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体細胞核移植技術を用いた
 遺伝子改変ブタの作出
体細胞




             培養細胞




       核移植

体細胞核移植によるクローンブタの生産
体細胞
                培養細胞


               遺伝子導入と選択




                遺伝子改変細胞
         核移植

体細胞核移植による遺伝子改変クローンブタの生産
赤色蛍光タンパク遺伝子導入ブタの作出
  Kusabira Orange                                     (Karasawa et al,. Biochem.J.,2004)

 ヒラタクサビライシ(Fungia concinna)由来の赤色蛍光タンパク
humanized Kusabira – Orange(huKO)はCodon Usageをヒト型に
 変更したもの
huKOは蛍光特性がDsRedに近い赤色蛍光タンパク
huKOは蛍光波長が長い              バックグラウンドの影響受けにくい


                            Normalizated Fluo. Int.
                                                      1.0
  Excitation/ Emission                                            EGFP                   huKO
 huKO       548 / 559 nm
                                                      0.5
 EGFP       488 / 507 nm
 DsRed     558 / 583 nm
                                                      0.0
                                                            300     400      500         600      700

                                                                   Wave length (nm)
                                                                            Excitation     Emission
ドナー細胞へのhuKO遺伝子導入
 レトロウイルスベクター:DΔNsaphuKO
        PCMV      dl587rev              NcoI      NotI        PCMV
                         S.D.
   U3    R   U5                 ψ+   S.A.                U3    R     U5
                   PBS                         huKO
                                     3.2kb




  遺伝子導入後の胎仔繊維芽細胞                        クローン胚盤胞におけるhuKO発現
クローン胎仔におけるhuKO発現(妊娠47日目)

No. 1




No. 2




No. 3



        明視野像   蛍光観察像   細胞での蛍光観察像
クサビラオレンジ遺伝子導入トランスジェニックブタの作出

レシピエン                   胎仔/産仔数
         移植胚数   妊娠/分娩
  トNo.                  (死産仔数)

  1       76    +(開腹)     3

  2       119     +      3(0)

  3       94      +      6(2)

  4       93      +      5(0)

  5       123     +      4(2)
                         21(4)
 合計      505    100%
                        [4.2%]
クサビラオレンジクローン産仔



  《クローン産仔の解析》
1. サザンブロッティングによる組込み遺伝子コピー
 数の解析
2. 全身の23臓器・組織ー脳・心臓・肺・胃・腸・
肝臓・膵臓・脾臓・腎臓・膀胱・生殖器(卵巣
・子宮)・皮膚・皮下脂肪・骨格筋・骨・軟骨
・滑膜・唾液腺・口腔粘膜・舌・眼球・蹄につい
て、蛍光実体顕微鏡による組織片の蛍光観察
3. 上記の臓器・組織の組織切片を作製し、蛍光観察
huKOブタ臓器・組織の蛍光発現:   脳




      明視野像              蛍光発現像
a                                                            b
                                                              DCX                                                         MAP2



                                                             huKO                                                         huKO



                                                            merge                                                        merge



             c                                                             d
                                                               Iba1                                                      GFAP



