MASHが肝臓の健康に与える影響が増してきてるね。
食事、MASH、肝臓の健康の関係を探る。
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最近、ライフスタイルの変化が肥満や2型糖尿病といった深刻な健康問題を引き起こしていて、これは肝臓病とも密接に関係してるんだ。今のところ、主要な肝臓の問題の一つが非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)で、これが世界中の成人の約30%に影響を与えてて、深刻な健康への影響がある。アメリカでは、この問題が急速に増えてきていて、肝臓関連の病気の増加に貢献してる。
NAFLDは最近、代謝機能障害関連脂肪肝疾患(MASLD)とも呼ばれることが多くなった。この状態は、代謝機能障害関連脂肪肝炎(MASH)というより重い形に進行することがあるって最近の研究で推定されている。世界の約5%がMASHにかかってるかもしれないんだって。
MASHって何?
MASHはいくつかの症状を伴う。肝臓に脂肪が蓄積し、炎症が起き、肝細胞が損傷し、繊維化という異なるスカーフィングが見られる。この病気は、肝硬変や肝がんといったより深刻な肝臓の問題を引き起こす可能性がある。実際、MASHはアメリカで肝臓移植が必要になる理由の2番目多い原因になっていて、肥満がこの増加に大きく関与してる。
肥満がますます一般的になっているから、肝臓病に直面する人の数がかなり増える可能性が高い。この増加は医療システムに大きな財政的負担をかけるかもしれない。だから、MASHを引き起こす生物学的プロセスについて学ぶことがすごく重要で、予防や治療のためのより良い方法を考えることができるんだ。
肝臓の役割
肝臓は多くの身体の機能に中心的役割を果たしてる。グルコースや脂肪、ケトンといったエネルギー源を体に供給するし、肝細胞の中にある小さな構造物であるミトコンドリアは、栄養素を分解してエネルギーを生産するのに重要な役割を持ってる。ミトコンドリアの問題はMASHの発症に関係してるって言われてる。
MASHに貢献してる可能性のある要因はいくつかあるとはいえ、この状態が細胞レベルでどのように進行するかの詳細はまだ不明な部分が多い。科学者たちは、MASHのケースではミトコンドリアに問題が起きることがよくあるのを確認したんだ。
Top1MTの重要性
ミトコンドリアトポイソメラーゼI(Top1MT)という重要なタンパク質がミトコンドリアの中にだけ存在するんだ。これは、これらの構造内のDNAを管理するのを助ける。Top1MTはミトコンドリアの正しい機能に欠かせなくて、ミトコンドリアDNAへのストレスを解放して、このDNAの成長と組織修復をサポートしてるんだ。
新しい研究によると、Top1MTはミトコンドリア内のタンパク質を構築するのにも役立つかもしれない。この機能は、ミトコンドリアを保護し、高脂肪の食事のような困難に直面したときに肝細胞を支えることができる。Top1MTが少ないと、肝細胞が損傷したり死んだりするかもしれないんだ。
Top1MTに関する研究の結果
Top1MTが肝臓の健康に与える役割を調べるために、研究者たちは2つのグループのマウスをテストした:Top1MTがあるグループとないグループ。どちらのグループも16週間、高脂肪の食事を与えられた。食べる量や体重の増加は同じだったけど、Top1MTが欠けてるマウスは生存率が低く、より悪い結果を示した。
これらのマウスでは、肝臓の重さと体重の比率がかなり増加した。血液検査では肝臓酵素のレベルが高くなっていて、肝臓の損傷を示してた。さらに、コレステロールのレベルも上がっていて、体が高脂肪の食事にうまく適応してなかったことを示唆している。
Top1MT欠損マウスの肝臓損傷
Top1MTのないマウスは、高脂肪食の後に肝臓の炎症や損傷のレベルが高く見られた。肝臓のサンプルを調べたところ、脂肪の蓄積が増えていて、肝細胞の損傷も目立っていた。この分析では、Top1MTありのマウスと比べて、これらのマウスがMASHのより深刻な症状を経験していることが示された。
さらに、研究では、損傷がオスのマウスでより顕著に見られ、一般的に肝臓病により影響されることが多いとされてる。だから、研究者たちは後の分析のためにオスのマウスに焦点を当てたんだ。
ミトコンドリアの問題
ミトコンドリアは脂肪を分解するのに重要で、脂肪の沈着物の近くに見られることが多い。Top1MTがないマウスでは、高脂肪食の後にミトコンドリアの構造や数が変わってた。脂肪の近くにミトコンドリアが増えてたけど、全体の数はやや減少してた。
Top1MT欠損マウスのミトコンドリアは、Top1MTがあるマウスのものよりも大きくて長かった。肝臓のミトコンドリアDNAのコピー数は安定してたけど、これらのマウスはエネルギーレベルが低下してた、つまりミトコンドリアがうまく機能してなかったってこと。
この効率の低下は、酸化ストレスの増加に関連していて、さらなる肝臓の問題を引き起こしてた。
