時間依存性KOマウス

事例研究

胚致死性を回避し、雄の生殖細胞を研究するためのモデル

‍NilsenA 他.マウスにおけるALKBH4の欠損は精子形成障害を引き起こす。PLoS One. 2014.

ALKBH4は、非筋型ミオシンIIがアクチンフィラメントに結合する能力に間接的に影響を及ぼす。このタンパク質は、細胞質分裂や細胞運動といった基本的なプロセスを調節しており、着床前の胚の初期段階でその発現が低下すると致死となる。

モデル： コンディショナル ^Alkbh4L/L（loxPで挟まれた）マウスとCreEsrトランスジェニックマウスを 交配させ、胚致死性を克服した誘導型ノックアウト遺伝子型^Alkbh4L/LCreEsrを作成した。

目的：誘導型 Alkbh4ノックアウトマウスを用いて、生理学的状況下におけるALKBH4欠損の影響を調査すること。

結果：ALKBH4は、減数分裂前期における精母細胞の発達に不可欠である。

図1. タモキシフェン（TAM）による治療とAlkbh4の抑制。

A) ^Alkbh4L/LCreEsrマウスおよび対照マウスにおけるTAM治療の概略図（0日目から14日目まで）。サンプリングの時点が示されている。

B)タモキシフェン投与2週間後のAlkbh4マウスの特定臓器において、loxP配列で挟まれたDNA配列のCre媒介による組換えをPCRにより検出した。

C) タモキシフェン投与2週間後の^{Alkbh4Δ/Δマウスの}精巣全抽出液におけるALKBH4の減少を 、ウエスタンブロット法により検出した。

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図2.Alkbh4の欠損により精巣のサイズが縮小する

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（左図）対照群およびAlkbh4マウスにおける、タモキシフェン投与1週間後または未投与（0～1週目）の状態、ならびにAlkbh4を欠損させた状態で2週間投与した後の代表的な精巣。

（右図）タモキシフェンによる1週間の治療前後（0～1週目）の4～5週齢マウス、およびタモキシフェンを2週間投与された6週齢マウスの平均精巣／体重比。

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図3.^Alkbh4Δ/Δマウスにおける発生段階特異的な精子形成の停止。

A)抗γH2A.X抗体（赤）による組織切片の免疫蛍光染色と、DAPI（青）による対比染色。この画像では、セルトリ細胞（Se）、レプトテン期（L）およびパキテン期（P）の精母細胞、ならびに伸長期精子細胞（S9）を区別することができる。

B)対照群（^Alkbh4L/L）および^{Alkbh4Δ/Δマウスにおける各}横断面の平均細胞密度（組織切片あたり10本以上の細管、計6切片）を比較すると、^{Alkbh4Δ/Δマウス}ではタモキシフェン投与2週間後に、厚期精母細胞およびS9期の伸長精子細胞が著しく減少していることが示された。

C) ^{Alkbh4Δ/Δマウス}における精子形成の特定段階（I、VIII、IX）での平均 細胞密度は、パキネマ期およびそれ以降のすべての段階において細胞数が減少していることを示している。