Na matou lipotia muamua atu o le maualuga o le serum o le tryptophan metabolite indole-3-propionic acid (IPA) e maua mai i le gut e maualalo i tagata mamaʻi e maua i le ate fibrosis. I lenei suʻesuʻega, na matou suʻesuʻeina ai le transcriptome ma le DNA methylome i ate e puta tele e tusa ai ma le maualuga o le serum IPA, faʻapea foʻi ma le matafaioi a le IPA i le faʻaosofiaina o le phenotypic inactivation o hepatic stellate cells (HSCs) i totonu o le vitro.
O le suʻesuʻega na aofia ai le 116 gasegase puta tele e leai se ituaiga 2 diabetes mellitus (T2DM) (tausaga 46.8 ± 9.3 tausaga; BMI: 42.7 ± 5.0 kg/m²) na faia i ai le taotoga bariatric i le Kuopio Bariatric Surgery Center (KOBS). O le maualuga o le IPA o loʻo tafe atu na fuaina e ala i le liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS), o le suʻesuʻega o le transcriptome o le ate na faia e ala i le faʻasologa atoa o le RNA, ma le suʻesuʻega o le DNA methylation na faia e faʻaaoga ai le Infinium HumanMethylation450 BeadChip. O sela stellate hepatic o le tagata (LX-2) na faʻaaogaina mo faʻataʻitaʻiga in vitro.
O le maualuga o le IPA i le toto e fesoʻotaʻi ma le faʻaalia o kenera e aʻafia i le apoptotic, mitophagic, ma le longevity pathways i le ate. O le AKT serine/threonine kinase 1 (AKT1) gene o le kenera sili ona tele ma sili ona malosi e fegalegaleai i le ate transcript ma le DNA methylation profiles. O togafitiga IPA na mafua ai le apoptosis, faʻaitiitia ai le mitochondrial respiration, ma suia ai le morphology o le sela ma le mitochondrial dynamics e ala i le faʻatonutonuina o le faʻaalia o kenera e iloa e faʻatonutonu ai le fibrosis, apoptosis, ma le ola o sela LX-2.
A tuufaatasia nei faʻamaumauga, o loʻo lagolagoina ai le i ai o ni aafiaga faʻamalolo a le IPA ma e mafai ona faʻaosofia ai le apoptosis ma suia ai le phenotype o le HSC agai i se tulaga e le gaoioi ai, ma faʻalauteleina ai le avanoa e taofia ai le fibrosis o le ate e ala i le faʻalavelaveina o le faʻagaoioiga o le HSC ma le metabolism o le mitochondrial.
O le a'afia o le tino puta ma le metabolic syndrome ua feso'ota'i ma le fa'ateleina o le metabolically associated fatty ate disease (MASLD); e a'afia le 25% i le 30% o le faitau aofa'i lautele i le fa'ama'i [1]. O le taunuuga autū o le MASLD etiology o le ate fibrosis, o se faiga fa'agaioiga e fa'ailoaina i le fa'aputuina pea o le fibrous extracellular matrix (ECM) [2]. O sela autū e a'afia i le ate fibrosis o le hepatic stellate cells (HSCs), lea e fa'aalia ai phenotypes e fa ua iloa: quiescent, activated, inactivated, ma senescent [3, 4]. E mafai ona fa'agaoioia HSCs ma transdifferentiate mai se quiescent form i totonu o le proliferative fibroblast-like cells ma le tele o mana'oga o le malosi, fa'atasi ai ma le fa'ateleina o le fa'aalia o le α-smooth muscle actin (α-SMA) ma le type I collagen (Col-I) [5, 6]. I le taimi o le liver fibrosis reversal, o le a fa'aumatia HSCs ua fa'agaoioia e ala i le apoptosis po'o le inactivation. O nei faiga e aofia ai le fa'aitiitia o le fa'atonutonuina o kene fibrogenic ma le fa'atonutonuina o kene prosurvival (e pei o le NF-κB ma le PI3K/Akt signaling pathways) [7, 8], fa'apea fo'i ma suiga i le mitochondrial dynamics ma le galuega [9].
Ua maua ua faʻaitiitia le maualuga o le tryptophan metabolite indole-3-propionic acid (IPA) i le toto, lea e gaosia i totonu o le manava, i faʻamaʻi o le metabolism o tagata e aofia ai le MASLD [10–13]. E fesoʻotaʻi le IPA ma le taumafaina o fiber i meaʻai, ua lauiloa i ona aafiaga antioxidant ma anti-inflammatory, ma faʻaitiitia ai le phenotype o le diet-induced non-alcoholic steatohepatitis (NASH) i totonu o le tino ma totonu o le tino [11–14]. O nisi faʻamaoniga e sau mai la matou suʻesuʻega muamua, lea na faʻaalia ai o le maualuga o le IPA i le toto e maualalo i tagata mamaʻi e iai le fibrosis o le ate nai lo tagata mamaʻi puta e leai se fibrosis o le ate i le Kuopio Bariatric Surgery Study (KOBS). E le gata i lea, na matou faʻaalia ai o togafitiga IPA e mafai ona faʻaitiitia ai le faʻaalia o genes o faʻailoga masani o le pipii o sela, femalagaiga o sela ma le faʻagaoioiga o le hematopoietic stem cell i totonu o se faʻataʻitaʻiga o le hepatic stellate cell (LX-2) ma o se metabolite e ono puipuia ai le hepato [15]. Peitaʻi, e le o manino pe faʻapefea ona faʻaosofia e le IPA le faʻaitiitia o le fibrosis o le ate e ala i le faʻagaoioiga o le HSC apoptosis ma le mitochondrial bioenergetics.
O iinei, matou te faʻaalia ai o le serum IPA e fesoʻotaʻi ma le faʻaalia o genes e faʻamauoa i le apoptosis, mitophagy, ma auala e ola ai i le ate o tagata e puta tele ae e le o le type 2 diabetes (KOBS). E le gata i lea, na matou iloa ai e mafai e le IPA ona faʻaosofia le faʻamamaina ma le faʻaleagaina o activated hematopoietic stem cells (HSCs) e ala i le auala e le faʻagata ai. O nei taunuuga e faʻaalia ai se matafaioi fou mo le IPA, ma avea ai ma se sini faʻapitoa e faʻaleleia ai le toe faʻafoʻisia o le fibrosis o le ate.
O se suʻesuʻega muamua i le vaega o le KOBS na faʻaalia ai o gasegase e maua i le fibrosis o le ate e maualalo le maualuga o le IPA e tafe i totonu pe a faʻatusatusa i gasegase e leai se fibrosis o le ate [15]. Ina ia le aofia ai le aafiaga fenumiai o le maʻisuka ituaiga 2, na matou faʻafaigaluegaina ai gasegase puta e 116 e leai se maʻisuka ituaiga 2 (averesi tausaga ± SD: 46.8 ± 9.3 tausaga; BMI: 42.7 ± 5.0 kg/m2) (Laulau 1) mai le suʻesuʻega KOBS o loʻo faʻaauau pea o le faitau aofaʻi o le suʻesuʻega [16]. O tagata uma na auai na tuʻuina atu le maliega tusitusia ma le faʻatagaga o le suʻesuʻega na faʻamaonia e le Komiti o Amioga Mama o le Falemaʻi o le Itumalo o North Savo e tusa ai ma le Tautinoga a Helsinki (54/2005, 104/2008 ma le 27/2010).
Sa maua ni fa'ata'ita'iga o le biopsy o le ate i le taimi o taotoga bariatric ma iloiloina fa'asolosolo e foma'i fa'apitoa e tusa ai ma ta'iala na fa'amatalaina muamua [17, 18]. O ta'iala o le iloiloga o lo'o aoteleina i le Supplementary Table S1 ma ua fa'amatalaina muamua [19].
