The Smyd5 protein promotes the develpoment of heppatocellular carcinoma in mice

Mapping Intimacies ◽

10.12681/eadd/49570 ◽

2021 ◽

Author(s):

Άνα-Τερέσα Ρούμπιο-Τομάς

Keyword(s):

Human Cancer ◽

Cancer Genome ◽

Rna Seq ◽

Enhancer Of Zeste ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

ΙΣΤΟΡΙΚΟ: Η πρωτεΐνη SMYD5 είναι μια μεθυλοτρανσφεράση των ιστονών που περιέχει τις δομικές περιοχές Su(Var)3-9, Enhancer-of-zeste και Trithorax (SET) και Myeloid, Nervy, και DEAF-1 (MYND) και η οποία αρχικά περιγράφηκε ως συστατικό του συμπλόκου πυρηνικού υποδοχέα (NCoR) που καταλύει την τριμεθυλίωση της λυσίνης 20 της ιστόνης 4 (H4K20me3). ΛΟΓΙΚΗ: Με βάση τη δομή και τα στοιχεία που έχουν δημοσιευτεί στο παρελθόν που δείχνουν το ρόλο της πρωτεΐνης SMYD5 ως μεθυλοτρανσφεράση, επιδιώξαμε να εντοπίσουμε εν δυνάμει υποστρώματα μεθυλίωσης του μορίου SMYD5 in vitro. Επιπλέον, δεδομένου ότι άλλα μέλη της οικογένειας SMYD, όπως η SMYD2 και η SMYD3 πρωτεΐνες, έχει δειχθεί ότι παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του καρκίνου, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου του ήπατος και του παχέος εντέρου, διερευνήσαμε την πιθανή επίπτωση του SMYD5 στην καρκινογένεση χρησιμοποιώντας μοντέλα ποντικών και ανθρώπινα δείγματα. ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ: Πραγματοποιήσαμε μια δοκιμασία in vitro μεθυλίωσης χρησιμοποιώντας την ανασυνδυασμένη ανθρώπινη πρωτεΐνη SMYD5 με υποστρώματα ιστονών και μη ιστονικά υποστρώματα. Επιπλέον, δημιουργήσαμε ανασυνδυασμένους ποντικούς με έλλειψη του Smyd5 γονιδίου, στους οποίους το γονίδιο Smyd5 απενεργοποιήθηκε είτε σε όλους τους ιστούς (Smyd5flox / MX-Cre) είτε συγκεκριμένα στο ήπαρ (Smyd5flox / Alfp-Cre and Smyd5flox / Alb-Cre). Επιπλέον, δημιουργήσαμε ποντίκια με έλλειψη Smyd5 ειδικά για το έντερο (Smyd5flox / Villin-Cre). Η ανάλυση της έκφρασης του γονιδίου SMYD5 σε ανθρώπινο ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα (HCC) και καρκίνο του παχέος εντέρου πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τα σύνολα δεδομένων The Human Cancer Genome Atlas (TCGA). