果蝠血糖调控代谢策略新发现:氨基酸代谢网络快速响应或成高糖适应关键

糖尿病是全球日益严峻的公共卫生问题，而现有治疗手段相对有限，亟需探索新的血糖调控机制。近日，广东省科学院动物研究所张礼标研究员团队在国际权威期刊《Zoological Research》（生物学一区top期刊，动物学领域排名3/183）上发表题为“Metabolomic insights into the response strategies of bats to high-glucose stimulation”的研究论文，从血清代谢组学角度系统揭示了食果蝙蝠应对高糖刺激的代谢适应策略，为理解高糖饮食动物的血糖调控机制提供了新证据，并为基于代谢物的糖尿病干预策略开辟了新视角。

研究团队对3种食果蝙蝠和2种食虫蝙蝠在糖耐量实验前后多个时间点的血清代谢物进行多组学比较分析（图1）。结果显示，相同时间点不同物种间的差异代谢物以核苷酸及其衍生物、有机酸及其衍生物和苯类物质为主；而3种果蝠组内不同时间点的重叠差异代谢物，主要集中于高极性小分子、氧化衍生物及脂肪酸衍生代谢物三类。

图1 本研究中的五种蝙蝠及葡萄糖耐受实验

进一步分析发现，大长舌果蝠在4个时间点中差异表达的氨基酸类代谢物含量均显著高于其他蝙蝠类群，表现出极强的物种特异性（图2）。为探究氨基酸类代谢物含量是否与食性相关，研究在剔除大长舌果蝠样本后重新比对，发现其余2种食果蝙蝠的差异氨基酸类代谢物表达量依然显著高于食虫蝙蝠，表明氨基酸代谢差异与食果习性密切相关。

图2 高糖刺激条件下大长舌果蝠与其余蝙蝠血清的氨基酸代谢物差异分析（0 min 组）

研究随后对大长舌果蝠组内4个时间点的差异氨基酸代谢物进行深度挖掘，共筛选出40种差异代谢物，彼此间呈现较强的协同变化关系，且多数代谢物随时间的变化趋势与血糖波动高度一致（图3）。KEGG通路富集分析显示，大长舌果蝠在ABC转运蛋白、氨酰tRNA合成、D-氨基酸代谢等多条氨基酸相关通路上显著富集；相比之下，这些通路在另外4种蝙蝠中富集程度较低，但2种果蝠的富集水平仍优于食虫蝙蝠（图4）。上述结果支持果蝠可能通过快速调动氨基酸代谢网络来增强对高糖刺激的适应性。

图3 大长舌果蝠组内4个时间点差异氨基酸代谢物的k-means聚类分析

图4 大长舌果蝠组内 4 个时间点差异代谢物的 KEGG 通路富集分析

此外，鉴于脑-肠轴（Gut-Brain Axis, GBA）在维持能量代谢和血糖稳态中的关键作用，研究团队重点分析了GBA相关代谢物在高糖刺激下的变化，发现多种与GBA调控相关的代谢物（包括神经递质、胆汁酸和短链脂肪酸）均表现出明显的食性和物种特异性，提示蝙蝠可能通过调节GBA信号通路参与高糖状态下的血糖缓冲和能量稳态维持。

综上，该研究不仅为理解果蝠特殊的代谢适应机制提供了大量的代谢组学数据，也为探索糖尿病的新型干预策略提供了有前景的代谢组学视角。该研究获得了国家自然科学基金项目资助。广东省科学院动物研究所张礼标研究员与武汉大学生命科学学院赵华斌教授为论文的共同通讯作者，两人联合培养的硕士研究生秦嘉豪与江西省中国科学院庐山植物园郭敏副研究员为论文共同第一作者。

论文链接：https://www.zoores.ac.cn/article/doi/10.24272/j.issn.2095-8137.2026.344

供稿：张礼标、秦嘉豪

编辑：李欣欣

审核：张强、丘雪红

审定发布：陈金平