During development and regeneration, proliferation of tissue-specific stem cells is tightly controlled to produce organs of a predetermined size. The molecular determinants of this process remain poorly understood. Here, we investigate the function of Yap1, the transcriptional effector of the Hippo signaling pathway, in skin biology. Using gain- and loss-of-function studies, we show that Yap1 is a critical modulator of epidermal stem cell proliferation and tissue expansion. Yap1 mediates this effect through interaction with TEAD transcription factors. Additionally, our studies reveal that α-catenin, a molecule previously implicated in tumor suppression and cell density sensing in the skin, is an upstream negative regulator of Yap1. α-catenin controls Yap1 activity and phosphorylation by modulating its interaction with 14-3-3 and the PP2A phosphatase. Together, these data identify Yap1 as a determinant of the proliferative capacity of epidermal stem cells and as an important effector of a “crowd control” molecular circuitry in mammalian skin.

The Hippo-signaling pathway is an important regulator of cellular proliferation and organ size. However, little is known about the role of this cascade in the control of cell fate. Employing a combination of lineage tracing, clonal analysis, and organoid culture approaches, we demonstrate that Hippo pathway activity is essential for the maintenance of the differentiated hepatocyte state. Remarkably, acute inactivation of Hippo pathway signaling in vivo is sufficient to dedifferentiate, at very high efficiencies, adult hepatocytes into cells bearing progenitor characteristics. These hepatocyte-derived progenitor cells demonstrate self-renewal and engraftment capacity at the single-cell level. We also identify the NOTCH-signaling pathway as a functional important effector downstream of the Hippo transducer YAP. Our findings uncover a potent role for Hippo/YAP signaling in controlling liver cell fate and reveal an unprecedented level of phenotypic plasticity in mature hepatocytes, which has implications for the understanding and manipulation of liver regeneration.

Organ development is a complex process governed by the interplay of several signalling pathways that have critical functions in the regulation of cell growth and proliferation. Over the past years, the Hippo pathway has emerged as a key regulator of organ size. Perturbation of this pathway has been shown to play important roles in tumorigenesis. YAP, the main downstream target of the mammalian Hippo pathway, promotes organ growth, yet the underlying molecular mechanism of this regulation remains unclear. Here we provide evidence that YAP activates the mammalian target of rapamycin (mTOR), a major regulator of cell growth. We have identified the tumour suppressor PTEN, an upstream negative regulator of mTOR, as a critical mediator of YAP in mTOR regulation. We demonstrate that YAP downregulates PTEN by inducing miR-29 to inhibit PTEN translation. Last, we show that PI(3)K–mTOR is a pathway modulated by YAP to regulate cell size, tissue growth and hyperplasia. Our studies reveal a functional link between Hippo and PI(3)K–mTOR, providing a molecular basis for the coordination of these two pathways in organ size regulation.

Genetically unstable tetraploid cells can promote tumorigenesis. Recent estimates suggest that ∼37% of human tumors have undergone a genome-doubling event during their development. This potentially oncogenic effect of tetraploidy is countered by a p53-dependent barrier to proliferation. However, the cellular defects and corresponding signaling pathways that trigger growth suppression in tetraploid cells are not known. Here, we combine RNAi screening and in vitro evolution approaches to demonstrate that cytokinesis failure activates the Hippo tumor suppressor pathway in cultured cells, as well as in naturally occurring tetraploid cells in vivo. Induction of the Hippo pathway is triggered in part by extra centrosomes, which alter small G protein signaling and activate LATS2 kinase. LATS2 in turn stabilizes p53 and inhibits the transcriptional regulators YAP and TAZ. These findings define an important tumor suppression mechanism and uncover adaptive mechanisms potentially available to nascent tumor cells that bypass this inhibitory regulation.

Abstract Maintenance of healthy pregnancy is reliant on successful balance between the fetal and maternal immune systems. Although maternal mechanisms responsible have been well studied, those used by the fetal immune system remain poorly understood. Using suspension mass cytometry and various imaging modalities, we report a complex immune system within the mid-gestation (17-23 weeks) human placental villi (PV). Further, we identified immunosuppressive signatures in innate immune cells and antigen presenting cells that potentially maintain immune homeostasis in utero. Consistent with recent reports in other fetal organs, T cells with memory phenotypes were detected within the PV tissue and vasculature. Moreover, we determined PV T cells could be activated to upregulate CD69 and proliferate after T cell receptor (TCR) stimulation and when exposed to maternal uterine antigens. Finally, we report that cytokine production by PV T cells is sensitive to TCR stimulation and varies between mid-gestation, preterm (26-35 weeks) and term deliveries (37-40 weeks). Collectively, we elucidated the complexity and functional maturity of fetal immune cells within the PV and highlighted their immunosuppressive potential.

