In the developing liver, bipotent epithelial progenitor cells known as hepatoblasts undergo lineage segregation to form the two major epithelial cell types, hepatocytes that constitute the bulk of the liver parenchyma and biliary epithelial cells (cholangiocytes) which comprise the bile duct, a complex tubular network which is critical for normal liver function. Notch and TGFβ signalling promote the formation of a sheet of biliary epithelial cells, the ductal plate that organises into discontinuous tubular structures. How these structures elongate and connect to form a continuous duct remains undefined. Here, we show that the planar cell polarity protein, VANGL2 is expressed late in intrahepatic bile duct development and patterns the formation of cell-cell contacts between biliary cells. The patterning of these cell contacts regulates the normal polarisation of the actin cytoskeleton within biliary cells and loss of Vangl2-function results in the abnormal distribution of cortical actin remodelling resulting in the failure of bile duct formation. Planar cell polarity is a critical step in the post-specification sculpture of the bile duct and is essential for establishing normal tissue architecture.

Abstract Intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC) is an aggressive and lethal malignancy of the bile ducts within the liver characterised by high levels of genetic heterogeneity. In the context of such genetic variability, determining which oncogenic mutations drive ICC growth has been difficult and developing modes of patient stratification and targeted therapies remains challenging. As a result, survival rates following a diagnosis with ICC have remained static since the late 1970s, whilst incidence of ICC has increased. Here, we performed the first functional in vivo study into the role that genetic heterogeneity plays in drivinga ICC via modelling of interactions between rare mutations with more common driver genes. By leveraging human ICC sequencing data to stratify and then model genetic heterogeneity in the mouse, we uncovered numerous novel tumour suppressors which, when lost, cooperate with the RAS oncoprotein to drive ICC growth. In this study, we specifically focus on a set of driver mutations that interact with KRAS to initiate aggressive, sarcomatoid-type ICC. We show that tumour growth of this cancer relies on both Wnt and PI3K signalling to drive proliferation and suppress apoptosis. Finally, we demonstrate that pharmacological co-inhibition of Wnt and PI3K in vivo substantially impedes the growth of ICC, regardless of mutational profile. As such, Wnt and PI3K activity should be considered as a signature by which patients can be stratified for treatment and inhibitors of these pathways should be levied as a treatment for patients diagnosed with ICC.

Abstract Pathological liver cysts are an important comorbidity in multiple diseases and syndromes(1, 2) driven by dysfunction of the primary cilium (PC), a complex sensory organelle that protrudes from the apical surface of biliary epithelial cells (BECs)(3, 4). The essential nature of PC in liver development(5, 6) makes understanding the molecular role of this organelle in the structural maintenance of the adult bile duct challenging. Here, we show that PC loss deletion of Wdr35 in adult mouse BECs is sufficient to cause bile duct expansion, driving cyst formation through the de novo production of a fibronectin-rich pro-cystic microenvironment. This newly formed niche promotes both cell-autonomous changes in cell shape and duct-level mechanical rearrangements that converge to drive cyst-fission, a novel process whereby single, large cysts undergo morphological splitting. This process gives rise to many, smaller polycystic progeny and can be halted by pharmacological inhibition of a specific pro-cystic integrin receptor.