2型高血压（T2D）是种由多遗传的和氛围基本要素促使的诸多都存在的排泄性疾患。直肠益生菌制品当中工程群与宿主细胞两者之间的互为能力在生活帮助的T2D患病体系中起着关键所在能力。高脂生活（HFD）会会造成的直肠益生菌制品当中工程群的失调，破碎肠-肝轴的恒定，并依据益生菌制品当中工程排泄物造成的肝胀的排泄系统，得以会造成的肝胀胰岛素抵御和提子糖排泄异样。在直肠中，色氨酸是种首要性的馥郁族蛋白质，其排泄途经与直肠益生菌制品当中工程群的运动重视相应的。色氨酸排泄的失调与T2D的發生蕴含着首要性连系。那么，即便以有科研体现了直肠益生菌制品当中工程群在色氨酸排泄中的能力，但其明晰体系仍不明晰。

2024年8月，华南理工学上大学考研叶邦策/周英、云南工农业上大学考研漆楠在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。

稿件英文名称：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）

诗人企事业单位：华东理工大学、浙江工业大学

的研究涂料：血清、粪便

分组名相关信息：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

技術路线图：

PART 01

科学研究结局

01、高脂饮食习惯诱发的胰岛素抵触小鼠成绩出胃肠道微菌物群的取得转变

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测序和宏基因组组分析：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诱惑的IR小鼠呈现出胃肠细小微生物工程群的取得不同

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂食用成脂的胰岛素驱散小鼠5-HIAA技术影响

ND和HFD的小鼠的胃肠道细胞分泌横向之前的存在强势地域差异化（图2A和B）。地域差异化细胞分泌物其主要含有的方法收录不饱和脂肪的酸的怪物组成、苯丙氨酸细胞分泌、酪氨酸细胞分泌和色氨酸细胞分泌（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）；靶向治疗产生组学证明：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诱骗的IR小鼠5-HIAA级别降

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在体內经微生物经由非关键渠道由色氨酸产生

为初探5-HIAA什么情况下能能由消化道微动物群由寄主独力诞生。差别用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠排泄物悬液通过训练，量测5-HIAA的含量。会发现Trp和5-HTP在微动物催化氧化全过程有不错的5-HIAA的诞生，而5-HT找不到（图3B），表示这般微动物代谢率经由独力于具代表性的5-HT经由（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏人类基因组分析。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可在胃中经微动物可以通过非典例路线由色氨酸呈现

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA改变提子糖耐热不合理和肥嘟嘟且增加肝胰岛素刺激性性

体里和离体做实验的时候，检测5-HIAA什么情况下存在持续有所改善胰岛素抵触的化学活化。动植物对模型去糖耐量做实验的时候（OGTT）和胰岛素耐量做实验的时候（ITT）：5-HIAA持续有所改善了巨峰葡糖耐受性性和胰岛素耐受性性。 人体细胞模式化经5-HIAA补救后，胰岛素带动的IRS1酪氨酸磷酸性反应和中上游Akt磷酸性反应平均水平降底，显示5-HIAA可带动肝功能胰岛素手机信号转导，保护的胰岛素的渗透性状态。

图4 5-HIAA改善萄葡糖接受黑心和腹型肥胖且稳定肝胰岛素敏锐性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA依据激活码肝脏等AhR/TSC2/mTORC1轴来提高胰岛素4g信号传输

预测未来5-HIAA对胰岛素走势除极的加速或许依赖症症于其对mTORC1走势信号通路的遏制。生殖细胞测试得知5-HIAA遏制了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。对于那些mTORC1上下游负管控指数公式TSC2，5-HIAA含水量能依赖症症性地多种多样TSC2基因遗传的转录，从而提高其核蛋白技术水平（图5B和C）。且TSC2被恐惧情況下，5-HIAA减退对mTORC1启用的遏制。 另一体內体内科学实验中发现了5-HIAA可以配体依赖于的方式方法激活码AhR，且验证了AhR在TSC2-mTORC1数据信号环路中的中上游的功效，证明书5-HIAA凭借AhR调节TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA凭借缴活肝功能AhR/TSC2/mTORC1轴来加快胰岛素数字信号减压反射

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D病员显现5-HIAA能力回落

临床治疗上，T2D客户（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的畜禽粪便微生物进行发酵液中5-HIAA能力越来越低（图6A）。一起，T2D客户（n=23）与卫生受试者（n = 22）血清中5-HIAA能力削减（图6B）。尽管两个间尿中5-HIAA能力无同质性性能差异，但仍查看到T2D受试者有越来越低市场趋势（图6C）。

图6 T2D用户信息显示5-HIAA平均水平越来越低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

稿件个人总结

该理论深入分析实现哺乳动物模式便便、血清模本的16S rDNA测序、宏基因组组测序、非靶及靶向疗法分泌组学等技术性，具体分析肠腔产气荚膜梭菌技术群信任的色氨酸分泌物5-HIAA在高脂饮食文化介导的胰岛素减少和T2D中的重要性意义；连接数现5-HIAA是实现调肝和脏AhR/TSC2/mTORC1的信号通道，有所改善胰岛素铭各样和夏黑葡萄糖水分泌，有着未知的调理社会价值。虽然，5-HIAA情况的削减也许成为T2D早前程度的生物制品技术标记物，进的一步的理论深入分析应该探索世界其在临床研究使用中的也许性。

PART 03

拜谱总结

5-HIAA是5-羟色胺下游的一种色氨酸代谢物，文章采用两组学系统剖析了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。

拜谱微生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）血清质组、（非）靶点分解分泌组（如靶点色氨酸分解分泌组）、转录组以及微生物发酵学组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

选取文献综述：

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.