マウスモデルカタログ

なぜC57BL/6の研究を好み、なぜBALB/cの研究を好みでしょうか?

概要:家族の巨大な遺伝子組換えマウスの中に、疑問がたくさんあるでしょうか?遺伝子的背景品系をどう選ぶか?組換え技術をどう選択するか?

 

遺伝子組換えマウスの多種類があります。実際の応用では、研究内容や目的に応じて適切な遺伝子組換えマウスを選択してこそ、良い実験結果が得られる。私たちは通常、研究内容によって背景品系、編集遺伝子、修飾方式及び構築技術のいくつかの方面から適切な遺伝子組換えマウスを選ぶ。今日はまず2つの研究でよく使われる背景品系と構築技術の選択について紹介します。

 

1、2種類の研究でよく使われる背景品系の選択肢

家族の膨大な遺伝子組換えマウスの中、こんな疑惑を抱いたことがあるか?なぜある研究では「白いマウス」が多く、ある研究では「黒いマウス」が好まれるのか?原因は違い背景品系の遺伝子組換えマウスの表現型は非常に違うかもしれない。この違いは完全に異なった表現型、表現型の表現率変化または表現型の可変発現として示される。

 

なぜC57BL/6の研究を好み、なぜBALB/cの研究を好みでしょうか?

実験用マウスは近交系と遠交系(閉鎖群)に分けられている。遠交系は雑合率が高いため、個体差が大きい。近交系は遺伝子がホモ接合で、遺伝安定、表現型一致、バックグラウンド情報がはっきりしているため、生物医薬研究で通常近交系マウスを選ぶという。現在、実験室で最もよく使われている近交系のマウス品系はC57BL/6とBALB/cである。この2種類のマウスを選ぶ時、一般に免疫学上の差異を考える。この2種類のマウスはどんな特徴があるか?免疫学には主にどんな差異があるか?

 

(1). C57BL/6

 これは人類に続いて2番目のゲノム測定を完成した哺乳動物で、国際マウス表現型協会(IMPC)はずっとその遺伝子の機能を分析している。しかも、近交系のマウスなので、遺伝背景が一致である。異なる個体の間、発現や表現型の変化は決して遺伝背景の違いによるものではない。そのため、大多数の位置決め修飾と遺伝子組換の優先遺伝背景品系である。

 

特徴:

  • 各種の腫瘍の発病率が低い。乳癌の自然発生率は低い(0%-1%)。発癌物を使っても発癌しにくい。高齢マウスのリンパ腫の自発率は20%~25%で、メスマウスの白血病の自発率は7%~16%で、照射後の肝臓がんの発生率は高い。
  • 放射性物質に対する耐性は中等である。
  • 補体活性が高い。
  • 免疫耐性を誘発しやすい。
  • 結核菌に敏感である。マウスの天然痘ウイルスに対して一定の抵抗力がある。
  • インターフェロンの生産量が高い。
  • 好酒精性が高く、アドレナリン類脂質濃度が低く、咳組織アミン易感因子に敏感である。
  • 食生活誘導肥満と慢性実験性自身の免疫性脳脊髄炎多発性硬化症モデルの研究の優先モデルである。
  • 貪食細胞は炭疽致死毒素の役割に耐性を持っている。

 

注意点は、C57BL/6の異なる亜型の間には多くの差異があり、応用時にそれらの差異を詳しく理解する必要である。

 

(2). BALB/c

 

BALB/cマウスは腫瘍、炎症、自己免疫などの研究分野で最もよく使われる動物である。現在細胞融合に使われているマウス骨髄腫細胞はほとんどBALB/c系のマウスから由来する。

 

特徴:

  • 鉱油誘起プラズマ細胞腫瘍に敏感である。
  • 通常BALB/c脾臓細胞由来のハイブリドーマに用いられ、単一クローン抗体を発生する。
  • 乳腺腫瘍の発病率は低い(3%)。乳腺腫瘍ウイルス(MTV)で誘導すると発病率が高くなる。
  • 年齢の増加に伴う、他の癌(肺癌、腎臓癌)を患う確率が大幅に増加する。卵巣、副腎腫瘍、白血病の発生率は一定である。
  • 多数の個体は6ヵ月後で免疫グロブリン増加症が発生する。主にIgG1とIgAが増加し、インターフェロンの収量が低く、補体活性が高い。
  • 単核細胞増殖性リスト菌に感染しやすい。
  • Hc1対立遺伝子があるため、クリプトコックス・ネオフォルマンスを抑制できる。リケッチアによる発熱、麻疹ウイルス、リシマン原虫、マンズ住血吸虫に敏感で、弓形体に感度が高い。
  • 肺炎にかかりやすいので、別の近交系マウスと一緒に飼育しないほうがいい。

