来源: Cell ResearchCell Res|上海交通大学吴皓团队Spp1在丛生细胞中的关键作用,对重度听力损失患者的听力康复具有重要意义
听觉系统负责通过解码声音频率、振幅和时间特征来处理环境中的声音。它在声源定位和声学物体识别方面实现了卓越的精确度。内毛细胞(IHCs)负责对声音刺激的初始感觉传导,并通过听神经纤维将信息传递到耳蜗核(CN)。
CN由多种神经元类型组成,这些类型在听觉信号处理中扮演着多种角色。一些CN神经元还参与多感官整合。CN是听觉通路中的主要中枢,也是听脑干恢复的目标在那些几乎没有或没有人工耳蜗益处的患者中。广泛的努力研究CN神经元的形态学、电生理学和分子性质。
然而,对于CN细胞类型在听觉输入下对听觉处理的响应变化、特性和空间分布的全面理解仍然不足。
2026年4月6日,上海交通大学吴皓团队在Cell Research上发表题为"Cochlear nucleus spatial transcriptomes of normal and hearing loss mice reveal a critical role of Spp1 in bushy cells"的论文,该研究团队生成了小鼠CN的综合细胞类型图谱,识别了分子定义的CN亚区域,并定量了正常小鼠出生后发育及先天性听力损失突变小鼠基因表达和空间组织的变化。并鉴定出一种表达编码骨藻素基因Spp1的丛状细胞亚型,作为主要CN细胞类型,表现出听力损失引起的基因表达改变。在丛生细胞中受影响极大的基因中,听觉输入调控基因Spp1的缺失影响了小鼠听觉信号的CN处理。这些结果为理解CN内听觉处理及识别潜在治疗目标提供了迄今为止最全面的细胞和分子数据库,帮助理解CN层面的听力恢复。

已知感觉体验通过活动依赖的神经元可塑性改变神经回路的结构和功能,包括细胞类型指定、轴突/树突分化以及突触连接的形成。以往研究,已证明CN的听觉活动依赖性发育以及听神经与CN神经元之间突触的可塑性。在出生后发育过程中,CN神经元经历生理和形态变化,包括丛生细胞上形成花萼突触,星状细胞上形成传统束风突触。产后第一周切除耳蜗可减少小鼠CN神经元的大小和数量,人工耳蜗在12个月以下听力受损儿童的听力和言语效果优于年长儿童,表明听觉活动在神经结节发育中起着重要作用。然而,哪些CN细胞类型以及听觉输入如何影响基因的整体表达仍然未知。
本研究通过单核RNA测序(snRNA-seq)和空间增强分辨率组学测序(Stereo-seq)识别了CN亚区域,并结合转录组定义的细胞类型及其在CN中的空间分布。该图谱使我们能够识别出表达Spp1的丛状细胞亚型,作为因IHC功能障碍导致先天性感音神经性听力损失而影响的关键CN细胞类型。正常小鼠中Spp1表达与听力起始相关,听力损失小鼠中表现下调,遗传缺失Spp1影响小鼠听觉信号的CN处理。因此,我们的研究为CN分子图谱提供了宝贵资源,为理解小鼠CN的听觉处理生理和病理生理奠定了基础,并有助于设计有效的听力恢复神经假体。

该研究为理解小鼠CN的分子多样性以及细胞类型的组成和分布提供了宝贵资源。此外,还研究了正常小鼠出生后发育及先天性听力损失突变小鼠中CN细胞的基因表达和空间组织变化,并证明表达Spp1的蓬松细胞是因听力损失导致基因表达改变的原级细胞类型。总体而言,该研究数据为未来CN听觉处理的生理和病理生理研究提供了宝贵资源。
原文参考:https://www.nature.com/articles/s41422-026-01246-4
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