今年2月，复旦大医院张天宇、马竞等，在《ClinicalandTranslationalMedicine》（JCR1区，影响因子11.4）发表了题为“Single-celltranscriptomicsrevealspathogenicdysregulationofpreviouslyunrecognisedchondralstem/progenitorcellsinchildrenwithmicrotia”的研究论文。
先天性外中耳畸形，俗称小耳畸形，表现为耳廓畸形、外耳道闭锁或狭窄、中耳畸形等，是引起听力缺陷和容貌损害的五官严重畸形，需要在耳廓结构再造的同时融合听觉功能重建。目前主要的临床治疗手段为耳再造技术，但存在手术创伤大、再造耳廓缺乏弹性、软骨吸收变形或材料外露等问题。探究小耳畸形的病因和发病机制对于疾病防治具有重要意义。
研究团队使用单细胞转录组测序技术，首次系统地注释了人类耳廓软骨中的软骨相关细胞亚型，并鉴定出软骨层中存在一种新型的成体软骨干/祖细胞（CSPCs），具有定向软骨分化的潜力，并发现CSPCs中转录因子SOX8和EGR1的失调可能通过影响软骨发育和氧化应激反应，从而导致先天性小耳畸形的发生。
全方位剖析耳廓软骨中细胞类型和功能表征可以增加我们对先天性小耳畸形发病的理解，因此，研究团队对耳廓软骨组织展开了单细胞转录组学研究。
研究团队对3例先天性小耳畸形儿童和6例对照（2名儿童和4名成人）的耳廓软骨进行了单细胞转录组测序分析，共获得了个细胞的转录组信息，通过无监督聚类分析，结合细胞类型特异性标记基因，这些细胞被鉴定为七种细胞类型，其中有4种软骨相关细胞类型，包括软骨干/祖细胞（CSPCs）、软骨细胞（Chonds）、基质干细胞/祖细胞（SSPCs）、基质细胞（SCs），以及免疫细胞、血管周围细胞和内皮细胞。
其中，CSPCs主要定位于软骨层，表达EGR1、HES1、COL2A1和CYTL1，是一种之前从未报道的，静息状态的，具有定向分化为软骨细胞潜力的成体软骨干/祖细胞。
进一步地，研究团队探索了软骨谱系异常在先天性小耳畸形发生中的作用，分析结果显示，与其它细胞亚型相比，先天性小耳畸形儿童中CSPCs比例显著降低，CSPCs的功能异常程度最大，转录因子的失调只出现在CSPCs中。这些结果表明，CSPCs可能是先天性小耳畸形发生的关键环节。
接下来，研究团队通过PageRank算法发现，CSPCs中转录因子SOX8的下调和转录因子EGR1的上调与先天性小耳畸形发生最为相关，前者靶基因与软骨发育过程相关，后者靶基因与氧化应激有关。此外，研究团队还通过免疫组化实验进一步证实，先天性小耳畸形儿童耳廓软骨组织CSPCs中SOX8蛋白表达下降，EGR1蛋白表达增加，进一步证实了上述发现。
一言蔽之，本研究为进一步探索小耳畸形的发病机制奠定了理论基础，并为潜在的治疗提供了新的途径。
撰文丨眼耳鼻整形外科、生物世界
部分配图来源于网络