Point mutations that activate the Ki-ras proto-oncogene are present in about 50 percent of human colorectal tumors. To study the functional significance of these mutations, the activated Ki-ras genes in two human colon carcinoma cell lines, DLD-1 and HCT 116, were disrupted by homologous recombination. Compared with parental cells, cells disrupted at the activated Ki-ras gene were morphologically altered, lost the capacity for anchorage-independent growth, grew more slowly both in vitro and in nude mice, and showed reduced expression of c-myc. Thus, the activated Ki-ras gene plays a key role in colorectal tumorigenesis through altered cell differentiation and cell growth.

Abstract Tissue factor (TF) is the primary cellular initiator of blood coagulation and a modulator of angiogenesis and metastasis in cancer. Indeed, systemic hypercoagulability in patients with cancer and TF overexpression by cancer cells are both closely associated with tumor progression, but their causes have been elusive. We now report that in human colorectal cancer cells, TF expression is under control of 2 major transforming events driving disease progression (activation of K-ras oncogene and inactivation of the p53 tumor suppressor), in a manner dependent on MEK/mitogen-activated protein kinase (MAPK) and phosphatidylinositol 3′-kinase (PI3K). Furthermore, the levels of cell-associated as well as circulating (microvesicle-associated) TF activity are linked to the genetic status of cancer cells. Finally, RNA interference experiments suggest that TF expression is an important effector of the K-ras-dependent tumorigenic and angiogenic phenotype in vivo. Thus, this study establishes a causal link between cancer coagulopathy, angiogenesis, and genetic tumor progression. (Blood. 2005;105:1734-1741)

PIK3CA and PTEN alterations are common in human cancer, but only a fraction of such tumors are dependent upon AKT signaling. AKT independence is associated with redundant activation of cap-dependent translation mediated by convergent regulation of the translational repressor 4E-BP1 by the AKT and ERK pathways. This provides mechanistic bases for the limited activity of AKT and MEK inhibitors in tumors with comutation of both pathways and the profound synergy observed with combined inhibition. Whereas such tumors are sensitive to a dominant active 4E-BP1 mutant, knockdown of 4E-BP1 expression reduces their dependence on AKT/ERK signaling for translation or survival. Thus, 4E-BP1 plays a prominent role in mediating the effects of these pathways in tumors in which they are activated by mutation.

Rheumatoid arthritis is a common autoimmune disease with a complex genetic etiology. Here we identify a SNP in the promoter region of FCRL3, a member of the Fc receptor-like family, that is associated with susceptibility to rheumatoid arthritis (odds ratio = 2.15, P = 0.00000085). This polymorphism alters the binding affinity of nuclear factor-kappaB and regulates FCRL3 expression. We observed high FCRL3 expression on B cells and augmented autoantibody production in individuals with the disease-susceptible genotype. We also found associations between the SNP and susceptibility to autoimmune thyroid disease and systemic lupus erythematosus. FCRL3 may therefore have a pivotal role in autoimmunity.

Personalized cancer medicine is based on the concept that targeted therapies are effective on subsets of patients whose tumors carry specific molecular alterations. Several mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitors are in preclinical or clinical trials for cancers, but the molecular basis of sensitivity or resistance to these inhibitors among patients is largely unknown. Here we have identified oncogenic variants of phosphoinositide-3-kinase, catalytic, α polypeptide (PIK3CA) and KRAS as determinants of response to the mTOR inhibitor everolimus. Human cancer cells carrying alterations in the PI3K pathway were responsive to everolimus, both in vitro and in vivo, except when KRAS mutations occurred concomitantly or were exogenously introduced. In human cancer cells with mutations in both PIK3CA and KRAS, genetic ablation of mutant KRAS reinstated response to the drug. Consistent with these data, PIK3CA mutant cells, but not KRAS mutant cells, displayed everolimus-sensitive translation. Importantly, in a cohort of metastatic cancer patients, the presence of oncogenic KRAS mutations was associated with lack of benefit after everolimus therapy. Thus, our results demonstrate that alterations in the KRAS and PIK3CA genes may represent biomarkers to optimize treatment of patients with mTOR inhibitors.