持续时间依赖性的轻度热应激通过毒物兴奋效应机制减轻黑腹果蝇中汞诱导的神经生殖和氧化毒性

《BioMetals》：Duration-dependent mild heat stress attenuates mercury-induced Neuroreproductive and oxidative toxicity in Drosophila melanogaster via hormetic mechanisms

　　

摘要

汞是一种普遍存在的环境污染物，通过氧化应激、炎症和基因组不稳定性干扰神经功能和生殖功能。虽然轻微热应激可诱导毒理兴奋效应（hormesis）以对抗环境损害，但热应激减轻重金属诱导毒性的能力以及暴露时长的作用仍有待阐明。本研究探讨了短期热应激是否调节黑腹果蝇（D. melanogaster）中氯化汞（HgCl?）的毒性。成年果蝇单独暴露于HgCl?（10 mM）或与轻度热应激（37 °C）联合暴露5或15分钟。评估了存活率、运动表现、生殖适合度、氧化还原稳态、膜ATP酶活性、一氧化氮水平、多巴胺含量、DNA片段化和脑组织结构。HgCl?暴露显著降低了存活率、运动活性、繁殖力、抗氧化能力、ATP酶活性和多巴胺水平，同时增加了氧化应激标志物、一氧化氮产生、DNA片段化以及脑中的神经退行性改变。联合暴露5分钟热应激显著减轻了HgCl?诱导的毒性，改善了存活率、神经肌肉表现、生殖产出、氧化还原平衡、多巴胺水平和脑细胞结构。相比之下，15分钟热应激的减轻作用有限，且单独施加时在多个终点上诱导了轻度毒性。保护效应伴随硫醇状态的部分恢复、黄嘌呤氧化酶活性的抑制、一氧化氮水平的正常化、Na?/K?-和Ca²?-ATP酶活性的保留以及基因组DNA片段化的减少。这些发现表明热应激与HgCl?毒性之间存在时长依赖性的毒理兴奋效应相互作用，即短暂热暴露可赋予多系统保护，而延长暴露则消除这一益处。本研究强调了精确应力校准的重要性，支持轻度、非药物性干预作为重金属毒性潜在调节剂，与环境暴露人群相关。

图形摘要

时长依赖性轻度热应激通过毒理兴奋效应机制减轻黑腹果蝇（D. melanogaster）中汞诱导的神经生殖和氧化毒性。HS——热应激，mins——热应激持续分钟数。部分图像改编自Bioicons（https://Bioicons-high-qualityscienceillustrations）。

汞是一种普遍存在的环境污染物，通过氧化应激、炎症和基因组不稳定性干扰神经功能和生殖功能。虽然轻微热应激可诱导毒理兴奋效应以对抗环境损害，但热应激减轻重金属诱导毒性的能力以及暴露时长的作用仍有待阐明。本研究探讨了短期热应激是否调节黑腹果蝇（D. melanogaster）中氯化汞（HgCl?）的毒性。成年果蝇单独暴露于HgCl?（10 mM）或与轻度热应激（37 °C）联合暴露5或15分钟。评估了存活率、运动表现、生殖适合度、氧化还原稳态、膜ATP酶活性、一氧化氮水平、多巴胺含量、DNA片段化和脑组织结构。HgCl?暴露显著降低了存活率、运动活性、繁殖力、抗氧化能力、ATP酶活性和多巴胺水平，同时增加了氧化应激标志物、一氧化氮产生、DNA片段化以及脑中的神经退行性改变。联合暴露5分钟热应激显著减轻了HgCl?诱导的毒性，改善了存活率、神经肌肉表现、生殖产出、氧化还原平衡、多巴胺水平和脑细胞结构。相比之下，15分钟热应激的减轻作用有限，且单独施加时在多个终点上诱导了轻度毒性。保护效应伴随硫醇状态的部分恢复、黄嘌呤氧化酶活性的抑制、一氧化氮水平的正常化、Na?/K?-和Ca²?-ATP酶活性的保留以及基因组DNA片段化的减少。这些发现表明热应激与HgCl?毒性之间存在时长依赖性的毒理兴奋效应相互作用，即短暂热暴露可赋予多系统保护，而延长暴露则消除这一益处。本研究强调了精确应力校准的重要性，支持轻度、非药物性干预作为重金属毒性潜在调节剂，与环境暴露人群相关。

图形摘要

时长依赖性轻度热应激通过毒理兴奋效应机制减轻黑腹果蝇（D. melanogaster）中汞诱导的神经生殖和氧化毒性。HS——热应激，mins——热应激持续分钟数。部分图像改编自Bioicons（https://Bioicons-high-qualityscienceillustrations）。