JPH09322675A - Animal for transferring thyroid hormone receptor gene - Google Patents

Animal for transferring thyroid hormone receptor gene

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JPH09322675A
JPH09322675A JP8168427A JP16842796A JPH09322675A JP H09322675 A JPH09322675 A JP H09322675A JP 8168427 A JP8168427 A JP 8168427A JP 16842796 A JP16842796 A JP 16842796A JP H09322675 A JPH09322675 A JP H09322675A
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JP
Japan
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gene
thyroid hormone
hormone receptor
thyroid
animal
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Application number
JP8168427A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyoshi Nakamura
浩淑 中村
Kozo Nishiyama
孝三 西山
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Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Takeda Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonhuman mammal having DNA integrated with an alien thyroid hormone receptor gene (modifier gene) and useful for elucidating a critical mechanism of a thyroid hormone insensitiveness and as a curing model and for screening of a therapeutic agent of a disease of the thyroid. SOLUTION: This nonhuman mammal of a rodent, etc., such as a mouse or a rat having DNA integrated with an α- or a β-type, etc., of alien thyroid receptor gene (modifier gene) is utilized for elucidating a pathological state mechanism of a hyperthyroidism, a Basedow disease, a thyroiditis, a goiter and a thyroid cancer, etc. Preferably, a gene therapy of a disease of the thyroid containing a thyroid hormone insensitiveness is performed by using a vector containing the alien thyroid hormone receptor gene (modifier gene) and capable of manifesting in a mammal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【発明の属する技術分野】本発明は、甲状腺ホルモン受
容体遺伝子転移動物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thyroid hormone receptor gene-transferred animal.

【0002】[0002]

【従来の技術】遺伝子転移動物は、動物またはこの動物
の先祖の胚芽ラインの中へ初期(通常、単細胞)発育段
階において導入された遺伝子を有する。ワグナー(Wagn
er)等[1981、プロシーデイングス オブ ナショナル
・アカデミー オブ サイエンス(Proc. Nat. Acad. S
c. U.S.A.,)第78巻、第5016頁]およびスチュワート
(Stewart)等[1982、サイエンス(Science)、第217
巻、第1046頁]は、ヒトグロビン遺伝子を含有する遺伝
子転移マウスを記載している。コンスタンチーニ(Cons
tantini)等[1981、ネイチャー(Nature)第294巻、
第92頁]およびレーシ(Lacy)等[1983、セル(Cell)
第34巻、第343頁]は、ウサギグロビン遺伝子を含有す
る遺伝子転移マウスを記載している。マックナイト(Mc
Knight)等[1983、セル(Cell)第34巻、第335頁]は
トランスフェリン遺伝子を含有する遺伝子転移マウスを
記載している。ブリンスター(Brinstar)等[1983、ネ
イチャー(Nature)第306巻、第332頁]は、機能的に転
移された免疫グロブリン遺伝子を含有する遺伝子転移マ
ウスを記載している。パルミター(Palmiter)等[l98
2、ネイチャー(Nature)第300巻、第6ll頁]は、重金
属誘発性メタロチオネインプロモーター配列に結合され
たラット成長ホルモン遺伝子を含有する遺伝子転移マウ
スを記載している。パルミター等[1982、セル(Cell)
第29巻、第701頁]は、メタロチオネインプロモーター
配列に結合されたチミジンキナーセ遺伝子を含有する遺
伝子転移マウスを記載している。パルミター等[1983、
サイエンス(Science)第222巻、第809頁]は、メタロ
チオネインプロモーター配列に融合されたヒト成長ホル
モン遺伝子を含有する遺伝子転転移マウスを記載してい
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION Transgenic animals have a gene introduced into the germ line of the animal or an ancestor of this animal at an early (usually single cell) developmental stage. Wagner
er) [1981, Proceedings of National Academy of Science (Proc. Nat. Acad. S
c. USA, 78, 5016] and Stewart et al. [1982, Science, 217].
Vol. 10, page 1046] describes transgenic mice containing the human globin gene. Constantine
tantini) et al. [1981, Nature, Vol. 294,
Page 92] and Lacy et al. [1983, Cell]
34, 343] describe transgenic mice containing the rabbit globin gene. McKnight (Mc
Knight, et al. [1983, Cell Vol. 34, p. 335] describe transgenic mice containing the transferrin gene. Brinstar et al. [1983, Nature, Vol. 306, p. 332], describe transgenic mice containing functionally transposed immunoglobulin genes. Palmiter etc. [l98
2, Nature, Vol. 300, p. 6ll], describes transgenic mice containing a rat growth hormone gene linked to a heavy metal-inducible metallothionein promoter sequence. Palmiter, etc. [1982, Cell]
29, 701] describes transgenic mice containing a thymidine quinase gene linked to a metallothionein promoter sequence. Palmiter, etc. [1983,
Science, Vol. 222, p. 809] describes transgenic mice that contain the human growth hormone gene fused to a metallothionein promoter sequence.

【0002】甲状腺ホルモン受容体はダイマーを形成
し、標的遺伝子に結合して転写活性を制御することが知
られている。甲状腺ホルモン受容体の重要な疾患として
甲状腺ホルモン不応症がある。それは標的組織の異常の
ため甲状腺ホルモンに対する反応性が低下した病態を示
し、末梢代謝状態が正常または低下しているもの(全身
型)および亢進しているもの(下垂体型)がある。ウサ
ラ(Usara)等[1988、(Mol. Endocrinol.)第2巻、第
1217頁]は全身型甲状腺ホルモン不応症の多発した家系
において制限酵素断片多型(一般にRFLPと略される。)
法で連鎖分析を行い、不応症の表現型と甲状腺ホルモン
受容体遺伝子β1が連鎖することを発見した。サクライ
(Sakurai)等[1989,プロシーデイングス オブ ナ
ショナル・アカデミー オブ サイエンス(Proc. Nat.
Acad. Sc. U.S.A.,)第86巻、第8977頁]は全身型甲状
腺ホルモン不応症患者の線維芽細胞から甲状腺ホルモン
受容体遺伝子β1の相補DNAを単離し、その塩基配列
を調べ、N末端から1318番目のアミノ酸、グアニン
がシトシンに突然変異していることを報告した。その
後、発明者(Nakamura)等(1992, モレキュラー ア
ンド セラー エンドクリノロジー(Mol. Cell Endocr
inol)第84巻、第159頁)は患者家系の調査からN末端
から1612番目のアミノ酸、アデニンがグアニンに、
さらに438番目のアミノ酸、リジンがグルタミン酸に
突然変異していることを発見した。この患者の線維芽細
胞における甲状腺ホルモン受容体タンパクの細胞内分布
およびその発現量は正常であるが、変異甲状腺ホルモン
受容体の甲状腺ホルモンT3結合親和定数は1/20以
下に低下していることを見いだした。さらに他の研究者
により甲状腺ホルモン受容体遺伝子β1の異常が多数報
告されたが、いずれもそのT3結合領域に限定されてい
る。発明者(Nakamura)等[1993, ジャーナル オブ
クリニカル エンドクリノロジー アンド メタボリ
ズム (J. Clin. Endocrinol. Metab.) 第76巻、第12
54頁]はまた下垂体型甲状腺ホルモン不応症患者におい
て甲状腺ホルモン受容体異常を初めて発見した。また、
甲状腺ホルモン受容体にはα型およびβ型があるが、実
際の症例ではすべてβ型に異常が見られる。さらに甲状
腺ホルモン不応症は、正常甲状腺ホルモン受容体および
異常甲状腺ホルモン受容体が存在するヘテロ接合体疾患
として特徴づけられる。症例では、異常甲状腺ホルモン
受容体のC末端より11個のアミノ酸が欠失した異常受
容体において、正常受容体に対する最も大きな阻害効果
が確認されている。症例では、いずれの型においてもび
まん性甲状腺腫が多くの場合認められ、甲状腺組織で濾
胞上皮細胞の過形成がみられ、甲状腺が甲状腺刺激ホル
モン(thyroid stimulating hormone, 一般にTSHと略さ
れる。)により刺激された状態になることが知られてい
る。また、甲状腺刺激ホルモン不適切分泌状態(syndro
meof inappropriate secretion of TSH,一般にSITSHと
略される。)が軽症の場合は甲状腺腫が認められない場
合もある。しかし、この異常受容体による正常受容体の
機能阻害の機序、甲状腺ホルモン不応症の作用機構など
は、未だ明らかになっていない。
Thyroid hormone receptors are known to form dimers and bind to target genes to control transcriptional activity. An important disease of the thyroid hormone receptor is thyroid hormone refractory disease. It indicates a pathological condition in which the responsiveness to thyroid hormone is reduced due to an abnormality in the target tissue, and there are those in which the peripheral metabolic state is normal or lowered (systemic type) and those in which it is accelerated (pituitary type). Usara et al. [1988, (Mol. Endocrinol.) Volume 2, Vol.
[1217]] is a restriction fragment polymorphism (generally abbreviated as RFLP) in a family with multiple systemic thyroid hormone refractory diseases.
We conducted a linkage analysis by the method and found that the thyroid hormone receptor gene β 1 was linked to the refractory phenotype. Sakurai et al. [1989, Proceedings of National Academy of Science (Proc. Nat.
Acad. Sc. USA,) 86, 8977] is the isolation of a complementary DNA of the thyroid hormone receptor gene β 1 from fibroblasts of a patient with systemic thyroid hormone refractory disease, and its nucleotide sequence is examined. To 1318 amino acid, guanine, was mutated to cytosine. After that, the inventor (Nakamura) et al. (1992, Molecular and Seller End Clinology (Mol. Cell Endocr
inol) Vol. 84, p. 159) is based on a survey of patient pedigrees, and the 1612th amino acid from the N-terminus, adenine, is replaced with guanine.
Furthermore, it was discovered that the 438th amino acid, lysine, was mutated to glutamic acid. The intracellular distribution and expression level of thyroid hormone receptor protein in the fibroblasts of this patient are normal, but the thyroid hormone T 3 binding affinity constant of the mutant thyroid hormone receptor is reduced to 1/20 or less. I found it. Still other researchers have reported numerous abnormalities in the thyroid hormone receptor gene β 1 , all of which are restricted to its T 3 -binding region. Inventor (Nakamura) et al. [1993, Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism (J. Clin. Endocrinol. Metab.) Vol. 76, No. 12]
[54] also discovered the first thyroid hormone receptor abnormality in a patient with pituitary thyroid hormone refractory disease. Also,
Thyroid hormone receptors have α-type and β-type, but in actual cases, β-type is abnormal in all cases. In addition, thyroid hormone refractory is characterized as a heterozygous disease in which normal and abnormal thyroid hormone receptors are present. In the case, the largest inhibitory effect on the normal receptor was confirmed in the abnormal receptor in which 11 amino acids were deleted from the C-terminal of the abnormal thyroid hormone receptor. In all cases, diffuse goiter of any type is observed, follicular epithelial cell hyperplasia is observed in the thyroid tissue, and the thyroid gland is called thyroid stimulating hormone (generally abbreviated as TSH). It is known to be stimulated by. In addition, inappropriate secretion of thyroid stimulating hormone (syndro
meof inappropriate secretion of TSH, commonly abbreviated as SITSH. If a) is mild, goiter may not be present. However, the mechanism of normal receptor function inhibition by this abnormal receptor and the mechanism of action of thyroid hormone refractory have not been clarified yet.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従って、外来性甲状腺
ホルモン受容体遺伝子を組み込んだDNAを有する甲状
腺ホルモン受容体遺伝子転移動物の作製に成功すれば、
正常甲状腺ホルモン受容体遺伝子転移動物においては、
甲状腺ホルモン受容体機能の解明、甲状腺疾患発症機序
の解明、治療方法の検討、正常甲状腺ホルモン受容体遺
伝子高発現細胞の供給、核内受容体の標的遺伝子制御機
構の解明などが可能になると考えられ、異常甲状腺ホル
モン受容体遺伝子転移動物においては、甲状腺ホルモン
不応症の発症機序の解明、治療方法の検討、異常甲状腺
ホルモン受容体遺伝子高発現細胞の供給、核内受容体の
標的遺伝子制御機構の解明などが可能になると考えられ
る。また、外来性甲状腺ホルモン受容体遺伝子を含有
し、哺乳動物において発現しうるベクターを用いること
により、甲状腺ホルモン不応症を含む甲状腺疾患の遺伝
子治療も可能ならしめる。
Therefore, if a thyroid hormone receptor gene-transferred animal having a DNA incorporating an exogenous thyroid hormone receptor gene is successfully prepared,
In normal thyroid hormone receptor gene transfer animals,
We believe that it will be possible to elucidate the function of thyroid hormone receptor, elucidate the mechanism of thyroid disease onset, study treatment methods, supply cells with high expression of normal thyroid hormone receptor gene, and elucidate the target gene regulation mechanism of nuclear receptors. In animals with abnormal thyroid hormone receptor gene transfer, elucidation of the pathogenic mechanism of thyroid hormone refractory disease, investigation of treatment methods, supply of cells with high expression of abnormal thyroid hormone receptor gene, target gene regulation mechanism of nuclear receptor It will be possible to clarify In addition, by using a vector containing an exogenous thyroid hormone receptor gene and capable of being expressed in mammals, gene therapy of thyroid diseases including thyroid hormone refractory is also possible.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究した結果、外来性甲状腺ホ
ルモン受容体遺伝子またはその変異遺伝子を組み込んだ
DNAを有する甲状腺ホルモン受容体遺伝子転移動物の
作製に成功し、さらに鋭意検討を進めた結果、本発明を
完成するに至った。すなわち、本発明は、
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the thyroid hormone receptor gene having an exogenous thyroid hormone receptor gene or a DNA in which a mutant gene thereof is incorporated. As a result of successful production of a metastatic animal and further intensive studies, the present invention has been completed. That is, the present invention

