报告人：钟伟民，黄佐实

整理人：钱城

钟伟民教授

　　钟伟民教授作了题为“Counting Number and Time by Mammalian Stem Cells”的报告。钟教授首先介绍了干细胞的不对称分裂特性，即一枚干细胞在有丝分裂时，产生一枚维持干性并自我更新的细胞，以及一枚分化的下游细胞。其实验室的前期工作已经发现，Numb和Numbl在干细胞中的不对称分布对其不对称分裂至关重要(Shen et al., 2002)，并以此为工具展开了对于在神经发育过程中的两个重要问题的探究：一、干细胞如何平衡自我更新与分化；二、干细胞如何自我调控细胞数目，以至于限制了对于损伤组织的修复能力。

新皮层发育过程中特定miRNA随时间尺度的转录变化及其对干细胞分化能力的作用 (Shu et al., 2019)

　　随后，钟伟民教授着重介绍了近期的一项研究工作：干细胞的分化能力如何随时间变化。在哺乳动物胚胎发育的过程中，新皮层的干细胞分化能力不断改变，分别分化为特定的神经元类型，并依次产生6层不同的神经元，是研究干细胞能力随时间变化的良好模型。为了研究miRNA在新皮层发育中的作用，钟教授与学生采用了微阵列和原位杂交的手段，对新皮层发育过程中约300种miRNA的表达进行了数据采集和分析，发现let-7b和let-7c的表达从E11至E17逐渐增加， miR-128的表达从E11至E17逐渐减少，另外miR-9的表达在初期略有下降后维持在较高水平。为了研究上述miRNA的功能，钟教授与学生通过胚胎电转的方法，对上述miRNA进行了过表达或者敲减操作。过表达miR-128增加了第6层神经元，过表达miR-9增加了第5层神经元，而过表达let-7增加了第2至4层神经元的数目。反之，抑制上述miRNA的靶向能力可以减少对应层的神经元数目，提示miRNA的功能各不相同。进一步实验发现，表达模式相反的let-7和miR-128在功能上相互拮抗。而通过对缺乏有效miRNA的Dicer敲除小鼠的研究，发现miRNA下游通过靶向目的蛋白如N-myc和Hmga2等，调控了干细胞随时间变化的分化能力。这为该领域的研究提供了新的分子机制。

　　听众稍事休息后，黄佐实教授作了题为“Genetic Dissection of Cortical Circuits: from Cell Types to Motor Control”的报告。黄教授领导的实验室致力于建立前脑神经元的数据库，涵盖特定神经元的发育起源、形态学、所在环路及其生理功能等不同层次的信息。

跨越细胞类群-环路-行为等多层次的研究方式

　　在转录层次，黄教授与学生建立了高通量、高分辨率的单细胞转录组学平台，以GABA能中间神经元为研究对象展开工作(Paul et al., 2017)。首先通过特定基因型小鼠杂交，驱动报告基因表达以标记GABA能神经元；然后分离单个被标记的神经元进行单细胞RNA转录组分析。根据特定基因如神经肽类的转录水平，可以将其分为6个不同亚群。同时，大量基因的转录信息可以对环路重构提供帮助：细胞粘附因子有助于了解突触连接对象；膜表面受体、离子通道和下游信号转导相关基因有助于了解所在神经元接收到的信息输入；离子通道和突触释放相关基因有助于了解所在神经元的信息输出能力。这些信息有助于重构突触连接的分子模型并对环路信息进行解读。

黄佐实教授

　　在细胞形态学层次，黄教授介绍了与华中科技大学骆清铭教授合作的成果，通过fMOST成像系统对GABA能的一类ChC神经元进行单细胞成像分析。ChC神经元通过作用于锥体细胞的轴突起始段发挥抑制功能，是研究局部微环路的良好模型。实验发现，ChC神经元包含多种不同的形态亚型，与其功能相关。这也与其实验室前期工作一脉相承，ChC神经元既能接收来自皮层第1层的远程输入，也可收到来自第2层乃至第5层的局部输入，提示其形态与局部微环路的多样性(Lu et al., 2017; Wang et al., 2019)。

　　在环路与生理功能层次，黄教授介绍了PlexD1锥体细胞参与的进食协调动作。在筛选多种细胞类型和脑区后发现，PlexD1锥体细胞定义了一群协调前肢与嘴部参与进食动作的神经元。通过宽场显微镜钙成像发现，这群细胞在进食时具有较强的神经活动。而通过光遗传学对这群细胞的神经活动进行抑制时，小鼠无法协调前肢动作实现对复杂形状食物的摄入，说明其对进食协调动作的重要作用。这一工作拓展了人们对特定类型神经元及其环路生理功能的理解。

　　讲座最后，在场老师同学与两位教授热烈讨论，本次小型研讨会圆满结束。