Despite best current therapy, up to 20% of pediatric patients with acute lymphoblastic leukemia (ALL) have a relapse. Recent genomewide analyses have identified a high frequency of DNA copy-number abnormalities in ALL, but the prognostic implications of these abnormalities have not been defined.

George Daley and colleagues show that Lin28 and Lin28B promote cellular transformation by repressing let-7 family members, leading to derepression of let-7 targets. They also find that LIN28 and LIN28B are overexpressed in ∼15% of primary human tumors and cancer cell lines and that their expression is associated with aggressive disease and poor prognosis across multiple tumor types. Multiple members of the let-7 family of miRNAs are often repressed in human cancers1,2, thereby promoting oncogenesis by derepressing targets such as HMGA2, K-Ras and c-Myc3,4. However, the mechanism by which let-7 miRNAs are coordinately repressed is unclear. The RNA-binding proteins LIN28 and LIN28B block let-7 precursors from being processed to mature miRNAs5,6,7,8, suggesting that their overexpression might promote malignancy through repression of let-7. Here we show that LIN28 and LIN28B are overexpressed in primary human tumors and human cancer cell lines (overall frequency ∼15%), and that overexpression is linked to repression of let-7 family miRNAs and derepression of let-7 targets. LIN28 and LIN28b facilitate cellular transformation in vitro, and overexpression is associated with advanced disease across multiple tumor types. Our work provides a mechanism for the coordinate repression of let-7 miRNAs observed in a subset of human cancers, and associates activation of LIN28 and LIN28B with poor clinical prognosis.

Most children with acute lymphoblastic leukemia (ALL) can be cured, but the prognosis is dismal for the minority of patients who relapse after treatment. To explore the genetic basis of relapse, we performed genome-wide DNA copy number analyses on matched diagnosis and relapse samples from 61 pediatric patients with ALL. The diagnosis and relapse samples typically showed different patterns of genomic copy number abnormalities (CNAs), with the CNAs acquired at relapse preferentially affecting genes implicated in cell cycle regulation and B cell development. Most relapse samples lacked some of the CNAs present at diagnosis, which suggests that the cells responsible for relapse are ancestral to the primary leukemia cells. Backtracking studies revealed that cells corresponding to the relapse clone were often present as minor subpopulations at diagnosis. These data suggest that genomic abnormalities contributing to ALL relapse are selected for during treatment, and they point to new targets for therapeutic intervention.

The genetic basis of hypodiploid acute lymphoblastic leukemia (ALL), a subtype of ALL characterized by aneuploidy and poor outcome, is unknown. Genomic profiling of 124 hypodiploid ALL cases, including whole-genome and exome sequencing of 40 cases, identified two subtypes that differ in the severity of aneuploidy, transcriptional profiles and submicroscopic genetic alterations. Near-haploid ALL with 24-31 chromosomes harbor alterations targeting receptor tyrosine kinase signaling and Ras signaling (71%) and the lymphoid transcription factor gene IKZF3 (encoding AIOLOS; 13%). In contrast, low-hypodiploid ALL with 32-39 chromosomes are characterized by alterations in TP53 (91.2%) that are commonly present in nontumor cells, IKZF2 (encoding HELIOS; 53%) and RB1 (41%). Both near-haploid and low-hypodiploid leukemic cells show activation of Ras-signaling and phosphoinositide 3-kinase (PI3K)-signaling pathways and are sensitive to PI3K inhibitors, indicating that these drugs should be explored as a new therapeutic strategy for this aggressive form of leukemia.

Charles Mullighan and colleagues report a recurrent rearrangement of CRLF2 in B-progenitor and Down syndrome-associated acute lymphoblastic leukemia. Their genetic and functional evidence indicates that CRLF2 cooperates with activated JAK2 to promote leukemogenesis. Aneuploidy and translocations are hallmarks of B-progenitor acute lymphoblastic leukemia (ALL), but many individuals with this cancer lack recurring chromosomal alterations. Here we report a recurring interstitial deletion of the pseudoautosomal region 1 of chromosomes X and Y in B-progenitor ALL that juxtaposes the first, noncoding exon of P2RY8 with the coding region of CRLF2. We identified the P2RY8-CRLF2 fusion in 7% of individuals with B-progenitor ALL and 53% of individuals with ALL associated with Down syndrome. CRLF2 alteration was associated with activating JAK mutations, and expression of human P2RY8-CRLF2 together with mutated mouse Jak2 resulted in constitutive Jak-Stat activation and cytokine-independent growth of Ba/F3 cells overexpressing interleukin-7 receptor alpha. Our findings indicate that these two genetic lesions together contribute to leukemogenesis in B-progenitor ALL.