【0005】(1)外来性甲状腺ホルモン受容体遺伝子
またはその変異遺伝子を組み込んだDNAを有する非ヒ
ト哺乳動物、(2)外来性甲状腺ホルモン受容体遺伝子
またはその変異遺伝子がα型である前記(1)記載の非
ヒト哺乳動物、(3)外来性甲状腺ホルモン受容体遺伝
子またはその変異遺伝子がβ型である前記(1)記載の
非ヒト哺乳動物、(4)非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物で
ある前記(1)記載の動物、(5)ゲッ歯動物がマウスま
たはラットである前記(4)記載の動物、(6)外来性
甲状腺ホルモン受容体遺伝子またはその変異遺伝子を含
有し、哺乳動物において発現しうるベクター、および
(7)前記(6)記載のベクターを含有してなる遺伝子
治療用医薬などを提供するものである。
(1) A non-human mammal having a DNA incorporating the exogenous thyroid hormone receptor gene or its mutated gene, (2) the exogenous thyroid hormone receptor gene or its mutated gene is of the α type. The non-human mammal described in (1) above, (3) the non-human mammal described in (1) above, wherein the exogenous thyroid hormone receptor gene or its mutant gene is β-type, and the non-human mammal described above is a rodent. A certain animal according to (1) above, (5) an animal according to (4) above, wherein the rodent is a mouse or rat, (6) containing an exogenous thyroid hormone receptor gene or a mutant gene thereof, The present invention provides an expressible vector, and (7) a drug for gene therapy comprising the vector described in (6) above.

【0006】本発明の遺伝子転移動物は、未受精卵、受
精卵、精子およびその始原細胞を含む胚芽細胞などに対
して、好ましくは、非ヒト哺乳動物の発生における胚発
生の段階(さらに好ましくは、単細胞または受精卵細胞
の段階でかつ一般に8細胞期以前)に、リン酸カルシウ
ム法、電気パルス法、リポフェクション法、凝集法、マ
イクロインジェクション法、パーティクルガン法、DE
AE−デキストラン法などにより目的とする甲状腺ホル
モン受容体遺伝子を転移することによって作出される。
また、該遺伝子転移方法により、体細胞、生体の臓器、
組織細胞などに目的とする甲状腺ホルモン受容体遺伝子
を転移し、細胞培養、組織培養などに利用することもで
き、さらに、これら細胞を上述の胚芽細胞と自体公知の
細胞融合法により融合させることにより遺伝子転移動物
を作出することもできる。甲状腺ホルモン受容体遺伝子
(β1型)は1989年サクライ(Sakurai)等(プロシーデ
イングス オブ ナショナル アカデミー オブ サイ
エンス[Proc. Nat. Acad. Sc. U.S.A.,)第86巻、第89
77頁]により初めて相補DNAが単離された。該遺伝子
の構造および機能は(1)中央部にシステインの豊富な
標的遺伝子と結合するDNA結合領域およびカルボキシ
ル基末端側のホルモン結合領域がある、(2)甲状腺ホ
ルモン受容体にはα型およびβ型があり、それぞれα1
とα2およびβ1とβ2のサブタイプがあり、(このう
ち、α2型甲状腺ホルモン受容体はα1型に比べてC末端
に特異的なアミノ酸部分が存在する不活性型甲状腺ホル
モン受容体として知られており[イズモ(Izumo)等、
ネーチャー(Nature)第334巻、第539頁、198
8年]、β2型甲状腺ホルモン受容体はラットの下垂体
から得られた細胞に発現するオルターナティブ スプラ
イシング(alternative splicing)によりN末端がβ1
型甲状腺ホルモン受容体と異なることが知られている
[ホーディン(Hodin)等、サイエンス(Science)第2
44巻、第76頁、1989年])、(3)種々の標的
遺伝子の5′上流には甲状腺ホルモン受容体と結合する
甲状腺ホルモン応答要素(甲状腺ホルモンレスポンスエ
レメント)が存在する、(4)甲状腺ホルモン受容体
は、受容体タンパク同士で、あるいは甲状腺ホルモン受
容体オーキシラリープロテイン(auxilary protein)
(一般にはTRAPと略される)とともにダイマーを形成
し、甲状腺ホルモンレスポンスエレメントに結合する、
(5)レチノイドエックス受容体(一般にはRXRと略さ
れる)が上記TRAPと同一の機能を示す、(6)この受容
体のカルボキシル基末端側に疎水性アミノ酸繰り返し構
造があり、これがダイマー形成に関与している領域であ
る、(7)甲状腺ホルモン受容体α1またはβ1とα2
を同時に同一細胞で発現させると、α2は正常な甲状腺
ホルモン受容体の機能を抑制することが現在知られてい
る。
[0006] The transgenic animal of the present invention is preferably used for embryos such as unfertilized eggs, fertilized eggs, sperm and embryonic cells containing progenitors thereof, preferably at the stage of embryogenesis in the development of a non-human mammal (more preferably, , At the stage of single cells or fertilized egg cells and generally before the 8-cell stage), calcium phosphate method, electric pulse method, lipofection method, agglutination method, microinjection method, particle gun method, DE
It is produced by transferring the target thyroid hormone receptor gene by the AE-dextran method or the like.
In addition, by the gene transfer method, somatic cells, living organs,
By transferring the target thyroid hormone receptor gene to tissue cells, etc., it can also be used in cell culture, tissue culture, etc. Furthermore, by fusing these cells with the above-mentioned embryo cells by a cell fusion method known per se. It is also possible to create transgenic animals. The thyroid hormone receptor gene (β 1 type) was identified in 1989 by Sakurai et al. (Proc. Nat. Acad. Sc. USA, Vol. 86, Vol. 89).
For the first time, complementary DNA was isolated according to [Page 77]. The structure and function of the gene are (1) there is a DNA binding region that binds to a target gene rich in cysteine and a hormone binding region on the carboxyl group terminal side in the central part, and (2) the thyroid hormone receptor has α-type and β-type. There are types, each α 1
And α 2 and β 1 and β 2 subtypes (of which, the α 2 type thyroid hormone receptor is an inactive thyroid hormone receptor in which a C-terminal specific amino acid portion is present compared to α 1 type Known as the body [Izumo, etc.,
Nature 334, 539, 198
8 years], the β 2 -type thyroid hormone receptor is expressed in cells obtained from rat pituitary gland, and the N-terminal is β 1 due to alternative splicing.
It is known that it is different from the thyroid hormone receptor [Hodin et al., Science No. 2
44, p. 76, 1989]), (3) There is a thyroid hormone response element (thyroid hormone response element) that binds to the thyroid hormone receptor 5'upstream of various target genes, (4) Thyroid Hormone receptors are either receptor proteins or thyroid hormone receptors auxilary protein
Forms a dimer with (generally abbreviated as TRAP) and binds to the thyroid hormone response element,
(5) A retinoid X receptor (generally abbreviated as RXR) exhibits the same function as TRAP described above. (6) A hydrophobic amino acid repeating structure is present on the carboxyl group terminal side of this receptor, which is used for dimer formation. (7) When the thyroid hormone receptors α 1 or β 1 and α 2 are expressed in the same cell at the same time, which is a involved region, α 2 currently suppresses the function of the normal thyroid hormone receptor. Are known.

