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神经元的一个重要特征是具有复杂的形态而且其形态与生理功能紧密相关。神经突从胞体的伸出是神经元形态发生的起始。虽然我们对介导轴突极化、树突发育和树突棘形成等神经元发育后期过程的分子机制有较深刻的了解，神经突如何起始生长的分子机制仍不清楚。在本研究中，运用体外培养的大鼠海马神经元，结合活体成像和药理学实验，我们发现新生神经元的细胞膜下存在一层较厚并且规则的聚合肌动蛋白层(actin cortex)。随着发育进程该聚合肌动蛋白层重组后在细胞膜下产生一个或两个大的微丝聚集体(actin aggregation)，神经突从微丝聚集体处伸出形成。进而我们发现在神经突起始过程中肌动蛋白的动态变化是重要的，微管的动态变化和蛋白质合成则对后期的神经突稳定非常重要。 在研究神经突起始过程中微丝聚集体形成的调控机制中，我们发现一个之前被较少报导的磷脂分子——3，4二磷酸磷脂酰肌醇[Phosphatidylinositol3，4-bisphosphate，PI(3，4)P2]，其在细胞膜上呈现出的小颗粒状的聚集，与微丝聚集体有显著的共定位，并且对于微丝聚集体形成和神经突伸出是必要且充分的。作为对照，被广泛研究的相关重要信号分子4，5二磷酸磷脂酰肌醇[Phosphatidylinositol4，5-bisphosphate，PI(4，5)P2]和3，4，5三磷酸磷脂酰肌醇[Phosphatidylinositol3，4，5-trisphosphate，PI(3，4，5)P3]并不具有这样的功能。包被PI(3，4)P2的玻璃小球能促进微丝聚集体和神经突的形成，而通过药理学干扰PI(3，4)P2的合成则抑制了这两个进程。在通过药理学抑制微丝聚集体形成的情况下，PI(3，4)P2在膜上的颗粒性聚集依然存在，证明了PI(3，4)P2是作为上游信号分子发挥作用的。大鼠脑组织中存在两类调控PI(3，4)P2产生的酶，分别是包含SH2结构域的肌醇5位磷脂酶（SH2 domain containing inositol5-phosphatase，SHIP2）和第二类磷脂酰肌醇3位激酶α亚型(classⅡ phosphoinositide3-kinase alpha,PI3K C2α)，这二者互补并且非冗余地调控微丝聚集体的形成、神经突的伸出以及之后的树突发育。最后，我们发现神经系统特异的Wiskott-Aldrich症候蛋白(neural Wiskott-Aldrich syndrome protein，N-WASP)和Arp2/3蛋白复合体作为PI(3，4)P2下游参与调控神经突的形成以及树突的发育。综上所述，我们的结果发现PI(3，4)P2是神经元早期发育过程中的一个极其重要的信号分子，并且验证了其在调控微丝聚集体形成和神经突伸出过程中的关键作用。