2型尿毒症（T2D）一种种由很多种遗传性和环境基本要素激发的比较广泛具有的产生性病毒。胃胃直肠微生态学群与寄主完美间的完美反应在餐食成脂的T2D病发体系中起着的关键反应。高脂餐食（HFD）会产生胃胃直肠微生态学群的失常，损害肠-肝轴的准稳态，并完成微生态学产生态学影向内脏的产生技能，而产生内脏胰岛素抵挡和常见葡萄品种糖产生不正确。在胃胃直肠中，色氨酸一种种首要的香气族蛋白质，其产生方式与胃胃直肠微生态学群的活动方案密切合作想关。色氨酸产生的失常与T2D的再次发生会有首要连接。虽然，或许已经在的分析阐述了胃胃直肠微生态学群在色氨酸产生中的反应，但其准确体系仍不指明。

2024年8月，华南工院专科大专叶邦策/周英、四川工农业专科大专漆楠在Proc Natl Acad Sci U S A（IF=9.4）上发表题为“The microbiota-dependent tryptophan metabolite alleviates high-fat diet–induced insulin resistance through the hepatic AhR/TSC2/mTORC1 axis”的研究文章。通过对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗小鼠模型的肠道微生物群和代谢组进行综合分析，揭示了肠道微生物群依赖的色氨酸代谢产物5-羟吲哚-3-乙酸（5-HIAA）通过激活肝脏AhR/TSC2/mTORC1信号通路缓解高脂饮食诱导的胰岛素抵抗。

稿件称谓：The microbiota-dependent tryptophan metabolite alleviates high-fat diet–induced insulin resistance through the hepatic AhR/TSC2/mTORC1 axis（Proc Natl Acad Sci U S A，IF=9.4，2024.08）

我们机构：华东理工大学、浙江工业大学

钻研原材料：血清、粪便

分组名称短信：雄性C57BL/6J小鼠（4周龄，n=6）连续喂食15周，对照组：ND小鼠（正常饮食）、实验组：HFD小鼠（高脂饮食）

组学能力：血清/粪便：非靶和靶向代谢组学、粪便：16S rDNA和宏基因组测序

技木路线地图：

PART 01

深入分析然而

01、高脂饮食健康帮助的胰岛素承受小鼠特征出肠管微动物群的有效的变化

喂养过程中，HFD小鼠的体重增量更多，出现空腹高血糖（图1A和B）。HFD小鼠可观察到糖耐受性和胰岛素耐受性受损。粪便进行16S rDNA测序和宏什么是基因组分析：HFD喂养显著改变了小鼠的肠道微生物群组成（图1E）。HFD小鼠拟杆菌门相对丰度下降，厚壁菌门丰度增加，与肥胖人群的肠道微生物特征一致。

图1 HFD诱惑的IR小鼠症状出消化道微生物检测工程群的更为明显不同

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食搭配促进的胰岛素防御小鼠5-HIAA水平面大幅度降低

ND和HFD的小鼠的消化道新陈分解总体水平左右存有明显差别（图2A和B）。差别新陈分解物注意聚集的途经涵盖不是处于饱和状态碳水化合物酸的怪物组成、苯丙氨酸新陈分解、酪氨酸新陈分解和色氨酸新陈分解（图2D）。

色氨酸代谢在T2D和其他代谢综合征中发挥作用，且色氨酸代谢物5-HIAA在HFD小鼠的粪便中的存在水平低于ND小鼠（图2E）；靶向治疗消化吸收组学证明：HFD小鼠的粪便和血清中的5-HIAA含量都降低（图2F）。说明在HFD诱导的IR小鼠中，5-HIAA通过色氨酸代谢受损而减少。

图2 HFD诱发的IR小鼠5-HIAA级别降低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在自身经微海洋生物利用非典范途经由色氨酸出现

为探析5-HIAA能不能能由可以使肠胃菌群体群由宿主细胞独有所形成。分別用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠大便悬液通过养育，检测5-HIAA的质量浓度。遇到Trp和5-HTP在菌群体离子液体时候含有强势的5-HIAA的所形成，而5-HT不会（图3B），显示种菌群体消化吸收经由独有于基本特征的5-HT经由（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏什么是基因组分析。在小鼠肠道微生物群中存在192株微生物菌株，具有与luz15同源的酶。通过质谱检测验证微生物从5-HTP中产生5-HIAA的非典型途径能力。

