This report describes the identification of three molecularly distinct subtypes of pancreatic ductal adenocarninoma (PDA). The classical, quasimesenchymal and exocrine subtypes can further stratify tumors with the same genetic alterations, and could be useful to improve prognosis and predict treatment response. Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) is a lethal disease. Overall survival is typically 6 months from diagnosis1. Numerous phase 3 trials of agents effective in other malignancies have failed to benefit unselected PDA populations, although patients do occasionally respond. Studies in other solid tumors have shown that heterogeneity in response is determined, in part, by molecular differences between tumors. Furthermore, treatment outcomes are improved by targeting drugs to tumor subtypes in which they are selectively effective, with breast2 and lung3 cancers providing recent examples. Identification of PDA molecular subtypes has been frustrated by a paucity of tumor specimens available for study. We have overcome this problem by combined analysis of transcriptional profiles of primary PDA samples from several studies, along with human and mouse PDA cell lines. We define three PDA subtypes: classical, quasimesenchymal and exocrine-like, and we present evidence for clinical outcome and therapeutic response differences between them. We further define gene signatures for these subtypes that may have utility in stratifying patients for treatment and present preclinical model systems that may be used to identify new subtype specific therapies.

The human long non-coding RNA TINCR binds to STAU1 and controls epidermal differentiation by stabilizing key differentiation mRNAs, by means of a TINCR-binding motif found enriched in epidermal differentiation genes. The human genome codes for thousands of long non-coding RNAs (lncRNAs), but their biological functions are mostly unknown. This study reports the identification and characterization of a 3.7-kilobase lncRNA, named TINCR (for terminal differentiation-induced ncRNA). TINCR controls epidermal differentiation by stabilizing the mRNA of an array of differentiation genes. A 25-nucleotide TINCR-binding motif is enriched in these epidermal differentiation genes. TINCR also combines with the RNA-binding protein staufen1 to form a complex that stabilizes differentiation transcripts via direct binding and other mechanisms yet to be identified. Several of the thousands of human long non-coding RNAs (lncRNAs) have been functionally characterized1,2,3,4; however, potential roles for lncRNAs in somatic tissue differentiation remain poorly understood. Here we show that a 3.7-kilobase lncRNA, terminal differentiation-induced ncRNA (TINCR), controls human epidermal differentiation by a post-transcriptional mechanism. TINCR is required for high messenger RNA abundance of key differentiation genes, many of which are mutated in human skin diseases, including FLG, LOR, ALOXE3, ALOX12B, ABCA12, CASP14 and ELOVL3. TINCR-deficient epidermis lacked terminal differentiation ultrastructure, including keratohyalin granules and intact lamellar bodies. Genome-scale RNA interactome analysis revealed that TINCR interacts with a range of differentiation mRNAs. TINCR–mRNA interaction occurs through a 25-nucleotide ‘TINCR box’ motif that is strongly enriched in interacting mRNAs and required for TINCR binding. A high-throughput screen to analyse TINCR binding capacity to approximately 9,400 human recombinant proteins revealed direct binding of TINCR RNA to the staufen1 (STAU1) protein. STAU1-deficient tissue recapitulated the impaired differentiation seen with TINCR depletion. Loss of UPF1 and UPF2, both of which are required for STAU1-mediated RNA decay, however, did not have differentiation effects. Instead, the TINCR–STAU1 complex seems to mediate stabilization of differentiation mRNAs, such as KRT80. These data identify TINCR as a key lncRNA required for somatic tissue differentiation, which occurs through lncRNA binding to differentiation mRNAs to ensure their expression.

The Penn Treebank has recently implemented a new syntactic annotation scheme, designed to highlight aspects of predicate-argument structure. This paper discusses the implementation of crucial aspects of this new annotation scheme. It incorporates a more consistent treatment of a wide range of grammatical phenomena, provides a set of coindexed null elements in what can be thought of as "underlying" position for phenomena such as wh-movement, passive, and the subjects of infinitival constructions, provides some non-context free annotational mechanism to allow the structure of discontinuous constituents to be easily recovered, and allows for a clear, concise tagging system for some semantic roles.

