杭州师范大学两栖爬行动物研究中心团队2026年在《BMC Genomics》发表“Heat shock protein 70 inCynops orientalis: bidirectional thermal regulation and ｍmbedbolic optimization in amphibian climatic adaptation”研究论文，借助易科泰FMS便携式呼吸代谢系统，结合分子克隆、基因过表达技术，解析我国本土有尾两栖动物东方蝾螈（Cynops orientalis）热休克蛋白CoHsp70介导的温度适应机制，建立分子伴侣与个体整体能量代谢之间的直接关联，为气候变化背景下两栖动物生理适应研究提供新范式。

图1 东方蝾螈(又名中国火龙)

两栖动物作为变温动物，极易受极端温度波动影响。热休克蛋白HSP70长期被视作细胞层面抗胁迫分子伴侣，但HSP70如何调控动物整体能量消耗、呼吸代谢，在非模式有尾两栖类中一直缺少活体实验证据。本研究以东方蝾螈为对象，开展梯度高温、梯度低温驯化处理，利用多通道呼吸代谢设备，同步获取标准代谢率（SMR）、静息能量消耗（REE）、耗氧率（OCR）三项核心生理指标，实现从分子基因表达到个体能量表型的跨层级解析。

实验设置4℃低温、18℃对照、32℃高温3种温度驯化模式，分别对CoHsp70过表达组与空载体对照组蝾螈开展为期28天的连续动态代谢监测。开放式气流呼吸代谢系统测定气体交换参数，结合密闭水体呼吸舱测定水生状态耗氧率，严格执行禁食、暗光适应、仪器预校准等标准化操作，规避动物活动、环境扰动带来的数据偏差。实验结果显示：在高温、适温、低温环境下，CoHsp70过表达均可显著下调蝾螈SMR、REE与OCR；低温条件下代谢抑制效应表现得更强烈。生存实验同时证实，CoHsp70能够显著提升蝾螈高温胁迫存活率，但对低温存活无改善作用，揭示HSP70的保护效应存在温度权衡。

图2温度和质粒注射对蝾螈代谢率的影响。图A、B、C：分别为注射pIRES2-EGFP（空载体对照）或pIRES2-CoHsp70（过表达质粒）的蝾螈，在4℃、18℃（对照组）、32℃条件下，连续28 d内5个时间点测得的标准代谢率SMR (A)、静息能量消耗REE (B)、耗氧率OCR (C)；图D、E、F：不同温度处理与不同质粒处理条件下，标准代谢率SMR (D)、静息能量消耗REE (E)、耗氧率OCR (F)随时间的变化曲线。

该研究突破传统细胞分子实验局限，依靠呼吸代谢仪器实现活体动物能量表型的定量捕获。传统分子生物学多聚焦基因转录、蛋白表达层面，而呼吸代谢测量系统可将分子效应转化为个体水平可量化的生理数据，直观证明CoHsp70不只是单纯的细胞胁迫修复蛋白，更是全身能量预算优化因子——在极端温度胁迫下，平衡蛋白质稳态维持与机体能量消耗，减少无效ATP损耗，提升变温动物代谢可塑性。

本项工作也展现了高分辨率动物呼吸代谢技术在蝾螈等有尾两栖类研究中的应用价值。有尾目两栖动物兼具水生、陆生双重生存模式，需要同时检测气体交换与水体耗氧；多通道代谢设备能够批量处理样本，完成长时间梯度温度驯化下的时序采样，非常适合气候适应、热驯化、基因功能—生理表型关联类研究。后续该类技术还可拓展用于蝾螈冬眠生理、种群热敏感性评估、濒危蝾螈保护生理学等方向，为两栖动物应对全球气候变暖的风险评估提供生理数据支撑。

以上研究中使用了易科泰提供的便携式8通道动物呼吸代谢系统（北京易科泰生态技术有限公司为Sable Systems中国区总代理和技术服务中心，可为国内科研用户提供同款系统全套解决方案），其凭借高精度气体检测、实时数据记录、自动气压/温度/基线校正、扩展多通道等优势，广泛应用于啮齿类、两爬、昆虫、鸟类、家畜等各类动物的生理适应、比较能量代谢研究，已支撑大量高水平科研论文产出。北京易科泰可为动物生理科研工作者提供系统配置、技术支持、安装培训、实验方案定制一站式服务。

易科泰动物能量代谢测量技术方案：

易科泰动物能量代谢监测技术包括FMS/FOXBOX便携式能量代谢系统、模块式多通道动物能量代谢系统、FMS-Treadmill跑步机动物能量代谢测量系统、呼吸稳定同位素示踪能量代谢测量系统、水生生物呼吸代谢测量系统、动物双光视频行为监测系统等。

参考文献：

1. Liu, J., Tang, Y., Fang, Z. et al. Heat shock protein 70 in Cynops orientalis: bidirectional thermal regulation and ｍmbedbolic optimization in amphibian climatic adaptation. BMC Genomics 27, 127 (2026). https://doi.org/10.1186/s12864-025-12501-0

2. Alomar, N. M., Riddell, E. A., & Muñoz, M. M. (2026). Weak coupling between gas exchange and water loss in lungless salamanders. Integrative and Comparative Biology, 66, icag142.

3. Alomar, N. M., Camarillo, H., Burress, E. D., Laterza-Barbosa, J., Gade, M. R., Domínguez-Guerrero, S. F., ... & Muñoz, M. M. (2026). Physiology is a hidden dimension of diversity in the radiation of woodland salamanders. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123(26), e2523895123.