序2006 年に欧米で始まった IKMC（国際ノックアウトマウスプロジェクト）は 2011 年末で終了する．その成果は，相同組換えによるノックアウト ES クローン 16,436 個，遺伝子ト
ラップクローンも 18,418 個とほぼ目標値に達した．すなわち，マウスのほぼ全遺伝子の破壊が可能となり，ES クローンは，リクエストさえすれば誰でも入手できるようになる．したがってこれからのノックアウトマウスの作製は最初から自分でやらなくてもよい時代になってきた．
2011 年 9 月に IMPC（国際マウス表現型解析コンソーシアム）がスタートした．このプロジェクトは，IKMC で開発したマウスの全遺伝子について，ES 細胞からマウスを作製し，マウスクリニック によって表現型解析を行い，その結果をデータベース化するものである．これによって基本的な表現型解析データを伴ったノックアウトマウスが MTA（Material
Transfer Agreement ）のもとに全世界の研究者に供給されることになる．
IMPC は人間でいうと，いわば総合病院の一般外来である．患者である 疾患モデルマウ
ス は，ここで人間ドックのような基礎的な検査を受けたのち，専門外来に向かうことになる．しかし，どのような疾患か原因をきちんとみてくれる専門家は見当たらないし手だてもない．時に困難であり，わらをもつかむ手がかりが欲しいことさえある．
本書は，疾患モデルマウスを用いた研究を行う際，自分の専門としない領域であっても，この手引きを参考に実験計画を立てて進めれば，そのまま論文が書けるというのが狙いである．したがって，自分の専門とする領域の研究をさらに進めるためにどのような表現型解析を行えばいいという解説書でもなく，各遺伝子のトランスジェニックマウスやノックアウト
マウスについて紹介されているわけでもない．近年，論文を発表するにも，単なる観察のデータだけではアクセプトされず，大なり小なり「メカニズムの解析」が求められる傾向が強くなっている．自分の専門とする領域であれば，何を調べなければならないかはおのずとわ
かるが，そうでない場合は，はたと行き詰まることがある．そこで，本書では各分野の専門の先生方に可能な限り，1．イントロダクション，2．病因，3．表現型解析法，4．遺伝子改変モデルマウスの順に記述していただいた．この順に解析すれば Introduction, Methods
and Materials, Results と論文ができあがるという手はずである．
本書を手がかりに，研究を進めるうえでの具体的な考え方や遺伝子改変モデルマウスの資料など利用していただき，晴れて 疾患モデルマウスのカルテ が価値ある論文に結実することを願うものである．
2011 年 12 月

