高通量果蝇摄食行为分析平台FlyPlate-BCA的开发与应用：揭示交配状态依赖性营养感知机制

研究人员针对果蝇摄食行为检测存在的通量低、蒸发干扰等问题，开发了集成自动化追踪与BCA蛋白定量技术的FlyPlate-BCA平台。该96孔板系统可实现单果蝇>100只/天的高通量检测，灵敏度达0.1x营养稀释差异（90%功效仅需4重复），首次揭示雌蝇对蛋白质的摄入存在交配状态依赖性差异，并发现高脂饮食诱导的保守性脂质饱腹反应。该研究为营养基因组学和代谢疾病建模提供了关键技术支撑。

　　

果蝇作为经典模式生物，在代谢和衰老研究中具有不可替代的价值。然而，现有摄食检测方法如毛细管饲喂(CAFE)存在蒸发干扰，染料法易受排泄率影响，而FLIC等自动化平台难以兼容固态食物。这些技术瓶颈严重制约了营养基因组学和食欲神经生物学研究的发展。针对这一现状，华中农业大学洪山实验室的Zheng等研究者开发了FlyPlate-BCA系统，通过微孔板设计结合蛋白定量技术，实现了单果蝇摄食行为的高通量精准检测，相关成果发表于《Cell Reports Methods》。

研究团队采用三大关键技术：1）优化几何结构的96孔板系统（6.8 mm直径×15 mm高度），配备三重通风孔；2）基于BCA蛋白定量法的摄入量计算（检测限0-200 μg/mL BSA，R²≥0.99）；3）自主开发的FlyIntakeAnalyzer Python分析包，实现数据自动处理和异常值剔除。实验使用3-5日龄Oregon-R品系果蝇，按性别和交配状态（处女雌蝇/已交配雌蝇/雄蝇）分组。

平台开发与验证
通过线性校准验证平台灵敏度（y=0.0342x+0.0452，R²=0.9597），蒸发干扰可忽略（Δ=0.0005±0.0030 μg/μL）。与CAFE法相比，检测0.1x营养稀释差异时，FlyPlate-BCA仅需4个重复即可达到90%统计功效，而CAFE需要12个重复（120只果蝇）。纵向监测显示平台稳定性优异（日内变异系数<6%），并发现雌蝇摄食量随时间递增（第7天+15.9%，p<0.0001）。

营养特异性响应
急性实验显示：高糖饮食(HSD)诱导显著性二态性超摄食（已交配雌蝇3.33±0.10 μL，+33.2% vs对照），而高脂饮食(HFD)未改变任何组别的摄入量（p>0.05），提示保守的脂质饱腹机制。已交配雌蝇对高蛋白饮食(HPD)表现出选择性响应（+5.6%，p=0.032），处女雌蝇和雄蝇则无变化。

时间动态特征
7天纵向分析揭示：雄蝇对HSD产生持续超摄食（第7天+36.8%），而已交配雌蝇的HSD响应随时间衰减（第7天+1.2%）。HPD对已交配雌蝇的促进作用逐渐增强（第7天+14.2%），印证了生殖状态对蛋白质需求的调控。

该研究通过创新性技术平台解决了果蝇摄食检测的三大痛点：1）蒸发干扰（lyophilization控制）；2）通量限制（96孔并行处理）；3）间接测量偏差（直接蛋白定量）。发现的交配状态依赖性蛋白敏感性为生殖-代谢调控研究开辟了新视角，而保守的脂质饱腹效应为跨物种能量稳态研究提供了理论基础。FlyPlate-BCA的模块化设计使其易于适配各类营养干预研究，为大规模遗传筛选和营养药物开发提供了标准化工具。研究团队特别指出，未来可进一步整合该平台与神经活动记录技术，以解析营养感知的神经环路机制。