图3 5-HIAA可在里面经微生物培养基学经由非非常典型手段由色氨酸引起

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA提升提子糖接受不良现象和肥胖型且增加肝胰岛素敏感度性

体里和体内捡验，捡验5-HIAA有没有有着缓解胰岛素减少的活性酶类。動物模型工具实施糖耐量捡验（OGTT）和胰岛素耐量捡验（ITT）：5-HIAA缓解了红葡萄糖水耐热和胰岛素耐热。 神经元建模 经5-HIAA外理后，胰岛素加速的IRS1酪氨酸磷碱化和中上游Akt磷碱化技术水平缩减，提醒5-HIAA就能够加速肾脏器官胰岛素预警转导，保证胰岛素明各样。

图4 5-HIAA可以改善巨峰葡萄糖注射液接受劣质和肥胖病且恢复肝胰岛素特别敏主观

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA顺利通过修改密码胰腺AhR/TSC2/mTORC1轴来增进胰岛素信号灯传递

推算5-HIAA对胰岛素数据卫星信号减压反射的有助于或许依懒于其对mTORC1数据卫星信号通道的宏观调控。神经元研究否认5-HIAA宏观调控了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。在mTORC1上中下游负宏观调控因素TSC2，5-HIAA用药量应该依懒性地促使TSC2基因遗传的转录，增进其血清现象（图5B和C）。且TSC2被沉睡现象下，5-HIAA剥夺对mTORC1修改密码的宏观调控。 其余体里身体外科学实验中遇到5-HIAA能否以配体依赖于的方式方法系统激活AhR，且印证了AhR在TSC2-mTORC1的信号径路中的长江上游的作用，关系证明5-HIAA借助AhR调节TSC2-mTORC1径路。

图5 5-HIAA利用刺激胰腺AhR/TSC2/mTORC1轴来推动胰岛素警报抗扰

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D的人屏幕上显示5-HIAA水准的降低

临床上上，T2D客户（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的便便革兰氏阴性菌发哮液中5-HIAA平行回落（图6A）。的同时，T2D客户（n=23）与绿色受试者（n = 22）血清中5-HIAA平行较低（图6B）。既然三组间尿水中5-HIAA平行无有明显性能差异，但仍仔细观察到T2D受试者有回落新趋势（图6C）。

图6 T2D病人提示5-HIAA平行下跌

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

文章标题个人总结

该实验采用猎物型号畜禽粪便、血清范本的16S rDNA测序、宏遗传基因组测序、非靶及其靶向诊治消化吸收率组学等技能，体现了肠管细菌技术群依靠的色氨酸消化吸收率物5-HIAA在高脂饮食搭配促进的胰岛素减缓和T2D中的关键性使用；内在的现5-HIAA是采用缓解肾脏器官AhR/TSC2/mTORC1数字信号信号通路，增强胰岛素铭感性认识和红提糖消化吸收率，具备着内在的的诊治价值观。除外，5-HIAA含量的降底概率为T2D之前评估的生物技术技术logo物，进一个步骤的实验有可能找寻其在药学利用中的概率性。

PART 03

拜谱总结

5-HIAA是5-羟色胺下游的一种色氨酸代谢物，文章采用多个学高技术剖析了5-HIAA促进肝脏胰岛素信号传导和保护胰岛素敏感性的潜在机制，揭示了肠道微生物依赖的5-HIAA在T2D发病机制中的调节作用，并为将5-HIAA作为潜在的糖尿病治疗药物提供了新的见解。

拜谱生态学作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的（修饰语）血清质组、（非）靶向治疗疗法分解组（如靶向治疗疗法色氨酸分解组）、转录组以及微动物组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

参考使用期刊论文：

Du W, Jiang S, Yin S, Wang R, Zhang C, Yin BC, Li J, Li L, Qi N, Zhou Y, Ye BC. The microbiota-dependent tryptophan metabolite alleviates high-fat diet-induced insulin resistance through the hepatic AhR/TSC2/mTORC1 axis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Aug 27;121(35):e2400385121.