【0007】本発明で対象とし得る「非ヒト哺乳動物」
としては、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウサギ、イヌ、
ネコ、モルモット、ハムスター、マウス、ラットなどが
あげられる。なかでも病体動物モデル系の作成の面から
個体発生および生物サイクルが比較的短く、また、繁殖
が容易なゲッ歯動物、とりわけマウス(例えば、純系と
して、C57BL/6系統,DBA2系統など、交雑系
として、B6C3F1系統,BDF1系統,B6D2F1
系統,BALB/c系統,ICR系統など)またはラッ
ト(例えば、Wistar,SDなど)が好ましい。本
発明で対象とし得る「哺乳動物」としては、上記の「非
ヒト哺乳動物」の他にヒトなどがあげられる。本発明の
甲状腺ホルモン受容体の変異遺伝子としては、元の甲状
腺ホルモン受容体遺伝子のDNA配列に変異(例えば、
突然変異など)が生じたもの、具体的には、塩基の付
加、欠損、他の塩基への置換などが生じた遺伝子が挙げ
られる。本発明の甲状腺ホルモン受容体の異常遺伝子と
しては、異常甲状腺ホルモン受容体を発現させる遺伝子
を意味し、例えば、正常な甲状腺ホルモン受容体の機能
を抑制する甲状腺ホルモン受容体を発現させる遺伝子な
どが挙げられる。本発明における外来性甲状腺ホルモン
受容体遺伝子は対象とする動物と同種あるいは異種のど
ちらの哺乳動物由来のものであってもよい。甲状腺ホル
モン受容体遺伝子を対象動物に転移させるにあたって
は、当遺伝子を動物細胞で発現させうるプロモーターの
下流に結合した遺伝子コンストラクトとして用いるのが
一般に有利である。たとえば、ヒト甲状腺ホルモン受容
体遺伝子を転移させる場合、これと相同性が高い甲状腺
ホルモン受容体遺伝子を有する各種哺乳動物(ウサギ、
イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、ラット、マウス
など)由来の甲状腺ホルモン受容体遺伝子を発現させう
る各種プロモーターの下流に、ヒト甲状腺ホルモン受容
体遺伝子を結合した遺伝子コンストラクト(例、ベクタ
ーなど)を対象哺乳動物の受精卵、たとえばマウス受精
卵へマイクロインジェクションすることによって甲状腺
ホルモン受容体遺伝子を高発現する遺伝子転移哺乳動物
を作出できる。甲状腺ホルモン受容体の発現ベクターと
しては、大腸菌由来のプラスミド、枯草菌由来のプラス
ミド、酵母由来のプラスミド、λファージなどのバクテ
リオファージ、モロニー白血病ウィルスなどのレトロウ
ィルス、ワクシニアウィルスまたはバキュロウィルスな
どの動物ウイルスなどが用いられる。なかでも、大腸菌
由来のプラスミド、枯草菌由来のプラスミドまたは酵母
由来のプラスミドなどが好ましく用いられる。
“Non-human mammals” that can be the subject of the present invention
Examples include cattle, pigs, sheep, goats, rabbits, dogs,
Examples include cats, guinea pigs, hamsters, mice, and rats. Among them, rodents that have relatively short ontogeny and biological cycle from the viewpoint of creating a pathological animal model system and are easy to reproduce, especially mice (for example, as pure strains, C57BL / 6 strain, DBA2 strain, etc.) B6C3F 1 system, BDF 1 system, B6D2F 1 system
Strain, BALB / c strain, ICR strain, etc.) or rat (eg, Wistar, SD, etc.) is preferred. The “mammals” that can be targeted in the present invention include humans and the like in addition to the above “non-human mammals”. The thyroid hormone receptor mutant gene of the present invention includes a mutation in the original thyroid hormone receptor gene DNA sequence (for example,
Mutations, etc.), specifically, genes in which base addition, deletion, substitution with other bases, etc. have occurred. The thyroid hormone receptor abnormal gene of the present invention means a gene that expresses an abnormal thyroid hormone receptor, and examples thereof include a gene that expresses a thyroid hormone receptor that suppresses the function of a normal thyroid hormone receptor. To be The exogenous thyroid hormone receptor gene in the present invention may be derived from a mammal of the same species or different species as the target animal. When transferring the thyroid hormone receptor gene to a target animal, it is generally advantageous to use the gene as a gene construct linked downstream of a promoter that can be expressed in animal cells. For example, when transferring the human thyroid hormone receptor gene, various mammals having a thyroid hormone receptor gene highly homologous thereto (rabbit,
Target gene constructs (eg, vectors) in which the human thyroid hormone receptor gene is linked downstream of various promoters capable of expressing the thyroid hormone receptor gene derived from dogs, cats, guinea pigs, hamsters, rats, mice, etc. By microinjection into a fertilized egg of an animal, for example, a mouse fertilized egg, a transgenic mammal highly expressing the thyroid hormone receptor gene can be produced. Thyroid hormone receptor expression vectors include Escherichia coli-derived plasmids, Bacillus subtilis-derived plasmids, yeast-derived plasmids, bacteriophages such as λ phage, retroviruses such as Moloney leukemia virus, animal viruses such as vaccinia virus or baculovirus. Are used. Of these, a plasmid derived from Escherichia coli, a plasmid derived from Bacillus subtilis, a plasmid derived from yeast, and the like are preferably used.

【0008】上記の遺伝子発現調節を行うプロモーター
としては、たとえばウィルス(例、シミアンウィルス、
サイトメガロウィルス、モロニー白血病ウィルス、JC
ウィルス、乳癌ウィルス、ポリオウィルスなど)に由来
する遺伝子のプロモーター、各種哺乳動物(ヒト、ウサ
ギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、ラット、マ
ウスなど)および鳥類(ニワトリなど)由来のものとし
ては、アルブミン、インスリンII、ウロプラキンI
I、エラスターゼ、エリスロポエチン、エンドセリン、
筋クレアチンキナーゼ、グリア線維性酸性タンパク、グ
ルタチオンS−トランスフェラーゼ、血小板由来成長因
子β、ケラチンK1,K10およびK14、コラーゲン
I型およびII型、サイクリックAMP依存タンパクキ
ナーゼβIサブユニット、ジストロフィン、酒石酸抵抗
性アルカリフォスファターゼ、心房ナトリウム利尿性因
子、内皮レセプターチロシンキナーゼ(一般にTie2
と略される)、ナトリウムカリウムアデノシン3リン酸
化酵素(一般にNa,K−ATPaseと略される)、
ニューロフィラメント軽鎖、メタロチオネインIおよび
IIA、メタロプロティナーゼ1組織インヒビター、M
HCクラスI抗原(一般にH−2Lと略される)、H−
ras、レニン、ドーパミンβ−水酸化酵素、甲状腺ペ
ルオキシダーゼ(一般にTPOと略される)、ポリペプ
チド鎖延長因子1α(EF−1α)、βアクチン、αお
よびβミオシン重鎖、ミオシン軽鎖1および2、ミエリ
ン基礎タンパク、チログロブリン、Thy−1、免疫グ
ロブリン、H鎖可変部(一般にVNPと略される)、血
清アミロイドPコンポーネント、ミオグロビン、トロポ
ニンC、平滑筋αアクチン、プレプロエンケファリン
A、バソプレシンなどのプロモーターがあげられるが、
好ましくは全身で高発現することが可能なサイトメガロ
ウィルスプロモーター、ヒトポリペプチド鎖延長因子1
α(EF−1α)のプロモーター、ヒトおよびニワトリ
βアクチンプロモーターなどを用いることができる。
[0008] Examples of the promoter for regulating the gene expression include, for example, viruses (eg, simian virus,
Cytomegalovirus, Moloney leukemia virus, JC
As a promoter of a gene derived from a virus, a breast cancer virus, a poliovirus, etc., various mammals (human, rabbit, dog, cat, guinea pig, hamster, rat, mouse, etc.) and birds (chicken, etc.), albumin , Insulin II, uroplakin I
I, elastase, erythropoietin, endothelin,
Muscle creatine kinase, glial fibrillary acidic protein, glutathione S-transferase, platelet-derived growth factor β, keratins K1, K10 and K14, collagen type I and type II, cyclic AMP-dependent protein kinase βI subunit, dystrophin, tartrate resistance Alkaline phosphatase, atrial natriuretic factor, endothelial receptor tyrosine kinase (generally Tie2
Abbreviated), sodium potassium adenosine 3 phosphatase (generally abbreviated Na, K-ATPase),
Neurofilament light chain, metallothionein I and IIA, metalloproteinase 1 tissue inhibitor, M
HC class I antigen (generally abbreviated as H-2L), H-
ras, renin, dopamine β-hydroxylase, thyroid peroxidase (generally abbreviated as TPO), polypeptide chain elongation factor 1α (EF-1α), β actin, α and β myosin heavy chain, myosin light chain 1 and 2 , Myelin basal protein, thyroglobulin, Thy-1, immunoglobulin, H chain variable region (generally abbreviated as VNP), serum amyloid P component, myoglobin, troponin C, smooth muscle α-actin, preproenkephalin A, vasopressin, etc. There is a promoter,
Cytomegalovirus promoter and human polypeptide chain elongation factor 1 which are preferably highly expressed systemically
The α (EF-1α) promoter, human and chicken β actin promoters, etc. can be used.

【0009】上記ベクターは、遺伝子転移哺乳動物にお
いて目的とするメッセンジャーRNAの転写を終結する
配列(一般にターミネターと呼ばれる)を有しているこ
とが好ましく、例えば、ウィルス由来、各種哺乳動物お
よび鳥類由来の各遺伝子の配列を用いることができ、好
ましくは、シミアンウィルスのSV40ターミネターな
どが用いられる。その他、目的遺伝子をさらに高発現さ
せる目的で各遺伝子のスプライシングシグナル、エンハ
ンサー領域、真核遺伝子のイントロンの一部などをプロ
モーター領域の5´上流、プロモーター領域と翻訳領域
間あるいは翻訳領域の3´下流に連結することも目的に
より可能である。正常甲状腺ホルモン受容体の翻訳領域
は各種哺乳動物(ウサギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハ
ムスター、ラット、マウス、ヒトなど)由来の肝臓、腎
臓、甲状腺細胞、線維芽細胞由来DNAおよび市販の各
種ゲノムDNAライブラリーよりゲノムDNAの全てあ
るいは一部としてまたは肝臓、腎臓、甲状腺細胞、線維
芽細胞由来RNAより公知の方法により調製された相補
DNAを原料として取得することが出来る。また外来性
異常甲状腺ホルモン受容体遺伝子は甲状腺不応症患者の
線維芽細胞由来RNAより公知の方法により調製された
相補DNAを原料として用いることができる。また上記
の細胞あるいは組織より得られた正常甲状腺ホルモン受
容体の翻訳領域を点突然変異誘発法により変異した翻訳
領域を作製することができる。該翻訳領域は転移動物に
おいて発現しうる遺伝子コンストラクトとして、前記の
プロモーターの下流および所望により転写終結部位の上
流に連結させる通常の遺伝子工学的手法により作製する
ことができる。受精卵細胞段階における甲状腺ホルモン
受容体遺伝子の転移は、対象哺乳動物の胚芽細胞および
体細胞のすべてに存在するように確保される。遺伝子転
移後の作出動物の胚芽細胞において、甲状腺ホルモン受
容体遺伝子が存在することは、作出動物の後代がすべ
て、その胚芽細胞および体細胞のすべてに甲状腺ホルモ
ン受容体遺伝子を保持することを意味する。遺伝子を受
け継いだこの種の動物の子孫はその胚芽細胞および体細
胞のすべてに甲状腺ホルモン受容体遺伝子を有する。
The above vector preferably has a sequence (generally called terminator) that terminates the transcription of the messenger RNA of interest in transgenic mammals. For example, it is derived from viruses, various mammals and birds. The sequence of each gene can be used, and preferably the SV40 terminator of simian virus is used. In addition, splicing signals of each gene, enhancer region, a part of the intron of eukaryotic gene, etc. are located 5'upstream of the promoter region, between the promoter region and the translation region or 3'downstream of the translation region in order to further express the target gene. It is also possible to connect to the. The translation region of the normal thyroid hormone receptor is derived from various mammals (rabbit, dog, cat, guinea pig, hamster, rat, mouse, human, etc.)-Derived liver, kidney, thyroid cells, fibroblast-derived DNA and various commercially available genomic DNA. It can be obtained from the library as a whole or a part of genomic DNA or as a starting material complementary DNA prepared from a liver, kidney, thyroid cell, or fibroblast-derived RNA by a known method. Further, as the foreign abnormal thyroid hormone receptor gene, complementary DNA prepared by a known method from RNA derived from fibroblasts of patients with thyroid refractory can be used as a raw material. Further, a translation region obtained by mutating the translation region of the normal thyroid hormone receptor obtained from the above cells or tissues by the point mutagenesis method can be prepared. The translation region can be prepared as a gene construct that can be expressed in a transgenic animal by a conventional genetic engineering method in which it is linked to the downstream of the promoter and, if desired, the upstream of the transcription termination site. The thyroid hormone receptor gene transfer at the fertilized egg cell stage is ensured to be present in all germinal cells and somatic cells of the target mammal. The presence of the thyroid hormone receptor gene in embryonic cells of the transgenic animal after gene transfer means that all progeny of the transgenic animal carry the thyroid hormone receptor gene in all of its embryonic and somatic cells. . The offspring of this type of animal that inherits the gene has the thyroid hormone receptor gene in all of its germ cells and somatic cells.

