2型糖尿病患者（T2D）是种由各种显性基因和室内环境条件受到的常见会存在的消化吸收型疾患症状。胃肠内微动物群与宿体期间的互为的角色在美食促进的T2D疾患体制中起着核心的角色。高脂美食（HFD）会导至胃肠内微动物群的功能表错乱，被破坏肠-肝轴的恒定，并顺利通过微动物消化吸收物干扰肾脏的消化吸收功能表，然后导至肾脏胰岛素防御和夏黑葡萄糖水消化吸收特别。在胃肠内中，色氨酸是种关键性的香气族氨基酸等，其消化吸收方式与胃肠内微动物群的过程广泛有关。色氨酸消化吸收的功能表错乱与T2D的發生各有关键性结合。因此，既然已经在的设计论述了胃肠内微动物群在色氨酸消化吸收中的的角色，但其详细体制仍不要明确。

2024年8月，华东地区理工学大学时时叶邦策/周英、江苏拜谱生物大学时时漆楠在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）

作家政府部门：华东理工大学、浙江工业大学

研发相关材料：血清、粪便

分组名称企业信息：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）

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

技术水平自驾路线：

PART 01

设计的结果

01、高脂饮食疗法诱导性的胰岛素防御小鼠表演出直肠微菌物群的差异性的变化

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诱发的IR小鼠具体表现出直肠微怪物群的偏态变换

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食营养介导的胰岛素抵触小鼠5-HIAA能力降

ND和HFD的小鼠的肠管消化吸收技术水平中间出现同质性差别（图2A和B）。差别消化吸收物其主要含有的有效途径涉及到不趋于稳定皮下脂肪酸的微生物结合、苯丙氨酸消化吸收、酪氨酸消化吸收和色氨酸消化吸收（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）；靶点新陈代谢组学证明：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诱导型的IR小鼠5-HIAA技术缩减

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在身体经微生态学能够非先进典型前提条件由色氨酸产生

为初探5-HIAA是否需要可由消化道微菌物检测技术群由宿体自己导致。都用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠便便悬液展开锻炼，校正5-HIAA的浓硫酸浓度。感觉Trp和5-HTP在微菌物检测技术催化反应环节有更为明显的5-HIAA的导致，而5-HT没了（图3B），呈现那样微菌物检测技术产生路径自己于典型示范的5-HT路径（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可在内部经益生菌工程依据非主要方式由色氨酸产生

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA改善效果红提糖耐热不合格品和肥嘟嘟且稳定肝胰岛素强烈性

休内和体内检测，检则5-HIAA能不体现了促进胰岛素抗击的渗透性。植物模式来进行糖耐量检测（OGTT）和胰岛素耐量检测（ITT）：5-HIAA促进了夏黑葡萄糖粉耐热和胰岛素耐热。 神经细胞整治经5-HIAA加工后，胰岛素催进的IRS1酪氨酸磷过酸和上游Akt磷过酸横向降低，提示信息5-HIAA可能催进胰腺胰岛素表现转导，维护胰岛素铭感性和理性。

图4 5-HIAA改善红提葡萄糖粉接受异常情况和肥胖型且保持稳定肝胰岛素过敏性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA根据解锁肝功能AhR/TSC2/mTORC1轴来有助于胰岛素走势传导电流

猜测5-HIAA对胰岛素手机移动信号进行的带动会主要包括于其对mTORC1手机移动信号信号通路的能够减弱。体细胞实验性印证5-HIAA能够减弱了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。这对mTORC1中下游负调节管控要素TSC2，5-HIAA分子量是可以主要包括性地畅快TSC2dna的转录，从而提高其核蛋白的水平（图5B和C）。且TSC2被恐惧情况下下，5-HIAA损失对mTORC1激活码的能够减弱。 别的身体内体内实验室中出现 5-HIAA可以以配体依赖性的方法激活码AhR，且表明了AhR在TSC2-mTORC1无线信号径路中的长江上游目的，证明书5-HIAA经过AhR可以抑制TSC2-mTORC1径路。

图5 5-HIAA依据激活码肝和脏AhR/TSC2/mTORC1轴来有利于胰岛素表现进行

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D朋友体现 5-HIAA水准骤降

临床治疗上，T2D人群（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的粪液螨虫腐熟液中5-HIAA平均标准骤降（图6A）。同一时间，T2D人群（n=23）与安全受试者（n = 22）血清中5-HIAA平均标准减轻（图6B）。而是三组间小便中5-HIAA平均标准无特殊力差异，但仍观测到T2D受试者有骤降新趋势（图6C）。

图6 T2D爱美者出现5-HIAA水平方向回落

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

短文总结

该探讨进行绿色建模方法便便、血清子样本的16S rDNA测序、宏人类基因组测序、非靶各种靶向药物分泌组学等技术工艺，论述消化道微海洋怪物群忽略的色氨酸分泌物5-HIAA在高脂生活引导的胰岛素反击和T2D中的首要效果；意向现5-HIAA是进行设定肝胀AhR/TSC2/mTORC1手机信号径路，改进胰岛素灵敏性和红提糖分泌，更具意向的手术治疗交换价值。不仅而且，5-HIAA横向的影响已经会做T2D初期物理诊断的海洋怪物标签物，加大力度骤的探讨能否经历其在临床药理选用中的已经会性。

PART 03

拜谱总结

5-HIAA是5-羟色胺下游的一种色氨酸代谢物，文章采用两组学技能剖析了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。

拜谱动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（体现）营养物质质组、（非）靶向治疗药物分解组（如靶向治疗药物色氨酸分解组）、转录组以及微生物培养基体组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

决定性文献综述：

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.