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为探究 Alk 信号在发育中的动态作用，研究人员利用 AlkTango 报告系统研究果蝇中内源性 Alk 信号，发现其在幼虫及成虫心脏中激活，Jeb 与 Alk 分别在围心细胞和心肌细胞表达，干扰该信号影响生存及心脏功能，为心脏研究提供新方向。
在生命科学领域，受体酪氨酸激酶（RTK）在多细胞生物发育中扮演关键角色，其表达与信号活性的时空调控至关重要。然而，如何精准追踪 RTK 在完整生物体中的动态激活过程，一直是研究的难点。以间变性淋巴瘤激酶（Anaplastic Lymphoma Kinase, Alk）为例，其在细胞类型特化、代谢调控、行为控制及癌症中作用显著，但在心脏等组织中的内源性信号动态却长期未被深入揭示。果蝇作为经典的模式生物，其心脏（背血管）结构与发育过程与脊椎动物有较高相似性，是研究心脏疾病的理想模型，但 Alk 信号是否参与果蝇心脏功能调控尚属未知。
为填补这一空白，瑞典哥德堡大学（University of Gothenburg）的研究人员开展了相关研究。他们开发了一种基于 Tango GPCR 检测的 Alk 活性报告系统（AlkTango），该系统通过受体二聚化触发 TEV 蛋白酶切割和转录因子核定位，从而实时监测 Alk 信号激活。研究成果发表在《Cell Communication and Signaling》，为揭示 Alk 信号在心脏中的功能提供了关键线索。
研究中主要运用的关键技术包括：一是 CRISPR/Cas9 介导的同源定向修复（HDR）技术，用于构建 AlkTCS-LexA和 AlkTEV等位基因，实现 Alk 活性的可视化追踪；二是免疫荧光染色与共聚焦显微镜观察，结合 HandC-GFP 等报告基因，定位 Alk 和 Jeb 在心脏组织中的表达细胞；三是光学相干断层扫描（OCT）和心脏功能分析，评估 Alk 信号扰动对成蝇心脏节律和结构的影响；四是遗传操作如 UAS-jeb 过表达和 Alk.EC 显性负性突变体，用于研究信号激活与抑制的功能表型。
AlkTango 监测 Alk 二聚化依赖的激活
研究人员通过 CRISPR/Cas9 构建了 AlkTCS-LexA和 AlkTEV果蝇品系，与 LexAop2 荧光报告基因结合后，AlkTango 系统在胚胎内脏中胚层、中枢神经系统（CNS）神经元及幼虫体壁肌肉中均检测到 Alk 激活信号，与已知的 Alk 功能区域一致。值得注意的是，在蛹期视叶的髓质和层 plexus 以及幼虫运动神经元轴突中也观察到 AlkTango 活性，提示其新的潜在功能。
Alk 信号在果蝇背血管中的动态激活
利用 HandC-GFP 标记背血管，发现 AlkTango 活性在刚孵化的 L1 幼虫背血管中未激活，但孵化 6 小时后在主动脉、心门（ostia）和瓣膜区域的心肌细胞中显著出现，并持续至成虫阶段，尤以心门处信号最强。这表明 Alk 信号在幼虫早期启动，并维持至成年，提示其在心脏稳态中的持续作用。
心脏组织中 Alk 与 Jeb 的细胞特异性表达
Alk 蛋白在胚胎晚期的心肌细胞（包括主动脉和心脏本体）及成虫心脏中表达，心门细胞（Tin 阴性）亦有表达。而 Jeb 配体通过 jebT2A-QF报告基因显示，其在 L1 幼虫围心细胞（pericardial cells, PCs）中开始表达，成虫期仅围心细胞呈强阳性，心肌细胞无表达。这种相邻细胞间的表达模式提示 Jeb/Alk 信号可能通过旁分泌方式介导心脏细胞间通讯。
Alk 信号对心脏功能与生存的影响
心脏特异性过表达 Jeb（4xHand>UAS-jeb）导致成虫存活率显著下降，寿命缩短 22%，热应激下致死率增加，攀爬能力降低，提示心脏功能受损。OCT 分析显示，Jeb 激活 Alk 信号导致心搏周期延长、心律失常，而 Alk.EC 抑制信号则无明显影响。组织学观察发现，Jeb 过表达引起心肌肌原纤维紊乱、心包蛋白（Pericardin）沉积增加，呈现纤维化病理特征。
Alk 信号诱导翼心增生
果蝇翼心（wing hearts）作为辅助搏动器官，其发育异常与翅膀成熟缺陷相关。研究发现，Jeb 过表达或 Alk 激活突变体（Alk.Y1355S）导致翼心肌肉组织显著增生，而 Alk.EC 或野生型 Alk 过表达无此效应。这表明 Alk 信号强度直接调控翼心细胞增殖，其机制可能与 Ras/Raf/ERK 或 PI3K/Akt 通路激活相关。
研究结论与意义
本研究通过 AlkTango 系统首次揭示 Alk 信号在果蝇心脏中的动态激活，证实 Jeb/Alk 旁分泌信号在心肌细胞功能维持、应激反应及翼心发育中的关键作用。尽管胚胎期 Alk 缺失未显示心脏结构缺陷，但幼虫至成虫阶段的信号扰动导致显著生理异常，提示 Alk 可能在心脏成熟后而非发育早期起作用。此外，研究发现 Alk 信号与人类心脏疾病存在潜在关联，如 ALK 酪氨酸激酶抑制剂（TKI）使用者的心律失常风险，以及 ALK 与心脏肥厚的可能联系，为跨物种研究提供了重要线索。
该研究不仅拓展了对 Alk 信号时空功能的认知，也为果蝇作为心脏疾病模型的应用提供了新方向。未来结合脊椎动物模型与基因组学研究，有望进一步阐明 ALK 信号在心脏稳态与疾病中的保守机制，为相关药物的心脏毒性评估及治疗靶点开发提供理论依据。
