鼠标耳声音传感器的发育地图，用于听力损失的干细胞疗法

数据提供了用于开发基于干细胞的疗法进行听力损失的宝贵资源。

一支研究人员团队在鼠标内耳中产生了一个关键声音结构的发育地图。国家耳聋和其他沟通障碍研究所（NIDCD）的科学家们，部分卫生研究院，以及他们的合作者分析了来自小鼠耳蜗的30,000个细胞的数据，内耳的蜗牛形状结构。结果提供了进入遗传程序的见解，该程序驱动了对检测声音重要的细胞的形成。该研究还专门针对与ehlers-danlos综合征和Loeys-dietz综合征相关的听力损失的潜在原因。

研究数据在对任何研究人员开放的独特平台上共享，创建一个前所未有的资源，可以促进对听力损失的未来研究。由Matthew W. Kelley，博士领导，该研究在NIDCD开发神经科学家介绍，在线上出现在线通信。研究团队包括马里兰大学医学院巴尔的摩学院的调查员;分贝治疗，波士顿;和国王的大学伦敦。

“与身体中的许多其他类型的细胞不同，感觉细胞使我们能够听到在损坏或患病时没有能力再生，”米德，MD，MD也是一个耳鼻喉科 - 头部和颈部外科医生。“通过澄清我们对发展内耳形成这些细胞的理解，这项工作是研究干细胞的治疗学的科学家的重要资产，这些资产可能会治疗或扭转某种形式的内耳听力损失。”

在哺乳动物中，声音的初级换能器是毛细胞，其在卷曲的组织（皮质器官）上的薄带铺展，其运行卷曲的耳蜗的长度。有两种毛细胞，内毛细胞和外毛细胞，它们在结构上和功能上通过几种类型的支撑细胞来维持。在开发期间，几乎相同的祖细胞池产生了这些不同的细胞类型，但引导祖细胞转化为毛细胞的因素不完全理解。

为了了解有关Cochlea形式的更多信息，Kelley的团队利用称为单细胞RNA测序的方法。这种强大的技术使研究人员能够分析单细胞的基因活动模式。科学家可以从其活性基因的模式中学习很多关于细胞，因为基因编码蛋白质，其定义细胞功能。细胞的基因活动模式在开发过程中或响应环境期间发生变化。

“在耳蜗中只有几千个毛细胞，它们在复杂的马赛克中靠近靠近，这是一种使得细胞难以隔离和表征的布置，”Kelley说。“单细胞RNA测序为我们提供了有价值的工具，以跟踪史式细胞的行为，因为它们在显影耳蜗的复杂结构中占据了他们的地方。”

Kelley的团队在301个细胞上提前建立了他们的工作，以检查在胚胎发育的第14天收集的小鼠耳蜗中30,000个细胞的基因活性曲线，从胚胎发育的第14天开始，并与第七个后期结束。集体，数据代表了研究人员可以用于探索耳蜗开发的广泛信息目录，并研究基础的继承形式的听力障碍的基因。

Kelley的团队专注于一种这样的基因TGFBR1，与听力丧失的两个条件相关，Ehlers-Danlos综合征和Loeys-Dietz综合征。数据显示，早在胚胎发育的第14天早期，TGFBR1在外毛细胞前体中活跃，表明该基因对于启动这些细胞的形成是重要的。

为了探索TGFBR1的作用，研究人员在14.5天龄小鼠胚胎中阻止了TGFBR1蛋白在耳蜗中的活性。当他们在五天后检查了耳蜗时，与没有用TGFBR1阻滞剂治疗的胚胎小鼠耳蜗相比，它们看到了更少的外毛细胞。该发现表明，TGFBR1突变的人们的听力损失可以在发育过程中源于外毛细胞形成受损。

该研究揭示了耳蜗发展早期阶段的额外见解。早期内和外毛细胞的发育途径突出;研究人员在胚胎发育的第14天开始在研究中最早的时间点观察到不同的基因活动模式。这表明这些细胞导出的前体与先前认为的那样的前体不如均匀。需要对在早期阶段收集的细胞的额外研究表征形成毛细胞的初始步骤。

在未来，科学家可能能够使用数据来引导干细胞朝向头发细胞谱系，有助于产生所需的专业电池，他们需要测试用于扭转某些形式的听力损失的细胞更换方法。该研究的结果还代表了对听证机制研究的宝贵资源以及它如何以先天性的听力损失为代表出现的作用。

作者通过齿轮门户（基因表达式分析资源），基于Web的平台进行了可获得的数据，用于共享，可视化和分析大多个数据集。门户网站由罗纳赫扎诺，M.D.，Ph.D.，以及Maryland大学医学院的Otorhinolaryngology和基因组科学研究所（IGS）中的团队维护。

“单细胞RNA测序数据具有高度复杂的并且通常需要有关访问的重要技能，”赫桑诺说。“通过齿轮传播这项研究数据，我们正在制造在开发内耳中表达的基因的”百科全书“，改变了我们领域的知识库，并使这种强大的信息开放，可理解生物学家和其他研究人员。”

此新闻稿描述了基本的研究发现。基础研究增加了我们对人类行为和生物学的理解，这是对预防，诊断和治疗疾病的新的和更好的方法。科学是一种不可预测和增量的过程;每次研究都会在过去的发现上建立，通常以意想不到的方式。如果没有通过基础研究获得的知识，就不会有大多数临床进步。

参考：“表征在单个细胞水平上的小鼠耳蜗上皮的表征”，Michael C. Kelly，Zoe F. Mann，Alejandro Anaya-Rocha，Kathryn Ellis，Abigail Lemons，Adam T.Palermo，Kathy S. ，Joseph C. Mays，Joshua orvis，Joseph C. Burns，Ronna Hertzano，伊丽莎白C.司机和Matthew W. Kelley，2012年5月13日，自然传播.DOI：
10.1038 / s41467-020-16113-y

该研究得到了Intramural Direct（Ziadc000039）以及（ZICDC0086）的基因组学和计算生物学核心支持，由罗伯特莫尔，博士和国王大学伦敦领导。齿轮门户主要由纽约市听证卫生基金会的听力恢复项目提供支持，其中NIDCD（R01DC01317）和NIH的国家心理健康研究所（R24MH114815）提供额外的资金。本研究使用了NIH HPC BioWulf集群的计算资源。