During development, planes of cells give rise to complex tissues and organs. The proper functioning of these tissues is critically dependent on proper inter- and intra-cellular spatial orientation, a feature known as planar cell polarity (PCP). To study the genetic and environmental factors affecting planar cell polarity investigators must often manually measure cell orientations, which is a time-consuming endeavor.

ABSTRACT Our sense of hearing is mediated by cochlear hair cells, localized within the sensory epithelium called the organ of Corti. There are two types of hair cells in the cochlea, which are organized in one row of inner hair cells and three rows of outer hair cells. Each cochlea contains a few thousands of hair cells, and their survival is essential for our perception of sound because they are terminally differentiated and do not regenerate after insult. It is often desirable in hearing research to quantify the number of hair cells within cochlear samples, in both pathological conditions, and in response to treatment. However, the sheer number of cells along the cochlea makes manual quantification impractical. Machine learning can be used to overcome this challenge by automating the quantification process but requires a vast and diverse dataset for effective training. In this study, we present a large collection of annotated cochlear hair-cell datasets, labeled with commonly used hair-cell markers and imaged using various fluorescence microscopy techniques. The collection includes samples from mouse, human, pig and guinea pig cochlear tissue, from normal conditions and following in-vivo and in-vitro ototoxic drug application. The dataset includes over 90,000 hair cells, all of which have been manually identified and annotated as one of two cell types: inner hair cells and outer hair cells. This dataset is the result of a collaborative effort from multiple laboratories and has been carefully curated to represent a variety of imaging techniques. With suggested usage parameters and a well-described annotation procedure, this collection can facilitate the development of generalizable cochlear hair cell detection models or serve as a starting point for fine-tuning models for other analysis tasks. By providing this dataset, we aim to supply other groups within the hearing research community with the opportunity to develop their own tools with which to analyze cochlear imaging data more fully, accurately, and with greater ease.

ABSTRACT The transcription factor GATA3 plays a critical role in the development of neurons and sensory epithelia of the inner ear. In mouse cochleae, GATA3 is downregulated in certain supporting cells (SCs) and in type I spiral ganglion neurons (SGNs) after development. This reduction of GATA3 in SCs severely limits Atoh1 -induced hair cell (HC) regeneration and suggests that a similar downregulation in human cochleae may be limiting for regenerative therapies. However, it is unknown whether GATA3 is similarly or differentially regulated in primates versus rodents. Using CAGE-seq data, we compared over 40 putative GATA3 regulatory elements across species and found both conserved and non-conserved sequences. To assess whether cochlear GATA3 distribution is similar or different between rodents and primates, we immunostained cochleae from mice, rats, macaques, and humans using antibodies raised against highly conserved GATA3 peptide sequences. GATA3 immunostaining in the organs of Corti from all four species revealed a large degree of conservation, where SCs medial and lateral to cochlear HCs exhibited robust nuclear GATA3 immunolabeling, but pillar and Deiters cells had significantly reduced GATA3 immunoreactivity. In all four species, GATA3 was expressed in a subset of SGNs that largely co-expressed peripherin suggesting they were type II SGNs. Only one difference emerged, wherein human cochlear inner hair cells were not GATA3 immunoreactive despite being so in the other species. Overall, the pattern of GATA3 expression in primates appears similar to rodents and reinforces the notion that ATOH1 mediated regenerative therapies may be limited by reduced GATA3 expression in adult SCs.