So far, two genes associated with familial melanoma have been identified, accounting for a minority of genetic risk in families. Mutations in CDKN2A account for approximately 40% of familial cases, and predisposing mutations in CDK4 have been reported in a very small number of melanoma kindreds. Here we report the whole-genome sequencing of probands from several melanoma families, which we performed in order to identify other genes associated with familial melanoma. We identify one individual carrying a novel germline variant (coding DNA sequence c.G1075A; protein sequence p.E318K; rs149617956) in the melanoma-lineage-specific oncogene microphthalmia-associated transcription factor (MITF). Although the variant co-segregated with melanoma in some but not all cases in the family, linkage analysis of 31 families subsequently identified to carry the variant generated a log of odds (lod) score of 2.7 under a dominant model, indicating E318K as a possible intermediate risk variant. Consistent with this, the E318K variant was significantly associated with melanoma in a large Australian case-control sample. Likewise, it was similarly associated in an independent case-control sample from the United Kingdom. In the Australian sample, the variant allele was significantly over-represented in cases with a family history of melanoma, multiple primary melanomas, or both. The variant allele was also associated with increased naevus count and non-blue eye colour. Functional analysis of E318K showed that MITF encoded by the variant allele had impaired sumoylation and differentially regulated several MITF targets. These data indicate that MITF is a melanoma-predisposition gene and highlight the utility of whole-genome sequencing to identify novel rare variants associated with disease susceptibility.

Abstract Reliability and validity of the Flanagan Quality of Life Scale (QOLS) were tested in four chronic illness groups. Open‐ended questions and four instruments, the QOLS, Duke‐UNC Health Profile (DUHP), Life Satisfaction Index (LSI‐Z), and either the Arthritis Impact Measurement Scales (AIMS) or the Ostomy Adjustment Scale (OAS) were administered by telephone interview and mailed questionnaires to 227 adults three times over 6 weeks. Subjects generated verbal responses that substantiated the content validity of the QOLS. Stability reliability estimates for all instruments ranged from .53 to .90. Cronbach's alpha coefficients averaged .87 for the QOLS. Appropriate validity coefficients indicated both convergent and discriminant construct validity.

Cancer-associated fibroblasts (CAF) constitute a major component of the tumor microenvironment. Recent observations in genetically engineered mouse models and clinical studies have suggested that there may exist at least two functionally different populations of CAFs, that is, cancer-promoting CAFs (pCAF) and cancer-restraining CAFs (rCAF). Although various pCAF markers have been identified, the identity of rCAFs remains unknown because of the lack of rCAF-specific marker(s). In this study, we found that Meflin, a glycosylphosphatidylinositol-anchored protein that is a marker of mesenchymal stromal/stem cells and maintains their undifferentiated state, is expressed by pancreatic stellate cells that are a source of CAFs in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). In situ hybridization analysis of 71 human PDAC tissues revealed that the infiltration of Meflin-positive CAFs correlated with favorable patient outcome. Consistent herewith, Meflin deficiency led to significant tumor progression with poorly differentiated histology in a PDAC mouse model. Similarly, genetic ablation of Meflin-positive CAFs resulted in poor differentiation of tumors in a syngeneic transplantation model. Conversely, delivery of a Meflin-expressing lentivirus into the tumor stroma or overexpression of Meflin in CAFs suppressed the growth of xenograft tumors. Lineage tracing revealed that Meflin-positive cells gave rise to α-smooth muscle actin-positive CAFs that are positive or negative for Meflin, suggesting a mechanism for generating CAF heterogeneity. Meflin deficiency or low expression resulted in straightened stromal collagen fibers, which represent a signature for aggressive tumors, in mouse or human PDAC tissues, respectively. Together, the data suggest that Meflin is a marker of rCAFs that suppress PDAC progression. SIGNIFICANCE: Meflin marks and functionally contributes to a subset of cancer-associated fibroblasts that exert antitumoral effects.Graphical Abstract: http://cancerres.aacrjournals.org/content/canres/79/20/5367/F1.large.jpg.

Summary Advances in bacterial engineering have catalysed the development of living cell diagnostics and therapeutics 1–3 , including microbes that respond to gut inflammation 4 , intestinal bleeding 5 , pathogens 6 and hypoxic tumors 7 . Bacteria can access the entire gastrointestinal tract 8 to produce outputs measured in stool 4 or urine 7 . Cellular memory, such as bistable switches 4,9,10 or genomic rearrangements 11 , allows bacteria to store information over time. However, living biosensors have not yet been engineered to detect specific DNA sequences or mutations from outside the cell. Here, we engineer naturally competent Acinetobacter baylyi to detect donor DNA from the genomes of colorectal cancer (CRC) cells, organoids and tumors. We characterize the functionality of the biosensors in vitro with co-culture assays and then validate in vivo with sensor bacteria delivered to mice harboring colorectal tumors. We observe horizontal gene transfer from the tumor to the sensor bacteria in our mouse model of CRC. The sensor bacteria achieved 100% discrimination between mice with and without CRC. This Cellular Assay of Targeted, CRISPR-discriminated Horizontal gene transfer (CATCH), establishes a framework for biosensing of mutations or organisms within environments that are difficult to sample, among many other potential applications. Furthermore, the platform could be readily expanded to include production and delivery of antibiotic or antineoplastic therapeutic payloads at the detection site.

