热胁迫驱动温带与热带黑腹果蝇胚胎中相反的氧化还原变化

氧化还原平衡是有氧代谢的核心，然而急性热胁迫可通过提高代谢速率并改变诸如 NADH 等关键电子载体的平衡而破坏这种平衡。在黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）早期胚胎中，维持氧化还原平衡尤为关键，因为胚胎在发育过程中会经历氧化还原状态的转变，并依赖氧化磷酸化为细胞核分裂提供能量。 在本研究中，我们检测了来自温带气候（美国佛蒙特州、法国、日本）和热带气候（圣基茨、加纳、印度）的 6 条黑腹果蝇同雌系品系，以评估热敏感胚胎与耐热胚胎对高温的代谢响应。我们采用非靶向液相色谱-质谱联用（LC--MS）技术，在 25°C 以及经 32°C 热激处理后，测定了 33 种代谢物及主要氧化还原对（NADH/NAD+、NADPH/NADP+ 和 GSH/GSSG）。在所有胚胎中，热激均诱导了共有的代谢谱变化，表现为核苷酸单磷酸（如 AMP、CMP 和 GMP）和氨基酸（如丙氨酸、谷氨酸、丝氨酸）水平升高。相比之下，氧化还原代谢物因地区而异：热敏感的温带胚胎转向更氧化的状态（NADH/NAD+ 比值下降 46.6%，氧化型谷胱甘肽增加 4 倍），而耐热的热带胚胎则维持了谷胱甘肽平衡，并使 NADH/NAD+ 比值提高 52.9%，表明其处于更还原的状态。这些模式与以下解释一致：温带胚胎中 NADH 氧化程度更高且氧化胁迫更强（由氧化型谷胱甘肽推断），而热带胚胎则能更好地维持氧化还原平衡。综上，我们的结果表明，在早期胚胎发生过程中，维持氧化还原平衡是决定急性耐热性以及整体健康发育的关键因素。

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热应激驱动温带与热带黑腹果蝇胚胎中相反的氧化还原变化

Thomas S. O'Leary， Brent L. Lockwood

doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.30.733001

Thomas S. O'Leary 佛蒙特大学 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授权 bioRxiv 永久展示该预印本。 该作品依据 CC-BY-ND 4.0 国际许可协议提供。

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发表于 2026 年 7 月 3 日。

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Thomas S. O'Leary， Brent L. Lockwood

bioRxiv 2026.06.30.733001； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.30.733001

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Thomas S. O'Leary， Brent L. Lockwood

bioRxiv 2026.06.30.733001； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.30.733001

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.30.733001v1?rss=1

🏷️ 黑腹果蝇胚胎 热胁迫 氧化还原平衡 代谢组学 NADH/NAD+ 耐热性