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Published July 2023 | Version v1
Report

Influence of low-dose radiation on leukemia development in genetic predisposition in a mouse model

Description

Ionizing radiation is an accepted risk factor for childhood leukemia development. However, the significance of weak ionizing radiation in the low dose range is still unclear. The aim of this research project was to experimentally test whether exposure to low-dose radiation can cause oncogenic mutations (as a so-called second "hit") in the Sca1-ETV6-RUNX1 mouse model, which carries the most common preleukemic translocation t(12;21) coding for the chimeric transcription factor ETV6-RUNX1 found in children. Precursor B-cell acute lymphoblastic leukemia (pB-ALL) developed in Sca1-ETV6-RUNX1 mice irradiated once at four weeks of age with an exact dose of at least 0.5 Gy from a gamma radiation source (Cs-137) (0.5 Gy, n=3/30; 2 Gy, n=4/30). Exposure-related somatic mutations in these pB-ALL involved (1) hot-spot regions in known cancer genes (Jak1, Jak3, Ptpn11, Kras), (2) genes that were also mutated in human ETV6-RUNX1-positive pB-ALL (Atm, Sh2b3, Ptpn11, Kras), (3) pB-ALL predisposition genes (Sh2B3, Ptpn11), and (4) other known cancer genes. Due to the small number of tumors and somatic SNV, no specific radiation-induced mutation signature could be identified. Larger cohorts or mouse models with higher tumorigenicity, together with whole-genome sequencing and complementary omics analyses, could generate larger data sets in the future and provide a comprehensive picture of specific t(12;21)-associated secondary genomic alterations resulting from radiation.

Availability note (English)

Available from: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0221-2023071238457

Abstract (German)

Ionisierende Strahlung ist ein akzeptierter Risikofaktor für die Leukämie-Entstehung im Kindesalter. Allerdings ist die Bedeutung schwacher ionisierender Strahlung im Niedrigdosisbereich noch unklar. Ziel des Forschungsvorhabens war es, experimentell im Sca1-ETV6-RUNX1-Mausmodell, dass die häufigste bei Kinder anzutreffende präleukämische Gentranslokation t(12;21), die für den chimären Transkriptionsfaktor ETV6-RUNX1 codiert, trägt, zu prüfen, ob die Exposition mit Niedrigdosisstrahlung onkogene Mutationen (als sogenannten zweiten "Hit") verursachen kann. Vorläufer-B-Zell akute lymphatische Leukämien (pB-ALL) entstanden bei Sca1-ETV6-RUNX1-Mäusen, die im Alter von vier Wochen einmalig mit einer exakten Dosis von mindestens 0,5 Gy aus einer Gammastrahlenquelle (Cs-137) bestrahlt wurden (0,5 Gy, n=3/30; 2 Gy, n=4/30). Expositionsbedingte somatische Mutationen in diesen pB-ALL betrafen (1) Hot-Spot-Regionen in bekannten Krebsgenen (Jak1, Jak3, Ptpn11, Kras), (2) Gene, die auch in humaner ETV6-RUNX1-positiver pB-ALL mutiert waren (Atm, Sh2b3, Ptpn11, Kras), (3) ALL-Prädispositionsgene (Sh2B3, Ptpn11), und (4) andere bekannte Krebsgene. Aufgrund der geringen Zahl an Tumoren und somatischen SNV konnte keine spezifische strahleninduzierte Mutationssignatur identifiziert werden. Größere Kohorten oder Mausmodelle mit einer höheren Tumorentstehung könnten zukünftig zusammen mit Ganz-Genom-Sequenzierung und ergänzenden Omics-Analysen größere Datensätze generieren und ein umfassendes Bild von spezifischen t(12;21)-assoziierten sekundären, genomischen Veränderungen als Folge von Bestrahlung liefern.

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Einfluss von Niedrigdosisstrahlung auf die Leukämieentwicklung bei genetischer Prädisposition in einem Mausmodell

Publishing Information

Imprint Pagination
32 p.
Report number
BfS-RESFOR--213/23