Dietary carbohydrates regulate hepatic lipogenesis by controlling the expression of critical enzymes in glycolytic and lipogenic pathways. We found that the transcription factor XBP1, a key regulator of the unfolded protein response, is required for the unrelated function of normal fatty acid synthesis in the liver. XBP1 protein expression in mice was elevated after feeding carbohydrates and corresponded with the induction of critical genes involved in fatty acid synthesis. Inducible, selective deletion of XBP1 in the liver resulted in marked hypocholesterolemia and hypotriglyceridemia, secondary to a decreased production of lipids from the liver. This phenotype was not accompanied by hepatic steatosis or compromise in protein secretory function. The identification of XBP1 as a regulator of lipogenesis has important implications for human dyslipidemias.

miR-33 in Cholesterol Control With the well-established link between serum cholesterol levels and cardiovascular disease and the availability of effective cholesterol-lowering drugs, cholesterol screening has rapidly become a routine part of health care. Yet, much remains to be learned about how cholesterol levels are regulated at the cellular level (see the Perspective by Brown et al. ). Now, Najafi-Shoushtari et al. (p. 1566 , published online 13 May) and Rayner et al. (p. 1570 , published online 13 May) have discovered a new molecular player in cholesterol control—a small noncoding RNA that, intriguingly, is embedded within the genes coding for sterol regulatory element-binding proteins (SREBPs), transcription factors already known to regulate cholesterol levels. This microRNA, called miR-33, represses expression of the adenosine triphosphate–binding cassette transporter A1, a protein that regulates synthesis of high-density lipoprotein (HDL, or “good” cholesterol) and that helps to remove “bad” cholesterol from the blood. Reducing the levels of miR-33 in mice boosted serum HDL levels, suggesting that manipulation of this regulatory circuit might be therapeutically useful.

Background and Aims Coronavirus disease 2019 (COVID‐19), the illness caused by the SARS‐CoV‐2 virus, is rapidly spreading throughout the world. Hospitals and healthcare providers are preparing for the anticipated surge in critically ill patients, but few are wholly equipped to manage this new disease. The goals of this document are to provide data on what is currently known about COVID‐19, and how it may impact hepatologists and liver transplant providers and their patients. Our aim is to provide a template for the development of clinical recommendations and policies to mitigate the impact of the COVID‐19 pandemic on liver patients and healthcare providers. Approach and Results This article discusses what is known about COVID‐19 with a focus on its impact on hepatologists, liver transplant providers, patients with liver disease, and liver transplant recipients. We provide clinicians with guidance for how to minimize the impact of the COVID‐19 pandemic on their patients’ care. Conclusions The situation is evolving rapidly, and these recommendations will need to evolve as well. As we learn more about how the COVID‐19 pandemic impacts the care of patients with liver disease, we will update the online document available at https://www.aasld.org/about-aasld/covid-19-and-liver.

Insulin resistance plays a central role in the development of the metabolic syndrome, but how it relates to cardiovascular disease remains controversial. Liver insulin receptor knockout (LIRKO) mice have pure hepatic insulin resistance. On a standard chow diet, LIRKO mice have a proatherogenic lipoprotein profile with reduced high-density lipoprotein (HDL) cholesterol and very low-density lipoprotein (VLDL) particles that are markedly enriched in cholesterol. This is due to increased secretion and decreased clearance of apolipoprotein B-containing lipoproteins, coupled with decreased triglyceride secretion secondary to increased expression of Pgc-1β (Ppargc-1b), which promotes VLDL secretion, but decreased expression of Srebp-1c (Srebf1), Srebp-2 (Srebf2), and their targets, the lipogenic enzymes and the LDL receptor. Within 12 weeks on an atherogenic diet, LIRKO mice show marked hypercholesterolemia, and 100% of LIRKO mice, but 0% of controls, develop severe atherosclerosis. Thus, insulin resistance at the level of the liver is sufficient to produce the dyslipidemia and increased risk of atherosclerosis associated with the metabolic syndrome.

