Gastric cancer is a leading cause of cancer deaths, but analysis of its molecular and clinical characteristics has been complicated by histological and aetiological heterogeneity. Here we describe a comprehensive molecular evaluation of 295 primary gastric adenocarcinomas as part of The Cancer Genome Atlas (TCGA) project. We propose a molecular classification dividing gastric cancer into four subtypes: tumours positive for Epstein-Barr virus, which display recurrent PIK3CA mutations, extreme DNA hypermethylation, and amplification of JAK2, CD274 (also known as PD-L1) and PDCD1LG2 (also known as PD-L2); microsatellite unstable tumours, which show elevated mutation rates, including mutations of genes encoding targetable oncogenic signalling proteins; genomically stable tumours, which are enriched for the diffuse histological variant and mutations of RHOA or fusions involving RHO-family GTPase-activating proteins; and tumours with chromosomal instability, which show marked aneuploidy and focal amplification of receptor tyrosine kinases. Identification of these subtypes provides a roadmap for patient stratification and trials of targeted therapies.

Many mutations that contribute to the pathogenesis of acute myeloid leukemia (AML) are undefined. The relationships between patterns of mutations and epigenetic phenotypes are not yet clear.

Urothelial carcinoma of the bladder is a common malignancy that causes approximately 150,000 deaths per year worldwide. So far, no molecularly targeted agents have been approved for treatment of the disease. As part of The Cancer Genome Atlas project, we report here an integrated analysis of 131 urothelial carcinomas to provide a comprehensive landscape of molecular alterations. There were statistically significant recurrent mutations in 32 genes, including multiple genes involved in cell-cycle regulation, chromatin regulation, and kinase signalling pathways, as well as 9 genes not previously reported as significantly mutated in any cancer. RNA sequencing revealed four expression subtypes, two of which (papillary-like and basal/squamous-like) were also evident in microRNA sequencing and protein data. Whole-genome and RNA sequencing identified recurrent in-frame activating FGFR3–TACC3 fusions and expression or integration of several viruses (including HPV16) that are associated with gene inactivation. Our analyses identified potential therapeutic targets in 69% of the tumours, including 42% with targets in the phosphatidylinositol-3-OH kinase/AKT/mTOR pathway and 45% with targets (including ERBB2) in the RTK/MAPK pathway. Chromatin regulatory genes were more frequently mutated in urothelial carcinoma than in any other common cancer studied so far, indicating the future possibility of targeted therapy for chromatin abnormalities. This paper reports integrative molecular analyses of urothelial bladder carcinoma at the DNA, RNA, and protein levels performed as part of The Cancer Genome Atlas project; recurrent mutations were found in 32 genes, including those involved in cell-cycle regulation, chromatin regulation and kinase signalling pathways; chromatin regulatory genes were more frequently mutated in urothelial carcinoma than in any other common cancer studied so far. This study of 131 high-grade muscle-invasive urothelial bladder carcinomas, part of The Cancer Genome Atlas (TCGA) project, reports recurrent mutations in 32 genes, including those involved in cell-cycle regulation, chromatin regulation and kinase signalling pathways. Chromatin regulatory genes were more frequently mutated in urothelial carcinoma than in any common cancer studied to date. Recurrent in-frame activating FGFR3–TACC3 fusions and expression or integration of viruses associated with gene inactivation are also identified. Importantly, potential therapeutic targets are identified in 69% of the tumours.

