神經元的復雜樹突分支是大腦神經網絡形成的基礎，這一過程需要精確的時空調控。盡管已知局部鈣信號和肌動蛋白絲形成在樹突分支誘導位點協同作用，但具體的肌動蛋白成核因子及其與鈣瞬變的關聯機制仍不清楚。此前研究發現WH2結構域肌動蛋白成核因子Cobl受鈣調蛋白(CaM)調控，但這是否代表WH2結構域成核因子的普遍調控原則尚不明確。

德國耶拿大學醫院的研究團隊在《Communications Biology》發表研究，發現連接介導和調節蛋白(JMY)作為新型Ca²⁺/CaM靶點，通過雙重肌動蛋白成核機制驅動樹突分支形成。研究人員通過構建系列JMY突變體，結合活細胞成像、共免疫沉淀、體外重組實驗等技術，系統解析了JMY在神經元形態發生中的功能機制。

JMY是CaM介導Ca²⁺信號傳導的靶點
通過篩選發現JMY的C端區域（含三個WH2結構域和Arp2/3結合CA結構域）能與Ca²⁺激活的CaM強效結合。內源性共免疫沉淀和線粒體招募實驗證實該相互作用具有Ca²⁺依賴性，且發生在完整細胞內。

JMY過表達促進海馬神經元樹突分支
無標簽JMY過表達使神經元樹突分支點、末端點和總長度顯著增加，Sholl分析顯示近端區域復雜性提升。在COS-7細胞中JMY同樣誘導肌動蛋白富集的3D膜皺褶形成，證實其促形態發生功能。

JMY缺失導致樹突分支缺陷
兩種獨立RNAi敲低JMY使樹突分支點和末端點分別減少50%和25%，分支深度分析顯示初級樹突不受影響，但高階分支（2-4級）嚴重受損。表達RNAi抗性JMY可完全挽救表型，證實表型特異性。

樹突分支需要JMY的N端和C端功能域
缺失C端（ΔCT）或N端（ΔNT）的JMY突變體均無法挽救敲低表型，表明JMY的樹突形成功能需要完整的分子結構，包括WH2結構域的肌動蛋白結合能力和Arp2/3復合物激活能力。

Arp2/3復合物參與JMY介導的神經形態發生
Arp2/3抑制劑CK666完全阻斷JMY的促分支作用。缺失CA結構域（ΔCA）或Arp2/3結合關鍵位點（W981A）的JMY突變體喪失挽救能力，證實JMY需要通過直接激活Arp2/3復合物發揮功能。

JMY的WH2結構域對樹突分支至關重要
三重WH2突變體（WH2#1-3mut）無法挽救敲低表型。特別值得注意的是，僅突變第一個WH2結構域（WH2#1mut）就足以使JMY功能喪失，盡管其他兩個WH2結構域仍保持完整。

CaM調控JMY第一個WH2結構域的肌動蛋白結合
發現第一個WH2結構域與CaM結合區重疊。體外重組實驗顯示Ca²⁺/CaM結合會抑制WH2#1的肌動蛋白結合能力，且這種調控具有可逆性。CaM抑制劑CGS9343B處理完全阻斷JMY的促樹突分支作用。

這項研究確立了Ca²⁺/CaM信號作為調控肌動蛋白成核因子的普遍原則：通過靶向特定WH2結構域動態調控其肌動蛋白結合能力，從而精確控制神經元形態發生。JMY通過直接肌動蛋白成核和Arp2/3激活的雙重機制促進樹突分支，其第一個WH2結構域既是功能核心又是Ca²⁺信號整合節點。這些發現為理解神經網絡發育的分子基礎提供了新見解，也為相關神經系統疾病的機制研究提供了潛在靶點。