The contribution of stem and progenitor cell dysfunction and depletion in normal aging remains incompletely understood. We explored this concept in the Klotho mouse model of accelerated aging. Analysis of various tissues and organs from young Klotho mice revealed a decrease in stem cell number and an increase in progenitor cell senescence. Because klotho is a secreted protein, we postulated that klotho might interact with other soluble mediators of stem cells. We found that klotho bound to various Wnt family members. In a cell culture model, the Wnt-klotho interaction resulted in the suppression of Wnt biological activity. Tissues and organs from klotho-deficient animals showed evidence of increased Wnt signaling, and ectopic expression of klotho antagonized the activity of endogenous and exogenous Wnt. Both in vitro and in vivo, continuous Wnt exposure triggered accelerated cellular senescence. Thus, klotho appears to be a secreted Wnt antagonist and Wnt proteins have an unexpected role in mammalian aging.

Epidermal integrity is a complex process established during embryogenesis and maintained throughout the organism lifespan by epithelial stem cells. Although Wnt regulates normal epithelial stem cell renewal, aberrant Wnt signaling can contribute to cancerous growth. Here, we explored the consequences of persistent expressing Wnt1 in an epidermal compartment that includes the epithelial stem cells. Surprisingly, Wnt caused the rapid growth of the hair follicles, but this was followed by epithelial cell senescence, disappearance of the epidermal stem cell compartment, and progressive hair loss. Although Wnt1 induced the activation of β-catenin and the mTOR pathway, both hair follicle hyperproliferation and stem cell exhaustion were strictly dependent on mTOR function. These findings suggest that whereas activation of β-catenin contributes to tumor growth, epithelial stem cells may be endowed with a protective mechanism that results in cell senescence upon the persistent stimulation of proliferative pathways that activate mTOR, ultimately suppressing tumor formation.

Rete pegs are projections of the oral epithelium into connective tissue. Their dimensions change during pathological conditions and may correlate with wound-healing status. Non-invasive, high-frequency ultrasound (US) may be able to capture these changes and aid in early detection of histopathological changes. The aim of this preclinical study is to correlate US images with histology and quantify epithelial layers at different tooth sites.