アセチルコリンは中枢神経系と末梢神経系の両者において重要な役割を果たします。ムスカリン性アセチルコリン受容体（mAChR）は、M1, M2, M3, M4, M5 の５種類のサブタイプよりなり、M1 は脳全般、M2 は脳（特に小脳）、心臓、平滑筋、M3 は脳、平滑筋、腺組織、M4 は脳（特に線条体）、M5 は脳の一部（海馬、黒質など）に分布しています。

神経伝達物質受容体の研究ではアゴニストやアンタゴニストを用いた薬理学的手法が良く用いられます。しかし mAChR の場合には薬物のサブタイプ選択性があまり高くないため、薬理学的アプローチによる機能解析には限界があります。そこで、一つの受容体機能のみが完全に失われたマウス個体を解析することでこうした限界を打破できると考えました。

開発代表者は、全５種類のサブタイプのノックアウトマウスを全て作出し、C57BL/6JJcl や DBA/2JJcl 等の近交系マウスへの１０世代以上の戻し交配を行いコンジェニック系統としています。また、各組み合わせのダブルノックアウトマウスも作出しています。これらのマウスを互いに比較し、高次脳機能、運動系、知覚系などの生命を維持する基本的な生命システムにおける mAChR 各サブタイプの役割を解明したいと考えています。

このプロジェクトは、開発代表者が１９９６年頃より進めてきたものです。世界的にみて、全５種類のノックアウトマウスを作出したのは開発代表者と NIH の Dr. Wess のみであり、DBA/2J 背景のマウスを持っているのは開発代表者のみです。

DBA/2JJcl マウスは C57BL/6JJcl マウスよりもコリン性ニューロンの活動が活発で mAChR の発現量も多いと報告されています。そこで DBA/2JJcl 背景のマウスを用いれば表現型がより強く現れるというメリットが考えられます。

本開発計画ではすでに約２０の研究グループによる広範な研究活動を展開していますが、これらのマウスを研究リソースとして統合脳班員の諸先生方にさらに広く提供することにより、本受容体群の機能解明をより効率的に推進したいと考えております。

非営利目的での共同研究開始のための手続きは以下のようにさせて頂いております。

1. 研究計画書を開発代表者へお送りください。必要に応じ既存の研究計画との調整を行います。
2. 以下の３条件を御誓約頂きます。
2a. あらかじめ打ち合わせた研究計画のみに用いる。
2b. 他の研究者に再分与しない。
2c. 研究成果を学会で発表したり、学術誌に投稿したりする前に、その内容について開発代表者と打ち合わせる。
3. 提供可能なマウス（本ホームページに随時掲載します。また希望があれば開発代表者からメール添付にてリストの直接配信も可能です。）の中で、譲渡を希望されるマウスの ID（５桁の番号）を開発代表者に御知らせください。原則として先着順にて確保いたします。基本的にマウス代金は発生しませんが、運送料の負担をお願い致します。

企業等で利潤追求を目的とする使用の場合は有償での譲渡となりますので、上記とは異なる手続きになります。すでに提供実績もございますので、開発代表者にどうぞご相談ください。

これらのマウスに関連して発表した論文のリストを以下に示しますので、その有用性の一端をご覧頂ければと存じます。

Matsui M, Araki Y, Karasawa H, Matsubara N, Taketo MM, Seldin MF. Mapping of five subtype genes for muscarinic acetylcholine receptor to mouse chromosomes. Genes Genet Syst. 74: 15-21, 1999

Matsui M, Motomura D, Karasawa H, Fujikawa T, Jiang J, Komiya Y, Takahashi S, Taketo MM. Multiple functional defects in peripheral autonomic organs in mice lacking muscarinic acetylcholine receptor gene for the M3 subtype. Proc Natl Acad Sci U S A. 97: 9579-9584, 2000

Matsui M (corresponding author), Motomura D, Fujikawa T, Jiang J, Takahashi S, Manabe T, Taketo MM. Mice lacking M2 and M3 muscarinic acetylcholine receptors are devoid of cholinergic smooth muscle contractions but still viable. J Neurosci. 22: 10627-10632, 2002

Matsui M, Griffin MT, Shehnaz D, Taketo MM, Ehlert FJ. Increased relaxant action of forskolin and isoproterenol against muscarinic agonist-induced contractions in smooth muscle from M2 receptor knockout mice. J Pharmacol Exp Ther. 305: 106-113, 2003

Karasawa H, Taketo MM, Matsui M (corresponding author). Loss of anti- cataleptic effect of scopolamine in mice lacking muscarinic acetylcholine receptor subtype 4. Eur J Pharmacol. 468: 15-19, 2003

Ohno-Shosaku T, Matsui M, Fukudome Y, Shosaku J, Tsubokawa H, Taketo MM, Manabe T, Kano M. Postsynaptic M1 and M3 receptors are responsible for the muscarinic enhancement of retrograde endocannabinoid signaling in the hippocampus. Eur J Neurosci. 18:
109-116, 2003

