Molecular dissection of Meis1 reveals 2 domains required for leukemia induction and a key role for Hoxa gene activation

The Hoxa9 and Meis1 genes represent important oncogenic collaborators activated in a significant proportion of human leukemias with genetic alterations in the MLL gene. In this study, we show that the transforming property of Meis1 is modulated by 3 conserved domains, namely the Pbx interaction motif (PIM), the homeodomain, and the C-terminal region recently described to possess transactivating properties. Meis1 and Pbx1 interaction domain-swapping mutants are dysfunctional separately, but restore the full oncogenic activity of Meis1 when cotransduced in primary cells engineered to overexpress Hoxa9, thus implying a modular nature for PIM in Meis1-accelerated transformation. Moreover, we show that the transactivating domain of VP16 can restore, and even enhance, the oncogenic potential of the Meis1 mutant lacking the C-terminal 49 amino acids. In contrast to Meis1, the fusion VP16-Meis1 is spontaneously oncogenic, and all leukemias harbor genetic activation of endogenous Hoxa9 and/or Hoxa7, suggesting that Hoxa gene activation represents a key event required for the oncogenic activity of VP16-Meis1.

Differential Hox Expression in Murine Embryonic Stem Cell Models of Normal and Malignant Hematopoiesis.

The Hox family are master transcriptional regulators of developmental processes, including hematopoiesis. The Hox regulators, caudal homeobox factors (Cdx1-4), and Meis1, along with several individual Hox proteins, are implicated in stem cell expansion during embryonic development, with gene dosage playing a significant role in the overall function of the integrated Hox network. To investigate the role of this network in normal and aberrant, early hematopoiesis, we employed an in vitro embryonic stem cell differentiation system, which recapitulates mouse developmental hematopoiesis. Expression profiles of Hox, Pbx1, and Meis1 genes were quantified at distinct stages during the hematopoietic differentiation process and compared with the effects of expressing the leukemic oncogene Tel/PDGFRß. During normal differentiation the Hoxa cluster, Pbx1 and Meis1 predominated, with a marked reduction in the majority of Hox genes (27/39) and Meis1 occurring during hematopoietic commitment. Only the posterior Hoxa cluster genes (a9, a10, a11, and a13) maintained or increased expression at the hematopoietic colony stage. Cdx4, Meis1, and a subset of Hox genes, including a7 and a9, were differentially expressed after short-term oncogenic (Tel/PDGFRß) induction. Whereas Hoxa4-10, b1, b2, b4, and b9 were upregulated during oncogenic driven myelomonocytic differentiation. Heterodimers between Hoxa7/Hoxa9, Meis1, and Pbx have previously been implicated in regulating target genes involved in hematopoietic stem cell (HSC) expansion and leukemic progression. These results provide direct evidence that transcriptional flux through the Hox network occurs at very early stages during hematopoietic differentiation and validates embryonic stem cell models for gaining insights into the genetic regulation of normal and malignant hematopoiesis.

Globin Gene Expression: Role of Transcription Factors

La dérégulation de l'expression génétique est une base pathophysiologique de plusieurs maladies. On a utilisé le locus du gène β-globine humain comme modèle pour élucider le mécanisme de régulation de la transcription génétique et évaluer son expression génétique durant l'érythropoïèse. La famille des protéines 'E' est composée de facteurs de transcription qui possèdent plusieurs sites de liaison au sein de locus du gène β-globine, suggérant leur rôle potentiel dans la régulation de l’expression de ces gènes. Nous avons montré que les facteurs HEB, E2A et ETO2 interagissent d’une manière significative avec la région contrôle du Locus (LCR) et avec les promoteurs des gènes de la famille β-globine. Le recrutement de ces facteurs au locus est modifié lors de l'érythropoïèse dans les cellules souches hematopoitiques et les cellules erythroides de souris transgéniques pour le locus de la β-globine humain, ainsi que dans les cellules progénitrices hématopoïétiques humaines. De plus par cette étude, nous démontrons pour la première fois que le gène β-globine humain est dans une chromatine active et qu’il interagit avec des facteurs de transcriptions de type suppresseurs dans les cellules progénitrices lymphoïdes (voie de différentiation alternative). Cette étude a aussi été faite dans des souris ayant une génétique mutante caractérisée par l'absence des facteurs de transcription E2A ou HEB.