Sa iloiloina faʻataʻitaʻiga o le serum anapogi e ala i le untargeted liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) mo le suʻesuʻega o le metabolomics (n = 116). Sa iloiloina faʻataʻitaʻiga e faʻaaoga ai le UHPLC-qTOF-MS system (1290 LC, 6540 qTOF-MS, Agilent Technologies, Waldbronn, Karlsruhe, Siamani) e pei ona faʻamatalaina muamua19. O le faʻailoaina o le isopropyl alcohol (IPA) sa faʻavae i luga o le taimi e taofia ai ma le faʻatusatusaga o le MS/MS spectrum ma tulaga mama. O le malosi o le faʻailoga IPA (peak area) sa mafaufauina i isi suʻesuʻega uma [20].
Sa faia le fa'asologa atoa o le RNA o le ate e fa'aaoga ai le Illumina HiSeq 2500 ma sa fa'agasolo muamua fa'amaumauga e pei ona fa'amatalaina muamua [19, 21, 22]. Sa matou faia le su'esu'ega fa'apitoa o le fa'aalia o tusitusiga e a'afia ai le galuega/biogenesis o le mitochondrial e fa'aaoga ai genes e 1957 na filifilia mai le fa'amaumauga o le MitoMiner 4.0 [23]. Sa faia le su'esu'ega o le methylation o le DNA o le ate e fa'aaoga ai le Infinium HumanMethylation450 BeadChip (Illumina, San Diego, CA, ISA) e fa'aaoga ai le auala lava e tasi e pei ona fa'amatalaina muamua [24, 25].
Sa agalelei le Polofesa Stefano Romeo e saunia sela fetu o le ate o le tagata (LX-2) ma sa totoina ma tausia i le DMEM/F12 medium (Biowest, L0093-500, 1% Pen/Strep; Lonza, DE17-602E, 2% FBS; Gibco, 10270-106). Ina ia filifilia le fua galue o le IPA, sa togafitia sela LX-2 i le tele eseese o le IPA (10 μM, 100 μM ma le 1 mM; Sigma, 220027) i le DMEM/F12 medium mo le 24 itula. E le gata i lea, ina ia suʻesuʻeina le mafai e le IPA ona faʻagata HSCs, sa togafitia faʻatasi sela LX-2 ma le 5 ng/ml TGF-β1 (R&D systems, 240-B-002/CF) ma le 1 mM IPA i le serum-free medium mo le 24 itula. Mo pulega talafeagai o ta'avale, 4 nM HCL o lo'o i ai le 0.1% BSA na fa'aaogaina mo togafitiga TGF-β1 ma le 0.05% DMSO na fa'aaogaina mo togafitiga IPA, ma sa fa'aaogaina fa'atasi uma ia e lua mo togafitiga tu'ufa'atasi.
Sa iloiloina le Apoptosis e faʻaaoga ai le FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit faʻatasi ai ma le 7-AAD (Biolegend, San Diego, CA, ISA, Cat# 640922) e tusa ai ma faʻatonuga a le kamupani gaosi. I se aotelega, o le LX-2 (1 × 105 sela/puna) sa totoina i le po atoa i totonu o ipu e 12-puna ona togafitia lea i ni tui se tele o le IPA poʻo le IPA ma le TGF-β1. O le aso na sosoo ai, o sela opeopea ma sela pipii sa aoina, faʻamaʻiina i le trypsin, fufuluina i le PBS, toe faʻasusu i totonu o le Annexin V binding buffer, ma faʻatupuina i le FITC-Annexin V ma le 7-AAD mo le 15 minute.
Sa valiina Mitochondria i totonu o sela ola mo le gaioiga fa'aolaola e fa'aaoga ai le Mitotracker™ Red CMXRos (MTR) (Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA). Mo su'ega MTR, sa fa'atupuina sela LX-2 i le tutusa o le mafiafia ma le IPA ma le TGF-β1. A mae'a le 24 itula, sa fa'a-trypsinize sela ola, fufuluina i le PBS, ona fa'atupuina lea i le 100 μM MTR i le serum-free medium i le 37 °C mo le 20 minute e pei ona fa'amatalaina muamua [26]. Mo le su'esu'ega o le morphology o sela ola, sa su'esu'eina le tele o sela ma le cytoplasmic complexity e fa'aaoga ai le forward scatter (FSC) ma le side scatter (SSC) parameters, i le fa'asologa.
O faʻamaumauga uma (30,000 mea na tutupu) na maua e faʻaaoga ai le NovoCyte Quanteon (Agilent) ma auʻiliʻiliina e faʻaaoga ai le NovoExpress® 1.4.1 poʻo le polokalama FlowJo V.10.
O le fua faatatau o le faʻaaogaina o le okesene (OCR) ma le fua faatatau o le faʻamaʻi i fafo atu o le sela (ECAR) sa fuaina i le taimi moni e faʻaaoga ai se Seahorse Extracellular Flux Analyzer (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) ua faʻapipiʻiina i se Seahorse XF Cell Mito Stress e tusa ai ma faʻatonuga a le kamupani gaosi. I se aotelega, e 2 × 104 sela LX-2/vai na totoina i luga o ipu faʻatoʻaga sela XF96. A maeʻa le faʻatoʻaga i le po, na togafitia sela i le isopropanol (IPA) ma le TGF-β1 (Metotia Faʻaopoopo 1). Na faia le auʻiliʻiliga o faʻamaumauga e faʻaaoga ai le polokalama Seahorse XF Wave, lea e aofia ai le Seahorse XF Cell Energy Phenotype Test Report Generator. Mai lenei mea, na fuafuaina ai se Bioenergetic Health Index (BHI) [27].
Sa fa'aliliuina le aofa'i o le RNA i totonu o le cDNA. Mo ni metotia fa'apitoa, taga'i i le fa'asinomaga [15]. O le maualuga o le Human 60S ribosomal acidic protein P0 (RPLP0) ma le cyclophilin A1 (PPIA) mRNA sa fa'aaogaina e fai ma fa'atonutonuga o kenera. O le QuantStudio 6 pro Real-Time PCR System (Thermo Fisher, Landsmeer, Netherlands) sa fa'aaogaina fa'atasi ma le TaqMan™ Fast Advanced Master Mix Kit (Applied Biosystems) po'o le Sensifast SYBR Lo-ROX Kit (Bioline, BIO 94050), ma o le fa'asologa o le fa'aalia o kenera sa fuafuaina e fa'aaoga ai le fa'atusatusaga o le Ct value cycling parameters (ΔΔCt) ma le metotia ∆∆Ct. O fa'amatalaga auiliili o primers o lo'o tu'uina atu i le Supplementary Tables S2 ma le S3.
Sa aveeseina le DNA o le Nuclear (ncDNA) ma le DNA o le mitochondrial (mtDNA) e faʻaaoga ai le DNeasy blood and tissue kit (Qiagen) e pei ona faʻamatalaina muamua [28]. O le aofaʻi faʻatatau o le mtDNA sa fuafuaina e ala i le fuafuaina o le fua faʻatatau o vaega taʻitasi o le mtDNA i le averesi geometric o vaega e tolu o le DNA o le nuclear (mtDNA/ncDNA), e pei ona faʻamatalaina auiliili i le Supplementary Methods 2. O faʻamatalaga auiliili o primers mo le mtDNA ma le ncDNA o loʻo tuʻuina atu i le Supplementary Table S4.
