Oncogene-induced cellular senescence (OIS) is emerging as a potent cancer-protective response to oncogenic events, serving to eliminate early neoplastic cells from the proliferative pool. Using combined genetic and bioinformatic analysis, we find that OIS is linked specifically to the activation of an inflammatory transcriptome. Induced genes included the pleiotropic cytokine interleukin-6 (IL-6), which upon secretion by senescent cells acted mitogenically in a paracrine fashion. Unexpectedly, IL-6 was also required for the execution of OIS, but in a cell-autonomous mode. Its depletion caused the inflammatory network to collapse and abolished senescence entry and maintenance. Furthermore, we demonstrate that the transcription factor C/EBPβ cooperates with IL-6 to amplify the activation of the inflammatory network, including IL-8. In human colon adenomas, IL-8 specifically colocalized with arrested, p16INK4A-positive epithelium. We propose a model in which the context-dependent cytostatic and promitogenic functions of specific interleukins contribute to connect senescence with an inflammatory phenotype and cancer.

Aberrant WNT pathway signaling is an early progression event in 90% of colorectal cancers1. It occurs through mutations mainly of APC and less often of CTNNB1 (encoding β-catenin)1,2,3 or AXIN2 (encoding axin-2, also known as conductin)4. These mutations allow ligand-independent WNT signaling that culminates in abnormal accumulation of free β-catenin in the nucleus1,2,3. We previously identified frequent promoter hypermethylation and gene silencing of the genes encoding secreted frizzled-related proteins (SFRPs) in colorectal cancer5. SFRPs possess a domain similar to one in the WNT-receptor frizzled proteins and can inhibit WNT receptor binding to downregulate pathway signaling during development6,7,8,9,10. Here we show that restoration of SFRP function in colorectal cancer cells attenuates WNT signaling even in the presence of downstream mutations. We also show that the epigenetic loss of SFRP function occurs early in colorectal cancer progression and may thus provide constitutive WNT signaling that is required to complement downstream mutations in the evolution of colorectal cancer.

Aberrant hypermethylation of gene promoters is a major mechanism associated with inactivation of tumor-suppressor genes in cancer. We previously showed this transcriptional silencing to be mediated by both methylation and histone deacetylase activity, with methylation being dominant. Here, we have used cDNA microarray analysis to screen for genes that are epigenetically silenced in human colorectal cancer. By screening over 10,000 genes, we show that our approach can identify a substantial number of genes with promoter hypermethylation in a given cancer; these are distinct from genes with unmethylated promoters, for which increased expression is produced by histone deacetylase inhibition alone. Many of the hypermethylated genes we identified have high potential for roles in tumorigenesis by virtue of their predicted function and chromosome position. We also identified a group of genes that are preferentially hypermethylated in colorectal cancer and gastric cancer. One of these genes, SFRP1, belongs to a gene family; we show that hypermethylation of four genes in this family occurs very frequently in colorectal cancer, providing for (i) a unique potential mechanism for loss of tumor-suppressor gene function and (ii) construction of a molecular marker panel that could detect virtually all colorectal cancer.

Early during the process of apoptosis, cells lose their phospholipid membrane asymmetry and expose phosphatidylserine (PS) at the cell surface while maintaining their plasma membrane integrity intact. This process can be monitored for suspended cell types by using annexin V-FITC, which is a Ca2+-dependent, phospholipid-binding protein with high affinity for PS, and flow cytometry. If adherent cell types are to be studied for this apoptosis-associated phenomenon, then a problem is encountered, in that specific membrane damage occurs during harvesting. In this paper, a flow cytometric-based method is described that allows the measurement of loss of phospholipid asymmetry during apoptosis of adherent cells in culture. The method relies on the phospholipid binding property of biotinylated annexin V. Furthermore, the use of this conjugate allows tricolor flow cytometric analysis of apoptosis. Employing the method to MR65 cells, which were initiated by olomoucine to enter apoptosis, it is shown that PS exposure occurs early after the onset of apoptosis and, at the prevalent time-resolution, that PS exposure is accompanied by loss of both cytokeratin and DNA. The annexin V+ cells appear as a characteristic sub-G1 peak in the DNA histogram. © 1996 Wiley-Liss, Inc.

