JP5737702B2 - Arf6遺伝子機能喪失動物及びその利用方法 - Google Patents
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Description
[1] Arf6遺伝子の機能を喪失させた、非ヒト哺乳動物。
[2] Arf6遺伝子の機能が、染色体上の少なくとも一方のアレルで喪失したものである、前記[1]に記載の非ヒト哺乳動物。
[3] 血管内皮細胞で特異的に発現する遺伝子のプロモーターにより制御されたCre遺伝子を有するトランスジェニック動物である、前記[2]に記載の非ヒト哺乳動物。
[4] 前記血管内皮細胞で特異的に発現する遺伝子のプロモーターが、Tie2遺伝子のプロモーターである、前記[3]に記載の非ヒト哺乳動物。
[5] げっ歯類動物である、前記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の非ヒト哺乳動物。
[6] Arf6阻害物質を有効成分として含む、腫瘍を治療するための医薬組成物。
[7] 前記腫瘍がArf6を発現するものである、前記[6]に記載の医薬組成物。
[8] 前記腫瘍が乳癌である、前記[6]に記載の医薬組成物。
[9] 前記Arf6阻害物質が、以下の(a)又は(b)から選択されるものである、前記[6]〜[8]のいずれか1項に記載の医薬組成物。
(a)腫瘍細胞におけるARF6タンパク質を介するシグナル伝達の阻害物質
(b)Arf6遺伝子の発現の阻害物質
[10] 以下の工程を含む、血管新生抑制剤に対する腫瘍の応答性を検査する方法。
(a)前記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の非ヒト哺乳動物に腫瘍細胞又は腫瘍組織を移植する工程
(b)前記移植した腫瘍細胞又は腫瘍組織の増殖率を測定する工程
[11] 前記血管新生抑制剤が、Arf6阻害剤又はHGF阻害剤である、前記[10]に記載の方法。
[12] 以下の工程を含む、血管新生抑制剤と併用投与する抗腫瘍増殖剤のスクリーニング方法。(a)前記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の非ヒト哺乳動物に腫瘍細胞又は腫瘍組織を移植する工程
(b)前記動物に候補薬剤を投与する工程
(c)前記移植した腫瘍細胞又は腫瘍組織の増殖率を測定する工程
[13] 前記血管新生抑制剤が、Arf6阻害剤又はHGF阻害剤である、前記[12]に記載の方法。
[14] 前記[1]〜[5]のいずれか1項に記載のArf6遺伝子機能喪失動物に候補薬剤を投与する工程を含む、Arf6関連疾患の治療剤のスクリーニング方法。
本発明は、Arf6遺伝子の機能を喪失させた、非ヒト哺乳動物を提供する。
本発明のArf6遺伝子機能喪失動物は、ジーンターゲティング、Cre-loxPシステム、体細胞クローン、RNAi等の技術を利用することにより作製することができる。
ジーンターゲティングは、相同組換えを利用して染色体上の特定遺伝子に変異を導入する手法である(Capeccchi, M.R. Science, 244, 1288-1292, 1989)。
まず、Arf6遺伝子機能を喪失させるためのターゲティングベクターを構築するために、対象動物のゲノムDNAライブラリーを調製する。このゲノムDNAライブラリーは、多型等による組換え頻度の低下が起こらないよう、使用するArf6遺伝子機能喪失動物と同系統の動物に由来するゲノムDNAから作製したライブラリーを用いることが好ましい。そのようなライブラリーとしては、市販のものを用いてもよい。あるいは、Arf6 cDNA又はその部分配列をプローブとしてスクリーニングを行い、Arf6ゲノム遺伝子のDNA配列をクローニングすることにより調製することができる。ゲノムDNAライブラリーの調製方法の詳細については、以下を参照できる。"Sambrook & Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual Vol. 3, Cold Spring Harbor Laboratory Press 2001"、"Ausubel, Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons 1987-1997"
