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PNAS | 色氨酸代谢产物5-HIAA可以缓解高脂饮食诱导的胰岛素抵抗

发布时间:2024-10-11
2型痛风(T2D)也是种由很多种遗传基因和坏境主要性因素引发的普遍普遍存在的消化吸收性病症。胃可以使肠胃微生态学群与快穿之女主互不间的互不的帮助在饮食习惯疗法诱惑的T2D发生策略中起着主要性的帮助。高脂饮食习惯疗法(HFD)会造成的胃可以使肠胃微生态学群的絮乱,毁掉肠-肝轴的恒定,并利用微生态学消化吸收物帮助肾脏的消化吸收功能表,因而造成的肾脏胰岛素忍受和提子糖消化吸收发现异常。在胃可以使肠胃中,色氨酸也是种主要的芬芳族安基酸,其消化吸收条件与胃可以使肠胃微生态学群的活跃重视相应。色氨酸消化吸收的絮乱与T2D的发生拥有 主要认识。但是,然而早已有设计阐释了胃可以使肠胃微生态学群在色氨酸消化吸收中的的帮助,但其重要策略仍不厘清。

2024年8月,苏北理工学院高校叶邦策/周英、在中国工业化的高校漆楠在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。

软文名称大全: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)

小说拜谱生物计量单位:华东理工大学、浙江工业大学

探索建材:血清、粪便

分成小组问题: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)

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

技木路线地图:

PART 01

实验报告

01、高脂饮食营养引导的胰岛素抵触小鼠行为出可以使肠胃微生物当中工程群的为显著变动

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诱导性的IR小鼠突出表现出肠腔生物学工程群的同质性变现

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饭食介导的胰岛素抵御小鼠5-HIAA关卡大大减少

ND和HFD的小鼠的消化道基础产生率品质相互之间留存差距性差距(图2A和B)。差距基础产生率物其主要生物技术富集的途经还有不趋于稳定乳酸酸的生物技术镶嵌、苯丙氨酸基础产生率、酪氨酸基础产生率和色氨酸基础产生率(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);靶向疗法分解代谢组学证明: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引发的IR小鼠5-HIAA的水平减低

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在人体内经微微生物培养基按照非典型性经过由色氨酸引发

为浅谈5-HIAA是否有就可以由肠子微海洋海洋生物发酵体群由宿体经济人格独立引起。都用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠排泄物悬液完成训练,在线测量5-HIAA的有机废气浓度。出现Trp和5-HTP在微海洋海洋生物发酵体离子液体流程有有明显的5-HIAA的引起,而5-HT如果没有(图3B),呈现一些微海洋海洋生物发酵体分解行业经济人格独立于主要表现的5-HT行业(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可在内经微微生物菌种利用非典型性方式由色氨酸产生了

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA减少常见葡萄品种糖承受不正常和过胖且保护肝胰岛素灵敏性

体中和休外耐压,抽样检查5-HIAA会不具有所增强胰岛素抵触的催化活性。生物模形确定糖耐量耐压(OGTT)和胰岛素耐量耐压(ITT):5-HIAA有所增强了夏黑葡萄糖粉接受和胰岛素接受。 神经元型号经5-HIAA正确处理后,胰岛素促使的IRS1酪氨酸磷硝化作用和中游Akt磷硝化作用平均水平消减,显示5-HIAA就可以促使肝部胰岛素讯号转导,保护区胰岛素铭主观。

图4 5-HIAA持续改善冬枣糖接受不良的和肥胖者且保护肝胰岛素敏感度性

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA进行修改密码肝胀AhR/TSC2/mTORC1轴来增进胰岛素走势传递

预测未来5-HIAA对胰岛素数据卫星信号抗扰的就可以淡化机会忽略关系于其对mTORC1数据卫星信号环路的减弱。生殖细胞實驗证明5-HIAA减弱了mTORC1介导的S6K1磷碱化(图5A)。对于那些mTORC1长江上游负调节作用成分TSC2,5-HIAA分子量就可以忽略关系性地刺激作用TSC2什么是基因的转录,增长其血清层次(图5B和C)。且TSC2被沉默无言原因下,5-HIAA损失对mTORC1激活开通的减弱。 其它体内的身体实验设计中出现5-HIAA可不可以以配体依赖症的玩法修改密码AhR,且验证了AhR在TSC2-mTORC1卫星信号环路中的中下游用,證明5-HIAA凭借AhR遏制TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA凭借系统激活肝或其他排毒器官AhR/TSC2/mTORC1轴来加速胰岛素讯号传导电流

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D病人显视5-HIAA质量减低

医学上,T2D病自身(n = 21)与无T2D(H;n = 15)的排泄物菌类发醇液中5-HIAA平均情况下滑(图6A)。与此同时,T2D病自身(n=23)与键康受试者(n = 22)血清中5-HIAA平均情况降底(图6B)。既然两个间的尿液中5-HIAA平均情况无明显性好异,但仍检查到T2D受试者有下滑新趋势(图6C)。

图6 T2D糖尿病患者表示5-HIAA层次越来越低

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

经典文章总结ppt

该论述采用动植物三维模型粪水、血清子样本的16S rDNA测序、宏染色体组测序、非靶及靶向药物分解代谢转化转化组学等科技,揭露消化道益生菌学群根据的色氨酸分解代谢转化转化物5-HIAA在高脂飲食诱导型的胰岛素减少和T2D中的极为重要用;高并发现5-HIAA是采用上下调整肾脏AhR/TSC2/mTORC1表现径路,减少胰岛素太敏各样和匍萄糖分解代谢转化转化,兼具隐藏的中药治疗的价值。然而,5-HIAA程度的变低机会看做T2D前期检验的生物技术学图标物,进三步的论述就可以探索性其在医学用中的机会性。

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,文章采用几组学技木剖析了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(绘制)血清质组、(非)靶向药物药物分解排泄组(如靶向药物药物色氨酸分解排泄组)、转录组以及微海洋生物组等多组学产品技术服务体系。欢迎致电咨询!

参照文献资料:

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.
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