Fzd9基因对小鼠内耳干细胞再生毛细胞的调控作用和机制研究

The irreversible regeneration of mammalian hair cell is the main reason for hearing loss, so how to promote hair cell regeneration is a crucial question in this field. Previous studies had reported that the damaged hair cells can regenerated when culture the neonatal mammalian cochlear in vitro. However, the adult mammalian cochlear lacks regenerative capacity. We screen some key genes which regulate the regeneration ability of age-dependent supporting cells by RNA-seq. Fzd9 is one of the Wnt signaling receptor, which highly expressed in the neonatal mice and decreased with the age increase, but its specific role of regulate the regeneration ability of age-dependent supporting cells are not yet clear. Our research aims to answer the following three questions systematically: Firstly, the expression location of Fzd9 in the mice cochlear inner ear progenitor cells at different time points. Secondly, the effects of Fzd9 on the proliferation and differentiation of inner ear stem cells of different ages. Thirdly, evaluate the regulation mechanism of Fzd9 in hair cell regeneration. After this research, we may establish the experimental foundation for the clinical treatment of sensorineural hearing loss by stem cell therapy.

毛细胞不可逆损伤是导致感音神经性聋的主要原因，如何促进毛细胞再生是本领域的重大科学问题。新生小鼠内耳干细胞具有再生毛细胞的能力，但这种能力随着年龄增长急剧下降。因此我们通过RNA-Seq系统地比较了不同发育时期内耳支持细胞的转录组差异，以期找到调控内耳干细胞再生毛细胞的关键基因。Fzd9是我们找到的一个随年龄增加表达急剧降低的关键基因，也是Wnt信号的重要受体之一，但Fzd9对于内耳干细胞再生毛细胞的作用和调控机制还不清楚。本项目将系统地研究Fzd9对不同年龄小鼠内耳干细胞增殖分化能力的调控作用和机制。拟实现以下目标：1.研究发育不同时间点Fzd9基因在内耳干细胞中的表达；2.研究Fzd9对不同年龄小鼠内耳干细胞增殖分化能力的调控；3.研究Fzd9基因调控内耳干细胞的具体分子机制。拟通过调控Fzd9促进内耳干细胞再生有功能的毛细胞，为临床上应用内耳干细胞治疗感音神经性聋奠定理论和实验基础。

感音神经性耳聋作为耳聋中最常见的类型，其核心问题是毛细胞的不可逆损伤，因此对于内耳毛细胞保护及损伤后再生的研究具有重要科学意义。我们对发育不同时期的内耳前体干细胞进行转录组分析，发现Skp2、Lfng、Fzd9等基因表达随着小鼠年龄的增长而逐渐降低或者增加，这些基因可能是调控内耳支持细胞再生的关键因子。申请人还系统的比较了Lgr6+和Lgr5+内耳支持细胞增殖分化的差异，申请人及团队发现Lgr5+内耳支持细胞具有更强的增殖能力，而Lgr6+内耳支持细胞具有更强的分化能力，通过转录组测序申请人及团队发现4个细胞循环基因，9个细胞信号通路调控基因，54个转录因子在这两种类型的细胞中表达具有明显的差异性，这些基因可能在内耳干细胞增殖分化过程中发挥重要调控作用。申请人还探索了自闭症相关基因Pak1在内耳中的作用机制，并对其上下游基因在内耳中的作用也进行了研究。以上研究为临床上研究自闭症和耳聋的相关关系提供了理论和实验基础。申请人明确了氨基糖苷类药物通过P2X7R进入内耳毛细胞的途径，为治疗氨基糖苷类药物造成的耳聋提供了治疗靶点。同时申请人初步探索了耳聋基因Serpinb6a在内耳中的作用，在此前期基础上申请人还将进一步研究该基因在内耳中的作用机制及治疗方式，相关成果将为临床上治疗该基因突变导致的耳聋提供依据，同时也为其他组织器官中研究Serpinb6a的作用靶点提供参考。