近日，中科院神经科学研究所所长蒲慕明院士领导的国际研究团队在《神经科学杂志》（J. Neurosci.）上发表了一项重要研究，揭示了底物结合导向因子在轴突极化生长中的关键作用。研究团队开发了一种新技术，能够快速在细胞表面或细胞外基质上生成底物结合蛋白的显微梯度，从而精确模拟体内的导向信号环境。

在神经发育过程中，分泌性导向因子通过形成细胞外梯度引导轴突生长和神经细胞迁移。然而，许多导向因子实际上是与细胞表面或细胞外基质结合的，而非自由扩散。以往的研究对这种底物结合导向因子是否以及如何形成有效的梯度来引导轴突生长仍不清楚。研究团队利用新方法，在玻璃基底上固定了浓度梯度的底物结合蛋白（如Netrin、Semaphorin等），并观察培养的神经元对其响应。

实验结果显示，底物结合导向因子的梯度能够高效地极化轴突的起始和定向生长。在梯度中，神经元单个生长锥能够感知微小的浓度差异，并在几分钟内决定轴突生长的方向。这一过程依赖于局部受体激活和细胞骨架重排。与自由扩散的梯度相比，底物结合梯度提供了更稳定、更持久的导向信号，且不需要持续的分泌源。

该技术不仅为研究结合蛋白导向的神经元应答提供了有力工具，还为理解神经发育中的轴突导向机制提供了新的视角。未来，这项技术可能用于再生医学中引导神经纤维的定向再生。

参考文献：J. Neurosci. 2023, 43(12): 2102-2114. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1234-22.2023