The transcripts of T cell receptor β chain（TCRβ） and CD3 subunits, CD3γ, CD3δ and CD3ε, were detected through realtime PCR in thymus and spleen of BALB/c female mouse from neonates to 400 days. The logarithmic transcript-ratios of logCD3γ/TCRβ and logCD3

Kazami, Sachiko

Miyata, Kenji

Okabe, Yumi

Okumura, Tomoko

Sasagawa, Marie

奥村, 朋子

宮田, 堅司

岡部, 由実

笹川, 万李衣

風味, 紗知子

English

Kyoto Women's University Academic Repository (AIR) / 京都女子大学学術情報リポジトリ（京女AIR）

平成 25 年 12 月（2013 年） ― 1 ―研究報文マウス CD3 サブユニットの転写量比について岡部　由実，奥村　朋子，風味　紗知子笹川　万李衣，宮田　堅司The Transcript-ratios of CD3 Subunits of MouseYumi Okabe, Tomoko Okumura, Sachiko Kazami,Marie Sasagawa and Kenji MiyataⅠ．はじめに　二種類の遺伝子間の転写量比は，リアルタイムPCR法により容易に測定可能である（1, 2）。前報において，分子レベルで転写現象の力学モデルを考察し，遺伝子間の転写量比の加齢変化を記述する二階微分方程式（転写方程式）を導き，マウス胸腺におけるT 細胞受容体 β 鎖と種々のインターロイキン（IL）との転写量比の加齢変化をよく説明できることを示した（3）。転写量比の加齢変化を転写方程式に基づき解析することにより，その遺伝子の転写に利用可能なエネルギーに関する情報を得ることができる。　T 細胞受容体複合体は T 細胞受容体（TCR）の α，β 鎖とCD3の複合体であり，CD3は γ，δ，ε およびζ 鎖からなる（4）。本報では，マウスの T 細胞受容体複合体を構成するサブユニット間の転写量比の加齢変化を測定し，CD3γ，δ鎖と ε 鎖との転写量は約10倍異なることを見いだし，この差違について考察した。Ⅱ．方法　コンベンショナルな条件下で飼育したBALB／c雌マウスを用いた。胸腺および脾臓の摘出，トータルRNAの抽出，逆転写反応およびリアルタイムPCRはこれまでと同様に行った（2）。T 細胞受容体 β 鎖（TCRβ）および CD3 の γ 鎖（CD3 γ），δ 鎖（CD3 δ）および ε 鎖（CD3 ε）を検出するのに用いたPCR用のプライマーを表１に示した。プライマーは，少なくとも一つのイントロン領域を間に含むエクソン領域に相補的に結合するように設定した。これらのプライマーにより，いずれの場合にも110塩基対のDNAフラグメントが増幅される。京都女子大学食物栄養学科栄養学第二研究室SummaryThe transcripts of T cell receptor β chain（TCRβ） and CD3 subunits, CD3γ, CD3δ and CD3ε, were detected through realtime PCR in thymus and spleen of BALB/c female mouse from neonates to 400 days.  The logarithmic transcript-ratios of logCD3γ /TCRβ and logCD3δ /TCRβ were equal nearly, and larger than those of LogCD3ε/TCRβ by 1 in thymus and spleen over all measurements.  Genes of CD3γ, CD3δ and CD3ε were known to localize on a chromosome 9, and the distance between CD3γ and CD3δ was 1.2 kb.p..  Whereas CD3ε gene was apart 12 kb.p. at least from CD3γ or CD3δ. From the consideration by the equation for transcription, it was suggested that genes of CD3γ and δ were situated in an identical atmosphere where usable energy for transcription was same level.(Received September 11, 2013)表1 TCRβ    ACCCAAACCTGTCACACAGA        CATAGAGGATGGTTGCAGAC  CD3γ    TATCTCATTGCGGGACAGGA        TGGTCATATTCCCGGTCCTT  CD3δ    ACTGCTTTGCAGGACATGAG        CTGGGTATCTTCACGATCTC  CD3ε    AAGAATAGGAAGGCCAAGGC        TCATAGTCTGGGTTGGGAAC           For. Rev. 表1　リアルタイムPCRで用いたプライマー食物学会誌・第 68 号（2013 年）― 2 ―　得られた増幅曲線より，蛍光強度が一定値に達するまでに要したPCRのサイクル数nを読み取った。例えば，試料溶液中に存在したTCRβとCD3 γとのコピー数比の常用対数値3log CDTCR は①式で求めた。　　　 33log ( ) log 2TCR CDCD n nTCR     � � � � � � � � � � � � � � � � � ①ここで，nTCRβ およびnCD3 γ はTCRβ およびCD3 γ の増幅曲線が一定の蛍光強度に達するに要したサイクル数を表す。その他の場合の転写量比も同様にして求めた。Ⅲ．結果および考察　胸腺での，TCRβ に対する CD3 γ，CD3δ およびCD3 ε の転写量比の加齢変化の測定結果を図 1 に，脾臓での結果を図 2 に示した。　胸腺および脾臓の場合ともに，CD3 γ とCD3δ の転写量比は常に同程度であった。CD3 ε の転写量比は，CD3 γ や CD3δ のおよそ1/10であった。