[논문 리뷰] CPTCs Drive Somatic-Visceral Communication via the Wnt Axis in Somatic Mechanotherapy: A Single-Cell Deep Learning Study

Haixiang Huang, Zhenwei Zhang외 11명|arXiv (Cornell University)|2026. 02. 05.

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한 줄 요약

본 연구는 해석 가능한 단일 세포 딥러닝 프레임워크를 사용하여 CD34+PDGFRα+ 텔로사이트(CPTCs)가 체성 기계요법 동안 기계감지기로 작용하고, Wnt 주도 재생 신호 축을 활성화하여 대장 상피를 복구한다는 것을 보인다.

ABSTRACT

Somatic mechanical stimulation (e.g., acupuncture) exerts systemic immunomodulatory effects, yet the cellular bridge translating peripheral physical force into visceral repair remains elusive. Here, employing a custom interpretable deep learning framework (CARSS) on single-cell RNA sequencing data, we identify CD34$^{+}$PDGFR$α$$^{+}$ telocytes (CPTCs) as the primary mechanosensors in both fascia and colon during bacterial colitis. We show that somatic mechanotherapy triggers an AP-1/Hsp70-dependent transcriptional program in fascial CPTCs, inducing systemic Wnt elevation, which elicits a "transcriptional resonance" in colonic CPTCs, reprogramming their communication network from an inflammatory amplifier to a Wnt-driven regenerative hub. Mechanistically, this axis activates epithelial $β$-catenin/Myc signaling, suppressing apoptosis and restoring barrier integrity independent of immune cells. Our findings define a CPTC-Driven Mechano-Resonance Axis, where CPTCs serve as synchronized relay stations that convert local mechanical cues into systemic regenerative microenvironments.

연구 동기 및 목표

• 체성 기계요법 동안 국부적 기계 신호를 전신의 내장 반응으로 변환하는 세포 간 다리를 식별한다.
• 박테리아성 대장염 중 근막과 결장에서 주요 기계감지기로서 CPTCs를 발견한다.
• 체성 자극과 대장 재생을 연결하는 전사 프로그래밍과 신호 축을 특성화한다.

제안 방법

• 단일세포 RNA 시퀀싱 데이터를 분석하기 위해 맞춤형 해석 가능한 딥러닝 프레임워크(CARSS)를 개발한다.
• 염증성 대장염에서 근막과 결장의 주요 기계감지기로 CPTCs를 식별한다.
• AP-1/Hsp70 의존적 전사 프로그램과 그에 따른 전신 Wnt 신호를 특성화한다.
• 염증 상태에서 재생 상태로의 재프로그래밍과 함께 세포 간 의사소통 네트워크를 매핑한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떤 세포들이 체성 기계적 신호를 매개하여 내장 재생을 이끈는가?
• RQ2 대장염 동안 CPTCs가 근막과 결장 모두에서 기계감지기로 작용하는가?
• RQ3 체성 기계요법이 전사 프로그램과 세포 간 네트워크를 어떻게 바꿔 Wnt 신호를 통해 재생을 촉진하는가?

주요 결과

• 체성 기계요법은 대장염 중 근막과 결장에서 CPTCs를 주요 기계감지기로 작용하게 한다.
• 근막 CPTCs에서 AP-1/Hsp70 의존적 전사 프로그램이 전신 Wnt 상승을 촉발한다.
• 결장 CPTCs는 전사 공명에 직면하여 염증 신호에서 Wnt 주도 재생 허브로 이동한다.
• Wnt 축은 상피 β-캐토틴/Myc 신호를 활성화하고 상피 세포의 아폽토시스를 억제하여 면역세포에 의존하지 않고 장벽 복구를 돕는다.