Abstract Extracellular interaction between programmed death ligand-1 (PD-L1) and programmed cell death protein-1 (PD-1) leads to tumour-associated immune escape. Here we show that the immunosuppression activity of PD-L1 is stringently modulated by ubiquitination and N -glycosylation. We show that glycogen synthase kinase 3β (GSK3β) interacts with PD-L1 and induces phosphorylation-dependent proteasome degradation of PD-L1 by β-TrCP. In-depth analysis of PD-L1 N192, N200 and N219 glycosylation suggests that glycosylation antagonizes GSK3β binding. In this regard, only non-glycosylated PD-L1 forms a complex with GSK3β and β-TrCP. We also demonstrate that epidermal growth factor (EGF) stabilizes PD-L1 via GSK3β inactivation in basal-like breast cancer. Inhibition of EGF signalling by gefitinib destabilizes PD-L1, enhances antitumour T-cell immunity and therapeutic efficacy of PD-1 blockade in syngeneic mouse models. Together, our results link ubiquitination and glycosylation pathways to the stringent regulation of PD-L1, which could lead to potential therapeutic strategies to enhance cancer immune therapy efficacy.

The RAS–ERK pathway is known to play a pivotal role in differentiation, proliferation and tumour progression. Here, we show that Erk downregulates Forkhead box O 3a (FOXO3a) by directly interacting with and phosphorylating FOXO3a at Ser 294, Ser 344 and Ser 425, which consequently promotes cell proliferation and tumorigenesis. The ERK-phosphorylated FOXO3a degrades via an MDM2-mediated ubiquitin-proteasome pathway. However, the non-phosphorylated FOXO3a mutant is resistant to the interaction and degradation by murine double minute 2 (MDM2), thereby resulting in a strong inhibition of cell proliferation and tumorigenicity. Taken together, our study elucidates a novel pathway in cell growth and tumorigenesis through negative regulation of FOXO3a by RAS–ERK and MDM2.

We consider a class of machine scheduling problems in which the processing time of a task is dependent on its starting time in a schedule. On reviewing the literature on this topic, we provide a framework to illustrate how models for this class of problems have been generalized from the classical scheduling theory. A complexity boundary is presented for each model and related existing results are consolidated. We also introduce some enumerative solution algorithms and heuristics and analyze their performance. Finally, we suggest a few interesting areas for future research.

TNFα has recently emerged as a regulator linking inflammation to cancer pathogenesis, but the detailed cellular and molecular mechanisms underlying this link remain to be elucidated. The tuberous sclerosis 1 (TSC1)/TSC2 tumor suppressor complex serves as a repressor of the mTOR pathway, and disruption of TSC1/TSC2 complex function may contribute to tumorigenesis. Here we show that IKKβ, a major downstream kinase in the TNFα signaling pathway, physically interacts with and phosphorylates TSC1 at Ser487 and Ser511, resulting in suppression of TSC1. The IKKβ-mediated TSC1 suppression activates the mTOR pathway, enhances angiogenesis, and results in tumor development. We further find that expression of activated IKKβ is associated with TSC1 Ser511 phosphorylation and VEGF production in multiple tumor types and correlates with poor clinical outcome of breast cancer patients. Our findings identify a pathway that is critical for inflammation-mediated tumor angiogenesis and may provide a target for clinical intervention in human cancer.

Pro-inflammatory cytokines produced in the tumor microenvironment lead to eradication of anti-tumor immunity and enhanced tumor cell survival. In the current study, we identified tumor necrosis factor alpha (TNF-α) as a major factor triggering cancer cell immunosuppression against T cell surveillance via stabilization of programmed cell death-ligand 1 (PD-L1). We demonstrated that COP9 signalosome 5 (CSN5), induced by NF-κB p65, is required for TNF-α-mediated PD-L1 stabilization in cancer cells. CSN5 inhibits the ubiquitination and degradation of PD-L1. Inhibition of CSN5 by curcumin diminished cancer cell PD-L1 expression and sensitized cancer cells to anti-CTLA4 therapy.

