トランスジェニックラットによる新しいALS動物モデルの作製とその病態解析

转基因大鼠新型ALS动物模型的建立及病理分析

基本信息

批准号：
13210013
负责人：
青木正志
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

筋萎縮性側索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis以下ALS)は神経疾患のなかで最も過酷な疾患とされており、早期に病因の解明と有効な治療法の確立が求められている。1993年Cu/Zn superoxide dismutase(Cu/Zn SOD)遺伝子が一部の家族性ALSの原因遺伝子であることが発見されたが、Cu/ZnSODの異常がなぜ運動ニューロンに選択的な細胞死をもたらすかは依然として不明である。本研究ではALSの新しい動物モデルとしてトランスジェニック(Tg)ラットの作製行う。従来のマウスに比較してラットの脊髄および脊髄前角細胞は極めて大きく、生化学的あるいは生理的な解析が容易となる。また、脊髄の運動ニューロンに対して効率良くしかも副作用を回避できる薬物の投与ルートとして髄腔内投与が注目されており、Tgラットではこの髄腔内投与が容易である。このようにTgラットによる新しいALSモデルは将来的な遺伝子治療や神経幹細胞移植を含めた新しい治療法開発のために非常に有用と考えられる。ヒト家族性ALSにおいて臨床経過が非常に緩徐なH46R変異およびTgマウスが世界的に供給されているG93A変異を持つCu/ZnSOD遺伝子をSDラット受精卵にマイクロインジェクションし、遺伝子の導入を確認した。H46R変異およびG93A変異を持つTgラット共に導入された変異ヒトCu/Zn SOD蛋白が多く発現した系統(H46R-4およびG93A-39)において運動ニューロン病の症状の発現が認められた。変異Cu/Zn SOD蛋白の発現量はG93A-39の方がH46R-4に比較して少ないのにもかかわらず、G93A-39はより早期に発症し、かつ非常に急速な進行を示している。これは導入した変異がG93A変異の家系は速い経過を示し、H46R変異が非常に緩徐な経過を取ることと相関していると考えられた。

肌萎缩侧索硬化症（ALS）被认为是最严重的神经系统疾病，迫切需要阐明其病因并建立有效的治疗方法。 1993年，Cu/Zn超氧化物歧化酶（Cu/Zn SOD）基因被发现是某些家族性ALS的致病基因，但为什么Cu/Zn SOD异常会导致运动神经元选择性细胞死亡？在这项研究中，我们将创建转基因（Tg）大鼠作为 ALS 的新动物模型。与传统小鼠相比，大鼠脊髓和脊髓腹角细胞非常大，使得生化和生理分析更加容易。此外，鞘内给药作为一种有效地将药物给药至脊髓运动神经元并避免副作用的途径而受到关注，并且这种鞘内给药在Tg大鼠中是容易的。因此，使用 Tg 大鼠的新 ALS 模型被认为对于开发新疗法非常有用，包括未来的基因疗法和神经干细胞移植。我们将 Cu/ZnSOD 基因显微注射到 SD 大鼠受精卵中，并确认了基因导入，该基因具有 H46R 突变（导致人类家族性 ALS 的临床病程非常缓慢）和 G93A 突变（全球范围内的 Tg 小鼠都有这种突变），并确认了基因导入。在引入H46R突变和G93A突变的突变型人Cu/Zn SOD蛋白高度表达的菌株(H46R-4和G93A-39)中观察到运动神经元疾病的症状。尽管G93A-39中突变型Cu/Zn SOD蛋白的表达水平低于H46R-4，但G93A-39发病较早并且进展非常快。这被认为与以下事实相关：具有引入突变 G93A 的家族表现出快速病程，而具有 H46R 突变的家族则表现出非常缓慢的病程。