Impaired TGF-β signaling due to SMAD4 mutation in PDAC tumors initiates a STAT3-dependent signaling cascade that leads to increased stromal stiffening and disease progression. Fibrosis compromises pancreatic ductal carcinoma (PDAC) treatment and contributes to patient mortality, yet antistromal therapies are controversial. We found that human PDACs with impaired epithelial transforming growth factor-β (TGF-β) signaling have high epithelial STAT3 activity and develop stiff, matricellular-enriched fibrosis associated with high epithelial tension and shorter patient survival. In several KRAS-driven mouse models, both the loss of TGF-β signaling and elevated β1-integrin mechanosignaling engaged a positive feedback loop whereby STAT3 signaling promotes tumor progression by increasing matricellular fibrosis and tissue tension. In contrast, epithelial STAT3 ablation attenuated tumor progression by reducing the stromal stiffening and epithelial contractility induced by loss of TGF-β signaling. In PDAC patient biopsies, higher matricellular protein and activated STAT3 were associated with SMAD4 mutation and shorter survival. The findings implicate epithelial tension and matricellular fibrosis in the aggressiveness of SMAD4 mutant pancreatic tumors and highlight STAT3 and mechanics as key drivers of this phenotype.

Chronic pancreatitis is a well-known risk factor for pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) development in humans, and inflammation promotes PDA initiation and progression in mouse models of the disease. However, the mechanistic link between inflammatory damage and PDA initiation is unclear. Using a Kras-driven mouse model of PDA, we establish that the inflammatory mediator Stat3 is a critical component of spontaneous and pancreatitis-accelerated PDA precursor formation and supports cell proliferation, metaplasia-associated inflammation, and MMP7 expression during neoplastic development. Furthermore, we show that Stat3 signaling enforces MMP7 expression in PDA cells and that MMP7 deletion limits tumor size and metastasis in mice. Finally, we demonstrate that serum MMP7 level in human patients with PDA correlated with metastatic disease and survival.

Abstract Pancreas ductal adenocarcinoma (PDAC) has one of the worst 5-year survival rates of all solid tumors, and thus new treatment strategies are urgently needed. Here, we report that targeting Bruton tyrosine kinase (BTK), a key B-cell and macrophage kinase, restores T cell–dependent antitumor immune responses, thereby inhibiting PDAC growth and improving responsiveness to standard-of-care chemotherapy. We report that PDAC tumor growth depends on cross-talk between B cells and FcRγ+ tumor–associated macrophages, resulting in TH2-type macrophage programming via BTK activation in a PI3Kγ-dependent manner. Treatment of PDAC-bearing mice with the BTK inhibitor PCI32765 (ibrutinib) or by PI3Kγ inhibition reprogrammed macrophages toward a TH1 phenotype that fostered CD8+ T-cell cytotoxicity, and suppressed PDAC growth, indicating that BTK signaling mediates PDAC immunosuppression. These data indicate that pharmacologic inhibition of BTK in PDAC can reactivate adaptive immune responses, presenting a new therapeutic modality for this devastating tumor type. Significance: We report that BTK regulates B-cell and macrophage-mediated T-cell suppression in pancreas adenocarcinomas. Inhibition of BTK with the FDA-approved inhibitor ibrutinib restores T cell–dependent antitumor immune responses to inhibit PDAC growth and improves responsiveness to chemotherapy, presenting a new therapeutic modality for pancreas cancer. Cancer Discov; 6(3); 270–85. ©2015 AACR. See related commentary by Roghanian et al., p. 230. See related article by Pylayeva-Gupta et al., p. 247. See related article by Lee et al., p. 256. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 217

Long noncoding RNAs (lncRNAs) regulate diverse processes, yet a potential role for lncRNAs in maintaining the undifferentiated state in somatic tissue progenitor cells remains uncharacterized. We used transcriptome sequencing and tiling arrays to compare lncRNA expression in epidermal progenitor populations versus differentiating cells. We identified ANCR (anti-differentiation ncRNA) as an 855-base-pair lncRNA down-regulated during differentiation. Depleting ANCR in progenitor-containing populations, without any other stimuli, led to rapid differentiation gene induction. In epidermis, ANCR loss abolished the normal exclusion of differentiation from the progenitor-containing compartment. The ANCR lncRNA is thus required to enforce the undifferentiated cell state within epidermis.