山 村 研 一若 菜 茂 晴iii

論文ができてしまう！ 疾患モデルマウス表現型解析指南

CONTENTS

1 章 疾患モデルマウスで研究を始める前に …………………………… 山村研一

22 章 疾患モデルマウス：表現型解析の潮流
表現型解析基盤の標準化…………………………………… 若菜茂晴，茂木浩未，鈴木智広

20

表現型の数値化と定量解析 ……………………………… 沼田興治，阿部訓也，太田聡史

35

エピジェネティクスと表現型 …………………………………………………… 久保田健夫

48

3 章 疾患モデルマウス：臓器・疾患別解析・実験法
■ 臓器系
脳・神経系
中枢系

Alzheimer 病 ……………………………………………………………………………… 高島明彦

58

てんかん ……………………………………………………………………… 石田紗恵子，芹川忠夫

65

運動失調 ……………………………………………………………………………………… 渡瀬

啓

70

精神疾患 ………………………………………………………………………… 大西哲生，吉川武男

76

発達障害 ………………………………………………………………………… 中井信裕，内匠透

84

陽一，上田泰己93

家族性アミロイドポリニューロパチー………………………………………… 山村研一

102

リズム障害……………………………………………………………………… 南
末梢系
感覚器

iv

視覚……………………………………………………………………………………………… 佐藤肇

109

視覚（緑内障）……………………………………………………………………………… 中澤徹

114聴覚…………………………………………………………………… 吉川欣亮，鈴木沙理，野口佳裕

121

味覚……………………………………………………………………………… 實松敬介，二ノ宮裕三

128

痛覚………………………………………………………………… 井手聡一郎，南雅文，池田和隆

134

COLUMN 初めて疾患モデルマウスを手にした若手研究者へ ………… 和田圭司

140

心臓
心筋症 ………………………………………………………………………………………… 森本幸生

145

心筋虚血 ………………………………………………………………………… 田中秀央，足達哲也

151

不整脈 ………………………………………………………………………………………… 桑原正貴

158

肺（呼吸器）
急性呼吸窮迫症候群 …………………………………………………………………… 田坂定智

164

肺気腫 ………………………………………………………………………………………… 山村研一

170

消化管
胃・腸管 ……………………………………………………………………………………… 大島正伸

175

炎症性腸疾患 ………………………………………………………………… 西尾

光，竹内孝治181

肝臓 ……………………………………………………………………………………… 小原恭子，小原道法

188

膵臓 …………………………………………………………………………………… 大村谷昌樹，山村研一

193

腎臓 …………………………………………………………………………………………………… 高橋

智

199

源

203

腎臓・尿路（腎臓発生とその異常）…………………………… 内山裕佳子，西中村隆一

208

泌尿器
生殖器系 ………………………………………………………………………… 原田理代，山田
生殖細胞
不妊………………………………………………………………………………… 藤原祥高，伊川正人

213

筋肉筋ジストロフィー…………………………… 野口

悟，May Christine Malicdan，西野一三

221

変形性関節症 ……………………………………………………………………………… 池川志郎

226

骨格
脊椎 ……………………………………………………………………………………… 仙波

圭，山村研一233

皮膚 ……………………………………………………………………………………… 田中成和，山本博章

240

造血 ……………………………………………………………………………………… 指田吾郎，岩間厚志

248

血管形成……………………………………………………………………………………………… 高倉伸幸

254■ 代謝・内分泌系
高血圧 …… 石田純治，濱田樹理，永野克将，村田知弥，中村匠子，松倉頼，齋藤千明，深水昭吉

259

v

糖尿病

1 型糖尿病 …………………………………………………………………… 馬場谷 成，池上博司 266
2 型糖尿病 ………………………………………………………… 井形元維，河島淳司，荒木栄一 271
脂質異常症（高脂血症）……………………………… 佐藤弘泰，武富芳隆，山本

圭，村上

誠

278

副腎 ………………………………………………………………………………… 佐々木悟郎，長谷川奉延

288

甲状腺 …………………………………………………………………………………… 渋沢信行，山田正信

295

■ 免疫系
免疫……………………………………………………………………………………………… 吉田尚弘

304

リウマチ ……………………………………………………………………………………… 角田茂

316

アレルギー…………………………………………………………………… 田中あかね，松田浩珍

322

大腸癌 …………………………………………………………………………… 落合雅子，中釜斉

329

造血系 ………………………………………………………………………………………… 高橋

智

334

■癌

DNA 修復 …………………………………………………………………… 大野みずき，續 輝久 339

4 章 マウス・表現型データのインフォマティクス
表現型データの国際標準化とデータの利用 ………………………………… 桝屋啓志

348

マウス表現型関連データベースの紹介………………………………………… 高田豊行

360

付表 …………………………………………………………………………………………………………………………………… 373
索引 …………………………………………………………………………………………………………………………………… 469

vi3 章 疾患モデルマウス：臓器・疾患別解析・実験法

肺（呼吸器）
肺気腫
はじめに2 遺伝子の発現解析と作業仮説の設定

過去に発見された肺気腫のモデルマウスを紹介

1．遺伝子発現解析の方法するのではなく，自分がもっているモデルマウス

これにはいくつかの方法がある．検索した文献に肺気腫が発生すると思われたとき，どういう手に出ていればよいが，出ていない場合もあるので，順で表現型解析を行えばよいのだろうか．─筆者

そのときはデータベース検索を行う．以下の手順

らが経験した，α／βで簡単に調べられるが，データがない場合は，自（）遺伝子のノックアウトマウスを用いた解析例について述べる．

らでノーザンブロットや RT‑PCR で解析することになる．
① http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?

