La surcharge en fer alimentaire améliore l'inflammation hépatique induite par le régime occidental et modifie le métabolisme des lipides chez les rats partageant une similitude avec le DIOS humain

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 21414 (2022) Citer cet article

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La surcharge hépatique en fer est souvent concomitante avec la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD). Le syndrome de surcharge en fer dysmétabolique (DIOS) se caractérise par une augmentation des réserves de fer du foie et de l'organisme et des composants du syndrome métabolique. De plus en plus de preuves suggèrent un chevauchement entre NAFLD avec surcharge en fer et DIOS ; cependant, le mécanisme par lequel le fer est impliqué dans leur pathogenèse reste incertain. Ici, nous avons étudié le rôle du fer dans la pathologie d'un modèle de rat de NAFLD avec surcharge en fer. Les rats nourris avec un régime occidental (riche en graisses et en fructose) pendant 26 semaines présentaient une stéatose hépatique avec une augmentation du poids corporel et une dyslipidémie. L'ajout d'une surcharge en fer alimentaire au régime alimentaire occidental a encore augmenté les triglycérides et le cholestérol sériques et a renforcé l'inflammation hépatique ; le foie affecté présentait un dépôt de fer intense dans les macrophages sinusoïdaux / cellules de Kupffer, associé à une translocation nucléaire de NFκB et à une régulation positive des cytokines liées à Th1 / M1. Le présent modèle serait utile pour étudier le mécanisme sous-jacent au développement et à la progression de la NAFLD ainsi que du DIOS, et pour élucider un rôle important du fer en tant que l'un des facteurs de «coups multiples».

La stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) est la cause la plus fréquente de maladies chroniques du foie dans le monde aujourd'hui. Il est fortement associé au syndrome métabolique (MetS) comprenant l'obésité, le diabète sucré de type 2 (T2DM), la dyslipidémie et l'hypertension. La prévalence de la NAFLD dans la population mondiale est estimée à 25 % avec une augmentation constante au cours de la dernière décennie en raison de l'augmentation du nombre de patients MetS1,2. La plupart des patients présentent une accumulation de triglycérides hépatiques avec une lésion et une inflammation hépatocellulaires minimes (stéatose simple ou stéatose hépatique non alcoolique [NAFL]), tandis que certains patients présentent une accumulation de triglycérides hépatiques avec plus de lésions hépatocellulaires et d'inflammation (stéatohépatite non alcoolique ; NASH), qui peut évoluer à la fibrose hépatique/cirrhose et enfin au carcinome hépatocellulaire (CHC). Des études épidémiologiques estiment que la prévalence de la NASH est de 59 % et de 6,7 à 30 % chez les patients NAFLD biopsiés et les patients NAFLD non biopsiés, respectivement, 0,5 % d'entre eux évoluant vers le CHC1.

Bien que des efforts intensifs aient trouvé des agents thérapeutiques pour la NAFLD avec une amélioration de l'état de la maladie, des défis non relevés demeurent encore largement3. L'une des principales raisons de cette difficulté est que la pathogenèse sous-jacente à la progression de la NAFLD est assez complexe et multifactorielle. Une hypothèse « à succès multiples », affirmant que différents facteurs étiologiques (par exemple, la résistance à l'insuline, la lipotoxicité, le stress oxydatif, l'altération de l'immunité et la dysbiose intestinale) agissent en parallèle et en synergie au cours du développement et de la progression de la maladie, est largement acceptée pour comprendre la pathogenèse de NAFLD4,5. Ainsi, l'établissement de modèles animaux précliniques représentant le spectre complet de la NAFLD humaine est très difficile mais est fortement nécessaire pour le développement de traitements efficaces pour la NAFLD6,7.

Le fer est un micronutriment essentiel pour le corps car il est nécessaire aux processus biologiques vitaux tels que le transport de l'oxygène, la respiration mitochondriale, la synthèse de l'ADN nucléique et la signalisation cellulaire8,9. L'excès de fer s'accumule dans certains organes, notamment le foie, le cœur et les glandes endocrines, entraînant des lésions tissulaires via la génération d'espèces réactives de l'oxygène par la réaction de Fenton9. La dysrégulation du fer, se manifestant par des taux d'hepcidine sériques trop bas et une hyperferritinémie, est fréquente dans les maladies hépatiques chroniques, alors qu'un taux élevé d'hepcidine sérique et hépatique a été signalé dans la NAFLD puisque l'obésité et le diabète sont considérés comme augmentant la production d'hepcidine10,11. Une accumulation hépatique de fer était présente chez 30 à 35 % des patients atteints de NAFLD et plusieurs études épidémiologiques ont suggéré une association entre des réserves de fer corporelles élevées et le MetS, la NAFLD et la résistance à l'insuline12,13,14. De plus, d'autres études ont suggéré que la présence et le schéma du dépôt de fer hépatique sont associés à une fibrose hépatique avancée, à une lésion des hépatocytes et à une stéatohépatite dans la NAFLD12,15,16.

Le syndrome de surcharge en fer dysmétabolique (DIOS) est une affection définie par une augmentation des réserves corporelles en fer associée à divers composants du MetS en l'absence de toute cause identifiable de surcharge en fer. Il est cliniquement diagnostiqué avec une hyperferritinémie, une saturation de la transferrine normale ou modérément augmentée et la présence de composants MetS17,18,19,20,21. DIOS et NAFLD sont considérés comme fortement corrélés ; environ 50 % des patients atteints de DIOS ont une NAFLD, tandis que plus de 30 % des patients atteints de NAFLD ont un DIOS18,21.

Bien que des preuves émergentes aient suggéré une association entre la NAFLD, la surcharge en fer et le MetS, les mécanismes par lesquels le fer favorise la progression de ces maladies métaboliques restent flous18. Le modèle animal applicable avec surcharge en fer, qui représente les conditions hépatiques et corporelles de la NAFLD humaine, nous permettrait de comprendre l'influence du fer sur les maladies métaboliques. Nous avons précédemment montré une augmentation de l'inflammation hépatique avec une régulation positive des cytokines pro-inflammatoires par une supplémentation en fer alimentaire dans un modèle de NAFLD22 chez le rat. Cependant, le modèle précédent n'avait qu'une légère accumulation de fer dans le foie; il est insuffisant pour étudier le lien croisé entre NAFLD et DIOS. À notre connaissance, il n'existe pas de modèle établi représentant les phénotypes cliniques et pathologiques de la NAFLD avec surcharge en fer et du DIOS. Par conséquent, cette étude vise à révéler le rôle pathologique de la surcharge en fer dans la pathogenèse de la NAFLD, en se concentrant sur la question de savoir si et comment la surcharge en fer affecte la maladie en tant que l'un des facteurs de "coups multiples", en utilisant un nouveau modèle animal avec des effets à long terme. alimentation d'un régime occidental avec supplémentation en fer.

Les rats des groupes régime occidental (WD) et occidental plus régime riche en fer (WD + Fe) ont montré une augmentation du poids corporel basée sur un apport calorique accru, par rapport aux groupes contrôle (Cont) et régime riche en fer (Fe), respectivement ( Fig. 1b, c). Les rats du groupe à régime riche en fer (Fe) avaient un poids corporel inférieur à celui du groupe Cont, malgré une consommation alimentaire et un apport calorique plus élevés (Fig. 1a – c). Il a été démontré que l'augmentation de l'appétit chez les rongeurs nourris avec un régime riche en fer est associée à une régulation négative de la leptine dépendante de la protéine de liaison à l'élément sensible à l'AMPc (CREB) dans les adipocytes23. Le poids corporel inférieur dans le groupe Fe peut s'expliquer par une découverte précédente selon laquelle la surcharge en fer a des effets métaboliques bénéfiques en régulant à la hausse l'activité de la protéine kinase activée par l'AMP dans le muscle squelettique et le foie 24. Les foies des groupes Cont et Fe présentaient une apparence brute normale . En revanche, les foies des groupes WD et WD + Fe présentaient une hépatomégalie avec décoloration diffuse (Fig. 1d), évoquant une stéatose hépatique. Les poids absolu et relatif du foie ont augmenté dans les groupes WD et WD + Fe par rapport aux groupes Cont et Fe (poids absolu du foie ; P = 0,0055 pour WD vs Cont, P < 0,0001 pour WD + Fe vs Cont, P = 0,0049 pour WD vs Fe et P < 0,0001 pour WD + Fe vs Fe, poids relatif du foie ; P = 0,0003 pour WD vs Cont, P < 0,0001 pour WD + Fe vs Cont, P = 0,006 pour WD vs Fe et P < 0,0001 pour WD + Fe contre Fe); ils étaient plus élevés dans le groupe WD + Fe que dans le groupe WD (poids absolu du foie ; P = 0,0174, poids relatif du foie ; P = 0,0025) (Fig. 1e, f). Histologiquement, les foies des groupes Cont et Fe ne présentaient aucune anomalie détectable (Fig. 2a, d, e, h). Une stéatose microvésiculaire diffuse avec une stéatose macrovésiculaire dispersée a été observée dans les groupes WD et WD + Fe, son degré étant similaire entre les deux groupes (Fig. 2b, c, f, g). Les vacuoles lipidiques dans les hépatocytes des groupes WD et WD + Fe se sont colorées en rouge avec de l'huile rouge O (Fig. 2i – l). Conformément à la stéatose histologique, la teneur en triglycérides hépatiques a augmenté dans les groupes WD (P < 0,0001 vs Cont, P = 0,0001 vs Fe) et WD + Fe (P = 0,0012 vs Cont, P = 0,0016 vs Fe), sans différence significative entre les deux groupes (Fig. 2m).

