Connexin 32 and luteolin play protective roles in non-alcoholic steatohepatitis development and its related hepatocarcinogenesis in rats

Abstract

Non-alcoholic steatohepatitis (NASH) has the potential to lead to the development of cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC). Connexin (Cx) 32, a hepatocyte gap-junction protein, plays a preventive role in hepatocarcinogenesis. However, the precise contribution of Cx32 in the development of NASH has not been established. In this study, we aimed to clarify the role of Cx32 and the chemopreventive effect of luteolin, an antioxidant flavonoid, on the progression of NASH and NASH-related hepatocarcinogenesis. Cx32 dominant negative transgenic (Cx32ΔTg) and wild-type (Wt) rats at 10 weeks of age were given diethylnitrosamine and fed methionine-choline-deficient diet (MCDD) or MCDD with luteolin for 12 weeks. MCDD induced steatohepatitis and fibrosis along with increased inflammatory cytokine expression and reactive oxygen species in the liver. These effects were more severe in Cx32ΔTg rats as compared with Wt rats, and significantly suppressed by luteolin in both genotypes. Concerning NASH-related hepatocarcinogenesis, the number of glutathione S-transferase placental form (GST-P)-positive foci was greater in Cx32ΔTg versus Wt rats, and significantly reduced by luteolin in Cx32ΔTg rats. Microarray analysis identified brain expressed, X-linked 1 (Bex1) as an upregulated gene in Cx32ΔTg rat liver. Quantitative RT-PCR and in situ hybridization revealed that increased Bex1 mRNA was localized in GST-P-positive foci in Cx32ΔTg rats, and the expression level was significantly decreased by luteolin. Moreover, Bex1 knockdown resulted in significant growth inhibition of the rat HCC cell lines. These results show that Cx32 and luteolin have suppressive roles in inflammation, fibrosis and hepatocarcinogenesis during NASH progression, suggesting a potential therapeutic application for NASH.

Hepatic connexin 32 associates with nonalcoholic fatty liver disease severity

“…Multiple prior investigations have demonstrated the critical role of Cx32 gap junctions in establishing injury in various models of liver disease 11, 12, 13. In particular, recent data have highlighted that perturbations in Cx32 are associated with the development of NAFLD in dietary animal models 14, 15, 16, 17…”

<b>Participação da conexina 32 na fisiopatogênese da doença hepática gordurosa não alcoólica em camundongos</b>

“…Sabe-se que os hemicanais das conexinas Cx32 e Cx43 desempenham papéis chaves na apoptose hepática (VINKEN et al, 2010;VINKEN, 2012 Sagawa et al (2015), relatou um efeito protetor da Cx32 na progressão da EHNA em ratos submetidos à dieta deficiente em colina e metionina.…”

“…A partir da classificação histopatológica proposta por Kleiner et al (2005),os cortes histológicosdo fígado de animais WT e Cx32-KO foram avaliados e não foram observadas diferenças significativas em nenhum dos parâmetros semi-quantitativos analisados. De maneira similar, Sagawa et al (2015) demonstraram que ratos transgênicos dominantes negativos para Cx32 (Cx32-Tg), submetidos à injeção única de DEN (200mg/kg) e 2 semanas de dieta deficiente em colina e metionina, apresentaram esteatose na mesma intensidade dos animais WT, porém, apenas os animais Cx32-Tg apresentaram infiltrado inflamatório. Após 12 semanas de dieta, os autores relataram intensa esteatose em ambos os grupos, porém maior quantidade de infiltrado inflamatório, células balonizadas e, consequentemente, índice NAS nos animais Cx32-Tg.…”

“…Sabe-se que os níveis de Cx32 e a atividade das junções gap são drasticamente reduzidas em situações de hepatotoxicidade aguda induzida por drogas, colestase, hepatite, fibrose, cirrose e carcinoma hepatocelular (CHC) (NAKASHIMA et al, 2004;VINKEN, 2012). Recentemente, um estudo demonstrou aumento de esteatose em ratos transgênicos negativos dominantes para Cx32, indicando um papel protetor dessa proteína na progressão da doença (SAGAWA et al, 2015). No entanto, a participação da Cx32 na esteatose hepática e doenças relacionadas ainda precisa ser melhor compreendido.…”

“…Um estudo relatou que a deficiência deIL-1β reduziu acentuadamente a progressão da esteatose para a esteatohepatite e fibrose em camundongos com DHGNA induzida por dieta, confirmando a importância dessa citocina pró-inflamatória na doença (KAMARI et al, 2011). Assim como no estudo de Sagawa et al (2015), no presente estudo os níveis proteicos de IL-1β não apresentaram diferenças entre os dois genótipos.O papel do IFN-γ no desenvolvimento da EHNA não é bem determinado (LUO et al, 2013 (MATSUDA et al, 2009;WANG et al, 2011).O SREBP1c é responsável pela ativação de genes que estão relacionados à lipogênese e sua expressão depende da ação da insulina (HORTON et al, 1998). Ahmed e Byrne Em relação aos genes menos expressos, as IGFBP1 possuem alta afinidade de ligação ao fator de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF-1).…”