Personalized Microbial Fingerprint Associated with Differential Glycemic Effects of a Whole Grain Rye Intervention on Chinese Adults.
bacteroides
bile acid
glycemic effect
gut microbiota
short‐chain fatty acids
whole grain rye
Journal
Molecular nutrition & food research
ISSN: 1613-4133
Titre abrégé: Mol Nutr Food Res
Pays: Germany
ID NLM: 101231818
Informations de publication
Date de publication:
01 Aug 2024
01 Aug 2024
Historique:
revised:
13
07
2024
received:
14
04
2024
medline:
2
8
2024
pubmed:
2
8
2024
entrez:
2
8
2024
Statut:
aheadofprint
Résumé
This study aims to identify the gut enterotypes that explain differential responses to intervention with whole grain rye by proposing an "enterotype - metabolic" model. A 12-week randomized controlled trial is conducted in Chinese adults, with 79 subjects consuming whole grain products with fermented rye bran (FRB) and 77 consuming refined wheat products in this exploratory post-hoc analysis. Responders or non-responders are identified according to whether blood glucose decreased by more than 10% after rye intervention. Compared to non-responders, responders in FRB have higher baseline Bacteroides (p < 0.001), associated with reduced blood glucose (p < 0.001), increased Faecalibacterium (p = 0.020) and Erysipelotrichaceae_UCG.003 (p = 0.022), as well as deceased 7β-hydroxysteroid dehydrogenase (p = 0.033) after intervention. The differentiated gut microbiota and metabolites between responders and non-responders after intervention are enriched in aminoacyl-tRNA biosynthesis. The work confirms the previously suggested importance of microbial enterotypes in differential responses to whole grain interventions and supports taking enterotypes into consideration for improved efficacy of whole grain intervention for preventing type 2 diabetes. Altered short-chain fatty acids and bile acid metabolism might be a potential mediator for the beneficial effects of whole grain rye on glucose metabolism.
Identifiants
pubmed: 39091068
doi: 10.1002/mnfr.202400274
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2400274Subventions
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 82373555
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 81861138007
Organisme : Shanghai Pujiang Program
ID : 21PJD005
Organisme : VINNOVA
Organisme : Swedish Research Council
ID : 2017-05840
Informations de copyright
© 2024 Wiley‐VCH GmbH.
Références
E. Ahmad, S. Lim, R. Lamptey, D. R. Webb, M. J. Davies, Lancet 2022, 400, 1803.
L. Qi, Y. Chen, J. Clin. Endocrinol. Metab. 2023, 108, 251.
A. Reynolds, J. Mann, J. Cummings, N. Winter, E. Mete, L. Te Morenga, Lancet 2019, 393, 434.
K. Jonsson, R. Andersson, K. E. Bach Knudsen, G. Hallmans, K. Hanhineva, K. Katina, M. Kolehmainen, C. Kyrø, M. Langton, E. Nordlund, H. N. Lærke, A. Olsen, K. Poutanen, A. Tjønneland, R. Landberg, Trends Food Sci. Technol. 2018, 79, 78.
K. Musa‐Veloso, T. Poon, L. S. Harkness, M. O'shea, Y. Chu, Am. J. Clin. Nutr. 2018, 108, 759.
S. Åberg, J. Mann, S. Neumann, A. B. Ross, A. N. Reynolds, Diabetes Care 2020, 43, 1717.
H. M. Roager, J. K. Vogt, M. Kristensen, L. B. S. Hansen, S. Ibrügger, R. B. Mærkedahl, M. I. Bahl, M. V. Lind, R. L. Nielsen, H. Frøkiær, R. J. Gøbel, R. Landberg, A. B. Ross, S. Brix, J. Holck, A. S. Meyer, M. H. Sparholt, A. F. Christensen, V. Carvalho, B. Hartmann, J. J. Holst, J. J. Rumessen, A. Linneberg, T. Sicheritz‐Pontén, M. D. Dalgaard, A. Blennow, H. L. Frandsen, S. Villas‐Bôas, K. Kristiansen, H. Vestergaard, et al., Gut 2019, 68, 83.
R. Gao, X. Meng, Y. Xue, M. Mao, Y. Liu, X. Tian, B. Sui, X. Li, P. Zhang, Front. Pharmacol. 2022, 13, 1027212.
A. Koh, F. De Vadder, P. Kovatcheva‐Datchary, F. Backhed, Cell 2016, 165, 1332.
M. F. Hjorth, A. Astrup, Am. J. Clin. Nutr. 2020, 111, 242.
M. S. A. Palmnas‐Bedard, G. Costabile, C. Vetrani, S. Aberg, Y. Hjalmarsson, J. Dicksved, G. Riccardi, R. Landberg, Am. J. Clin. Nutr. 2022, 116, 862.
K. A. Krautkramer, J. Fan, F. Backhed, Nat. Rev. Microbiol. 2021, 19, 77.
R. Cheng, L. Wang, S. Le, Y. Yang, C. Zhao, X. Zhang, X. Yang, T. Xu, L. Xu, P. Wiklund, J. Ge, D. Lu, C. Zhang, L. Chen, S. Cheng, Nat. Commun. 2022, 13, 2555.
