(57)【要約】【課題】  神経栄養因子分泌を抑制したノックアウト非ヒト哺乳動物を提供すること。【解決手段】  CAPS2(Calcium-activated protein for secretion 2)遺伝子の発現が人為的に抑制されていることを特徴とするノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
CAPS2(Calcium-activated protein for secretion 2)遺伝子の発現が人為的に抑制されていることを特徴とするノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部。
【請求項２】
CAPS2(Calcium-activated protein for secretion 2)遺伝子の小脳での発現が人為的に抑制されている、請求項１に記載のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部。
【請求項３】
以下の所見のうち少なくとも1つ以上を示す、請求項１又は２に記載のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部。
（１）小脳のＶＩ葉とＶＩＩ葉の間の溝が欠失している。
（２）小脳における顆粒細胞の移動が遅滞しており、外顆粒層における細胞数が多い。
（３）小脳プルキンエ細胞の樹状突起の低形成が見られる。
【請求項４】
CAPS2遺伝子の両方の対立遺伝子をともに変異遺伝子で置き換えたホモ接合体である、請求項１から３の何れかに記載のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部。
【請求項５】
CAPS2遺伝子の両方の対立遺伝子の1st exonをloxP遺伝子で挟んだPgk-neo遺伝子に置き換えたホモ接合体である、請求項１から４の何れかに記載のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部。
【請求項６】
げっ歯類動物である、請求項１から５の何れかに記載のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部。
【請求項７】
マウスである、請求項１から６の何れかに記載のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部。
【請求項８】
請求項１から７の何れかに記載のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部を神経細胞の異常に関連する疾患のモデル動物として使用する方法。
【請求項９】
請求項１から７の何れかに記載のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部を用いる、神経細胞の異常に関連する疾患の治療・予防薬のスクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、神経栄養因子の分泌を抑制したノックアウト非ヒト哺乳動物及びその利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
Levi-Montalciniらは、マウス肉腫から分泌され脊髄後根神経節の増大を起こす液性因子を精製、同定して神経成長因子(nerve growth factor:NGF)と命名した。その後、NGFが神経系の細胞増殖や分化の調節、そして神経細胞の生存、機能維持といった神経栄養作用をもつことが明らかとなり、神経栄養因子(neurotrophin:NT)と提唱されるようになった。続いて、ブタの脳より培養後根神経節細胞の生存を維持するBDNF(brain derived neurotrophic factor)が分離、同定された。そして、この両者の共通アミノ酸構造の部分をプローブとして第３番目の神経栄養因子の遺伝子がクローニングされ、NT-3と命名された。その後もNT-4、NT-5と一群のNGFファミリーに属する神経栄養因子が同定されている。
【０００３】
BDNFとNT-3は小脳の発生に重要であることが知られており、BDNFやNT-3のノックアウト哺乳動物では小脳の特定の溝の消失、小脳顆粒細胞の細胞死の上昇や移動の遅れ、プルキンエ細胞の樹状突起の低形成が知られている（Bates, B., et al., Nature Neuroscience 1999, 2(2):115-117; 及び Schwartz, P.M., et al., Neuron 1999, 19(2): 269-281）。しかしながら、BDNFやNT-3のノックアウト哺乳動物は比較的短期間で死亡してしまうため、精神疾患モデルマウスとしての有用性は低かった。
【０００４】
