている前項2または3に記載の動物、
5.前記動物が少なくとも記憶保持の異常、記憶再固定化の異常、運動学習能力の低下、または痙攣回復力の上昇のいずれかの表現型を有することを特徴とする前項1〜4のいずれかに記載の動物、
6.前記動物が齧歯類動物である前項1〜5のいずれかに記載の動物、
7.前記齧歯類動物がマウスである前項6に記載の動物、
8.前項1〜7のいずれかに記載の動物または該動物から得られる生体試料に被検物質を添加し、該動物または生体試料に対し被検物質が与える影響を検出することを特徴とするVesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患の治療および/または予防薬のスクリーニング方法、
9.Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患が薬物依存症、精神疾患または神経変性疾患である前項8に記載の方法、
10.薬物依存症が、コカインまたはLSDによるものである、前項9に記載の方法、
11.精神疾患が、統合失調症である、前項9に記載の方法、
12.神経変性疾患が、アルツハイマー病である、前項9に記載の方法、
13.選択的5’スプライシングドナーサイトで選択的スプライシングを受けないスプライシングアイソフォームの発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物を作製する方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする方法;
(1)選択的5’スプライシングドナーサイトを有するエキソンにおいて、選択的5’スプライシングドナーサイトより下流の特異的なエキソン領域を欠失させる工程、
(2)選択的5’スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームが正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソンを含むDNAを(1)で欠失させたエキソン領域に導入する工程、
14.選択的3’スプライシングアクセプターサイトで選択的スプライシングを受けないスプライシングアイソフォームの発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物を作製する方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする方法;
(1)選択的3’スプライシングアクセプターサイトを有するエキソンにおいて、選択的3’スプライシングアクセプターサイトより上流の特異的なエキソン領域を欠失させる工程、
(2)選択的3’スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームが正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソンを含むDNAを(1)で欠失させたエキソン領域に導入する工程、
15.選択的5’スプライシングドナーサイトで選択的スプライシングを受けないスプライシングアイソフォームがvesl-1Sで、選択的5’スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームがvesl-1Lである、前項13に記載の方法、
が提供される。
That is, according to the present invention,
1. a non-human animal in which the expression level of the vesl-1S / 1M gene has disappeared or decreased compared to the wild type, or a progeny thereof,
2. 2. The animal according to item 1 above, wherein the disappearance of the expression level of the vesl-1S / 1M gene is caused by disruption of the vesl-1S / 1M gene at two vesl-1 loci on the homologous chromosome.
3. 2. The animal according to item 1, wherein the decrease in the expression level of the vesl-1S / 1M gene is due to the destruction of the vesl-1S / 1M gene at one vesl-1 locus on the homologous chromosome.
4). 4. The animal according to item 2 or 3, wherein the disruption of the vesl-1S / 1M gene is caused by deletion of an exon region specific to the vesl-1S gene and inhibition of splicing to an exon specific to the vesl-1M gene;
5. The animal according to any one of the preceding items 1 to 4, wherein the animal has at least a phenotype of memory retention abnormality, memory re-fixation abnormality, decreased motor learning ability, or increased spasm recovery ability. Animals,
6). The animal according to any one of 1 to 5 above, wherein the animal is a rodent animal,
7). The animal according to item 6 above, wherein the rodent animal is a mouse;
8). A test substance is added to the animal according to any one of items 1 to 7 or a biological sample obtained from the animal, and the influence of the test substance on the animal or the biological sample is detected. A method for screening a therapeutic and / or prophylactic agent for a disease involving 1S protein and / or Vesl-1M protein,
9. 9. The method according to item 8 above, wherein the disease involving Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein is drug dependence, mental disease or neurodegenerative disease;
10. 10. The method according to item 9 above, wherein the drug dependence is due to cocaine or LSD,
11. 10. The method according to item 9 above, wherein the mental illness is schizophrenia.
12 10. The method according to item 9 above, wherein the neurodegenerative disease is Alzheimer's disease.
13. A method for producing a non-human animal in which the expression level of a splicing isoform that does not undergo alternative splicing at an alternative 5 ′ splicing donor site is lost or reduced compared to the wild type, comprising the following steps: Featured method;
(1) a step of deleting a specific exon region downstream from an alternative 5 ′ splicing donor site in an exon having an alternative 5 ′ splicing donor site;
(2) introducing a DNA containing all exons necessary for normal translation of a splicing isoform undergoing alternative 5 ′ splicing into the exon region deleted in (1),
14 A method for producing a non-human animal in which the expression level of a splicing isoform that does not undergo alternative splicing at an alternative 3 ′ splicing acceptor site is lost or reduced as compared to the wild type, comprising the following steps: A method characterized by:
(1) a step of deleting a specific exon region upstream of the alternative 3 ′ splicing acceptor site in the exon having an alternative 3 ′ splicing acceptor site;
(2) introducing a DNA containing all exons necessary for normal translation of a splicing isoform undergoing alternative 3 ′ splicing into the exon region deleted in (1),
15. 14. The method according to item 13 above, wherein the splicing isoform that does not undergo alternative splicing at the alternative 5 ′ splicing donor site is vesl-1S, and the splicing isoform that undergoes alternative 5 ′ splicing is vesl-1L.
Is provided.

本発明のvesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物は、Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する薬物依存症、精神疾患または神経変性疾患等の疾患のモデル動物として有用である。該動物を用いれば、該疾患の治療および/または予防薬のスクリーニングを行うことができる。   The non-human animal in which the expression level of the vesl-1S / 1M gene of the present invention has disappeared or decreased compared to the wild type is a drug dependence, psychiatric disorder or Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein. It is useful as a model animal for diseases such as neurodegenerative diseases. If the animal is used, it is possible to screen for a therapeutic and / or prophylactic agent for the disease.

以下に本発明を詳細に説明するが、これらの記載は本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明の範囲を限定するものではない。なお、本明細書において、DNAの調製やベクターの調製等の分子生物学的な手法、蛋白質の抽出やウエスタン・ブロッティング等の蛋白質化学的な手法、およびノックアウト動物作製の操作等は、特に明記しない限り、Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 3rd edition(Sambrook and Russell,Cold Spring Harbor Laboratory(2001))、Manipulating the Mouse Embryo. A Laboratory Manual, 3rd edition (Cold Spring Harbor Laboratory, 2003), ジーンターゲッティング(相沢慎一;羊土社(1995))等の実験書に記載の方法またはそれに準じた方法により行うことができる。 The present invention will be described in detail below, but these descriptions are examples (representative examples) of the embodiments of the present invention and do not limit the scope of the present invention. In the present specification, molecular biological techniques such as DNA preparation and vector preparation, protein chemical techniques such as protein extraction and Western blotting, and operations for producing knockout animals are not particularly specified. As long as, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 3 rd edition (Sambrook and Russell, Cold Spring Harbor Laboratory (2001)), Manipulating the Mouse Embryo. A Laboratory Manual, 3 rd edition (Cold Spring Harbor Laboratory, 2003), Gene targeting ( Aizawa, Shinichi; Yodosha (1995)) and the like.

(1)vesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物
本発明のvesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物とは、該動物におけるvesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失または低下しているものであれば、いかなるものでもよい。vesl-1S/1M遺伝子の発現量の制御方法としては、例えば、該動物の相同染色体上の2つもしくは1つのvesl-1遺伝子座においてvesl-1S/1M遺伝子を破壊する方法や、薬物投与、アンチセンスDNA法、RNAインターフェアレンス法(Fire A.,et al.,Nature,391,806-811(1998))、あるいは自然突然変異体を選択する方法等が挙げられる。また、他の遺伝子の変異等によってvesl-1S/1M遺伝子の発現が実質的に消失または低下した動物についても、本発明の非ヒト動物に含まれる。本発明の非ヒト動物は、vesl-1L遺伝子の発現量は野生型と同等であることが好ましい。
(1) Non-human animal in which the expression level of vesl-1S / 1M gene has disappeared or decreased compared to the wild type The expression level of vesl-1S / 1M gene of the present invention has disappeared or decreased compared to the wild type The non-human animal may be any animal as long as the expression level of the vesl-1S / 1M gene in the animal disappears or decreases compared to the wild type. Methods for controlling the expression level of vesl-1S / 1M gene include, for example, a method of disrupting vesl-1S / 1M gene at two or one vesl-1 gene locus on the homologous chromosome of the animal, Examples include an antisense DNA method, an RNA interference method (Fire A., et al., Nature, 391, 806-811 (1998)), a method of selecting a natural mutant, and the like. In addition, an animal in which the expression of vesl-1S / 1M gene is substantially lost or reduced due to mutation of other genes is also included in the non-human animal of the present invention. In the non-human animal of the present invention, the expression level of the vesl-1L gene is preferably equivalent to that of the wild type.

vesl-1S/1M遺伝子の破壊によってvesl-1S/1M遺伝子の発現が消失した非ヒト動物を作製するには、該動物の相同染色体上の2つのvesl-1遺伝子座のうち、両方のvesl-1遺伝子を破壊する方法が用いられる。またvesl-1S/1M遺伝子の発現が低下した非ヒト動物を作製するには、上記動物のvesl-1遺伝子座のうち、片方のvesl-1S/1M遺伝子を破壊する方法が用いられる。上記のvesl-1遺伝子座のうち片方のvesl-1S/1M遺伝子が破壊された非ヒト動物を、以下「ヘテロ型動物」と称し、両方のvesl-1S/1M遺伝子が破壊された非ヒト動物を、以下「ホモ型動物」と称する。ここで、vesl-1S/1M遺伝子が破壊されているとは、例えば、何らかの人工的変異の導入等が挙げられる。人工的変異によるvesl-1S/1M遺伝子の破壊の具体例としては、該vesl-1S/1M遺伝子の全てを薬剤耐性遺伝子等の他の塩基配列を有するDNAにゲノム上で置換して欠如させたり、あるいはvesl-1S遺伝子に特異的なエキソン領域の欠失およびvesl-1M遺伝子に特異的なエキソンへのスプライシング阻害によりvesl-1S/1M遺伝子に特異的なエキソン領域を欠失させかつ欠失エキソン領域にvesl-1L遺伝子が正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソンを含むDNAを導入する方法等が挙げられる。具体的には、例えば、第5エキソンのうちvesl-1S遺伝子に特異的な領域である該エキソンのC末11アミノ酸に対応する領域を欠失させることにより、vesl-1Mの第5エキソンのスプライシングドナーサイトを壊してvesl-1M遺伝子に特異的な第6エキソンへのスプライシングを阻害し(同時にvesl-1L遺伝子に特異的な第7エキソンへのスプライシングも阻害する)、さらに欠失させた第5エキソン領域に第7〜11エキソンに相当するcDNAを導入すればよい。   In order to produce a non-human animal in which expression of vesl-1S / 1M gene has been lost due to disruption of vesl-1S / 1M gene, both vesl-1 loci of the two vesl-1 loci on the homologous chromosome of the animal are produced. One gene disruption method is used. In order to produce a non-human animal in which the expression of the vesl-1S / 1M gene is reduced, a method of destroying one of the vesl-1S gene loci from the vesl-1 locus of the animal is used. A non-human animal in which one of the vesl-1 loci is disrupted is referred to as a "heterotype animal", and a non-human animal in which both vesl-1S / 1M genes are disrupted. Hereinafter referred to as “homotype animals”. Here, that the vesl-1S / 1M gene is disrupted includes, for example, the introduction of some artificial mutation. Specific examples of disruption of the vesl-1S / 1M gene by artificial mutation include the replacement of all of the vesl-1S / 1M gene with DNA having other nucleotide sequences such as drug resistance genes on the genome. Or, deletion of exon region specific to vesl-1S / 1M gene by deletion of exon region specific to vesl-1S gene and splicing inhibition to exon specific to vesl-1M gene and deletion exon Examples thereof include a method of introducing DNA containing all exons necessary for normal translation of the vesl-1L gene into the region. Specifically, for example, splicing of the fifth exon of vesl-1M by deleting the region corresponding to the C-terminal 11 amino acids of the exon that is specific to the vesl-1S gene in the fifth exon 5th spliced to the 6th exon specific to the vesl-1M gene by destroying the donor site (at the same time, splicing to the 7th exon specific to the vesl-1L gene) A cDNA corresponding to the seventh to eleventh exons may be introduced into the exon region.

本発明のvesl-1S/1M遺伝子とは、Vesl-1S/1M蛋白質に関する全ての遺伝情報をになうDNAを意味し、具体的にはアミノ酸に翻訳されるコード領域と、ゲノム上で該領域中に存在するイントロン、およびコード領域の5'上流、もしくは3'下流に存在する転写開始点等を含む非翻訳領域を含むDNAをいう。このvesl-1S/1M遺伝子は、例えば、Kato et al., J. Biol. Chem., 273, 23969-23975, (1998)、Xiao et al., Neuron, 21, 707-716, (1998)、Berke et al., J. Neurosci., 18, 5301-5310, (1998)に記載のものが挙げられ、ゲノムDNAライブラリー等からポリメラーゼチェインリアクション(PCR)や、vesl-1S/1M遺伝子の一部の配列をプローブとしたハイブリダイゼーション等により取得することができる。vesl-1S/1M遺伝子を有する動物から通常用いられる方法によって単離、抽出することにより取得することもできる。また、本発明においてvesl-1S/1M遺伝子の発現とは、Vesl-1S/1M蛋白質をコードするmRNAの生成、およびVesl-1S/1M蛋白質の生成をいう。   The vesl-1S / 1M gene of the present invention means DNA that comprises all genetic information related to the Vesl-1S / 1M protein, specifically, a coding region that is translated into amino acids, and the region on the genome. A DNA comprising an intron present therein and an untranslated region containing a transcription initiation site 5 ′ upstream or 3 ′ downstream of the coding region. This vesl-1S / 1M gene is, for example, Kato et al., J. Biol. Chem., 273, 23969-23975, (1998), Xiao et al., Neuron, 21, 707-716, (1998), Berke et al., J. Neurosci., 18, 5301-5310, (1998). Examples include polymerase chain reaction (PCR) and part of the vesl-1S / 1M gene from genomic DNA libraries. Can be obtained by hybridization using the above sequence as a probe. It can also be obtained by isolation and extraction from an animal having a vesl-1S / 1M gene by a method usually used. In the present invention, the expression of the vesl-1S / 1M gene refers to the production of mRNA encoding the Vesl-1S / 1M protein and the production of the Vesl-1S / 1M protein.