【0010】本発明の外来性正常甲状腺ホルモン受容体
遺伝子転移非ヒト哺乳動物は交配により遺伝子を安定に
保持することを確認して、該当遺伝子保有動物として通
常の飼育環境で継代飼育することが出来る。受精卵細胞
段階における甲状腺ホルモン受容体遺伝子の転移は、対
象哺乳動物の胚芽細胞および体細胞の全てに過剰に存在
するように確保される。遺伝子転移後の作出動物の胚芽
細胞において甲状腺ホルモン受容体遺伝子が過剰に存在
することは、作出動物の子孫が全てその胚芽細胞および
体細胞の全てに甲状腺ホルモン受容体遺伝子を過剰に有
することを意味する。遺伝子を受け継いだこの種の動物
の子孫はその胚芽細胞および体細胞の全てに甲状腺ホル
モン受容体遺伝子を過剰に有する。導入遺伝子を相同染
色体の両方に持つホモザイゴート動物を取得し、この雌
雄の動物を交配することによりすべての子孫が該遺伝子
を過剰に有するように繁殖継代することができる。本発
明の正常甲状腺ホルモン受容体遺伝子を組み込んだDN
Aを有する非ヒト哺乳動物は、正常甲状腺ホルモン受容
体遺伝子が高発現させられており、内在性の正常甲状腺
ホルモン受容体遺伝子の機能を促進することにより最終
的に甲状腺機能亢進症、バセドウ病、甲状腺炎、甲状腺
腫、甲状腺癌などの甲状腺疾患を発症することがあり、
その病態モデル動物として利用することができる。たと
えば、本発明のマウスを用いて、甲状腺機能亢進症、バ
セドウ病、甲状腺炎、甲状腺腫、甲状腺癌などの甲状腺
疾患の病態機序の解明およびこの疾患の治療方法の検討
を行うことが可能である。また、外来性正常甲状腺ホル
モン遺伝子転移哺乳動物は、遊離甲状腺ホルモン量の増
加症状を有することから、上記甲状腺疾患に対する治療
薬のスクリーニング試験にも利用可能である。
It has been confirmed that the exogenous normal thyroid hormone receptor gene-transferred non-human mammal of the present invention stably retains the gene by mating, and can be subcultured in a normal breeding environment as the corresponding gene-bearing animal. I can. The transfer of the thyroid hormone receptor gene at the fertilized egg cell stage is ensured to be present in excess in all germinal cells and somatic cells of the target mammal. Excessive presence of the thyroid hormone receptor gene in germ cells of the created animal after gene transfer means that all the offspring of the created animal have excess of the thyroid hormone receptor gene in all of their germ cells and somatic cells. To do. The offspring of this type of animal that inherited the gene have an excess of the thyroid hormone receptor gene in all of its germ cells and somatic cells. By obtaining a homozygous animal having the transgene on both homologous chromosomes and mating the male and female animals, all the progeny can be passaged so that the offspring have the gene in excess. DN incorporating the normal thyroid hormone receptor gene of the present invention
In the non-human mammal having A, the normal thyroid hormone receptor gene is highly expressed, and by promoting the function of the endogenous normal thyroid hormone receptor gene, finally hyperthyroidism, Graves' disease, May develop thyroid diseases such as thyroiditis, goiter, thyroid cancer,
It can be used as a model animal for the pathological condition. For example, by using the mouse of the present invention, it is possible to elucidate the pathological mechanism of thyroid diseases such as hyperthyroidism, Graves' disease, thyroiditis, goiter, and thyroid cancer, and to study treatment methods for this disease. is there. In addition, since an exogenous normal thyroid hormone gene-transferred mammal has a symptom of an increase in the amount of free thyroid hormone, it can be used in a screening test for a therapeutic drug for the above thyroid diseases.

【0011】本発明の外来性異常甲状腺ホルモン受容体
遺伝子を組み込んだDNAを有する非ヒト哺乳動物は、
交配により遺伝子を安定に保持することを確認して該当
遺伝子保有動物として通常の飼育環境で継代飼育するこ
とが出来る。さらに目的遺伝子を前述のプラスミドに組
み込んで原科として用いることができる。プロモーター
との遺伝子コンストラク卜は、通常の遺伝子工学的手法
によって作製できる。受精卵細胞段階における異常甲状
腺ホルモン受容体遺伝子の転移は、対象哺乳動物の胚芽
細胞および体細胞の全てに存在するように確保される。
遺伝子転移後の作出動物の胚芽細胞において異常甲状腺
ホルモン受容体遺伝子が存在することは、作出動物の子
孫が全てその胚芽細胞および体細胞の全てに異常甲状腺
ホルモン受容体遺伝子を有することを意味する。遺伝子
を受け継いだこの種の動物の子孫はその胚芽細胞および
体細胞の全てに異常甲状腺ホルモン受容体遺伝子を有す
る。導入遺伝子を相同染色体の両方に持つホモザイゴー
ト動物を取得し、この雌雄の動物を交配することにより
すべての子孫が該遺伝子を有するように繁殖継代するこ
とができる。本発明の異常甲状腺ホルモン受容体遺伝子
を組み込んだDNAを有する非ヒト哺乳動物は、甲状腺
ホルモン受容体遺伝子が高発現させられており、内在性
の正常甲状腺ホルモン受容体遺伝子の機能を阻害するこ
とにより最終的に甲状腺ホルモン不応症となることがあ
り、その病態モデル動物として利用することができる例
えば、本発明のマウスを用いて、甲状腺ホルモン不応症
の病態機序の解明およびこの疾患を治療方法の検討を行
うことが可能である。また、具体的な利用可能性として
は、異常甲状腺ホルモン受容体遺伝子高発現マウスは甲
状腺ホルモン不応症におけるこの異常受容体が正常受容
体機能の阻害(dominant negative作用)を解明するモ
デルとなることも考えられる。その場合、甲状腺ホルモ
ン受容体α1212それぞれの機能が解明される
ことになり、さらにRXRとのヘテロダイマー形成およ
び転写因子の遺伝子調節機構を解明する実験モデルとし
ての利用も期待される。さらに遺伝子転移哺乳動物はび
まん性甲状腺腫を有することより、甲状腺腫のモデル動
物となりうる。また、該遺伝子転移哺乳動物は、遊離甲
状腺ホルモン量の増加症状を有することから、甲状腺不
応症に対する治療薬スクリーニング試験にも利用可能で
ある。
The non-human mammal having the DNA incorporating the exogenous abnormal thyroid hormone receptor gene of the present invention is:
After confirming that the gene is stably retained by mating, the gene-bearing animal can be subcultured in a normal breeding environment. Furthermore, the target gene can be incorporated into the above-mentioned plasmid and used as a protozoa. A gene construct with a promoter can be prepared by a usual genetic engineering technique. The abnormal thyroid hormone receptor gene transfer at the fertilized egg cell stage is ensured to be present in all germ cells and somatic cells of the target mammal.
The presence of the abnormal thyroid hormone receptor gene in the germinal cells of the created animal after gene transfer means that all the progeny of the created animal have the abnormal thyroid hormone receptor gene in all of its germinal cells and somatic cells. The offspring of this type of animal that inherited the gene have an abnormal thyroid hormone receptor gene in all of its germ cells and somatic cells. By obtaining a homozygous animal having the transgene on both homologous chromosomes and mating the male and female animals, all the offspring can be passaged so as to carry the gene. The non-human mammal having the DNA incorporating the abnormal thyroid hormone receptor gene of the present invention has a high expression of the thyroid hormone receptor gene, and by inhibiting the function of the endogenous normal thyroid hormone receptor gene, It may eventually become thyroid hormone refractory and can be used as a model animal for its pathological condition.For example, using the mouse of the present invention, elucidation of the pathological mechanism of thyroid hormone refractory and treatment of this disease can be performed. It is possible to consider. Further, as a specific availability, a mouse that overexpresses an abnormal thyroid hormone receptor gene can serve as a model for elucidating the inhibition of normal receptor function (dominant negative action) by this abnormal receptor in thyroid hormone refractory disease. Conceivable. In that case, the function of each of thyroid hormone receptors α 1 , α 2 , β 1 , and β 2 will be elucidated, and further as an experimental model to elucidate the mechanism of heterodimer formation with RXR and the gene regulation mechanism of transcription factors. Expected to be used. Furthermore, since transgenic mammals have diffuse goiter, they can be model animals for goiter. Further, since the transgenic mammal has a symptom of an increase in the amount of free thyroid hormone, it can be used for a therapeutic drug screening test for thyroid refractory disease.

【0012】また、上記2種類の遺伝子転移哺乳動物の
その他の利用可能性として 組織培養のための細胞源としての使用、 本発明の遺伝子転移マウスの組織中のDNAもしく
はRNAを直接分析するかあるいは遺伝子により発現さ
れたタンパク組織を分析することによる、核内レセプタ
ーの複雑な作用との転写因子との関連性についての解
析、 遺伝子を有する組織の細胞を標準組織培養技術によ
り培養し、これらを使用して、たとえば甲状腺組織由来
細胞のような一般に培養困難な組織からの細胞の機能の
研究、 上記記載の細胞を用いることによる細胞の機能を
高めるような薬剤のスクリーニング、および 変異甲状腺ホルモン受容体を単離精製およびその抗
体作製などが考えられる。
Another possibility of using the above-mentioned two types of transgenic mammals is as a cell source for tissue culture, or by directly analyzing DNA or RNA in the tissue of the transgenic mouse of the present invention, or Analysis of the relationship between the complex action of nuclear receptors and transcription factors by analyzing the protein tissues expressed by the gene, culturing cells of the tissue having the gene by standard tissue culture technology, and using these Then, studying the function of cells from tissues that are generally difficult to culture, such as cells derived from thyroid tissue, screening for drugs that enhance the function of cells by using the cells described above, and mutating thyroid hormone receptors Isolation and purification and antibody production thereof are considered.

【0013】上記遺伝子転移動物を用いて甲状腺不応症
を含む甲状腺疾患の臨床症状を調べることができる。そ
の方法としては、例えば、血中の甲状腺ホルモンT3
ロシンおよびT4トリヨードチロシンの定量および遊離
型甲状腺ホルモンT3チロシンおよびT4トリヨードチロ
シンの定量、血中の甲状腺刺激ホルモン(一般にTSH
と略する)の定量、サイロキシン結合グロブリン(一般
にTBGと略する)血中サイログロブリンの定量、抗サ
イログロブリンあるいは抗ミクロソーム抗体を用いた検
定、TSH受容体抗体を用いた検定、血中カルシトニン
の定量、副甲状腺ホルモン(一般にPTHと略する)の
定量、副甲状腺ホルモン関連ペプチド(一般にPTHR
Pと略する)の定量などであり、それらにより疾患症状
およびその程度をより詳細に判定し、その結果、新しい
治療方法の検討が可能になる。また、これら遺伝子転移
動物による甲状腺不応症を含む甲状腺疾患モデルの各臓
器におけるより詳細な病理学的所見が得られ、新しい治
療方法の開発、さらには、甲状腺疾患による二次的疾患
の研究および治療に貢献することができる。
Using the above transgenic animal, clinical symptoms of thyroid diseases including thyroid refractory disease can be examined. TSH As the method, for example, thyroid hormones T 3 of tyrosine and T 4-triiodo-tyrosine quantification and free thyroid hormone T 3 tyrosine and T 4-triiodo-tyrosine quantification in blood, thyroid stimulating hormone (generally in the blood
Abbreviated), thyroxine-binding globulin (generally abbreviated as TBG) blood thyroglobulin, assay using anti-thyroglobulin or anti-microsomal antibody, assay using TSH receptor antibody, quantification of blood calcitonin, secondary Quantification of thyroid hormone (generally abbreviated as PTH), parathyroid hormone-related peptide (generally PTHR)
(Abbreviated as P) and the like, which enables more detailed determination of disease symptoms and the degree thereof, and as a result, examination of new therapeutic methods becomes possible. In addition, more detailed pathological findings in each organ of thyroid disease model including thyroid refractory disease due to these gene transfer animals were obtained, development of new treatment methods, and further research and treatment of secondary diseases caused by thyroid disease. Can contribute to.

