The generation of certain gut innate lymphoid cell (ILC) populations requires the aryl hydrocarbon receptor (AHR). Colonna and colleagues show that the induction of Notch expression by AHR is required for the development of interleukin 22–producing NKp46+ ILCs. Innate lymphoid cells (ILCs) of the ILC22 type protect the intestinal mucosa from infection by secreting interleukin 22 (IL-22). ILC22 cells include NKp46+ and lymphoid tissue–inducer (LTi)-like subsets that express the aryl hydrocarbon receptor (AHR). Here we found that Ahr−/− mice had a considerable deficit in ILC22 cells that resulted in less secretion of IL-22 and inadequate protection against intestinal bacterial infection. Ahr−/− mice also lacked postnatally 'imprinted' cryptopatches and isolated lymphoid follicles (ILFs), but not embryonically 'imprinted' Peyer's patches. AHR induced the transcription factor Notch, which was required for NKp46+ ILCs, whereas LTi-like ILCs, cryptopatches and ILFs were partially dependent on Notch signaling. Thus, AHR was essential for ILC22 cells and postnatal intestinal lymphoid tissues. Moreover, ILC22 subsets were heterogeneous in their requirement for Notch and their effect on the generation of intestinal lymphoid tissues.

ABSTRACT Background Pdx1 expression in pancreatic lineage cells underlies the utility of the KC mouse model ( Pdx1-Cre; LSL-Kras G12D/+ ) for understanding how Kras G12D -mutation drives formation of pancreas cancer precursor lesions and carcinoma. The highly utilized KC model has a reported mortality rate of about 30%, which has been attributed to pancreas cancer, despite lack of substantive evidence. This study describes a novel cause of the early deaths, in which KC mice develop Kras -driven T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL). Methods KC mice and control mice underwent histopathologic examination including thymus, liver, spleen, bone marrow and pancreas, and immunohistochemistry (IHC) was used to confirm leukemia development. A reporter strain (Ai14) was used to identify location of Pdx1-Cre expression and concomitant mutant- Kras activation, which was confirmed using flow cytometry, IHC, immunofluorescence, mRNA analysis, and bone marrow transplant studies. Results Pdx1 expression in the hematopoietic compartment of KC mice resulted in Cre-recombinase mediated excision of lox-stop and activation of mutant- Kras gene ( Kras G12D/+ ) in the multipotent progenitor cells (MPP), and subsequent development of Kras -mutant T-ALL creating thymic tumors in a subset of mice. Overall, 20% (5/25) of KC mice developed a large thymic tumor due to T-ALL by 9 months of age. Moreover, through isolation and transplantation of pooled bone marrow from KC mice into CD45 congenic mice, 100% of recipient mice were found to develop T-ALL. These results further confirm mutant- Kras expression in the hematologic compartment is driving the development of T-ALL in the KC mouse model. Conclusions These results are an essential consideration for investigators while utilizing this model in pancreas cancer studies, particularly when evaluating factors that may coincidentally enhance the formation of Kras G12D -driven T-ALL (e.g. transcription factors impacting hematopoietic cells). Finally, the lower penetrance of T-ALL development in KC mice (compared to existing leukemia models) suggest that the KC mouse could be considered as an alternative research model to evaluate onset and factors that exacerbate development of T-ALL.

