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Metabolic adaptation to a high-fat diet is associated with a change in the gut microbiota

Authors :
Claire Cenac
Pierre Monsan
Aurélie Waget
Pascale Klopp
Philippe Valet
Jacques Amar
Jason S. Iacovoni
Jérôme Mariette
Rémy Burcelin
Mathieu Bergé
Jérôme Lluch
Audrey Baylac
Anne Bouloumié
Sandra Grès
Christophe Klopp
Françoise Ouarné
Christine Roques
Olivier Bouchez
Vassilia Theodorou
Matteo Serino
Elodie Luche
Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Adhésion Bacterienne et Formation de Biofilms
PRES Université de Toulouse
ToxAlim (ToxAlim)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 la Recherche Agronomique (INRA)
Plateforme Bio-informatique Toulouse Genopole®, UBIA INRA
Toulouse Genopole
Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
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-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
CRITT Bio-Industrie
Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Service de Médecine Interne et Hypertension Artérielle [Toulouse]
CHU Toulouse [Toulouse]-Hôpital de Rangueil
CHU Toulouse [Toulouse]
his work was supported by grants from Agence Nationale pour la Recherche (ANR) to RB and collaborators (ANR-Florinflam and Transflora)
in part, by the European Commission's Seventh Framework programme under grant agreement No 241913 (FLORINASH) to RB and by the Benjamin Delessert Foundation to MS.
European Project: 241913,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2009-single-stage,FLORINASH(2010)
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Ecole d'Ingénieurs de Purpan - EIP (FRANCE)
Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE)
Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM (FRANCE)
Institut universitaire de France - IUF (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse - CHU Toulouse (FRANCE)
ToxAlim (Toulouse, France)
Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés - LISBP (Toulouse, France)
Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
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 la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Neuro-Gastroentérologie & Nutrition (ToxAlim-NGN)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Burcelin, Remy
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
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)
Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle (ancêtre de MIAT) (UBIA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Service d'hypertension artérielle et thérapeutique [CHU Toulouse] (HTA et thérapeutique)
Pôle Cardiovasculaire et Métabolique [CHU Toulouse]
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Simon, Marie Francoise
The role of intestinal microflora in non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) - FLORINASH - - EC:FP7:HEALTH2010-01-01 - 2014-12-31 - 241913 - VALID
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Gut, Gut, BMJ Publishing Group, 2012, 61 (4), pp.543-53. ⟨10.1136/gutjnl-2011-301012⟩, Gut 4 (61), 543-553. (2012), Gut; Vol 61, Gut, 2012, 61 (4), pp.543-53. ⟨10.1136/gutjnl-2011-301012⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

Chantier qualité GA; International audience; OBJECTIVE: The gut microbiota, which is considered a causal factor in metabolic diseases as shown best in animals, is under the dual influence of the host genome and nutritional environment. This study investigated whether the gut microbiota per se, aside from changes in genetic background and diet, could sign different metabolic phenotypes in mice. METHODS: The unique animal model of metabolic adaptation was used, whereby C57Bl/6 male mice fed a high-fat carbohydrate-free diet (HFD) became either diabetic (HFD diabetic, HFD-D) or resisted diabetes (HFD diabetes-resistant, HFD-DR). Pyrosequencing of the gut microbiota was carried out to profile the gut microbial community of different metabolic phenotypes. Inflammation, gut permeability, features of white adipose tissue, liver and skeletal muscle were studied. Furthermore, to modify the gut microbiota directly, an additional group of mice was given a gluco-oligosaccharide (GOS)-supplemented HFD (HFD+GOS). RESULTS: Despite the mice having the same genetic background and nutritional status, a gut microbial profile specific to each metabolic phenotype was identified. The HFD-D gut microbial profile was associated with increased gut permeability linked to increased endotoxaemia and to a dramatic increase in cell number in the stroma vascular fraction from visceral white adipose tissue. Most of the physiological characteristics of the HFD-fed mice were modulated when gut microbiota was intentionally modified by GOS dietary fibres. CONCLUSIONS: The gut microbiota is a signature of the metabolic phenotypes independent of differences in host genetic background and diet.

Details

Language :
English
ISSN :
00175749 and 14683288
Database :
OpenAIRE
Journal :
Gut, Gut, BMJ Publishing Group, 2012, 61 (4), pp.543-53. ⟨10.1136/gutjnl-2011-301012⟩, Gut 4 (61), 543-553. (2012), Gut; Vol 61, Gut, 2012, 61 (4), pp.543-53. ⟨10.1136/gutjnl-2011-301012⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....454b327e18ba9a9823003ab3b09e9c20