イントロダクション

db=unigene で Unigene のホームページに入る

1 Abhd2 遺伝子について遺伝子は，筆者らの研究室で遺伝子トラップ法により発見した遺伝子である．つまり機能がわからないまま，遺伝子が先に発見された例
である．遺伝子が発見されれば，文献的に検索で② 遺伝子記号（例：Abhd2 ）を入力し search する③ 各種生物の遺伝子リストが表示されるので，マウスを選択する④ 2 つ目のボックスに Gene Expression がある
ので，「 EST proﬁle 」をクリックする

遺伝子を調べたところ，もと⑤ 各組織での EST の発現頻度が表示される．バ

もとは肺気腫の組織において発現が低下している

ンドの濃さでも表示されるので非常にわかりとして単離された 3 つの遺伝子の一つで，最初は

やすい

きるので，

α／β

と命名された遺伝子であ

1）

った ．
遺伝子構造から，膜タンパクであること，リパ⑥ Abhd2 の場合，多くの組織でかなり均等に発現しているのがわかる

2．発現の細胞特異性の解析ーゼのような加水分解酵素に共通のα／β hydro-

上記では，単に組織特異性がわかるのみで，細lase fold をもつことがわかっている．しかし，文

胞特異性は不明であるので，各組織における機能

献的にも多くの組織で発現しており，実際どのよを推定するうえでは不十分である．そこで，興味うな機能をもつのかが不明な遺伝子であった．そある組織で，mRNA

こで，まずは発現の特異性について解析を行った．

う必要がある．筆者らの場合，トラップマウスで

hybridization を行見つかった遺伝子なので，すでに遺伝子の中にが組み込まれており，組織切片を用いた
X‑gal 染色で簡単に細胞特異性を調べることが可
170

肺気腫

能であった．その結果，が肺の肺胞 II 型

がって，VEGF リセプターをノックアウトする上皮細胞で発現していることがわかった．この細と肺胞上皮細胞のアポトーシスが誘導され，肺気胞は，surfactant を分泌していることが知られて腫になる．

おり，したがって，この細胞が異常になれば肺気⑤ 老化あるいは自己免疫に基づくもの

11〜14 ）腫が発生すると予想される．

たとえば，

3. 作業仮説の設定（

これらを考えあわせ，「

欠損マウスでは自然発症で肺気腫になる」という作業仮説を立てて実験を始めることとした．

‑‑）のノックアウトマウスでは，肺気腫になる．自己免疫に関してはまだ異論もある．
15 ）⑥ 炎症の関与

上記以外に，肺の炎症が，protease／antiprote-

さて，ここからが本題である．つまり，筆者ら

ase，oxidant／antioxidant のバランス崩し，または肺の専門家でもなく，ましてや肺気腫は今まで

アポトーシスを誘導し肺気腫に至る．

扱ったことのない疾患である．そこで，その肺気⑦ 複合メカニズム腫の発生をどのように解析していけばいいのかという主題となる．

14, 16 ）上記のメカニズムが，単独というよりは互いに作用し合って肺胞を破壊し，その維持や修復が阻害され，肺気腫が発生すると考えられている．

病因について肺気腫の表現型解析

環境汚染や少子高齢化が進むなか，肺気腫は重要な疾患である．文献的にも非常に多くのモデル
マウスについての論文が発表され，分子メカニズ

1 発現の確認

ムについて多くの知見が得られている．これを調肺胞 II 型上皮細胞で発現していると述べたが，べるのは，素人としては大変であった．肺気腫のそれはあくまで組織学的な話であり，実はまだ十発生は，要約すれば 6 つの要因に分類でき，以下分な証拠ではない．そこで，肺胞 II 型上皮細胞にその概要を記す．

