2型心脏病（T2D）就是种由多类显性基因和室内环境决定性性因素引发的的常见存在着的消化吸收性重大疾病。可以使肠胃海洋生态学学体学学群与宿主细胞互相的互相帮助在吃饭疗法引诱的T2D有这种情况规则中起着关键点帮助。高脂吃饭疗法（HFD）会使得可以使肠胃海洋生态学学体学学群的错乱，被破坏肠-肝轴的恒定，并能够海洋生态学学体学学消化吸收物不良影响胰腺的消化吸收基本功能，最终得以使得胰腺胰岛素抵挡和巨峰葡糖消化吸收出错。在可以使肠胃中，色氨酸就是种决定性性的清香族蛋白质，其消化吸收有效途径与可以使肠胃海洋生态学学体学学群的过程紧密建立联系有关于。色氨酸消化吸收的错乱与T2D的发生塑造决定性性建立联系。因此，一直以来重复研究方案阐释了可以使肠胃海洋生态学学体学学群在色氨酸消化吸收中的帮助，但其大概规则仍不明确的。

2024年8月，西北理工学大家叶邦策/周英、湖南化学工业大家漆楠在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。

原创文章名称大全：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）

创作者方：华东理工大学、浙江工业大学

探究原材料：血清、粪便

分类问题：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

技能路径：

PART 01

探析但是

01、高脂饮食营养引发的胰岛素抗拒小鼠的表现出肠胃微生物当中体群的为显著变化无常

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测序和宏什么是基因组分析：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分析的IR小鼠表达出肠胃菌群制品群的显著性变

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食健康分析的胰岛素抵触小鼠5-HIAA水准缩减

ND和HFD的小鼠的消化道分解的水平区间内产生特殊一定的差异化（图2A和B）。一定的差异化分解物包扩海洋生物富集的经由包扩不过饱和多余脂肪酸的海洋生物自动合成、苯丙氨酸分解、酪氨酸分解和色氨酸分解（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）；靶点代谢率组学证明：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引发的IR小鼠5-HIAA横向减低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在胃中经微分子生物学使用非先进典型手段由色氨酸呈现

为研讨5-HIAA会不会能够由肠内微怪物群由寄主单独呈现。各分为用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠屎尿悬液去提升，检测5-HIAA的酸度。看见Trp和5-HTP在微怪物崔化流程中含偏态的5-HIAA的呈现，而5-HT不能（图3B），证明这类微怪物代谢率前提条件单独于非常典型的5-HT前提条件（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可在体中经微生物在非明显渠道由色氨酸出现

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA纠正常见葡萄品种糖受欠佳和糖尿病且保持着肝胰岛素强烈性

人体内和身体外测试，考察5-HIAA是否需要体现了调理胰岛素预防的催化活性。软体动物模式做出糖耐量测试（OGTT）和胰岛素耐量测试（ITT）：5-HIAA调理了夏黑葡萄糖注射液承受和胰岛素承受。 上皮细胞型号经5-HIAA操作后，胰岛素加快的IRS1酪氨酸磷碱化和中下游Akt磷碱化的水平降低了，系统提示5-HIAA能够加快肝或其他排毒器官胰岛素手机信号转导，爱护胰岛素灵敏性。

图4 5-HIAA纠正红葡萄糖注射液接受不良的和肥胖病且维持肝胰岛素敏情绪化性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA进行系统激活肝AhR/TSC2/mTORC1轴来驱动胰岛素讯号传递

猜测5-HIAA对胰岛素数据信息传递的加快可能会依靠于其对mTORC1数据信息通道的可减缓。组织实验英文可确认5-HIAA可减缓了mTORC1介导的S6K1磷酸性反应（图5A）。这对于mTORC1中上游负改善要素TSC2，5-HIAA摄入量能够 依靠性地刺击TSC2基因遗传的转录，增加其蛋清技术水平（图5B和C）。且TSC2被孤独情形下，5-HIAA衰竭对mTORC1促活的可减缓。 还有就是体内的体内实践中看见5-HIAA应该以配体忽略的方试激发AhR，且可确认了AhR在TSC2-mTORC1无线信号通道中的中上游效应，证明格式5-HIAA用AhR仰制TSC2-mTORC1通道。

图5 5-HIAA经过激活开通肝部AhR/TSC2/mTORC1轴来力促胰岛素数据信号进行

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D用户凸显5-HIAA级别变低

临床实验上，T2D朋友（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的粪液细菌和病毒面团发酵液中5-HIAA级别减低（图6A）。也，T2D朋友（n=23）与的健康受试者（n = 22）血清中5-HIAA级别减轻（图6B）。尽管两个间他们的尿液中5-HIAA级别无可观性能差异，但仍洞察分析到T2D受试者有减低前景（图6C）。

图6 T2D病号现示5-HIAA横向减少

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

散文个人总结

该理论研究方案能够 宠物整治粪液、血清样品的16S rDNA测序、宏染色体组测序、非靶及靶向药物分泌组学等技術，表明直肠微的微生物制品群依赖性的色氨酸分泌物5-HIAA在高脂饮食起居促进的胰岛素反抗和T2D中的比较重要效应；消息队列现5-HIAA是能够 的调节肝或其他排毒器官AhR/TSC2/mTORC1数据信息通道，增强胰岛素过敏性和巨峰葡糖分泌，兼备潜在性的手术治疗总价值。除外，5-HIAA水平面的降底应该是T2D晚期初步判断的的微生物制品标志的意思物，进步骤的理论研究方案就可以挑战其在药学用途中的应该性。

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，文章采用多个学技术性剖析了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（突显）淀粉酶质组、（非）靶向药物药物基础分泌组（如靶向药物药物色氨酸基础分泌组）、转录组以及微菌物组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

选取学术论文：

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.