法国巴斯德研究所的研究人员对小鼠耳蜗进行了深入的基因组研究，以在分子水平上创建听觉器官的全面转录组图谱。

在他们发表在《美国国家科学院院刊》上的论文“小鼠耳蜗的单细胞转录组学分析：靶向治疗图谱”中，该团队详细介绍了基因组数据库的创建，以了解参与的基因调控网络耳蜗细胞的分化和成熟，这对于制定靶向治疗至关重要。

该研究分析了超过120,000个细胞并表征了它们的基因表达谱。由此产生的细胞图谱提供了几乎所有耳蜗细胞类型的信息，并识别了细胞类型特异性标记。发现了三种以前未知的细胞类型，其中两种细胞属于轴轴，一种细胞属于前庭阶。

这两种以前未知的轴相关细胞在转录组学上与其他轴细胞类型不同，研究人员认为它们可能与轴骨的海绵结构有关。他们还指出，这两种细胞实际上可能是处于不同成熟阶段的一种细胞类型，因为已知的蜗轴骨细胞在骨形成中确实具有不同的成熟作用。

第三种细胞类型发现于前庭阶边缘，覆盖赖斯纳膜的上皮细胞，被称为前庭阶边缘(SVB)细胞。SVB细胞表达多种耳聋形式的致病基因，包括Eps8l2、Gjb2、Gjb6、Homer2、Coch、Clic5、Dcdc2a、Pou3f4、Col4a6和Six1。这种细胞组织以前从未在任何组织学研究中被鉴定过。

该研究还揭示了基底膜生物物理特征的音调梯度的分子基础，基底膜是内耳的主要机械元件，对于声音频率分析至关重要。

基底膜的宽度、厚度和硬度沿着耳蜗的长度逐渐变化，并作为频率分析器运行，生成音调图，其中在耳蜗基部检测到高频声音，在耳蜗顶端检测到低频声音。

基底膜的硬度梯度被认为取决于Emilin-2蛋白，该蛋白有助于细胞外功能和组织弹性，由鼓室边缘细胞合成。研究表明，Emilin2mRNA沿着膜具有表达梯度，强度从基部到顶端递减，证实了之前的预期。

Emilin2并不孤单，一些转录因子也表现出与Emilin2相似的音调强度梯度(Gata6、Cux2、Nr1h3、Atoh8和Atf3)，而其他转录因子则遵循相反方向的梯度(Sp5、Foxf2、Dach1、Pbx3、Tbx1、Creb5、Osr1、Zic2和Zic5)。

揭示了几种耳蜗细胞类型中耳聋基因的表达。研究人员分析了120个与耳聋相关的检测基因和75个耳蜗发育和功能必需基因的细胞表达模式。

耳聋基因在某些耳蜗细胞类型中表现出低表达水平，仅在特定阶段的给定耳蜗细胞类型中表达水平增加。耳聋基因表达的这种表现表明需要设计在适当时间点专门针对某些细胞类型组合的治疗方法。

这种新的单细胞测序图谱将有助于发现受特定缺陷影响的被忽视的耳蜗细胞，并可能揭示不明原因耳聋的病因。未来的研究还可以利用破译细胞信号通路和基因调控网络的参考来开发安全有效的基因疗法。