在《细胞报告》(Cell Reports)上发表的一项研究中，金泽大学(Kanazawa University)的研究人员发现了大脑中使神经元能够组装成类似高柱的功能单元的途径。

脑细胞经常聚集在一起生长，形成三维的柱子。虽然这种柱状的神经元模式已经建立，但其形成背后的确切机制仍然难以捉摸。金泽大学的Makoto Sato团队一直在密切研究这一现象。他们最近的发现解释了大脑中的分子是如何协同工作，创造出这些柱子的建筑奇迹的。

由于果蝇(果蝇)与人类的基因相似，研究人员的大部分工作都是基于果蝇。在这项研究中，他们专注于果蝇大脑的视觉中心，一个被称为髓质的区域。这个区域类似于人类的大脑皮层——推理的主要位置。研究人员实时拍摄了果蝇髓质的发育柱，发现一种名为Fmi的蛋白质在果蝇的生长阶段大量存在，但很快就消失了。

Fmi还参与了一个被称为平面细胞极性(PCP)的过程，该过程驱动细胞在二维空间中的空间取向。因此，据说PCP也在专栏的开发中发挥了作用。事实上，PCP组分的失活导致了柱的形成受损。更重要的是，一个新的候选，Fz2，被发现与单个PCP组分密切合作。

Fz2与一种叫做Wnt信号的细胞通路有关。对髓质的仔细检查显示，Wnt通路的主要调节因子DWnt4和DWnt10在附近起作用。当DWnt4和DWnt10也被禁用时，邻近区域的柱结构随之被破坏。柱式建筑由一系列复杂的建筑师控制。

Makoto Sato和他的同事之前已经揭示了三种神经元类型——R7、R8和Mi1——组成了这些柱子。因此，他们随后研究了Wnt/PCP在这些神经元中的作用。关闭PCP导致Mi1和R8神经元改变方向，证实方向是由该途径控制的。另一方面，当Wnt信号被关闭时，Mi1神经元也表现出结构损伤。因此，Wnt/PCP对柱的适当空间和结构发展至关重要。

这项研究揭示了驱动大脑发育的机制相互交织的本质。研究人员总结说:“[我们]发现Wnt配体通过Fz2/平面细胞极性信号在大脑三维空间中全局调节神经元的方向和柱排列。”这些过程是监测健康生长和追踪发育中的大脑疾病的关键。

背景:

平面细胞极性(PCP) -细胞极性是一种使细胞内的形状和大小产生空间差异的现象。因此，细胞可能一端呈细长状，另一端呈椭圆形(如图所示)。这种极性发生在二维空间中，使细胞能够同时执行多种功能。因此，神经元可以在一端跨越距离，而另一端维持基本的生命过程。由于PCP是一个复杂的过程，多个分子是其链的一部分。到目前为止，PCP在调节神经元三维空间定向中的作用尚不清楚。这项研究阐明了Wnt信号如何与PCP一起工作以实现这一目标。