で発現しているマーカータンパクを用いて二重染① 肺の発生異常に基づく肺気腫
たとえば，2, 3 ）

色で確認する必要がある．

‑ のノックアウトマウスでは，文献を調べてみると，P180 lamellar body pro-

肺胞の myoﬁbroblast の欠損が起こり，そのため

tein が肺胞 II 型上皮細胞で発現しており，かつ肺胞の隔壁ができずに，結果として肺気腫になる．

抗体が市販されていることがわかったので，② 内因性の protease／antiprotease のバランスの抗体とともに，蛍光二重染色を行った．その結

4〜7 ）異常に基づくもの果，同じ細胞であることがわかり，

たとえば，protease 活性を増加させたり，an-

らかに肺胞 II 型上皮細胞で発現していることがが明確認された．

tiprotease を破壊すると肺気腫になる．
③ oxidant／antioxidant のバランス異常に基づく
5, 8, 9 ）ものたとえば，oxidant が増加するか，antioxidant

2 実験以前のマウスの準備
マウスの準備が一番大変である．準備には「実験以前の準備」と「実験のための準備」があるこが低下すれば肺気腫が起こる．
10 ）④ 肺胞上皮細胞のアポトーシスに基づくものとを忘れてはならない．実験以前の準備としては，

たとえば，VEGF リセプターを介するシグナ

筆者らの場合，最初のノックアウトマウスは，

リングが，肺胞構造を維持するのに必要で，したB6 と CBA との CBF1 から樹立された TT2 ES
171

3 章 疾患モデルマウス：臓器・疾患別解析・実験法

細胞を用いて作製したので，マウスの遺伝的背景

合でも，解析項目は肺気腫に直接関連するものとを揃えることがまず重要であった．B6 に戻し交メカニズムと関連するものに分けて考えるとよい．

配をして完全に近交系化することが望ましいが，

1．肺気腫に直接関連する解析項目

最低 5 世代で一般的には了解されているので，5肺気腫になっているのかどうか，それに伴って世代目以降を実験に用いた．また，この場合のコ

肺機能が低下しているのかどうかの解析が含まれントロールとしては，同腹の野生型を使うことがる．前者には組織学的な検査が，後者には sur-望ましい．必要なマウスの数が多くなれば，ついfactant の成分であるリン脂質とタンパクの生化

野生型は処分しがちであるが，残しておくことが学的解析，静肺コンプライアンスなどの専門的な重要である．

解析が含まれる．

3 実験のためのマウスの準備① 組織学的検査
普通の方法で肺を取り出すと肺は萎縮するので，重要となるのは，何歳齢までを，どの程度の間肺気腫の同定ができなくなる．このため，特殊な隔で，何匹ずつ解析する必要があるかである．こ

固定方法である伸展固定が必要となる．これにはとに長期にわたる観察を要し，あとで 1 歳齢のマ

専門家のアドバイスが必要で，熊本大学生命科学

ウスが欲しいとなった場合，そのために 1 年が浪研究部機能病理学分野の伊藤隆明博士に協力を依費されることになるので，入念な準備が必要であ頼した．固定後，通常の HE 染色を行うが，肺気る．

腫の同定は一般的に MLI（ mean linear inter-

この場合，まずは肺気腫を確認する時期を決定

cept ）法で行われる．これは，顕微鏡下の 20 視する．この際にも文献をくまなく調べ，自然発症

野において，一定の距離内にいくつ肺胞中隔が存モデルマウスではおよそ 6 か月で発生するという在するかを算出し，その数を有意差検定して判定情報を得た．これにより，生後 1 年までを目標に，する方法である．肺気腫であれば肺胞中隔が断裂

途中においては原則生後 2 か月，4 か月，6 か月，し，肺胞が拡張するので数が低下する．実際，生

12 か月で解析することにした．

後 6 か月と 12 か月でその数が低下しており，肺次に，必要なマウス数を決定する．実験群とコ気腫が発生していることが明らかとなった．

ントロールでそれぞれ最低 3 匹必要であり，さら肺気腫になれば，エラスチン線維が減少するこに表現型の項目によってばらつきが予想されたたとがわかっており，その抗体を用いて染色したとめ，有意差検定を考えて 5 匹以上を準備した．期