 

(3). C57BL/6BALB/cの免疫学上の違い

  • C57BL/6とBALB/cはTh 1とTh 2型の免疫反応に違いがある。C57BL/6マウスでは、Th1免疫応答とIFNγの発生が支配的であるが、BALB/cはTh 2の免疫応答を誘発しやすく、感染症やアレルギー反応に多く見られる。
  • BALB/cマウスはC57BL/6マウスと比べて、より強い体液反応を起こす傾向がある。
  • BALB/cマウスのMHC I遺伝子サイトはH 2 d型で、C57BL/6はH2b型である。H2のこのサイトこそ、遺伝子配列が違っている。しかし、ある抗血清や抗体がそれらの違いを区別できなく、2つの品系の細胞にも反応する可能性がある。あるシングル抗体はタイプを分けるのに用いられる。
  • 樹状細胞(DC)の早期にホワイト介在物12(IL-12)を生成する。この違いはC57BL/6とBALB/cマウスが単核細胞増殖性リスト菌への敏感性の違いの基礎である。

 

以上のように、C57BL/6とBALB/cはいずれも近交系の遺伝背景が一致するという利点を持っているが、免疫学、腫瘍と感染性疾患などの研究に応用するには、それらの間に存在する多くの違いを考慮して、研究内容と目的によって選択する必要がある。

 

2、構築技術の選択

次に簡単に技術構築の選択について説明する。CRISPR/Cas9は種の制限がなく、操作が簡単で、コストが低く、周期が短いが、オフターゲット効果の影響なし、所有権紛争などの問題がある。ESターゲティング技術は様々な複雑な遺伝子組換を行い、精密でオフターゲット効果の影響なし、業界内の先頭だが、種の制限も問題がある。したがって、普通の完全ノックアウトマウスモデル、ノックインマウスモデル、及びC57BL/6以外の他の種のモデルの構築はCRISPR/Cas9技術を推薦する。しかし、複雑なマウスモデルの構築、及び動物モデルの知的財産権問題に関心を持つユーザーは、依然とESターゲティング技術を基づくTurboKnockout®技術を推薦する。

 

ここまで見たら、こんな疑惑を抱いているかもしれない:研究の方向と目的によって、一番いい選択はESターゲティングでBALB/cマウスを遺伝子修飾するが、成熟でESターゲティングに使えるES細胞系は通常いくつかの種類:C57BL/6、129S3及びC57と129の交配F1系である。CRISPR/Cas9の技術を選ぶと、知的財産権紛争、複雑なプロジェクトの難易度が高く、オフターゲット効果の影響なしなどの問題がある。では、「二兎追うものは一兎をも得ず」は本当に同時に得られないか?

 

いや、そうではない2つの方法がある。一つは迂回ルートを採用し、ESターゲティング技術でC57BL/6を遺伝子修飾して、野生型BALB/cマウスと10代以上を戻し交雑する。しかし、繁殖鑑定に大量の時間と労力がかかるに違いない。もう一つの方法は、BALB/c品系ES細胞の高い培養難度と、ES標的方式でモデル構築の高い困難度を直接解決することである。サイヤジェン株式会社は2年間にわたって、BALB/c品系のES細胞を数ロット選別した。ES細胞はロットごとに性別鑑定、核安定性テスト、万能型テスト、生殖かん合能力試験及び最後の生殖系遺伝かん合テストを含む大量の試験を行った。最後に安定な種子細胞を選別して、BALB/c品系のES細胞ターゲティングモデル構築を実現した。少しでもご興味がございましたら、お気軽にご連絡頂ければ幸いです。

 

構築技術選択の詳細は前の文章を参照してください:CRISPR/Cas9とES細胞はどっちが良い?どっちのほうが最適ですか?

 

サイヤジェン株式会社について

サイヤジェン株式会社は15年間の発展を経て、すでに全世界の数万人の科学研究者にサービスを提供しており、製品と技術はすでに直接にCNS (Cell、Nature、Science)の定期刊を含む3,600余りの学術論文に応用されている。サイヤジェン株式会社“ノックアウトマウスライブラリ”は低価格だけでなく、Nlrp、Mettl、Nrf、Sirt、Tlr、Pten、Fto、Parkなど研究に盛んな遺伝子を約90%カバーし、16,000種類以上のKO/cKO系統マウスを2週間の最短納期で提供しております、「遺伝子ID」を検索すれば、ワンクリック注文まで操作完了です。 

 

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