Background and AimsSenescence in cholangiocytes and hepatic stellate cells (HSC) has been described during human and murine cholestatic disease, having differential functions; detrimental in biliary cells and anti-fibrotic in HSC. Cholestatic liver disease associates with loss of intestinal barrier function and changes in the microbiome, the mechanistic cause of which is undeterminedMethodsIntestinal samples were analysed from control and primary sclerosing cholangitis patients (PSC), wildtype (WT) and p16-3MR transgenic mice. Cholestatic liver disease was induced by bile duct ligation (BDL) and feeding with DDC diet. Fexaramine was used as an intestinal-restricted FXR agonist and antibiotics were given to eliminate the intestinal microbiome. Senescent cells were eliminated in p16-3MR mice with Ganciclovir and in WT mice with the senolytic drug ABT-263. In vitro studies were done in intestinal CaCo-2 cells and organoids were generated from intestinal-crypts isolated from mice.ResultsHere we show increased senescence in intestinal epithelial cells (IEC) in PSC patients and in mice after BDL and DDC diet. Intestinal senescence responded to reduced exposure to bile acids and increased presence of LPS in vitro and in vivo during cholestatic liver disease. Intestinal senescence associated with lower proliferation while increased intestinal stem cell (ISC) activation, as supported by increased organoid growth from ISC. Elimination of senescent cells with genetic and pharmacological approaches exacerbated liver injury and fibrosis during cholestatic liver disease that associated with increased IEC apoptosis and permeability.ConclusionsSenescence occurs in IEC during cholestatic disease and the elimination of senescent cells has a detrimental impact on the gut-liver axis. Our results point to cell-specific rather than systemic targeting of senescence as a therapeutic approach to treat cholestatic liver disease.

ABSTRACT Background & Aims Western diets are the underlying cause of metabolic and liver diseases. Recent trend to limit the consumption of protein-rich animal products has become more prominent. This dietary change entails decreased protein consumption; however, it is still unknown how this affects innate immunity. Here, we studied the influence of a low protein diet (LPD) on the liver response to bacterial infection. Methods Mice were fed a LPD and exposed to Salmonella enterica serotype Typhimurium infection. Mechanistic studies were done in vitro where bone marrow derived macrophages were cultured in a low-aa media to mimic in vivo reduction of protein availability and challenged with bacterial endotoxin. Results We found that a LPD protects from S Typhimurium-induced liver damage. Bulk- and 10xsingle cell-RNA sequencing of liver tissues and isolated immune cells showed reduced activation of myeloid cells in mice fed with LPD after S Typhimurium infection. Mechanistically, we found reduced activation of the mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway whilst increased phagocytosis and activation of autophagy in LPD-programmed macrophages. Dietary restoration of leucine reverted the protective effects of a LPD and restored the damaging effects of Salmonella on liver parenchyma in mice. Conclusions Low protein diet protects the liver form S Typhimurium-induced tissue damage via modulating macrophage autophagy and phagocytosis. Our result support the causal role of dietary components on the fitness of the immune system. SYNOPSIS Low protein diet protects the liver from Salmonella-mediated liver injury that associates with reduced mTOR activation and increased autophagy in macrophages. Restoration of the mTOR pathway with aminoacid supplementation reverses the protection of a low protein diet from Salmonella-liver damage.

Single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) enables gene expression profiling and characterization of novel cell types within heterogeneous cell populations. However, most approaches cannot detect alternatively spliced transcripts, which can profoundly shape cell phenotype by generating functionally distinct proteins from the same gene. Here, we integrate short- and long-read scRNA-seq of hematopoietic stem and progenitor cells to characterize changes in cell type abundance, gene and isoform expression during differentiation and ageing.

Abstract Anucleate cells - platelets and erythrocytes - constitute over 95% of all hematopoietic stem cell (HSC) output, but the clonal dynamics of HSC contribution to these lineages remains largely unexplored. Here, we use lentiviral RNA cellular barcoding and transplantation of HSCs, combined with single-cell RNA-seq, for quantitative analysis of clonal behavior with a multi-lineage readout - for the first time including anucleate and nucleate lineages. We demonstrate that most HSCs steadily contribute to hematopoiesis, but acute platelet depletion shifts the output of multipotent HSCs to the exclusive production of platelets, with the additional emergence of new myeloid-biased clones. Our approach therefore enables comprehensive profiling of multi-lineage output and transcriptional heterogeneity of individual HSCs, giving insight into clonal dynamics in both steady state and under physiological stress.