脂肪細胞特異的遺伝子操作に最適：Adipoq-iCreマウスで進化する脂肪研究

脂肪と代謝の研究の重要性

近年、食生活やライフスタイルなど複数の要因により、「減量」や「脂肪低下」が社会的関心を集めています。脂肪の研究は単に体型維持に関わるだけでなく、代謝性疾患など健康問題とも密接に関係していることが明らかになっています。

今回は、脂肪細胞に特異的に遺伝子発現を誘導できるCreシステムとして、「Adipoq-iCreマウス（製品番号：C001529）」をご紹介します。本モデルは、脂肪細胞系統における遺伝子改変のための有力な研究ツールです。

Adipoq-iCreマウスの特徴

ADIPOQ（Adiponectin）遺伝子がコードするアディポネクチン（adiponectin）は、脂肪細胞に特異的に分泌される蛋白性ホルモンであり、血流を介して骨格筋や肝細胞へと作用します。アディポネクチンは脂肪の貯蔵と代謝に関与する多様な経路を制御しており、血糖値の調節、脂肪酸の酸化促進、褐色脂肪細胞の分化と機能維持などが含まれます。

Cyagenは、遺伝子改変技術を活用し、Adipoq-iCreマウス（製品番号：C001529）を独自に構築しました。本モデルは、マウスのAdipoq遺伝子の調節エレメントの制御下で、コドン最適化されたCreリコンビナーゼ（iCre）を発現するモデルです。iCreリコンビナーゼの発現パターンは内因性遺伝子と類似しており、内因性のAdipoq遺伝子の発現には影響を与えません。

Adipoq-iCreマウスをloxP配列を有するマウスと交配させると、子マウスの白色脂肪組織（WAT）および褐色脂肪組織（BAT）において、iCreリコンビナーゼによるloxP配列間の配列組換えが誘導されます。

白色脂肪組織および褐色脂肪組織におけるCre組換え活性

図1．白色脂肪組織および褐色脂肪組織におけるtdTomatoタンパク質発現の免疫蛍光（IF）解析

Adipoq-iCreマウスを、条件付きで蛍光タンパク質tdTomatoを発現するRosa26-LSL-tdTomatoマウスと交配し、得られた子孫マウスの白色脂肪組織（WAT）および褐色脂肪組織（BAT）を用いて免疫蛍光（IF）解析を実施しました。

その結果、Cre陽性マウス（Cre+）の脂肪組織においてtdTomato由来の赤色蛍光シグナルが広範に検出され、Adipoqプロモーターが脂肪細胞特異的にCreを誘導できることが確認されました。

他の組織におけるCre発現状況

図2．骨格筋、皮膚、肺、心臓、精巣および卵巣におけるtdTomatoタンパク質発現の免疫蛍光（IF）解析

解析の結果、Cre陽性マウス（Cre+）の骨格筋、皮膚、肺および気管支組織において、一部で赤色蛍光シグナル（tdTomato）が検出されました。

一方で、心臓、卵巣周囲の脂肪、卵巣間質および黄体にはごく微弱な蛍光シグナルが認められたが、精巣内では蛍光は観察されませんでした。

まとめ：脂肪細胞特異的な遺伝子機能解析に有用

Adipoq-iCreマウス（製品番号：C001529）において、Creリコンビナーゼの発現は主に白色脂肪組織（WAT）および褐色脂肪組織（BAT）に特異的に認められ、高い組織特異性が確認されました。

また、骨格筋、皮膚、肺、心臓の一部組織にも弱い蛍光シグナルが検出されましたが、これらは脂肪組織に付随する脂肪細胞由来である可能性が示唆されます。

したがって、本モデルは脂肪細胞に特異的な遺伝子機能解析や組織特異的研究に有用であると考えられます。

蛍光検出が確認されない場合の対処法

蛍光検出はツールマウス研究の要

蛍光検出はツールマウス研究において重要な手段であり、遺伝子の発現やCreリコンビナーゼの組換え効率の評価、ならびに発現の可視化解析や系譜追跡などに広く利用されています。

しかし、蛍光シグナルが検出されないという事態に直面することもあります。
そのような場合、どのように対処すればよいのでしょうか？

原因と対応策

1. 蛍光シグナル自体の破壊

（1）蛍光の消失

サンプルの凍結融解の過程で蛍光タンパク質が変性・消失することがあります。蛍光観察時には、強い光の照射を避けること、もしくは蛍光抗体による免疫染色または免疫組織化学を活用するのが有効です。また、必要に応じて保護剤（抗酸化物質など）を含む希釈緩衝液を用いることでシグナルの減衰を抑制できます。

（2）サンプル処理の不適切さ

サンプルの固定、封入または染色プロセスに問題があると、蛍光シグナルが著しく減弱または消失することがあります。

2. 遺伝子発現の連鎖的影響

（1）Cre組換え効率の低さ

Creリコンビナーゼの発現量または活性が不十分な場合、目的遺伝子座でのloxP部位間組換えが起こらず、蛍光タンパク質の発現が確認できません。

例えば、CMV-CreマウスではCreは全身で発現しますが、色素沈着や変色が原因で組換えの可視化が困難な場合もあります。また、Cre発現のモザイク性もシグナル検出を阻害する要因となり得ます。

（2）誘導条件の不適切さ

誘導型Cre（例：Cre-ERT2）を使用している場合、適切なタイミングと濃度でタモキシフェンを投与しないと、Creが活性化されず、組換えも生じません。実験前には予備実験で投与条件を最適化することが推奨されます。

（3）モデル設計の影響

一部のマウスモデルでは、IRES配列を介した下流遺伝子の発現が不安定になり、Creの発現量が極端に低下することがあります。特に、エンハンサーが弱いプロモーターと組み合わされたモデルではその傾向が顕著です。

そのため、強力なプロモーターや直接型ノックイン戦略を用いたモデルを選定することで、安定的なCre発現が得られる可能性があります。

3．実験操作における見落としがちな注意点

（1）バックグラウンド蛍光の干渉を低減する

観察部位の深さや位置により、励起光や蛍光が組織に吸収され、信号が弱くなることがあります。励起波長・蛍光波長の選定やフィルターの最適化を行い、自家蛍光の少ない波長帯を使用することで、検出精度を改善できます。また、観察前に開口数（NA）やゲインの設定調整を行うことも有効です。

（2）試料品質の確認

蛍光検出に用いる試料の保存状態や蛍光タンパク質の品質・安定性も重要な要素です。凍結切片などは特に注意が必要です。

（3）励起／蛍光波長の確認

使用する蛍光タンパク質に対応した正確な励起波長と蛍光波長を設定しましょう。
（例：tdTomato の励起波長は 554 nm、蛍光波長は 581 nm）

（4）遺伝子型の再確認

PCRによるジェノタイピングはCreまたは蛍光リポーター遺伝子の導入確認に不可欠です。あわせてqPCRやWB（ウエスタンブロット）などで組織特異的な発現状況を検証することも重要です。