研究概要

遺伝子改変マウスはヒト疾患モデルとして長い間使用されてきましたが、ある種のヒト疾患の病態を再現するのが困難であったため、よりヒト病態を忠実に再現する動物モデルが待望されていました。一方、非ヒト霊長類は解剖学的にヒトに近いため、ヒト疾患を再現することが分かっていましたが、遺伝子改変の困難さが課題でした。

これまでに我々は、非ヒト霊長類の１種であるカニクイザルに対して、レンチウイルスを用いたトランスジェニックおよびCRISPR/Cas9法を用いたゲノム編集技術を確立し、ヒト疾患モデルカニクイザルを効率的に作出する基盤を築いてきました。一例として、ヒト指定難病の一つである多発性嚢胞腎（ADPKD）は、げっ歯類では病態の再現が困難であることが知られていましたが、ADPKDの原因遺伝子であるPKD1を標的に遺伝子改変を行ったところ、両側の腎に嚢胞の発生を認めています。

今後、各種尿細管マーカーの発現解析やトランスクリプトーム解析から、嚢胞発生機序に関わる全く新しい知見が得られ、治療法の開発に繋がっていくものと期待しています。遺伝子改変カニクイザルを用いた疾患モデリング研究から、げっ歯類、サル、ヒトの間に、細胞レベルおよび遺伝子発現レベルでどのように種差が生じたのかの理解に繋がるかもしれません。また、それと関連して、我々の研究室は霊長類特異的な遺伝的な制御プログラムに関心があり、特に初期胚発生および心血管系の発生プログラムに興味を持って取り組んでいく予定です。

図１.　GFPトランスジェニックカニクイザルの卵巣におけるGFPおよび生殖細胞マーカーVasaの発現。

図２.　PKD1ゲノム編集カニクイザルの腎臓に見られる嚢胞の一例

メンバー

Principal Investigator

依馬 正次

Position

教授

Laboratory Website

https://rcals.jp

• 武藤 真長

  助教

論文

Seita Y, Tsukiyama T, Azami T, Kobayashi K, Iwatani C, Tsuchiya H, Nakaya M, Tanabe H, Hitoshi S, Miyoshi H, Nakamura S, Kawauchi A, Ema M. (2019) Comprehensive evaluation of ubiquitous promoters suitable for the generation of transgenic cynomolgus monkeys. Biol Reprod. Mar 14. pii: ioz040. doi: 10.1093/biolre/ioz040.

Azami T, Waku T, Matsumoto K, Jeon H, Muratani M, Kawashima A, Yanagisawa J, Manabe I, Nagai R, Kunath T, Nakamura T, Kurimoto K, Saitou M, Takahashi S, Ema M.Klf5 maintains the balance of primitive endoderm to epiblast specification during mouse embryonic development by suppression of Fgf4. (2017) Development. 144, 3706-3718

Seita Y, Tsukiyama T, Iwatani C, Tsuchiya H, Matsushita J, Azami T, Okahara J, Nakamura S, Hayashi Y, Hitoshi S, Itoh Y, Imamura T, Nishimura M, Tooyama I, Miyoshi H, Saitou M, Ogasawara K, Sasaki E, Ema M.(2016) Generation of transgenic cynomolgus monkeys that express green fluorescent protein throughout the whole body.Sci Rep. 6: 24868.

Ishitobi H, Wakamatsu A, Liu F, Azami T, Hamada M, Matsumoto K, Kataoka H, Kobayashi M, Choi K, Nishikawa S, -I, Takahashi S, Ema M.(2011) Molecular basis for Flk1 expression in hemato-cardiovascular progenitors in the mouse. Development. 138, 5357-5368

*Ema M., Mori D., Niwa H., Hasegawa Y., Yamanaka Y., Hitoshi S., Mimura J., Kawabe Y., Hosoya T., Morita M., Shimosato D., Uchida K., Suzuki N., Yanagisawa J., Sogawa K., Rossant J., Yamamoto M., Takahashi S., * Fujii-Kuriyama Y. (2008) Krüppel-like factor 5 is essential for blastocyst development and the normal self-renewal of mouse ES cells. Cell Stem Cell. 3: 555-567
* Co-correspondence