Correlation of TACC3, FGFR3, MMSET and p21 expression with the t(4;14)(p16.3;q32) in multiple myeloma

The t(4;14)(p16;q32) translocation seen in c. 18% of newly diagnosed multiple myeloma (MM) cases, results in FGFR3 activation and creation of an IGH/MMSET fusion transcript. We have recently shown that FGFR3 is activated in only 75% of t(4;14)(+) cases, suggesting that alternative genes near the breakpoint may be involved in the transforming event. The gene, TACC3, located just 50 kb telomeric of FGFR3, with transforming capacity, therefore represented a candidate gene. Using a real-time quantitative polymerase chain reaction-based approach on a cohort of 54 patients, we found a statistically significant, twofold increase in TACC3 expression in t(4;14)(+) cases. TACC3, MMSET and p21 values were positively correlated in all cases and, of particular interest, six patient samples [three t(4;14)(-), three t(4;14)(+)] samples showed a joint up-regulation of TACC3, MMSET and p21. Although a poor prognosis is linked with elevated MMSET expression, an extended follow-up period will be required to evaluate the significance of elevated TACC3 and p21 expression in this subgroup of MM.

MMSET deregulation affects cell cycle progression and adhesion regulons in t(4;14) myeloma plasma cells

BackgroundThe recurrent immunoglobulin translocation, t(4;14)(p16;q32) occurs in 15% of multiple myeloma patients and is associated with poor prognosis, through an unknown mechanism. The t(4;14) up-regulates fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) and multiple myeloma SET domain (MMSET) genes. The involvement of MMSET in the pathogenesis of t(4;14) multiple myeloma and the mechanism or genes deregulated by MMSET upregulation are still unclear.Design and MethodsThe expression of MMSET was analyzed using a novel antibody. The involvement of MMSET in t(4;14) myelomagenesis was assessed by small interfering RNA mediated knockdown combined with several biological assays. In addition, the differential gene expression of MMSET-induced knockdown was analyzed with expression microarrays. MMSET gene targets in primary patient material was analyzed by expression microarrays.ResultsWe found that MMSET isoforms are expressed in multiple myeloma cell lines, being exclusively up-regulated in t(4;14)-positive cells. Suppression of MMSET expression affected cell proliferation by both decreasing cell viability and cell cycle progression of cells with the t(4;14) translocation. These findings were associated with reduced expression of genes involved in the regulation of cell cycle progression (e.g. CCND2, CCNG1, BRCA1, AURKA and CHEK1), apoptosis (CASP1, CASP4 and FOXO3A) and cell adhesion (ADAM9 and DSG2). Furthermore, we identified genes involved in the latter processes that were differentially expressed in t(4;14) multiple myeloma patient samples.ConclusionsIn conclusion, dysregulation of MMSET affects the expression of several genes involved in the regulation of cell cycle progression, cell adhesion and survival.

