Interleukin (IL)-22 is known to play a key role in promoting antimicrobial immunity, inflammation, and tissue repair at barrier surfaces by binding to the receptors, IL-10R2 and IL-22R1. IL-22R1 is generally thought to be expressed exclusively in epithelial cells. In this study, we identified high levels of IL-10R2 and IL-22R1 expression on hepatic stellate cells (HSCs), the predominant cell type involved in liver fibrogenesis in response to liver damage. In vitro treatment with IL-22 induced the activation of signal transducer and activator of transcription (STAT) 3 in primary mouse and human HSCs. IL-22 administration prevented HSC apoptosis in vitro and in vivo, but surprisingly, the overexpression of IL-22 by either gene targeting (e.g., IL-22 transgenic mice) or exogenous administration of adenovirus expressing IL-22 reduced liver fibrosis and accelerated the resolution of liver fibrosis during recovery. Furthermore, IL-22 overexpression or treatment increased the number of senescence-associated beta-galactosidase-positive HSCs and decreased alpha-smooth muscle actin expression in fibrotic livers in vivo and cultured HSCs in vitro. Deletion of STAT3 prevented IL-22-induced HSC senescence in vitro, whereas the overexpression of a constitutively activated form of STAT3 promoted HSC senescence through p53- and p21-dependent pathways. Finally, IL-22 treatment up-regulated the suppressor of cytokine signaling (SOCS) 3 expression in HSCs. Immunoprecipitation analyses revealed that SOCS3 bound p53 and subsequently increased the expression of p53 and its target genes, contributing to IL-22-mediated HSC senescence. Conclusion: IL-22 induces the senescence of HSCs, which express both IL-10R2 and IL-22R1, thereby ameliorating liver fibrogenesis. The antifibrotic effect of IL-22 is likely mediated by the induction of HSC senescence, in addition to the previously discovered hepatoprotective functions of IL-22. (HEPATOLOGY 2012;56:1150–1159)

Endoplasmic reticulum (ER) stress promotes tumor cell escape from immunosurveillance. However, the underlying mechanisms remain unknown. We hypothesized that ER stress induces hepatocellular carcinoma (HCC) cells to release exosomes, which attenuate antitumor immunity by modulating the expression of programmed death ligand 1 (PD-L1) in macrophages. In this study, we demonstrated that expression of several ER stress markers (glucose-regulated protein 78, activating transcription factor 6, protein kinase R-like ER kinase, and inositol-requiring enzyme 1α) was up-regulated in HCC tissues and negatively correlated with the overall survival and clinicopathological scores in patients with HCC. Expression of ER stress-related proteins positively correlated with CD68+ macrophage recruitment and PD-L1 expression in HCC tissues. High-throughput sequencing analysis identified miR-23a-3p as one of the most abundant microRNAs in exosomes derived from tunicamycin (TM)-treated HCC cells (Exo-TMs). miR-23a-3p levels in HCC tissues negatively correlated with overall survival. Treatment with Exo-TMs up-regulated the expression of PD-L1 in macrophages in vitro and in vivo. Bioinformatics analysis suggests that miR-23a-3p regulates PD-L1 expression through the phosphatase and tensin homolog (PTEN)-phosphatidylinositol 3-kinase-protein kinase B (AKT) pathway. This notion was confirmed by in vitro transfection and coculture experiments, which revealed that miR-23a-3p inhibited PTEN expression and subsequently elevated phosphorylated AKT and PD-L1 expression in macrophages. Finally, coculture of T cells with Exo-TM-stimulated macrophages decreased CD8+ T-cell ratio and interleukin-2 production but increased T-cell apoptosis in vitro. Conclusion: ER-stressed HCC cells release exosomes to up-regulate PD-L1 expression in macrophages, which subsequently inhibits T-cell function through an exosome miR-23a-PTEN-AKT pathway. Our findings provide insight into the mechanism how tumor cells escape from antitumor immunity.

Objectives

 Chronic-plus-binge ethanol feeding activates neutrophils and exacerbates liver injury in mice. This study investigates how recent excessive drinking affects peripheral neutrophils and liver injury in alcoholics, and how miR-223, one of the most abundant microRNAs (miRNAs) in neutrophils, modulates neutrophil function and liver injury in ethanol-fed mice. 

Designs

 Three hundred alcoholics with (n=140) or without (n=160) recent excessive drinking and 45 healthy controls were enrolled. Mice were fed an ethanol diet for 10 days followed by a single binge of ethanol. 