P. I. Costea, F. Hildebrand, M. Arumugam, F. Backhed, M. J. Blaser, F. D. Bushman, W. M. De Vos, S. D. Ehrlich, C. M. Fraser, M. Hattori, C. Huttenhower, I. B. Jeffery, D. Knights, J. D. Lewis, R. E. Ley, H. Ochman, P. W. O'toole, C. Quince, D. A. Relman, F. Shanahan, S. Sunagawa, J. Wang, G. M. Weinstock, G. D. Wu, G. Zeller, L. Zhao, J. Raes, R. Knight, P. Bork, Nat. Microbiol. 2018, 3, 8.
M. Arumugam, J. Raes, E. Pelletier, D. Le Paslier, T. Yamada, D. R. Mende, G. R. Fernandes, J. Tap, T. Bruls, J. M. Batto, M. Bertalan, N. Borruel, F. Casellas, L. Fernandez, L. Gautier, T. Hansen, M. Hattori, T. Hayashi, M. Kleerebezem, K. Kurokawa, M. Leclerc, F. Levenez, C. Manichanh, H. B. Nielsen, T. Nielsen, N. Pons, J. Poulain, J. Qin, T. Sicheritz‐Ponten, S. Tims, et al., Nature 2011, 473, 174.
I. Garcia‐Mantrana, M. Selma‐Royo, S. Gonzalez, A. Parra‐Llorca, C. Martinez‐Costa, M. C. Collado, Gut Microbes 2020, 11, 962.
E. J. Song, J. H. Shin, J. Microbiol. Biotechnol. 2022, 32, 1497.
J. Wang, W. Li, C. Wang, L. Wang, T. He, H. Hu, J. Song, C. Cui, J. Qiao, L. Qing, L. Li, N. Zang, K. Wang, C. Wu, L. Qi, A. Ma, H. Zheng, X. Hou, F. Liu, L. Chen, J. Diabetes Res. 2020, 2020, 6047145.
A. C. De Moraes, G. R. Fernandes, I. T. Da Silva, B. Almeida‐Pititto, E. P. Gomes, A. D. Pereira, S. R. Ferreira, Front. Cell Infect. Microbiol. 2017, 7, 47.
M. F. Hjorth, H. M. Roager, T. M. Larsen, S. K. Poulsen, T. R. Licht, M. I. Bahl, Y. Zohar, A. Astrup, Int. J. Obes. (Lond.) 2018, 42, 284.
P. Kovatcheva‐Datchary, A. Nilsson, R. Akrami, Y. S. Lee, F. De Vadder, T. Arora, A. Hallen, E. Martens, I. Bjorck, F. Backhed, Cell Metab. 2015, 22, 971.
L. Christensen, S. Vuholm, H. M. Roager, D. S. Nielsen, L. Krych, M. Kristensen, A. Astrup, M. F. Hjorth, J. Nutr. 2019, 149, 2174.
L. Christensen, H. M. Roager, A. Astrup, M. F. Hjorth, Am. J. Clin. Nutr. 2018, 108, 645.
J. L. Sonnenburg, F. Backhed, Nature 2016, 535, 56.
T. Yntema, D. P. Y. Koonen, F. Kuipers, Nutrients 2023, 15, 1850.
W. Jia, G. Xie, W. Jia, Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2018, 15, 111.
R. G. Pushpass, S. Alzoufairi, K. G. Jackson, J. A. Lovegrove, Nutr. Res. Rev. 2022, 35, 161.
X. Wu, S. Yin, C. Cheng, C. Xu, J. Peng, Front. Vet. Sci. 2021, 8, 756910.
K. Makki, H. Brolin, N. Petersen, M. Henricsson, D. P. Christensen, M. T. Khan, A. Wahlstrom, P. O. Bergh, V. Tremaroli, K. Schoonjans, H. U. Marschall, F. Backhed, Gut 2023, 72, 314.
D. Xing, Q. Zhou, Y. Wang, J. Xu, Biol. Trace Elem. Res. 2023, 201, 1205.
P. Portincasa, L. Bonfrate, M. Vacca, M. De Angelis, I. Farella, E. Lanza, M. Khalil, D. Q. Wang, M. Sperandio, A. Di Ciaula, Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 1105.
D. Salamone, A. A. Rivellese, C. Vetrani, Acta Diabetol. 2021, 58, 1131.
K. Xue, Y. Liu, K. N. Iversen, M. Mazidi, Z. Qu, C. Dong, T. Jin, G. Hallmans, P. Aman, A. Johansson, G. He, R. Landberg, Front. Nutr. 2020, 7, 608623.
Y. Liu, K. Xue, K. N. Iversen, Z. Qu, C. Dong, T. Jin, G. Hallmans, P. Aman, A. Johansson, G. He, R. Landberg, Food Funct. 2021, 12, 9141.
G. Kakiyama, A. Muto, H. Takei, H. Nittono, T. Murai, T. Kurosawa, A. F. Hofmann, W. M. Pandak, J. S. Bajaj, J. Lipid Res. 2014, 55, 978.
