The main associations of body-mass index (BMI) with overall and cause-specific mortality can best be assessed by long-term prospective follow-up of large numbers of people. The Prospective Studies Collaboration aimed to investigate these associations by sharing data from many studies.Collaborative analyses were undertaken of baseline BMI versus mortality in 57 prospective studies with 894 576 participants, mostly in western Europe and North America (61% [n=541 452] male, mean recruitment age 46 [SD 11] years, median recruitment year 1979 [IQR 1975-85], mean BMI 25 [SD 4] kg/m(2)). The analyses were adjusted for age, sex, smoking status, and study. To limit reverse causality, the first 5 years of follow-up were excluded, leaving 66 552 deaths of known cause during a mean of 8 (SD 6) further years of follow-up (mean age at death 67 [SD 10] years): 30 416 vascular; 2070 diabetic, renal or hepatic; 22 592 neoplastic; 3770 respiratory; 7704 other.In both sexes, mortality was lowest at about 22.5-25 kg/m(2). Above this range, positive associations were recorded for several specific causes and inverse associations for none, the absolute excess risks for higher BMI and smoking were roughly additive, and each 5 kg/m(2) higher BMI was on average associated with about 30% higher overall mortality (hazard ratio per 5 kg/m(2) [HR] 1.29 [95% CI 1.27-1.32]): 40% for vascular mortality (HR 1.41 [1.37-1.45]); 60-120% for diabetic, renal, and hepatic mortality (HRs 2.16 [1.89-2.46], 1.59 [1.27-1.99], and 1.82 [1.59-2.09], respectively); 10% for neoplastic mortality (HR 1.10 [1.06-1.15]); and 20% for respiratory and for all other mortality (HRs 1.20 [1.07-1.34] and 1.20 [1.16-1.25], respectively). Below the range 22.5-25 kg/m(2), BMI was associated inversely with overall mortality, mainly because of strong inverse associations with respiratory disease and lung cancer. These inverse associations were much stronger for smokers than for non-smokers, despite cigarette consumption per smoker varying little with BMI.Although other anthropometric measures (eg, waist circumference, waist-to-hip ratio) could well add extra information to BMI, and BMI to them, BMI is in itself a strong predictor of overall mortality both above and below the apparent optimum of about 22.5-25 kg/m(2). The progressive excess mortality above this range is due mainly to vascular disease and is probably largely causal. At 30-35 kg/m(2), median survival is reduced by 2-4 years; at 40-45 kg/m(2), it is reduced by 8-10 years (which is comparable with the effects of smoking). The definite excess mortality below 22.5 kg/m(2) is due mainly to smoking-related diseases, and is not fully explained.

Abstract A role for Notch signaling in human breast cancer has been suggested by both the development of adenocarcinomas in the murine mammary gland following pathway activation and the loss of Numb expression, a negative regulator of the Notch pathway, in a large proportion of breast carcinomas. However, it is not clear currently whether Notch signaling is frequently activated in breast tumors, and how it causes cellular transformation. Here, we show accumulation of the intracellular domain of Notch1 and hence increased Notch signaling in a wide variety of human breast carcinomas. In addition, we show that increased RBP-Jκ–dependent Notch signaling is sufficient to transform normal breast epithelial cells and that the mechanism of transformation is most likely through the suppression of apoptosis. More significantly, we show that attenuation of Notch signaling reverts the transformed phenotype of human breast cancer cell lines, suggesting that inhibition of Notch signaling may be a therapeutic strategy for this disease. (Cancer Res 2006; 66(3): 1517-25)

Notch receptor signaling pathways play an important role not only in normal breast development but also in breast cancer development and progression. We assessed the role of Notch receptors in stem cell activity in breast cancer cell lines and nine primary human tumor samples. Stem cells were enriched by selection of anoikis-resistant cells or cells expressing the membrane phenotype ESA(+)/CD44(+)/CD24(low). Using these breast cancer stem cell populations, we compared the activation status of Notch receptors with the status in luminally differentiated cells, and we evaluated the consequences of pathway inhibition in vitro and in vivo. We found that Notch4 signaling activity was 8-fold higher in stem cell-enriched cell populations compared with differentiated cells, whereas Notch1 signaling activity was 4-fold lower in the stem cell-enriched cell populations. Pharmacologic or genetic inhibition of Notch1 or Notch4 reduced stem cell activity in vitro and reduced tumor formation in vivo, but Notch4 inhibition produced a more robust effect with a complete inhibition of tumor initiation observed. Our findings suggest that Notch4-targeted therapies will be more effective than targeting Notch1 in suppressing breast cancer recurrence, as it is initiated by breast cancer stem cells.

Context

The value of assessing various emerging lipid-related markers for prediction of first cardiovascular events is debated.

Objective

To determine whether adding information on apolipoprotein B and apolipoprotein A-I, lipoprotein(a), or lipoprotein-associated phospholipase A₂ to total cholesterol and high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) improves cardiovascular disease (CVD) risk prediction.

