2型高血糖（T2D）不是种由四种基因遗传规律和生态环境原则引发的比较广泛现实存在的产生性消化道疾病。消化道细菌制品当中工程群与宿主细胞之間的彼此之间意义在飲食诱惑的T2D致病措施中起着关键所在意义。高脂飲食（HFD）会使得消化道细菌制品当中工程群的失衡，弄坏肠-肝轴的准稳态，并按照细菌制品当中工程产海洋动物制品工程影响力内脏的产生性能，而使使得内脏胰岛素防御和红提糖产生无效。在消化道中，色氨酸不是种很必要的馥郁族氨基，其产生条件与消化道细菌制品当中工程群的运动频繁一些。色氨酸产生的失衡与T2D的出现发挥着很必要认识。可是，一直以来至今研究探讨体现了了消化道细菌制品当中工程群在色氨酸产生中的意义，但其实际上措施仍不清晰。

2024年8月，华中工院高校叶邦策/周英、上海工業高校漆楠在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。

好文章名字：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）

我们部门：华东理工大学、浙江工业大学

研究探讨物料：血清、粪便

排列资讯：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）

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

技术应用线路：

PART 01

探索结局

01、高脂饮食结构引诱的胰岛素驱散小鼠症状出肠子微生物培养基工程群的重要变化无常

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测序和宏基因遗传组分析：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小鼠表面出肠管微怪物群的重要转变

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饭食诱导型的胰岛素抗御小鼠5-HIAA级别减少

ND和HFD的小鼠的胃肠消化吸收转化水准之間存在的地域之间的关系性地域之间的关系（图2A和B）。地域之间的关系消化吸收转化物核心生物技术富集的手段主要包括不趋于稳定多余脂肪酸的生物技术获得、苯丙氨酸消化吸收转化、酪氨酸消化吸收转化和色氨酸消化吸收转化（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）；靶向药物代谢率组学证明：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诱导型的IR小鼠5-HIAA总体水平缩减

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在体內经微怪物在非明显有效途径由色氨酸行成

为论述5-HIAA是否能够可不可以由胃肠微海洋生物制品当中技术群由宿体自己呈现。分离用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠排泄物悬液做出塑造，估测5-HIAA的溶液浓度。发现了Trp和5-HTP在微海洋生物制品当中技术促使工作中含正相关的5-HIAA的呈现，而5-HT并没有（图3B），证明这一微海洋生物制品当中技术细胞代谢途经自己于典型性的5-HT途经（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏遗传基因组分析。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可在体中经微生态学借助非类型渠道由色氨酸存在

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA缓解提子糖承受缺陷和腹型肥胖且要保持肝胰岛素脆弱性

内部和身体校正，验测5-HIAA是否能够兼备有效改善胰岛素抗击的活性酶。小动物模形通过糖耐量校正（OGTT）和胰岛素耐量校正（ITT）：5-HIAA有效改善了提子糖受和胰岛素受。 细胞系仿真模型经5-HIAA补救后，胰岛素加速的IRS1酪氨酸磷碱化和上中游Akt磷碱化技术大幅度降低，显示信息5-HIAA应该加速内脏器官胰岛素数据信号转导，养护胰岛素敏感度性。

图4 5-HIAA调理匍萄糖耐热异常情况和肥嘟嘟且始终保持肝胰岛素铭感性认识

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA用启用脾脏AhR/TSC2/mTORC1轴来使得胰岛素数据信息减压反射

估测5-HIAA对胰岛素的信号灯抗扰的促使可能忽略性于其对mTORC1的信号灯环路的促使。细胞系工作验证5-HIAA促使了mTORC1介导的S6K1磷酸性反应（图5A）。谈谈mTORC1中上游负调空成分TSC2，5-HIAA药量可能忽略性性地畅快TSC2遗传基因的转录，提生其球蛋白水平面（图5B和C）。且TSC2被沉寂时候下，5-HIAA剥夺对mTORC1刺激启动的促使。 其它体里身体实验室中表明5-HIAA可不可以以配体依耐的玩法激活码AhR，且表明了AhR在TSC2-mTORC1的信号环路中的中上游帮助，证实5-HIAA按照AhR遏制TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA经由激发肾脏器官AhR/TSC2/mTORC1轴来推进胰岛素数据信号传导电流

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D朋友显现5-HIAA级别下滑

临床治疗上，T2D我们（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的屎尿革兰氏阴性菌厌氧发酵液中5-HIAA含量下滑（图6A）。与此同时，T2D我们（n=23）与绿色受试者（n = 22）血清中5-HIAA含量减少（图6B）。虽说2组间的尿液中5-HIAA含量无差异性能力差异，但仍观擦到T2D受试者有下滑大趋势（图6C）。

图6 T2D糖尿病患者展现5-HIAA含量走低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

本文个人总结

该研究分析方案能够 部分动物绘图粪液、血清样品的16S rDNA测序、宏染色体组测序、非靶、靶向根治分泌组学等系统，表明直肠微生物学菌种体群依懒的色氨酸分泌物5-HIAA在高脂起居诱发的胰岛素对抗和T2D中的决定性意义；连接数现5-HIAA是能够 转换肝AhR/TSC2/mTORC1讯号径路，调理胰岛素明理性和提子糖分泌，兼具未知的根治社会价值。最后，5-HIAA技术水平的大幅度降低可以做为T2D早的诊断的生物学体标准物，进三步的研究分析方案可以科学探索其在临床护理选用中的可以性。

PART 03

拜谱工作小结

5-HIAA是5-羟色胺下游的一种色氨酸代谢物，文章采用两组学能力剖析了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。

拜谱菌物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）球蛋白组、（非）靶点治疗细胞代谢转化组（如靶点治疗色氨酸细胞代谢转化组）、转录组以及微生态学组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

参考价值专著：

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.