// John Wrangle 1* , Wei Wang 2* , Alexander Koch 3* , Hariharan Easwaran 4 , Helai P. Mohammad 5 , Xiaoyu Pan 4 ,Frank Vendetti 4 , Wim VanCriekinge 3 , Timothy DeMeyer 3 , Zhengzong Du 4 , Princy Parsana 6 , Kristen Rodgers 4 , Ray-Whay Yen 4 , Cynthia A. Zahnow 4 , Janis M. Taube 7 , Julie R. Brahmer 4 , Scott S. Tykodi 10 , Keith Easton 10 , Richard D. Carvajal 11 , Peter A. Jones 8 , Peter W. Laird 8 , Daniel J. Weisenberger 8 , Salina Tsai 9 , Rosalyn A. Juergens 4 , Suzanne L. Topalian 12 , Charles M. Rudin 4** , Malcolm V. Brock 4** , Drew Pardoll 4** , and Stephen B. Baylin 4** 1 The Johns Hopkins University, School of Medicine, Oncology Center-Hematology/Medical Oncology, Baltimore, Maryland 2 The Johns Hopkins University, School of Medicine, Human Genetics Graduate Program, Baltimore, Maryland 3 Departments of Molecular Biotechnology, Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University, Ghent, Belgium 4 The Johns Hopkins University, School of Medicine, Oncology, Baltimore, Maryland 5 GlaxoSmithKline Pharmaceuticals, Cancer Epigenetics and Oncology, Collegeville, Pennsylvania 6 The Johns Hopkins University, Advanced Academic Bioinformatics, Baltimore, Maryland 7 The Johns Hopkins University, School of Medicine, Dermatology and Oral Pathology, Baltimore, Maryland 8 USC Epigenome Center, Keck School of Medicine, University of Southern California, Los Angeles, California 9 The Johns Hopkins University, School of Medicine, Russell H. Morgan Department of Radiology and Radiological Science, Baltimore, Maryland 10 University of Washington and Fred Hutchison Cancer Research Center, Seattle Cancer Care Alliance, Seattle, Washington 11 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York, New York 12 The Johns Hopkins University, School of Medicine, Surgery, Baltimore, Maryland * These authors contributed equally Correspondence: Stephen B. Baylin, email: // Keywords : Non-Small Cell Lung Cancer(NSCLC), Azacytidine, HDAC inhibitor Received : October 18, 2013 Accepted : October 25, 2013 Published : October 25, 2013 Abstract Innovative therapies are needed for advanced Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC). We have undertaken a genomics based, hypothesis driving, approach to query an emerging potential that epigenetic therapy may sensitize to immune checkpoint therapy targeting PD-L1/PD-1 interaction. NSCLC cell lines were treated with the DNA hypomethylating agent azacytidine (AZA - Vidaza) and genes and pathways altered were mapped by genome-wide expression and DNA methylation analyses. AZA-induced pathways were analyzed in The Cancer Genome Atlas (TCGA) project by mapping the derived gene signatures in hundreds of lung adeno (LUAD) and squamous cell carcinoma (LUSC) samples. AZA up-regulates genes and pathways related to both innate and adaptive immunity and genes related to immune evasion in a several NSCLC lines. DNA hypermethylation and low expression of IRF7, an interferon transcription factor, tracks with this signature particularly in LUSC. In concert with these events, AZA up-regulates PD-L1 transcripts and protein, a key ligand-mediator of immune tolerance. Analysis of TCGA samples demonstrates that a significant proportion of primary NSCLC have low expression of AZA-induced immune genes, including PD-L1. We hypothesize that epigenetic therapy combined with blockade of immune checkpoints – in particular the PD-1/PD-L1 pathway - may augment response of NSCLC by shifting the balance between immune activation and immune inhibition, particularly in a subset of NSCLC with low expression of these pathways. Our studies define a biomarker strategy for response in a recently initiated trial to examine the potential of epigenetic therapy to sensitize patients with NSCLC to PD-1 immune checkpoint blockade.

Recent technology has made it possible to simultaneously perform multi-platform genomic profiling (e.g. DNA methylation (DM) and gene expression (GE)) of biological samples, resulting in so-called ‘multi-dimensional genomic data’. Such data provide unique opportunities to study the coordination between regulatory mechanisms on multiple levels. However, integrative analysis of multi-dimensional genomics data for the discovery of combinatorial patterns is currently lacking. Here, we adopt a joint matrix factorization technique to address this challenge. This method projects multiple types of genomic data onto a common coordinate system, in which heterogeneous variables weighted highly in the same projected direction form a multi-dimensional module (md-module). Genomic variables in such modules are characterized by significant correlations and likely functional associations. We applied this method to the DM, GE, and microRNA expression data of 385 ovarian cancer samples from the The Cancer Genome Atlas project. These md-modules revealed perturbed pathways that would have been overlooked with only a single type of data, uncovered associations between different layers of cellular activities and allowed the identification of clinically distinct patient subgroups. Our study provides an useful protocol for uncovering hidden patterns and their biological implications in multi-dimensional ‘omic’ data.