A single cell clonal line which responds reversibly to nerve growth factor (NGF) has been established from a transplantable rat adrenal pheochromocytoma. This line, designated PC12, has a homogeneous and near-diploid chromosome number of 40. By 1 week's exposure to NGF, PC12 cells cease to multiply and begin to extend branching varicose processes similar to those produced by sympathetic neurons in primary cell culture. By several weeks of exposure to NGF, the PC12 processes reach 500-1000 mum in length. Removal of NGF is followed by degeneration of processes within 24 hr and by resumption of cell multiplication within 72 hr. PC12 cells grown with or without NGF contain dense core chromaffin-like granules up to 350 nm in diameter. The NGF-treated cells also contain small vesicles which accumulate in process varicosities and endings. PC12 cells synthesize and store the catecholamine neurotransmitters dopamine and norepinephrine. The levels (per mg of protein) of catecholamines and of the their synthetic enzymes in PC12 cells are comparable to or higher than those found in rat adrenals. NGF-treatment of PC12 cells results in no change in the levels of catecholamines or of their synthetic enzymes when expressed on a per cell basis, but does result in a 4- to 6-fold decrease in levels when expressed on a per mg of protein basis. PC12 cells do not synthesize epinephrine and cannot be induced to do so by treatment with dexamethasone. The PC12 cell line should be a useful model system for neurobiological and neurochemical studies.

Although growing evidence points to highly indolent behavior of encapsulated follicular variant of papillary thyroid carcinoma (EFVPTC), most patients with EFVPTC are treated as having conventional thyroid cancer.To evaluate clinical outcomes, refine diagnostic criteria, and develop a nomenclature that appropriately reflects the biological and clinical characteristics of EFVPTC.International, multidisciplinary, retrospective study of patients with thyroid nodules diagnosed as EFVPTC, including 109 patients with noninvasive EFVPTC observed for 10 to 26 years and 101 patients with invasive EFVPTC observed for 1 to 18 years. Review of digitized histologic slides collected at 13 sites in 5 countries by 24 thyroid pathologists from 7 countries. A series of teleconferences and a face-to-face conference were used to establish consensus diagnostic criteria and develop new nomenclature.Frequency of adverse outcomes, including death from disease, distant or locoregional metastases, and structural or biochemical recurrence, in patients with noninvasive and invasive EFVPTC diagnosed on the basis of a set of reproducible histopathologic criteria.Consensus diagnostic criteria for EFVPTC were developed by 24 thyroid pathologists. All of the 109 patients with noninvasive EFVPTC (67 treated with only lobectomy, none received radioactive iodine ablation) were alive with no evidence of disease at final follow-up (median [range], 13 [10-26] years). An adverse event was seen in 12 of 101 (12%) of the cases of invasive EFVPTC, including 5 patients developing distant metastases, 2 of whom died of disease. Based on the outcome information for noninvasive EFVPTC, the name "noninvasive follicular thyroid neoplasm with papillary-like nuclear features" (NIFTP) was adopted. A simplified diagnostic nuclear scoring scheme was developed and validated, yielding a sensitivity of 98.6% (95% CI, 96.3%-99.4%), specificity of 90.1% (95% CI, 86.0%-93.1%), and overall classification accuracy of 94.3% (95% CI, 92.1%-96.0%) for NIFTP.Thyroid tumors currently diagnosed as noninvasive EFVPTC have a very low risk of adverse outcome and should be termed NIFTP. This reclassification will affect a large population of patients worldwide and result in a significant reduction in psychological and clinical consequences associated with the diagnosis of cancer.

Aneuploidy, whole chromosome or chromosome arm imbalance, is a near-universal characteristic of human cancers. In 10,522 cancer genomes from The Cancer Genome Atlas, aneuploidy was correlated with TP53 mutation, somatic mutation rate, and expression of proliferation genes. Aneuploidy was anti-correlated with expression of immune signaling genes, due to decreased leukocyte infiltrates in high-aneuploidy samples. Chromosome arm-level alterations show cancer-specific patterns, including loss of chromosome arm 3p in squamous cancers. We applied genome engineering to delete 3p in lung cells, causing decreased proliferation rescued in part by chromosome 3 duplication. This study defines genomic and phenotypic correlates of cancer aneuploidy and provides an experimental approach to study chromosome arm aneuploidy.

Summary

 DNA damage repair (DDR) pathways modulate cancer risk, progression, and therapeutic response. We systematically analyzed somatic alterations to provide a comprehensive view of DDR deficiency across 33 cancer types. Mutations with accompanying loss of heterozygosity were observed in over 1/3 of DDR genes, including TP53 and BRCA1/2. Other prevalent alterations included epigenetic silencing of the direct repair genes EXO5, MGMT, and ALKBH3 in ∼20% of samples. Homologous recombination deficiency (HRD) was present at varying frequency in many cancer types, most notably ovarian cancer. However, in contrast to ovarian cancer, HRD was associated with worse outcomes in several other cancers. Protein structure-based analyses allowed us to predict functional consequences of rare, recurrent DDR mutations. A new machine-learning-based classifier developed from gene expression data allowed us to identify alterations that phenocopy deleterious TP53 mutations. These frequent DDR gene alterations in many human cancers have functional consequences that may determine cancer progression and guide therapy.