Sa valiina sela ola i le Mitotracker™ Red CMXRos (MTR) (Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA) e va'ai ai feso'ota'iga mitochondrial i totonu o sela ma totonu o sela. O sela LX-2 (1 × 104 sela/vai) sa totoina i luga o fa'ase'e tioata i totonu o ipu fa'ato'aga tioata tutusa (Ibidi GmbH, Martinsried, Siamani). A mae'a le 24 itula, sa fa'atupuina sela ola LX-2 i le 100 μM MTR mo le 20 minute i le 37 °C ma sa valiina nuclei o sela i le DAPI (1 μg/ml, Sigma-Aldrich) e pei ona fa'amatalaina muamua [29]. Sa va'aia feso'ota'iga Mitochondrial e fa'aaoga ai se microscope Zeiss Axio Observer inverted (Carl Zeiss Microimaging GmbH, Jena, Siamani) ua fa'apipi'iina i se module confocal Zeiss LSM 800 i le 37 °C i se siosiomaga susu ma le 5% CO2 e fa'aaoga ai se sini 63 × NA 1.3. Na matou mauaina ni ata Z-series se sefulu mo ituaiga fa'ata'ita'iga ta'itasi. O vaega ta'itasi o le Z-series e 30 vaega, e 9.86 μm le mafiafia o vaega ta'itasi. Mo fa'ata'ita'iga ta'itasi, o ata o vaega eseese e sefulu na maua e fa'aaoga ai le polokalama ZEN 2009 (Carl Zeiss Microimaging GmbH, Jena, Siamani), ma o le su'esu'ega o foliga o le mitochondrial na faia e fa'aaoga ai le polokalama ImageJ (v1.54d) [30, 31] e tusa ai ma fa'atulagaga o lo'o fa'amatalaina auiliili i le Supplementary Methods 3.
Sa fa'amauina sela i le 2% glutaraldehyde i le 0.1 M phosphate buffer, sosoo ai ma le fa'amauina i le 1% osmium tetroxide solution (Sigma Aldrich, MO, ISA), fa'amamago malie i le acetone (Merck, Darmstadt, Siamani), ma mulimuli ane fa'apipi'i i le epoxy resin. Sa saunia vaega manifinifi ma valivali i le 1% uranyl acetate (Merck, Darmstadt, Siamani) ma le 1% lead citrate (Merck, Darmstadt, Siamani). Sa maua ata o le Ultrastructural e fa'aaoga ai le JEM 2100F EXII transmission electron microscope (JEOL Ltd, Tokyo, Iapani) i le voltage fa'avavevave o le 80 kV.
O le morphology o sela LX-2 na togafitia i le IPA mo le 24 itula na su'esu'eina e ala i le phase-contrast microscopy i le 50x magnification e fa'aaoga ai le Zeiss inverted light microscope (Zeiss Axio Vert.A1 ma le AxioCam MRm, Jena, Siamani).
O faʻamaumauga faafomaʻi na faʻaalia o le averesi ± le eseesega masani poʻo le ogatotonu (interquartile range: IQR). O le auʻiliʻiliga o le eseesega i le itu e tasi (fesuiaiga faifai pea) poʻo le χ² test (fesuiaiga faʻavasega) na faʻaaogaina e faʻatusatusa ai eseesega i le va o vaega suʻesuʻe e tolu. O le fua faatatau sese lelei (FDR) na faʻaaogaina e faʻasaʻo ai suʻega e tele, ma o genes e iai le FDR < 0.05 na manatu o se taua faʻamaumauga. O le auʻiliʻiliga o le fesoʻotaʻiga Spearman na faʻaaogaina e faʻafesoʻotaʻi ai le CpG DNA methylation ma le malosi o le faʻailoga IPA, faʻatasi ai ma le aofaʻi o p (p < 0.05) na lipotia mai.
Sa faia le su'esu'ega o le ala e fa'aaoga ai se meafaigaluega su'esu'e o le seti o kenera i luga o le upega tafa'ilagi (WebGestalt) mo fa'amaumauga e 268 (nominal p < 0.01), 119 fa'amaumauga e feso'ota'i ma mitochondria (nominal p < 0.05), ma le 4350 CpGs mai fa'amaumauga ate e 3093 ia sa feso'ota'i ma le maualuga o le IPA i le toto. O le meafaigaluega Venny DB (version 2.1.0) o lo'o maua fua sa fa'aaogaina e su'e ai kenera e fe'avea'i, ma le StringDB (version 11.5) sa fa'aaogaina e va'ai ai i fegalegaleaiga o le porotini ma le porotini.
Mo le fa'ata'ita'iga LX-2, na fa'ata'ita'iina fa'ata'ita'iga mo le tulaga masani e fa'aaoga ai le su'ega D'Agostino-Pearson. Na maua fa'amaumauga mai le itiiti ifo ma le tolu fa'ata'ita'iga fa'aola ma faia i ai le ANOVA e tasi le itu ma le su'ega Bonferroni post hoc. O le p-value e itiiti ifo i le 0.05 na manatu o se taua fa'amaumauga. O fa'amaumauga o lo'o tu'uina atu o le averesi ± SD, ma o le aofa'i o fa'ata'ita'iga o lo'o fa'aalia i ata ta'itasi. O au'ili'iliga uma ma kalafi na fa'atinoina e fa'aaoga ai le polokalama fa'amaumauga GraphPad Prism 8 mo Windows (GraphPad Software Inc., lomiga 8.4.3, San Diego, ISA).
Muamua, na matou suʻesuʻeina le fesootaʻiga o le maualuga o le IPA i le serum ma le ate, le tino atoa, ma le mitochondrial transcripts. I le faʻamatalaga atoa o le transcript, o le gene sili ona malosi e fesoʻotaʻi ma le maualuga o le IPA i le serum o le MAPKAPK3 (FDR = 0.0077; mitogen-activated protein kinase-activated protein kinase 3); i le faʻamatalaga o le transcript e fesoʻotaʻi ma le mitochondria, o le gene sili ona malosi e fesoʻotaʻi o le AKT1 (FDR = 0.7621; AKT serine/threonine kinase 1) (Faila faʻaopoopo 1 ma le Faila faʻaopoopo 2).
Ona matou iloiloina lea o tusitusiga o le lalolagi atoa (n = 268; p < 0.01) ma tusitusiga e fesoʻotaʻi ma mitochondria (n = 119; p < 0.05), ma iu ai ina faʻailoaina le apoptosis o le auala sili ona taua (p = 0.0089). Mo tusitusiga o mitochondrial e fesoʻotaʻi ma le maualuga o le IPA i le serum, matou te taulaʻi atu i le apoptosis (FDR = 0.00001), mitophagy (FDR = 0.00029), ma auala faʻailoilo TNF (FDR = 0.000006) (Ata 1A, Laulau 2, ma Ata Faʻaopoopo 1A-B).
Su'esu'ega fe'avea'i o tusitusiga fa'alelalolagi, e feso'ota'i ma mitochondria, ma le DNA methylation i le ate o le tagata e feso'ota'i ma le maualuga o le serum IPA. O le A e fa'atusalia ai tusitusiga fa'alelalolagi e 268, tusitusiga fa'alelalolagi e 119, ma tusitusiga methylated DNA ua fa'afanua i nofoaga CpG e 3092 e feso'ota'i ma le maualuga o le serum IPA (p values ​​​​< 0.01 mo tusitusiga fa'alelalolagi ma le DNA methylated, ma p values ​​​​< 0.05 mo tusitusiga mitochondrial). O tusitusiga fe'avea'i tetele o lo'o fa'aalia i le ogatotonu (AKT1 ma le YKT6). B O le fa'afanua o fegalegaleaiga o genes e 13 ma le togi fegalegaleaiga sili ona maualuga (0.900) ma isi genes na fausia mai genes fe'avea'i e 56 (itulagi laina uliuli) ia na feso'ota'i tele ma le maualuga o le serum IPA e fa'aaoga ai le meafaigaluega i luga ole laiga StringDB. Lanumeamata: Genes ua fa'afanua i le vaega o le sela o le Gene Ontology (GO): mitochondria (GO:0005739). O le AKT1 o le porotini e sili ona maualuga le togi (0.900) mo fegalegaleaiga ma isi porotini e fa'avae i luga o fa'amatalaga (e fa'avae i luga o le eliina o tusitusiga, fa'ata'ita'iga, fa'amaumauga, ma le fa'aalia fa'atasi). O node feso'ota'iga e fai ma sui o porotini, ma o pito e fai ma sui o feso'ota'iga i le va o porotini.
