Scrt2-KO 基因敲除小鼠

Scrt2是一种转录因子，属于Snail超家族的锌指蛋白，在脊椎动物胚胎神经前体细胞中表达，涉及它们的存活、分化和迁移。Scrt2的表达受到miR-125b和miR-200b的调控。在Scrt2的3'非翻译区（3'UTR）中，发现了miR-125b和miR-200b的结合位点。通过电穿孔将荧光素酶构建体转入鸡胚胎中，证实了Scrt2 3'UTR的抑制性活性。进一步地，通过CRISPR/Cas9介导的miR-125b/-200b反应元件的删除和miRNA海绵的表达，增加了Scrt2的表达，表明这些miRNA在Scrt2的转录后调控中发挥作用[1]。ASCL1是一种转录因子，可以促进神经前体细胞的谱系分化。在鸡基因组中，发现了一个位于Scrt2位点上游的假定的增强子（cE1），该增强子具有ASCL1和POU3F2的预测异源二聚化基序。研究表明，cE1区域与Scrt2启动子相互作用，并且cE1足以通过异源二聚化位点介导ASCL1驱动的神经管中的表达。此外，当从基因组中移除cE1时，Scrt2的表达受到抑制。这些发现强烈表明ASCL1通过cE1在神经管中调控Scrt2的转录[2]。

Scrt2在发育和早期出生后的大脑中，除了在分裂后分化的成熟神经元中表达外，还定位于分裂和神经发生径向胶质细胞（RGP）和中间（IP）祖细胞的亚群以及它们的子代-分裂后IP和正在分化的神经元。在皮质祖细胞中条件激活转基因Scrt2促进了神经元分化，通过在神经发生的开始时促进RGP的直接神经发生模式，以牺牲IP的生成来增加神经元数量。通过间接IP神经发生进行的神经元扩增因此减弱，导致皮质厚度在出生后轻微减少。在体内过度表达Scrt2抑制了从RGP生成IP，并导致上层神经元向皮质板的放射状迁移延迟。机制上，结果表明Scrt2负调节Ngn2/NeuroD1的转录激活，Ngn2/NeuroD1是具有E-box的常见靶基因的bHLH转录因子，包括Rnd2，这是发育中皮质迁移缺陷的已知主要效应物。总的来说，这些发现揭示了Scrt2蛋白在皮质神经发生和神经元迁移中的调节作用[3]。

Scrt基因（Scrt）是神经特异性锌指转录因子（TF），在发育中的大脑中具有未知的功能。在这项研究中，除了已经报道的哺乳动物Scrt2在发育和早期出生后的大脑中分裂后分化的成熟神经元中的表达外，还发现Scrt2也定位于亚群分裂和神经发生RGP和IP祖细胞以及它们的子代-分裂后IP和正在分化的神经元。在皮质祖细胞中条件激活转基因Scrt2促进了神经元分化，通过在神经发生的开始时促进RGP的直接神经发生模式，以牺牲IP的生成来增加神经元数量。通过间接IP神经发生进行的神经元扩增因此减弱，导致皮质厚度在出生后轻微减少。在体内过度表达Scrt2抑制了从RGP生成IP，并导致上层神经元向皮质板的放射状迁移延迟。机制上，结果表明Scrt2负调节Ngn2/NeuroD2的转录激活，Ngn2/NeuroD2是具有E-box的常见靶基因的bHLH转录因子，包括Rnd2，这是发育中皮质迁移缺陷的已知主要效应物。总的来说，这些发现揭示了Scrt2蛋白在皮质神经发生和神经元迁移中的调节作用[4]。

氯己定葡萄糖酸盐（CHG）是一种局部抗菌溶液，推荐用于成人儿童中心静脉导管放置和维护前的皮肤准备。尽管由于安全性数据有限，CHG不推荐用于2个月以下的儿童，但它在世界各地的早产儿重症监护室中普遍使用。研究人员使用斑马鱼模型来验证CHG在早期生活中的暴露对发育中的神经系统的影响，强调了其对少突胶质细胞发育和髓鞘形成的影响。斑马鱼胚胎在受精后4小时暴露于不同浓度的CHG，以检查发育毒性。监测了胚胎/幼虫的孵化率、死亡率和畸形。使用转基因斑马鱼胚胎中的少突胶质细胞谱系来研究少突胶质细胞和髓鞘的缺陷。研究了髓鞘结构、运动行为和参与髓鞘形成的基因表达水平。CHG暴露显著引起中枢神经系统中少突胶质细胞缺陷，延迟髓鞘形成，并导致运动异常。发现超微结构变化，如髓鞘鞘之间的分裂和积液空泡。胚胎暴露于CHG降低了髓鞘形成，与mbpa、plp1b和scrt2基因表达下调相关。结果表明，CHG对发育中的大脑具有潜在的髓鞘毒性。到目前为止，尚不清楚氯己定葡萄糖酸盐（CHG）暴露对婴儿发育中大脑的神经发育毒性。研究表明，斑马鱼幼虫暴露于CHG会导致少突胶质细胞和髓鞘鞘的重大缺陷。这些CHG暴露的斑马鱼幼虫表现出结构变化和运动异常。鉴于在新生儿中CHG使用的增加，这项研究首次发现了早期生活中CHG暴露对发育中的神经系统的风险[5]。

