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神经板边界是指位于脊椎动物胚胎神经板和表皮交界处的外胚层，将来分化成为神经嵴(neural crest)和基板(placode)。神经嵴与基板是脊椎动物所特有的结构，与脊椎动物的一些基本特征的发育密切相关。因此对神经板边界、神经嵴和基板的研究已成为探索脊椎动物进化、胚胎发育不可回避的重要内容。神经板边界的形成受到来自周围组织的BMP、Wnt、FGF等信号的调控，这些信号调节一组转录因子在神经板边界区域的特异性表达，包括Zic、Pax、Dlx和Msx家族的基因。这些基因被称为神经板边界的特化基因，它们进而调控神经嵴与基板的进一步分化。 在本文中，我们在非洲爪蛙中鉴定了一个新的神经板边界特化基因-Nkx6.3。我们发现Nkx6.3表达于爪蛙胚胎的表皮、基板与神经嵴，而在神经板中不表达。利用反义Morpholino抑制内源Nkx6.3蛋白的表达会抑制神经嵴的发育，并影响多种神经板边界基因的表达。在神经板边界区域过表达Nkx6.3会扩大部分神经板边界基因的表达范围（如Msx1，Zic1），而抑制其它基因(如Pax3)和神经嵴特化基因的表达;而在神经板前部过表达Nkx6.3会诱导异位神经嵴的产生。同时我们发现Nkx6.3过表达会激活Wnt8的表达，这可能是其影响神经嵴形成的重要机制。通过进一步的研究我们发现，Msx1是Nkx6.3潜在的直接靶基因之一，Dlx3则会抑制Nkx6.3诱导神经嵴的活性。为了进一步寻找Nkx6.3和Dlx3的潜在靶基因，我们在爪蛙胚胎中共注射带有生物素化标签序列的Nkx6.3、Dlx3的mRNA与细菌来源的生物素化酶(BirA)的mRNA，成功表达了生物素化的Nkx6.3和Dlx3蛋白，建立了bio-ChIP的方法，并通过克隆测序，初步获得了部分潜在的Nkx6.3靶位点序列，为进一步全面分析其靶基因奠定了基础。 Hedgehog(Hh)信号通路参与胚胎发育的诸多过程，包括脊椎动物肢芽极性的形成、神经管的形成等。成体中该信号通路的紊乱与一些癌症的发生相关，如髓母细胞瘤、基底细胞癌等。Hh信号通路的配体Hh通过与膜受体Patched(Ptch)结合激活该信号通路。这一通路首先发现于果蝇中。在没有Hh配体时，Ptch受体蛋白分布于细胞膜上，信号通路下游的Smoothened(Smo)蛋白分布于细胞质中。当配体Hh与Ptch结合后，Ptch被转运到细胞质中，解除对Smo蛋白的抑制，Smo被转运到细胞膜上，信号通路被激活。该信号通路在脊椎动物与无脊椎动物中的一个重要不同在于，在脊椎动物中，Hh信号通路的激活依赖于原纤毛。小鼠中的Ptch蛋白富集于原纤毛上，在其与配体结合时被清除出纤毛，Smo蛋白则被转移到原纤毛上，进而激活下游信号。然而，在进化过程中，Hh信号在何时、通过何种机制与纤毛相关联的，仍是一个未解之谜。 文昌鱼作为介于无脊椎动物和脊椎动物的中间物种，在进化中有着重要的地位。在本研究中，我们克隆了文昌鱼的Smo基因，初步研究了文昌鱼Smo是否定位于纤毛以及干扰纤毛形成是否会影响文昌鱼的Hh信号活性。在转染的小鼠细胞中，文昌鱼Smo蛋白可以转移到小鼠细胞的原纤毛上;在文昌鱼胚胎中敲低原纤毛的马达分子Kif3，Hh信号通路的活性受到抑制。这些数据提示，在文昌鱼中，Hh信号通路可能依赖于原纤毛，但仍有待于进一步的验证。