每天都吃2倍于体重的水果，还很健康，它们拥有人类和很多动物没有的能力。人类并不是唯一一种喜欢糖的哺乳动物，果蝠也很喜欢糖，它们每天摄入的含糖水果可以达到自身体重的两倍。与人类不同的是，果蝠以高糖饮食为主，相比以昆虫饮食为主的蝙蝠，它们能更快地降低血糖。我们是一个由生物学家和生物工程师组成的研究团队，通过弄清果蝠怎样演化出吃高糖食物的特殊能力，可以让我们从一个不同寻常的角度来探索治疗糖尿病的方法。
在一篇于近期发表于《自然·通讯》杂志的研究中，我们和Seungbyn Baek、Martin Hemberg使用了一种分析单个细胞DNA的技术，比较了以水果为主食的牙买加果蝠和以昆虫为主食的大棕蝠基因组中、调控代谢过程的独特的编码指令。基因组中大约2%的DNA序列是基因，这些DNA片段中包含编码细胞形成特定性状的指令，例如让果蝠的舌头更长的基因。
其他98%的DNA片段能调节基因的表达，并决定基因编码的性状对应的表型，以及是否应该出现。为了弄清果蝠如何进化到代谢如此多的糖的能力，我们想鉴定以水果为主食的蝙蝠和以昆虫为主食的蝙蝠在遗传和细胞水平上的差异。具体来说，我们研究了代谢疾病相关的两个重要器官——胰腺和肾脏中的基因、参与调控的DNA和细胞类型。
胰腺通过分泌胰岛素和胰高血糖素等一些激素来调节血糖和食欲，胰岛素可以降低血糖，而胰高血糖素可以提高血糖。我们发现，与大棕蝠相比，牙买加果蝠产生胰岛素和胰高血糖素的细胞更多，此外，参与调控的DNA会使得果蝠的胰腺细胞更倾向于产生胰岛素和胰高血糖素。这两种激素协调作用，使果蝠即使摄入大量的糖，也能保持血糖水平平衡。肾脏会过滤掉血液中的代谢废物，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来自水果的大量水分和保留少量盐分的能力。我们发现，牙买加果蝠会根据日常饮食调整肾细胞的组成，减少尿浓缩细胞的数量，因此与大棕蝠相比，它们的尿液浓度更低。糖尿病是世界上花费最高的慢性病之一。2022年，美国在与糖尿病相关的直接和间接医疗费用中支出了4129亿美元。
大多数治疗糖尿病的新方法都是以传统的实验室动物例如如小鼠作为试验对象，因为它们繁殖速度快，且适合在实验室中进行研究。但在实验室之外，存在着像果蝠这样的哺乳动物，它们已经进化到能够耐受高糖负荷的能力。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。
我们和越来越多的研究人员发现，通过将新的细胞表征技术应用在一些自然的非模式生物的生物中，或研究人员不常在实验室中研究的生物上，有助于找到治疗疾病的新方法。虽然我们的研究找到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进一步证明我们研究的果蝠DNA序列是否能帮助理解、控制或治愈人类糖尿病。我们在果蝠的一些发现可能与代谢无关，或者是牙买加果蝠独有的特征。
全球有近200种果蝠，研究更多的蝙蝠将有助于研究人员弄清哪些果蝠的DNA序列与治疗糖尿病相关。此外，我们在研究中也只关注了蝙蝠的胰腺和肾脏，而分析参与新陈代谢的其他器官，如肝脏和小肠，将能帮助更全面地了解果蝠的新陈代谢，并提出恰当的治疗方法。我们的团队现在正在研究那些参与调控过程、让果蝠能摄入大量糖的DNA序列，测试是否能利用它们更好地控制人们对葡萄糖的响应。
我们正在将小鼠和果蝠基因组中参与调节的DNA序列互换，以测试果蝠中的调节DNA序列对小鼠控制葡萄糖水平的影响。