Metabolic dysfunction-associated steatohepatitis (MASH) is a frequent complication of type 2 diabetes. However, the molecular mechanisms responsible for the development of MASH are unknown. Loss of function mutations in the lipid droplet proteins Comparative Gene Identification-58 (CGI-58) and Cell Death-inducing DNA fragmentation factor-like effector B (CIDEB) promote and protect against MASH, respectively. We hypothesized that the discrete impact of these proteins on MASH is due to the alteration of lipid droplet morphology followed by cholesterol content. We tested these hypotheses using antisense oligonucleotides (ASO) to knock down the expression of CGI-58 or CideB in the liver of a choline-deficient L-amino acid-defined high-fat diet (CDAHFD) mouse MASH model. CGI-58 ASO treatment increased plasma ALT, macrophage crown-like structures, and liver inflammation/fibrosis marker expression, which were associated with increased lipid droplet size and liver lipid droplet cholesterol content. Co-treatment with an ASO against glycerol-3-phosphate acyltransferase, mitochondrial (Gpam) decreased liver lipid droplet cholesterol and prevented CGI-58 ASO-induced MASH. In contrast, CideB ASO treatment in CDAHFD mice prevented liver inflammation and fibrosis and reduced liver lipid droplet size and lipid droplet cholesterol content. These protective effects of the CideB ASO were all abrogated with cholesterol supplementation to the diet. Conclusions: Knockdown of CGI-58 promotes liver inflammation and fibrosis by increasing liver lipid droplet size and lipid droplet cholesterol content, whereas knockdown of CideB protects against the development of liver inflammation and fibrosis by reducing liver lipid droplet size and cholesterol content. Furthermore, CIDEB and GPAM are potential therapeutic targets for MASH. Disclosure I. Sakuma: None. R.C. Gaspar: None. A. Nasiri: None. M. Kahn: None. J. Zheng: None. M. Guerra: None. D. Yimlamai: None. S. Murray: Employee; Ionis Pharmaceuticals. M. Perelis: Employee; Ionis Pharmaceuticals. W. Barnes: Employee; Ionis Pharmaceuticals. D.F. Vatner: None. K. Petersen: None. V. Samuel: None. G.I. Shulman: None.

The Hippo pathway and its nuclear effector Yap regulate organ size and cancer formation. While many modulators of Hippo activity have been identified, little is known about the Yap target genes that mediate these growth effects. Here, we show that yap-/- mutant zebrafish exhibit defects in hepatic progenitor potential and liver growth due to impaired glucose transport and nucleotide biosynthesis: transcriptomic and metabolomic analyses reveal that Yap regulates expression of glucose transporter glut1, causing decreased glucose uptake and use for nucleotide biosynthesis in yap-/- mutants, and impaired glucose tolerance in adults. Nucleotide supplementation improved Yap-deficiency phenotypes, indicating functional importance of glucose-fuelled nucleotide biosynthesis. Yap-regulated Glut1 expression and glucose uptake are conserved in mammals, suggesting that stimulation of anabolic glucose metabolism is an evolutionarily conserved mechanism by which the Hippo pathway controls organ growth. Together, our results reveal a central role for Hippo signalling in metabolic homeostasis.

One million patients with congenital heart disease (CHD) live in the US. They have a lifelong risk of developing heart failure. Current concepts do not sufficiently address mechanisms of heart failure development specifically for these patients. We show that cardiomyocyte cytokinesis failure is increased in tetralogy of Fallot with pulmonary stenosis (ToF/PS), a common form of CHD. Labeling of a ToF/PS baby with isotope-tagged thymidine showed cytokinesis failure after birth. We used single-cell transcriptional profiling to discover that the underlying mechanism is repression of the cytokinesis gene ECT2, and show that this is downstream of β-adrenergic receptors (β-AR). Inactivation of the β-AR genes and administration of the β-blocker propranolol increased cardiomyocyte division in neonatal mice, which increased the endowment and conferred benefit after myocardial infarction in adults. Propranolol enabled the division of ToF/PS cardiomyocytes. These results suggest that β-blockers should be evaluated for increasing cardiomyocyte division in patients with ToF/PS and other types of CHD.