Abstract Osteosarcoma is a highly aggressive cancer for which treatment has remained essentially unchanged for more than 30 years. Osteosarcoma is characterized by widespread and recurrent somatic copy-number alterations (SCNA) and structural rearrangements. In contrast, few recurrent point mutations in protein-coding genes have been identified, suggesting that genes within SCNAs are key oncogenic drivers in this disease. SCNAs and structural rearrangements are highly heterogeneous across osteosarcoma cases, suggesting the need for a genome-informed approach to targeted therapy. To identify patient-specific candidate drivers, we used a simple heuristic based on degree and rank order of copy-number amplification (identified by whole-genome sequencing) and changes in gene expression as identified by RNA sequencing. Using patient-derived tumor xenografts, we demonstrate that targeting of patient-specific SCNAs leads to significant decrease in tumor burden, providing a road map for genome-informed treatment of osteosarcoma. Significance: Osteosarcoma is treated with a chemotherapy regimen established 30 years ago. Although osteosarcoma is genomically complex, we hypothesized that tumor-specific dependencies could be identified within SCNAs. Using patient-derived tumor xenografts, we found a high degree of response for “genome-matched” therapies, demonstrating the utility of a targeted genome-informed approach. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a genomically diverse, prevalent, and almost invariably fatal malignancy. Although conventional genetically engineered mouse models of human PDAC have been instrumental in understanding pancreatic cancer development, these models are much too labor-intensive, expensive, and slow to perform the extensive molecular analyses needed to adequately understand this disease. Here we demonstrate that retrograde pancreatic ductal injection of either adenoviral-Cre or lentiviral-Cre vectors allows titratable initiation of pancreatic neoplasias that progress into invasive and metastatic PDAC. To enable in vivo CRISPR/Cas9-mediated gene inactivation in the pancreas, we generated a Cre-regulated Cas9 allele and lentiviral vectors that express Cre and a single-guide RNA. CRISPR-mediated targeting of Lkb1 in combination with oncogenic Kras expression led to selection for inactivating genomic alterations, absence of Lkb1 protein, and rapid tumor growth that phenocopied Cre-mediated genetic deletion of Lkb1 . This method will transform our ability to rapidly interrogate gene function during the development of this recalcitrant cancer.

Recently, the single nucleotide polymorphism (SNP) identified as rs1260326, in the glucokinase regulatory protein (GCKR), was associated with hypertriglyceridemia in adults. Because accumulation of triglycerides in hepatocytes represents the hallmark of steatosis, we aimed to investigate whether this variant might be associated with fatty liver (hepatic fat content, HFF%). Moreover, because recently rs738409 in the PNPLA3 and rs2854116 in the APOC3 were associated with fatty liver, we explored how the GCKR SNP and these two variants jointly influence hepatosteatosis. We studied 455 obese children and adolescents (181 Caucasians, 139 African Americans, and 135 Hispanics). All underwent an oral glucose tolerance test and fasting lipoprotein subclasses measurement by proton nuclear magnetic resonance. A subset of 142 children underwent a fast gradient magnetic resonance imaging to measure the HFF%. The rs1260326 was associated with elevated triglycerides (Caucasians P = 0.00014; African Americans P = 0.00417), large very low-density lipoprotein (VLDL) (Caucasians P = 0.001; African Americans, P = 0.03), and with fatty liver (Caucasians P = 0.034; African Americans P = 0.00002; and Hispanics P = 0.016). The PNPLA3, but not the APOC3 rs2854116 SNP, was associated with fatty liver but not with triglyceride levels. There was a joint effect between the PNPLA3 and GCKR SNPs, explaining 32% of HFF% variance in Caucasians (P = 0.00161), 39.0% in African Americans (P = 0.00000496), and 15% in Hispanics (P = 0.00342).The rs1260326 in GCKR is associated with hepatic fat accumulation along with large VLDL and triglyceride levels. GCKR and PNPLA3 act together to convey susceptibility to fatty liver in obese youths.