Mécanisme de leucémogénèse par les oncogènes SCL et LMO1

La leucémie lymphoïde représente 30% de tous les cancers chez l’enfant. SCL (« Stem cell leukemia ») et LMO1/2 (« LIM only protein ») sont les oncogènes les plus fréquemment activés dans les leucémies aiguës des cellules T chez l'enfant (T-ALL). L’expression ectopique de ces deux oncoprotéines dans le thymus de souris transgéniques induit un blocage de la différenciation des cellules T suivie d’une leucémie agressive qui reproduit la maladie humaine. Afin de définir les voies génétiques qui collaborent avec ces oncogènes pour induire des leucémies T-ALL, nous avons utilisé plusieurs approches. Par une approche de gène candidat, nous avons premièrement identifié le pTalpha, un gène crucial pour la différenciation des cellules T, comme cible directe des hétérodimères E2AHEB dans les thymocytes immatures. De plus, nous avons montré que pendant la différenciation normale des thymocytes, SCL inhibe la fonction E2A et HEB et qu’un dosage entre les protéines E2A, HEB et SCL détermine l’expression du pTalpha. Deuxièmement, par l’utilisation d’une approche globale et fonctionnelle, nous avons identifié de nouveaux gènes cibles des facteurs de transcription E2A et HEB et montré que SCL et LMO1 affectent la différenciation thymocytaire au stade préleucémique en inhibant globalement l’activité transcriptionnelle des protéines E par un mécanisme dépendant de la liaison à l’ADN. De plus, nous avons découvert que les oncogènes SCL et LMO1 sont soit incapables d’inhiber totalement l’activité suppresseur de tumeur des protéines E ou agissent par une voie d’induction de la leucémie différente de la perte de fonction des protéines E. Troisièmement, nous avons trouvé que Notch1, un gène retrouvé activé dans la majorité des leucémies T-ALL chez l’enfant, opère dans la même voie génétique que le pré-TCR pour collaborer avec les oncogènes SCL et LMO1 lors du processus de leucémogénèse. De plus, cette collaboration entre des facteurs de transcription oncogéniques et des voies de signalisation normales et importantes pour la détermination de la destinée cellulaire pourraient expliquer la transformation spécifique à un type cellulaire. Quatrièmement, nous avons trouvé que les oncogènes SCL et LMO1 sont des inducteurs de sénescence au stade préleucémique. De plus, la délétion du locus INK4A/ARF, un évènement retrouvé dans la majorité des leucémies pédiatriques T-ALL associées avec une activation de SCL, collabore aves les oncogènes SCL et LMO1 dans l’induction de la leucémie. Cette collaboration entre la perte de régulateurs de la sénescence suggère qu’un contournement de la réponse de sénescence pourrait être nécessaire à la transformation. Finalement, nous avons aussi montré que l’interaction directe entre les protéines SCL et LMO1 est critique pour l’induction de la leucémie. Ces études ont donc permis d’identifier des évènements collaborateurs, ainsi que des propriétés cellulaires affectées par les oncogènes associés avec la leucémie et de façon plus générale dans le développement du cancer.

The BTB/POZ Transcription Factor Miz-1 Is Required To Regulate The Commitment, Survival And Differentiation Of Early B And T Cell Lineages