ころ，その減少も明らかとなった．

間が長くなればそれだけ不慮の事故によりマウス

また，肺気腫が発生した場合，それが肺胞 IIが死亡することもあるので，つねに 2 匹増し程度型上皮細胞の数の減少に起因するのか，あるいはで計画をするほうがよい．

質的な変化に起因するのかを判定するため，そのまた，肺気腫の確認だけでも 1 年を要するので，他の解析も同時に並行して進めることとした．

4 表現型解析項目
何をどこまで解析するかは，そのときの研究室

数も計測する必要がある．これには anti‑P180 抗体を用いた免疫組織化学的な染色を行い，400 倍の倍率化で 10 視野の数を算定して，有意差検定を行うのが一般的である．この結果，生後 6 か月では正常と変わりがなかったが，12 か月ではその状況により異なる．十分な研究費とたっぷりなの数が減少していた．

時間，人手がある場合は，相当な実験計画を立て② surfactant の成分解析

ることができる．しかし，人手も限られ，急いで発表する必要に迫られる場合もある．いずれの場
172

リン脂質とタンパクの生化学的解析については，
熊本大学生命科学研究部薬物活性学分野の礒濱洋付表Genetically engineered mice related to emphysema
Classification
defect inalveogenesis

surfactant
protein

Genes

Type of mouse

Age at onset
Spontaneousof emphyor inducedsema

Mechanisms for emphysema

Reference

Pdgfa

KO
PDGF is one of thenumerous growth factors, orproteins that regulate cell
growth and division

2 weeks ofage

spontaneous

abnormal development of alveolar Boström et al.
septation
Cell 1996; 85:
863‑873Pdgfa

see aboveKO

2 weeks ofage

spontaneous

alveogenesis failure due to lack of Lindahl et al.
Development
distal spreading of alveolar
1997; 124:smooth muscle cell projgenitors
3943‑53

Ltb‑3

One function of LTBPs may
be to target latent TGF‑βcomplexes to the extracellular matrix

KO

6 days ofage

spontaneoustransient decrease of TGF‑βsignaling between 4 to 6 days ofage

Colarossi et al.
Am J Pathol
2005; 167:
419‑28

Ltb‑4

One function of LTBPs may
be to target latent TGF‑βcomplexes to the extracellular matrix

KO

9 days ofage

spontaneous

reduced deposition of TGF‑β inthe extracellular space

Sterner‑Kock et
al. Genes Dev
2002; 16: 2264‑
73

Fbn1

LTBP‑1 has been immunolo- KO
calized to microfibrils
containing fibrillin‑1 and
LTBP‑1 and LTBP‑4 interact
with fibrillin‑1

9 days ofage

spontaneous

dysregulation of TGF‑β signaling

Neptune et al.
Nature Genetics
2003; 33: 407‑11

Itgb6

receptor for latent TGF‑β

KO

6 to 12months ofage

spontaneous

dysregulation of TGF‑β signaling, Morris et al.
increased expression of MMP12 Nature 2003;
422: 169‑73

Fut8

add fucose to TGF‑β
receptorKO

18 days ofage

spontaneous

dysregulation of TGF‑βWang et al.
signaling,increased expression of PNAS 2005; 102:
MMP‑12 and ‑13.
15791‑6

Smad3

signaling molecule
downstream of TGF‑β

KO

7 days ofage

spontaneous

decreased peripheral lung cellproliferation and tropoelastin,
resulting retarded alveolarization

Chen et al. Am J
Physiol Lung Cell
Mol Physiol 2005;
288: L683‑91

ElnKO
elastin provides reversible
distensibility duringrespiratory cycling. Within
the parenchyma, elastin is
distributed extensively within
the alveoli, including thealveolar septae, septal
junctions, and along theseptal‑ free edges.

after birthspontaneous

branching defect is accompanied
by fewer distal air sacs.

