Tnfaip2/exoc3 ‐driven lipid metabolism is essential for stem cell differentiation and organ homeostasis

ORCID
0000-0002-2702-3881
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Deb, Sarmistha;
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Felix, Daniel A;
ORCID
0000-0003-2825-7943
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Koch, Philipp;
ORCID
0000-0003-0026-6194
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Deb, Maharshi Krishna;
ORCID
0000-0001-6391-1766
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Szafranski, Karol;
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Buder, Katrin;
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Sannai, Mara;
ORCID
0000-0002-9199-8990
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Groth, Marco;
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Kirkpatrick, Joanna;
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Pietsch, Stefan;
ORCID
0000-0003-1524-8298
Zugehörigkeit
Friedrich‐Schiller‐University
Gollowitzer, André;
ORCID
0000-0001-5641-0680
Zugehörigkeit
Ulm University
Groß, Alexander;
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Riemenschneider, Philip;
GND
137974868
ORCID
0000-0001-6269-5088
Zugehörigkeit
Friedrich‐Schiller‐University
Koeberle, Andreas;
ORCID
0000-0002-4976-2538
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
González‐Estévez, Cristina;
ORCID
0000-0002-4839-2862
Zugehörigkeit
Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute e.V.
Rudolph, Karl Lenhard

Abstract Lipid metabolism influences stem cell maintenance and differentiation but genetic factors that control these processes remain to be delineated. Here, we identify Tnfaip2 as an inhibitor of reprogramming of mouse fibroblasts into induced pluripotent stem cells. Tnfaip2 knockout impairs differentiation of embryonic stem cells (ESCs), and knockdown of the planarian para‐ortholog, Smed‐exoc3 , abrogates in vivo tissue homeostasis and regeneration—processes that are driven by somatic stem cells. When stimulated to differentiate, Tnfaip2 ‐deficient ESCs fail to induce synthesis of cellular triacylglycerol (TAG) and lipid droplets (LD) coinciding with reduced expression of vimentin ( Vim )—a known inducer of LD formation. Smed‐exoc3 depletion also causes a strong reduction of TAGs in planarians. The study shows that Tnfaip2 acts epistatically with and upstream of Vim in impairing cellular reprogramming. Supplementing palmitic acid (PA) and palmitoyl‐L‐carnitine (the mobilized form of PA) restores the differentiation capacity of Tnfaip2 ‐deficient ESCs and organ maintenance in Smed‐exoc3 ‐depleted planarians. Together, these results identify a novel role of Tnfaip2 and exoc3 in controlling lipid metabolism, which is essential for ESC differentiation and planarian organ maintenance.

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