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衰老细胞如何“带坏”肠干细胞?关键因子被锁定

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Nature子刊:衰老细胞如何干扰肠干细胞分化?

NatureCommunications——[17.694]

①使用肠道类器官作为研究组织再生的模型,发现衰老成纤维细胞释放的SASP因子会让干细胞的活性和分化发生失调,并最终损害隐窝的形成;②衰老小鼠肠道中,分泌的Ptk7N-末端结构域(sPtk7)增加;③sPtk7是SASP的关键成分,SASP通过肠干细胞中的FZD7激活非典型Wnt/Ca2+信号;④Ptk7引起胞浆Ca2+的变化,促进YAP的核易位,并诱导YAP/TEAD靶基因的表达,损害对称性破坏和干细胞分化。

细胞衰老和衰老相关的分泌表型(SASP)与衰老和与年龄相关的疾病有关,SASP相关的炎症被认为与衰老和疾病动物的组织功能障碍有关。然而,SASP因素是否以及如何影响组织再生能力尚不清楚。NatureCommunications近期发表的文章,分泌的Ptk7是衰老细胞释放的一种因子,Ptk7诱导的非经典Wnt和YAP信号干扰肠干细胞分化。研究提供了细胞衰老导致衰老和疾病中组织功能障碍的机制。(@章台柳)

【原文信息】

SenescentcellsperturbintestinalstemcelldifferentiationthroughPtk7inducednoncanonicalWntandYAPsignaling

2023-01-11,doi:10.1038/s47-9

Cell子刊:肠干细胞如何响应Wnt信号的波动

CellStemCell——[25.269]

①稳态期间,DLG1表达缺失不会影响肠上皮的极性、完整性和更新能力,但Wnt信号增加时,DLG1对与肠干细胞的生存是至关重要的;②Wnt信号增加时,DLG1缺失则导致肠干细胞(ISC)死亡增加,且DLG1-类器官迅速减少;③DLG1缺失,ISC中Arhgap31(GTPase激活蛋白,可失活CDC42)的转录减少;④Arhgap31表达减少导致CDC42的活化,CDC42的激活对ISC的迁移和细胞分裂产生负面影响。⑤典型WNT配体通过DLG1-ARHGAP31-CDC42激活非典型WNT信号。

维持组织完整性的一个中心因素是干细胞对生态位信号水平变化的反应。在肠道中,肠干细胞(ISC)依赖Wnt配体进行自我更新和增殖。Wnt信号的瞬时增加促进损伤后或炎症性肠病中的组织再生,而这一途径的组成性激活则导致结直肠癌。CellStemCell近期发表的文章,在肠再生中观察到高Wnt活性,生态位中典型的Wnt配体通过DLG1-ARHGAP31-CDC42轴激活非典型Wnt信号,进而驱动再生。(@章台柳)

【原文信息】

ADLG1-ARHGAP31-CDC42axisisessentialfortheintestinalstemcellresponsetofluctuatingnicheWntsignaling

2023-01-13,doi:10.1016/

转录后调节调控肠上皮再生的新机制

NucleicAcidsResearch——[19.16]

①敲除成年小鼠肠上皮细胞的RNA结合蛋白PTBP1可导致肠上皮修复受损,与PTBP1介导的小肠干细胞(ISC)生存与分化的维持有关;②PTPB1缺失影响ISC中的mRNA剪接程序,多为外显子跳跃,导致破坏ISC干性的维持;③机制上,PTPB1缺失导致其同源基因PTPB2在ISC中表达上调,可解释ISC中部分神经元样剪接程序的增加;④此外,PTPB1缺失导致潘氏细胞中AKT抑制因子PHLDA3表达上调,抑制AKT的激活,破坏了潘氏细胞可塑性和ISC的再生能力。

肠干细胞(ISC)驱动肠上皮细胞的再生,维持肠上皮功能的完整性。此前的研究表明,多聚嘧啶区结合蛋白1(PTBP1)作为一种RNA结合蛋白,在神经系统中影响基因的转录后调控。美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校研究人员近日在NucleicAcidsResearch发表文章,揭示了PTBP1参与的转录后调控在肠干细胞生存和干性维持的新机制,阐明了转录后调控在肠上皮再生中的重要作用。(@芥末)

【原文信息】

PTBP1controlsintestinalepithelialregenerationthroughpost-transcriptionalregulationofgeneexpression

2023-02-06,doi:10.1093/nar/gkad042

国内团队:环状RNAcircBtnl1如何抑制肠干细胞的自我更新?

