Cathepsin D(cathD)是溶酶体内重要的组织蛋白水解酶，依赖于溶酶体囊泡内的酸性环境发挥蛋白降解功能，参与一系列调控蛋白水解相关的生理及病理过程。早先的研究表明，神经退行性病变的发生与cathD蛋白水平的降低具有一定相关性。而该类疾病往往伴随一些形态学改变包括神经元树突萎缩、树突棘结构减少及树突复杂性降低等。这些现象提示cathD在神经元树突形态发育和维持过程中起重要作用，但具体调控机制尚不明确。本研究尝试阐明cathD在神经元树突发育过程中的调控方式及其分子机制，以期为神经发育疾病提供研究和治疗靶点。我们以黑腹果蝇幼虫外周神经系统(peripheral nervous system，PNS)的Ⅳ型多级树突神经元(ClassⅣ，dendritic arborization neuron)为研究模型，通过遗传学改造构建cathD基因敲除果蝇品系，利用活体成像技术对神经元形态进行观测和记录分析。通过与野生型对照组果蝇幼虫神经元树突形态进行对比，我们发现cathD缺失导致神经元树突长度缩短、树突分支减少。cathD基因敲除果蝇导入外源cathD基因可以彻底纠正这些发育缺陷，而蛋白酶活性缺失的cathD突变体则无法逆转这些表型。这说明cathD具有调节神经元树突长度和分支数量的作用，且该作用依赖其蛋白水解功能。同时，我们还发现cathD缺失可导致神经元树突末梢异常增生。而该表型可以同时被过表达野生型cathD和蛋白酶活性缺失的cathD突变体逆转。这些现象提示cathD参与调节树突末梢分支的形成，但该过程不依赖其蛋白水解功能。上述结果表明， cathD参与调节神经元树突形态发育。其中，神经元树突长度和分支的发育依赖其蛋白水解功能，而树突末梢形态发育则依赖其非蛋白水解功能。