background image

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

A systemic role of macrophage-derived BMP2/4 homolog Dpp in 

regulating sterol hormone synthesis under dietary stress

 

 

 

Sergio Juarez-Carreño

1,#,*

 & Marco Milán

1,2* 

 
 
 
Affiliation:  
1: Institute for Research in Biomedicine (IRB Barcelona), The Barcelona Institute of Science and 
Technology, Baldiri Reixac, 10, 08028 Barcelona, Spain.  
2: Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), Pg. Lluís Companys 23, 08010 
Barcelona, Spain. 
# Present address: Andalusian Center for Developmental Biology (CABD), CSIC, UPO, Junta de 
Andalucía, Carretera de Utrera km 1, 41013 Sevilla, Spain. 
 
*Correspondence to: SJ-C, sjuacar@upo.es; MM, marco.milan@irbbarcelona.org 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

 
 
Abstract: 

A  high-sugar  diet  (HSD),  prevalent  in  Western  countries,  compromises  the  growth  and 
development of children and primes their bodies for chronic diseases. Macrophages, which are 
immune  cells  found  throughout  the  body,  can  sense  environmental  changes  and  influence 
surrounding tissues. Using 

Drosophila

 as a model, here we show that macrophages respond to an 

HSD by increasing the production of Decapentaplegic (Dpp), a protein related to human BMP2/4. 
Dpp  then  signals  to  the  endocrine  system,  the  prothoracic  gland,  to  inhibit  the  synthesis  of 
ecdysone, a crucial steroid hormone that triggers the transition from larva to pupa. By reducing 
ecdysone synthesis, the larval stage is prolonged. This extended developmental period provides 
larvae exposed to an HSD more time to reach an optimal size. Our findings highlight how different 
organs communicate to counteract the negative impact of an HSD during development and expand 
our understanding of Dpp function, showing that it acts not only as a local developmental signal 
but also as a systemic regulator. 

 

 

Introduction.

 

 

 

Western dietary patterns are commonly characterized by high intakes of refined sugars, processed 
foods,  and  saturated  fats

1

.  The  low  production  costs  of  high-sugar  foods  contribute  to  their 

disproportionate  prevalence  among  socioeconomically  disadvantaged  populations,  thereby 
exacerbating  existing  health  disparities

2

.  This  dietary  paradigm  is  strongly  correlated  with  an 

increased susceptibility to numerous chronic diseases, including Type 2 Diabetes Mellitus, insulin 
resistance,  obesity,  cardiovascular  pathologies,  neurological  disorders,  chronic  systemic 
inflammation,  and  adverse  developmental  outcomes

3,4

.  Of  particular  concern  is  the  observed 

phenomenon  of  delayed  pubertal  onset  (developmental  timing)  in  obese  children

5,6

,  potentially 

attributable to the impaired synthesis of crucial puberty-driving steroid hormones

7

. Experimental 

animal  models  subjected  to  high-calorie  dietary  interventions  consistently  recapitulate  the 
aforementioned human pathologies, demonstrating detrimental effects on development, such as 
pubertal delay, systemic inflammation, and insulin resistance

8-10

. The nutritional modulation of 

systemic physiology is facilitated by the secretion of signaling molecules from specialized sensing 
organs, including adipose tissue

11,12

, the gastrointestinal tract

13

, and macrophages

14

. These inter-

organ communication pathways are critical for orchestrating physiological responses to external 
stimuli and maintaining organismal homeostasis

15,16

. Notably, 

Drosophila 

larvae subjected to a 

high-sugar diet (HSD) show a sugar-dose-dependent delay in the larval-to-pupal transition

17

, an 

analogous developmental process to mammalian puberty, alongside chronic inflammatory states

18

Furthermore, recent research highlights the capacity of macrophages to perceive dietary alterations 
and  modulate,  as  a  response,  the  physiological  state  of  the  tissues  in  which  they  reside

14,19,20

Specifically in 

Drosophila

, macrophages are also involved in sensing periods of inanition, thereby 

influencing ecdysone synthesis—the sole steroid hormone in insects—during development, which 
in turn influences developmental timing

21

. In this study, we shed light on the mechanistic role of 

macrophages in regulating ecdysone synthesis under an HSD. The combined use of transcriptional 
profiling of macrophages subjected to an HSD and functional genetic analyses has allowed us to 
unravel the role of macrophage-derived Decapentaplegic (Dpp) in inhibiting ecdysone synthesis 
and delaying the larval-to-pupal transition. We present experimental evidence that the extended 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

developmental time gives larvae exposed to an HSD more time to reach an optimal size. These 
results underscore a pivotal role of macrophages in the regulation of

 

steroid hormone synthesis 

under high-calorie dietary regimens, thus positioning these cells as potential therapeutic targets for 
the management of metabolic disorders impacting on development. 

 
Results. 

 

A high-sugar diet induces developmental delay and Dpp expression in macrophages 

An  HSD  is  defined  as  a  nutritional  condition  characterized  by  a  significantly  elevated  sugar 
concentration intake relative to a standard diet. Notably, HSDs have been used in 

Drosophila

 to 

mimic  the  physiological  and  developmental  alterations  observed  in  humans,  including  insulin 
resistance  and  chronic  inflammation

8,18,22

.  Larvae  growing  under  a  10x  HSD  (4%  sucrose  in 

control diet vs. 40% sucrose in HSD, HSD larvae) showed a ~24-hour (h) developmental delay 
compared to those growing in control or standard dietary conditions (control larvae) at the onset 
of metamorphosis, also known as the larval-to-pupal transition (Fig. 1A). Exposure to an HSD also 
led to a smaller pupal body size (Fig. 1B). The observed negative effect on systemic growth reflects 
signs of insulin resistance and resembles the phenotype of mutations in the insulin receptor or 
insulin-like peptides

23,24

. To explore whether the observed developmental delay is caused by the 

inhibited production of ecdysone—a hormone synthesized in the neuroendocrine prothoracic gland 
(PG) that drives the larval-to-pupal transition—we measured the levels of enzymes involved in its 
synthesis

25

, namely 

neverland

 (

nvl

), 

phantom

 (

phm

), and 

shadow

 (

sad

), at 104 h after egg laying 

(AEL), when the onset of pupariation takes place in control larvae. Notably, the mRNA levels of 

nvl

phm

,  and 

sad

  at  104  h  AEL  were  significantly  reduced  in  HSD  larvae  when  compared  to 

control conditions (Fig. 1C). Consistently, the expression of the ecdysone signaling target gene 

eip75b

  (

e75b

)

26

  was  also  reduced  in  HSD  larvae  (Fig.  1D).  Macrophages  are  ancillary  cells 

distributed  throughout  the  body  and  they  can  sense  environmental  changes  and  impact  on 
surrounding tissues by supplying growth factors and cytokines

16,27,28

. For example, macrophages 

in mammals are able to respond to high-sugar and fat diets and are involved in the pathophysiology 
of obesity and insulin resistance in adipose tissue

29

. Similarly, 

Drosophila

 macrophages can detect 

periods of inanition

 

and modulate ecdysone synthesis and developmental timing

21

. Given these 

considerations, we addressed whether macrophages also play a role in sensing the dietary stress 
caused by an HSD and whether they contribute to the regulation of ecdysone synthesis and the 
resulting developmental delay. To this end, we used the pan-hemocyte driver 

hemolectinΔ

 (

hmlΔ

to label differentiated macrophages with the fluorescence protein GFP (

hmlΔ>gfp

). Under an HSD, 

the  number  of  macrophages  was  reduced  compared  to  controls  (Fig.  1E),  suggesting  that 
macrophages respond to dietary stress. To further characterize this response, we carried out bulk 
RNA-sequencing of FACS-sorted macrophages of larvae subjected to an HSD and compared their 
transcriptional profile to macrophages of control larvae. Broadly, Gene Ontology (GO) analysis 
indicated that HSD macrophages showed lower mRNA levels of genes related to carbohydrate 
catabolism  and  biosynthesis  (Fig.  S1A).  GO  analysis  also  pointed  to  an  upregulation  of  lipid 
metabolism (Fig. S1A and S1B), suggesting that macrophage function relies on triglycerides as an 
energy  source,  as  has  been  postulated  in  the  context  of  HSDs

