The IκB kinase (IKK) subunit NEMO/IKKγ is essential for activation of the transcription factor NF-κB, which regulates cellular responses to inflammation. The function of NEMO in the adult liver remains elusive. Here we show that ablation of NEMO in liver parenchymal cells caused the spontaneous development of hepatocellular carcinoma in mice. Tumor development was preceded by chronic liver disease resembling human nonalcoholic steatohepatitis (NASH). Antioxidant treatment and genetic ablation of FADD demonstrated that death receptor-mediated and oxidative stress-dependent death of NEMO-deficient hepatocytes triggered disease pathogenesis in this model. These results reveal that NEMO-mediated NF-κB activation in hepatocytes has an essential physiological function to prevent the spontaneous development of steatohepatitis and hepatocellular carcinoma, identifying NEMO as a tumor suppressor in the liver.

Acute-phase proteins (APPs) are an evolutionarily conserved family of proteins produced mainly in the liver in response to infection and inflammation. Despite vast pro- and antiinflammatory properties ascribed to individual APPs, their collective function during infections remains poorly defined. Using a mouse model of polymicrobial sepsis, we show that abrogation of APP production by hepatocyte-specific gp130 deletion, the signaling receptor shared by IL-6 family cytokines, strongly increased mortality despite normal bacterial clearance. Hepatic gp130 signaling through STAT3 was required to control systemic inflammation. Notably, hepatic gp130–STAT3 activation was also essential for mobilization and tissue accumulation of myeloid-derived suppressor cells (MDSCs), a cell population mainly known for antiinflammatory properties in cancer. MDSCs were critical to regulate innate inflammation, and their adoptive transfer efficiently protected gp130-deficient mice from sepsis-associated mortality. The hepatic APPs serum amyloid A and Cxcl1/KC cooperatively promoted MDSC mobilization, accumulation, and survival, and reversed dysregulated inflammation and restored survival of gp130-deficient mice. Thus, gp130-dependent communication between the liver and MDSCs through APPs controls inflammatory responses during infection.

Abstract Bacteriocins are ribosomally-synthesized antimicrobial peptides produced by bacteria with either narrow or broad spectrum activity. Many genome mining studies have indicated that bacteriocin gene clusters are widespread within certain gut microbiota members. In early life, Bifidobacterium comprise the dominant microbiota genus in vaginally delivered and breast-fed infants, with high levels associated with improved health. However, in many cases the mechanisms underlying these beneficial effects are unknown, although a limited number of studies have suggested that bacteriocin production by Bifidobacterium may represent a key mechanism for preventing pathogen over-growth. Here, we used BAGEL4 and antiSMASH to identify putative bacteriocin sequences in the whole genome sequences of 33 Bifidobacterium strains isolated from infants participating in two clinical studies. We identified a novel non-lantibiotic bacteriocin from Bifidobacterium longum subsp. infantis LH_664, with 40% sequence homology to Lactococcin 972 from Lactococcus lactis subsp. lactis . The putative bacteriocin (Bifidococcin_664) was chemically synthesized and studied for antimicrobial and immune-modulatory activities. We determined it has discrete activity against Clostridium perfringens and it appears to have novel immune stimulatory activities, promoting macrophage phagocytosis and specific cytokine release. These data highlight strain-specific beneficial properties in the early life genus Bifidobacterium , and suggest avenues for development of novel and highly specific dual action antimicrobials, and possible probiotic strains, that are active against clinically important bacterial pathogens. Data summary Samples LH_9 to LH_666 were previously sequenced and deposited to ENA under accession numbers ERS2658025-ERS2658043. Samples LH_986 to LH_1052 are newly sequenced and deposited to NCBI under accession numbers SAMN24838598-SAMN24838611. Additionally, previously assembled publicly available sequences (n=7) were retrieved online from NCBI Genomes database. See Supplementary Table S1 for further details.

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.

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.