During cortical development, distinct subtypes of glutamatergic neurons are sequentially born and differentiate from dynamic populations of progenitors. The neurogenic competence of these progenitors progresses as corticogenesis proceeds; likewise, newborn neurons transit through sequential states as they differentiate. Here, we trace the developmental transcriptional trajectories of successive generations of apical progenitors (APs) and isochronic cohorts of their daughter neurons using parallel single-cell RNA sequencing between embryonic day (E) 12 and E15 in the mouse cerebral cortex. Our results identify the birthdate- and differentiation stage-related transcriptional dynamics at play during corticogenesis. As corticogenesis proceeds, APs transit through embryonic age-dependent molecular states, which are transmitted to their progeny to generate successive initial daughter cell identities. In neurons, essentially conserved post-mitotic differentiation programs are applied onto these distinct AP-derived ground states, allowing temporally-regulated sequential emergence of specialized neuronal cell types. Molecular temporal patterning of sequentially-born daughter neurons by their respective mother cell thus underlies emergence of neuronal diversity in the neocortex. One Sentence Summary During corticogenesis, temporally dynamic molecular birthmarks are transmitted from progenitors to their post-mitotic progeny to generate neuronal diversity.

Abstract Gastrointestinal (GI) disruptions, such as inflammatory bowel disease (IBD), are common prodromal symptoms of Parkinson’s disease (PD), but how they may impact risk for PD remains poorly understood. Herein, we provide evidence that prodromal intestinal inflammation expedites and exacerbates PD symptoms in rodent carriers of the human PD risk allele LRRK2 G2019S in a sex-dependent manner. Chronic intestinal damage in genetically predisposed male, but not female, mice promotes α-synuclein aggregation in the substantia nigra, elevated α-synuclein loads in microglia, loss of dopaminergic neurons, and motor impairment. This male bias in gene-environment interaction is preserved in gonadectomized males, and similarly conferred by sex chromosomal complement in gonadal females expressing human LRRK2 G2019S, revealing that XY chromosomes, not testicular hormones, mediate the male bias in the gut-brain-driven risk for endophenotypes of PD. The early onset and heightened severity of neuropathological and behavioral outcomes in male LRRK2 G2019S mice is preceded by the accumulation of α-synuclein in the colon, increases in α-synuclein-positive macrophages in the colonic lamina propria, and elevations in α-synuclein loads within microglia in the substantia nigra. Taken together, these data reveal that prodromal intestinal inflammation promotes the pathogenesis of PD symptoms in male carriers of LRRK2 G2019S, through mechanisms that depend on genotypic sex and involve early accumulation of α-synuclein in myeloid cells within the gut and brain.