江苏
“蜂儿不食人间仓，玉露为酒花为粮。”宋代诗人杨万里曾如此描绘蜜蜂“吃甜食”的天性。为什么高糖的饮食不会给蜜蜂带来糖尿病困扰？中国农业大学周欣、张雪团队在国际知名期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表的一篇论文给出了答案。研究表明这与蜜蜂肠道核心菌Lactobacillus Firm-5以及这种菌的关键代谢物琥珀酸有关。本期《大学·问》邀请到了中国农业大学植物保护学院张雪老师带来权威解读。
蜜蜂为什么爱吃甜食？
“蜜蜂的祖先其实是吃肉的”，张雪介绍，这与蜜蜂族的食性转换有关。学界普遍认为蜜蜂由泥蜂总科的一支进化而来，随着白垩纪后期大规模被子植物爆发，蜜蜂总科进入繁盛期。无论是先有蜜蜂总科的繁盛导致了大规模被子植物的爆发，还是先有被子植物的爆发再有蜜蜂总科的多样化，总之二者相互促进，蜜蜂的食性也在进化过程中由食肉转化成了采粉采蜜。
为什么蜜蜂高糖饮食却不得糖尿病？
花蜜和巢蜜中含糖量极高，甚至高达50%以上。对于果蝇等动物而言，30%的糖含量饮食就能造成其代谢紊乱，对其健康产生压力。为什么高糖饮食的蜜蜂却能够维持正常代谢？带着这样的疑问，张雪团队开始进一步挖掘肠道菌和胰岛素的关系，进行了蜜蜂肠道菌群的实验研究。
团队在实验室中建立了有菌与无菌的对照组，先培育出无菌蜜蜂，观察其与正常蜜蜂在代谢上的差异，结果显示无菌蜜蜂出现了类似于人类Ⅰ型糖尿病的症状。接下来植入特定核心菌株进行对比，最终确定了蜜蜂肠道菌群内的Lactobacillus Firm-5及其关键代谢物琥珀酸能够有效缓解蜜蜂高血糖等代谢紊乱症状。
就这一研究发现，张雪进一步解释：“简单来说，就是因为蜜蜂肠道里的乳杆菌产生琥珀酸，琥珀酸激活了肠道的糖异生，从而激活了脑部胰岛素基因的表达，刺激了组织细胞对葡萄糖的摄取，最终降低血糖，促进能量代谢以及脂肪的积累，主要是这么一个过程。”
琥珀酸是什么物质，有什么作用？
琥珀酸是三羧酸循环、能量代谢的一个关键中间产物，在自然界中广泛存在，人类食物中也会有琥珀酸的摄入。张雪提及，“琥珀酸到底是我们的朋友还是我们的敌人”是一个有趣的、待回答的问题，因为它的作用机制是多面的。
在本次研究中，团队证实了琥珀酸能够刺激蜜蜂脑部胰岛素的表达，从而促进能量代谢，是让蜜蜂远离糖尿病的关键物质。琥珀酸同时也是一种重要的肠道菌群间交叉喂养物质，比如在人的肠道中，某些菌能产生琥珀酸，另一些菌就会利用琥珀酸作为底物进一步生长，以此实现菌群间的互作。此外，琥珀酸也与人类肥胖、炎症性肠炎等症状有非常重要的作用关系，是一种重要的疾病指标。
这一研究有什么意义？
在张雪看来，蜜蜂是一种非常优秀的可以用于研究肠道菌和宿主互作的模式动物，其肠道菌的建立、和宿主的共进化等机制都与人类极其相似。针对肠道菌对人类代谢系统的调控作用，目前学界已经有了深入的研究。但是对于蜜蜂系统来说，这一领域仍旧值得探索。本次研究成果不仅为保护蜜蜂这一关键传粉昆虫提供了新思路，也为研究人类糖尿病等代谢性疾病开辟了新视角。
据张雪介绍，目前中国农业大学其他学院的老师也在以蜜蜂为模式动物进行相关的疾病研究，已建成如肠炎、便秘、高尿酸血症等的疾病模型，还进行了蜜蜂肠道菌与抑郁症等疾病的相关性研究。
作者：
南京大学新闻传播学院 段明淼 杨昕 李园园
指导老师：
南京大学新闻传播学院副教授 庄永志
现代快报/现代+记者 朱俊骏 于露
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