Talu ai ona mafai e metabolites o le gut microbiota ona faʻatonutonuina le epigenetic composition e ala i le DNA methylation [32], na matou suʻesuʻeina pe na fesoʻotaʻi le serum IPA levels ma le ate DNA methylation. Na matou iloa ai o nofoaga tetele e lua o le methylation e fesoʻotaʻi ma le serum IPA levels e lata ane i le proline-serine-rich region 3 (C19orf55) ma le heat shock protein family B (small) member 6 (HSPB6) (Faila faʻaopoopo 3). O le DNA methylation o le 4350 CpG (p < 0.01) na fesoʻotaʻi ma le serum IPA levels ma sa faʻamauoa i auala faʻatonutonu o le umi o le ola (p = 0.006) (Ata 1A, Laulau 2, ma le Ata Faʻaopoopo 1C).
Ina ia malamalama i faiga fa'aolaola o lo'o i lalo o fegalegaleaiga i le va o tulaga o le IPA i le serum, tusitusiga fa'alelalolagi, tusitusiga e feso'ota'i ma mitochondria, ma le methylation o le DNA i le ate o le tagata, na matou faia ai se su'esu'ega fa'atasi o genes na fa'ailoa mai i le su'esu'ega o le auala muamua (Ata 1A). O taunu'uga o le su'esu'ega fa'amauoa o le auala o genes e 56 e fe'avea'i (i totonu o le laina uliuli i le Ata 1A) na fa'aalia ai o le auala apoptosis (p = 0.00029) na fa'amamafa ai genes e lua e tutusa i su'esu'ega e tolu: AKT1 ma le YKT6 (YKT6 v-SNARE homolog), e pei ona fa'aalia i le ata Venn (Ata Fa'aopoopo 2 ma le Ata 1A). O le mea e malie ai, na matou maua ai o le AKT1 (cg19831386) ma le YKT6 (cg24161647) sa feso'ota'i lelei ma tulaga o le IPA i le serum (Faila Fa'aopoopo 3). Ina ia iloa fegalegaleaiga fa'aporotini i le va o oloa o genes, na matou filifilia genes e 13 ma le togi maualuga o le itulagi masani (0.900) i totonu o genes e 56 e fe'avea'i e fai ma input ma fausia se fa'afanua o fegalegaleaiga. E tusa ai ma le tulaga o le talitonuga (marginal confidence), o le gene AKT1 ma le togi aupito maualuga (0.900) sa i le pito i luga (Ata 1B).
E faʻavae i luga o le auʻiliʻiliga o le auala, na matou iloa ai o le apoptosis o le auala autū lea, o lea na matou suʻesuʻeina ai pe o le a aʻafia e le togafitiga IPA le apoptosis o HSCs i totonu o le vitro. Na matou faʻaalia muamua o le eseesega o tui o le IPA (10 μM, 100 μM, ma le 1 mM) e le oona i sela LX-2 [15]. O lenei suʻesuʻega na faʻaalia ai o le togafitiga IPA i le 10 μM ma le 100 μM na faʻateleina ai le aofaʻi o sela ola ma necrotic. Peitaʻi, pe a faʻatusatusa i le vaega pulea, na faʻaitiitia le ola o sela i le 1 mM IPA concentration, aʻo le fua faatatau o le necrosis o sela e leʻi suia (Ata 2A, B). Sosoo ai, ina ia maua le concentration sili ona lelei e faʻaosofia ai le apoptosis i sela LX-2, na matou faʻataʻitaʻiina le 10 μM, 100 μM, ma le 1 mM IPA mo le 24 itula (Ata 2A-E ma le Ata Faʻaopoopo 3A-B). O le mea e malie ai, o le IPA 10 μM ma le 100 μM na faʻaitiitia ai le fua faatatau o le apoptosis (%), peitaʻi, o le IPA 1 mM na faʻateleina ai le fua faatatau o le apoptosis tuai ma le apoptosis (%) pe a faʻatusatusa i le vaega faʻatonutonu ma o lea na filifilia ai mo isi faʻataʻitaʻiga (Ata 2A–D).
E fa'aosofia e le IPA le apoptosis o sela LX-2. Na fa'aaogaina le metotia o le Annexin V ma le 7-AAD double staining e fuafua ai le fua faatatau o le apoptotic ma le morphology o le sela e ala i le flow cytometry. Na fa'afefiloi sela BA i le 10 μM, 100 μM ma le 1 mM IPA mo le 24 itula pe fa'atasi ai ma le F–H TGF-β1 (5 ng/ml) ma le 1 mM IPA i le serum-free medium mo le 24 itula. A: sela ola (Annexin V -/ 7AAD-); B: sela necrotic (Annexin V -/ 7AAD+); C, F: vave (Annexin V +/ 7AAD-); D, G: tuai (Annexin V+/7AAD.+); E, H: pasene o le aofa'i o sela apoptotic vave ma tuai i le fua faatatau o le apoptotic (%). O fa'amaumauga o lo'o fa'aalia o le averesi ± SD, n = 3 fa'ata'ita'iga tuto'atasi. Na faia fa'atusatusaga fa'amaumauga e fa'aaoga ai le ANOVA e tasi le itu ma le su'ega Bonferroni post hoc. *p < 0.05; ****p < 0.0001
E pei ona matou faʻaalia muamua, e mafai e le 5 ng/ml TGF-β1 ona faʻaosofia le faʻagaoioiga o le HSC e ala i le faʻateleina o le faʻaalia o genes faʻailoga masani [15]. O sela LX-2 na togafitia i le 5 ng/ml TGF-β1 ma le 1 mM IPA i le tuʻufaʻatasiga (Ata 2E–H). O le togafitiga TGF-β1 e leʻi suia ai le fua faatatau o le apoptosis, peitaʻi, o le togafitiga faʻatasi a le IPA na faʻateleina ai le fua faatatau o le apoptosis tuai ma le apoptosis (%) pe a faʻatusatusa i le togafitiga TGF-β1 (Ata 2E–H). O nei taunuuga e faʻaalia ai e mafai e le 1 mM IPA ona faʻalauiloa le apoptosis i sela LX-2 e tutoʻatasi mai le faʻaosofia o le TGF-β1.
Sa matou suʻesuʻeina atili le aafiaga o le IPA i le manava o le mitochondrial i totonu o sela LX-2. O taunuuga na faaalia ai o le 1 mM IPA na faaitiitia ai le fua faatatau o le faaaogaina o le okesene (OCR): manava e le o mitochondrial, manava basal ma maximal, le tafe o le proton ma le gaosiga o le ATP pe a faatusatusa i le vaega pulea (Ata 3A, B), ae lei suia le bioenergetic health index (BHI).
E fa'aitiitia e le IPA le manava o le mitochondrial i totonu o sela LX-2. O le mitochondrial respiration curve (OCR) o lo'o fa'aalia o ni fa'ailoga o le manava o le mitochondrial (non-mitochondrial respiration, basal respiration, maximal respiration, proton leak, ATP generation, SRC ma le BHI). O sela A ma le B na fa'afefiloi ma le 10 μM, 100 μM ma le 1 mM IPA mo le 24 itula, i le fa'asologa. O sela C ma le D na fa'afefiloi ma le TGF-β1 (5 ng/ml) ma le 1 mM IPA i le serum-free medium mo le 24 itula, i le fa'asologa. O fua uma na fa'atulagaina i le anotusi o le DNA e fa'aaoga ai le CyQuant kit. BHI: bioenergetic health index; SRC: respiratory reserve capacity; OCR: oxygen consumption rate. O fa'amaumauga o lo'o tu'uina atu o ni averesi ± standard deviation (SD), n = 5 fa'ata'ita'iga tuto'atasi. O fa'atusatusaga fa'amaumauga na faia e fa'aaoga ai le one-way ANOVA ma le Bonferroni post hoc test. *p < 0.05; **p < 0.01; ma le ***p < 0.001
Ina ia maua se malamalamaga sili atu ona atoatoa i le aafiaga o le IPA i le bioenergetic profile o sela TGF-β1-activated LX-2, na matou iloiloina le mitochondrial oxidative phosphorylation e ala i le OCR (Ata 3C,D). O taunuuga na faaalia ai e mafai e le togafitiga TGF-β1 ona faaitiitia le maualuga o le manava, le gafatia o le manava faasao (SRC) ma le BHI pe a faatusatusa i le vaega pulea (Ata 3C,D). E le gata i lea, o le togafitiga tuufaatasi na faaitiitia ai le basal respiration, proton leak ma le gaosiga o le ATP, ae o le SRC ma le BHI sa sili atu le maualuga nai lo i latou na togafitia i le TGF-β1 (Ata 3C,D).