Abstract Individuals with a germline CDKN2A pathogenic variant (PV) have a highly increased life time risk of melanoma and pancreatic cancer. This cross-sectional study assessed the attitudes among toward genetic testing, family planning, and preimplantation genetic testing (PGT) in confirmed CDKN2A PV carriers and individuals with a 50% risk of the PV (at-risk carriers) using of a one-time questionnaire. A total of 537 individuals were screened for eligibility, of whom 208 of 366 (57%) confirmed carriers (56% female, median age 54 years [IQR 46–63]) and 39 of 171 (23%) at-risk carriers (59% female, median age of 26 years [IQR 22–32]) participated in the study. Primary motivations for genetic testing were to gain control over their personal and children’s cancer risk, as well as increasing cancer surveillance practices. In contrast, concerns about obtaining a mortgage and life insurance were frequently cited as reasons for postponing genetic testing. Family planning decisions remained largely unaffected in both confirmed and at-risk carriers; however, the majority of confirmed carriers were still unaware of their familial or personal cancer risk when starting a family. More than 60% of the participants were unfamiliar with PGT and only a minority (19% of confirmed carriers and 10% of at-risk carriers) would be open to considering PGT as a reproductive option. This study found different attitudes toward genetic testing, family planning, and PGT among individuals affected by the CDKN2A PV. Understanding these different attitudes can help clinicians to address the complexities surrounding these issues, especially for younger individuals facing difficult decisions about the timing of genetic testing, family planning, and the potential use of assisted reproductive options.

Abstract Many variants that we inherit from our parents or acquire de novo or somatically are rare, limiting the precision with which we can associate them with disease. We performed exhaustive saturation genome editing (SGE) of BAP1 , the disruption of which is linked to tumorigenesis and altered neurodevelopment. We experimentally characterized 18,108 unique variants, of which 6,196 were found to have abnormal functions, and then used these data to evaluate phenotypic associations in the UK Biobank. We also characterized variants in a large population-ascertained tumor collection, in cancer pedigrees and ClinVar, and explored the behavior of cancer-associated variants compared to that of variants linked to neurodevelopmental phenotypes. Our analyses demonstrated that disruptive germline BAP1 variants were significantly associated with higher circulating levels of the mitogen IGF-1, suggesting a possible pathological mechanism and therapeutic target. Furthermore, we built a variant classifier with >98% sensitivity and specificity and quantify evidence strengths to aid precision variant interpretation.

Abstract Melanoma associated death is mainly caused by metastatic disease. Increased melanin levels are associated with decreased melanoma patient survival, yet the contribution of melanin to this process is unknown. Here we show that melanin protects circulating melanoma cells from ferroptosis, enhancing their metastatic potential. We observed that melanin levels in patient-derived uveal melanoma cells as well as cutaneous and conjunctival melanoma cell lines correlate with their metastatic potential in zebrafish xenografts. We find strong associations of the melanin biosynthesis gene TYRP1 , ferroptosis related enzyme GPX4 and mitochondrial anion channel ( VDAC1 ) with reduced melanoma-specific survival in TCGA data of cutaneous melanoma. Modulation of melanin levels significantly impacts melanoma metastatic potential, increasing or decreasing in concordance with melanin levels. Furthermore, melanin depletion significantly sensitized melanoma cells to ferroptosis leading to a decreased metastatic capacity and enhanced efficacy of ferroptosis induction based anti-cancer therapeutic strategies. Collectively, our results reveal that combined inhibition of melanin biosynthetic enzymes and induction of ferroptosis has potential as a treatment strategy of metastatic melanoma. Graphical abstract

