Association analysis identifies 65 new breast cancer risk loci, predicts target genes for known risk loci and demonstrates a strong overlap with somatic driver genes in breast tumours. Genome-wide association studies for breast cancer have identified common genetic variation that influences susceptibility to this disease, but much of the genetic risk remains unexplained. Doug Easton and colleagues report a genome-wide association study for breast cancer in more than 122,000 cases and 105,000 controls. The authors genotyped a subset of these cases using OncoArray, a new, custom genome-wide single-nucleotide polymorphism (SNP) array for cancer genomics. Overall, they identify 65 loci newly associated with breast cancer susceptibility, and estimate that, together with 107 previously identified breast cancer susceptibility loci, these explain about 18 per cent of the familial relative risk of breast cancer. Polygenic risk scores may be used in risk prediction models and may improve early detection and targeted prevention of the disease. Breast cancer risk is influenced by rare coding variants in susceptibility genes, such as BRCA1, and many common, mostly non-coding variants. However, much of the genetic contribution to breast cancer risk remains unknown. Here we report the results of a genome-wide association study of breast cancer in 122,977 cases and 105,974 controls of European ancestry and 14,068 cases and 13,104 controls of East Asian ancestry1. We identified 65 new loci that are associated with overall breast cancer risk at P < 5 × 10−8. The majority of credible risk single-nucleotide polymorphisms in these loci fall in distal regulatory elements, and by integrating in silico data to predict target genes in breast cells at each locus, we demonstrate a strong overlap between candidate target genes and somatic driver genes in breast tumours. We also find that heritability of breast cancer due to all single-nucleotide polymorphisms in regulatory features was 2–5-fold enriched relative to the genome-wide average, with strong enrichment for particular transcription factor binding sites. These results provide further insight into genetic susceptibility to breast cancer and will improve the use of genetic risk scores for individualized screening and prevention.

A bstract Background Intratumoural heterogeneity is a poor prognostic feature in triple-negative breast cancer (TNBC) and other high-grade malignancies. It is caused by genomic instability and phenotypic plasticity, but how these features co-evolve during tumour development remains unclear. SOX10 is a transcription factor, neural crest stem cell (NCSC) specifier and candidate mediator of cancer-associated phenotypic plasticity. Methods Using immunophenotyping, we investigated the expression of SOX10 in normal human breast tissue and breast cancer (n=21 cosmetic breast reduction and 1,860 tumour samples with clinical annotation). We then defined the context and evolution of its expression in TNBC compared to 21 other malignancies using systems-level transcriptomics. Results SOX10 was detected in nuclei of normal mammary luminal progenitor cells, the histogenic origin of most TNBCs. In breast cancer, nuclear SOX10 predicted poor outcome amongst cross-sectional (log-rank p=0.0015, hazard ratio 2.02, n=224) and metaplastic (log-rank p=0.04, n=66) TNBCs. Systems-level transcriptional network analysis identified a core module in SOX10’s normal mammary epithelial transcription program that is rewired to NCSC genes in TNBC. Reprogramming was proportional to DNA damage and genome-wide promoter hypomethylation, particularly at CpG island shores. Using a novel network analysis pipeline, we found that NCSC-like transcriptional reprogramming is also strongly associated with promoter hypomethylation in other SOX10+ malignancies: glioma and melanoma. Conclusions We propose that cancer-associated genome hypomethylation simulates the open chromatin landscape of more primitive cell states, and that on this relatively unrestricted background, SOX10 recreates its ancestral gene regulatory circuits by default. These findings provide new insights about the basis of intratumoural heterogeneity and resurrection of developmental phenotypes in cancer; and highlight the potential for therapeutics that limit chromatin remodelling.

We sought to assess whether participant enrollment is appropriately representative of the overall urolithiasis population in published urolithiasis clinical trials.

