亮点
- 大脑发育遵循精确顺序，由转录因子程序引导，并受到调控染色质可及性和基因表达动态的表观遗传屏障的约束。
- 染色质调控因子建立作为发育时钟的特殊染色质状态，使生长、分化和成熟程序能够逐步激活。
- 这些基于染色质的机制的破坏通过产生停留在原始祖细胞样状态的细胞，导致多种神经发育障碍并驱动儿科脑肿瘤。
- 识别共享的下游通路和表观遗传易损性可以促进生物标志物开发，并为各种神经发育障碍和儿科脑肿瘤提供治疗策略。
摘要
神经发生需要精确协调的基因表达，这一过程由Polycomb (PcG)和Trithorax (TrxG)蛋白组控制。在这篇综述中，我们讨论了这些蛋白如何平衡干细胞维持与神经元分化，以及这些过程的紊乱如何可能导致神经发育障碍和儿科脑肿瘤。最近的研究揭示了PcG–TrxG动态和预备/双价染色质状态如何调节发育时机和谱系选择。这些表观遗传动态的失调会干扰神经元成熟，并可能在儿科脑疾病中驱动异常的发育程序。这些见解揭示了PcG–TrxG失衡如何改变发育轨迹，并将染色质失调与疾病联系起来。这些表观遗传通路是神经发育障碍和儿科脑肿瘤的有希望的治疗靶点。
关键词
- 表观遗传学
- 神经发育障碍
- 脑肿瘤
- 基因调控
- 神经干细胞
- 神经发生
术语表
双部分染色质：这种染色质状态由启动子处存在H3K27ac和基因体上存在H3K27me3定义，允许精细调节、快速的基因激活。
双价染色质：这种染色质状态的特征是在同一启动子上富集H3K4me3和H3K27me3，使基因保持预备状态，以便快速激活。
染色质：染色质由包裹在组蛋白八聚体周围的DNA组成，进一步压缩成染色体内的更高阶三维结构。
染色质可及性：染色质可及性指染色质的结构开放程度，允许转录因子等蛋白质结合到DNA上。
染色质修饰因子：改变染色质结构组织或化学修饰DNA或组蛋白尾部而不改变基础DNA序列的酶。
表观遗传屏障：一种调控机制，利用染色质修饰因子建立"预备"状态，防止基因在适当信号触发其移除以确保精确的时间控制之前被激活。
预备状态：一种表观遗传状态，基因保持在低表达状态但已准备好响应动态发育和环境信号快速激活。
单细胞转录组学/表观基因组学：在单个细胞中剖析RNA转录本或表观遗传标记的技术，以揭示细胞异质性并识别不同的细胞群体。
时空身份：NPCs(神经祖细胞)的特性，整合了它们在空间(脑区)和时间(发育阶段)中的位置，以指定其发育潜能，从而协调何时何地产生特定的神经元或胶质亚型，并对谱系结果进行精确控制。
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