Les lymphocytes B et T sont issus de cellules progénitrices lymphoïdes de la moelle osseuse qui se différencient grâce à l’action de facteurs de transcription, cytokines et voies de signalisation, dont l’interleukine-7 (IL-7)/IL-7 récepteur (IL-7R). Le facteur de transcription c-Myc est exprimé par les cellules lymphoïdes et contrôle leur croissance et leur différenciation. Cette régulation transcriptionnelle peut être coordonnée par le complexe c-Myc/Myc-Interacting Zinc finger protein-1 (Miz-1). Le but de ce projet était de comprendre les mécanismes qui impliquent Miz-1 et le complexe c-Myc/Miz-1 dans le développement des lymphocytes B et T. Pour réaliser ce projet, des souris déficientes pour le domaine de transactivation de Miz-1 (Miz-1POZ) et des souris à allèles mutantes pour c-MycV394D, mutation qui empêche l’interaction avec Miz-1, ont été générées. La caractérisation des souris Miz 1POZ a démontré que l’inactivation de Miz-1 perturbe le développement des lymphocytes B et T aux stades précoces de leur différenciation qui dépend de l’IL-7. L’analyse de la cascade de signalisation IL-7/IL-7R a montré que ces cellules surexpriment la protéine inhibitrice SOCS1 qui empêche la phosphorylation de STAT5 et perturbe la régulation à la hausse de la protéine de survie Bcl-2. De plus, Miz-1 se lie directement au promoteur de SOCS1 et contrôle son activité. En plus de contrôler l’axe IL-7/IL-7R/STAT5/Bcl-2 spécifiquement aux stades précoces du développement afin d’assurer la survie des progéniteurs B et T, Miz-1 régule l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B afin de coordonner les signaux nécessaires pour la différenciation des cellules immatures. La caractérisation des souris c-MycV394D a montré, quant à elle, que les fonctions de Miz-1 dans les cellules B et T semblent indépendantes de c-Myc. Les cellules T des souris Miz-1POZ ont un défaut de différenciation additionnel au niveau de la -sélection, étape où les signaux initiés par le TCR remplacent ceux induits par IL-7 pour assurer la prolifération et la différenciation des thymocytes en stades plus matures. À cette étape du développement, une forme fonctionnelle de Miz-1 semble être requise pour contrôler le niveau d’activation de la voie p53, induite lors du processus de réarrangement V(D)J du TCR. L’expression de gènes pro-apoptotiques PUMA, NOXA, Bax et du régulateur de cycle cellulaire p21CIP1 est régulée à la hausse dans les cellules des souris Miz-1POZ. Ceci provoque un débalancement pro-apoptotique qui empêche la progression du cycle cellulaire des cellules TCR-positives. La survie des cellules peut être rétablie à ce stade de différenciation en assurant une coordination adéquate entre les signaux initiés par l’introduction d’un TCR transgénique et d’un transgène codant pour la protéine Bcl-2. En conclusion, ces études ont montré que Miz-1 intervient à deux niveaux du développement lymphoïde: l’un précoce en contrôlant la signalisation induite par l’IL-7 dans les cellules B et T, en plus de l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B; et l’autre tardif, en coordonnant les signaux de survie issus par le TCR et p53 dans les cellules T. Étant donné que les thymocytes et lymphocytes B immatures sont sujets à plusieurs rondes de prolifération, ces études serviront à mieux comprendre l’implication des régulateurs du cycle cellulaire comme c-Myc et Miz-1 dans la génération des signaux nécessaires à la différenciation non aberrante et à la survie des ces cellules. Enfin, les modèles expérimentaux, souris déficientes ou à allèles mutantes, utilisés pour ce travail permettront de mieux définir les bases moléculaires de la transformation maligne des lymphocytes B et T et de révéler les mécanismes conduisant au lymphome.

Identification de facteurs nucléaires modifiant l'activité des cellules souches hématopoïétiques

Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) sont rares, mais indispensables pour soutenir la production des cellules matures du sang, un tissu en constant renouvellement. Deux caractéristiques principales les définissent; la propriété d’auto-renouvellement (AR), ou la capacité de préserver leur identité cellulaire suivant une division, et la multipotence, ce potentiel de différentiation leur permettant de générer toutes les lignée hématopoïétiques. De par leurs attributs, les CSH sont utilisée en thérapie cellulaire dans le domaine de la transplantation. Une organisation tissulaire hiérarchique est aussi préservée dans la leucémie, ou cancer du sang, une masse tumorale hétérogène devant être maintenue par une fraction de cellules au potentiel prolifératif illimité, les cellules souches leucémiques (CSL). Les travaux présentés dans ce manuscrit visent à explorer les bases moléculaires de l’AR, encore mal définies. Certains membres de la famille des facteurs de transcription à homéodomaine HOX sont impliqués dans la régulation de l’hématopoïèse normale, et leur dérégulation peut contribuer à la transformation leucémique. En particulier, la surexpression du gène Hoxb4 dans les CSH influence leur destin cellulaire, favorisant des divisions d’auto-renouvellement et leur expansion en culture et in vivo. En général, les CSH s’épuisent rapidement lorsque maintenue hors de leur niche ex vivo. Différents facteurs interagissent avec les HOX et modulent leur liaison à l’ADN, dont la famille des protéines TALE (Three Amino acid Loop Extension), comme MEIS1 et PBX1. En utilisant une stratégie de surexpression combinée de Hoxb4 et d’un anti-sens de Pbx1 dans les CSH, générant ainsi des cellules Hoxb4hiPbx1lo, il est possible de majorer encore d’avantage leur potentiel d’AR et leur expansion in vitro. Les CSH Hoxb4hiPbx1lo demeurent fonctionnellement intactes malgré une modulation extrême de leur destin cellulaire en culture. Les niveaux d’expressions de facteurs nucléaires, seules ou en combinaison, peuvent donc s’avérer des déterminants majeurs du destin des CSH. Afin d’identifier d’autres facteurs nucléaires potentiellement impliqués dans le processus d’AR des CSH, une stratégie permettant d’évaluer simultanément plusieurs gènes candidats a été élaborée. Les progrès réalisés en termes de purification des CSH et de leur culture en micro-puits ont facilité la mise au point d’un crible en RNAi (interférence de l’ARN), mesurant l’impact fonctionnel d’une diminution des niveaux de transcrits d’un gène cible sur l’activité des CSH. Les candidats sélectionnés pour cette étude font partie du grand groupe des modificateurs de la chromatine, plus précisément la famille des histones déméthylases (HDM) contenant un domaine catalytique Jumonji. Ce choix repose sur la fonction régulatrice de plusieurs membres de complexes méthyl-transférases sur l’AR des CSH, dont l’histone méthyl-transférases MLL (Mixed Lineage Leukemia). Cette stratégie a aussi été utilisée dans le laboratoire pour étudier le rôle de facteurs d’asymétrie sur le destin des CSH, en collaboration. Ces études ont permis d’identifier à la fois des régulateurs positifs et négatifs de l’activité des CSH. Entre autre, une diminution de l’expression du gène codant pour JARID1B, une HDM de la lysine 4 de l’histone H3 (H3K4), augmente l’activité des CSH et s’accompagne d’une activation des gènes Hox. En conclusion, divers déterminants nucléaires, dont les facteurs de transcription et les modificateurs de la chromatine peuvent influencer le destin des CSH. Les mécanismes sous-jacents et l’identification d’autres modulateurs de l’AR demeurent des voies à explorer, pouvant contribuer éventuellement aux stratégies d’expansion des CSH ex vivo, et l’identification de cibles thérapeutiques contre les CSL. Mots-clés : cellules souches hématopoïétiques, Hoxb4, Pbx1, auto-renouvellement, histone déméthylases, RNAi

Efecto del nivel de consciencia de la presencia del est??mulo sobre el aprendizaje de expectativa

Resumen tomado de la publicaci??n

Associative learning with and without perceptual awareness

Resumen tomado de la publicaci??n

Pre-B-cell transcription factor 1 and steroidogenic factor 1 synergistically regulate adrenocortical growth and steroidogenesis

