髓鞘化（Myelination）是脊椎動物神經系統演化的關鍵創新。Hartline & Colman（2007）估算髓鞘使動作電位傳導速度提升約 50 倍，且能量消耗降低（離子跨膜流動僅發生在蘭氏結，而非整段軸突），使複雜且大型的神經系統成為可能。
髓鞘形成的分子機制
寡突膠質細胞（OL）的分化遵循嚴格的轉錄因子級聯：Olig2（規格化）→ Sox10 + Nkx2.2（前驅細胞）→ MRF/Myrf（成熟 OL 的 master regulator，直接驅動 MBP 和 PLP 等髓鞘基因的表達；Emery et al., 2009）。軸突信號（特別是 Neuregulin-1 type III / ErbB 受體訊號）是 PNS 髓鞘化的劑量依賴性指令（Nave & Salzer, 2006）——NRG1 type III 的表達量決定許旺細胞是形成髓鞘還是維持在非髓鞘化狀態（Remak bundles）。在 CNS，軸突徑度是重要因素（> 0.2 μm 傾向被髓鞘化），但 NRG1 的角色較不明確——Brinkmann et al.（2008）發現 NRG1 在 CNS 髓鞘化中非必需，暗示 CNS 和 PNS 使用部分不同的調控機制。
髓鞘膜的脂質組成獨特，富含 galactocerebroside、sulfatide 和 cholesterol。Saher et al.（2005）利用寡突膠質細胞特異性 squalene synthase 剔除小鼠證實，cholesterol 是 CNS 髓鞘形成的限速因子。髓鞘蛋白方面，MBP 透過靜電交互作用壓縮相鄰的胞質面膜層（major dense line），PLP 穩定胞外面的膜間距（intraperiod line）。
蘭氏結的分子組織
蘭氏結（Node of Ranvier）是高度特化的軸突域。結區密集表達 Nav1.6 通道（由 ankyrin G 和 βIV-spectrin 錨定）；結旁區（paranode）的軸突側 Caspr 和 contactin 與膠質側 neurofascin-155 形成隔膜狀連接（septate-like junction），建立擴散屏障，防止結區和結間區的膜蛋白混合。結旁鄰近區（juxtaparanode）富含 Kv1.1/Kv1.2 通道，幫助穩定靜止膜電位和維持不反應期。Poliak & Peles（2003）的綜述詳細描述了這一精密的分子架構。蘭氏結的組裝依賴膠質細胞與軸突之間的雙向訊號——在發育過程中，膠質接觸誘導 Nav 通道的叢集化。
活動依賴髓鞘可塑性
傳統觀點將髓鞘化視為發育過程中的固定事件，但近十年的研究徹底改變了這一看法。Gibson et al.（2014）在 Science 發表的研究使用 optogenetics 刺激小鼠前運動皮質的投射神經元，發現增加的神經活動導致該投射路徑上的 OPC 增殖和新 OL 形成增加，胼胝體中的髓鞘厚度增加——這是「活動依賴髓鞘化」的直接證據。McKenzie et al.（2014）進一步證實，條件性阻斷成年小鼠的新髓鞘形成（使用 Myrf 條件性剔除）損害複雜運動學習（轉輪跑步），確立了成年期新髓鞘形成在運動學習中的必要性。
Steadman et al.（2020）發現新髓鞘形成也是空間記憶鞏固所必需的——阻斷學習後的新 OL 生成破壞海馬迴依賴的遠期記憶保持。Pan et al.（2020）利用 in vivo 雙光子成像追蹤個別 OL 的動態，發現成年小鼠皮質中持續有新的 OL 和髓鞘節段形成，且不同皮質區域的動態差異反映了其功能活動模式。這些研究共同建立了「髓鞘可塑性」（myelin plasticity）作為成人神經可塑性的重要形式，與突觸可塑性互補。
臨床轉譯
MS 的治療已從廣泛免疫抑制轉向精準靶向。Natalizumab（抗 α4-integrin 抗體）阻斷免疫細胞穿越 BBB；ocrelizumab（抗 CD20）消除 B 細胞；sphingosine-1-phosphate 受體調節劑（fingolimod）扣留淋巴球在淋巴結中。促進再髓鞘化是下一個前沿——clemastine（抗組織胺藥物）被發現可促進 OPC 分化和再髓鞘化（Mei et al., 2014），目前正在 MS 的臨床試驗中。anti-LINGO-1 抗體（opicinumab）針對髓鞘形成的負調控因子，但 Phase II 試驗結果不一致（Cadavid et al., 2019）。白質疾病（leukodystrophies）如 Pelizaeus-Merzbacher 病（PLP1 突變）和 Krabbe 病（galactocerebrosidase 缺乏）提供了理解髓鞘生物學的人類遺傳模型。