In vitroEdit

Un neurone de mammifère indifférencié placé en culture rétractera les neurites qu’il a déjà développés. De 0,5 à 1,5 jour après avoir été placé en culture, plusieurs neurites mineurs commenceront à faire saillie hors du corps cellulaire. Entre le jour 1,5 et le jour 3, l’un des neurites mineurs commence à dépasser les autres neurites de manière significative. Ce neurite deviendra finalement l’axone. Les jours 4 à 7, les autres neurites mineurs commencent à se différencier en dendrites. Au 7e jour, le neurone devrait être complètement polarisé, avec des dendrites fonctionnelles et un axone.

In vivoEdit

Comme indiqué précédemment, un neurite qui se développe in vivo est entouré de milliers de signaux extracellulaires qui peuvent à leur tour être modulés par des centaines de voies intracellulaires. Il n’est donc pas surprenant que l’on ne comprenne pas encore ce qui détermine le destin des neurites in vivo. On sait que dans 60 % des cas, le premier neurite qui sort du corps cellulaire deviendra l’axone. Dans 30 % des cas, c’est un neurite non destiné à devenir un axone qui sort le premier du corps cellulaire. Dans 10 % des cas, le neurite qui deviendra l’axone sort du corps cellulaire en même temps qu’un ou plusieurs autres neurites. Il a été proposé qu’un neurite mineur puisse s’étendre vers l’extérieur jusqu’à ce qu’il touche l’axone déjà développé d’un autre neurone. À ce moment-là, le neurite commence à se différencier en un axone. C’est ce qu’on appelle le modèle « touch and go ». Cependant, ce modèle n’explique pas comment le premier axone s’est développé.

Quel que soit le signal extracellulaire impliqué dans l’induction de la formation de l’axone, il est transduit par au moins 4 voies différentes : la voie Rac-1, la voie médiée par Ras, la voie AMPc-liver kinase B1 et la voie calcium/calmoduline dépendante de la protéine kinase. Une déficience dans l’une de ces voies entraînerait l’incapacité de développer un neurone.

Après avoir formé un axone, le neurone doit empêcher tous les autres neurites de devenir également des axones. Ce phénomène est connu sous le nom d’inhibition globale. Il a été suggéré que l’inhibition globale est réalisée par un signal de rétroaction négatif à longue portée libéré par l’axone développé et repris par l’autre neurite. Cependant, aucune molécule de signalisation à longue portée n’a été découverte. Il a également été suggéré que l’accumulation de facteurs de croissance axonale dans le neurite destiné à devenir l’axone signifie qu’il y a un appauvrissement des facteurs de croissance axonale par défaut, car ils doivent entrer en compétition pour les mêmes protéines. Les autres neurites se transforment alors en dendrites, car ils ne disposent pas de concentrations suffisantes de facteurs de croissance axonaux pour devenir des axones. Cela permettrait un mécanisme d’inhibition globale sans avoir besoin d’une molécule de signalisation à longue portée.