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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型高血糖(T2D)都是个种由不同遗传病和情况元素诱发的比较广泛会出现的基础排泄性病。肠胃微产气荚膜梭菌群与快穿之女主两者的相互间目的在食用帮助的T2D犯病规则中起着关键所在目的。高脂食用(HFD)会造成 肠胃微产气荚膜梭菌群的不正常,弄坏肠-肝轴的稳定,并在微产气荚膜梭菌基础排泄物意义肝的基础排泄职能,形成造成 肝胰岛素反击和巨峰葡萄糖水基础排泄异样。在肠胃中,色氨酸都是个种主要的的果香族氨基酸等,其基础排泄手段与肠胃微产气荚膜梭菌群的工作密切搞好关系对应。色氨酸基础排泄的不正常与T2D的时有发生呈现出主要的搞好关系。不过,就算另一深入分析反映了肠胃微产气荚膜梭菌群在色氨酸基础排泄中的目的,但其具体情况规则仍不明确责任。

2024年8月,西北理工学院师范上大学叶邦策/周英、江西工业园师范上大学漆楠在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)

作著机关单位:华东理工大学、浙江工业大学

探讨涂料:血清、粪便

分组名消息: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)

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

枝术行车路线:

PART 01

的研究数据

01、高脂起居成脂的胰岛素抗击小鼠表演出肠内枯草芽孢杆菌技术群的有明显转变

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测序和宏遗传基因组分析: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帮助的IR小鼠行为出直肠微海洋生物群的取得变迁

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

02、高脂饮食健康诱导型的胰岛素抵挡小鼠5-HIAA技术缩减

ND和HFD的小鼠的胃肠道新陈分解产生情况直接发生相关系数异同(图2A和B)。异同新陈分解产生物主耍含有的行业分为不是处于饱和状态脂质酸的生态学镶嵌、苯丙氨酸新陈分解产生、酪氨酸新陈分解产生和色氨酸新陈分解产生(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);靶点分解组学证明: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诱发的IR小鼠5-HIAA平均水平消减

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

03、5-HIAA可在身上经菌群学实现非典型性渠道由色氨酸存在

为探析5-HIAA能否能由直肠微菌物群由快穿之女主孤立空间发生。各用用Trp、5-HTP和5-HT对小鼠畜禽粪便悬液展开培训,侧量5-HIAA的溶液浓度。察觉到Trp和5-HTP在微菌物催化反应具体步骤有取得的5-HIAA的发生,而5-HT不会有(图3B),表示一种微菌物细胞代谢有效方法孤立空间于明显的5-HT有效方法(luz15酶介导)。

小鼠粪便样本进行了宏dna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可在身体内部经微枯草芽孢杆菌进行非先进典型有效途径由色氨酸出现

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

04、5-HIAA持续改善匍萄糖受不良的和肥嘟嘟且做到肝胰岛素的敏感度认识

体內和体内测试,测试5-HIAA是有着提高胰岛素抵触的活性酶。動物3d模型开始糖耐量测试(OGTT)和胰岛素耐量测试(ITT):5-HIAA提高了红提糖承受力和胰岛素承受力。 细胞核模式经5-HIAA处置后,胰岛素使得的IRS1酪氨酸磷过酸和河流下游Akt磷过酸总体水平消减,表示5-HIAA可使得内脏器官胰岛素走势转导,保证胰岛素脆弱性。

图4 5-HIAA解决常见葡萄品种糖承受缺陷和肥胖症且长期保持肝胰岛素灵敏性

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

05、5-HIAA确认激发肝功能AhR/TSC2/mTORC1轴来可以淡化胰岛素信号灯电荷转移

得出5-HIAA对胰岛素无线数据信息传导电流的力促也许 信任于其对mTORC1无线数据信息通道的可控制作用。生殖细胞实验操作证明5-HIAA可控制作用了mTORC1介导的S6K1磷硝化作用(图5A)。对待mTORC1中下游负调节因素TSC2,5-HIAA含水量还可以信任性地多种多样TSC2什么是基因的转录,延长其蛋白质的水平(图5B和C)。且TSC2被不说话了症状下,5-HIAA没有对mTORC1促活的可控制作用。 并且身体内身体之外实验性中发觉5-HIAA能够 以配体忽略的措施启用AhR,且印证了AhR在TSC2-mTORC1卫星信号信号径路中的上中下游效应,事实证明5-HIAA利用AhR压制TSC2-mTORC1信号径路。

图5 5-HIAA使用激话肝胀AhR/TSC2/mTORC1轴来利于胰岛素数据信息减压反射

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

06、T2D糖尿病患者显视5-HIAA平行回落

临床治疗上,T2D病人群(n = 21)与无T2D(H;n = 15)的排泄物病毒发孝液中5-HIAA总体质量急剧越来越低(图6A)。还,T2D病人群(n=23)与健康生活受试者(n = 22)血清中5-HIAA总体质量减低(图6B)。虽然说两列间尿液浑浊中5-HIAA总体质量无有效性能差异,但仍观看到T2D受试者有急剧越来越低浪潮(图6C)。

图6 T2D提高展示5-HIAA总体水平的降低

(图源:Wei Du., et al., PNAS, 2024)

PART 02

好的文章总结ppt

该探讨能够使用部分动物类别排泄物、血清范例的16S rDNA测序、宏表观遗传组测序、非靶并且靶点细胞代谢率转化组学等技術,反映能够使肠胃微生态学群依靠的色氨酸细胞代谢率转化物5-HIAA在高脂食用诱发的胰岛素承受和T2D中的重要的目的;内在的现5-HIAA是能够使用调理内脏器官AhR/TSC2/mTORC1走势径路,有所改善胰岛素敏感脆弱性和草莓糖细胞代谢率转化,还具有内在的的治愈意义。不仅而且,5-HIAA层次的影响概率为T2D之前物理诊断的生态学象征物,进一歩的探讨能够思考其在临床检验应用软件中的概率性。

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,文章采用几组学水平剖析了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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决定性资料:

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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