蛇年首篇Science，中国学者破解听觉密码
学术
2025-02-02 07:20
美国
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耳蜗内毛细胞（IHCs）和外毛细胞（OHCs）需要不同的转录因子来维持细胞命运的稳定和存活，这表明它们之间存在不同的机制。2025年1月30日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）刘志勇团队在Science 在线发表题为“Casz1 is required for both inner hair cell fate stabilization and outer hair cell survival”的研究论文，该研究发现转录因子Casz1在小鼠发育过程中对早期IHC命运巩固和OHC存活至关重要。Casz1的缺失导致IHC转分化为OHC，但不影响OHC的产生。然而，Casz1突变小鼠的长期OHC存活受到损害。此外，转录因子Gata3在Casz1缺失的IHC中下调，过表达Gata3部分地恢复了Casz1缺失小鼠的IHC特性、OHC数量和听力。因此，Casz1在早期IHC命运稳定和OHC存活中起着关键作用，并可能为IHC和OHC再生治疗提供潜在的指导。谱系特异性细胞亚型的规范和稳定在很大程度上依赖于精确调节的转录级联反应。耳蜗包含机械感觉毛细胞（HCs）的两种亚型：内毛细胞（IHCs）和外毛细胞（OHCs），以及支持细胞（SCs）的几种亚型。HCs和SCs都来源于前感觉祖细胞，由关键转录因子（TFs）指定，包括Gata3，它在许多耳蜗细胞类型中广泛表达，并在耳蜗发育中起阶段和剂量依赖性作用。虽然OHCs作为声音放大器并独特表达运动蛋白Prestin (Slc26a5)，但OHCs是与I型螺旋神经节神经元（SGNs）形成听觉带突触的主要感觉细胞。几种蛋白质，包括vGlut3 (Slc17a8)， Otoferlin和Slc7a14，在成人IHCs中表达和起作用，但在OHCs中不表达。目前，已知Insm1、Ikzf2和Tbx2参与IHCs或OHCs的命运规范/稳定，但不是两者都参与。例如，大约一半的Insm1−/−OHCs转化为IHCs，而大多数Tbx2−/− IHCs转化为OHCs。Insm1是上位性的Ikzf2，强行表达Ikzf2可以挽救Insm1−/− OHCs异常。值得注意的是，这三种TFs似乎都没有直接参与维持IHCs和OHCs的存活。目前尚不清楚TF是否可以介导IHCs和OHCs中的细胞命运稳定或细胞存活。该研究发现转录因子Casz1在小鼠发育过程中对早期IHC命运巩固和OHC存活至关重要。Casz1的缺失导致IHC转分化为OHC，但不影响OHC的产生。然而，Casz1突变小鼠的长期OHC存活受到损害。此外，转录因子Gata3在Casz1缺失的IHC中下调，过表达Gata3部分地恢复了Casz1缺失小鼠的IHC特性、OHC数量和听力。因此，Casz1在早期IHC命运稳定和OHC存活中起着关键作用，并可能为IHC和OHC再生治疗提供潜在的指导。中国科学院脑智卓越中心刘志勇研究员为该研究的通讯作者，脑智卓越中心博士后孙雨薇为该论文的第一作者，博士生任旻蕙对转录组分析做出了重要贡献，博士生罗正南、孙素红、王广琴和副高级实验师贺顺姬对小鼠构建做出了重要贡献。博士生李书亭、张迪协助单细胞转录组的湿实验和分析。上海交通大学第九人民医院宋雷研究员及博士生张宇参与了OHC非线性膜电容分析，美国University of Utah (犹他大学) 人类遗传学系的Suzanne L Mansour教授提供了重要的转基因动物并协助论文撰写和修改。该研究得到了中国科学院脑智卓越中心分子细胞技术平台、光学成像平台、电镜平台以及实验动物平台（实验鼠房）的大力支持。该研究得到科技部、中国科学院、基金委和上海市的支持。 参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado4930更多相关信息，可+群，邀您进学术圈
编辑| Andy
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