30

.  Moreover,  under  an  HSD, 

macrophages  surprisingly  reoriented  towards  homeostatic  functions  instead  of  classical 
immunological ones, a finding supported by the observed upregulation of growth factor-related 
GO  terms  (Fig.  S1A,  and  S1B).  Among  the  secreted  proteins  whose  mRNA  levels  were 
significantly increased in HSD macrophages, we found imaginal disc growth factors (

idgf1

idgf2

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

idgf3

idgf4

), the TNFα homolog 

egr

, PDGF/VEGF growth factor 

pvf2

, the BMP homolog 

dpp

the FGF homolog 

pyr

, and the growth-blocking factor 

gbp3 

(Fig. 1F). These observations point to 

a  potential  role  of  macrophages  in  sustaining  homeostatic  functions  through  inter-organ 
communication with distal organs. Of these secreted molecules, our attention was drawn to Dpp, 
which has been previously shown to modulate BMP signaling in the PG and to negatively regulate 
ecdysone production when overexpressed in distant tissues

31,32

. The expression levels of Brinker 

(Brk), a transcriptional repressor negatively regulated by Dpp, were reduced in the macrophages 
of HSD larvae (Fig. 1F). The increase in 

dpp

 levels was confirmed by RT-qPCR, where we used 

two housekeeping genes 

Rp49

 and 

Act5C

 to avoid the potential dysregulation of metabolic genes 

by the HSD (Fig. 1G). We next analyzed whether BMP signaling was activated in the PG of these 
larvae.  The  phosphorylation  of  the  BMP  transcription  factor  Mothers  of  Dpp  (Mad)

33

  and  the 

absence of Brk expression were used to monitor the activation of BMP signaling

34-36

. pMad levels 

were significantly increase

d (

Fig. 1F) and Brk protein levels decreased (Fig. 1G) in the PG of HSD 

larvae (Fig. 1G). All these observations point to a potential role of macrophage-derived Dpp in 
driving the developmental delay caused by the HSD. 
 

Macrophage-derived Dpp regulates ecdysone synthesis and developmental timing under an 
HSD  

To  test  whether  macrophage-derived  Dpp  can  regulate  developmental  timing  and  ecdysone 
synthesis under an HSD, we combined the use of 

hmlΔ-Gal4

 driver and a 

dpp-RNAi 

to deplete 

dpp

 

expression specifically in macrophages (Fig. S2A). Pupariation in control larvae took place at ~104 
h  AEL,  whereas  HSD  larvae  pupariated  24  h  later  (at  ~136h  AEL).  The  developmental  delay 
caused  by  the  HSD  was  partially  rescued  by  macrophage-specific  depletion  of 

dpp

  (Fig.  2A). 

Interestingly, the developmental delay caused by the diet was reproduced by overexpressing 

dpp

 

in  macrophages  of  control  larvae  (Fig.  S2B).  These  data  reveal  a  pivotal  role  of  macrophage-
derived Dpp in delaying developmental timing. To explore whether Dpp regulates developmental 
timing by inhibiting ecdysone synthesis in the PG, we next studied the mRNA levels of ecdysone 
synthesis enzymes 

nvl

phm

, and 

sad

, as well as the ecdysone signaling target gene 

e75b 

in HSD 

and control larvae

The increase in the mRNA levels of these three enzymes took place at ~104 h 

AEL in control larvae but was delayed by 24 h in HSD larvae and was much milder (Fig. 2B). 
Interestingly, macrophage-specific depletion of 

dpp

 partially restored the peak mRNA levels of 

nvl

phm

, and 

sad 

in HSD larvae, but this increase was still delayed by 24 h compared to control 

larvae  (Fig.  2B).  This  observation  is  consistent  with  the  partial  impact  of  macrophage-specific 
depletion of 

dpp 

on developmental timing (Fig. 2A).

 

Similar effects on the expression levels of 

the ecdysone target gene 

e75b 

were observed in HSD-larvae upon macrophage-specific depletion 

of 

dpp

  (Fig.  2C).  To  corroborate  the  inhibitory  role  of  macrophage-derived  Dpp  in  ecdysone 

synthesis, we next analyzed the total levels of ecdysteroid hormones in HSD and control larvae 
upon 

dpp

 depletion. Again, in HSD larvae, the increase in the ecdysone levels that precedes the 

onset of metamorphosis was delayed by 24 h and was much milder (Fig. 2D). Macrophage-specific 
depletion of 

dpp

 also restored the increase in the ecdysone levels, but this increase still occurred 

24 h later than in controls (Fig. 2B). Taken together, these data support the notion that macrophage-
derived  Dpp  inhibits  ecdysone  synthesis  under  HSD  conditions,  thereby  modulating 
developmental timing. We did not observe macrophages near to or in close contact with the PG 
under either physiological or HSD conditions (Fig. S2D). To explore whether macrophage-derived 
Dpp  can  travel  from  distant  macrophages  to  the  PG,  we  used  a  transgenic  fly  expressing  a 
functional Dpp::GFP fusion protein

37

. We searched for the presence of GFP fluorescence in the 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

PG when Dpp::GFP was specifically expressed in macrophages. Interestingly, the GFP signal was 
observed  in  the  PG  of  these  larvae,  indicating  that  macrophage-derived  Dpp  is  secreted  and 
interacts with PG cells (Fig. 2E). Taken together, these findings indicate that macrophage-derived 
Dpp contributes to the HSD-driven developmental delay through inhibition of ecdysone synthesis.  
 

Macrophage-derived Dpp signals to the PG to regulate ecdysone synthesis and developmental 
timing under HSD conditions.  

The increase in pMad levels observed in the PGs of HSD larvae was rescued upon macrophage-
specific depletion of 

dpp

 (Fig. 2F), as was the reduction in the levels of Brk (Fig. 2G). These data 

support  a  role  of  macrophage-derived  Dpp  in  activating  BMP  signaling  in  the  PG.  We  next 
assessed the functional role of BMP signaling in the PG in regulating ecdysone production and the 
developmental delay in HSD larvae. To this end, we combined the use of a PG-specific Gal4-
driver 

(phm-GAL4)

 and 

RNAi 

to knock down the Dpp receptor Thickveins (Tkv) and the BMP 

signaling transcription factor Mad and analyze the impact of the HSD on developmental timing. 
PG-specific  depletion  of 

tkv

  fully  reverted  the  HSD-induced  increase  in  pMad  levels  and  the 

reduction  in  Brk  levels  in  the  PG  (Figure  3A,  B).  Interestingly,  PG  depletion  of 

tkv

  and 

mad

 

partially rescued the developmental delay caused by the HSD (Fig. 3C and S3A). Similar results 
on developmental timing were obtained upon expression of a dominant negative isoform of Tkv 
(Tkv

DN

) in the PG (Fig. S3B)

38

. These data support the hypothesis that macrophage-derived Dpp 

delays

 

developmental timing through Tkv and Mad in the PG under HSD conditions. To explore 

the role of Tkv and Mad in regulating ecdysone production, we measured the mRNA

 

levels of 

ecdysone synthesis enzymes 

nvl

,

 phm

, and 

sad

, as well as the ecdysone signaling target gene 

e75b 

in

 

HSD larvae upon PG-specific depletion of 

tkv 

and 

mad

. The increase in the 

nvl

phm

, and 

sad

 

mRNA levels that occurred in control larvae at ~104 h AEL was delayed by 24 h in HSD larvae, 
and this increase was much milder (Fig. 3D and S3C). Interestingly, PG-specific depletion of 

tkv

 

or 

mad

 partially restored the mRNA levels of 

nvl

phm

, and 

sad 

in HSD larvae, but this increase 

was still delayed by 24 h (Fig. 3D and S3C). This observation is consistent with the partial impact 
of the PG-specific depletion of 

tkv 

or 

mad

 on developmental timing

 

(Fig. 3C and S3A). Similar 

effects on the expression levels of the ecdysone target gene 

e75b 

were observed in HSD-larvae 

upon PG-specific depletion of 

tkv

 or 

mad

 (Fig. 3E and S3D). To further confirm the role of BMP 

signaling in regulating ecdysone synthesis in the PG, we compared the total levels of ecdysteroid 
hormones  in  HSD  and  control  larvae  upon  PG-specific  depletion  of 

tkv

.  The  increase  in  the 

ecdysone levels that precedes the onset of metamorphosis in control larvae was delayed by 24 h 
and was much milder in HSD larvae (Fig. 3F). In this regard, PG-specific depletion of 

tkv

 restored 

the increase in ecdysone levels, but this increase still occurred 24 h later than in controls (Fig. 3F). 
All these results indicate that macrophage-derived Dpp acts on the PG to inhibit, through Tkv (Fig. 
3G)  and  Mad,  ecdysone  synthesis  and  developmental  timing  in  larvae  subjected  to  HSD 
conditions. 
 

