Some breast cancers have been shown to contain a small fraction of cells characterized by CD44 + /CD24 −/low cell-surface antigen profile that have high tumor-initiating potential. In addition, breast cancer cells propagated in vitro as mammospheres (MSs) have also been shown to be enriched for cells capable of self-renewal. In this study, we have defined a gene expression signature common to both CD44 + /CD24 −/low and MS-forming cells. To examine its clinical significance, we determined whether tumor cells surviving after conventional treatments were enriched for cells bearing this CD44 + /CD24 −/low -MS signature. The CD44 + /CD24 −/low -MS signature was found mainly in human breast tumors of the recently identified “claudin-low” molecular subtype, which is characterized by expression of many epithelial-mesenchymal-transition (EMT)-associated genes. Both CD44 + /CD24 −/low -MS and claudin-low signatures were more pronounced in tumor tissue remaining after either endocrine therapy (letrozole) or chemotherapy (docetaxel), consistent with the selective survival of tumor-initiating cells posttreatment. We confirmed an increased expression of mesenchymal markers, including vimentin ( VIM ) in cytokeratin-positive epithelial cells metalloproteinase 2 ( MMP 2), in two separate sets of postletrozole vs. pretreatment specimens. Taken together, these data provide supporting evidence that the residual breast tumor cell populations surviving after conventional treatment may be enriched for subpopulations of cells with both tumor-initiating and mesenchymal features. Targeting proteins involved in EMT may provide a therapeutic strategy for eliminating surviving cells to prevent recurrence and improve long-term survival in breast cancer patients.

For most older women with early breast cancer, standard treatment after breast-conserving surgery is adjuvant whole-breast radiotherapy and adjuvant endocrine treatment. We aimed to assess the effect omission of whole-breast radiotherapy would have on local control in older women at low risk of local recurrence at 5 years.Between April 16, 2003, and Dec 22, 2009, 1326 women aged 65 years or older with early breast cancer judged low-risk (ie, hormone receptor-positive, axillary node-negative, T1-T2 up to 3 cm at the longest dimension, and clear margins; grade 3 tumour histology or lymphovascular invasion, but not both, were permitted), who had had breast-conserving surgery and were receiving adjuvant endocrine treatment, were recruited into a phase 3 randomised controlled trial at 76 centres in four countries. Eligible patients were randomly assigned to either whole-breast radiotherapy (40-50 Gy in 15-25 fractions) or no radiotherapy by computer-generated permuted block randomisation, stratified by centre, with a block size of four. The primary endpoint was ipsilateral breast tumour recurrence. Follow-up continues and will end at the 10-year anniversary of the last randomised patient. Analyses were done by intention to treat. The trial is registered on ISRCTN.com, number ISRCTN95889329.658 women who had undergone breast-conserving surgery and who were receiving adjuvant endocrine treatment were randomly assigned to receive whole-breast irradiation and 668 were allocated to no further treatment. After median follow-up of 5 years (IQR 3·84-6·05), ipsilateral breast tumour recurrence was 1·3% (95% CI 0·2-2·3; n=5) in women assigned to whole-breast radiotherapy and 4·1% (2·4-5·7; n=26) in those assigned no radiotherapy (p=0·0002). Compared with women allocated to whole-breast radiotherapy, the univariate hazard ratio for ipsilateral breast tumour recurrence in women assigned to no radiotherapy was 5·19 (95% CI 1·99-13·52; p=0·0007). No differences in regional recurrence, distant metastases, contralateral breast cancers, or new breast cancers were noted between groups. 5-year overall survival was 93·9% (95% CI 91·8-96·0) in both groups (p=0·34). 89 women died; eight of 49 patients allocated to no radiotherapy and four of 40 assigned to radiotherapy died from breast cancer.Postoperative whole-breast radiotherapy after breast-conserving surgery and adjuvant endocrine treatment resulted in a significant but modest reduction in local recurrence for women aged 65 years or older with early breast cancer 5 years after randomisation. However, the 5-year rate of ipsilateral breast tumour recurrence is probably low enough for omission of radiotherapy to be considered for some patients.Chief Scientist Office (Scottish Government), Breast Cancer Institute (Western General Hospital, Edinburgh).

