研究人員發(fā)現(xiàn)臨床IBS患者甘油三酯-葡萄糖(TyG)指數(shù)（胰島素抵抗標志物）顯著升高且與腸道中R. gnavus含量呈正相關，并通過集萃藥康無菌（GF）小鼠、基因編輯小鼠、猴子等模型證實了R. gnavus產生的色胺和苯乙胺會通過激活TAAR1-MAPK/ERK信號軸造成胰島素抵抗。另一方面，研究人員在2型糖尿病患者身上發(fā)現(xiàn)色胺和苯乙胺水平可以通過高纖維飲食得到改善，進一步證明了通過調節(jié)菌群環(huán)境改善胰島素抵抗的潛力。

圖1.論文信息

研究人員檢測了臨床上 IBS患者和健康人（HC）的空腹血糖（FBG）、甘油三酯（TG）和TyG指數(shù)，結果發(fā)現(xiàn)，IBS患者的FBG、TG和TyG均顯著升高（圖2A），這表明IBS患者患糖尿病的概率更高，且更容易發(fā)生胰島素抵抗。進一步對兩組人群腸菌進行多組學分析發(fā)現(xiàn)R. gnavus與TyG呈正相關（圖2B），為了確定R. gnavus與胰島素抵抗之間的關系，研究人員將人源R. gnavus定植到GF小鼠體內，口服葡萄糖耐量實驗（OGTT）和胰島素耐量試驗（ITT）結果表明GF小鼠葡萄糖耐量受損且胰島素敏感性降低（圖2C）。

圖2.IBS患者腸道菌株R. gnavus會誘發(fā)糖尿病和胰島素抵抗

研究人員在對IBS患者糞便進行組學分析時還發(fā)現(xiàn)色胺和苯乙胺水平升高（圖3A），這可能是因為R. gnavus是色胺和苯乙胺的主要生產者。為了了解色胺和苯乙胺在胰島素抵抗病理生理學中的作用，研究人員給正常小鼠注射了色胺和苯乙胺，OGTT和ITT結果顯示色胺（圖3B）和苯乙胺（圖3C）對糖耐量和胰島素敏感性有顯著的抑制作用。

圖3.腸道菌株R. gnavus通過產生色胺和苯乙胺誘發(fā)胰島素抵抗

同時，研究人員發(fā)現(xiàn)給予了色胺的小鼠體內胰島素敏感組織中ERK1/2磷酸化上調（圖4A），而使用ERK抑制劑和EPPTB（TAAR1拮抗劑）可以下調這種磷酸化作用，并且可顯著改善由色胺和苯乙胺誘導的葡萄糖不耐受和胰島素抵抗現(xiàn)象（圖4B）。這一結果證實了色胺和苯乙胺是通過激活TAAR1-MAPK/ERK信號軸引發(fā)了胰島素抵抗。

圖4.色胺和苯乙胺是通過TAAR1-MAPK/ERK信號軸發(fā)揮作用

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參考文獻：

[1]Zhai L, Xiao H, Lin C, et al. . Gut microbiota-derived tryptamine and phenethylamine impair insulin sensitivity in metabolic syndrome and irritable bowel syndrome. Nat Commun. 2023 Aug 17;14(1):4986.