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Titel:IRF8-Mutationsanalyse in hämatologischen Neoplasien
Autor:Chifudov, Stefan
Weitere Beteiligte: Burchert, Andreas (Prof. Dr. med.)
Veröffentlicht:2016
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2016/0936
DOI: https://doi.org/10.17192/z2016.0936
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2016-09360
DDC: Medizin
Titel (trans.):Analysis of IRF8 mutations in hematological neoplasia
Publikationsdatum:2017-01-12
Lizenz:https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0

Dokument

Schlagwörter:
Transkriptionsfaktor, Tumor-Suppressorgen, Chronisch-lymph, oncology, IRF8, Mutation, Medizin, medicine, IRF8, hematology, Hämatologie, tumor-suppressor, Lymphatische Leukämie, Onkologie, Leukämie, Akute lymphatische Leukämie

Zusammenfassung:
Der Transkriptionsfaktor Interferon Regulatory Factor 8 (IRF8) ist an mehreren physiologischen Prozessen des hämatopoetischen bzw. des Immunsystems beim Menschen beteiligt. Dazu gehören unter anderem die Reifung myeloischer und lymphatischer Vorläuferzellen im Knochenmark sowie die späteren Stadien der lymphatischen Differenzierung in den sekundären lymphatischen Organen. In enger Verbindung zu diesen Aufgaben von IRF8 stehen Hinweise auf die Bedeutung einer Fehlfunktion dieses Transkriptionsfaktors bei der Entstehung hämatologischer und immunologischer Erkrankungen, insbesondere einiger hämatologischen Neoplasien und Immundefektkrankheiten. Die verringerte Expression von IRF8 in den malignen Zellen der chronischen myeloischen Leukämie (CML) spricht zusammen mit dem gezeigten Antagonismus zwischen IRF8 und dem zentralen onkogenen Protein bei der CML – BCR-ABL – für eine tumor-suppressive Rolle von IRF8 bei dieser Erkrankung. Da zudem IRF8-Null-Mäuse und BXH-2-Mäuse, die eine zufällig erworbene IRF8-Mutation (p.R294C) aufweisen, eine CML-ähnliche Myeloproliferation entwickeln, hat sich IRF8 als Tumorsuppressorgen bei der CML etabliert. Die tumorsuppressive Rolle von IRF8 bei der akuten lymphoblastischen Leukämie (ALL) ist nicht so klar gezeigt. Im Rahmen von Genomsequenzierungen wurden allerdings bei einigen pädiatrischen ALL-Fällen auch IRF8-Mutationen beobachtet. Im Unterschied dazu sind bei der Erwachsenen-ALL, die auch häufiger das BCR-ABL-Onkogen exprimiert, keine IRF8-Mutationen beschrieben worden. Bei der chronischen lymphatischen Leukämie (CLL) sind Polymorphismen im Bereich des IRF8-Genlokus vermutlich mit einem erhöhten Erkrankungsrisiko assoziiert. Eine gezielte Sequenzierung des Gens in den CLL-Zellen zur Suche nach Mutationen ist jedoch bisher nicht beschrieben. In der vorliegenden Arbeit wurde daher primär in ALL- und CLL-Zellen nach IRF8-Mutationen gesucht. Die IRF8-Transkripte wurden bei insgesamt 136 Patienten mit ALL, CLL oder selten auch anderen hämatologischen Neoplasien und bei neun humanen Zelllinien sequenziert. Proben mit vorhandenen Mutationen wurden ggf. auf eine Änderung der IRF8-mRNA-Expression untersucht. IRF8-Veränderungen wurden bei insgesamt 39% der untersuchten Proben gefunden, meist in der Form bereits bekannter synonymer Polymorphismen. Drei missense-Mutationen konnten identifiziert werden (zwei bei der ALL, eine beim Mantelzelllymphom), wobei zwei dieser Mutationen als Polymorphismen bekannt sind. Die Mutation p.R296H in einer ALL-Probe der pro-B-ALL-Subgruppe stellt hingegen keinen bekannten Polymorphismus dar. Diese Mutation betrifft beim Menschen die gleiche Aminosäure wie die IRF8-Mutation bei der bereits erwähnten BXH-2-Maus. Außerdem wurde eine Überexpression des mutierten IRF8-Transkripts in der gleichen Patientenprobe beobachtet. Andererseits fanden wir bei der CLL eine Deletion von 19 Basenpaaren (c.1158_1176del) nahe am 3‘-Ende des kodierenden IRF8-mRNA-Abschnittes, die mit einer niedrigen Expression des IRF8-Transkriptes einhergeht. Zusammenfassend konnten in der vorliegenden Arbeit bei je einer Erwachsenen-pro-B-ALL- und CLL-Probe erstmalig IRF8-Mutationen demonstriert werden, die keine Polymorphismen darstellen. Bei der pro-B-ALL ist eine Aminosäure von IRF8 betroffen, die interessanterweise der mutierten Aminosäure bei der BXH-2-Leukämiemaus entspricht. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die funktionelle Auswirkung der gefundenen Mutationen besser zu charakterisieren.

