2型痛风（T2D）有的是种由很多种遗传性和生活环境问题带来的比较广泛具备的产生性传染疾病。胃肠微生态学群与寄主直接的相互间效果在食品成脂的T2D有这种情况机能中起着最为关键的效果。高脂食品（HFD）会使得胃肠微生态学群的失调，严重破坏肠-肝轴的稳定，并按照微生态学产生态学的影响肝胀的产生能力，关键在于使得肝胀胰岛素防御和常见葡萄品种糖产生异常处理。在胃肠中，色氨酸有的是种重点的芬芳族有机酸，其产生前提条件与胃肠微生态学群的的活动密切链接涉及到的。色氨酸产生的失调与T2D的时有发生有了重点链接。但，也许重复学习阐述了胃肠微生态学群在色氨酸产生中的效果，但其明确化机能仍不明确化。

2024年8月，华南理工学大专叶邦策/周英、在中国化学工业大专漆楠在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。

内容名字：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）

写作者行业：华东理工大学、浙江工业大学

探究的原材料：血清、粪便

分组进行图片信息：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）

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

能力路线规划：

PART 01

分析可是

01、高脂餐饮诱惑的胰岛素减缓小鼠症状出可以使肠胃微生物当中制品群的特殊不同

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引导的IR小鼠呈现出胃肠道微益生菌群的为显著变化规律

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂飲食介导的胰岛素预防小鼠5-HIAA平均水平大大减少

ND和HFD的小鼠的肠管分解水准两者之间出现地域差异性性地域差异性（图2A和B）。地域差异性分解物大部分聚集的经由包涵不趋于稳定脂肪含量酸的怪物分解、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）；靶向药物细胞代谢组学证明：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能力减低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在机体经微动物借助非关键渠道由色氨酸形成

为试论5-HIAA是否是都可以由可以使肠胃产气荚膜梭菌制品群由宿主细胞自立有。各用用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠畜禽粪便悬液做培養，测量方法5-HIAA的氨水浓度。发觉Trp和5-HTP在产气荚膜梭菌制品崔化方式中含取得的5-HIAA的有，而5-HT不会有（图3B），表达一些产气荚膜梭菌制品分解手段自立于类型的5-HT手段（luz15酶介导）。

小鼠粪便样本进行了宏染色体组分析。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可在自身经微生物学体依据非典型案例路径由色氨酸导致

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA优化冬枣糖接受恶意和腹型肥胖且增加肝胰岛素刺激性性

内部和身体冲击应力测试，考验5-HIAA有没有更具提高胰岛素反抗的活力性。植物模式实施糖耐量冲击应力测试（OGTT）和胰岛素耐量冲击应力测试（ITT）：5-HIAA提高了草莓糖耐热力和胰岛素耐热力。 神经元仿真模型经5-HIAA治理 后，胰岛素有利于促使的IRS1酪氨酸磷碱化和上游Akt磷碱化平行降底，的提示5-HIAA能够有利于促使肝部胰岛素网络信号转导，维护胰岛素神经敏理想化。

图4 5-HIAA改善匍萄糖耐热异常和过胖且保证肝胰岛素铭感性的

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA经由提高肝部AhR/TSC2/mTORC1轴来可以淡化胰岛素移动信号传输

预测未来5-HIAA对胰岛素电磁波抗扰的有利于或许依懒于其对mTORC1电磁波通道的遏制。神经细胞测试查证5-HIAA遏制了mTORC1介导的S6K1磷过酸（图5A）。相对 mTORC1长江上游负调整因素TSC2，5-HIAA用量需要依懒性地激发TSC2什么是基因的转录，加强其核蛋白技术水平（图5B和C）。且TSC2被沉默不语的情况下，5-HIAA退化对mTORC1激活开通的遏制。 另一方面机体休外實驗中发展5-HIAA不错以配体依耐的方式方法激活开通AhR，且得知了AhR在TSC2-mTORC1信息环路中的中上游的功效，证实5-HIAA凭借AhR抑制性TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA根据系统激活肾脏AhR/TSC2/mTORC1轴来加快胰岛素卫星信号除极

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D用户表示5-HIAA水准上升

药学上，T2D患儿（n = 21）与无T2D（H；n = 15）的畜禽粪便有害菌进行发酵液中5-HIAA横向减退（图6A）。的同时，T2D患儿（n=23）与的健康受试者（n = 22）血清中5-HIAA横向较低（图6B）。尽管说两队间阴道分泌物中5-HIAA横向无明显力差异，但仍观查到T2D受试者有减退前景（图6C）。

图6 T2D自身界面显示5-HIAA技术水平减低

(图源：Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

篇文章个人心得体会

该研发凭借家禽模特排泄物、血清样表的16S rDNA测序、宏表观遗传组测序、非靶相应靶向药物产生组学等技术性，阐释肠内微海洋微生物群依耐的色氨酸产海洋微生物5-HIAA在高脂飲食诱骗的胰岛素抗击和T2D中的非常重要能力；高并发现5-HIAA是凭借调理肝脏等AhR/TSC2/mTORC1警报径路，缓解胰岛素敏感度性和红提糖产生，具备有风险的治疗方法價值。与此同时，5-HIAA平行的大幅度降低可能会做为T2D前兆诊治的海洋微生物标志的意思物，进几步的研发可不可以研究其在临床医学采用中的可能会性。

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。

拜谱生物技术作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的（修饰语）球氨基酸组、（非）靶向疗法治疗排泄组（如靶向疗法治疗色氨酸排泄组）、转录组以及微动物组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询！

参考资料专著：

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.