我们都知道蜜蜂主要以花粉和花蜜为食，而花蜜中的糖浓度可以达到50%以上，是不折不扣的高糖食物。”周欣说，“那么单一的食性、高糖的饮食，为什么不会给蜜蜂带来类似于糖尿病的困扰呢？这个问题就像长颈鹿为什么不得高血压、啄木鸟为什么不得脑震荡一样，如此显而易见，竟然这么久都未引起科学界的注意。”近日，周欣和中国农业大学植物保护学院讲师张雪团队在美国PNAS上发表的一篇论文，终于对这个“灯下黑”的问题给出了他们的回答。该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。
在人类和许多动物中，胰岛素和血糖代谢、糖尿病的关系都非常密切。我在读硕士阶段做过昆虫胰岛素样肽相关的研究，所以很自然地想到，是不是可以研究一下肠道菌群与蜜蜂糖代谢的关系。”韩本凤说。这个研究的实验设计思路并不复杂，先培育出无菌蜜蜂，然后在其中一部分无菌蜂体内定植肠道菌群。之后检测无菌蜂和有菌蜂的胰岛素样肽基因水平是否有显著区别，血糖和甘油三酯等指标是否有显著差异，是否会表现出类似于糖尿病的症状。结果让人惊喜——相较于携带野生型菌群的蜜蜂，无菌蜜蜂的胰岛素样肽表达显著降低，并且出现了高血糖、脂质储存受损等现象。
在人类中，Ⅰ型糖尿病患者的典型症状是胰岛素缺乏，而Ⅱ型糖尿病患者并不一定缺少胰岛素，但由于胰岛素抵抗等问题，使得血糖无法得到正常调节。从这个角度看，这些蜜蜂类似于患上了Ⅰ型糖尿病。接下来，研究人员从蜜蜂体内的5种主要肠道细菌中，锁定了在胰岛素样肽变化中发挥关键作用的菌种——Lactobacillus Firm-5，以及这种细菌的关键代谢物——琥珀酸。进一步实验证实，给无菌蜜蜂直接补充琥珀酸或者接种Lactobacillus Firm-5，都能够有效缓解它们的高血糖等代谢紊乱症状。“对蜜蜂来说，胰岛素系统的意义不仅仅在于调节能量代谢。”论文通讯作者之一张雪进一步解释道，“蜜蜂是一种生活史非常复杂的社会性昆虫，它们随着年龄增长，会经历复杂的职能变化。例如较小的时候在蜂巢中担任哺育蜂，长大一些后会出巢成为采集蜂。在这个过程中，胰岛素调节下的能量代谢，与蜜蜂行为和‘身份’转化有着非常密切的联系。”从演化角度看，蜜蜂与哺乳动物差异很大。例如蜜蜂体内根本没有胰脏这个器官，它们的胰岛素样肽主要由脑部分泌。即便如此，昆虫与哺乳动物在代谢调控上仍然存在一定共性。