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Στην παρούσα μελέτη παρουσιάζουμε ότι η υπερεκφρασμένη με βακιλοϊό και καθαρισμένη SMYD5 πρωτεΐνη μεθυλιώνει, κατά προτίμηση, τις ιστόνες 2Α και 2Β (H2A και H2B) in vitro. Και τα τέσσερα στελέχη SMYD5 knockout (KO) ποντικών που δημιουργήθηκαν αναπτύχθηκαν κανονικά και δεν εμφάνισαν ορατό φαινότυπο. Ωστόσο, όταν υποβλήθηκε σε πρωτόκολλο χημικώς επαγόμενης καρκινογένεσης diethylnitrosamine (DEN), τα ποντίκια με πλήρη έλλειψη του γονιδίου Smyd5 από όλους τους ιστούς καθώς και μεμονωμένα στο ήπαρ, παρουσίασαν καθυστερημένη ανάπτυξη όγκου του ήπατος σε σύγκριση με ποντίκια άγριου τύπου (WT) που εκτέθηκαν στην ίδια θεραπεία. Τα ποντίκια υποβλήθηκαν σε μακροσκοπική και ιστολογική ανάλυση, συμπεριλαμβανομένων των κηλίδων για την αξιολόγηση της ηπατικής βλάβης του DNA και του πολλαπλασιασμού, καθώς και σε ανάλυση του προτύπου έκφρασης του μεταγραφώματος με αλληλούχιση RNA (RNA-seq) και με ποσοτική αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης αντίστροφης μεταγραφάσης (qPCR). Ορισμένα γονίδια που σχετίζονται με τον καρκίνο και τον πολλαπλασιασμό έδειξαν μειωμένη έκφραση στο ήπαρ ποντικών με έλλειψη του Smyd5 γονιδίου σε σύγκριση με ποντίκια WT. Ανάλυση ποντικών Smyd5flox / Villin-Cre που υποβλήθηκαν σε χημική θεραπεία προκαλώντας καρκινογένεση του παχέος εντέρου δεν έδειξε εμφανείς φαινοτυπικές διαφορές σε σύγκριση με τα ποντίκια WT που έλαβαν την ίδια θεραπεία.Σύμφωνα με τα δεδομένα από την ανάλυση των ανασυνδυασμένων ποντικών, βρήκαμε μια σημαντική συσχέτιση μεταξύ της έκφρασης του SMYD5 και της επίπτωσης στον ηπατοκυτταρικό καρκίνο. Η έκφραση του SMYD5 γονιδίου σε δείγματα από όγκο ανθρώπινου ήπατος σχετίζεται αρνητικά με τη συνολική επιβίωση του ασθενούς και την πιθανότητα επιβίωσης “χωρίς όγκο” μετά από χημειοθεραπεία για ένα δεδομένο χρονικό πλαίσιο, αλλά σχετίζεται θετικά με την πιθανότητα προόδου σε όγκους υψηλού βαθμού (G3/G4). Επιπλέον, βάσει των πειραμάτων ποντικών και των δειγμάτων καρκίνου του παχέος εντέρου από την TCGA, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι το γονίδιο SMYD5 δεν φαίνεται να παίζει ρόλο στον καρκίνο του παχέος εντέρου, χρησιμοποιώντας τουλάχιστον τις συγκεκριμένες παραμέτρους της ανάλυσής μας. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διαπιστώσαμε ότι η πρωτεΐνη SMYD5 παρουσιάζει δραστικότητα μεθυλοτρανσφεράσης των ιστονών in vitro, με τα in vivo δεδομένα από μοντέλα SMYD5 KO ποντικών και δείγματα από καρκίνο στον άνθρωπο να υποστηρίζουν το ρόλο της και τη σημασία της στην καρκινογένεση του ήπατος.

