肿瘤坏死因子受体1调控结肠间充质细胞多样性与上皮干细胞生态位

背景与目的：肿瘤坏死因子受体1调控肠上皮存活与修复，但其在结肠间充质中的作用尚不清楚。我们研究间充质肿瘤坏死因子受体1信号如何控制基质细胞身份、干细胞生态位功能及上皮稳态。方法：使用免疫染色、Western blotting、bulk和单细胞RNA测序以及类器官-间充质共培养系统，分析来自种系肿瘤坏死因子受体1缺陷（TNFR1−/−）和间充质特异性Pdgfra-Cre;TNFR1fl/fl小鼠的结肠间充质细胞群。功能研究包括伤口愈合实验、重组R-spondin 3挽救及整合素A6阻断。结果：肿瘤坏死因子受体1缺失改变了间充质组成，在体内和体外降低血小板衍生生长因子受体α表达，同时增加α平滑肌肌动蛋白表达。单细胞RNA测序显示肿瘤坏死因子受体1缺失后间充质异质性丧失，包括一个独特的肿瘤坏死因子和干扰素响应性间充质亚群耗竭，该亚群富集Mmp9、Cd200、Traf1和Tnfrsf9。转录组分析显示干细胞生态位因子包括Rspo3、Wnt2b和Fgf2下调，同时细胞外基质和增殖信号通路增加，特别是整合素A6、磷脂酰肌醇3-激酶、丝裂原活化蛋白激酶和Ras相关蛋白1信号。间充质肿瘤坏死因子受体1缺失在体内损害上皮增殖并减少Lgr5+和Ephb3+肠干细胞表达。在类器官共培养系统中，肿瘤坏死因子受体1缺陷间充质细胞抑制上皮干细胞标志物表达并改变结肠类器官形态，这些效应可被重组R-spondin 3挽救。整合素A6阻断恢复了血小板衍生生长因子受体α和R-spondin 3表达，并使肿瘤坏死因子受体1缺陷肌成纤维细胞中的增殖信号和迁移正常化。类似地，在人结肠肌成纤维细胞中观察到肿瘤坏死因子受体1依赖的整合素A6、血小板衍生生长因子受体α和R-spondin 3调控。结论：间充质肿瘤坏死因子受体1维持结肠间充质多样性，支持R-spondin 3依赖性干细胞生态位信号，并维持肠干细胞稳态。