非ヒト動物としては、vesl-1S/1M遺伝子を有するヒト以外の動物であれば、いかなる動物でも用いることができるが、非ヒト哺乳動物が好ましい。非ヒト哺乳動物としては、例えば、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、サル、イヌ、ネコ、ウサギ、モルモット、ハムスター、マウス、ラット等が挙げられるが、この中でも、個体発生および生物サイクルが比較的短く、また繁殖が容易な齧歯類動物、特にマウスが好ましい。用いられるマウスとしては、例えば、純系として、C57BL/6系、BALB/c系、DBA2系等、交雑系として、B6C3F1系、BDF1系、B6D2F1系、ICR系等が挙げられるが、中でもC57BL/6系が好ましく用いられる。   As the non-human animal, any animal other than a human having the vesl-1S / 1M gene can be used, but a non-human mammal is preferable. Non-human mammals include, for example, cows, pigs, sheep, goats, monkeys, dogs, cats, rabbits, guinea pigs, hamsters, mice, rats, etc. Among them, ontogeny and biological cycle are relatively short. Also preferred are rodents, especially mice, which are easy to reproduce. Examples of the mouse to be used include C57BL / 6, BALB / c, DBA2, etc. as pure strains, and B6C3F1, BDF1, B6D2F1 strain, ICR, etc. as hybrids, among which C57BL / 6 A system is preferably used.

(2)vesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物の作製
上記(1)に記載のvesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物のうち、vesl-1S/1M遺伝子の破壊により作製されるもの(以下、これを「vesl-1S/1Mノックアウト動物」と称することがある)について、さらに詳細に説明する。該動物は、例えば、vesl-1S/1M遺伝子が破壊された非ヒト動物ES細胞(胚性幹細胞)を用いて作製することができる。
(2) Production of non-human animals in which the expression level of vesl-1S / 1M gene has disappeared or decreased compared to the wild type expression level of vesl-1S / 1M gene described in (1) above Of non-human animals that have disappeared or declined due to the disruption of the vesl-1S / 1M gene (hereinafter sometimes referred to as “vesl-1S / 1M knockout animals”) Explained. The animal can be prepared using, for example, non-human animal ES cells (embryonic stem cells) in which the vesl-1S / 1M gene is disrupted.

ES細胞のvesl-1S/1M遺伝子は上記した方法により破壊することができる。具体的には、vesl-1S/1M遺伝子の一部、または全部を薬剤耐性遺伝子等の他の配列を有するDNAにゲノム上で置換するためのターゲッティングベクターを構築し、これを該ES細胞に導入して、相同組み換えが起こってvesl-1S/1M遺伝子が破壊された細胞を選択することにより行うことができる。   The vesl-1S / 1M gene of ES cells can be destroyed by the method described above. Specifically, a targeting vector for substituting part or all of the vesl-1S / 1M gene with DNA having another sequence such as a drug resistance gene on the genome is constructed and introduced into the ES cell. Then, it can be performed by selecting cells in which homologous recombination has occurred and the vesl-1S / 1M gene has been disrupted.

(3)ターゲッティングベクターの調製
vesl-1S/1M遺伝子のターゲッティングベクターは、vesl-1S/1M遺伝子の一部または全部の削除を目的としたものである。vesl-1S/1M遺伝子の一部を削除すると、例えば、コドンの読み取り枠がずれたり、プロモーターあるいはエキソンが不活化されるために、vesl-1S/1M遺伝子が破壊される。このようなターゲッティングベクターによる遺伝子の一部または全部の削除は、通常、相同組換えにより他の配列を有するDNAとの置換によって行われる。置換されるDNA(以下、これを「挿入DNA」と称することがある)としては、ネオマイシン耐性(neo)遺伝子やハイグロマイシン耐性遺伝子等の薬剤耐性遺伝子、あるいは、lacZ(β−ガラクトシダーゼ遺伝子)やcat(クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子)等のレポーター遺伝子等が、相同組換えのマーカーともなり得るために好ましい。さらには、poly A付加シグナル等の遺伝子の転写を終結させる塩基配列と置換することによっても、完全なmRNAの合成を阻害することができる。
(3) Preparation of targeting vector
The targeting vector of the vesl-1S / 1M gene is intended to delete part or all of the vesl-1S / 1M gene. When a part of the vesl-1S / 1M gene is deleted, the vesl-1S / 1M gene is destroyed because, for example, the codon reading frame is shifted or the promoter or exon is inactivated. Deletion of a part or all of a gene by such a targeting vector is usually performed by replacement with DNA having other sequences by homologous recombination. The DNA to be replaced (hereinafter sometimes referred to as “inserted DNA”) includes drug resistance genes such as neomycin resistance (neo) gene and hygromycin resistance gene, lacZ (β-galactosidase gene) and cat Reporter genes such as (chloramphenicol acetyltransferase gene) are preferred because they can also serve as markers for homologous recombination. Furthermore, complete mRNA synthesis can also be inhibited by substitution with a base sequence that terminates transcription of a gene such as a poly A addition signal.

このようなターゲッティングベクターとしては、vesl-1S/1M遺伝子中の削除しようとする部分の5'上流、および3'下流のDNA(以下、これを「相同領域」と称することがある)の間に挿入DNAが挟まれた構造を有するDNA(以下、これを「ターゲッティングユニット」と称することがある)を、必要に応じて適当なクローニングベクターに挿入したもの等が用いられる。ここで、相同領域は、相同組み換えが誘導されるに充分な長さであればいかなるものであってもよいが、具体的には例えば0.5kb以上のものが好ましく用いられる。また、それらのDNA配列は導入する細胞が有するvesl-1S/1M遺伝子もしくはその近傍の配列と完全に一致する必要はなく、好ましくは80%以上の相同性を有するものが用いられる。このようなDNA断片は、vesl-1S/1M遺伝子からPCR法等を用いて取得することができる。vesl-1S遺伝子に特異的なエキソン領域の欠失およびvesl-1M遺伝子に特異的なエキソンへのスプライシング阻害を目的とする場合には、ターゲッティングユニットは、vesl-1S遺伝子の第5エキソンの5'上流イントロンと第5エキソンのvesl-1S遺伝子に特異的なエキソン領域より5'上流領域、および3'下流のイントロンの配列からなるDNAに適当な挿入DNAが挟まれた構造を有する。このようなvesl-1S/1M遺伝子の破壊によれば、第1〜4エキソンおよび選択的5'スプライシングドナーサイトより上流の第5エキソン領域からなる、不完全なvesl-1S蛋白質が合成される可能性があるので、選択的5'スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームであるvesl-1Lが正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソン、すなわち第7〜11エキソンを含むDNAを、上記の欠失させたエキソン領域に導入することが好ましい。導入するDNAは、vesl-1Lが正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソンを含みこれらが正常に翻訳されれば、cDNAでもイントロンを含むゲノムDNAでもよい。具体的には、例えば、vesl-1遺伝子の第5エキソンのスプライシングドナーサイトの直後にインフレームとなるように第7〜11エキソンに相当するcDNAを接続すればよい。   As such a targeting vector, a DNA between 5 ′ upstream and 3 ′ downstream of a portion to be deleted in the vesl-1S / 1M gene (hereinafter sometimes referred to as “homologous region”) is used. A DNA having a structure in which an inserted DNA is sandwiched (hereinafter sometimes referred to as a “targeting unit”) inserted into an appropriate cloning vector as necessary is used. Here, the homologous region may be any length as long as it is long enough to induce homologous recombination. Specifically, for example, a region of 0.5 kb or more is preferably used. Further, these DNA sequences do not have to completely coincide with the vesl-1S / 1M gene of the cell to be introduced or a sequence in the vicinity thereof, and those having a homology of 80% or more are preferably used. Such a DNA fragment can be obtained from the vesl-1S / 1M gene using a PCR method or the like. For purposes of deletion of the exon region specific for the vesl-1S gene and inhibition of splicing to the exon specific for the vesl-1M gene, the targeting unit is 5 'of the fifth exon of the vesl-1S gene. It has a structure in which a suitable inserted DNA is sandwiched between DNAs consisting of an intron sequence 5 'upstream and 3' downstream from an exon region specific to the vesl-1S gene of the upstream intron and the fifth exon. Such disruption of the vesl-1S / 1M gene can synthesize an incomplete vesl-1S protein consisting of the first to fourth exons and the fifth exon region upstream of the alternative 5 ′ splicing donor site. Therefore, the DNA containing all exons necessary for normal translation of vesl-1L, a splicing isoform that undergoes alternative 5 ′ splicing, ie, exons 7-11, is deleted as described above. It is preferable to introduce into the exon region. The DNA to be introduced includes all exons necessary for normal translation of vesl-1L, and may be genomic DNA including introns as long as these are normally translated. Specifically, for example, cDNA corresponding to the seventh to eleventh exons may be connected so as to be in-frame immediately after the splicing donor site of the fifth exon of the vesl-1 gene.

挿入DNAは、上記したものの中から選択して用いればよい。具体的には、例えば、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーターの下流にネオマイシン耐性遺伝子、PGKpolyAシグナルが連結されたneoカセット「pKJ2」(Boer P.H.,et al.,Biochemical Genetics,28,299−308(1990))等を用いることができる。   The inserted DNA may be selected from those described above. Specifically, for example, a neo cassette “pKJ2” in which a neomycin resistance gene and a PGKpolyA signal are linked downstream of a phosphoglycerate kinase (PGK) promoter (Boer PH, et al., Biochemical Genetics, 28, 299). -308 (1990)) can be used.

また、本発明のターゲッティングベクターにおいては、上記のターゲッティングユニットの5’上流、または3’下流に別の選択マーカー遺伝子を挿入したものを用いることにより、組換えは生じたが目的とする相同組換えではないランダムな組換えが生じた細胞を除外することができる。例えば、別のマーカーとしてチミジンキナーゼ遺伝子のような核酸合成に関与する遺伝子等を挿入しておくことにより、培地中に添加したFIAU(1−(2−deoxy−2−fluoro−β−D−arabinofuranosyl)−5−indouracil)、ガンシクロビル等の核酸合成阻害物質をランダムな相同組換えが生じてしまった細胞に取り込ませ、死滅させて除外することができる。チミジンキナーゼ(TK)遺伝子としては、例えば、MC1プロモーター(Thomas K.R.and Capecchi M.R.,Cell,51,503−512(1987))の下流にヘルペス・シンプレックス・ウイルス・チミジンキナーゼ遺伝子が連結した断片を、pBSIISK(−)のEcoRI/EcoRV部位にクローニングしたMC1−TKのカセット「F3」等を用いることができる。   In addition, in the targeting vector of the present invention, the target homologous recombination has occurred although recombination has occurred by using another targeting marker gene inserted 5 ′ upstream or 3 ′ downstream of the above targeting unit. Non-random cells that have undergone random recombination can be excluded. For example, by inserting a gene involved in nucleic acid synthesis such as thymidine kinase gene as another marker, FIAU added to the medium (1- (2-deoxy-2-fluoro-β-D-arabinofuranosyl) ) -5-induracil), nucleic acid synthesis inhibitors such as ganciclovir can be taken up into cells where random homologous recombination has occurred and killed to be excluded. Examples of the thymidine kinase (TK) gene include a herpes simplex virus thymidine kinase gene downstream of the MC1 promoter (Thomas KR and Capecchi MR, Cell, 51, 503-512 (1987)). The MC1-TK cassette “F3” or the like obtained by cloning the ligated fragment into the EcoRI / EcoRV site of pBSIISK (−) can be used.

クローニングベクターとしては、pBS(ストラタジーン社製)、pBluscriptII(ストラタジーン社製)、pBR322(TAKARA社製)、pUC18、およびpUC19(TAKARA社製)等が挙げられる。また、λファージ等のバクテリオファージ、モロニー白血病ウイルスなどのレトロウイルス、ワクシニアウイルスまたはアデノウイルスベクター、バキュロウイルス、ウシ乳頭腫ウイルス、ヘルペスウイルス群からのウイルス、またはエプスタイン・バー・ウイルス等の動物ウイルス等が用いられる。   Examples of the cloning vector include pBS (manufactured by Stratagene), pBluescript II (manufactured by Stratagene), pBR322 (manufactured by TAKARA), pUC18, and pUC19 (manufactured by TAKARA). In addition, bacteriophages such as λ phage, retroviruses such as Moloney leukemia virus, vaccinia virus or adenovirus vectors, baculovirus, bovine papilloma virus, viruses from the herpesvirus group, animal viruses such as Epstein-Barr virus, etc. Is used.

(4)非ヒトES細胞へのターゲッティングベクターの導入、および、相同組換え体の選択
次に、上記の通り構築されたターゲッティングベクターを非ヒトES細胞に導入するが、効率を良くするためにターゲッティングベクターを直鎖状にしてから導入することが好ましい。直鎖状にするための切断箇所はターゲッティングユニットの外部であればいずれの場所でもよい。導入の方法としては、例えば、電気穿孔法(エレクトロポレーション法)、マイクロインジェクション法等が挙げられ、中でも電気穿孔法で行うのが好ましい。非ヒトES細胞としては、既に樹立され保存されたものを用いてもよく、それ自体公知の通常用いられる作製方法に準じて新たに樹立して用いてもよい。非ヒトES細胞を樹立するために用いる非ヒト動物としては、前記したものと同様の動物を用いることができる。例えば、マウスの場合には、129系等のES細胞が好ましく用いられ、このうち、E14TG2a株(Hooper M.,et al.,Nature,326,292-295(1987))等が好ましく用いられる。
(4) Introduction of targeting vector into non-human ES cells and selection of homologous recombinants Next, the targeting vector constructed as described above is introduced into non-human ES cells, but targeting is performed to improve efficiency. It is preferable to introduce the vector after making it linear. The cutting position for making the straight chain may be anywhere as long as it is outside the targeting unit. Examples of the introduction method include an electroporation method (electroporation method), a microinjection method, and the like. Among them, the electroporation method is preferable. As non-human ES cells, those that have already been established and stored may be used, or they may be newly established according to a commonly used production method known per se. As non-human animals used for establishing non-human ES cells, the same animals as those described above can be used. For example, in the case of mice, ES cells such as 129 strain are preferably used, and among these, E14TG2a strain (Hooper M., et al., Nature, 326, 292-295 (1987)) and the like are preferably used.

