NGF与受体结合,通过受体介导的内吞机制产生内在化,形成由轴膜包绕、含有NGF、并保持其生物活性的小泡,经轴突沿微管逆行转运至胞体,经酪氨酸蛋白激酶、脂酰肌醇钙、内源性环腺苷酸等第二信使体系的转导,启动一系列级联反应,对靶细胞的某些结构或功能蛋白基因表达进行调控而发挥其生物效应。
在胚胎发育的一定时期内,注射鼠神经生长因子为效应神经元生存所必须。体外实验证实,如果培养液中不加NGF,神经细胞即不能长出轴突,也不能存活。NGF及其受体也广泛分布于中枢神经系统,由海马和脑皮质产生的NGF可通过胆碱能神经逆行运输至前脑基底核,维持胆碱能神经元的存活和功能。在胚胎发育早期,中枢NGF的含量决定胆碱能神经的密度。在无胆碱能神经支配的小脑区和下丘脑,NGF含量也较高,表明除胆碱能神经外,NGF对其他类神经元也有营养作用。