加州大学旧金山分校的科学家发现果蝠可以吃大量的含糖水果而不会对健康产生不利影响,这为糖尿病研究提供了见解。 果蝠的胰腺和肾脏已经进化出特殊的生理适应能力,可以有效地处理糖分和保留电解质,这项研究可以为美国数百万糖尿病患者开发新的**方法提供有价值的知识。
一项新的研究揭示了果蝠独特的生理机能如何实现高糖的健康饮食,从而揭示了人类糖尿病研究。
高糖饮食对人类来说是个坏消息,会导致糖尿病、肥胖症,甚至癌症。 然而,果蝠能够生存,甚至通过每天吃两倍于体重的含糖水果而茁壮成长。
现在,加州大学旧金山分校的科学家们发现了果蝠是如何进化到消耗如此多的糖分的,这对美国3700万糖尿病患者有潜在影响。 今天(2024年1月9日)发表在《自然通讯》杂志上的研究结果表明,果蝠身体的适应可以防止它们摄入大量可能对身体有害的糖分。
根据美国疾病控制和预防中心的数据,糖尿病是美国第八大死因,每年造成2370亿美元的直接医疗费用。
了解果蝠的独特生理机能
加州大学旧金山分校人类遗传学研究所所长、共同第一作者Nadav Ahituv博士说"患有糖尿病,身体无法产生或检测胰岛素,导致血糖控制出现问题。 但果蝠的基因系统非常适合控制血糖。 我们希望从这个系统中学习,为人类做出更好的胰岛素或糖感应**。 "
加州大学旧金山分校的研究人员发现,果蝠的进化适应使它们能够在高糖饮食中茁壮成长,这为人类糖尿病提供了潜在的启示**。
Ashitov的团队专注于控制血糖的蝙蝠胰腺和肾脏的进化。 他们发现,与食虫蝙蝠的胰腺相比,果蝠的胰腺具有额外的胰岛素分泌细胞以及遗传变化,以帮助其处理大量糖分。 果蝠的肾脏也经过调整,以确保重要的电解质从含水的食物中保留下来。
*共同第一作者Wei Gordon博士,加州大学旧金山分校四分体项目的最新毕业生,门罗学院生物学助理教授,说:"即使是对单个DNA字母的微小改变,也可以使这种进食模式对果蝠来说是可行的。 我们需要了解这种高葡萄糖代谢,才能在帮助三分之一的美国人预防糖尿病方面取得进展。 "
没有后果的甜食
每天,经过20个小时的睡眠,果蝠醒来4个小时,大口大口地吃水果。 然后回到栖息地。
为了了解果蝠如何完成这种吃糖的壮举,Ashitulf和Gordon与来自韩国延世大学和纽约市美国自然历史博物馆在内的多个机构的科学家合作,将牙买加果蝠与只吃昆虫的大型棕色蝙蝠进行了比较。
研究人员使用测量单个细胞中基因表达(哪些基因打开或关闭)和调节DNA(控制基因表达的DNA部分)的方法进行了分析。
ahituv 说:"这种较新的单细胞技术不仅可以解释哪些类型的细胞存在于哪些器官中,还可以解释这些细胞如何调节基因表达以管理每种饮食。 "
在果蝠中,胰腺和肾脏的组成已经进化到适应它们的饮食。 胰腺有更多的细胞来产生胰岛素,胰岛素告诉身体降低血糖,以及更多的细胞产生胰高血糖素,这是另一种主要的葡萄糖调节激素。 同时,果蝠的肾脏有更多的细胞,在过滤血液时捕获稀缺的盐分。
放大来看,这些细胞中的调节DNA已经进化到相应的基因可以打开或关闭水果新陈代谢的程度。 另一方面,棕色蝙蝠有更多的细胞来分解蛋白质和节约水分。 这些细胞中的基因表达被调整以适应虫子的饮食。
两只蝙蝠中胰岛素和胰高血糖素基因周围的DNA组织明显不同"戈登说。 "过去人们认为基因周围的DNA'垃圾'但是我们的数据表明,这种调节DNA可能有助于果蝠对血糖的突然升高和降低做出反应。
虽然果蝠的一些生物学特征与人类糖尿病患者相似,但果蝠似乎已经进化出了人类糖果爱好者梦寐以求的东西:没有后遗症的糖果。
戈登说。 "从实验室小鼠等模式生物中退后一步,发现自然界中人类健康危机的可能解决方案,这是非常了不起的。 蝙蝠已经弄清楚了这一点,这一切都存在于它们的DNA中,是自然选择的结果。 "
进化的超级英雄
这项研究得益于最近对蝙蝠改善人类健康的研究浪潮。 Gordon 和 Ashitulf 前往伯利兹,与其他近 50 名蝙蝠研究人员一起参加了这一年度活动"蝙蝠之旅"(Bat-a-Thon),对野生蝙蝠进行普查并收集野外样本进行科学研究。 在这次活动中捕获的牙买加果蝠被用于葡萄糖代谢研究。
蝙蝠是最多样化的哺乳动物家族之一,是进化胜利的典范,从它们的免疫系统到它们独特的饮食等等。
对我来说,蝙蝠就像超级英雄一样,每个人都拥有惊人的超能力,无论是回声定位、飞行、非凝血挤血,还是吃水果而没有糖尿病,"阿希托夫说。 "这种工作才刚刚开始"。
编译**:scitechdaily