发光蕈蚊（Arachnocampa flava）发光器官的三维结构与神经调控机制研究

本综述通过显微计算机断层扫描（μCT）和连续切片技术，首次三维重构了发光蕈蚊（Arachnocampa flava）发光器官的形态结构，揭示其与马氏管（Malpighian tubules）、隐肾复合体（cryptonephridial complex）及气管系统的空间关联，为研究生物发光调控机制与进化起源提供了关键形态学依据。

　　

Highlight

Materials and methods

所有用于形态学观察的幼虫均在白天（上午10:00至下午2:00）未发光时固定。幼虫体长为2.5–3.5厘米（预蛹期可达3–4厘米）。为克服解剖过程中因体液静压导致的组织位移问题，我们开发了一种热固定法以保持虫体膨胀度。将发光蕈蚊（Arachnocampa flava）整体幼虫置于松弛液中……

Structural overview

A. flava幼虫为软体结构，除头壳为唯一硬化部位外，无明显体节分化（图1A）。幼虫水平悬吊于黏液管中（图1A、B），周围垂直悬挂覆盖黏液滴的捕食丝线。活体中，发光器官在末节腹部可见为白色团块（图1A、B），该节略呈球状。在宏观照片和活体视频中……

Trachea, nerves and muscles

我们研究了气管系统的形态，以探索可能与气体传输限制或增强相关的结构（如括约肌或阀门），因早期报道指出发光器官附近的纵向气管可能被括约肌细胞包围（Gatenby and Ganguly, 1956）。此外，空气进入发光细胞似乎是生物发光调控的关键，因为将幼虫置于低氧或高氧环境会显著影响发光强度……

CRediT authorship contribution statement

Hamish R. Charlton: 撰写初稿、研究实施、概念化。

David J. Merritt: 概念化。

Declaration of competing interest

作者声明无任何已知的竞争性经济或个人利益可能影响本研究结果。

Acknowledgments

感谢昆士兰大学显微成像中心的Steven Mason提供共聚焦激光扫描显微镜技术支持，以及转化研究所临床前影像设施的Kamil Sokolowski协助完成显微计算机断层扫描。