【0014】これら遺伝子転移動物を用いて甲状腺ある
いは各臓器を取り出し、細切後、トリプシンなどのタン
パク分解酵素により、遊離した遺伝子転移細胞の取得、
その培養またはその培養細胞の系統化を行うことが可能
である。さらに甲状腺細胞の分化および増殖に関与する
シグナル伝達機構を調べる目的でcAMP反応、アデニ
ル酸シクラーゼ活性測定、cAMPホスホジエステラー
ゼ活性測定を行うことができ、それらの異常を調べるこ
となどができる。この細胞を用いて上述の検定以外に放
射線免疫検定(一般にRIAと略する)によるチログロ
ビン生合成研究、甲状腺ホルモンと甲状腺ホルモン受容
体との結合アッセイ、甲状腺ホルモン受容体の単離およ
び大量調整を行うことが可能で、甲状腺ホルモン受容体
および甲状腺ホルモン作用解明の有効な研究材料であ
る。また、これら遺伝子転移動物を用いて甲状腺不応症
を含む甲状腺疾患治療薬の開発をするために上述の検査
法および定量法などを用いることにより有効で迅速な甲
状腺不応症を含む甲状腺疾患治療薬のスクリーニング法
を提供することが可能となる。さらに、これら遺伝子転
移動物または外来性甲状腺ホルモン受容体遺伝子発現ベ
クターを用いて甲状腺疾患の遺伝子治療法を検討、開発
することが可能である。核内受容体の研究においては異
常甲状腺ホルモン受容体による正常甲状腺ホルモン受容
体の不活性化モデル、T3チロキシンの細胞膜上の能動
輸送に関するモデル、ミトコンドリアにおけるエネルギ
ー代謝に関するモデル、甲状腺ホルモン受容体遺伝子を
含むv-erbA癌遺伝子ファミリーの構造および機能解析
および進化を解析するためのモデル、甲状腺ホルモンお
よび甲状腺ホルモン受容体による他の遺伝子(例えば、
オステオカルシン遺伝子)制御を(例えば、T3レスポ
ンスエレメントによる転写制御など)を解明するモデル
または核内受容体に関与する転写活性抑制因子および促
進因子の作用を解明するモデルにすることが可能であ
る。
The thyroid gland or each organ is taken out from these gene-transferred animals, and after finely slicing, a gene-transferred cell released by a protease such as trypsin is obtained.
It is possible to systemize the culture or the cultured cells. Furthermore, cAMP reaction, adenylate cyclase activity measurement, and cAMP phosphodiesterase activity measurement can be performed for the purpose of investigating the signal transduction mechanism involved in the differentiation and proliferation of thyroid cells, and their abnormalities can be investigated. Using these cells, in addition to the above-mentioned assay, tyroglobin biosynthesis research by radioimmunoassay (generally abbreviated as RIA), binding assay of thyroid hormone and thyroid hormone receptor, isolation and mass preparation of thyroid hormone receptor are performed. It is possible and is an effective research material for elucidation of thyroid hormone receptor and thyroid hormone action. In addition, by using these test methods and quantitative methods to develop a therapeutic drug for thyroid disease including thyroid refractory disease using these gene-transferred animals, a therapeutic drug for thyroid disease including effective and rapid thyroid refractory disease can be obtained. It becomes possible to provide a screening method. Furthermore, it is possible to study and develop a gene therapy method for thyroid disease using these gene transfer animals or an exogenous thyroid hormone receptor gene expression vector. In the study of nuclear receptors, a model of inactivation of normal thyroid hormone receptor by abnormal thyroid hormone receptor, a model of active transport of T 3 thyroxine on cell membrane, a model of energy metabolism in mitochondria, a thyroid hormone receptor gene Models for analyzing structural and functional analyzes and evolution of the v-erbA oncogene family, including thyroid hormone and other genes by the thyroid hormone receptor (eg,
It is possible to use the osteocalcin gene) regulation as a model for elucidating (for example, transcriptional regulation by T 3 response element) or a model for elucidating the action of a transcriptional activity repressor and a promoter involved in nuclear receptors.

【0015】本明細書および図面において、塩基などを
略号で表示する場合、IUPAC−IUB Commi
sion on Biochemical Nomen
clatureによる略号あるいは当該分野における慣
用略号に基づくものであり、その例を下記する。 DNA :デオキシリボ核酸 cDNA :相補的デオキシリボ核酸 RNA :リボ核酸 A :アデニン T :チミン G :グアニン C :シトシン
In the present specification and drawings, when an abbreviation is used for a base or the like, IUPAC-IUB Commi
sion on Biochemical Nomen
It is based on the abbreviations based on the “culture” or the abbreviations commonly used in this field, and examples thereof are given below. DNA: deoxyribonucleic acid cDNA: complementary deoxyribonucleic acid RNA: ribonucleic acid A: adenine T: thymine G: guanine C: cytosine

【0016】本願明細書の配列表の配列番号は、以下の
配列を示す。 [配列番号1]実施例1記載のポリメラーゼチェインリ
アクション反応に用いる32マーのプライマー1の塩基
配列を示す。 [配列番号2]実施例1記載のポリメラーゼチェインリ
アクション反応に用いる35マーのプライマー2の塩基
配列を示す。 [配列番号3]実施例2記載のポリメラーゼチェインリ
アクション反応に用いる21マーのプライマー3の塩基
配列を示す。 [配列番号4]実施例2記載のポリメラーゼチェインリ
アクション反応に用いる21マーのプライマー4の塩基
配列を示す。 [配列番号5]実施例4記載のポリメラーゼチェインリ
アクション反応に用いる21マーのプライマー5の塩基
配列を示す。 [配列番号6]実施例4記載のポリメラーゼチェインリ
アクション反応に用いる21マーのプライマー6の塩基
配列を示す。
The sequence numbers in the sequence listing in the present specification indicate the following sequences. [SEQ ID NO: 1] This shows the base sequence of the 32-mer primer 1 used in the polymerase chain reaction reaction described in Example 1. [SEQ ID NO: 2] This shows the base sequence of the 35-mer primer 2 used in the polymerase chain reaction reaction described in Example 1. [SEQ ID NO: 3] This shows the base sequence of 21-mer primer 3 used in the polymerase chain reaction reaction described in Example 2. [SEQ ID NO: 4] This shows the base sequence of 21-mer primer 4 used in the polymerase chain reaction reaction described in Example 2. [SEQ ID NO: 5] This shows the base sequence of 21-mer primer 5 used in the polymerase chain reaction described in Example 4. [SEQ ID NO: 6] This shows the base sequence of 21-mer primer 6 used in the polymerase chain reaction reaction described in Example 4.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げて本発明を
より具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されな
いことは言うまでもない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

実施例1 1)ヒト変異甲状腺ホルモン受容体α1 遺伝子を有する
プラスミドpCMXαF397Xの構築 ヒト甲状腺ホルモン受容体α1 遺伝子を含むプラスミド
pCMX−hTRα1[ナカイ(Nakai)等、モレキュラ
ー アンド セルラー エンドクリノロジー(Mol.Cell.En
docrinol.)、第72巻、第143頁、1990年]1
μgを制限酵素Bam HIで消化した後、常法により
精製し、これを制限酵素切断部位BspMIを含む32
マーのプライマー1(5′−AGGAGGCGTACC
TGCTGGCGTTCGAGCACTAC−3′:配
列番号1)および制限酵素切断部位Xho Iを含む3
5マーのプライマー2(5′−TCAAAGACCTC
GAGGAAGAGTGGGGGTCAGAGTTC−
3′:配列番号2)を用いて94℃30秒、55℃1
分、72℃1分のサイクルを50回反復するポリメラー
ゼチェインリアクション反応(一般にPCRと略する)
を行い、193bpの大きさの反応物を得た。次に得ら
れたDNAを制限酵素BspMIおよびXho Iで切
断し、DNA断片を得た。また、同プラスミドpCMX
−hTRα1 を制限酵素BspMIおよびXho Iで
切断し、上記と同様な方法によりヒト甲状腺ホルモン受
容体遺伝子発現ユニットを含む目的DNApCMX−h
TRα1 BspMI−Xho I断片を抽出すること
で、1.6kbp断片を得た。この断片と上記PCR産
物にタカラライゲーションキット(宝酒造社製)を用い
て結合し、この反応液を用い反応液を用い大腸菌JM1
09(ニッポンジーン社製)を形質転換し、アンピシリ
ン耐性株を得た。この形質転換株(Escherich
ia coli JM109/pCMXαF397X)
からプラスミドDNAを回収し、制限酵素切断を行い、
プラスミドpCMXαF397X(5.7kbp)を得
た。PCR産物は自体公知のジデオキシ法により塩基配
列を確認した。以上の構築図を(図1)に示す。この遺
伝子コンストラクトを多重制限酵素切断によって検査し
たところ、検出しうる転位を含まなかった。
Example 1 1) Construction of plasmid pCMXαF397X containing human mutant thyroid hormone receptor α 1 gene Plasmid pCMX-hTRα 1 containing human thyroid hormone receptor α 1 gene [Nakai et al., Molecular and Cellular Endocrinology (Mol) .Cell.En
docrinol.), Vol. 72, p. 143, 1990] 1
After digesting μg with the restriction enzyme Bam HI, it was purified by a conventional method, and it was digested with the restriction enzyme cleavage site BspMI 32
Primer 1 (5'-AGGAGGCGTACC
TGCTGGCGTCTCGAGCACTAC-3 ′: SEQ ID NO: 1) and 3 containing restriction enzyme cleavage site Xho I
5-mer primer 2 (5'-TCAAAGACCTC)
GAGGAAGAGTGGGGGGTCAGAGTTC-
3 ': 94 ° C for 30 seconds, 55 ° C 1 using SEQ ID NO: 2)
Polymerase chain reaction reaction (generally abbreviated as PCR) in which a cycle of 1 minute and 72 ° C. for 1 minute is repeated 50 times
Then, a reaction product having a size of 193 bp was obtained. Next, the obtained DNA was cleaved with restriction enzymes BspMI and Xho I to obtain a DNA fragment. In addition, the plasmid pCMX
-HTRα 1 is cleaved with restriction enzymes BspMI and Xho I, and a target DNA pCMX-h containing a human thyroid hormone receptor gene expression unit is prepared in the same manner as above.
A 1.6 kbp fragment was obtained by extracting the TRα 1 BspMI-Xho I fragment. This fragment was ligated to the PCR product using a Takara ligation kit (manufactured by Takara Shuzo), and this reaction solution was used to prepare E. coli JM1.
09 (Nippon Gene) was transformed to obtain an ampicillin resistant strain. This transformant (Escherich
ia coli JM109 / pCMXαF397X)
Recover the plasmid DNA from the
The plasmid pCMXαF397X (5.7 kbp) was obtained. The base sequence of the PCR product was confirmed by the dideoxy method known per se. The above construction diagram is shown in (FIG. 1). This gene construct was examined by multiple restriction enzyme cleavage and contained no detectable transposition.

