Subtypes of NG2-expressing cells in mesenchyme of healthy gut and intestinal tumors

Abstract

Črevný epitel je jedným z najrýchlejšie sa obnovujúcich tkanív v ľudskom tele, pričom túto schopnosť zabezpečujú vysoko aktívne črevné kmeňové bunky. Podporná mezenchýmová vrstva, ktorá reguluje homeostázu epitelu, však ostáva relatívne nepreskúmaná, napriek jej významnej úlohe pri regulácii epitelových buniek a tvorbe nádorového mikroprostredia. V tejto štúdii sme sa zamerali na bunky exprimujúce NG2 v mezenchýme tenkého a hrubého čreva, pričom sme charakterizovali ich lokalizáciu a biologické funkcie v zdravom aj nádorovom čreve. Identifikovali sme štyri subpopulácie NG2-pozitívnych buniek, vrátane pericytov (perivaskulárnych buniek), a analyzovali sme ich zapojenie do signálnych dráh Wnt a BMP, ktoré sú kľúčové pre udržiavanie črevnej homeostázy tenkého aj hrubého čreva. Zistili sme, že NG2-pozitívne bunky podporujú progresiu nádoru kolonu zvýšením expresie Wnt ligandov a Rspo3, zatiaľ čo inhibujú BMP signalizáciu, čo vedie k zvýšenej proliferácii epitelových buniek a minimálnej diferenciácii. Navyše, experimentálna modulácia Wnt dráhy v NG2-pozitívnych bunkách ovplyvnila epitelové tkanivo, pričom sa prejavili rozdiely medzi tenkým a hrubým črevom. Tieto výsledky poukazujú na významnú úlohu mezenchýmových NG2-pozitívnych buniek v regulácii črevnej homeostázy a tumorigenézy, čo otvára nové...

The intestinal epithelium is one of the most rapidly renewing tissues in the human body, a process sustained by highly active intestinal stem cells. However, its supporting mesenchymal layer, which plays a critical role in epithelial regulation and tumor microenvironment formation, remains relatively understudied. In this study, we characterized NG2-expressing cells within the mesenchyme of both the small and the large intestine. We identified four distinct subpopulations, including pericytes (perivascular cells), and determined their precise localization and biological functions in healthy and tumorigenic tissues. Our findings revealed that NG2-positive cells actively participate in shaping the Wnt and BMP signaling gradients essential for intestinal homeostasis in both the small and the large intestine. Moreover, these cells contribute to colon tumor progression by upregulating Wnt ligands and Rspo3 while downregulating BMP ligands, thereby promoting epithelial proliferation and inhibiting differentiation. Experimental modulation of Wnt signaling within NG2-expressing cells demonstrated their capacity to influence epithelial dynamics, with notable differences observed between the small and the large intestine. Collectively, these results highlight the pivotal role of mesenchymal NG2-positive...