Na matou faia fo'i le "Cellular Energy Phenotype Test" na saunia e le polokalama Seahorse (Fa'aopoopoga Ata 4A–D). E pei ona fa'aalia i le Fa'aopoopoga Ata 3B, o le OCR ma le ECAR metabolic potentials na fa'aitiitia ina ua mae'a le togafitiga TGF-β1, peita'i, e leai se eseesega na matauina i vaega togafitiga tu'ufa'atasi ma IPA pe a fa'atusatusa i le vaega pulea. E le gata i lea, o le basal ma le stress levels o le OCR na fa'aitiitia ina ua mae'a le togafitiga tu'ufa'atasi ma le IPA pe a fa'atusatusa i le vaega pulea (Fa'aopoopoga Ata 4C). O le mea e malie ai, o se mamanu fa'apena na matauina i le togafitiga tu'ufa'atasi, lea e leai se suiga i le basal ma le stress levels o le ECAR na matauina pe a fa'atusatusa i le togafitiga TGF-β1 (Fa'aopoopoga Ata 4C). I HSCs, o le fa'aitiitia o le mitochondrial oxidative phosphorylation ma le mafai o togafitiga tu'ufa'atasi e toe fa'afo'isia ai le SCR ma le BHI ina ua mae'a le fa'aalia i le togafitiga TGF-β1 e le'i suia ai le metabolic potential (OCR ma ECAR). A tu'ufa'atasia, o nei taunu'uga e fa'aalia ai e mafai e le IPA ona fa'aitiitia le bioenergetics i HSCs, ma fa'ailoa mai ai e mafai e le IPA ona fa'aosofia ai se fa'amatalaga maualalo o le malosi e suia ai le HSC phenotype agai i le fa'agata (Fa'aopoopoga Ata 4D).
O le aafiaga o le IPA i le malosi o le mitochondrial na suʻesuʻeina e faʻaaoga ai le fuaina o le tolu-dimensional o le morphology o le mitochondrial ma fesoʻotaʻiga fesoʻotaʻiga faʻapea foʻi ma le valivali MTR (Ata 4 ma le Ata Faʻaopoopo 5). O loʻo faʻaalia i le Ata 4, pe a faʻatusatusa i le vaega pulea, o le togafitiga TGF-β1 na faʻaitiitia ai le averesi o le lautele o le fogaeleele, le numera o lala, le umi atoa o lala, ma le numera o le fesoʻotaʻiga o lala (Ata 4A ma le B) ma suia ai le vaega o mitochondria mai le spherical i le intermediate morphology (Ata 4C). Naʻo le togafitiga IPA na faʻaitiitia ai le averesi o le voluma o le mitochondrial ma suia ai le vaega o mitochondria mai le spherical i le intermediate morphology pe a faʻatusatusa i le vaega pulea (Ata 4A). I ​​se faʻatusatusaga, o le sphericity, le umi averesi o lala, ma le gaioiga o le mitochondrial na iloiloina e le mitochondrial membrane potential-dependent MTR (Ata 4A ma le E) na tumau pea e leʻi suia ma o nei parakalafa e leʻi eseese i le va o vaega. A tuʻufaʻatasia, o nei taunuuga e faʻaalia ai o le togafitiga TGF-β1 ma le IPA e foliga mai e faʻafetaui le foliga ma le tele o mitochondrial faʻapea foʻi ma le lavelave o fesoʻotaʻiga i sela ola LX-2.
E suia e le IPA le malosi o le mitochondrial ma le tele o le DNA o le mitochondrial i totonu o sela LX-2. A. Ata fa'atusa o sela ola o le LX-2 ua fa'afefiloi ma le TGF-β1 (5 ng/ml) ma le 1 mM IPA mo le 24 itula i le serum-free medium o lo'o fa'aalia ai feso'ota'iga mitochondrial ua valiina i le Mitotracker™ Red CMXRos ma nuclei ua valiina i le lanumoana i le DAPI. O fa'amaumauga uma e aofia ai le itiiti ifo ma le 15 ata i le vaega. Na matou maua ni ata Z-stack e 10 mo ituaiga fa'ata'ita'iga ta'itasi. O fa'asologa ta'itasi o le Z-axis e aofia ai ni fasi e 30, e tofu ma le mafiafia e 9.86 μm. Pa fua: 10 μm. B. Mea fa'atusa (mitochondria) ua fa'ailoaina e ala i le fa'aogaina o le adaptive thresholding i le ata. Sa faia le su'esu'ega fa'atusatusa ma le fa'atusatusaga o feso'ota'iga feso'ota'iga morphological o le mitochondrial mo sela uma i vaega ta'itasi. C. Tele o fua fa'atatau o foliga o le mitochondrial. O tau e latalata i le 0 e fa'ailoa mai ai foliga lapotopoto, ma o tau e latalata i le 1 e fa'ailoa mai ai foliga filamentous. D O le anotusi o le Mitochondrial DNA (mtDNA) na fuafuaina e pei ona fa'amatalaina i Meafaitino ma Metotia. Sa faia le su'esu'ega a le E Mitotracker™ Red CMXRos e ala i le flow cytometry (30,000 mea tutupu) e pei ona fa'amatalaina i le Materials and Methods. O fa'amaumauga o lo'o tu'uina atu o le averesi ± SD, n = 3 fa'ata'ita'iga tuto'atasi. Sa faia fa'atusatusaga fa'amaumauga e fa'aaoga ai le one-way ANOVA ma le Bonferroni post hoc test. *p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001; ****p < 0.0001
Ona matou iloiloina lea o le aofaʻi o le mtDNA i totonu o sela LX-2 e fai ma faʻailoga o le numera o mitochondrial. Pe a faʻatusatusa i le vaega faʻatonutonu, na faʻateleina le aofaʻi o le mtDNA i le vaega na togafitia i le TGF-β1 (Ata 4D). Pe a faʻatusatusa i le vaega na togafitia i le TGF-β1, na faʻaitiitia le aofaʻi o le mtDNA i le vaega na togafitia faʻatasi (Ata 4D), ma faʻaalia ai e ono faʻaitiitia e le IPA le aofaʻi o le mtDNA ma atonu foʻi le numera o le mitochondrial faʻapea foʻi ma le manava o le mitochondrial (Ata 3C). E le gata i lea, na foliga mai na faʻaitiitia e le IPA le aofaʻi o le mtDNA i le togafitiga faʻatasi ae e leʻi aʻafia ai le gaioiga o le mitochondrial e faʻatautaia e le MTR (Ata 4A–C).
