Mathilde Savall, Pierre-Alexandre Just, Bernhard Mlecnik, Benoit Terris, Florent Dumont, Mireille Vasseur-Cognet, Valerie Drouet, Pierre Sohier, Romain Sanson, Bruno Ragazzon, Pascale Bossard, Julien Calderaro, Cédric Coulouarn, Hélène Gilgenkrantz, Rajae Dahmani, Emilie Tournier, Shirley Abitbol, Nadia Senni, Jessica Zucman-Rossi, Christine Perret, Ligue Nationale Contre le Cancer - Paris, Ligue Nationale Contre le Cancer (LNCC), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nutrition, Métabolismes et Cancer (NuMeCan), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Inovarion, Génomique Fonctionnelle des Tumeurs Solides (U1162), Université Paris 13 (UP13)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche sur l'Inflammation (CRI (UMR_S_1149 / ERL_8252 / U1149)), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LNCC (Ligue Nationale Contre le Cancer), Association Francaise pour l'Etude du Foie (AFEF), Ligue Nationnale Contre le Cancer, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut Cochin ( UM3 (UMR 8104 / U1016) ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Nutrition, Métabolismes et Cancer ( NuMeCan ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Génomique Fonctionnelle des Tumeurs Solides ( U1162 ), Université Paris 13 ( UP13 ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris ( IEES ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 ( UPEC UP12 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) ), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Background & Aims The Wnt/β-catenin pathway is the most frequently deregulated pathway in hepatocellular carcinoma (HCC). Inactivating mutations of the gene encoding AXIN1, a known negative regulator of the Wnt/β-catenin signaling pathway, are observed in about 10% of HCCs. Whole-genome studies usually place HCC with AXIN1 mutations and CTNNB1 mutations in the group of tumors with Wnt/β-catenin activated program. However, it has been shown that HCCs with activating CTNNB1 mutations form a group of HCCs, with a different histology, prognosis and genomic signature to those with inactivating biallelic AXIN1 mutations. We aimed to elucidate the relationship between CTNNB1 mutations, AXIN1 mutations and the activation level of the Wnt/β-catenin program. Methods We evaluated two independent human HCC datasets for the expression of a 23-β-catenin target genes program. We modeled Axin1 loss of function tumorigenesis in two engineered mouse models and performed gene expression profiling. Results Based on gene expression, we defined three levels of β-catenin program activation: strong, weak or no activation. While more than 80% CTNNB1 -mutated tumors were found in the strong or in the weak activation program, most of the AXIN1 -mutated tumors (>70%) were found in the subgroup with no activation. We validated this result by demonstrating that mice with a hepatocyte specific AXIN1 deletion developed HCC in the absence of β-catenin induction. We defined a 329-gene signature common in human and mouse AXIN1 mutated HCC that is highly enriched in Notch and YAP oncogenic signatures. Conclusions AXIN1 -mutated HCCs occur independently of the Wnt/β-catenin pathway and involve Notch and YAP pathways. These pathways constitute potentially interesting targets for the treatment of HCC caused by AXIN1 mutations. Lay summary Liver cancer has a poor prognosis. Defining the molecular pathways involved is important for developing new therapeutic approaches. The Wnt/β-catenin pathway is the most frequently deregulated pathway in hepatocellular carcinoma (HCC). Mutations of AXIN1 , a member of this pathway, represent about 10% of HCC mutations. Using both human HCC collections and engineered mouse models of liver cancers with AXIN1 mutation or deletion, we defined a common signature of liver tumors mutated for AXIN1 and demonstrate that these tumors occur independently of the activation of the Wnt/β-catenin pathway.