Expression Analysis of Diphtheria Toxin-A Gene Regulated by Lck Promoter in Transgenic Mice

Transgenic mice containing Diphtheria Toxin-A (DT-A) gene fused to proximal lck promoter sequences was used for analysis of DT-A gene expression and thymocyte development. The diphtheria toxin gene was expressed in thymus, spleen and liver of transgenic mice confirmed by RT-PCR and Northern blotting. A FACS analysis with thymocyte cell surface antigens antibodies (CD4 and CD8) showed that the number of peripheral mature single positive thymocytes ($CD4^{+}\;and\;CD8^{+}$ cells) T-cells was severely reduced in transgenic mice compared to that in the non-transgenic littermates. A relative portion of $CD8^{+}$ single positive thymocytes was about 33.2% in transgenic peripheral T-cells while 50.6% in wild type. Reduction of $CD4^{+}$ cell numbers in transgenic mice was observed (5.9% in transgenic versus 10.3% in non-transgenic). The data from analysis of these transgenic mice indicate that the proximal lck promoter regulated the expression of DT-A gene at high level in developing thymocytes and the DT-A disrupted developing thymocytes in transgenic mice.

형질전환생쥐에서 Lck Promoter에 의한 Diphtheria Toxin-A Gene의 발현 분석

본 연구는 생체 내 세포 및 조직배양기로서의 면역결핍동물을 개발할 목적으로 proximal lck promoter와 DT-A gene를 이용하여 형질전환생쥐을 생산하고 이 형질전환생쥐의 면역세포에서 DT-A gene이 발현되는지를 분석하였다. 형질전환생쥐와 정상생쥐로부터 thymus, spleen 및 liver에서 RNA를 추출하여 RT-PCR수행하였는데 정상생쥐의 조직에서는 어떠한 DT-A gene의 발현양상을 얻을 수 없었으나 형질전환생쥐의 thymus, spleen, liver에 DT gene의 발현을 확인할 수 있었고, Northern blotting을 이용하여 형질전환생쥐의 thymus, spleen 및 liver에서 DT-A gene이 강하게 발현되는 것으로 나타났다. 형질전환생쥐 $F_1$ 및 $F_2$ 산자의 혈액에서 T-cell 발달의 분포도를 확인하기 위해 CD4 및 CD8 antibody를 이용하여 FACS analysis를 실시하였는데 형질전환생쥐의 혈액 내 mature T-cell인 single positive thymocyte의 수가 정상생쥐에 비해 감소하는 경향을 나타냈다. 정상생쥐의 혈액 내 T-cell 중 $CD8^{+}$ T-cell의 경우 약 50%를 나타냈으나 형질전환생쥐의 경우 33%로 감소하였고, $CD4^{+}$ T-cell은 정상생쥐에서 10%를 차지하고 있으나 형질전환생쥐에서는 5.9%로 감소되는 것으로 분석되었다. 그러므로 본 연구의 형질전환생쥐에서 lck promoter에 의해 초기 immature한 상태의 T-cell에서 DT-A gene이 발현되어 발육중인 T-cell이 파괴 되어 mature 상태인 $CD4^{+}CD8^{-}$나 $CD4^{-}CD8^{+}$ cells (single-positive)들이 감소된 것으로 확인되었다.