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神经突起生长(neurite outgrowth)是哺乳类动物在神经发育、神经再生、神经回路以及突触连接的建立等神经活动中一种必不可少的生理过程。在神经发育性疾病、神经外伤性疾病以及神经退行性疾病的治疗研究中,聚焦在神经突起生长具有十分重要的意义。因此,理解调节神经突起生长的分子机制,将有利于寻找相关疾病的有效药物及完善治疗方案。全反式维甲酸(retinoic acid,RA)作为维生素A的代谢产物,是多种细胞生长与发育中重要的外源性补充营养因子。同时,全反式维甲酸(RA)也是广泛用于诱导神经突起生长的因子之一。在哺乳类动物的中枢和周围神经系统中,存在着大量表达的维甲酸受体。维甲酸受体γ(retinoic acid receptor gamma,RARG)是维甲酸受体的其中一类亚型,但是其在神经元突起生长的过程中的具体作用尚未清楚。MicroRNA-124(miR-124)是哺乳类动物大脑中表达最为丰富的miRNA之一。在RA诱导神经分化过程中,miR-124的表达量随之升高。同时,一直以来miR-124被认为是促进神经突起生长的影响因子之一。然而,我们仍未知道miR-124与维甲酸信号通路在神经突起生长过程中的相互关系。在我们的研究中,我们采用了小鼠神经母细胞瘤细胞(N2a细胞),P19胚胎癌细胞(P19细胞)和小鼠原代皮层神经元这三种诱导神经突起生长的细胞模型。同时运用了分子生物学、细胞培养、免疫印迹、细胞形态学分析等实验方法,探讨了 miR-124对RARG的调控作用以及RARG在神经突起生长中的作用。通过免疫印迹(western blot,WB)以及实时荧光定量聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-qPCR)的研究方法,我们发现在 N2a细胞、P19细胞和小鼠原代皮层神经元的体外神经分化过程中,RARG的mRNA与蛋白质的表达量呈现下降的趋势;同时,miR-124的表达量在神经分化过程中是升高的。为了进一步验证其两者之间的关系,通过双荧光素酶报告基因测定法,我们发现了 miR-124通过与RARG的3’端非翻译区(3’untranslated region,3’UTR)结合,从而抑制RARG的表达。然后,通过在N2a细胞和小鼠原代皮层神经元转染miR-124过表达质粒或miR-124模拟物,我们发现上调miR-124的表达会使得RARG蛋白表达显著降低。因此,我们提出了miR-124/RARG轴参与并调节神经突起生长的假说。在我们使用的三种细胞模型研究发现,shRNA敲低RARG的表达量会促进神经突起的生长;而过表达RARG(基因的编码区,无3’UTR)会抑制神经突起的生长。此外,RARG的过表达可以逆转miR-124的上调对神经突起生长的促进作用;而敲低RARG可以部分逆转由miR-124抑制剂引起的神经突起生长的抑制作用。综上,我们的研究表明,miR-124/RARG轴在神经突起生长中是十分重要的。RARG作为由miR-124调控的新靶点调控神经突起生长是首次被发现的,这也为揭示神经发育过程中分子调控机制提供了新的线索。