Bibliographie / References

  1. 30. Lenz G, Staudt LM. Aggressive lymphomas. N. Engl. J. Med. 2010;362:1417-29.
  2. 54. Schwieger M, Lohler J, Friel J, Scheller M, Horak I, Stocking C. AML1-ETO Inhibits Maturation of Multiple Lymphohematopoietic Lineages and Induces Myeloblast Transformation in Synergy with ICSBP Deficiency. J. Exp. Med. 2002;196:1227-40.
  3. 65. Turcotte K, Gauthier S, Tuite A, Mullick A, Malo D, Gros P. A mutation in the Icsbp1 gene causes susceptibility to infection and a chronic myeloid leukemia-like syndrome in BXH-2 mice. J. Exp. Med. 2005;201:881-90.
  4. 12. Driggers PH, Ennist DL, Gleason SL, et al. An interferon gamma-regulated protein that binds the interferon-inducible enhancer element of major histocompatibility complex class I genes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990;87:3743-7.
  5. 20. Hashmueli S, Gleit-Kielmanowicz M, Meraro D, Azriel A, Melamed D, Levi BZ. A truncated IFN-regulatory factor-8\IFN consensus sequence-binding protein acts as dominant-negative, interferes with endogenous protein-protein interactions and leads to apoptosis of immune cells. Int. Immunol. 2003;15:807-15.
  6. 24. Jaiswal H, Kaushik M, Sougrat R, et al. Batf3 and Id2 Have a Synergistic Effect on Irf8-Directed Classical CD8 + Dendritic Cell Development. J. Immunol. 2013;191:5993-6001.
  7. 18. Hanada M, Delia D, Aiello A, Stadtmauer E, Reed JC. bcl-2 gene hypomethylation and high-level expression in B-cell chronic lymphocytic leukemia. Blood 1993;82:1820-8.
  8. 41. Mullighan CG, Miller CB, Radtke I, et al. BCR-ABL1 lymphoblastic leukaemia is characterized by the deletion of Ikaros. Nature 2008;453:110-4.
  9. 35. Maguer-Satta V, Petzer AL, Eaves AC, Eaves CJ. BCR-ABL expression in different subpopulations of functionally characterized Ph+ CD34+ cells from patients with chronic myeloid leukemia. Blood 1996;88:1796-804.
  10. 51. Renneberg R. Bioanalytik für Einsteiger, [Diabetes, Drogen und DNA]. Heidelberg: Spektrum, Akad. Verl., 2009, c 2009. XIX, 276 S. (Bioanalytik für Einsteiger; vol. Buch). ISBN: 978-3-8274-1831-9.
  11. 5. Chiorazzi N, Rai KR, Ferrarini M. Chronic lymphocytic leukemia. N. Engl. J. Med. 2005;352:804-15.
  12. 8. Crowther-Swanepoel D, Broderick P, Di Bernardo MC, et al. Common variants at 2q37.3, 8q24.21, 15q21.3 and 16q24.1 influence chronic lymphocytic leukemia risk. Nat. Genet. 2010;42:132-6.
  13. 50. Raetz M, Kibardin A, Sturge CR, et al. Cooperation of TLR12 and TLR11 in the IRF8-Dependent IL-12 Response to Toxoplasma gondii Profilin. J. Immunol. 2013;191:4818-27.
