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端脑胚胎发育早期模式形成是指端脑在各信号分子调控下逐渐建立起高度有序的前后轴、中至外轴和背腹轴。目前大量研究已表明模式形成和区域化主要在四个信号中心分泌的信号因子以及特异性表达的多种转录因子的相互作用下得以实现,四个信号中心分别是位于最吻端的FGF信号,位于cortical hem处的Wnt/BMP信号,位于背腹交界处的Anti-hem和位于腹侧的Shh信号。这些信号中心通过分泌众多彼此调控的信号分子与皮质中转录因子相互作用从而界定端脑的轴向。端脑的区域化主要包括运动区、躯体感觉区、听觉区和视觉区的形成。目前已报道EMX2、Pax6、COUP-TFI和Sp8这几个转录因子参与端脑的区域化调控。但是目前对端脑模式形成和区域化过程中存在的调控机制还不完全清楚。 转录因子foxg1强表达于端脑中,在神经系统发育过程中发挥必不可少的功能,并且foxg1突变的患者常出现情感认知障碍,临床表现出小头畸形。而前人在foxg1-/-小鼠中发现端脑背侧严重异常,腹侧缺失,这启示我们思考foxg1在端脑模式形成和区域化过程中的功能及其调控机制是怎样的。鉴于前人研究的foxg1-/-小鼠出生致死,无法进一步探究功能区域的改变,因此本课题利用EMX1-cre工具鼠在背侧胚胎发育E10.5条件性敲除foxg1,探究突变小鼠端脑模式形成和各区域的改变,进一步理解端脑模式形成以及区域化建立的机制。 通过本课题的研究,我们发现利用Emx1-cre条件性敲除foxg1会导致端脑发育严重萎缩异常,具体发现如下:1背内侧海马向背外侧扩张,新皮质结构几乎完全缺失;2 PSB(Pallium-subpallium boundary)向腹侧移动;3嗅皮质区域向吻背侧移动;4腹侧纹状体结构变大;5 Reelin阳性Cajal-Retzius细胞在背侧近VZ区(Ventricularzone)分布异常,在背侧皮质腹外侧数量增多;为了进一步探讨其分子机制,我们检测了各信号中心分泌的因子以及转录因子的表达情况,其中Hem处Wnt信号中Wnt3a、Wnt2b、Lef1表达无明显改变,Wnt8b表达剧烈上调,BMP信号中的BMP4表达上调,Anti-hem处Sfrp2表达区域向腹侧移动,而Fgf和Shh表达无明显改变,一些功能区转录因子表达异常。以上研究发现表明foxg1在E10.5后端脑模式形成及区域化过程中仍发挥重要作用,foxg1可能位于部分功能区因子上游并和Hem、Anti-hem处信号中心中重要分子共同促进端脑模式形成和区域化过程。