Abstract Background Genome-wide association studies have identified a breast cancer risk locus at 19q13.31. The candidate causal variants at this locus are located in the first exon of KCNN4. KCNN4, which regulates membrane potential and Ca 2+ signaling, is a good candidate for drug repositioning because its inhibitor, Senicapoc, has been shown to be well tolerated in Phase-II and -III clinical trials for asthma and sickle cell anemia. Methods We evaluated public mRNA expression data to determine whether the allele at 19q13.31 associated with increased breast cancer risk was associated with KCNN4 expression. We also used immunohistochemistry to evaluate the relationship between KCNN4 protein expression and breast cancer survival. We then used Senicapoc in two murine mammary tumor models to determine if it would delay tumor development. We also treated mice bearing 4T1 mammary tumors with Senicapoc, by subcutaneous injection and by oral gavage. Finally we used gene editing to make deletions within Kcnn4 in 4T1 to determine whether Senicapoc had off-target effects on tumor growth. Results Analysis of the Genotype-Tissue Expression Project showed that the allele at 19q13.31 associated with increased breast cancer risk is associated with increased KCNN4 expression, suggesting that inhibiting KCNN4 might reduce breast cancer risk. Using immunohistochemistry in a large breast cancer cohort, we found that membrane and cytoplasmic expression is a marker of poor prognosis in triple negative breast cancer. We then tested the efficacy of Senicapoc to prevent and treat breast cancer. This showed that it delays the development of mammary tumors in two murine models, and slows growth of a syngeneic (4T1) model of triple negative breast cancer. Senicapoc monotherapy showed similar efficacy to anthracycline/taxane-based chemotherapy in these studies, with a stronger effect when they were combined. Conclusions These results provide a rationale for clinical testing of Senicapoc for treating, and even preventing, breast cancer.

Abstract The heterogeneity of tumor infiltrating lymphocytes is not well characterized in brain metastasis. To address this, we performed a targeted analysis of immune cell subsets in brain metastasis tissues to test which immunosuppressive routes are involved in brain metastasis. We performed multiplex immunofluorescence (mIF), using commercially available validated antibodies on twenty formalin-fixed paraffin embedded whole sections. We quantitated the subsets of immune cells utilizing a targeted panel of proteins including PanCK, CD8, CD4, VISTA and Iba1, and analyzed an average of 15000 cells per sample. We classified tumours as either high (>30%) or low (<30%) tumour infiltrating lymphocytes (TILs) and found that increased TILs density correlated with survival. We next sought out to phenotype these TILs using mIF. The tumours with low TILs (n=9) had significantly higher expression of the immune-checkpoint molecule VISTA in tumor cells (p<0.01) as well as in their microenvironment (p<0.001). Contrastingly, the brain metastatic tumours with high TILs (n=8) displayed higher levels of activated microglia, as measured by Iba1 expression. Low TILs-tumours displayed CD8+ T-cells that co-express VISTA (p<0.01) significantly more compared to high TILs group, where CD8+ T-cells significantly co-express Iba1 (p<0.05). Interestingly, no definite phenotypes of CD4+ subsets were observed. These results were supported by RNA analysis of a publicly available, independent cohort. In conclusion, our work contributes to a growing understanding of the immune surveillance escape routes active in brain metastasis. Graphical Abstract Graphical abstract: Brain metastasis patients with low TILs have high VISTA expression and patients with high TILs have significantly more activated microglia

Abstract Background The nucleocytoplasmic shuttling of ERK5 has gained recent attention as a regulator of its diverse roles in cancer progression but the exact mechanisms for this shuttling are still under investigation. Methods Using in vitro, in vivo and in silico studies, we investigated the roles of shorter ERK5 isoforms in regulating the nucleocytoplasmic shuttling of active phosphorylated-ERK5 (pERK5). Retrospective cohorts of primary and metastatic breast cancer cases were used to evaluate the association of the subcellular localization of pERK5 with clinicopathological features. Results Extranuclear localization of pERK5 was observed during cell migration in vitro and at the invasive fronts of metastatic tumors in vivo . The nuclear and extranuclear cell fractions contained different isoforms of pERK5, which are encoded by splice variants expressed in breast and other cancers in the TCGA data. One isoform, isoform-3, lacks the C-terminal transcriptional domain and the nuclear localization signal. The co-expression of isoform-3 and full-length ERK5 associated with high epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and poor patient survival. Experimentally, expressing isoform-3 with full-length ERK5 in breast cancer cells increased cell migration, drove EMT and led to tamoxifen resistance. In breast cancer patient samples, pERK5 showed variable subcellular localizations where its extranuclear localization associated with aggressive clinicopathological features, metastasis, and poor survival. Conclusion Our studies support a model of ERK5 nucleocytoplasmic shuttling driven by splice variants in an interplay between mesenchymal and epithelial states during metastasis. Using ERK5 as a biomarker and a therapeutic target should account for its splicing and context-dependent biological functions. Graphical Abstract ERK5 isoform-3 expression deploys active ERK5 (pERK5) outside the nucleus to facilitate EMT and cell migration. In cells dominantly expressing isoform-1, pERK5 shuttles to the nucleus to drive cell expansion.