次に、構築されたターゲティングベクターを、生殖細胞に分化可能な多能性幹細胞に導入する。このような幹細胞の例としては、人工多能性幹細胞(Induced Pluripotent Stem Cell: iPS細胞)又は胚性幹細胞(Embryonic Stem Cell:ES細胞)が挙げられる。iPS細胞は、マウス、ラット、イヌ、ブタ、カニクイザル等の細胞で樹立されており、一方で、ES細胞は、マウス、ラット、ハムスター、ブタ、ウシ、カニクイザル等の細胞で樹立されている。
ターゲティングベクターが導入された多能性幹細胞は、該多能性幹細胞が由来する系統とはコートカラーが異なる系統由来の初期胚に導入し、キメラ動物として発生させる。例えば、マウスのES細胞を相同組換えする場合であれば、アグーチ色の毛色を有する129系由来のES細胞と、体毛が黒色のC57BL/6マウス等の初期胚とを用いることできる。このように別系統に由来する多能性幹細胞と初期胚とを用いてキメラ動物を作製すれば、その毛色によって、キメラ率を判断することができる。
このようにして作製されたキメラ胚を、仮親(偽妊娠動物)の子宮に移植して発生させることにより所望のキメラ動物を得ることができる。
仮親から得られたキメラ動物を、さらに同系の野性型動物と交配させることにより、Arf6遺伝子機能喪失のヘテロ接合動物を得ることができる。各個体のジェノタイプは、毛色等の外見上の特徴で一時判定できるほか、前述したサザンブロッティングやPCR法を利用したジェノタイプ解析によって決定することができる。次に、ヘテロ型のArf6遺伝子機能喪失動物同士を交配させることで、ホモ接合動物を得ることができる。
先に述べたように、本発明者らは、Arf6のノックアウト(KO)マウスを作製し、その解析を行った結果、これらのKOマウスが、胎生期13.5 日目頃から死亡し、出生までにほぼ全ての個体が死に至るという知見を得ている(Suzuki, T. et al., Mol Cell Biol 26, 6149-6156 (2006))。上記知見から、発生初期段階から全身においてArf6遺伝子機能が欠損している場合は、そのArf6遺伝子機能喪失動物は、出産後に生存することができないと考えられる。従って、本発明において、Arf6遺伝子機能喪失動物は、該遺伝子の機能喪失が、時間特異的又は組織特異的に制御されていることが好ましい。このようにArf6遺伝子の機能喪失を時間特異的又は組織特異的に制御できる動物の例としては、Arf6遺伝子のコンディショナルノックアウト(Conditional Knock Out: cKO)動物が挙げられる。
cKO動物は、Cre-loxPシステムを利用して、時間特異的又は組織特異的に標的遺伝子を欠損させた動物である(Kuhn R. et al., Science, 269, 1427-1429, 1995)。loxP(locus of X-ing-over)配列は34塩基対からなるDNA配列であり(5’-ATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTAT-3’:配列番号5)、Cre(Causes recombination)組換え酵素により認識される配列である。遺伝子上の2つのloxP配列はCreタンパク質の存在下で特異的組換えを生じる。従って、宿主細胞(多能性幹細胞等)のゲノムArf6遺伝子を、2つのloxPサイト間にArf6遺伝子の一部(好ましくは、1つ以上のエクソン)を含むターゲティングベクターによって相同組換し、さらに前記宿主細胞に時期特異的又は組織特異的に発現が制御されたCre発現ベクターを同宿主細胞に組み込めば、時期特異的又は組織特異的なCreタンパク質の発現によりloxP間のArf6遺伝子部分を欠失させることができる。
多能性幹細胞が利用できない動物の場合、体細胞クローン(I. Wilmut et al, Nature, Vol.385, 810-813, 1997、A. E. Schnieke et al, Science, Vol.278, 2130-2133, 1997)を利用してArf6遺伝子欠損動物を作製することも可能である。体細胞クローンとは、体細胞から取り出した核を、脱核した未受精卵に移植してクローン胚を作製し、このクローン胚を仮親の子宮に移植して発生させたクローンである。従って、体細胞に前述の遺伝子組換えを行ってArf6遺伝子の機能喪失を生じさせ、該体細胞の核を取り出し、これを脱核した未受精卵に移植して、クローン胚を作製することができる。次に、このクローン胚を仮親(偽妊娠動物)の子宮に移植して発生させれば、Arf6遺伝子の機能喪失を有する体細胞クローン動物を得ることができる。
