High mobility group box 1 (HMGB1) protein, a DNA binding protein that stabilizes nucleosomes and facilitates transcription, was recently identified as a late mediator of endotoxin lethality. High serum HMGB1 levels in patients with sepsis are associated with increased mortality, and administration of HMGB1 produces acute inflammation in animal models of lung injury and endotoxemia. Neutrophils occupy a critical role in mediating the development of endotoxemia-associated acute lung injury, but previously it was not known whether HMGB1 could influence neutrophil activation. In the present experiments, we demonstrate that HMGB1 increases the nuclear translocation of NF-κB and enhances the expression of proinflammatory cytokines in human neutrophils. These proinflammatory effects of HMGB1 in neutrophils appear to involve the p38 MAPK, phosphatidylinositol 3-kinase/Akt, and ERK1/2 pathways. The mechanisms of HMGB1-induced neutrophil activation are distinct from endotoxin-induced signals, because HMGB1 leads to a different profile of gene expression, pattern of cytokine expression, and kinetics of p38 activation compared with LPS. These findings indicate that HMGB1 is an effective stimulus of neutrophil activation that can contribute to development of a proinflammatory phenotype in diseases characterized by excessively high levels of HMGB1.

Abstract Cancer cells exhibit rewired transcriptional regulatory networks that promote tumor growth and survival. However, the mechanisms underlying the formation of these pathological networks remain poorly understood. Through a pan-cancer epigenomic analysis, we found that primate-specific endogenous retroviruses (ERVs) are a rich source of enhancers displaying cancer-specific activity. In colorectal cancer and other epithelial tumors, oncogenic AP1/MAPK signaling drives the activation of enhancers derived from the primate-specific ERV family LTR10. Functional studies in colorectal cancer cells revealed that LTR10 elements regulate tumor-specific expression of multiple genes associated with tumorigenesis, such as ATG12 and XRCC4 . Within the human population, individual LTR10 elements exhibit germline and somatic structural variation resulting from a highly mutable internal tandem repeat region, which affects AP1 binding activity. Our findings reveal that ERV-derived enhancers contribute to transcriptional dysregulation in response to oncogenic signaling and shape the evolution of cancer-specific regulatory networks.

Cancer cells exhibit rewired transcriptional regulatory networks that promote tumor growth and survival. However, the mechanisms underlying the formation of these pathological networks remain poorly understood. Through a pan-cancer epigenomic analysis, we found that primate-specific endogenous retroviruses (ERVs) are a rich source of enhancers displaying cancer-specific activity. In colorectal cancer and other epithelial tumors, oncogenic MAPK/AP1 signaling drives the activation of enhancers derived from the primate-specific ERV family LTR10. Functional studies in colorectal cancer cells revealed that LTR10 elements regulate tumor-specific expression of multiple genes associated with tumorigenesis, such as ATG12 and XRCC4 . Within the human population, individual LTR10 elements exhibit germline and somatic structural variation resulting from a highly mutable internal tandem repeat region, which affects AP1 binding activity. Our findings reveal that ERV-derived enhancers contribute to transcriptional dysregulation in response to oncogenic signaling and shape the evolution of cancer-specific regulatory networks.

Single-cell technologies enable high-resolution studies of phenotype-defining molecular mechanisms. However, data sparsity and cellular heterogeneity make modeling biological variability across single-cell samples difficult. Here we present SCORPION, a tool that uses a message-passing algorithm to reconstruct comparable gene regulatory networks from single-cell/nuclei RNA-sequencing data that are suitable for population-level comparisons by leveraging the same baseline priors. Using synthetic data, we found that SCORPION outperformed 12 existing gene regulatory network reconstruction techniques. Using supervised experiments, we show that SCORPION can accurately identify differences in regulatory networks between wild-type and transcription factor-perturbed cells. We demonstrate SCORPION's scalability to population-level analyses using a single-cell RNA-sequencing atlas containing 200,436 cells from colorectal cancer and adjacent healthy tissues. The differences between tumor regions detected by SCORPION are consistent across multiple cohorts as well as with our understanding of disease progression, and elucidate phenotypic regulators that may impact patient survival.