EMBOJournal——[14.012]

①肠干细胞(ISC)高表达环状RNA——circBtnl1;②小鼠中,circBtnl1的缺失增强ISC的自我更新能力和上皮再生,而其亲本基因Btnl1的mRNA和蛋白质水平没有变化;③circBtnl1和Atf4mRNA竞争性地结合ATP依赖性RNA解旋酶Ddx3y,从而损害ISC中Atf4的稳定性;④ATF4通过一个独特的基序与Sox9的启动子结合,激活转录,增强ISC的自我更新能力和上皮再生;⑤circBtnl1敲除则促进Atf4mRNA的稳定性,增强Atf4的表达,导致Sox9转录,增强ISC的稳定性。

隐窝基底的肠干细胞(ISC)负责肠上皮的再生。中国科学院的范祖森、田勇和郑州大学的朱平平与团队在EMBOJournal发表文章,发现环状RNA——circBtnl1通过介导Atf4mRNA的衰变,从而抑制Sox9转录,而Sox9负调节ISC自我更新维持。(@章台柳)

【原文信息】

NoncodingRNAcircBtnl1suppressesself-renewalofintestinalstemcellsviadisruptionofAtf4mRNAstability

2023-01-30,doi:10.15252/

通用转录因子TAF4如何维持肠干细胞功能?

CellDeathandDifferentiation——[12.067]

①胚胎发生期的小鼠肠上皮缺失Taf4,损伤肠形态发生和成体型干细胞的出现;②成年期缺失Taf4,影响干细胞室和干细胞生态位中潘氏细胞、上皮细胞更新和成熟细胞的分化,加剧对炎症的反应;③体外失活Taf4抑制类肠体中芽的形成和维持,导致染色质重塑,干细胞和前体细胞数量减少,Ezh2和Suz12高活性(PRC2组分)的未分化细胞增加,Ezh2抑制剂可逆转;④Taf4缺失导致成体隐窝的PRC2活性增加,改变免疫/炎症微环境,增强Apc驱动的肿瘤发生。

Taf4是通用转录因子TFIID的一个亚基,TFIID是RNA聚合酶II前起始复合物的组成部分,与组织特异性转录因子相互作用以调节基因表达。适当的基因表达在肠上皮细胞中尤其重要,而肠上皮细胞由干细胞不断更新而来。CellDeathandDifferentiation近期发表的文章,发现Taf4通过对抗PRC2介导的干细胞中基因表达程序的抑制,确保肠上皮的正常发育、稳态和免疫微环境。(@章台柳)

【原文信息】

GeneraltranscriptionfactorTAF4antagonizesepigeneticsilencingbyPolycombtomaintainintestinestemcellfunctions

2023-01-13,doi:10.1038/s49-6

国内团队Cell子刊:细胞极性如何控制肠道干细胞数目?

CellReports——[9.995]

①以果蝇蛹期肠道为研究模型,发现其肠道干细胞(pISC)在成蛹后44小时开始发生不对称分裂,形成位于顶端的肠道干细胞祖细胞(ISCP)以及位于基底的内分泌细胞母细胞(EMC);②显微实时成像发现Notch突变后在不对称分裂后的顶端子代细胞中抑制Prospero的转录,使顶端子代细胞在将来成为肠道干细胞;③Prospero的阈值促进了向EMCs的分化,避免了类似ISCs的细胞命运,超过阈值的Prospero在新的基底子代细胞中会完全抑制Miranda的转录。

【原文信息】

Apical-basalpolaritypreciselydeterminesintestinalstemcellnumberbyregulatingProsperothreshold

2023-02-10,doi:10.1016/

浙大团队Cell子刊:介导隐窝重新发生的细胞类群

CellReports——[9.995]

