Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Glioblastoma is a lethal cancer that arises from support cells in the nervous system and kills around 20,000 people in the United States each year. While much is known about the highly malignant primary glioblastoma, the natural history of lower grade glioma (LGG) is less understood. While the majority of LGGs are initiated by a mutation in isocitrate dehydrogenase, the events leading to their malignant progression into a grade IV tumor are not known. Analysis of primary tumor sample data has revealed that low transcript levels of Angiomotin-like-1 (AmotL1) strongly associate with poor outcomes of patients with these cancers. Follow-up RNA-sequencing of human embryonic astrocytes with AmotL1 silencing revealed the downregulation of many transcripts that encode proteins mediating gap junctions (GJ) between astrocytes, especially connexin-43 (Cx43). Cx43 protein oligomerizes to form functional channels comprising the astrocytic GJ. AmotL1 knockdown through RNA interference decreases Cx43 transcript and protein levels while increasing its distribution to GJs. This suggests increased GJ formation and intercellular communication, as similar localization patterns are observed in differentiated astrocytes. Astrocytes with AmotL1 knockdown also display a pronounced pancake-like morphology, suggesting that the actin cytoskeleton is affected. Imaging reveals that cells with reduced AmotL1 have characteristic losses in both stress fibers and focal actin under the cell body but notable increases in cortical F-actin. Consistent with previous studies, AmotL1 may promote increases in the number and thickness of F-actin fibers. Because actin binding to related angiomotins is inhibited by phosphorylation from the LATs kinases, I define the effects of expressing wildtype AmotL1 versus mutants that mimic or prevent phosphorylation by LATs1/2. Interestingly, expression of AmotL1 S262D in combination with NEDD4-1, a ubiquitin ligase, results in a profound loss of actin stress fibers. Dependence on NEDD4-1 suggests that this phenotype is due to the induced degradation of proteins that promote F-actin, e.g. RhoA. These results directly support a model in which phosphorylated AmotL1 specifically inhibits F-actin formation as opposed to unphosphorylated AmotL1 which is known to promote stress fiber formation. Thus, in addition to regulating polarity and YAP/TAZ transcriptional co-activators, AmotL1 plays major functions in dictating cellular F-actin dynamics. / 2021-01-01

Les schwannomes sont des tumeurs bénignes se développant à partir d’une hyper-prolifération des cellules de Schwann suite à l’inactivation bi-allélique du gène NF2. Signe pathogonomique d’une pathologie rare et héréditaire, la Neurofibromatose de type 2 (NF2), ils peuvent aussi apparaître de façon sporadique. Hormis la chirurgie ou la radiothérapie, peu d’options pharmacologiques sont proposées aux patients porteurs de schwannomes, principalement à cause du peu de cibles thérapeutiques identifiées. Dans les cellules de Schwann, le phénotype cellulaire associé à la perte NF2 est une perte d’inhibition de la prolifération par le contact. Deux fonctions majeures de Merlin, produit de NF2, ont émergé au cours de ces dix dernières années. La première, démontrée par notre groupe, concerne la régulation de l’expression membranaire des récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK) qui s’accumulent à la membrane plasmique des schwannomes humains. Le second implique Merlin dans la régulation de la voie de signalisation Hippo. Cette dernière, activée par le contact cellulaire réprime l’activité de deux co-facteurs de transcription, Yap et Taz, et régule ainsi et aussi l’inhibition de contact. Les mécanismes moléculaires par lesquels Merlin inhibe l’activité de Yap/Taz sont toutefois méconnus. Le but de nos études a été de déterminer une signature moléculaire associée à la croissance des schwannomes humains et l’importance relative de Yap/Taz. Dans une analyse protéomique à grande échelle sur des biopsies humaines, nous avons identifié à la fois l’activation spécifique de cinq RTKs que sont le PDGFRβ, Her2, Her3, Axl et Tie2 ainsi qu’une accumulation nucléaire spécifique de Yap. Nous montrons que sur la totalité des protéines étudiées, seules Yap, le PDGFRβ et P-Her3 corrèlent avec la prolifération des cellules de schwannomes humain. De plus, Yap induit la transcription des RTK activés (à l’exception de Tie2). Nous plaçons donc Yap au centre des mécanismes de régulation de la croissance des schwannomes humains et proposons que son inhibition pourrait représenter une nouvelle et prometteuse stratégie thérapeutique pour réduire la croissance de ces tumeurs. Nous apportons une nouvelle lecture des fonctions de Merlin, qui, par une potentielle interaction directe avec Yap, inhibe spécifiquement sa translocation dans le noyau indépendamment d’une régulation par la densité cellulaire ou par la voie Hippo. Par ailleurs, Merlin ne semble pas essentiel à l’activation de la voie Hippo dans les cellules de Schwann soulignant une fonction nouvelle et inattendue de Merlin dans la régulation de Yap et de la voie Hippo. Enfin nous avons étudié le rôle d’AmotL1, un puissant partenaire de Merlin et membre de la voie Hippo, dans la migration et la progression des cancers du sein. Nous mettons en évidence une fonction antagoniste de Merlin et AmotL1 dans la promotion de ces mécanismes soulignant une autre fonction nouvelle de Merlin en tant que suppresseur de la progression de cancers non associés à NF2. / Schwannomas are benign tumors arising from Schwann cell hyper-proliferation under NF2 bi-allelic inactivation. They appear in the context of a rare hereditary disease called Neurofibromatosis type 2 (NF2) or in sporadic cases. To this day, surgery and radiotherapy remain the only options to treat these patients, mainly due to the lack of therapeutical targets identified. The NF2 loss associated cellular phenotype is the loss of cell contact inhibition. Two main functions of Merlin, the NF2 product, have emerged in the last decade. The first was shown by our group and consists in the accumulation of tyrosine kinase receptors (RTK) at the plasma membrane in schwannomas. The second involves Merlin in the regulation of the Hippo signaling pathway. This pathway is activated by cell contact and inactivates a couple of transcription co-factors, Yap and Taz, then participating in cell contact inhibition of proliferation. However, the mechanisms by which Merlin inactivates Yap and Taz remain unknown. In our studies, we aimed to determine both the molecular signature of human schwannomas taking advantage of a large proteomic study, and the relative importance of Yap in the tumor suppressor function of Merlin. We could show both a specific activation of five RTKs : PDGFRβ, Her 3, Her2, Axl and Tie2 and a specific nuclear accumulation of Yap in human schwannoma. Among all the protein studied, Yap, PDGFRβ and P-Her3 are the only ones to correlate with the proliferation of human schwannoma cells. Furthermore, the activated RTK (excepted Tie2) are transcriptional targets of Yap. Hence, we found Yap as a pivotal regulator of schwannoma growth and proposed its inhibition as a new and promising therapeutical target to reduce human schwannoma growth. In addition, we show that Merlin specifically inhibits Yap nuclear translocation into the nucleus of Schwann cells by a direct interaction which is independent from the regulation by cell density and by the Hippo pathway. Moreover, Merlin expression seems not to be essential for Hippo activation in Schwann cells which brings a new and unexpected role of Merlin in Yap and Hippo regulation. In the end, we studied the role of AmotL1, a strong Hippo partner of Merlin in the migration and progression of breast cancer. We could show an antagonist function of Merlin and AmotL1 in the promotion of these mechanisms highlighting a new progression suppressor function of Merlin in cancer which are not linked to NF2 mutations.