助教 藤本 真慈
【研 究 概 要】
マウス胸腺リンパ腫 TCRβ鎖遺伝子座の解析から、2 種類ある DJ allele では V to DJ 再構成のおこりかたが同じ ではないことを明らかにした．
マウス T 細胞レセプターβ鎖遺伝子（ ）の可変領域は、V、D、J、3 つのセグメントが集まって構成され る．胸腺細胞における の再構成は 2 段階で、まず両方の allele で D to J 再構成がおこる．次にどちらか一方 の DJ allele において V to DJ 再構成が開始される（mono-allelic initiation）．最初の V to DJ 再構成に成功すれば、
すなわち TCRβ鎖分子を細胞表面に発現することができれば、もう一方の DJ allele ではもはや V to DJ 再構成がお こらない．最初の V to DJ 再構成に失敗すれば、もう一方の DJ allele で V to DJ 再構成がおこり（automatic 2nd allele initiation）、最終的に TCRβ鎖分子を細胞表面に発現することができた細胞だけが次の分化段階へすすむこと ができる． V to DJ 再構成に成功して VDJ+になる確率を 1/3 とし、mono-allelic initiation と automatic 2nd allele initiation を前提とすれば、V to DJ 再構成を開始した胸腺細胞の 1/3 が VDJ+/DJ となる．残り 2/3 の胸腺細胞では 再構成に失敗して VDJ-になるがもう一方の allele における V to DJ 再構成の結果、当初の 2/9 の胸腺細胞が VDJ+/ VDJ-となり次の分化段階にすすむ．このとき V to DJ 再構成がおこった DJ allele の割合は、70% になる．実際、αβ T 細胞 212 について解析されたデータから全 allele に占める VDJ allele の割合を算出すると、72% であった．した がって、V to DJ 再構成にあたって mono-allelic initiation と automatic 2nd allele initiation は正しいと考えられてき た．
われわれが調べた ENU で誘発したマウス胸腺リンパ腫 33 における VDJ allele の割合は 71% で、αβ T 細胞にお ける値とよく一致していた．これまでにわれわれは DJ allele が 2 種類存在することを示し（図）、D to J 再構成の 結果 DJ（I）allele と DJ（II）allele の比が 62~65 : 35~38 になることを見いだした．そこで、それぞれの DJ allele における V to DJ 再構成についても mono-allelic initiation と automatic 2nd allele initiation が成立していることを 確認しようとした．ところが驚いたことに、DJ（I）allele と DJ（II）allele とでは V to DJ 再構成のおこった割合 が異なっており、前者では 76~77%、後者では 61~64% であった．
以上のことより、胸腺リンパ腫のもとになった胸腺細胞において 1. DJ（I）/ DJ（I）および DJ（I）/ DJ（II）
であった細胞の一部では、V to DJ 再構成が両方の allele で開始されたこと（bi-allelic initiation）（補遺 A）、2. DJ
（II）/ DJ（II）および DJ（I）/ DJ（II）であった細胞で最初の V to DJ 再構成に失敗したものの一部は、もう一 方の DJ（II）allele で V to DJ 再構成がおこらず（VDJ-/DJ（II））生き残れなかったこと（no 2nd allele initiation）
（補遺 B）、が強く示唆された．これまでに ENU 処理は 再構成に影響しないことが判明しているので、正常な
T 細胞分化の過程でも bi-allelic initiation と no 2nd allele initiation がおこりうると推定できる．
We have revealed that two types of TCRβ gene DJ alleles are not equivalent for V to DJ rearrangement by analyzing TCRβ loci of murine thymic lymphomas.
T cell receptor β chain（TCRβ）variable genes are assembled from V, D and J gene segments through a somatic recombination process. TCRβ gene
（ ）assembly in thymocytes is ordered; first, D to J rearrangement occurs on both alleles, second, it is assumed that one of the alleles initiates V to DJ rearrangement（mono-allelic initiation）. If the first V to DJ rearrangement is successful to encode a suitable TCRβ chain molecule, V to DJ rearrangement on the other allele is inhibited. If not, the second V to DJ rearrangement occurs（automatic 2nd allele initiation）
and cells that can express TCRβ chain molecules on the surface are allowed to further develop. The frequency of successful V to DJ recombination is one third. Thus, with mono-allelic initiation and automatic 2nd allele initiation, one third of the thymocytes are with VDJ+/DJ configuration. If the remaining two thirds of the cells with VDJ-/DJ configuration undergo V to DJ rearrangement on the alternate allele, two ninths of the cells will be with VDJ+/VDJ- configuration. Therefore, 70% of DJ alleles undergo V to DJ rearrangement. Actually, the percentage of VDJ alleles from 212 αβ T cells was 72%. Hence mono-allelic initiation and automatic 2nd allele initiation for
V to DJ rearrangement has been assumed to be correct.
Analyzing loci of 33 ENU-induced thymic
lymphomas uncovered that V to DJ assembly occurred on 71% of DJ alleles, consistent with that from normal αβ T cells. As shown in Figure, DJ alleles are composed of two kinds of constructs: DJ（I）and DJ（II）. In order to verify mono-allelic initiation and automatic 2nd allele initiation for both types DJ alleles, we calculated the portion of VDJ（I）and VDJ（II）alleles separately. Surprisingly, the percentage of VDJ（I）alleles was 76~77% and that of VDJ（II）alleles was 61~64%.
These data strongly suggest that a part of DJ（I）/ DJ（I）and DJ（I）/ DJ（II）cells initiated V to DJ rearrangement on both alleles simultaneously（bi-allelic initiation）（Supplement A）, and that a part of DJ（II）
図 TCRβ locus の DJ allele と VDJ allele
TCRβ遺伝子において、最初の D-J 再構成で 2 種類の DJ allele ができる．次の V-DJ 再構成で、DJ（I）allele からは 2 種類、DJ
（II）allele からは 1 種類の合計 3 種類の VDJ allele ができる．
/ DJ（II）and DJ（I）/ DJ（II）cells did not undergo V to DJ rearrangement on the DJ（II）allele after the first non-productive rearrangement（no 2nd allele initiation）（Supplement B）and could not survive. Because ENU treatment does not affect on rearrangement, it is probable that bi-allelic initiation and no 2nd allele initiation occur in a part of normal thymocytes.
【業 績 目 録】
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学会等の発表▣
（1）学会・研究会発表
藤本真慈、柿沼志津子、島田義也：TCRβ鎖遺伝子 D to J 再構成によって生じる 2 種類の DJ allele の比率．Kyoto T Cell Conference 第 21 回学術集会（2011.6.10-11. 京都）
FUJIMOTO Shinji, KAKINUMA Shizuko: Ratio of two types of murine TCRβ DJ alleles after D to J rearrangement. 第 40 回日本免疫学会学術集会（2011.11.27-29. 千葉）
FUJIMOTO Shinji, KAKINUMA Shizuko, SHIMADA Yoshiya: TCRβ gene D to J rearrangement in thymic lymphomas induced by X-ray irradiation is indistinguishable from that by ENU, but V to DJ rearrangement is not. 第 34 回日本分子生物学会年会（2011.12.13-16. 横浜）
藤本真慈：TCRβ鎖遺伝子再構成に関するパラダイムシフト．京都大学再生医科学研究所平成 23 年度学術講演会
（2011.12.26. 京都）