  14. 64. Tsujimura H, Tamura T, Ozato K. Cutting Edge: IFN Consensus Sequence Binding Protein/IFN Regulatory Factor 8 Drives the Development of Type I IFNProducing Plasmacytoid Dendritic Cells. J. Immunol. 2003;170:1131-5.
  15. 19. Hao SX, Ren R. Expression of interferon consensus sequence binding protein (ICSBP) is downregulated in Bcr-Abl-induced murine chronic myelogenous leukemia-like disease, and forced coexpression of ICSBP inhibits Bcr-Abl-induced myeloproliferative disorder. Mol. Cell. Biol. 2000;20:1149-61.
  16. 10. Deng M, Daley GQ. Expression of interferon consensus sequence binding protein induces potent immunity against BCR/ABL-induced leukemia. Blood 2001;97:3491-7.
  17. 36. Martinez A, Pittaluga S, Rudelius M, et al. Expression of the interferon regulatory factor 8/ICSBP-1 in human reactive lymphoid tissues and B-cell lymphomas: a novel germinal center marker. Am. J. Surg. Pathol. 2008;32:1190- 200.
  18. 2. Calin GA, Trapasso F, Shimizu M, et al. Familial cancer associated with a polymorphism in ARLTS1. N. Engl. J. Med. 2005;352:1667-76.
  19. 15. Goldin LR, Pfeiffer RM, Li X, Hemminki K. Familial risk of lymphoproliferative tumors in families of patients with chronic lymphocytic leukemia: results from the Swedish Family-Cancer Database. Blood 2004;104:1850-4.
  20. 38. Morin RD, Mendez-Lago M, Mungall AJ, et al. Frequent mutation of histonemodifying genes in non-Hodgkin lymphoma. Nature 2011;476:298-303.
  21. 56. Skamene E, Gros P, Forget A, Kongshavn PA, St Charles C, Taylor BA. Genetic regulation of resistance to intracellular pathogens. Nature 1982;297:506-9.
  22. 6. Chrabot BS, Kariuki SN, Zervou MI, et al. Genetic variation near IRF8 is associated with serologic and cytokine profiles in systemic lupus erythematosus and multiple sclerosis. Genes. Immun. 2013;14:471-8.
  23. 42. Mullighan CG. Genome sequencing of lymphoid malignancies. Blood 2013;122:3899-907.
  24. 40. Mullighan CG, Goorha S, Radtke I, et al. Genome-wide analysis of genetic alterations in acute lymphoblastic leukaemia. Nature 2007;446:758-64.
  25. 16. Gudmundsson J, Sulem P, Gudbjartsson DF, et al. Genome-wide association and replication studies identify four variants associated with prostate cancer susceptibility. Nat. Genet. 2009;41:1122-6.
  26. 57. Slager SL, Rabe KG, Achenbach SJ, et al. Genome-wide association study identifies a novel susceptibility locus at 6p21.3 among familial CLL. Blood 2011;117:1911-6.
  27. 60. Tamura T, Nagamura-Inoue T, Shmeltzer Z, Kuwata T, Ozato K. ICSBP directs bipotential myeloid progenitor cells to differentiate into mature macrophages. Immunity 2000;13:155-65.
  28. 61. Tamura T. ICSBP/IRF-8 inhibits mitogenic activity of p210 Bcr/Abl in differentiating myeloid progenitor cells. Blood 2003;102:4547-54.
  29. 52. Schiavoni G, Mattei F, Sestili P, et al. ICSBP is essential for the development of mouse type I interferon-producing cells and for the generation and activation of CD8alpha(+) dendritic cells. J. Exp. Med. 2002;196:1415-25.
  30. 47. Otto N, Manukjan G, Göhring G, et al. ICSBP promoter methylation in myelodysplastic syndromes and acute myeloid leukaemia. Leukemia 2011;25:1202-7.
  31. 55. Shlush LI, Zandi S, Mitchell A, et al. Identification of pre-leukaemic haematopoietic stem cells in acute leukaemia. Nature 2014;506:328-33.
