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Evidence for Constitutive Microbiota-Dependent Short-Term Control of Food Intake in Mice: Is There a Link with Inflammation, Oxidative Stress, Endotoxemia, and GLP-1?

Authors :
Selma Ben Fradj
Emmanuelle Nédélec
Juliette Salvi
Mélanie Fouesnard
Marine Huillet
Gaëtan Pallot
Céline Cansell
Clara Sanchez
Catherine Philippe
Vincent Gigot
Aleth Lemoine
Doriane Trompier
Thomas Henry
Virginie Petrilli
Benedicte F. Py
Hervé Guillou
Nicolas Loiseau
Sandrine Ellero-Simatos
Jean-Louis Nahon
Carole Rovère
Jacques Grober
Gaelle Boudry
Véronique Douard
Alexandre Benani
Centre des Sciences du Goût et de l'Alimentation [Dijon] (CSGA)
Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Dijon
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS)
AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
ToxAlim (ToxAlim)
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)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Lipides - Nutrition - Cancer [Dijon - U1231] (LNC)
Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Agro Dijon
Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire (IPMC)
Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (UNICANCER/CRCL)
Centre Léon Bérard [Lyon]-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Nutrition, Métabolismes et Cancer (NuMeCan)
Université de Rennes (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
This work was supported by the French ‘‘Investissements d’Avenir’’ program, project ISITE-BFC (contract National Research Agency (ANR)-15-IDEX-0003), by the ANR (contract ANR-21-CE14-0033), by the Re´gion Bourgogne and FEDER program (contract 2019-6200FEO047S00409) toA.B.
by the INRAE grant ‘‘Action Prioritaire du De´partement Alimentation Humaine’’ to A.B., G.B., and V.D.
by the Medisite Foundation and the French government, managed by the ANR, through the UCAJEDI Investments in the Future project (contract ANR-15-IDEX-01) to C.C., C.S.,J.L.N., and C.R.
by the LABEX SIGNALIFE program (contract ANR-11-LABX-0028-01) to J.L.N. and C.R.
and by the Fondation pour la Recherche Me´dicale (contract DEQ20170336744) to V.P.
ANR-15-IDEX-0003,BFC,ISITE ' BFC(2015)
ANR-21-CE14-0033,MicroFlamEAT,Rôle de la réponse inflammatoire microgliale postprandiale dans le contrôle cérébral du comportement alimentaire(2021)
ANR-11-LABX-0028,SIGNALIFE,Réseau d'Innovation sur les Voies de Signalisation en Sciences de la Vie(2011)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Laboratoire d'Excellence : Lipoprotéines et Santé : prévention et Traitement des maladies Inflammatoires et du Cancer (LabEx LipSTIC)
École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Nancy (CHRU Nancy)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Besançon (CHRU Besançon)-Université de Bourgogne (UB)-Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon)-Centre Régional de Lutte contre le cancer Georges-François Leclerc [Dijon] (UNICANCER/CRLCC-CGFL)
UNICANCER-UNICANCER-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Fédération Francophone de la Cancérologie Digestive, FFCD-Etablissement français du sang [Bourgogne-Franche-Comté] (EFS [Bourgogne-Franche-Comté])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Dijon
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM)
Physiologie de la Nutrition et du Comportement Alimentaire (PNCA (UMR 0914))
Centre International de Recherche en Infectiologie - UMR (CIRI)
École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Département cancer environnement (Centre Léon Bérard - Lyon)
Centre Léon Bérard [Lyon]
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Institut Agro Dijon
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Source :
Antioxidants and Redox Signaling, Antioxidants and Redox Signaling, 2022, 37 (4-6), pp.349-369. ⟨10.1089/ars.2021.0095⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
Mary Ann Liebert Inc, 2022.

Abstract

International audience; AIMS: Although prebiotics, probiotics, and fecal transplantation can alter the sensation of hunger and/or feeding behavior, the role of the constitutive gut microbiota in the short-term regulation of food intake during normal physiology is still unclear. RESULTS: An antibiotic-induced microbiota depletion study was designed to compare feeding behavior in conventional and microbiota-depleted mice. Tissues were sampled to characterize the time profile of microbiota-derived signals in mice during consumption of either standard or high-fat food for 1 hour. Pharmacological and genetic tools were used to evaluate the contribution of postprandial endotoxemia and inflammatory responses in the short-term regulation of food intake. We observed constitutive microbial and macronutrient-dependent control of food intake at the time scale of a meal, i.e., within 1 hour of food introduction. Specifically, microbiota depletion increased food intake and the microbiota-derived anorectic effect became significant during the consumption of high-fat but not standard food. This anorectic effect correlated with a specific postprandial microbial metabolic signature and did not require postprandial endotoxemia or an NLRP3 (NOD-, LRR- and Pyrin domain-containing protein 3)-inflammasome mediated inflammatory response. Innovation and Conclusion: These findings show that the gut microbiota controls host appetite at the time scale of a meal under normal physiology. Interestingly, a microbiota-derived anorectic effect develops specifically with a high-fat meal, indicating that gut microbiota activity is involved in the satietogenic properties of foods.

Details

ISSN :
15577716 and 15230864
Volume :
37
Database :
OpenAIRE
Journal :
Antioxidants & Redox Signaling
Accession number :
edsair.doi.dedup.....858f4a298e1bf0e846e2bdb61536f668
Full Text :
https://doi.org/10.1089/ars.2021.0095