Dpp-driven developmental delay dampens the negative effects of an HSD on systemic growth

  

It is well-established that ecdysone can regulate growth in two different ways. First, during early 
stages of larval development, ecdysone is present at low levels and interacts with its receptor, EcR, 
in somatic tissues to promote proliferative growth

39

. Second, the ecdysone peak that occurs at the 

larval-pupal transition modulates the overall growth period of larvae

40

 . 

Thus, when this peak is 

delayed, larvae have more time to grow and display a larger pupal size

41

. Conversely, when the 

peak is induced prematurely, larvae have less time to grow and show a smaller pupal size

42

. In the 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

context of an HSD, the observed reduction in body size is generally thought to be a consequence 
of the detrimental effects of the diet on insulin resistance

8

. We thus questioned whether the effects 

of  an  HSD  on  extending  developmental  timing  via  the  production  of  Dpp  by  circulating 
macrophages  serve  to  minimize  the  impact  of  insulin  resistance  on  body  growth,  allowing  the 
animal to reach a minimal size necessary for adult biological functions. To test this hypothesis, we 
analyzed whether partial restoration of developmental timing was able to enhance the negative 
impact  of  the  HSD  on  pupal  size.  Interestingly,  macrophage-specific  depletion  of 

dpp

,  which 

partially  rescued  the  developmental  delay  caused  by  the  HSD  (Fig.  2A),  further  increased  the 
reduction in pupal size caused by this dietary regimen (Fig. 4A). Similar effects on developmental 
timing and pupal size were obtained upon PG-specific depletion of 

tkv

 or 

mad

 (Fig. 4B, C) or 

expression of 

tkv

DN

 (Fig. S3E). We observed that macrophage-specific depletion of 

dpp 

or PG-

specific depletion of 

tkv

 or 

mad

 in control larvae did not have an impact on pupal size (Fig. 4A). 

Interestingly, 

dpp

 overexpression in the macrophages of control larvae reproduced the effects of 

ecdysone inhibition in delaying developmental timing (Fig.  S2B) and increasing pupal size (Fig. 
S2C).  Overall,  these  data  support  the  notion  that  the  modulation  of  developmental  timing  by 
macrophage-derived  Dpp  under  HSD  conditions  serves  as  a  buffering  mechanism  to  allow  the 
organism to extend its developmental period, thereby enabling it to reach a minimum final size 
sufficient for adult functions. 
 

Discussion. 

 
Developmental timing, including the onset of puberty, is genetically determined and intricately 
mediated by the biosynthesis of sterol hormones

43-47

. However, this finely tuned developmental 

program can be significantly modulated by external factors such as tumors and nutritional status

48-

52

. Recent research has underscored the crucial role of macrophages as pivotal sensor cells capable 

of detecting environmental challenges and modulating the physiology of distal organs to maintain 
systemic  homeostasis

14,16,53-56

.  Specifically  in  mammals,  macrophages  have  been  postulated  to 

stimulate  the  production  of  sexual  sterol  hormones  within  the  gonads

57,58

.  In 

Drosophila

,  the 

macrophage genetic cassette 

inr/dtor/pvf2

 modulates sterol hormone biosynthesis under periods of 

inanition during development

21

. Here, we demonstrate that macrophages also regulate ecdysone 

synthesis in 

Drosophila

 under HSD conditions. Specifically, macrophages secrete the BMP 2/4 

homolog  factor  Dpp  to  inhibit  ecdysone  biosynthesis  under  these  dietary  conditions,  thereby 
extending developmental timing and allowing the organism to reach an optimal body size. Our 
findings  indicate  that  Dpp  interacts  with  the  Tkv  receptor  in  the  PG,  thereby  activating  BMP 
signaling and consequently inhibiting the expression of ecdysone biosynthesis enzymes (Fig. 4D). 
Here we elucidate the specific physiological conditions and anatomical source from which Dpp is 
secreted  and  acts  as  an  inter-organ  signal  to  mediate  ecdysone  synthesis  inhibition  in  the 
neuroendocrine  organ,  beyond  its  established  roles  as  a  morphogen  in  the  imaginal  disc

59,60

Furthermore,  this  study  highlights  the  critical  role  of  macrophages,  particularly  macrophage-
secreted  BMPs,  in  mediating  the  progression  of  pathological  conditions  such  as  diet-induced 
insulin  resistance.  Notably,  BMP  factors  and  signaling  have  previously  been  implicated  in 
promoting  insulin  resistance  and  obesity  in  mice,  and  their  dysregulation  improves  insulin 
sensitivity

61-63

.  Additionally,  these  findings  have  potential  implications  for  understanding  the 

regulation of sterol hormones across the spectrum of diabetes and insulin resistance in mammals

64-

66

,  offering  mechanistic  insights  into  phenomena  observed  in  obese  children,  where  puberty  is 

often delayed in those with diabetes

67,68

.  

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

 

Materials and methods. 
 

Drosophila husbandry 

The plasmatocyte-specific reporter line and driver 

hmlΔ-gal4;UAS-2xeGFP

 stock was a gift from 

S. Sinenko

69

. Prothoracic gland-specific driver 

phm-gal4

 was a gift from Michael O’Connor

42

UAS-tkv

DN

  was  a  gift  from  Ernesto  Sánchez-Herrero, 

UAS-dpp::gfp

  was  a  gift  from  Aurelio 

Telemann. 

dpp-TRiP.JF02455-RNAi 

(36779), 

tkv-TRiP.HMS02185-RNAi 

(40937), 

mad-

TRiP.JF01264-RNAi 

(31316), 

tkv-lacZ 

(11191), 

20xUAS-6xmCherry-HA

 (52268), and 

hmlΔ-gal4

 

(30139) lines were from the Bloomington Stock Center at Indiana University (Bloomington, IN). 
Flies were reared in standard medium (4% glucose, 55 g/L yeast, 0.65% agar, 28 g/L wheat flour, 
4  ml/L  propionic  acid  and  1.1  g/L  nipagin)  at  25°C  on  a  12-h:12-h  light:dark  cycle. 

For  all 

experiments, larvae of mixed sexes were used.

 

 

Standard diet and 10x high-sugar diet 

Strains  of 

Drosophila  melanogaster

  and  control  experiments  (control  diet)  were  fed  standard 

medium (4% glucose, 55 g/L yeast, 0.65% agar, 28 g/L wheat flour, 4 ml/L propionic acid and 1.1 
g/L nipagin) at 25°C in 12:12h light- dark cycles. For the high-sugar diet, we added 10x sucrose 
to the standard food, increasing the total sugar content to 40%. 
 

Egg-laying and pupariation formation measurements 

We crossed 20 males with 20 females. After 48 h, the adult flies were transferred to grape agar 
plates (Nutri-fly grape agar premix, Genesee Scientific) supplemented with yeast paste. They were 
allowed to lay eggs for 3 to 4 h at 25°C. Following egg deposition, the adults were removed, and 
the eggs were incubated at 25°C for an additional 48 h. At this point, second-instar larvae were 
collected  and  transferred  to  either  standard 

Drosophila

  food  (20  larvae  per  tube)  to  maintain 

physiological conditions or to a 10x high-sugar diet to induce nutritional stress. All larvae were 
reared at 25°C. We monitored the larval-to-pupal transition every 8 h, with “time 0” defined as 4 
h after the onset of egg laying, referred to as “AEL” (after egg laying). 
 