variety of transcription factors including Wilms tumor gene (Wt-1), steroidogenic factor 1 (Sf-1), dosage-sensitive sex reversal, adrenal hypoplasia congenita on the X-chromosome, Gene 1 (Dax-1), and pre-B-cell transcription factor 1 (Pbx1) have been defined as necessary for regular adrenocortical development. However, the role of Pbx1 for adrenal growth and function in the adult organism together with the molecular relationship between Pbx1 and these other transcription factors have not been characterized. We demonstrate that Pbx haploinsufficiency (Pbx1(+/-)) in mice is accompanied by a significant lower adrenal weight in adult animals compared with wild-type controls. Accordingly, baseline proliferating cell nuclear antigen levels are lower in Pbx1(+/-) mice, and unilateral adrenalectomy results in impaired contralateral compensatory adrenal growth, indicating a lower proliferative potential in the context of Pbx1 haploinsufficiency. In accordance with the key role of IGFs in adrenocortical proliferation and development, real-time RT-PCR demonstrates significant lower expression levels of the IGF-I receptor, and up-regulation of IGF binding protein-2. Functionally, Pbx1(+/-) mice display a blunted corticosterone response after ACTH stimulation coincident with lower adrenal expression of the ACTH receptor (melanocortin 2 receptor, Mc2-r). Mechanistically, in vitro studies reveal that Pbx1 and Sf-1 synergistically stimulates Mc2-r promoter activity. Moreover, Sf-1 directly activates the Pbx1 promoter activity in vitro and in vivo. Taken together, these studies provide evidence for a role of Pbx1 in the maintenance of a functional adrenal cortex mediated by synergistic actions of Pbx1 and Sf-1 in the transcriptional regulation of the critical effector of adrenocortical differentiation, the ACTH receptor.

Prospecção de substâncias anti histoplasma capsulatum nas formas planctônica e biofilme e análise proteômica

Pós-graduação em Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia - FCFAR

Impact of viral E2-gene status on outcome after radiotherapy for patients with human papillomavirus 16-positive cancer of the uterine cervix

PURPOSE: Integration of high-risk papillomavirus DNA has been considered an important step in oncogenic progression to cervical carcinoma. Disruption of the human papillomavirus (HPV) genome within the E2 gene is frequently a consequence. This study investigated the influence of episomal viral DNA on outcome in patients with advanced cervical cancer treated with primary radiotherapy. METHODS AND MATERIALS: Paraffin-embedded biopsies of 82 women with locally advanced cervical cancer could be analyzed for HPV infection by multiplex polymerase chain reaction (PCR) by use of SPF1/2 primers. E2-gene intactness of HPV-16-positive samples was analyzed in 3 separate amplification reactions by use of the E2A, E2B, E2C primers. Statistical analyses (Kaplan-Meier method; log-rank test) were performed for overall survival (OS), disease-free survival (DFS), local progression-free survival (LPFS), and distant metastases-free survival (DMFS). RESULTS: Sixty-one (75%) of 82 carcinomas were HPV positive, 44 of them for HPV-16 (72%). Seventeen of the 44 HPV-16-positive tumors (39%) had an intact E2 gene. Patients with a HPV-16-positive tumor and an intact E2 gene showed a trend for a better DFS (58% vs. 38%, p = 0.06) compared with those with a disrupted E2 gene. A nonsignificant difference occurred regarding OS (87% vs. 66%, p = 0.16) and DMFS (57% vs. 48%, p = 0.15). CONCLUSION: E2-gene status may be a promising new target, but more studies are required to elucidate the effect of the viral E2 gene on outcome after radiotherapy in HPV-positive tumors.

Prime-boost vaccination with plasmid and adenovirus gene vaccines control HER2/neu+ metastatic breast cancer in mice.

INTRODUCTION: Once metastasis has occurred, the possibility of completely curing breast cancer is unlikely, particularly for the 30 to 40% of cancers overexpressing the gene for HER2/neu. A vaccine targeting p185, the protein product of the HER2/neu gene, could have therapeutic application by controlling the growth and metastasis of highly aggressive HER2/neu+ cells. The purpose of this study was to determine the effectiveness of two gene vaccines targeting HER2/neu in preventive and therapeutic tumor models. METHODS: The mouse breast cancer cell line A2L2, which expresses the gene for rat HER2/neu and hence p185, was injected into the mammary fat pad of mice as a model of solid tumor growth or was injected intravenously as a model of lung metastasis. SINCP-neu, a plasmid containing Sindbis virus genes and the gene for rat HER2/neu, and Adeno-neu, an E1,E2a-deleted adenovirus also containing the gene for rat HER2/neu, were tested as preventive and therapeutic vaccines. RESULTS: Vaccination with SINCP-neu or Adeno-neu before tumor challenge with A2L2 cells significantly inhibited the growth of the cells injected into the mammary fat or intravenously. Vaccination 2 days after tumor challenge with either vaccine was ineffective in both tumor models. However, therapeutic vaccination in a prime-boost protocol with SINCP-neu followed by Adeno-neu significantly prolonged the overall survival rate of mice injected intravenously with the tumor cells. Naive mice vaccinated using the same prime-boost protocol demonstrated a strong serum immunoglobulin G response and p185-specific cellular immunity, as shown by the results of ELISPOT (enzyme-linked immunospot) analysis for IFNgamma. CONCLUSION: We report herein that vaccination of mice with a plasmid gene vaccine and an adenovirus gene vaccine, each containing the gene for HER2/neu, prevented growth of a HER2/neu-expressing breast cancer cell line injected into the mammary fat pad or intravenously. Sequential administration of the vaccines in a prime-boost protocol was therapeutically effective when tumor cells were injected intravenously before the vaccination. The vaccines induced high levels of both cellular and humoral immunity as determined by in vitro assessment. These findings indicate that clinical evaluation of these vaccines, particularly when used sequentially in a prime-boost protocol, is justified.