【0019】2)ヒト染色体遺伝子の制御領域の下流に
ヒト変異甲状腺ホルモン受容体α1 遺伝子を有するプラ
スミドpEF−BOSαF397Xの構築 ヒト染色体遺伝子の制御領域としてヒトpolypep
tide chainelongation fact
or 1αのプロモーターは水島および長田(Mizu
shima&Nagata)[ニュクレイック アシッ
ド リサーチ(Nucleic Acids Rese
arch)第18巻,第5322頁,l990年]に記
載されているプラスミドpEF−BOSを利用した。最
初、pEF−BOSを制限酵素Xba Iで切断し、取
得した制御領域を含む5.8kbpのXba I断片を
DNAポリメラーゼKlenow断片(宝酒造社製)で
処理して、平滑末端とした。この断片を仔牛小腸アルカ
リフォスファターゼ(宝酒造社製)で5′端の脱リン酸
化を行った。つぎにpCMXαF397Xを制限酵素H
ind IIIおよびBam HIで切断し、ヒト変異甲
状腺ホルモン受容体α1 cDNA領域を単離し、上記と
同様の方法で平滑末端とした。pEF−BOS−Xba
I平滑断片(5.8kbp)とpCMXαF397X
−Hind III−Bam HI平滑断片(1.7kb
p)をタカラライゲーションキット(宝酒造社製)を用
いて16℃、60分処理し、結合させ、この反応液を用
い大腸菌JM109(ニッポンジーン社製)を形質転換
し、アンピシリン耐性株を得た。この形質転換株(Es
cherichia coli JM109/pEF−B
OSαF397X)からプラスミドDNAを回収し、制
限酵素切断を行い、pCMXαF397X−Hind
III−Bam HI平滑断片がpEF−BOS−Xb
a I平滑断片内に正方向に結合されていることを確認
し、プラスミドpEF−BOSαF397X(7.0k
bp)を得た。このプラスミドの構築図を(図2)に示
す。この遺伝子コンストラクトを多重制限酵素切断によ
って検査したところ、検出しうる転位を含まなかった。
2) Construction of plasmid pEF-BOSαF397X having a human mutant thyroid hormone receptor α 1 gene downstream of the control region of human chromosomal gene Human polypep as a control region of human chromosomal gene
side chainlongation fact
The promoters of or 1α are Mizushima and Nagata (Mizu).
Shima & Nagata [Nucleic Acids Research
arch) Vol. 18, p. 5322, 1990], which was used as a plasmid pEF-BOS. First, pEF-BOS was cleaved with a restriction enzyme Xba I, and the obtained 5.8 kbp Xba I fragment containing the control region was treated with a DNA polymerase Klenow fragment (Takara Shuzo) to make a blunt end. This fragment was dephosphorylated at the 5'end with calf intestinal alkaline phosphatase (Takara Shuzo). Next, pCMXαF397X was digested with restriction enzyme H
The human mutant thyroid hormone receptor α 1 cDNA region was isolated by cutting with ind III and Bam HI, and blunt-ended by the same method as described above. pEF-BOS-Xba
I blunt fragment (5.8 kbp) and pCMXαF397X
-Hind III-Bam HI blunt fragment (1.7 kb
p) was treated with a Takara ligation kit (Takara Shuzo Co., Ltd.) at 16 ° C. for 60 minutes for ligation, and E. coli JM109 (Nippon Gene Co.) was transformed with this reaction solution to obtain an ampicillin-resistant strain. This transformant (Es
cherichia coli JM109 / pEF-B
The plasmid DNA was recovered from OSαF397X) and digested with restriction enzymes to obtain pCMXαF397X-Hind.
The III-Bam HI blunt fragment is pEF-BOS-Xb.
It was confirmed that the DNA was ligated in the aI blunt fragment in the forward direction, and the plasmid pEF-BOSαF397X (7.0 k
bp) was obtained. The construction diagram of this plasmid is shown in (FIG. 2). This gene construct was examined by multiple restriction enzyme cleavage and contained no detectable transposition.

【0020】実施例2 1)ヒト染色体遺伝子の制御領域の下流にヒト変異甲状
腺ホルモン受容体α1 遺伝子融合体を含有する遺伝子転
移マウスの作出 上記プラスミドpEF−BOSαF397XをHind
IIIおよびScaIによって切断し、10μg〜1
00μg/mlの濃度に調製し、その1〜2μlを顕微
鏡下で観察しながら受精した単細胞期のマウス卵の雄前
核へ注入した。次いで、注入した卵をワグナー(Wag
ner)ら[1981、プロシーデイングス オブ ナ
ショナルアカデミー オブ サイエンス(Proc.
Natl. Acad. Sci. U.S.A.)、第
78巻、第5016頁]により記載された方法に従って
偽妊娠の雌マウスの卵管に移植し、着床させた。これら
卵はC57BL/6JxDBA2F1マウスの交配によ
って得たものである。マウスは市販品(日本クレア社)
を用い、出産後、養育雌マウスにその出産仔を離乳する
まで保育させた。
Example 2 1) Generation of Transgenic Mouse Containing Human Mutant Thyroid Hormone Receptor α 1 Gene Fusion Downstream of the Control Region of Human Chromosomal Gene The above plasmid pEF-BOSαF397X was Hind.
Cleavage with III and ScaI, 10 μg-1
The concentration was adjusted to 00 μg / ml, and 1 to 2 μl thereof was injected into the male pronucleus of single cell stage mouse eggs fertilized while observing under a microscope. Then, inject the injected egg with Wagner (Wagner).
ner) et al. [1981, Proceedings of National Academy of Science (Proc.
Natl. Acad. Sci. U. S. A. ), 78, 5016], and transplanted into the oviducts of pseudopregnant female mice for implantation. These eggs were obtained by mating C57BL / 6JxDBA2F1 mice. Mouse is a commercial product (CLEA Japan)
After the baby was born, the fostered female mouse was allowed to grow until the baby was weaned.

【0021】2)ヒト変異甲状腺ホルモン受容体α1
伝子転移マウスの分析 3週齢に達した出産仔の尾から採取したDNAを用いて
ポリメラーゼチェインリアクション法により試験した。
すなわち、ヒト変異甲状腺ホルモン受容体cDNA中の
21マーのプライマー3(5′−AGGCTGTGCT
GCTAATGTCAA−3′:配列番号3)、および
ヒト変異甲状腺ホルモン受容体cDNA中の21マーの
プライマー4(5′−AAGAGTGGGGGTCAG
AGTTCG−3′:配列番号4)を用いてポリメラー
ゼチェインリアクションを行った。分析用のDNAは、
ホーガンら[1986、マニピユレーティング・マウス
・エンブリオ(コールド・スプリングハーバー)]に記
載された方法により、尾の約1cm断片からDNAを抽
出した。得られた核酸ペレットを70%エタノール中で
1回洗浄し、乾燥し、そして200μlの10mMトリ
ス(pH 8.0)、1mM EDTAに再懸濁させ
た。尾DNA調製物1μlを滅菌水で50倍に希釈し
て、プライマー1およぴプライマー2を用いて、94℃
30秒、55℃1分、72℃1分のサイクルを50回の
反復するPCR反応を行い、反応物を4%アガロースX
(ニッポンジーン社製)ゲルを通して電気泳動して、2
43bpの大きさのDNAバンドがみられるマウスを選
別した。117匹のPCR反応を行った出産仔のうち4
匹に243bpの大きさのDNAバンドがみられた(そ
のうち1匹は出産後、死亡した)。さらに、尾DNA調
製物を用いて、ヒト変異甲状腺ホルモン受容体α1相補
DNAをPst IおよびBam HIで切断した断片
(300bp)をランダムプライム法により32P標識し
たプローブによるサザンハイブリダイゼーション法によ
り分析した。次いで、これら4匹のうち3匹のDNAを
それぞれ10μgを制限酵素Eco RIで完全に切断
し、1.0%アガロースゲルを通して電気泳動させ、か
つサザン(Southern)(1975、ジヤーナル
・モレキユラー・バイオロジー、第98巻、第503
頁)により記載された方法でナイロンフイルターへ移し
た。このフィルターをプローブへ一晩ハイブリッド化さ
せ、2xSSC、0.1%SDSにて室温で2回洗浄
し、かつ0.1xSSC、0.1%SDSにて65℃で
1回洗浄した。このサザンハイブリダイゼーション法の
結果は、3匹全ての作出マウスが注入されたEF−1α
1融合体を保持していたことを示した(図3)。図3中
の各番号はヒト変異甲状腺ホルモン受容体α1遺伝子転
移マウスの各個体番号を示している。以上の結果から遺
伝子転移マウスは個体番号T8243−1(死亡個
体),T1054−12,T1056−9の3個体であ
ることが確認された。続いて、ヒト変異甲状腺ホルモン
受容体α1遺伝子転移マウスの体重測定を1週−5週毎
に行った。生後27週までの体重測定の結果、ヒト変異
甲状腺ホルモン受容体α1遺伝子転移マウス個体番号T
1056−9(雄)は体重増加が12週以降ほとんど見
られなかった。しかし、同腹の非遺伝子転移マウス5匹
は同時期に体重増加が見られ、個体番号T1056−9
の体重変化とは明らかに異なっていた。
2) Analysis of Human Mutant Thyroid Hormone Receptor α 1 Gene Transfer Mouse The DNA was collected from the tail of a 3-week-old offspring and tested by the polymerase chain reaction method.
That is, the 21-mer primer 3 (5'-AGGCTGTGCT in the human mutant thyroid hormone receptor cDNA is used.
GCTAATGTCAA-3 ': SEQ ID NO: 3), and 21-mer primer 4 (5'-AAGAGTGGGGGTGCAG in the human mutant thyroid hormone receptor cDNA).
The polymerase chain reaction was performed using AGTTCG-3 ': SEQ ID NO: 4). DNA for analysis is
DNA was extracted from an approximately 1 cm fragment of the tail by the method described by Hogan et al. [1986, Manipuling Mouse Embryo (Cold Spring Harbor)]. The resulting nucleic acid pellet was washed once in 70% ethanol, dried and resuspended in 200 μl of 10 mM Tris (pH 8.0), 1 mM EDTA. 1 μl of the tail DNA preparation was diluted 50-fold with sterile water, and the primers 1 and 2 were used at 94 ° C.
A PCR reaction in which a cycle of 30 seconds, 55 ° C. for 1 minute, 72 ° C. for 1 minute was repeated 50 times, and the reaction product was subjected to 4% agarose X.
Electrophoresis through a gel (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.)
Mice showing a DNA band of 43 bp in size were selected. 4 out of 117 offspring that underwent PCR reaction
A DNA band with a size of 243 bp was observed in one animal (one of which died after delivery). Further, using a tail DNA preparation, a fragment (300 bp) obtained by cleaving human mutant thyroid hormone receptor α 1 complementary DNA with Pst I and Bam HI was analyzed by Southern hybridization with a probe labeled with 32 P by the random prime method. did. Then, 10 μg of the DNA of each of these 4 mice was completely digested with restriction enzyme Eco RI, electrophoresed through a 1.0% agarose gel, and further subjected to Southern (1975, Journal-Moleculer Biology). , Vol. 98, No. 503
Transferred to a nylon filter as described by P.). The filter was hybridized to the probe overnight, washed twice with 2xSSC, 0.1% SDS at room temperature and once with 0.1xSSC, 0.1% SDS at 65 ° C. The result of this Southern hybridization method is that EF-1α injected with all three generated mice was injected.
It was shown to retain one fusion (Fig. 3). Each number in FIG. 3 indicates an individual number of the human mutant thyroid hormone receptor α 1 gene transfer mouse. From the above results, it was confirmed that the gene-transferred mice were three individuals with individual numbers T8243-1 (dead individuals), T1054-12, and T1056-9. Subsequently, the weight of the human mutant thyroid hormone receptor α 1 gene-transferred mouse was measured every 1 to 5 weeks. As a result of weight measurement up to 27 weeks after birth, human mutant thyroid hormone receptor α 1 gene transfer mouse individual number T
1056-9 (male) showed almost no weight gain after 12 weeks. However, 5 non-transgenic mice on the same litter showed an increase in body weight at the same time, and individual number T1056-9
Was clearly different from the change in body weight.

