2型糖尿病患者（T2D）一种由几种基因和氛围关键因素因素致使的诸多有的排泄性重大疾病。直肠生态学学群与宿主细胞之中的相互间危害在美食分析的T2D病发缘由中起着关键因素危害。高脂美食（HFD）会使得直肠生态学学群的失衡，损坏肠-肝轴的准稳态，并依据生态学学排泄物危害肝和脏的排泄功效，可以使得肝和脏胰岛素减缓和红提糖排泄十分。在直肠中，色氨酸一种必要的芬芳族氨基，其排泄手段与直肠生态学学群的游戏活动密不可分相关。色氨酸排泄的失衡与T2D的引发拥有必要取得联系。殊不知，一直以来原有研发阐述了直肠生态学学群在色氨酸排泄中的危害，但其主要缘由仍不制定。

2024年8月，华东地区工院师范高中叶邦策/周英、四川实业师范高中漆楠在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。

文章标题公司名称：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）

著者机关单位：华东理工大学、浙江工业大学

钻研资料：血清、粪便

好友分组短信：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

方法路经：

PART 01

设计效果

01、高脂食物帮助的胰岛素反击小鼠呈现出肠子细菌工程群的强势变动

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测序和宏染色体组分析：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小鼠表面出肠内微菌物群的有明显发展

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂餐饮引诱的胰岛素抗小鼠5-HIAA品质降底

ND和HFD的小鼠的胃肠道消化吸收横向相互具有显著性差异化性（图2A和B）。差异化性消化吸收物主要聚集的手段涵盖不是处于饱和状态皮下脂肪酸的生态学结合、苯丙氨酸消化吸收、酪氨酸消化吸收和色氨酸消化吸收（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）；靶向治疗分解代谢组学证明：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分析的IR小鼠5-HIAA标准调低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在胃中经微生态学在非举例路线由色氨酸制造

为研究方案5-HIAA能不能就可以由可以使肠胃微动物群由宿体人格单独生产。分別用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠排泄物悬液去培植，在测量5-HIAA的含量。发现了Trp和5-HTP在微动物促使全过程中含特殊的5-HIAA的生产，而5-HT没得（图3B），得出结论各种微动物排泄条件人格单独于类型的5-HT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可在体内的经微生物菌种制品根据非主要方法由色氨酸形成

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA优化草莓糖耐热劣质和肥胖病且始终保持肝胰岛素敏锐性

内部和身体耐压，检定5-HIAA能不有着缓和胰岛素预防的活性氧。节肢动物类别进行糖耐量耐压（OGTT）和胰岛素耐量耐压（ITT）：5-HIAA缓和了萄葡糖受力和胰岛素受力。 人体细胞对模型经5-HIAA进行处理后，胰岛素可能淡化的IRS1酪氨酸磷碱化和上中游Akt磷碱化技术调低，报错5-HIAA可能可能淡化肝部胰岛素讯号转导，庇护胰岛素脆弱性。

图4 5-HIAA纠正萄葡糖接受黑心和肥胖病且保护肝胰岛素敏感度性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA能够系统激活肝部AhR/TSC2/mTORC1轴来增强胰岛素的信号心脏传导系统

预测5-HIAA对胰岛素预警抗扰的利于机会信任于其对mTORC1预警通道的抑止。人体细胞实验所否认5-HIAA抑止了mTORC1介导的S6K1磷碱化（图5A）。针对mTORC1中下游负调节分子TSC2，5-HIAA分子量行信任性地激励TSC2染色体的转录，挺高其球蛋白横向（图5B和C）。且TSC2被冷漠情況下，5-HIAA失去了对mTORC1促活的抑止。 还自身离体科学实验中找到5-HIAA是可以以配体依赖感的方式英文促活AhR，且可确认了AhR在TSC2-mTORC1表现通道中的中下游目的，表明5-HIAA能够AhR抑止TSC2-mTORC1通道。

图5 5-HIAA完成激活卡肝和脏AhR/TSC2/mTORC1轴来使得胰岛素的信号肌肉收缩

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D患儿信息显示5-HIAA横向下调

临床检验上，T2D用户（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的排尿微生物酵液中5-HIAA标准走低（图6A）。还，T2D用户（n=23）与营养受试者（n = 22）血清中5-HIAA标准变低（图6B）。既然两对间排尿中5-HIAA标准无差异性能力差异，但仍洞察分析到T2D受试者有走低变化趋势（图6C）。

图6 T2D爱美者展示5-HIAA平均水平越来越低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

文章标题个人心得体会

该理论探析可确认昆虫模型工具便便、血清样例的16S rDNA测序、宏基因遗传组测序、非靶与靶向冶疗分解分泌组学等新技术，阐释可使肠胃微菌物群依赖症的色氨酸分解分泌物5-HIAA在高脂饮食疗法帮助的胰岛素抗击和T2D中的极为重要功效；不确定性现5-HIAA是可确认缓解肝部AhR/TSC2/mTORC1的信号环路，优化胰岛素太敏理性和红提葡糖分解分泌，兼具不确定性的冶疗價值。除此以外，5-HIAA标准的降底或者对于T2D早期时候检查的菌物标签物，进一大步的理论探析可探索性其在临床研究运用中的或者性。

PART 03

拜谱个人总结

5-HIAA是5-羟色胺下游的一种色氨酸代谢物，文章采用两组学技艺剖析了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（体现）蛋清质组、（非）靶向药物疗法分解新陈代谢组（如靶向药物疗法色氨酸分解新陈代谢组）、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！

参看资料：

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.