キノム・マルチジェニック・パネルにより、高リスクの神経芽腫における新たな薬物投与可能なEPHB4-V871I体細胞変異が同定された

Kinome multigenic panel identified novel druggable EPHB4-V871I somatic variant in high-risk neuroblastoma.

• Immacolata Andolfo
• Vito A Lasorsa
• Francesco Manna
• Barbara E Rosato
• Daniela Formicola
• Achille Iolascon
• Mario Capasso

抄録

神経芽腫（NB）は小児に最も多い頭蓋外新生物である。そのため、神経芽腫の分子機構を深く理解することは、神経芽腫の治療薬開発のために非常に重要であると考えられます。プロテインキナーゼ（TK）は、細胞の生存と増殖の制御に不可欠な役割を果たしています。未分化リンパ腫キナーゼ（ALK）、オーロラキナーゼ、RET受容体チロシンキナーゼなどの様々なキナーゼは、新生児を含む様々な癌の治療標的となる可能性を秘めています。我々は、高リスクの新生児患者45人と9つの新生児細胞株のコホートを、標的型(t)NGSカスタム遺伝子パネル（90個のTKのキナーゼドメインをコードする遺伝子）を用いて解析した。その結果、4つのTK遺伝子（ALK, EPHB4, LMTK3, EPHB6）の体細胞変異を同定し、EPHB4遺伝子の体細胞変異V871Iを同定した。EPHB4は心血管系の発達に重要な役割を果たしており、がんの血管新生、腫瘍の増殖、転移を促進する血管新生を制御しています。EPHB4遺伝子の突然変異は、これまでに固形腫瘍や血液学的腫瘍で確認されていますが、小児がんではこれまで報告されていませんでした。興味深いことに、公開されているCGH-arrayの再解析を行ったところ、EPHB4の増加は新生児の進行性疾患と関連していることが示された。さらに、EPHB4発現の上昇はNBのステージ4と相関し、全生存率の低下につながることを明らかにした。さらに、EPHB4-V871Iは、VEGF、c-RAF、CDK4標的遺伝子に作用し、ERK1-2経路のリン酸化を増加させることで、2つのNB細胞株の増殖、遊走、浸潤特性の増加に関与していることを明らかにしました。EPHB4阻害剤であるJI-101とNVP-BHG712を用いることで、この変異体に起因する表現型を救済することができた。以上の結果から、EPHB4はハイリスクNBにおける有望な治療標的であることが示唆された。

Neuroblastoma (NB) is the most common extracranial neoplasm in children. The overall outcome for high-risk NB patients is still unacceptable, therefore, it is critical to deeply understand molecular mechanisms associated with NB, which in turn can be utilized for developing drugs towards the treatment of NB. Protein kinases (TKs) play an essential role in the regulation of cell survival and proliferation. Different kinases, such as anaplastic lymphoma kinase (ALK), Aurora kinase, RET receptor tyrosine kinase, are potential therapeutic targets in various cancers, including NB. We analysed a cohort of 45 high-risk NB patients and 9 NB cell lines by a targeted-(t)NGS custom gene panel (genes codifying for the kinase domains of 90 TKs). We identified somatic variants in four TK genes (ALK, EPHB4, LMTK3 and EPHB6) in NB patients and we functionally characterized an interesting somatic variant, V871I, in EPHB4 gene. EPHB4 plays a crucial role in cardiovascular development and regulates vascularization in cancer-promoting angiogenesis, tumour growth and metastasis. Several EPHB4 mutations have previously been identified in solid and haematological tumour specimens but EPHB4 mutations were not described until now in NB. Interestingly, a re-analysis of public CGH-array showed that the EPHB4 gain is associated with advanced diseases in NB. We further demonstrated that higher EPHB4 expression is correlated to stage 4 of NB and with poor overall survival. Additionally, we also revealed that the EPHB4-V871I accounts for increased proliferation, migration and invasion properties in two NB cell lines by acting on VEGF, c-RAF and CDK4 target genes and by increasing the phosphorylation of ERK1-2 pathway. The use of two EPHB4 inhibitors, JI-101 and NVP-BHG712, was able to rescue the phenotype driven by the variant. Our study suggested that EPHB4 is a promising therapeutic target in high-risk NB.

© 2020 The Authors. Journal of Cellular and Molecular Medicine published by Foundation for Cellular and Molecular Medicine and John Wiley & Sons Ltd.