Urothelial carcinoma of the bladder is a common malignancy that causes approximately 150,000 deaths per year worldwide. So far, no molecularly targeted agents have been approved for treatment of the disease. As part of The Cancer Genome Atlas project, we report here an integrated analysis of 131 urothelial carcinomas to provide a comprehensive landscape of molecular alterations. There were statistically significant recurrent mutations in 32 genes, including multiple genes involved in cell-cycle regulation, chromatin regulation, and kinase signalling pathways, as well as 9 genes not previously reported as significantly mutated in any cancer. RNA sequencing revealed four expression subtypes, two of which (papillary-like and basal/squamous-like) were also evident in microRNA sequencing and protein data. Whole-genome and RNA sequencing identified recurrent in-frame activating FGFR3–TACC3 fusions and expression or integration of several viruses (including HPV16) that are associated with gene inactivation. Our analyses identified potential therapeutic targets in 69% of the tumours, including 42% with targets in the phosphatidylinositol-3-OH kinase/AKT/mTOR pathway and 45% with targets (including ERBB2) in the RTK/MAPK pathway. Chromatin regulatory genes were more frequently mutated in urothelial carcinoma than in any other common cancer studied so far, indicating the future possibility of targeted therapy for chromatin abnormalities. This paper reports integrative molecular analyses of urothelial bladder carcinoma at the DNA, RNA, and protein levels performed as part of The Cancer Genome Atlas project; recurrent mutations were found in 32 genes, including those involved in cell-cycle regulation, chromatin regulation and kinase signalling pathways; chromatin regulatory genes were more frequently mutated in urothelial carcinoma than in any other common cancer studied so far. This study of 131 high-grade muscle-invasive urothelial bladder carcinomas, part of The Cancer Genome Atlas (TCGA) project, reports recurrent mutations in 32 genes, including those involved in cell-cycle regulation, chromatin regulation and kinase signalling pathways. Chromatin regulatory genes were more frequently mutated in urothelial carcinoma than in any common cancer studied to date. Recurrent in-frame activating FGFR3–TACC3 fusions and expression or integration of viruses associated with gene inactivation are also identified. Importantly, potential therapeutic targets are identified in 69% of the tumours.

Significance The identification of molecular subtype heterogeneity in breast cancer has allowed a deeper understanding of breast cancer biology. We present evidence that there are two intrinsic subtypes of high-grade bladder cancer, basal-like and luminal, which reflect the hallmarks of breast biology. Moreover, we have developed an accurate gene set predictor of molecular subtype, the BASE47, that should allow the incorporation of subtype stratification into clinical trials. Further clinical, etiologic, and therapeutic response associations will be of interest in future investigations.

Cachexia is a syndrome characterized by wasting of skeletal muscle and contributes to nearly one-third of all cancer deaths. Cytokines and tumor factors mediate wasting by suppressing muscle gene products, but exactly which products are targeted by these cachectic factors is not well understood. Because of their functional relevance to muscle architecture, such targets are presumed to represent myofibrillar proteins, but whether these proteins are regulated in a general or a selective manner is also unclear. Here we demonstrate, using in vitro and in vivo models of muscle wasting, that cachectic factors are remarkably selective in targeting myosin heavy chain. In myotubes and mouse muscles, TNF-α plus IFN-γ strongly reduced myosin expression through an RNA-dependent mechanism. Likewise, colon-26 tumors in mice caused the selective reduction of this myofibrillar protein, and this reduction correlated with wasting. Under these conditions, however, loss of myosin was associated with the ubiquitin-dependent proteasome pathway, which suggests that mechanisms used to regulate the expression of muscle proteins may be cachectic factor specific. These results shed new light on cancer cachexia by revealing that wasting does not result from a general downregulation of muscle proteins but rather is highly selective as to which proteins are targeted during the wasting state.

Cachexia is a syndrome characterized by wasting of skeletal muscle and contributes to nearly one-third of all cancer deaths. Cytokines and tumor factors mediate wasting by suppressing muscle gene products, but exactly which products are targeted by these cachectic factors is not well understood. Because of their functional relevance to muscle architecture, such targets are presumed to represent myofibrillar proteins, but whether these proteins are regulated in a general or a selective manner is also unclear. Here we demonstrate, using in vitro and in vivo models of muscle wasting, that cachectic factors are remarkably selective in targeting myosin heavy chain. In myotubes and mouse muscles, TNF-α plus IFN-γ strongly reduced myosin expression through an RNA-dependent mechanism. Likewise, colon-26 tumors in mice caused the selective reduction of this myofibrillar protein, and this reduction correlated with wasting. Under these conditions, however, loss of myosin was associated with the ubiquitin-dependent proteasome pathway, which suggests that mechanisms used to regulate the expression of muscle proteins may be cachectic factor specific. These results shed new light on cancer cachexia by revealing that wasting does not result from a general downregulation of muscle proteins but rather is highly selective as to which proteins are targeted during the wasting state.

Ovarian clear-cell carcinoma (OCCC) is an aggressive form of ovarian cancer with high ARID1A mutation rates. Here we present a mutant mouse model of OCCC. We find that ARID1A inactivation is not sufficient for tumour formation, but requires concurrent activation of the phosphoinositide 3-kinase catalytic subunit, PIK3CA. Remarkably, the mice develop highly penetrant tumours with OCCC-like histopathology, culminating in haemorrhagic ascites and a median survival period of 7.5 weeks. Therapeutic treatment with the pan-PI3K inhibitor, BKM120, prolongs mouse survival by inhibiting the tumour cell growth. Cross-species gene expression comparisons support a role for IL-6 inflammatory cytokine signalling in OCCC pathogenesis. We further show that ARID1A and PIK3CA mutations cooperate to promote tumour growth through sustained IL-6 overproduction. Our findings establish an epistatic relationship between SWI/SNF chromatin remodelling and PI3K pathway mutations in OCCC and demonstrate that these pathways converge on pro-tumorigenic cytokine signalling. We propose that ARID1A protects against inflammation-driven tumorigenesis. ARID1A is frequently mutated in ovarian clear-cell carcinoma. Here the authors show that ARID1A loss in mice cooperates with PI3K activation to recapitulate the human disease, and implicate IL-6 signalling as the underlying mechanism.