                                                             huKO                                                         huKO



                                                            merge                                                        merge

Supplementary Figure 3. Immunofluorescent staining of neural cells from huKO transgenic cloned pigs. Cryosections of brain tissue were
subjected to immunofluorescent staining using anti-doublecortin (DCX) antibodies (polyclonal goat IgG, Santa Cruz Biotechnology Inc., Santa
Cruz, CA), anti-microtubule-associated protein (MAP2) antibodies (monoclonal mouse IgG, Upstate Co., Charlottesville, VA), anti-ionized
calcium binding adaptor protein (Iba 1) antibodies (polyclonal rabbit IgG, Wako, Osaka, Japan) and anti-glial fibrillary acidic protein (GFAP)
antibodies (polyclonal rabbit IgG, generous gift from Dr. Haruhiko Akiyama, Psychiatric Research Institute of Tokyo, Tokyo, Japan) with FITC-
labeled secondary antibodies.Laser-scanning microscopy (LSM-510, Carl Zeiss, Germany) showed that huKO expression was colocalized with
DCX (a), MAP2 (b), Iba1 (c), and GFAP (d), which are markers for neuron progenitors, mature neurons, microglia and astrocytes, respectively
(boxed inserts).Preparation of cryosections and immunofluorescent staining was carried out as described elsewhere 1 2. Scale bar=20 μm.
  1. Yamada, M. et al. Neuroscience 124, 173-181 (2004).
  2. Hayakawa, H. et al. Neurosci. Res. 57, 393-398 (2007).                          (順天堂大学 望月秀樹先生より)
huKOブタ臓器・組織の蛍光発現:   心臓




       明視野像          蛍光発現像
huKOブタ臓器・組織の蛍光発現:   肺




      明視野像              蛍光発現像
huKOブタ臓器・組織の蛍光発現:   肝臓




       明視野像          蛍光発現像
クサビラオレンジブタ臓器・組織の蛍光発現:皮膚




    明視野像        蛍光発現像
huKOブタ臓器・組織の蛍光発現:   骨格筋




       明視野像          蛍光発現像
huKOブタ臓器・組織の蛍光発現:膵臓




     明視野像         蛍光発現像
huKOブタ臓器・組織の蛍光発現:   唾液腺




      明視野像           蛍光発現像
クサビラオレンジブタ臓器・組織の蛍光発現:腎臓




    明視野像        蛍光発現像
クサビラオレンジブタ臓器・組織の蛍光発現:腎臓




    明視野像        蛍光発現像
クサビラオレンジブタ臓器・組織の蛍光発現:眼球




    明視野像        蛍光発現像
クサビラオレンジブタ臓器・組織の蛍光発現:軟骨




    明視野像       蛍光発現像
1000                                                                                         R1
                       800
                                                                                                                           Granulocyte
                                                   R1
                       600


                 SSC   400
                                                                                       100   101    102   103        104


                                                       R2                                                       R2
                       200

                                           R3                                                                              Monocyte/
                         0         R4                                                                                      Macrophage
                             0     200     400         600    800       1000


                       104                                                             100   101    102   103        104
                             R4 gated
                                                                   R5                                           R3
                       103




                                                                               count
                                                                                                                           Lymphocyte
                 SSC




                       102



                                                                                       100   101    102   103        104
                       101

                                                       R6                                                       R5
                       100
                             100     101         102         103         104                                               RBC
                                             FSC


                                                                                       100   101    102   103        104
Supplementary Figure 4. Expression of huKO in the
peripheral blood cells. Peripheral blood cells collected from a                                                 R6
huKO transgenic-clone pig (O18-3) was analysed using a                                                                     Platelet
FACS-Calibur. Population of each lineage was classified by
values of both Forward Scatter (FSC) and Side Scatter (SSC)
of the flow cytometry. The R5 (RBC) and R6 (platelet) were
further gated from the R4.                                                             100   101    102   103        104

                                                                                                   huKO
                                                                                                   (筑波大学 小野寺雅史先生より)
×100                 ×400


huKO遺伝子導入クローンブタから樹立した骨髄間葉系幹細胞(MSC)
                    (自治医科大学 小林英司先生より)
merge




huKO遺伝子導入クローンブタ唾液腺から樹立した内胚葉系幹細胞
                      (熊本大学 松本志郎先生より)
progenitor
islet




             膵内分泌前駆細胞と分化誘導後のislet
                           (熊本大学 松本志郎先生より)
Syngenicなドナー・レシピエント系
胎仔由来繊維芽細胞
[PFF]       クサビラオレンジ遺伝子の導
            入
                                     huKO-PFF




     核移植                       核移植


                Syngeneic




 非遺伝子導入クローンブタ               huKO遺伝子導入クローンブタ

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