The roles of tumor-associated macrophages (TAMs) and circulating monocytes in human cancer are poorly understood. Here, we show that monocyte subpopulation distribution and transcriptomes are significantly altered by the presence of endometrial and breast cancer. Furthermore, TAMs from endometrial and breast cancers are transcriptionally distinct from monocytes and their respective tissue-resident macrophages. We identified a breast TAM signature that is highly enriched in aggressive breast cancer subtypes and associated with shorter disease-specific survival. We also identified an auto-regulatory loop between TAMs and cancer cells driven by tumor necrosis factor alpha involving SIGLEC1 and CCL8, which is self-reinforcing through the production of CSF1. Together these data provide direct evidence that monocyte and macrophage transcriptional landscapes are perturbed by cancer, reflecting patient outcomes.

Tumor expression of the proliferation antigen Ki67 is widely used to assess the prognosis of cancer patients. A change in the expression of Ki67 after short-term exposure of patients to therapeutic agents is frequently used as a pharmacodynamic marker of efficacy, particularly among breast cancer patients before undergoing surgery. To determine the clinical significance of the level of tumor cell proliferation during endocrine therapy for breast cancer, we measured the expression of Ki67 in tumor biopsy samples taken before and after 2 weeks of presurgical treatment with anastrozole or tamoxifen or the combination of anastrozole plus tamoxifen in 158 patients with hormone receptor–positive primary disease. In a multivariable analysis, we found that higher Ki67 expression after 2 weeks of endocrine therapy was statistically significantly associated with lower recurrence-free survival ( P = .004) whereas higher Ki67 expression at baseline was not. Larger baseline tumor size and lower estrogen receptor level after 2 weeks of treatment were also statistically significantly associated with poorer recurrence-free survival ( P <.001 and P = .04, respectively). Our data indicate that measurements of tumor Ki67 level after short-term endocrine treatment may improve the prediction of recurrence-free survival by integrating the prognostic value of Ki67 level at baseline with changes in Ki67 level that are associated with treatment benefit.

The discovery of substantial amounts of 5-hydroxymethylcytosine (5hmC), formed by the oxidation of 5-methylcytosine (5mC), in various mouse tissues and human embryonic stem (ES) cells has necessitated a reevaluation of our knowledge of 5mC/5hmC patterns and functions in mammalian cells. Here, we investigate the tissue specificity of both the global levels and locus-specific distribution of 5hmC in several human tissues and cell lines. We find that global 5hmC content of normal human tissues is highly variable, does not correlate with global 5mC content, and decreases rapidly as cells from normal tissue adapt to cell culture. Using tiling microarrays to map 5hmC levels in DNA from normal human tissues, we find that 5hmC patterns are tissue specific; unsupervised hierarchical clustering based solely on 5hmC patterns groups independent biological samples by tissue type. Moreover, in agreement with previous studies, we find 5hmC associated primarily, but not exclusively, with the body of transcribed genes, and that within these genes 5hmC levels are positively correlated with transcription levels. However, using quantitative 5hmC-qPCR, we find that the absolute levels of 5hmC for any given gene are primarily determined by tissue type, gene expression having a secondary influence on 5hmC levels. That is, a gene transcribed at a similar level in several different tissues may have vastly different levels of 5hmC (>20-fold) dependent on tissue type. Our findings highlight tissue type as a major modifier of 5hmC levels in expressed genes and emphasize the importance of using quantitative analyses in the study of 5hmC levels.