Download Full-text

NKX6-1 mediates cancer stem-like properties and regulates sonic hedgehog signaling in leiomyosarcoma

Journal of Biomedical Science ◽

10.1186/s12929-021-00726-6 ◽

2021 ◽

Vol 28 (1) ◽

Author(s):

Po-Hsuan Su ◽

Rui-Lan Huang ◽

Hung-Cheng Lai ◽

Lin-Yu Chen ◽

Yu-Chun Weng ◽

...

Keyword(s):

Tumor Growth ◽

Sonic Hedgehog ◽

Poor Prognosis ◽

Cancer Genome ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

Shh Pathway ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

Abstract Background Leiomyosarcoma (LMS), the most common soft tissue sarcoma, exhibits heterogeneous and complex genetic karyotypes with severe chromosomal instability and rearrangement and poor prognosis. Methods Clinical variables associated with NKX6-1 were obtained from The Cancer Genome Atlas (TCGA). NKX6-1 mRNA expression was examined in 49 human uterine tissues. The in vitro effects of NXK6-1 in LMS cells were determined by reverse transcriptase PCR, western blotting, colony formation, spheroid formation, and cell viability assays. In vivo tumor growth was evaluated in nude mice. Results Using The Cancer Genome Atlas (TCGA) and human uterine tissue datasets, we observed that NKX6-1 expression was associated with poor prognosis and malignant potential in LMS. NKX6-1 enhanced in vitro tumor cell aggressiveness via upregulation of cell proliferation and anchorage-independent growth and promoted in vivo tumor growth. Moreover, overexpression and knockdown of NKX6-1 were associated with upregulation and downregulation, respectively, of stem cell transcription factors, including KLF8, MYC, and CD49F, and affected sphere formation, chemoresistance, NOTCH signaling and Sonic hedgehog (SHH) pathways in human sarcoma cells. Importantly, treatment with an SHH inhibitor (RU-SKI 43) but not a NOTCH inhibitor (DAPT) reduced cell survival in NKX6-1-expressing cancer cells, indicating that an SHH inhibitor could be useful in treating LMS. Finally, using the TCGA dataset, we demonstrated that LMS patients with high expression of NKX6-1 and HHAT, an SHH pathway acyltransferase, had poorer survival outcomes compared to those without. Conclusions Our findings indicate that NKX6-1 and HHAT play critical roles in the pathogenesis of LMS and could be promising diagnostic and therapeutic targets for LMS patients.

Download Full-text

PR/SET Domain Family and Cancer: Novel Insights from the Cancer Genome Atlas

International Journal of Molecular Sciences ◽

10.3390/ijms19103250 ◽

2018 ◽

Vol 19 (10) ◽

pp. 3250 ◽

Cited By ~ 9

Author(s):

Anna Sorrentino ◽

Antonio Federico ◽

Monica Rienzo ◽

Patrizia Gazzerro ◽

Maurizio Bifulco ◽

...

Keyword(s):

Family Members ◽

Cancer Genome ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

Driver Gene ◽

Rna Seq ◽

Set Domain ◽

Primary Tumors ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Pan Cancer ◽

Genome Atlas

The PR/SET domain gene family (PRDM) encodes 19 different transcription factors that share a subtype of the SET domain [Su(var)3-9, enhancer-of-zeste and trithorax] known as the PRDF1-RIZ (PR) homology domain. This domain, with its potential methyltransferase activity, is followed by a variable number of zinc-finger motifs, which likely mediate protein–protein, protein–RNA, or protein–DNA interactions. Intriguingly, almost all PRDM family members express different isoforms, which likely play opposite roles in oncogenesis. Remarkably, several studies have described alterations in most of the family members in malignancies. Here, to obtain a pan-cancer overview of the genomic and transcriptomic alterations of PRDM genes, we reanalyzed the Exome- and RNA-Seq public datasets available at The Cancer Genome Atlas portal. Overall, PRDM2, PRDM3/MECOM, PRDM9, PRDM16 and ZFPM2/FOG2 were the most mutated genes with pan-cancer frequencies of protein-affecting mutations higher than 1%. Moreover, we observed heterogeneity in the mutation frequencies of these genes across tumors, with cancer types also reaching a value of about 20% of mutated samples for a specific PRDM gene. Of note, ZFPM1/FOG1 mutations occurred in 50% of adrenocortical carcinoma patients and were localized in a hotspot region. These findings, together with OncodriveCLUST results, suggest it could be putatively considered a cancer driver gene in this malignancy. Finally, transcriptome analysis from RNA-Seq data of paired samples revealed that transcription of PRDMs was significantly altered in several tumors. Specifically, PRDM12 and PRDM13 were largely overexpressed in many cancers whereas PRDM16 and ZFPM2/FOG2 were often downregulated. Some of these findings were also confirmed by real-time-PCR on primary tumors.

Download Full-text

Role of INSL4 Signaling in Sustaining the Growth and Viability of LKB1-Inactivated Lung Cancer

JNCI Journal of the National Cancer Institute ◽

10.1093/jnci/djy166 ◽

2018 ◽

Vol 111 (7) ◽

pp. 664-674 ◽

Cited By ~ 1

Author(s):

Rongqiang Yang ◽

Steven W Li ◽

Zirong Chen ◽

Xin Zhou ◽

Wei Ni ◽

...