Phosphorylation in the regulation of muscle-specific transcription

The contents of this dissertation include studies on the mechanisms by which FGF and growth factor down-stream kinases inactivate myogenin; characterization of myogenin phosphorylation and its role in regulation of myogenin activity; analysis the C-terminal transcriptional activation domain of myogenin; studies on the nuclear localization of myogenin and characterization of proteins that interact with PKC.^ Activation of muscle transcription by the MyoD family requires their heterodimerization with ubiquitous bHLH proteins such as the E2A gene products E12 and E47. I have shown that dimerization with E2A products potentiates phosphorylation of myogenin at serine 43 in its amino-terminus and serine 170 in the carboxyl-terminal transcription activation domains. Mutations of these sites resulted in enhanced transcriptional activity of myogenin, suggesting that their phosphorylation diminishes myogenin's transcriptional activity. Consistent with the role of phosphorylation at serine 170, analysis of the carboxyl-terminal transcriptional activation domain by deletion has revealed a stretch of residues from 157 to 170 which functions as a negative element for myogenin activity.^ In addition to inducing phosphorylation of myogenin, E12 also localizes myogenin to the nucleus. The DNA binding and dimerization mutants of myogenin show various deficiencies in nuclear localization. Cotransfection of E12 with the DNA binding mutants, but not a dimerization mutant, greatly enhances their nuclear binding. These data suggest that the nuclear localization signal is located in the DNA binding region and myogenin can also be nuclear localized by virtue of dimerizing with a nuclear protein.^ FGF is one of the most potent inhibitors of myogenesis and activates many down-stream pathways to exert its functions. One of these pathway is the MAP kinase pathway. Studies have shown that Raf-1 and Erk-1 kinase inactivate transactivation by myogenin and E proteins independent of DNA binding. The other is the PKC pathway. In transfected cells, FGF induces phosphorylation of thr-87 that maps to the previously identified PKC sites in the DNA binding domain of myogenin. Myogenin mutant T-N87 could resist the inhibition directed to the bHLH domain by FGF, suggesting that FGF inactivates myogenin by inducing phosphorylation of this site. In C2 myotubes, where FGF receptors are lost, the phosphatase inhibitor, okadaic acid, and phorbal ester PdBu, can also induce the phosphorylation of thr-87. This result supports the previous observation and suggests that in myotubes, other mechanisms, such as innervation, may inactivate myogenin through PKC induced phosphorylation.^ Many functions of PKC have been well documented, yet, little is known about the activators or effectors of PKC or proteins that mediate PKC nuclear localizations. Identification of PKC binding proteins will help to understand the molecular mechanism of PKC function. Two proteins that interact with the C kinase (PICKS) have been characterized, PICK-1 and PICK-2. PICK1 interacts with two conserved regions in the catalytic domain of PKC. It is localized to the perinuclear region and is phosphorylated in response to PKC activation. PICK2 is a novel protein with homology to the heat shock protein family. It interacts extensively with the catalytic domain of PKC and is localized in the cytoplasm in a punctate pattern. PICK1 and PICK2 may play important roles in mediating the actions of PKC. ^

Conserved regulation of proximodistal limb axis development by Meis1/Hth.