本発明者らは以前に、小脳においてBDNFとNT-3の分泌に関与する遺伝子CAPS2(Calcium-activated protein for secretion 2)を同定、報告した（Sadakata, T., et al., J. Neuroscience 2004, 24(1): 43-52）。この遺伝子はBDNFやNT-3を含む小胞が細胞膜と融合し、BDNFやNT-3が細胞外に放出される過程に関わることが示唆されている。
【０００５】
【非特許文献１】Bates, B., et al., Nature Neuroscience 1999, 2(2):115-117
【非特許文献２】Schwartz, P.M., et al., Neuron 1999, 19(2): 269-281
【非特許文献３】Sadakata, T., et al., J. Neuroscience 2004, 24(1): 43-52
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、神経栄養因子分泌を抑制したノックアウト非ヒト哺乳動物を提供することを解決すべき課題とした。特に本発明は、長期間生存することができて精神疾患モデル動物として有用性の高い、マウス神経栄養因子の分泌を抑制したノックアウト非ヒト哺乳動物を提供することを解決すべき課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、小脳においてBDNFとNT-3の分泌に関与する遺伝子CAPS2(Calcium-activated protein for secretion 2)を欠損させることにより、これらの神経栄養因子が細胞外に放出されず、小脳の発生が損なわれることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明によれば、CAPS2(Calcium-activated protein for secretion 2)遺伝子の発現が人為的に抑制されていることを特徴とするノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部が提供される。
【０００９】
好ましくは、CAPS2(Calcium-activated protein for secretion 2)遺伝子の小脳での発現が人為的に抑制されているノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部が提供される。
【００１０】
好ましくは、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、以下の所見のうち少なくとも1つ以上を示す。
（１）小脳のＶＩ葉とＶＩＩ葉の間の溝が欠失している。
（２）小脳における顆粒細胞の移動が遅滞しており、外顆粒層における細胞数が多い。
（３）小脳プルキンエ細胞の樹状突起の低形成が見られる。
【００１１】
好ましくは、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、CAPS2遺伝子の両方の対立遺伝子をともに変異遺伝子で置き換えたホモ接合体である。
好ましくは、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、CAPS2遺伝子の両方の対立遺伝子の1st exonをloxP遺伝子で挟んだPgk-neo遺伝子に置き換えたホモ接合体である。
【００１２】
好ましくは、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、げっ歯類動物であり、特に好ましくはマウスである。
【００１３】
本発明の別の側面によれば、上記した本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部を神経細胞の異常に関連する疾患のモデル動物として使用する方法が提供される。
本発明のさらに別の側面によれば、上記した本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物またはその一部を用いる、神経細胞の異常に関連する疾患の治療・予防薬のスクリーニング方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
BDNFは様々な精神疾患に関与することが知られているが、BDNFノックアウトマウスは生後２日以内にその殆どが死亡してしまうために、精神疾患モデルマウスとしての有用性は低かった。本発明のCAPS2ノックアウトマウスは生後すぐに死亡するようなことはなく、ホモ接合体同士での交配も可能であるため、精神疾患に関するドラッグスクリーニングなどに利用可能である。また、小脳以外においてもCAPS2タンパク質は、(精神疾患で大いに注目されている)大脳皮質や黒質などでのBDNFの分泌に関与している可能性がその分布から示唆されているため、神経細胞の異常に関連する疾患（例えば、精神疾患など）のモデル動物としての有用性は高いと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（Ａ）本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物の特徴