Keyword(s):

Lung Cancer ◽

Transcriptome Profiling ◽

Cancer Genome ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

Growth And Survival ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Lung Adenocarcinomas ◽

Genome Atlas

Abstract Background The LKB1 tumor suppressor gene is commonly inactivated in non-small cell lung carcinomas (NSCLC), a major form of lung cancer. Targeted therapies for LKB1-inactivated lung cancer are currently unavailable. Identification of critical signaling components downstream of LKB1 inactivation has the potential to uncover rational therapeutic targets. Here we investigated the role of INSL4, a member of the insulin/IGF/relaxin superfamily, in LKB1-inactivated NSCLCs. Methods INSL4 expression was analyzed using global transcriptome profiling, quantitative reverse transcription PCR, western blotting, enzyme-linked immunosorbent assay, and RNA in situ hybridization in human NSCLC cell lines and tumor specimens. INSL4 gene expression and clinical data from The Cancer Genome Atlas lung adenocarcinomas (n = 515) were analyzed using log-rank and Fisher exact tests. INSL4 functions were studied using short hairpin RNA (shRNA) knockdown, overexpression, transcriptome profiling, cell growth, and survival assays in vitro and in vivo. All statistical tests were two-sided. Results INSL4 was identified as a novel downstream target of LKB1 deficiency and its expression was induced through aberrant CRTC-CREB activation. INSL4 was highly induced in LKB1-deficient NSCLC cells (up to 543-fold) and 9 of 41 primary tumors, although undetectable in all normal tissues except the placenta. Lung adenocarcinomas from The Cancer Genome Atlas with high and low INSL4 expression (with the top 10th percentile as cutoff) showed statistically significant differences for advanced tumor stage (P < .001), lymph node metastasis (P = .001), and tumor size (P = .01). The INSL4-high group showed worse survival than the INSL4-low group (P < .001). Sustained INSL4 expression was required for the growth and viability of LKB1-inactivated NSCLC cells in vitro and in a mouse xenograft model (n = 5 mice per group). Expression profiling revealed INSL4 as a critical regulator of cell cycle, growth, and survival. Conclusions LKB1 deficiency induces an autocrine INSL4 signaling that critically supports the growth and survival of lung cancer cells. Therefore, aberrant INSL4 signaling is a promising therapeutic target for LKB1-deficient lung cancers.

Download Full-text

METTL3-Mediated m6A mRNA Modification of FBXW7 Suppresses Lung Adenocarcinoma

10.21203/rs.3.rs-90362/v1 ◽

2020 ◽

Author(s):

Yingtong Wu ◽

Ning Chang ◽

Yong Zhang ◽

Xinxin Zhang ◽

Leidi Xu ◽

...

Keyword(s):

Lung Adenocarcinoma ◽

Cell Model ◽

Biological Effects ◽

Cancer Genome ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

Luciferase Reporter ◽

Rna Immunoprecipitation ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

Abstract BackgroundFBXW7 m6A modification plays an important role in lung adenocarcinoma (LUAD) progression; however, the underlying mechanisms remain unclear.MethodsThe correlation between FBXW7 and various genes related to m6A modification was analyzed using The Cancer Genome Atlas database. The regulatory effects of METTL3 on FBXW7 mRNA m6A modification were examined in a cell model, and the underlying mechanism was determined by methylated RNA immunoprecipitation, RNA immunoprecipitation, luciferase reporter, and mutagenesis assays. In vitro experiments were performed to further explore the biological effects of METTL3-mediated FBXW7 m6A modification on LUAD development.ResultsDecreased FBXW7 expression was accompanied by downregulated METTL3 expression in human LUAD tissues and was associated with a worse prognosis for LUAD in The Cancer Genome Atlas database. m6A was highly enriched in METTL3-mediated FBXW7 transcripts, and increased m6A modification in the coding sequence region increased its translation. Functionally, METTL3 overexpression or knockdown affected the apoptosis and proliferation phenotype of LUAD cells by regulating FBXW7 m6A modification and expression. Furthermore, FBXW7 overexpression in METTL3-depleted cells partially restored the suppression of LUAD cells in vitro and in vivo.ConclusionsOur findings reveal that METTL3 positively regulates FBXW7 expression and confirm the tumor-suppressive role of m6A-modiﬁed FBXW7, thus providing insight into its epigenetic regulatory mechanisms in LUAD initiation and development.

