ニューライト

培養された未分化の哺乳類ニューロンは、既に伸びた神経突起を収縮させます。^{[ 14 ]}培養プレートに播種してから 0.5 ～ 1.5 日後には、いくつかの小さな神経突起が細胞体から突き出し始めます。^{[ 14 ]} 1.5 日目から 3 日目の間に、小さな神経突起の 1 つが他の神経突起よりも著しく成長し始めます。この神経突起は最終的に軸索になります。4～ 7 日目には、残りの小さな神経突起が樹状突起に分化し始めます。^{[ 14 ]} 7 日目までに、ニューロンは完全に極性化され、機能的な樹状突起と軸索を持つようになります。^{[ 14 ]}

生体内で成長する神経突起は、数千の細胞外シグナルに囲まれており、これらのシグナルは、数百の細胞内経路によって調節される可能性があります。これらの競合する化学シグナルが、生体内での神経突起の最終的な分化にどのように影響するかのメカニズムは、正確には理解されていません。細胞体から最初に突出する神経突起が軸索になる確率は 60% であることが知られています。 ^{[ 14 ]} 30% の確率で、軸索になる運命にない神経突起が最初に細胞体から突出します。10% の確率で、軸索になる神経突起が、1 つ以上の他の神経突起と同時に細胞体から突出します。^{[ 14 ]}小さな神経突起が、すでに発達した別のニューロンの軸索に触れるまで外側に伸びる可能性があると提案されています。この時点で、神経突起は軸索に分化し始めます。これは「タッチ アンド ゴー」モデルとして知られています。^{[ 14 ]}しかし、このモデルでは最初の軸索がどのように発達したかは説明できません。

軸索形成を誘導する細胞外シグナルは、少なくとも 4 つの異なる経路を介して伝達される。すなわち、Rac-1 経路、Ras を介した経路、cAMP -肝臓キナーゼ B1 経路、およびカルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼ経路である。^{[ 14 ]}これらの経路のいずれかに欠陥があると、ニューロンを発達させることができない。^{[ 14 ]}

1 つの軸索を形成した後、ニューロンは他のすべての神経突起が軸索になるのを阻止しなければなりません。これはグローバル抑制として知られています。^{[ 14 ]}グローバル抑制は、発達した軸索から放出され、他の神経突起に取り込まれる長距離の負のフィードバック信号によって達成されると示唆されています。^{[ 15 ]}しかし、長距離シグナル分子は発見されていません。^{[ 14 ]}あるいは、軸索になる運命にある神経突起に軸索成長因子が蓄積すると、同じタンパク質をめぐって競合しなければならないため、必然的に軸索成長因子が枯渇すると示唆されています。^{[ 16 ]}これにより、他の神経突起は軸索になるのに十分な濃度の軸索成長因子がないため、樹状突起に発達します。^{[ 16 ]}これにより、長距離シグナル分子を必要とせずにグローバル抑制のメカニズムが可能になります。