本発明者らは今回、CAPS2遺伝子のノックアウト非ヒト哺乳動物を作製することに成功した。即ち、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、ゲノム中のCAPS2(Calcium-activated protein for secretion 2)遺伝子のＤＮＡ領域の一部を改変することにより、組織特異的に神経栄養因子の分泌を抑制したことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の代表的なノックアウト非ヒト哺乳動物においては、CAPS2遺伝子の発現量の低下により、以下のような所見が認められる。
（１）小脳のＶＩ葉とＶＩＩ葉の間の溝が欠失している。
（２）小脳における顆粒細胞の移動が遅滞しており、外顆粒層における細胞数が多い。
（３）小脳プルキンエ細胞の樹状突起の低形成が見られる。
【００１７】
非ヒト哺乳動物としては、特に限定されるものではなく、例えば、マウス、ハムスター、モルモット、ラット、ウサギ等のげっ歯類の他、ニワトリ、イヌ、ネコ、ヤギ、ヒツジ、ウシ、ブタ、サル等を使用することができる。これらのうち、実験動物として用いるには、作製、育成及び使用の簡便さなどの観点から見て、マウス、ハムスター、モルモット、ラット、ウサギ等のげっ歯類が好ましく、そのなかでも近交系が多数作出されており、受精卵の培養、体外受精等の技術が整っているマウスが特に好ましい。
【００１８】
（Ｂ）本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物の作製
本発明のCAPS2遺伝子の発現が低下したノックアウト非ヒト哺乳動物は、公知の遺伝子組み換え法（ジーンターゲッティング法）により作製することができる。ジーンターゲッティング法は、当業者に公知の技術であり、各種実験書に従って行うことができる（例えば、村松正實、山本雅編集、『実験医学別冊 新訂 遺伝子工学ハンドブック 改訂第３版』（１９９９年、羊土社発行）などを参照）。
【００１９】
先ず、CAPS2遺伝子のゲノムＤＮＡ断片を単離して、制限酵素地図を作製する。そして、その制限酵素地図に基づいて、CAPS2遺伝子の機能を低下させた配列を有するターゲティングベクターを下記の方法により作製することができる。具体的には、非ヒト哺乳動物のCAPS2遺伝子を含むＤＮＡを単離し、このＤＮＡ断片に適当な外来遺伝子（例えば、マーカー遺伝子など）と、エキソンの一部を切り出せるような位置にloxP配列とを挿入することによって、ターゲッティングベクターを構築することができる。
【００２０】
ＤＮＡ断片に挿入する外来遺伝子としては、マーカー遺伝子が好ましく、特に、ネオマイシン耐性遺伝子などの抗生物質耐性遺伝子が好ましい。抗生物質耐性遺伝子を挿入した場合には、抗生物質を含む培地で培養するだけで相同組み換えを生じた細胞株を選択することができる。また、より効率的な選択を行うためにはターゲッティングベクターにチミジンキナーゼ遺伝子などを結合させておくこともできる。これにより、非相同組み換えを起こした細胞株を排除することができる。
【００２１】
loxP配列は、エキソンの一部を切り出せるような位置に挿入することが好ましい。例えば、CAPS2遺伝子の1st exonをloxP遺伝子で挟んだPgk-neo遺伝子で置き換えることができるようなターゲティングベクターを設計することが好ましい。
【００２２】
本発明においては、哺乳動物の細胞にターゲッティングベクターを導入して、染色体上の目的遺伝子と相同組み換えを起こすことにより、目的のCAPS2遺伝子を破壊することができる。細胞にターゲッティングベクターを導入して、動物の個体又は子孫にその遺伝子を発現させる手法としては、（１）ＤＮＡを受精卵の前核期胚に注入する、（２）組換えレトロウイルスを初期胚に感染させる、（３）ターゲッティングベクターによる相同組換えを起こさせた胚性幹細胞（ＥＳ細胞）を胚盤胞又は８細胞期胚に注入する等の方法によって得られた宿主胚を動物 に移植して産仔を得、これを他の個体と交配する方法が挙げられる。目的とする遺伝子の相同組み換えが起こる頻度は低いことが知られており、目的とする相同組み換え体を得るためには、多数の組み換え体をスクリーニングする必要がある。しかし、受精卵では多数のスクリーニングを行うことが技術的に困難である。よって、受精卵と同様に多分化能を有し、かつｉｎ ｖｉｔｒｏで培養することができる細胞を使用することが好ましく、胚性幹細胞（ＥＳ細胞）を用いる上記（３）の方法が好ましい。現在、マウス由来のＥＳ細胞株としては複数のものが確立されており、下記の実施例で使用しているＥＳ細胞(MS12株)もその一つである。しかし、本発明で使用するＥＳ細胞はそれに限定されるものではなく、他の細胞株を使用することもできる。
