効率的・短期間で免疫不全ブタの作製に成功

明治大学と自治医科大学の共同研究チームが、人工酵素と体細胞核移植を組み合わせ、効率的かつ短期間（6か月）で免疫のない（免疫不全）ブタを作出することに成功した、と10月10日科学技術振興機構JSTが発表した。研究はJST課題達成型基礎研究の一環で行われ、科学誌「PLOS ONE」に掲載されている。（画像はプレスリリースより）

ブタは解剖学的、生理学的、血液学的にヒトとの類似性が高く、ヒトに近い知見を得られる実験動物として利用されている。免疫不全ブタの作出は、拒絶反応なく同種のみならず異種動物の細胞や組織の移植が可能であり、がん研究やヒトiPS細胞等の幹細胞移植研究、創薬開発等にその有用性が期待される。また、ヒト−ブタ間の異種移植では、臓器ドナーとしての遺伝子改変ブタの利用も研究が進んでおり、遺伝子ノックアウトによる病態モデルブタの開発を含め、ブタの遺伝子改変技術の開発は重要性が高い。

遺伝子ノックアウトマウスでは、受精卵から作出された胚性幹細胞（ES細胞）を利用して相同組み替えし、この組み替えES細胞を初期胚に導入してノックアウト個体が作出される。この方法はマウスに限定的であり、ES細胞が確立されていないブタでは、体細胞を用いた相同組み替えで遺伝子ノックアウト細胞を得、これを核ドナーとして体細胞移植を行い、ノックアウト個体を作出するため、個体を得るために時間がかかり、非効率的であった。

研究チームは、効率的な遺伝子改変方法であるジンクフィンガーヌクレアーゼによる、ブタ初代培養細胞における遺伝子ノックアウトを、世界で初めて可能とした。しかし、この方法の場合、ジンクフィンガーヌクレアーゼの発現のためにプラスミドDNAを用いるため、動物個体のゲノムに外来遺伝子が挿入される危険がある。このリスクを回避するために、研究グループはジンクフィンガーヌクレアーゼをコードするmRNAと体細胞核移植技術を組み合わせ、目的以外の遺伝子機能を傷つけるリスクのない安全なノックアウトブタの作出を試みた。

免疫不全ブタの作出には、ヒト重症複合型免疫不全症（SCID）の多くで起きているインターロイキン2受容体γ鎖（IL2RG）遺伝子の変異に着目。ブタのIL2RGを体細胞である皮膚由来線維芽細胞でノックアウトし、核ドナー細胞を得た。一般に体細胞を用いた相同組み替え率は100万個から1億個の細胞あたり1回程度と非常に低いとされているが、本研究で使用されたジンクフィンガーヌクレアーゼ法では、その1万倍以上の効率で変異を導入できた。また、通常12か月は要するノックアウト個体の作出も、およそ6か月まで短縮。作出されたブタはIL2RGの発現を完全に欠損し、免疫に必須の器官である胸腺を欠失していた。このブタはヒトSCIDと同様の症状が現れることも確認している。

この研究で作出されたIL2RGノックアウトブタは、ヒトSCIDモデル動物として、SCIDの治療法確立等へ貢献できる。また、このノックアウトブタ作出方法を用いることで、今後さまざまな病態モデルブタを作出することが可能となり、ヒトiPS細胞の機能や安全性の評価、ヒト組織・臓器の再生、がん研究等の様々な医学領域での利用が期待される。（長澤　直）




科学技術振興機構　プレスリリース
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