The currently accepted intestinal epithelial cell organization model proposes that Lgr5+ crypt-base columnar (CBC) cells represent the sole intestinal stem cell (ISC) compartment. However, previous studies have indicated that Lgr5+ cells are dispensable for intestinal regeneration, leading to two major hypotheses: one favoring the presence of a quiescent reserve ISC and the other calling for differentiated cell plasticity. To investigate these possibilities, we studied crypt epithelial cells in an unbiased fashion via high-resolution single-cell profiling. These studies, combined with in vivo lineage tracing, show that Lgr5 is not a specific ISC marker and that stemness potential exists beyond the crypt base and resides in the isthmus region, where undifferentiated cells participate in intestinal homeostasis and regeneration following irradiation (IR) injury. Our results provide an alternative model of intestinal epithelial cell organization, suggesting that stemness potential is not restricted to CBC cells, and neither de-differentiation nor reserve ISC are drivers of intestinal regeneration.

Cancer cells have been shown to exploit neurons to modulate their survival and growth, including through establishment of neural circuits within the central nervous system (CNS)

Summary The currently accepted intestinal epithelial cell organization model proposes that crypt base columnar (CBC) cells marked by high levels of Lgr5 expression represent the sole intestinal stem cell (ISC) compartment. However, previous studies have indicated that Lgr5 + cells are dispensable for intestinal regeneration, leading to two major hypotheses: one favoring the presence of a quiescent reserve stem cell population, the other calling for differentiated cell plasticity. To investigate these possibilities, we studied crypt epithelial cell organization, during homeostasis and regeneration, in unbiased fashion, via high-resolution single-cell profiling. These studies, combined with in vivo lineage tracing, show that Lgr5 is not a specific ISC marker and that stemness potential exists beyond the crypt base in the isthmus region, whose cells, contrary to differentiated cells, participate in tissue homeostasis and support intestinal regeneration. Our results provide a novel model of organization for the intestinal crypt epithelium in which stemness potential is not restricted to CBC cells and suggesting that neither de-differentiation nor reserve stem cell populations are drivers of intestinal regeneration.

In this study, we developed a cantilever-type force probe with a nano-diamond nitrogen vacancy color center (NVC) fixed on Si surface by sputtered SiO2 layer. We explored the correlation between the optically detected magnetic resonance (ODMR) spectrum's peak shift and the stress intensity caused by the cantilever's vibration. By adjusting the crystal axis of the nano-diamond and the static magnetic field, we assessed the peak shift's dependency on these variables. Our results indicated that the peak shift could effectively detect uniaxial stress from standard vibration. Moreover, with increasing vibration amplitude, the peak shift proportionally intensified, consistent with theoretical expectations. For multi-axial vibration involving torsion, we noted multiple peak shifts in positive direction, suggesting stress along the axis. These findings confirm the potential of nano-diamonds on cantilevers to measure multiaxial stress.