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作者与机构
本研究的主要作者包括Samadhi Kulasooriya、Huizhan Liu、Sarath Vijayakumar、Celia Bloom、Su Tu、Benjamin J. Borgmeier、Mi Zhou、Litao Tao、Bechara Kachar和David Z. He。研究团队分别来自Creighton University医学院的生物医学科学系和美国国立卫生研究院（NIH）的国家耳聋与其他交流障碍研究所（NIDCD）。该研究于2025年2月6日发布在bioRxiv预印本平台上，DOI为10.¹¹⁰¹⁄₂₀₂₅.02.02.636113。

学术背景
年龄相关的前庭功能障碍（age-related vestibular dysfunction, ARVD）是老年人中普遍存在且严重影响生活质量的一种疾病。然而，其病因和分子机制尚不明确。前庭系统中的毛细胞（hair cells, HCs）对机械刺激敏感，且在衰老过程中尤为脆弱。本研究旨在通过单细胞转录组学（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技术，揭示小鼠和人类前庭毛细胞在衰老过程中的分子变化，特别是毛束（hair bundle）退化的作用。研究还探讨了前庭毛细胞与耳蜗毛细胞在衰老过程中的差异，为开发针对ARVD的治疗策略提供了新的见解。

研究流程
研究分为以下几个主要步骤：

1. 功能与形态学分析

   • 研究对象：使用CBA/J小鼠，分为年轻组（10周）和老年组（22个月）。
     
   • 实验方法：通过前庭感觉诱发电位（vestibular sensory evoked potential, VSEP）测试评估前庭功能，测量内淋巴电位（endolymphatic potential, ELP），并对前庭毛细胞进行免疫标记和形态学分析。
     
   • 结果：老年小鼠的VSEP反应幅度显著降低，阈值和潜伏期增加，表明前庭功能随年龄下降。形态学分析显示，老年小鼠的毛束出现退化，包括静纤毛（stereocilia）的丢失和融合，以及动纤毛（kinocilium）的退化。

2. 单细胞转录组学分析

   • 研究对象：从小鼠内耳中分离前庭毛细胞，进行单细胞RNA测序。
     
   • 实验方法：使用10x Genomics平台进行单细胞捕获和文库制备，数据通过CellRanger流程进行处理和分析。
     
   • 结果：年轻和老年小鼠的前庭毛细胞在分子水平上表现出显著的差异。老年毛细胞中，与毛束功能和机械转导相关的基因（如USH1C、ESPN、ATP2B2）表达下调。此外，老年毛细胞中普遍存在衰老标志，如细胞周期停滞、氧化应激和炎症反应。

3. 人类样本验证

   • 研究对象：从人类器官捐献者中获取前庭毛细胞样本。
     
   • 实验方法：对样本进行单细胞RNA测序，并与小鼠数据进行对比分析。
     
   • 结果：人类前庭毛细胞的衰老特征与小鼠高度一致，进一步支持了研究发现的普适性。

4. 前庭与耳蜗毛细胞的衰老比较

   • 研究对象：比较小鼠前庭毛细胞与耳蜗毛细胞的衰老特征。
     
   • 实验方法：通过听觉脑干反应（auditory brainstem response, ABR）和畸变产物耳声发射（distortion product otoacoustic emissions, DPOAE）测试评估听觉功能，并对耳蜗毛细胞进行形态学分析。
     
   • 结果：耳蜗毛细胞的衰老特征比前庭毛细胞更为显著，表现为更早的细胞衰老和更严重的毛细胞丢失。

主要结果
1. 前庭毛细胞的衰老主要表现为毛束退化和机械转导功能下降，而非毛细胞数量的减少。
2. 单细胞转录组学揭示了前庭毛细胞在衰老过程中的分子特征，包括细胞周期停滞、氧化应激、炎症反应和表观遗传改变。
3. 人类前庭毛细胞的衰老特征与小鼠高度一致，表明两种物种在衰老机制上存在保守性。
4. 前庭毛细胞与耳蜗毛细胞在衰老过程中表现出显著差异，前者的衰老速度较慢。

结论与意义
本研究首次全面揭示了前庭毛细胞在衰老过程中的分子特征，强调了毛束退化在ARVD中的关键作用。研究结果为理解内耳衰老的机制提供了重要的分子基础，并为开发针对ARVD的治疗策略提供了潜在的靶点。此外，研究还揭示了前庭毛细胞与耳蜗毛细胞在衰老过程中的差异，为探索不同感觉器官的衰老机制提供了新的视角。

研究亮点
1. 首次通过单细胞转录组学技术系统研究前庭毛细胞的衰老特征。
2. 揭示了毛束退化在ARVD中的关键作用，为治疗提供了新的方向。
3. 通过比较前庭与耳蜗毛细胞的衰老特征，揭示了不同感觉器官在衰老过程中的差异。
4. 研究结果在人类样本中得到了验证，增强了其普适性和临床意义。

其他有价值的内容
研究还发现，老年前庭毛细胞中tau蛋白的积累与神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）中的tau病理相似，提示前庭毛细胞的衰老可能与神经退行性疾病存在关联。这一发现为进一步探索ARVD与神经退行性疾病之间的关系提供了新的线索。

这篇报告详细介绍了研究的背景、方法、结果和意义，为读者提供了对该研究的全面理解。