  32. 22. Holtschke T, Löhler J, Kanno Y, et al. Immunodeficiency and chronic myelogenous leukemia-like syndrome in mice with a targeted mutation of the ICSBP gene. Cell 1996;87:307-17.
  33. 33. Ludwig WD, Rieder H, Bartram CR, et al. Immunophenotypic and genotypic features, clinical characteristics, and treatment outcome of adult pro-B acute lymphoblastic leukemia: results of the German multicenter trials GMALL 03/87 and 04/89. Blood 1998;92:1898-909.
  34. 4. Chapman PB, Hauschild A, Robert C, et al. Improved Survival with Vemurafenib in Melanoma with BRAF V600E Mutation. N. Engl. J. Med. 2011;364:2507-16.
  35. 3. Chapman MA, Lawrence MS, Keats JJ, et al. Initial genome sequencing and analysis of multiple myeloma. Nature 2011;471:467-72.
  36. 1. Burchert A, Cai D, Hofbauer LC, et al. Interferon consensus sequence binding protein (ICSBP; IRF-8) antagonizes BCR/ABL and down-regulates bcl-2. Blood 2004;103:3480-9.
  37. 34. Lu R. IRF-4,8 orchestrate the pre-B-to-B transition in lymphocyte development. Genes & Development 2003;17:1703-8.
  38. 21. Havelange V, Pekarsky Y, Nakamura T, et al. IRF4 mutations in chronic lymphocytic leukemia. Blood 2011;118:2827-9.
  39. 32. Li P, Wong JJ, Sum C, et al. IRF8 and IRF3 cooperatively regulate rapid interferon- induction in human blood monocytes. Blood 2011;117:2847-54.
  40. 17. Hambleton S, Salem S, Bustamante J, et al. IRF8 mutations and human dendritic-cell immunodeficiency. N. Engl. J. Med. 2011;365:127-38.
  41. 67. Wang H, Lee CH, Qi C, et al. IRF8 regulates B-cell lineage specification, commitment, and differentiation. Blood 2008;112:4028-38.
  42. 68. Wang H, Morse HC. IRF8 regulates myeloid and B lymphoid lineage diversification. Immunol. Res. 2009;43:109-17.
  43. 43. Murphy KP, Murphy K, Travers P, Walport M, Janeway C. Janeway's immunobiology. 8th ed. New York: Garland Science, 2012. xix, 868. ISBN: 978-0- 8153-4243-4.
  44. 53. Schmidt M, Nagel S, Proba J, et al. Lack of interferon consensus sequence binding protein (ICSBP) transcripts in human myeloid leukemias. Blood 1998;91:22-9.
  45. 14. Gleissner B, Gökbuget N, Bartram CR, et al. Leading prognostic relevance of the BCR-ABL translocation in adult acute B-lineage lymphoblastic leukemia: a prospective study of the German Multicenter Trial Group and confirmed polymerase chain reaction analysis. Blood 2002;99:1536-43.
  46. 39. Morton LM, Wang SS, Devesa SS, Hartge P, Weisenburger DD, Linet MS. Lymphoma incidence patterns by WHO subtype in the United States, 1992- 2001. Blood 2006;107:265-76.
  47. 58. Slager SL, Achenbach SJ, Asmann YW, et al. Mapping of the IRF8 Gene Identifies a 3'UTR Variant Associated with Risk of Chronic Lymphocytic Leukemia but not Other Common Non-Hodgkin Lymphoma Subtypes. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2013;22:461-6.
  48. 63. Teitell MA, Pandolfi PP. Molecular Genetics of Acute Lymphoblastic Leukemia. Annu. Rev. Pathol. Mech. Dis. 2009;4:175-98.
  49. 11. Döhner K, Schlenk RF, Habdank M, et al. Mutant nucleophosmin (NPM1) predicts favorable prognosis in younger adults with acute myeloid leukemia and normal cytogenetics: interaction with other gene mutations. Blood 2005;106:3740- 6.
  50. 28. Landau DA, Tausch E, Taylor-Weiner AN, et al. Mutations driving CLL and their evolution in progression and relapse. Nature 2015;526:525-30.
  51. 31. Li H, Kaminski MS, Li Y, et al. Mutations in linker histone genes HIST1H1 B, C, D, and E; OCT2 (POU2F2); IRF8; and ARID1A underlying the pathogenesis of follicular lymphoma. Blood 2014;123:1487-98.
