两侧对称动物（bilaterian organisms）中枢神经系统（CNS）中神经回路的精确性在很大程度上依赖于产生适当的细胞多样性[1]。这种多样性的产生以及组织稳态的维持需要神经干细胞、神经元和胶质细胞的增殖、分化和凋亡之间的精细平衡[2, 3]。这一过程由Hox家族转录因子（TFs）在特定节段中直接或间接调控[4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23]。程序性细胞死亡（PCD，即凋亡）在CNS的模式形成中起着特别重要的作用：神经元和胶质细胞的凋亡对于神经回路的精细化至关重要[24, 25, 26]，而神经干细胞的凋亡则导致CNS的整体结构变化[4, 6, 13, 14, 17, 20, 21, 22, 23, 27, 28, 29]。
在CNS的发育形态发生过程中，凋亡的触发因素包括生存信号的丧失、促凋亡基因的转录诱导、生长因子信号传导、内在转录因子的作用，或是这些因素的组合。促凋亡基因的转录诱导在脊椎动物[30, 31]和无脊椎动物[8, 10, 20, 21, 22, 23, 24, 25]中均被用作凋亡的触发机制。在果蝇CNS中观察到的Hox依赖性神经干细胞（NSCs）的节段特异性凋亡，是CNS发育过程中细胞死亡调控的一种方式，对组织稳态和形态发生至关重要[4, 6, 10, 13, 14, 17, 21, 22, 23]。这种NSCs（或神经母细胞——NBs）的凋亡现象在整个CNS中普遍存在[4, 6, 13, 14, 17, 20, 21, 22, 23, 27, 28, 29]，并且已被证明依赖于幼虫阶段的常驻Hox蛋白及其共因子Grainyhead（Grh）[6, 20, 22, 23, 29]。在幼虫CNS的腹部（A3-A7）和尾部（A8-A10）节段，细胞死亡发生在第三龄中期（mL3）[图1A]，此时Grh和这些区域的常驻Hox因子（分别为Abdominal-A和Abdominal-B）与Notch信号通路协作，转录激活RHG家族的凋亡基因（reaper、hid和grim）[32, 33]。这种激活通过一个1 kb的增强子（F3B3）实现，该增强子的缺失会导致NBs凋亡受阻[图1A][20, 22, 23]。
Notch信号通路是一种进化上保守的、细胞间邻近信号传递方式[34]。Notch受体位于信号接收细胞的膜上。当Notch被Delta/Serrate等膜结合配体激活后，Notch的细胞内结构域（NICD）被切割并进入细胞核，与执行转录因子CSL（或在果蝇中为Su(H)）结合[34]。随后，共抑制因子从Su(H)上被共激活因子Mastermind取代，后者招募CBP/p300（一种由nejire-nej基因编码的组蛋白乙酰转移酶HAT）[34, 35]，从而激活下游靶基因。预期的是，Notch信号激活会导致靶增强子上H3K56ac标记的增加以及染色质可访问性的改变[35]。在果蝇唾液腺中，SWI-SNF ATP酶Brahma（Brm）有助于增强子在信号激活前的可访问性，因为Su(H)会结合到增强子DNA上[36]，尽管这种相互作用需要在发育特异性的组织背景下进行验证。先前的研究还表明Brm与Notch信号通路之间存在关联，Brm-BAP复合体可调控Notch通路成分及其靶基因[36, 37]；同样，Delta与Brahma的失活形式的ATP酶之间也存在相互作用[38]。尽管有证据表明Brm与Notch信号通路在发育过程中存在相互作用，但其具体分子机制尚未完全明了。
在本研究中，我们探讨了在果蝇幼虫CNS中Hox依赖性NB凋亡背景下Brahma与Notch的相互作用。研究发现，Brahma通过调控Hox（Abdominal-B，Abd-B）的表达、Grh的表达以及NBs中的Notch活性来控制NBs的凋亡。Notch信号的调控分为两个层次：首先，Brahma调节Notch信号通路成员（如Notch受体及其共激活因子Mastermind）的表达；其次，在凋亡增强子水平上，Brahma与Notch信号通路协作，激活凋亡基因grim和reaper的表达；这一过程通过Su(H)与Brahm之间的体外物理相互作用得到证实。NBs凋亡还需要CBP/p300的果蝇同源物（Nejire-Nej）在凋亡增强子上的参与。综上所述，我们的结果支持以下模型：Brahma通过调节Hox、Grh、CBP/p300及Notch信号通路成员的表达间接调控增强子的可访问性和凋亡基因的激活，并通过与Su(H)/CBP信号复合体在凋亡增强子上的协作直接发挥作用。