Pupae volume measurements 

Twenty males and twenty females were crossed and allowed to lay eggs over a 24-h period. The 
adult flies were transferred to fresh tubes every 24 h, and the deposited eggs were incubated at 
25°C.  Resulting  pupae  were  collected  and  photographed  with  their  dorsal  side  facing  upward. 
Measurements of length and width were taken using ImageJ, and pupal volume was calculated 
using  the  following  formula:  v  =  4/3π(L/2)(l/2)2  (L,  length;  and  l,  width)

70

.  A  Leica  MZ216F 

microscope  was  used  to  measure  pupal  volume,  and  an  Olympus  MVX10  macroscope  for 
representative pupae imaging. 
 

Immunohistochemistry  

The brain–ring gland complex was dissected out in cold phosphate-buffered saline (PBS) buffer. 
It was then fixed in 4% formaldehyde for 20 min

71,72

 and stained with antibodies in PBS with 0.3% 

BSA and 0.2% Triton X-100. Next, the brain–ring gland complex was stained overnight at 4°C 
with  goat  anti-GFP  (ab6673)  (1/500;  abcam),  mouse  anti-Dlg  (4F3)  (1/50;  Hybridoma  bank), 
rabbit anti-Smad3 (phospho S423 + S425) (C25A9) or pMAD (1/100; Cell Signaling Technology), 
chicken 

b

-Gal (ab9361) (1/500; abcam), and guinea pig anti-Brinker (1/100; a gift from Gines 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

Morata).  Secondary  antibodies,  Fluorescein  (FITC)  AffiniPure  Donkey  Anti-Goat  IgG  (H+L) 
(1/250) (RRID: AB_2340400), Alexa fluor 488-conjugated AffiniPure Donkey Anti-Mouse IgG 
(H+L)  (1/250)  (RRID:  AB_2341099),  Alexa  Fluor  488  AffiniPure  Donkey  Anti-Chicken  IgY 
(IgG)  (H+L)  (1/250)  (RRID:  AB_2340375),  Cy3-AffiniPure  Donkey  Anti-Mouse  IgG  (H+L) 
(1/250)  (RRID:  AB_2315777),  Cy5  AffiniPure  Donkey  Anti-Guinea  Pig  IgG  (H+L)  (1/250) 
(RRID:  AB_2340462),  and  Cy3  AffiniPure  Donkey  Anti-Rabbit  IgG  (H+L)  (1/250) 
(AB_2307443) were purchased from Jackson ImmunoResearch. For DNA and nuclei staining, we 
used DAPI (1/1000). We set up the tile scan with the micrometer-thick Z stack on a Zeiss LSM880 
microscope with a 40× oil objective. Images were acquired with a resolution of 1024 × 1024. 

 
Confocal microscopy 

Samples were analyzed using a Zeiss LSM 780 confocal microscope. Image acquisition was done 
with a 40× oil objective. The most representative image is shown for each experiment.   
 

Flow cytometry analysis of macrophage and macrophage counts 

Hemocytes from five larvae at 96 h AEL were bled into 120 μl of FACS buffer (PBS, 0.5% bovine 
serum albumin, and 2 mM EDTA) containing 1 nM phenylthiourea (Sigma-Aldrich, St. Louis, 
MO, USA) to prevent melanization. We used two forceps to make an incision from the posterior 
and pull to the anterior ends of the larvae. We allowed larvae to bleed for a few seconds, and then 
carefully scraped the lateral cuticle to avoid the lymph gland disruption

73

. Macrophages (GFP-

positive  hemocytes  and  40,6-diamidino-2-phenylindole  (DAPI)  negative]  were  extracted  from 

hmlΔ>2xeGFP

  larvae  and  quantified  on  a  BD  FACSARIA  III  (BD  Biosciences).  Cells  were 

selected based on their size with an FSC-A from 2.5K to 250K and their granularity with an SSC-
A from 2.5K to 150K. Later, we gated for singlets (FSC-H vs. FSC-A). For fluorescent hemocytes, 
we used a BlueC (530_30) RB-A laser (GFP). Flowcytometry plots were obtained with FlowJo 
9.9. 
 

qRT-PCR on sorted macrophages and whole larvae 

For qRT-PCR, 15,000 hemocytes were sorted into 600 μl of TRIzol LS (Thermo Fisher Scientific: 
10296010).  RNA  extraction  was  performed  following  the  manufacturer’s  instructions  (RNeasy 
Mini  Kit,  Qiagen).  RNA  concentration  was  measured  with  a  SpectraMax  QuickDrop  UV-Vis 
Spectrophotometer  from  Molecular  Devices.  cDNA  preparation  was  performed  with  the 
Invitrogen  SuperScript  IV  First-Strand  Synthesis  System  (Thermo  Fisher  Scientific)  as  per  the 
manufacturer’s instructions. qRT-PCR was done with 5 to 10 ng of cDNA.  
For whole larvae, qRT-PCR tissue homogenization was performed using a pestle on four to five 
larvae per sample, and RNA extraction was performed following the manufacturer’s instructions 
(RNeasy Mini Kit, Qiagen). For whole larvae, the same protocol as for the sorted cells was used, 
and  the  qRT-PCR  was  performed  on  500  ng  of  cDNA.  qRT-PCR  was  performed  using 
QuantStudio6  Flex  Real-Time  PCR  from  Life  Technologies  and  using  TaqMan  Fast  Advance 
Mas-termix  and  TaqMan  probes  for 

rp49

  (Dm02151827_g1), 

phm

  (Dm01844265_g1), 

nvd

 

(Dm03419116_m1), 

sad

  (Dm02139323_g1), 

eip75b

  (Dm01793666_m1),  and 

dpp

 

(Dm01842959_m1). 
 

Ecdysteroid measurement 

For ecdysteroid extraction, 10 whole larvae from each condition (from 104 h AEL and 128 h AEL, 
as indicated in the figure) were collected in 2 ml of tissue-homogenizing mixed beads and then 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

frozen in liquid nitrogen and transferred to −80°C. Samples were homogenized using a tissue lyser 
in  0.3  ml  of  methanol.  They  were  then  centrifuged  at  maximum  speed  for  5  min  at  room 
temperature,  and  the  supernatant  was  transferred  to  another  Eppendorf  tube.  We  repeated  this 
procedure by adding 0.3 ml of methanol to the pellet and mixing using vortex, and a third round 
using  0.3  ml  of  ethanol.  The  pooled  sample  after  homogenization  was  0.9  ml  per  sample.  For 
quantification,  the  extracted  samples  were  centrifuged  at  maximum  speed  for  5  min  (room 
temperature) to remove any remaining debris and then divided into two tubes to generate technical 
replicates. The cleared samples were evaporated overnight

74

. The following steps were performed 

using  the  20-HE  enzyme-linked  immunosorbent  assay  kit  instructions  (Bertin  Pharma,  no. 
A05120;  96  wells).  Absorbance  was  measured  at  410  nm  with  a  microplate  reader  (BioTek 
Synergy H1 Plate Reader). 
 

RNA purification, library preparation, and bulk RNA-sequencing 

Total RNA from a total of 4 replicates of 20,000 GFP

+

 macrophages was then purified at the IRB 

Barcelona Functional Genomics Core Facility, as described in González et al., 2010. mRNA was 
isolated from total RNA using the kit NEBNext Poly(A) mRNA Magnetic Isolation Module (New 
England Biolabs). NGS libraries were prepared from the purified mRNA using the NEBNext Ultra 
II  RNA  Library  Prep  Kit  for  Illumina  (New  England  Biolabs).  Eighteen  cycles  of  PCR 
amplification  were  applied  to  all  libraries.  The  final  libraries  were  quantified  using  the  Qubit 
dsDNA HS assay (Invitrogen) and quality-controlled with the Bioanalyzer 2100 DNA HS assay 
(Agilent). An equimolar pool was prepared with the 20 libraries and submitted for sequencing at 
the  Centro  Nacional  de  Análisis  Genómico  (CNAG).  A  final  quality  control  by  qPCR  was 
performed by the sequencing provider before paired-end 150 nt sequencing on a NovaSeq6000 S4 
(Illumina). More than 275 Gbp of reads were produced, with a minimum of 39 million paired-end 
reads per sample.  

-Data processing 

Adapters 

from 

reads 

were 

removed 

using 

trim 

galore 

(v.0.6.7) 

(https://github.com/FelixKrueger/TrimGalore)  with  default  parameters.  Resulting  reads  were 
aligned to the dm6 

D. melanogaster

 genome version using STAR (v.2.7.10a) (Dobin et al. 2013). 

