2型糖尿病患者（T2D）就就是一种由多样遗传的和氛围问题进而引发的多会存在的消化吸收性妇科疾病。肠胃枯草芽孢杆菌工程群与快穿之女主中的共同的的功效在饮食习惯疗法分析的T2D疾患长效措施中起着关键点的的功效。高脂饮食习惯疗法（HFD）会诱发肠胃枯草芽孢杆菌工程群的失衡，破裂肠-肝轴的准稳态，并用枯草芽孢杆菌工程消化吸收物的影响内脏的消化吸收功用，然后诱发内脏胰岛素驱散和匍萄糖消化吸收发现异常。在肠胃中，色氨酸就就是一种关键性的香味族胺基酸，其消化吸收路线与肠胃枯草芽孢杆菌工程群的主题活动密切合作相关联。色氨酸消化吸收的失衡与T2D的情况有了关键性保持联系。可是，其实现有调查阐述了肠胃枯草芽孢杆菌工程群在色氨酸消化吸收中的的的功效，但其按照长效措施仍不明显。

2024年8月，西北工院高校叶邦策/周英、在中国工业化高校漆楠在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。

论文简称：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）

作家单位名称：华东理工大学、浙江工业大学

理论研究建材：血清、粪便

好友分组短信：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

水平交通路线：

PART 01

探析結果

01、高脂饭食诱惑的胰岛素抵挡小鼠突出表现出肠子微生物培养基技术群的有效变迁

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测序和宏遗传基因组分析：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小鼠情况出消化道微生物培养基工程群的重要变

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食搭配帮助的胰岛素抵触小鼠5-HIAA平行减轻

ND和HFD的小鼠的肠管分泌水平面两者之间存在着区别化性区别化（图2A和B）。区别化分泌物关键海洋生物富集的前提条件包扩不是处于饱和状态脂肪多酸的海洋生物组成、苯丙氨酸分泌、酪氨酸分泌和色氨酸分泌（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）；靶点产生组学证明：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帮助的IR小鼠5-HIAA级别较低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在体内的经微微生物培养基实现非常见方法由色氨酸生成

为论述5-HIAA有没就可以由肠胃微微动物的培养基群由寄主独有有。分别是用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠排泄物悬液开展的培养，侧量5-HIAA的浓硫酸浓度。察觉到Trp和5-HTP在微微动物的培养基催化氧化进程中含有明显的5-HIAA的有，而5-HT没了（图3B），反映出这类微微动物的培养基代谢率手段独有于典型案例的5-HT手段（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可在肚子里经微生物菌种学借助非关键条件由色氨酸生产

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA可以改善匍萄糖耐受性不好的和过胖且保证肝胰岛素过敏性

体內和身体之外校正，检查5-HIAA可否有纠正胰岛素抗御的活力。哺乳动物模型工具使用糖耐量校正（OGTT）和胰岛素耐量校正（ITT）：5-HIAA纠正了红提葡萄糖注射液受力和胰岛素受力。 癌细胞模型工具经5-HIAA治理 后，胰岛素需要淡化的IRS1酪氨酸磷过酸和上下游Akt磷过酸水准有效降低，提示信息5-HIAA需要需要淡化内脏胰岛素数字信号转导，保障胰岛素铭感性的。

图4 5-HIAA改变红葡萄糖粉耐受力不好的和肥胖者且保持良好肝胰岛素灵敏性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA经过解锁肝功能AhR/TSC2/mTORC1轴来推进胰岛素信号灯传输

推算5-HIAA对胰岛素讯号牵张反射的使得有机会依赖感关系于其对mTORC1讯号环路的压制。血细胞实验英文灵魂存在5-HIAA压制了mTORC1介导的S6K1磷过酸（图5A）。这对mTORC1上下游负干预成分TSC2，5-HIAA摄入量还可以依赖感关系性地热血TSC2基因遗传的转录，提高了其球蛋白时候（图5B和C）。且TSC2被冷漠时候下，5-HIAA失去了对mTORC1刺激启动的压制。 其次人体身体外实验设计中显示5-HIAA可以配体根据的办法促活AhR，且声明了AhR在TSC2-mTORC1信号灯环路中的上中下游影响，证明材料5-HIAA经过AhR抑制性TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA完成促活肝脏等AhR/TSC2/mTORC1轴来利于胰岛素表现心脏传导系统

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D糖尿病患者屏幕上显示5-HIAA层次回落

临床实践上，T2D病患（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的排泄物细茵面团发酵液中5-HIAA技术减退（图6A）。同一时间，T2D病患（n=23）与身心健康受试者（n = 22）血清中5-HIAA技术消减（图6B）。虽一组间尿夜中5-HIAA技术无显著性能力差异，但仍观看到T2D受试者有减退市场需求（图6C）。

图6 T2D自身彰显5-HIAA品质回落

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

稿件个人心得体会

该研发能够小动物模板粪液、血清样板的16S rDNA测序、宏基因遗传组测序、非靶和靶向诊治分解组学等技術，揭露胃肠道的微生物体工程群忽略的色氨酸分解物5-HIAA在高脂饮食习惯诱发的胰岛素对抗和T2D中的必要用；消息队列现5-HIAA是能够调低脾脏AhR/TSC2/mTORC1网络信号信号通路，有效改善胰岛素过敏性和红提糖分解，体现了风险的诊治作用。不但，5-HIAA水平方向的下降也许 为T2D所以，金星由于这些原因原因的生物体工程标示物，进步的研发可不可以找寻其在临床实践选用中的也许 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，文章采用两组学能力剖析了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。

拜谱生物技术作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的（淡化）淀粉酶质组、（非）靶向治疗治疗产生组（如靶向治疗治疗色氨酸产生组）、转录组以及微生物当中工程组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

分类资料：

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.