Single-cell technologies enable high-resolution studies of phenotype-defining molecular mechanisms. However, data sparsity and cellular heterogeneity make modeling biological variability across single-cell samples difficult. We present SCORPION , a tool that uses a message-passing algorithm to reconstruct comparable gene regulatory networks from single cell/nuclei RNA-seq data that are suitable for population-level comparisons by leveraging the same baseline priors. Using synthetic data, we found that SCORPION outperforms 12 other gene regulatory network reconstruction techniques. Using supervised experiments, we show that SCORPION can accurately identify differences in regulatory networks between wild-type and transcription factor-perturbed cells. We demonstrate SCORPION ’s scalability to population-level analyses using a single-cell RNA-seq atlas containing 200,436 cells from colorectal cancer and adjacent healthy tissues. The differences detected by SCORPION between tumor regions are consistent across population cohorts, as well as with our understanding of disease progression and elucidate phenotypic regulators that may impact patient survival.

3530 Background: Single-agent anti-PD-1/PD-L1 drugs are ineffective in MSS CRC. E is an engineered protein (high-affinity CD47-blocker fused to an inactive IgG Fc region), which blocks the CD47/SIRPα innate immune inhibitory phagocytosis checkpoint expressed on CRC and phagocytes, respectively. Preclinical evidence suggests ECP may be effective in MSS CRC. Methods: This phase 2, single-arm, two-stage, multicenter, investigator-initiated trial of E (15 or 10 mg/kg weekly at dose level [DL] 1 and -1, respectively), C (400 mg/m 2 then 250 mg/m 2 weekly), and P (200 mg every 3 weeks) in 21-day cycles enrolled patients with MSS CRC, regardless of tumor sidedness and RAS/BRAF status, refractory to ≥ 2 prior lines of therapy, including EGFR inhibitor if indicated (NCT05167409). All patients in both Stage 1 (safety run-in) and Stage 2 (expansion) received ECP until progression or unacceptable toxicity. The co-primary objectives were to determine the recommended dose (RD) of E with CP and objective response rate (ORR) by RECIST v1.1 (by one-sided exact test with α=0.05, H 0 p ≤ 3% [historical controls], H A p ≥ 15%; power is 87% with N=48). Results: The safety-evaluable population included 16 patients, of whom 69% were male and median age 53 years. The primary tumor was in the right, left, and transverse colorectum in 31%, 31%, and 6% of patients, and was unknown in 31%. Mutations in KRAS, NRAS, and BRAF genes were present in 38%, 6%, and 0% of patients. The median number of prior lines of therapy was 3, including prior EGFR inhibitor in 44%. In Stage 1, 9 and 3 patients were enrolled at E DL1 and DL-1, respectively. E DL1 was established as the RD for Stage 2, in which 4 patients were enrolled. The most common any-grade treatment-emergent adverse events were headache (32%), fatigue (26%), anemia (21%), diarrhea (21%), dyspnea (16%), abdominal pain (16%), nausea/vomiting (16% each), and acneiform rash (16%). There were two on-study deaths assessed as related to all three study drugs (hemophagocytic lymphohistiocytosis and cytokine release syndrome; 1 each). While both are known associations with checkpoint inhibitors, other significant factors contributing to these event outcomes included cancer progression with high tumor burden in the former and patient decision to transition to comfort care in the latter. In the safety-evaluable population, ORR was 6.3% (1 ongoing partial response, 95% confidence interval [CI] 0.2-30.2%), disease control rate was 12.5% (95% CI 1.6-38.4%), median progression-free survival was 2.6 months (mo; 95% CI 2.1-2.9 mo), and median overall survival was 10.9 mo (95% CI 3.3 mo-infinity). Formal hypothesis testing was not performed. Conclusions: Further dose optimization of ECP is needed to establish a RD in the refractory MSS CRC population. While initial activity was seen, at the DLs evaluated, criteria for study termination were met. Clinical trial information: NCT05167409 .