We conducted the largest investigation of predisposition variants in cancer to date, discovering 853 pathogenic or likely pathogenic variants in 8% of 10,389 cases from 33 cancer types. Twenty-one genes showed single or cross-cancer associations, including novel associations of SDHA in melanoma and PALB2 in stomach adenocarcinoma. The 659 predisposition variants and 18 additional large deletions in tumor suppressors, including ATM, BRCA1, and NF1, showed low gene expression and frequent (43%) loss of heterozygosity or biallelic two-hit events. We also discovered 33 such variants in oncogenes, including missenses in MET, RET, and PTPN11 associated with high gene expression. We nominated 47 additional predisposition variants from prioritized VUSs supported by multiple evidences involving case-control frequency, loss of heterozygosity, expression effect, and co-localization with mutations and modified residues. Our integrative approach links rare predisposition variants to functional consequences, informing future guidelines of variant classification and germline genetic testing in cancer.

We report a comprehensive molecular characterization of pheochromocytomas and paragangliomas (PCCs/PGLs), a rare tumor type. Multi-platform integration revealed that PCCs/PGLs are driven by diverse alterations affecting multiple genes and pathways. Pathogenic germline mutations occurred in eight PCC/PGL susceptibility genes. We identified CSDE1 as a somatically mutated driver gene, complementing four known drivers (HRAS, RET, EPAS1, and NF1). We also discovered fusion genes in PCCs/PGLs, involving MAML3, BRAF, NGFR, and NF1. Integrated analysis classified PCCs/PGLs into four molecularly defined groups: a kinase signaling subtype, a pseudohypoxia subtype, a Wnt-altered subtype, driven by MAML3 and CSDE1, and a cortical admixture subtype. Correlates of metastatic PCCs/PGLs included the MAML3 fusion gene. This integrated molecular characterization provides a comprehensive foundation for developing PCC/PGL precision medicine.

We analyzed molecular data on 2,579 tumors from The Cancer Genome Atlas (TCGA) of four gynecological types plus breast. Our aims were to identify shared and unique molecular features, clinically significant subtypes, and potential therapeutic targets. We found 61 somatic copy-number alterations (SCNAs) and 46 significantly mutated genes (SMGs). Eleven SCNAs and 11 SMGs had not been identified in previous TCGA studies of the individual tumor types. We found functionally significant estrogen receptor-regulated long non-coding RNAs (lncRNAs) and gene/lncRNA interaction networks. Pathway analysis identified subtypes with high leukocyte infiltration, raising potential implications for immunotherapy. Using 16 key molecular features, we identified five prognostic subtypes and developed a decision tree that classified patients into the subtypes based on just six features that are assessable in clinical laboratories.

Pheochromocytomas are neural crest-derived tumors that arise from inherited or sporadic mutations in at least six independent genes. The proteins encoded by these multiple genes regulate distinct functions. We show here a functional link between tumors with VHL mutations and those with disruption of the genes encoding for succinate dehydrogenase (SDH) subunits B (SDHB) and D (SDHD). A transcription profile of reduced oxidoreductase is detected in all three of these tumor types, together with an angiogenesis/hypoxia profile typical of VHL dysfunction. The oxidoreductase defect, not previously detected in VHL-null tumors, is explained by suppression of the SDHB protein, a component of mitochondrial complex II. The decrease in SDHB is also noted in tumors with SDHD mutations. Gain-of-function and loss-of-function analyses show that the link between hypoxia signals (via VHL) and mitochondrial signals (via SDH) is mediated by HIF1alpha. These findings explain the shared features of pheochromocytomas with VHL and SDH mutations and suggest an additional mechanism for increased HIF1alpha activity in tumors.

Highlights•SCCs show chromosome or methylation alterations affecting multiple related genes•These regulate squamous stemness, differentiation, growth, survival, and inflammation•Copy-quiet SCCs have hypermethylated (FANCF, TET1) or mutated (CASP8, MAPK-RAS) genes•Potential targets include ΔNp63, WEE1, IAPs, PI3K-mTOR/MAPK, and immune responsesSummaryThis integrated, multiplatform PanCancer Atlas study co-mapped and identified distinguishing molecular features of squamous cell carcinomas (SCCs) from five sites associated with smoking and/or human papillomavirus (HPV). SCCs harbor 3q, 5p, and other recurrent chromosomal copy-number alterations (CNAs), DNA mutations, and/or aberrant methylation of genes and microRNAs, which are correlated with the expression of multi-gene programs linked to squamous cell stemness, epithelial-to-mesenchymal differentiation, growth, genomic integrity, oxidative damage, death, and inflammation. Low-CNA SCCs tended to be HPV(+) and display hypermethylation with repression of TET1 demethylase and FANCF, previously linked to predisposition to SCC, or harbor mutations affecting CASP8, RAS-MAPK pathways, chromatin modifiers, and immunoregulatory molecules. We uncovered hypomethylation of the alternative promoter that drives expression of the ΔNp63 oncogene and embedded miR944. Co-expression of immune checkpoint, T-regulatory, and Myeloid suppressor cells signatures may explain reduced efficacy of immune therapy. These findings support possibilities for molecular classification and therapeutic approaches.Graphical abstract