2型血糖高（T2D）也是种种由很多隔代遗传和的环境的因素造成的比较广泛具有的新陈新陈产生性慢性病。可以使肠胃微动物群与快穿之女主左右的互不帮助在食品促进的T2D复发长效机能中起着的关键帮助。高脂食品（HFD）会造成的可以使肠胃微动物群的失常，的影响肠-肝轴的稳定，并能够微动物新陈新陈产生物技术体的影响肝胀的新陈新陈产生效果，最终得以造成的肝胀胰岛素减缓和草莓糖新陈新陈产生不正确。在可以使肠胃中，色氨酸也是种种关键的芬香族核苷酸，其新陈新陈产生经过与可以使肠胃微动物群的工作融洽有关的。色氨酸新陈新陈产生的失常与T2D的发生有关键关系。虽然，虽说迄今为止探究表明了可以使肠胃微动物群在色氨酸新陈新陈产生中的帮助，但其到底长效机能仍不确切。

2024年8月，苏北理工学院校本科叶邦策/周英、广东工业园院校本科漆楠在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。

文章内容分类：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）

我们方：华东理工大学、浙江工业大学

学习建筑材料：血清、粪便

好友分组信息查询：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）

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

科技路线规划：

PART 01

钻研最终结果

01、高脂食用引导的胰岛素抗拒小鼠具体表现出肠胃微细菌群的强势变化无常

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诱发的IR小鼠体现出肠管微产气荚膜梭菌群的有明显变

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饭食诱导性的胰岛素抗拒小鼠5-HIAA水平面减小

ND和HFD的小鼠的肠子分泌转化总体水平之間具备更为明显距离（图2A和B）。距离分泌转化物常见丰度的渠道包扩不是处于饱和状态脂肪酸酸的海洋生物镶嵌、苯丙氨酸分泌转化、酪氨酸分泌转化和色氨酸分泌转化（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）；靶点代谢率组学证明：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关卡减小

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在人体内经菌群制品能够非明显路径由色氨酸导致

为研讨5-HIAA有没还可以由肠胃分子菌物学学学工程群由宿体自主存在。不同用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠猪粪悬液来的培养，在线测量5-HIAA的质量浓度。察觉到Trp和5-HTP在分子菌物学学学工程催化氧化流程中含有明显的5-HIAA的存在，而5-HT找不到（图3B），证明种分子菌物学学学工程分解代谢路经自主于典型的的5-HT路经（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可在内部经微生物检测体经过非常见经由由色氨酸会产生

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA持续改善常见葡萄品种糖耐热缺陷和身体肥胖且控制肝胰岛素敏感脆弱性

体中和离体疲劳检测检测，抽样检查5-HIAA能否极具缓和胰岛素减缓的灵活性。植物模板对其进行糖耐量疲劳检测检测（OGTT）和胰岛素耐量疲劳检测检测（ITT）：5-HIAA缓和了红葡糖承受性和胰岛素承受性。 上皮细胞对模型经5-HIAA正确处理后，胰岛素催进的IRS1酪氨酸磷碱化和中游Akt磷碱化横向降底，系统提示5-HIAA应该催进肾脏胰岛素4g信号转导，保障胰岛素敏物质性性。

图4 5-HIAA优化红提糖耐受力不正常和肥胖病且做到肝胰岛素灵敏性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA顺利通过解锁肝AhR/TSC2/mTORC1轴来带动胰岛素移动信号电荷转移

预测未来5-HIAA对胰岛素预警除极的增进可能根据于其对mTORC1预警环路的抑止。受损细胞研究印证5-HIAA抑止了mTORC1介导的S6K1磷碱化（图5A）。相对mTORC1上中下游负政策调控成分TSC2，5-HIAA用量就可以根据性地促进TSC2什么是基因的转录，改善其核蛋白技术（图5B和C）。且TSC2被恐惧环境下，5-HIAA减退对mTORC1激发的抑止。 最后胃中休外实验室中表明5-HIAA能能以配体依赖性的具体方法激活卡AhR，且印证了AhR在TSC2-mTORC1走势信号环路中的上中下游效果，发现5-HIAA能够 AhR克制TSC2-mTORC1信号环路。

图5 5-HIAA利用激活开通肝AhR/TSC2/mTORC1轴来推进胰岛素移动信号传输

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D患有体现 5-HIAA总体水平下调

诊疗上，T2D患儿（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的猪粪微生物进行发酵液中5-HIAA水准减低（图6A）。时候，T2D患儿（n=23）与建康受试者（n = 22）血清中5-HIAA水准变低（图6B）。一般两个间尿液浑浊中5-HIAA水准无重要性好异，但仍分析到T2D受试者有减低上升趋势（图6C）。

图6 T2D患有界面显示5-HIAA品质上升

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

小文章总结ppt

该探究顺利在节肢动物3d模型猪粪、血清样本量的16S rDNA测序、宏dna组测序、非靶并且靶向中药治疗分解组学等技术设备，阐释胃肠道产气荚膜梭菌工程群依赖感的色氨酸分解物5-HIAA在高脂食用诱骗的胰岛素抵挡和T2D中的很重要用途；高并发现5-HIAA是顺利在调肾脏器官AhR/TSC2/mTORC1表现径路，持续改善胰岛素明主观和常见葡萄品种糖分解，有着暗藏的中药治疗价值量。因此，5-HIAA质量的减少概率作T2D前期检查的海洋生物工程标签物，进一大步的探究将探险其在医学应用中的概率性。

PART 03

拜谱总结

5-HIAA是5-羟色胺下游的一种色氨酸代谢物，文章采用多个学技艺剖析了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。

拜谱微生物作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的（呈现）淀粉酶质组、（非）靶向治疗药物分解组（如靶向治疗药物色氨酸分解组）、转录组以及微细菌组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

参照学术论文：

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.