Summary Medulloblastoma is currently sub-classified into distinct DNA methylation subgroups/subtypes with particular clinico-molecular features. Using RNA-seq in large well annotated cohorts of medulloblastoma we show that transcriptionally Group3 and Group4 medulloblastomas exist not as discrete types but as intermediates on a bipolar continuum between archetypal Group3 and Group4 entities. Continuum position is prognostic, reflects propensity for specific DNA copy-number changes, key switches in isoform/enhancer usage and RNA-editing. Examining scRNA-seq profiles we show intra-tumoral transcriptional heterogeneity along the continuum is limited in a subtype-dependent manner. By integrating with a human scRNA-seq reference atlas we show this continuum is mirrored by an equivalent continuum of transcriptional cell types in early fetal cerebellar development. We identify unique developmental niches for all four major subgroups and link each to a common developmental antecedent. Our findings show a transcriptional continuum arising from oncogenic disruption of highly specific fetal cerebellar cell types, linked to almost every aspect of Group3/Group4 molecular biology and clinico-pathology.

Abstract The fusion gene MLL-AF4 defines a high-risk subtype of pro-B acute lymphoblastic leukaemia. However, relapse can be associated with a switch from acute lymphoblastic to acute myeloid leukaemia. Here we show that these myeloid relapses share oncogene fusion breakpoints with their matched lymphoid presentations and can originate in either early, multipotent progenitors or committed B-cell precursors. Lineage switching is linked to substantial changes in chromatin accessibility and rewiring of transcriptional programmes indicating that the execution and maintenance of lymphoid lineage differentiation is impaired. We show that this subversion is recurrently associated with the dysregulation of repressive chromatin modifiers, notably the nucleosome remodelling and deacetylation complex, NuRD. In addition to mutations, we show differential expression or alternative splicing of NuRD members and other genes is able to reprogram the B lymphoid into a myeloid gene regulatory network. Lineage switching in MLL-AF4 leukaemia is therefore driven and maintained by defunct epigenetic regulation. Statement of Significance We demonstrate diverse cellular origins of lineage switched relapse within MLL - AF4 pro-B acute leukaemia. Irrespective of the developmental origin of relapse, dysregulation of NuRD and/or other epigenetic machinery underpins fundamental lineage reprogramming with profound implications for the increasing use of epitope directed therapies in this high-risk leukaemia.