Abstract Pancreatic cancer is characterized by an extensive fibroinflammatory microenvironment. During carcinogenesis, normal stromal cells are converted to cytokine-high cancer associated fibroblasts (CAFs). The mechanisms underlying this conversion, including regulation and function of fibroblast-derived cytokines, are poorly understood. Thus, efforts to target CAFs therapeutically have so far failed. Here, we show that signals from epithelial cells expressing oncogenic KRAS –a hallmark pancreatic cancer mutation– activate fibroblast autocrine signaling, which drives expression of the cytokine interleukin-33 (IL-33). Stromal IL-33 expression remains high and dependent on epithelial KRAS throughout carcinogenesis; in turn, environmental stress induces IL-33 secretion. Using compartment-specific IL-33 knockout mice, we observed that lack of stromal IL-33 leads to profound reprogramming of multiple components of the pancreatic tumor microenvironment, including CAFs, myeloid cells and lymphocytes. Notably, loss of stromal IL-33 leads to an increase in CD8+ T cell infiltration and activation, and, ultimately, reduced tumor growth.

The fundamental biology of pancreatic ductal adenocarcinoma has been greatly impacted by the characterization of genetically modified mouse models that allow temporal and spatial activation of oncogenic KRAS (KRASG12D). The most commonly used model involves targeted insertion of a cre recombinase into the Ptf1a gene. However, this approach disrupts the Ptf1a gene, resulting in haploinsufficiency that likely affects sensitivity to oncogenic KRAS (KRASG12D). The goal of this study was to determine if Ptf1a haploinsufficiency affected the acinar cell response to KRASG12D before and after induction of pancreatic injury. We performed morphological and molecular analysis of three mouse lines that express a tamoxifen-inducible cre recombinase to activate KRASG12D in acinar cells of the pancreas. The cre-recombinase was targeted to the acinar-specific transcription factor genes, Ptf1a and Mist1/Bhlha15, or expressed within a BAC-derived Elastase transgene. Up to two months after tamoxifen induction of KRASG12D, morphological changes were negligible. However, induction of pancreatic injury by cerulein resulted in stark differences in tissue morphology between lines within seven days, which were maintained for at least five weeks after injury. Ptf1acreERT pancreata showed widespread PanIN lesions and fibrosis, while the Mist1creERT and Ela-creERT models showed reduced amounts of pre-neoplastic lesions. RNA-seq analysis prior to inducing injury suggested Ptf1acreERT and Mist1creERT lines have unique profiles of gene expression that predict a differential response to injury. Multiplex analysis of pancreatic tissue confirmed different inflammatory responses between the lines. These findings suggest understanding the mechanisms underlying the differential response to KRASG12D will help in further defining the intrinsic KRAS-driven mechanisms of neoplasia initiation.