かくして得られるターゲッティングベクターが導入された非ヒトES細胞は、相同組換えが生じた細胞のみが選択的に培養され得るような条件下で培養する。このような培養条件は、用いた非ヒトES細胞に応じて適宜選択すればよく、例えば、薬剤耐性遺伝子を導入する場合には、選択に用いる薬剤を種々の濃度で培地に添加して、該遺伝子が導入される前のES細胞が増殖できなくなるような濃度を検討して決定すればよい。具体的には、例えば、129系マウスのES細胞に、前記選択マーカーとしてネオマイシン耐性遺伝子とチミジンキナーゼ遺伝子を挿入したターゲッティングベクターを導入した場合には、例えば、培地中に、50〜500μg/mlのG418(GIBCO社製等)等のネオマイシン類縁体と、0.1〜5μMのFIAU等の核酸合成阻害物質を添加して培養を行えばよい。ネオマイシン類縁体としては、ネオマイシン耐性遺伝子により不活性化されるアミノグリコシド系抗生物質の中から、任意に選択して用いればよい。培地としては、それ自体公知の通常用いられるものを任意に選択して用いることができる。   Nonhuman ES cells into which the targeting vector thus obtained is introduced are cultured under conditions such that only cells in which homologous recombination has occurred can be selectively cultured. Such culture conditions may be appropriately selected according to the non-human ES cells used. For example, when introducing a drug resistance gene, the drug used for selection is added to the medium at various concentrations, and The concentration may be determined by examining the concentration at which the ES cells before the gene is introduced cannot grow. Specifically, for example, when a targeting vector in which a neomycin resistance gene and a thymidine kinase gene are inserted as the selection markers is introduced into ES cells of 129 mouse, for example, 50 to 500 μg / ml in the medium. Culture may be performed by adding a neomycin analog such as G418 (manufactured by GIBCO) and a nucleic acid synthesis inhibitor such as 0.1 to 5 μM FIAU. The neomycin analog may be arbitrarily selected from aminoglycoside antibiotics inactivated by a neomycin resistance gene. As the culture medium, a conventionally known and commonly used medium can be arbitrarily selected and used.

次いで、上記のように培養された非ヒトES細胞から、十分な数のコロニーをピックアップして播種しなおし、これらにProteinase K処理や加熱処理等を行ってDNAを抽出して、遺伝子型の解析を行い、vesl-1 遺伝子に相同組換えが生じた非ヒトES細胞(以下、これを「相同組換え体」と称することがある)をさらに確実に選択することができる。遺伝子型の解析方法としては、挿入DNAの塩基配列からなるプライマーと相同組換えにより削除されない領域の塩基配列からなるプライマーを用いたPCRや、挿入DNA上もしくは相同組換えにより削除されない領域の塩基配列からなるプローブを用いたサザンハイブリダイゼーション法等が挙げられる。ここで用いられるプライマーあるいはプローブとしては、該ES細胞のゲノム上の目的とした位置で相同組み換えが生じ、目的のDNA断片に置換されたことを確認できるような組み合わせであれば如何なるものであってもよい。具体例としては、例えば、vesl-1S遺伝子特異的配列を含むエキソン領域をvesl-1L cDNAの一部(第7エキソンから第11エキソンに相当)とネオマイシン耐性遺伝子に置換する相同組換え行った場合、解析に用いられるプローブとしては、5' 側相同領域のさらに5' 側の塩基配列からなるもの、ネオマイシン耐性遺伝子の部分塩基配列からなるもの、および3'側相同領域のさらに3'側の塩基配列からなるもの等が挙げられる。   Next, a sufficient number of colonies were picked up from the non-human ES cells cultured as described above, reseeded, and subjected to Proteinase K treatment, heat treatment, etc. to extract DNA, and genotype analysis And non-human ES cells in which homologous recombination has occurred in the vesl-1 gene (hereinafter sometimes referred to as “homologous recombinants”) can be selected more reliably. Genotype analysis methods include PCR using a primer consisting of a base sequence of an inserted DNA and a primer consisting of a base sequence of a region not deleted by homologous recombination, or a base sequence of a region not deleted on the inserted DNA or by homologous recombination Southern hybridization using a probe consisting of The primer or probe used here is any combination as long as homologous recombination has occurred at the target position on the genome of the ES cell and it can be confirmed that the target DNA fragment has been replaced. Also good. As a specific example, for example, when homologous recombination is performed in which an exon region containing a vesl-1S gene-specific sequence is replaced with a part of vesl-1L cDNA (corresponding to exons 7 to 11) and a neomycin resistance gene. Probes used in the analysis include those consisting of the 5 ′ base sequence of the 5 ′ homologous region, those consisting of a partial base sequence of the neomycin resistance gene, and further 3 ′ bases of the 3 ′ homologous region. The thing which consists of arrangement | sequences etc. are mentioned.

このようにして得られた相同組換え体は、通常その増殖性は良好であるが、個体発生できる能力を失いやすいので、注意深く継代培養することが必要である。培養は、それ自体公知の通常用いられる方法により行うことができるが、例えば、STO繊維芽細胞のような適当なフィーダー細胞上でLIF(1〜10000U/ml)存在下に炭酸ガス培養器内(好ましくは、5%炭酸ガス、95%空気または5%酸素、5%炭酸ガス、90%空気)で約37℃で培養する等の方法で培養することができる。また、継代時には、例えば、トリプシン/EDTA溶液(通常0.001−0.5%トリプシン/0.1−5mM EDTA、好ましくは約0.1%トリプシン/1mM EDTA溶液を用いる)処理により単細胞化し、新たに用意したフィーダー細胞上に播種する方法等が用いられる。得られた相同組換え体が個体発生できる能力を安定的に維持できる方法であれば、用いたES細胞に適した方法や条件を選択すればよいが、具体的には、例えば、129系マウス由来ES細胞のE14TG2a株を用いた場合には、フィーダー細胞が不要であり、選択前の培養と同条件で行うことができる。継代は、通常1−3日毎に行なうのが好ましいが、その都度細胞の観察を行い、形態的に異常な細胞が見受けられた場合は、その培養細胞は放棄することが望ましい。   The homologous recombinants obtained in this way usually have a good growth potential, but they tend to lose their ontogenic potential, and therefore need to be subcultured carefully. Cultivation can be carried out by a commonly used method known per se. For example, in a carbon dioxide incubator in the presence of LIF (1 to 10,000 U / ml) on an appropriate feeder cell such as STO fibroblast ( Preferably, the cells can be cultured by a method such as culturing at about 37 ° C. with 5% carbon dioxide, 95% air or 5% oxygen, 5% carbon dioxide, 90% air). At the time of subculture, for example, the cells are made into single cells by treatment with a trypsin / EDTA solution (usually using a 0.001-0.5% trypsin / 0.1-5 mM EDTA, preferably about 0.1% trypsin / 1 mM EDTA solution). For example, a method of seeding on newly prepared feeder cells is used. A method and conditions suitable for the ES cell used may be selected as long as the obtained homologous recombinant can stably maintain the ability of ontogeny. Specifically, for example, a 129 mouse can be selected. When the E14TG2a strain of derived ES cells is used, feeder cells are unnecessary and can be performed under the same conditions as the culture before selection. Usually, subculture is preferably performed every 1 to 3 days, but it is desirable to observe the cells each time, and to dispose of the cultured cells when morphologically abnormal cells are observed.

(5)キメラ動物およびvesl-1S/1Mノックアウト動物の作製
かくして得られる相同組換え体をクローニングし、その細胞を胚形成の初期の適当な時期、例えば、8細胞期の非ヒト動物胚または胚盤胞に注入し、作製したキメラ胚を偽妊娠させた該非ヒト動物の子宮に移植する。または、初期胚と共培養する凝集法を用いてキメラ胚を作製し、これを移植してもよい。作出された動物は、正常なvesl-1S/1M遺伝子をもつ細胞と破壊されたvesl-1S/1M遺伝子をもつ細胞との両者から構成されるキメラ個体(以下、これを「キメラ動物」と称することがある)である。このようなキメラ個体と正常個体とを交配することにより得られた個体群(以下、これを「F1」と称することがある)より、相同染色体上のいずれか1つのvesl-1遺伝子座においてvesl-1S/1M遺伝子が破壊された遺伝子型(以下、これを「ヘテロ型」と称することがある)を有する個体を選択し、ヘテロ型動物を得ることができる。このようにして得られたヘテロ型動物は、vesl-1S/1M遺伝子発現量が野生型に比べて低下している非ヒト動物であって、通常、該個体どうしを交配し、それらの産仔から、相同染色体上の2つのvesl-1遺伝子座においてvesl-1S/1M遺伝子が破壊された遺伝子型(以下、これを「ホモ型」と称することがある)を有するホモ型動物を得ることができる。このようなホモ型動物は、vesl-1S/1M遺伝子発現量が消失している非ヒト動物である。
(5) Production of chimeric animals and vesl-1S / 1M knockout animals The homologous recombinants thus obtained are cloned, and the cells are cultured at an appropriate early stage of embryogenesis, for example, an 8-cell stage non-human animal embryo or embryo. It is injected into a blastocyst, and the produced chimeric embryo is transplanted into the uterus of the non-human animal pseudopregnant. Alternatively, a chimeric embryo may be produced using an agglutination method co-cultured with an early embryo and transplanted. The produced animal is a chimeric individual composed of both a cell having a normal vesl-1S / 1M gene and a cell having a disrupted vesl-1S / 1M gene (hereinafter referred to as “chimeric animal”). There are things). From an individual group obtained by mating such a chimeric individual and a normal individual (hereinafter sometimes referred to as “F1”), at any one vesl-1 locus on the homologous chromosome, A heterozygous animal can be obtained by selecting an individual having a genotype in which the -1S / 1M gene is disrupted (hereinafter sometimes referred to as "heterotype"). The thus obtained heterozygous animal is a non-human animal in which the expression level of vesl-1S / 1M gene is lower than that of the wild type, and the individual is usually bred and their offspring To obtain a homozygous animal having a genotype in which the vesl-1S / 1M gene is disrupted at two vesl-1 loci on the homologous chromosome (hereinafter sometimes referred to as “homotype”). it can. Such homozygous animals are non-human animals in which the expression level of vesl-1S / 1M gene has disappeared.

ヘテロ型またはホモ型動物の選択は、例えば、該動物の尾等から抽出したDNAを鋳型としたサザンブロット法やPCR法によって遺伝子型を解析することにより行うことができる。PCR法で解析を行う場合に用いるプライマーとしては、遺伝子型が野生型、ヘテロ型、およびホモ型の区別を行うことができるような組み合わせのものであればいかなるものでもよい。例えば、挿入DNAの部分塩基配列からなるプライマー、相同組換えによって削除される領域の部分塩基配列からなるプライマー、および相同組換えによって削除されない領域の部分塩基配列からなるプライマーを同時に用いる方法等が挙げられる。
具体例として、vesl-1S遺伝子特異的配列を含む領域をvesl-1L cDNAの一部(第7エキソンから第11エキソン)とネオマイシン耐性遺伝子に置換する相同組換え行った場合、欠損する領域の塩基配列からなるセンスプライマー、3'側相同領域内の塩基配列からなるアンチセンスプライマー、ネオマイシン耐性遺伝子の部分塩基配列からなるセンスプライマーとアンチセンスプライマー、ウシ成長ホルモンのpoly A配列の部分塩基配列からなるセンスプライマーとアンチセンスプライマーを用いる。該動物から抽出したDNAを鋳型としたPCRを行い、得られるPCR産物を検出することにより、ホモ型、ヘテロ型、または野生型を区別することができる。具体的には、例えば、配列表の配列番号1と2および配列番号3と4に記載のプライマーの各組み合わせで相同組換えが生じたvesl-1遺伝子座を検出し、配列表の配列番号5と6および配列番号7と8に記載の各プライマーの組み合わせで相同組換えが生じていないvesl-1遺伝子座を検出することにより、本発明の非ヒト動物の遺伝子型を解析することができる。
Selection of a heterozygous or homozygous animal can be performed, for example, by analyzing the genotype by Southern blotting or PCR using DNA extracted from the tail of the animal as a template. Primers used for analysis by the PCR method may be any combination as long as the genotype can be distinguished from wild type, heterotype, and homotype. For example, a method comprising simultaneously using a primer consisting of a partial base sequence of an inserted DNA, a primer consisting of a partial base sequence of a region deleted by homologous recombination, and a primer consisting of a partial base sequence of a region not deleted by homologous recombination, etc. It is done.
As a specific example, when homologous recombination is performed in which the region containing the vesl-1S gene-specific sequence is replaced with part of the vesl-1L cDNA (exon 7 to 11) and the neomycin resistance gene, the base of the deleted region Sense primer consisting of sequence, antisense primer consisting of base sequence in 3'-side homologous region, sense primer and antisense primer consisting of partial base sequence of neomycin resistance gene, partial base sequence of poly A sequence of bovine growth hormone Use sense and antisense primers. By performing PCR using DNA extracted from the animal as a template, and detecting the resulting PCR product, homozygous, heterozygous, or wild-type can be distinguished. Specifically, for example, a vesl-1 locus in which homologous recombination has occurred with each combination of the primers shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 and SEQ ID NOs: 3 and 4 is detected, and SEQ ID NO: 5 in the sequence listing. By detecting the vesl-1 locus where no homologous recombination has occurred with the combination of the primers shown in FIGS. 6 and 6 and SEQ ID NOs: 7 and 8, the genotype of the non-human animal of the present invention can be analyzed.

