Nature

在生物体内，器官往往呈现出独特但常被忽视的空间排列（spatial arrangement）。5月29日Nature报道的研究 The sex of organ geometry 提出，器官的形状和它们相邻的关系背后有一定的逻辑。通过对大量果蝇（Drosophila melanogaster）进行体积扫描，研究人员开发了一种方法来量化器官形状、位置及个体间变异的三维特征。研究发现，器官的形状及其相对排列在两性间存在一致性但有所不同，并且还发现了意想不到的器官相邻关系和左右器官的不对称性。

研究以贯穿整个身体的肠道为重点，探讨了三维器官几何形态上的性别差异是如何产生的。研究表明，成年肠道的配置仅部分由邻近器官施加的物理约束决定，其性别特异性形状是通过肠道肌肉与类气管之间的机械化学相互作用（mechanochemical crosstalk）积极维持的。确实，肌肉衍生的成纤维细胞生长因子样配体的性别偏向表达使气管呈现性别二态性。气管分支将肠道环束缚成男性或女性形态，从而产生生理影响。器官几何形态代表了一种以前未被认识到的生物复杂性，这种复杂性可能促进或限制器官间的交流，并可能有助于解释器官功能上的性别或物种差异。

对内脏器官在身体中特定位置的认识可以追溯到解剖学研究的早期，如亚里士多德描述的镜像反转（ situs inversus ）。尽管我们对器官如何获得其特征大小和形状的机械理解正在快速进展，但决定其高级空间排列的因素却很少受到关注。这部分是因为多器官关系不太适合分子、遗传和成像方法的研究，这些方法已经在器官层面上取得了进展，同时也因为很容易将这种空间排列的一致性视为发育的偶然现象。

原则上，像果蝇这样相对较小的动物，具有特化的器官和已建立的内分泌器官间通讯机制，为研究内脏器官的空间排列提供了机会；其复杂的实验工具使得能够对潜在的遗传机制进行功能探究。然而，果蝇的几丁质外骨骼使得先前尝试全面可视化其内脏器官的努力要么不是三维的（例如解剖），要么是相对低通量的（例如组织清除）。研究人员通过扩大微型计算机断层扫描（microCT）的应用，克服了这一问题。以前将microCT应用于较小的果蝇群体，现在对大量完整的成年果蝇进行了三维体积扫描。这使研究人员能够定量描述和功能探讨大多数器官的形状、位置及相对排列。

总之，这些数据表明，成年果蝇的肠道具有一致但性别二态的三维形状。