Foxg1对在皮层神经元命运决定中的作用及其机制文献综述

 2022-11-19 11:11

文献综述（或调研报告）：

大脑皮质可分为旧皮质、古皮质和新皮质。高等动物新皮质发达，被覆于大脑表面，而前二者只见于大脑底面及内部。旧皮质从系统发生上看是最古老的，相当于梨状叶部分。旧皮质和古皮质（海马）综合称为边缘皮质。哺乳动物大脑新皮质是一个高度复杂而精细的组织，它具有六层板层状结构，包含了数以百计的不同神经细胞类型【1-2】。皮质的结构由I-VI层神经元构成，即cortical plate（CP），除I层外，II/III、IV层神经元一般统称为浅层神经元，而V、VI层神经元则称为深层神经元。CP区的神经元，除I层神经元由cortical hem等区域产生外，其余各层神经元均来至于ventricular zone (VZ)/ subventricular zone (SVZ)，VZ区主要为神经干细胞和神经前体细胞，SVZ主要为中间神经前体细胞，一般认为深层神经元主要来源于VZ区，而浅层神经元主要是由SVZ产生。CP区神经元的产生一般有一定的次序，除I层外，其余各层神经元遵循由内向外的顺序，即先产生深层的神经元再产生层神经元（VI→II/III）【3】。关于皮质神经元产生的空间时间顺序及系谱，虽然最近已被诸多科研工作者系统的揭示，然而其中的发生发展机制还鲜为人知。

新皮质发育时期，神经发生的机制研究近年来也已广泛的开展，研究人员发现了众多重要的转录因子，如Lhx2、Pax6以及Foxg1等，这些因子在皮质神经发生过程中扮演者重要的角色。研究发现在Lhx2的突变小鼠中，大部分的新皮质VZ区会缺失，而位于背侧中线的cortical hem（CH）会剧烈的扩张【4-6】；有研究人员通过构建了一种Lhx2的全身性嵌合突变小鼠，对Lhx2在皮质发育中的功能进行研究，解析发现Lhx2在皮质发育过程中扮演着选择子的角色，它能促进神经元向新皮质特性转变，同时抑制海马神经元的命运【7】。通过对Pax6和Emx2的双突变小鼠研究，科研人员发现Pax6和Emx2对背腹的模式形成起着重要的调控作用，当这两个基因同时突变后，背侧皮质特性的神经前体细胞不能正常形成，而腹侧的前体细胞占据整个背侧端脑【8】。

Foxg1是一种主要表达在端脑的转录抑制因子，其在中枢神经系统的功能研究近年来已逐步展开，并取得一些重要的进展。Foxg1为人熟知的功能主要有调控神经前体细胞的增殖、分化【9-12】，影响神经元的放射状迁移【13】，调节背腹的模式形成【14】，维持有丝分裂后神经元的存活【15】以及调控海马DG区下页的形成【16】等。对于Foxg1调控皮质神经元命运的研究，也有所突破，有研究表明Foxg1可以抑制CR细胞的命运，在Foxg1全身性敲除的小鼠或是在新皮质发育早期(深层神经元发育时期)，通过条件性敲除Foxg1后的小鼠中，会在大脑新皮质的CP区观察到大量Reelin 的CR细胞命运的神经元产生【17-18】；同时，有研究人员通过研究Foxg1全身性敲除的小鼠发现，皮层只有一小部分的Reelin 的CR细胞产生，原本新皮质发育的区域大都转变成海马板特性，即Foxg1缺失后，海马特异性的一些marker表达在了新皮质区域，海马与新皮质之间的模式形成出现了问题【19】。最近，研究人员发现，在新皮质发育过程中，Foxg1扮演者一个重要的时间空间抑制子的角色，它能通过抑制早期前体细胞中的一些重要转录因子来平衡皮质非放射状迁移神经元与放射状神经元的产生【20】。

综上所述，我们能够了解到Foxg1在新皮质发育时期，对神经细胞的命运决定，起着重要的调控作用，但是Foxg1的调控机制以及最终产生的影响，现在还尚无定论。Foxg1对于新皮质神经元的命运决定研究，虽然在一定程度上被揭示，但是由于技术上的局限性，研究人员无法实现在特定的时间点在特异性的神经细胞类型中敲除Foxg1，进而对Foxg1在神经元命运决定中扮演的角色进行深入的研究，故而需要新的手段和策略来进一步探究Foxg1对皮质神经元命运决定的影响。

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