Hoxa9 在抑制鲨鱼的肢体型运动神经元方面，弥补了 Hoxc9 的缺失

《Zoological Letters》：Hoxa9 compensates for the absence of Hoxc9 in suppressing limb-type motor neurons in sharks

脊椎动物鳍到四肢的演化涉及脊髓运动神经元重组。研究显示，无尾目中Hoxc9抑制胸椎LMC身份，限制Foxp1+神经元至前肢和腰椎区，而云猫鲨虽缺失Hoxc9，但Hoxa9通过保守的Foxp1调控域（MD）实现类似功能，抑制LMC并促进PGC分化，揭示Hox9依赖机制在软骨鱼类中的替代作用。

　　

摘要

背景

脊椎动物从鱼鳍向四肢的进化需要重新组织脊髓运动神经元，以协调四肢肌肉的激活。在羊膜动物中，Hoxc9基因在胸椎水平抑制侧向运动柱（LMC）的发育，从而将支配四肢的Foxp1⁺运动神经元限制在臂部和腰部。然而，在软骨鱼类中，HoxC基因的基因组结构发生了显著变化，在某些缺乏Hoxc9的软骨鱼类物种中，已经在成对的鱼鳍水平发现了类似LMC的Foxp1⁺神经元。这些观察结果表明，在软骨鱼类（尤其是鲨鱼）中，可能有其他机制调节运动神经元的命运，尽管具体负责的因素尚不清楚。

结果

为了确定这种抑制机制的原理，我们研究了鸡和云鲨（Scyliorhinus torazame）胚胎中的Foxp1和Hox基因表达情况。在鸡胚胎中，Foxp1⁺ LMC神经元最初出现在所有从头到尾的脊柱节段，但随后通过Hoxc9的抑制作用被限制在成对的鱼鳍水平。相比之下，在缺乏Hoxc9的云鲨中，Foxp1在鱼鳍之间的节段表达水平降低，而Hoxa9在该区域表达。序列分析显示，与LMC抑制相关的Foxp1调控结构域（MD）在所有研究的软骨鱼类物种中都高度保守。Hoxc9基因在大多数鲨鱼中缺失，但在鳐鱼和全头类动物中保留下来，并且这些保留的Hoxc9基因拷贝仍保留了Foxp1的调控结构域。在鸡胚胎中的功能分析表明，云鲨的Hoxa9基因能够抑制LMC的发育并促进节前神经元（PGC）的命运，这与羊膜动物中的Hoxc9功能相似。

结论

这些发现表明，在鲨鱼中，保守的Hox9依赖性机制限制了胸椎水平的Foxp1⁺运动神经元。在缺乏Hoxc9的情况下，云鲨的Hoxa9仍能抑制Foxp1的表达并促进PGC的发育，从而有助于成对鱼鳍区域的运动神经支配。