脑膜来源视黄酸通过抑制Notch和Sox2通路调控神经发生的新机制

这篇研究揭示了脑膜（meninges）来源的视黄酸（RA）通过RARα受体结合长链非编码RNA Sox2ot启动子区域，抑制神经前体细胞中Sox2表达和Notch信号通路，从而促进大脑皮层神经发生（neurogenesis）的分子机制。研究利用Foxc1突变模型（Foxc1lacZ/lacZ）结合空间转录组学（spatial transcriptomics）、染色质可及性分析（ATAC-seq）和CUT&RUN技术，证实RA-RARα-Sox2ot-Sox2-Notch信号轴在神经前体细胞自我更新与分化平衡中的核心调控作用，为脑膜发育异常相关神经发育障碍（如Dandy-Walker畸形）提供了新的治疗靶点。

　　

【脑膜-神经发育的调控枢纽】
中枢神经系统发育过程中，脑膜作为非神经性的间充质结构，通过分泌多种信号分子调控神经发生。三层脑膜结构（软脑膜、蛛网膜、硬脑膜）中的成纤维细胞可分泌细胞外基质蛋白、CXCL12、BMPs、Wnts和视黄酸（RA）等因子。其中RA作为脂溶性信号分子，由脑膜成纤维细胞特异性表达的Raldh2和Rdh10酶合成，在胚胎发育E12-E14期显著富集于背侧端脑脑膜区域。

【Foxc1突变模型的表型特征】
Foxc1转录因子缺陷小鼠（Foxc1^lacZ/lacZ和Foxc1^hith/lacZ）表现出典型的脑膜发育异常：背侧端脑脑膜变薄，RA合成酶CRABP2和Raldh2表达缺失。这导致神经前体细胞（APs）周期退出受阻，皮层长度异常增加而神经元数量减少。人类FOXC1基因突变则与Dandy-Walker畸形（小脑发育不全）、脑积水和智力障碍相关，凸显脑膜-神经互作在神经发育中的重要性。

【空间转录组学的关键发现】
通过E14小鼠头部的10x Visium空间转录组分析发现：

1. Foxc1突变体端脑前体细胞中神经发生相关基因（Bhlhe22、Cntn2、Neurog2）下调，而增殖相关基因（Nr2f1、E2f1）上调
2. Notch通路成员（Notch1、Dll1、Hes1、Hes5、Hey1）和Sox2表达显著升高
3. NICHES分析显示Dll1-Notch1/2配体-受体互作在脑室区（VZ）增强
   这些发现提示脑膜缺陷导致神经前体细胞自我更新增强，与Notch信号过度激活相关。

【RA-RARα的表观遗传调控机制】
通过MycTag-RARα的CUT&RUN染色质结合分析揭示：

1. RARα直接结合Sox2ot启动子区（chr3:34,555,381-34,561,380），该区域与snATAC-seq检测到的开放染色质区域重叠
2. Foxc1突变体中Sox2ot启动子可及性降低，而Sox2位点可及性增加
3. 母体RA补充饮食可逆转上述表观遗传改变
   RNAscope定量显示Foxc1突变体VZ区Sox2ot表达降低60%，Sox2表达增加2.1倍，且RA处理能恢复二者表达平衡。这表明RA通过RARα介导的转录激活Sox2ot，进而抑制Sox2表达。

【Notch信号的动态调控】
免疫荧光和ATAC-seq分析显示：

1. Foxc1突变体VZ区NICD（Notch intracellular domain）信号强度增加1.8倍
2. Notch1和Dll1蛋白表达分别升高1.6倍和2.3倍
3. RA处理可降低Hes1、Hes5和Notch1位点的染色质可及性
   时间进程分析发现E12时Sox2和NICD表达无差异，到E14时才出现显著变化，这与脑膜RA合成酶表达缺失的时间窗一致。

【功能挽救实验的突破性发现】
通过子宫内电转（IUE）在E13.5 Foxc1突变体皮层引入显性负突变体dnRBPJ（抑制Notch信号转录复合物形成）：

1. 电转48小时后，突变体VZ区Hes1表达降低至对照水平
2. GFP⁺细胞在VZ的比例从42%降至28%（接近野生型35%）
3. 皮层板（CP）神经元比例从18%增至32%
   该实验证实Notch信号过度激活是Foxc1突变体神经发生缺陷的直接原因，