In three different subtypes of B-cell lymphomas, two papers report frequent somatic mutations in the genes CREBBP and EP300, which are present in primary tumours or acquired at relapse. These genes encode related acetyltransferases that mainly function to regulate gene expression by acetylating histones and other transcriptional regulators. The mutations disrupt these activities and thus alter chromatin regulation of gene expression, as well as proliferation and potentially the response to anticancer drugs. These studies may provide a rationale for the use of histone deacetylase inhibitors in certain B-cell lymphomas. In three different subtypes of B-cell lymphomas, two papers now report frequent somatic mutations in CREBBP and EP300, present in primary tumours or acquired at relapse. These genes encode related acetyltransferases that mainly function to regulate gene expression by acetylating histones and other transcriptional regulators. The mutations found inactivate these activities and thus alter chromatin regulation of gene expression, as well as proliferation and potentially the response to therapeutic drugs. Relapsed acute lymphoblastic leukaemia (ALL) is a leading cause of death due to disease in young people, but the biological determinants of treatment failure remain poorly understood. Recent genome-wide profiling of structural DNA alterations in ALL have identified multiple submicroscopic somatic mutations targeting key cellular pathways1,2, and have demonstrated substantial evolution in genetic alterations from diagnosis to relapse3. However, DNA sequence mutations in ALL have not been analysed in detail. To identify novel mutations in relapsed ALL, we resequenced 300 genes in matched diagnosis and relapse samples from 23 patients with ALL. This identified 52 somatic non-synonymous mutations in 32 genes, many of which were novel, including the transcriptional coactivators CREBBP and NCOR1, the transcription factors ERG, SPI1, TCF4 and TCF7L2, components of the Ras signalling pathway, histone genes, genes involved in histone modification (CREBBP and CTCF), and genes previously shown1,2 to be targets of recurring DNA copy number alteration in ALL. Analysis of an extended cohort of 71 diagnosis–relapse cases and 270 acute leukaemia cases that did not relapse found that 18.3% of relapse cases had sequence or deletion mutations of CREBBP, which encodes the transcriptional coactivator and histone acetyltransferase CREB-binding protein (CREBBP, also known as CBP)4. The mutations were either present at diagnosis or acquired at relapse, and resulted in truncated alleles or deleterious substitutions in conserved residues of the histone acetyltransferase domain. Functionally, the mutations impaired histone acetylation and transcriptional regulation of CREBBP targets, including glucocorticoid responsive genes. Several mutations acquired at relapse were detected in subclones at diagnosis, suggesting that the mutations may confer resistance to therapy. These results extend the landscape of genetic alterations in leukaemia, and identify mutations targeting transcriptional and epigenetic regulation as a mechanism of resistance in ALL.

Pediatric acute lymphoblastic leukemia (ALL) is a heterogeneous disease consisting of distinct clinical and biological subtypes that are characterized by specific chromosomal abnormalities or gene mutations. Mutation of genes encoding tyrosine kinases is uncommon in ALL, with the exception of Philadelphia chromosome-positive ALL, where the t(9,22)(q34;q11) translocation encodes the constitutively active BCR-ABL1 tyrosine kinase. We recently identified a poor prognostic subgroup of pediatric BCR-ABL1-negative ALL patients characterized by deletion of IKZF1 (encoding the lymphoid transcription factor IKAROS) and a gene expression signature similar to BCR-ABL1-positive ALL, raising the possibility of activated tyrosine kinase signaling within this leukemia subtype. Here, we report activating mutations in the Janus kinases JAK1 (n = 3), JAK2 (n = 16), and JAK3 (n = 1) in 20 (10.7%) of 187 BCR-ABL1-negative, high-risk pediatric ALL cases. The JAK1 and JAK2 mutations involved highly conserved residues in the kinase and pseudokinase domains and resulted in constitutive JAK-STAT activation and growth factor independence of Ba/F3-EpoR cells. The presence of JAK mutations was significantly associated with alteration of IKZF1 (70% of all JAK-mutated cases and 87.5% of cases with JAK2 mutations; P = 0.001) and deletion of CDKN2A/B (70% of all JAK-mutated cases and 68.9% of JAK2-mutated cases). The JAK-mutated cases had a gene expression signature similar to BCR-ABL1 pediatric ALL, and they had a poor outcome. These results suggest that inhibition of JAK signaling is a logical target for therapeutic intervention in JAK mutated ALL.