Abstract Uric acid is a damage-associated molecular pattern (DAMP), released from ischemic tissues and dying cells which, when crystalized, is able to activate the NLRP3 inflammasome. Soluble uric acid (sUA) is found in high concentrations in the serum of great apes, and even higher in some diseases, before the appearance of crystals. In the present study, we sought to investigate whether uric acid, in the soluble form, could also activate the NLRP3 inflammasome and induce the production of IL-1β. We monitored ROS, mitochondrial area and respiratory parameters from macrophages following sUA stimulus. We observed that sUA is released in a hypoxic environment and is able to induce IL-1β release. This process is followed by production of mitochondrial ROS, ASC speck formation and caspase-1 activation. Nlrp3 −/− macrophages presented a protected redox state, increased maximum and reserve oxygen consumption ratio (OCR) and higher VDAC protein levels when compared to WT and Myd88 −/− cells. Using a disease model characterized by increased sUA levels, we observed a correlation between sUA, inflammasome activation and fibrosis. These findings suggest sUA activates the NLRP3 inflammasome. We propose that future therapeutic strategies for renal fibrosis should include strategies that block sUA or inhibit its recognition by phagocytes.

Apoptosis and clearance of apoptotic cells via efferocytosis are evolutionarily conserved processes that drive tissue repair. However, the mechanisms by which recognition and clearance of apoptotic cells regulate repair are not fully understood. Here, we use single-cell RNA sequencing to provide a map of the cellular dynamics during early inflammation in mouse skin wounds. We find that apoptotic pathways and efferocytosis receptors are elevated in fibroblasts and immune cells, including resident Lyve1 + macrophages, during inflammation. Interestingly, human diabetic foot wounds upregulate mRNAs for apoptotic genes and display increased and altered efferocytosis signaling via the receptor Axl. During early inflammation in mouse wounds, we detect upregulation of Axl in dendritic cells and fibroblasts via TLR3-independent mechanisms. Inhibition studies in vivo in mice reveal that Axl signaling is required for wound repair but is dispensable for efferocytosis. By contrast, inhibition of another efferocytosis receptor, Timd4, in mouse wounds decreases efferocytosis and abrogates wound repair. These data highlight the distinct mechanisms by which apoptotic cell detection coordinates tissue repair and provides potential therapeutic targets for chronic wounds in diabetic patients.

ABSTRACT The liver, the largest internal organ and a metabolic hub, undergoes significant declines due to aging, affecting mitochondrial function and increasing the risk of systemic liver diseases. How the mitochondrial three-dimensional (3D) structure changes in the liver across aging, and the biological mechanisms regulating such changes confers remain unclear. In this study, we employed Serial Block Face-Scanning Electron Microscopy (SBF-SEM) to achieve high-resolution 3D reconstructions of murine liver mitochondria to observe diverse phenotypes and structural alterations that occur with age, marked by a reduction in size and complexity. We also show concomitant metabolomic and lipidomic changes in aged samples. Aged human samples reflected altered disease risk. To find potential regulators of this change, we examined the Mitochondrial Contact Site and Cristae Organizing System (MICOS) complex, which plays a crucial role in maintaining mitochondrial architecture. We observe that the MICOS complex is lost during aging, but not Sam50. Sam50 is a component of the sorting and assembly machinery (SAM) complex that acts in tandem with the MICOS complex to modulate cristae morphology. In murine models subjected to a high-fat diet, there is a marked depletion of the mitochondrial protein SAM50. This reduction in Sam50 expression may heighten the susceptibility to liver disease, as our human biobank studies corroborate that Sam50 plays a genetically regulated role in the predisposition to multiple liver diseases. We further show that changes in mitochondrial calcium dysregulation and oxidative stress accompany the disruption of the MICOS complex. Together, we establish that a decrease in mitochondrial complexity and dysregulated metabolism occur with murine liver aging. While these changes are partially be regulated by age-related loss of the MICOS complex, the confluence of a murine high-fat diet can also cause loss of Sam50, which contributes to liver diseases. In summary, our study reveals potential regulators that affect age-related changes in mitochondrial structure and metabolism, which can be targeted in future therapeutic techniques. Graphical Abstract Liver aging causes metabolic, lipidomic, and mitochondrial structural alterations, reflecting age-dependent losses in the MICOS complex. Diet-dependent losses of the SAM complex underlie genetic disease associations and mitochondrial structure.