大脑的正常功能依赖于其复杂且精细的神经环路。信息在神经环路中的有效传导依赖于上一级神经元的轴突与下一级神经元的树突之间形成的突触连接。突触是细胞通讯最基本的单元，其连接强度具有很强的可调节性，即突触可塑性。突触的形成受包括细胞粘附分子、脚手架分子、分泌性分子和转录因子等众多分子的调控。　　突触的形成需要突触前神经递质释放机器的组装和突触后递质受体和骨架分子转运的协同参与。细胞粘附分子作为跨突触的桥梁，在突触前后的神经元沟通中起到了纽带的作用。神经环路形成领域的一个重要的科学问题是:突触前和突触后的粘附分子是否有一方在该过程中扮演了起始者或主导者的作用。通过运用转基因动物、在体病毒定位注射等操纵在突触前后对称分布的cadherin/catenin细胞粘附复合物，结合脑片电生理、蛋白质质谱、活细胞成像及免疫组化等方法，发现β-catenin的在体过表达能促进初级感觉皮层第2/3层锥体神经元的兴奋性突触传递和树突棘的形态发生。活细胞成像结果表明β-catenin对于树突棘的稳定——而非树突棘的形成——是必需的，即β-catenin通过稳定新生的树突棘促进功能性突触的成熟。通过一系列在突触前或突触后细胞的特异性分子操作，发现只有特异在突触前神经元中过表达β-catenin才可以显著增加突触后神经元的兴奋性突触传递和树突棘密度;而在突触后神经元，即神经元细胞自主性地过表达β-catenin，并没有这种效果。在突触前位点，β-catenin的过表达显著性促进突触前synaptophysin斑点的密度和大小的增加，并且cadherin/catenin复合物双向调节了谷氨酸能突触的囊泡释放概率，表明β-catenin在突触前位点的表达促进了突触的成熟。与之相对应，β-catenin在突触前细胞的过表达显著促进了树突棘密度和树突棘形态的成熟，体现在不成熟的细长型树突棘比例的降低和成熟的蘑菇型和短粗型树突棘比例的增加。因此，这是一种顺向的，即突触前位点引起突触后位点突触成熟和稳定的调节模式。并且，突触前β-catenin的这一作用是通过cadherin/catenin复合物的细胞粘附作用，而非Wnt/β-catenin通路介导的转录调控作用所实现的。最后，发现一个新的β-catenin结合分子，p140Cap，对于cadherin/catenin复合物促进突触形成的功能是必需的。　　在另一个研究感觉皮层神经环路形成的课题中，研究了DNA去甲基化酶Tet3对兴奋性和抑制性突触的调控。通过在两细胞卵裂球时期往其中一个细胞中进行CRISPR/Cas9依赖的基因编辑（2CC方法），得到野生型细胞和基因突变细胞的嵌合体小鼠。通过对原代嵌合小鼠的锥体神经元进行电生理记录，发现DNA去甲基化酶Tet3调节兴奋性突触传递和抑制性突触传递，从而调控大脑内的兴奋性—抑制性平衡这一重要功能。　　综上所述，我们的工作揭示了cadherin/catenin细胞粘附复合物作为对称性的跨突触分子，在突触发育中通过顺向信号通路发挥了不对称的功能，为突触形成的不对称性提供了强有力的细胞水平和分子水平的基础。同时，本研究使用的在体操作细胞粘附分子的病毒感染策略以及在体标记突触的方法将有力地推动这一领域的发展。2CC方法的应用将有利于快速研究重要基因的在体功能。