Hepatotrophic factors reduce hepatic fibrosis in rats

CONTEXT: Hepatic fibrosis occurs in response to several aggressive agents and is a predisposing factor in cirrhosis. Hepatotrophic factors were shown to stimulate liver growth and to restore the histological architecture of the liver. They also cause an improvement in liver function and accelerate the reversion of fibrosis before it progresses to cirrhosis. OBJECTIVE: To test the effects of hepatic fibrosis solution composed by amino acids, vitamins, glucose, insulin, glucagon and triiodothyronine on hepatic fibrosis in rats. METHODS: Fibrosis was induced in rats by gastric administration of dimethylnitrosamine (10 mg/kg) for 5 weeks. After liver biopsy, the rats received either hepatotrophic factors solution (40 mg/kg/day) or saline solution for 10 days by intraperitoneal injection. Blood samples and liver fragments were collected for hepatic function analysis, standard histopathology evaluation, and morphometric collagen quantification. RESULTS: Rats in the hepatotrophic factors group showed a decrease of the histopathological components of fibrosis and an increase of their hepatic mass (12.2%). There was no development of neoplasic lesions in both groups. Compared with the saline group, the hepatotrophic factors group also had a decrease of blood levels of hepatic-lesion markers (AST, ALT) and a decrease of collagen content in the portal spaces (31.6%) and perisinusoidal spaces (42.3%), as well as around the hepatic terminal vein (57.7%). Thus, hepatotrophic factors administration in the portal blood promoted a regenerative hepatic response, with an overall reduction of the volumetric density of collagen, improved hepatic function, and a general improvement in the histopathological aspects of fibrosis. CONCLUSION: Taken together, these results suggest the potential therapeutic use of this hepatotrophic factors solution to treat chronic liver diseases.

Expression and distribution of connexin 32 in rat liver with experimentally induced fibrosis

The connexin 32 (Cx32) is a protein that forms the channels that promote the gap junction intercellular communication (GJIC) in the liver, allowing the diffusion of small molecules through cytosol from cell-to-cell. Hepatic fibrosis is characterized by a disruption of normal tissue architeture by cellular lesions, and may alter the GJIC. This work aimed to study the expression and distribution of Cx32 in liver fibrosis induced by the oral administration of dimethylnitrosamine in female Wistar rats. The necropsy of the rats was carried out after five weeks of drug administration. They presented a hepatic fibrosis state. Sections from livers with fibrosis and from control livers were submitted to immunohistochemical, Real Time-PCR and Western-Blot analysis to Cx32. In fibrotic livers the Cxs were diffusely scattered in the cytoplasm, contrasting with the control livers, where the Cx32 formed junction plaques at the cell membrane. Also it was found a decrease in the gene expression of Cx32 without reduction in the protein quantity when compared with controls. These results suggest that there the mechanism of intercellular communication between hepatocytes was reduced by the fibrotic process, which may predispose to the occurrence of a neoplastic process, taken in account that connexins are considered tumor suppressing genes.

Pré-concentração de nitrosaminas a partir de amostras aquosas por extração em fase sólida e cromatografia capilar eletrocinética micelar

This paper describes the development of a methodology for solid phase extraction (SPE) and pre-concentration of nitrosamines from aqueous samples using granular activated charcoal as stationary phase. micelar electrokinetic capillary Chromatography (MEKC) was used for the separation and identification of the nitrosamines in the extracts. Using a sample with 50 µg l-1 of each nitrosamines standards (dimethylnitrosamine, DMN; diethylnitrosamine, DEN; N-nitrosopyrrolidine, NPYR; N-nitrosopiperidine, NPIP; N-nitrosomorpholine, NMOR), the methodology showed a range of recuperation from 29 to 107% with a linear zone between 10 and 500 µg l-1. The developed methodology can be applicable to the determination of these analytes in different aqueous samples.

Expression and distribution of connexin 32 in rat liver with experimentally induced fibrosis

The connexin 32 (Cx32) is a protein that forms the channels that promote the gap junction intercellular communication (GJIC) in the liver, allowing the diffusion of small molecules through cytosol from cell-to-cell. Hepatic fibrosis is characterized by a disruption of normal tissue architeture by cellular lesions, and may alter the GJIC. This work aimed to study the expression and distribution of Cx32 in liver fibrosis induced by the oral administration of dimethylnitrosamine in female Wistar rats. The necropsy of the rats was carried out after five weeks of drug administration. They presented a hepatic fibrosis state. Sections from livers with fibrosis and from control livers were submitted to immunohistochemical, Real Time-PCR and Western-Blot analysis to Cx32. In fibrotic livers the Cxs were diffusely scattered in the cytoplasm, contrasting with the control livers, where the Cx32 formed junction plaques at the cell membrane. Also it was found a decrease in the gene expression of Cx32 without reduction in the protein quantity when compared with controls. These results suggest that there the mechanism of intercellular communication between hepatocytes was reduced by the fibrotic process, which may predispose to the occurrence of a neoplastic process, taken in account that connexins are considered tumor suppressing genes.

