转基因无脊椎动物阿尔茨海默病模型及其利用制造技术

本发明专利技术提供一种转基因无脊椎动物阿尔茨海默病模型、以及使用该模型筛选阿尔茨海默病的治疗药物的方法。一种转基因无脊椎动物，其被导入有针对参与产生神经节苷脂的酶进行编码的基因，并且表达神经节苷脂。

Transgenic invertebrate model of Alzheimer's disease and its application

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转基因无脊椎动物阿尔茨海默病模型及其利用
本专利技术涉及一种转基因无脊椎动物(transgenicinvertebrate)阿尔茨海默病模型、以及使用该模型筛选阿尔茨海默病的治疗药物的方法。
技术介绍
目前，日本人口的老龄化正在以前所未有的速度发展，与此同时，以阿尔茨海默病为主的痴呆症患者的数量也在不断增加。痴呆症患者的护理在经济上也是一项沉重的负担，因此，尽早建立有效的治疗方法是当务之急。目前，作为阿尔茨海默型痴呆症的治疗在实施对症疗法，即使用胆碱酯酶抑制剂及NMDA抑制剂等来暂时改善痴呆症的症状，但其效果非常有限，强烈期望建立一种抑制阿尔茨海默病的发病及发展的根治疗法。为了建立阿尔茨海默病的根治疗法，需要阐明阿尔茨海默病的发病机理。作为阿尔茨海默病患者中共同的病理特征，已知有以下三种：(1)大脑萎缩；(2)形成斑片状的淀粉样蛋白积聚物(老年斑)；以及(3)神经细胞内形成纤维状的块体(神经原纤维缠结：neurofibrillarytangle(NFT))。我们知道老年斑的形成是由β-淀粉样蛋白(Aβ)的凝集及积聚而引起的，淀粉样蛋白假说作为特别有影响的假说得到广泛认可，即，Aβ的凝集是阿尔茨海默病发病的开端。获得了Aβ的凝集是从Aβ键合于构成神经细胞膜的GM1神经节苷脂(GM1)并形成复合体(GM1键合型Aβ：GAβ)而开始的这一认识(非专利文献1)，并获得了大量支持GAβ作为“种子(seed)”促进Aβ凝集这一假说的研究结果(非专利文献2、3)。为了进一步阐明阿尔茨海默病的发病机理以及开发用于阿尔茨海默病的根治疗法的治疗药物，模型动物是非常有用的。迄今为止，制作了大量的阿尔茨海默病模型小鼠并已用于研究。但是，哺乳动物中内源性的神经节苷脂的大量存在成为抑制因素，导致难以分析与阿尔茨海默病的病理学相关的Aβ与神经节苷脂的相互作用。而且，测试大量的治疗药物候选化合物需要大量的小鼠，因此需要耗费大量的时间及经济成本，这成为另一个问题。另一方面，昆虫及线虫等无脊椎动物中未见神经节苷脂的内源性表达。而且，与哺乳动物相比，无脊椎动物的生命周期短、廉价且容易饲养，有利于治疗药物候选化合物的大规模筛选。但是，至今尚没有报告成功制作产生神经节苷脂的无脊椎动物的先例。现有技术文献非专利文献非专利文献1：Yanagisawa,K.etal.,Nat.Med.,Vol.1,pp.1062-1066(1995)非专利文献2：Hayashi,H.etal.,J.Nuerosci.,Vol.24,pp.4894-4902(2004)非专利文献3：YanagisawaK.,Glycoconj.J.,Vol.32,pp.87-91(2015)
技术实现思路
专利技术想要解决的课题本专利技术是为了解决现有技术的各种问题并提供重现人大脑内的生理条件下的Aβ的凝集的无脊椎动物从而完成的专利技术。用于解决课题的手段本专利技术人等进行了潜心研究，结果首次成功制作了产生神经节苷脂的转基因无脊椎动物。本专利技术人等发现，通过使该产生神经节苷脂的转基因无脊椎动物进一步共表达β-淀粉样蛋白，能够重现人大脑内的生理条件下Aβ的凝集。即，基于一种实施方式，本专利技术提供了一种转基因无脊椎动物，其被导入有针对参与产生神经节苷脂的酶进行编码的基因，并且表达神经节苷脂。优选地，所述参与产生神经节苷脂的酶是β1,4-半乳糖基转移酶以及α2,3-唾液酸转移酶，所述神经节苷脂是GM3神经节苷脂。优选地，所述转基因无脊椎动物还被导入有针对参与唾液酸合成的酶进行编码的基因。优选地，所述转基因无脊椎动物还被导入有针对β-淀粉样蛋白进行编码的基因，并且共表达神经节苷脂和β-淀粉样蛋白。优选地，所述β-淀粉样蛋白是荷兰型β-淀粉样蛋白突变体。优选地，所述无脊椎动物是昆虫或线虫。