2型胃癌（T2D）也是种由几种遗传病和生活环境情况引发的的诸多产生的产生性传染类疾病。肠管微菌物群与宿体两者之间的互为的功效在饭食引导的T2D发病率制度化中起着关键因素的功效。高脂饭食（HFD）会造成 肠管微菌物群的不正常，弄坏肠-肝轴的准稳态，并用微菌物产菌物决定肾脏器官的产生用途，最终得以造成 肾脏器官胰岛素抗和红葡糖产生问题。在肠管中，色氨酸也是种根本的馥郁族氨基，其产生有效途径与肠管微菌物群的行为相互之间相关的。色氨酸产生的不正常与T2D的突发蕴含着根本连续。殊不知，虽然某个研究分析折射出了肠管微菌物群在色氨酸产生中的的功效，但其实际的制度化仍不知道。

2024年8月，华东地区理工学院学校叶邦策/周英、湖南化学工业学校漆楠在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。

散文各称：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）

创作者企业单位：华东理工大学、浙江工业大学

科研原料：血清、粪便

分类消息：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）

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

工艺交通路线：

PART 01

学习最终结果

01、高脂食物分析的胰岛素抗小鼠表现形式出直肠微生态学群的可观变化规律

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引诱的IR小鼠行为出肠管细菌学群的偏态转变

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饭食介导的胰岛素反击小鼠5-HIAA总体水平拉低

ND和HFD的小鼠的胃肠道分解排泄含量相互存在的偏态地域不一致性（图2A和B）。地域不一致性分解排泄物最主要生物学富集的条件以及不饱合碳水化合物酸的生物学提炼、苯丙氨酸分解排泄、酪氨酸分解排泄和色氨酸分解排泄（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诱惑的IR小鼠5-HIAA水准消减

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在内部经分子生物学工程根据非具代表性方式由色氨酸所产生

为刍议5-HIAA要不要能够由肠子细小微菌物制品群由宿主细胞孤立形成。各自用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠粪水悬液进行养育，测定5-HIAA的渗透压。看见Trp和5-HTP在细小微菌物制品催化反应时候有偏态的5-HIAA的形成，而5-HT如果没有（图3B），反映出此种细小微菌物制品细胞代谢经由孤立于非常典型的5-HT经由（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可在内经微动物按照非基本特征方法由色氨酸制造

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA提升冬枣糖承受恶意和高脂肪且维持肝胰岛素确定性的性

体里和休外冲击实验，检验检测5-HIAA是具促进胰岛素反抗的特异性。两栖动物模形做出糖耐量冲击实验（OGTT）和胰岛素耐量冲击实验（ITT）：5-HIAA促进了萄葡糖接受和胰岛素接受。 细胞系模型工具经5-HIAA处置后，胰岛素利于的IRS1酪氨酸磷硝化作用和中上游Akt磷硝化作用横向降，温馨提示5-HIAA都可以利于肾脏器官胰岛素无线信号转导，养护胰岛素铭感性认识。

图4 5-HIAA增强冬枣糖耐热黑心和变胖且确保肝胰岛素铭感性和理性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA按照激话肝AhR/TSC2/mTORC1轴来促进会胰岛素数据抗扰

猜测5-HIAA对胰岛素电磁波心脏传导系统的加速机会忽略于其对mTORC1电磁波径路的还可以能够抑制性。组织细胞工作得知5-HIAA还可以能够抑制性了mTORC1介导的S6K1磷碱化（图5A）。对于那些mTORC1上中下游负监测指数公式TSC2，5-HIAA药量还可以忽略性地有趣TSC2人类基因的转录，增进其血清技术（图5B和C）。且TSC2被潜移默化条件下，5-HIAA损失对mTORC1成功激活的还可以能够抑制性。 还自身休外实验操作中遇到5-HIAA行以配体信任的措施刺激启动AhR，且灵魂存在了AhR在TSC2-mTORC1警报环路中的上下游意义，事实证明5-HIAA利用AhR限制TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA在重置胰腺AhR/TSC2/mTORC1轴来加快胰岛素卫星信号心脏传导系统

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D病号提示 5-HIAA含量下调

医学上，T2D提高（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的排泄物真菌腐熟液中5-HIAA总体关卡的拉低（图6A）。与此同时，T2D提高（n=23）与卫生受试者（n = 22）血清中5-HIAA总体关卡拉低（图6B）。也许两列间尿水中5-HIAA总体关卡无强势力差异，但仍留意到T2D受试者有的拉低新趋势（图6C）。

图6 T2D患儿表示5-HIAA水准走低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

好的文章个人心得体会

该理论设计使用哺乳动物建模畜禽粪便、血清范本的16S rDNA测序、宏dna组测序、非靶相应靶向医治分解组学等技术工艺，体现了肠管枯草芽孢杆菌学群依赖性的色氨酸分解物5-HIAA在高脂饭食成脂的胰岛素抗拒和T2D中的核心帮助；连接数现5-HIAA是使用调试肾脏AhR/TSC2/mTORC1预警通道，改变胰岛素神经确定性认识和匍萄糖分解，存在隐藏的的医治價值。除此之外，5-HIAA标准的影响将会成为T2D早评估的生物体学标志的意思物，进一歩的理论设计能探求其在临床实践广泛应用中的将会性。

PART 03

拜谱个人总结

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。

拜谱生物体作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的（表达）氨基酸质组、（非）靶向药物药物细胞分解组（如靶向药物药物色氨酸细胞分解组）、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！

参阅文献综述：

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.