Évaluation du risque cancérigène associé à la contamination de l’eau potable de puits municipaux par les nitrates/nitrites dans certaines régions rurales du Québec

La spécialisation des techniques agricoles que nous connaissons ces dernières décennies, particulièrement dans les régions rurales, est à l’origine de l’abus de fertilisants. Ces derniers sont actuellement reconnus comme étant les causes principales de la contamination de l’eau souterraine par les nitrates. Suite à leur ingestion via l’eau potable, les nitrates sont transformés en nitrites par la flore buccale. Une fois dans l’estomac les nitrites réagissent avec certaines amines provenant de l’alimentation pour générer des nitrosamines cancérogènes. L’objectif de notre étude était d’estimer quantitativement l’excès de risque de cancer (ER) pour les populations de sept régions rurales du Québec qui consomme l’eau potable provenant de réseaux municipaux alimentés en eau souterraine. Le territoire à l’étude était caractérisé par une agriculture intensive d’élevage. Les médianes (et 95e centiles) régionales des concentrations de nitrates mesurées dans les réseaux de ces régions étaient de : 0,18 (2,74); 0,48 (10,35); 0,15 (1,28); 0,32 (11); 0,05 (0,76); 0,10 (4,69); 0,09 (2,13) mg N-NO3-/l. Nous avons envisagé un scénario de transformation complète des nitrites et de certaines amines (diméthylamine, diéthylamine, n-butylamine, méthyléthylamine) en nitrosamines spécifiques : N-diméthylnitrosamine (NDMA), N-diéthylnitrosamine (NDEA), N-n-dibutylnitrosamine (NDBA) et N-méthyléthylnitrosamine (NMEA). Pour estimer la concentration de nitrites formés dans l’estomac, nous avons considéré une consommation définie d’eau potable, le volume de l’estomac et un taux de transformation des nitrates en nitrites. Supposant les quantités de nitrites et de chaque amine constantes pendant 1h, nous avons considéré la constante de nitrosation spécifique à chaque amine pour évaluer la dose d’exposition journalière à chaque nitrosamine équivalente formée. Par la suite, la combinaison de cette dose à un estimateur de potentiel cancérogène qhumain spécifique à chaque nitrosamine, nous a permis d’évaluer l’ER associé à chacune d’elles. Globalement l’analyse a démontré que les ER les plus élevés, estimés pour le NDBA, étaient de l’ordre de 10-6, ne contribuant pas de façon significative à une augmentation du risque de cancer pour ces populations.

Untersuchungen zu der Rolle der extrazellulären Matrix bei Fibrose und bei Tumoren

Diese Arbeit befasst sich mit der Rolle der extrazellulären Matrix und insbesondere des Proteins Fibronektin bei der Leberfibrose und bei der Einnistung von Tumorzellen in die Stammzellnische im Knochenmark.rnrnHierfür wurde in einem Fibrosemodell das Peptid pUR4b verwendet, welches die Assemblierung einer Fibronektinmatrix verhindert. Bei der Verwendung dieses Peptids während und nach der Induktion einer Leberfibrose durch die Chemikalie Dimethylnitrosamin konnte eine Verminderung der Kollagenmenge (und damit des fibrotischen Narbengewebes) in der Leber im Vergleich zu fibrotischen Kontrolltieren beobachtet werden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass dieser Effekt unabhängig von der Aktivierung der hepatischen Stellatezellen ist, jedoch zum Teil von einer verminderten Anzahl entzündlicher Zellen abhängig sein könnte. Eine verminderte Bildung von Gesamt- und aktivem TGF-β, welche zum Teil auf Effekte der verringerten Zahl der inflammatorischen Zellen zurückzuführen sein könnte, unterstützt den Effekt des verminderten Aufbaus von Narbengewebe. In vitro Untersuchungen zeigten, dass hepatische Stellatezellen bei einer Behandlung mit pUR4b weniger Fibronektin in die extrazelluläre Matrix einbauten als unbehandelte hepatische Stellatezellen. Insgesamt sprechen die Daten dafür, dass das Peptid pUR4b den Aufbau einer Fibronektinmatrix verhinderte bzw. verminderte, wodurch die Ablagerung anderer Komponenten der extrazellulären Matrix wie z.B. Kollagen gestört war und es daher zu einem Rückgang des fibrotischen Narbengewebes kam.rnrnFür die Untersuchung des Einflusses der extrazellulären Matrix und des Fibronektins bei der Einnistung von Tumorzellen wurde zunächst das Fibronektin mit Hilfe konditioneller Knockout-Mäuse in verschiedenen Zellen bzw. Organen der Tiere ausgeschaltet. Weder die Ausschaltung des zirkulierenden, noch des durch Osteoblasten und Osteozyten gebildeten, noch des zirkulierenden und von Zellen des Knochenmarks gebildeten Fibronektins beeinträchtigte die Einnistung von Tumorzellen. Auch die Bildung eines Hämatoms im Knochen hatte weder einen Einfluss auf die Einnistung von Tumorzellen noch auf die spätere Tumorentwicklung. Die Ausschaltung des tumorzellendogenen Fibronektins führte hingegen zu einer signifikant verminderten Einnistung von Tumorzellen. Diese ist wahrscheinlich auf die verstärkte Affinität dieser Tumorzellen zu Zellen des Immunsystems zurückzuführen. Diese Beobachtung konnte zum Teil durch eine verstärkte eCadherin Expression erklärt werden, welche die Bindung an verschiedene Zellen des Immunsystems vermittelt. Eine Untersuchung der osteoblastischen Stammzellnische durch die kombinierte Gabe von Parathormon und Zoledronsäure führte zu keiner Veränderung der Fibronektinkonzentration innerhalb des Knochenmarks der behandelten Tiere. Dennoch nisteten sich in dem Knochenmark der mit Parathormon und Zoledronsäure behandelten Tiere signifikant mehr Tumorzellen ein als in dem von Kontrolltieren. Dieser Effekt konnte auf einen synergetischen Effekt von Parathormon und Zoledronsäure zurückgeführt werden, der zu einer gesteigerten Osteoblastenaktivität und Änderungen der Zytokinkonzentrationen im Knochenmark führte.rnZusammenfassend zeigte sich, dass eine Veränderung der extrazelluläre Matrix und insbesondere des Proteins Fibronektin bei Leberfibrose zu einem veränderten Krankheitsbild führt und die Einnistung von Tumorzellen in das Knochenmark beeinflusst.rn

