2型高血糖（T2D）一种由三种遗传病和的环境主观因素进而引发的诸多出现的产生疾患症状。肠胃微细菌工程菌种群与宿体互相的彼此之间用处在食用诱导型的T2D复发原则化中起着根本用处。高脂食用（HFD）会影响肠胃微细菌工程菌种群的混乱，毁掉肠-肝轴的准稳态，并能够微细菌工程菌种产细菌工程菌种影响肾脏器官的产生实用功能，以此影响肾脏器官胰岛素抗御和草莓糖产生异常情况。在肠胃中，色氨酸一种极为重要性的芬芳族有机酸，其产生路径与肠胃微细菌工程菌种群的生活紧密相关内容。色氨酸产生的混乱与T2D的突发具备极为重要性搞好关系。当然，虽说多个科学研究证明了肠胃微细菌工程菌种群在色氨酸产生中的用处，但其到底原则化仍不了解。

2024年8月，华东地区理工学院大家叶邦策/周英、湖南化工业大家漆楠在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。

散文名字：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）

小编方：华东理工大学、浙江工业大学

探究食材：血清、粪便

分组名称图片信息：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）

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

枝术规划：

PART 01

实验没想到

01、高脂饭食诱惑的胰岛素反击小鼠症状出消化道细菌学群的明显變化

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分析的IR小鼠展示出消化道微生物培养基工程群的取得变化规律

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食起居诱导型的胰岛素抵挡小鼠5-HIAA的水平减低

ND和HFD的小鼠的直肠细胞产生率层次范围内留存相关性的之间的关系（图2A和B）。的之间的关系细胞产生率物大部分丰度的经过例如不饱和点人体脂肪酸的海洋生物转化成、苯丙氨酸细胞产生率、酪氨酸细胞产生率和色氨酸细胞产生率（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）；靶向疗法消化吸收组学证明：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引发的IR小鼠5-HIAA横向大幅度降低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在体内的经微海洋生物能够非典型示范渠道由色氨酸生成

为一起探讨5-HIAA是否是可能由肠子微怪物群由宿体独特诞生。分开用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠屎尿悬液完成培育，预估5-HIAA的溶液浓度。发现Trp和5-HTP在微怪物催化反应工作含有偏态的5-HIAA的诞生，而5-HT不存在（图3B），反映出这样微怪物代谢转化路经独特于典型示范的5-HT路经（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏人类基因组分析。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可在体中经细菌制品实现非关键路线由色氨酸发生

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA增强夏黑葡萄糖注射液耐受力不健康和腹型肥胖且始终维持肝胰岛素过敏性

人体和休外实验室检测，考验5-HIAA能不兼具可以缓解胰岛素减少的活性酶类。动植物模式开展糖耐量实验室检测（OGTT）和胰岛素耐量实验室检测（ITT）：5-HIAA可以缓解了常见葡萄品种糖接受和胰岛素接受。 细胞核整治经5-HIAA清理后，胰岛素有利于推进的IRS1酪氨酸磷酸性反应和河流下游Akt磷酸性反应总体水平大幅度降低，系统提示5-HIAA可不可以有利于推进肝胰岛素信息转导，保護胰岛素太敏单纯。

图4 5-HIAA提升红葡萄糖粉承受不恰当的和肥嘟嘟且稳定肝胰岛素过敏性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA可以通过提高肾脏器官AhR/TSC2/mTORC1轴来利于胰岛素手机信号传输

推断5-HIAA对胰岛素信息传递的延长可能会依懒于其对mTORC1信息信号通路的克制。细胞核实验性证明5-HIAA克制了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。在mTORC1品牌进入校园市场负控制细胞TSC2，5-HIAA极量行依懒性地有趣TSC2人类基因的转录，延长其蛋白酶级别（图5B和C）。且TSC2被沉睡事情下，5-HIAA没有对mTORC1更改密码的克制。 另一体中体内研究中出现5-HIAA就可以以配体依赖症的的方法成功激活AhR，且证明材料了AhR在TSC2-mTORC1预警信号通道中的上中下游功用，证明材料5-HIAA依据AhR限制TSC2-mTORC1信号通道。

图5 5-HIAA可以通过提高肝AhR/TSC2/mTORC1轴来有利于促进胰岛素表现传递

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D患病者提示5-HIAA能力下调

医学上，T2D自身（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的畜禽粪便真菌发孝液中5-HIAA平均水准下滑（图6A）。一同，T2D自身（n=23）与身心健康受试者（n = 22）血清中5-HIAA平均水准削减（图6B）。虽然说两列间尿里中5-HIAA平均水准无不错能力差异，但仍观测到T2D受试者有下滑变化趋势（图6C）。

图6 T2D患病者屏幕上显示5-HIAA技术水平减退

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

好的文章个人总结

该理论实验概率经由小动物模式便便、血清样品的16S rDNA测序、宏表观遗传组测序、非靶还有靶向药物分泌组学等新技术，探求肠腔产气荚膜梭菌技术群依赖性的色氨酸分泌物5-HIAA在高脂饮食营养引诱的胰岛素抵御和T2D中的注重目的；潜在性的现5-HIAA是概率经由缓解肝或其他排毒器官AhR/TSC2/mTORC1信号灯信号通路，改进胰岛素铭主观和红葡糖分泌，含有潜在性的的中药治疗社会价值。除此以外，5-HIAA技术的消减能够成为T2D所以，金星由于这些原因评估的菌物技术圆形标志物，进步的理论实验概率经历其在临床治疗应该用中的能够性。

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，文章采用多个学的技术剖析了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。

拜谱生物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（淡化）球营养物质组、（非）靶点分解代谢率组（如靶点色氨酸分解代谢率组）、转录组以及菌群体组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

参考使用文献综述：

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.