静止および成熟した鳥の聴覚上皮における前駆細胞の挙動のノッチ調節

哺乳類とは異なり、鳥は負傷後に聴覚有毛細胞（HC）を再生します。再生中、成熟した非感受性支持細胞（SCS）は、非有糸分裂または有糸分裂メカニズムを介して、静止を離れ、HCSに変換します。胚形成中、初期のHCからのノッチリガンドは横方向の阻害を行い、HC産生を制限します。ここでは、成熟した鳥では、損傷のない聴覚上皮のHC/SCパターンを維持するために、成熟した鳥でノッチシグナル伝達（1）が必要か（2）HCが負傷するとSCの挙動を支配するかどうかを調べました。Notch経路遺伝子が成熟した損傷のない上皮に転写され、HC損傷後、それらの転写が最も高い有糸分裂活性の領域で上方制御されることを示します。Notch活性の阻害剤であるDAPTによるin vitro治療は、損傷のない上皮のSCに影響を与えませんでした。HC損傷に続いて、DAPTはSC分裂に直接影響を与えませんでした。しかし、損傷後、DAPTは、有糸分裂メカニズムと非有糸分裂メカニズムの両方を通じて、SCを犠牲にしてHCの過度の再生を引き起こしました。逆に、損傷後のSCSでの活性化ノッチの過剰発現により、表現型を維持し、HC再生を阻害しました。したがって、健康な上皮のSC静止または損傷後のHC再生を開始するには、Notchを通るシグナルは必要ありません。むしろ、NotchはSCが損傷後に過剰なHCを再生することを防ぎます。

Unlike mammals, birds regenerate auditory hair cells (HCs) after injury. During regeneration, mature non-sensory supporting cells (SCs) leave quiescence and convert into HCs, through non-mitotic or mitotic mechanisms. During embryogenesis, Notch ligands from nascent HCs exert lateral inhibition, restricting HC production. Here, we examined whether Notch signaling (1) is needed in mature birds to maintain the HC/SC pattern in the undamaged auditory epithelium or (2) governs SC behavior once HCs are injured. We show that Notch pathway genes are transcribed in the mature undamaged epithelium, and after HC injury, their transcription is upregulated in the region of highest mitotic activity. In vitro treatment with DAPT, an inhibitor of Notch activity, had no effect on SCs in the undamaged epithelium. Following HC damage, DAPT had no direct effect on SC division. However, after damage, DAPT caused excessive regeneration of HCs at the expense of SCs, through both mitotic and non-mitotic mechanisms. Conversely, overexpression of activated Notch in SCs after damage caused them to maintain their phenotype and inhibited HC regeneration. Therefore, signaling through Notch is not required for SC quiescence in the healthy epithelium or to initiate HC regeneration after damage. Rather, Notch prevents SCs from regenerating excessive HCs after damage.