中文摘要：

大脑皮层的正常发育是人类行为的中心。大脑皮层发育异常是一种较常见出生缺陷，多伴随于脆性X综合征，Down综合征，Rett综合征等儿童智力发育障碍疾病，往往导致发育迟缓，癫痫，智力障碍等。大脑皮层是由神经干细胞分化成多种类型神经元有序地形成特定的层次。了解大脑皮层各层次的形成及其细胞发育的时空机制，阐明及其内在分子信号通路，将更有利于研发设计治疗疾病的新方法和新技术。Cajal-Retzius (C-R)细胞是最早产生的皮层神经元，其分化和定位直接影响到后继新生神经元的迁移和定位，以及后期神经干细胞radial glia形态的维持。本项目将利用多种研究手段，结合转基因小鼠模型重点研究C-R神经元在皮层发育过程中形成和分化机制，探讨Ebf2在其中的作用，以及 EBF2与Foxg1形成的分子调控机制。这项研究将有助于我们更深入地了解大脑皮层神经元的发育机理，为大脑疾病的治疗提供理论依据。

结论摘要：

大脑皮层发育异常多伴随于小颅畸形，Rett 综合征，自闭症等儿童神经系统发育障碍疾病，往往导致发育迟缓，癫痫，智力障碍等。Cajal-Retzius (CR)细胞是大脑皮层发育过程中最早产生的神经元，而在出生后初期逐渐死亡，是神经发育期特有的一类神经元,对后继新生神经元的迁移和定位，以及维持 radial glia 的形态有至关重要的作用，但我们目前对调控CR神经元早期发育的分子机制还知之甚少。我们的前期研究发现，从早期小鼠皮层获取的神经干细胞和前体细胞只在神经发育早期生成CR神经元，此后失去产生 CR 神经元的能力，在前脑发育中起重要作用的转录抑制因子Foxg1可以抑制 CR 细胞的产生。通过慢病毒敲减Foxg1，我们利用生物微芯片比较了受Foxg1影响的基因表达，发现转录因子Ebf2的表达在Foxg1敲减后显著增加，提示我们进一步研究Ebf2在CR神经元发育中的作用。本项目结合多种手段，利用转基因小鼠深入地探讨Ebf2在大脑皮层发育过程中的表达方式，功能和作用机制。通过鉴定Ebf2-EGFP报告基因小鼠，明确了Ebf2可用于定义大脑皮层的CR神经元，其表达在时间跨度上涵盖了从神经发生起始阶段到出生后的整个CR神经元发育过程，为研究CR神经元的发育过程和功能提供了特异性的标记物，也为实时观察CR神经元的形成和功能提供了有力的研究工具。本项目的研究揭示了大脑皮层神经前体细胞生成CR神经元的时序和谱系模式，阐述了Ebf2在CR神经元形成过程中的作用，发现Ebf2参与Foxg1对CR神经元的抑制作用，探索了Foxg1与Ebf2的相互作用机制，为理解Ebf2在神经发育的功能和Foxg1的作用机制提供了新思路。同时本项目通过细胞分选纯化了不同神经发育期的Ebf2阳性细胞（主要是CR神经元）和阴性细胞，利用高通量RNA-seq分析了这两类细胞全基因组的转录图谱。生物信息学分析显示Ebf2阳性细胞和阴性细胞的表达图谱显著不同，针对Ebf2阳性细胞转录组深度分析揭示了从E11到E15的动态变化和新的CR神经元特异性表达的编码基因和长非编码RNA，构建了CR神经元形成和分化的动态基因调控网络。这是首次对神经发生初期的CR神经元进行转录组分析，是了解调控CR神经元的生成和发育的分子机制的重要依据，有助于寻找与皮层发育畸形相关的分子机制，推动研发治疗与脑发育相关的疾病的新方法。