Download Full-text

Local Delivery of Minocycline and Vorinostat Act Synergistically to Inhibit Recurrence of Gliomas

10.21203/rs.3.rs-33885/v1 ◽

2020 ◽

Author(s):

Gang Zhao ◽

Jun Jia ◽

Lansheng Wang ◽

Yongkang Zhang ◽

Han Yang ◽

...

Keyword(s):

High Performance ◽

Postoperative Recurrence ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

The Public ◽

Continuous Release ◽

Clinical Consequences ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

Abstract Background:Postoperative recurrence is the main reason of poor clinical consequences in glioma patients, so preventing recurrence of tumors is crucial in management of gliomas. Methods:In this study, the expression of matrix metalloproteinases (MMPs)in tissues from normal were detected by using RNA-seq analysis.Glioma cases from the public databases (The Cancer Genome Atlas (TCGA), The Chinese Glioma Genome Atlas(CGGA), Betastasis) were included in this study.The hydrogelcontains minocycline (Mino) and vorinostat (Vor)(G/Mino + Vor) was formed under 365 nm when photoinitiator was added in. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) assay was used to assessed the release of drugs in G/Mino + Vor hydrogel. MTT assay was used to explore the biosecurity of GelMA. Immunohistochemistry assay, ELISA assay, Tunel assay were used to demonstrate the antitumor effect of G/Mino + Vor hydrogel.Results:We developed G/Mino + Vor hydrogel successfully. Thenthe experiment in vitro and in vivo confirmed MMPs-responsive delivery of minocycline and vorinostat in hydrogel and the anti-glioma effect on incomplete tumor operation model, which indicated that G/Mino + Vor hydrogel effectively inhibited the recurrence of glioma after surgery.Conclusions: In summary, G/Mino + Vor hydrogel could continuous release minocycline and vorinostat in surgical cavity for inhibiting local recurrence of glioma after operation.

Download Full-text

Μελέτη μοριακών σηματοδοτικών μηχανισμών επαγωγής της κυτταρικής επιβίωσης και αποδιαφοροποίησης στον καρκίνο

10.12681/eadd/46398 ◽

2019 ◽

Author(s):

Ευστάθιος-Ιάσων Βλαχάβας

Keyword(s):