肝細胞機能の障害
Top1MTがないと肝細胞にどんな影響があるかを見るために、科学者たちは高脂肪食を1週間与えたTop1MT欠損マウスから肝細胞を分析した。結果、Top1MTのあるマウスの肝細胞と比べて、これらの細胞が生存に苦しんでいることが分かった。
Top1MT欠損細胞は脂肪分が高く、ミトコンドリアの質量には変化がなかった。さらに、これらの細胞はエネルギー生産が減少してて、高脂肪食にさらされたときのミトコンドリアの機能が悪いことを示してた。
炎症と繊維化
研究は、MASHが肝臓の炎症を増加させることと関連していることを示している。Top1MTがないマウスは、高脂肪食による肝臓内のストレス関連タンパク質や免疫細胞のレベルが高いことから炎症の兆候を示してた。
これらの免疫細胞の存在や肝臓内の繊維性組織の蓄積は、高脂肪食による損傷に体が反応していることを示唆してる。この研究では、画像診断を通じて、これらのマウスがしばらくの間この食事を続けると肝臓に繊維化が見られ、Top1MTのあるマウスでは見られなかったことが示された。
結論
高脂肪食が肝臓の健康にどのように影響するかの探求は、Top1MTタンパク質の重要性を強調している。このタンパク質が欠けているマウスは、深刻な肝臓の状態が発展しやすい。彼らは、ミトコンドリア機能障害に関連した炎症や損傷が増大している。
これらの発見は、全体的な肝臓の健康におけるミトコンドリア機能の重要性を強調している。Top1MTの働きを理解することで、食事や代謝に関連する肝臓病の治療や予防の新しい方法が見つかるかもしれない。
肥満が増加し続ける中で、高脂肪食とそれに関連する肝臓病の健康リスクに対抗するための効果的な戦略を開発するために、引き続き研究が必要だね。
タイトル: Mitochondrial topoisomerase I (Top1MT) prevents the onset of metabolic dysfunction-associated steatohepatitis (MASH) in mice
概要: High fat (HF) diet is a major factor in the development of metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) and steatohepatis (MASH), and mitochondria have been proposed to play a role in the pathogenesis of HF diet-induced MASH. Because Mitochondrial topoisomerase I (Top1MT) is exclusively present in mitochondria and Top1MT knock-out mice are viable, we were able to assess the role of Top1MT in the development of MASH. We show that after 16 weeks of HF diet, mice lacking Top1MT are prone to the development of severe MASH characterized by liver steatosis, lobular inflammation and hepatocyte damage. Mice lacking Top1MT also show prominent mitochondrial dysfunction, ROS production and mitochondrial DNA (mtDNA) release, accompanied by hepatic inflammation and fibrosis. In summary, our study demonstrates the importance of Top1MT in sustaining hepatocyte functions and suppressing MASH.
著者: Yves Pommier, S. A. Baechler, L. K. Saha, V. M. Factor, C. Chitinis, A. Dhall, D. Becker, J. U. Marquardt
最終更新: 2024-09-05 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.05.611454
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.05.611454.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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