Interactions entre horloges cérébrales et prise alimentaire : aspects temporels et métaboliques

Responsables : Patrick Vuillez & Etienne Challet


Notre équipe a démontré que les facteurs métaboliques modulent le fonctionnement de l’horloge principale située dans les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus (SCN). Entre autres, les signaux métaboliques associés à un régime hypocalorique, indépendamment de l’horaire d’alimentation, peuvent modifier le fonctionnement de l’horloge suprachiasmatique et augmenter ses réponses circadiennes à la lumière. Inversement, un régime hypercalorique ralentit l’horloge suprachiasmatique et réduit ses réponses circadiennes à la lumière. Pour comprendre la rétroaction métabolique sur les cellules suprachiasmatiques, nous identifions les signaux périphériques (hormones métaboliques et métabolites plasmatiques) susceptibles d’agir sur l’horloge principale et étudions leurs potentialités synchronisatrices in vivo et in vitro.
La capacité de prévoir et d’anticiper l’heure du repas est critique pour la survie de la plupart des animaux. En réponse à un accès limité à la nourriture, les animaux présentent un comportement d’anticipation qui précède l’heure du repas. Ce comportement d’anticipation implique une « horloge alimentaire », constituée d’un réseau d’horloges cérébrales mises à l’heure par l’ingestion de nourriture. Notre travail pionnier dans ce domaine a identifié le cervelet comme étant une structure-horloge appartenant au réseau de l’horloge alimentaire, dont font également partie des structures de l’hypothalamus et du tronc cérébral impliquées dans la régulation du métabolisme. En ce qui concerne les rouages moléculaires de l’horloge alimentaire, notre travail récent a révélé que le gène d’horloge Rev-erbα est nécessaire au fonctionnement de l’horloge alimentaire. A présent, nous étudions quelles horloges cérébrales contrôlent le cycle journalier d’alimentation/jeûne et l’anticipation des repas et quels sont les facteurs chronomodulateurs liés au repas qui mettent à l’heure l’horloge alimentaire. Les propriétés d’oscillation du réseau cérébral synchronisé par l’alimentation sont caractérisées sur tranches organotypiques en utilisant des techniques de bioluminescence in vitro.



Membres

Etienne Challet

Patrick Vuillez

Collaborateurs

Fabrice Bertile (IPHC, CNRS, Univ Strasbourg, F)
Khalid El Allali (Institut Agronomique & Vétérinaire Hassan II, MO)
Andries Kalsbeek (Univ Amsterdam, NL)
Ralph Mistlberger (Univ Burnaby, CA)



Publications choisies

Challet E (2019). The circadian regulation of food intake. Nat Rev Endocrinol 15: 393-405.

Sen S, Dumont S, Sage-Ciocca D, Reibel S, de Goede P, Kalsbeek A, Challet E (2018). Expression of the clock gene Rev-erba in the brain controls the circadian organization of food intake and locomotor activity, but not daily variations of energy metabolism. J Neuroendocrinol 30: e12557.

Sen S, Raingard H, Dumont S, Kalsbeek A, Vuillez P, Challet E (2017). Ultradian feeding in mice not only affects the peripheral clock in the liver, but also the master clock in the brain. Chronobiol Int 34: 17-36.

Delezie J, Dumont S, Sandu C, Reibel S, Pevet P, Challet E (2016) Rev-erba in the brain is essential for circadian food entrainment. Sci Rep 6: 29386.