2型糖尿病患者（T2D）都是种由多类基因遗传和生态原因给予的广泛的现实存在的分解分解性常见疾病。肠管菌物技术群与宿体相护间的相护角色在起居介导的T2D感染原则中起着要素角色。高脂起居（HFD）会以至于肠管菌物技术群的絮乱，毁掉肠-肝轴的准稳态，并经由菌物技术分解分解物不良影响肝部的分解分解工作，最终得以以至于肝部胰岛素抗拒和提子糖分解分解异样。在肠管中，色氨酸都是种必要的清香族氨基，其分解分解行业与肠管菌物技术群的行为频繁关于。色氨酸分解分解的絮乱与T2D的突发体现了必要电话联系。显然，既然重复论述探求了肠管菌物技术群在色氨酸分解分解中的角色，但其基本原则仍不指明。

2024年8月，华中理工学院二本大学时叶邦策/周英、在中国化工二本大学时漆楠在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。

论文命名：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）

小编单位名称：华东理工大学、浙江工业大学

探究装修材料：血清、粪便

分组名消息：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）

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

技艺路经：

PART 01

研发报告单

01、高脂生活促进的胰岛素预防小鼠症状出肠腔微生态学群的特殊变化无常

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dna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引导的IR小鼠成绩出肠子微动物群的显著性变

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂食物成脂的胰岛素反抗小鼠5-HIAA平均水平拉低

ND和HFD的小鼠的肠管排泄程度直接来源于偏态性别差异化（图2A和B）。性别差异化排泄物主要是丰度的前提条件有不是处于饱和状态碳水化合物酸的生态学合并、苯丙氨酸排泄、酪氨酸排泄和色氨酸排泄（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）；靶点排泄组学证明：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标准减少

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在自身经微生物当中体按照非一般方法由色氨酸形成

为研讨5-HIAA有没行由消化道微菌物群由寄主经济自立形成。各用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠粪液悬液使用培养出来，校正5-HIAA的酸度。挖掘Trp和5-HTP在微菌物促使方式中含有效的5-HIAA的形成，而5-HT如果没有（图3B），取决于这一种微菌物产生前提条件经济自立于典型的的5-HT前提条件（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏什么是基因组分析。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可在里面经的微生物学能够非先进典型路线由色氨酸产生了

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA解决冬枣糖承受不当和过胖且保持良好肝胰岛素比较敏理想化

体内的和体内实验，检定5-HIAA是不是也有着持续改善胰岛素抗的几丁质酶。生物模式化对其进行糖耐量实验（OGTT）和胰岛素耐量实验（ITT）：5-HIAA持续改善了冬枣糖受和胰岛素受。 细胞膜建模经5-HIAA处理后，胰岛素推动的IRS1酪氨酸磷碱化和在下游Akt磷碱化的水平影响，表示5-HIAA能够推动肝脏等胰岛素讯号转导，保护性胰岛素铭感性和理性。

图4 5-HIAA改变红提糖受不好的和肥胖者且保持良好肝胰岛素敏感脆弱性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA实现启用肝脏等AhR/TSC2/mTORC1轴来有利于促进胰岛素数据肌肉收缩

猜测5-HIAA对胰岛素数据灯传输的增进能够依耐于其对mTORC1数据灯径路的抑止。生殖细胞实验性核实5-HIAA抑止了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。关于mTORC1上下游负调节管控系数TSC2，5-HIAA极量行依耐性地敏感TSC2人类基因的转录，增强其蛋白酶标准（图5B和C）。且TSC2被潜移默化情况下下，5-HIAA减弱对mTORC1更改密码的抑止。 别的自身身体研究中遇到5-HIAA可以以配体依赖感的行为激活卡AhR，且印证了AhR在TSC2-mTORC1预警环路中的中下游效用，证明材料5-HIAA借助AhR缓和TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA经由启用脾脏AhR/TSC2/mTORC1轴来推动胰岛素数据信息除极

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D患有界面显示5-HIAA的水平的降低

临床试验上，T2D患儿（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的粪渣革兰氏阴性菌发醇液中5-HIAA级别骤降（图6A）。而且，T2D患儿（n=23）与建康受试者（n = 22）血清中5-HIAA级别减轻（图6B）。也许两队间尿中中5-HIAA级别无偏态力差异，但仍洞察分析到T2D受试者有骤降潮流（图6C）。

图6 T2D患病者展示5-HIAA程度增涨

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

短文总结

该科学科学研究用爬行动物沙盘模型尿液、血清样版的16S rDNA测序、宏遗传基因组测序、非靶及及靶向疗法细胞排泄率组学等技术的水平，阐明肠内生物工程体群信任的色氨酸细胞排泄率物5-HIAA在高脂饮食营养诱骗的胰岛素减缓和T2D中的更重要的功效；高并发现5-HIAA是用自动调节肝脏等AhR/TSC2/mTORC1卫星信号信号通路，提升胰岛素敏感脆弱性和匍萄糖细胞排泄率，包括风险的改善價值。凡此种种，5-HIAA的水平的拉低概率为T2D旱期判断的生物工程体标志图案物，进步骤的科学科学研究能够探寻其在临床实践拜谱生物中的概率性。

PART 03

拜谱总结ppt

5-HIAA是5-羟色胺下游的一种色氨酸代谢物，文章采用两组学科技剖析了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。

拜谱生物制品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）血清质组、（非）靶点治疗细胞代谢率组（如靶点治疗色氨酸细胞代谢率组）、转录组以及微菌物组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

关联性医学文献：

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.