建立新机制！北京协和医学院彭小忠团队揭示哺乳动物发育的时间模式新机制

来源：iNature

干细胞产生分化后代的能力受环境因素的调节，但时间,包括干细胞的年龄,也影响它们的行为。例如，哺乳动物发育过程中神经干细胞的时间调节对于构建大脑皮层是必不可少的，特别是新皮质，其是负责执行感知，运动和认知功能的大脑区域。新皮质被组织成大致平行于皮质表面的六层，每层包含形态学和功能上不同的神经元。过去十年的研究已经确定了不同新皮质祖细胞和神经元类型的分子标记和调节因子，包括已知无脊椎动物时间调节因子的直向同源物，但是如何设置时间模式以允许具有不同层流命运的神经元在新皮层期间的精确时间出现神经发生仍然知之甚少。

2019年5月9日，北京协和医学院彭小忠团队在Developmental Cell上发表题为“Opposing Gradients of MicroRNA ExpressionTemporally Pattern Layer Formation in the Developing Neocortex”的文章，该研究使用微阵列和原位杂交（ISH）来绘制小鼠胚胎发生过程中约300个miRNA的表达，并鉴定了在新皮质神经发生过程中表达的几个表达时间梯度。并且进一步使用IUE进行功能增益和功能丧失实验，揭示了miR-128，miR-9和let-7在新皮质祖细胞中表达的梯度的基本要求。研究结果为哺乳动物发育过程中的时间模式提供了一种新的分子机制。

为了检查miRNA是否参与调节新皮质层，研究人员使用由LNA修饰的miRNA探针进行ISH实验以确定它们在发育中的新皮质中的表达模式。首先对在不同发育阶段从胚胎背侧前脑分离的RNA进行微阵列分析，并选择超过300种miRNA进行进一步的ISH分析。通过检查特定标记物的表达，可以显示P1处的新皮质层，包括层II，III和VI的Brn2和Cux1; Rorβ用于IV层; Er81为第V层;第六层的Tbr1和Tbr4。

研究人员鉴定了14种miRNA，它们在各种新皮层中表现出不同的表达组合，以及胚胎发生过程中神经发生过程中表达水平的变化。在E13.5进一步过度表达背侧前脑中的14种miRNA，miR-128，miR-9和let-7家族的几个成员具有影响受影响神经元层流命运的能力。

该研究报告了微小RNA（miRNA）对于干细胞自我更新和神经元产生是不必要的，但对于定时新皮质层形成是必不可少的。具体而言，随着神经发生的进展，干细胞降低miR-128表达和miR-9活性，但稳定地增加let-7表达，而神经元最初维持出生时存在的miRNA表达的差异。此外，miR-128，miR-9和let-7在功能上是不同的，能够分别指定层VI和层V以及层IV，III和II的神经元，并且瞬时改变它们的相对表达水平可以以神经原性阶段特异性的方式调节干细胞能力。

原文链接：https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(19)30287-4#