①Setd4+细胞是一类位于隐窝的上皮细胞,表达低水平的Lgr5+,是一类静止或低细胞周期的储备干细胞;②Setd4+细胞具有分化肠功能细胞的多能性,可以耐受辐射损伤,在辐射损伤后通过分化为表达Sca-1的细胞促进损伤组织修复;③Setd4+细胞通过隐窝分裂促进辐射损伤后肠隐窝的重新发生;④胚胎Setd4+细胞主要参与胚胎肠道的建成;⑤Setd4+细胞是胚胎肠道干细胞,在小鼠出生后肠道隐窝的发生过程中发挥重要的作用。

【原文信息】

Embryogenicstemcell-derivedintestinalcryptfissiondirectsdenovocryptgenesis

2022-12-13,doi:10.1016/

基于小肠类器官探究隐窝形态形成

ScienceAdvances——[14.957]

①利用一种光诱导氢交联交换反应对上皮细胞弯曲进行时空改变,并研究肠上皮弯曲如何影响机械信号转导途径,进而诱导隐窝形态形成;②光模式弯曲增加了膜张力和去极化,这是后续24hyes关联蛋白1(YAP1)核定位的先决条件;③弯曲介导隐窝形态形成只在与空间限制YAP定位延迟同步的分化延迟时发生,这说明弯曲的动态变化激活肠道弯曲依赖性机械信号转导途径,进而短暂调节隐窝形态形成。

肠上皮弯曲的空间定位变化是隐窝-绒毛结构形成的基础,但是短期调控机械信号转导途径是如何推动隐窝形态形成的尚不清楚。基于小肠类器官的研究出现,但是其动态培养限制了其对弯曲等的研究。本文利用一种光诱导氢交联交换反应对上皮细胞弯曲进行时空改变,并研究其动态变化对隐窝形成的影响。(@Bingbing)

【原文信息】

Insitumodulationofintestinalorganoidepithelialcurvaturethroughphotoinducedviscoelasticitydirectscryptmorphogenesis

2023-01-20,doi:10.1126/

Nature子刊:一个可持续、无限营养的培养类器官新平台

NatureMethods——[47.99]

类器官在器官发育、精准医疗、再生医学、药物筛选、基因编辑、疾病建模等领域具有广泛的应用前景,因此在对于类器官培养的优化显得尤为重要。近期在NatureMethods上发表的一项研究重新设计了传统的类器官培养的配置,开发出了一种简便、可持续和无限营养的培养平台OCTOPUS(一个基于类器官培养的不受限制提供可溶性信号的三D器官发生平台),可实现类器官的长期发育和成熟。该平台具有较低的进入门槛,并降低了工程类器官培养的复杂性和实验负担,同时仍具有较大的灵活性,以适应更复杂的类器官培养设计。(@MD)

【原文信息】

Geometricengineeringoforganoidcultureforenhancedorganogenesisinadish

2022-10-24,doi:10.1038/s43-8

Nature子刊:APOBEC突变在正常人小肠中普遍发生

NatureGenetics——[41.307]

①对来自39个人的342个正常小肠上皮隐窝进行全基因组测序,发现17%隐窝中存在单碱基替换(SBS)2/SBS13突变,且比其他正常组织突变更频繁;②具有SBS2/SBS13的隐窝通常直接毗邻没有SBS2/SBS13的隐窝,表明SBS2/SBS13是细胞固有的;③APOBEC突变在包括幼儿的整个人类生命周期中以偶发方式发生;④APOBEC1mRNA水平在小肠上皮细胞中非常高,而在大肠上皮细胞和其他组织中较低,表明APOBEC1在行使APOBmRNA编辑功能时导致高水平的SBS2/SBS13。

APOBEC基因突变特征:单碱基替换(SBS)2和SBS13在许多癌症类型中很常见,然而这种突变在正常细胞到癌细胞进展过程中以及APOBEC酶活中的作用尚不清楚。近日,发表在NatureGenetics上的这篇文章,发现APOBEC突变在整个人类生命周期中以偶发方式发生在小肠上皮细胞中。(@圆圈儿)

【原文信息】

APOBECmutagenesisisacommonprocessinnormalhumansmallintestine

2023-01-26,doi:10.1038/s46-5

的创作者:章台柳,芥末,九卿臣,Zhonghua,Bingbing,MD,圆圈儿

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