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Intestinal invalidation of the glucose transporter GLUT2 delays tissue distribution of glucose and reveals an unexpected role in gut homeostasis

Authors :
Charlotte Schmitt
Chloé Melchior
Ophélie Rouxel
Thomas Aranias
Danielle Chateau
Guillaume Gourcerol
Armelle Leturque
Alexandra Grosfeld
Agnès Lehuen
Edith Brot-Laroche
Maude Le Gall
Patricia Serradas
Nathalie Kapel
Anne-Judith Waligora-Dupriet
Thomas Viel
Bertrand Tavitian
Centre de Recherche des Cordeliers ( CRC )
Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM )
Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire ( PARCC - U970 )
Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] ( HEGP )
Université Paris Descartes - Faculté de Pharmacie de Paris ( UPD5 Pharmacie )
Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 )
Service d'Hépato-Gastroentérologie [Rouen]
Hôpital Charles Nicolle [Rouen]-CHU Rouen-Université de Rouen Normandie ( UNIROUEN )
Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU )
LabEx Inflamex
Service de coprologie fonctionnelle
CHU Pitié-Salpêtrière [APHP]
Centre de Recherche des Cordeliers (CRC)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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)
Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC - UMR-S U970)
Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Université Paris Descartes - Faculté de Pharmacie de Paris (UPD5 Pharmacie)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)
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)
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)
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UNIROUEN - UFR Santé (UNIROUEN UFR Santé)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)
CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Service de physiologie digestive, urinaire, respiratoire et de l'exercice [CHU Rouen]
Nutrition et obésités: approches systémiques (UMR-S 1269) (Nutriomics)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)
HAL UPMC, Gestionnaire
Centre de Recherche des Cordeliers (CRC (UMR_S_1138 / U1138))
École pratique des hautes études (EPHE)-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)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP)
Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Centre de recherche sur l'Inflammation (CRI (UMR_S_1149 / ERL_8252 / U1149))
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Hôpital Charles Nicolle [Rouen]-CHU Rouen
Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016))
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Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)
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Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Faculté de Pharmacie de Paris - Université Paris Descartes (UPD5 Pharmacie)
Source :
Molecular metabolism, Molecular metabolism, Elsevier, 2017, 6 (1), pp.61-72. 〈10.1016/j.molmet.2016.10.008〉, Molecular metabolism, 2017, 6 (1), pp.61-72. ⟨10.1016/j.molmet.2016.10.008⟩, Molecular metabolism, Elsevier, 2017, 6 (1), pp.61-72. ⟨10.1016/j.molmet.2016.10.008⟩, Molecular Metabolism, Vol 6, Iss 1, Pp 61-72 (2017), Molecular Metabolism
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

Objective Intestinal glucose absorption is orchestrated by specialized glucose transporters such as SGLT1 and GLUT2. However, the role of GLUT2 in the regulation of glucose absorption remains to be fully elucidated. Methods We wanted to evaluate the role of GLUT2 on glucose absorption and glucose homeostasis after intestinal-specific deletion of GLUT2 in mice (GLUT2ΔIEC mice). Results As anticipated, intestinal GLUT2 deletion provoked glucose malabsorption as visualized by the delay in the distribution of oral sugar in tissues. Consequences of intestinal GLUT2 deletion in GLUT2ΔIEC mice were limiting body weight gain despite normal food intake, improving glucose tolerance, and increasing ketone body production. These features were reminiscent of calorie restriction. Other adaptations to intestinal GLUT2 deletion were reduced microvillus length and altered gut microbiota composition, which was associated with improved inflammatory status. Moreover, a reduced density of glucagon-like peptide-1 (GLP-1) positive cells was compensated by increased GLP-1 content per L-cell, suggesting a preserved enteroendocrine function in GLUT2ΔIEC mice. Conclusions Intestinal GLUT2 modulates glucose absorption and constitutes a control step for the distribution of dietary sugar to tissues. Consequently, metabolic and gut homeostasis are improved in the absence of functional GLUT2 in the intestine, thus mimicking calorie restriction.<br />Highlights • Intestinal GLUT2 deletion induces moderate malabsorption and ketone body production. • Loss of intestinal GLUT2 modulates gut microbiota. • Intestinal GLUT2 plays a role in gut permeability and inflammatory status. • Intestinal GLUT2 modulates enteroendocrine L-cell function.

Subjects

Subjects :
Blood Glucose
0301 basic medicine
Malabsorption
OGTT, oral glucose tolerance test
Glucose Transport Proteins, Facilitative
Gut flora
Glucose homeostasis
Mice
0302 clinical medicine
Glucagon-Like Peptide 1
PET-CT, Positron Emission Tomography-Computed Tomography
Homeostasis
Tissue Distribution
Sodium-Glucose Transporter 1
Intestinal Mucosa
IEC, intestinal epithelial cells
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Glucose Transporter Type 2
Mice, Knockout
2. Zero hunger
[SDV.MHEP.EM] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism
biology
Microbiota
GLP-1, glucagon-like peptide-1
GLUT1-7, glucose transporter 1–7
[SDV.MHEP.EM]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism
[ SDV.MHEP.EM ] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism
Glucose-galactose malabsorption
IPGTT, intraperitoneal glucose tolerance test
Original Article
medicine.medical_specialty
lcsh:Internal medicine
endocrine system
Calorie restriction
Intestinal adaptation
030209 endocrinology & metabolism
digestive system
DPP-IV, dipeptidyl-peptidase IV
03 medical and health sciences
Internal medicine
medicine
[SDV.BBM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology
Animals
[SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology
lcsh:RC31-1245
Molecular Biology
[ SDV.BBM ] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology
2FDG, 2-deoxy-2-[18F]fluoro-d-glucose
ITT, insulin tolerance test
Glucose transporter
[SDV.MHEP.HEG]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Hépatology and Gastroenterology
Cell Biology
biology.organism_classification
medicine.disease
IL, interleukin
SGLT1, sodium-glucose transporter 1
Glucose
030104 developmental biology
Endocrinology
Intestinal Absorption
biology.protein
GLUT2
GLP-1

Details

Language :
English
ISSN :
22128778
Database :
OpenAIRE
Journal :
Molecular metabolism, Molecular metabolism, Elsevier, 2017, 6 (1), pp.61-72. 〈10.1016/j.molmet.2016.10.008〉, Molecular metabolism, 2017, 6 (1), pp.61-72. ⟨10.1016/j.molmet.2016.10.008⟩, Molecular metabolism, Elsevier, 2017, 6 (1), pp.61-72. ⟨10.1016/j.molmet.2016.10.008⟩, Molecular Metabolism, Vol 6, Iss 1, Pp 61-72 (2017), Molecular Metabolism
Accession number :
edsair.doi.dedup.....bc3d38f6bd3bf52f20495212a81c46aa
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.molmet.2016.10.008〉