基底前脑胆碱能神经元具有广泛而精细的投射模式,参与脑的众多高级功能,并在多种神经退行性疾病中起着重要作用。目前,基于神经示踪、电生理与基因敲除等技术,已经研究了基底前脑胆碱能神经元形态与功能的多样性,并初步将形态发生与发育过程建立了联系。然而,发育过程中的转录多样性仍不清楚。因此,本研究借助单核转录组测序技术,研究了基底前脑胆碱能神经元在发育过程中的转录变化规律,主要内容如下:筛选了适用于基底前脑胆碱能神经元的转录组测序方案,构建了小鼠基底前脑发育的转录数据集。本研究比较了两种转录组测序方案,发现基于组织消化与流式分选的方案,得到的基底前脑胆碱能神经元数量较低,难以满足高通量单细胞转录组测序的需求。而基于组织研磨的单核转录组测序共获得10 128个细胞,平均含有2 545个基因,其中包含214个胆碱能神经元,表明该方案可行。在此基础上,针对出生后4天、14天、3月、9月与15月小鼠的基底前脑,获取了共36 142个单核的转录组数据集,并从中得到了697个胆碱能神经元的转录组数据。分析上述转录数据集,发现基底前脑胆碱能神经元可以分为三种亚型,具有不同的转录表达模式。通过无监督聚类分析,发现胆碱能神经元可以分为CN-1、CN-2与CN-3,并具有特异性表达基因。与Allen脑科学研究所的原位杂交数据进行比较后,Reln,Slit2与Cadps2被定义为三种亚型的标志基因。通过对差异基因富集分析,发现三种亚型的差异基因主要表达于突触结构中,参与突触相关的生物过程。通过对受体与通道蛋白基因的差异分析,CN-1与CN-2具有更高的相似性,而与CN-3有较大不同。通过转录调控网络分析,发现Hlf与Foxo1调控子在CN-1中表达活跃,可能参与启动Fox O信号通路;Twist2与Mitf调控子在CN-2中活跃,可能调控Ptprd,Fmn1等与树突发育相关的基因表达;Sox4与Pbx1调控子在CN-3中活跃,可能调控Gabra1,Grin2b等与突触膜后电位调节相关的基因表达。对不同年龄样本进行了差异性分析,构建了胆碱能神经元拟时序轨迹,发现不同亚型的胆碱能神经元具有不同的发育轨迹。通过对不同年龄样本的胆碱能神经元进行差异分析,发现出生后14天的样本中会上调Gpi1,Ptk2b等与细胞凋亡相关的基因。通过构建发育拟时序轨迹,分析了胆碱能神经元的转录动态变化。结果表明,Stmn1、Ptprz1、Gap43等与轴突生长相关的基因在发育早期高表达,Lrtm1、Ptprs、Grin2b等与突触活性相关的基因在发育晚期高表达。基因状态分析结果表明,三种胆碱能神经元亚型在早期发育过程均存在Mbnl2,Nr6a1,Irf2的有序表达。而在发育后期,Bbx,Nr3c2,Mitf,Nr1h4依次被激活,可能影响不同类型的胆碱能神经元产生。综上所述,本研究构建了小鼠基底前能神经元发育过程的单核转录组数据集,并初步研究了胆碱能神经元的发育轨迹。研究结果提示前脑胆碱能系统在发育中存在多样性,为进一步理解基底前脑胆碱能神经元形态发生的分子机制提供了重要参考价值。