Aihara T, Fujishita T, Kanatani K, Furutani K, Nakamura E, Taketo MM, Matsui M, Chen D, Okabe S. Impaired gastric secretion and lack of trophic responses to hypergastrinemia in M3 muscarinic receptor- knockout mice. Gastroenterol. 125:1774-1784, 2003

Griffin MT, Matsui M, Shehnaz D, Ansari KZ, Taketo MM, Manabe T, Ehlert FJ. Muscarinic agonist-mediated heterologous desensitization in isolated ileum requires activation of both muscarinic M2 and M3 receptors. J Pharmacol Exp Ther. 308: 339-349, 2004

Zawalich WS, Zawalich KC, Tesz GJ, Taketo MM, Sterpka J, Philbrick W, Matsui M. Effects of muscarinic receptor type 3 knockout on mouse islet secretory responses. Biochem Biophys Res Commun. 315: 872-876, 2004

Fukudome Y, Ohno-Shosaku T, Matsui M, Omori Y, Fukaya M, Taketo MM, Watanabe M, Manabe T, Kano M. Two distinct classes of muscarinic action on hippocampal inhibitory synapses: M2-mediated direct suppression and M1/M3-mediated indirect suppression through endocannabinoid signaling. Eur J Neurosci. 19: 2682-2692, 2004

Nakamura T, Matsui M (corresponding author), Uchida K, Futatsugi A, Kusakawa S, Matsumoto N, Nakamura K, Manabe T, Taketo MM, Mikoshiba K. M3 muscarinic acetylcholine receptor plays critical role in parasympathetic control of salivation in mice. J Physiol. (London). 558: 561-575, 2004

Igawa Y, Zhang X, Nishizawa O, Umeda M, Iwata A, Taketo MM, Manabe T, Matsui M, Andersson KE. Cystometric findings in mice lacking muscarinic M2 or M3 receptors. J Urol. 172: 2460-2464, 2004

Oki T, Takagi Y, Inagaki S, Taketo MM, Manabe T, Matsui M, Yamada S. Quantitative analysis of binding parameters of [3H]N- methylscopolamine in central nervous system of muscarinic acetylcholine receptor knockout mice. Brain Res Mol Brain Res. 133: 6-11, 2005

Ehlert FJ, Griffin MT, Abe DM, Vo TH, Taketo MM, Manabe T, Matsui M. The M2 muscarinic receptor mediates contraction through indirect mechanisms in mouse urinary bladder. J Pharmacol Exp Ther. 313:368-378, 2005

Takeuchi T, Fujinami K, Goto H, Fujita A, Taketo MM, Manabe T, Matsui M, Hata F. Roles of M2 and M4 muscarinic receptors in regulating acetylcholine release from myenteric neurons of mouse ileum. J Neurophysiol. 93:2841-2848, 2005

Aihara T, Nakamura Y, Taketo MM, Matsui M, Okabe S. Cholinergically stimulated gastric acid secretion is mediated by M3 and M5, but not M1, muscarinic acetylcholine receptors in mice. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol.288: G1199-1207, 2005

Shinoe T, Matsui M, Taketo MM, Manabe T. Modulation of synaptic plasticity by physiological activation of M1 muscarinic acetylcholine receptors in the mouse hippocampus. J Neurosci. 25: 11194-11200, 2005

Takeuchi T, Toyoshima M, Mukai K, Hagi K, Matsui M, Nakajima H, Azuma YT, Hata F. Involvement of M2 muscarinic receptors in relaxant response of circular muscle of mouse gastric antrum. Neurogastroenterol Motil. 18: 226-233, 2006

Zhang HM, Chen SR, Matsui M, Gautam D, Wess J, Pan HL. Opposing functions of spinal m2, m3, and m4 receptor subtypes in regulation of GABAergic inputs to dorsal horn neurons revealed by muscarinic receptor knockout mice. Mol Pharmacol. 69: 1048-1055, 2006

Tran JA, Matsui M, Ehlert FJ. Differential coupling of muscarinic M1, M2 and M3 receptors to phosphoinositide hydrolysis in urinary bladder and longitudinal muscle of the ileum of the mouse. J Pharmacol Exp Ther. 318: 649-656, 2006

Takeuchi T, Tanaka K, Nakajima H, Matsui M, Azuma YT. M2 and M3 muscarinic receptors are involved in enteric nerve-mediated contraction of the mouse ileum: findings obtained using muscarinic receptor knockout mice. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 292: G154-164, 2007

Nishiyama T, Nakamura T, Obara K, Inoue H, Mishima K, Matsumoto N, Matsui M, Manabe T, Mikoshiba K, Saito I. Upregulated PAR-2-mediated salivary secretion in mice deficient in muscarinic acetylcholine receptor subtypes. J Pharmacol Exp Ther. 320: 516-524, 2007

