Fructose malabsorption induces cholecystokinin expression in the ileum and cecum by changing microbiota composition and metabolism
2019
Zhang, Xufei | Grosfeld, Alexandra | Williams, Edek | Vasiliauskas, Daniel | Barretto, Sharon | Smith, Lorraine | Mariadassou, Mahendra | Philippe, Catherine | Devime, Fabienne | Melchior, Chloé | Gourcerol, Guillaume | Dourmap, Nathalie | Lapaque, Nicolas | Larraufie, Pierre | Blottiere, Hervé | Herberden, Christine | Gerard, Philippe | Rehfeld, Jens, F. | Ferraris, Ronaldo | Fritton, J Christopher | Ellero-Simatos, Sandrine | Douard, Véronique | MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech | Métabolisme et physiologie rénale (CRC - UMR_S 1138) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Recherche des Cordeliers (CRC (UMR_S_1138 / U1138)) ; École Pratique des Hautes Études (EPHE) ; Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-École Pratique des Hautes Études (EPHE) ; Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU) | Rutgers New Jersey Medical School (NJMS) ; Rutgers University System (Rutgers) | Institut des Neurosciences Paris-Saclay (NeuroPSI) ; Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | ToxAlim (ToxAlim) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT) | Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM) ; ToxAlim (ToxAlim) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT) | Mathématiques et Informatique Appliquées du Génome à l'Environnement [Jouy-En-Josas] (MaIAGE) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) | Nutrition, inflammation et dysfonctionnement de l'axe intestin-cerveau (ADEN) ; Université de Rouen Normandie (UNIROUEN) ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) | Institute for Research and Innovation in Biomedicine (IRIB) ; Université de Rouen Normandie (UNIROUEN) ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | UNIROUEN - UFR Santé (UNIROUEN UFR Santé) ; Université de Rouen Normandie (UNIROUEN) ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU) | Service d'Hépato-Gastroentérologie [CHU Rouen] ; Hôpital Charles Nicolle [Rouen] ; CHU Rouen ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-CHU Rouen ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN) ; Normandie Université (NU) | Service de Physiologie Digestive, Urinaire, Respiratoire et de l'Exercice [CHU Rouen] ; Hôpital Charles Nicolle [Rouen] ; CHU Rouen ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-CHU Rouen ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN) ; Normandie Université (NU) | Génomique et Médecine Personnalisée du Cancer et des Maladies Neuropsychiatriques (GPMCND) ; Université de Rouen Normandie (UNIROUEN) ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) | Department of Clinical Biochemistry [Rigshospitalet] ; Rigshospitalet [Copenhagen] ; Copenhagen University Hospital-Copenhagen University Hospital | Rutgers University [Newark] ; Rutgers University System (Rutgers) | Institut Benjamin Delessert; INRA; China Scholarship Council (CSC)
International audience
Show more [+] Less [-]English. Current fructose consumption levels often overwhelm the intestinal capacity to absorb fructose. We investigated the impact of fructose malabsorption on intestinal endocrine function and addressed the role of the microbiota in this process. To answer this question, a mouse model of moderate fructose malabsorption [ketohexokinase mutant (KHK)-/-] and wild-type (WT) littermate mice were used and received a 20%-fructose (KHK-F and WT-F) or 20%-glucose diet. Cholecystokinin (Cck) mRNA and protein expression in the ileum and cecum, as well as preproglucagon (Gcg) and neurotensin (Nts) mRNA expression in the cecum, increased in KHK-F mice. In KHK-F mice, triple-label immunohistochemistry showed major up-regulation of CCK in enteroendocrine cells (EECs) that were glucagon-like peptide-1 (GLP-1)+/Peptide YY (PYY-) in the ileum and colon and GLP-1-/PYY- in the cecum. The cecal microbiota composition was drastically modified in the KHK-F in association with an increase in glucose, propionate, succinate, and lactate concentrations. Antibiotic treatment abolished fructose malabsorption-dependent induction of cecal Cck mRNA expression and, in mouse GLUTag and human NCI-H716 cells, Cck mRNA expression levels increased in response to propionate, both suggesting a microbiota-dependent process. Fructose reaching the lower intestine can modify the composition and metabolism of the microbiota, thereby stimulating the production of CCK from the EECs possibly in response to propionate.-Zhang, X., Grosfeld, A., Williams, E., Vasiliauskas, D., Barretto, S., Smith, L., Mariadassou, M., Philippe, C., Devime, F., Melchior, C., Gourcerol, G., Dourmap, N., Lapaque, N., Larraufie, P., Blottière, H. M., Herberden, C., Gerard, P., Rehfeld, J. F., Ferraris, R. P., Fritton, J. C., Ellero-Simatos, S., Douard, V. Fructose malabsorption induces cholecystokinin expression in the ileum and cecum by changing microbiota composition and metabolism.
Show more [+] Less [-]AGROVOC Keywords
Bibliographic information
This bibliographic record has been provided by Institut national de la recherche agronomique
