肝細胞ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸を減少させたオキシダーゼ4は、マウスの脂肪性肝炎の発症中にストレスシグナル伝達、線維症、およびインスリン感受性を調節します

背景と目的：反応性酸化種（ROS）は、非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）の進行に関与していると考えられています。しかし、肝細胞におけるROS源や疾患の進行におけるその役割についてはほとんど知られていない。ナッシュの患者と脂肪性肝炎のマウスの肝臓組織におけるニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸リン酸塩の減少オキシダーゼ4（NOX4）の効果を研究しました。 方法：NASHの5人の患者と、単純な脂肪症の4人の患者と、カリフォルニア大学Davis Cancer Center Biorepositoryの脂肪症（対照）の5人の患者から肝生検サンプルが得られました。NOX4（NOX4（HEPKO））およびNOX4（FLOXP+/+）C57BL/6マウス（コントロール）の肝細胞特異的欠失を伴うマウスに、ファーストフード食（高フルクトースコーンシロップを補充）またはコリン欠損L-アミノを投与しました20週間、脂肪性肝炎、またはコントロール食を誘発するための酸の定義食を定義しました。マウスの別のグループにNOX4阻害剤（GKT137831）が投与されました。肝臓組織を収集し、免疫ブロット分析を実施し、NOX4、炎症と線維症のマーカー、二本鎖活性化プロテインキナーゼ、およびホスホ-EIF-2αキナーゼ媒介ストレスシグナル伝達経路のレベルを決定しました。PP1Cの酸化とホスファターゼ活性を決定するために、高インスリン血症性血糖クランプ研究と免疫沈降分析を実施しました。 結果：NOX4のレベルは、対照と比較してNASH患者で増加しました。NOX4の肝細胞特異的欠失は、食事誘発性脂肪性肝炎を伴うマウスの酸化ストレス、脂質過酸化、および肝線維症を減少させました。NOX4の小分子阻害剤は、肝臓炎症と線維化を減少させ、食事誘発性脂肪性肝炎を伴うマウスのインスリン感受性を増加させました。一次肝細胞では、NOX4はホスファターゼpp1cの活性を低下させ、二本鎖RNA活性化プロテインキナーゼの活性化と細胞外シグナル調節キナーゼ媒介ストレスシグナルのリン酸化を延長しました。GKT137831を投与されたNOX4およびマウスの肝細胞特異的欠失を伴うマウスは、インスリン感受性を高めました。 結論：NOX4は、肝臓の酸化ストレスを調節し、そのレベルはNASH患者と食事誘発性脂肪性肝炎の患者で増加します。NOX4の阻害剤は、肝臓の炎症と線維症を減少させ、インスリン感受性を高め、NASHの治療のために開発される可能性があります。

BACKGROUND & AIMS: Reactive oxidative species (ROS) are believed to be involved in the progression of nonalcoholic steatohepatitis (NASH). However, little is known about the sources of ROS in hepatocytes or their role in disease progression. We studied the effects of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate reduced oxidase 4 (NOX4) in liver tissues from patients with NASH and mice with steatohepatitis. METHODS: Liver biopsy samples were obtained from 5 patients with NASH, as well as 4 patients with simple steatosis and 5 patients without steatosis (controls) from the University of California, Davis Cancer Center Biorepository. Mice with hepatocyte-specific deletion of NOX4 (NOX4(hepKO)) and NOX4(floxp+/+) C57BL/6 mice (controls) were given fast-food diets (supplemented with high-fructose corn syrup) or choline-deficient l-amino acid defined diets to induce steatohepatitis, or control diets, for 20 weeks. A separate group of mice were given the NOX4 inhibitor (GKT137831). Liver tissues were collected and immunoblot analyses were performed determine levels of NOX4, markers of inflammation and fibrosis, double-stranded RNA-activated protein kinase, and phospho-eIF-2α kinase-mediated stress signaling pathways. We performed hyperinsulinemic-euglycemic clamp studies and immunoprecipitation analyses to determine the oxidation and phosphatase activity of PP1C. RESULTS: Levels of NOX4 were increased in patients with NASH compared with controls. Hepatocyte-specific deletion of NOX4 reduced oxidative stress, lipid peroxidation, and liver fibrosis in mice with diet-induced steatohepatitis. A small molecule inhibitor of NOX4 reduced liver inflammation and fibrosis and increased insulin sensitivity in mice with diet-induced steatohepatitis. In primary hepatocytes, NOX4 reduced the activity of the phosphatase PP1C, prolonging activation of double-stranded RNA-activated protein kinase and phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase-mediated stress signaling. Mice with hepatocyte-specific deletion of NOX4 and mice given GKT137831 had increased insulin sensitivity. CONCLUSIONS: NOX4 regulates oxidative stress in the liver and its levels are increased in patients with NASH and mice with diet-induced steatohepatitis. Inhibitors of NOX4 reduce liver inflammation and fibrosis and increase insulin sensitivity, and might be developed for treatment of NASH.