方法文章

FLEX：果蝇果蝇的飞行运动训练方案

DOI：

10.3791/69217

⸱

2025年10月14日

 ,  ,  ,  , 
1Department of Comparative Biomedical Sciences, LSU School of Veterinary Medicine

本文内容

摘要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

该协议的目标是为果蝇果蝇提供飞行锻炼。代表性结果表明，飞行运动训练可以增加有氧能力和对高脂肪饮食的抵抗力。

摘要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

果蝇最近已成为研究肥胖症和相关疾病的流行模型。虽然使用特定饮食诱发果蝇代谢紊乱相对容易，但为果蝇创建运动模型更具挑战性。现有的方法，例如动力塔和踏板轮，利用摇动或旋转的小瓶来诱导苍蝇攀爬，利用它们的负面趋地反应。然而，长时间连续攀爬对苍蝇来说是不自然的，并且可能导致与运动相关的伤害和死亡。本文介绍了一种新的锻炼方案，该方案利用苍蝇的自然飞行能力，提供一种更自然、生理和无伤害的锻炼方法。实验表明，为期 5 天的飞行锻炼方案可以提高苍蝇的生物能量能力并抵消西方饮食 （WD） 的不利影响，改善攀爬行为并降低与 WD 相关的死亡率。该协议能够同时训练大量苍蝇，以研究运动与各种因素（包括饮食、药物、衰老和遗传）之间的相互作用。该方法可以补充现有研究运动对苍蝇生理和行为影响的方法。

引言

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

身体活动和锻炼因其直接和长期的健康益处而成为深入研究的重点1。由于运动对新陈代谢的强大全身作用，运动越来越多地用于预防和治疗代谢、心血管和神经系统疾病 2,3,4。尽管越来越多的证据表明定期锻炼具有众多健康益处，但支持这些益处的确切分子机制仍然知之甚少5。为了了解这些机制，使用创新和高通量的动物模型至关重要。虽然啮齿动物模型通常用于研究运动对代谢疾病的影响，但此类研究需要大量成本、监管监督和专用设备 6,7。

最近，黑腹果蝇已成为研究运动生物学的新模型（评论 8,9,10）。果蝇配备了广泛的有效遗传工具、短生命周期、广泛的后代和经济的维护要求，为研究遗传、表观遗传和跨代机制提供了宝贵的资源。在对苍蝇的运动进行建模时，目前的方法通常....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

方案

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. 健身机设置和作

  1. 在大学机械车间制造一台机器。使用 35 mm x 35 mm x 1.4 mm 矩形铝制底座，配备 AC/DC 电机和 35 mm x 35 mm x 0.5 mm 水平铝制平台（图 1A）。
  2. 为了将旋转运动转换为线性运动，请在电机上构建一个直径为 15 厘米的定制旋转圆形凸轮（图 1B）。将带有 2 厘米滚轮的从动件连接到水平平台的底部，以便平台被从动件抬起，然后在从动滚轮清除凸轮后放回其原始位置。
  3. 使用旋转电位器调节电机的速度，使整个旋转周期长约 5,360 ms。
    注意：确切的电机规格、从动件和滚子的尺寸以及凸轮几何形状并不重要。任何能够可靠地提升和放下平台以驱散苍蝇并允许用户控制掉落频率的电动配置都是可以接受的。
  4. 用钩在螺丝眼上的弹力绳将 1 加仑透明塑料桶鱼缸固定到平台上（图 1C）。

2. FLEX 协议

  1. 将苍蝇饲养在 24 °C 的培养箱或湿度为 60% 和 12 小时光/暗循环的房间中。
    2. <....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

结果

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

FLEX 协议之前已在我们实验室发表的一项工作中得到验证。在发表的一项研究中，我们表明飞行运动可以减轻西方饮食 （WD） 的负面代谢影响24。这种饮食是在标准 Nutri-Fly Bloomington 饮食的基础上制成的，添加了以下 15% Nutiva USDA 认证的有机、非转基因、红棕榈油、15% 蔗糖和 0.1 M NaCl。

将3-4日龄成年雄性果蝇随机分为以下4组，以探讨运动是否能预防WD的不良反应：1）对照久坐果蝇对CD的不良反应;2）WD上久坐不动的苍蝇;3）CD（CDE）上的运动苍蝇;4） WD （WDE） 上的运动飞行。

实验表明，5天FLEX方案显著降低了WD上果蝇的死亡率（~2倍），表明飞行运动显著抵消了WD的不利影响（图2）。运动还改善了 WD 上苍蝇的攀爬能力（图 3

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

讨论

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

FLEX 协议提供了一种新颖且与生理相关的方法，用于通过飞行诱导黑 腹果蝇 的有氧运动。与依赖负向地和机械搅拌的 Power Tower 和 TreadWheel 等传统范式不同，FLEX 利用了苍蝇与生俱来的飞行行为。这种方法最大限度地减少了运动引起的损伤和应激反应，使其成为更安全、更生物学上适合的运动生物学模型。

昆虫依靠飞行作为对能量要求最高的有氧活动之一，其特点是质量比代谢率异常高26。经过数百万年的进化，它们改进了悬停飞行，这使得它们在觅食时能够悬浮在空中。果蝇的翅膀拍动可以超过 1000 赫兹，使有氧代谢提高 20 到 100 倍——这是整个动物王国记录的最高代谢率之一27,28。

重要的是，飞行是果蝇的核心自然行为，是觅食、交配和躲避捕食者所必需的。相比之下，基于负.......

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

披露

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

作者没有什么可透露的。

致谢

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

这项研究得到了 NIDDK R01DK129455 （AKM） 的支持。

....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
17 x 100 毫米 14 毫升聚丙烯培养管 nbsp;VWR 60818-689
1加仑透明
塑料桶鱼缸及nbsp;		佩特科无可于Petco购买
8插座浪涌保护器，配备7天数字定时器BN-LINK EGPH020028可于亚马逊购买
交流/直流电机及nbsp;代顿及nbsp;型号12W368，扭矩80英寸-磅
布卢明顿配方饮食 营养蝇 66-112可由加利福尼亚州圣地亚哥的Genesee Scientific Inc.获取
金抹布费舍尔科学06-666金伯利-克拉克专业机34120
插座多功能可编程计时器，带倒计时和无限短周期NEARPOW SPM10188153502可于亚马逊购买

参考文献

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ruegsegger, G. N., Booth, F. W. Health benefits of exercise. Cold Spring Harb Perspect Med. 8 (7), a029694(2018).
  2. Valenzuela, P. L., et al. Exercise benefits on Alzheimer's disease: State-of-the-science. Ageing Res Rev. 62, 101108(2020).
  3. Petridou, A., Siopi....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

重印与许可

申请许可以重复使用本 JoVE 文章的文本或图表

申请许可

标签

相关文章