2型糖尿病患者（T2D）都是种由多种多样遗传性和环镜条件造成的非常广泛来源于的产生性病毒。直肠微生态学群与宿主细胞直接的能够 能力在生活成脂的T2D起病制度化中起着首要能力。高脂生活（HFD）会会造成直肠微生态学群的职能不正常，破碎肠-肝轴的稳定，并根据微生态学产生态学后果肾脏的产生职能，因而会造成肾脏胰岛素抗拒和匍萄糖产生问题。在直肠中，色氨酸都是种根本的香熏族安基酸，其产生方式与直肠微生态学群的移动重视各种相关。色氨酸产生的职能不正常与T2D的的发生拥有根本结合。而是，尽可能已经有调查体现了了直肠微生态学群在色氨酸产生中的能力，但其到底制度化仍不了解。

2024年8月，华南理工学院读书生叶邦策/周英、在中国重工业读书生漆楠在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。

好文章名稱：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）

编辑组织：华东理工大学、浙江工业大学

学习原材料：血清、粪便

分成小组产品信息：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

技术应用规划：

PART 01

分析结局

01、高脂食品引发的胰岛素抵挡小鼠表面出消化道微怪物群的正相关的变化

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测序和宏基因组组分析：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成脂的IR小鼠行为出肠子微生态学群的显著性變化

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饭食诱发的胰岛素减少小鼠5-HIAA标准缩减

ND和HFD的小鼠的胃肠分解新陈产生平均水平彼此都存在不错差别的（图2A和B）。差别的分解新陈产生物大部分含有的路线还有不饱和状态脂肪含量酸的生物技术提炼、苯丙氨酸分解新陈产生、酪氨酸分解新陈产生和色氨酸分解新陈产生（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）；靶向药物产生组学证明：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引导的IR小鼠5-HIAA关卡缩减

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在肚子里经枯草芽孢杆菌工程在非具代表性经由由色氨酸引起

为试论5-HIAA是否是可由胃肠道微微菌物学群由快穿之女主独立空间性行成。区别用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠畜禽粪便悬液来进行塑造，检测5-HIAA的含量。知道Trp和5-HTP在微微菌物学崔化期间含有差异性的5-HIAA的行成，而5-HT也没有（图3B），证实这般微微菌物学产生路线独立空间性于典范的5-HT路线（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可在身体经微菌物在非典范前提条件由色氨酸形成

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA纠正提子糖耐热不正常和肥胖症且要保持肝胰岛素明理性

机体和身体外校正，检测5-HIAA会不会具缓和胰岛素抗击的活性酶类。节肢动物绘图做糖耐量校正（OGTT）和胰岛素耐量校正（ITT）：5-HIAA缓和了夏黑葡萄糖水受和胰岛素受。 神经细胞整治经5-HIAA治理后，胰岛素推动的IRS1酪氨酸磷硝化作用和上下游Akt磷硝化作用技术水平缩减，显示信息5-HIAA可推动肝胰岛素表现转导，保护措施胰岛素特别敏物质性。

图4 5-HIAA改善红葡萄糖水耐受性不好和过于肥胖且增加肝胰岛素过敏性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA采用提高肝胀AhR/TSC2/mTORC1轴来增强胰岛素数字信号减压反射

推算5-HIAA对胰岛素预警进行的提生也许依赖于症于其对mTORC1预警径路的能够就可以抑止。細胞进行实验印证5-HIAA能够就可以抑止了mTORC1介导的S6K1磷过酸（图5A）。相对 mTORC1上中下游负自我调节因素TSC2，5-HIAA含量就可以依赖于症性地的刺激TSC2什么是基因的转录，提生其蛋清级别（图5B和C）。且TSC2被不说话了现状下，5-HIAA缺失对mTORC1缴活的能够就可以抑止。 单独身上体内实验报告中挖掘5-HIAA可能以配体依耐的行为启用AhR，且否认了AhR在TSC2-mTORC1数据信息通道中的品牌进入校园市场效应，声明书5-HIAA经过AhR促使TSC2-mTORC1通道。

图5 5-HIAA确认提高肝功能AhR/TSC2/mTORC1轴来推动胰岛素信号灯抗扰

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D糖尿病患者提示 5-HIAA水平方向下滑

临床实验上，T2D病号（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的猪粪结核杆菌厌氧发酵液中5-HIAA横向下跌（图6A）。直接，T2D病号（n=23）与正常受试者（n = 22）血清中5-HIAA横向降底（图6B）。固然两列间阴道分泌物中5-HIAA横向无有明显能力差异，但仍分析到T2D受试者有下跌潮流（图6C）。

图6 T2D人体现5-HIAA技术水平上升

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

软文总结

该理论探索世界经过宠物实体模型粪液、血清子样本的16S rDNA测序、宏表观遗传组测序、非靶及其靶向根治新陈排泄转化组学等技术设备，体现消化道微动物群依赖症的色氨酸新陈排泄转化物5-HIAA在高脂饮食结构诱惑的胰岛素抗拒和T2D中的核心效用；隐藏现5-HIAA是经过的调节内脏AhR/TSC2/mTORC1数字信号通道，持续改善胰岛素灵敏性和萄葡糖新陈排泄转化，具备有隐藏的根治社会价值。除此以外，5-HIAA品质的调低有可能算作T2D早临床上诊断的动物标准物，进一部的理论探索世界就能够探索世界其在临床上应用软件中的有更多可能性。

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，文章采用两组学系统剖析了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。

拜谱生物体作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的（体现）核营养物质组、（非）靶点代谢转化率组（如靶点色氨酸代谢转化率组）、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.