Objective N 6 -methyladenosine (m 6 A) RNA methylation and its associated methyltransferase METTL3 are involved in tumour initiation and progression via the regulation of RNA function. This study explored the biological function and clinical significance of METTL3 in gastric cancer (GC). Design The prognostic value of METTL3 expression was evaluated using tissue microarray and immunohistochemical staining analyses in a human GC cohort. The biological role and mechanism of METTL3 in GC tumour growth and liver metastasis were determined in vitro and in vivo. Results The level of m 6 A RNA was significantly increased in GC, and METTL3 was the main regulator involved in the abundant m 6 A RNA modification. METTL3 expression was significantly elevated in GC tissues and associated with poor prognosis. Multivariate Cox regression analysis revealed that METTL3 expression was an independent prognostic factor and effective predictor in human patients with GC. Moreover, METTL3 overexpression promoted GC proliferation and liver metastasis in vitro and in vivo. Mechanistically, P300-mediated H3K27 acetylation activation in the promoter of METTL3 induced METTL3 transcription, which stimulated m 6 A modification of HDGF mRNA, and the m 6 A reader IGF2BP3 then directly recognised and bound to the m 6 A site on HDGF mRNA and enhanced HDGF mRNA stability. Secreted HDGF promoted tumour angiogenesis, while nuclear HDGF activated GLUT4 and ENO2 expression, followed by an increase in glycolysis in GC cells, which was correlated with subsequent tumour growth and liver metastasis. Conclusions Elevated METTL3 expression promotes tumour angiogenesis and glycolysis in GC, indicating that METTL3 expression is a potential prognostic biomarker and therapeutic target for human GC.

β-catenin is upregulated in many human cancers and considered to be an oncogene. Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most prevalent human malignancies, and individuals who are chronic hepatitis B virus (HBV) carriers have a greater than 100-fold increased relative risk of developing HCC. Here we report a mechanism by which HBV-X protein (HBX) upregulates β-catenin. Erk, which is activated by HBX, associates with GSK-3β through a docking motif (291FKFP) of GSK-3β and phosphorylates GSK-3β at the 43Thr residue, which primes GSK-3β for its subsequent phosphorylation at Ser9 by p90RSK, resulting in inactivation of GSK-3β and upregulation of β-catenin. This pathway is a general signal, as it was also observed in cell lines in which Erk-primed inactivation of GSK-3β was regulated by IGF-1, TGF-β, and receptor tyrosine kinase HER2, and is further supported by immunohistochemical staining in different human tumors, including cancers of the liver, breast, kidney, and stomach.

Abstract Proinflammatory cytokines produced in the tumor microenvironment facilitate tumor development and metastatic progression. In particular, TNF-α promotes cancer invasion and angiogenesis associated with epithelial–mesenchymal transition (EMT); however, the mechanisms underlying its induction of EMT in cancer cells remain unclear. Here we show that EMT and cancer stemness properties induced by chronic treatment with TNF-α are mediated by the upregulation of the transcriptional repressor Twist1. Exposure to TNF-α rapidly induced Twist1 mRNA and protein expression in normal breast epithelial and breast cancer cells. Both IKK-β and NF-κB p65 were required for TNF-α–induced expression of Twist1, suggesting the involvement of canonical NF-κB signaling. In support of this likelihood, we defined a functional NF-κB–binding site in the Twist1 promoter, and overexpression of p65 was sufficient to induce transcriptional upregulation of Twist1 along with EMT in mammary epithelial cells. Conversely, suppressing Twist1 expression abrogated p65-induced cell migration, invasion, EMT, and stemness properties, establishing that Twist1 is required for NF-κB to induce these aggressive phenotypes in breast cancer cells. Taken together, our results establish a signaling axis through which the tumor microenvironment elicits Twist1 expression to promote cancer metastasis. We suggest that targeting NF-κB–mediated Twist1 upregulation may offer an effective a therapeutic strategy for breast cancer treatment. Cancer Res; 72(5); 1290–300. ©2012 AACR.

IκB kinase β (IKKβ) is involved in tumor development and progression through activation of the nuclear factor (NF)-κB pathway. However, the molecular mechanism that regulates IKKβ degradation remains largely unknown. Here, we show that a Cullin 3 (CUL3)-based ubiquitin ligase, Kelch-like ECH-associated protein 1 (KEAP1), is responsible for IKKβ ubiquitination. Depletion of KEAP1 led to the accumulation and stabilization of IKKβ and to upregulation of NF-κB-derived tumor angiogenic factors. A systematic analysis of the CUL3, KEAP1, and RBX1 genomic loci revealed a high percentage of genome loss and missense mutations in human cancers that failed to facilitate IKKβ degradation. Our results suggest that the dysregulation of KEAP1-mediated IKKβ ubiquitination may contribute to tumorigenesis.

Esophageal adenocarcinoma (EAC) is the most prevalent esophageal cancer type in the United States. The TNF-α/mTOR pathway is known to mediate the development of EAC. Additionally, aberrant activation of Gli1, downstream effector of the Hedgehog (HH) pathway, has been observed in EAC. In this study, we found that an activated mTOR/S6K1 pathway promotes Gli1 transcriptional activity and oncogenic function through S6K1-mediated Gli1 phosphorylation at Ser84, which releases Gli1 from its endogenous inhibitor, SuFu. Moreover, elimination of S6K1 activation by an mTOR pathway inhibitor enhances the killing effects of the HH pathway inhibitor. Together, our results established a crosstalk between the mTOR/S6K1 and HH pathways, which provides a mechanism for SMO-independent Gli1 activation and also a rationale for combination therapy for EAC.