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神经系统的发育是哺乳动物发育过程中调控最复杂、次序最严谨的事件之一。已有众多研究表明，神经系统的发育受到细胞外界环境信号和细胞内在因子的共同调控。本文主要对转录因子和小RNA（microRNA）在神经系统发育中的作用进行研究和探索，全文由三部分工作组成。
第一章主要分析了Wntl-Cre介导的Dicer条件性敲除（Wntlcre; Dicerflox/flox）小鼠的表型。我们从整体的角度展示了microRNA的缺失对中．后脑的形成、神经嵴细胞的发育以及多巴胺能神经元分化的重要影响。Dicer缺陷型胚胎从外观上呈现出中脑顶盖、小脑和面颅部分的严重畸形。由神经嵴细胞发育而来的脊髓背根神经节、交感神经节以及肠道神经系统均因大量的细胞凋亡而发生明显的萎缩。在交感神经节中，神经肽Y(NPY)表达消失，提示microRNA不仅调控细胞的凋亡发生，还参与了神经元亚类的分化过程。在腹侧中脑，利用microRNA原位杂交技术，我们证实mir-9，mir-124和mir-218在该处表达消失；对Nurrl、TH和Slc6a3的检测显示中脑多巴胺能神经元的分化出现异常。这部分工作表明microRNA在小鼠胚胎发育尤其是神经系统发育的多个方面都发挥了重要功能。
第二章的工作集中在交感神经节，着重分析了Tlx家族转录因子在交感神经元递质表型发育中的作用。Tlx2和Tlx3在胚胎早期就已经出现在发育的交感神经节中，然而它们的功能并不清楚。通过分析Tlx系列敲除小鼠表型，我们发现Txl3是胚胎期交感乙酰胆碱能神经元发育所必需，并且Tlx3通过抑制Tlx2来维持这部分细胞的乙酰胆碱能属性。Tlx3敲除导致乙酰胆碱能神经元的标记分子VachT和VIP的表达消失。另外，交感神经节中生长抑素（Somatostatin、Sst）的表达也随Tlx3的敲除而消失。而在另一方面，DBH、Vmat2以及Phox2b等基因的表达依然存在，表明去甲肾上腺素能神经元发育并未受到明显的影响。有趣的是，在Tlx2/3双基因敲除小鼠中VachT和VIP的表达得到了恢复并且强度有所增加，但Sst的表达却无法恢复。这些结果提示在交感神经发育过程中，Tlx2抑制了乙酰胆碱能递质表型的形成，而Tlx3通过拮抗Tlx2来维持乙酰胆碱能神经元的分化；并且Tlx3以不同的方式调控了下游基因VachT, VIP及Sst的表达。
第三章内容主要是对小鼠脊髓背角囊泡谷氨酸转运体（Vesicular GlutamateTransporter2，VGLUT2）的转录调控机制进行了初步的探索。结合比较基因组学与鸡胚电转技术，我们从一个约200kb的VGLUT2 BAC克隆中筛选到一段长约1kb的进化上保守的非编码区序列。这段序列在发育的鸡胚神经管中体现出组织专一性元件的特性，并且在转基因小鼠体内能很好地指导报告基因GFP在部分兴奋性谷氨酸能神经元中表达。此外，该1kb片段组织专一性的活性在脊髓背角中呈现出对Tlx3的响应性。在Tlx3敲除的遗传背景下，脊髓背角的GFP表达显著下降，这再现了内源VGLUT2对Tlx3的依赖性。这部分工作发现了VGLUT2的一个组织特异性调控元件，它为研究VGLUT2基因表达调控及谷氨酸能神经元分化的机理打下了良好的基础。