Changements temporels dans (a) la consommation alimentaire, (b) l'apport calorique et (c) le poids corporel des groupes témoins, WD, WD + Fe et Fe. L'apport calorique a été calculé en multipliant la consommation alimentaire par les calories totales estimées de chaque régime indiqué dans le tableau supplémentaire 1. ( d ) Images brutes des foies des groupes témoins, WD, WD + Fe et Fe à la semaine 26. Barre: 1 cm. (e) Poids absolu et (f) relatif du foie pour 100 g de poids corporel dans les groupes témoins, WD, WD + Fe et Fe à la semaine 26. Les données sont présentées sous forme de boîte et de moustaches (n = 4/groupe). *P < 0,05 contre Cont, †P < 0,05 contre WD et §P < 0,05 contre Fe par ANOVA unidirectionnelle suivie de la comparaison multiple de Tukey.

Histopathologie du foie dans les groupes (a) contrôle, (b) WD, (c) WD + Fe et (d) Fe à la semaine 26. CV : veine centrale. Barre : 100 µm. (e–h) Grossissement plus élevé de l'annonce, respectivement. Barre : 15 µm. Sections colorées à l'huile de rouge O dans le foie des groupes (i) de contrôle, (j) WD, (k) WD + Fe et (l) Fe à la semaine 26. Barre : 50 µm. (m) Teneur en triglycérides hépatiques à la semaine 26. Les données sont présentées sous forme de boîte et de moustaches (n = 4/groupe). *P < 0,05 contre Cont, et §P < 0,05 contre Fe par ANOVA unidirectionnelle suivie de la comparaison multiple de Tukey.

Le fer sérique et hépatique a augmenté dans les groupes Fe (fer sérique ; P < 0,0001, fer hépatique ; P = 0,0071) et WD + Fe (fer sérique ; P = 0,0003, fer hépatique ; P = 0,0262) par rapport au groupe Cont (Fig. 3a , b), associée à une régulation à la hausse de l'hepcidine hépatique (P < 0,0001 pour Fe et WD + Fe vs Cont) (Fig. 3d), le maître régulateur de l'homéostasie systémique du fer8,25. Le fer sérique a également augmenté dans le groupe WD par rapport au groupe Cont (P = 0,0025). La saturation de la transferrine, indiquant la capacité de liaison du transporteur de fer transferrine au fer libre circulant25, a augmenté dans le groupe Fe par rapport aux 3 autres groupes (P <0,0001 vs Cont, WD et WD + Fe) (Fig. 3c). La saturation de la transferrine n'a pas changé dans les groupes WD et WD + Fe malgré l'augmentation du fer sérique ; l'augmentation du fer sérique sans augmentation de la saturation de la transferrine est une caractéristique clinique du DIOS humain17,21. La ferritine sérique, un marqueur largement utilisé pour les réserves corporelles en fer chez l'homme25, n'a pas changé de manière significative entre tous les groupes ; il n'était pas corrélé aux réserves de fer hépatiques (Fig. Supplémentaire S1a, b), comme décrit ailleurs26. La coloration au fer de Perls a révélé une accumulation de fer dans les cellules sinusoïdales et les hépatocytes dans les groupes WD + Fe et Fe par rapport aux groupes Cont et WD (Fig. 3g – j). L'accumulation de fer était plus intense dans les cellules sinusoïdales que dans les hépatocytes des groupes Fe et WD + Fe. L'immunohistochimie combinée à la coloration au fer a démontré que le fer était principalement accumulé dans les macrophages / cellules de Kupffer positifs pour Iba1 dans la sinusoïde (Fig. 3k, l). L'accumulation de fer peut induire un stress oxydatif et a donc souvent été impliquée comme l'un des facteurs clés de la progression de la NAFLD27,28. Le contenu hépatique en malondialdéhyde (MDA), un biomarqueur couramment utilisé pour le stress oxydatif (peroxydation lipidique)28, a augmenté dans le groupe WD + Fe (P = 0,0403 vs WD) (Fig. 3e), tandis que le glutathion hépatique (GSH)/ Le rapport glutathion oxydé (GSSG), un indicateur de l'équilibre stress oxydatif-antioxydant29, n'a pas changé de manière significative (Fig. 3f). Ces résultats suggèrent que le stress oxydatif, du moins au niveau du tissu entier, ne joue pas le rôle majeur dans la pathogenèse de la stéatose hépatique dans ce modèle.

Données biochimiques sanguines sur (a) le fer sérique, (b) la teneur en fer du foie, (c) la saturation de la transferrine et (d) l'expression hépatique de l'ARNm de l'hepcidine à la semaine 26. (d) Les données ont été normalisées par rapport à l'ARNr 18S et exprimées sous forme de changement de facteur du groupe de contrôle. (e) Teneur hépatique en malondialdéhyde (MDA) à la semaine 26, dosée par la méthode des substances réactives à l'acide thiobarbiturique. ( f ) Rapport du contenu hépatique en glutathion (GSH) / glutathion oxydé (GSSG) à la semaine 26. Les données sont présentées sous forme de boîte et de moustaches (n = 4 / groupe). *P < 0,05 contre Cont, †P < 0,05 contre WD et §P < 0,05 contre Fe par ANOVA unidirectionnelle suivie de la comparaison multiple de Tukey. Images de la tache de fer de Perls dans le foie des groupes (g) contrôle, (h) WD, (i) WD + Fe et (j) Fe à la semaine 26. Barre ; 50 μm. IHC pour Iba1 combiné avec la coloration au fer de Perls dans les groupes (k) WD + Fe et (l) Fe à la semaine 26. Les pointes de flèche indiquent une accumulation de fer (colorée en bleu) dans les macrophages/cellules de Kupffer positifs pour Iba1 (colorées en brun). Bar; 30 μm.

Les triglycérides sériques n'ont augmenté que dans le groupe WD + Fe (P = 0,0149 vs Cont) (Fig. 4a). Le cholestérol total sérique a augmenté dans les groupes WD (P < 0,0001 vs Cont et Fe) et WD + Fe (P < 0,0001 vs Cont et Fe) par rapport aux groupes Cont et Fe ; il était plus élevé dans le groupe WD + Fe que dans le groupe WD (P < 0,0001) (Fig. 4b). Les acides gras libres sériques, le glucose et l'insuline ne différaient pas significativement entre tous les groupes (Fig. 4c – e); cependant, la valeur de l'insuline sérique était très élevée chez l'un des quatre rats du groupe WD + Fe (12 949 pg/mL contre 2 107 ± 1 698 pg/mL dans le groupe Cont). La phosphatase alcaline sérique (ALP) a augmenté avec le régime alimentaire occidental (P = 0, 0185 pour WD vs Cont, P = 0, 0014 pour WD vs Fe et P = 0, 0093 pour WD + Fe vs Fe) (Fig. 4f). L'aspartate aminotransférase sérique et l'alanine aminotransférase n'ont pas augmenté dans les groupes WD et WD + Fe et ont diminué dans le groupe Fe (Fig. S2a, b supplémentaires).

Données biochimiques sanguines sur (a) les triglycérides sériques, (b) le cholestérol total, (c) les acides gras libres, (d) le glucose, (e) l'insuline et (f) la phosphatase alcaline (ALP) à la semaine 26. Les données sont présentées sous la forme boîte et moustaches (n = 4/groupe). *P < 0,05 contre Cont, †P < 0,05 contre WD et §P < 0,05 contre Fe par ANOVA unidirectionnelle suivie de la comparaison multiple de Tukey.

