2型痛风（T2D）是种由好几种遗传的和场景影晌引发的大量存有的产生性慢性病。胃肠微细小微枯草芽孢杆菌群与宿主细胞互相的双方意义在食品诱导性的T2D有规则中起着很必要意义。高脂食品（HFD）会影晌胃肠微细小微枯草芽孢杆菌群的失衡，毁坏肠-肝轴的恒定，并使用微细小微枯草芽孢杆菌产细小微枯草芽孢杆菌影晌肾脏器官的产生用途，得以影晌肾脏器官胰岛素抗御和红提糖产生系统异常。在胃肠中，色氨酸是种很必要的果香族氨基，其产生有效途径与胃肠微细小微枯草芽孢杆菌群的话动广泛有关的。色氨酸产生的失衡与T2D的有起着很必要找。其实，纵然另一设计体现了胃肠微细小微枯草芽孢杆菌群在色氨酸产生中的意义，但其主要规则仍不明确化。

2024年8月，华东地区工院高中本科叶邦策/周英、云南工艺高中本科漆楠在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。

内容种类：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）

笔者部门：华东理工大学、浙江工业大学

科研材质：血清、粪便

排序消息：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）

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

技巧规划：

PART 01

研究方案数据

01、高脂食物引诱的胰岛素抗御小鼠表現出肠子微生物学学群的有效变现

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引发的IR小鼠表現出消化道微怪物群的相关系数转化

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食起居引导的胰岛素抗御小鼠5-HIAA关卡较低

ND和HFD的小鼠的肠子细胞分泌程度互相普遍存在不错文化文化差异（图2A和B）。文化文化差异细胞分泌物关键聚集的路径是指不过剩多余脂肪酸的动物合成图片、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）；靶向药物基础代谢组学证明：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层次减低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在里面经微生物当中制品在非举例方式由色氨酸造成

为论述5-HIAA有不存在能由肠腔微海洋生物学体学学群由快穿之女主孤立会造成。分别为用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠排泄物悬液进行培养计划，预估5-HIAA的酸度。察觉到Trp和5-HTP在微海洋生物学体学学催化氧化的时候有强势的5-HIAA的会造成，而5-HT不存在（图3B），揭示各种微海洋生物学体学学代谢转化前提条件孤立于典型性的5-HT前提条件（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可在体中经微生物菌种学按照非典型案例渠道由色氨酸引发

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA改善夏黑葡萄糖注射液受劣质和变胖且坚持肝胰岛素神经敏感度的

肚子里和离体实验设计，验证5-HIAA有无具备增强胰岛素减缓的活力性。各种动物模特使用糖耐量实验设计（OGTT）和胰岛素耐量实验设计（ITT）：5-HIAA增强了提子糖承受和胰岛素承受。 癌细胞模式化经5-HIAA除理后，胰岛素使得的IRS1酪氨酸磷碱化和上中游Akt磷碱化品质影响，温馨提示5-HIAA能使得内脏胰岛素讯号转导，保护英文胰岛素敏各样性。

图4 5-HIAA有效改善草莓糖耐热不正常和糖尿病且长期保持肝胰岛素敏感度的性

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA采用激活开通内脏器官AhR/TSC2/mTORC1轴来提高网站胰岛素信息电荷转移

推断5-HIAA对胰岛素手机走势电荷转移的驱动有可能依赖感性于其对mTORC1手机走势信号通路的治理和改善。细胞核实验性表明5-HIAA治理和改善了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用（图5A）。这对mTORC1上中下游负干预细胞因子TSC2，5-HIAA极量能否依赖感性性地畅快TSC2基因组的转录，升高其蛋白酶标准（图5B和C）。且TSC2被温柔情况发生下，5-HIAA剥夺对mTORC1刺激启动的治理和改善。 还体里身体外测试中发展5-HIAA需要以配体依赖感的办法系统激活AhR，且得知了AhR在TSC2-mTORC1移动信号径路中的中下游效应，证明文件5-HIAA进行AhR调控TSC2-mTORC1径路。

图5 5-HIAA采用激活码肝和脏AhR/TSC2/mTORC1轴来增强胰岛素讯号抗扰

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D患有呈现5-HIAA技术的降低

临床上上，T2D我们（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的屎尿病毒发酵法液中5-HIAA能力面走低（图6A）。同一时间，T2D我们（n=23）与键康受试者（n = 22）血清中5-HIAA能力面较低（图6B）。也许两列间的尿液中5-HIAA能力面无不错性能差异，但仍留意到T2D受试者有走低大趋势（图6C）。

图6 T2D朋友显现5-HIAA级别变低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

文章标题个人心得体会

该探究用部分动物模型工具屎尿、血清范例的16S rDNA测序、宏表观遗传组测序、非靶或者靶点排泄组学等技术性，呈现消化道微微生物菌种技术群依赖症的色氨酸排泄物5-HIAA在高脂饮食习惯诱导性的胰岛素抗击和T2D中的决定性功能；消息队列现5-HIAA是用缓解肾脏AhR/TSC2/mTORC1卫星信号径路，缓和胰岛素比较敏非理性和夏黑葡萄糖水排泄，拥有未知的缓解币值。不仅，5-HIAA总体水平的消减也许 是 T2D早前检验的微生物技术标制物，进三步的探究能否探究其在临床研究选用中的也许 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，文章采用两组学技巧剖析了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。

拜谱海洋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（表达）蛋清质组、（非）靶点药物排泄组（如靶点药物色氨酸排泄组）、转录组以及微生物检测体组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

参考使用医学文献：

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.