We performed the first proteogenomic characterization of hepatitis B virus (HBV)-related hepatocellular carcinoma (HCC) using paired tumor and adjacent liver tissues from 159 patients. Integrated proteogenomic analyses revealed consistency and discordance among multi-omics, activation status of key signaling pathways, and liver-specific metabolic reprogramming in HBV-related HCC. Proteomic profiling identified three subgroups associated with clinical and molecular attributes including patient survival, tumor thrombus, genetic profile, and the liver-specific proteome. These proteomic subgroups have distinct features in metabolic reprogramming, microenvironment dysregulation, cell proliferation, and potential therapeutics. Two prognostic biomarkers, PYCR2 and ADH1A, related to proteomic subgrouping and involved in HCC metabolic reprogramming, were identified. CTNNB1 and TP53 mutation-associated signaling and metabolic profiles were revealed, among which mutated CTNNB1-associated ALDOA phosphorylation was validated to promote glycolysis and cell proliferation. Our study provides a valuable resource that significantly expands the knowledge of HBV-related HCC and may eventually benefit clinical practice.

Schizophrenia remains among the most prevalent neuropsychiatric disorders, and current treatment options are accompanied by unwanted side effects. New treatments that better address core features of the disease with minimal side effects are needed.As a new therapeutic approach, 1-(4-fluoro-phenyl)-4-((6bR, 10aS)-3-methyl-2,3,6b,9,10,10a-hexahydro-1H,7H-pyrido[3',4':4,5]pyrrolo[1,2,3-de]quinoxalin-8-yl)-butan-1-one (ITI-007) is currently in human clinical trials for the treatment of schizophrenia. Here, we characterize the preclinical functional activity of ITI-007.ITI-007 is a potent 5-HT2A receptor ligand (K i = 0.5 nM) with strong affinity for dopamine (DA) D2 receptors (K i = 32 nM) and the serotonin transporter (SERT) (K i = 62 nM) but negligible binding to receptors (e.g., H1 histaminergic, 5-HT2C, and muscarinic) associated with cognitive and metabolic side effects of antipsychotic drugs. In vivo it is a 5-HT2A antagonist, blocking (±)-2,5-dimethoxy-4-iodoamphetamine hydrochloride (DOI)-induced headtwitch in mice with an inhibitory dose 50 (ID50) = 0.09 mg/kg, per oral (p.o.), and has dual properties at D2 receptors, acting as a postsynaptic D2 receptor antagonist to block D-amphetamine hydrochloride (D-AMPH) hyperlocomotion (ID50 = 0.95 mg/kg, p.o.), yet acting as a partial agonist at presynaptic striatal D2 receptors in assays measuring striatal DA neurotransmission. Further, in microdialysis studies, this compound significantly and preferentially enhances mesocortical DA release. At doses relevant for antipsychotic activity in rodents, ITI-007 has no demonstrable cataleptogenic activity. ITI-007 indirectly modulates glutamatergic neurotransmission by increasing phosphorylation of GluN2B-type N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors and preferentially increases phosphorylation of glycogen synthase kinase 3β (GSK-3β) in mesolimbic/mesocortical dopamine systems.The combination of in vitro and in vivo activities of this compound support its development for the treatment of schizophrenia and other psychiatric and neurologic disorders.

The scarcity of tissue-specific stem cells and the complexity of their surrounding environment have made molecular characterization of these cells particularly challenging. Through single-cell transcriptome and weighted gene co-expression network analysis (WGCNA), we uncovered molecular properties of CD133+/GFAP− ependymal (E) cells in the adult mouse forebrain neurogenic zone. Surprisingly, prominent hub genes of the gene network unique to ependymal CD133+/GFAP− quiescent cells were enriched for immune-responsive genes, as well as genes encoding receptors for angiogenic factors. Administration of vascular endothelial growth factor (VEGF) activated CD133+ ependymal neural stem cells (NSCs), lining not only the lateral but also the fourth ventricles and, together with basic fibroblast growth factor (bFGF), elicited subsequent neural lineage differentiation and migration. This study revealed the existence of dormant ependymal NSCs throughout the ventricular surface of the CNS, as well as signals abundant after injury for their activation.

We performed proteogenomic characterization of intrahepatic cholangiocarcinoma (iCCA) using paired tumor and adjacent liver tissues from 262 patients. Integrated proteogenomic analyses prioritized genetic aberrations and revealed hallmarks of iCCA pathogenesis. Aflatoxin signature was associated with tumor initiation, proliferation, and immune suppression. Mutation-associated signaling profiles revealed that TP53 and KRAS co-mutations may contribute to iCCA metastasis via the integrin-FAK-SRC pathway. FGFR2 fusions activated the Rho GTPase pathway and could be a potential source of neoantigens. Proteomic profiling identified four patient subgroups (S1-S4) with subgroup-specific biomarkers. These proteomic subgroups had distinct features in prognosis, genetic alterations, microenvironment dysregulation, tumor microbiota composition, and potential therapeutics. SLC16A3 and HKDC1 were further identified as potential prognostic biomarkers associated with metabolic reprogramming of iCCA cells. This study provides a valuable resource for researchers and clinicians to further identify molecular pathogenesis and therapeutic opportunities in iCCA.