Dans le foie, l'insuline favorise la phosphorylation des substrats des récepteurs de l'insuline (IRS1/2) au niveau du résidu tyrosine. Lorsque IRS1 est phosphorylé au niveau de Tyr612, il intervient dans les fonctions métaboliques de l'insuline telles que la suppression de la gluconéogenèse30. Après la phosphorylation de la tyrosine d'IRS1/2, les sérine/thréonine-protéines kinases Akt, en particulier Akt2, sont activées par phosphorylation puis suppriment la phosphorylation et la translocation nucléaire de la protéine de la boîte à fourche O1 (FOXO1), un facteur de transcription régulant la gluconéogenèse et la glycogénolyse30,31 . FOXO1 stimule directement la transcription de Pck1 et G6pc, les principaux gènes gluconéogéniques hépatiques30,31. On considère que les patients MetS présentant une résistance à l'insuline peuvent avoir une inhibition de la phosphorylation de la tyrosine d'IRS1, entraînant une régulation négative de la phosphorylation d'Akt2 ; la suppression de l'activation d'Akt2 maintient FOXO1 dans le noyau, entraînant une activation persistante ou excessive de la gluconéogenèse hépatique32. Dans cette étude, l'expression hépatique de l'IRS1 total ne différait pas significativement entre tous les groupes (Fig. 5a) tandis que la phosphorylation de la tyrosine dans l'IRS1 (Tyr612) diminuait dans WD (P = 0,0002 vs Cont et P < 0,0001 vs Fe) et WD + Groupes Fe (P = 0,0002 contre Cont et P = 0,0087 contre Fe) par rapport aux groupes Cont et Fe (Fig. 5b). L'expression de l'Akt2 total et phosphorylé a également diminué dans WD (Akt2 total ; P = 0,0027 contre Cont et P = 0,0259 contre Fe, Akt2 phosphorylé ; P = 0,007 contre Fe) et WD + Fe (Akt2 total ; P = 0,0002 contre Cont et P = 0,0013 vs Fe, Akt2 phosphorylé ; P = 0,0272 vs Cont et P = 0,0002 vs Fe) (Fig. 5c, d). La translocation nucléaire de FOXO1 n'a pas changé de manière significative entre les quatre groupes (Fig. 5e, f). De plus, l'expression hépatique des gènes Pck1 et G6pc était régulée à la baisse dans les groupes WD et WD + Fe (Fig. S3a, b supplémentaires). Ces données suggèrent que la voie du signal de l'insuline est au moins partiellement altérée dans le foie des groupes WD et WD + Fe.

Expression hépatique de (a) IRS1 total, (b) phospho-IRS1 (Tyr 612), (c) Akt2 total, (d) phospho-Akt2 du lysat de tissu hépatique entier à la semaine 26. Expression hépatique de l'expression de FOXO1 dans le ( e) fractions cytoplasmiques et (f) nucléaires à la semaine 26. La GAPDH et l'histone H2B ont été utilisées pour un contrôle de charge dans l'ensemble du tissu/fraction cytoplasmique et nucléaire, respectivement. Les données sont exprimées en changement de pli par rapport au contrôle et sont présentées sous forme de boîte et de moustaches (n = 4/groupe). *P < 0,05 contre Cont, et §P < 0,05 contre Fe par ANOVA unidirectionnelle suivie de la comparaison multiple de Tukey.

L'examen histopathologique a révélé une augmentation du nombre de foyers inflammatoires dans le lobule hépatique (Fig. 6a, b) dans WD (P = 0,0011 vs Cont et P = 0,0011 vs Fe) et WD + Fe (P < 0,0001 vs Cont et P < 0,0001 vs groupes Fe) ; le nombre est beaucoup plus élevé dans WD + Fe que dans le groupe WD (P < 0,0001). L'expression hépatique des gènes de cytokines a augmenté dans WD (IL1β ; P = 0,0254 vs Cont, IL10 ; P = 0,038 vs Cont) et/ou WD + Fe (TNFα ; P = 0,0035 vs Cont et P = 0,0028 vs Fe, IFNγ ; P = 0,0001 contre Cont et P = 0,0001 contre Fe, IL1β ; P = 0,0047 contre Cont, IL10 ; P = 0,0013 contre Cont et P = 0,0026 contre Fe) (Fig. 6c–f) ; l'expression de TNFα et IFNγ était plus élevée dans le groupe WD + Fe que dans le groupe WD (TNFα ; P = 0,0352, IFNγ ; P = 0,0004). Les macrophages tissulaires sont fonctionnellement classés en type M1 activé classiquement (avec des propriétés pro-inflammatoires) et en type M2 activé alternativement (avec des propriétés anti-inflammatoires ou pro-résolvantes)33. L'immunohistochimie a révélé que les foyers inflammatoires dans le foie des groupes WD et WD + Fe étaient constitués de macrophages M1 positifs pour iNOS ; l'immunoréactivité avait tendance à être plus intense dans les grands foyers inflammatoires (Fig. 6g, indiqués par des pointes de flèches) que dans les petits foyers (microgranulome ; Fig. 6g, flèche) et plus intense dans le groupe WD + Fe que dans le groupe WD (Fig. Supplémentaire S4a– d). Des macrophages M2 positifs pour CD20633 ont été observés sporadiquement dans la sinusoïde, sans relation directe avec les foyers inflammatoires (Fig. 6h, flèche, Fig. Supplémentaire S4e – f). L'expression de l'ARNm du TNFα a également augmenté dans le tissu adipeux viscéral du groupe WD + Fe, par rapport aux groupes Cont et WD (Fig. S5a supplémentaire). L'expression de la leptine dans le tissu adipeux a diminué dans les groupes WD et WD + Fe (Fig. S5b supplémentaire). L'expression de l'IL6, de l'adiponectine et des gènes impliqués dans le métabolisme des adipocytes (PPARγ, Pde3b, Srebf1, Cpt1a, Acaca et Dgat1) ne différait pas significativement entre les groupes (Fig. S5c – j supplémentaire).

( a ) Images histologiques représentant un microgranulome (flèches) avec infiltrat de cellules mononucléaires dans le foie gras du groupe WD et WD + Fe. L'inflammation est absente à minime dans les groupes Cont et Fe. (b) Le nombre de foyers inflammatoires dans le lobule hépatique à la semaine 26. Expression hépatique de (c) TNFα, (d) IFNγ, (e) IL1β et (f) IL10 ARNm à la semaine 26. Les données ont été normalisées en ARNr 18S et exprimé en changement de pli par rapport au contrôle. Les données sont présentées sous forme de boîte et moustaches (n = 4/groupe). *P < 0,05 contre Cont, †P < 0,05 contre WD et §P < 0,05 contre Fe par ANOVA unidirectionnelle suivie de la comparaison multiple de Tukey. Images d'IHC pour (g) iNOS et (h) CD206 dans le groupe WD + Fe à la semaine 26. Les flèches indiquent des microgranulomes tandis que les pointes de flèches indiquent de grands foyers inflammatoires. Bar; 50 μm.

Afin de clarifier le mécanisme de l'augmentation de l'inflammation hépatique par la surcharge en fer alimentaire, le facteur nucléaire kappa B (NFκB), un facteur de transcription impliqué dans les réponses immunitaires innées et adaptatives ainsi qu'une série d'inflammations pathologiques34, a été ciblé dans cette étude. La translocation nucléaire de NFκB active la transcription de gènes cibles en aval tels que TNFα34. Le niveau de NFκB dans la fraction nucléaire du foie a augmenté dans le groupe WD + Fe (P = 0, 03 contre Cont et P = 0, 0163 contre Fe) (Fig. 7a), tandis que l'expression cytoplasmique de NFκB n'a pas changé de manière significative entre tous les groupes (Fig. 7b). Ensuite, nous nous sommes concentrés sur la voie en amont de NFκB. Le complexe IκB kinase (IΚK), composé de deux kinases (IΚKα et IΚKβ), est le régulateur principal de NFκB. IΚK activé phosphoryle et dégrade IκB, la protéine de liaison de NFκB, entraînant une translocation nucléaire de NFκB34,35. Phosphorylated-Akt (y compris Akt1 et Akt2) est également connu comme un activateur NFκB via la phosphorylation IΚKα36. Dans cette étude, il n'y a eu aucun changement significatif dans l'expression hépatique de l'IΚK phosphorylé (Fig. 7c) et de l'Akt phosphorylé (Fig. 7d) entre tous les groupes de notre modèle. De plus, comme mentionné ci-dessus, l'expression hépatique d'Akt2 phosphorylé a plutôt diminué dans le groupe WD + Fe (Fig. 5d). L'immunoréactivité de NFκB était sporadiquement présente dans le noyau des cellules sinusoïdales (probablement des cellules de Kupffer) des groupes Cont et Fe (Fig. 7e, h). Une immunoréactivité modérée à intense a été observée dans le noyau et le cytoplasme des cellules inflammatoires dans les microgranulomes (Fig. 7f, g ; flèches noires) et les grands foyers inflammatoires (Fig. 7f, g ; têtes de flèches noires) dans les groupes WD et WD + Fe ; certains hépatocytes autour des foyers inflammatoires avaient une immunoréactivité nucléaire de NFκB (Fig. 7f, g; flèches blanches).