C. Thomas, R. Pellicciari, M. Pruzanski, J. Auwerx, K. Schoonjans, Nat. Rev. Drug Discov. 2008, 7, 678.
F. Rohart, B. Gautier, A. Singh, K. A. Le Cao, PLoS Comput. Biol. 2017, 13, e1005752.
A. Singh, C. P. Shannon, B. Gautier, F. Rohart, M. Vacher, S. J. Tebbutt, K. A. Le Cao, Bioinformatics 2019, 35, 3055.
J. Bajerska, S. Mildner‐Szkudlarz, J. Walkowiak, J. Med. Food 2015, 18, 698.
J. Lappi, H. Mykkanen, K. E. Bach Knudsen, P. Kirjavainen, K. Katina, J. Pihlajamaki, K. Poutanen, M. Kolehmainen, Nutr. J. 2014, 13, 104.
K. S. Leinonen, K. S. Poutanen, H. M. Mykkanen, J. Nutr. 2000, 130, 164.
M. Lankinen, U. Schwab, P. V. Gopalacharyulu, T. Seppanen‐Laakso, L. Yetukuri, M. Sysi‐Aho, P. Kallio, T. Suortti, D. E. Laaksonen, H. Gylling, K. Poutanen, M. Kolehmainen, M. Oresic, Nutr. Metab. Cardiovasc Dis. 2010, 20, 249.
O. Prykhodko, J. Sandberg, S. Burleigh, I. Björck, A. Nilsson, F. Fåk Hållenius, Front. Nutr. 2018, 5, 45.
M. Candela, E. Biagi, M. Soverini, C. Consolandi, S. Quercia, M. Severgnini, C. Peano, S. Turroni, S. Rampelli, P. Pozzilli, M. Pianesi, F. Fallucca, P. Brigidi, Br. J. Nutr. 2016, 116, 80.
M. Gurung, Z. Li, H. You, R. Rodrigues, D. B. Jump, A. Morgun, N. Shulzhenko, EBioMedicine 2020, 51, 102590.
J. Y. Yang, Y. S. Lee, Y. Kim, S. H. Lee, S. Ryu, S. Fukuda, K. Hase, C. S. Yang, H. S. Lim, M. S. Kim, H. M. Kim, S. H. Ahn, B. E. Kwon, H. J. Ko, M. N. Kweon, Mucosal Immunol. 2017, 10, 104.
P. Gauffin Cano, A. Santacruz, A. Moya, Y. Sanz, PLoS One 2012, 7, e41079.
M. Federici, X. Zhang, D. Shen, Z. Fang, Z. Jie, X. Qiu, C. Zhang, Y. Chen, L. Ji, PLoS One 2013, 8, e71108.
H. G. Peach, N. E. Barnett, J. Clin. Pathol. 2001, 54, 466.
H. M. Roager, T. R. Licht, S. K. Poulsen, T. M. Larsen, M. I. Bahl, Appl. Environ. Microbiol. 2014, 80, 1142.
G. Den Besten, K. Van Eunen, A. K. Groen, K. Venema, D. J. Reijngoud, B. M. Bakker, J. Lipid Res. 2013, 54, 2325.
A. Mayorga‐Ramos, C. Barba‐Ostria, D. Simancas‐Racines, L. P. Guaman, Front. Nutr. 2022, 9, 1067647.
T. Arora, V. Tremaroli, Front. Endocrinol. (Lausanne) 2021, 12, 761834.
S. Coppola, C. Avagliano, A. Calignano, R. Berni Canani, Molecules 2021, 26, 682.
N. H. Kwon, P. L. Fox, S. Kim, Nat. Rev. Drug Discov. 2019, 18, 629.
Y. Yu, P. Zhao, S. Zhai, Aquac. Rep. 2022, 26, 101283.
G. Calderon, A. Mcrae, J. Rievaj, J. Davis, I. Zandvakili, S. Linker‐Nord, D. Burton, G. Roberts, F. Reimann, B. Gedulin, A. Vella, N. F. Larusso, M. Camilleri, F. M. Gribble, A. Acosta, EBioMedicine 2020, 55, 102759.
G. C. Manrique, J. Davis, A. N. Bonis, D. Khemani, B. Gedulin, A. Vella, M. Camilleri, A. Acosta, Diabetes 2018, 67, 128.
J. Y. Lee, H. Arai, Y. Nakamura, S. Fukiya, M. Wada, A. Yokota, J. Lipid Res. 2013, 54, 3062.
T. Dos Reis Araujo, M. Roberta Rodrigues Muniz, B. Lourenconi Alves, L. Monali Barreto Dos Santos, M. Fernandes Bonfim, J. Alves Da Silva Junior, J. Franciesco Vettorazzi, C. Cesar Zoppi, E. Magalhaes Carneiro, Food Res. Int. 2022, 156, 111331.
X. Liu, Y. Wang, H. Ji, K. Aihara, L. Chen, Nucleic Acids Res. 2016, 44, e164.
J. Friedman, E. J. Alm, PLoS Comput. Biol. 2012, 8, e1002687.