上記以外にも、Arf6遺伝子の機能を欠損させる方法として、siRNA(small interfering RNA)等を用いたRNA干渉(RNA interference: RNAi)法が挙げられる。RNAi は、複数の段階を経て行われるマルチステッププロセスである。最初に、RNAi発現ベクターから発現した二本鎖RNA(Double Stranded RNA: dsRNA)又はヘアピン状のshRNA(Small Hairpin RNA)が Dicerによって認識され、21〜23 ヌクレオチドの siRNAs に分解される。次に、siRNAs は RNA 誘導型サイレンシング複合体 (RNA-Induced Silencing Complex: RISC) と呼ばれる RNAi 標的複合体に組み込まれ、RISC とsiRNAsとの複合体がsiRNAの配列と相補的な配列を含む標的mRNAに結合し、mRNAを分解する。標的mRNAは、siRNAに相補的な領域の中央で切断され、最終的に標的mRNAが速やかに分解されてタンパク発現量が低下する。最も効力の高い siRNA 二重鎖は、19bpの二重鎖の各3’末端にウリジン残基2個の突出部分を持つ 21 ヌクレオチド長の配列であることが知られている(Elbashir S.M. et al., Genes and Dev, 15, 188-200 (2001))。
dsRNA又はshRNAの設計及び合成は、市販のDNA/RNAシンセサイザー、例えば、Applied Biosystems394型で行うことも可能であり、あるいは第三者機関(例えば、TAKARA Bio)に委託することもできる。
あるいは、前記RNAi発現ベクターを導入した第1のトランスジェニック動物と、前記tTA発現ベクターを導入した第2のトランスジェニック動物を別々に作製し、これら第1及び第2の動物同士を交配させることによって、時期特異的又は組織特異的にArf6遺伝子をノックダウン可能な動物を作製することもできる。
テトラサイクリン感受性のRNAi発現ベクターは、市販のもの(例えば、KnockoutTM Tet RNAi System P(Clontech))を用いてもよく、又はDickins RA. et al.,(Nature Genetics, 39(7): 914-921 (2007))に記載の方法で作製してもよい。
本発明のArf6遺伝子機能喪失動物において、同系統の野生型動物とは異なる表現型が現れた場合、それはArf6遺伝子の機能喪失に起因することが予測される。例えば、Arf6遺伝子機能喪失マウスでは、以下に代表される変化が認められた。
(1)血管新生の低下
(2)移植した腫瘍細胞の増殖率の低下
血管新生の低下については、特に、HGF誘導による血管新生が顕著に低下することが判明した(図5)。
従って、本発明のArf6遺伝子機能喪失動物の表現型を解析することにより、Arf6遺伝子の生体機能について知見を得ることができる。
本発明者らは、本発明のArf6遺伝子機能喪失動物の表現型を詳細に観察した結果、Arf6遺伝子の機能を阻害することにより、該動物体内の腫瘍細胞の増殖率が低下することを見出した。従って、Arf6遺伝子又はARF6タンパク質の阻害物質を含む医薬を腫瘍患者に投与すれば、腫瘍患者の体内において、Arf6遺伝子又はARF6タンパク質の機能が阻害されることになり、結果として腫瘍治療効果を得ることができる。
従って、本発明は、Arf6阻害物質を有効成分として含む、腫瘍を治療するための医薬組成物を提供する。
ARF6タンパク質を介するシグナル伝達の阻害としては、ARF6タンパク質には、GDPに結合した不活性型とGTPに結合した活性型が存在するため、特に好ましくは、GTP結合型ARF6タンパク質の機能の阻害が挙げられる。このような阻害効果を有する物質には、GTP結合型ARF6タンパク質に結合してその機能を喪失させる化合物又は中和抗体、あるいはGTP結合型ARF6タンパク質を不活性化させる物質が含まれる。