Limited level 1 evidence is available on the omission of radiotherapy after breast-conserving surgery in older women with hormone receptor-positive early breast cancer receiving adjuvant endocrine therapy.We performed a phase 3 randomized trial of the omission of irradiation; the trial population included women 65 years of age or older who had hormone receptor-positive, node-negative, T1 or T2 primary breast cancer (with tumors ≤3 cm in the largest dimension) treated with breast-conserving surgery with clear excision margins and adjuvant endocrine therapy. Patients were randomly assigned to receive whole-breast irradiation (40 to 50 Gy) or no irradiation. The primary end point was local breast cancer recurrence. Regional recurrence, breast cancer-specific survival, distant recurrence as the first event, and overall survival were also assessed.A total of 1326 women were enrolled; 658 were randomly assigned to receive whole-breast irradiation and 668 to receive no irradiation. The median follow-up was 9.1 years. The cumulative incidence of local breast cancer recurrence within 10 years was 9.5% (95% confidence interval [CI], 6.8 to 12.3) in the no-radiotherapy group and 0.9% (95% CI, 0.1 to 1.7) in the radiotherapy group (hazard ratio, 10.4; 95% CI, 4.1 to 26.1; P<0.001). Although local recurrence was more common in the group that did not receive radiotherapy, the 10-year incidence of distant recurrence as the first event was not higher in the no-radiotherapy group than in the radiotherapy group, at 1.6% (95% CI, 0.4 to 2.8) and 3.0% (95% CI, 1.4 to 4.5), respectively. Overall survival at 10 years was almost identical in the two groups, at 80.8% (95% CI, 77.2 to 84.3) with no radiotherapy and 80.7% (95% CI, 76.9 to 84.3) with radiotherapy. The incidence of regional recurrence and breast cancer-specific survival also did not differ substantially between the two groups.Omission of radiotherapy was associated with an increased incidence of local recurrence but had no detrimental effect on distant recurrence as the first event or overall survival among women 65 years of age or older with low-risk, hormone receptor-positive early breast cancer. (Funded by the Chief Scientist Office of the Scottish Government and the Breast Cancer Institute, Western General Hospital, Edinburgh; ISRCTN number, ISRCTN95889329.).

Abstract Background Invasive lobular carcinoma (ILC) is the second most common histological subtype of breast cancer and exhibits a number of clinico-pathological characteristics that are distinct from the more common invasive ductal carcinoma (IDC). Despite these differences, ILC is treated in the same way as IDC. We set out to identify alterations in the tumor microenvironment (TME) of ILC with potential clinical significance. Methods We used laser-capture microdissection (LCM) to separate tumor epithelium from stroma in 23 ER+ ILC samples. Gene expression analysis was used to identify genes that are enriched in the stroma of ILC, but not IDC or normal breast. Results 45 genes involved in regulation of the extracellular matrix (ECM) were enriched in the stroma of ILC, but not stroma from ER+ IDC or normal breast. Of these, 10 were expressed in cancer-associated fibroblasts (CAFs) and were increased in ILC compared to IDC in bulk gene expression datasets. PAPPA was the most enriched in the stroma compared to the tumor epithelial compartment in ILC. PAPPA encodes pregnancy-associated plasma protein-A (PAPP-A), a metalloproteinase that cleaves insulin-like binding protein-4 (IGFBP-4) increasing IGF-1 bioavailability and subsequent downstream signaling. Analysis of PAPPA and IGF1 associated genes identified a paracrine signaling pathway and active PAPP-A was shown to be secreted from primary CAFs. Comprehensive survival analysis across 3000 breast cancers identified PAPPA as a potential ILC-specific prognostic marker. Conclusions This is the first study to demonstrate molecular differences in the TME between ILC and IDC and identifies PAPP-A, a CAF-derived proteinase, as a potential prognostic marker.

Abstract Drosophila models for tumorigenesis and metastasis have revealed conserved mechanisms of signaling that are also involved in mammalian cancer. Many of these models use the proliferating tissues of the larval stages of Drosophila development, when tissues are highly mitotically active, or stem cells are abundant. Fewer Drosophila tumorigenesis models use adult animals to initiate tumor formation when many tissues are largely terminally differentiated and postmitotic. The Drosophila accessory glands are prostate-like tissues and a model for some aspects of prostate tumorigenesis using this tissue has been explored. In this model, oncogenic signaling was induced during the proliferative stage of accessory gland development, raising the question of how oncogenic activity would impact the terminally differentiated and postmitotic adult tissue. Here, we show that oncogenic signaling in the adult Drosophila accessory gland leads to activation of a conserved pro-tumorigenic program, similar to that observed in mitotic larval tissues, but in the absence of proliferation. Oncogenic signaling in the adult postmitotic gland leads to tissue hyperplasia with nuclear anaplasia and aneuploidy through endoreduplication, which increases polyploidy and occasionally results in non-mitotic neoplastic-like extrusions. We compare gene expression changes in our Drosophila model with that of endocycling prostate cancer cells induced by chemotherapy, which potentially mediate tumor recurrence after treatment. Similar signaling pathways are activated in the Drosophila gland and endocycling cancer cells, suggesting the adult accessory glands provide a useful model for aspects of prostate cancer progression that do not involve cellular proliferation.