Streng genommen sind beide falsch. Korrekt muss es heißen: "Der Sohn meines Bruders (Genitiv!!!!!!!!) Ist mein Neffe." Aber wenn überhaupt geht nur der erste Satz. (Unglücklicherweise verdrängt der Dativ immer mehr den Genitiv. Es gibt einen Buchtitel, der inzwischen zum geflügelten Wort geworden ist: "Der Dativ ist dem Genitiv sein Tod." Das ist natürlich ebenfalls eine falsche Formulierung, aber das ist der Witz dabei...)