The  count  matrix  was  generated  in  R  (https://www.R-project.org/)  through  the  function 
“featureCounts” of the Rsubread package (Liao, Smyth, and Shi 2019). 
-

Differential expression 

Differential expression was measured using the DESeq2 package (Love, Huber, and Anders 2014). 
For plotting purposes and generating principal components, the count matrix was normalized using 
the “vst” function. The replicate batch was included in the model as a covariate. 
-

Gene set enrichment analysis 

Gene  set  enrichment  analysis  was  performed  using  the  roastgsa  package  (Caballé-Mestres, 
Berenguer-Llergo, and Stephan-Otto Attolini 2023). GO and KEGG pathways were downloaded 
using the org.Dm.eg.db package. 

-Data availability 

The raw and processed RNAseq data were deposited in the GEO database under accession number 
GSE303750. 

Reviewers 

can 

access 

the 

data 

at 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE303750  by  entering  the  token 
mzgncqwalrkrlyf in the access box. 
 

Statistical analyses 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

10 

All statistical analyses were performed using GraphPad Prism Software 9.0 with a 95% confidence 
limit (P < 0.05).  

 
Animal experiments 

All  animal  experiments  were  done  using 

Drosophila  melanogaster

,  which  does  not  require 

approval from the Ethics Committee. 

 
Acknowledgments 
 

We  thank  the  Bloomington  Stock  Center  at  Indiana  University  (Bloomington,  IN)  and  the 
Developmental Studies Hybridoma Bank (USA) for providing the flies and antibodies. We are 
also indebted to the members of the Milán lab for helpful discussion on the manuscript and IRB 
Barcelona’s Advanced Digital Microscopy, Functional Genomics and Biostastics/Bioinformatics 
Facilities for their assistance. We gratefully acknowledge institutional funding from the Spanish 
Ministry of Science, Innovation and Universities through the Centres of Excellence Severo Ochoa 
Award, and from the CERCA Programme of the Catalan Government.  M.M.’s lab is funded by a 
Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities grant. S.J-C was awarded a Beatriu de 
Pinós Postdoctoral Fellowship, co-funded by the Marie Skłodowska-Curie program from Horizon 
2020  and  the  Agency  for  Management  of  University  and  Research  Grants  of  the  Catalan 
Government. 

 
Funding: 

S.J-C.  Beatriu  de  Pinós  Postdoctoral  Fellowship  (BP  00177)  from  the  Catalan 

Government.  M.M.,  PID2022-137673NB-I00  grants  from  the  Spanish  Ministry  of  Science, 
Innovation and Universities.

 

 
Author contributions: 

S.J-C. conceived the original idea, designed, supervised and performed all 

the  experiments,  contributed  to  funding  acquisition  and  wrote  the  original  manuscript.  M.M. 
supervised the project, contributed to funding acquisition, and wrote the original manuscript. 

 

 
Competing interests: 

The authors declare that they have no competing interests. 

 
Data and materials availability: 

All data needed to evaluate the conclusions in the paper are 

present in the paper and/or the Supplementary Materials. Further information and requests for 
resources and reagents should be directed to and will be fulfilled by the Corresponding authors.  

 
References. 
 

Clemente-Suarez, V. J., Beltran-Velasco, A. I., Redondo-Florez, L., Martin-Rodriguez, 
A. & Tornero-Aguilera, J. F. Global Impacts of Western Diet and Its Effects on 
Metabolism and Health: A Narrative Review. 

Nutrients

 

15

 (2023). 

https://doi.org:10.3390/nu15122749

 

Mayen, A. L., Marques-Vidal, P., Paccaud, F., Bovet, P. & Stringhini, S. Socioeconomic 
determinants of dietary patterns in low- and middle-income countries: a systematic 
review. 

Am J Clin Nutr

 

100

, 1520-1531 (2014). 

https://doi.org:10.3945/ajcn.114.089029

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

11 

Jung, S., Bae, H., Song, W. S. & Jang, C. Dietary Fructose and Fructose-Induced 
Pathologies. 

Annu Rev Nutr

 

42

, 45-66 (2022). 

https://doi.org:10.1146/annurev-nutr-

062220-025831

 

Eckel, R. H., Grundy, S. M. & Zimmet, P. Z. The metabolic syndrome. 

Lancet

 

365

1415-1428 (2005). 

https://doi.org:10.1016/S0140-6736(05)66378-7

 

Lee, J. M.

 et al.

 Body mass index and timing of pubertal initiation in boys. 

Arch Pediatr 

Adolesc Med

 

164

, 139-144 (2010). 

https://doi.org:10.1001/archpediatrics.2009.258

 

Lee, J. M.

 et al.

 Timing of Puberty in Overweight Versus Obese Boys. 

Pediatrics

 

137

e20150164 (2016). 

https://doi.org:10.1542/peds.2015-0164

 

Starka, L., Hill, M., Pospisilova, H. & Duskova, M. Estradiol, obesity and hypogonadism. 

Physiol Res

 

69

, S273-S278 (2020). 

https://doi.org:10.33549/physiolres.934510

 

Musselman, L. P.

 et al.

 A high-sugar diet produces obesity and insulin resistance in wild-

type Drosophila. 

Dis Model Mech

 

4

, 842-849 (2011). 

https://doi.org:10.1242/dmm.007948

 

Chung, S. Growth and Puberty in Obese Children and Implications of Body Composition. 

J Obes Metab Syndr

 

26

, 243-250 (2017). 

https://doi.org:10.7570/jomes.2017.26.4.243

 

10 

Li, H.

 et al.

 Macrophages, Chronic Inflammation, and Insulin Resistance. 

Cells

 

11

 

(2022). 

https://doi.org:10.3390/cells11193001

 

11 

Droujinine, I. A.

 et al.

 Proteomics of protein trafficking by in vivo tissue-specific 

labeling. 

Nat Commun

 

12

, 2382 (2021). 

https://doi.org:10.1038/s41467-021-22599-x

 

12 

Geminard, C., Rulifson, E. J. & Leopold, P. Remote control of insulin secretion by fat 
cells in Drosophila. 

Cell Metab

 

10

, 199-207 (2009). 

https://doi.org:10.1016/j.cmet.2009.08.002

 

13 

Hudry, B.

 et al.

 Sex Differences in Intestinal Carbohydrate Metabolism Promote Food 

Intake and Sperm Maturation. 

Cell

 

178

, 901-918 e916 (2019). 

https://doi.org:10.1016/j.cell.2019.07.029

 

14 

Cox, N.

 et al.

 Diet-regulated production of PDGFcc by macrophages controls energy 

storage. 

Science

 

373

 (2021). 

https://doi.org:10.1126/science.abe9383

 

15 

Droujinine, I. A. & Perrimon, N. Interorgan Communication Pathways in Physiology: 
Focus on Drosophila. 

Annu Rev Genet

 

50

, 539-570 (2016). 

https://doi.org:10.1146/annurev-genet-121415-122024

 

16 

Lazarov, T., Juarez-Carreno, S., Cox, N. & Geissmann, F. Physiology and diseases of 
tissue-resident macrophages. 

Nature

 

618

, 698-707 (2023). 

https://doi.org:10.1038/s41586-023-06002-x

 

17 

Kubrak, O.

 et al.

 LGR signaling mediates muscle-adipose tissue crosstalk and protects 

against diet-induced insulin resistance. 

Nat Commun

 

15

, 6126 (2024). 

https://doi.org:10.1038/s41467-024-50468-w

 

18 

Yu, S., Zhang, G. & Jin, L. H. A high-sugar diet affects cellular and humoral immune 
responses in Drosophila. 

Exp Cell Res

 

368

, 215-224 (2018). 

https://doi.org:10.1016/j.yexcr.2018.04.032

 

19 

Huang, H.

 et al.

 Kupffer cell programming by maternal obesity triggers fatty liver 

disease. 

Nature

 (2025). 

https://doi.org:10.1038/s41586-025-09190-w

 

20 

Wang, Z.

 et al.

 Early life high fructose impairs microglial phagocytosis and 

neurodevelopment. 

