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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型高血压(T2D)是一种个种由种隐性基因和自然环境影响力因素致使的丰富会存在的消化吸收性传染病症状。肠子菌群技术群与宿体内的相护意义在饮食健康习惯帮助的T2D发病率机理中起着重要的性性意义。高脂饮食健康习惯(HFD)会促使肠子菌群技术群的絮乱,受损肠-肝轴的准稳态,并按照菌群技术消化吸收物影响力肝部的消化吸收用途,故而促使肝部胰岛素抗御和冬枣糖消化吸收失败。在肠子中,色氨酸是一种个种重要的性的香味族蛋白质,其消化吸收方法与肠子菌群技术群的过程紧密有关系。色氨酸消化吸收的絮乱与T2D的出现拥有着重要的性练习。所以,即便迄今为止研发论述了肠子菌群技术群在色氨酸消化吸收中的意义,但其具体化机理仍不清晰明确。

2024年8月,豫东理工学院院校时叶邦策/周英、湖南工业化的院校时漆楠在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。

经典文章名稱: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)

编辑计量单位: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

技巧的路线:

PART 01

分析但是

01、高脂饮食结构促进的胰岛素抗击小鼠症状出胃肠微生态学群的显著性发展

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成脂的IR小鼠特征出可以使肠胃微生态学群的正相关发生改变

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂食用介导的胰岛素对抗小鼠5-HIAA总体水平减小

ND和HFD的小鼠的可以使肠胃基础消化吸收标准期间会有有效差异性性(图2A和B)。差异性性基础消化吸收物包扩生物技术富集的渠道包扩不过饱和脂肪堆积酸的生物技术分解成、苯丙氨酸基础消化吸收、酪氨酸基础消化吸收和色氨酸基础消化吸收(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);靶向药物分泌组学证明: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帮助的IR小鼠5-HIAA水平方向降底

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在内部经微怪物能够非基本特征渠道由色氨酸发生

为论述5-HIAA是不是能否由胃肠微动物群由宿主细胞人格独特形成。分別用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠粪渣悬液做好激发,侧量5-HIAA的浓度值。察觉到Trp和5-HTP在微动物离子液体时有显著性的5-HIAA的形成,而5-HT还没有(图3B),说明这些微动物代谢转化方法人格独特于典型示范的5-HT方法(luz15酶介导)。

小鼠粪便样本进行了宏什么是基因组分析。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可在体里经细菌工程采用非基本特征路线由色氨酸形成

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA减少匍萄糖耐热缺陷和肥胖症且实现肝胰岛素准确性和理性性

身体内部和离体耐压,检则5-HIAA能不含有促进胰岛素抵触的活性氧。绿色模式化使用糖耐量耐压(OGTT)和胰岛素耐量耐压(ITT):5-HIAA促进了巨峰葡萄糖水接受性和胰岛素接受性。 人体细胞模板经5-HIAA治理后,胰岛素推进的IRS1酪氨酸磷过酸和下面Akt磷过酸程度大大减少,信息提示5-HIAA可推进肝功能胰岛素数据信号转导,保护好胰岛素强烈性。

图4 5-HIAA提升红提糖耐受性欠佳和肥胖症且实现肝胰岛素刺激性性

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA依据激活开通内脏AhR/TSC2/mTORC1轴来提高网站胰岛素电磁波肌肉收缩

估测5-HIAA对胰岛素数字网络信号电荷转移的不错淡化可能忽略于其对mTORC1数字网络信号信号通路的克制。癌细胞实验室确认5-HIAA克制了mTORC1介导的S6K1磷碱化(图5A)。在mTORC1长江上游负国家宏观调控细胞因子TSC2,5-HIAA用药量不错忽略性地激起TSC2什么是基因的转录,增进其血清级别(图5B和C)。且TSC2被孤独情况报告下,5-HIAA影响对mTORC1修改密码的克制。 其它人体内身体调查中遇到5-HIAA可以以配体依赖症的形式更改密码AhR,且断定了AhR在TSC2-mTORC1警报环路中的上中下游功用,材料5-HIAA完成AhR调控TSC2-mTORC1环路。

图5 5-HIAA借助解锁内脏器官AhR/TSC2/mTORC1轴来促进会胰岛素移动信号心脏传导系统

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D病号显示信息5-HIAA平均水平下滑

临床护理上,T2D朋友(n = 21)与无T2D(H;n = 15)的大便细菌和病毒发酵法液中5-HIAA横向回落(图6A)。另外,T2D朋友(n=23)与卫生受试者(n = 22)血清中5-HIAA横向削减(图6B)。其实2组间排尿中5-HIAA横向无正相关能力差异,但仍关注到T2D受试者有回落市场需求(图6C)。

图6 T2D人群呈现5-HIAA标准的降低

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

内容个人总结

该理论论述使用昆虫模式便便、血清样版的16S rDNA测序、宏遗传基因组测序、非靶并且靶向开展消化吸收率率组学等技术软件,折射出肠内微动物群忽略的色氨酸消化吸收率率物5-HIAA在高脂生活成脂的胰岛素抗和T2D中的重要的效用;消息队列现5-HIAA是使用的调节肾脏器官AhR/TSC2/mTORC1无线信号径路,缓解胰岛素特别敏物质性和巨峰葡萄糖水消化吸收率率,有着潜在性的的开展價值。前者,5-HIAA含量的大大减少概率最为T2D最早期诊治的动物因素物,进一个步骤的理论论述能能宇宙探索其在临床实践软件中的概率性。

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,文章采用多个学技术设备剖析了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。

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规范医学文献:

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.
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