Abstract Anal squamous cell carcinoma (SCC) will be diagnosed in an estimated 9,080 adults in the United States this year, and rates have been rising over the last several decades. Most people that develop anal SCC have associated human papillomavirus (HPV) infection (∼85-95%), with approximately 5-15% of anal SCC cases occurring in HPV-negative patients from unknown etiology. This study identified and characterized a Kras -driven, female sex hormone-dependent development of anal squamous cell carcinoma (SCC) in the LSL-Kras G12D ; Pdx1-Cre (KC) mouse model that is not dependent on papillomavirus infection. One hundred percent of female KC mice develop anal SCC, while no male KC mice develop tumors. Both male and female KC anal tissue express Pdx1 and Cre-recombinase mRNA, and the activated mutant Kras G12D gene. Although the driver gene mutation Kras G12D is present in anus of both sexes, only female KC mice develop Kras -mutant induced anal SCC. To understand the sex-dependent differences, KC male mice were castrated and KC female mice were ovariectomized. Castrated KC males displayed an unchanged phenotype with no anal tumor formation. In contrast, ovariectomized KC females demonstrated a marked reduction in anal SCC development, with only 15% developing anal SCC. Finally, exogenous administration of estrogen rescued the tumor development in ovariectomized KC female mice and induced tumor development in castrated KC males. These results confirm that the anal SCC is estrogen mediated. The delineation of the role of female sex hormones in mediating mutant Kras to drive anal SCC pathogenesis highlights a subtype of anal SCC that is independent of papillomavirus infection. These findings may have clinical applicability for the papillomavirus-negative subset of anal SCC patients that typically respond poorly to standard of care chemoradiation.

Summary Fibrolamellar carcinoma (FLC) is a rare liver cancer that disproportionately affects adolescents and young adults. Currently, no standard of care is available and there remains a dire need for new therapeutics. Most patients harbor the fusion oncogene DNAJB1-PRKACA (DP fusion), but clinical inhibitors are not yet developed and it is critical to identify downstream mediators of FLC pathogenesis. Here, we identify long non-coding RNA LINC00473 among the most highly upregulated genes in FLC tumors and determine that it is strongly suppressed by RNAi-mediated inhibition of the DP fusion in FLC tumor epithelial cells. We show by loss- and gain-of-function studies that LINC00473 suppresses apoptosis, increases the expression of FLC marker genes, and promotes FLC growth in cell-based and in vivo models of disease. Mechanistically, LINC00473 plays an important role in promoting glycolysis and altering mitochondrial activity. Specifically, LINC00473 knockdown leads to increased spare respiratory capacity, an indicator of mitochondrial fitness. Overall, we propose that LINC00473 could be a viable target for this devastating disease. Highlights Fibrolamellar carcinoma (FLC) is a lethal liver cancer lacking effective therapeutic options. Ma et al. demonstrate that primate-specific RNA LINC00473 is enriched in tumor epithelial cells and functions to promote FLC growth and dysregulate cellular energetics, unveiling an important mechanism downstream of the fusion oncogene, DNAJB1-PRKACA, in FLC pathogenesis. In Brief LINC00473 is consistently elevated in primary FLC tumor tissue from different patient cohorts and in multiple disease models. DP fusion, the signature oncoprotein of FLC, drives LINC00473 expression. LINC00473 promotes FLC growth via anti-apoptotic function. LINC00473 modulates FLC energetics by promoting glycolysis and altering mitochondrial fitness. Abstract Figure

The pathogenesis of pancreas cancer (PDAC) remains poorly understood, hindering efforts to develop a more effective therapy for PDAC. Recent discoveries show the aryl hydrocarbon receptor (AHR) plays a crucial role in the pathogenesis of several cancers, and can be targeted for therapeutic effect. However, its involvement in PDAC remains unclear. Therefore, we evaluated the role of AHR in the development of PDAC

