Intracellular pH dynamics regulates intestinal stem cell lineage specification.
Intracellular pH dynamics regulates intestinal stem cell lineage specification.
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DOI：
10.1038/s41467-023-39312-9
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发表时间：
2023-06-23
影响因子：
16.6
通讯作者：
Barber, Diane L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu, Yi;Reyes, Efren;Castillo-Azofeifa, David;Klein, Ophir D.;Nystul, Todd;Barber, Diane L.
细胞内pH动态被越来越多地认识到可以调节无数细胞的行为。我们报告了一项发现，细胞内的pH动态也调节成体干细胞谱系的规格。我们在小鼠小肠隐窝中发现了一个细胞内pH梯度，在隐窝干细胞中最低，并沿着隐窝柱状递增。Na+/H+交换器1通过抑制H+外流来破坏这种梯度，从而取消了隐窝的萌发，并阻止了用外源WNT拯救的Paneth细胞的分化。利用单细胞RNA测序和谱系追踪，我们证明了细胞内的pH动态作用于Atoh1的下游，pH的增加促进了向分泌谱系的分化。我们的发现表明，有助于维持隐窝的谱系规格需要增加pH，从而确立了细胞内pH动态在成年干细胞谱系中决定细胞命运的作用。无数的细胞外和细胞内信号调节干细胞的命运选择。在这里，刘等人。报道细胞内pH动态是以前未知的调节因子，选择性地调节肠道干细胞的分泌细胞命运。
Intracellular pH dynamics is increasingly recognized to regulate myriad cell behaviors. We report a finding that intracellular pH dynamics also regulates adult stem cell lineage specification. We identify an intracellular pH gradient in mouse small intestinal crypts, lowest in crypt stem cells and increasing along the crypt column. Disrupting this gradient by inhibiting H+ efflux by Na+/H+ exchanger 1 abolishes crypt budding and blocks differentiation of Paneth cells, which are rescued with exogenous WNT. Using single-cell RNA sequencing and lineage tracing we demonstrate that intracellular pH dynamics acts downstream of ATOH1, with increased pH promoting differentiation toward the secretory lineage. Our findings indicate that an increase in pH is required for the lineage specification that contributes to crypt maintenance, establishing a role for intracellular pH dynamics in cell fate decisions within an adult stem cell lineage. Myriad extracellular and intracellular cues regulate stem cell fate choice. Here, Liu et al. report intracellular pH dynamics as a previously unrecognized regulator to selectively mediate the secretory cell fate decision of the intestinal stem cell.
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