Nature

 (2025). 

https://doi.org:10.1038/s41586-025-09098-5

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

12 

21 

Juarez-Carreno, S. & Geissmann, F. The macrophage genetic cassette inr/dtor/pvf2 is a 
nutritional status checkpoint for developmental timing. 

Sci Adv

 

9

, eadh0589 (2023). 

https://doi.org:10.1126/sciadv.adh0589

 

22 

Pasco, M. Y. & Leopold, P. High sugar-induced insulin resistance in Drosophila relies on 
the lipocalin Neural Lazarillo. 

PLoS One

 

7

, e36583 (2012). 

https://doi.org:10.1371/journal.pone.0036583

 

23 

Rulifson, E. J., Kim, S. K. & Nusse, R. Ablation of insulin-producing neurons in flies: 
growth and diabetic phenotypes. 

Science

 

296

, 1118-1120 (2002). 

https://doi.org:10.1126/science.1070058

 

24 

Shingleton, A. W., Das, J., Vinicius, L. & Stern, D. L. The temporal requirements for 
insulin signaling during development in Drosophila. 

PLoS Biol

 

3

, e289 (2005). 

https://doi.org:10.1371/journal.pbio.0030289

 

25 

Gilbert, L. I., Rybczynski, R. & Warren, J. T. Control and biochemical nature of the 
ecdysteroidogenic pathway. 

Annu Rev Entomol

 

47

, 883-916 (2002). 

https://doi.org:10.1146/annurev.ento.47.091201.145302

 

26 

Segraves, W. A. & Hogness, D. S. The E75 ecdysone-inducible gene responsible for the 
75B early puff in Drosophila encodes two new members of the steroid receptor 
superfamily. 

Genes Dev

 

4

, 204-219 (1990). 

https://doi.org:10.1101/gad.4.2.204

 

27 

Mass, E., Nimmerjahn, F., Kierdorf, K. & Schlitzer, A. Tissue-specific macrophages: 
how they develop and choreograph tissue biology. 

Nat Rev Immunol

 

23

, 563-579 (2023). 

https://doi.org:10.1038/s41577-023-00848-y

 

28 

Park, M. D., Silvin, A., Ginhoux, F. & Merad, M. Macrophages in health and disease. 

Cell

 

185

, 4259-4279 (2022). 

https://doi.org:10.1016/j.cell.2022.10.007

 

29 

Lumeng, C. N., Bodzin, J. L. & Saltiel, A. R. Obesity induces a phenotypic switch in 
adipose tissue macrophage polarization. 

J Clin Invest

 

117

, 175-184 (2007). 

https://doi.org:10.1172/JCI29881

 

30 

Mahanta, A.

 et al.

 Macrophage metabolic reprogramming during dietary stress influences 

adult body size in Drosophila. 

EMBO Rep

 (2025). 

https://doi.org:10.1038/s44319-025-

00574-7

 

31 

Denton, D., Xu, T., Dayan, S., Nicolson, S. & Kumar, S. Dpp regulates autophagy-
dependent midgut removal and signals to block ecdysone production. 

Cell Death Differ

 

26

, 763-778 (2019). 

https://doi.org:10.1038/s41418-018-0154-z

 

32 

Setiawan, L., Pan, X., Woods, A. L., O'Connor, M. B. & Hariharan, I. K. The BMP2/4 
ortholog Dpp can function as an inter-organ signal that regulates developmental timing. 

Life Sci Alliance

 

1

, e201800216 (2018). 

https://doi.org:10.26508/lsa.201800216

 

33 

Kim, J., Johnson, K., Chen, H. J., Carroll, S. & Laughon, A. Drosophila Mad binds to 
DNA and directly mediates activation of vestigial by Decapentaplegic. 

Nature

 

388

, 304-

308 (1997). 

https://doi.org:10.1038/40906

 

34 

Campbell, G. & Tomlinson, A. Transducing the Dpp morphogen gradient in the wing of 
Drosophila: regulation of Dpp targets by brinker. 

Cell

 

96

, 553-562 (1999). 

https://doi.org:10.1016/s0092-8674(00)80659-5

 

35 

Jazwinska, A., Kirov, N., Wieschaus, E., Roth, S. & Rushlow, C. The Drosophila gene 
brinker reveals a novel mechanism of Dpp target gene regulation. 

Cell

 

96

, 563-573 

(1999). 

https://doi.org:10.1016/s0092-8674(00)80660-1

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

13 

36 

Minami, M., Kinoshita, N., Kamoshida, Y., Tanimoto, H. & Tabata, T. brinker is a target 
of Dpp in Drosophila that negatively regulates Dpp-dependent genes. 

Nature

 

398

, 242-

246 (1999). 

https://doi.org:10.1038/18451

 

37 

Teleman, A. A. & Cohen, S. M. Dpp gradient formation in the Drosophila wing imaginal 
disc. 

Cell

 

103

, 971-980 (2000). 

https://doi.org:10.1016/s0092-8674(00)00199-9

 

38 

Haerry, T. E., Khalsa, O., O'Connor, M. B. & Wharton, K. A. Synergistic signaling by 
two BMP ligands through the SAX and TKV receptors controls wing growth and 
patterning in Drosophila. 

Development

 

125

, 3977-3987 (1998). 

https://doi.org:10.1242/dev.125.20.3977

 

39 

Perez-Mockus, G.

 et al.

 The Drosophila ecdysone receptor promotes or suppresses 

proliferation according to ligand level. 

Dev Cell

 

58

, 2128-2139 e2124 (2023). 

https://doi.org:10.1016/j.devcel.2023.08.032

 

40 

Delanoue, R., Slaidina, M. & Leopold, P. The steroid hormone ecdysone controls 
systemic growth by repressing dMyc function in Drosophila fat cells. 

Dev Cell

 

18

, 1012-

1021 (2010). 

https://doi.org:10.1016/j.devcel.2010.05.007

 

41 

McBrayer, Z.

 et al.

 Prothoracicotropic hormone regulates developmental timing and body 

size in Drosophila. 

Dev Cell

 

13

, 857-871 (2007). 

https://doi.org:10.1016/j.devcel.2007.11.003

 

42 

Rewitz, K. F., Yamanaka, N., Gilbert, L. I. & O'Connor, M. B. The insect neuropeptide 
PTTH activates receptor tyrosine kinase torso to initiate metamorphosis. 

Science

 

326

1403-1405 (2009). 

https://doi.org:10.1126/science.1176450

 

43 

Danielsen, E. T., Moeller, M. E. & Rewitz, K. F. Nutrient signaling and developmental 
timing of maturation. 

Curr Top Dev Biol

 

105

, 37-67 (2013). 

https://doi.org:10.1016/B978-0-12-396968-2.00002-6

 

44 

Plant, T. M. Neuroendocrine control of the onset of puberty. 

Front Neuroendocrinol

 

38

73-88 (2015). 

https://doi.org:10.1016/j.yfrne.2015.04.002

 

45 

Bordini, B. & Rosenfield, R. L. Normal pubertal development: Part I: The endocrine 
basis of puberty. 

Pediatr Rev

 

32

, 223-229 (2011). 

https://doi.org:10.1542/pir.32-6-223

 

46 

Veldhuis, J. D.

 et al.

 Estrogen and testosterone, but not a nonaromatizable androgen, 

direct network integration of the hypothalamo-somatotrope (growth hormone)-insulin-
like growth factor I axis in the human: evidence from pubertal pathophysiology and sex-
steroid hormone replacement. 

J Clin Endocrinol Metab

 

82

, 3414-3420 (1997). 

https://doi.org:10.1210/jcem.82.10.4317

 

47 

Yamanaka, N., Rewitz, K. F. & O'Connor, M. B. Ecdysone control of developmental 
transitions: lessons from Drosophila research. 

Annu Rev Entomol

 

58

, 497-516 (2013). 

https://doi.org:10.1146/annurev-ento-120811-153608

 

48 

Ohhara, Y., Kobayashi, S. & Yamanaka, N. Nutrient-Dependent Endocycling in 
Steroidogenic Tissue Dictates Timing of Metamorphosis in Drosophila melanogaster. 

PLoS Genet

 

13

, e1006583 (2017). 

https://doi.org:10.1371/journal.pgen.1006583

 

49 

Villamor, E. & Jansen, E. C. Nutritional Determinants of the Timing of Puberty. 