Expression hépatique de NFκB dans les fractions (a) cytoplasmique et (b) nucléaire, et (c) phospho IκB kinases et (d) phospho Akt dans l'ensemble du lysat de tissu hépatique à la semaine 26. GAPDH et l'histone H2B ont été utilisés pour un contrôle de charge dans le tissu entier/fraction cytoplasmique et nucléaire, respectivement. Les données sont exprimées en changement de pli par rapport au contrôle et sont présentées sous forme de boîte et de moustaches (n = 4/groupe). *P < 0,05 contre Cont, §P < 0,05 contre Fe par ANOVA unidirectionnelle suivie de la comparaison multiple de Tukey. Images de l'immunohistochimie NFκΒ (p65 ou RelA) dans les groupes Cont (e), WD (f), WD + Fe (g) et Fe (h). Barre = 50 µm.

La NAFLD se développe en relation étroite avec le MetS, en particulier avec l'obésité, la résistance à l'insuline, le DT2 et la dyslipidémie4. Le régime alimentaire occidental a induit une stéatose hépatique, une hyperlipidémie et une voie hépatique partiellement altérée de l'insuline dans le modèle actuel de rat pour la NAFLD. Ce modèle représente également une inflammation hépatique avec une régulation positive des cytokines inflammatoires et une légère lésion hépatique, indiquant les phénotypes de transition de la NAFL au début de la NASH. L'ajout d'une surcharge en fer alimentaire au régime alimentaire occidental a entraîné une hypertriglycéridémie, une hypercholestérolémie, une accumulation de fer hépatique, une augmentation de la peroxydation des lipides hépatiques et une exacerbation de l'inflammation hépatique avec une régulation à la hausse des cytokines liées à M1 et une translocation nucléaire de NFκB dans le présent modèle WD + Fe. Malgré la présence de nombreuses preuves suggérant qu'un excès de fer est impliqué dans la pathologie de la NAFLD, le mécanisme n'a pas été complètement élucidé puisque l'état de la maladie est compliqué par divers facteurs tels que la résistance à l'insuline, le statut immunitaire et le stress oxydatif4,5. Nos résultats suggèrent qu'une surcharge en fer peut altérer l'état métabolique et augmenter l'inflammation hépatique dans la stéatose hépatique, mettant en lumière le lien pathologique entre NAFLD et DIOS chez l'homme.

Le DIOS est cliniquement défini sur la base des résultats suivants : la présence de composants MetS, une hyperferritinémie avec une saturation normale de la transferrine et un léger excès de fer hépatique généralement avec une accumulation sinusoïdale17,18,19,20,21. Cependant, la pathogenèse de DIOS est encore débattue. Le présent modèle WD a une augmentation du fer sérique avec une saturation normale de la transferrine, suggérant une capacité normale de la transferrine sérique à lier le fer. La combinaison d'une supplémentation en fer alimentaire et d'un régime alimentaire occidental induit une accumulation de fer hépatique principalement le long de la sinusoïde avec une régulation à la hausse de l'hepcidine hépatique, comme dans le DIOS humain et la NAFLD18,19,20,37. Comme le montre le tableau 1, les phénotypes MetS sont similaires entre le modèle actuel WD + Fe, NAFLD humain et DIOS, ce qui suggère une pertinence phénotypique de ce modèle pour DIOS humain et NAFLD avec surcharge en fer. La ferritine sérique est couramment mesurée comme marqueur de substitution des réserves corporelles de fer dans la pratique clinique humaine, au lieu de la mesure directe du fer tissulaire38,39. Cependant, la ferritine sérique est indépendante des réserves corporelles en fer chez le rat car elle ne contient qu'une petite quantité de fer40. Ainsi, nous avons évalué la teneur en fer hépatique dans notre modèle de rat en comparant les conditions de stockage du fer corporel avec celles chez l'homme. L'apport quotidien moyen en fer dans les groupes Fe (485,2 mg/kg de poids corporel/jour) et WD + Fe (444,3 mg/kg de poids corporel/jour) est environ 32 fois et 30 fois plus élevé que chez les rats témoins (15,1 mg/kg de poids corporel poids/jour), respectivement. Avec le calcul basé sur le poids corporel, l'apport quotidien moyen en fer dans les groupes Fe et WD + Fe est environ 1777 fois et 1940 fois supérieur à l'apport quotidien moyen en fer des hommes (0,25 mg/kg de poids corporel/jour), respectivement41. La teneur en fer hépatique chez les patients atteints de NAFLD présentant une hyperferritinémie et/ou un fer sérique anormal est de 980 à 5070 μg/g de poids sec, ce qui correspond à une surcharge en fer normale à modérée sur l'échelle clinique d'évaluation de la surcharge en fer42,43,44. Dans le modèle actuel WD + Fe, la teneur en fer hépatique peut être calculée comme étant de 858 à 1574 μg/g de poids sec, ce qui suggère une augmentation normale à légère du fer hépatique45. Il est considéré que notre modèle WD + Fe a un statut en fer similaire à celui des patients humains NAFLD présentant une dérégulation du fer44.

La limite des modèles WD + Fe actuels est que la résistance à l'insuline hépatique n'est pas complètement altérée comme dans les NAFLD et DIOS typiques. La résistance à l'insuline est une partie importante des «coups multiples» conduisant au développement et à la progression de la NAFLD, ainsi qu'à la lipotoxicité, au stress oxydatif et à l'activation de la cascade inflammatoire5. La résistance hépatique à l'insuline, définie comme une diminution de la suppression de la production de glucose par l'insuline dans les hépatocytes, est également un élément important des troubles métaboliques30,46. La résistance hépatique à l'insuline se développe avant la résistance systémique à l'insuline, ce qui indique que la résistance hépatique à l'insuline peut initier le développement d'une résistance à l'insuline dans tout le corps47. La voie hépatique de l'insuline s'est avérée partiellement altérée dans les modèles WD et WD + Fe actuels ; cependant, la translocation nucléaire de FOXO1 n'a pas été affectée par la régulation négative des gènes de la glycogenèse. Dans le foie, la gluconéogenèse peut être supprimée par le désassemblage dépendant de PDK1 du complexe protéique de liaison à l'élément de réponse à l'AMPc ainsi que par la voie AKT2-FOXO148. Comme pour les substrats des récepteurs de l'insuline, non seulement IRS1 mais aussi IRS2 sont impliqués dans l'inhibition de la production hépatique de glucose49. On considère que la glycogenèse pourrait être régulée par ces voies alternatives en réponse à la suppression de IRS1-Akt 2 dans ce modèle. La provocation au fructose et au glucose dans l'eau potable a été sélectionnée afin de modifier la cascade hépatique de l'insuline dans ce modèle. Une solution de fructose et/ou de glucose a été largement utilisée pour induire des phénotypes MetS dans des modèles de rongeurs, car une consommation excessive de fructose et de glucose est suggérée comme la principale cause du développement de MetS47,50,51. Il serait efficace d'augmenter la teneur en sucre autant que les études précédentes montrant une résistance à l'insuline hépatique ou systémique50,52, pour obtenir une résistance à l'insuline définitive dans notre modèle. Une autre méthode pour faciliter le MetS dans notre modèle consiste à alimenter le régime alimentaire occidental avec des modèles de diabète bien établis, tels que des modèles induits chimiquement et génétiquement modifiés. Le premier comprend un modèle de DT2 avec un traitement à faible dose de streptozotocine53. Cependant, il convient de noter que le trouble des cellules β induit par la streptozotocine est beaucoup plus grave que la pathogenèse naturelle53,54. Ce dernier comprend les rongeurs présentant un déficit de l'axe leptine-récepteur de la leptine (souris ob/ob, souris db/db, rat gras Zucker) et avec D2M spontané (souris KK) ; ces animaux développent une résistance à l'insuline avec l'obésité51,54. La combinaison de l'induction du diabète avec l'alimentation occidentale pourrait produire un meilleur modèle qui imite plus clairement la NAFLD et le MetS humains.

