作成： 2000/12/20 森展子
データ番号 ：020209
放射線、グルココルチコイド誘発アポトーシスに対するp53の効果
目的 ：アポトーシスの量的変化(感受性)に関係する遺伝子の解析
放射線の種別 ：エックス線
放射線源 ：高圧X線発生装置(260 keV, 12.5 mA)
線量（率） ：0.5 Gy/min
利用施設名 ：大阪府立大学先端科学研究所高圧X線発生装置(理学電気)
照射条件 ：空気中、室温
概要 ：
BALB/cマウスの遺伝的バックグラウンドにおいて、16番染色体上の放射線誘発胸腺細胞アポトーシス(RTA)感受性遺伝子Rapop1(Radiation-induced apoptosis 1) にSTSマウス由来の対立遺伝子があると、RTAだけでなくグルココルチコイド誘発胸腺細胞アポトーシス(GCTA)も減少した。p53がヘテロ欠損するとRTAは著明に減少したがGCTAは逆に増加した。p53が完全欠損するとGCTAは著しく増加した。
詳細説明 ：
BALB/cマウスの遺伝的バックグラウンドにp53ヘテロ欠損(+/-)をもつマウスと同じくBALB/c マウスの遺伝的バックグラウンドにおいてRapop1遺伝子座にSTS由来対立遺伝子をヘテロ(C/S)にもつマウスを交配した。Rapop1遺伝子座にSTS由来遺伝子があるとBALB/c由来遺伝子をホモに持つマウスよりRTAが減少する(Mori et et al. 1995)。Rapop1遺伝子はまだクローニングされていない。交配によって得られたマウスが4―6週齢に達した時点で0.5 GyのX線全身照射を行い、4時間後に殺して胸腺を摘出・固定した。RTAをヘマトキシリン&エオジン染色組織標本上で鏡検により評価した。結果は表1に示す。
表1 The effects of p53 and of Rapop1 on radiation-induced apoptosis of thymocytes. a Dead cell scores were log transformed to obtain normality. b Homozygous for the BALB/c alleles. c Heterozygous for the BALB/c and STS alleles. d Numbers of mice are in parenthesis.（原論文1より引用）
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Dead cell score sorted by the genotype of D16Mit34
(mean±s.e.)a
p53 C/Cb C/Sc
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+/+ 5.74±0.06 5.46±0.08
(16)d (9)
+/- 4.92±0.05 4.70±0.06
(19) (14)
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a:Dead cell scores were log-transformed to obtain normality.
b:Homozygous for the BALB/c alleles.c:Heterozygous for the
BALB/c and STS alleles d:Numbers of mice are in parentheses
得られたマウスの遺伝子型と数は(p53+/+；Rapop1 C/C)が16、(p53+/+；Rapop1 C/S)が9、(p53+/-；Rapop1 C/C)が19、(p53+/+；Rapop1 C/C)が14であった。死細胞スコアは正規分布を確保するため自然対数変換した。p53の遺伝子型についてのみマウスを区分し比較したとき、p53ヘテロ欠損がはいるとRTAは約50%著明に減少した(P<10-8)。 p53野性型とp53ヘテロ欠損マウスにおいて、Rapop1遺伝子座にSTS由来対立遺伝子がくるとRTAはそれぞれ25%(P<0.0004)、20%(P<0.0129)減少した。結果はp53のRTAにおける重要性を再確認し、Rapop1のRTA修飾効果をBALB/cの遺伝的バックグラウンドで確認した。
BALB/cマウスの遺伝的バックグラウンドにp53ヘテロ欠損(+/-)を持つと同時にRapop1遺伝子座にSTS由来対立遺伝子をヘテロ(C/S)にもつマウスを交配によって作出した。 このp53ヘテロ欠損(+/-); Rapop1(C/S)マウスとRapop1(C/S)マウスを交配し、得られたマウスが4―6週齢に達した時点で0.9% NaCl水溶液に溶解した合成デキサメタゾンを0.5 mg/kg体重腹腔内注射した。3時間後に胸腺を摘出、GCTAを組織標本上で鏡検により評価した。結果は表2に示す。
表2 Modulation of GC-induced apoptosis linked to the p53 deletion and Rapop1. a Homozygous for the BALB/c alleles. b Heterozygous forthe BALB/c and STS alleles. c Homozygous for the STS alleles. d Numbers of mice are in parenceses.（原論文1より引用）
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Dead cell score sorted by the genotype of
D16Mit34 (mean±s.e.)
