科学家称，喜糖果蝠的基因可能为糖尿病新疗法指明方向

科学家们正在研究果蝠如何处理如此含糖的饮食，以便潜在地发现管理人类血糖水平的新方法。

人类并不是唯一喜欢糖的哺乳动物。果蝠也一样，每天吃掉相当于自身体重两倍的含糖水果。然而，与人类不同的是，果蝠靠富含糖分的饮食而茁壮成长。与依赖昆虫作为主要食物来源的蝙蝠相比，它们降低血糖的速度更快。

我们是一支由生物学家和生物工程师组成的团队。确定果蝠如何进化为专门吃高糖饮食，促使我们从一个不寻常的角度寻求糖尿病治疗——这个角度让我们一路前往伯利兹拉马奈，参加一年一度的伯利兹蝙蝠马拉松比赛研究人员收集和研究蝙蝠的聚集地。  糖尿病是2019年第九大死因，当身体无法有效处理糖时，就会出现糖尿病，导致血液中葡萄糖过多。 

在《自然通讯》上新发表的研究中，我们和同事 Seungbyn Baek 和 Martin Hemberg 使用了一种分析单个细胞 DNA 的技术来比较牙买加果蝠基因组中编码的独特代谢指令， Artibeus jamaicensis， 以及食虫大棕蝠 Eptesicus fuscus 的基因组。

大约 2% 的 DNA 由基因组成，这些基因是 DNA 片段，包含细胞用来创造某些特征的指令，例如果蝠的舌头更长。另外 98% 是 DNA 片段，用于调节基因并确定其编码的性状是否存在。

为了了解果蝠如何进化到消耗如此多的糖，我们想要确定吃水果的蝙蝠和吃昆虫的蝙蝠之间的遗传和细胞差异。具体来说，我们研究了与代谢疾病有关的两个重要器官：胰腺和肾脏的基因、调节 DNA 和细胞类型。

胰腺通过分泌胰岛素（降低血糖）和胰高血糖素（提高血糖）等激素来调节血糖和食欲。我们发现牙买加果蝠比大棕蝠拥有更多的产生胰岛素和胰高血糖素的细胞，以及启动果蝠胰腺细胞产生胰岛素和胰高血糖素的调节 DNA。即使果蝠摄入大量糖分，这两种激素也能共同保持血糖水平平衡。

肾脏过滤血液中的代谢废物，维持水盐平衡并调节血压。果蝠的肾脏需要具备从血液中去除水果中的大量水分的能力，同时保留水果中的少量盐。我们发现牙买加果蝠根据饮食调整了肾细胞的组成，减少了尿液浓缩细胞的数量，因此与大棕蝠相比，它们的尿液更容易被水稀释。

为什么这很重要

糖尿病是世界上最昂贵的慢性病之一。 2022 年，美国在与糖尿病相关的直接医疗费用和间接费用上花费了 4129 亿美元。

大多数开发糖尿病新疗法的方法都是基于传统的实验动物（例如小鼠），因为它们很容易在实验室中复制和研究。但在实验室之外，存在果蝠等哺乳动物，它们实际上已经进化到可以承受高糖负荷。弄清楚这些哺乳动物如何应对高糖负荷可以帮助研究人员找到治疗糖尿病的新方法。

通过对这些非模型生物体或研究人员通常不用于实验室研究的生物体应用新的细胞表征技术，我们和越来越多的研究人员表明，可以利用自然来开发新的疾病治疗方法。

尚不知道什么

虽然我们的研究揭示了许多潜在的糖尿病治疗靶点，但还需要进行更多的研究来证明我们的果蝠 DNA 序列是否可以帮助理解、管理或治愈人类糖尿病。

我们的一些果蝠发现可能与新陈代谢无关，或者仅针对牙买加果蝠。果蝠有近 200 种。研究更多的蝙蝠将有助于研究人员阐明哪些果蝠 DNA 序列与糖尿病治疗相关。

我们的研究还只关注蝙蝠的胰腺和肾脏。分析其他参与代谢的器官，例如肝脏和小肠，将有助于研究人员更全面地了解果蝠的代谢并设计适当的治疗方法。

下一步是什么

我们的团队现在正在测试允许果蝠吃下如此多糖的调节DNA序列，并检查我们是否可以利用它们更好地调节人们对葡萄糖的反应。

为此，我们将小鼠的调控 DNA 序列与果蝠的 DNA 序列交换，并测试它们对这些小鼠管理血糖水平的影响。

这篇编辑过的文章是根据知识共享许可从 The Conversation 重新发布的。The Conversation。阅读原始文章。