GTP結合型ARF6タンパク質に結合してその機能を喪失させる化合物又は中和抗体としては、ARF6タンパク質のGTP結合部位に結合することにより、ARF6タンパク質とGTPとの結合を阻害する化合物又は抗体が考えられる。ARF6タンパク質のGTP結合部位をエピトープとする抗体は、ARF6タンパク質のGTP結合部位を含むペプチドで適切な抗体産生動物(例えば、モルモット及びウサギ等のげっ歯類動物)を免疫し、その血清から定法に従って精製することで作製できる。また、このような抗体は、モノクローナル抗体であることが好ましく、さらにヒト化モノクローナル抗体であることが好ましい。ヒト化モノクローナル抗体の作製方法については、例えば、特許公報第2912618号を参照できる。
GTP結合型ARF6タンパク質を不活性化させる物質としては、例えば、G Protein-Coupled Receptor Kinase-Interacting Protein 1(GIT1)が挙げられる(Meyer MZ et al., J.B.C. March 24, Vol. 281, Number 12, 7919-7926 (2006))。
一方、Arf6遺伝子の発現を阻害する物質としては、例えば、Arf6遺伝子の発現産物、例えば、Arf6のhnRNA、mRNA及びペプチドの合成を阻害する物質又はこれら発現産物を分解する物質が挙げられる。このような物質の具体例としては、ARF6の変異体タンパク質(例えば、アミノ酸配列の27番目のトレオニンがアスパラギンで置換されたT27N変異体、又は特定のタンパク質との結合能を失ったエフェクター領域変異体等)、cytohesin(ARF6の活性因子Guanine-nucleotide Exchange Factor(ARF6-GEF)の一つ)を阻害するSecinH3及びその類似化合物、ARF6-GEFであるARF-GEP100(Guanine-nucleotide Exchange Protein 100)又はEFA6(Exchange Factor for Arf6)の活性欠失型変異体、ARF6-GAP(GTPase-activating protein)、並びに上記項目「2.4 RNAi」で述べた、siRNAが挙げられる。
患者体内の腫瘍の増殖は、MRI(磁気共鳴画像)又はエコー等の診断機器を用いて容易にトレースすることができる。
本発明者らは、本発明のArf6遺伝子機能喪失動物の表現型を詳細に観察した結果、Arf6遺伝子の機能を阻害することにより、該動物体内の腫瘍細胞の増殖率が低下することを見い出した。この知見に基づき、任意の化合物について、Arf6阻害効果を有することを確認できれば、その化合物を投与した動物体内ではArf6遺伝子又はARF6タンパク質の機能が阻害されることになるため、該動物体内の腫瘍の増加率も低下すると予測される。ゆえに、このようなArf6阻害効果を有する化合物は、腫瘍の増加率を低下させる作用を有するものと判断することができる。
従って、本発明は、以下の工程を含む、腫瘍の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
(a)腫瘍細胞と候補化合物とを接触させる工程
(b)Arf6の機能阻害効果を検出する工程
一方、ARF6タンパク質の量は、腫瘍細胞抽出物を用いたSDS-PAGE、2次元電気泳動解析、ウェスタンブロッティング法、表面プラズモン共鳴法及び各種クロマトグラフィー法等により測定することができる。これらの測定方法に用いる抗体又はその断片は、市販の抗ARF6抗体(例えば、Sigma、A5230)を用いてもよく、あるいは、上記「4.Arf6阻害物質を有効成分として含む抗腫瘍剤」の項に記載の方法で作製した抗体を用いてもよい。
本発明は、上記Arf6遺伝子機能喪失動物を用いた、血管新生抑制剤に対する腫瘍の応答性を検査する方法を提供する。
抗腫瘍治療においては、腫瘍細胞の増殖を抑制する腫瘍増殖抑制剤及び/又は血管新生を抑制する血管新生抑制剤を投与する化学療法が行われているが、腫瘍増殖抑制剤は腫瘍化していない正常細胞の活動も阻害するため、可能な限り投与量を抑えることが好ましい。そこで、治療に先立って、患者の腫瘍が、血管新生抑制剤に対して高い感受性を示すと判断できる場合には、血管新生抑制剤による作用を主たる抗腫瘍効果とした治療計画を立て、腫瘍増殖抑制剤の投与量を抑制することが可能になる。