Sa matou suʻesuʻeina le fesootaʻiga o le IPA ma le maualuga o le mRNA o genes e fesoʻotaʻi ma le fibrosis, apoptosis, ola, ma le mitochondrial dynamics i sela LX-2 (Ata 5A–D). Pe a faʻatusatusa i le vaega pulea, o le vaega na togafitia i le TGF-β1 na faʻaalia ai le faʻateleina o le faʻaalia o genes e pei o le collagen type I α2 chain (COL1A2), α-smooth muscle actin (αSMA), matrix metalloproteinase 2 (MMP2), tissue inhibitor of metalloproteinase 1 (TIMP1), ma le dynamin 1-like gene (DRP1), e faʻaalia ai le faʻateleina o le fibrosis ma le faʻagaoioiga. E le gata i lea, pe a faʻatusatusa i le vaega pulea, o le togafitiga TGF-β1 na faʻaitiitia ai le maualuga o le mRNA o le nuclear pregnane X receptor (PXR), caspase 8 (CASP8), MAPKAPK3, inhibitor of B-cell α, enhancer of nuclear factor κ gene light peptide (NFκB1A), ma inhibitor of nuclear factor κB kinase subunit β (IKBKB) (Ata 5A–D). Pe a faatusatusa i le togafitiga o le TGF-β1, o le togafitiga tuufaatasi ma le TGF-β1 ma le IPA na faaitiitia ai le faalauiloaina o le COL1A2 ma le MMP2, ae faateleina ai le maualuga o le mRNA o le PXR, TIMP1, B-cell lymphoma-2 (BCL-2), CASP8, NFκB1A, NFκB1-β, ma le IKBKB. O le togafitiga o le IPA na faaitiitia ai le faalauiloaina o le MMP2, Bcl-2-associated protein X (BAX), AKT1, optic atrophy protein 1 (OPA1), ma le mitochondrial fusion protein 2 (MFN2), ae o le faalauiloaina o le CASP8, NFκB1A, NFκB1B, ma le IKBKB na faateleina pe a faatusatusa i le vaega pulea. Peitai, e leai se eseesega na maua i le faalauiloaina o le caspase-3 (CASP3), apoptotic peptidase activating factor 1 (APAF1), mitochondrial fusion protein 1 (MFN1), ma le fission protein 1 (FIS1). O nei taunuuga e faʻaalia ai o togafitiga IPA e faʻatonutonuina ai le faʻaalia o genes e fesoʻotaʻi ma le fibrosis, apoptosis, ola, ma mitochondrial dynamics. O a matou faʻamaumauga e faʻaalia ai o togafitiga IPA e faʻaitiitia ai le fibrosis i sela LX-2; i le taimi lava e tasi, e faʻaosofia ai le ola e ala i le suia o le phenotype agai i le le faʻagata.
E fa'atonutonu e le IPA le fa'aalia o le fibroblast, apoptotic, viability, ma mitochondrial dynamics genes i totonu o sela LX-2. O histograms e fa'aalia ai le fa'aalia o le mRNA e fa'atatau i le endogenous control (RPLP0 po'o le PPIA) ina ua mae'a ona fa'aosofia sela LX-2 i le TGF-β1 ma le IPA i le serum-free medium mo le 24 itula. O le A e fa'ailoa mai ai fibroblasts, o le B e fa'ailoa mai ai sela apoptotic, o le C e fa'ailoa mai ai sela o lo'o ola pea, ma le D e fa'ailoa mai ai le fa'aalia o le mitochondrial dynamics gene. O fa'amaumauga o lo'o tu'uina atu o le averesi ± standard deviation (SD), n = 3 fa'ata'ita'iga tuto'atasi. Na faia fa'atusatusaga fa'amaumauga e fa'aaoga ai le one-way ANOVA ma le Bonferroni post hoc test. *p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001; ****p < 0.0001
Ona, o suiga i le tele o le sela (FSC-H) ma le cytoplasmic complexity (SSC-H) na iloiloina e ala i le flow cytometry (Ata 6A,B), ma o suiga i le morphology o le sela ina ua maeʻa le togafitiga IPA na iloiloina e ala i le transmission electron microscopy (TEM) ma le phase contrast microscopy (Ata Faʻaopoopo 6A-B). E pei ona faʻamoemoeina, o sela i le vaega na togafitia i le TGF-β1 na faʻateleina le tele pe a faʻatusatusa i le vaega faʻatonutonu (Ata 6A,B), ma faʻaalia ai le faʻalauteleina masani o le rough endoplasmic reticulum (ER*) ma phagolysosomes (P), ma faʻaalia ai le hematopoietic stem cell activation (HSC) (Ata Faʻaopoopo 6A). Peitaʻi, pe a faʻatusatusa i le vaega na togafitia i le TGF-β1, o le tele o le sela, le faigata o le cytoplasm (Ata 6A,B), ma le aofaʻi o le ER* na faʻaitiitia i le vaega togafitiga tuʻufaʻatasi o le TGF-β1 ma le IPA (Ata Faʻaopoopo 6A). E le gata i lea, o le togafitiga IPA na faʻaitiitia ai le tele o le sela, le faigata o le cytoplasmic (Ata 6A,B), P ma le aofaʻi o le ER* (Ata Faʻaopoopo 6A) pe a faʻatusatusa i le vaega faʻatonutonu. E le gata i lea, o le aofaʻi o sela apoptotic na faʻateleina ina ua mavae le 24 itula o togafitiga IPA pe a faʻatusatusa i le vaega faʻatonutonu (aū paʻepaʻe, Ata Faʻaopoopo 6B). O nei taunuuga e faʻaalia ai e mafai e le 1 mM IPA ona faʻaosofia le apoptosis o le HSC ma toe faʻafoʻisia suiga i faʻasologa o le sela na mafua mai i le TGF-β1, ma faʻatonutonuina ai le tele ma le faigata o le sela, lea e ono fesoʻotaʻi ma le faʻagataina o le HSC.
E suia e le IPA le tele o le sela ma le faigata o le cytoplasm i totonu o sela LX-2. Ata fa'atusa o le au'ili'iliga o le tafe o le cytometry. Na fa'aogaina e le au'ili'iliga se fuafuaga fa'apitoa mo sela LX-2: SSC-A/FSC-A e fa'amatalaina ai le faitau aofa'i o sela, FSC-H/FSC-A e fa'ailoa ai ni doublets, ma le SSC-H/FSC-H mo le au'ili'iliga o le tele ma le faigata o le sela. Na fa'afefiloi sela i le TGF-β1 (5 ng/ml) ma le 1 mM IPA i totonu o le serum-free medium mo le 24 itula. Na tufatufa atu sela LX-2 i le vaega pito i lalo agavale (SSC-H-/FSC-H-), vaega pito i luga agavale (SSC-H+/FSC-H-), vaega pito i lalo taumatau (SSC-H-/FSC-H+), ma le vaega pito i luga taumatau (SSC-H+/FSC-H+) mo le tele o le sela ma le au'ili'iliga o le faigata o le cytoplasm. B. Na au'ili'iliina le morphology o le sela e ala i le tafe o le cytometry e fa'aaoga ai le FSC-H (fa'asalalau i luma, tele o le sela) ma le SSC-H (fa'asalalau i autafa, faigata o le cytoplasm) (30,000 mea tutupu). O faʻamaumauga o loʻo tuʻuina atu o le averesi ± SD, n = 3 faʻataʻitaʻiga tutoʻatasi. Na faia faʻatusatusaga faʻamaumauga e faʻaaoga ai le ANOVA e tasi le itu ma le suega Bonferroni post hoc. *p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001 ma le ****p < 0.0001
O metabolites o le manava e pei o le IPA ua avea ma autu vevela o suʻesuʻega, ma fautua mai ai e ono maua ni sini fou i totonu o le microbiota o le manava. O le mea lea e manaia ai le IPA, o se metabolite ua matou faʻafesoʻotaʻi i le fibrosis o le ate i tagata [15], ua faʻaalia o se vailaʻau e ono teteʻe atu i le fibrosis i faʻataʻitaʻiga o manu [13, 14]. O iinei, matou te faʻaalia ai mo le taimi muamua se sootaga i le va o le serum IPA ma le global ate transcriptomics ma le DNA methylation i tagata e puta tele e aunoa ma le type 2 diabetes (T2D), ma faʻamamafa ai le apoptosis, mitophagy ma le umi o le ola, faʻapea foʻi ma se sui tauva gene AKT1 e faʻatonutonuina le homeostasis o le ate. O le isi mea fou o la matou suʻesuʻega o le matou faʻaalia lea o le fegalegaleaiga o togafitiga IPA ma le apoptosis, morphology o le sela, mitochondrial bioenergetics ma dynamics i sela LX-2, e faʻaalia ai se spectrum o le malosi maualalo e suia ai le phenotype HSC agai i le le faʻagata, ma avea ai le IPA ma sui tauva mo le faʻaleleia atili o le fibrosis o le ate.
