Tbr1是T-box脑蛋白家族的一个转录因子,它由TBR1基因编码,是影响胎儿大脑皮质发育的关键因子,其主要调控大脑皮质有丝分裂后神经元的发育。大脑皮质是由中枢神经系统的一个重要器官,具有特定神经元分布的片层化结构是大脑皮质最显著的特征之一。大脑皮质内的神经元源自于室管膜下层的神经祖细胞,神经祖细胞的增殖、分化以及迁移活动保证了大脑皮质的发育能够顺利。细胞间的相互作用、相关分子的调控以及基因的表达影响着神经细胞的迁移和细胞类型特化的过程,Tbr1即在这一过程中扮演重要角色。Tbr1与轴突寻径以及大脑皮质片层化的发育都有重要的关系。我们希望通过本研究探索大脑发育过程中Tbr1的具体作用。PC12细胞是一种瘤细胞,其能在诱导因子的作用下分化为神经元样细胞,故能作为一种细胞模型来帮助我们了解PC12细胞诱导分化过程中Tbr1的表达变化情况,指导我们了解Tbr1与细胞分化之间的关系。i PSCs(诱导性多能干细胞,induced pluripotent stem cells)是通过向已分化成熟的体细胞内转入一些干细胞转录因子,将体细胞进行重编程而得到的一种类似于胚胎干细胞的多能干细胞。利用i PSCs可进行类器官的培养,从而模拟器官发育过程,在类器官发育过程中对细胞内Tbr1的表达情况进行检测研究,可以在不违背伦理道德的前提下寻求更简单的方法推进研究工作的向前发展。目的通过动物在体实验、细胞培养以及类器官构建等手段,探究Tbr1基因在细胞分化及神经发育过程中的功能。方法(1)分别取胚胎16.5天、18.5天,出生后0天、3天、7天、14天昆明小鼠的脑组织,用免疫荧光手段检测小鼠大脑皮质、海马及齿状回神经细胞迁移与片层化发育过程中Tbr1的表达与分布情况;(2)利用RA诱导PC12细胞向神经元样细胞分化,通过免疫细胞化学法检测细胞的分化程度及分化过程中Tbr1的表达情况;(3)以i PSCs为实验材料,通过细胞的3D培养等手段对其进行神经诱导培养,构建大脑皮质类器官,在发育出神经上皮后,对类器官内Tbr1的表达情况进行免疫荧光检测。结果(1)在发育中小鼠的大脑皮质,Tbr1最早在皮质板广泛表达,随日龄的增加其表达逐渐向皮质板下层移动且最终定位于皮质的第Ⅵ层;(2)齿状回处Tbr1在颗粒细胞层表达,P7之后其表达定位于颗粒细胞下层。根据其表达位置及组织发生规律,推测Tbr1阳性细胞即是皮质板内迁移中的新生神经元;(3)在PC12细胞向神经元样细胞分化过程中,Tbr1的表达逐渐减弱,当细胞表现为MAP2阳性时Tbr1不再表达。(4)神经诱导培养类器官过程中,Tbr1阳性的新生神经元向外迁移过程中伴随着细胞的分化成熟,体现为MAP2阳性细胞与Tbr1阳性细胞由外向内次依排列。结论(1)Tbr1是一种在新生神经元内特异性表达的蛋白,是影响小鼠大脑皮质发育及神经细胞迁移与分化的关键分子。(2)Tbr1参与细胞分化与迁移以及大脑皮质片层化的形成过程。(3)细胞分化过程中Tbr1的表达逐渐减少至不再表达,Tbr1与细胞分化过程密切相关。(4)Tbr1指导新生神经元的继续分化,在大脑皮质类器官的神经诱导培养过程中起重要作用。