2型胃癌（T2D）就是一种种由各种遗传病和工作环境方面吸引的非常广泛有的排泄率性的疾病。胃肠微动物群与宿主细胞上下级之间的上下级的的功效在食品疗法诱导性的T2D发作机理中起着首要的的功效。高脂食品疗法（HFD）会会导致胃肠微动物群的不正常，毁坏肠-肝轴的稳定，并经过微动物排泄率物关系肝部的排泄率模块，然后会导致肝部胰岛素抗拒和夏黑葡糖排泄率系统异常。在胃肠中，色氨酸就是一种种首要的芬香族核苷酸，其排泄率经过与胃肠微动物群的促销活动增进对应。色氨酸排泄率的不正常与T2D的再次发生蕴含着首要链接。所以，无论怎样另一个分析探求了胃肠微动物群在色氨酸排泄率中的的的功效，但其主要机理仍不确切。

2024年8月，华中理工学院大家叶邦策/周英、上海工业化的大家漆楠在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。

本文各称：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）

小说作者行业：华东理工大学、浙江工业大学

设计产品：血清、粪便

排列信心：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）

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

技木路线地图：

PART 01

调查结杲

01、高脂起居促进的胰岛素对抗小鼠表面出肠胃微生态学群的更为明显变动

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促进的IR小鼠成绩出可以使肠胃微生态学群的同质性的变化

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂餐饮诱骗的胰岛素抗击小鼠5-HIAA水平面大幅度降低

ND和HFD的小鼠的胃肠排泄层次范围内的存在偏态差别的（图2A和B）。差别的排泄物主要生物学富集的渠道还包括不供大于求油脂酸的生物学制作而成、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）；靶向治疗细胞代谢组学证明：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诱骗的IR小鼠5-HIAA质量变低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在体内的经微菌物利用非典型的经由由色氨酸出现

为研究方案5-HIAA是不是也应该由胃肠道益生菌体群由宿主细胞单独生产。区别用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠粪渣悬液通过培植，测试5-HIAA的渗透压。察觉Trp和5-HTP在益生菌体催化剂的作用方式中含正相关的5-HIAA的生产，而5-HT未（图3B），体现了这类益生菌体消化吸收前提条件单独于常见的5-HT前提条件（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏人类基因组分析。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可在里面经枯草芽孢杆菌工程在非一般渠道由色氨酸引起

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA提升夏黑葡萄糖注射液耐受性欠佳和身体肥胖且保证肝胰岛素太敏理智

身体里和身体可靠性现场实验，考察5-HIAA是否能够都具有缓和胰岛素减少的灵活性。生物模板做糖耐量可靠性现场实验（OGTT）和胰岛素耐量可靠性现场实验（ITT）：5-HIAA缓和了匍萄糖承受和胰岛素承受。 血细胞3d模型经5-HIAA办理后，胰岛素利于的IRS1酪氨酸磷硝化作用和在下游Akt磷硝化作用总体水平大幅度降低，的提示5-HIAA能利于脾脏胰岛素走势转导，爱护胰岛素过敏性。

图4 5-HIAA调理红提糖耐受力不健康和身体肥胖且维持肝胰岛素脆弱性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA顺利通过激发肝和脏AhR/TSC2/mTORC1轴来推进胰岛素电磁波肌肉收缩

预测出5-HIAA对胰岛素卫星预警传导电流的增进可能副作用症于其对mTORC1卫星预警通道的可限制。内部实践声明5-HIAA可限制了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。对於mTORC1中下游负自我调节因素TSC2，5-HIAA分子量可不可以副作用症性地刺激到TSC2基因组的转录，增进其球蛋白水准（图5B和C）。且TSC2被沉睡情况发生下，5-HIAA丢失对mTORC1激话的可限制。 另体中离体实验英文中发掘5-HIAA还可以以配体依赖症的方式方法刺激AhR，且证明格式了AhR在TSC2-mTORC1表现信号径路中的中下游用，证明格式5-HIAA经由AhR调节TSC2-mTORC1信号径路。

图5 5-HIAA可以通过促活内脏器官AhR/TSC2/mTORC1轴来加速胰岛素网络信号传输

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D患病者屏幕上显示5-HIAA水准下滑

临床上上，T2D患病者（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的粪水大肠杆菌堆肥液中5-HIAA级别越来越低（图6A）。还，T2D患病者（n=23）与健康生活受试者（n = 22）血清中5-HIAA级别有效降低（图6B）。即使两队间尿水中5-HIAA级别无强势性好异，但仍检查到T2D受试者有越来越低浪潮（图6C）。

图6 T2D提高彰显5-HIAA质量减低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

稿件个人心得体会

该研究探讨分析按照节肢动物模板尿液、血清范本的16S rDNA测序、宏染色体组测序、非靶以其靶点新陈代谢率转化组学等的技术，探求肠胃产气荚膜梭菌工程群依赖于的色氨酸新陈代谢率转化物5-HIAA在高脂饭食介导的胰岛素抵御和T2D中的主要功能；连接数现5-HIAA是按照转换肝和脏AhR/TSC2/mTORC1网络信号径路，持续改善胰岛素敏感脆弱性和巨峰葡萄糖水新陈代谢率转化，更具因素的制疗颜值。不仅，5-HIAA水准的大幅度降低就能够成为T2D早前的诊断的微生物工程标志图片物，全面一个脚印的研究探讨分析就能够经历其在临床研究应该用中的就能够性。

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，文章采用多个学技术设备剖析了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。

拜谱海洋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（掩盖）营养素质组、（非）靶点产生转化组（如靶点色氨酸产生转化组）、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！

关联性期刊论文：

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.