神经系统发育与再生的关键是神经突起的导向连接，而在神经突触发生导向延伸的过程中，机械性牵张可以定向牵拉着神经突起的迁移方向，促进神经突起的正确连接，形成功能性突触。因此，神经突起的导向连接是神经行使功能的关键，本项目研究了牵张对神经突起导向连接的分子作用机制，为神经损伤修复提供科学依据。本研究对体外原代培养的脊髓背根神经元进行牵张力加载，分别从2.5%，5.0%，7.5%，10%，最大到20%的拉伸应力，作用时间从1h，4h.8h,12h,24h等进行加载。实验结果发现牵张作用的最佳条件是：2.5%，1h。而随着作用强度和作用时间的增加，神经细胞产生损伤凋亡，进一步采用甘丙肽作用阻断了神经突起的断裂损伤，揭示了甘丙肽作为神经保护剂，通过其II型受体，阻断了凋亡相关基因Bax和p53的表达升高，有效地促进了神经突起的修复连接。另外，本项目选取与Rho GTPases信号通路调节相关的分子，即突起生长导向因子Netrin 1和细胞骨架蛋白Septin 7，研究牵张对神经突起的导向生长的影响及其分子调节机制。通过免疫荧光、MTT、Real-time PCR、Western Blot 和免疫共沉淀等方法，对牵张作用后脊髓神经细胞内的Netrin 1、Septin 7及Rho信号通路分子的表达进行检测，并通过对大鼠L5脊椎牵拉，进行动物在体研究，发现在2.5%牵张能促进Netrin1和Septin7的表达，并且通过其受体DCC的作用，进一步激活RhoGTPase信号通路，对神经突起的靶向延伸进行分子调节。牵张作用于神经细胞后，RhoA表达抑制，Rac1和Cdc42分子表达显著升高，从而有效地促进导向生长分子Netrin1的表达，为神经系统的再生与功能重建提供新的科学思路。