【表1】 上記の表1は実施例2で得られたヒト変異甲状腺ホルモ
ン受容体α1遺伝子転移マウスの作出および分析結果を
示す。 実施例3 1)ヒト染色体遺伝子の制御領域の下流にヒト変異甲状
腺ホルモン受容体β1 遺伝子を有するプラスミドpEF
−BOSβF451Xの構築 ヒト染色体遺伝子の制御領域としてヒトpolypep
tide chainelongation facto
r 1αのプロモーターは水島および長田(Mizus
hima&Nagata)[ニュクレイック アシッド
リサーチ(Nucleic Acids Resea
rch)第18巻,第5322頁,l990年]に記載
されているプラスミドpEF−BOSを利用した。最
初、pEF−BOSを制限酵素Xba Iで切断し、取
得した制御領域を含む5.8kbpのXba I断片を
DNAポリメラーゼKlenow断片(宝酒造社製)で
処理して、平滑末端とした。この断片を仔牛小腸アルカ
リフォスファターゼ(宝酒造社製)で5′端の脱リン酸
化を行った。つぎにヒト変異甲状腺ホルモン受容体β1
遺伝子を有するプラスミドpCMXFβ451Xを制限
酵素Hind IIIおよびBam HIで切断し、ヒト
変異甲状腺ホルモン受容体β1cDNA領域を単離し、
上記と同様の方法で平滑末端とした。pEF−BOS−
Xba I平滑断片(5.8kbp)とpCMXβF4
51X−Hind III−Bam HI平滑断片(1.
7kbp)をタカラライゲーションキット(宝酒造社
製)を用いて16℃、60分処理し、結合させ、この反
応液を用い大腸菌JM109(ニッポンジーン社製)を
形質転換し、アンピシリン耐性株を得た。この形質転換
株(Escherichia coli JM109/p
EF−BOSβF451X)からプラスミドDNAを回
収し、複数の制限酵素切断を行い、産出されるDNA断
片が予想されるサイズと一致することにより、pCMX
βF451X−Hind III−Bam HI平滑断片
がpEF−BOS−Xba I平滑断片内に正方向に結
合されていることを確認し、プラスミドpEF−BOS
βF451X(6.6kbp)を得た。このプラスミド
の構築図を(図4)に示す。この遺伝子コンストラクト
を多重制限酵素切断によって検査したとろ、検出しうる
転位を含まなかった。
[Table 1] Table 1 above shows the production and analysis results of the human mutant thyroid hormone receptor α 1 gene transfer mouse obtained in Example 2. Example 3 1) Plasmid pEF having a human mutant thyroid hormone receptor β 1 gene downstream of the control region of human chromosomal gene
-Construction of BOSβF451X As a control region of human chromosomal gene, human polypep
side chainlongation facto
The promoter of r 1α is Mizushima and Nagata (Mizus
Hima & Nagata [Nucleic Acids Research
rch) Vol. 18, p. 5322, 1990], which was used as a plasmid pEF-BOS. First, pEF-BOS was cleaved with a restriction enzyme Xba I, and the obtained 5.8 kbp Xba I fragment containing the control region was treated with a DNA polymerase Klenow fragment (Takara Shuzo) to make a blunt end. This fragment was dephosphorylated at the 5'end with calf intestinal alkaline phosphatase (Takara Shuzo). Next, human mutant thyroid hormone receptor β 1
The plasmid pCMXFβ451X containing the gene was cleaved with the restriction enzymes Hind III and Bam HI to isolate the human mutant thyroid hormone receptor β 1 cDNA region,
A blunt end was prepared in the same manner as above. pEF-BOS-
Xba I blunt fragment (5.8 kbp) and pCMXβF4
51X-Hind III-Bam HI blunt fragment (1.
7 kbp) was treated with Takara Ligation Kit (Takara Shuzo Co., Ltd.) at 16 ° C. for 60 minutes to allow ligation. Escherichia coli JM109 (Nippon Gene Co., Ltd.) was transformed with this reaction solution to obtain an ampicillin-resistant strain. This transformant (Escherichia coli JM109 / p
The plasmid DNA was recovered from EF-BOSβF451X) and digested with a plurality of restriction enzymes, and the DNA fragment produced was in agreement with the expected size.
It was confirmed that the βF451X-Hind III-Bam HI blunt fragment was ligated in the forward direction in the pEF-BOS-Xba I blunt fragment, and the plasmid pEF-BOS was confirmed.
βF451X (6.6 kbp) was obtained. The construction diagram of this plasmid is shown in (FIG. 4). This gene construct was examined by multiple restriction digests and found that it contained no detectable transposition.

【0023】実施例4 1)ヒト染色体遺伝子の制御領域の下流にヒト変異甲状
腺ホルモン受容体β1 遺伝子融合体を含有する遺伝子転
移マウスの作出 上記プラスミドpEF−BOSβF451XをHind
IIIおよびScaIによって切断し、10μg〜1
00μg/mlの濃度に調製し、その1〜2μlを顕微
鏡下で観察しながら受精した単細胞期のマウス卵の雄前
核へ注入した。次いで、注入した卵をワグナー(Wag
ner)ら[l98l、プロシーデイングス オブ ナシ
ョナルアカデミー オブ サイエンス(Proc. Nat
l. Acad. Sci. U.S.A.)、第78巻、第5
016頁]により記載された方法に従って偽妊娠の雌マ
ウスの卵管に移植し、着床させた。これら卵はC57B
L/6JxDBA2F1マウスの交配によって得たもの
である。マウスは市販品(日本クレア社)を用い、出産
後、養育雌マウスにその出産仔を離乳するまで保育させ
た。 2)ヒト変異甲状腺ホルモン受容体β1遺伝子転移マウ
スの分析 各出産仔を、3週齢にて尾から採取したDNAを用いて
ポリメラーゼチェインリアクション法により試験した。
すなわち、ヒト変異甲状腺ホルモン受容体β1cDNA
中の21マーのプライマー5(5′−CTGTCTTC
TTTCAACCTGGAT−3′:配列番号5)、お
よびヒト変異甲状腺ホルモン受容体cDNA中の21マ
ーのプライマー6(5′−TTAGAGTTCTGTG
GGGCATTC−3′:配列番号6)を用いてポリメ
ラーゼチェインリアクション法を行った。分析用のDN
Aは、ホーガンら[1986、マニピユレーティング・
マウス・エンブリオ(コールド・スプリングハーバ
ー)]に記載された方法により、尾の約1cm断片から
DNAを抽出した。得られた核酸ペレットを70%エタ
ノール中で1回洗浄し、乾燥し、そして200μlの1
0mMトリス(pH 8.0)、1mM EDTAに再
懸濁させた。尾DNA調製物1μlを滅菌水で50倍に
希釈して、プライマー5およびプライマー6を用いて、
94℃30秒、55℃1分、72℃1分のサイクルを5
0回反復するPCR反応を行い、反応物を4%アガロー
スX(ニッポンジーン社製)ゲルを通して電気泳動し
て、275bpの大きさのDNAバンドがみられるマウ
スを選別した。合計53匹のPCR反応を行った出産仔
から9匹が275bpの大きさのDNAバンドがみられ
た。さらに、尾から採取したDNAを用いて、ヒト変異
甲状腺ホルモン受容体β1相補DNAをSma Iおよび
Bam HIで切断した断片(270bp)をランダム
プライム法により32P標識したプローブによるサザンハ
イブリダイゼーション法により分析した。次いで、これ
ら6匹のDNA調製物10μgを制限酵素EcoRIで
完全に切断し、1.0%アガロースゲルを通して電気泳
動させ、かつサザン(Southern)(1975、
ジヤーナル・モレキユラー・バイオロジー、第98巻、
第503頁)により記載された方法でナイロンフイルタ
ーへ移した。このフィルターをプローブへ一晩ハイブリ
ッド化させ、2xSSC、0.1%SDSにて室温で2
回洗浄し、かつ0.1xSSC、0.1%SDSにて6
5℃で1回洗浄した。このサザンハイブリダイゼーショ
ン法の結果は、調べた9匹中、6匹の作出マウスが注入
されたEF−1β1 融合体を保持していたことを示した
(図5)。図5中の各番号はヒト変異甲状腺ホルモン受
容体β1遺伝子転移マウスの各個体番号を示している。
以上の結果から遺伝子転移マウスは個体番号T9082
−2,T10121−3,T10122−1,T101
24−1,T10124−7,T10126−5の6個
体であることが確認された。続いて、ヒト変異甲状腺ホ
ルモン受容体β1遺伝子転移マウスの体重測定を1週−
5週毎に行った。生後27週までの体重測定の結果、ヒ
ト変異甲状腺ホルモン受容体β1遺伝子転移マウス個体
番号T10122−1は体重増加が13週以降ほとんど
見られなかった。しかし、同腹の非遺伝子転移マウス4
匹は同時期に体重増加が見られ、個体番号T10122
−1の体重変化とは明らかに異なっていた。
Example 4 1) Generation of Transgenic Mouse Containing Human Mutant Thyroid Hormone Receptor β 1 Gene Fusion Downstream of the Control Region of Human Chromosomal Gene The above plasmid pEF-BOSβF451X was Hind.
Cleavage with III and ScaI, 10 μg-1
The concentration was adjusted to 00 μg / ml, and 1 to 2 μl thereof was injected into the male pronucleus of single cell stage mouse eggs fertilized while observing under a microscope. Then, inject the injected egg with Wagner (Wagner).
ner) et al. [l98l, Proceedings of National Academy of Science (Proc. Nat
Acad. Sci. USA), Vol. 78, No. 5
Page 016] and transplanted into oviducts of pseudopregnant female mice and implanted. These eggs are C57B
Obtained by mating L / 6JxDBA2F1 mice. As the mouse, a commercially available product (CLEA Japan, Inc.) was used, and after delivery, the reared female mouse was raised until weaning. 2) Analysis of human mutant thyroid hormone receptor β 1 gene transfer mouse Each offspring was tested by the polymerase chain reaction method using DNA collected from the tail at 3 weeks of age.
That is, human mutant thyroid hormone receptor β 1 cDNA
21-mer primer 5 (5'-CTGTCTTC in
TTTCAACCTGGAT-3 ′: SEQ ID NO: 5), and 21-mer primer 6 (5′-TTAGAGTTCTTGTG in human mutant thyroid hormone receptor cDNA.
The polymerase chain reaction method was performed using GGGCATTC-3 ': SEQ ID NO: 6). DN for analysis
A is Hogan et al. [1986, Manipille Rating.
DNA was extracted from an approximately 1 cm fragment of the tail by the method described in Mouse Embryo (Cold Spring Harbor)]. The resulting nucleic acid pellet was washed once in 70% ethanol, dried and 200 μl of 1
Resuspended in 0 mM Tris (pH 8.0), 1 mM EDTA. 1 μl of tail DNA preparation was diluted 50-fold with sterile water, using Primer 5 and Primer 6,
5 cycles of 94 ° C for 30 seconds, 55 ° C for 1 minute, 72 ° C for 1 minute
A PCR reaction was repeated 0 times, and the reaction product was electrophoresed through a 4% agarose X (Nippon Gene) gel to select a mouse having a DNA band of 275 bp. A total of 53 pups subjected to PCR reaction showed a DNA band of 275 bp in 9 pups. Furthermore, by using the DNA collected from the tail, a fragment (270 bp) obtained by cleaving the human mutant thyroid hormone receptor β 1 complementary DNA with Sma I and Bam HI was subjected to a 32 P-labeled probe by the random prime method. analyzed. 10 μg of these 6 DNA preparations were then digested to completion with the restriction enzyme EcoRI, electrophoresed through a 1.0% agarose gel, and Southern (1975,
Journal Morequiller Biology, Volume 98,
(Page 503) and transferred to a nylon filter. The filter was hybridized to the probe overnight and 2x at room temperature in 2xSSC, 0.1% SDS.
Washed twice and 6 in 0.1xSSC, 0.1% SDS
It was washed once at 5 ° C. The results of this Southern hybridization method indicated that 6 out of 9 tested mice retained the injected EF-1β 1 fusion (FIG. 5). Each number in FIG. 5 indicates the individual number of the human mutant thyroid hormone receptor β 1 gene transfer mouse.
From the above results, the gene transfer mouse was identified as individual number T9082.
-2, T10121-3, T10122-1, T101
It was confirmed to be 6 individuals of 24-1, T10124-7, and T10126-5. Subsequently, the weight of the human mutant thyroid hormone receptor β 1 gene-transferred mouse was measured for 1 week-
I went every 5 weeks. As a result of weight measurement up to 27 weeks after birth, almost no increase in body weight was observed after 13 weeks in human mutant thyroid hormone receptor β 1 gene transfer mouse individual number T10122-1. However, litter-transferred non-transgenic mouse 4
The animals showed weight gain at the same time, and the individual number was T10122.
-1 was clearly different from the weight change.