FANTOM5 Consortium的工作带来了对基因转录调控和创建细胞类型多样性的细胞过程的新理解。在这项研究中，研究人员扩展了对FANTOM5 Cap Analysis of Gene Expression (CAGE)转录组数据的分析，以关注理解小鼠小脑发育中涉及的遗传调控因子。研究人员使用HeliScopeCAGE库测序对小脑样本进行了8个胚胎期和4个早期出生后时间的分析。这项研究展示了小脑发育过程中时间表达模式的变化。通过重点关注转录因子、它们的启动子和结合位点的生物信息学分析，确定了参与小脑发育的候选基因。研究人员选择了几个候选转录调控因子进行验证实验，包括qRT-PCR和shRNA转录敲低。观察到Atf4、Rfx3和Scrt2敲低胚胎中明显且可重复的发育缺陷，这支持了这些基因在小脑发育中的作用。成功鉴定了这些新的基因调控因子，表明FANTOM5小脑时间序列是一个高质量转录组数据库，用于功能性研究小脑发育中的基因调控网络[6]。

内耳耳蜗螺旋神经节神经元（SGN）将声音信息传递到脑干。最近的单细胞RNA-Seq研究揭示了SGN内部的异质性。然而，关于SGN的转录组还有很多未知，特别是哪些基因在SGN中特异性表达。为了解决这些问题，研究人员需要进行比先前研究更深入和更广泛的基因覆盖率。研究人员对五个年龄段的鼠标SGN进行了bulk RNA-Seq，并对两种参考细胞类型（毛细胞和胶质细胞）进行了分析。他们的转录组比较确定了先前未知的在SGN中特异性表达的基因。为了验证数据集并为此研究领域提供有用的遗传工具，研究人员生成了两种敲入小鼠品系：Scrt2-P2A-tdTomato和Celf4-3xHA-P2A-iCreER-T2A-EGFP。他们的全面分析证实了候选基因的SGN选择性表达，证明了他们的转录组数据的质量。这两个小鼠品系可用于临时标记SGN或对它们进行分类[7]。

Scratch（scrt）基因在哺乳动物中是神经特异性基因，但在非哺乳动物脊椎动物中的同源基因尚未得到很好的研究。在这项研究中，研究人员分离了三个斑马鱼scrt基因，scratch1a（scrt1a），scratch1b（scrt1b），和scratch2（scrt2），它们属于Snail超家族的锌指转录因子。时空表达分析表明，scrt1a和scrt2在早期体节发生期间首先在中枢神经系统（CNS）中被检测到，而scrt1b在晚期体节发生期间首先在大脑中的神经元簇中被检测到。有趣的是，scrt表达的细胞与huC阳性的分化神经元大量重叠，并且部分与neurogenin1阳性的神经祖细胞重叠。此外，在神经发生突变体mind bomb中，scrt表达的细胞数量显著增加。总的来说，这些结果表明，每个斑马鱼scrt基因在神经元细胞中特异性表达，可能参与脊椎动物神经系统中不同神经元群落的分化[8]。

Galanin受体1（GalR1）转录水平在慢性轻度应激（CMS）后大鼠腹侧导水管周围灰质（vPAG）中升高，并与抑郁样行为相关。为了探索GalR1表达升高的机制，研究人员进行了体外分子生物学实验和体内动物行为实验。发现GalR1基因上游的一个有限区域，从-250到-220，包含一个E-box，并在GalR1启动子活性中发挥负面作用。转录因子Scratch2结合到E-box上，下调GalR1启动子活性并降低GalR1基因的表达水平。CMS大鼠的vPAG中Scratch2的表达显著降低。重要的是，vPAG中Scratch2的局部敲低导致同一区域GalR1表达升高，以及抑郁样行为。RNAscope分析表明，GalR1 mRNA与Scratch2在GABA和谷氨酸能神经元中共同表达。这些数据进一步支持GalR1在情绪控制中的作用，并表明Scratch2通过在vPAG中抑制GalR1基因来调节抑郁样行为[9]。

Scratch蛋白是Snail超家族的成员，已被证明在无脊椎动物神经发育中起调节作用。然而，在脊椎动物中，关于Scratch的功能或其与其他神经转录因子的关系知之甚少。研究人员报道了鸡Scratch2（cScrt2）的克隆，并描述了其在鸡胚胎中从HH15到HH29的表达模式。cScrt2在颅神经节、鼻板和神经管中被检测到。在所有检查的阶段，cScrt2表达仅在神经管中间区的亚区域中被检测到。cScrt2还表达在发育中的背根神经节中，从HH22-23开始，并在HH29时限制在其背内侧区域。磷酸化组蛋白H3和BrdU标记揭示了cScrt2表达域位于增殖区域的外部。相比之下，cScrt2域几乎完全与分裂后神经转录因子NeuroM/Ath3/NEUROD4的重叠。这些数据共同定义了cScrt2阳性细胞为立即分裂后神经祖细胞的亚群。以前的数据表明，Scrt2是E-box驱动的转录的抑制剂，而NeuroM是E-box转录激活因子。鉴于这些数据，这里检测到的共定位表明Scrt2和NeuroM可能在定义神经亚型时具有相反的作用[10]。

总之，Scrt2是一种神经特异性转录因子，在脊椎动物胚胎神经前体细胞中表达，涉及它们的存活、分化和迁移。Scrt2的表达受到miR-125b和miR-200b的调控，并且ASCL1通过增强子cE1促进Scrt2的转录。Scrt2在皮质神经发生和神经元迁移中发挥作用，通过负调节Ngn2/NeuroD2的转录激活来抑制IP的生成，并导致上层神经元向皮质板的放射状迁移延迟。CHG暴露对发育中的大脑具有潜在的髓鞘毒性，与mbpa、plp1b和scrt2基因表达下调相关。Scrt2在小脑发育中起作用，并与Atf4、Rfx3等其他基因共同调控小脑发育。Scrt2在SGN中特异性表达，并且斑马鱼Scrt基因在神经元细胞中特异性表达，可能参与脊椎动物神经系统中不同神经元群落的分化。Scrt2通过在vPAG中抑制GalR1基因来调节抑郁样行为。Scrt2和NeuroM可能在定义神经亚型时具有相反的作用。