【００２３】
本発明では、上記で得られたターゲティングベクター（相同組換え用ＤＮＡ）を、ＥＳ細胞に導入し、ＥＳ細胞中のCAPS2遺伝子との間で相同組換えを行うことが好ましい。ターゲティングベクターをＥＳ細胞に導入する方法としては、公知のエレクトロポレーション法、リポソーム法、リン酸カルシウム法、ＤＥＡＥ−デキストラン法等も利用できるが、導入遺伝子の相同組み換え効率を考えると、エレクトロポレーション法が好ましい。
【００２４】
次いで、得られた組み換えＥＳ細胞につき、相同組み換えが起こっているかどうかのスクリーニングを行う。例えば、ネオマイシン等の導入した薬剤耐性因子によりスクリーニングを行うことができる。更にスクリーニングを確実にするためには、サザンハイブリダイゼーション法やＰＣＲ法により、スクリーニングを行ってもよい。これらのアッセイにより、染色体上に存在する野生型CAPS2遺伝子と、導入したCAPS2遺伝子との間で正しく相同遺伝子組み換えが起った細胞を選択することができる。
【００２５】
こうして得た変異CAPS2遺伝子を持つＥＳ細胞を、野生型動物の胚盤胞または８細胞期の胚内に導入する。そして、このＥＳ細胞胚を偽妊娠状態の仮親個体の子宮に移植し、出産させることによりキメラ動物を作製することができる。以下、マウスを例に挙げて説明する。
【００２６】
ＥＳ細胞を胚盤胞等の初期胚に導入する方法としては、マイクロインジュクション法や凝集法が知られている。本発明では上記のいずれの方法を用いることも可能であり、当業者であれば適宜実施することができる。マウスの場合には、ホルモン剤（例えば、ＦＳＨ様作用を有するＰＭＳＧおよびＬＨ作用を有するｈＣＧを使用）により過排卵処理を施した雌マウスを、雄マウスと交配させることが好ましい。その後、胚盤胞を用いる場合には受精から３．５日目に、８細胞期胚を用いる場合には２．５日目に、それぞれ子宮から初期発生胚を回収する。このようにして回収した胚に対して、ターゲティングベクターを用いて相同組み換えを行ったＥＳ細胞をｉｎ ｖｉｔｒｏにおいて注入し、キメラ胚を作製することができる。
【００２７】
一方、仮親とするための偽妊娠雌マウスは、正常性周期の雌マウスを、精管結紮などにより去勢した雄マウスと交配することにより得ることができる。作出した偽妊娠マウスに対して、上記の方法により作製したキメラ胚を子宮内移植し、妊娠・出産させることによりキメラマウスを作製することができる。キメラ胚の着床、妊娠がより確実に起こるようにするため、受精卵を採取する雌マウスと仮親となる偽妊娠マウスとを、同一の性周期にある雌マウス群から作出することが望ましい。
【００２８】
ＥＳ細胞移植胚に由来するマウス個体が、このようなキメラマウスの中から得られた場合、このキメラマウスを純系のマウスと交配し、そして次世代個体にＥＳ細胞由来の被毛色が現れることにより、ＥＳ細胞がキメラマウス生殖系列へ導入されたことを確認することができる。ＥＳ細胞が生殖系列へ導入されたことを確認するには、様々な形質を指標として用いることができるが、確認の容易さを考慮して、被毛色によることが望ましい。マウスにおいては野ネズミ色（アグーチ色）、黒色、黄土色、チョコレート色および白色などの被毛色が知られているが、使用するＥＳ細胞の由来系統を考慮して、キメラマウスと交配させるマウス系統を適宜選択することができる。また、体の一部（例えば尾部先端）からＤＮＡを抽出し、サザンブロット解析やＰＣＲアッセイを行うことにより、選抜を行うことも可能である。
【００２９】
このキメラマウスを適当な系統の野生型個体と交配することによりＦ１ヘテロ型の産仔を得ることができる。キメラマウスの生殖細胞が相同組換え体、すなわちCAPS2遺伝子に外来遺伝子が挿入されているＥＳ細胞に由来していれば、CAPS2遺伝子の片方の対立遺伝子に外来遺伝子が導入されている個体（ヘテロ接合体）を得ることができる。さらに、このヘテロ接合体マウス同士を交配することにより、変異caps2遺伝子のホモ接合体のノックアウトマウスを作出することができる。
【００３０】
上記方法により作出された本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、雄性・雌性の組み合わせとして取得しておけば、それ以降は、必要に応じて適宜繁殖させることにより、容易に同じ遺伝子型のノックアウト動物を必要なだけ取得することができる。
【００３１】
また、上記した本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物の一部としては、非ヒト哺乳動物の細胞、細胞内小器官、組織および臓器のほか、頭部、指、手、足、腹部、尾などが挙げられ、これらも全て本発明の範囲内に属する。また、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物から得られた細胞（特に、精子、卵細胞、ＥＳ細胞、体性幹細胞）は、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物の作出や、他の遺伝子を破壊したダブルノックアウト動物の作出に有用である。