Annu 

Rev Public Health

 

37

, 33-46 (2016). 

https://doi.org:10.1146/annurev-publhealth-031914-

122606

 

50 

Romao, D., Muzzopappa, M., Barrio, L. & Milan, M. The Upd3 cytokine couples 
inflammation to maturation defects in Drosophila. 

Curr Biol

 

31

, 1780-1787 e1786 

(2021). 

https://doi.org:10.1016/j.cub.2021.01.080

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

14 

51 

Colombani, J., Andersen, D. S. & Leopold, P. Secreted peptide Dilp8 coordinates 
Drosophila tissue growth with developmental timing. 

Science

 

336

, 582-585 (2012). 

https://doi.org:10.1126/science.1216689

 

52 

Garelli, A., Gontijo, A. M., Miguela, V., Caparros, E. & Dominguez, M. Imaginal discs 
secrete insulin-like peptide 8 to mediate plasticity of growth and maturation. 

Science

 

336

579-582 (2012). 

https://doi.org:10.1126/science.1216735

 

53 

Woodcock, K. J.

 et al.

 Macrophage-derived upd3 cytokine causes impaired glucose 

homeostasis and reduced lifespan in Drosophila fed a lipid-rich diet. 

Immunity

 

42

, 133-

144 (2015). 

https://doi.org:10.1016/j.immuni.2014.12.023

 

54 

Hersperger, F.

 et al.

 DNA damage signaling in Drosophila macrophages modulates 

systemic cytokine levels in response to oxidative stress. 

Elife

 

12

 (2024). 

https://doi.org:10.7554/eLife.86700

 

55 

Ayyaz, A., Li, H. & Jasper, H. Haemocytes control stem cell activity in the Drosophila 
intestine. 

Nat Cell Biol

 

17

, 736-748 (2015). 

https://doi.org:10.1038/ncb3174

 

56 

Sriskanthadevan-Pirahas, S., Tinwala, A. Q., Turingan, M. J., Khan, S. & Grewal, S. S. 
Mitochondrial metabolism in Drosophila macrophage-like cells regulates body growth 
via modulation of cytokine and insulin signaling. 

Biol Open

 

12

 (2023). 

https://doi.org:10.1242/bio.059968

 

57 

Lombard-Vignon, N., Grizard, G. & Boucher, D. Influence of rat testicular macrophages 
on Leydig cell function in vitro. 

Int J Androl

 

15

, 144-159 (1992). 

https://doi.org:10.1111/j.1365-2605.1992.tb01123.x

 

58 

Afane, M.

 et al.

 Modulation of Leydig cell testosterone production by secretory products 

of macrophages. 

Andrologia

 

30

, 71-78 (1998). 

https://doi.org:10.1111/j.1439-

0272.1998.tb01149.x

 

59 

Nellen, D., Burke, R., Struhl, G. & Basler, K. Direct and long-range action of a DPP 
morphogen gradient. 

Cell

 

85

, 357-368 (1996). 

https://doi.org:10.1016/s0092-

8674(00)81114-9

 

60 

Lecuit, T.

 et al.

 Two distinct mechanisms for long-range patterning by Decapentaplegic 

in the Drosophila wing. 

Nature

 

381

, 387-393 (1996). 

https://doi.org:10.1038/381387a0

 

61 

Baboota, R. K., Bluher, M. & Smith, U. Emerging Role of Bone Morphogenetic Protein 4 
in Metabolic Disorders. 

Diabetes

 

70

, 303-312 (2021). 

https://doi.org:10.2337/db20-0884

 

62 

Son, J. W.

 et al.

 Association of serum bone morphogenetic protein 4 levels with obesity 

and metabolic syndrome in non-diabetic individuals. 

Endocr J

 

58

, 39-46 (2011). 

https://doi.org:10.1507/endocrj.k10e-248

 

63 

Schulz, T. J.

 et al.

 Loss of BMP receptor type 1A in murine adipose tissue attenuates age-

related onset of insulin resistance. 

Diabetologia

 

59

, 1769-1777 (2016). 

https://doi.org:10.1007/s00125-016-3990-8

 

64 

Beaudry, J. L., D'Souza A, M., Teich, T., Tsushima, R. & Riddell, M. C. Exogenous 
glucocorticoids and a high-fat diet cause severe hyperglycemia and hyperinsulinemia and 
limit islet glucose responsiveness in young male Sprague-Dawley rats. 

Endocrinology

 

154

, 3197-3208 (2013). 

https://doi.org:10.1210/en.2012-2114

 

65 

Davani, B.

 et al.

 Aged transgenic mice with increased glucocorticoid sensitivity in 

pancreatic beta-cells develop diabetes. 

Diabetes

 

53 Suppl 1

, S51-59 (2004). 

https://doi.org:10.2337/diabetes.53.2007.s51

 

66 

Gyawali, P.

 et al.

 The role of sex hormone-binding globulin (SHBG), testosterone, and 

other sex steroids, on the development of type 2 diabetes in a cohort of community-

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

15 

dwelling middle-aged to elderly men. 

Acta Diabetol

 

55

, 861-872 (2018). 

https://doi.org:10.1007/s00592-018-1163-6

 

67 

Ghitha, N., Vathania, N., Wiyono, L. & Pulungan, A. Delayed menarche in children and 
adolescents with type 1 diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis. 

Clin 

Pediatr Endocrinol

 

33

, 104-112 (2024). 

https://doi.org:10.1297/cpe.2023-0058

 

68 

Rohrer, T.

 et al.

 Delayed pubertal onset and development in German children and 

adolescents with type 1 diabetes: cross-sectional analysis of recent data from the DPV 
diabetes documentation and quality management system. 

Eur J Endocrinol

 

157

, 647-653 

(2007). 

https://doi.org:10.1530/EJE-07-0150

 

69 

Sinenko, S. A. & Mathey-Prevot, B. Increased expression of Drosophila tetraspanin, 
Tsp68C, suppresses the abnormal proliferation of ytr-deficient and Ras/Raf-activated 
hemocytes. 

Oncogene

 

23

, 9120-9128 (2004). 

https://doi.org:10.1038/sj.onc.1208156

 

70 

Colombani, J.

 et al.

 A nutrient sensor mechanism controls Drosophila growth. 

Cell

 

114

739-749 (2003). 

https://doi.org:10.1016/s0092-8674(03)00713-x

 

71 

Juarez-Carreno, S.

 et al.

 Body-fat sensor triggers ribosome maturation in the 

steroidogenic gland to initiate sexual maturation in Drosophila. 

Cell Rep

 

37

, 109830 

(2021). 

https://doi.org:10.1016/j.celrep.2021.109830

 

72 

Palomino-Schatzlein, M., Carranza-Valencia, J., Guirado, J., Juarez-Carreno, S. & 
Morante, J. A toolbox to study metabolic status of Drosophila melanogaster larvae. 

STAR 

Protoc

 

3

, 101195 (2022). 

https://doi.org:10.1016/j.xpro.2022.101195

 

73 

Ramond, E.

 et al.

 The adipokine NimrodB5 regulates peripheral hematopoiesis in 

Drosophila. 

FEBS J

 

287

, 3399-3426 (2020). 

https://doi.org:10.1111/febs.15237

 

74 

Texada, M. J.

 et al.

 Autophagy-Mediated Cholesterol Trafficking Controls Steroid 

Production. 

Dev Cell

 

48

, 659-671 e654 (2019). 

https://doi.org:10.1016/j.devcel.2019.01.007

 

 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

16 

Figure 1. A high-sugar diet induces developmental delay and a transcriptional response in 
macrophages. 

