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在大脑发育过程中主要通过神经前体细胞(Neural Progenitor Cells,NPCs)的对称分裂产生神经元来扩大数量,转而通过不对称产生发育过程中其他类型的细胞如星形胶质细胞、放射状胶质细胞等,满足发育过程中大脑的需要,这是一个精密调控的过程,任何差错都会引起神经发育异常,从而导致神经发育类疾病,例如自闭症,双向精神障碍等。在这一过程中是多系统多方式调控的,涉及到很多调控因子内外协同进行。在众多调控方式中,表观遗传调控在发育过程发挥了重要作用。去氧核糖核酸构成的基因组DNA以逐步的压缩折叠的方式形成真核生物细胞核中的染色质。组蛋白变体是表观遗传调控过程中必不可少的一种调控方式,而组蛋白变体作为表观遗传调控因子发挥重要作用,其中其他组蛋白变体不同的MacroH2A(mH2A)在C末端有25KD的Macro domain的存在,因结构的特殊性在生命活动中有重要的调控作用,但其在大脑发育过程中的作用仍然未知。本课题主要通过胚胎电转和体外免疫印迹法以及小动物行为分析探究了mH2A在小鼠胚胎发育过程中的作用,mH2A的表达随着神经组细胞的增殖分化的变化而变化,表明mH2A有可能参与神经干细胞增殖的过程。通过胚胎电转实验降低mH2A的表达会使皮层GFP阳性细胞分布异常,位于室管膜下区以及室管膜区(Ventricular Zone/Subvertricular Zone,VZ/SVZ)的GFP+增多,有丝分裂的标志物pH3以及GFP阳性细胞与PAX阳性细胞的共标增加,证明降低mH2A的表达会促进神经干细胞的增殖。此外,我们还发现mH2A缺失不仅会导致神经元的分化数量的减少,而且神经元树突发育也出现异常。有文献报道编码mH2A的基因H2Afy位于自闭症风险基因的相关区域内,我们通过旷场、社交、超声等行为学实验证实mH2A缺失的小鼠会出现社交行为缺陷,沟通障碍和探索能力减弱等自闭症样行为。为了进一步探究机制,通过免疫印迹法发现mH2A缺失会导致H3K27乙酰化水平下降,猜测mH2A可能通过组蛋白修饰的方式进行调控。对此我们进行了转录组基因表达测序分析,发现mH2A缺失显著下调NKX2-2,而过表达下游分子NKX2-2能拯救m H2A缺失导致的神经发生异常等。我们通过ChIP实验证明了mH2A与NKX2-2能够结合,为了探究怎样发挥作用又通过查阅文献发现Brd4是一个可识别并结合乙酰化的组蛋白,在表观遗传记忆和转录调控的传递中发挥关键作用。使用Co-IP实验验证了m H2A与Brd4的相互作用。通过慢病毒共转染的方式证明了当mH2A或Brd4下调时H3K27乙酰化水平降低。综上这些结果表明mH2A聚集Brd4启动H3K27乙酰化,进而增加下游NKX2-2的转录表达,从而影响皮层发育并造成小鼠出现自闭症样的行为缺陷。