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脊椎动物发育过程中,不同的细胞和组织类型均来源于同一个受精卵。在这些组织中,胚胎和出生后时期的神经元、胶质细胞发育使得中枢神经系统包含有不同种类的神经元和胶质细胞。神经元发育过程中,神经前体细胞(NeuralProgenitor Cells,NPCs)最初通过对称分裂以扩大其自身容量,转而通过不对称的神经元性的分裂以开始神经元发育。这一过程包括不同机制的内外因了的协同参与完成。 真核生物细胞核中的染色质由去氧核糖核酸构成的基因组DNA通过逐步压缩与折叠形成,而核小体组成了染色质最基本的重复单元。核小体组装和去组装即对于DNA的编码存储和提取解读、重建有功能的染色质结构、细胞增殖与分化以及胚胎个体发育等生物学过程十分重要。而组蛋白伴侣参与了核小体的组装这一调节过程,影响到染色质结构调节、组蛋白存储掺入和核质运输。 核小体组装蛋白1-样1(Nucleosome assembly protein-1-like1,Nap1l1)属于组蛋白伴侣家族中的一种,在不同物种中都保守存在,主要参与H2A-H2B二聚体交换、组蛋白穿梭、细胞凋亡、染色质组装和细胞周期这些关键生物学过程的调节。尽管Nap1l1可以调控细胞增殖并促进有丝分裂纺锤体的正常组装,并且果蝇中缺失NAP1同源基因会导致胚胎致死,但其在小鼠胚胎大脑皮层构建过程中的角色扮演仍未解析透彻。 本课题主要通过体内胚胎电转和体外免疫印迹等实验方法分析了Nap1l1在神经前体细胞增殖与分化中的功能。首先不同物种分子进化树的结果显示啮齿动物与无脊椎动物斑马鱼和灵长类动物的Nap1l1亲缘性较与其他物种要高,Nap1l1在脑组织中的表达量较其他组织要高,并且随着大脑皮层发育时期的进行,Nap1l1随着神经干细胞标志物Nestin和TBR2以及增殖标志物PCNA的下降和神经元分化标志物Tuj1的上升而下降其表达量逐渐,因此暗示Nap1l1可能参与神经干细胞的干性维持与增殖过程。并且Nap1l1与Nestin阳性的神经干细胞共标,暗示其参与神经干细胞增殖过程。在敲降Nap1l1后,位于室管膜区和室管膜下区(Vemricular Zone/Subvertricular Zone,VZ/SVZ)的GFP阳性细胞数目显著减少;过表达后,显著增加。通过2h的BrdU追踪实验表明,敲降Nap1l1后,VZ/SVZ区处于有丝分裂S期的神经前体细胞总体减少而过表达则增加。退出细胞周期指数表明敲降Nap1l1促进神经前体细胞分化。最后,转录组表达谱测序结果表明,敲降Nap1l1后基因RassF10(Ras associated domain family10)下调最明显,进一步研究发现RassF10表达和表型与Nap1l1相似,并且RassF10过表达可以挽回由Nap1l1敲降引起的缺陷。综上所述,本工作为研究组蛋白伴侣Nap1l1在大脑皮层发育过程中的作用提供了理论依据。