(A, B) Developmental timing (A) and pupal size (B) of larvae growing in control 

diet or a 10x high-sugar diet (HSD) (A: n=3, 20 larvae per experiment in three independent crosses, 
60  larvae  in  total  per  condition;  B:  n

³

34).  (C,  D)  Transcriptional  levels  of  the  ecdysone 

biosynthesis enzymes 

nvl

phm

 and 

sad 

(C) and the ecdysone signaling target gene 

e75b 

(D) in 

larvae growing in control diet or HSD. Samples were pooled by five larvae per condition. mRNA 
levels  were  normalized  to 

rp49

.    n=4.  (E)  Flow  cytometry  and  counts  of  total  GFP-positive 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

17 

macrophages  (

hmlΔ>gfp

)  of  larvae  growing  in  control  diet  and  HSD.  n=3.  (F)  Volcano  plot 

illustrating  the  differential  gene  expression  in  macrophages.  These  macrophages  were  isolated 
from larvae exposed to either a control diet or HSD (n=4). Red indicates upregulation and blue 
indicates  downregulation  of  gene  expression  under  the  HSD  condition  (adjusted  P<0.05;  |fold 
change|≥1.5). Relevant growth factor genes are labeled with their corresponding gene symbols. 
Fold  changes  and  p-values  were  calculated  using  the  DESeq2  R  package.  (G)  Transcriptional 
levels of 

dpp 

in larvae growing under control diet and HSD. mRNA levels were normalized to 

rp49

 and 

Act5C

. Samples were pooled by five larvae per condition. n=4. (H, I) pMad (H) and Brk 

(I) protein expression levels in prothoracic glands of 96 h AEL-old larvae growing in control diet 
and HSD. Images show a Z-stack and scale bars of 10 

µ

m. n

³

6. n

³

6. Values represent the means 

± SD.  Data were analyzed by two-tailed unpaired t test, and. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001, 
and ****P < 0.0001. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

18 

 

Figure  2.  Macrophage-derived  Dpp  signals  to  the  prothoracic  gland  to  inhibit  ecdysone 
synthesis and to cause a developmental delay under high-sugar diet. 

(A) Developmental timing 

in larvae of the indicated genotypes growing in control diet or HSD (n=3, 20 larvae per genotype 
in three independent crosses, 60 larvae in total per condition and genotype). (B, C) Transcriptional 
levels of the ecdysone biosynthesis enzymes 

nvl

phm

, and 

sad

 (B) and the ecdysone signaling 

target gene, 

e75b

 (C) were quantified across the indicated conditions, genotypes and time points. 

mRNA  levels  were  normalized  to 

rp49

.    n=4.  (D)  Total  ecdysteroid  levels  in  the  indicated 

genotypes and conditions and quantified by ELISA at the indicated time points. n = 4, with each 
sample pooled from 10 larvae. (E) Macrophages can secrete a Dpp tagged with GFP, which can 
be detected in the prothoracic gland. n

³

5. (F, G) pMad (F) and Brk (G) protein expression levels 

in the prothoracic gland at 96 h AEL in the indicated genotypes and conditions. Images in E-G 
show a Z-stack and scale bars of 10 

µ

m. F: n

³

7. G: n

³

6. Values represent the means ± SD. Data 

in B, C, and D were analyzed by two-tailed unpaired t test, and *P < 0.05, and **P < 0.01. Data in 
F and G were analyzed by non-parametric Kruskal–Wallis test and multiple comparison and ****P 
< 0.0001.  
 

 
 
 
 
 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

19 

 

Figure 3. Dpp signaling in the prothoracic gland inhibits ecdysone synthesis and induces a 
developmental delay under a high-sugar diet 

(A, B) pMad (A) and Brk (B) protein expression 

levels in the prothoracic gland at 96 h AEL in the indicated genotypes and conditions. n

³

5. (C) 

Developmental timing in larvae of the indicated genotypes growing in control diet or HSD (n=3, 
20  larvae  per  genotype  in  three  independent  crosses,  60  larvae  in  total  per  condition).  (D,  E) 
Transcriptional  levels  of  the  ecdysone  biosynthesis  enzymes 

nvl

phm

,  and 

sad

  (D)  and  the 

ecdysone signaling target gene, 

e75b

 (E) measured across the indicated conditions, genotypes and 

time points. mRNA levels normalized to 

rp49

. n=4. (F) Total ecdysteroid levels in the indicated 

genotypes  and  conditions,  quantified  by  ELISA  at  the  indicated  time  points.  n  =  4,  with  each 
sample pooled from 10 larvae. (G) Tkv expression in the prothoracic gland. Images in A, B, G 
show a Z-projection and scale bars of 10 

µ

m (A, B) or 30 

µ

m (G). Values represent the means ± 

SD.  Data were analyzed in D, E, and F by two-tailed unpaired t test, and *P < 0.05, **P < 0.01, 
***P < 0.001, and ****P < 0.0001. Data were analyzed in A and B by non-parametric Kruskal–
Wallis test and multiple comparison and ****P < 0.0001. 
 

 
 
 
 
 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

20 

 

Figure  4.  Macrophage-derived  Dpp  signals  to  the  prothoracic  gland  to  regulate  systemic 
growth under dietary stress. 

(A-C) Final pupal size of larvae subjected to macrophage-specific 

depletion of 

dpp

 (A), 

tkv

 (B) and 

mad

 (C), and growing in control diet (CD) or HSD. A: n

³

30, B: 

n

³

28. C: n

³

35. A.U., arbitrary units. Values represent the means ± SD. Data were analyzed by 

two-tailed unpaired t test and. ****P < 0.0001. (D) Macrophage-secreted Dpp regulates ecdysone 
biosynthesis  and  developmental  progression  under  conditions  of  diet-induced  stress,  primarily 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

21 

through its receptor Thickveins (Tkv) expressed in the prothoracic gland. Scheme created with 
BioRender.com. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

22 

 

Figure S1, related to Fig. 1. Bulk RNA sequencing of macrophages shows metabolic switch 
and  enhanced  trophic  role  under  nutrient-induced  stress  during  development. 

(A)  Gene 

Ontology (GO) enrichment results visualized using dot plots. Each dot represents an enriched GO 
term. The color scale indicates the direction and magnitude of gene expression changes, while dot 
size  corresponds  to  the  measured  number  of  genes  associated  with  each  term.  GO  terms  were 
considered  significantly  enriched  at  p  value  ≤  0.05.  Significance  is  visualized  using  −log₁₀  (p 
value), where higher values indicate stronger enrichment. (B) Gene set enrichment analysis of the 
GO pathways indicated.  
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

23 

 

Figure S2, related to Fig. 2. Macrophages overexpressing Dpp induce a developmental delay 
and  drive  systemic  growth. 

(A)  RNAi  efficiency  of 

dpp

  RNAi  line.  mRNA  levels  were 

normalized to 

rp49

 at 96 h AEL of sorted macrophages in the indicated genotypes. n=4, with each 

sample pooled from 15,000 macrophages. (B) Developmental timing in larvae of the indicated 
genotypes and growing in control diet (n=3, 20 larvae per genotype in three independent crosses, 
60 larvae in total per condition). (C) Final pupal size of larvae overexpressing 

dpp

 specifically in 

macrophages  and  growing  in  control  diet.  n=35.  (D)  Representative  images  of  the  prothoracic 
gland from larvae subjected to a physiological diet or 10x high-sugar diet. Macrophages are labeled 
with GFP fluorescent protein (

hml

D

>gfp)

. Images show a Z-stack and scale bars of 30 

µ

m. n=6. 

Data were analyzed by two-tailed unpaired t test, and values represent the means ± SD. *P < 0.05, 
and ***P < 0.001. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

24 

 

 
Fig. S3, related to Fig.3 and Fig.4. A role of Dpp signaling in inhibiting ecdysone synthesis in 
the prothoracic gland and inducing a developmental delay under a high-sugar diet.

 (A, B) 

Developmental timing in larvae of the indicated genotypes and growing in control diet or HSD 
(n=3, 20 larvae per genotype in three independent crosses, 60 larvae in total per condition). (C, D) 
Transcriptional  levels  of  the  ecdysone  biosynthesis  enzymes, 

nvl

phm

,  and 

sad

  (C)  and  the 

ecdysone  signaling  target  gene, 

e75b

  (D)  were  quantified  across  the  indicated  genotypes, 

conditions and time points. mRNA levels normalized to 

rp49

.  n=4. (E) Final pupal size of larvae 

growing in control diet or HSD and subjected to macrophage-specific expression of a dominant 
negative version of the Tkv receptor (Tkv-DN). n

³

30. Data were analyzed by two-tailed unpaired 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint 

2025.09.10.675304v1.full-html.html
background image

 

 

25 

t test, and values represent the means ± SD. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001, and ****P < 
0.0001. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted September 11, 2025. 

https://doi.org/10.1101/2025.09.10.675304

doi: 

bioRxiv preprint