Wendel et al. Am
J Respir Cell Mol
Med 2000; 23:
320‑6

Eln

elastin provides reversible
KO＋ human
distensibility during
BAC Tgrespiratory cycling. Within
the parenchyma, elastin is
distributed extensively within
the alveoli, including thealveolar septae, septal
junctions, and along theseptal‑free edges.

after birthspontaneous, low levels of elastin results in
CS induced
congenital emphysema andmouse with intermediate elastin
develop worse emphysema
following CS

Shifren et al. Am
J Physiol Lung
Cell Mol Physiol
2007; 292:
L778‑87Ada

ADA is an enzyme involved KO. KO＋Tg
18 days ofage
in purine metabolism. ADA （trophoblast
irreversibly deaminates
specific
adenosine the nucleosidepromoter ＋
inosine by the removal of an Ada minigene）
amino group.

spontaneousBlackburn et al. J
increased adenosine and 2‑deoxyadenosine caused
Eep Med 2000;
192: 159‑170
aberrant adenosine signaling,leading to abnormal alveogenesis
at 5 dysa of age which is lateraccompanied by macrophage
related infllamtion, finally resulting
emphysema.

Sftpd

surfactant proteinKO

3 weeks ofage

spontaneousenlarged, foamy macrophage,
increased MMP‑2 and ‑9,increased hydrogen peroxide

Sftpa1,
Sftpd

surfactant protein

double KO

3 weeks ofage

spontaneous

accumulaion of macrophage
Hawgood et al.
leading to expression of high level Am J Physiolof MMP‑12
Lung Cell Mol
Physiol 2002;
283: L1002‑10

Sftpd,

surfactant protein

KO and Tg

spontaneous
rescue ofemphysemain newborn,
but not in
adult

Sftpd,
rSftpdCDM Tg

surfactant protein

KO and Tg（col- no rescue by spontaneouslagen domain collagenous
domaindeletionmutantmutant）
SP‑D（tetO）
CMV‑ratSP‑D Tg

388

Function

Wert et al. PNAS
2000; 97: 5972‑7

Zhang et al. J
treatment with doxycyclin after
Biol Chem 2002;
birth correct lung pathology, but
277: 38709‑13
can not correct emphysema in
adult although phospholipid
homeostasi and alveolar
macrophage becoame normalized
collagenous domain of Sftd genecan correst lipid homeostasis,
macrophage activity, structural
integrity of peripheral airspace

Kingma et al. J
Biol Chem 2006;
281: 24496‑505

付表

（続き）
Classification
surfactant
protein

Genes

Reference

KO andno data on
spontaneous
intranasal
emphysema
application oftruncated
60‑kDafragment of human recombinant SP‑D

treatment with rfhsp‑D results inclearance of apoptotic macrophage leading to atenuation ofmacrophage‑mediated inflammation

Clark et al. Ann
N Y Acad Sci
2003; 1010:
113‑116

surfactant protein

attenuation
KO andof emphyintranasal
application of sematruncated
60‑kDafragment of human recombinant SP‑D

spontaneous

Knudsen et al.
By intranasal application of
rfhsp‑D, structural abnormalities Respir Res 2007;
is prevented as judged by the light 8: 70
and electron‑microscopic studies

surfactant protein

KO ＋ iNOS
inhibitor

attenuationof emphysema

spontaneous

treatment with iNOS inhibitor byosmotic pump for 7 wk from 3 wk
of age resulted decreased totallung NO ssynthase activity anddecreased MMp ＝ 2, ‑9,chemokines, INF‑γ

adipocyte‑derived cllectionKO

3 months ofage

spontaneous

increased TNF‑α and MMP‑12 by Summer et al.
macrophage
Am J Physiol
Lung Cell Mol
Physiol 2008;
294: L1035‑42

KO
Lal hydrolyze cholesterylester and triglyceride to freecholesterol and free fatty
acid

6 months ofage

spontaneous

blockage of neutral lipid metabolism, Lian et al. Am J
increased neutrophils andPhysiol Lung Cell
macrophages influx, increased
Mol Physiol
production of IL‑1β, IL‑6, TNF‑α,
2004; 286:
L801‑7then MMP‑8, ‑9, ‑12.

