Redundant roles of Sox17 and Sox18 in postnatal angiogenesis in mice

Sox7, Sox17 and Sox18 constitute group F of the Sox family of HMG box transcription factor genes. Dominant-negative mutations in Sox18 underlie the cardiovascular defects observed in ragged mutant mice. By contrast, Sox18(-/-) mice are viable and fertile, and display no appreciable anomaly in their vasculature, suggesting functional compensation by the two other SoxF genes. Here, we provide direct evidence for redundant function of Sox17 and Sox18 in postnatal neovascularization by generating Sox17(+/-)-Sox18(-/-) double mutant mice. Whereas Sox18(-/-) and Sox17(+/-)-Sox18(+/)-mice showed no vascular defects, approximately half of the Sox17(+/-)-Sox18(-/-) pups died before postnatal day 21 (P21). They showed reduced neovascularization in the liver sinusoids and kidney outer medulla vasa recta at P7, which most likely caused the ischemic necrosis observed by P14 in hepatocytes and renal tubular epithelia. Those that survived to adulthood showed similar, but milder, vascular anomalies in both liver and kidney, and females were infertile with varying degrees of vascular abnormalities in the reproductive organs. These anomalies corresponded with sites of expression of Sox7 and Sox17 in the developing postnatal vasculature. In vitro angiogenesis assays, using primary endothelial cells isolated from the P7 livers, showed that the Sox17(+/-)-Sox18(-/-)endothelial cells were defective in endothelial sprouting and remodeling of the vasculature in a phenotype-dependent manner. Therefore, our findings indicate that Sox17 and Sox18, and possibly all three SoxF genes, are cooperatively involved in mammalian vascular development.

Caractérisation cytogénétique et moléculaire des translocations chromosomiques dans la phase blastique de la leucémie myéloïde chronique

La leucémie myéloïde chronique (LMC) est un modèle d’évolution tumorale dans les cancers humains. Le processus d’évolution de la LMC de la phase chronique (PC) à la phase blastique (PB) est caractérisé par un arrêt de différenciation et l’acquisition de la capacité d’autorenouvellement incontrôlé d’une cellule souche ou d’un progéniteur hématopoïétique. La LMC en PB est associée à la présence d’anomalies génétiques additionnelles à la fusion BCR-ABL1 qui résulte de la translocation chromosomique t(9;22). Contrairement aux patients en PC, les patients en PB de la LMC n’obtiennent pas une réponse moléculaire complète à long terme avec 1’Imatinib mesylate, un inhibiteur de la tyrosine kinase (ITK) BCR-ABL1. De plus, les ITKs de deuxième et troisième générations sont moins efficaces en PB de la LMC lorsque les cellules leucémiques ont acquis une résistance au traitement indépendante des mutations de BCR-ABL1. Les mécanismes moléculaires des voies de signalisation impliquées dans la progression de la LMC en PB ne sont pas entièrement élucidés. Le but de notre travail est de caractériser de nouvelles anomalies génétiques dans la PB de la LMC. Nous avons identifié en cytogénétique, quatre nouvelles translocations chromosomiques : t(1;21)(p36;q22), t(7;17)(p15;q22), t(8;17)(q11;q22) et t(2;12)(q31;p13) dans les cellules leucémiques de patients en PB de la LMC résistants au traitement. En utilisant des techniques d'hybridation in situ en fluorescence, de RT-PCR et de séquençage, nous avons délimité les régions à investiguer au niveau des points de cassure et identifié un réarrangement de plusieurs gènes codant pour des facteurs de transcription importants lors de l’hématopoïèse tels que RUNX1, ETV6, PRDM16 et HOXA. L’altération de ces gènes pourrait expliquer l’arrêt de différenciation et/ou l’acquisition de la capacité d’autorenouvellement caractéristiques de la LMC en PB. Nous avons identifié les fusions RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA, MSI2-SOX17 et ETV6-HOXD11, respectivement associées aux translocations chromosomiques t(1;21), t(7;17), t(8;17) et t(2;12). Ces fusions génèrent différents transcrits alternatifs qui maintiennent et altèrent le cadre ouvert de lecture. L’analyse des séquences des transcrits chimériques identifiés dans ce projet, incluant RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA9, MSI2-HOXA10, MSI2-HOXA11 et ETV6-HOXD11, nous a permis de prédire les domaines fonctionnels potentiellement présents au niveau des protéines chimériques prédites. Les transcrits de fusion qui respectent le cadre ouvert de lecture peuvent générer des domaines fonctionnels des deux partenaires. C’est le cas des deux transcrits identifiés pour la fusion RUNX1-PRDM16 où le domaine de liaison à l’ADN RHD (Runt homology domain) de RUNX1 est fusionné avec la quasi-totalité des domaines de PRDM16. Les transcrits de fusion qui ne respectent pas le cadre ouvert de lecture donnent des formes tronquées des transcrits RUNX1, MSI2 et ETV6. La juxtaposition des régions promotrices de ces derniers en 5’ de leurs partenaires entraîne l’activation de la forme courte oncogénique de PRDM16 dans la t(1;21) ou de différents gènes HOXA/D dans les t(7;17) et t(2;12), ainsi que l’expression aberrante d’un nouveau transcrit alternatif de SOX17 dans la t(8;17). Notre étude nous a permis d’identifier de nouveaux gènes de fusion et/ou une activation de gènes qui pourraient coopérer avec la fusion BCR-ABL1 dans la progression de la LMC et être impliqués dans la résistance au traitement de la LMC en phase avancée. La caractérisation des événements génétiques associés à la transformation blastique de la LMC est essentielle pour l’investigation des voies moléculaires impliquées dans cette phase de la maladie. Investiguer la résistance au traitement de ces patients pourrait aussi contribuer à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques dans cette leucémie.

