Recent studies indicate that cancer-associated fibroblasts (CAFs) are phenotypically and functionally heterogeneous. However, little is known about CAF subtypes, the roles they play in cancer progression, and molecular mediators of the CAF “state”. Here we identify a novel cell surface pan-CAF marker, CD49e, and demonstrate that two distinct CAF states, distinguished by expression of fibroblast activation protein (FAP), co-exist within the CD49e+ CAF compartment in high grade serous ovarian cancers. We show for the first time that CAF state influences patient outcomes, and that this is mediated by the ability FAP-high (FH) but not FAP-low (FL) CAFs to aggressively promote proliferation, invasion and therapy resistance of cancer cells. Overexpression of the FL-specific transcription factor TCF21 in FH CAFs decreases their ability to promote invasion, chemoresistance and in vivo tumor growth, indicating that it acts as a master regulator of the CAF state. Understanding CAF states in more detail could lead to better patient stratification and novel therapeutic strategies.One sentence summary In this study we demonstrate that cancer-associated fibroblasts (CAFs) in high-grade serous ovarian cancer are heterogeneous, that CAF state drives cancer aggressiveness and patient outcomes, and that TCF21 is a master regulator of CAF state.

Abstract Biallelic inactivation of the Von Hippel-Lindau ( VHL ) tumor suppressor gene occurs in almost all cases of clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) and leads to disrupted oxygen sensing and the upregulation of hypoxia-related genetic programs. Although the loss of VHL appears to be a necessary oncogenic driver event in the majority of ccRCC instances, it is not always a sufficient one. Large genomics studies have revealed that co-deletions of VHL with genes involved in chromatin regulation are common and important co-drivers of tumorigenesis. Several conserved evolutionary subtypes have been described clinically and the majority implicate disruptions in epigenetic regulators. It is now clear that impairments in cellular epigenetic mechanisms are important co-drivers of disease and signal a potential vulnerability in the epigenetic network of ccRCC cells relative to their normal counterparts. Using a clinically relevant panel of ccRCC models, we herein sought to exploit this potential vulnerability by screening a library of small molecule inhibitors that target a spectrum of epigenetic regulators. We identified MS023, an inhibitor of type I protein arginine methyltransferases (PRMTs) as an agent with antitumor activity. Using orthogonal genetic technologies, we further validated PRMT1 as the specific critical dependency for cancer growth. Mechanistically, our transcriptomic and functional analyses suggest that MS023 treatment results in substantial impairments to cell cycle and DNA damage repair (DDR) pathways, while spawning an accumulation of DNA damage over time. Our PRMT1 specific proteomics analysis revealed an interactome rich in RNA binding proteins including the specific regulator of DDR mRNA metabolism: the BCLAF1/THRAP3 complex. Further investigation suggests that MS023 treatment may result in impairments to DDR specific mRNA activities including nucleocytoplasmic transport and RNA splicing. Together, our data supports PRMT1 as a compelling target in ccRCC and informs a potential mechanism-based strategy for translational development.