Results

 Compared with healthy controls or alcoholics without recent drinking, alcoholics with recent excessive drinking had higher levels of circulating neutrophils, which correlated with serum levels of alanine transaminase (ALT) and aspartate transaminase (AST). miRNA array analysis revealed that alcoholics had elevated serum miR-223 levels compared with healthy controls. In chronic-plus-binge ethanol feeding mouse model, the levels of miR-223 were increased in both serum and neutrophils. Genetic deletion of the miR-223 gene exacerbated ethanol-induced hepatic injury, neutrophil infiltration, reactive oxygen species (ROS) and upregulated hepatic expression of interleukin (IL)-6 and phagocytic oxidase (phox) p47^phox. Mechanistic studies revealed that miR-223 directly inhibited IL-6 expression and subsequently inhibited p47^phox expression in neutrophils. Deletion of the p47^phox gene ameliorated ethanol-induced liver injury and ROS production by neutrophils. Finally, miR-223 expression was downregulated, while IL-6 and p47^phox expression were upregulated in peripheral blood neutrophils from alcoholics compared with healthy controls. 

Conclusions

 miR-223 is an important regulator to block neutrophil infiltration in alcoholic liver disease and could be a novel therapeutic target for the treatment of this malady.

Abstract Hepatic platelet accumulation contributes to acetaminophen (APAP)-induced liver injury (AILI). However, little is known about the molecular pathways involved in platelet recruitment to the liver and whether targeting such pathways could attenuate AILI. The present study unveiled a critical role of chitinase 3-like-1 (Chi3l1) in hepatic platelet recruitment during AILI. Increased Chi3l1 and platelets in the liver were observed in patients and mice overdosed with APAP. Compared to wild-type (WT) mice, Chi3l1 -/- mice developed attenuated AILI with markedly reduced hepatic platelet accumulation. Mechanistic studies revealed that Chi3l1 signaled through CD44 on macrophages to induce podoplanin expression, which mediated platelet recruitment through C-type lectin-like receptor 2. Moreover, APAP treatment of CD44 -/- mice resulted in much lower numbers of hepatic platelets and liver injury than WT mice, a phenotype similar to that in Chi3l1 -/- mice. Recombinant Chi3l1 could restore hepatic platelet accumulation and AILI in Chi3l1 -/- mice, but not in CD44 -/- mice. Importantly, we generated anti-Chi3l1 monoclonal antibodies and demonstrated that they could effectively inhibit hepatic platelet accumulation and AILI. Overall, we uncovered the Chi3l1/CD44 axis as a critical pathway mediating APAP-induced hepatic platelet recruitment and tissue injury. We demonstrated the feasibility and potential of targeting Chi3l1 to treat AILI.

Abstract The pathogenesis of antibodies in severe alcoholic hepatitis (SAH) remains unknown. We sought to determine if there was antibody deposition in SAH livers and whether antibodies extracted from SAH livers were cross-reactive against both bacterial antigens and human proteins. We analyzed immunoglobulins (Ig) in explanted livers from SAH patients (n=45) undergoing liver transplantation and tissue from corresponding healthy donors (HD, n=10) and found massive deposition of IgG and IgA isotype antibodies associated with complement fragment C3d and C4d staining in ballooned hepatocytes in SAH livers. Ig extracted from SAH livers, but not patient serum exhibited hepatocyte killing efficacy in an antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) assay. Employing human proteome arrays, we profiled the antibodies extracted from explanted SAH, alcoholic cirrhosis (AC), nonalcoholic steatohepatitis (NASH), primary biliary cholangitis (PBC), autoimmune hepatitis (AIH), hepatitis B virus (HBV), hepatitis C virus (HCV) and HD livers and found that antibodies of IgG and IgA isotypes were highly accumulated in SAH and recognized a unique set of human proteins as autoantigens. The use of an E. coli K12 proteome array revealed the presence of unique anti- E. coli antibodies in SAH, AC or PBC livers. Further, both Ig and E. coli captured Ig from SAH livers recognized common autoantigens enriched in several cellular components including cytosol and cytoplasm (IgG and IgA), nucleus, mitochondrion and focal adhesion (IgG). Except IgM from PBC livers, no common autoantigen was recognized by Ig and E. coli captured Ig from AC, HBV, HCV, NASH or AIH suggesting no cross-reacting anti- E. coli autoantibodies. The presence of cross-reacting anti-bacterial IgG and IgA autoantibodies in the liver may participate in the pathogenesis of SAH.

The liver has the great ability to regenerate after partial resection or injury, and the mechanisms underlying liver regeneration have been extensively investigated. Interestingly, acute liver injuries triggered by various etiologies are associated with the formation of necrotic lesions, and such necrotic lesions are also rapidly resolved. However, how necrotic liver lesions are repaired has not been carefully investigated until recently. In this review, we briefly summarize the spatiotemporal process of necrotic liver lesion resolution in several liver injury models including immune-mediated liver injury and drug-induced liver injury. The roles of liver nonparenchymal cells and infiltrating immune cells in controlling necrotic liver lesion resolution are discussed, which may help identify potential therapies for acute liver injury and failure.