得られたヘテロ型およびホモ型動物におけるVesl-1S/1M蛋白質の発現の解析は、ウエスタンブロット法等により行うことができる。具体的には、例えば、作製したヘテロ型およびホモ型動物の各種臓器、組織、細胞等から蛋白抽出液を調製し、該抽出液を電気泳動した後、適当なメンブレンに転写して、該メンブレン上に転写されたVesl-1S/1M蛋白質を抗Vesl-1S/1M蛋白質血清等で検出する。蛋白抽出液の調製、電気泳動法、メンブレンへの転写、蛋白質の検出方法等は、それ自体公知の通常用いられる方法に従って行うことができる。   Analysis of the expression of the Vesl-1S / 1M protein in the obtained heterozygous and homozygous animals can be performed by Western blotting or the like. Specifically, for example, a protein extract is prepared from various organs, tissues, cells, etc. of the produced hetero-type and homo-type animals, and the extract is electrophoresed and then transferred to an appropriate membrane. The Vesl-1S / 1M protein transcribed above is detected with anti-Vesl-1S / 1M protein serum or the like. Preparation of a protein extract, electrophoresis, transfer to a membrane, detection of a protein, and the like can be performed according to a commonly used method known per se.

(6)ヘテロ型およびホモ型動物の継代および維持
このようにして作製されたヘテロ型およびホモ型動物は、交配により得られた動物個体についても、該遺伝子の発現量が消失または低下していることを確認して通常の飼育環境で飼育継代を行なうことができる。すなわち、相同染色体上の1つのvesl-1遺伝子座においてvesl-1S/1M遺伝子が破壊されたヘテロ型動物の雌と雄を交配することにより、相同染色体上の2つのvesl-1遺伝子座においてvesl-1S/1M遺伝子が破壊されたホモ型動物およびヘテロ型動物を継代することができる。また、ヘテロ型動物と野生型動物を交配することにより、安定的に系を維持することもできる。このようにして得られた子孫も、本発明の非ヒト動物に含まれる。
(6) Passage and maintenance of heterozygous and homozygous animals The heterozygous and homozygous animals produced in this way can also be used in animal individuals obtained by mating in which the expression level of the gene disappears or decreases. It is possible to carry out breeding in a normal breeding environment. That is, by crossing females and males of heterozygous animals in which the vesl-1S / 1M gene is disrupted at one vesl-1 locus on the homologous chromosome, vesl-1 at two vesl-1 loci on the homologous chromosome Homozygous and heterozygous animals in which the -1S / 1M gene is disrupted can be passaged. In addition, a system can be stably maintained by crossing a heterozygous animal and a wild-type animal. The offspring thus obtained is also included in the non-human animal of the present invention.

(7)vesl-1S/1Mノックアウト動物の行動解析
かくして得られるヘテロ型およびホモ型動物は、vesl-1S/1M蛋白質の生体内における機能を解析する目的で行動解析を行って、さらに分析することができる。
行動解析法としては、該動物に適用できるものであればいかなるものでもよく、CURRENT PROTOCOLS IN NEUROSCIENCE(Jhon Wiley&Sons,Inc.)、動物の行動機能テスト(生体の科学、医学書院刊、vol.45、No.5(1994))等に記載の方法に準じて行うことができる。具体的には、例えば、オープンフィールドテスト、明暗選択テスト、高架式十字テスト、恐怖条件付けテスト、Morrisの水迷路テスト、prepulse inhibitionテスト、強制水泳テスト、棒渡り平衡感覚テスト、針金ぶら下がり筋力テスト、電気ショック感受性テスト、rota-rodテスト、等が挙げられる。中でも、vesl-1S/1Mノックアウト動物においては、明暗選択テスト、高架式十字テスト、恐怖条件付けテスト、prepulse inhibitionテスト、rota-rodテストが好ましく用いられるが、いくつかの方法を組み合わせて解析を行うことが好ましい。
(7) Behavioral analysis of vesl-1S / 1M knockout animals The heterozygous and homozygous animals thus obtained should be further analyzed by analyzing the behavior of vesl-1S / 1M protein in order to analyze the function in vivo. Can do.
Any behavior analysis method may be used as long as it can be applied to the animal, such as CURRENT PROTOCOLS IN NEUROSCIENCE (Jhon Wiley & Sons, Inc.), animal behavioral function test (biological science, published by medical school, vol. 45, No. 5 (1994)) or the like. Specifically, for example, open field test, light / dark selection test, elevated cross test, fear conditioning test, Morris water maze test, prepulse inhibition test, forced swimming test, crossover balance sensory test, wire hanging strength test, electrical Shock sensitivity test, rota-rod test, etc. Among them, for vesl-1S / 1M knockout animals, the light / dark selection test, elevated cross test, fear conditioning test, prepulse inhibition test, and rota-rod test are preferably used, but analysis should be performed by combining several methods. Is preferred.

上記したような行動解析法は、それぞれ、身体能力、学習能力、あるいは情動等のある特定の表現型の変化を検出することができるように条件が設定されている。従って、前記動物および野生型動物(対照)にこのような行動解析を行ってそれぞれの結果を比較し、特定のテストにおいて有意差が得られた場合に、そのテストにより解析され得るある表現型において、本発明の非ヒト動物が何らかの変化や異常を有すると考えることができる。得られた数値の差が有意であるか否かは、適当な指標によって解析することができるが、具体的には、例えば、t検定法や、一元配置分散分析または二元配置分散分析の後に最小有意差法で解析する方法等、一般的に用いられる統計解析法によって行うことができる。このような統計解析は、例えば、StatView J(Abacus Concepts社製)等の統計解析ソフトを用いて簡便に行うことができる。   In the behavior analysis methods as described above, conditions are set so that changes in a specific phenotype such as physical ability, learning ability, or emotion can be detected. Therefore, such behavioral analysis is performed on the animals and wild type animals (controls) and the results are compared, and if a significant difference is obtained in a particular test, in a certain phenotype that can be analyzed by that test It can be considered that the non-human animal of the present invention has some change or abnormality. Whether or not the obtained numerical difference is significant can be analyzed by an appropriate index. Specifically, for example, after the t-test method, one-way analysis of variance or two-way analysis of variance, It can be performed by a commonly used statistical analysis method such as a method of analysis by the least significant difference method. Such statistical analysis can be easily performed using statistical analysis software such as StatView J (manufactured by Abacus Concepts).

本発明の非ヒト動物の行動異常のうち、「記憶保持の異常」とは、一般に、学習して新たに記憶した事柄の忘却がコントロールに比べてはやいことを意味する。このような表現型として、例えば、恐怖条件付けテストにおいて、すくみ反応の低下がコントロールの個体に比較して有意にはやいもの等が挙げられる。
「記憶再固定化の異常」とは、一般に、一度形成された記憶が想起に伴ってさらに強固なものになる過程がコントロールに比べて低下していることを意味する。このような表現型としては、例えば、恐怖条件付けテストにおいて、一度条件付けをされて恐怖記憶が形成されたあとに、恐怖記憶を想起させたあとのすくみ反応がコントロールの個体に比較して有意に低下しているもの等が挙げられる。
Among the behavioral abnormalities of the non-human animal of the present invention, “abnormality of memory retention” generally means that forgetting of newly learned and memorized matters is faster than control. Such phenotypes include, for example, those in which a decrease in freezing reaction is significantly faster than that of a control individual in a fear conditioning test.
The “abnormality of memory re-fixation” generally means that a process in which a memory once formed becomes stronger as a result of recall is lower than control. As such a phenotype, for example, in the fear conditioning test, after being conditioned once and fear memory is formed, the freezing response after recalling fear memory is significantly lower than that of the control individual And the like.

「運動学習能力の異常」とは、一般に、繰り返すことで身体の動きが周囲の状況に適応する能力がコントロールに比べて低下していることを意味する。このような表現型としては、例えば、rota-rodテストにおいて、回転棒からの落下時間の遅延がコントロールの個体に比較して有意に低下しているもの等が挙げられる。
「痙攣回復力の上昇」とは、一般に、痙攣誘発の処理により引き起こされた四肢の硬直を含む全身痙攣から歩行や毛づくろいなどの正常な行動に戻るまでの時間がコントロールに比べて短いことを意味する。このような表現型として、例えば、電気刺激により電撃痙攣(maximum electro-convulsive seizure, MECS)を引き起こされたあとに、正常な行動に回復するまでの時間が、コントロールの個体に比較して有意に短くなっているもの等が挙げられる。
The “abnormality of motor learning ability” generally means that the ability of the body movement to adapt to the surrounding situation decreases as compared with the control by repetition. Examples of such phenotypes include those in which the delay of the fall time from the rotating rod is significantly lower than that of the control individual in the rota-rod test.
“Increased spasm recovery” generally means that the time required to return to normal behavior such as walking and grooming from generalized convulsions, including limb stiffness, caused by convulsions-induced treatment is shorter than control. Means. As such a phenotype, for example, the time to return to normal behavior after electrical shock is induced by electrostimulation (maximum electro-convulsive seizure, MECS) is significantly higher than that of the control individual. The thing etc. which are shortened are mentioned.

(8)Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患の治療および/または予防薬のスクリーニング
本発明の非ヒト動物は、vesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失または低下していることから、Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質により生体に生じる種々の生物活性の欠失に起因する疾患のモデルとして用いることができ、該疾患の原因究明および治療方法の検討に有用である。すなわち、本発明の非ヒト動物は、Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患の治療および/または予防薬のスクリーニングに用いることができる。このような疾患としては、例えば、薬物依存症、精神疾患または神経変性疾患等が挙げられ、具体的には、コカインまたはLSDによる薬物依存症、統合失調症、アルツハイマー病等が挙げられる。
(8) Screening for therapeutic and / or preventive drugs for diseases involving Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein The non-human animal of the present invention has a higher expression level of vesl-1S / 1M gene than wild type Since it has disappeared or decreased, it can be used as a model of a disease caused by the loss of various biological activities generated in the living body by the Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein. Useful for studying methods. That is, the non-human animal of the present invention can be used for screening for therapeutic and / or prophylactic agents for diseases involving Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein. Examples of such diseases include drug addiction, psychiatric diseases or neurodegenerative diseases, and specifically include drug addiction due to cocaine or LSD, schizophrenia, Alzheimer's disease and the like.

さらに、本発明の非ヒト動物は、少なくとも記憶保持の異常、記憶再固定化の異常、運動学習能力の低下、または痙攣回復力の上昇のいずれかの表現型を有することからも、上記の疾患の治療および/または予防薬のスクリーニングに用いることができる。具体的には、例えば、アルツハイマー病の主症状の一つは記憶障害である。vesl-1S/1M KO マウスは記憶の保持に異常を呈するため、vesl-1S/1M遺伝子がアルツハイマー病における記憶障害に関わる可能性が考えられる。   Furthermore, since the non-human animal of the present invention has at least any of the phenotypes of abnormal memory retention, abnormal memory re-fixation, decreased motor learning ability, or increased convulsive resilience, It can be used for screening for therapeutic and / or prophylactic drugs. Specifically, for example, one of the main symptoms of Alzheimer's disease is memory impairment. Since vesl-1S / 1M KO mice exhibit abnormal memory retention, the vesl-1S / 1M gene may be involved in memory impairment in Alzheimer's disease.

また、コカイン投与により vesl-1S/1M 遺伝子の発現が誘導される。vesl-1 null KOマウスはコカインにより誘発される多動性が野生型より顕著である。すなわち、vesl-1 null KOマウスはコカイン中毒動物と類似した表現型を示す。以上の2点を考え合わせると、コカイン投与により発現が誘導された vesl-1S/1M遺伝子が、コカインに対する中毒性(および依存性)を抑制する働きを持っていると考えられる。また、LSD 投与により前頭皮質で vesl-1M 遺伝子が発現誘導されることから、vesl-1M が LSD依存症に関与していることが想定される。   Cocaine administration induces vesl-1S / 1M gene expression. In vesl-1 null KO mice, hyperactivity induced by cocaine is more prominent than wild type. That is, vesl-1 null KO mice show a phenotype similar to that of cocaine poisoned animals. Considering the above two points, it is considered that the vesl-1S / 1M gene whose expression is induced by cocaine administration has a function of suppressing the toxicity (and dependence) to cocaine. In addition, the expression of vesl-1M gene in the frontal cortex by LSD administration suggests that vesl-1M is involved in LSD dependence.

さらに、vesl-1 null KO マウスは、プレパルス抑制(PPI)が阻害されるといった統合失調症様症状を示す。PPI低下はヒト統合失調症患者でも見られ、統合失調症の動物モデルの重要な判定基準の一つである。これらのことから、vesl-1S/1M KOマウスが統合失調症のマウスモデルである可能性が示唆される。   In addition, vesl-1 null KO mice exhibit schizophrenia-like symptoms such as prepulse inhibition (PPI) inhibition. PPI decline is also seen in human schizophrenic patients and is one of the important criteria for animal models of schizophrenia. These facts suggest that the vesl-1S / 1M KO mouse may be a mouse model of schizophrenia.

