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。

肌萎缩性侧索硬化症（ALS）被认为是最严重的神经系统疾病，有必要阐明病因并在早期阶段建立有效的治疗方法。尽管发现Cu/Zn超氧化物歧化酶（Cu/Zn SOD）基因是某些家族性ALS的致病基因，但尚不清楚为什么CU/ZnSOD中的异常导致运动神经元的选择性细胞死亡。在这项研究中，转基因（TG）大鼠是ALS的新动物模型。与常规小鼠相比，大鼠具有极大的脊髓和脊柱前角细胞，使生化或生理分析更加容易。此外，鞘内给药引起了人们的注意，作为可以有效的药物给药途径，并避免脊髓中运动神经元的副作用，而在TG大鼠中，鞘内摄取的给药很容易。因此，具有TG大鼠的新ALS模型被认为对未来的基因疗法和新疗法（包括神经干细胞移植）非常有用。 Cu/Znsod基因在人类家族性ALS中的临床过程非常缓慢，并且由TG小鼠在全球范围内提供的G93A突变，被微注射到SD大鼠受精卵中，证实了该基因的引入。在线（H46R-4和G93A-39）中观察到运动神经元疾病的症状，这些症状在携带H46R和G93A突变的TG大鼠中引入的突变体Cu/Zn SOD蛋白中高度表达。尽管G93A-39的表达水平低于H46R-4，但G93A-39出现较早，并且显示出非常快速的进展。人们认为这与引入突变引入G93A突变的家族相关，而H46R突变非常慢。