前述の通り、本発明のArf6遺伝子機能喪失動物は、同系統の野生型動物と比較して、血管新生のレベルが低下するという表現型を示す。従って、患者から採取した腫瘍を本発明のArf6遺伝子機能喪失動物に移植し、その増殖率が低下したと判断される場合には、同腫瘍の増殖は血管新生に対する依存度が高いものと考えられるため、血管新生抑制剤の投与により該腫瘍の増殖を抑制できることが期待される。
腫瘍の種類は、上記「4.Arf6阻害物質を有効成分として含む抗腫瘍剤」の項で述べたとおりである。
これらの腫瘍組織を摘出後に直ぐに本発明のArf6遺伝子機能喪失動物に移植してもよく、あるいは摘出した腫瘍組織から腫瘍細胞を単離し、一定数に調整した細胞をArf6遺伝子機能喪失動物に移植してもよい。移植方法は特に限定されないが、移植した腫瘍細胞の再摘出の容易性から、皮下注射又は腹腔内注射が好ましい。
腫瘍増殖率(%)=[{(再摘出時の腫瘍の体積)−(移植時の体積)}/(移植時の体積)]x 100
腫瘍体積 = 長さ x 幅2 x 0.52
腫瘍の増殖率の平均値、標準偏差等は、種々の統計方法によって得ることができるが、具体的には、使用したマウスの移植時の体重及び腫瘍の重量、体積又は細胞数をパラメーターとして、IBM SSPS Statistics 18(SSPS)等の統計解析ソフトでtwo-way ANOVA解析することにより求めることができる。本発明の方法の実施により得られた腫瘍サンプルの増殖率を新たなデータとして統計解析用の母集団に加えて母数を大きくすることにより、さらに解析の精度を向上させることができる。
本発明は、上記Arf6遺伝子機能喪失動物を用いた、血管新生抑制剤と併用投与する抗腫瘍増殖剤のスクリーニング方法を提供する。
前述の通り、腫瘍増殖抑制剤は、副作用が強いため、投与量を最小限度に留めることが、患者の負担軽減につながる。従って、実際の治療に先立って、患者に特有の腫瘍に対して最も効果的に腫瘍縮小を促す腫瘍増殖抑制剤をスクリーニングすることができれば、腫瘍増殖抑制剤の投与量を少量に抑えることができ、患者の負担を大きく軽減することが可能になる。しかしながら、抗腫瘍治療においては、腫瘍増殖抑制剤及び血管新生抑制剤の併用投与による化学療法が一般的に行われており、これらの薬剤は両者とも抗腫瘍効果を有するため、実際に観察された腫瘍縮小に対する腫瘍増殖抑制剤単独の寄与率を判断することは困難である。
本発明は、上記Arf6遺伝子機能喪失動物を用いたArf6関連疾患の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
本発明のArf6遺伝子機能喪失動物は、Arf6遺伝子の機能が喪失しており、同系統の野生型動物と異なる表現型を呈するため、任意の薬剤をArf6遺伝子機能喪失動物に投与して前記動物が有する機能障害(例えば、血管形成の低下)等が軽減される場合には、前記薬剤は、Arf6関連疾患に対して治療効果があると判断することができる。従って、本発明のArf6遺伝子機能喪失動物に、Arf6関連疾患治療の候補薬剤を投与し、前記動物の表現型の変化を観察することにより、Arf6関連疾患の治療剤をスクリーニングすることができる。
cKO マウスの作製
マウス Arf6 遺伝子は12 番染色体上に存在し、2つのエクソンより成るが、その両者を挟むようにloxPサイトを挿入したターゲティングベクターを構築した(図1)。組換え体選別のためのネオマイシン耐性遺伝子(Neo)は両端にFRT配列がフランキングしているため、フリッパーゼ存在下で除去することが可能である(Floxed allele)。Creリコンビナーゼ存在下ではloxPに挟まれた領域が欠損し、Knockout alleleとなる。。このように作製したベクターをエレクトロポレーション法によってマウスES 細胞株(TT2)にトランスフェクションし、相同組換え体を単離した。
