2型高血糖（T2D）一种由多遗传性和环境元素产生的比较广泛产生的新陈分解排泄性慢性病。直肠微生态学群与寄主之前的主动意义在饭食习惯诱惑的T2D患上制度化中起着主要意义。高脂饭食习惯（HFD）会产生直肠微生态学群的功效失衡，破裂肠-肝轴的准稳态，并可以通过微生态学新陈分解排泄物干扰内脏器官的新陈分解排泄功效，最终得以产生内脏器官胰岛素预防和提子糖新陈分解排泄异常的。在直肠中，色氨酸一种非常更重要的芬香族核苷酸，其新陈分解排泄方法与直肠微生态学群的活动形式融洽想关。色氨酸新陈分解排泄的功效失衡与T2D的出现拥有非常更重要练习。所以，就算多个探索揭露了直肠微生态学群在色氨酸新陈分解排泄中的意义，但其实际的制度化仍不准确。

2024年8月，华北理工学大家叶邦策/周英、在中国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。

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）

做者标准：华东理工大学、浙江工业大学

学习原料：血清、粪便

组群企业信息：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）

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

新技术自驾路线：

PART 01

研究方案报告单

01、高脂餐食引导的胰岛素抵触小鼠成绩出可以使肠胃微微生物当中群的相关系数影响

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诱导性的IR小鼠现象出直肠生物学体群的取得发展

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食疗法介导的胰岛素抵触小鼠5-HIAA水平面减小

ND和HFD的小鼠的肠子产生技术互相会存在对比性对比（图2A和B）。对比产海洋生物主要的丰度的方法也包括不供大于求多余脂肪酸的海洋生物人工、苯丙氨酸产生、酪氨酸产生和色氨酸产生（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）；靶向治疗排泄组学证明：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技术水平降低了

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在身体里经生物学工程确认非典型的行业由色氨酸产生了

为探析5-HIAA要不要能由胃肠道分子生物体技术学工程群由宿主细胞人格自由引起。差别用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠猪粪悬液进行提升，检测5-HIAA的渗透压。遇到Trp和5-HTP在分子生物体技术学工程催化氧化操作过程有同质性的5-HIAA的引起，而5-HT并没有（图3B），体现了种分子生物体技术学工程排泄方法人格自由于非常典型的5-HT方法（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏什么是基因组分析。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可在体中经微生物学技术确认非一般方式由色氨酸存在

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA提高萄葡糖受黑心和过胖且稳定肝胰岛素敏锐性

体里和休外疲劳实验报告，抽样检查5-HIAA有没具有着改进胰岛素减少的活力性。各种动物三维模型去糖耐量疲劳实验报告（OGTT）和胰岛素耐量疲劳实验报告（ITT）：5-HIAA改进了匍萄糖耐热性和胰岛素耐热性。 上皮细胞模型工具经5-HIAA工作后，胰岛素有利于的IRS1酪氨酸磷硝化作用和中下游Akt磷硝化作用关卡降低，的提示5-HIAA会有利于内脏器官胰岛素的信号转导，保护英文胰岛素敏感度性。

图4 5-HIAA有所改善巨峰葡萄糖粉耐热欠佳和臃肿且保护肝胰岛素铭单纯

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA能够激活卡肝功能AhR/TSC2/mTORC1轴来使得胰岛素走势进行

得出5-HIAA对胰岛素数据进行的加速能够依赖关系性于其对mTORC1数据通道的治理和改善。上皮细胞测试声明5-HIAA治理和改善了mTORC1介导的S6K1磷碱化（图5A）。对於mTORC1中上游负控制要素TSC2，5-HIAA极量行依赖关系性性地刺激作用TSC2表观遗传的转录，增进其蛋白质水平面（图5B和C）。且TSC2被不说话了原因下，5-HIAA衰退对mTORC1成功激活的治理和改善。 另一个自身身体调查中知道5-HIAA是可以以配体依赖于的方试启用AhR，且确认了AhR在TSC2-mTORC1数据信息通道中的上下游功效，认定书5-HIAA能够AhR可以抑制TSC2-mTORC1通道。

图5 5-HIAA凭借解锁内脏器官AhR/TSC2/mTORC1轴来增强胰岛素电磁波抗扰

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D朋友凸显5-HIAA级别越来越低

临床实验上，T2D自身（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的便便结核杆菌厌氧发酵液中5-HIAA含量急剧上升（图6A）。还，T2D自身（n=23）与身体健康受试者（n = 22）血清中5-HIAA含量缩减（图6B）。即便是多组间尿液浑浊中5-HIAA含量无差异性性好异，但仍观察分析到T2D受试者有急剧上升发展（图6C）。

图6 T2D的人表明5-HIAA标准下跌

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

经典文章个人心得体会

该学习都可以都可以通过绿色模特粪液、血清范本的16S rDNA测序、宏基因遗传组测序、非靶各种靶点分解分解排泄组学等的技术，折射出肠子微生物学当中工程群依赖性的色氨酸分解分解排泄物5-HIAA在高脂吃饭诱导性的胰岛素对抗和T2D中的重要性功效；高并发现5-HIAA是都可以都可以通过的调节脾脏AhR/TSC2/mTORC1数据环路，提高胰岛素敏情绪化性和萄葡糖分解分解排泄，包括不确定的治愈颜值。然而，5-HIAA横向的减小也许作T2D晚期珍断的生物学工程符号物，进三步的学习都可以探讨其在临床药学应用中的也许性。

PART 03

拜谱总结ppt

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。

拜谱菌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（表达）球脂肪酸组、（非）靶点细胞代谢率组（如靶点色氨酸细胞代谢率组）、转录组以及产气荚膜梭菌工程组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

基准期刊论文：

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.