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顶端细胞外基质（apical extracellular matrix, aECM）作为一种动态支架，调控组织生长、细胞间通讯和创伤修复，因此是一种功能强大的生物材料。在本研究中，我们利用先进的三维体积电子显微镜技术，探索了果蝇幼虫 aECM 复杂的三维形貌。该技术为理解并模拟外骨骼角质层中 aECM 表面的多样性及其结构架构打开了新的视野。我们重建了表皮表面上齿突、毛以及感觉器官（包括双感器和 Keil 氏器官）的显著形态。我们的重建结果还清晰呈现了幼虫气管系统以及气门中海绵状毡室（Filzkorper）的结构，揭示出围绕一条中央管道分布的微小腔隙迷宫；该中央管道从后部开口延伸至气管腔。 在考察具有活跃转运功能的肛垫细胞超微结构时，我们发现了一种倒置的角质层孔道结构模式，这支持了其在 aECM 两侧进行渗透调节的推测作用。我们的研究结果进一步提示，普通表皮细胞可编织出复杂的孔道网络，从而在整个 aECM 范围内协调物质分布。此外，我们还重建了肌腱细胞和弦音器官，它们形成了一个分支化网络，由大量丝状的角质层内纤维构成，这些纤维穿行于 aECM 之中，将外骨骼与肌肉及感觉器官连接起来。通过全面描绘 aECM 精细复杂的超微结构特征，本研究为探索其保护、力学和感觉功能如何相互交织开辟了新路径，并为下一代定制化仿生材料的设计提供了启发。
matthias.behr{at}uni-leipzig.de
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摘要
顶端细胞外基质（aECM）作为一种动态支架，在组织生长、细胞间通信和创伤修复中发挥协调作用，因此是一种功能强大的生物材料。在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 公开提供。
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发布于 2026 年 7 月 31 日。
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《果蝇顶端细胞外基质的三维微观与纳米结构》
Talha Alkhateeb ， Jamal Ibrahim ， Vincent Richter ， Andreas Stephan Thum ， Matthias Behr
bioRxiv
2026.07.27.740909； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.27.740909
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《果蝇顶端细胞外基质的三维微观与纳米结构》
Talha Alkhateeb ， Jamal Ibrahim ， Vincent Richter ， Andreas Stephan Thum ， Matthias Behr
bioRxiv
2026.07.27.740909； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.27.740909
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.27.740909v1?rss=1
🏷️ 果蝇 顶端细胞外基质 三维电子显微镜 超微结构 外骨骼角质层 气管系统
来源出处
果蝇顶端细胞外基质的三维微观与纳米结构
https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.27.740909v1?rss=1