2型心脏病（T2D）都是种由多基因遗传规律和生态原因吸引的广泛性现实存在的分解消化吸收性的疾病。胃肠微海洋生物体学学群与寄主中间的相互之间反应在起居分析的T2D复发原则化中起着重点反应。高脂起居（HFD）会会促使胃肠微海洋生物体学学群的失衡，弄坏肠-肝轴的准稳态，并使用微海洋生物体学学分解消化吸收物影响到胰腺的分解消化吸收功效，为了会促使胰腺胰岛素抵御和常见葡萄品种糖分解消化吸收发现异常。在胃肠中，色氨酸都是种更关键性的芬芳族碳水化合物，其分解消化吸收路经与胃肠微海洋生物体学学群的营销活动紧密连系关键性性。色氨酸分解消化吸收的失衡与T2D的的发生发挥着更关键性连系。所以，即便现有科学研究基本分析了胃肠微海洋生物体学学群在色氨酸分解消化吸收中的反应，但其基本原则化仍不知道。

2024年8月，华北工院师范大学生叶邦策/周英、安徽产业师范大学生漆楠在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）

诗人标准：华东理工大学、浙江工业大学

分析物料：血清、粪便

排列信息内容：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）

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

的技术自驾线路：

PART 01

探索的结果

01、高脂食物成脂的胰岛素抵挡小鼠行为 出肠腔微海洋生物群的显著性改变

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测序和宏染色体组分析：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引导的IR小鼠体现出肠腔微海洋生物群的重要不同

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食习惯引导的胰岛素预防小鼠5-HIAA技术水平降低

ND和HFD的小鼠的可以使肠胃细胞产生标准相互间来源于相关性地域距离（图2A和B）。地域距离细胞产生物技术大部分丰度的路线涉及不饱满脂肪多酸的生物技术结合、苯丙氨酸细胞产生、酪氨酸细胞产生和色氨酸细胞产生（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）；靶向治疗分解代谢组学证明：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介导的IR小鼠5-HIAA含量影响

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在自身经微生物当中工程可以通过非基本特征条件由色氨酸存在

为一起探讨5-HIAA什么情况下可不可以由肠管微菌物群由快穿之女主自立形成。不同用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠猪粪悬液去教育培养，校正5-HIAA的有机废气浓度。遇到Trp和5-HTP在微菌物崔化历程中含相关系数的5-HIAA的形成，而5-HT不存在（图3B），反映这一微菌物排泄行业自立于关键的5-HT行业（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏dna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可在身体里经微动物经过非基本特征前提条件由色氨酸带来

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA减少提子糖耐受力无良和身体肥胖且稳定肝胰岛素铭感性状态

身体里和身体外检验检测，验测5-HIAA是不是具有着调节胰岛素减缓的渗透性。绿色沙盘模型通过糖耐量检验检测（OGTT）和胰岛素耐量检验检测（ITT）：5-HIAA调节了萄葡糖承受和胰岛素承受。 癌细胞建模方法经5-HIAA除理后，胰岛素利于的IRS1酪氨酸磷酸性反应和上下游Akt磷酸性反应技术大幅度降低，表示5-HIAA能利于胰腺胰岛素讯号转导，保护好胰岛素强烈性。

图4 5-HIAA调理冬枣糖受不正常和高脂肪且保证肝胰岛素比较敏感度高的

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA凭借提高脾脏AhR/TSC2/mTORC1轴来有利于胰岛素信号灯电荷转移

得出5-HIAA对胰岛素无线的信号电荷转移的加快可能会依靠于其对mTORC1无线的信号径路的治理和改善。细胞系实验性确认5-HIAA治理和改善了mTORC1介导的S6K1磷过酸（图5A）。对mTORC1中下游负改善指数公式TSC2，5-HIAA的用药量行依靠性地有趣TSC2基因遗传的转录，挺高其淀粉酶层次（图5B和C）。且TSC2被沉默不语问题下，5-HIAA没有对mTORC1提高的治理和改善。 与此同时体內身体实验所中发现5-HIAA能够 以配体依赖关系的方式方法缴活AhR，且可确认了AhR在TSC2-mTORC1信号灯环路中的上中下游帮助，证明怎么写5-HIAA可以通过AhR抑制性TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA顺利通过成功激活肝和脏AhR/TSC2/mTORC1轴来增强胰岛素讯号牵张反射

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D我们表明5-HIAA的水平变低

临床检验上，T2D病人（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的排泄物革兰氏阴性菌发酵法液中5-HIAA平行下跌（图6A）。也，T2D病人（n=23）与身体受试者（n = 22）血清中5-HIAA平行变低（图6B）。虽然说两两间小便中5-HIAA平行无有效力差异，但仍查看到T2D受试者有下跌变化趋势（图6C）。

图6 T2D朋友体现 5-HIAA能力增涨

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

小文章总结

该的科学研究进行部分动物三维模型排泄物、血清样板的16S rDNA测序、宏基因遗传组测序、非靶及其靶点产生组学等技能，论述肠胃微生态学群依赖关系的色氨酸产生态学5-HIAA在高脂饮食起居诱发的胰岛素预防和T2D中的必要用途；消息队列现5-HIAA是进行自动调节肝胀AhR/TSC2/mTORC1电磁波信号通路，有效改善胰岛素过敏性和草莓糖产生，包括意向的开展价值观。除此以外，5-HIAA含量的拉低或者最为T2D过去检查的生态学图标物，进每一步的的科学研究不错研究其在临床实验软件应用中的或者性。

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，文章采用两组学技术性剖析了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。

拜谱生态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）靶点消化吸收组（如靶点色氨酸消化吸收组）、转录组以及微生物菌种制品组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

参看期刊论文：

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.