综述:Notch通路:神经发生过程中细胞命运的守护者

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Current Opinion in Cell Biology 6.0

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  这篇综述系统阐述了Notch信号通路(NICD/RBPJ-Hes/Hey轴)在神经发生中的核心作用,涵盖神经干细胞(NSC)维持、神经元-胶质细胞分化、表观遗传记忆(H3K27me3/DNMTs)调控及成人神经发生微环境(SVZ/SGZ)的动态平衡,并探讨其与自闭症谱系障碍(ASD)、神经退行性疾病的治疗关联。

  

Notch信号通路在哺乳动物神经发生中的作用
Notch信号通路通过配体(Dll/Jagged)与受体(Notch1-4)结合触发级联反应,释放Notch胞内结构域(NICD),进而调控Hes/Hey等转录因子,维持神经干细胞(NSC)的自我更新能力。在发育中的大脑皮层,Notch通过侧向抑制机制平衡神经前体细胞增殖与分化,其活性缺失会导致神经元过早分化。人类特有的NOTCH2NL基因通过延长神经前体细胞增殖窗口,显著增加神经元输出,这一进化特征可能与人类大脑皮层的复杂性相关。

Notch在表观遗传记忆中的角色
Notch与染色质修饰复合物(如PRC2、HDACs)协同作用,通过调控组蛋白修饰(H3K27ac/H3K27me3)和DNA甲基化状态维持神经前体细胞的表观遗传记忆。例如,HDAC3通过去乙酰化NICD1稳定其转录活性,而DNMTs介导的DNA甲基化抑制神经分化基因。这种多层次的表观调控网络确保神经谱系特化的时空精确性。

成人脑中的Notch信号
在成人神经发生微环境(如海马SGZ和侧脑室SVZ)中,Notch1/2受体分别调控激活态(aNSC)和静息态(qNSC)神经干细胞的动态平衡。Lunatic-fringe(Lfng)糖基化修饰通过增强Dll配体的反式激活能力,特异性调节神经前体细胞的命运决定。Notch信号异常与神经发生减退及认知功能障碍密切相关。

Notch作为治疗靶点
γ-分泌酶抑制剂(GSI)通过阻断NICD释放,在自闭症模型(ASD)中显示出行为改善潜力。近期研究还发现,靶向CBF1/RBPJ和NFI家族因子可高效重编程穆勒胶质细胞为功能性神经元,为视网膜退行性疾病提供再生治疗策略。然而,Notch通路的剂量敏感性和上下文依赖性要求治疗干预需精准调控,以避免脱靶效应。

结语
从胚胎发育到成人神经发生,Notch通路通过整合转录调控与表观遗传机制,成为神经细胞命运决策的核心枢纽。其人类特异性调控元件(如NOTCH2NL)和微环境依赖的信号动力学,为神经发育障碍和退行性疾病的治疗提供了新的分子视角。

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