6-ピルボイルテトラヒドロプテリン合成酵素(PTPS)の人工的破壊:脳内ビオプテリン欠損マウスの作成

この研究の目的はチロシン水酸化酵素、トリプトファン水酸化酵素、およびフェニルアラニン水酸化酵素の補酵素であるビオプテリン(BH4)が神経の発生や機能の維持にどのような役割を果たしているのかを調べることである。BH4やその前駆物質は血液脳関門を通過しにくいと考えられるので、ジーンターゲッティングの手法でマウスの6-ピルボイルテトラヒドロプテリン合成酵素(PTPS)の遺伝子を破壊し(PTPS完全欠損マウス)、一方肝臓では肝特異的プロモーターを利用してPTPS活性を発現させれば、神経系でのみBH4の不足をきたす特異な病態マウス(脳内ビオプテリン欠損マウス)を作成できる。マウスPTPS遺伝子のエクソン1から4を含む10.2kbの遺伝子DNAのうち、プロモターと開始メチオニンをコードするエクソン1をpgk-ネオマイシン耐性遺伝子で置換し、5'側にMCI-ジフテリア毒素のAフラグメントの遺伝子を付加したターゲッティングベクターを作成した。このベクターを電気穿孔で129/SVJ由来のES細胞に導入しG418で選択した。150個の耐性クローンをサザンハイブリザイゼーション法により解析した結果3個の相同組換え体を得た。これらのES細胞をC57BL/6JマウスのBlasteystに注入してオス3匹、メス1匹のキメラマウスを作成した。キメラマウスから子孫マウスに導入した遺伝子の変異が伝達されるかどうかを確認するためキメラマウスとC57BL/6Jマウスの交配実験を行ったところ、PTPS遺伝子のアリールの一本が破壊された雌雄複数のへテロ接合体を得た。今後これらを交配してホモ接合体(PTPS完全欠損マウス)を作成し、その表現型を解析する予定である。PTPS完全欠損マウスはヒトの異型フェニルケトン尿症に相当し同様の症状を発症することが期待されるが、生仔が得られない場合は胎仔の解析を行う。

この研究の目的はチロシン水酸化酵素、トリプトファン水酸化酵素、およびフェニルアラニン水酸化酵素の補酵素であるビオプテリン(BH4)が神経の発生や機能の維持にどのような役割を果たしているのかを調べることである。BH4やその前駆物質は血液脳関門を通過しにくいと考えられるので、ジーンターゲッティングの手法でマウスの6-ピルボイルテトラヒドロプテリン合成酵素(PTPS)の遺伝子を破壊し(PTPS完全欠損マウス)、一方肝臓では肝特異的プロモーターを利用してPTPS活性を発現させれば、神経系でのみBH4の不足をきたす特異な病態マウス(脳内ビオプテリン欠損マウス)を作成できる。マウスPTPS遺伝子のエクソン1から4を含む10.2kbの遺伝子DNAのうち、プロモターと開始メチオニンをコードするエクソン1をpgk-ネオマイシン耐性遺伝子で置換し、5'側にMCI-ジフテリア毒素のAフラグメントの遺伝子を付加したターゲッティングベクターを作成した。このベクターを電気穿孔で129/SVJ由来のES細胞に導入しG418で選択した。150個の耐性クローンをサザンハイブリザイゼーション法により解析した結果3個の相同組換え体を得た。これらのES細胞をC57BL/6JマウスのBlasteystに注入してオス3匹、メス1匹のキメラマウスを作成した。キメラマウスから子孫マウスに導入した遺伝子の変異が伝達されるかどうかを確認するためキメラマウスとC57BL/6Jマウスの交配実験を行ったところ、PTPS遺伝子のアリールの一本が破壊された雌雄複数のへテロ接合体を得た。今後これらを交配してホモ接合体(PTPS完全欠損マウス)を作成し、その表現型を解析する予定である。PTPS完全欠損マウスはヒトの異型フェニルケトン尿症に相当し同様の症状を発症することが期待されるが、生仔が得られない場合は胎仔の解析を行う。