また、本発明の非ヒト動物にさらに他の遺伝子がノックアウトされた動物を得て、複数の遺伝子が関与する疾患のモデル動物として用いることもできる。このような動物は、例えば、本発明の非ヒト動物と、他の特定の遺伝子の発現が消失または低下している非ヒト動物とを交配すること等によって得ることができる。特定の遺伝子としては、例えば、Vesl-1S/1M蛋白質のEVH(Ena/VASP homology)ドメインに結合するmGluR1/5遺伝子、IP3受容体遺伝子、リアノジン受容体遺伝子、ドレブリン遺伝子、およびshank遺伝子等が挙げられ、その他にも、Vesl-1S/1M蛋白質が関与するシナプス後肥厚に局在する分子の遺伝子が挙げられる。このような複数の遺伝子の発現が消失または低下している非ヒト動物もまた、上記した疾患等の予防および/または治療薬のスクリーニングに用いることができ、かくして得られる疾患の予防および/または治療薬も本発明に含まれる。   Furthermore, an animal in which another gene is knocked out in the non-human animal of the present invention can be obtained and used as a model animal for a disease involving a plurality of genes. Such an animal can be obtained, for example, by mating the non-human animal of the present invention with a non-human animal in which expression of another specific gene is lost or reduced. Specific genes include, for example, the mGluR1 / 5 gene, IP3 receptor gene, ryanodine receptor gene, drebrin gene, and shank gene that bind to the EVH (Ena / VASP homology) domain of the Vesl-1S / 1M protein. In addition, genes of molecules localized in post-synaptic thickening involving the Vesl-1S / 1M protein can be mentioned. Such a non-human animal in which the expression of a plurality of genes has disappeared or decreased can also be used for screening for preventive and / or therapeutic drugs for the above-mentioned diseases and the like, thus preventing and / or treating the diseases thus obtained. Drugs are also included in the present invention.

スクリーニングの方法としては、例えば、本発明の非ヒト動物または該動物から得られる生体試料に被検物質を添加し、該動物または生体試料におけるVesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する表現型の変化、もしくはvesl-1S/1M遺伝子の発現量の変化を無処理の対照動物または生体試料と比較することにより行うことができる。生体試料としては、各種臓器、組織、細胞や、それらの抽出液、組織標本、培養細胞、血液や尿等の体液等が挙げられる。本発明の非ヒト動物は、例えば、脳神経系疾患、免疫系疾患等のモデルとして好適に用いることができるので、このような疾患の解析には、脳スライス標本、脳神経細胞、免疫系細胞等が特に好ましく用いられる。被検物質としては、例えば、ペプチド、タンパク、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液等が挙げられ、これらの物質は新規な物質であってもよいし、公知の物質であってもよい。被検物質の添加量については、投与対象、投与方法、被検物質の性質等に合わせて適宜選択することができる。   As a screening method, for example, a test substance is added to the non-human animal of the present invention or a biological sample obtained from the animal, and Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein in the animal or biological sample is involved. Changes in phenotype or vesl-1S / 1M gene expression level can be made by comparing with untreated control animals or biological samples. Examples of biological samples include various organs, tissues, cells, extracts thereof, tissue specimens, cultured cells, body fluids such as blood and urine, and the like. Since the non-human animal of the present invention can be suitably used as a model of, for example, cranial nervous system disease, immune system disease, etc., for analysis of such a disease, a brain slice specimen, a brain neuron cell, an immune system cell, etc. Particularly preferably used. Examples of the test substance include peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, etc., and these substances are novel substances. It may be a known substance. The addition amount of the test substance can be appropriately selected according to the administration subject, administration method, properties of the test substance, and the like.

本発明の非ヒト動物を上記したような被検物質で処理する方法としては、例えば、経口投与、静脈注射等の通常用いられる公知の方法が挙げられ、試験動物の症状、被検物質の性質等に合わせて適宜選択すればよい。該動物から得られた生体試料を用いる場合、例えば、培養された細胞を用いる場合には、培養液中に被検物質を添加して培養する方法等より行うことができる。また、例えば、脳スライス標本を用いた場合には、溶液状に調製した被検物質を直接接触させる等の方法で行うことができる。   Examples of the method for treating the non-human animal of the present invention with the test substance as described above include known methods commonly used such as oral administration and intravenous injection. The symptoms of the test animal and the properties of the test substance are exemplified. What is necessary is just to select suitably according to etc. In the case of using a biological sample obtained from the animal, for example, in the case of using cultured cells, it can be carried out by a method of culturing by adding a test substance to the culture solution. Further, for example, when a brain slice specimen is used, it can be performed by a method such as directly contacting a test substance prepared in a solution form.

Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する表現型の変化の解析は、例えば、行動解析法等を用いて行うことができる。具体的には、前記したような各種の行動解析法の中から任意に選択して用いることができるが、本発明の非ヒト動物では、明暗選択テスト、高架式十字テスト、恐怖条件付けテスト、prepulse inhibitionテストおよびrota-rodテスト等が好ましく用いられる。該動物と野生型動物との間で有意差が検出されるような行動解析法を選んで用いることも好ましい。このような行動解析の結果、例えば、被検物質を投与した本発明の非ヒト動物と無処理の対照動物から得られた結果を比較して解析し、有意差が得られた場合に、投与した被検物質がVesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患の治療および/または予防薬として有用であると判定することができる。   Analysis of phenotypic changes involving the Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein can be performed using, for example, behavioral analysis. Specifically, it can be arbitrarily selected from the various behavior analysis methods as described above, but in the non-human animal of the present invention, a light / dark selection test, an elevated cross test, a fear conditioning test, a prepulse, An inhibition test and a rota-rod test are preferably used. It is also preferable to select and use a behavior analysis method that detects a significant difference between the animal and the wild-type animal. As a result of such behavioral analysis, for example, the results obtained from the non-human animal of the present invention to which the test substance was administered and the results obtained from the untreated control animals were compared and analyzed. It can be determined that the prepared test substance is useful as a therapeutic and / or prophylactic agent for diseases involving Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein.

他の表現型変化の解析としては、例えば、本発明の非ヒト動物の組織や細胞等の抽出液等を用いる場合には、各種の生体物質量の測定、生体物質の活性測定等が挙げられる。また、培養細胞や組織標本等の場合には、形態変化、増殖率の測定、細胞内カルシウム量の測定、電気生理学的解析、生体物質分泌量の測定等が挙げられる。このような解析についても、上記と同様に被検物質を添加した場合と無処理の場合の結果を比較して判定することができる。   Examples of the analysis of other phenotypic changes include measurement of the amount of various biological substances, measurement of the activity of biological substances, and the like when using the extract of tissues or cells of the non-human animal of the present invention. . In the case of cultured cells, tissue specimens, and the like, morphological changes, measurement of growth rate, measurement of intracellular calcium amount, electrophysiological analysis, measurement of biological substance secretion amount and the like can be mentioned. Also for such analysis, determination can be made by comparing the results when the test substance is added and when there is no treatment in the same manner as described above.

また、vesl-1S/1Mノックアウト動物がヘテロ型動物の場合には、vesl-1S/1M遺伝子発現量の変化の解析を行ってもよい。このような解析は、例えば、組織や細胞の抽出液等を用いる場合には、ノザンブロット法、ウエスタンブロット法等の公知の方法を用いて行うことができる。脳スライス等の組織標本の場合には、in situハイブリダイゼーション法、免疫組織染色法等により解析を行うこともできる。これらの解析を行って、本発明の非ヒト動物と無処理の対照動物との間、もしくはこれらの動物から得られる生体試料の間で有意差が見られた場合に、投与した被検物質がVesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患の治療および/または予防薬として有用であると判定することができる。   Further, when the vesl-1S / 1M knockout animal is a heterozygous animal, a change in the expression level of the vesl-1S / 1M gene may be analyzed. Such analysis can be performed using a known method such as Northern blotting or Western blotting, for example, when an extract of tissue or cells is used. In the case of a tissue specimen such as a brain slice, analysis can also be performed by an in situ hybridization method, an immunohistochemical staining method, or the like. When these analyzes are performed and a significant difference is observed between the non-human animal of the present invention and an untreated control animal, or between biological samples obtained from these animals, the administered test substance It can be determined that Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein is useful as a therapeutic and / or prophylactic agent for diseases involving the same.

上記したような方法を用いて、被検物質を投与したvesl-1S/1Mノックアウト動物と無処理の該動物の間、または、被検物質を投与した生体試料と無処理の生体試料の間に有意差が得られた場合、得られた有意差がvesl-1S/1M遺伝子の発現量の消失により生じた表現型の変化に与えた影響であることを確認する目的で、選択された物質をさらに野生型またはヘテロ型動物、もしくはこれらの動物から得られる生体試料に添加し、それらに対し該物質が与える影響を検出することが好ましい。このような解析に用いられる野生型またはヘテロ型動物としては、同腹の仔であることが好ましい。   Using the method as described above, between the vesl-1S / 1M knockout animal administered with the test substance and the untreated animal, or between the biological sample administered with the test substance and the untreated biological sample. If a significant difference is obtained, the selected substance is used to confirm that the obtained significant difference has an effect on the phenotypic change caused by the disappearance of the expression level of vesl-1S / 1M gene. Furthermore, it is preferable to add to wild-type or heterozygous animals, or biological samples obtained from these animals, and to detect the influence of the substance on them. The wild-type or heterozygous animal used for such analysis is preferably a litter.

(9)Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患の治療および/または予防薬
上記(8)のスクリーニング方法を用いて、Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患の治療および/または予防薬として有用であると判定された物質は、該疾患に対する安全で低毒性な予防および/または治療薬として用いることができる。また、上記スクリーニング方法により得られた物質から誘導される化合物も同様に用いることができる。
(9) Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein therapeutic and / or prophylactic agent for diseases involving Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein A substance determined to be useful as a therapeutic and / or prophylactic agent for a disease can be used as a safe and low-toxic prophylactic and / or therapeutic agent for the disease. A compound derived from a substance obtained by the screening method can also be used in the same manner.

これらの化合物は塩を形成していてもよく、水和物並びに溶媒和物等であってもよい。該化合物の塩としては、例えば、無機塩基との塩、有機塩基との塩、無機酸との塩、有機酸との塩、塩基性または酸性アミノ酸との塩などの薬学的に許容し得る塩などが挙げられる。無機塩基との塩の好適な例としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩、ならびにアルミニウム塩、アンモニウム塩などが挙げられる。有機塩基との塩の好適な例としては、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピコリン、2,6−ルチジン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N,N’−ジベンジルエチレンジアミンなどとの塩が挙げられる。無機酸との塩の好適な例としては、例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸などとの塩が挙げられる。有機酸との塩の好適な例としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、フマル酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸などとの塩が挙げられる。塩基性アミノ酸との塩の好適な例としては、例えばアルギニン、リジン、オルチニンなどとの塩が挙げられ、酸性アミノ酸との好適な例としては、例えばアスパラギン酸、グルタミン酸などとの塩が挙げられる。   These compounds may form salts, and may be hydrates and solvates. Examples of the salt of the compound include pharmaceutically acceptable salts such as salts with inorganic bases, salts with organic bases, salts with inorganic acids, salts with organic acids, salts with basic or acidic amino acids, and the like. Etc. Preferable examples of the salt with an inorganic base include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt, alkaline earth metal salts such as calcium salt and magnesium salt, aluminum salt and ammonium salt. Preferable examples of the salt with an organic base include, for example, trimethylamine, triethylamine, pyridine, picoline, 2,6-lutidine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, N, N′-dibenzylethylenediamine. And the like. Preferable examples of the salt with inorganic acid include salts with hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, phosphoric acid and the like. Preferable examples of the salt with organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, oxalic acid, tartaric acid, maleic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, benzoic acid. And the like. Preferable examples of the salt with basic amino acid include salts with arginine, lysine, ortinine and the like, and preferable examples with acidic amino acid include salts with aspartic acid, glutamic acid and the like.

(10)Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患の治療および/または予防薬の製剤化方法
上記(9)に記載の物質は、それ自体単独で前記の疾患等の患者に投与することができるが、これらの有効成分の1種または2種以上を混合して投与することもできる。また、薬理学的に許容される製剤用添加物等を用いて該物質を医薬品組成物として製剤化し、これを投与するのが好ましい。例えば、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、顆粒剤、細粒剤、散剤、丸剤、マイクロカプセル剤、リポソーム製剤、トローチ、舌下剤、液剤、エリキシル剤、乳剤、懸濁剤等として経口的に、あるいは無菌の水性液もしくは油性液として製造した注射剤や、座剤、軟膏、貼付剤等として非経口的に使用できる。これらは、例えば、該物質を生理学的に認められる担体、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、安定剤、結合剤などとともに一般に認められた製剤実施に要求される単位用量形態で混和し、充填または打錠等の当業界で周知の方法を用いて製造することができる。これらの医薬品組成物における有効成分量は指示された範囲の適当な容量が得られるようにするものである。
(10) Method for formulating a therapeutic and / or prophylactic agent for a disease involving Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein The substance described in (9) above alone is used in patients with the above-mentioned diseases, etc. Although these can be administered, one or more of these active ingredients can be mixed and administered. Further, it is preferable to formulate the substance as a pharmaceutical composition using a pharmacologically acceptable additive for pharmaceutical preparation and the like and administer it. For example, tablets, capsules, granules, fine granules, powders, pills, microcapsules, liposome preparations, troches, sublinguals, liquids, elixirs, emulsions, suspensions, etc. As an injection, a suppository, an ointment, a patch or the like manufactured orally as a sterile aqueous liquid or oily liquid. These are, for example, admixed with the physiologically recognized carriers, flavoring agents, excipients, vehicles, preservatives, stabilizers, binders, etc., in unit dosage forms required for accepted pharmaceutical practice. , And can be produced using methods well known in the art such as filling or tableting. The amount of active ingredient in these pharmaceutical compositions is such that an appropriate volume within the indicated range is obtained.