Abstract Bioengineered probiotics enable new opportunities to improve colorectal cancer (CRC) screening, prevention and treatment strategies. Here, we demonstrate the phenomenon of selective, long-term colonization of colorectal adenomas after oral delivery of probiotic E. coli Nissle 1917 (EcN) to a genetically-engineered murine model of CRC predisposition. We show that, after oral administration, adenomas can be monitored over time by recovering EcN from stool. We also demonstrate specific colonization of EcN to solitary neoplastic lesions in an orthotopic murine model of CRC. We then exploit this neoplasia-homing property of EcN to develop early CRC intervention strategies. To detect lesions, we engineer EcN to produce a small molecule, salicylate, and demonstrate that oral delivery of this strain results in significantly increased levels of salicylate in the urine of adenoma-bearing mice, in comparison to healthy controls. We also assess EcN engineered to locally release immunotherapeutics at the neoplastic site. Oral delivery to mice bearing adenomas, reduced adenoma burden by ∼50%, with notable differences in the spatial distribution of T cell populations within diseased and healthy intestinal tissue, suggesting local induction of robust anti-tumor immunity. Together, these results support the use of EcN as an orally-delivered platform to detect disease and treat CRC through its production of screening and therapeutic molecules.

Osteoarthritis (OA), which carries an enormous disease burden across the world, is characterised by irreversible degeneration of articular cartilage (AC), and subsequently bone. The cellular cause of OA is unknown. Here, using lineage tracing in mice, we show that the BMP-antagonist Gremlin 1 (Grem1) marks a novel chondrogenic progenitor (CP) cell population in the articular surface that generates joint cartilage and subchondral bone during development and adulthood. Notably, this CP population is depleted in injury-induced OA, and with age. OA is also induced by toxin-mediated ablation of Grem1 CP cells in young mice. Transcriptomic analysis and functional modelling in mice revealed articular surface Grem1-lineage cells are dependent on Foxo1; ablation of Foxo1 in Grem1-lineage cells led to early OA. This analysis identified FGFR3 signalling as a therapeutic target, and injection of its activator, FGF18, caused proliferation of Grem1-lineage CP cells, increased cartilage thickness, and reduced OA pathology. We propose that OA arises from the loss of CP cells at the articular surface secondary to an imbalance in progenitor cell homeostasis and present a new progenitor population as a locus for OA therapy.

Gastric cancer (GC) presents a significant health challenge and ranks as the fifth most common cancer in the world. Unfortunately, most patients with GC exhaust standard care treatment options due to late diagnosis and tumour heterogeneity that leads to drug resistance, resulting in poor survival outcomes. Potentially, this situation can be improved by personalising treatment choice. Organoids are an emerging cell model system that recapitulates tumour heterogeneity and drug responses. Coupled with genomic analysis, organoid culture can be used to guide personalised medicine. The GC organoid field, however, lacks standardised methodologies for assessing organoid drug sensitivities. Comparing results across different GC organoid studies and correlating organoid drug responses with patient outcomes is challenging. Hence, we aim to summarise the methodologies used in GC organoid drug testing and correlation with clinical outcomes and discuss design considerations and limitations to enhance the robustness of such studies in the future.

Abstract Bone morphogenetic protein (BMP) signaling is required for early forebrain development and cortical formation. How the endogenous modulators of BMP signaling regulate the structural and functional maturation of the developing brain remains unclear. Here we show that expression of the BMP antagonist, Grem1 , marks a neuroprogenitor that gives rise to layer V and VI glutamatergic neurons in the embryonic mouse brain. Lineage tracing of Grem1 -expressing cells in the embryonic brain was examined by administration of tamoxifen to pregnant Grem1creERT Rosa26LSLTdtomato mice at 13.5 days post coitum (dpc), followed by collection of embryos later in gestation. In addition, at 14.5 dpc, bulk mRNA seq analysis of differentially expressed transcripts between FACS sorted Grem1 positive and negative cells was performed. We also generated Emx1-cre mediated Grem1 conditional knockout mice ( Emx1-Cre;Grem1 flox/flox ) in which the Grem1 gene was deleted specifically in the dorsal telencephalon. Grem1 Emx1cKO animals had reduced cortical thickness, especially layers V and VI and impaired motor balance and fear sensitivity compared to littermate controls. This study has revealed new roles for Grem1 in the structural and functional maturation of the developing cortex. Summary statement The BMP antagonist, Grem1 , marks neuroprogenitors that give rise to deep layer glutamatergic neurons in the embryonic mouse brain. Grem1 conditional knockout mice display cortical and behavioural abnormalities.