名前：昆 彩奈【東京大学医学部附属病院 がんゲノミクスプロジェクト】
発表日時：2012年6月16日 8:30-8:45
発表形式：oral presentation
Title:
Recurrent mutations of multiple components of cohesin complex in myeloid neoplasms
Abstract:
Background
Recent genetic studies have revealed a number of novel gene mutations in myeloid malignancies. Many of these mutations, implicated in deregulated histone modification (ASXL1 and EZH2) or DNA methylation (TET2, IDH1/2 and DNMT3A), affected both acute and chronic myeloid neoplasms, indicating their general roles in myeloid leukemogenesis. However, our knowledge about the spectrum of gene mutations in myeloid neoplasms is likely to be still incomplete.
Aims
In the previous study, to obtain comprehensive complements of gene mutations in myelodysplasia, we analyzed a set of 29 paired tumor-normal samples with chronic myeloid neoplasms with myelodysplastic features using whole exome sequencing. Although the major finding was the discovery of frequent spliceosome mutations uniquely associated with myelodysplasia phenotypes, a closer inspection of a revised list of mutations disclosed four candidate driver changes commonly affecting the cohesin complex, including STAG2, STAG1, and PDS5B. In this study, we aimed to confirm the finding from the discovery set and explore further the cohesin mutations in different myeloid malignancies.
Methods
We examined an additional 440 primary specimens of various myeloid neoplasms for gene mutations in major cohesin components, including STAG1, STAG2, RAD21, SMC1A, SMC3 and PDS5B, using high throughput sequencing enhanced by DNA pooling. Copy number alterations in cohesin loci were also interrogated by SNP array karyotyping.
Results
We identified a total of 38 Sanger-validated non-synonymous mutations and 16 deletions affecting 6 components of the cohesin complex in 52 out of the 469 primary cases with myeloid neoplasms (11%), including AML (17/115), CMML (13/84) and MDS (20/197), and also in 7 out of the 34 myeloid leukemia cell lines (21%). 19 out of the 20 STAG2, 6 out of the 8 RAD21 and one of the 5 PDS5B mutations were either nonsense, frameshift or splice site changes, which were predicted to cause a premature truncation of the protein. On the other hand, almost all the mutations found in SMC1A, SMC3 and STAG1 were missense changes without showing apparent mutational hot spots. Most of the mutations and deletions were heterozygous and occurred in a mutually exclusive manner, suggesting that mutations in multiple cohesin components at a time may be catastrophic to cell viability. Unexpectedly, all 41 informative cases with cohesin mutations/deletions in our cohort showed diploid or near diploid karyotypes, of which 20 retained completely normal karyotypes, clearly arguing against the previous view that aneuploidy caused by these mutations would be responsible for their oncogenic action in glioblastoma and colorectal cancers. Alternatively, a growing body of evidence suggests that cohesin regulate gene expression, arguing for the possibility that cohesin mutations might participate in leukemogenesis through deregulated gene expression. Of additional note is that 6 cohesin-mutated cases accompanied significantly increased numbers of non-silent mutations in whole exome analysis, compared to non-mutated cases, raising the possibility that compromised cohesin function could induce DNA hypermutability associated with increased double strand break and contribute to leukemogenesis.
Summary/conclusions
In conclusion, massively paralleled sequencing of myeloid neoplasms revealed frequent mutations/deletions in cohesin complex. Our findings highlight a possible role of compromised cohesin functions in myeloid leukemogenesis.
EHA Congress印象記
17th Congress of EHA は2012年6月14日から17日まで、オランダの首都アムステルダムで開催されました。アムステルダムは中央駅を中心に広がるこぢんまりとした街で、国立美術館やゴッホ美術館、教会などが徒歩で回れる範囲内にあり、観光にもふさわしい場所です。街中に縦横に発達した運河と、レンガ造りの建物がつくりだす美しい景観に心が弾みました。会期中はちょうどサッカーのEURO2012が開催されており、オランダの試合日には、応援する人々の歓声が夜遅くまで響いていました。
会場はAmsterdam RAIという、アムステルダムの中心からトラム（路上列車）で30分ほどの場所です。EHAのプログラムは、1日目は企業共催のsatellite symposium、2日目が教育講演とポスターセッション、3日目と4日目が一般口演とプレナリーセッションとなっており、基礎と臨床のプログラムがバランスよく組まれていました。演題の採択率はoral presentationが10%未満、poster presentationは50%未満であったとのことで、実際に聞いて回ってみると、レベルの高い演題が厳選されていると感じました。驚いたのは、会期中列車に乗り放題のチケットが配付されたことで、会場内の装飾やCongress bag もかわいらしく、様々な工夫がなされていました。
私は、“Molecular advances in myelodysplastic syndromes”というセッションで口頭発表しました。次世代シーケンサーを用いてMDSの全エキソン解析、および多数症例(約540例)の様々な病型の骨髄系腫瘍を対象とした変異解析を行い、コヒーシンのパスウェイ変異が骨髄系腫瘍において広く頻発することを見出したことを、機能解析の結果も含めて報告しました（写真）。また、同セッションでは、当研究室の吉田健一先生も、全エキソン解析から明らかになったMDSのtumor heterogeneityについて報告していました。
学会では私の研究テーマである骨髄系腫瘍や、ゲノム解析に関する演題も充実していました。この分野において著明な研究者であるフランスのOlivier Bernard博士、アメリカのCharles Mallighan博士, Timothy A. Graubert博士らの教育講演を生で聞くことができ、非常に刺激をうけました。最も印象に残った演題は、Washington大学のJohn S. Welch博士による発表で、正常核型のM1 AMLおよび M3 AMLのゲノムシーケンス、そして健常人由来の造血幹/前駆細胞(HSPCs)のエキソンシーケンスを通じて、AMLのゲノムにみつかる変異数は診断時の年齢に応じて多くなること、また、AMLのゲノムにみられる変異は、initiating mutationが生じる以前にHSPCsに生じており、数個の追加の変異が生じることによりfounding cloneになること、などを明らかにしたというものでした。この研究は後にCell誌に発表されました。ゲノム解析技術の進歩は、新規遺伝子変異の同定という段階を経て、腫瘍のoriginやclonarityの解明といった、病態によりせまる研究へと急速に発展していることを実感させられる発表でした。
今回、EHA travel awardとして採択して頂くことができ大変光栄に思います。自分の取り組んでいる研究テーマについてさらに興味を深める絶好の機会となり、良い研究ができるよう研鑽していきたいとの気持ちを強くしました。また、今回採択された他の先生方や日本血液学会の役員の先生方とも交流することができ、貴重な機会となりました。このような素晴らしい機会を与えてくださった日本血液学会国際委員会の先生方、事務局の皆様に心より感謝いたします。
