Elucidation of the develpmental mechanism of the cochlear sensory epithelia based on the single cell analysis

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03803
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Yamamoto Norio 京都大学, 医学研究科, 准教授 (70378644)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 幸司 帝京大学, 医学部, 講師 (20405765) ; 中川 隆之 京都大学, 医学研究科, 研究員 (50335270) ; 大西 弘恵 京都大学, 医学研究科, 研究員 (50397634) ; 岡野 高之 京都大学, 医学研究科, 講師 (60642931)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 網羅的遺伝子発現解析 / 蝸牛 / 有毛細胞 / 単一細胞

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to identify genes essential for inner ear development. We used a single-cell-based comprehensive gene expression analysis of the embryonic mouse cochlea. Two different approaches were taken to achieve this aim. One is to perform microarray on cDNA prepared from single cells of mouse E13.5 cochlear epithelia. We took samples that were positive or negative for Sox2, which is a marker of the pro-sensory region in the cochlea. We identified two candidate genes expressed in only a part of Sox2-positive cells by this approach. The other is to use public comprehensive gene expression analysis data from two million mouse embryonic single cells. We took data of 5000 cochlear epithelial cells and re-analyzed the data. As a result, we identified various markers specific to sub-regions within inner ears, including cochlea-specific markers.

Free Research Field

耳科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

未だに完全には解明されていない、内耳蝸牛の発生に重要な役割を果たす可能性のある遺伝子を複数同定することができた。今後は、これらの遺伝子の機能をノックアウトマウスなどで解明することにより、蝸牛の発生をiPS細胞やdirect reprogrammingなどを用いて試験管で再現できるようになる。さらに、再生することができない生後哺乳類蝸牛有毛細胞の再生方法の開発につなげることができる。蝸牛有毛細胞の再生は、加齢性難聴をはじめとする内耳性難聴の根本的治療に必須であり、成功すれば国民の生活の質を大きく向上させると思われる。本研究はその端緒となるものである。