Genome-wide methylation and transcriptome analysis in penile carcinoma: uncovering new molecular markers

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

DNA methylation patterns of candidate genes regulated by thymine DNA glycosylase in patients with TP53 germline mutations

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Comprehensive genome methylation and whole genome expression analysis in penile carcinoma: Uncovering new molecular markers

Background: Penile carcinoma (PeCa) is frequently associated with high morbidity rates. Unlikely of the vast majority of tumors, there is no molecular markers described that are able to assist in diagnosis and prognosis or with potential to be therapeutic targets in PeCa. Patients and methods: DNA methylation status (244K Human DNA Methylation Microarray platform, Agilent Technologies) and large-scale expression analysis (4x44K Whole Human Genome Microarray, Agilent Technologies) were performed in 35 and 37 PeCa, respectively. Quantitative bisulfite pyrosequencing (qBP) and RT-qPCR were used to validate the findings in 93 samples. HPV status was assessed using the Linear Array HPV Genotyping kit (Roche Molecular Diagnostics, CA, USA). Results: Methylome analysis revealed 171 hypermethylated and 449 hypomethylated CpGs sites and the transcriptome profiling showed 2986 down- and 2817 over-expressed genes. HPV positivity was found in 32.7% of the cases, mainly the HPV16. The integrative analysis in 32 PeCa revealed a panel of 96 genes with inverse correlation between methylation and gene expression levels. The CpG hypermetlylation and gene downexpression, was confirmed for TWIST1, RSOP2, SOX3, SOX17, CD133, OTX2, HOXA3 and MEIS. In addition, BIRC5, DNMT1 and DNMT3B presented low levels of methylation and overexpression. The comparison of the results with clinical findings revealed that LIN28A, NKX2.2, NKX2.3, LHX5, BDNF, FOXA1 and CDX2 were associated with poor prognosis features. Conclusion: Putative prognostic markers were detected revealing that DNA methylation modulates the expression of several genes in PeCa. These data may prove instrumental for biomarker discovery in clinics and molecular epidemiology of PeCa.

Genome-wide association study of intracranial aneurysm identifies three new risk loci

Saccular intracranial aneurysms are balloon-like dilations of the intracranial arterial wall; their hemorrhage commonly results in severe neurologic impairment and death. We report a second genome-wide association study with discovery and replication cohorts from Europe and Japan comprising 5,891 cases and 14,181 controls with approximately 832,000 genotyped and imputed SNPs across discovery cohorts. We identified three new loci showing strong evidence for association with intracranial aneurysms in the combined dataset, including intervals near RBBP8 on 18q11.2 (odds ratio (OR) = 1.22, P = 1.1 x 10(-12)), STARD13-KL on 13q13.1 (OR = 1.20, P = 2.5 x 10(-9)) and a gene-rich region on 10q24.32 (OR = 1.29, P = 1.2 x 10(-9)). We also confirmed prior associations near SOX17 (8q11.23-q12.1; OR = 1.28, P = 1.3 x 10(-12)) and CDKN2A-CDKN2B (9p21.3; OR = 1.31, P = 1.5 x 10(-22)). It is noteworthy that several putative risk genes play a role in cell-cycle progression, potentially affecting the proliferation and senescence of progenitor-cell populations that are responsible for vascular formation and repair.

Role for cell-to-cell communication in stem cell specification toward pancreatic progenitors: relevance to the design of novel therapies for diabetes.

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08