Design, Setting, and Participants

Individual records were available for 165 544 participants without baseline CVD in 37 prospective cohorts (calendar years of recruitment: 1968-2007) with up to 15 126 incident fatal or nonfatal CVD outcomes (10 132 CHD and 4994 stroke outcomes) during a median follow-up of 10.4 years (interquartile range, 7.6-14 years).

Main Outcome Measures

Discrimination of CVD outcomes and reclassification of participants across predicted 10-year risk categories of low (<10%), intermediate (10%-<20%), and high (≥20%) risk.

Results

The addition of information on various lipid-related markers to total cholesterol, HDL-C, and other conventional risk factors yielded improvement in the model's discrimination: C-index change, 0.0006 (95% CI, 0.0002-0.0009) for the combination of apolipoprotein B and A-I; 0.0016 (95% CI, 0.0009-0.0023) for lipoprotein(a); and 0.0018 (95% CI, 0.0010-0.0026) for lipoprotein-associated phospholipase A₂ mass. Net reclassification improvements were less than 1% with the addition of each of these markers to risk scores containing conventional risk factors. We estimated that for 100 000 adults aged 40 years or older, 15 436 would be initially classified at intermediate risk using conventional risk factors alone. Additional testing with a combination of apolipoprotein B and A-I would reclassify 1.1%; lipoprotein(a), 4.1%; and lipoprotein-associated phospholipase A₂ mass, 2.7% of people to a 20% or higher predicted CVD risk category and, therefore, in need of statin treatment under Adult Treatment Panel III guidelines.

Conclusion

In a study of individuals without known CVD, the addition of information on the combination of apolipoprotein B and A-I, lipoprotein(a), or lipoprotein-associated phospholipase A₂ mass to risk scores containing total cholesterol and HDL-C led to slight improvement in CVD prediction.

There are few reliable markers for adult stem cells and none for those of the intestinal epithelium. Previously, indirect experimental approaches have predicted stem cell position and numbers. The Musashi-1 (Msi-1) gene encodes an RNA binding protein associated with asymmetric divisions in neural progenitor cells. Two-day-old, adult, and 4.5 h, 1-, 2-, 4- and 12-day post-irradiation samples of BDF1 mouse small intestine, together with some samples of mouse colon were stained with a rat monoclonal antibody to Musashi-1 (14 H-1). Min ( + / − ) mice with small intestinal adenomas of varying sizes were also analysed. Samples of human small and large bowel were also studied but the antibody staining was weak. Musashi-1 expression was observed using immunohistochemistry in neonatal, adult, and regenerating crypts with a staining pattern consistent with the predicted number and distribution of early lineage cells including the functional stem cells in these situations. Early dysplastic crypts and adenomas were also strongly Musashi-1 positive. In situ hybridization studies showed similar expression patterns for the Musashi mRNA and real-time quantitative RT-PCR showed dramatically more Msi-1 mRNA expression in Min tumours compared with adjacent normal tissue. These observations suggest that Musashi-1 is a marker of stem and early lineage progenitor cells in murine intestinal tissue.

ABSTRACT Background Both statins and PCSK9 inhibitors lower blood low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) levels to reduce risk of cardiovascular events. To assess potential differences between metabolic effects of these two lipid-lowering therapies, we performed detailed lipid and metabolite profiling of a large randomized statin trial, and compared the results with the effects of genetic inhibition of PCSK9, acting as a naturally occurring trial. Methods 228 circulating metabolic measures were quantified by nuclear magnetic resonance spectroscopy, including lipoprotein subclass concentrations and their lipid composition, fatty acids, and amino acids, for 5,359 individuals (2,659 on treatment) in the PROspective Study of Pravastatin in the Elderly at Risk (PROSPER) trial at 6-months post-randomization. The corresponding metabolic measures were analyzed in eight population cohorts (N=72,185) using PCSK9 rs11591147 as an unconfounded proxy to mimic the therapeutic effects of PCSK9 inhibitors. Results Scaled to an equivalent lowering of LDL-C, the effects of genetic inhibition of PCSK9 on 228 metabolic markers were generally consistent with those of statin therapy ( R 2 =0.88). Alterations in lipoprotein lipid composition and fatty acid balance were similar. However, discrepancies were observed for very-low-density lipoprotein (VLDL) lipid measures. For instance, genetic inhibition of PCSK9 showed weaker effects on lowering of VLDL-cholesterol compared with statin therapy (54% vs. 77% reduction, relative to the lowering effect on LDL-C; P =2 × 10 −7 for heterogeneity). Genetic inhibition of PCSK9 showed no robust effects on amino acids, ketones, and a marker of inflammation (GlycA); in contrast, statin treatment lowered GlycA levels. Conclusions Genetic inhibition of PCSK9 results in similar metabolic effects as statin therapy across a detailed lipid and metabolite profile. However, for the same lowering of LDL-C, PCSK9 inhibitors are predicted to be less efficacious than statins at lowering VLDL lipids, which could potentially translate into subtle differences in cardiovascular risk reduction.

