アセトアミノフェンの過剰摂取後の肝細胞による胆汁酸取り込みの中断は、肝毒性を改善します

背景と目的：アセトアミノフェン（APAP）の過剰摂取は、急性肝不全の頻繁な原因のままであり、一般に血清胆汁酸（BAS）のレベルの増加を伴います。しかし、BASの病態生理学的役割はとらえどころのないままです。ここでは、APAP誘発性肝毒性におけるBASの役割を調査しました。 方法：マウスのBA輸送を調査し、マウスの血清およびAPAP過剰摂取の患者の内因性BA濃度を定量化し、肝臓組織と胆汁を質量分析と胆汁に分析し、マルディマス分光測定イメージングを分析し、血液の完全性を評価しました。胆汁バリアと、タイト接合タンパク質の免疫染色と蛍光マーカーの吸血力のイメージングによる酸化ストレスの役割は、細胞内細胞毒性濃度のBASを特定し、血液から肝細胞へのBAの取り込みをブロックする介入を実行しました。 結果：細胞死の発症前は、APAPの過剰摂取は、血液バリアの障壁の違反と一致する腹腔内小葉ゾーンで大規模な酸化ストレスを引き起こします。その結果、胆管筋から副鼻腔の血液にBASが漏れ、その後、基底外側膜を介した肝細胞への取り込み、カナリキュリへの分泌と繰り返しサイクリングが続きます。これは、私たちがBASの「無駄なサイクリング」と呼んだものは、肝細胞の死を引き起こすのに十分な高さの細胞内BA濃度の増加をもたらしました。しかし、重要なことに、Myrcludex BとOATPノックアウトを使用した薬理学的NTCP閉塞によるBA再廃止の中断により、APAP誘発性肝毒性が大幅に減少しました。 結論：APAPの過剰摂取は、肝細胞の死を引き起こす無駄なBAサイクリングにつながる血液バイル障壁の違反を引き起こします。BAサイクリングの予防は、APAP中毒後の治療オプションを表す場合があります。 レイの概要：アセトアミノフェンの過剰摂取の治療のために承認されたN-アセチルシステイン1つの薬物のみが承認されており、摂取後約8時間以内に投与された場合にのみ有効です。アセトアミノフェンの過剰摂取が肝細胞の胆汁酸濃度（上記の毒性閾値）の増加を引き起こすメカニズムを特定しました。このメカニズムをブロックすると、マウスのアセトアミノフェン誘発性肝毒性が予防され、患者からの証拠は、この療法が摂取後、N-アセチルシステインと比較してより長い期間有効である可能性があることを示唆しています。

BACKGROUND & AIMS: Acetaminophen (APAP) overdose remains a frequent cause of acute liver failure, which is generally accompanied by increased levels of serum bile acids (BAs). However, the pathophysiological role of BAs remains elusive. Herein, we investigated the role of BAs in APAP-induced hepatotoxicity. METHODS: We performed intravital imaging to investigate BA transport in mice, quantified endogenous BA concentrations in the serum of mice and patients with APAP overdose, analyzed liver tissue and bile by mass spectrometry and MALDI-mass spectrometry imaging, assessed the integrity of the blood-bile barrier and the role of oxidative stress by immunostaining of tight junction proteins and intravital imaging of fluorescent markers, identified the intracellular cytotoxic concentrations of BAs, and performed interventions to block BA uptake from blood into hepatocytes. RESULTS: Prior to the onset of cell death, APAP overdose causes massive oxidative stress in the pericentral lobular zone, which coincided with a breach of the blood-bile barrier. Consequently, BAs leak from the bile canaliculi into the sinusoidal blood, which is then followed by their uptake into hepatocytes via the basolateral membrane, their secretion into canaliculi and repeated cycling. This, what we termed 'futile cycling' of BAs, led to increased intracellular BA concentrations that were high enough to cause hepatocyte death. Importantly, however, the interruption of BA re-uptake by pharmacological NTCP blockage using Myrcludex B and Oatp knockout strongly reduced APAP-induced hepatotoxicity. CONCLUSIONS: APAP overdose induces a breach of the blood-bile barrier which leads to futile BA cycling that causes hepatocyte death. Prevention of BA cycling may represent a therapeutic option after APAP intoxication. LAY SUMMARY: Only one drug, N-acetylcysteine, is approved for the treatment of acetaminophen overdose and it is only effective when given within ∼8 hours after ingestion. We identified a mechanism by which acetaminophen overdose causes an increase in bile acid concentrations (to above toxic thresholds) in hepatocytes. Blocking this mechanism prevented acetaminophen-induced hepatotoxicity in mice and evidence from patients suggests that this therapy may be effective for longer periods after ingestion compared to N-acetylcysteine.