Na matou iloa o le apoptosis, mitophagy ma le umi o le ola o auala sili ona taua ia e fa'amauoa i totonu o genes o le ate e feso'ota'i ma le IPA o le toto. O le fa'alavelaveina o le faiga o le pulea lelei o le mitochondrial (MQC) e mafai ona o'o atu ai i le fa'aletonu o le mitochondrial, mitophagy ma le apoptosis, ma fa'alauiloa ai le tupu mai o le MASLD [33, 34]. O le mea lea, e mafai ona matou mateina atonu e a'afia le IPA i le tausia o le malosi o le sela ma le fa'amaoni o le mitochondrial e ala i le apoptosis, mitophagy ma le umi o le ola i le ate. O a matou fa'amaumauga na fa'aalia ai e lua genes e tutusa i su'ega e tolu: YKT6 ma le AKT1. E taua le maitauina o le YKT6 o se porotini SNARE e a'afia i le fa'agasologa o le tu'ufa'atasia o le membrane o le sela. E iai sona sao i le autophagy ma le mitophagy e ala i le fausiaina o se initiation complex ma le STX17 ma le SNAP29 i luga o le autophagosome, ma fa'alauiloa ai le tu'ufa'atasia o autophagosomes ma lysosomes [35]. E le gata i lea, o le leiloa o le galuega a le YKT6 e mafua ai le fa'aletonu o le mitophagy [36], a'o le fa'ateleina o le YKT6 e feso'ota'i ma le alualu i luma o le hepatocellular carcinoma (HCC), e fa'aalia ai le fa'ateleina o le ola o le sela [37]. I le isi itu, o le AKT1 o le gene e sili ona taua e fegalegaleai ma e iai sona sao taua i faʻamaʻi o le ate, e aofia ai le auala faʻailoilo PI3K/AKT, taamilosaga o le sela, femalagaiga o sela, faʻateleina, faʻapipiʻi taulaʻi, galuega a le mitochondrial, ma le faʻasaʻolotoina o le collagen [38–40]. O le auala faʻailoilo PI3K/AKT e faʻagaoioia e mafai ona faʻagaoioia ai sela autu hematopoietic (HSCs), o sela ia e nafa ma le gaosiga o le extracellular matrix (ECM), ma o lona faʻaletonu e ono fesoasoani i le tupu ma le alualu i luma o le fibrosis o le ate [40]. E le gata i lea, o le AKT o se tasi o mea taua e ola ai sela e taofia ai le apoptosis o sela e faʻalagolago i le p53, ma o le faʻagaoioia o le AKT e ono fesoʻotaʻi ma le taofia o le apoptosis o sela o le ate [41, 42]. O taunuuga na maua e faʻaalia ai atonu e aʻafia le IPA i le apoptosis e fesoʻotaʻi ma mitochondria o le ate e ala i le aʻafia ai o le filifiliga o hepatocytes i le va o le ulufale atu i le apoptosis poʻo le ola. O nei aafiaga e ono faʻatonutonuina e AKT ma/poʻo YKT6 candidate genes, e taua tele mo le homeostasis o le ate.
O a matou taunuuga na faaalia ai o le 1 mM IPA na mafua ai le apoptosis ma faaitiitia ai le manava o le mitochondrial i sela LX-2 e tutoatasi mai le togafitiga TGF-β1. E taua le matauina o le apoptosis o se auala autu mo le foia o le fibrosis ma le faagaoioiga o le hematopoietic stem cell (HSC), ma o se mea taua foi i le tali atu faaletino e mafai ona toe faafoisia o le fibrosis o le ate [4, 43]. E le gata i lea, o le toe faafoisia o le BHI i sela LX-2 ina ua maeʻa togafitiga tuufaatasi na maua ai ni malamalamaaga fou i le matafaioi gafatia o le IPA i le faatonutonuina o le mitochondrial bioenergetics. I lalo o tulaga malolo ma le le galue, e masani ona faaaogaina e sela hematopoietic le mitochondrial oxidative phosphorylation e gaosia ai le ATP ma maualalo le gaioiga o le metabolism. I le isi itu, o le faagaoioiga o le HSC e faaleleia atili ai le manava o le mitochondrial ma le biosynthesis e taui ai manaoga o le malosi o le ulufale atu i le tulaga glycolytic [44]. O le mea moni e leʻi aafia ai e le IPA le gafatia o le metabolism ma le ECAR e fautua mai ai o le auala glycolytic e itiiti le faamuamua. I se tulaga tutusa, o se isi suesuega na faaalia ai o le 1 mM IPA na mafai ona faatonutonuina le gaioiga o le mitochondrial respiratory chain i cardiomyocytes, human hepatocyte cell line (Huh7) ma human umbilical vein endothelial cells (HUVEC); Peita’i, e leai se aafiaga o le IPA na maua i le glycolysis i cardiomyocytes, ma fa’ailoa mai ai e ono a’afia e le IPA le bioenergetics o isi ituaiga sela [45]. O le mea lea, matou te mateina o le 1 mM IPA e ono galue o se vaila’au e tatala ai le mafutaga, aua e mafai ona fa’aitiitia tele ai le fa’aalia o le fibrogenic gene, le morphology o le sela ma le mitochondrial bioenergetics e aunoa ma le suia o le aofa’i o le mtDNA [46]. E mafai e Mitochondrial uncouplers ona taofia le fibrosis e mafua mai i le culture ma le HSC activation [47] ma fa’aitiitia ai le gaosiga o le mitochondrial ATP e fa’atonutonuina pe fa’aosofia e nisi o porotini e pei o le uncoupling proteins (UCP) po’o le adenine nucleotide translocase (ANT). E fa’atatau i le ituaiga sela, e mafai e lenei mea ona puipuia sela mai le apoptosis ma/pe fa’alauiloa le apoptosis [46]. Peita’i, e mana’omia nisi su’esu’ega e fa’amanino ai le matafaioi a le IPA o se mitochondrial uncoupler i le hematopoietic stem cell inactivation.
Ona matou suʻesuʻeina lea pe o atagia mai suiga i le manava o le mitochondrial i le foliga o le mitochondrial i sela ola o le LX-2. O le mea e malie ai, o le togafitiga o le TGF-β1 e suia ai le vaega o le mitochondrial mai le spherical i le medium, faatasi ai ma le faaitiitia o le mitochondrial branching ma le faateleina o le faʻaalia o le DRP1, o se mea taua i le mitochondrial fission [48]. E le gata i lea, o le fragmentation o le mitochondrial e fesoʻotaʻi ma le lavelave lautele o le fesoʻotaʻiga, ma o le suiga mai le fusion i le fission e taua tele mo le faʻagaoioiga o le hematopoietic stem cell (HSC), ae o le taofiofia o le mitochondrial fission e oʻo atu ai i le HSC apoptosis [49]. O lea la, o a matou taunuuga e faʻaalia ai o le togafitiga o le TGF-β1 e ono mafua ai le faaitiitia o le lavelave o le fesoʻotaʻiga mitochondrial faatasi ai ma le faaitiitia o le branching, lea e sili ona taatele i le mitochondrial fission e fesoʻotaʻi ma le activated hematopoietic stem cells (HSCs). E le gata i lea, o a matou faʻamaumauga na faʻaalia ai e mafai e le IPA ona suia le vaega o le mitochondria mai le spherical i le medium shape, ma faʻaitiitia ai le faʻaalia o le OPA1 ma le MFN2. Ua faʻaalia e suʻesuʻega o le faʻaitiitia o le OPA1 e ono mafua ai le faaitiitia o le mitochondrial membrane potential ma faʻaosofia ai le cell apoptosis [50]. Ua iloa le MFN2 e faʻatautaia le mitochondrial fusion ma le apoptosis [51]. O faʻaiʻuga na maua e faʻaalia ai o le faʻaosofiaga o sela LX-2 e le TGF-β1 ma/poʻo le IPA e foliga mai e faʻafetaui ai le foliga ma le tele o mitochondrial, faʻapea foʻi ma le tulaga o le faʻagaoioiga ma le faigata o fesoʻotaʻiga.