【００３２】
（Ｃ）本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物の利用（有用性）
本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、CAPS2遺伝子の発現が人為的に抑制されているものであり、CAPS2遺伝子の機能解析に利用することができる。また、CAPS2遺伝子は小脳においてBDNFとNT-3の分泌に関与することから、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、小脳におけるBDNFやNT-3の生理機能、特に、BDNFレベルの低下やNT-3レベルの低下に起因する様々な神経系発達・機能障害の分子機構の解明に有用である。即ち、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、神経細胞の異常に関連する疾患の病態解析やその診断・治療法の開発に極めて有用なモデル動物となりうる。
【００３３】
さらに、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、神経細胞の異常に関連する疾患の治療・予防薬のスクリーニング、薬理試験、安全性試験などにも有用である。スクリーニング方法としては、ノックアウト哺乳動物を用いた公知の方法、例えば、被験物質を本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物に静注または経口投与等により投与し、その治療効果を個体、器官、組織、細胞の各レベルで観察・確認したり、CAPS2遺伝子の小脳における発現量や小脳におけるBDNFとNT-3の含量を測定する方法を挙げることができる。
【００３４】
また、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物に被験物質を投与し、投与後におけるCAPS2遺伝子の発現状態、又は小脳などにおけるBDNFやNT-3の含量を分析することにより、BDNFやNT-3の生理機能、特にBDNFレベルやNT-3レベルの低下に起因する様々な神経系発達・機能障害に対する治療効果や予防効果を評価することもできる。
【００３５】
すなわち、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物を利用することにより、BDNFレベルやNT-3レベルの低下に起因する様々な神経系発達・機能障害の治療効果及び予防効果を評価することが可能であり、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物は、上記障害の病態評価モデル動物として利用することができる。例えば、本発明のノックアウト非ヒト哺乳動物を用いて、これらの病態回復および重篤程度を判定し、この疾患の治療方法の検討を行うことも可能である。
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【実施例】
【００３６】
実施例１：CAPS2遺伝子のノックアウトマウスの作製
（１）ターゲッティングベクターの作製
マウスのCAPS2遺伝子の1st exonをloxP遺伝子で挟んだPgk-neo遺伝子に置き換えるためのターゲッティングベクターを作製した。図１に示したように、caps2遺伝子の1st exon上流のXho I-SmaI断片と1st exon下流のSmaI-EcoR I断片の間に、loxP遺伝子で挟んだPgk-neo遺伝子を逆向きに挿入した。また図１に示したように、ネガティブ選択としてpMClDT-A (constructed by Takeshi Yagi)でdriveされるdiphtheria toxin A-fragment遺伝子カセットを５’側に挿入した。相同組換えが起こった場合は最下段に示したような置き換えが起こるため、マウスゲノムをBamHIまたはEcoR Vで切断後、Southern blottingをそれぞれ図１に記載の「プローブ(1)」または「プローブ(2)」で行うことにより、相同組換えが起こったクローンについてはバンドシフトとして検出される。
【００３７】
（２）ＥＳ細胞の培養
ＥＳ細胞(MS12株)、ＥＦ細胞の培養には次に記す培地を使用する。
