2型血糖值高的（T2D）也是种由好几种基因遗传和条件客观因素吸引的大面积现实存在的排泄转化性直肠疾病。直肠分子菌物学学培养基体群与宿体内的之间角色在食用引诱的T2D有这种情况体系中起着关键性角色。高脂食用（HFD）会使得直肠分子菌物学学培养基体群的失常，受到破坏肠-肝轴的恒定，并可以通过分子菌物学学培养基体排泄转化物的功效肝功效的排泄转化功效，于是使得肝功效胰岛素忍受和巨峰葡萄糖粉排泄转化十分。在直肠中，色氨酸也是种极为比较重要的馨香族氨基，其排泄转化方法与直肠分子菌物学学培养基体群的话动相互之间相应的。色氨酸排泄转化的失常与T2D的遭受怀有极为比较重要保持联系。但，既然某个钻研体现了了直肠分子菌物学学培养基体群在色氨酸排泄转化中的角色，但其确切体系仍不确切。

2024年8月，西北理工学大学时本科叶邦策/周英、湖南工业园大学时本科漆楠在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。

小文章称谓：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）

作著组织：华东理工大学、浙江工业大学

论述材料：血清、粪便

组群短信：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）

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

系统自驾路线：

PART 01

研究方案最终

01、高脂饮食健康引发的胰岛素减少小鼠体现出肠子微生物培养基技术群的有明显影响

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介导的IR小鼠突出表现出肠子益生菌工程群的偏态转化

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂生活引发的胰岛素对抗小鼠5-HIAA平均水平调低

ND和HFD的小鼠的可以使肠胃基础分解转化级别间存在着取得不一致性（图2A和B）。不一致性基础分解转化物核心丰度的渠道涉及到不是处于饱和状态脂质酸的生态学合并、苯丙氨酸基础分解转化、酪氨酸基础分解转化和色氨酸基础分解转化（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）；靶向疗法基础代谢组学证明：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诱导型的IR小鼠5-HIAA水平方向下降

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在身体里经微生物学技术按照非主要途经由色氨酸出现

为研讨5-HIAA能不能够 由肠腔微生态学群由宿主细胞独立的自主会生成。分别为用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠排泄物悬液做出培养教育，衡量5-HIAA的盐浓度。出现Trp和5-HTP在微生态学离子液体全过程含有为显著的5-HIAA的会生成，而5-HT沒有（图3B），说明这一微生态学分解代谢行业独立的自主于典例的5-HT行业（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可在体内的经微动物按照非常见前提条件由色氨酸导致

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA改进冬枣糖耐受力恶意和肥胖者且控制肝胰岛素刺激性性

人体和身体之外经过多次实验发现，抽样检查5-HIAA可否具备有提升胰岛素抗的渗透性。绿色沙盘模型开始糖耐量经过多次实验发现（OGTT）和胰岛素耐量经过多次实验发现（ITT）：5-HIAA提升了夏黑葡萄糖注射液耐受性力和胰岛素耐受性力。 体细胞类别经5-HIAA办理后，胰岛素增强会的IRS1酪氨酸磷硝化作用和中下游Akt磷硝化作用含量减低，提示信息5-HIAA会增强会肝脏等胰岛素表现转导，保护英文胰岛素敏感脆弱性。

图4 5-HIAA解决红葡糖耐热不正常和过于肥胖且增加肝胰岛素灵敏性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA用系统激活肝和脏AhR/TSC2/mTORC1轴来可以淡化胰岛素讯号抗扰

预测未来5-HIAA对胰岛素数据灯除极的加快也许 依懒症于其对mTORC1数据灯环路的克制。受损细胞试验断定5-HIAA克制了mTORC1介导的S6K1磷酸性反应（图5A）。针对mTORC1中上游负控制指数公式TSC2，5-HIAA服用量就可以依懒症性地激起TSC2遗传基因的转录，的提升其核蛋白标准（图5B和C）。且TSC2被沉默无言前提下，5-HIAA减退对mTORC1刺激的克制。 额外体中身体外测试中显示5-HIAA能能以配体依赖症的的方式缴活AhR，且核实了AhR在TSC2-mTORC1电磁波通道中的上下游用处，证实5-HIAA借助AhR克制TSC2-mTORC1通道。

图5 5-HIAA用促活肝或其他排毒器官AhR/TSC2/mTORC1轴来驱动胰岛素信号灯减压反射

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D患有呈现5-HIAA平均水平降低

临床实验上，T2D用户（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的大便螨虫发孝液中5-HIAA含量减退（图6A）。并且，T2D用户（n=23）与卫生受试者（n = 22）血清中5-HIAA含量减小（图6B）。一般两对间尿夜中5-HIAA含量无显著性能力差异，但仍观查到T2D受试者有减退的趋势（图6C）。

图6 T2D病人体现5-HIAA级别下调

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

新闻稿件总结ppt

该调查凭借甲壳动物建模排泄物、血清样表的16S rDNA测序、宏人类基因组测序、非靶同时靶点产生组学等新技术，反映就能够使肠胃菌群学群依赖关系的色氨酸产微生物学5-HIAA在高脂饮食营养引发的胰岛素抵御和T2D中的根本效果；消息队列现5-HIAA是凭借调整内脏AhR/TSC2/mTORC1的信号环路，优化胰岛素敏锐性和红提糖产生，具备有潜在的的根治实际价值。于此，5-HIAA层次的减小很有或许当作T2D初期的诊断的微生物学象征物，进而骤的调查就能够摸索其在药学用途中的很有或许性。

PART 03

拜谱工作小结

5-HIAA是5-羟色胺下游的一种色氨酸代谢物，文章采用多个学技术水平剖析了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。

拜谱怪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（突显）蛋白酶质组、（非）靶点疗法排泄组（如靶点疗法色氨酸排泄组）、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！

学习期刊论文：

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.