Nuclear Organisation and Transcription Regulation in Lymphomas
Organisation nucléaire et régulation transcriptionnelle dans les lymphomes
Résumé
Mantle cell lymphoma (MCL) is a rare aggressive lymphoma caused by the chromosome translocation t(11;14)(q13;q32) juxtaposing the cyclin D1 (CCND1) locus on chr 11 with the immunoglobulin heavy chain (IgH) locus on chr 14. As a result, a proto-oncogene cyclin D1 which is not expressed in normal B-cells, becomes active. The initial hypothesis favored direct influence of the strong IgH enhancer on CCND1 gene promoter to upregulate its transcription. However, the CCND1 locus may be as far as 200 kb from the chromosome breakpoint. We have shown that 11q13 locus relocalizes from the nucleus periphery towards the transcriptionally active center and nucleolus (Allinne et al., 2014). This may lead to activation of the entire locus, suggesting an epigenetic mechanism of gene regulation in MCL, rather than just simple enhancer-promoter effect.Several new treatments are proposed for MCL, including histone deacetylase inhibitors (HDACis) with epigenetic mechanism of action. In MCL cell lines, HDACis were shown to have antiproliferative effects, and paradoxically, they decreased the cyclin D1 protein level in the cells. Until now, there is no clear understanding of this phenomenon, nor of HDACis mechanism of action. Therefore, a study of «epigenetic landscape» in 11q13 and 14q32 loci should significantly advance our knowledge about the mechanisms of cyclin D1 upregulation in MCL.The purpose of the present work was to study chromatin structure in the rearranged (11;14)(q13;q32) locus in MCL cells as compared to the 11q13 and 14q32 loci in normal human lymphocytes. We then studied the effect of different HDACis on the rearranged (11;14)(q13;q32) locus at several levels: histone acetylation / methylation, chromatin conformation and gene expression.We have shown that t(11:14)(q13;q32) translocation leads to overexpression of CCND1 along with a group of genes spanning over 15 Mb around the translocation point. The same genes, sensitive to deregulation by t(11;14) translocation, react to the HDACi treatment by increasing their expression. Importantly, while HDACi stimulates genome-wide disaggregation of heterochromatin, genes’ promoters stay shielded from its effect.
Le lymphome des cellules du manteau (LCM) est un lymphome d’une rare agressivité causée par la translocation chromosomique t(11; 14)(q13; q32) juxtaposant le locus de la cycline D1 (CCND1) sur le chr 11 avec le locus de la chaîne lourde de l'immunoglobuline (IgH) sur le chr 14. En conséquence, une cycline D1 proto-oncogène devient active alors qu’elle n’est pas exprimée dans les cellules-B normales. L’hypothèse initiale semble indiquer une influence directe du fort enhancer IgH sur le promoteur du gène CCND1 afin de surexprimer sa transcription. Quoi qu’il en soit, le locus CCND1 peut être éloigné jusqu'à 200kb du point de cassure du chromosome. Nous avons montré que le locus 11q13 relocalise depuis la périphérie du noyau jusque au centre actif de transcription et au nucléole (Allinne et al., 2014). Ce phénomène qui mène à l’activation du locus entier, suggère un mécanisme epigénétique de régulation des gènes dans les LCM plutôt que simplement un simple effet enhancer-promoteur. Plusieurs nouveaux traitements contre le MCL ont été proposés, y compris les inhibiteurs d’histone deacetylase (HDACis) qui impliquent des mécanismes épigénétiques. Dans les lignées cellulaires LMC, les HDACis sont décrites comme aillant des effets antiprolifératifs, et paradoxalement, le niveau d’expression protéique de la cycline D1 dans la cellule diminue. Jusqu'à présent, il n'y a pas une compréhension claire de ce phénomène, de même que les mécanismes d’action des HDACis reste inconnus. Pour ces raisons, une étude du « paysage épigénétique » sur les loci 11q13 et 14q32 devrait fortement améliorer notre connaissance sur les mécanismes de surexpression de la cycline D1 dans les LMC.L’objectif de ce travail est d'étudier la structure de la chromatine dans le locus réarrangé (11; 14)(q13; q32) dans des cellules LMC par rapport au locus 11q13 et 14q32 dans les lymphocytes humains normaux. Nous avons ensuite étudié l'effet de différentes HDACis sur le locus réarrangé (11; 14)(q13; q32) à plusieurs niveaux: l'acétylation des histones / la méthylation de la chromatine ainsi que sa conformation et l'expression des gènes.Nous avons montré que t(11:14)(q13; q32) conduit à la surexpression de CCND1 avec un groupe de gènes couvrant plus de 15 Mb autour du point de translocation. Les mêmes gènes, sensibles à la dérégulation par la translocation t(11; 14, réagissent au traitement HDACi en augmentant leur expression. Nos résultats indiquent que bien que HDACi stimule la désagrégation de l'hétérochromatine sur l'ensemble du génome, les promoteurs de gènes restent à l'abri de ces effets.
Origine : Version validée par le jury (STAR)