Molekulare Untersuchung des Wolf-Hirschhorn-Syndroms

Das Wolf-Hirschhorn-Syndrom (WHS) ist ein komplexes und variables Fehlbildungs- Retardierungssyndrom, das durch Deletion in der distalen Chromosomenregion 4p16.3 hervorgerufen wird und dessen Ätiologie und Pathogenese bisher weitgehend unverstanden sind. Die Zielsetzung in der vorliegenden Arbeit bestand in der Identifizierung und vorläufigen Charakterisierung neuer Gene, die an der Entstehung des Syndroms beteiligt sein könnten. Die Wolf-Hirschhorn-Syndrom-kritische Region (WHSCR) konnte zu Beginn der vorliegenden Arbeit auf einen ca. 2 Mb großen Bereich zwischen den Markern D4S43 und D4S142 eingegrenzt werden. Für die Identifizierung neuer Gene wurden zunächst drei größere genomische Cosmid-/PAC-Contigs (I-III) im Bereich der Marker D4S114 bis D4S142 erstellt und mittels Exonamplifikation auf transkribierte Bereiche (Exons) untersucht. Es konnten insgesamt 67 putative 'Exons' isoliert werden, von denen einige bereits bekannten Genen (ZNF141, PDEB, MYL5, GAK, DAGK4 und FGFR3) entsprechen. Zwei dieser Gene konnten im Rahmen dieser Arbeit erstmals (DAGK4) bzw. genauer (GAK) in die distale Region 4p16.3 kartiert werden. Die restlichen Exons können aufgrund von Homologievergleichen und/oder EST-cDNA-Homologien vermutlich neuen Genen oder auch Pseudogenen (z. B. YWEE1hu) zugeordnet werden. Durch die im Verlaufe der vorliegenden Arbeit publizierte weitere Eingrenzung der WHSCR auf einen 165 Kb-großen Bereich proximal des FGFR3-Gens konzentrierten sich weitere Untersuchungen auf die detaillierte Analyse der WHSCR zwischen dem Marker D4S43 und FGFR3. Mit Hilfe von Exonamplifikation bzw. computergestützter Auswertung vorliegender Sequenzdaten aus diesem Bereich ('GRAIL', 'GENSCAN' und Homologievergleiche in den EST-Datenbanken des NCBI) konnten mehrere neue Gene identifiziert werden. In distaler-proximaler Reihenfolge handelt es sich dabei um die Gene LETM1, 51, 43, 45, 57 und POL4P. LETM1 kodiert für ein putatives Transmembran-Protein mit einem Leucin-Zipper- und zwei EF-Hand-Motiven und könnte aufgrund seiner möglichen Beteiligung an der Ca2+-Homeostase und/oder der Signal-transduktion zu Merkmalen des WHS (Krampfanfällen, mentale Retardierung und muskuläre Hypotonie) beitragen. Das Gen 51 entspricht einem in etwa zeitgleich durch Stec et al. (1998) und Chesi et al. (1998) als WHSC1 bzw. MMSET bezeichnetem Gen und wurde daher nicht weiter charakterisiert. Es wird genauso wie das Gen 43, das zeitgleich von Wright et al. (1999b) als WHSC2 beschrieben werden konnte und eine mögliche Rolle bei der Transkriptionselongation spielt, ubiquitär exprimiert. Das in der vorliegenden Arbeit identifizierte Gen 45 zeigt demgegenüber ein ausgesprochen spezifisches Expressionsmuster (in Nervenzellen des Gehirns sowie in Spermatiden). Dies stellt zusammen mit der strukturellen Ähnlichkeit des putativen Genprodukts zu Signalmolekülen einen interessanten Zusammenhang zu Merkmalen des WHS (beispielsweise Kryptorchismus, Uterusfehlbildungen oder auch neurologische Defekte) her. Demgegenüber handelt es sich bei dem Gen 57 möglicherweise um ein trunkiertes Pseudogen des eRFS-Gens auf Chromosom 6q24 (Wallrapp et al., 1998). Das POL4P-Gen schließlich stellt allein aufgrund seiner genomischen Lokalisation sowie seiner möglichen Funktion (als DNA-Polymerase-ähnliches Gen) kein gutes Kandidatengen für spezifische Merkmale des Syndroms dar und wurde daher nicht im Detail charakterisiert. Um die Beteiligung der Gene an der Ätiologie und Pathogenese des Syndroms zu verstehen, ist die Entwicklung eines Mausmodells (über das Einfügen gezielter Deletionen in das Mausgenom) geplant. Um dies zu ermöglichen, wurde in der vorliegenden Arbeit die Charakterisierung der orthologen Region bei der Maus vorgenommen. Zunächst wurden die orthologen Gene der Maus (Letm1, Whsc1, Gen 43 (Whsc2h), Gen 45 und Pol4p) identifiziert. Durch die Erstellung sowie die genaue Kartierung eines murinen genomischen P1/PAC-Klon-Contigs konnte gezeigt werden, daß die murinen Gene Fgfr3, Letm1, Whsc1, Gen 43 (Whsc2h), Gen 45 und Pol4p sowie einige weitere der überprüften EST-cDNA-Klone der Maus in einem durchgehenden Syntänieblock zwischen Mensch (POL4P bis FGFR3) und Maus (Mmu 5.20) enthalten sind, der in seiner genomischen Ausdehnung in etwa den Verhältnissen beim Menschen (zwischen POL4P und FGFR3) entspricht.

A global expression-based analysis of the consequences of the t(4;14) translocation in myeloma

Purpose: Our purpose in this report was to define genes and pathways dysregulated as a consequence of the t(4;14) in myeloma, and to gain insight into the downstream functional effects that may explain the different prognosis of this subgroup.Experimental Design: Fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) overexpression, the presence of immunoglobulin heavy chain-multiple myeloma SET domain (IgH-MMSET) fusion products and the identification of t(4;14) breakpoints were determined in a series of myeloma cases. Differentially expressed genes were identified between cases with (n = 55) and without (n = 24) a t(4;14) by using global gene expression analysis.Results: Cases with a t(4;14) have a distinct expression pattern compared with other cases of myeloma. A total of 127 genes were identified as being differentially expressed including MMSET and cyclin D2, which have been previously reported as being associated with this translocation. Other important functional classes of genes include cell signaling, apoptosis and related genes, oncogenes, chromatin structure, and DNA repair genes. Interestingly, 25% of myeloma cases lacking evidence of this translocation had up-regulation of the MMSET transcript to the same level as cases with a translocation.Conclusions: t(4;14) cases form a distinct subgroup of myeloma cases with a unique gene signature that may account for their poor prognosis. A number of non-t(4;14) cases also express MMSET consistent with this gene playing a role in myeloma pathogenesis.