【表2】 上記の表2は実施例4で得られたヒト変異甲状腺ホルモ
ン受容体β1遺伝子転移マウスの作出および分析結果を
示す。
[Table 2] Table 2 above shows the production and analysis results of the human mutant thyroid hormone receptor β 1 gene-transferred mouse obtained in Example 4.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の外来性甲状腺ホルモン受容体遺
伝子が転移された非ヒト哺乳動物は、甲状腺機能亢進
症、バセドウ病、甲状腺炎、甲状腺腫、甲状腺癌などの
甲状腺疾患を発症することがあり、その病態モデル動物
として利用することができる。たとえば、本発明のマウ
スを用いて、これらの病態機序の解明およびこの疾患を
治療方法の検討を行うことが可能である。本発明の異常
甲状腺ホルモン受容体遺伝子を転移された非ヒト哺乳動
物は、甲状腺ホルモン不応症の病態モデルとして、その
発症機序の解明、治療方法の検討、以上甲状腺ホルモン
受容体遺伝子高発現細胞の供給、核内受容体の標的遺伝
子制御機構を解明する目的に利用し得る。また、上記甲
状腺ホルモン受容体遺伝子を含有し、生体内において発
現しうるベクターを上記甲状腺疾患の遺伝子治療に利用
することも考えられる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The non-human mammal to which the exogenous thyroid hormone receptor gene of the present invention has been transferred can develop thyroid diseases such as hyperthyroidism, Graves' disease, thyroiditis, goiter, and thyroid cancer. , And can be used as a model animal for the pathological condition. For example, using the mouse of the present invention, it is possible to elucidate the pathological mechanism of these and study the treatment method for this disease. The non-human mammal to which the abnormal thyroid hormone receptor gene of the present invention has been transferred is used as a pathological model of thyroid hormone refractory disease, the elucidation of the onset mechanism thereof, the examination of the treatment method, the above It can be used for the purpose of elucidating the target gene regulation mechanism of supply and nuclear receptors. It is also considered that a vector containing the thyroid hormone receptor gene and capable of being expressed in vivo is used for gene therapy of the thyroid disease.

【0025】[0025]

【配列表】[Sequence list]

配列番号(SEQ ID NO):1 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):32 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRADEDNESS):一本鎖(single) トポロジー(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULAR TYPE):他の核酸(other nucl
eic acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):No 配列:AGGAGGCGTA CCTGCTGGCG TTCGAGCACT AC 32
Sequence number (SEQ ID NO): 1 Sequence length (SEQUENCE LENGTH): 32 Sequence type (SEQUENCE TYPE): Nucleic acid (nucleic acid) Number of strands (STRADEDNESS): Single-strand (single) Topology (TOPOLOGY): Type of linear sequence (MOLECULAR TYPE): other nucleic acid (other nucl)
eic acid) Antisense (ANTI-SENCE): No Sequence: AGGAGGCGTA CCTGCTGGCG TTCGAGCACT AC 32

【0026】配列番号(SEQ ID NO):2 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):35 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRADEDNESS):一本鎖(single) トポロジー(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULAR TYPE):他の核酸(other nucl
eic acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):Yes 配列:TCAAAGACCT CGAGGAAGAG TGGGGGTCAG AGTTC 35
Sequence number (SEQ ID NO): 2 Sequence length (SEQUENCE LENGTH): 35 Sequence type (SEQUENCE TYPE): Nucleic acid Number of strands (STRADEDNESS): Single strand topology ( TOPOLOGY): Linear sequence type (MOLECULAR TYPE): Other nucleic acid (other nucl)
eic acid) Antisense (ANTI-SENCE): Yes Sequence: TCAAAGACCT CGAGGAAGAG TGGGGGTCAG AGTTC 35

【0027】配列番号(SEQ ID NO):3 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):21 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRADEDNESS):一本鎖(single) トポロジー(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULAR TYPE):他の核酸(other nucl
eic acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):No 配列:AGGCTGTGCT GCTAATGTCA A 21
Sequence number (SEQ ID NO): 3 Sequence length (SEQUENCE LENGTH): 21 Sequence type (SEQUENCE TYPE): Nucleic acid (Nucleic acid) Number of strands (STRADEDNESS): Single-strand (single) Topology ( TOPOLOGY): Linear sequence type (MOLECULAR TYPE): Other nucleic acid (other nucl)
eic acid) Antisense (ANTI-SENCE): No Sequence: AGGCTGTGCT GCTAATGTCA A 21

【0028】配列番号(SEQ ID NO):4 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):21 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRADEDNESS):一本鎖(single) トポロジー(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULAR TYPE):他の核酸(other nucl
eic acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):Yes 配列:AAGAGTGGGG GTCAGAGTTC G 21
Sequence ID (SEQ ID NO): 4 Sequence length (SEQUENCE LENGTH): 21 Sequence type (SEQUENCE TYPE): Nucleic acid Number of strands (STRADEDNESS): Single strand topology ( TOPOLOGY): Linear sequence type (MOLECULAR TYPE): Other nucleic acid (other nucl)
eic acid) Antisense (ANTI-SENCE): Yes Sequence: AAGAGTGGGG GTCAGAGTTC G 21

【0029】配列番号(SEQ ID NO):5 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):21 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRADEDNESS):一本鎖(single) トポロジー(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULAR TYPE):他の核酸(other nucl
eic acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):Yes 配列:CTGTCTTCTT TCAACCTGGA T 21
Sequence number (SEQ ID NO): 5 Sequence length (SEQUENCE LENGTH): 21 Sequence type (SEQUENCE TYPE): Nucleic acid (Nucleic acid) Number of strands (STRADEDNESS): Single-strand (single) Topology ( TOPOLOGY): Linear sequence type (MOLECULAR TYPE): Other nucleic acid (other nucl)
eic acid) Antisense (ANTI-SENCE): Yes Sequence: CTGTCTTCTT TCAACCTGGA T 21

【0030】配列番号(SEQ ID NO):6 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):21 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRADEDNESS):一本鎖(single) トポロジー(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULAR TYPE):他の核酸(other nucl
eic acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):Yes 配列:TTAGAGTTCT GTGGGGCATT C 21
Sequence number (SEQ ID NO): 6 Sequence length (SEQUENCE LENGTH): 21 Sequence type (SEQUENCE TYPE): Nucleic acid (Nucleic acid) Number of strands (STRADEDNESS): Single-strand (single) Topology ( TOPOLOGY): Linear sequence type (MOLECULAR TYPE): Other nucleic acid (other nucl)
eic acid) Antisense (ANTI-SENCE): Yes Sequence: TTAGAGTTCT GTGGGGCATT C 21

【0031】[0031]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1で得られたプラスミドpCMXαF3
97Xの構築図。
FIG. 1 shows the plasmid pCMXαF3 obtained in Example 1.
Construction drawing of 97X.

【図2】実施例1で得られたヒト変異甲状腺ホルモン受
容体α1遺伝子を有するプラスミドpEF−BOSαF
397Xの構築図。
FIG. 2 is a plasmid pEF-BOSαF having the human mutant thyroid hormone receptor α 1 gene obtained in Example 1.
Construction diagram of 397X.

【図3】実施例2で得られたヒト変異甲状腺ホルモン受
容体α1遺伝子転移マウスのサザンハイブリダイゼーシ
ョンの結果。
FIG. 3 shows the results of Southern hybridization of the human mutant thyroid hormone receptor α 1 gene-transferred mouse obtained in Example 2.

【図4】実施例3で得られたヒト変異甲状腺ホルモン受
容体β1遺伝子を有するプラスミドpEF−BOSβF
451Xの構築図。
FIG. 4 shows a plasmid pEF-BOSβF having the human mutant thyroid hormone receptor β 1 gene obtained in Example 3.
Construction diagram of 451X.

【図5】実施例4で得られたヒト変異甲状腺ホルモン受
容体β1遺伝子転移マウスのサザンハイブリダイゼーシ
ョンの結果。
FIG. 5 shows the results of Southern hybridization of the human mutant thyroid hormone receptor β 1 gene-transferred mouse obtained in Example 4.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12N 15/09 ZNA A61K 37/02 ABJ // C07K 14/72 9282−4B C12N 15/00 ZNAA ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C12N 15/09 ZNA A61K 37/02 ABJ // C07K 14/72 9282-4B C12N 15/00 ZNAA

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外来性甲状腺ホルモン受容体遺伝子または
その変異遺伝子を組み込んだDNAを有する非ヒト哺乳
動物。
1. A non-human mammal having a DNA incorporating an exogenous thyroid hormone receptor gene or a mutant gene thereof.
【請求項2】外来性甲状腺ホルモン受容体遺伝子または
その変異遺伝子がα型である請求項1記載の非ヒト哺乳
動物。
2. The non-human mammal according to claim 1, wherein the exogenous thyroid hormone receptor gene or its mutant gene is α-type.
【請求項3】外来性甲状腺ホルモン受容体遺伝子または
その変異遺伝子がβ型である請求項1記載の非ヒト哺乳
動物。
3. The non-human mammal according to claim 1, wherein the exogenous thyroid hormone receptor gene or its mutant gene is β-type.
【請求項4】非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である請求項
1記載の動物。
4. The animal according to claim 1, wherein the non-human mammal is a rodent.
【請求項5】ゲッ歯動物がマウスまたはラットである請
求項4記載の動物。
5. The animal according to claim 4, wherein the rodent is a mouse or rat.
【請求項6】外来性甲状腺ホルモン受容体遺伝子または
その変異遺伝子を含有し、哺乳動物において発現しうる
ベクター。
6. A vector containing an exogenous thyroid hormone receptor gene or a mutant gene thereof, which can be expressed in mammals.
【請求項7】請求項6記載のベクターを含有してなる遺
伝子治療用医薬。 【0001】
7. A drug for gene therapy comprising the vector according to claim 6. [0001]
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