Narushima M, Uchigashima M, Fukaya M, Matsui M, Manabe T, Hashimoto K, Watanabe M, Kano M. Tonic enhancement of endocannabinoid-mediated retrograde suppression of inhibition by cholinergic interneuron activity in the striatum. J Neurosci. 27: 496-506, 2007

Ehlert FJ, Ahn S, Pak KJ, Park GJ, Sangnil MS, Tran JA, Matsui M. Neuronally released acetylcholine acts on the M2 muscarinic receptor to oppose the relaxant effect of isoproterenol on cholinergic contractions in mouse urinary bladder. J Pharmacol Exp Ther. 2007 May 1; [Epub ahead of print]

Fujii YX, Tashiro A, Arimoto K, Fujigaya H, Moriwaki Y, Misawa H, Fujii T, Matsui M, Kasahara T, Kawashima K. Diminished antigen- specific IgG1 and interleukin-6 production and acetylcholinesterase expression in combined M1 and M5 muscarinic acetylcholine receptor knockout mice. J Neuroimmunol. (in press)

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以下に良くある質問とその答えを記しておきます。

1. これらのマウスはすべて SPF なのでしょうか。
答：すべて SPF です。感染症検査は月に一度行っていますので、ご請求頂ければ検査結果報告書のコピーをお渡しします。さらに多くの項目を調べてほしいというご希望があれば実費にて承ります。

2. これらのマウスは普通に飼育したり繁殖したりできるのですか。
答：M3KO 以外は普通に飼育したり繁殖したりできます。KO 同士を交配してその子孫を得ることもできます。M3KO では、離乳直後に一過性の成長遅延を来しますので、その期間だけは paste food を与えなければなりません。具体的には日本クレアから CA-1 の粉末餌を購入し、水と混ぜて練ってからケージに入れます。これを３週令から５週令の間、毎日繰り返します。M1M3KO, M2M3KO 等はさらに成長が遅延するので、６週令まで続けた方が良いでしょう。M3KO 同士の交配でも妊娠し哺育しますが、体が小さいためかその能力がやや劣る印象はあります。M1M3KO や M2M3KO を繁殖に用いてもあまり良い成績は期待できないので止めたおいた方が無難でしょう。

3. マウスの遺伝的背景はどうなっていますか。
答：現在提供しているマウスは全て C57BL/6JJcl または DBA/2JJcl へ１０代以上バッククロスしておりコンジェニックマウスとなっています。M3KO については NOD/ShiJic でのコンジェニックマウスも提供しています（数はあまり多くありませんが）。
これらの近交系マウスにつきましては日本クレアのホームページもご覧下さい。
http://www.clea-japan.com/animalpege/a_1/e_02.html
http://www.clea-japan.com/animalpege/a_1/e_05.html
http://www.clea-japan.com/animalpege/a_1/b_05.html

4. バッククロスやコンジェニックという意味がよくわからないのですが。
答：これらはコントロール実験を行うために確実に理解しておくべき概念ですが、ここにその説明を記載するとやや長くなってしまいますので、私が執筆した教科書（情報伝達物質-ムスカリン性アセチルコリン受容体-　生物薬科学実験講座 ７情報伝達物質第１巻 pp.72-80、廣川書店, 2005）等をご覧下さい。

5. 比較対象とする野生型のマウスとしては何を用いれば良いのですか。
答：4. の質問に対する答えを理解して頂ければ自然と回答は得られることになるのですが、理想的には私が提供するマウスを御使いください。それだけでは匹数が足りない等の事情がありましたら、私がバッククロスに用いたマウス、すなわち日本クレアの C57BL/6JJcl や　DBA/2JJcl を御使いください。これら以外のマウスは遺伝的背景の同一性が保証されませんのでおすすめできません。

6. 自分でマウスを繁殖したいと思うのですが、その場合遺伝子型の検査はどうすればよいですか。
答：tail を２ミリほどハサミで切ってマイクロチューブに入れ、ドライアイス詰めで私に御送りください。１週間以内に検査をして結果をお知らせ致します。基本的には検査費用を請求することは致しておりません。ご自身の施設で実施することを希望される場合には、実験条件をお知らせしますので御問い合わせください。

7. 頂いたマウスの遺伝子型が本当に正しいかどうか少々疑問があるのですが。
答：残念ながら種々の原因により私が提供するマウスの遺伝子型が間違っていることが絶対にないとは言えません。これまでの経験では間違う可能性は 0.1% 以下です。つまり1000匹マウスを受け取られたとすると、ひょっとして１匹間違っているかも知れないというレベルです。マウスをお受け取りになった直後に tail をお渡し頂けるなら再確認のための遺伝子型判定作業をすることはやぶさかではありませんが、時間が経って表現型解析が終了した後などにクレームを頂くことにつきましては責任の所在が不明確となりトラブルのもとですのでご容赦を頂いております。

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