Dans cette étude, la surcharge en fer alimentaire exacerbe l'inflammation hépatique induite par le régime alimentaire occidental avec une régulation positive des cytokines telles que le TNFα et l'IFNγ ; des résultats similaires ont été obtenus dans les études précédentes avec des modèles NAFLD de rongeurs22,55. De plus, l'exacerbation de l'inflammation hépatique dans le présent modèle WD + Fe s'est avérée associée à une accumulation intense de fer dans les macrophages / cellules de Kupffer et à une translocation nucléaire accrue de NFκB. La translocation nucléaire de NFκB était particulièrement remarquable dans les foyers inflammatoires du modèle WD + Fe. Le TNFα est associé à l'obésité et à la résistance à l'insuline, et est également connu comme un activateur de l'inflammation induite par le NFκB en se liant au TNFR134,56,57. L'expression du TNFα hépatique et adipeux et du récepteur du TNFα hépatique augmente chez les patients obèses NASH par rapport à celle des obèses non NASH58. De même, l'expression de TNFα est régulée à la fois dans le foie et le tissu adipeux viscéral dans le présent modèle WD + Fe, ce qui suggère que le TNFα produit à partir du foie et du tissu adipeux viscéral pourrait contribuer à l'exacerbation de l'inflammation hépatique. L'activité accrue de NFκB est également associée au développement de composants MetS tels que la stéatose, la résistance hépatique à l'insuline et l'inflammation chez les rongeurs5,57,59. L'activation de NFκB est également prouvée dans les biopsies hépatiques de patients NASH60,61. De plus, plusieurs études suggèrent qu'un excès de fer induit directement l'activation de NFκB et la régulation à la hausse de TNFα via IΚK dans des cellules de Kupffer en culture62,63. L'interaction TNFα-NFκB pourrait favoriser l'inflammation hépatique dans le modèle actuel WD + Fe. L'IFNγ provient en grande partie des cellules T auxiliaires et est principalement associé aux réponses immunitaires de type Th164. Bien que les données soient limitées sur le rôle des cellules Th1 dans la NAFLD humaine, un nombre accru de cellules T productrices d'IFNγ a été observé chez les patients NASH65. L'IFNγ peut également activer les macrophages M1 qui sécrètent des cytokines pro-inflammatoires telles que le TNFα et l'IL1β33,66. Dans le modèle actuel WD + Fe, les leucocytes mononucléaires dans les foyers inflammatoires étaient fortement positifs pour iNOS, alors qu'ils sont négatifs pour CD206, ce qui suggère que les macrophages M1 sont principalement constitués des foyers inflammatoires. La réponse immunitaire Th1/M1 induite par le fer pourrait également contribuer à l'inflammation hépatique accrue dans le modèle actuel WD + Fe.

La dyslipidémie est l'une des principales caractéristiques cliniques de la NAFLD ainsi que du MetS avec sa prévalence élevée (20 % à 80 % des patients atteints de NAFLD) et elle a été notée comme un facteur de risque de maladie cardiovasculaire67. Ces preuves soutiendraient l'utilité de ce modèle car il représente le phénotype important de la NAFLD humaine avec plusieurs composants MetS. De plus, la surcharge en fer alimentaire augmente les triglycérides sériques et le cholestérol total, mais pas les triglycérides hépatiques dans le modèle actuel WD + Fe. Graham et al. ont démontré que la charge hépatique en fer augmente la synthèse hépatique du cholestérol chez la souris68. De plus, l'activation de la voie de signalisation NFκB dans les hépatocytes, comme on le voit dans le présent modèle WD + Fe, favorise la lipogenèse, y compris la synthèse du cholestérol69. Ces résultats suggèrent que la surcharge hépatique en fer peut altérer le métabolisme des lipides, en particulier le métabolisme du cholestérol.

Le stress oxydatif est considéré comme l'un des «coups multiples» de la NAFLD et on pense qu'il est associé à l'activation de la signalisation immunitaire innée lors du développement de la NAFLD via l'activation de facteurs de transcription tels que les facteurs de régulation de l'interféron et le NFκB27,28,70. Une surcharge en fer peut induire des lésions tissulaires via la génération de radicaux hydroxyle, une espèce d'oxygène hautement réactive, par la réaction de Fenton9. Cependant, l'augmentation du contenu hépatique en MDA, un marqueur de la peroxydation des lipides28, était légère (moins de deux fois) dans le modèle WD + Fe actuel, sans changements significatifs des transaminases sériques ou du rapport hépatique GSH/GSSG, un indicateur de stress oxydatif-antioxydant. équilibre27. De plus, l'accumulation hépatique de fer était légère à modérée dans les modèles WD + Fe actuels, comme chez les patients atteints de NAFLD avec hyperferritinémie ou DIOS19,20. Ces résultats suggèrent qu'une quantité non hépatotoxique d'accumulation de fer peut favoriser la dyslipidémie et l'inflammation hépatique via l'activation des macrophages/cellules de Kupffer, plutôt que d'induire des lésions hépatiques directes dans les maladies hépatiques métaboliques.

En conclusion, nos résultats ont démontré que le nouveau modèle NAFLD avec surcharge hépatique en fer partage de nombreuses caractéristiques de la NAFLD humaine avec hyperferritinémie et DIOS. L'ajout d'une surcharge en fer alimentaire à la stéatose hépatique induite par le régime occidental exacerbe l'inflammation hépatique avec l'activation de NFκB et altère le métabolisme des lipides, suggérant un rôle important du fer dans le développement et la progression de la NAFLD comme l'un des facteurs de «coups multiples». Une amélioration supplémentaire du modèle expérimental permettrait d'élucider plus clairement le lien croisé entre la NAFLD humaine et le DIOS.

L'expérience menée dans cette étude est rapportée conformément aux directives ARRIVE (https://arriveguidelines.org). Des rats mâles F344/DuCrlCrlj âgés de dix semaines (Charles River Laboratories Japan, Yokohama, Japon) ont été divisés en contrôle (Con), régime occidental (WD) et régime occidental + riche en fer (WD + Fe) et riche en groupes fer (Fe) (n = 4 dans chaque groupe); moyenne du poids corporel est similaire entre les groupes au début de l'expérience. Une taille d'échantillon de quatre par groupe a été déterminée en termes de réduction (minimisation du nombre d'animaux) et de précision expérimentale (minimisation de l'influence des variations individuelles). Deux ou trois rats par cage ont été maintenus dans une pièce à température contrôlée et avec un cycle lumière-obscurité de 12 h. La nourriture et l'eau étaient fournies ad libitum. Les rats ont été nourris avec les régimes indiqués dans le tableau supplémentaire S1 pendant 26 semaines. Un régime riche en fer a été préparé en mélangeant du citrate de fer (FeC6H5O7・5H2O) à une concentration de 6 %. Le poids corporel, l'apport alimentaire et l'apport en eau ont été mesurés une fois par semaine. Après 26 semaines d'alimentation, les rats ont été euthanasiés sous anesthésie profonde à l'isoflurane, et le sang total, le foie, les tissus adipeux sous-cutanés (inguinaux) et viscéraux (péri-épidydimaux), la rate, le pancréas, le contenu cæcal, le cœur, les reins et les poumons ont été prélevés. . Tous les rats ont été inclus dans les analyses décrites ci-dessous sans aucune exclusion. Les facteurs de confusion n'ont pas été contrôlés dans cette étude ; cependant, l'influence de l'ordre des traitements et des mesures est considérée comme minime en ce qui concerne l'observation des données obtenues. Deux des auteurs (SF et TI) étaient au courant de la répartition des groupes aux différentes étapes des expériences. Toutes les expériences ont été approuvées par le Comité de protection et d'utilisation des animaux de l'Université de la préfecture d'Osaka (numéros de code 29–184 et 30–71) et ont été réalisées conformément aux Directives pour l'expérimentation animale de l'Université métropolitaine d'Osaka.

Le sang a été prélevé de l'aorte abdominale et a été laissé pendant une heure à température ambiante. Le sérum a été séparé par centrifugation (3000 rpm, 10 min). Les analyses biochimiques ont été réalisées chez SRL Inc. (Tokyo, Japon).

Le lobe latéral gauche et le caudé du foie ont été fixés dans du formol tamponné neutre à 10 %, inclus dans de la paraffine, coupés à 5 µm et colorés à l'hématoxyline et à l'éosine (HE) pour examen histopathologique. Le nombre de foyers inflammatoires a été compté. Dix champs de 200 × de sections de lobe latéral gauche ont été évalués à partir de chaque animal. Les données ont été présentées en nombre de foyers inflammatoires par champ de 200 ×.

