综述：果蝇幼虫唾液腺——一个用于理解分泌器官发育与功能的简洁优雅模型系统

本综述系统阐述了果蝇幼虫唾液腺（SG）作为经典发育生物学模型在器官发生机制研究中的核心价值。文章聚焦转录因子（TFs）调控网络（如Scr、Fkh/CrebA）与信号通路对腺体特化、形态发生（管状形态建成）及分泌功能（内分泌/外分泌/顶浆分泌）的精密调控，揭示了其支持动物生长（20E激素调控）和免疫保护（Sgs?蛋白）的多重生理功能。

　　

Overview of Drosophila Larval Salivary Glands

果蝇晚期幼虫唾液腺是一个由四种主要细胞类型构成的大型器官：两对分泌腺（各含约120个细胞）通过两条独立唾液管与中央总管相连，最终汇入消化道。在分泌腺与个体导管之间存在成虫环细胞，这些是变态过程中形成成虫唾液腺的前体细胞。幼虫唾液腺以其结构完整性和功能特异性，为研究器官发育提供了理想模型。

Specification of the Drosophila SGs

唾液腺及其组成细胞的特化是沿机体轴线模式化信息协同指定独特细胞身份的典范。在前后轴（AP）上，Hox基因Sex combs reduced（Scr）在gap基因giant（gt）、hunchback（hb）、Krüppel（Kr）和分节基因fushi tarazu（ftz）调控下，于第2副体节（PS2）中表达，覆盖所有唾液腺细胞前体。背腹轴（DV）上，Decapentaplegic（Dpp）和Wingless（Wg）信号梯度进一步细化表达模式：高水平Dpp激活serpent（srp）和fork head（fkh），指定分泌细胞命运；低水平Dpp与Wg组合促进ductless（du）表达，导向导管细胞分化。关键转录因子如Scr、Srp、Fkh和Hkb通过自动调节与交叉互作，构建了稳固的基因调控网络（GRN），确保细胞命运决定的精确性。

Salivary Gland Morphogenesis

随着早期唾液腺基因表达启动，PS2腹中线两侧的分泌前体细胞沿顶基轴伸长，形成两个单层柱状上皮平板（即唾液腺基板）。通过内陷、细胞嵌合、集体迁移和生长等有限的组织水平形态发生过程，每个基板最终内化并延伸成上皮管（图2）。内陷是最具特征性的步骤：表达Tims和α-Spec的顶面收缩，基底面扩张，驱动上皮弯曲内卷。该过程受机械力与基因表达协同调控：RhoGEF2通过激活Rho1/Rok通路调控肌动球蛋白收缩，而Crb、α-Spec等膜骨架蛋白维持顶面完整性。内陷完成后，细胞通过定向迁移和重排完成管腔延伸与对接，最终形成功能完整的腺管结构。

Expanding Secretory Capacity Early

特化完成后，果蝇唾液腺细胞通过激活整套分泌机制相关基因迅速获得分泌能力。这一转变以分泌通路组分基因（SPCGs）的上调为标志，这些基因编码内质网（ER）靶向、加工及ER-高尔基体运输所需蛋白。bZip家族关键转录因子CrebA通过结合近端保守增强子 motif直接激活SPCGs（图1）。CrebA缺失导致ER、高尔基体等细胞器发育缺陷及分泌蛋白异常累积。同时，Scr、Srp和Fkh通过维持crebA表达间接调控分泌能力建设，形成早期分泌功能建立的遗传级联。

Larval Secretion

虽然胚胎期唾液腺表现组成型分泌，但其作为分泌器官的功能特化在晚期幼虫阶段（变态前）通过"胶蛋白"的强力分泌达到顶峰。胶蛋白由唾液腺分泌基因（Sgs）编码，是高度糖基化的粘附蛋白，在变态过程中将蛹壳固着于基质。固醇激素20-羟基蜕皮酮（20E）与Fkh和Sgs基因启动子上的激素响应元件（HREs）结合，协同激活转录爆发。分泌过程呈现脉冲特征：早期20E浓度上升诱导Sgs表达，后期浓度峰值触发大规模分泌。此外，幼虫唾液腺还行使内分泌功能，分泌胰岛素样肽（Dilps）调控全身生长代谢，并在蛹化前通过大规模顶浆分泌释放抗菌化合物，保护蛹免受微生物感染。

Concluding remarks

果蝇幼虫唾液腺无疑是最具阐释力的器官特化、结构建成与功能专一化研究模型。尽管过去数十年已揭示其生物学过程的详细分子通路，仍有许多未知待探索。组织特异性全基因组转录组学将发掘更多参与形态发生与生理功能的基因，活体成像与力学测量技术的进步将动态解析管状器官建成机制，而单细胞组学将揭示细胞亚型多样性及其功能关联。持续深入研究这一经典模型系统，将继续为器官发育生物学提供深刻见解。