Type of mouse

Sftpd

surfactant protein

Sftpd

Sftpd

AdipoqAge at onset
Spontaneousof emphyor inducedsema

Mechanisms for emphysema

Function（lectin）

Atochina‑Vasserman et al. J
Immunol 2007;
179: 8090‑7

phospholipid

Lipa

protease／
antiprotease

MMP‑1 is one of interstitialcollagecollagenase, like MMP‑8,nase（MMP‑1） ‑13, involved in the
breakdown of extracellularmatrix.

spontaneous
Tg: haptoglob- 1 to 12
ulin promoter‑ months ofcollagenaseage
dependingon transgenic
line

disruption of the alveolar walls
and coalescence of the alveolar
spaces with no evidence offibrosis or inflammation

D Armiento et al.
Cell 1992; 71:
955‑61

papainelastase activity

6 hours after induced byintratracheal
papainpapaininjection of
papain into rat injectionlunghistological analysis only, silicotic
lungs（produced by inhalation ofsilica dust）were less susceptible
to the development of papain‑
induced emphysema

Gross et al. Arch
Environ Health
1965; 11: 50‑8

Mmp12

macrophage elastase,degrade α1‑antitrypsin

KOreduced macrophage accumulaprotection of CS induced
emphysema for 6 days per tion in the lungweek for 6
monthsHautamaki et al.
Science 1997;
277: 2002‑4

Elaneserine proteinase, degrade
tissue inhibitor of methaloproteinase‑1

KO

α1‑

serine protease inhibitor

antitrypsin

α1‑serine protease inhibitor

antitrypsin

α1‑serine protease inhibitor

antitrypsinoxidant／
antioxidant

Shapiro et al.
Amer J Pathol
2003; 163: 2329‑
35

CS inducedfor 6 days peremphysema week for 6
monthsdecreased recruitment of
neutrophils and monocytes,
deacreased macrophage
accumulation

pallid mouse,

8 months ofage

Martorana et al.
the lung changes in pallid mice
are the result of an elastolytic
Lab Invest 1993;
68: 233‑41, deprocess due to a severe inborn
deficiency of serum α1‑antitrypsin Santi et al. Lab
Invest 1995; 73:
40‑7

pallid mouse,

5 days／week CS‑indiucedfor 7 months
in B6 and
ICR, for4months inpallid mouse

pallid mouse,

4 or 6months after
CS in pallid
or B6,
respectively

CS induced
from 3months ofage for up to
6 months

The pattern of emphysema in
Takubo et al. Am
pallid is more duiffuse than in
J Respir Crit
B6.T cell（CD4, CD8 etc）
Care Med 2002;
inflammation in the alveolar wall in 166: 1596‑603
pallid, but no in B6.

α1‑antitrypsin
level 60 ％α1‑antitrypsin
level 60 ％α1‑antitrypsin
level 60 ％protection（59 ％）ofspontaneous

emphysema development in B6
and DBA／2, but not in ICR. This isdue to decrease of elataseinhibitory capacity（low α1‑
antitrypsin）in B6 and antioxidant
capacioty in B6 and DBA／2.

Cavarra et al. Am
J Respir Crit
Care Med 2001;
164: 886‑90

Timp3

secreted protein, localized at KO
the ECM, inhibit MMP‑1, ‑2,‑3, ‑92 weeks ofage

spontaneous

increased MMP activity, but noincrease of inflammatory cell
infiltration

Leco et al. J Clin
Invest 2001; 108:
817‑29NADPH
Oxidaseinvolved in oxidant production, inactivate MMP‑7 and
MMP‑12 by cross‑linking
adjacent tryptophane andglycine residues within the
catalytic domain of enzyme.

start at 6
months ofage andprogresses
with age

spontaneous

increased MMP‑12 acitivity, but
not expression, led to theenhanced migratory activity ofmacrophage

Kassim et al. J
Biol Chem 2005;
280: 30201‑5KO389