优选地，所述昆虫是果蝇。另外，基于一种实施方式，本专利技术提供了一种阿尔茨海默病的治疗药物的筛选方法，其包括下述步骤：(1)提供共表达上述神经节苷脂和β-淀粉样蛋白的转基因无脊椎动物；(2)给药候选化合物于所述转基因无脊椎动物；以及(3)分析所述(2)步骤中给药候选化合物后的转基因无脊椎动物。专利技术效果本专利技术中的转基因无脊椎动物中不存在内源性的神经节苷脂，因此，通过表达与人大脑内相同水平的神经节苷脂及Aβ，能够重现人大脑内的生理条件下Aβ的凝集。另外，通过将本专利技术中的转基因无脊椎动物用于阿尔茨海默病的治疗药物的筛选，能够快速且廉价地对大量的候选化合物进行高通量筛选。附图说明图1是表示转基因果蝇中的GM3神经节苷脂的合成路线的图；图2是通过免疫染色确认转基因果蝇的神经组织中的GALT6、SAT1、GNE的表达的图；图3是表示关于从(a)表达GALT6及SAT1的转基因果蝇(进食Neu5Ac(-))和(b)表达GALT6及SAT1的转基因果蝇(进食Neu5Ac(+))的大脑神经组织所提取的脂质的质谱法的结果的图；图4是表示通过蛋白质印迹法检测表达GALT6、SAT1及Dut40的转基因果蝇(进食Neu5Ac(+))的大脑神经组织中的凝集Aβ而得到的结果的图；图5是将图4的结果量化的图表；图6是通过蛋白质印迹法检测仅表达Dut40的转基因果蝇(进食Neu5Ac(-)或(+))的大脑神经组织中的凝集Aβ而得到的结果的图；图7是表示使用本专利技术的一种实施方式提供的转基因无脊椎动物来筛选阿尔茨海默病的治疗药物的方法的原理的示意图。具体实施方式下面，详细地对本专利技术进行说明，但本专利技术不限定于本说明书中所说明的实施方式。基于第一实施方式，本专利技术提供一种转基因无脊椎动物，其被导入有针对参与产生神经节苷脂的酶进行编码的基因，并且表达神经节苷脂的转基因无脊椎动物。作为能够在本实施方式中使用的“无脊椎动物”，实质上不表达内源性的神经节苷脂，即只要是比棘皮动物更低等的无脊椎动物则可以是任意的动物。“实质上不表达”内源性的神经节苷脂表示通过通常所进行的检测方式(例如免疫化学方法等)不能检测到内源性的神经节苷脂。作为实质上不表达内源性的神经节苷脂的无脊椎动物，例如，可列举昆虫等节肢动物、线虫等线性动物、环节动物、软体动物。作为能够在本实施方式中使用的无脊椎动物优选是昆虫或线虫(Caenorhabditiselegans)。作为优选的昆虫，例如，可列举果蝇等双翅目、蚕等鳞翅目、蜜蜂等膜翅目、赤拟谷盗等鞘翅目的昆虫。作为能够在本实施方式中使用的昆虫优选是果蝇属(Drosophila)的苍蝇，特别优选为黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)“神经节苷脂”是在神经酰胺上键合有糖的糖脂的鞘糖脂的一种，其在糖链部分上包含至少一个唾液酸。神经节苷脂根据糖链部分的结构的差异而分类为神经节类、乳糖类、红细胞类等，并进一步根据糖链部分所含的唾液酸的数量进行分类。例如，作为包含一个唾液酸的神经节类神经节苷脂，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转基因无脊椎动物，其被导入有针对参与产生神经节苷脂的酶进行编码的基因，并且表达神经节苷脂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170519 JP 2017-0998551.一种转基因无脊椎动物，其被导入有针对参与产生神经节苷脂的酶进行编码的基因，并且表达神经节苷脂。


2.如权利要求1所述的转基因无脊椎动物，其中，
所述参与产生神经节苷脂的酶是β1,4-半乳糖基转移酶以及α2,3-唾液酸转移酶，所述神经节苷脂是GM3神经节苷脂。


3.如权利要求1或2所述的转基因无脊椎动物，其中，
还被导入有针对参与唾液酸合成的酶进行编码的基因。


4.如权利要求1～3中任一项所述的转基因无脊椎动物，其中，
还被导入有针对β-淀粉样蛋白进行编码的基因，并且共表达神...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎泰丰，柳泽胜彦，津田玲生，
申请(专利权)人：国立研究开发法人国立长寿医疗研究中心，
类型：发明
国别省市：日本;JP