While molecular subgrouping has revolutionized medulloblastoma classification, the extent of heterogeneity within subgroups is unknown. Similarity network fusion (SNF) applied to genome-wide DNA methylation and gene expression data across 763 primary samples identifies very homogeneous clusters of patients, supporting the presence of medulloblastoma subtypes. After integration of somatic copy-number alterations, and clinical features specific to each cluster, we identify 12 different subtypes of medulloblastoma. Integrative analysis using SNF further delineates group 3 from group 4 medulloblastoma, which is not as readily apparent through analyses of individual data types. Two clear subtypes of infants with Sonic Hedgehog medulloblastoma with disparate outcomes and biology are identified. Medulloblastoma subtypes identified through integrative clustering have important implications for stratification of future clinical trials.

Idiopathic pulmonary fibrosis is a progressive and fatal fibrotic disease of the lungs with unclear etiology. Prior efforts to treat idiopathic pulmonary fibrosis that focused on anti-inflammatory therapy have not proven to be effective. Recent insight suggests that the pathogenesis is mediated through foci of dysregulated fibroblasts driven by profibrotic cytokine signaling. TGF-β and PDGF are 2 of the most potent of these cytokines. In the current study, we investigated the role of TGF-β–induced fibrosis mediated by activation of the Abelson (Abl) tyrosine kinase. Our data indicate that fibroblasts respond to TGF-β by stimulating c-Abl kinase activity independently of Smad2/3 phosphorylation or PDGFR activation. Moreover, inhibition of c-Abl by imatinib prevented TGF-β–induced ECM gene expression, morphologic transformation, and cell proliferation independently of any effect on Smad signaling. Further, using a mouse model of bleomycin-induced pulmonary fibrosis, we found a significant inhibition of lung fibrosis by imatinib. Thus, Abl family members represent common targets for the modulation of profibrotic cytokine signaling.

Idiopathic pulmonary fibrosis is a progressive and fatal fibrotic disease of the lungs with unclear etiology.Prior efforts to treat idiopathic pulmonary fibrosis that focused on anti-inflammatory therapy have not proven to be effective.Recent insight suggests that the pathogenesis is mediated through foci of dysregulated fibroblasts driven by profibrotic cytokine signaling.TGF-β and PDGF are 2 of the most potent of these cytokines.In the current study, we investigated the role of TGF-β-induced fibrosis mediated by activation of the Abelson (Abl) tyrosine kinase.Our data indicate that fibroblasts respond to TGF-β by stimulating c-Abl kinase activity independently of Smad2/3 phosphorylation or PDGFR activation.Moreover, inhibition of c-Abl by imatinib prevented TGF-β-induced ECM gene expression, morphologic transformation, and cell proliferation independently of any effect on Smad signaling.Further, using a mouse model of bleomycin-induced pulmonary fibrosis, we found a significant inhibition of lung fibrosis by imatinib.Thus, Abl family members represent common targets for the modulation of profibrotic cytokine signaling.

Limited data exist regarding the population-based epidemiology of idiopathic pulmonary fibrosis (IPF). The objective of the study was to describe the trends in the incidence, prevalence, and clinical course of IPF in the community.We conducted a population-based study of adult patients with IPF in Olmsted County, Minnesota, from 1997 to 2005. Two methods were used to identify IPF cases, as defined by the 2002 American Thoracic Society/European Respiratory Society consensus statement: (1) usual interstitial pneumonia (UIP) on a surgical lung biopsy specimen or a definite UIP pattern on a high-resolution CT image (narrow criteria) and (2) UIP on a surgical lung biopsy specimen or a definite or possible UIP pattern on CT image (broad criteria).Of 596 patients screened for the possibility of pulmonary disease or pulmonary fibrosis over 9 years of follow-up, 47 cases had IPF. Of these, 24 met the narrow criteria. The age- and sex-adjusted incidence was 8.8/100,000 and 17.4/100,000 person-years, for narrow and broad criteria, respectively. The age-adjusted incidence was higher in men than in women, and among patients aged 70-79 years. During the study period, the incidence of IPF decreased (P < .001). On December 31, 2005, the age- and sex-adjusted prevalence was 27.9/100,000 and 63/100,000 persons by narrow and broad criteria, respectively. Thirty-seven patients experienced a total of 53 respiratory exacerbations (26 IPF related, 27 non-IPF related), and 34 (72%) patients died. The primary cause of death was IPF related in 16 (47%) patients. Median survival for narrow-criteria and broad-criteria incidence cases was 3.5 and 4.4 years, respectively.The incidence of IPF in Olmsted County decreased over the study period. Nonprimary IPF respiratory exacerbations are as frequent as primary IPF respiratory exacerbations and an important cause of death.

Posterior fossa group A (PFA) ependymoma is a lethal brain cancer diagnosed in infants and young children. The lack of driver events in the PFA linear genome led us to search its 3D genome for characteristic features. Here, we reconstructed 3D genomes from diverse childhood tumor types and uncovered a global topology in PFA that is highly reminiscent of stem and progenitor cells in a variety of human tissues. A remarkable feature exclusively present in PFA are type B ultra long-range interactions in PFAs (TULIPs), regions separated by great distances along the linear genome that interact with each other in the 3D nuclear space with surprising strength. TULIPs occur in all PFA samples and recur at predictable genomic coordinates, and their formation is induced by expression of EZHIP. The universality of TULIPs across PFA samples suggests a conservation of molecular principles that could be exploited therapeutically.

ABSTRACT The identification of cancer maintenance genes—driver genes essential to tumor survival—is fundamental for developing effective cancer therapy. Transposon-based insertional mutagenesis screens can identify cancer driver genes broadly but not discriminate maintenance from progression or initiation drivers, which contribute to cancer phenotypes and tumorigenesis, respectively. We engineered a nested, double-jumping transposon system to first dysregulate gene expression during tumorigenesis and then restore gene expression following tumor induction, allowing for genome-wide screening of maintenance essentiality in vivo . In a mouse model of medulloblastoma, the most common pediatric malignancy, insertion and remobilization of this nested transposon uncovers potassium channel genes as recurrent maintenance drivers. In human medulloblastoma, KCNB2 is the most overexpressed potassium channel across Group 3, Group 4, and SHH subgroups, and Kcnb2 knockout in mice diminishes the replicative potential of medulloblastoma-propagating cells to mitigate tumor growth. Kcnb2 governs potassium homeostasis to regulate plasma membrane tension-gated EGFR signaling, which drives proliferative expansion of medulloblastoma-propagating cells. Thus, our novel transposon system reveals potassium homeostasis as essential to tumor maintenance through biomechanical modulation of membrane signaling.

The study of the origin and development of cerebellar tumours has been hampered by the complexity and heterogeneity of cerebellar cells that change over the course of development. We used single-cell transcriptomics to study >60,000 cells from the developing murine cerebellum, and show that different molecular subgroups of childhood cerebellar tumors mirror the transcription of cells from distinct, temporally restricted cerebellar lineages. Sonic Hedgehog medulloblastoma transcriptionally mirrors the granule cell hierarchy as expected, whereas Group 3 medulloblastoma resemble Nestin+ve stem cells, Group 4 medulloblastomas resemble unipolar brush cells, and PFA/PFB ependymoma and cerebellar pilocytic astrocytoma resemble the pre-natal gliogenic progenitor cells. Furthermore, single-cell transcriptomics of human childhood cerebellar tumors demonstrates that many bulk tumors contain a mixed population of cells with divergent differentiation. Our data highlight cerebellar tumors as a disorder of early brain development, and provide a proximate explanation for the peak incidence of cerebellar tumors in early childhood.