Abstract Metabolic dysregulation and the communications between cancer and immune cells are emerging as two essential features of malignant tumors. In this study, we observed that nuclear localization of phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH) associates with poor prognosis of liver cancer patients, and Phgdh is required for liver cancer progression in a mouse model. Unexpectedly, the impairment of Phgdh enzyme activity exerts a slight effect on liver cancer model, indicating PHGDH contributes to liver cancer progression mainly depending on its non-metabolic roles with nuclear location. PHGDH uses its ACT domain to bind cMyc in nuclear and forms a transactivation axis “PHGDH/p300/cMyc/AF9” which drives CXCL1/8 gene expression. Chemokines CXCL1/8 promotes neutrophils recruitment and then supports tumor associated macrophages (TAMs) filtration in liver, thereby urging liver cancer into advanced stages. Forced cytosolic location of PHGDH or destruction of the PHGDH/cMyc interaction abolishes the oncogenic function of nuclear PHGDH. Collectively, this study reveals a non-metabolic role of PHGDH with altered cellular location in liver cancer, and suggests a promising drug target for liver cancer therapy by targeting the interaction between PHGDH and “undruggable” cMyc.

Cancer has no borders: Generation and analysis of molecular data across multiple centers worldwide is necessary to gain statistically significant clinical insights for the benefit of patients. Here we conceived and standardized a proteotype data generation and analysis workflow enabling distributed data generation and evaluated the quantitative data generated across laboratories of the international Cancer Moonshot consortium. Using harmonized mass spectrometry (MS) instrument platforms and standardized data acquisition procedures, we demonstrated robust, sensitive, and reproducible data generation across eleven sites in nine countries on seven consecutive days in a 24/7 operation mode. The data presented from the high-resolution MS1-based quantitative data-independent acquisition (HRMS1-DIA) workflow shows that coordinated proteotype data acquisition is feasible from clinical specimens using such standardized strategies. This work paves the way for the distributed multi-omic digitization of large clinical specimen cohorts across multiple sites as a prerequisite for turning molecular precision medicine into reality.

Abstract Background Macrophages play important roles in phagocytosing tumor cells. However, tumors escape macrophage phagocytosis in part through the expression of anti-phagocytic signals, most commonly CD47. In Ewing sarcoma (ES), we found that tumor cells utilize dual mechanisms to evade macrophage clearance by simultaneously over-expressing CD47 and down-regulating cell surface calreticulin (csCRT), the pro-phagocytic signal. Here, we investigate the combination of a CD47 blockade (magrolimab, MAG) to inhibit the anti-phagocytic signal and a chemotherapy regimen (doxorubicin, DOX) to enhance the pro-phagocytic signal to induce macrophage phagocytosis of ES cells in vitro and inhibit tumor growth and metastasis in vivo. Methods Macrophages were derived from human peripheral blood monocytes by granulocyte–macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) and macrophage colony-stimulating factor (M-CSF). Flow cytometry- and microscopy-based in-vitro phagocytosis assays were performed to evaluate macrophage phagocytosis of ES cells. Annexin-V assay was performed to evaluate apoptosis. CD47 was knocked out by CRISPR/Cas9 approach. ES cell-based and patient-derived-xenograft (PDX)-based mouse models were utilized to assess the effects of MAG and/or DOX on ES tumor development and animal survival. RNA-Seq combined with CIBERSORTx analysis was utilized to identify changes in tumor cell transcriptome and tumor infiltrating immune cell profiling in MAG and/or DOX treated xenograft tumors. Results We found that MAG significantly increased macrophage phagocytosis of ES cells in vitro ( p < 0.01) and had significant effect on reducing tumor burden ( p < 0.01) and increasing survival in NSG mouse model ( p < 0.001). The csCRT level on ES cells was significantly enhanced by DOX in a dose- and time-dependent manner ( p < 0.01). Importantly, DOX combined with MAG significantly enhanced macrophage phagocytosis of ES cells in vitro ( p < 0.01) and significantly decreased tumor burden ( p < 0.01) and lung metastasis ( p < 0.0001) and extended animal survival in vivo in two different mouse models of ES ( p < 0.0001). Furthermore, we identified CD38, CD209, CD163 and CD206 as potential markers for ES-phagocytic macrophages. Moreover, we found increased M2 macrophage infiltration and decreased expression of Cd209 in the tumor microenvironment of MAG and DOX combinatorial therapy treated tumors. Conclusions By turning “two keys” simultaneously to reactivate macrophage phagocytic activity, our data demonstrated an effective and highly translatable alternative therapeutic approach utilizing innate (tumor associated macrophages) immunotherapy against high-risk metastatic ES.

In conventional data-dependent acquisition (DDA) mode used for phosphoproteome analysis by mass spectrometry, a considerable number of phosphosites are localized ambiguously. We found that data-independent acquisition (DIA) method could localize phosphosite accurately and confidently due to its acquisition nature of repeated and unbiased mode. Here, we present a robust and promising DIA workflow for modification sites determination. Through dedicated collection and analyses of site-determining ions following their chromatographic profilings, phosphosites could be assigned or rectified unambiguously.