ＥＳ細胞(MS12株)の由来は、Kawase E et al., Int. J. Dev. Biol. 38:p385-390 (1994)に記載されている。ＥＦ細胞は、日本クレア社より購入したB57BL/6jを用いたfibroblastの初代培養により得た。neo耐性ＥＦ細胞は、Itohara S et al., Cell. 72:p337-348 (1998)におけるTCRdeltaノックアウトマウスのヘテロ接合体を用いたfibroblastの初代培養により得た。
【００３８】
D-MEM (Gibco No.11995-065)                        425ml
56℃で45分間不活性化したFCS                        75ml
200mM L-glutamino (Gibco No.25030-081)              5ml
Penicillin/Streptomycin (Gibco No.15140-122)      2.5ml
Non-essential amino acids (Gibco No.11140-050)      5ml
Nucleosides                                         5ml
2-ME (7μl/10 ml PBS)                               5ml
LIF (107 u/ml) (ESGRO:Gibco No.13275-029)           50μl
【００３９】
ＥＳ細胞及びＥＦ細胞は、0.1％ Gelatinによりコート(室温、１時間以上)したplateにて培養を行う。まずplateにＥＦ細胞をフィーダー細胞として増殖させ、後に液体窒素にて凍結保存してあるＥＳ細胞を37℃の水浴にて溶かし、ＥＦ細胞の上に培養する。ＥＦ細胞及びＥＳ細胞はそれぞれ６×106/150cm2、６×106/50cm2の濃度で培養を開始し、24時間ごとに培地を交換する。
【００４０】
（３）エレクトロポレーション
ＥＳ細胞の細胞数が4000万程度になった時点でエレクトロポレーションを行う。
0.05％Trypsin-0.53mM EDTA(Gibco No.25300-054)で37℃にて５分処理をした後、等量の培地を加えサスペンドし、細胞数をカウントする。4000万個分の細胞を遠心し、上清を除去し、ＤＮＡ溶液(下記)を加え、ＰＢＳ(−)にて800μlに液量を調整する。キュベットに溶液を移し、Capacitance＝3μF、Volts＝0.5kVにてエレクトロポレーションを行う。エレクトロポレーション後の細胞液に必要量の培地を加え、500万cells/10cm plateにて８枚のplateに分けて培養を再び行う。Plateには予めneo耐性ＥＦ細胞を前述の方法でフィーダー細胞として増殖させておく。
【００４１】
（４）エレクトロポレーション用のＤＮＡ溶液の調整
ベクタープラスミド  30μg/tube
High buffer         10μl
NotI                ３μl(30 U:２〜３倍過剰量)
合計100μl
【００４２】
上記混合物を37℃で一晩インキュベートする。エタノール300μｌを加えてよく混合し、15000rpmで5分間遠心する。上清を捨て、ペレットを70％エタノールでリンスする。チューブを培養フード内に静置してエタノールを蒸発させる。600μｌのD-PBSを添加し、DNAペレットを懸濁する。65℃で5分間インキュベートし、よく混合してDNAを溶解させる。
【００４３】
（５）G418による選別
エレクトロポレーションの24時間後、培養液にG418を0.15mg/ml加えた選択培地での
培養を開始する。選択培地での培養は一週間ほど行い、G418に対して耐性を持った細胞が形成するコロニーの直径が１mmを越えたものから拾い上げ、Gelatinコート(上記)
した96穴plateにTrypsin処理(上記)後に等量ずつ移し、50％コンフルエント以上になった時点で細胞の凍結(下記)及びＤＮＡの抽出(下記)を行う。
【００４４】
（６）細胞の凍結
96穴plateに培養したＥＳ細胞に対してTrypsin処理(上記)を行う。血清：DMSO=4:1の割合の溶液を作り、それをTrypsin済み細胞液と等量加え、サスペンドする。ミネラルオイルを静注し、アルミホイルで96穴plateを包み、発砲スチロールのコンテナに入れ、-80℃にて保存する。
【００４５】
（７）ＤＮＡの抽出
Lysis buffer (0.1M Tris, 5mM EDTA, 0.2％ SDS, 0.2mg/ml Proteinase K、200mM 
NaCl)を96穴plateに50μlずつ加え、55℃で一晩置く。次の日、96穴plateのＤＮＡ溶液を1.5mlチューブに移す。さらに100μlの100％エタノールを加え、ボルテックス後、15000rpmで10分遠心(常温)する。上清を廃棄し、80％エタノールで２回洗浄する。ＴＥ(pH=0.8)を30μl加え、スピンダウンし、室温で一晩置く。
【００４６】
（８）ポジティブセレクション