Arf6-flox/flox マウス由来の血管内皮細胞を、Balconi G et al.,(Arterioscler Thromb Vasc Biol 20:1443-1451 (2000))に記載の方法に従い、polyoma middle T 抗原を用いて株化した。Arf6-flox/flox マウスのE11.5 胎児をコラゲナーゼ/ディスパーゼ溶液(GIBCO)で処理したのち、0.1% ゼラチン(Sigma)でコートティングしたディッシュ上で、37℃、5%CO2条件下で24 時間培養した。その後、polyoma middle T 抗原を発現するレトロウイルスを感染させた。この抗原は血管内皮細胞を特異的に不死化することが可能である。1〜2 週間後に不死化した血管内皮細胞のコロニーを顕微鏡下で観察し、それ以外の細胞を機械的に除去することで純化した血管内皮細胞株を樹立した。樹立した血管内皮細胞は、VE-Cadherin の免疫染色(clone: c-19, Santa Cruz Biotechnology)、及びVEGF 受容体、エンドグリン、PECAM1 のRT-PCR により血管内皮細胞の性質を保持していることを確認した。VEGF 受容体、エンドグリン、PECAM1のPCRに用いたプライマーの配列は、それぞれ以下の通りである。
VEGFR1 sense primer:TATGGTCTGTGTGCTTAGGTCGTGC(配列番号6)
VEGFR1 antisense primer:CTGCTGTTCTCATCCGTTTCTCTGG(配列番号7)
VEGFR2 sense primer:GGAGAATCAGACAACAACCATTGGCG(配列番号8)
VEGFR2 antisense primer:CATCATAAGGCAAGCGTTCACAGCG(配列番号9)
Endoglin sense primer:CCACAGGTGAATACTCCGTCAAG(配列番号10)
Endoglin antisense primer:GCTACTCAGGACAAGATGGTCGTC(配列番号11)
PECAM1 sense primer:GTCATGGCCATGGTCGAGTA(配列番号12)
PECAM1 antisense primer:CTCCTCGGCATCTTGCTGAA(配列番号13)
また、PCR反応条件は、以下の通りである。
反応液組成:
鋳型DNA 適当量
dATP 0.2 mM
dGTP 0.2 mM
dTTP 0.2 mM
dCTP 0.2 mM
Sense Primer 1 μM
Antisense Primer 1 μM
Blend Taq Buffer (Toyobo) 1x Conc
Blend Taq Enzyme (Toyobo) 0.25 unit/30μL
反応サイクル:
95℃ 30秒
60℃ 30秒
72℃ 30秒
を1サイクルとし、30サイクル。
B16 メラノーマ細胞は、10% ウシ胎児血清(FCS)、50 μg/ml ストレプトマイシン、50 units/ml ペニシリンを含むダルベッコ変法イーグル(DMEM)培地中で37℃、5%CO2条件下で培養した。株化したマウス由来培養血管内皮細胞は 10% FCS、1mM Na-pyruvate、100 μM 非必須アミノ酸、55 μM 2-メルカプトエタノール、50 μg/ml ストレプトマイシン、50 units/ml ペニシリン、50 μg/ml ヘパリン、20 μg/ml Endothelial cell growth factor (Roche)を含むダルベッコ変法イーグル培地中で37℃、5%CO2条件下で培養した。
8 週齢雄マウスの右背中に、5 x 105 細胞のB16 メラノーマを皮下注射した。その後2 日おきにデジタルキャリパーを用いて腫瘍の大きさを測定した。腫瘍の体積は、下記の計算式を用いて算出した。
腫瘍体積 = 長さ x 幅2 x 0.52
コントロールマウス(Cre(-); Arf6(flox/flox))9匹及びTie2-Arf6-cKOマウス8匹を用いて移植実験を行った。
B16 メラノーマ細胞の皮下注射から14 日後に、B16 メラノーマ細胞に由来する腫瘍を取り出した。腫瘍は細切して4%パラホルムアルデヒドで固定した後、定法に従って凍結切片を作製した。腫瘍中に伸展している血管内皮細胞は、ラット抗PECAM1 抗体(MEC13.3, BD pharmingen)、ビオチン-抗ラット二次抗体(Vector)、ストレプトアビジン-HRP(Vector)を用いて染色した。
