一个单一的蛋白质激活轴突生长所需的机制，并将轴突连接在一起以进行集体延伸

在大脑发育过程中，神经元延伸被称为轴突的投射，与其他神经元连接。具有相同功能的神经元群中的轴突倾向于一起延伸，但有关保持生长中的轴突接触以进行集体延伸的机制尚不清楚。来自RIKEN发育生物学中心和RIKEN定量生物学中心的Masatoshi Takeichi, Shuichi Hayashi及其同事现在揭示了蛋白质原钙粘蛋白-17 (Pcdh17)在这种协调轴突生长和神经系统的正确发育中起着至关重要的作用。

原钙粘蛋白家族的蛋白质参与调节细胞的相互作用和运动，其中一些蛋白质与大脑疾病有关。Pcdh17在杏仁核中表达，杏仁核是大脑中调节情绪和社会行为的小区域。

Takeichi, Hayashi和他们的同事发现，当编码Pcdh17的基因在小鼠体内被删除时，从杏仁核延伸出来的轴突就会减少，而那些从杏仁核延伸出来的轴突就不会沿着通常的并排路径延伸。然而，过多的Pcdh17会导致不同组的轴突发生异常的相互作用。通过操纵蛋白质的结构，研究人员发现相邻轴突中的Pcdh17分子通常相互结合，将延伸的轴突连接在一起。

研究小组还寻找了与Pcdh17相互作用的其他蛋白质细胞．这项研究确定了被称为WAVE的五种蛋白质复合物的成员。这个复合物控制着肌动蛋白的聚合——在这个过程中，细胞的蛋白质骨架被延伸以允许细胞迁移。WAVE复合体通常定位于被称为板足的结构，它位于细胞边缘，是细胞运动所必需的。

武一解释说:“在与Pcdh17相互作用时，WAVE复合体定位到细胞间的接触点，并将这些位点转化为运动结构。”这种定位仅在轴突与轴突的接触处观察到(图1)。“我们假设，Pcdh17-WAVE复合物增强了延伸轴突前端的生长锥的运动能力。”

研究结果表明，Pcdh17在两方面都发挥了作用，一是在轴突生长时将它们固定在一起，二是在招募延伸所需的细胞机制方面发挥作用。

“我们发现了一种机制轴突一起扩展。这一过程的缺失可能会导致大脑缺陷，”武一说。“其他一些原钙粘蛋白，如Pcdh19，与人类癫痫和智力迟钝等疾病有关。我们现在正在用小鼠模型分析这些疾病的细胞和分子背景。”