2型糖尿病患者（T2D）一种由多隐性基因和场景更关键因素造成的很广普遍存在的排泄率性急病。肠胃微怪物群与快穿之女主之间的之间帮助在食物引诱的T2D能够引起病发的机能中起着根本帮助。高脂食物（HFD）会会造成肠胃微怪物群的混乱，弄坏肠-肝轴的稳定，并经由微怪物排泄率物干扰内脏器官的排泄率功能模块，因而会造成内脏器官胰岛素抗御和冬枣糖排泄率失常。在肠胃中，色氨酸一种更关键的清香族核苷酸，其排泄率经由与肠胃微怪物群的移动重视相应。色氨酸排泄率的混乱与T2D的进行存在更关键去联系。但是，即使有研究探讨反映了肠胃微怪物群在色氨酸排泄率中的帮助，但其到底机能仍不明晰。

2024年8月，华南工院读书叶邦策/周英、云南拜谱生物读书漆楠在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。

的文章公司名称：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）

编辑政府部门：华东理工大学、浙江工业大学

深入分析建筑材料：血清、粪便

分组进行资料：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

技巧路线规划：

PART 01

调查然而

01、高脂起居诱惑的胰岛素承受小鼠具体表现出可以使肠胃细菌技术群的同质性波动

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诱导性的IR小鼠体现出肠子微怪物群的同质性變化

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂起居促进的胰岛素对抗小鼠5-HIAA水平面减轻

ND和HFD的小鼠的胃肠道产生质量互相会有明显不一致性（图2A和B）。不一致性产生物技术核心丰度的路经比如不饱合多余脂肪酸的生物技术镶嵌、苯丙氨酸产生、酪氨酸产生和色氨酸产生（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）；靶点代谢转化组学证明：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帮助的IR小鼠5-HIAA水平方向减少

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在体里经产气荚膜梭菌技术利用非典范条件由色氨酸发生

为浅论5-HIAA有也没有需要由肠子微生态学群由宿主细胞自主导致。区分用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠大便悬液实施养成，量测5-HIAA的氧化还原电位。发掘Trp和5-HTP在微生态学催化反应整个过程含有更为明显的5-HIAA的导致，而5-HT也没有（图3B），认为这个微生态学排泄方法自主于典型案例的5-HT方法（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏表观遗传组分析。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可在人体内经枯草芽孢杆菌学采用非典型的条件由色氨酸出现

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA增强红提葡糖接受异常情况和肥胖型且保持良好肝胰岛素神经敏情绪化

机体和体内实验，检验检测5-HIAA是否需要具有着减少胰岛素承受的活性酶。绿色模式开始糖耐量实验（OGTT）和胰岛素耐量实验（ITT）：5-HIAA减少了草莓糖接受力和胰岛素接受力。 细胞系模型工具经5-HIAA办理后，胰岛素带动的IRS1酪氨酸磷过酸和上中游Akt磷过酸水平方向减低，表示5-HIAA能够带动内脏胰岛素警报转导，保护性胰岛素敏感度性。

图4 5-HIAA持续改善红提葡萄糖注射液耐受性异常和糖尿病且坚持肝胰岛素敏各样性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA经过修改密码胰腺AhR/TSC2/mTORC1轴来力促胰岛素信号灯肌肉收缩

预测出5-HIAA对胰岛素数据讯号传导电流的推进已经依耐于其对mTORC1数据讯号通道的限制。细胞系测试断定5-HIAA限制了mTORC1介导的S6K1磷过酸（图5A）。对於mTORC1中下游负改善细胞因子TSC2，5-HIAA药量都可以依耐性地促进TSC2表观遗传的转录，提高了其球蛋白技术水平（图5B和C）。且TSC2被遗忘事情下，5-HIAA退化对mTORC1激活卡的限制。 另身上体内测试中出现5-HIAA可以配体依赖感的方式方法更改密码AhR，且声明了AhR在TSC2-mTORC1表现通道中的中下游用，表明5-HIAA完成AhR限制TSC2-mTORC1通道。

图5 5-HIAA完成激活开通肝胀AhR/TSC2/mTORC1轴来促使胰岛素电磁波传导电流

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D女性展示5-HIAA情况下滑

临床治疗上，T2D求美者（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的便便疾病腐熟液中5-HIAA技术回落（图6A）。同样，T2D求美者（n=23）与安全受试者（n = 22）血清中5-HIAA技术减轻（图6B）。即便两个间阴道分泌物中5-HIAA技术无为显著能力差异，但仍仔细观察到T2D受试者有回落市场需求（图6C）。

图6 T2D爱美者提示 5-HIAA总体水平走低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

散文总结

该深入分析在甲壳动物三维模型猪粪、血清样表的16S rDNA测序、宏表观遗传组测序、非靶同时靶向药物分解排泄转化组学等技巧，阐明胃肠道枯草芽孢杆菌工程群依赖于的色氨酸分解排泄转化物5-HIAA在高脂饮食习惯诱导性的胰岛素预防和T2D中的比较重要功效；高并发现5-HIAA是在上下调整胰腺AhR/TSC2/mTORC1数据信号通道，有效改善胰岛素神经渗透性状态和提子糖分解排泄转化，存在暗藏的诊治市场价值。不仅而且，5-HIAA水准的消减可不可以当做T2D旱期鉴别诊断的微生物工程标示物，进几步的深入分析可不可以探究其在诊疗技术应用中的可不可以性。

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，文章采用几组学技術剖析了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（修饰语）球胆固醇组、（非）靶向疗法药物分解消化吸收组（如靶向疗法药物色氨酸分解消化吸收组）、转录组以及益生菌技术组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

参考资料文献综述：

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.