  52. 9. Davies H, Bignell GR, Cox C, et al. Mutations of the BRAF gene in human cancer. Nature 2002;417:949-54.
  53. 7. Cordone I, Masi S, Mauro FR, et al. p53 expression in B-cell chronic lymphocytic leukemia: a marker of disease progression and poor prognosis. Blood 1998;91:4342-9.
  54. 26. Kimchi-Sarfaty C, Oh JM, Kim I, et al. A "Silent" Polymorphism in the MDR1 Gene Changes Substrate Specificity. Science 2007;315:525-8.
  55. 37. Meraro D, Hashmueli S, Koren B, et al. Protein-protein and DNA-protein interactions affect the activity of lymphoid-specific IFN regulatory factors. J. Immunol. 1999;163:6468-78.
  56. 23. Hunger SP, Mullighan CG. Redefining ALL classification: toward detecting high-risk ALL and implementing precision medicine. Blood 2015;125:3977-87.
  57. 29. Lee CH, Melchers M, Wang H, et al. Regulation of the germinal center gene program by interferon (IFN) regulatory factor 8/IFN consensus sequence-binding protein. J. Exp. Med. 2006;203:63-72.
  58. 66. Waight JD, Banik D, Griffiths EA, Nemeth MJ, Abrams SI. Regulation of the interferon regulatory factor-8 (IRF-8) tumor suppressor gene by the signal transducer and activator of transcription 5 (STAT5) transcription factor in chronic myeloid leukemia. J. Biol. Chem. 2014;289:15642-52.
  59. 46. Ostendorf BN, Terwey TH, Hemmati PG, Böhmer D, Pleyer U, Arnold R. Severe radiotoxicity in an allogeneic transplant recipient with a heterozygous ATM mutation. Eur. J. Haematol. 2015;95:90-2.
  60. 69. Wang L, Lawrence MS, Wan Y, et al. SF3B1 and other novel cancer genes in chronic lymphocytic leukemia. N. Engl. J. Med. 2011;365:2497-506.
  61. 25. Jamuar SS, Lam AN, Kircher M, et al. Somatic Mutations in Cerebral Cortical Malformations. N. Engl. J. Med. 2014;371:733-43.
  62. 45. Ogino S, Gulley ML, den Dunnen JT, Wilson RB. Standard Mutation Nomenclature in Molecular Diagnostics. J. Mol. Diagn. 2007;9:1-6.
  63. 70. Wang R, Lagakos SW, Ware JH, Hunter DJ, Drazen JM. Statistics in medicine--reporting of subgroup analyses in clinical trials. N. Engl. J. Med. 2007;357:2189-94.
  64. 13. Faderl S, Talpaz M, Estrov Z, O'Brien S, Kurzrock R, Kantarjian HM. The biology of chronic myeloid leukemia. N. Engl. J. Med. 1999;341:164-72.
  65. 59. Tailor P, Tamura T, Morse HC, Ozato K. The BXH2 mutation in IRF8 differentially impairs dendritic cell subset development in the mouse. Blood 2008;111:1942-5.
  66. 44. Nguyen H, Hiscott J, Pitha PM. The growing family of interferon regulatory factors. Cytokine Growth Factor Rev. 1997;8:293-312.
  67. 62. Tamura T, Yanai H, Savitsky D, Taniguchi T. The IRF Family Transcription Factors in Immunity and Oncogenesis. Annu. Rev. Immunol. 2008;26:535-84.
  68. 48. Pogosova-Agadjanyan EL, Kopecky KJ, Ostronoff F, et al. The Prognostic Significance of IRF8 Transcripts in Adult Patients with Acute Myeloid Leukemia. PLoS ONE 2013;8:e70812.
  69. 49. Pui C, Evans WE. Treatment of acute lymphoblastic leukemia. N. Engl. J. Med. 2006;354:166-78.
  70. 27. Kridel R, Meissner B, Rogic S, et al. Whole transcriptome sequencing reveals recurrent NOTCH1 mutations in mantle cell lymphoma. Blood 2012;119:1963-71.


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