Abstract While some forms of breast cancer are highly responsive to treatment, endocrine therapy-resistant breast cancers are disproportionately lethal. There has been significant progress in understanding how endocrine therapy-resistant strains evolve from therapy-susceptible strains of cancer, but little is understood about the proliferation of resistance through cancer cell populations, or the interactions that occur between populations of resistant and sensitive cells. In this study, we characterize the nature of the ecological interaction between populations of resistant and susceptible breast cancer cells to reveal novel methods of controlling drug resistance. Using in-vitro data on fluorescent-tagged resistant and susceptible cells, we use an image processing algorithm to identify and count cell growth till equilibrium. We then borrow theory from population biology to infer the type of ecological interaction that occurs between populations of resistant and sensitive cells. In particular, we use a Bayesian approach to fit single culture cell populations to infer density-dependent growth parameters (growth rate, carrying capacity) and a Generalized Lotka-Volterra model to understand how susceptible and resistant co-culture populations may be depressing or supporting growth of the other. Our results identify a net mutualistic interaction between the susceptible and resistant cancer strains, demonstrating that there are ecological dynamics to cancer resistance. Our findings also suggest that ecological dynamics change in the presence of therapy, and that an adaptive treatment protocol can induce cycling behavior suggesting that heterogeneous ecological effects contribute to empirically observed adaptive-therapeutic dynamics.

SUMMARY Integration of signalling downstream of individual receptor tyrosine kinases (RTKs) is crucial to fine tune cellular homeostasis during development and in pathological conditions, including breast cancer. However, how signalling integration is regulated and whether the endocytic fate of single receptors controls such signalling integration remains poorly elucidated. Combining quantitative phosphoproteomics and targeted assays, we generated a detailed picture of recycling-dependent fibroblast growth factor (FGF) signalling in breast cancer cells, with a focus on distinct FGF receptors (FGFRs). We discovered reciprocal priming between FGFRs and epidermal growth factor (EGF) receptor (EGFR) that is coordinated at recycling endosomes. FGFR recycling ligands induce EGFR phosphorylation on threonine 693. This phosphorylation event alters both FGFR and EGFR trafficking and primes FGFR-mediated proliferation but not cell invasion. In turn, FGFR signalling primes EGF-mediated outputs via EGFR threonine 693 phosphorylation. This reciprocal priming between distinct families of RTKs from recycling endosomes exemplifies a novel signalling integration hub where recycling endosomes orchestrate cellular behaviour. Therefore, targeting reciprocal priming over individual receptors may improve personalized therapies in breast and other cancers.

Estrogen receptor-positive (ER+) breast tumours are often treated with anti-estrogen (AE) therapies but frequently develop resistance. Cancer Stem Cells (CSCs) with high aldehyde dehydrogenase (ALDH) activity (ALDH+ cells) are reported to be enriched following AE treatment. Here we perform in vitro and in vivo functional CSC assays and gene expression analysis to characterise the ALDH+ population in AE resistant metastatic patient samples and an ER+ cell line. We show that the IL1β signalling pathway is activated in ALDH+ cells and data from single cells reveals that AE treatment selects for IL1R1-expressing ALDH+ cells. Importantly, we demonstrate that increased expression of IL1R1 is observed in the tumours of patients treated with AE therapy and predicts for treatment failure. Single-cell gene expression analysis revealed that at least 2 sub-populations exist within the ALDH+ population, one proliferative and one quiescent. Following AE therapy, the quiescent ALDH+IL1R1+ population is expanded, which suggests CSC dormancy as an adaptive strategy that facilitates treatment resistance. Supporting this, analysis of AE resistant dormant tumours reveals significantly increased expression of ALDH1A1 , ALDH1A3 and IL1R1 genes. Thus, we propose that targeting of ALDH+IL1R1+ cells will reverse AE resistance, including in patients with minimal residual disease.

Studies in shift workers and model organisms link circadian disruption to breast cancer. However, molecular rhythms in non-cancerous and cancerous human breast tissues are largely unknown. We reconstructed rhythms informatically, integrating locally collected, time-stamped biopsies with public datasets. For non-cancerous tissue, the inferred order of core-circadian genes matches established physiology. Inflammatory, epithelial-mesenchymal transition (EMT), and estrogen responsiveness pathways show circadian modulation. Among tumors, clock correlation analysis demonstrates subtype-specific changes in circadian organization. Luminal A organoids and informatic ordering of Luminal A samples exhibit continued, albeit disrupted rhythms. However, CYCLOPS magnitude, a measure of global rhythm strength, varied widely among Luminal A samples. Cycling of EMT pathway genes was markedly increased in high-magnitude Luminal A tumors. Patients with high-magnitude tumors had reduced 5-year survival. Correspondingly, 3D Luminal A cultures show reduced invasion following molecular clock disruption. This study links subtype-specific circadian disruption in breast cancer to EMT, metastatic potential, and prognosis.