Blockade of type β transforming growth factor signaling prevents liver fibrosis and dysfunction in the rat

We eliminated type β transforming growth factor (TGF-β) signaling by adenovirus-mediated local expression of a dominant-negative type II TGF-β receptor (AdCATβ-TR) in the liver of rats treated with dimethylnitrosamine, a model of persistent liver fibrosis. In rats that received a single application of AdCATβ-TR via the portal vein, liver fibrosis as assessed by histology and hydroxyproline content was markedly attenuated. All AdCATβ-TR-treated rats remained alive, and their serum levels of hyaluronic acid and transaminases remained at low levels, whereas all the AdCATβ-TR-untreated rats died of liver dysfunction. The results demonstrate that TGF-β does play a central role in liver fibrogenesis and indicate clearly in a persistent fibrosis model that prevention of fibrosis by anti-TGF-β intervention could be therapeutically useful.

Negative regulation of the hepatic fibrogenic response by suppressor of cytokine signaling 1 (SOCS1)

Abstract: Suppressor of cytokine signaling 1 (SOCS1) is an indispensable regulator of IFN-γ signaling and has been implicated in the regulation of liver fibrosis. However, it is not known whether SOCS1 mediates its anti-fibrotic functions in the liver directly, or via modulating IFN-γ, which has been implicated in attenuating hepatic fibrosis. Additionally, it is possible that SOCS1 controls liver fibrosis by regulating hepatic stellate cells (HSC), a key player in fibrogenic response. While the activation pathways of HSCs have been well characterized, the regulatory mechanisms are not yet clear. The goals of this study were to dissociate IFN-γ-dependent and SOCS1-mediated regulation of hepatic fibrogenic response, and to elucidate the regulatory functions of SOCS1 in H SC activation. Liver fibrosis was induced in Socs1[superscript -/-]Ifng[superscript -/-] mice with dimethylnitrosamine or carbon tetrachloride. Ifng[superscript -/-] and C57BL/6 mice served as controls. Following fibrogenic treatments, Socs1[superscript -/-]Ifng[superscript -/-] mice showed elevated serum ALT levels and increased liver fibrosis com-pared to mice Ifng[superscript -/-]. The latter group showed higher alanine aminotransferase (ALT) levels and fibrosis than C57BL/6 controls. The livers of Socs1-deficient mice showed bridging fibrosis, which was associated with increased accumulation of myofibroblasts and abundant collagen deposition. Socs1-deficient livers showed increased expression of genes coding for smooth muscle actin, collagen, and enzymes involved in remodeling the extracellular matrix, namely matrix metalloproteinases and tissue inhibitor of metalloproteinases. Primary HSCs from Socs1-deficient mice showed increased proliferation in response to growth factors such as HGF, EGF and PDGF, and the fibrotic livers of Socs1-deficient mice showed increased expression of the Pdgfb gene. Taken together, these data indicate that SOCS1 controls liver fibrosis independently of IFN-γ and that part of this regulation may occur via regulating HSC proliferation and limiting growth factor availability.