Pour examiner la teneur en triglycérides dans le foie, un dosage des triglycérides hépatiques a été effectué avec le kit Triglyceride E-test Wako (Wako Pure Chemical Industries, Tokyo, Japon) conformément aux instructions du fabricant.

Des sections du lobe latéral gauche et du caudé du foie ont été soumises à une immunohistochimie (IHC) avec des anticorps primaires comme indiqué dans le tableau supplémentaire S2. Après déparaffinage et récupération de l'antigène, les coupes de tissus ont été immunocolorées dans un système Histostainer (Nichirei Biosciences, Tokyo, Japon) comme décrit précédemment71. En bref, les sections ont été traitées avec du lait écrémé à 5 % dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) pendant 10 min, avec chaque anticorps primaire à température ambiante pendant 1 h, avec 3 % de H2O2 dans du PBS pendant 15 min et avec un anticorps secondaire conjugué à la peroxydase de raifort. (Histofine Simple Stain MAX PO; Nichirei Biosciences) à température ambiante pendant 30 min. Les réactions positives ont été visualisées avec la 3,3'-diaminobenzidine (kit de substrat DAB ; Nichirei Biosciences). Après immunohistochimie, les coupes ont été colorées avec une solution de Perls pour la détection du fer tissulaire.

Les niveaux d'insuline sérique ont été analysés avec le kit LBIS Rat Insulin ELISA (Shibayagi Co., Gunma, Japon) conformément aux instructions du fabricant.

Pour examiner le changement de peroxydation lipidique, les teneurs en MDA hépatique ont été analysées par la méthode des substances réactives à l'acide thiobarbiturique (TBARS) à l'aide d'un kit de dosage MDA (Northernwest Life Science Specialities, Vancouver, Canada) comme décrit précédemment71.

Pour examiner l'activité antioxydante hépatique, le rapport GSSG/GSH hépatique a été analysé à l'aide d'un kit de quantification GSSG/GSH (Dojindo, Kumamoto, Japon) conformément aux instructions du fabricant.

Une RT-PCR en temps réel a été réalisée pour examiner les schémas d'expression des principaux gènes de cytokines et des gènes liés au métabolisme du fer, comme décrit précédemment71. Des échantillons de foie du lobe médial droit, du tissu adipeux épidydimal et du tissu adipeux inguinal ont été immergés dans de l'ARN plus tard régent (Qiagen, Hilden, Allemagne) et stockés à - 80 ° C avant utilisation. L'ARN total a été extrait à l'aide d'un système d'isolement d'ARN total SV (Promega, WI, USA). Deux virgule cinq microgrammes d'ARN total ont été rétrotranscrits en ADNc par le kit de synthèse d'ADNc SuperScript VILO (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). La PCR en temps réel a été réalisée avec des tests d'expression génique TaqMan (Life Technologies) dans un système de PCR PikoReal Real-Time 96 (Thermo Scientific, Massachusetts, États-Unis). Les détails des sondes sont répertoriés dans le tableau supplémentaire S3. L'ARN 18s eucaryote et la βactine ont été utilisés comme gènes de référence. Les données ont été calculées avec la méthode 2−ΔΔCT.

Des homogénats de tissus entiers, du lobe médial droit ont été préparés comme décrit précédemment71. Pour la préparation des fractions cytoplasmiques/nucléaires, les échantillons de foie du lobe médial droit ont été homogénéisés dans un tampon contenant 10 mM HEPES/KOH (pH 7,5), 10 mM NaCl, 3 mM MgCl, 0,5 % NP-40, 1 mM PMSF et cocktail d'inhibiteurs de protéinases. Après centrifugation à 3100 xg pendant 5 min, le surnageant a été récupéré sous forme de fraction cytoplasmique. Le précipité a été mélangé avec 200 μL d'un autre tampon contenant 10 mM HEPES / KOH (pH 7, 5), 25 mM NaCl, 3 mM MgCl, 300 mM de saccharose, 1 mM PMSF et un cocktail d'inhibiteurs de protéinase et centrifugé à 3100 × g pendant 5 min. Après traitement de 10 mg/mL de DNase I et sonication sur glace, l'échantillon a été recueilli sous forme de fraction nucléaire. La concentration en protéines a été déterminée par un spectromètre d'absorption à l'aide du test de protéines Bio-Rad (Bio-Rad Laboratories, CA, USA). Les échantillons ont été séparés sur des gels de polyacrylamide à gradient de 5 à 20 % et transférés sur des membranes de difluorure de polyvinylidène (PVDF) (Bio-Rad Laboratories). Les membranes ont été coupées en plusieurs morceaux par taille avant l'incubation avec des anticorps primaires et ont ensuite été incubées pendant une nuit à 4 ° C avec des anticorps primaires comme indiqué dans le tableau supplémentaire S4, suivies d'une incubation avec un anticorps secondaire conjugué à la peroxydase (Histofine Simple Stain MAX PO; Nichirei Biosciences) pendant 30 min. Les signaux ont été visualisés avec ECL prime (GE Healthcare, Little Chalfont, Royaume-Uni) et quantifiés avec un analyseur d'image luminescent (LAS-4000 ; GE Healthcare). Les images de bande analysées sont présentées dans la Fig. S6a – m supplémentaire.

Les données sont présentées sous forme de moyenne ± SD. Les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide d'une ANOVA à un facteur suivie du test de Tukey-Kramer par un logiciel Prism (ver. 9.4.1. ; GraphPad, San Diego, CA, USA ; https://www.graphpad.com/scientific-software/ prisme/). Une valeur de P < 0,05 était considérée comme statistiquement significative.

Les ensembles de données utilisés et/ou analysés au cours de la présente étude sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

Younossi, ZM et al. Épidémiologie mondiale de la stéatose hépatique non alcoolique - évaluation méta-analytique de la prévalence, de l'incidence et des résultats. Hépatologie 64, 73–84 (2016).

Article Google Scholar

Anstee, QM, Reeves, HL, Kotsiliti, E., Govaere, O. & Heikenwalder, M. De la NASH au CHC : concepts actuels et défis futurs. Nat. Rév. Gastroenterol. Hépatol. 16, 411–428 (2019).

Article Google Scholar

Raza, S., Rajak, S., Upadhyay, A., Tewari, A. & Anthony, SR Paradigmes de traitement actuels et thérapies émergentes pour la NAFLD/NASH. Devant. Biosci. (Repère Ed). 26, 206-237 (2021).

Article CAS Google Scholar

Arab, JP, Arrese, M. & Trauner, M. Aperçus récents sur la pathogenèse de la stéatose hépatique non alcoolique. Annu. Rév. Pathol. Mech. Dis. 13, 321–350 (2018).

Article CAS Google Scholar

Buzzetti, E., Pinzani, M. & Tsochatzis, EA La pathogenèse à coups multiples de la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD). Métabolisme 65, 1038-1048 (2016).

Article CAS Google Scholar

Santhekadur, PK, Kumar, DP et Sanyal, AJ Modèles précliniques de stéatose hépatique non alcoolique. J. Hépatol. 68, 230-237 (2018).

Article CAS Google Scholar

Brenner, DA Des souris et des hommes et la stéatohépatite non alcoolique. Hépatologie 68, 2059-2061 (2018).

Article Google Scholar

Wang, CY & Babitt, JL Détection du fer dans le foie et homéostasie du fer dans le corps. Sang 133, 18-29 (2019).

Article CAS Google Scholar

Winn, NC, Volk, KM & Hasty, AH Régulation de l'homéostasie tissulaire du fer : le macrophage "ferrostat". JCI Insight 5, e132964. https://doi.org/10.1172/jci.insight.132964 (2020).

Article Google Scholar

Marmur, J. et al. Les niveaux d'hepcidine sont corrélés à la teneur en fer du foie, mais pas à la stéatohépatite, dans la stéatose hépatique non alcoolique. BMC Gastroentérol. 18, 78. https://doi.org/10.1186/s12876-018-0804-0 (2018).

Article CAS Google Scholar

Vela, D. Faible hepcidine dans la fibrose hépatique et la cirrhose ; une histoire de désordre progressif et un cas pour un nouveau marqueur biochimique. Mol. Méd. 24, 5. https://doi.org/10.1186/s10020-018-0008-7 (2018).

Article MathSciNet CAS Google Scholar

Nelson, JE et al. Relation entre le modèle de dépôt de fer hépatique et la gravité histologique dans la stéatose hépatique non alcoolique. Hépatologie 53, 448–457 (2011).

