Background: Prostate cancer develops through malignant transformation of the prostate epithelium in a stepwise, mutation-driven process. Although activator protein-1 transcription factors such as JUN have been implicated as potential oncogenic drivers, the molecular programs contributing to prostate cancer progression are not fully understood. Methods: We analyzed JUN expression in clinical prostate cancer samples across different stages and investigated its functional role in a Pten-deficient mouse model. We performed histopathological examinations, transcriptomic analyses and explored the senescence-associated secretory phenotype in the tumor microenvironment. Results: Elevated JUN levels characterized early-stage prostate cancer and predicted improved survival in human and murine samples. Immune-phenotyping of Pten-deficient prostates revealed high accumulation of tumor-infiltrating leukocytes, particularly innate immune cells, neutrophils and macrophages as well as high levels of STAT3 activation and IL-1β production. Jun depletion in a Pten-deficient background prevented immune cell attraction which was accompanied by significant reduction of active STAT3 and IL-1β and accelerated prostate tumor growth. Comparative transcriptome profiling of prostate epithelial cells revealed a senescence-associated gene signature, upregulation of pro-inflammatory processes involved in immune cell attraction and of chemokines such as IL-1β, CCL3 and CCL8 in Pten-deficient prostates. Strikingly, JUN depletion reversed both, senescence and senescence-associated immune cell infiltration and consequently accelerated tumor growth. Conclusions: Our results suggest that JUN acts as tumor-suppressor and decelerates the progression of prostate cancer by transcriptional regulation of senescence- and inflammation-associated genes. This study opens avenues for novel treatment strategies that could impede disease progression and improve patient outcomes.

Purpose: This study aims to assess whole-mount Gleason grading (GG) in prostate cancer (PCa) accurately using a multiomics machine learning (ML) model and to compare its performance with biopsy-proven GG (bxGG) assessment.Materials and Methods: A total of 146 patients with PCa recruited in a pilot study of a prospective clinical trial (NCT02659527) were retrospectively included in the side study, all of whom underwent 68 Ga-PSMA-11 integrated positron emission tomography (PET) / magnetic resonance (MR) before radical prostatectomy (RP) between May 2014 and April 2020.To establish a multiomics ML model, we quantified PET radiomics features, pathway-level genomics features from whole exome sequencing, and pathomics features derived from immunohistochemical staining of 11 biomarkers.Based on the multiomics dataset, five ML models were established and validated using 100-fold Monte Carlo cross-validation.Results: Among five ML models, the random forest (RF) model performed best in terms of the area under the curve (AUC).Compared to bxGG assessment alone, the RF model was superior in terms of AUC (0.87 vs 0.75), specificity (0.72 vs 0.61), positive predictive value (0.79 vs 0.75), and accuracy (0.78 vs 0.77) and showed slightly decreased sensitivity (0.83 vs 0.89) and negative predictive value (0.80 vs Ivyspring International Publisher 0.81).Among the feature categories, bxGG was identified as the most important feature, followed by pathomics, clinical, radiomics and genomics features.The three important individual features were bxGG, PSA staining and one intensity-related radiomics feature. Conclusion:The findings demonstrate a superior assessment of the developed multiomics-based ML model in whole-mount GG compared to the current clinical baseline of bxGG.This enables personalized patient management by identifying high-risk PCa patients for RP.

Abstract Prostate cancer ranks as the second most frequently diagnosed cancer in men worldwide. Recent research highlights the crucial roles GP130-mediated signaling pathways play in the development and progression of various cancers, particularly through hyperactivated STAT3 signaling. Here, we find that genetic cell-autonomous activation of the GP130 receptor in prostate epithelial cells triggers active STAT3 signaling and significantly reduces tumor growth in vivo . Mechanistically, genetic activation of GP130 signaling mediates senescence via the STAT3/ARF/p53 axis and anti-tumor immunity via recruitment of cytotoxic T-cells, ultimately impeding tumor progression. In prostate cancer patients, high GP130 mRNA expression levels correlate with better recurrence-free survival, increased senescence signals and a transition from an immune-cold to an immune-hot tumor. Our findings reveal a context-dependent role of GP130/STAT3 in carcinogenesis and a tumor-suppressive function in prostate cancer development. We challenge the prevailing concept of blocking GP130/STAT3 signaling as functional prostate cancer treatment and instead propose cell-autonomous GP130 activation as a novel therapeutic strategy.

Abstract Background Prostate cancer develops through malignant transformation of the prostate epithelium in a stepwise, mutation-driven process. Although activator protein-1 transcription factors such as JUN have been implicated as potential oncogenic drivers, the molecular programs contributing to prostate cancer progression are not fully understood. Methods We analyzed JUN expression in clinical prostate cancer samples across different stages and investigated its functional role in a Pten -deficient mouse model. We performed histopathological examinations, transcriptomic analyses and explored the senescence-associated secretory phenotype in the tumor microenvironment. Results Elevated JUN levels characterized early-stage prostate cancer and predicted improved survival in human and murine samples. Immune-phenotyping of Pten -deficient prostates revealed high accumulation of tumor-infiltrating leukocytes, particularly innate immune cells, neutrophils and macrophages as well as high levels of STAT3 activation and IL-1β production. Jun depletion in a Pten -deficient background prevented immune cell attraction which was accompanied by significant reduction of active STAT3 and IL-1β and accelerated prostate tumor growth. Comparative transcriptome profiling of prostate epithelial cells revealed a senescence-associated gene signature, upregulation of pro-inflammatory processes involved in immune cell attraction and of chemokines such as IL-1β, TNF-α, CCL3 and CCL8 in Pten -deficient prostates. Strikingly, JUN depletion reversed both the senescence-associated secretory phenotype and senescence-associated immune cell infiltration but had no impact on cell cycle arrest. As a result, JUN depletion in Pten -deficient prostates interfered with the senescence-associated immune clearance and accelerated tumor growth. Conclusions Our results suggest that JUN acts as tumor-suppressor and decelerates the progression of prostate cancer by transcriptional regulation of senescence- and inflammation-associated genes. This study opens avenues for novel treatment strategies that could impede disease progression and improve patient outcomes. Graphical Abstract