单细胞核测序揭示小鼠内耳衰老的细胞异质性及毛细胞亚型特异性分子特征

本研究通过单细胞核RNA测序（snRNA-seq）技术构建了C57BL/6J小鼠耳蜗和前庭器官的衰老相关细胞图谱，揭示了毛细胞（HCs）亚型特异性转录特征和巨噬细胞激活形成的炎症微环境。研究发现RNA剪接因子Rbm25的抑制可缓解炎症诱导的毛细胞退化，为年龄相关性听觉和前庭功能障碍提供了潜在治疗靶点。

　　

单细胞核测序解析内耳衰老的细胞异质性
研究团队对3月龄（年轻）、12月龄（中年）和24月龄（老年）C57BL/6J小鼠的耳蜗和椭圆囊进行单细胞核RNA测序（snRNA-seq），结合听觉脑干反应（ABR）和透射电镜（TEM）验证了内耳功能与结构的年龄相关性退化。通过分析12,355个耳蜗核和14,398个前庭核，鉴定了21种细胞类型，包括新发现的4种椭圆囊毛细胞亚型（I型HC2、II型HC1等），其空间分布和离子通道特征通过RNA原位杂交（RNA-ISH）和免疫荧光确认。

上皮细胞转录组时空特征
耳蜗非感觉上皮细胞（Nonsen ECs）中，Bmp6标记除柱状细胞（PCs）外的所有亚型，Rspo2特异性表达于Boettcher细胞/Claudius细胞（BCs/CCs）。椭圆囊顶部上皮分为4种分子亚型，Nell1标记REC1，Esrrb定位在椭圆囊-壶腹过渡区。毛细胞亚型间突触相关基因（如IHC特异性标记Dnm1、Atp2a3）和胆碱能受体（Chrm3）呈现显著差异表达。

器官特异性衰老模式
细胞异质性分析显示，老年组椭圆囊毛细胞（尤其II型HC1）和耳蜗外毛细胞（OHCs）转录组变异性最高。跨年龄差异基因（DEGs）分析发现，耳蜗内毛细胞（IHCs）和椭圆囊II型HC1分别有378和1,116个特异性DEGs，涉及核糖体生物发生和RNA剪接通路。共有的衰老相关基因包括载脂蛋白（Apoe、Apod）和热休克蛋白（Hsp90aa1），其表达呈现先升后降趋势。

巨噬细胞塑造炎症微环境
批量RNA-seq显示老年内耳中542个上调基因富集于免疫反应通路（如IL-6/TNF-α）。伪时序分析揭示巨噬细胞随年龄增长激活，分泌Tnf、Ccl5等细胞因子。实验证实老年组IBA1⁺/EdU⁺巨噬细胞增殖增加，且更多浸润至上皮区域，伴随TNF-α蛋白沉积。

RNA剪接异常驱动毛细胞退化
毛细胞亚型中，剪接因子（Rbm25、Luc7l3等）在中年期显著上调，老年期回落。RNA免疫沉淀测序（RIP-seq）显示Rbm25结合mRNA编码区，调控Ptgds、Mybpc1等衰老相关基因。类器官实验证实，Rbm25敲除可降低TNF-α诱导的衰老标志物（γ-H2AX、MitoSOX）水平，缓解毛细胞凋亡。

治疗潜力与科学意义
该研究首次绘制了内耳衰老的多组学图谱，阐明巨噬细胞介导的炎症微环境通过Rbm25依赖的RNA剪接失调导致毛细胞功能障碍，为年龄相关性听力损失（ARHL）和前庭功能障碍提供了干预靶点。