2型糖尿病的风险（T2D）也是种由多种不同遗传病和条件原则使得的非常广泛具备的消化吸收性消化道疾病。肠腔微海洋生态学工程群与寄主之間的共同用途在食物营养介导的T2D发病率机理中起着非常重要的的用途。高脂食物营养（HFD）会引致肠腔微海洋生态学工程群的混乱，毁坏肠-肝轴的恒定，并经由微海洋生态学工程消化吸收物影向脾脏的消化吸收工作，进而引致脾脏胰岛素减少和红提葡萄糖注射液消化吸收特别。在肠腔中，色氨酸也是种非常重要的的馨香族氨基酸等，其消化吸收方法与肠腔微海洋生态学工程群的行为融洽涉及到的。色氨酸消化吸收的混乱与T2D的发生的具备非常重要的连接。但是，无论怎样现有论述证明了肠腔微海洋生态学工程群在色氨酸消化吸收中的用途，但其具体化机理仍不坚定。

2024年8月，华北理工学院高校叶邦策/周英、浙江省化学工业高校漆楠在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。

新闻稿件种类：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）

小说作者机构：华东理工大学、浙江工业大学

理论研究产品：血清、粪便

分类新信息：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）

组学技术水平：血清/粪便：非靶和靶向代谢组学、粪便：16S rDNA和宏基因组测序

高技术路线图：

PART 01

设计效果

01、高脂生活引导的胰岛素抵触小鼠展现出胃肠道微动物群的强势发生变化

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诱骗的IR小鼠体现出胃肠道益生菌学群的差异性影响

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂起居分析的胰岛素承受小鼠5-HIAA标准降低

ND和HFD的小鼠的胃肠分解代谢率转化率率水平面区间内会存在偏态性别相互影响（图2A和B）。性别相互影响分解代谢率转化率率物最主要丰度的途经其中包括不饱合脂肪酸酸的怪物制成、苯丙氨酸分解代谢率转化率率、酪氨酸分解代谢率转化率率和色氨酸分解代谢率转化率率（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）；靶向药物分泌组学证明：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诱导性的IR小鼠5-HIAA技术有效降低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在身体内经微动物能够 非典型示范条件由色氨酸制造

为浅议5-HIAA会不会能够 由肠胃枯草芽孢杆菌学群由宿主细胞独自呈现。依次用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠猪粪悬液开展塑造培养，測量5-HIAA的酸度。会发现Trp和5-HTP在枯草芽孢杆菌学促使过程中有明显的5-HIAA的呈现，而5-HT还没有（图3B），说明类似这些枯草芽孢杆菌学基础代谢行业独自于常见的5-HT行业（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏dna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可在休内经微菌物在非基本特征渠道由色氨酸带来

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA有所改善草莓糖承受无良和过胖且做到肝胰岛素铭各样

人体内和身体之外经过多次实验发现台，捡验5-HIAA会不会都具有纠正胰岛素防御的生物。两栖动物模特做好糖耐量经过多次实验发现台（OGTT）和胰岛素耐量经过多次实验发现台（ITT）：5-HIAA纠正了常见葡萄品种糖耐热和胰岛素耐热。 组织型号经5-HIAA除理后，胰岛素利于的IRS1酪氨酸磷碱化和上游Akt磷碱化级别降，信息提示5-HIAA是可以利于肾脏胰岛素网络信号转导，保护的胰岛素敏感度性。

图4 5-HIAA可以改善常见葡萄品种糖耐受性不合格品和过胖且始终保持肝胰岛素明主观

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA顺利通过激活开通胰腺AhR/TSC2/mTORC1轴来加快胰岛素信号灯电荷转移

估测5-HIAA对胰岛素移动卫星信号减弱的推进或者忽略于其对mTORC1移动卫星信号信号通路的控制。组织细胞实验性断定5-HIAA控制了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。对于那些mTORC1长江上游负调空分子TSC2，5-HIAA含量还可以忽略性地激励TSC2染色体的转录，延长其球蛋白原因（图5B和C）。且TSC2被沉寂原因下，5-HIAA减退对mTORC1激活卡的控制。 别的体内的身体外实验室中看到5-HIAA还可以以配体依耐的方式缴活AhR，且印证了AhR在TSC2-mTORC1移动信号环路中的中上游的功效，证明格式5-HIAA按照AhR减缓TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA借助激话肾脏AhR/TSC2/mTORC1轴来有利于促进胰岛素表现心脏传导系统

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D病患者显示信息5-HIAA级别急剧下降

临床实验上，T2D爱美者（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的屎尿细菌病毒酵液中5-HIAA层次骤降（图6A）。直接，T2D爱美者（n=23）与健康生活受试者（n = 22）血清中5-HIAA层次消减（图6B）。或许两个间尿夜中5-HIAA层次无可观力差异，但仍留意到T2D受试者有骤降大趋势（图6C）。

图6 T2D病人屏幕上显示5-HIAA质量减退

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

篇文章工作小结

该研究探讨探讨在昆虫绘图尿液、血清样品的16S rDNA测序、宏遗传基因组测序、非靶各种靶点产生组学等新技术，具体分析肠胃微怪物菌种学群依耐的色氨酸产怪物学5-HIAA在高脂美食促进的胰岛素反击和T2D中的更重要目的；隐藏现5-HIAA是在的调节胰腺AhR/TSC2/mTORC1数据信号信号通路，缓解胰岛素过敏性和匍萄糖产生，具隐藏的诊疗币值。因此，5-HIAA技术的大大减少有机会成为T2D旱期检验的怪物学图标物，进1步的研究探讨探讨能能思考其在监床选用中的有机会性。

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（淡化）血清质组、（非）靶向治疗药物排泄组（如靶向治疗药物色氨酸排泄组）、转录组以及微海洋生物组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

借鉴学术论文：

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.