Cancer Genome ◽

The Cancer Genome Atlas ◽

Rna Seq ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Genome Atlas

Ο όρος καρκίνος χρησιμοποιείται όχι για μια ασθένεια, αλλά για ένα ευρύτερο σύνολο συσχετιζόμενων νοσημάτων, οι οποίες περιγράφονται από ένα κοινό χαρακτηριστικό: την αφύσικη ανάπτυξη κυττάρων που διαιρούνται ανεξέλεγκτα και μπορούν να διηθήσουν παρακείμενους ιστούς. Η μελέτη των μοριακών μηχανισμών που εμπλέκονται στη παθοφυσιολογία των καρκίνου, αποτελεί πεδίο έντονης έρευνας, γιατί η κατανόησή τους συνδέεται άμεσα με την ορθή αντιμετώπιση της νόσου. Στην παρούσα διατριβή, εστιάζουμε στον καρκίνο του παχέος εντέρου. Η πλειοψηφία των όγκων του παχέος εντέρου είναι αδενοκαρκινώματα, τα οποία προκύπτουν από τη δημιουργία πολυπόδων που σχηματίζονται στο εσωτερικό τοίχωμα του παχέος εντέρου και μπορούν να εξελιχθούν σε νεοπλασίες. Ο καρκίνος του παχέος εντέρου είναι μια ιδιαίτερα σύνθετη ασθένεια, με έντονα μεταβλητά μοριακά και γενετικά χαρακτηριστικά και με διαφορική απόκριση σε φαρμακευτικά σχήματα. Περίπου το 40% των περιπτώσεων ανιχνεύονται σε πρώιμο στάδιο με το ποσοστό της πενταετούς επιβίωσης να κυμαίνεται στο 90%. Επιπρόσθετα, αποτελεί μια αιτία θνησιμότητας στις χώρες του ανεπτυγμένου κόσμου, κυρίως λόγω του υψηλού μεταστατικού δυναμικού που παρουσιάζει. Συνολικά, τα παραπάνω στοιχεία καθιστούν επιτακτική την αξιοποίηση όλων των διαθέσιμων μοριακών πληροφοριών αλλά και ιατροβιολογικών δεδομένων για την εφαρμογή εξατομικευμένης θεραπείας στα πλαίσια της μεταφραστικής έρευνας.Την τελευταία δεκαετία, η εκτεταμένη αξιοποίηση των τεχνικών υψηλής απόδοσης, όπως οι μικροσυστοιχίες γονιδίων και οι τεχνολογίες αλληλούχισης νέας γενιάς για την ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης σε διάφορους τύπους καρκίνου του παχέος εντέρου, συνέβαλε σημαντικά στην ταυτοποίηση σημαντικών γονιδιακών μεταλλαγών και στον χαρακτηρισμό γονιδίων που εμπλέκονται στην παθοφυσιολογία του συγκεκριμένου καρκίνου. Αν και οι τεχνολογίες αλληλούχισης νέας γενιάς παρουσιάζουν σημαντικές τεχνολογικές βελτιώσεις, οι μικροσυστοιχίες DNA εξακολουθούν να παραμένουν δημοφιλείς για την ανάλυση του μεταγραφώματος, αφενός γιατί παραμένουν πιο οικονομικές και αφετέρου προϋποθέτουν μια λιγότερο σύνθετη προετοιμασία δειγμάτων, συγκριτικά με τις μεθοδολογίες αλληλούχισης. Αντιπροσωπευτικά παραδείγματα για τη συμβολή των τεχνολογιών υψηλής απόδοσης αποτελούν ερευνητικές δημοσιεύσεις από τη διεθνή ερευνητική συνεργασία (The Cancer Genome Atlas) για τον μοριακό χαρακτηρισμού του καρκίνου του παχέος εντέρου, καθώς και τον χαρακτηρισμό συγκεκριμένων μοριακών υποτύπων με βάση γονιδιωματικά δεδομένα από διαφορετικές ερευνητικές ομάδες. Ωστόσο, η ιδιαίτερη ετερογένεια που παρουσιάζει ο συγκεκριμένος καρκίνος αλλά και η δυσκολία της ερμηνείας μοριακών δεδομένων υψηλής διαστασιμότητας που προκύπτουν από την ανάλυση μικροσυστοιχιών αλλά και DNA/RNA-Seq τεχνολογιών, δυσχεραίνουν την αξιοποίηση των διαφόρων γονιδιακών υπογραφών που περιγράφουν ένα συγκεκριμένο καρκινικό φαινότυπο, στην κλινική εφαρμογή.

Download Full-text

Combinatorial Genetics Uncovers Novel Targets for the Treatment of Npm1/Cohesin Mutated AML

Blood ◽

10.1182/blood-2018-99-113011 ◽

2018 ◽

Vol 132 (Supplement 1) ◽

pp. 2598-2598

Author(s):

Alison E Meyer ◽

Cary Stelloh ◽

Joseph B Fisher ◽

Kirthi Pulakanti ◽

George S. Vassiliou ◽

...