O a matou taunuuga e faʻaalia ai o le togafitiga tuʻufaʻatasi o le TGFβ-1 ma le IPA e mafai ona faʻaitiitia ai le mtDNA ma faʻailoga o le morphology o le sela e ala i le faʻatonutonuina o le faʻaalia o le mRNA o le fibrosis, apoptosis ma genes e fesoʻotaʻi ma le ola i sela e aloese mai le apoptosis. O le mea moni, na faʻaitiitia e le IPA le maualuga o le faʻaalia o le mRNA o le AKT1 ma genes taua o le fibrosis e pei o le COL1A2 ma le MMP2, ae na faʻateleina ai le maualuga o le faʻaalia o le CASP8, lea e fesoʻotaʻi ma le apoptosis. O a matou taunuuga na faʻaalia ai ina ua maeʻa le togafitiga o le IPA, na faʻaitiitia ai le faʻaalia o le BAX ma faʻateleina ai le faʻaalia o le mRNA o vaega o le aiga TIMP1, BCL-2 ma le NF-κB, ma faʻaalia ai e mafai e le IPA ona faʻaosofia ai faʻailoilo o le ola i totonu o sela autu hematopoietic (HSCs) e aloese mai le apoptosis. O nei molelaʻau e mafai ona avea o ni faʻailoilo pro-survival i sela autu hematopoietic ua faʻagaoioia, lea e ono fesoʻotaʻi ma le faʻateleina o le faʻaalia o porotini anti-apoptotic (e pei o le Bcl-2), faʻaitiitia o le faʻaalia o le pro-apoptotic BAX, ma se fegalegaleaiga faigata i le va o le TIMP ma le NF-κB [5, 7]. E fa'atino e le IPA ona aafiaga e ala i le PXR, ma na matou iloa ai o le togafitiga tu'ufa'atasi ma le TGF-β1 ma le IPA na fa'ateleina ai le maualuga o le fa'aalia o le PXR mRNA, ma fa'ailoa mai ai le taofia o le fa'agaoioiga o le HSC. O le fa'ailoilo o le PXR ua fa'agaoioia ua iloa e taofia ai le fa'agaoioiga o le HSC i totonu o le tino ola ma totonu o le tino [52, 53]. O a matou taunuuga e fa'ailoa mai ai e ono auai le IPA i le fa'amamaina o HSC ua fa'agaoioia e ala i le fa'alauiloaina o le apoptosis, fa'aitiitia o le fibrosis ma le metabolism o le mitochondrial, ma fa'aleleia atili ai fa'ailoilo o le ola, o ni faiga masani ia e liua ai le phenotype o le HSC ua fa'agaoioia i se tasi ua le fa'agaoioia. O le isi fa'amatalaga e ono mafai ona fa'amatalaina mo le faiga ma le matafaioi a le IPA i le apoptosis o le fa'amamaina lea o mitochondria e le lelei e ala i le mitophagy (auala i totonu) ma le auala fa'ailoilo o le TNF i fafo (Table 1), lea e feso'ota'i sa'o ma le auala fa'ailoilo o le ola o le NF-κB (Fa'aopoopoga Ata 7). O le mea e malie ai, o genes ua fa'amauoa e feso'ota'i ma le IPA e mafai ona fa'aosofia ai fa'ailoilo pro-apoptotic ma pro-survival i le auala apoptotic [54], ma fa'ailoa mai ai e ono fa'aosofia e le IPA le auala apoptotic po'o le ola e ala i le fegalegaleai ma nei genes. Peita'i, e le o manino pe fa'apefea ona fa'aosofia e le IPA le apoptosis po'o le ola i le taimi o le fa'agaoioiga o le HSC ma ona auala fa'atino.
O le IPA o se metabolite microbial e fausia mai le tryptophan taumafa e ala i le microbiota o le manava. Ua faʻaalia e suʻesuʻega e iai ona uiga e teteʻe ai i le mumū, antioxidant, ma epigenetic regulatory i totonu o le siosiomaga o le manava.[55] Ua faʻaalia e suʻesuʻega e mafai e le IPA ona faʻatonutonu le galuega a le pa puipui o le manava ma faʻaitiitia ai le atuatuvale oxidative, lea e ono fesoasoani i ona aafiaga faʻaletino i le lotoifale.[56] O le mea moni, e feaveaʻi le IPA i totoga faʻatatau e ala i le tafe toto, ma talu ai o le IPA e tutusa le fausaga autu o le metabolite ma le tryptophan, serotonin, ma indole derivatives, e faʻatinoina e le IPA ni gaioiga metabolic e mafua ai ni taunuuga tauva o le metabolic.[52] Atonu e tauva le IPA ma metabolites e maua mai i le tryptophan mo nofoaga e fusifusia ai i luga o enzymes poʻo receptors, e ono faʻalavelaveina ai auala masani o le metabolism. O lenei mea e faʻamamafa ai le manaʻomia o nisi suʻesuʻega i luga o lona pharmacokinetics ma pharmacodynamics ina ia malamalama atili ai i lona faʻamalama togafitiga.[57] E tatau ona vaʻaia pe mafai foʻi ona tupu lenei mea i hematopoietic stem cells (HSCs).
Matou te ioeina o la matou suʻesuʻega e iai ni ona tapulaʻa. Ina ia suʻesuʻeina faʻapitoa sootaga e fesoʻotaʻi ma le IPA, na matou tuʻuesea ai gasegase e maua i le type 2 diabetes mellitus (T2DM). Matou te ioeina o lenei mea e faʻatapulaʻaina ai le lautele o le faʻaaogaina o a matou sailiiliga i gasegase e maua i le type 2 diabetes mellitus ma faʻamaʻi ate ua alualu i luma. E ui o le maualuga o le IPA i le serum o le tagata e 1–10 μM [11, 20], o le maualuga o le 1 mM IPA na filifilia e faʻavae i luga o le maualuga e le oona [15] ma le maualuga o le fua faatatau o le apoptosis, e aunoa ma se eseesega i le pasene o le faitau aofaʻi o sela necrotic. E ui ina faʻaaogaina tulaga supraphysiological o le IPA i lenei suʻesuʻega, ae o loʻo leai se maliliega i le taimi nei e uiga i le fua aoga o le IPA [52]. E ui o a matou taunuuga e taua, o le lautele o le metabolic iʻuga o le IPA o loʻo tumau pea o se vaega o suʻesuʻega. E le gata i lea, o a matou sailiiliga i le sootaga i le va o tulaga serum IPA ma le DNA methylation o transcripts ate na maua e le gata mai hematopoietic stem cells (HSCs) ae faʻapea foi mai aano o le ate. Na matou filifili e faʻaaoga sela LX-2 o le tagata e faʻavae i luga o a matou sailiga muamua mai le suʻesuʻega o le transcriptome e faʻapea o le IPA e fesoʻotaʻi ma le faʻagaoioiga o le hematopoietic stem cell (HSC) [15], ma o HSC o sela autu ia e aʻafia i le alualu i luma o le fibrosis o le ate. O le ate e aofia ai ituaiga sela eseese, o lea e tatau ai ona mafaufau i isi faʻataʻitaʻiga o sela e pei o le hepatocyte-HSC-immune cell co-culture system faʻatasi ai ma le faʻagaoioiga o le caspase ma le fragmentation o le DNA faʻapea foʻi ma le faiga o le gaioiga e aofia ai le maualuga o le porotini e suʻesuʻe ai le matafaioi a le IPA ma lana fegalegaleaiga ma isi ituaiga sela o le ate.