We have sequenced the genomes of 110 small cell lung cancers (SCLC), one of the deadliest human cancers. In nearly all the tumours analysed we found bi-allelic inactivation of TP53 and RB1, sometimes by complex genomic rearrangements. Two tumours with wild-type RB1 had evidence of chromothripsis leading to overexpression of cyclin D1 (encoded by the CCND1 gene), revealing an alternative mechanism of Rb1 deregulation. Thus, loss of the tumour suppressors TP53 and RB1 is obligatory in SCLC. We discovered somatic genomic rearrangements of TP73 that create an oncogenic version of this gene, TP73Δex2/3. In rare cases, SCLC tumours exhibited kinase gene mutations, providing a possible therapeutic opportunity for individual patients. Finally, we observed inactivating mutations in NOTCH family genes in 25% of human SCLC. Accordingly, activation of Notch signalling in a pre-clinical SCLC mouse model strikingly reduced the number of tumours and extended the survival of the mutant mice. Furthermore, neuroendocrine gene expression was abrogated by Notch activity in SCLC cells. This first comprehensive study of somatic genome alterations in SCLC uncovers several key biological processes and identifies candidate therapeutic targets in this highly lethal form of cancer.

MicroRNAs (miRNAs) are small, noncoding RNAs that can contribute to cancer development and progression by acting as oncogenes or tumor suppressor genes. Recent studies have also linked different sets of miRNAs to metastasis through either the promotion or suppression of this malignant process. Interestingly, epigenetic silencing of miRNAs with tumor suppressor features by CpG island hypermethylation is also emerging as a common hallmark of human tumors. Thus, we wondered whether there was a miRNA hypermethylation profile characteristic of human metastasis. We used a pharmacological and genomic approach to reveal this aberrant epigenetic silencing program by treating lymph node metastatic cancer cells with a DNA demethylating agent followed by hybridization to an expression microarray. Among the miRNAs that were reactivated upon drug treatment, miR-148a, miR-34b/c, and miR-9 were found to undergo specific hypermethylation-associated silencing in cancer cells compared with normal tissues. The reintroduction of miR-148a and miR-34b/c in cancer cells with epigenetic inactivation inhibited their motility, reduced tumor growth, and inhibited metastasis formation in xenograft models, with an associated down-regulation of the miRNA oncogenic target genes, such as C-MYC, E2F3, CDK6, and TGIF2. Most important, the involvement of miR-148a, miR-34b/c, and miR-9 hypermethylation in metastasis formation was also suggested in human primary malignancies ( n = 207) because it was significantly associated with the appearance of lymph node metastasis. Our findings indicate that DNA methylation-associated silencing of tumor suppressor miRNAs contributes to the development of human cancer metastasis.

The mechanisms underlying microRNA (miRNA) disruption in human disease are poorly understood. In cancer cells, the transcriptional silencing of tumor suppressor genes by CpG island promoter hypermethylation has emerged as a common hallmark. We wondered if the same epigenetic disruption can "hit" miRNAs in transformed cells. To address this issue, we have used cancer cells genetically deficient for the DNA methyltransferase enzymes in combination with a miRNA expression profiling. We have observed that DNA hypomethylation induces a release of miRNA silencing in cancer cells. One of the main targets is miRNA-124a, which undergoes transcriptional inactivation by CpG island hypermethylation in human tumors from different cell types. Interestingly, we functionally link the epigenetic loss of miRNA-124a with the activation of cyclin D kinase 6, a bona fide oncogenic factor, and the phosphorylation of the retinoblastoma, a tumor suppressor gene.

