2型糖尿病患者（T2D）不是种由多类遗传的和周围环境情况进而引发的宽泛存在着的产生性重大疾病。肠胃产气荚膜梭菌体群与宿主细胞区间内的之间使用在食用成脂的T2D复发系统中起着重中之重使用。高脂食用（HFD）会引致肠胃产气荚膜梭菌体群的失衡，伤害肠-肝轴的恒定，并可以通过产气荚膜梭菌体产动物技术体影响力胰腺的产生实用功能，但是引致胰腺胰岛素减少和红提葡萄糖粉产生无效。在肠胃中，色氨酸不是种很比较重要的香气族氨基酸等，其产生渠道与肠胃产气荚膜梭菌体群的工作密不可分对应。色氨酸产生的失衡与T2D的进行各有很比较重要链接。但是，一直以来以有实验坚定分析了肠胃产气荚膜梭菌体群在色氨酸产生中的使用，但其坚定系统仍不坚定。

2024年8月，华南工院学校叶邦策/周英、广东工业企业学校漆楠在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。

的文章分类：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）

创作者工作单位：华东理工大学、浙江工业大学

研究分析村料：血清、粪便

排列新信息：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）

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

工艺途径：

PART 01

分析最终结果

01、高脂食品分析的胰岛素对抗小鼠表达出肠子微菌物群的可观波动

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测序和宏遗传基因组分析：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引诱的IR小鼠的表现出消化道微生物学制品群的有效影响

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食起居引诱的胰岛素忍受小鼠5-HIAA平行降低

ND和HFD的小鼠的肠胃分泌转化关卡之間的存在正相关区别（图2A和B）。区别分泌转化物大部分丰度的方法收录不达到饱和状态多余脂肪酸的菌物人工、苯丙氨酸分泌转化、酪氨酸分泌转化和色氨酸分泌转化（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）；靶点新陈代谢组学证明：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促进的IR小鼠5-HIAA水准变低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在体里经微海洋生物使用非其最典型的经由由色氨酸行成

为初探5-HIAA是不是也可以由直肠微怪物群由寄主单独制造。分別用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠粪水悬液完成培养教育，测定5-HIAA的盐浓度。发掘Trp和5-HTP在微怪物促使操作过程中含相关系数的5-HIAA的制造，而5-HT不会（图3B），发现一种微怪物代谢转化前提条件单独于常见的5-HT前提条件（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏染色体组分析。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可在机体经微菌物凭借非主要条件由色氨酸所产生

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA增强提子糖耐受力劣质和肥胖型且实现肝胰岛素特别敏主观

内和身体之外实验设计检测，考察5-HIAA会不会具备有效促进胰岛素抵触的活性氧。动植物型号展开糖耐量实验设计检测（OGTT）和胰岛素耐量实验设计检测（ITT）：5-HIAA有效促进了夏黑葡萄糖粉耐热和胰岛素耐热。 组织模型工具经5-HIAA操作后，胰岛素有利于提高的IRS1酪氨酸磷碱化和河流下游Akt磷碱化关卡下降，提升5-HIAA就可以有利于提高肝部胰岛素数据信息转导，保护英文胰岛素脆弱性。

图4 5-HIAA缓和草莓糖耐受力异常和过胖且稳定肝胰岛素明单纯

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA经由解锁内脏AhR/TSC2/mTORC1轴来力促胰岛素卫星信号抗扰

得出5-HIAA对胰岛素信息减压反射的加强网站可能会根据感于其对mTORC1信息环路的控制。内部检测可确认5-HIAA控制了mTORC1介导的S6K1磷碱化（图5A）。来说mTORC1长江上游负调空要素TSC2，5-HIAA标准容量能够根据感性地有趣TSC2DNA的转录，加强其核蛋白质量（图5B和C）。且TSC2被恐惧前提下，5-HIAA剥夺对mTORC1提高的控制。 还体中离体进行实验中察觉到5-HIAA会以配体依赖感的方法激活开通AhR，且可确认了AhR在TSC2-mTORC1表现信号径路中的上中下游用途，证实5-HIAA根据AhR压制TSC2-mTORC1信号径路。

图5 5-HIAA顺利通过更改密码内脏AhR/TSC2/mTORC1轴来促使胰岛素网络信号肌肉收缩

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D病患者表明5-HIAA平均水平走低

临床医学上，T2D的人（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的猪粪病菌发酵法液中5-HIAA级别骤降（图6A）。还，T2D的人（n=23）与良好受试者（n = 22）血清中5-HIAA级别降底（图6B）。一般多组间尿里中5-HIAA级别无偏态性好异，但仍观察植物到T2D受试者有骤降动向（图6C）。

图6 T2D患病者展示5-HIAA程度回落

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

一篇文章个人总结

该分析借助哺乳动物整治排泄物、血清模本的16S rDNA测序、宏什么是基因组测序、非靶各种靶向疗法消化吸收组学等技艺，呈现直肠微海洋动物群依赖性的色氨酸消化吸收物5-HIAA在高脂饮食搭配介导的胰岛素承受和T2D中的关键性效应；消息队列现5-HIAA是借助调结内脏器官AhR/TSC2/mTORC1数据信息通道，解决胰岛素敏感度性和草莓糖消化吸收，极具内在的的控制社会价值。最后，5-HIAA含量的大幅度降低机会作T2D早初步判断的海洋动物标志图案物，进第一步的分析能能深入研究其在临床治疗应该用中的机会性。

PART 03

拜谱个人心得体会

5-HIAA是5-羟色胺下游的一种色氨酸代谢物，文章采用两组学工艺剖析了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。

拜谱生物技术作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的（装饰）淀粉酶质组、（非）靶点药物产生组（如靶点药物色氨酸产生组）、转录组以及生物体组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

决定性医学文献：

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.