Vertebrate limbs grow out from the flanks of embryos, with their main axis extending proximodistally from the trunk. Distinct limb domains, each with specific traits, are generated in a proximal-to-distal sequence during development. Diffusible factors expressed from signalling centres promote the outgrowth of limbs and specify their dorsoventral and anteroposterior axes. However, the molecular mechanism by which limb cells acquire their proximodistal (P-D) identity is unknown. Here we describe the role of the homeobox genes Meis1/2 and Pbx1 in the development of mouse, chicken and Drosophila limbs. We find that Meis1/2 expression is restricted to a proximal domain, coincident with the previously reported domain in which Pbx1 is localized to the nucleus, and resembling the distribution of the Drosophila homologues homothorax (hth) and extradenticle (exd); that Meis1 regulates Pbx1 activity by promoting nuclear import of the Pbx1 protein; and that ectopic expression of Meis1 in chicken and hth in Drosophila disrupts distal limb development and induces distal-to-proximal transformations. We suggest that restriction of Meis1/Hth to proximal regions of the vertebrate and insect limb is essential to specify cell fates and differentiation patterns along the P-D axis of the limb.

Prime and boost vaccination against HER2/neu in breast cancer

Breast cancer is the most common cancer among women with approximately 180,000 new cases being diagnosed yearly in the United States (1). HER2/neu gene amplification and subsequent protein overexpression is found in 20–30% of breast cancer patients and can lead to the promotion of various metastasis-related properties (2–4) and/or resistance to cancer therapies such as chemotherapy and radiation (5). ^ The protein product of the HER2/neu gene, p185, is a proven target for immunological therapy. Recently, passive immunotherapy with the monoclonal antibody Trastuzumab® has validated an immunological approach to HER2/neu+ breast cancer. Immunity to HER2/ neu, when found in breast cancer patients, is of low magnitude. Vaccination-induced HER2/neu-specific antibodies and HER2/neu-specific cytotoxic T cells could result in long-lived immunity with therapeutic benefit. Many features of DNA vaccines and attenuated viral vectors may contribute to the efficacy of prime-boost vaccination. In particular, vaccines capable of eliciting strong cell-mediated immunity are thought to hold the greatest promise for control of cancer (6–9). ^ To optimize cellular immunization to HER2/neu in my study, the HER2/neu gene was presented to the immune system using a priming vector followed by a second vector used as the boost. In both animals and humans, priming with DNA and boosting with a poxviruses, vaccinia or canarypox appears to be particularly promising for induction of a broad immune responses (10). ^ I tested three gene vaccines encoding the HER2/neu gene: (1) a plasmid, SINCP, that contains part of the genome of Sindbis virus; (2) Viral Replicon Particles (VRP) of Venezuela Equine Encephalitis virus (VEE) and (3) E1/E2a-deleted human Type 5 Adenovirus. In SINCP and the VRP, the caspid and envelope genes of the virus were deleted and replaced with the gene for HER2/neu. SINCP-neu, VRP- neu and Adeno-neu when used alone were effective vaccines protecting healthy mice from challenge with a breast cancer cell line injected in the mammary fat pad or injected i.v. to induce experimental lung metastasis. However, SINCP-neu, VRP-neu or Adeno-neu when used alone were not able to prolong survival of mice in therapeutic models in which vaccination occurred after injection of a breast cancer cell line. ^ When the vaccines were combined in a mixed regimen of a SINCP- neu prime VRP-neu or Adeno-neu boost, there was a significant difference in tumor growth and survival in the therapeutic vaccine models. In vitro assays demonstrated that vaccination with each of the three vaccines induced IgG specific for p185, the gene product of HER2/neu, induced p185-specific T lymphocytes, as measured by tetramer analysis. Vaccination also induced intracellular INF-γ and a positive ELISPOT assay. These findings indicate that SINCP-neu, VRP-neu and Adeno-neu, used alone or in combination, may have clinical potential as adjuvant immunotherapy for the treatment of HER2/neu-expressing tumors. ^