Ezrin, Radixin, and Moesin (the ERM proteins) supply regulated linkage between membrane proteins and the actin cytoskeleton. The study of mammalian ERM proteins has been hampered by presumed functional overlap. We have found that Ezrin, the only ERM detected in epithelial cells of the developing intestine, provides an essential role in configuring the mouse intestinal epithelium. Surprisingly, Ezrin is not absolutely required for the formation of brush border microvilli or for the establishment or maintenance of epithelial polarity. Instead, Ezrin organizes the apical terminal web region, which is critical for the poorly understood process of de novo lumen formation and expansion during villus morphogenesis. Our data also suggest that Ezrin controls the localization and/or function of certain apical membrane proteins that support normal intestinal function. These in vivo studies highlight the critical function of Ezrin in the formation of a multicellular epithelium rather than an individual epithelial cell.

Abstract

 Mature adipocytes and myocytes are derived from a common mesenchymal precursor. While IGF-1 promotes the differentiation of both cell types, the signaling pathways that specify the distinct cell fates are largely unknown. Here, we show that the Rho GTPase and its regulator, p190-B RhoGAP, are components of a critical switch in the adipogenesis-myogenesis "decision." Cells derived from embryos lacking p190-B RhoGAP exhibit excessive Rho activity, are defective for adipogenesis, but undergo myogenesis in response to IGF-1 exposure. In vitro, activation of Rho-kinase by Rho inhibits adipogenesis and is required for myogenesis. The activation state of Rho following IGF-1 signaling is determined by the tyrosine-phosphorylation status of p190-B RhoGAP and its resulting subcellular relocalization. Moreover, adjusting Rho activity is sufficient to alter the differentiation program of adipocyte and myocyte precursors. Together, these results identify the Rho GTPase as an essential modulator of IGF-1 signals that direct the adipogenesis-myogenesis cell fate decision.

The neurofibromatosis type 2 (NF2) tumor suppressor, Merlin, is a membrane/cytoskeleton-associated protein that mediates contact-dependent inhibition of proliferation. Here we show that upon cell–cell contact Merlin coordinates the processes of adherens junction stabilization and negative regulation of epidermal growth factor receptor (EGFR) signaling by restraining the EGFR into a membrane compartment from which it can neither signal nor be internalized. In confluent Nf2−/− cells, EGFR activation persists, driving continued proliferation that is halted by specific EGFR inhibitors. These studies define a new mechanism of tumor suppression, provide mechanistic insight into the poorly understood phenomenon of contact-dependent inhibition of proliferation, and suggest a therapeutic strategy for NF2-mutant tumors.

The molecular signals that control the maintenance and activation of liver stem/progenitor cells are poorly understood, and the role of liver progenitor cells in hepatic tumorigenesis is unclear. We report here that liver-specific deletion of the neurofibromatosis type 2 (Nf2) tumor suppressor gene in the developing or adult mouse specifically yields a dramatic, progressive expansion of progenitor cells throughout the liver without affecting differentiated hepatocytes. All surviving mice eventually developed both cholangiocellular and hepatocellular carcinoma, suggesting that Nf2(-/-) progenitors can be a cell of origin for these tumors. Despite the suggested link between Nf2 and the Hpo/Wts/Yki signaling pathway in Drosophila, and recent studies linking the corresponding Mst/Lats/Yap pathway to mammalian liver tumorigenesis, our molecular studies suggest that Merlin is not a major regulator of YAP in liver progenitors, and that the overproliferation of Nf2(-/-) liver progenitors is instead driven by aberrant epidermal growth factor receptor (EGFR) activity. Indeed, pharmacologic inhibition of EGFR blocks the proliferation of Nf2(-/-) liver progenitors in vitro and in vivo, consistent with recent studies indicating that the Nf2-encoded protein Merlin can control the abundance and signaling of membrane receptors such as EGFR. Together, our findings uncover a critical role for Nf2/Merlin in controlling homeostasis of the liver stem cell niche.