C/Ca C/Sb S/Sc
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p53 +/+ 126±15 84±11 76±13
(7)d (12) (9)
+/- 184±16 127±18 136±18
(6) (5) (5)
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得られたマウスの遺伝子型と数は(p53+/+；Rapop1 C/C)が7、(p53+/+；Rapop1 C/S)が12、(p53+/+；Rapop1 S/S)が9、(p53+/-；Rapop1 C/C)が6、(p53+/-；Rapop1 C/S)が5、(p53+/-；Rapop1 S/S)が5であった。予期しなかったことであるが、p53がヘテロ欠損するとGCTAは上昇した(P<0.0008)。また、Rapop1遺伝子座にSTS由来対立遺伝子をヘテロ(C/S)またはホモ(S/S)にもつとGCTAは減少した(P<0.0079)。Rapop1遺伝子座にSTS由来対立遺伝子がくるとp53野性型でもp53ヘテロ欠損でもGCTAは減少の傾向があったが、p53野性型でのみ有意であった(P<0.029)。GCTAにおけるp53ヘテロ欠損の効果とRapop1の効果は別の交配実験によって再現された。
p53ヘテロ欠損(+/-)マウスを相互に交配し、p53完全欠損(-/-)マウスとp53+/+マウスを作出しGCTAを比較した。結果は図1に示す。
図1 Enhancement of GC-induced apoptosis of thymocytes linked to the homozygous deletion of p53. Dead cell score for each individual mouse is represented by an open circle. Mean dead cell score + s. e. for the p53+/+ and p53-/- were 154 + 8 (n=5) and 349 + 53 (n=13), respectively (P=0.0001, Mann-Whitney test).（原論文1より引用）
p53完全欠損はGCTAを著しく増加させた(P=0.0001)。Loweら(1993)によれば、p53完全欠損によってRTAは抑制されたが、GCTAは影響されなかった。 Loweらによってp53がRTAの経路において重要な役割を果たしていることが確立された。本論文では0.5Gyの低い線量の放射線とLoweら(1993)の使用した量の1/50-1/100のGCを使用し、アポトーシスをin vivoで誘導し、また、組織学的方法で定量的に評価することによって遺伝子型によるアポトーシスの量的変化を測りわけた。これによってp53はRTAをすすめる重要な遺伝子であるがGCTAに対しては逆に抑制的に修飾することを示した。また、Rapop1はRTAにおいてもGCTAにおいても修飾効果を持つ感受性遺伝子であることを示した。 RTAにおいてもGCTAにおいてもp53とRapop1との間で相互作用は特に認められなかった。
コメント ：
p53はDNA損傷を引き金に誘発される胸腺細胞アポトーシスに必要である。同じミトコンドリア経由のストレス誘発アポトーシスであるグルココルチコイド(GC)誘発胸腺細胞アポトーシスでは、p53は必要でない。本論文は通常使用される量の1/50-1/100のGCを使用し、また、アポトーシスを組織学的に評価することによって、遺伝子型によるアポトーシスの量的変化を測りわけ、p53欠損胸腺細胞がGCによるストレスに弱いことを示した。
原論文１ Data source 1：
Modulations of glucocorticoid-induced apoptosis linked to the p53 deletion and to the apoptosis susceptibility gene Rapop1 (Radiation-induced apoptosis 1)
Nobuko Mori, Jyoji Yamate, Alphons P. M. Stassen, Syuntaro Oka, Masaaki Okumoto, Airo Tsubura, Takako Akamatsu, Sadashige Sakuma and Peter Demant
Research Institute for Advanced Science & Technology (N. M., M. O.) and Departments of Veterinary Pathology (J. Y. and S. S.) and Radiology (S. O), College of Agriculture, Osaka Prefecture University, 1-2 Gakuen-cho, Sakai, Osaka 599-8570, Department of Pathology, Kansai Medical University (A. T. and T. A.), Moriguchi, Osaka 570-0074, Japan, Division of Molecular Genetics, The Netherlands Cancer Institute (A. P. M. S., P. D.), Plesmanlaan 121, 1066 CX Amsterdam, The Netherlands
Oncogene Vol.18, 4282-4285 (1999)
参考資料１ Reference 1：
Genetic Dissection of Susceptibility to Radiation-Induced Apoptosis of Thymocytes and Mapping of Rapop1, a Novel Susceptibility Gene
N. Mori, M. Okumoto, M. van der Valk, S. Imai, S. Haga, K. Esaki, A. A. M. Hart and P. Demant
Research Institute for Advanced Science & Technology (N. M., M. O.) and Department of Veterynary and Animal Sciences, College of Agriculture (K. E.), Osaka Prefecture University, 1-2 Gakuen-cho, Sakai, Osaka 599-8570 Japan, Departments of Pathology II (S. I.) and Anatomy II (S. H.), Nara Medical University, Division of Molecular Genetics, The Netherlands Cancer Institute (M. v.d. V., A. A. M. H. and P. D.) Plesmanlaan 121, 1066 CX Amsterdam, The Netherlands
Genomics Vol. 25, 609-614 (1995)
参考資料２ Reference 2：
p53 is Required for Radiation-Induced Apoptosis in Mouse Thymocytes
S. W. Lowe, E. M. Schmitt, S. W. Smith, B. A. Osborne and T. Jacks
Department of Biology, Center for Cancer Research, Massachusetts Institute of Technology (S. W. L., E. M. S. and T. J.), 77 Masachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, Department of Veterinary and Animal Sciences, 309 Paige Laboratory, University of Massachusetts (S. W. S. and B. A. O.), Amherst, MA 01003, USA
Nature (London) Vol. 362, 847-849 (1993)
キーワード：胸腺細胞、アポトーシス、放射線、グルココルチコイド、感受性、マウス、遺伝解析、量的形質
thymocyte, apoptosis, radiation, glucocorticoid, susceptibility, mouse, genetics, quantitative trait
分類コード：020502