Article CAS Google Scholar

Jehn, M., Clark, JM & Guallar, E. Ferritine sérique et risque de syndrome métabolique chez les adultes américains. Soins du diabète 27, 2422–2428 (2004).

Article Google Scholar

Chen, L. et al. Association des niveaux de ferritine sérique avec le syndrome métabolique et la résistance à l'insuline dans une population chinoise. J. Diabetes Complic. 31, 364-368 (2017).

Article Google Scholar

Valenti, L. et al. Génotype HFE, accumulation de fer parenchymateux et fibrose hépatique chez les patients atteints de stéatose hépatique non alcoolique. Gastroentérologie 138, 905–912 (2010).

Article CAS Google Scholar

Czaja, AJ Article de revue : perturbations du fer dans les maladies hépatiques chroniques autres que l'hémochromatose - implications pathogéniques, pronostiques et thérapeutiques. Aliment. Pharmacol. Là. 49, 681–701 (2019).

Article Google Scholar

Sachinidis, A. et al. Surcharge en fer dysmétabolique dans le syndrome métabolique. Courant. Pharm. Dés. 26, 1019-1024 (2020).

Article CAS Google Scholar

Dongiovanni, P., Fracanzani, AL, Fargion, S. & Valenti, L. Fer dans la stéatose hépatique et dans le syndrome métabolique : une cible thérapeutique prometteuse. J. Hépatol. 55, 920–932 (2011).

Article CAS Google Scholar

Riva, A. et al. Réévaluation des critères cliniques et histologiques pour le diagnostic du syndrome de surcharge en fer dysmétabolique. Monde J. Gastroenterol. 14, 4745–4752 (2008).

Article Google Scholar

Rametta, R., Fracanzani, AL, Fargion, S. & Dongiovanni, P. Hyperferritinémie dysmétabolique et syndrome de surcharge en fer dysmétabolique (DIOS) : deux conditions liées ou des entités différentes ?. Courant. Pharm. Dés. 26, 1025-1035 (2020).

Article CAS Google Scholar

Deugnier, Y., Bardou-Jacquet, É. & Lainé, F. Dysmetabolic iron overload syndrome (DIOS). Press. Medicale 46, e306–e311 (2017).

Article Google Scholar

Atarashi, M. et al. La supplémentation en fer alimentaire modifie l'inflammation hépatique dans un modèle de rat de stéatohépatite non alcoolique. Nutriments 10, 1–14 (2018).

Article Google Scholar

Gao, Y. et al. Le fer adipocytaire régule la leptine et la prise alimentaire. J.Clin. Enquête 125, 3681–3691 (2015).

Article Google Scholar

Huang, J. et al. Le fer régule l'homéostasie du glucose dans le foie et les muscles via la protéine kinase activée par l'AMP chez la souris. FASEB J. 27, 2845–2854 (2013).

Article CAS Google Scholar

Knutson, MD Protéines de transport du fer : passerelles de l'homéostasie cellulaire et systémique du fer. J. Biol. Chim. 292, 12735–12743 (2017).

Article CAS Google Scholar

Ward, C. et al. Corrélation de la ferritine sérique et de la ferritine hépatique chez le rat anémique, normal et chargé en fer. Suis. J.Clin. Nutr. 30, 1054-1063 (1977).

Article CAS Google Scholar

Yang, J. et al. Stress oxydatif et stéatose hépatique non alcoolique : effets de la supplémentation en acides gras oméga-3. Nutriments 11, 1–37 (2019).

Article Google Scholar

Chen, Z., Tian, R., She, Z., Cai, J. & Li, H. Rôle du stress oxydatif dans la pathogenèse de la stéatose hépatique non alcoolique. Radic libre. Biol. Méd. 152, 116–141 (2020).

Article CAS Google Scholar

Vairetti, M. et al. Modifications de la teneur en glutathion dans les maladies du foie : une mise à jour. Antioxydants 10, 364. https://doi.org/10.3390/antiox10030364 (2021).

Article CAS Google Scholar

Santoleri, D. & Titchenell, PM Résoudre le paradoxe de la résistance hépatique à l'insuline. Cellule Mol. Gastro-entérol. Hépatol. 7, 447–456 (2019).

Article Google Scholar

Hatting, M., Tavares, CDJ, Sharabi, K., Rines, AK et Puigserver, P. Régulation de l'insuline de la gluconéogenèse. Anne. NY Acad. Sci. 1411, 21–35 (2018).

Article ADS CAS Google Scholar

Samuel, VT & Shulman, GI La pathogenèse de la résistance à l'insuline : intégration des voies de signalisation et du flux de substrat. J.Clin. Enquête 126, 12–22 (2016).

Article Google Scholar

Krenkel, O. & Tacke, F. Macrophages hépatiques dans l'homéostasie tissulaire et la maladie. Nat. Rév. Immunol. 17, 306–321 (2017).

Article CAS Google Scholar

Luedde, T. & Schwabe, RF NF-κB dans les lésions hépatiques, la fibrose et le carcinome hépatocellulaire. Nat. Rév. Gastroenterol. Hépatol. 8, 108-118 (2011).

Article CAS Google Scholar

Hayden, MS & Ghosh, S. Principes partagés dans la signalisation NF-κB. Cellule 132, 344–362 (2008).

Article CAS Google Scholar

Kane, LP, Shapiro, VS, Stokoe, D. & Weiss, A. Induction de NF-κB par la kinase Akt/PKB. Courant. Biol. 9, 601–604 (1999).

Article CAS Google Scholar

Ryan, JD et al. Le fer hépatique est le déterminant majeur de la ferritine sérique chez les patients NAFLD. Foie Int. 38, 164-173 (2018).

Article CAS Google Scholar

Walters, GO, Miller, FM & Worwood, M. Concentration sérique de ferritine et réserves de fer chez les sujets normaux. J.Clin. Pathol. 26, 770–772 (1973).

Article CAS Google Scholar

Cullis, JO, Fitzsimons, EJ, Griffiths, WJH, Tsochatzis, E. & Thomas, DW Enquête et gestion d'une ferritine sérique élevée. Br. J. Haematol. 181, 331–340 (2018).

Article Google Scholar

Watanabe, K. et al. Teneur en fer de la ferritine sérique de rat. J. Vétérinaire. Méd. Savoir 63, 587-589 (2001).

Article CAS Google Scholar

Turin, TC et al. Apport en fer et facteurs associés dans la population japonaise générale : NIPPON DATA80, NIPPON DATA90 et surveillance nutritionnelle nationale. J. Épidémiol. 20, S557–S566 (2010).

Article Google Scholar

Valenti, L. et al. Un essai randomisé sur la déplétion en fer chez des patients atteints de stéatose hépatique non alcoolique et d'hyperferritinémie. Monde J. Gastroenterol. 20, 3002–3010 (2014).

Article Google Scholar

Angulo, P., Keach, JC, Batts, KP & Lindor, KD Prédicteurs indépendants de la fibrose hépatique chez les patients atteints de stéatohépatite non alcoolique. Hépatologie 30, 1356-1362 (1999).

Article CAS Google Scholar

Batts, K. Syndromes de surcharge en fer et foie. Mod. Pathol. 20, S31-39 (2007).

Article Google Scholar

Wimmer, M., Wilmering, B. & Sasse, D. La relation entre le poids humide du foie de rat et le poids sec. Histochimie 83, 571–572 (1985).

Article CAS Google Scholar

Meshkani, R. & Adeli, K. Résistance hépatique à l'insuline, syndrome métabolique et maladies cardiovasculaires. Clin. Biochimie. 42, 1331-1346 (2009).

Article CAS Google Scholar

Softic, S. et al. Résistance au fructose et à l'insuline hépatique. Crit. Rév. Clin. Laboratoire. Sci. 57, 308–322 (2020).

Article Google Scholar

Poloz, Y. & Stambolic, V. Obésité et cancer, un cas pour la signalisation de l'insuline. Mort cellulaire Dis. 6, e2037. https://doi.org/10.1038/cddis.2015.381 (2015).

Article CAS Google Scholar

Honma, M. et al. Résistance sélective à l'insuline avec des expressions différentielles de IRS-1 et IRS-2 dans les foies humains NAFLD. Int. J. Obès. 42, 1544-1555 (2018).

Article CAS Google Scholar

Softic, S. et al. Effets divergents du glucose et du fructose sur la lipogenèse hépatique et la signalisation de l'insuline. J.Clin. Enquête 127, 4059–4074 (2018).

Article Google Scholar

Panchal, SK & Brown, L. Modèles de rongeurs pour la recherche sur le syndrome métabolique. J. Biomed. Biotechnol. 2011, 351982. https://doi.org/10.1155/2011/351982 (2011).

