Анализ секвенирования 16S рДНК и целевой метаболомный анализ триптофана для выявления возможного механизма действия экстракта листьев шелковицы при сахарном диабете 2-го типа у мышей

Цель исследования — изучить роль взаимодействия метаболизма триптофана (TRP) и кишечной микробиоты у мышей с экспериментальным сахарным диабетом 2-го типа (СД2), получавших экстракт листьев шелковицы. Метаболиты TRP в кале и сыворотке крови анализировали методом целевого метаболомного исследования с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (UHPLC-MS/MS). Одновременно состав кишечной микробиоты определяли методом высокопроизводительного секвенирования бактериальной 16S рДНК. Применение экстракта листьев шелковицы способствовало значительной нормализации концентраций метаболитов, связанных с TRP, в сыворотке крови мышей с СД2. К ним относились 5-гидроксииндолуксусная кислота, кинуреновая кислота, 3-гидроксиантраниловая кислота, индол-3-уксусная кислота, никотиновая кислота, индол-3-ацетамид, N-ацетил-5-гидрокситриптамин (NAS), индол-3-глиоксиловая кислота (IGA) и индол-3-молочная кислота. В кале при этом повышались уровни индол-3-пропионовой кислоты, никотиновой кислоты, индолакриловой кислоты (IA), IGA и индола. Эти изменения сопровождались заметной перестройкой состава кишечной микробиоты, в частности таксонов Streptococcus, Acinetobacter, Weissella, Lachnoclostridium, Klebsiella, Dorea, Leuconostoc, Rhodococcus, Flavonifractor, Peptococcaceae_unclassified, Erysipelatoclostridiaceae_unclassified, Lachnospiraceae_NK4A136_group и Christensenellaceae_R-7_group. Корреляционный анализ выявил значимую положительную связь между Christensenellaceae_R-7_group и концентрациями IGA и NAS в сыворотке крови, а также уровнем IA в кале. Flavonifractor, в свою очередь, демонстрировал выраженную положительную корреляцию с содержанием никотиновой кислоты в сыворотке крови и индола в кале. Благоприятное действие экстракта листьев шелковицы при СД2 может быть обусловлено его влиянием на дисбиоз кишечной микробиоты и нарушения метаболизма TRP. Этот механизм, по-видимому, в значительной степени способствует уменьшению проявлений диабета, в частности за счёт восстановления микробного равновесия и нормализации биохимических процессов, связанных с TRP.