Over the last years, insights in the cancer neuroscience field increased rapidly and a potential role for neurons in colorectal carcinogenesis has been recognized. However, knowledge on the neuronal distribution, subtypes, origin and associations with clinicopathological characteristics in human studies is sparse. In this study, colorectal tumor tissues from the Netherlands Cohort Study on diet and cancer (n=490) and an in-cohort validation population (n=529) were immunohistochemically stained for the pan-neuronal markers neurofilament (NF) and protein gene product 9.5 (PGP9.5) to study the association between neuronal marker expression and clinicopathological characteristics. In addition, tumor and healthy colon tissue were stained for neuronal subtype markers and their immunoreactivity in colorectal cancer (CRC) stroma was analyzed. NF and PGP9.5 positive nerve fibers were found within the tumor stroma and were mostly characterized by the neuronal subtype markers vasoactive intestinal protein (VIP) and neuronal nitric oxide synthase (nNOS), suggesting that inhibitory neurons are the most prominent neuronal subtype in CRC. NF and PGP9.5 protein expression were not consistently associated with tumor stage, sublocation, differentiation grade and median survival. NF immunoreactivity was associated with a worse CRC-specific survival in the study cohort (p=0.025), independent of other prognostic factors (HR=2.31; 95% CI 1.33-4.03; p=0.003), but these results were not observed in the in-cohort validation group. PGP9.5 on the other hand, was associated with a worse CRC-specific survival in the in-cohort validation (p=0.046) but not in the study population. This effect disappeared in multivariate analyses (HR=0.81; 95% CI 0.50-1.32; p=0.393) indicating that this effect was dependent on other prognostic factors. This study demonstrates that the tumor stroma of CRC patients mainly harbors inhibitory neurons and that NF as a single marker is significantly associated with a poorer CRC-specific survival in the study cohort but necessitates future validation.

Abstract A subset of autoimmune diseases is characterized by predominant pathogenic IgG4 autoantibodies (IgG4-AIDs). Why IgG4 predominates in these disorders is unknown. We hypothesized that dysregulated B cell maturation or aberrant class switching causes overrepresentation of IgG4 + B cells and plasma cells. Therefore, we compared the B cell compartment of patients with muscle-specific kinase (MuSK) myasthenia gravis (MG), pemphigus, leucine-rich glioma inactivated (LGI1) encephalitis and contactin-associated protein-like 2 (CASPR2) encephalitis (four IgG4-AIDs) to patients with acetylcholine receptor (AChR) MG, Lambert-Eaton myasthenic syndrome (LEMS) (two IgG1-3-AIDs) and age-matched healthy donors, using flow cytometry. B cell subset relative abundance at all maturation stages was normal, except for a, possibly treatment-related, reduction in immature and naïve CD5 + cells in IgG4-AIDs. IgG4 + B cell and plasma cell fractions were normal in IgG4-AID patients, however they had an (sub)class-independent 8-fold increase in circulating mature CD20 - CD138 + plasma cells. No autoreactivity was found in this subset after sorting. In conclusion, patients with IgG4-AID do not show increased numbers of IgG4-expressing cells. These results argue against aberrant B cell development in these patients and rather suggest the autoantibody subclass predominance to be antigen-driven. The similarities between B cell subset numbers among these patients suggest that these IgG4-AIDs, despite displaying variable clinical phenotypes, share a similar underlying immune profile. Graphical abstract

The telomerase reverse transcriptase (TERT) gene is responsible for telomere maintenance in germline and stem cells, and is re-expressed in 90% of human cancers. Contrary to common concepts, CpG methylation in the TERT promoter (TERTp), was correlated with TERT mRNA expression. Furthermore, two hotspot mutations in TERTp, dubbed C228T and C250T, have been revealed to assist binding of transcription factor ETS/TCF and subsequent TERT expression. This study aimed to elucidate the combined contribution of epigenetic (promoter methylation and higher-order chromatin structure) and genetic (promoter mutations) mechanisms in regulating TERT gene expression in healthy skin and in melanoma cell lines (n=61). We unexpectedly observed that the methylation of TERTp was as high in a subset of healthy skin cells, mainly keratinocytes, as in cutaneous melanoma cell lines. In spite of the high promoter methylation fraction in wild-type (WT) samples, TERT mRNA was only expressed in the melanoma cell lines with high methylation or intermediate methylation in combination with TERT mutations. TERTp methylation was positively correlated with chromatin accessibility and expression in 8 melanoma cell lines. Cooperation between epigenetic and genetic mechanisms were best observed in heterozygous mutant cell lines as chromosome accessibility preferentially concerned the mutant allele. Combined, these results suggest a complex model in which TERT expression requires either a widely open chromatin state throughout the promoter in TERTp-WT samples due to high methylation or a combination of moderate methylation fraction/chromatin accessibility in the presence of the C228T/C250T mutations.