Growth Factor Reduced Matrigel(BD pharmingen)を24 well プレート上に充填し、37℃で 30 分間重合させた。マウス由来血管内皮細胞を、重合させたMatirgel 上に播種し、2% FCS を含む DMEM 中で50 ng/ml VEGF (Peprotech)又は50 ng/ml HGFのいずれかの存在下、あるいは非存在下において37℃、5%CO2で8 時間培養した。形成されたチューブを実体顕微鏡下で観察し、チューブの長さを計測した。
Arf6 ストレートノックアウトマウスで血管形成の異常が観察されたが、当該マウスが胎生致死であり、解析に不向きであるため、組織特異的なノックアウトマウスを作製することを試みた。まず定法に従ってArf6-floxed マウスを作製した。作製されたfloxed マウスをTie2-Cre マウスと交配することにより、Tie2-Arf6-cKO を得た。このTie2-Arf6-cKO マウスは成体まで成長し、形態学的、行動学的に特に目立った異常は観察されなかった。しかし、胎生期13.5 日目の胚を観察したところ、頭部および背部に血管密度の減少が見られた(図2)。
また、GTP 結合型Arf6 がHGF 又はVEGF誘導性の血管新生に関与しているかどうかを検討した。培養血管内皮細胞のチューブ形成は、血管新生の試験管内実験法として一般的に利用されるので、この実験系を用いた。本実施例で作製したArf6-floxed/floxed マウスでは、Cre リコンビナーゼ存在下でArf6 遺伝子が欠損する。そこで、Arf6-floxed/floxed マウスより調製した培養血管内皮細胞にCre リコンビナーゼ発現ウイルス(若しくはコントロールウイルス)を処理することにより、Arf6 が欠損した血管内皮細胞を調製し、HGF 若しくはVEGF によるチューブ形成が影響されるかを検討した(図5)。その結果、Arf6 の欠損はHGF によるチューブ形成を阻害したが、VEGF によるチューブ形成は阻害しなかった。
以上の結果をまとめると、Arf6 はHGF により活性化され(GTP 結合型への変換)、その血管新生作用に関与する一方、VEGF によっても短時間で活性化されるが、この活性化はVEGF による血管新生には重要ではないと考えられる。
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Claims (9)
- 血管内皮細胞で特異的に発現する遺伝子のプロモーターにより制御されたCre遺伝子の発現によりArf6遺伝子の機能を喪失させた、コンディショナルノックアウト非ヒト哺乳動物。
- Arf6遺伝子の機能が、染色体上の少なくとも一方のアレルで喪失したものである、請求項1に記載の非ヒト哺乳動物。
- 前記血管内皮細胞で特異的に発現する遺伝子のプロモーターが、Tie2遺伝子のプロモーターである、請求項1又は2に記載の非ヒト哺乳動物。
- げっ歯類動物である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非ヒト哺乳動物。
- 以下の工程を含む、血管新生抑制剤に対する腫瘍の応答性を検査する方法。
(a)請求項1〜4のいずれか1項に記載の非ヒト哺乳動物に腫瘍細胞又は腫瘍組織を移植する工程
(b)前記移植した腫瘍細胞又は腫瘍組織の増殖率を測定する工程 - 前記血管新生抑制剤が、Arf6阻害剤又はHGF阻害剤である、請求項5に記載の方法。
- 以下の工程を含む、血管新生抑制剤と併用投与する抗腫瘍増殖剤のスクリーニング方法。(a)請求項1〜6のいずれか1項に記載の非ヒト哺乳動物に腫瘍細胞又は腫瘍組織を移植する工程
(b)前記動物に候補薬剤を投与する工程
(c)前記移植した腫瘍細胞又は腫瘍組織の増殖率を測定する工程 - 前記血管新生抑制剤が、Arf6阻害剤又はHGF阻害剤である、請求項7に記載の方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の非ヒト哺乳動物に候補薬剤を投与する工程を含む、Arf6関連疾患の治療剤のスクリーニング方法。
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