Article Google Scholar

Moreno-Fernández, S. et al. Un régime riche en graisses et en glucose induit un syndrome métabolique dans un modèle expérimental de rat. Nutriments 10, 1502. https://doi.org/10.3390/nu10101502 (2018).

Article CAS Google Scholar

Skovsø, S. Modélisation du diabète de type 2 chez le rat utilisant un régime riche en graisses et de la streptozotocine. J. Diabetes Investig. 5, 349–358 (2014).

Article Google Scholar

Fuchs, T. et al. Modèles animaux du syndrome métabolique. Le révérend-colonel Bras. Cir. 45, e1975. https://doi.org/10.1590/0100-6991e-20181975 (2018).

Article Google Scholar

Handa, P. et al. La surcharge en fer entraîne un stress oxydatif hépatique, une activation des cellules immunitaires et des lésions de ballonnement hépatocellulaire, entraînant une stéatohépatite non alcoolique chez des souris génétiquement obèses. Suis. J. Physiol. Intérêt gastro-intestinal. Physiol du foie. 310, G117–G127 (2016).

Article Google Scholar

Hayden, MS & Ghosh, S. Régulation de NF-κB par les cytokines de la famille TNF. Sémin. Immunol. 26, 253-266 (2014).

Article CAS Google Scholar

Wullaert, A., Van Loo, G., Heyninck, K. & Beyaert, R. Signalisation du facteur de nécrose tumorale hépatique et facteur nucléaire-κB : effets sur l'homéostasie hépatique et au-delà. Endocr. Rév. 28, 365–386 (2007).

Article CAS Google Scholar

Crespo, J. et al. Expression génique du facteur de nécrose tumorale α et des récepteurs du TNF, p55 et p75, chez les patients atteints de stéatohépatite non alcoolique. Hépatologie 34, 1158-1163 (2001).

Article CAS Google Scholar

Cai, D. et al. Résistance à l'insuline locale et systémique résultant de l'activation hépatique de IKK-bêta et NF-kappaB. Nat. Méd. 11, 183–190 (2005).

Article CAS Google Scholar

Ribeiro, PS et al. Apoptose des hépatocytes, expression des récepteurs de mort et activation de NF-κB dans le foie de patients atteints de stéatohépatite non alcoolique et alcoolique. Suis. J. Gastroenterol. 99, 1708-1717 (2004).

Article ADS CAS Google Scholar

Videla, LA et al. Liaison à l'ADN du foie NF-κB et AP-1 chez les patients obèses. Obésité 17, 973–979 (2009).

Article CAS Google Scholar

Elle, H. et al. Le fer active NF-κB dans les cellules de Kupffer. Suis. J. Physiol. Intérêt gastro-intestinal. Physiol du foie. 283, 719-726 (2002).

Article Google Scholar

Xiong, S., She, H. & Tsukamoto, H. Rôle de signalisation du fer dans l'activation de NF-kappa B dans les macrophages hépatiques. Comp. Hépatol. 3, S36. https://doi.org/10.1186/1476-5926-2-S1-S36 (2004).

Article Google Scholar

Mohlenberg, M. et al. Le rôle de l'IFN dans le développement de la NAFLD et de la NASH. Cytokine 124, 154519. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2018.08.013 (2019).

Article CAS Google Scholar

Inzaugarat, ME et al. Le phénotype et la fonctionnalité altérés des cellules immunitaires circulantes caractérisent les patients adultes atteints de stéatohépatite non alcoolique. J.Clin. Immunol. 31, 1120-1130 (2011).

Article Google Scholar

Kazankov, K. et al. Le rôle des macrophages dans la stéatose hépatique non alcoolique et la stéatohépatite non alcoolique. Nat. Rév. Gastroenterol. Hépatol. 16, 145-159 (2019).

Article CAS Google Scholar

de Souza, MRA, de Diniz, MFFM, de Medeiros-Filho, JEM & de Araújo, MST Syndrome métabolique et facteurs de risque de stéatose hépatique non alcoolique. Arq. Gastro-entérol. 49, 89–96 (2012).

Article Google Scholar

Graham, RM et al. La charge hépatique en fer chez la souris augmente la biosynthèse du cholestérol. Hépatologie 52, 462–471 (2010).

Article CAS Google Scholar

Heida, A. et al. L'axe IKK:NF-κB des hépatocytes favorise la stéatose hépatique en stimulant la lipogenèse de novo et la synthèse du cholestérol. Mol. Métab. 54, 101349. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2021.101349 (2021).

Article CAS Google Scholar

Rives, C. et al. Stress oxydatif dans la NAFLD : Rôle des nutriments et des contaminants alimentaires. Biomolécules 10, 1702. https://doi.org/10.3390/biom10121702 (2020).

Article CAS Google Scholar

Mori, M. et al. La surcharge en fer alimentaire module différemment les lésions hépatiques induites chimiquement chez les rats. Nutriments 12, 2784. https://doi.org/10.3390/nu12092784 (2020).

Article CAS Google Scholar

Valenti, L. et al. Sensibilité accrue à la stéatose hépatique non alcoolique chez les hétérozygotes pour la mutation responsable de l'hémochromatose héréditaire. Creuser. Foie Dis. 35, 172-178 (2003).

Article CAS Google Scholar

Valenti, L. et al. Les mutations de la bêta-globine sont associées à la sidérose et à la fibrose parenchymateuses chez les patients atteints de stéatose hépatique non alcoolique. J. Hépatol. 53, 927–933 (2010).

Article CAS Google Scholar

Valenti, L. et al. Les taux de ferritine sérique sont associés à des lésions vasculaires chez les patients atteints de stéatose hépatique non alcoolique. Nutr. Métab. Cardiovasculaire. Dis. 21, 568-575 (2011).

Article CAS Google Scholar

Barisani, D. et al. Expression des gènes liés à l'hepcidine et au fer chez les sujets présentant une surcharge hépatique en fer dysmétabolique. J. Hépatol. 49, 123-133 (2008).

Article CAS Google Scholar

Valenti, L. et al. La déplétion en fer par phlébotomie améliore la résistance à l'insuline chez les patients atteints de stéatose hépatique non alcoolique et d'hyperferritinémie : preuves d'une étude cas-témoin. Suis. J. Gastroenterol. 102, 1251-1258 (2007).

Article ADS CAS Google Scholar

Valenti, L. et al. Mutations alpha 1-antitrypsine dans la NAFLD : prévalence élevée et association avec un métabolisme du fer altéré mais pas avec des lésions hépatiques. Hépatologie 44, 857–864 (2006).

Article CAS Google Scholar

Haap, M. et al. Sensibilité à l'insuline et graisse hépatique : rôle de la charge en fer. J.Clin. Endocrinol. Métab. 96, E958-961 (2011).

Article Google Scholar

Manco, M. et al. Interaction précoce du fer intra-hépatique et de la résistance à l'insuline chez les enfants atteints de stéatose hépatique non alcoolique. J. Hépatol. 55, 647–653 (2011).

Article CAS Google Scholar

Valenti, L. et al. L'hepcidine sérique et le fer des macrophages sont en corrélation avec la libération de MCP-1 et les lésions vasculaires chez les patients présentant des altérations du syndrome métabolique. Artérioscler. Thromb. Vasc. Biol. 31, 683–690 (2011).

Article CAS Google Scholar

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Nous remercions Tomoe Matsuo, Nana Hamachi et Youko Igakura pour leur excellent support technique. Ce travail est soutenu par JSPS KAKENHI (Grant Number 20K06415).

Laboratoire de pathologie vétérinaire, Université métropolitaine d'Osaka, 1-58 Rinku-Orai-Kita, Izumisano, Osaka, 598-8531, Japon

Sakura Fujiwara, Takeshi Izawa, Mutsuki Mori, Machi Atarashi, Jyoji Yamate et Mitsuru Kuwamura

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SF : conception expérimentale, expérimentation et collecte de données, rédaction de manuscrits. TI : conception expérimentale, expérimentation et collecte de données, révision et édition. MM : expérimentation et collecte de données. MA : expérimentation et collecte de données. JY : révision et édition. MK : révision et édition.

Correspondance à Takeshi Izawa.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Fujiwara, S., Izawa, T., Mori, M. et al. La surcharge en fer alimentaire améliore l'inflammation hépatique induite par le régime occidental et modifie le métabolisme des lipides chez les rats partageant une similitude avec le DIOS humain. Sci Rep 12, 21414 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-25838-3

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Reçu : 27 juin 2022

Accepté : 06 décembre 2022

Publié: 10 décembre 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-25838-3

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