Abstract Disruption of the circadian clock is linked to cancer development and progression. Establishing this connection has proven beneficial for understanding cancer pathogenesis, determining prognosis, and uncovering novel therapeutic targets. However, barriers to characterizing the circadian clock in human pancreas and human pancreatic cancer – one of the deadliest malignancies – have hindered an appreciation of its role in this cancer. Here, we employed normalized coefficient of variation (nCV) and clock correlation analysis in human population-level data to determine the functioning of the circadian clock in pancreas cancer and adjacent normal tissue. We found a substantially attenuated clock in the pancreatic cancer tissue. Then we exploited our existing mouse pancreatic transcriptome data to perform an analysis of the human normal and pancreas cancer samples using a machine learning method, cyclic ordering by periodic structure (CYCLOPS). Through CYCLOPS ordering, we confirmed the nCV and clock correlation findings of an intact circadian clock in normal pancreas with robust cycling of several core clock genes. However, in pancreas cancer, there was a loss of rhythmicity of many core clock genes with an inability to effectively order the cancer samples, providing substantive evidence of a dysregulated clock. The implications of clock disruption were further assessed with a Bmal1 knockout pancreas cancer model, which revealed that an arrhythmic clock caused accelerated cancer growth and worse survival, accompanied by chemoresistance and enrichment of key cancer-related pathways. These findings provide strong evidence for clock disruption in human pancreas cancer and demonstrate a link between circadian disruption and pancreas cancer progression. Author Summary The circadian clock is a regulator of human homeostasis. Dysfunction of the clock can lead to the development of diseases, including cancer. Although several cancers have been shown to have a dysfunctional clock which may alter prognosis or change treatment, this has been suggested but not demonstrated in pancreatic cancer. Investigation of this link is important because pancreatic cancer is highly lethal with few effective treatment options. Here we use recently pioneered bioinformatics approaches to assess clock functionality in human pancreatic cancer specimens, where we demonstrate that the clock is dysfunctional relative to normal pancreatic tissue. We then knocked out the core clock gene, Bmal1 , in pancreatic cancer cells, which led to faster tumor growth and worse survival in mice and enhanced chemotherapeutic resistance to standard chemotherapy agents used in the treatment of pancreatic cancer. Collectively, our findings establish human pancreatic cancer as having clock dysfunction and clock dysfunction causing a more aggressive cancer.

Summary Fibrolamellar carcinoma (FLC) is a rare and lethal cancer that afflicts young individuals. The tumor arises in the background of a healthy liver, and patients typically present with advanced cancer at the time of diagnosis. Unfortunately, for these patients with advanced or recurrent cancer, no proven systemic therapies exist resulting in only 30-45% of patients surviving to 5 years. Investigations into the molecular underpinning of FLC have revealed a unique gene fusion between heat shock protein 40 ( DNAJB1 ) and the catalytic subunit alpha of protein kinase A ( PRKACA ), leading to the formation of an oncoprotein (DNAJ-PKAc) that retains kinase activity and is a proven tumor-causing event in FLC. To uncover potential therapeutic targets, we engineered an FLC cell line by introducing the DNAJB1-PRKACA oncogene rearrangement into human hepatocellular cells using CRISPR/Cas9. We identified aberrant cell cycle progression, and follow-up molecular analysis revealed evidence of enhanced cyclin dependent kinase 7 (CDK7) activation in the DNAJB1-PRKACA expressing FLC cells. These findings were confirmed in human samples of FLC. In turn, targeting CDK7 with selective inhibitors demonstrated efficacy in several patient-derived models of FLC, with minimal toxicity to normal liver. Collectively, this work uncovers a novel candidate therapeutic vulnerability in FLC.

Abstract Misalignment of the circadian clock compared to environmental cues causes circadian desynchrony, which is pervasive in humans. Clock misalignment can lead to various pathologies including obesity and diabetes, both of which are associated with pancreatic ductal adenocarcinoma - a devastating cancer with an 80% five-year mortality rate. Although circadian desynchrony is associated with an increased risk of several solid-organ cancers, the correlation between clock misalignment and pancreas cancer is unclear. Using a chronic jetlag model, we investigated the impact of clock misalignment on pancreas cancer initiation in mice harboring a pancreas-specific activated Kras mutation. We found that chronic jetlag accelerated the development of pancreatic cancer precursor lesions, with a concomitant increase in precursor lesion grade. Cell-autonomous knock-out of the clock in pancreatic epithelial cells of Kras -mutant mice demonstrated no acceleration of precursor lesion formation, indicating non-cell-autonomous clock dysfunction was responsible for the expedited tumor development. Therefore, we applied single-cell RNA sequencing over time and identified fibroblasts as the cell population manifesting the greatest clock-dependent changes, with enrichment of specific cancer-associated fibroblast pathways due to circadian misalignment. Collectively, these results suggest fibroblasts as the putative target of chronic jetlag-induced accelerated pancreas cancer initiation.