抽出後のＤＮＡはBamHI及びEcoRVで切断し、図１に記載のプローブ(1)、プローブ(2)でSouthern Blottingにて確認する。バンドの位置はBamH Iでの切断の場合、陽性：９kb、陰性：14kbの位置に出る。EcoR Vでの切断の場合、陽性：７kb、陰性11kbの位置に出る。
【００４７】
（９）インジェクション
相同組換えを起こしていることが確認されたＥＳ細胞を解凍後に培養し、Trypsin処理により分散した。マウスBalb/C系統の雄を掛け合わせた同系統の雌より８細胞期胚を取り出した。この胚から透明帯を外した後、分散した上記ＥＳ細胞を培養させた(20ES細胞／８細胞期胚１個)。これを偽妊娠処理した雌マウスの子宮に移し、胎児の発生を継続させることによりキメラマウスを得た。このキメラマウスの雄を黒色であるC57BL/6jの雌と交配し、生まれてきた仔マウスのうち野ネズミ色(agouti)ではなく黒色(non-agouti)のものを選び、その層の一部を切断した試料から染色体ＤＮＡを抽出した。このＤＮＡ溶液を鋳型としてneoのprimer set (Forward : cttgggtggagaggctattc（配列番号１）, Reverse:aggtgagatgacaggagatc（配列番号２）, Product size=280bp)にて遺伝子変異が全身に導入されたマウスを確認した。
【００４８】
上述の方法により得られたヘテロ接合体同士を交配して、変異caps2遺伝子のホモ接合体を得た。欠失させたCAPS2遺伝子の1st exon内のprimer set (Forward:AAACACTCGGGCGCCGAACT（配列番号３）, Reverse:GACTCCTCCTCGCTGGAAGA（配列番号４）, Product size=200bp)と、先述のneoのprimer setでPCRを行うことで、野生型、ヘテロ接合体、ホモ接合体の決定を行った。
【００４９】
PCR反応液の組成は下記の通りである。
水                          13.7μl
10x ExTaq buffer (TakaRa)   2.0μl
dNTP Mix (2.5mM each)       1.6μl
10μM Primer (Forward)        1μl
10μM Primer (Reverse)        1μl
Ex Taq (50U/μl)             0.2μl
ＤＮＡ溶液                   0.5μl
(計)  20μl
【００５０】
PCR条件は下記の通りである。
初めに、94℃で１分
続いて、94℃で20秒、60℃で20秒、及び72℃で20秒を35サイクル
最後に、72℃で５分
４℃に保持
【００５１】
実施例２：ホモ接合体における小脳の形状変化
生後８日目の野生型およびホモ接合体マウスを４％ＰＦＡ(パラホルムアルデヒド)で灌流固定後、脳を取り出し、再度４％ＰＦＡで４時間後固定した。15％ショ糖溶液に４℃で１昼夜浸して置換後、ＯＣＴコンパウンド(サクラ精器(株))に入れて凍結させる。凍結ブロックを14μm厚の切片にクリオスタットで薄切りにする。この切片を野生型とホモ接合体マウスで比較したところ、ホモ接合体マウスで小脳のＶＩ葉とＶＩＩ葉の間の溝が欠失していることが観察された。
【００５２】
また生後17日目のマウスで同様の処理をしたところ、外顆粒層における細胞数がホモ接合体マウスにおいて多いことが分かった(図２)。これは顆粒細胞の移動の遅滞を示している。
【００５３】
生後８日目の切片で抗カルビンジン抗体(小脳プルキンエ細胞のマーカータンパク質)により免疫染色を行った。上記切片を５％正常ロバ血清で１時間ブロッキングした後、1/1000に希釈した１次抗体(抗カルビンジン抗体)と４℃で一昼夜反応させた。次いで1/1000に希釈した蛍光二次抗体を室温で１時間反応させ、蛍光顕微鏡にて観察した。その結果、プルキンエ細胞の樹状突起の低形成が確認された(図３)。
【００５４】
上記の３項目はBDNFノックアウトマウスで知られている事実である。我々は以前の論文でCAPS2タンパク質が小脳においてBDNFやNT-3などの神経栄養因子の分泌に関わっていることを示唆したが、今回のcaps2遺伝子のノックアウトマウスに関しても、in vivoのレベルにおいてもBDNFの分泌を制御していることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、ターゲッティングベクターの作製を示す。
【図２】図２は、caps2ノックアウトマウスにおける顆粒細胞の移動の遅れ（生後１７日目）を示す。
【図３】図３は、caps2ノックアウトマウスにおけるプルキンエ細胞の樹状突起の低形成（生後８日目）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【配列表】
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