The physiological roles of aryl hydrocarbon receptor (AhR) in the small intestine have been revealed as immunomodulatory and barrier functions. However, its contributions to cell fate regulation are incompletely understood. The Notch-activated signaling cascade is a central component of intestinal cell fate determinations. The lateral inhibitory mechanism governed by Notch directs cell fates toward distinct cell lineages (i.e., absorptive and secretory cell lineages) through its downstream effector, mouse atonal homolog 1 (MATH1). An investigation employing cell lines and intestinal crypt cells revealed that AhR regulates Math1 expression in a xenobiotic response element (XRE)-dependent manner. The AhR-Math1 axis was further addressed using intestinal organoids, where AhR-Math1 and HES1-Math1 axes appeared to coexist within the underlying Math1 transcriptional machinery. When the HES1-Math1 axis was pharmacologically suppressed, β-naphthoflavone-mediated AhR activation increased the number of goblet and Math1+ progenitor cells in the organoids. The same pharmacological dissection of the AhR-Math1 axis was applied in vivo, demonstrating an enhanced number of Math1+ progenitor cells in the small intestine following AhR activation. We report here that AhR-Math1 is a direct transcriptional axis with effects on Math1+ progenitor cells in the small intestine, highlighting a novel molecular basis for fine-tuning Notch-mediated cell fate regulation.

中文翻译：

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芳烃受体对 Math1 的转录调控：对小鼠小肠 Math1+ 祖细胞的影响。

芳烃受体 (AhR) 在小肠中的生理作用已被揭示为免疫调节和屏障功能。然而，它对细胞命运调控的贡献尚不完全清楚。Notch 激活的信号级联是肠细胞命运决定的核心组成部分。由 Notch 控制的横向抑制机制通过其下游效应器小鼠无调性同系物 1 (MATH1) 将细胞命运引导至不同的细胞谱系（即吸收和分泌细胞谱系）。一项使用细胞系和肠隐窝细胞的研究表明，AhR 以异生反应元件 (XRE) 依赖性方式调节 Math1 的表达。AhR-Math1 轴使用肠道类器官进一步解决，其中 AhR-Math1 和 HES1-Math1 轴似乎共存于底层 Math1 转录机制中。当 HES1-Math1 轴被药理学抑制时，β-萘黄酮介导的 AhR 激活增加了类器官中杯状和 Math1+ 祖细胞的数量。在体内应用了 AhR-Math1 轴的相同药理学解剖，表明 AhR 激活后小肠中 Math1+ 祖细胞数量增加。我们在此报告，AhR-Math1 是一个直接转录轴，对小肠中的 Math1+ 祖细胞有影响，突出了微调 Notch 介导的细胞命运调节的新分子基础。β-萘黄酮介导的 AhR 激活增加了类器官中杯状和 Math1+ 祖细胞的数量。在体内应用了 AhR-Math1 轴的相同药理学解剖，表明 AhR 激活后小肠中 Math1+ 祖细胞数量增加。我们在此报告，AhR-Math1 是一个直接转录轴，对小肠中的 Math1+ 祖细胞有影响，突出了微调 Notch 介导的细胞命运调节的新分子基础。β-萘黄酮介导的 AhR 激活增加了类器官中杯状和 Math1+ 祖细胞的数量。在体内应用了 AhR-Math1 轴的相同药理学解剖，表明 AhR 激活后小肠中 Math1+ 祖细胞数量增加。我们在此报告，AhR-Math1 是一个直接转录轴，对小肠中的 Math1+ 祖细胞有影响，突出了微调 Notch 介导的细胞命运调节的新分子基础。