Keyword(s):

Gene Expression ◽

Research Funding ◽

Double Mutant ◽

Cancer Genome ◽

Cohesin Complex ◽

Self Renewal ◽

Cancer Genome Atlas ◽

Equity Ownership ◽

Genome Atlas

Abstract Current precision medicine approaches typically target a single genetic mutation. However, adult acute myeloid leukemia (AML) is difficult to treat due to its genetic complexity. Approximately 30 somatic mutations have been found to be recurrent, with an average of 5-15 mutations present per patient (Cancer Genome Atlas 2013). Therefore, combinatorial genetic approaches have the power to uncover novel gene targets that can be used to tailor therapies to an individual's unique mutational spectrum. Mutations in NPM1 commonly occur in in AML. Approximately 25-30% of patients harbor a specific variant of the NPM1 mutation referred to as NPM1cA, which results in mislocalization of the Npm1 protein from the nucleus to the cytoplasm (Cancer Genome Atlas 2013; Falini 2005). While NPM1cA is considered to be a driver of AML development, mice with this mutation develop AML with a long latency (18 months) and with incomplete penetrance (Vassiliou 2011). In addition, those mice that do develop AML acquire additional genetic mutations, suggesting that NPM1cA cooperates with serially acquired mutations to drive AML development (Dovey 2017). It was recently discovered that mutations in the cohesin complex (consisting of the genes STAG2, SMC1A, SMC3, and RAD21) are also common in AML, with mutation in any of the four components resulting in haploinsufficiency (Cancer Genome Atlas 2013). Cohesin haploinsufficiency is enriched in patients with NPM1 mutations. Although cohesin mutations alone are insufficient to generate AML in mice (Viny 2015), they do result in increased hematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) self-renewal (Mazumdar 2015; Fisher 2017). As the cohesin complex has known roles in chromosomal organization and the regulation of gene expression, we hypothesized that cohesin mutations would cooperate with NPM1cA to uniquely alter gene expression, resulting in AML. We crossed inducible NPM1cAflox/+ and SMC3flox/+ mouse models to examine this genetic interaction. Our current data show that the double mutant mice develop AML with increased penetrance compared with the Npm1cA/+ mice alone, with a trend toward decreased latency. The double mutant HSPCs also exhibit increased self-renewal in vitro compared to the Npm1cA/+ or SmcΔ/+ single mutants. To examine changes in gene expression, we performed RNA sequencing on lineage-depleted bone marrow in 3 mice from each genotype (WT, Npm1cA/+, Smc3Δ/+, and double) 4 weeks post excision. Consistent with our hypothesis, additive changes in gene expression were not observed. Instead, a unique set of genes were found to be deregulated in Npm1cA/+; Smc3Δ/+ marrow. In an effort to specifically target Npm1cA/+; Smc3Δ/+ mutant AML, we screened our list of uniquely-affected genes for those associated with AML. We found DOCK1 to be overexpressed in the double, but not Npm1cA/+ single, cells. High expression of this gene has been correlated with decreased overall and disease-free survival in AML patients (Lee 2017). To determine if DOCK1 contributes to the enhanced cell growth observed in vitro in our leukemic lines, we used an inhibitor that targets Dock1. This inhibitor induced apoptosis in our double leukemic cell lines but was less effective in our NPM1 single mutant or WT cells. Additionally, no effect was observed with a genetically unrelated AML line, MLL-AF9. Similarly, shRNA-mediated knockdown of Dock1 resulted in decreased cell viability in Npm1cA/+; Smc3Δ/+ leukemic lines but not in Npm1cA/+ only lines. We thus hypothesize that Dock1 represents a unique target for the treatment of patients harboring the Npm1/Cohesin mutational combination. Our results provide validity to the concept that combinatorial genetics can be used to target the unique genetic landscape of an individual patient. Future studies will focus on the impact of Dock1 inhibition in human Npm1/Cohesion mutated AML cell lines. Disclosures Vassiliou: KYMAB: Consultancy, Equity Ownership; Celgene: Research Funding. Levine:Isoplexis: Equity Ownership; Epizyme: Patents & Royalties; Imago: Equity Ownership; Loxo: Consultancy, Equity Ownership; Janssen: Consultancy, Honoraria; Gilead: Honoraria; Prelude: Research Funding; Novartis: Consultancy; Celgene: Consultancy, Research Funding; Roche: Consultancy, Research Funding; C4 Therapeutics: Equity Ownership; Qiagen: Equity Ownership, Membership on an entity's Board of Directors or advisory committees.

Download Full-text