BACKGROUND The majority of lung carcinoma cases occur in current or former smokers. K-ras gene mutations are common in lung adenocarcinoma and have been associated with cigarette smoking, asbestos exposure, and female gender. METHODS In the current study, the authors examined the contribution of cigarette smoking to K-ras gene mutations in patients with primary lung adenocarcinoma. Smoking histories were obtained from 106 prospectively enrolled patients with primary adenocarcinoma of the lung. RESULTS K-ras mutations were detected in the primary tumor using an allele-specific ligation assay. Ninety-two of the 106 patients (87%) with lung adenocarcinoma were smokers. Nonsmokers with this tumor were more likely to be women (11 of 14; 79%), whereas the majority of smokers (57%) were men. K-ras mutations were detected in 40 of 106 tumors (38%) and were significantly more common in smokers compared with nonsmokers (43% vs. 0%; P = 0.001). CONCLUSIONS The results of the current study confirm and extend previous observations that smokers with adenocarcinoma of the lung are more likely to have K-ras mutant tumors compared with nonsmokers. The strong link between cigarette smoking and K-ras mutations in adenocarcinoma of the lung supports the role of specific tobacco carcinogens in the etiology of this malignancy. Cancer 2001;92:1525–30. © 2001 American Cancer Society.

Most of the studies characterizing DNA methylation patterns have been restricted to particular genomic loci in a limited number of human samples and pathological conditions. Herein, we present a compromise between an extremely comprehensive study of a human sample population with an intermediate level of resolution of CpGs at the genomic level. We obtained a DNA methylation fingerprint of 1628 human samples in which we interrogated 1505 CpG sites. The DNA methylation patterns revealed show this epigenetic mark to be critical in tissue-type definition and stemness, particularly around transcription start sites that are not within a CpG island. For disease, the generated DNA methylation fingerprints show that, during tumorigenesis, human cancer cells underwent a progressive gain of promoter CpG-island hypermethylation and a loss of CpG methylation in non-CpG-island promoters. Although transformed cells are those in which DNA methylation disruption is more obvious, we observed that other common human diseases, such as neurological and autoimmune disorders, had their own distinct DNA methylation profiles. Most importantly, we provide proof of principle that the DNA methylation fingerprints obtained might be useful for translational purposes by showing that we are able to identify the tumor type origin of cancers of unknown primary origin (CUPs). Thus, the DNA methylation patterns identified across the largest spectrum of samples, tissues, and diseases reported to date constitute a baseline for developing higher-resolution DNA methylation maps and provide important clues concerning the contribution of CpG methylation to tissue identity and its changes in the most prevalent human diseases.

Abstract There is no effective therapy for patients with malignant pleural mesothelioma (MPM) who progressed to platinum-based chemotherapy and immunotherapy. Here, we investigate the antitumor activity of CDK4/6 inhibitors using in vitro and in vivo preclinical models of MPM. Based on publicly available transcriptomic data of MPM, patients with CDK4 or CDK6 overexpression had shorter overall survival. Treatment with abemaciclib or palbociclib at 100 nM significantly decreased cell proliferation in all cell models. Both CDK4/6 inhibitors significantly induced G1 cell cycle arrest thereby increasing cell senescence and increased the expression of interferon signaling pathway and tumor antigen presentation process in culture models of MPM. In vivo preclinical studies showed that palbociclib significantly reduced tumor growth and prolonged overall survival in a platinum-naïve and platinum resistant MPM mouse model. Treatment of MPM with CDK4/6 inhibitors decreased cell proliferation, mainly by promoting cell cycle arrest at G1 and by induction of cell senescence. Our preclinical studies provide evidence for evaluating CDK4/6 inhibitors in the clinic for the treatment of MPM.

Summary Despite the genetic inactivation of SMARCA4 , a core component of the SWI/SNF-complex commonly found in cancer, there are no therapies that effectively target SMARCA4-deficient tumours. Here, we show that, unlike the cells with activated MYC oncogene, cells with SMARCA4 inactivation are refractory to the histone deacetylase inhibitor, SAHA, leading to the aberrant accumulation of H3K27me3. This is associated with impaired transactivation and significantly reduced levels of the histone demethylases KDM6A/UTX and KDM6B/JMJD3, which confer a strong dependency on the KDM6s in the SMARCA4 -mutant cells, so that its inhibition compromises cell viability. Administering the KDM6 inhibitor GSK-J4 to mice orthotopically implanted with SMARCA4 -mutant lung cancer cells or primary small cell carcinoma of the hypercalcaemic type (SCCOHT) had strong anti-tumour effects. Our results highlight the vulnerability of KDM6 inhibitors as a characteristic that could be exploited for treating SMARCA4- mutant cancer patients.