关键词:细胞报告研究进展小鼠早期胚胎内耳神经节单细胞转录组及其发育轨迹特征分析

来源：脑科学与智能技术卓越创新中心2022-03-28 08336042

《细胞报告在线》(Cell Reports online)发表了一篇题为《多个早期胚胎时期耳神经线性的单细胞转录本景观》的研究论文，该论文由上海脑科学与类脑研究所神经科学国家重点实验室脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)研究。

《细胞报告》在线发表了一篇题为《多个早期胚胎时期耳神经谱系的单细胞转录组学景观》的研究论文。该研究由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)、神经科学国家重点实验室、上海脑科学与类脑研究中心刘止庸研究组和中国科学院上海营养与健康研究所吴伟研究组完成。本研究揭示了小鼠内耳神经节谱系单细胞转录组在E9.5、E11.5和E13.5三个不同胚胎期的特征，并在耳囊内发现了多种神经前体细胞和神经节亚型特异性基因。本研究结果为内耳神经节异常引起的平衡和听力障碍的治疗提供了新的理论依据。

内耳的前庭神经节(VGN)和螺旋神经节(SGN)分别在维持平衡感和感知声音信息方面起着关键作用，它们的损伤或退化会导致平衡障碍和耳聋。其中，螺旋神经节对人工耳蜗的临床疗效至关重要。虽然成熟的前庭神经节和内耳螺旋神经节具有不同的功能，但它们都起源于早期胚胎的耳囊神经母细胞，也称为耳蜗前庭神经节前细胞(CVG)。目前，该领域有三个重要问题亟待回答：1 .耳蜗的前庭神经节前细胞是怎么从耳囊来的？2.未分化的耳蜗前庭神经节前细胞如何逐渐分化为内耳前庭神经节和螺旋神经节？3.早期胚胎的前庭神经节和内耳螺旋神经节有多少种细胞亚型？对这些问题进行系统研究，不仅有助于揭示小鼠内耳神经节发育的分子机制，还可以将这些发育过程中的关键基因或基因网络应用于成体内耳前庭神经节和螺旋神经节的再生和修复。

本研究采用10x基因组单细胞转录组测序技术，揭示了早期胚胎小鼠内耳的转录组特征(图1A)。结果发现，随着耳囊神经炎的发展，耳囊前腹侧部的细胞开始迁移出耳囊，并逐渐失去其上皮特征(图1B)。E9.5阶段，Neurog1的部分耳囊细胞开始表达Insm1和Shox2，最终形成耳蜗前庭节前细胞。在E9.5和E11.5之间，新耳蜗前庭节前祖细胞的产生和旧耳蜗前庭节前祖细胞的分化同时进行(图1D，图2)。内耳前庭神经节和螺旋神经节在E11.5中表现出明显不同的基因表达谱，除了通过原位杂交和谱系追踪实验验证耳蜗前庭神经节前细胞、内耳前庭神经节和螺旋神经节在不同时期的特异性基因外，本研究还构建了两种新的转基因小鼠模型Shox2-P2A-Cre/和Casz1*3xHA-P2A-Tdtomato/，可用于内耳神经节更精确的标记和基因功能分析。

研究人员收集了三个不同时期未分化的耳蜗前庭神经节前细胞，将分化的内耳前庭神经节和螺旋神经节放在一起进行发育轨迹拟合分析。结果表明，螺旋神经节亚型在E13.5期尚未出现。相反，在E13.5阶段，内耳前庭神经节已经有两种亚型(图2):tlx 3/sall 3/GATA 3-的型内耳前庭神经节和tlx 3/sall 3-/GATA 3-的型内耳前庭神经节。所以内耳前庭神经节亚型比螺旋神经节亚型出现的早。这些细胞亚型的特定神经功能将是imp

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