2型糖尿病患者（T2D）都是种由多种多样隐性基因和区域环境要素分析因起的非常广泛发生了的消化吸收性常见疾病。肠胃微海洋菌物群与宿主细胞之中的共同做用在饮食习惯起居诱发的T2D感染原则中起着重点做用。高脂饮食习惯起居（HFD）会造成的肠胃微海洋菌物群的错乱，损坏肠-肝轴的稳定，并进行微海洋菌物消化吸收物后果肝部的消化吸收功能模块，关键在于造成的肝部胰岛素对抗和匍萄糖消化吸收出现异常。在肠胃中，色氨酸都是种至关重要性的香熏族有机酸，其消化吸收方法与肠胃微海洋菌物群的营销活动密切联络一些。色氨酸消化吸收的错乱与T2D的发生了存在至关重要性联络。但，尽量多个研究方案呈现了肠胃微海洋菌物群在色氨酸消化吸收中的做用，但其具体化原则仍不明确化。

2024年8月，西北工院大专叶邦策/周英、在中国工农业大专漆楠在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。

原创文章品牌：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）

小说作者部门：华东理工大学、浙江工业大学

研究分析原材料：血清、粪便

排序新信息：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）

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

技能路线图：

PART 01

探讨结果显示

01、高脂餐饮引诱的胰岛素减少小鼠症状出胃肠道微怪物群的偏态变化规律

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分析的IR小鼠主要表现出肠胃生物学制品群的差异性變化

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食文化促进的胰岛素对抗小鼠5-HIAA水平面下降

ND和HFD的小鼠的直肠排泄层次之中会存在特殊的差距（图2A和B）。的差距排泄物主要是丰度的路径包含不供大于求皮脂酸的微生物分解、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）；靶向药物消化吸收组学证明：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促进的IR小鼠5-HIAA关卡影响

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在身体里经微生态学用非典型性有效途径由色氨酸引发

为初探5-HIAA什么情况下就能够由肠腔微动物培养出来基体群由寄主独力诞生。区分用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠屎尿悬液参与培养出来，侧量5-HIAA的氧化还原电位。发掘Trp和5-HTP在微动物培养出来基体离子液体过程中含有偏态的5-HIAA的诞生，而5-HT不会（图3B），揭示本身微动物培养出来基体新陈代谢路经独力于关键的5-HT路经（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏基因遗传组分析。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可在人体内经微生物检测体顺利通过非具代表性路经由色氨酸发生

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA解决冬枣糖承受不当和高脂肪且确保肝胰岛素刺激性性

内部和休外测试，抽样检查5-HIAA有没有有持续调节胰岛素抵触的生物。家禽类别实现糖耐量测试（OGTT）和胰岛素耐量测试（ITT）：5-HIAA持续调节了匍萄糖受和胰岛素受。 生殖细胞绘图经5-HIAA处里后，胰岛素都可以淡化的IRS1酪氨酸磷酸性反应和中游Akt磷酸性反应技术下降，建议5-HIAA都可以都可以淡化内脏器官胰岛素数据信息转导，保护区胰岛素刺激性性。

图4 5-HIAA缓和夏黑葡糖承受不正常和变胖且增加肝胰岛素灵敏性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA确认激活卡肾脏器官AhR/TSC2/mTORC1轴来带动胰岛素手机信号牵张反射

推算5-HIAA对胰岛素讯号传递的推进概率依靠于其对mTORC1讯号环路的能否限制。生殖细胞检测灵魂存在5-HIAA能否限制了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。这对mTORC1上中下游负控制分子TSC2，5-HIAA用药量能否依靠性地促使TSC2染色体的转录，升高其核蛋白程度（图5B和C）。且TSC2被温柔实际情况下，5-HIAA失去对mTORC1缴活的能否限制。 单独里面身体实验设计中出现 5-HIAA应该以配体依赖症的模式刺激启动AhR，且证明格式了AhR在TSC2-mTORC1讯号环路中的上中下游效果，证明格式5-HIAA使用AhR促使TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA用促活胰腺AhR/TSC2/mTORC1轴来增进胰岛素警报牵张反射

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D人展示5-HIAA质量上升

药学上，T2D自身（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的便便细菌病毒堆肥液中5-HIAA情况方向减退（图6A）。时候，T2D自身（n=23）与稳定受试者（n = 22）血清中5-HIAA情况方向降底（图6B）。虽说两对间尿水中5-HIAA情况方向无同质性能力差异，但仍观察动物到T2D受试者有减退趋势分析（图6C）。

图6 T2D我们彰显5-HIAA水平方向走低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

好文章个人总结

该科研确认食草动物类别便便、血清样例的16S rDNA测序、宏基因组组测序、非靶相应靶向药物产生率组学等科技，证明胃肠微生物技术学制品群依赖关系的色氨酸产生率物5-HIAA在高脂生活诱发的胰岛素对抗和T2D中的重要的目的；高并发现5-HIAA是确认调理肝和脏AhR/TSC2/mTORC1预警径路，增强胰岛素敏感脆弱性和红提葡萄糖水产生率，具备风险的手术治疗使用价值。还有，5-HIAA横向的变低或许对于T2D前期物理诊断的生物技术制品标志牌物，进步的科研需要经历其在诊疗用途中的或许性。

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，文章采用几组学技巧剖析了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（掩盖）球营养素组、（非）靶点药物消化吸收组（如靶点药物色氨酸消化吸收组）、转录组以及生物体组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

选取论文：

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.