例えば、錠剤、カプセル剤等に混和することができる添加剤としては、ゼラチン、コーンスターチ、トラガント、アラビアゴム等の結合剤、結晶性セルロース等の賦形剤、セルロース、マンニトール、またはラクトース等の充填剤、コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸等の膨化剤、澱粉、ポリビニルポリピロリドン、澱粉誘導体、またはナトリウム澱粉グリコラート等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム等の滑沢剤、ラウリル硫酸ナトリウム等の湿潤剤、ショ糖、乳糖またはサッカリン等の甘味剤、ペパーミント、アカモノ油またはチェリー等の香味剤等が用いられる。また、錠剤は必要に応じて腸溶性コーティング剤等を用いてコーティングを施すこともできる。カプセルについては、前記の添加剤にさらに油脂のような液状担体を含有することができる。   For example, additives that can be mixed into tablets, capsules and the like include binders such as gelatin, corn starch, tragacanth and gum arabic, excipients such as crystalline cellulose, fillers such as cellulose, mannitol, and lactose. , Starch, polyvinylpolypyrrolidone, starch derivatives, disintegrating agents such as sodium starch glycolate, lubricants such as magnesium stearate, wetting agents such as sodium lauryl sulfate, sucrose, lactose Alternatively, sweeteners such as saccharin, flavoring agents such as peppermint, red mono oil or cherry are used. In addition, tablets can be coated with an enteric coating agent or the like as necessary. As for the capsule, a liquid carrier such as fats and oils can be further contained in the additive.

また例えば、注射剤として用いる無菌医薬品組成物は、注射用水のようなベヒクル中の活性物質、胡麻油、椰子油等の天然産出植物油等を溶解または懸濁させるなどの通常の製剤実施に従って処方することができる。注射用の水性液としては、例えば、生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液(D−ソルビトール、D−マンニトール、塩化ナトリウム等)等が用いられ、適当な溶解補助剤、例えば、アルコール(エタノール等)、ポリアルコール(プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等)、非イオン性界面活性剤(ポリソルベート80TM、HCO−50等)等と併用することができる。油性液としては、例えば、ゴマ油、大豆油等が用いられ、溶解補助剤である安息香酸ベンジル、ベンジルアルコール等と併用することができる。また、上記の医薬品組成物には、例えば、緩衝剤(リン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液等)、無痛化剤(塩化ベンザルコニウム、塩酸プロカイン等)、安定剤(ヒト血清アルブミン、ポリエチレングリコール等)、保存剤(ベンジルアルコール、フェノール等)、および酸化防止剤等を配合してもよい。かくして調製される注射用の水性液は、通常、該物質を上記のような媒体に溶解させて濾過滅菌してから、適当な滅菌済みバイアルまたはアンプルに充填して製造される。安定性を高めるために、該医薬品組成物を凍結させた後にバイアル中の水を真空下で除去してもよい。油性液についても水性液の場合と実質的に同様に製造できるが、該化合物を上記媒体に懸濁させた後にエチレンオキシド等により滅菌することによって好適に製造できる。   In addition, for example, a sterile pharmaceutical composition used as an injection should be formulated in accordance with normal pharmaceutical practice such as dissolving or suspending active substances in vehicles such as water for injection, naturally produced vegetable oils such as sesame oil and coconut oil, etc. Can do. As an aqueous solution for injection, for example, isotonic solutions (D-sorbitol, D-mannitol, sodium chloride, etc.) containing physiological saline, glucose and other adjuvants are used, and suitable solubilizers such as , Alcohol (ethanol etc.), polyalcohol (propylene glycol, polyethylene glycol etc.), nonionic surfactant (polysorbate 80TM, HCO-50 etc.) etc. can be used in combination. As the oily liquid, for example, sesame oil, soybean oil and the like are used, and can be used in combination with solubilizing agents such as benzyl benzoate and benzyl alcohol. The above pharmaceutical composition includes, for example, a buffer (phosphate buffer, sodium acetate buffer, etc.), a soothing agent (benzalkonium chloride, procaine hydrochloride, etc.), a stabilizer (human serum albumin, polyethylene, etc.). Glycol, etc.), preservatives (benzyl alcohol, phenol, etc.), and antioxidants may be blended. The aqueous liquid for injection thus prepared is usually produced by dissolving the substance in a medium as described above and sterilizing by filtration, and then filling it into a suitable sterilized vial or ampoule. To enhance stability, the water in the vial may be removed under vacuum after the pharmaceutical composition has been frozen. An oily liquid can be produced in substantially the same manner as in the case of an aqueous liquid, but can be preferably produced by suspending the compound in the medium and then sterilizing with ethylene oxide or the like.

かくして得られる医薬品組成物は安全で低毒性であるので、例えば、ヒトや、ヒト以外の動物に対して前記の疾患等の予防または治療薬として投与することができる。該組成物に含まれる前記化合物の投与量は、対象疾患、症状、対象臓器、投与対象、投与方法等により適宜決定して用いることができる。また、一日の投与量を一〜数回に分けて投与するのが望ましい。   Since the pharmaceutical composition thus obtained is safe and has low toxicity, it can be administered, for example, as a preventive or therapeutic agent for the above-mentioned diseases and the like to humans and animals other than humans. The dose of the compound contained in the composition can be appropriately determined and used depending on the target disease, symptom, target organ, administration subject, administration method and the like. Moreover, it is desirable to administer the daily dose in one to several times.

(11)本発明の非ヒト動物のその他の利用
本発明の非ヒト動物は、vesl-1S/1M遺伝子発現量が野生型に比べて消失または低下していることから、Vesl-1S/1M蛋白質により生体に生じる種々の生物活性が欠失しており、Vesl-1S/1M蛋白質が有する種々の機能の解析等に用いることができる。
例えば、Vesl-1S/1M蛋白質が脳神経系において重要な働きを有することから、該動物から得られた脳スライス標本や培養脳神経系細胞は、脳神経系機能の解析に用いることができる。
(11) Other uses of the non-human animal of the present invention The non-human animal of the present invention is characterized in that the expression level of vesl-1S / 1M gene disappears or is lower than that of the wild type. Thus, various biological activities generated in the living body are deleted, and can be used for analysis of various functions of the Vesl-1S / 1M protein.
For example, since the Vesl-1S / 1M protein has an important function in the cerebral nervous system, brain slice samples and cultured cerebral nervous system cells obtained from the animal can be used for analysis of cerebral nervous system functions.

(12)特定のスプライシングアイソフォームに特異的なノックアウト非ヒト動物の作製
スプライシングアイソフォーム間で共有のエキソンの中に選択的5’スプライシングドナーサイトを有する遺伝子の場合、前記(2)〜(6)に記載の方法に準じ、選択的5’スプライシングドナーサイトを有するエキソンにおいて、該エキソンの選択的5’スプライシングドナーサイトより下流の特異的なエキソン領域を欠失させ、選択的5’スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームが正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソンを含むDNAを欠失させたエキソン領域に導入することにより、選択的5’スプライシングを受けないスプライシングアイソフォームに特異的なノックアウト非ヒト動物を作製できる。例えば、このような遺伝子として、NF-ATc(Immunity, 10, 261-269,1999)が挙げられ、NF-ATc/Aに特異的なノックアウト非ヒト動物を作製できる。
また、スプライシングアイソフォーム間で共有のエキソンの中に選択的3’スプライシングアクセプターサイトを有する遺伝子の場合、前記(2)〜(6)に記載の方法に準じ、選択的3’スプライシングアクセプターサイトを有するエキソンにおいて、該エキソンの3’スプライシングアクセプターサイトより上流の特異的なエキソン領域を欠失させ、選択的3’スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームが正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソンを含むDNAを欠失させたエキソン領域に導入することにより、選択的3’スプライシングを受けないスプライシングアイソフォームに特異的なノックアウト非ヒト動物を作製できる。例えば、このような遺伝子として、transformer (tra)(Cell, 58, 449-459,1989)が挙げられ、transformer (non-sex-specific product)に特異的なノックアウト非ヒト動物を作製できる。
(12) Production of knockout non-human animal specific to a specific splicing isoform In the case of a gene having an alternative 5 ′ splicing donor site in an exon shared between splicing isoforms, the above (2) to (6) In the exon having an alternative 5 ′ splicing donor site, the specific exon region downstream from the alternative 5 ′ splicing donor site of the exon is deleted in accordance with the method described in 1. Knockout non-human animals specific for splicing isoforms that do not undergo alternative 5 'splicing by introducing into the deleted exon region DNA containing all exons necessary for the normal translation of the isoform Can be produced. For example, such a gene includes NF-ATc (Immunity, 10, 261-269, 1999), and a knockout non-human animal specific for NF-ATc / A can be produced.
Further, in the case of a gene having a selective 3 ′ splicing acceptor site in an exon shared between splicing isoforms, the selective 3 ′ splicing acceptor site according to the method described in (2) to (6) above. All exons required for the normal translation of a splicing isoform that undergoes alternative 3 ′ splicing and that lacks a specific exon region upstream of the 3 ′ splicing acceptor site of the exon. By introducing into the exon region from which the DNA containing is deleted, a knockout non-human animal specific for the splicing isoform that does not undergo alternative 3 ′ splicing can be produced. For example, such a gene includes transformer (tra) (Cell, 58, 449-459, 1989), and a knockout non-human animal specific to transformer (non-sex-specific product) can be produced.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例より何ら限定されるものではない。
実施例1:Vesl-1S/1M欠損マウスの作製
Vesl-1S/1M蛋白質の欠損が神経可塑性に及ぼす影響を解析するため、vesl-1S/1M 遺伝子欠損マウスを作製した。vesl-1遺伝子の3つのスプライシングアイソフォームであるvesl-1S(配列番号9), vesl-1M(配列番号10), vesl-1L(配列番号11)のうち、vesl-1Sに特異的な配列はC末端に相当する33塩基 (11アミノ酸:配列番号9の塩基番号526〜558、配列番号12のアミノ酸番号176〜186) のみである(図3)。この領域のみの欠損では、11アミノ酸は欠損しているが残りの175アミノ酸からなる不完全なVesl-1S蛋白質が合成されることが懸念された。不完全なVesl-1S蛋白質には、mGluRやリアノジン受容体などのVesl-1S結合蛋白質との結合領域が残っているために、C末の11アミノ酸のみの欠損ではVesl-1S蛋白質の機能を消失させることができないことが危惧された。そこで11アミノ酸を欠失させ、さらにその場所にvesl-1L cDNAのC末端(第7〜11エキソン)に相当するcDNA(配列番号11の塩基番号528〜1101)を、図4に示すターゲッティングベクターを用いてノックインした(図4)。ターゲッティングベクターは、ジフテリアトキシン遺伝子、vesl-1遺伝子の第4イントロンの3'側の1.5kb、第5エキソンのスプライシングドナーサイトの上流領域、第7〜11エキソンに相当するcDNA、ウシ成長ホルモン遺伝子のポリAシグナル領域、ネオマイシン耐性遺伝子、vesl-1遺伝子の第5イントロンの5'側11kbからなる。これによりvesl-1S mRNAは合成されず、代わりにノックインされたvesl-1L mRNAが発現することを期待した。内因性のvesl-1L遺伝子やvesl-1M遺伝子はスプライシングドナーサイトを壊してスプライシングが阻害されるためにmRNAとして発現しないことを期待した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited at all from these Examples.
Example 1: Generation of Vesl-1S / 1M-deficient mice
In order to analyze the effect of Vesl-1S / 1M protein deficiency on neuronal plasticity, we created vesl-1S / 1M gene-deficient mice. Among the three splicing isoforms of vesl-1 gene, vesl-1S (SEQ ID NO: 9), vesl-1M (SEQ ID NO: 10), and vesl-1L (SEQ ID NO: 11), the sequence specific to vesl-1S is There are only 33 bases corresponding to the C-terminal (11 amino acids: base numbers 526 to 558 of SEQ ID NO: 9, and amino acid numbers 176 to 186 of SEQ ID NO: 12) (FIG. 3). In the deletion of only this region, 11 amino acids were deleted, but there was concern that an incomplete Vesl-1S protein consisting of the remaining 175 amino acids could be synthesized. The incomplete Vesl-1S protein still has binding regions with Vesl-1S binding proteins such as mGluR and ryanodine receptor, so that the deletion of only the 11 amino acids at the C-terminal causes loss of the function of the Vesl-1S protein. I was worried that I couldn't. Therefore, 11 amino acids were deleted, and a cDNA corresponding to the C-terminus (exons 7 to 11) of vesl-1L cDNA (base numbers 528 to 1101 of SEQ ID NO: 11) was substituted with the targeting vector shown in FIG. Knocked in (FIG. 4). The targeting vector consists of diphtheria toxin gene, 1.5 kb 3 ′ of the 4th intron of vesl-1 gene, upstream region of the 5th exon splicing donor site, cDNA corresponding to 7th to 11th exons, bovine growth hormone gene It consists of a poly A signal region, a neomycin resistance gene, and 11 kb on the 5 ′ side of the fifth intron of the vesl-1 gene. As a result, vesl-1S mRNA was not synthesized, and it was expected that the knocked-in vesl-1L mRNA would be expressed instead. It was expected that endogenous vesl-1L and vesl-1M genes would not be expressed as mRNA because the splicing donor site was destroyed and splicing was inhibited.

ターゲティングコンストラクトに用いたマウスの系統は129sv、ES細胞はC57BL/6Jである。
得られたホモマウスがvesl-1S/1M遺伝子を欠損していることを、脳から調製したゲノムDNAを用いたサザンブロット解析により確認した(図5)。また、ホモマウスはvesl-1S/1M遺伝子とVesl-1S/1M蛋白質を発現していないことを、脳から調製したRNAを用いたノザンブロット法と、脳の抽出液を用いたウエスタンブロット法により確認した。
The mouse strain used for the targeting construct is 129sv, and the ES cell is C57BL / 6J.
It was confirmed by Southern blot analysis using genomic DNA prepared from the brain that the obtained homomouse was deficient in the vesl-1S / 1M gene (FIG. 5). In addition, it was confirmed by homologous Northern blotting using RNA prepared from brain and Western blotting that homo mice did not express vesl-1S / 1M gene and Vesl-1S / 1M protein. .