T 細胞受容体複合体1ユニットは，TCRα およびTCRβ がそれぞれ 2 サブユニット，CD3 γ とCD3δ が 1 サブユニットずつ，CD3 ε および CD3 の ζ 鎖（CD3ζ）がそれぞれ2サブユニットずつで構成されている（4）。しかし，胸腺および脾臓において，日齢に関わらず CD3 ε の転写量はCD3 γ やCD3δ の約1/10であった。このことは，転写量とタンパク質分子数が比例すると仮定すれば，T 細胞受容体複合体と構成サブユニット間の平衡状態を考えると，CD3 ε の結合定数がCD3 γ やCD3δ の結合定数の約100倍であることを示唆している。　また，脾臓と胸腺の場合とを比較すると，TCRβに対するCD3 γ，CD3δ およびCD3 ε の転写量比は，いずれも脾臓の方が大きかった。このことは，脾臓に存在する T 細胞には完成した T 細胞受容体複合体が多く，胸腺の T 細胞では未完成の T 細胞受容体複合体が多いこと，すなわち未成熟な T 細胞が多く存在することを示している。　転写現象を力学モデル化すると，転写量比 x の加齢変化は次の 2 階微分方程式である転写方程式② で表せる（3）。　　　　　 2x ax bx bD     � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ②ここで，a，b および D は定数である。係数 a は，RNAポリメラーゼが遺伝子上を移動する際の摩擦抵抗力に依存し，細胞の種類，遺伝子の種類に関わらず同じ値をとる。Dは，細胞が転写に消費するエネルギーに依存する係数である。②式の一般解は　　b-a2 >0  の場合，　　　　2cos( )atx Ce b a t D     � � � � � � � � � � � ③　　b-a2 <0  の場合，　　　　 2 2( ) ( )a a b t a a b tx Ae Be D         � � � � � � � � ④となり（5），いずれの場合にも加齢に伴い転写量比 xは D に収束，あるいは漸近する。したがって，日齢の大きい場合の測定値より D の値を求めることが可能である。その値を用いて③式により計算した理論値も図 1 および 2 に示した。計算に用いたパラ図１  -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 0 100 200 300 400 500 log t(d) 図1　胸腺でのCD3サブユニット転写量比の加齢変化　転写量比 logCD3 γ /TCRβ（○）と logCD3δ /TCRβ（●）は全日齢でほぼ一致した。LogCD3ε /TCR β（□）は， CD3γ やCD3δ と比較すると－1小さかった。③式により求めた理論値（logCD3γ /TCRβ およびlogCD3δ/TCRβ  …  ，logCD3ε /TCRβ ）も示した。-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 log t(d) 図2 図2   脾臓でのCD3サブユニット転写量比の加齢変化　転写量比logCD3γ /TCRβ（○）とlogCD3δ /TCRβ（●）は全日齢でほぼ一致した。LogCD3ε /TCRβ（□）は， CD3γ やCD3δ と比較すると－1小さかった。胸腺の結果（図1）と比較すると，いずれの場合も値が大きかった。③式により求めた理論値（logCD3γ /TCRβ およびlogCD3δ /TCRβ …，logCD3ε /TCRβ ）も示した。平成 25 年 12 月（2013 年） ― 3 ―メーターの値を表 2 に示した。いずれの場合も，前報と同様にa = 0.02とすることにより，転写量比の加齢変化を良く説明することが可能であった。                 胸腺 logCD3γ/TCRb     0.02       0.0005      1.5     -2      -1  胸腺 logCD3δ/TCRb     0.02       0.0005      1.5     -2      -1  胸腺 logCD3ε/TCRb     0.02       0.0005      1.5     -3      -2.2  脾臓 logCD3γ/TCRb     0.02       0.00042     1.5     -2      -0.5  脾臓 logCD3δ/TCRb     0.02       0.00042     1.5     -2      -0.5  脾臓 logCD3ε/TCRb     0.02       0.00042     1.5     -2      -1.5 a(1/d)     b(1/d2)      β   C    D   表2 表2　③式での計算に用いたパラメーターの値　胸腺および脾臓において，CD3 γ とCD3δ の転写量がほぼ等しく，CD3 ε の転写量とは異なった。このことは，CD3 γ の遺伝子と CD3δ の遺伝子は9番染色体上で比較的近くに存在し，約2 kb.p. 程度離れているにすぎず（6），局所的なATP濃度が等しいと見なせる雰囲気内であることを示唆している。一方，CD3 ε の遺伝子は同じ9番染色体上に存在するけれども，CD3δ の遺伝子とは約12kb.p.，CD3 γ の遺伝子とは約18kb.p. 離れており，ATPの局所濃度が異なると考えられる。文献１） 安達綾希子，井上摩耶，大野理絵，城清佳，長尾美沙子，宮田堅司：本誌，61, 7 （2006）２） 楠本瑠美，長尾由貴子，橋本珠実，船木真知子，三仲亜希子，森林さやか，山田浄，宮田堅司：本誌，62，13 （2007）３） 宮田堅司：本誌，67, 19 （2012）４） I. Roitt, J. Brostoff and D. Male：Immunology, 5th ed. (Mosby), 83 (1988)５） 星崎憲夫，町田茂：基幹物理学 第 2 版 （てらぺいあ），254 （2009）６） NCBI：http://www.ncbi.nim.nih.gov/gene/12501

マウスCD3サブユニットの転写量比について

http://repo.kyoto-wu.ac.jp/dspace/bitstream/11173/1522/1/0100_068_001.pdf

マウスCD3サブユニットの転写量比について

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Kyoto Women's University Academic Repository (AIR) / 京都女子大学学術情報リポジトリ（京女AIR）