2型糖尿病患者（T2D）就一种由四种遗传的和学习环境主观因素引致的普遍会存在的排泄性病症。肠腔产气荚膜梭菌学菌种体群与宿主细胞之間的双方用途在饮食文化疗法引发的T2D发作长效机理中起着主要用途。高脂饮食文化疗法（HFD）会形成肠腔产气荚膜梭菌学菌种体群的的功能絮乱，损坏肠-肝轴的准稳态，并按照产气荚膜梭菌学菌种体排泄物印象肝和脏的排泄的功能，所以形成肝和脏胰岛素减缓和冬枣糖排泄不正确。在肠腔中，色氨酸就一种关键的幽香族蛋白质，其排泄方法与肠腔产气荚膜梭菌学菌种体群的活动组织重视相应的。色氨酸排泄的的功能絮乱与T2D的有存在关键建立联系。所以，或许多个探索阐述了肠腔产气荚膜梭菌学菌种体群在色氨酸排泄中的用途，但其具有长效机理仍不清晰。

2024年8月，苏北理工学专科大专叶邦策/周英、广东工业化专科大专漆楠在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。

短文标题：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）

做者的单位：华东理工大学、浙江工业大学

实验相关材料：血清、粪便

分组名资讯：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）

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

系统路线地图：

PART 01

论述后果

01、高脂餐食介导的胰岛素对抗小鼠表面出直肠枯草芽孢杆菌体群的正相关改变

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测序和宏基因组组分析：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小鼠的表现出直肠菌群体群的差异性变现

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂美食引导的胰岛素抵御小鼠5-HIAA水准降

ND和HFD的小鼠的可以使肠胃基础基础细胞产生率水平面当中具备偏态不同之处（图2A和B）。不同之处基础基础细胞产生率物重要生物工程富集的路经属于不饱合脂肪的酸的生物工程合并、苯丙氨酸基础基础细胞产生率、酪氨酸基础基础细胞产生率和色氨酸基础基础细胞产生率（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）；靶点基础代谢组学证明：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诱发的IR小鼠5-HIAA水平面有效降低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在体里经微生物菌种技术用非常见途经由色氨酸有

为一起探讨5-HIAA可不就能够就能够由肠子微菌物群由寄主自由带来。分別用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠排泄物悬液做好培養，測量5-HIAA的溶度。发展Trp和5-HTP在微菌物催化反应整个过程中含重要的5-HIAA的带来，而5-HT没能（图3B），得出结论各种微菌物分泌途经自由于典型案例的5-HT途经（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可在休内经微怪物根据非典型性手段由色氨酸行成

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA改进红提糖接受不好和过于肥胖且维持肝胰岛素神经敏非理性

体中和身体检测台，检则5-HIAA有无有着调理胰岛素反击的活力性。昆虫建模 完成糖耐量检测台（OGTT）和胰岛素耐量检测台（ITT）：5-HIAA调理了夏黑葡糖接受力和胰岛素接受力。 神经细胞模型工具经5-HIAA工作后，胰岛素促使的IRS1酪氨酸磷碱化和在下游Akt磷碱化水平方向消减，提示信息5-HIAA能促使内脏器官胰岛素数字信号转导，保护措施胰岛素特别敏理想化。

图4 5-HIAA提高红葡萄糖粉耐受力异常和肥胖症且要保持肝胰岛素特别敏物质性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA凭借激活开通脾脏AhR/TSC2/mTORC1轴来驱动胰岛素预警减弱

推算5-HIAA对胰岛素表现减压反射的提生机会依懒于其对mTORC1表现通道的克制。癌细胞实验性证明5-HIAA克制了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。我们对mTORC1长江上游负监测指数TSC2，5-HIAA残留量还可以依懒性地兴奋TSC2DNA的转录，提生其蛋白酶关卡（图5B和C）。且TSC2被缄默前提下，5-HIAA失去对mTORC1激活卡的克制。 单独体内的身体实验室中挖掘5-HIAA行以配体忽略的原则缴活AhR，且验证了AhR在TSC2-mTORC1移动信号信号径路中的中下游做用，声明书5-HIAA进行AhR缓和TSC2-mTORC1信号径路。

图5 5-HIAA经过激活码肾脏器官AhR/TSC2/mTORC1轴来力促胰岛素走势传递

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D患有提示5-HIAA横向减少

临床治疗上，T2D病糖尿病患者（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的排泄物病毒进行发酵液中5-HIAA技术平均级别减退（图6A）。并且，T2D病糖尿病患者（n=23）与更健康受试者（n = 22）血清中5-HIAA技术平均级别缩减（图6B）。现在三组间尿水中5-HIAA技术平均级别无重要能力差异，但仍通过观察到T2D受试者有减退趋势分析（图6C）。

图6 T2D求美者显现5-HIAA能力下滑

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

文章标题总结ppt

该探析探讨使用甲壳动物绘图大便、血清样本量的16S rDNA测序、宏染色体组测序、非靶并且靶向疗法新陈消化吸收组学等技术设备，体现了直肠生物工程学学群依耐的色氨酸新陈消化吸收物5-HIAA在高脂饮食习惯诱惑的胰岛素忍受和T2D中的必要功效；消息队列现5-HIAA是使用缓解肝胀AhR/TSC2/mTORC1信号灯环路，改进胰岛素神经敏非理性和匍萄糖新陈消化吸收，享有不确定性的冶疗價值。然而，5-HIAA水平面的变低很有将做T2D早期时候鉴别诊断的生物工程学标志牌物，逐渐一个脚印的探析探讨不错不断探索其在医学应用中的很有将性。

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，文章采用几组学技术设备剖析了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。

拜谱生物学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）淀粉酶质组、（非）靶向药物药物新陈分解代谢组（如靶向药物药物色氨酸新陈分解代谢组）、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！

决定性文章：

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.