ホモマウスで発現するVesl-1L蛋白質が、野生型マウス (WT) で発現する内因性Vesl-1L蛋白質と比較して、発現量、発現分布、神経活動依存的発現の特性の点で一致しているかどうかについて検討した。神経活動依存的発現の検討には、電気刺激により痙攣を誘発したマウスを用いた。脳海馬および大脳皮質の抽出液を用いたウエスタンブロット法(図6)と、脳の切片を用いた免疫組織化学法により、ホモマウスのVesl-1L蛋白質はWTのVesl-1L蛋白質と比較して、海馬と大脳皮質における発現量に有意差がないこと、脳で同一の発現分布を示すこと、そしてホモマウスのVesl-1L蛋白質もWTのVesl-1L蛋白質と同様に神経活動により発現変動をしないことを確認した。   Is the Vesl-1L protein expressed in homo mice consistent with the expression level, expression distribution, and neural activity-dependent expression characteristics compared to the endogenous Vesl-1L protein expressed in wild-type mice (WT)? I examined whether. Mice that induced convulsions by electrical stimulation were used to study the expression dependent on neural activity. By Western blotting using brain hippocampus and cerebral cortex extracts (Figure 6) and immunohistochemistry using brain slices, homo mouse Vesl-1L protein was compared to WT Vesl-1L protein. There is no significant difference in the expression level in the hippocampus and cerebral cortex, the same expression distribution in the brain, and the homo mouse Vesl-1L protein does not change its expression due to neural activity as well as WT Vesl-1L protein. confirmed.

以上の結果より、作出されたホモマウスはVesl-1S/1M特異的欠損マウス(KO)であると判断した。
KOは正常に生育し、身体的特徴 (姿、歩行、毛並み) に異常は見あたらなかった。
行動実験を行うための全世界的なガイドラインに従い、遺伝的背景をC57BL/6Jに戻し交配をした。以下に述べる行動学的検討は6−9回の戻し交配をしたマウスを使用した。複数匹を一つのケージで飼育した場合、ケージ内での闘争行動の頻度や勝敗が恐怖等の情動性に与える影響が大きいと考え、離乳後は1匹1ケージで飼育した。
From the above results, it was determined that the created homo mouse was a Vesl-1S / 1M specific deficient mouse (KO).
KO grew normally and no abnormal physical characteristics (appearance, walking, fur) were found.
Following the global guidelines for conducting behavioral experiments, the genetic background was crossed back to C57BL / 6J. The behavioral studies described below used mice that were backcrossed 6-9 times. When multiple animals were bred in one cage, it was thought that the frequency of fighting behavior in the cage and the outcome of win / loss had a great influence on emotional properties such as fear.

実施例2:恐怖条件付けテスト (contextual fear conditioning test)
記憶形成におけるVesl-1S/1M蛋白質の役割を知る目的で、KOに恐怖条件付け課題を課して、恐怖の学習・記憶の特性を検討した。
恐怖記憶の形成は動物の本能的な能力であり、下等動物から高等動物に至るまでの生物に備わっている。このため、恐怖条件付けは記憶形成機構を明らかにするための最適なモデルと考えられている。電線を床に敷いた17×17.5×30 cmのチャンバーにマウスを入れ、床から電気ショックを与える。マウスは体験した恐怖と恐怖を覚えた状況を関連づけて学習し、恐怖記憶を形成する(以下、このチャンバー内での電気ショックによる学習を「学習セッション」と称することがある)。マウスは再度チャンバーに入れられると、電気刺激が来なくてもチャンバーから恐怖記憶を想起し、すくみ反応(呼吸以外のすべての運動の消失)や心拍数増加などの恐怖反応を表出する。すくみ反応を示す時間の割合を自動計測システムにより計測し、恐怖記憶形成の指標とした。
Example 2: contextual fear conditioning test
For the purpose of knowing the role of Vesl-1S / 1M protein in memory formation, we imposed a fear conditioning task on KO and examined the characteristics of fear learning and memory.
The formation of fear memory is an instinctive ability of animals, and is found in organisms ranging from lower animals to higher animals. For this reason, fear conditioning is considered the optimal model for clarifying the memory formation mechanism. Place the mouse in a 17 x 17.5 x 30 cm chamber with wires on the floor and apply an electric shock from the floor. The mouse learns by associating the experienced fear with the feared situation and forms fear memory (hereinafter, learning by electric shock in this chamber may be referred to as a “learning session”). When the mouse is re-entered into the chamber, it recalls fear memory from the chamber, even if no electrical stimulation is received, and expresses fear responses such as freezing (disappearance of all movements except breathing) and increased heart rate. The proportion of time showing freezing reaction was measured by an automatic measurement system and used as an index of fear memory formation.

実施例3:恐怖学習テスト
Vesl-1S/1M蛋白質が恐怖学習に必要であるか否かを検討した。図7は黒が野生型(WT)マウス、灰色および斜線がKO、横軸はタイムコース (分) 、縦軸はすくみ反応時間の割合を示している。KOではWTと比較して電気ショックを与えられている間のすくみ反応時間の割合の増加が遅延するが(左図)、5回の電気ショックの直後には両群のすくみ反応時間の割合(すくみ反応時間/観察時間)に有意差がなかった(右図)。これは、KOは学習が遅いが最終的には学習できることを意味している。
Example 3: Fear learning test
We investigated whether Vesl-1S / 1M protein is necessary for fear learning. In FIG. 7, black is a wild type (WT) mouse, gray and diagonal lines are KO, the horizontal axis is the time course (minutes), and the vertical axis is the ratio of freezing reaction time. In KO, the increase in the percentage of freezing reaction time while receiving an electric shock is delayed compared to WT (left figure), but the percentage of freezing reaction time in both groups immediately after five electric shocks ( There was no significant difference in freezing reaction time / observation time (right figure). This means that KO is slow to learn but can eventually learn.

実施例4:恐怖記憶の保持テスト
Vesl-1S/1M蛋白質が恐怖記憶の保持に必要であるか否かを検討した(図8)。黒がWT、斜線がKO、縦軸はすくみ反応時間の割合を示している。学習セッションの14日後に動物をチャンバーに戻し電気ショックなしでテストをしたところ、KOとWTのすくみ反応時間の割合に有意差がなかった (t-test, p<0.97)。別群の動物を用いて32日後(Day 33)にテストをしたところ、KOはWTよりもすくみ反応の割合が有意に低下しており遠隔記憶の保持に異常を示した (t-test, p<0.01)(図8)。これらの結果は、KOでは学習後14日以降32日までの間の記憶(遠隔記憶)形成過程に異常が起こっていることを示している。この時期は、海馬から大脳皮質へと記憶が移動することにより、2−3週間程度持続する記憶が一生保持される遠隔記憶に変換される時期である。以上の結果から、Vesl-1S/1M蛋白質は記憶を一生持続する強固なものに変換する過程で必要不可欠な働きをしていることが明らかとなった。
Example 4: Test for retention of fear memory
We investigated whether Vesl-1S / 1M protein is required for retention of fear memory (FIG. 8). Black is WT, slanted line is KO, and the vertical axis indicates the percentage of freezing reaction time. After 14 days of the learning session, the animals were returned to the chamber and tested without electric shock. There was no significant difference in the percentage of freezing time between KO and WT (t-test, p <0.97). When tested in another group of animals 32 days later (Day 33), KO showed a significantly lower freezing rate than WT and showed abnormal retention of remote memory (t-test, p <0.01) (Figure 8). These results indicate that abnormalities occur in the memory (remote memory) formation process from 14 to 32 days after learning in KO. This time is a time when the memory moving from the hippocampus to the cerebral cortex is converted into a remote memory that lasts for 2-3 weeks. From the above results, it was clarified that Vesl-1S / 1M protein plays an indispensable role in the process of converting memory into a strong one that lasts for a lifetime.

実施例5:恐怖記憶の再固定化テスト
一旦強固に形成されていた恐怖記憶も、想起している時に扁桃体の蛋白質合成が阻害されると消去されてしまう。これは、恐怖記憶は想起に伴い不安定な状態になり、再貯蔵されるためには最初の記憶固定化と同じく新規の蛋白質合成が必要であることを意味している。このプロセスは「再固定化」と呼んでいる。恐怖記憶は想起された後に不安定な状態となり、その後、再固定化のプロセスを経てさらに強固な記憶になる。再固定化の阻害は、トラウマやPTSD の治療において、恐怖記憶を人為的に軽減させる方法につながる可能性があり注目されている。
Example 5: Refixation test of fear memory Once fear memory was formed firmly, it is erased when protein synthesis of the amygdala is inhibited during recall. This means that fear memory becomes unstable with recall and requires new protein synthesis in the same way as the initial memory immobilization in order to be stored again. This process is called “refixation”. Fear memory becomes unstable after being recalled, and then becomes a stronger memory through the process of re-fixation. Inhibition of re-immobilization has attracted attention as it may lead to artificially reducing fear memory in the treatment of trauma and PTSD.

Vesl-1S/1M蛋白質が記憶の再固定化に必要であるか否かを検討した。学習セッションの2日後 (Day 3) に動物をチャンバーに6分間入れることにより恐怖記憶を想起させた。その後ホームケージに戻したあと、Day 15でふたたび動物をチャンバーに入れてテストした。図9の黒がWT、斜線がKO、縦軸はすくみ反応時間の割合を示している。Day 15 でKOはWTに比べて有意に低いすくみ反応を示した(t-test. p<0.001)(左図)。別群に対し、Day3で想起させずにDay 15でテストするとKOはWTと同程度にすくみ反応を示した(t-test. p<0.97)(右図)。従って、KOでは想起に続く恐怖記憶の再固定化が阻害されることがわかった。   We investigated whether Vesl-1S / 1M protein is required for memory re-fixation. Two days after the learning session (Day 3), the animals were placed in the chamber for 6 minutes to remind them of fear memory. Then, after returning to the home cage, the animal was placed in the chamber and tested again on Day 15. In FIG. 9, black is WT, diagonal lines are KO, and the vertical axis indicates the percentage of freezing reaction time. On Day 15, KO showed significantly lower freezing compared to WT (t-test. P <0.001) (left figure). For another group, when tested on Day 15 without recalling on Day 3, KO showed a freezing reaction similar to WT (t-test. P <0.97) (right figure). Therefore, it was found that KO impedes the refixation of fear memory following recall.

実施例6:恐怖記憶の再固定化と消去テスト
図10の実験ではDay 2(学習セッションの1日後)で1分間想起させ、Day 3(学習セッションの2日後)にテストした(右図)。コントロール群は想起させずにDay 3 にテストを行った(左図)。黒がWT、灰色がKO、横軸はタイムコース (分)、縦軸はすくみ反応時間の割合を示した。想起させた群のKOでは初めの2分間はWTと同程度のすくみ反応を呈したが、3分後から6分後まではWTよりも有意に低いすくみ反応を示した (右図)。コントロール群ではWTもKOも共に6分間のすくみ反応は同じように遷移した(左図)。この結果も、KOでは想起により恐怖記憶が低下することを示している。
以上の結果は、Vesl-1S/1M蛋白質は恐怖記憶の再固定化に関与していることを示している。さらに、Vesl-1S/1M蛋白質がセッション内消去に関与している可能性を示している。
Example 6: Refixation and Erasure Test of Fear Memory In the experiment of FIG. 10, recall was performed for 1 minute on Day 2 (1 day after the learning session), and testing was performed on Day 3 (2 days after the learning session) (right diagram). The test was performed on Day 3 without recalling the control group (left figure). Black is WT, gray is KO, the horizontal axis is the time course (minutes), and the vertical axis is the percentage of freezing reaction time. The recalled group of KO showed a freezing reaction similar to WT for the first 2 minutes, but showed a significantly lower freezing reaction than WT from 3 minutes to 6 minutes (right figure). In the control group, both the WT and KO transitions in the same manner for 6 minutes (left figure). This result also shows that in KO, fear memory is reduced by recall.
These results indicate that the Vesl-1S / 1M protein is involved in reimmobilization of fear memory. Furthermore, it is possible that the Vesl-1S / 1M protein is involved in intra-session elimination.

実施例7:神経細胞の過興奮テスト
WTとKO の耳介にクリップ型電極を挟み、電気刺激を与えることによりmaximum electro-convulsive seizure (MECS) を誘発した。電気刺激は、パルス幅0.5ミリ秒、60 mAの電気パルスを100ヘルツで0.1秒間与えた。四肢硬直から回復した後も、間欠的に、「四肢の静止」、と、「立ち上がり、毛づくろい、歩行」を繰り返す。この行動を観察することにより痙攣に対するVesl-1S/1M蛋白質の関与を検討した。
Example 7: Neuronal hyperexcitability test
A clip-type electrode was placed between the WT and KO pinna, and electrical stimulation was applied to induce maximum electro-convulsive seizure (MECS). For electrical stimulation, an electrical pulse with a pulse width of 0.5 milliseconds and 60 mA was applied at 100 Hz for 0.1 second. After recovering from limb stiffness, intermittently repeats “rest of limbs” and “rise, grooming, walking”. By observing this behavior, we investigated the involvement of the Vesl-1S / 1M protein in convulsions.

図11は個体ごとのデータである。横軸はMECS刺激後の時間 (分)を示す。縦軸の0は「四肢の静止」を、1は「立ち上がり、毛づくろい、歩行、といった非静止状態」を示す。WTはMECS刺激後5 - 15分程度は動くが、その後60分後まではほとんど静止していた。KOではMECS刺激後20分前後までよく動いた。動いている時間もWTよりも長かった。   FIG. 11 shows data for each individual. The horizontal axis shows the time (minutes) after MECS stimulation. On the vertical axis, 0 indicates “rest of limbs” and 1 indicates “non-stationary state such as standing, grooming, walking”. WT moved about 5-15 minutes after MECS stimulation, but remained almost stationary until 60 minutes later. In KO, it moved well until around 20 minutes after MECS stimulation. The moving time was also longer than WT.

MECSを誘発する電気刺激直後、WTよりもKOマウスの方が即死する確率がかった。また、興奮性神経伝達物質受容体のアゴニストであるカイニン酸を腹腔内に投与することにより痙攣を誘発した際も、KOはWTよりも即死する確率が高かった。
従って、KOは痙攣に対して脆弱であること、および、痙攣が起こった後は痙攣からの回復メカニズムがWTよりも強く働くことが示唆される。
Immediately after electrical stimulation inducing MECS, KO mice were more likely to die immediately than WT. In addition, when convulsions were induced by intraperitoneally administering kainate, an excitatory neurotransmitter receptor agonist, KO was more likely to die immediately than WT.
Therefore, it is suggested that KO is vulnerable to convulsions and that the mechanism of recovery from convulsions works more strongly than WT after convulsions occur.

