脊椎动物中枢神经系统的发育过程中,神经干细胞经历增殖、分化和细胞迁移等过程,逐步形成功能完善的大脑。而神经干细胞中基因表达的精确调控对于恰当的神经发生和正确的细胞命运决定具有重要的意义。过去已有的研究确定了一些对于这一复杂生物学过程的关键调控基因及其所在的信号通路,如Notch、Wnt以及TGF等信号转导通路。另一方面,诸多研究发现神经退行性疾病的发生与神经干细胞的异常有关,而脑损等神经系统损伤与修复也与神经干细胞的增殖分化有着不可忽视的关系。对于神经干细胞特性的认知是指导神经系统疾病治疗的前提和基础。因此,我们需要对神经系统的发育进行深入探究。目前谱系示踪和突变体表型的研究已经为解决发育问题提供了许多见解,但仍缺乏系统性的细胞发育状态图谱。而单细胞测序技术的发展为解决这一问题提供了强有力的研究手段。因此,本研究采用单细胞测序技术,以斑马鱼胚胎神经干细胞为研究对象,在转录组水平上,系统性地探究神经干细胞的分子特性。我们从受精后24h、72h的斑马鱼胚胎前脑组织中收集了 15294个细胞的转录组信息,其中24 h共捕获4906个,72 h共捕获10388个。基于相关的生信分析,我们进行了 3个方面的研究:1.比较2个时间点间神经干细胞在细胞周期,增殖水平,分化水平以及高表达基因的差异;2.构建24-72 hpf发育图谱;3.与Bulk-seq联合分析,我们发现多个新的潜在调控因子并对其中一个基因ranbp1采用免疫组化等方式探究其调控机制。基于以上分析,我们的数据结果能够全面地研究这2个时间点间神经干细胞相关基因的表达变化,并以此揭示在早期发育过程中神经干细胞的基因表达变化。我们的工作将进一步加深对神经干细胞早期发育的了解,并为探究大脑的发育提供新的参考。在研究参与神经干细胞发育调控的蛋白之间的相互作用时,高效的荧光示踪工具将大大提高我们对于神经发育精确调控过程的了解。因此,我们与合作实验室联合研发了用于神经干细胞体内发育研究的遗传学工具:uPPI（UnaG based protein-protein interactionreporter）,我们的前期结果显示,uPPI能够反映斑马鱼体内CCND1-CDK4的互作变化过程。进一步优化uPPI的敏感度和特异性将有助于使用该工具观察生物体内的蛋白互作模式以及进一步确定各信号通路的间的相互作用。