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这篇研究由孙宇威（Yuwei Sun）、任敏慧（Minhui Ren）、张宇（Yu Zhang）等主要作者完成，他们分别隶属于中国科学院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心、中国科学院大学、上海交通大学医学院附属第九人民医院耳鼻咽喉头颈外科、耳研所等多个机构。该研究于2025年1月30日在《Science》期刊首次发布。

本研究的学术背景主要涉及耳蜗内毛细胞（IHCs）和外毛细胞（OHCs）在命运稳定和生存方面的不同转录因子需求，表明涉及不同的机制。此前研究表明，转录因子如Insm1、Ikzf2和Tbx2参与了IHC或OHC的命运指定/稳定化，但未同时涉及两者。此外，Gata3在耳蜗发育中起着关键作用。因此，研究旨在探索Casz1在IHC和OHC命运稳定及生存中的作用。

研究包括多个程序步骤：首先，通过单细胞转录组数据集分析发现Casz1在IHC和OHC中的表达模式；其次，利用Casz1-3×HA-P2A-TdTomato/+敲入小鼠进行免疫染色实验，以确定Casz1蛋白在耳蜗感觉上皮中的发育进程；第三，生成条件性敲除小鼠模型AtOH1Cre/+; Casz1flox/flox（简称Casz1 cKO），并评估其对IHC和OHC的影响；第四，使用多种方法检测IHC到OHC的转分化过程，包括非线性电容测量、表面面积计算、突触点计数等；第五，通过单细胞全长转录组分析来全面评估Casz1缺失后的转录组变化；最后，通过过表达Gata3评估其对Casz1缺陷型IHC异常的挽救效果。

研究对象包括野生型对照小鼠和Casz1 cKO小鼠。样本量在每个程序中有所不同，例如在单细胞转录组分析中，共手动挑选了73个P14 Casz1 cKO IHCs。处理方法包括固定、脱钙、免疫荧光染色、扫描电子显微镜分析等。实验中使用的特殊设备包括Nikon C2共聚焦显微镜、Axon 200B放大器、JClamp软件等。

主要结果如下： 1. Casz1在IHC中持续表达而在OHC中短暂表达。 2. Casz1缺失导致IHC向OHC转分化，并出现听力损伤。 3. OHC在Casz1缺失的情况下会发生退化。 4. 单细胞全长转录组分析显示，Casz1缺失后IHC表现出两种不同反应模式。 5. 过表达Gata3显著挽救了Casz1缺陷型IHC的异常，减少了prestin+ IOHC的数量，增加了CTBP2+ 突触点数量，并改善了听力。 6. Gata3恢复部分挽救了Casz1缺陷型OHC的死亡。

结论表明，Casz1在早期IHC命运稳定和OHC生存中起着关键作用，这为再生IHC和OHC的研究提供了潜在方向。研究的意义在于揭示了Casz1在IHC和OHC命运稳定和生存中的重要作用，有助于理解听觉系统发育和功能维持的分子机制。

研究亮点包括： 1. 发现Casz1在IHC和OHC命运稳定和生存中的双重作用。 2. 提出了一种新的IHC到OHC转分化的分子机制。 3. 首次展示了Gata3作为Casz1下游效应子的关键作用。 4. 利用单细胞转录组分析详细解析了Casz1缺失后的转录组变化。

其他有价值的内容包括Casz1在耳石器官I型和II型毛细胞形成中的非必要性，以及Casz1在成年后IHC和OHC中的非必要性。这些发现进一步丰富了对Casz1功能的理解，并为未来研究提供了新方向。