実施例8:Rota-rodテスト
Rota-rodテストは、運動学習能力を測定する方法である。300秒間で3 rpmから30 rpmへと徐々に回転が加速する直径 3 cmの棒の上にマウスを乗せ、何秒後に落下するかを測定するテストである(図12上)。野生型マウスでは、初めのトライアルのうちは棒の回転速度が遅くても前肢と後肢が協調的に動かないために棒から落下する。トライアルを重ねるにつれて、前肢と後肢の協調運動を学習するために回転速度が速くなってもなかなか落下しなくなる。このテストでは基礎運動能力や運動学習能力を検定することができる。
Example 8: Rota-rod test
The Rota-rod test is a method of measuring motor learning ability. In this test, a mouse is placed on a 3 cm diameter rod whose rotation gradually accelerates from 3 rpm to 30 rpm in 300 seconds, and the number of seconds after which it falls is measured (upper figure 12). In the wild-type mouse, even if the rotation speed of the rod is slow in the first trial, the forelimbs and hindlimbs do not move cooperatively and fall off the rod. As the trials are repeated, even if the rotational speed increases to learn the cooperative movement of the forelimbs and hindlimbs, it will not fall easily. This test can test basic motor ability and motor learning ability.

KOの基礎運動能力と運動学習能力をRota-rodテストで検討した。KOは初めの1回目と2回目のトライアルではWTと有意差がなかった。その後トライアルを重ねるとWTは落下までの時間が長くなったのに対し、KOは落下までの時間は初めのトライアルとほとんど変わらなかった (図12下)。これはKOでは基礎運動能力に異常はないが運動学習能力に欠陥があることを示唆している。   The basic motor ability and motor learning ability of KO were examined by Rota-rod test. KO was not significantly different from WT in the first and second trials. When the trials were repeated, WT had a longer time to fall, whereas KO had almost the same time as the first trial (bottom of Fig. 12). This suggests that in KO, there is no abnormality in basic motor ability, but there is a defect in motor learning ability.

選択的5’スプライシングおよび選択的3’スプライシングを示す模式図である。AおよびBの黒色の部分が特異的なエキソン領域にそれぞれ該当する。FIG. 3 is a schematic diagram showing alternative 5 'splicing and alternative 3' splicing. The black portions of A and B correspond to specific exon regions, respectively. vesl-1の選択的5’スプライシングを示す模式図である。vesl-1Sの四角枠は第5エキソンを表し斜線の部分が特異的なエキソン領域に該当する。vesl-1Mの左の四角枠が第5エキソン、右の四角枠が第6エキソン、vesl-1Lの左の四角枠が第5エキソン、右の四角枠が第7エキソンを表す。第1〜4エキソン、第8〜11エキソンは省略している。FIG. 2 is a schematic diagram showing alternative 5 'splicing of vesl-1. The square frame of vesl-1S represents the fifth exon, and the shaded area corresponds to a specific exon region. The left square frame of vesl-1M represents the fifth exon, the right square frame represents the sixth exon, the left square frame of vesl-1L represents the fifth exon, and the right square frame represents the seventh exon. The first to fourth exons and the eighth to eleventh exons are omitted. Vesl-1ファミリーの蛋白質構造を比較した模式図である。It is the schematic diagram which compared the protein structure of Vesl-1 family. 本発明vesl-1S/1M KOマウスを作製するためのターゲティングベクターを示す模式図である。DT-Aはジフテリアトキシン遺伝子を、E5は第5エキソンを、E7-E11は第7〜11エキソンに相当するcDNAを、pA signalはウシ成長ホルモンのポリAシグナル領域を、promoter-neor-pAはネオマイシン耐性遺伝子を、それぞれ示す。FIG. 2 is a schematic diagram showing a targeting vector for producing the vesl-1S / 1M KO mouse of the present invention. DT-A is the diphtheria toxin gene, E5 is the 5th exon, E7-E11 is the cDNA corresponding to the 7th to 11th exons, pA signal is the polyA signal region of bovine growth hormone, promoter-neo r -pA Indicates a neomycin resistance gene, respectively. 本発明vesl-1S/1M KOマウスのサザンブロット解析の結果を示す図である。Mはサイズマーカーを表す。また+/+は野生型マウス、+/−はヘテロ型マウス、−/−はホモ型マウスを表す。It is a figure which shows the result of the Southern blot analysis of this invention vesl-1S / 1M KO mouse | mouth. M represents a size marker. + / + Represents a wild type mouse, +/− represents a heterozygous mouse, and − / − represents a homozygous mouse. 本発明vesl-1S/1M KOマウスと野生型マウスが発現するVesl-1L蛋白質発現量をウエスタンブロット法で比較した結果を示す図である。+/+は野生型マウス、−/−はホモ型マウスを表す。Mはサイズマーカーを、r-1Lは対照の組換え体Vesl-1L蛋白質を表す。It is a figure which shows the result of having compared the expression level of the Vesl-1L protein which this invention vesl-1S / 1M KO mouse | mouth expresses with a wild type mouse | mouth by Western blotting. + / + Represents a wild type mouse, and − / − represents a homozygous mouse. M represents a size marker and r-1L represents a control recombinant Vesl-1L protein. 本発明vesl-1S/1M KOマウスについて行った恐怖条件付け課題の恐怖の獲得を示すグラフである。左図中の矢印は、電気ショックを与えた時期を表わす。また、右図は、5回の電気ショックの直後の3分間のすくみ反応時間の割合を示す。It is a graph which shows acquisition of fear of the fear conditioning task performed about this invention vesl-1S / 1M KO mouse | mouth. The arrow in the left figure represents the time when the electric shock was given. Moreover, the right figure shows the ratio of the freezing reaction time for 3 minutes immediately after five electric shocks. 本発明vesl-1S/1M KOマウスについて行った恐怖条件付け課題の遠隔記憶の保持を示すグラフである。左図は、学習セッション(5回の電気ショック)の直後の3分間のすくみ反応時間の割合を示す。右図は、学習セッションから32日後の3分間のすくみ反応時間の割合を示す。It is a graph which shows holding | maintenance of the remote memory of the fear conditioning task performed about this invention vesl-1S / 1M KO mouse | mouth. The left figure shows the percentage of the freezing reaction time for 3 minutes immediately after the learning session (5 electric shocks). The right figure shows the ratio of the freezing reaction time for 3 minutes 32 days after the learning session. 本発明vesl-1S/1M KOマウスについて行った恐怖条件付け課題の恐怖記憶の再固定化を示すグラフである。It is a graph which shows re-immobilization of fear memory of the fear conditioning task performed about this invention vesl-1S / 1M KO mouse | mouth. 本発明vesl-1S/1M KOマウスについて行った恐怖条件付け課題の恐怖記憶の再固定およびセッション内消去を示すグラフである。It is a graph which shows the refixation of fear memory of the fear conditioning task performed about this invention vesl-1S / 1M KO mouse | mouth, and the deletion in a session. 本発明vesl-1S/1M KOマウスについて行った電気刺激により痙攣を誘発した直後から1時間後までの行動を観察した結果である。It is the result of having observed the action from immediately after inducing convulsions by the electrical stimulation performed about this invention vesl-1S / 1M KO mouse | mouth to 1 hour later. 本発明vesl-1S/1M KOマウスについて行ったrota-rodテストの結果を示すグラフである。丸はWT、四角はKOの結果を表わす。It is a graph which shows the result of the rota-rod test performed about this invention vesl-1S / 1M KO mouse | mouth. Circles indicate WT results and squares indicate KO results.

Claims (15)

vesl-1S/1M遺伝子の発現量が野生型に比べて消失もしくは低下している非ヒト動物、またはその子孫。 A non-human animal in which the expression level of vesl-1S / 1M gene has disappeared or decreased compared to the wild type, or a progeny thereof. vesl-1S/1M遺伝子の発現量の消失が、相同染色体上の2つのvesl-1遺伝子座においてvesl-1S/1M遺伝子が破壊されていることによるものである請求項1に記載の動物。 The animal according to claim 1, wherein the disappearance of the expression level of the vesl-1S / 1M gene is due to the disruption of the vesl-1S / 1M gene at two vesl-1 loci on the homologous chromosome. vesl-1S/1M遺伝子の発現量の低下が、相同染色体上の1つのvesl-1遺伝子座においてvesl-1S/1M遺伝子が破壊されていることによるものである請求項1に記載の動物。 The animal according to claim 1, wherein the decrease in the expression level of the vesl-1S / 1M gene is due to the disruption of the vesl-1S / 1M gene at one vesl-1 locus on the homologous chromosome. vesl-1S/1M遺伝子の破壊が、vesl-1S遺伝子に特異的なエキソン領域の欠失およびvesl-1M遺伝子に特異的なエキソンへのスプライシング阻害により生じている請求項2または3に記載の動物。 The animal according to claim 2 or 3, wherein the disruption of the vesl-1S / 1M gene is caused by deletion of an exon region specific to the vesl-1S gene and inhibition of splicing to an exon specific to the vesl-1M gene. . 前記動物が少なくとも記憶保持の異常、記憶再固定化の異常、運動学習能力の低下、または痙攣回復力の上昇のいずれかの表現型を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の動物。 5. The animal according to any one of claims 1 to 4, wherein the animal has at least a phenotype of abnormal memory retention, abnormal memory re-fixation, decreased motor learning ability, or increased convulsive resilience. The animal described. 前記動物が齧歯類動物である請求項1〜5のいずれかに記載の動物。 The animal according to any one of claims 1 to 5, wherein the animal is a rodent animal. 前記齧歯類動物がマウスである請求項6に記載の動物。 The animal according to claim 6, wherein the rodent animal is a mouse. 請求項1〜7のいずれかに記載の動物または該動物から得られる生体試料に被検物質を添加し、該動物または生体試料に対し被検物質が与える影響を検出することを特徴とするVesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患の治療および/または予防薬のスクリーニング方法。 A test substance is added to the animal according to any one of claims 1 to 7 or a biological sample obtained from the animal, and the influence of the test substance on the animal or the biological sample is detected. A method for screening a therapeutic and / or prophylactic agent for a disease involving -1S protein and / or Vesl-1M protein. Vesl-1S蛋白質および/またはVesl-1M蛋白質が関与する疾患が薬物依存症、精神疾患または神経変性疾患である請求項8に記載の方法。 The method according to claim 8, wherein the disease involving Vesl-1S protein and / or Vesl-1M protein is drug dependence, psychiatric disease or neurodegenerative disease. 薬物依存症が、コカインまたはLSDによるものである、請求項9に記載の方法。 10. The method of claim 9, wherein the drug addiction is due to cocaine or LSD. 精神疾患が、統合失調症である、請求項9に記載の方法。 The method according to claim 9, wherein the mental illness is schizophrenia. 神経変性疾患が、アルツハイマー病である、請求項9に記載の方法。 The method according to claim 9, wherein the neurodegenerative disease is Alzheimer's disease. 選択的5’スプライシングドナーサイトで選択的スプライシングを受けないスプライシングアイソフォームの発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物を作製する方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする方法;
(1)選択的5’スプライシングドナーサイトを有するエキソンにおいて、選択的5’スプライシングドナーサイトより下流の特異的なエキソン領域を欠失させる工程、
(2)選択的5’スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームが正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソンを含むDNAを(1)で欠失させたエキソン領域に導入する工程。
A method for producing a non-human animal in which the expression level of a splicing isoform that does not undergo alternative splicing at an alternative 5 ′ splicing donor site is lost or reduced compared to the wild type, comprising the following steps: Featured method;
(1) a step of deleting a specific exon region downstream from an alternative 5 ′ splicing donor site in an exon having an alternative 5 ′ splicing donor site;
(2) A step of introducing DNA containing all exons necessary for normal translation of a splicing isoform undergoing alternative 5 ′ splicing into the exon region deleted in (1).
選択的3’スプライシングアクセプターサイトで選択的スプライシングを受けないスプライシングアイソフォームの発現量が野生型に比べて消失または低下している非ヒト動物を作製する方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする方法;
(1)選択的3’スプライシングアクセプターサイトを有するエキソンにおいて、選択的3’スプライシングアクセプターサイトより上流の特異的なエキソン領域を欠失させる工程、
(2)選択的3’スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームが正常に翻訳されるために必要なすべてのエキソンを含むDNAを(1)で欠失させたエキソン領域に導入する工程。
A method for producing a non-human animal in which the expression level of a splicing isoform that does not undergo alternative splicing at an alternative 3 ′ splicing acceptor site is lost or reduced as compared to the wild type, comprising the following steps: A method characterized by:
(1) a step of deleting a specific exon region upstream of the alternative 3 ′ splicing acceptor site in the exon having an alternative 3 ′ splicing acceptor site;
(2) A step of introducing DNA containing all exons necessary for normal translation of a splicing isoform undergoing alternative 3 ′ splicing into the exon region deleted in (1).
選択的5’スプライシングドナーサイトで選択的スプライシングを受けないスプライシングアイソフォームがvesl-1Sで、選択的5’スプライシングを受けるスプライシングアイソフォームがvesl-1Lである、請求項13に記載の方法。 14. The method of claim 13, wherein the splicing isoform that does not undergo alternative splicing at the alternative 5 'splicing donor site is vesl-1S and the splicing isoform that undergoes alternative 5' splicing is vesl-1L.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101837683B1 (en) 2015-07-14 2018-04-26 한국과학기술연구원 An animal model for impaired reality testing using representation-mediated taste aversion in PLCβ1 mutant mice and the screening method thereof
CN113853433A (en) * 2019-05-27 2021-12-28 转基因股份有限公司 Exon humanized mouse

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