In brown adipose tissue, cold exposure promotes thermogenesis, in large part by increasing mitochondrial β-oxidation of lipid droplet-derived fatty acids. This process is suppressed by thioesterase superfamily member 1 (Them1), a long chain fatty acyl-CoA thioesterase that is highly upregulated by cold ambient temperatures. Them1 reduces fatty acid availability for β-oxidation in mitochondria and limits thermogenesis by cellular mechanisms that are not well defined. We show that Them1 regulates metabolism by undergoing marked intracellular conformational changes that occur in response to β-adrenergic stimulation. Mechanistically, Them1 formed puncta that were localized near LD and mitochondria in an immortalized brown adipose cell line. In response to stimulation by norepinephrine, Them1 was phosphorylated by PKCβ at S15, which specifically inhibited puncta formation and resulted in a diffuse intracellular localization. This change in Them1 localization also occurred after stimulation in vivo. Puncta formation activated Them1 metabolic activity in vitro, as evidenced by suppression of oxygen consumption following β-adrenergic stimulation. We show by correlative light and electron microscopy that puncta are biomolecular condensates (also known as membraneless organelles) that typically form by phase separation. Them1 contains one intrinsically disordered region at the N-terminus with multiple interacting motifs that is frequently observed in phase-separating proteins. Phosphorylation, which is known to disrupt phase separation and aggregation, results in a diffuse Them1 localization. Our data thus establish that Them1 forms intracellular biomolecular condensates that limit fatty acid oxidation and suppress thermogenesis. During a period of energy demand, the condensates are disrupted by phosphorylation to allow for maximal thermogenesis. The stimulus-coupled reorganization of Them1 thus provides fine-tuning of thermogenesis and energy expenditure.

ABSTRACT Thioesterase superfamily member 1 (Them1; synonyms Acyl-CoA thioesterase 11 (Acot11) and steroidogenic acute regulatory protein-related lipid transfer (START) domain 14 (StarD14) is a long chain acyl-CoA thioesterase comprising two N-terminal hot-dog fold enzymatic domains linked to a C-terminal lipid-sensing START domain, which allosterically modulates enzymatic activity. Them1 is highly expressed in thermogenic adipose tissue, where it functions to suppress energy expenditure by limiting rates of fatty acid oxidation. Its expression is also induced markedly in liver in response to high fat feedings, where it suppresses fatty acid oxidation and promotes hepatic glucose production. Mice lacking the gene ( Them1 -/- ) are protected against diet-induced non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), suggesting Them1 as a therapeutic target. The current study was designed to develop small molecule inhibitors of Them1 and to establish their activities in vitro and in cell culture. High-throughput screening combined with counter screening assays were leveraged to identify two lead allosteric inhibitors that selectively inhibited Them1 by binding the START domain. In primary mouse brown adipocytes, these inhibitors promoted fatty acid oxidation, as evidence by increased rates of oxygen consumption. In primary mouse hepatocytes, they similarly promoted fatty acid oxidation, but also reduced glucose production. Optimized Them1 inhibitors could provide an attractive modality for the pharmacologic management of NAFLD and obesity-associated metabolic disorders.

We report a web-based tool for analysis of indirect calorimetry experiments which measure physiological energy balance. CalR easily imports raw data files, generates plots, and determines the most appropriate statistical tests for interpretation. Analysis with the general linear model (which includes ANOVA and ANCOVA) allows for flexibility to interpret experiments of obesity and thermogenesis. Users may also produce standardized output files of an experiment which can be shared and subsequently re-evaluated using CalR. This framework will provide the transparency necessary to enhance consistency and reproducibility in experiments of energy expenditure. CalR analysis software will greatly increase the speed and efficiency with which metabolic experiments can be organized, analyzed according to accepted norms, and reproduced, and will likely become a standard tool for the field. CalR is accessible at https://CalR.bwh.harvard.edu.

ABSTRACT Thioesterase superfamily member 2 (Them2) is highly expressed in oxidative tissues where it hydrolyzes long chain fatty acyl-CoA esters to free fatty acids and CoA. Although mice globally lacking Them2 ( Them2 -/- ) are protected against diet-induced obesity, insulin resistance and hepatic steatosis, liver-specific Them2 -/- mice remain susceptible. To explore the contribution of Them2 in extrahepatic tissues, we created mice with Them2 deleted in skeletal muscle ( S-Them2 -/- ), cardiac muscle ( C-Them2 -/- ) or adipose tissue ( A-Them2 -/- ). When fed a high-fat diet, S-Them2 -/- but not C-Them2 -/- or A-Them2 -/- mice exhibited reduced weight gain. Only S-Them2 -/- mice exhibited improved glucose homeostasis together with improved insulin sensitivity in skeletal muscle. Increased rates of fatty acid oxidation in skeletal muscle of S-Them2 -/- mice were reflected in alterations in skeletal muscle metabolites, including short chain fatty acids, branched chain amino acids and the pentose phosphate pathway. Protection from diet-induced hepatic steatosis in S-Them2 -/- mice was attributable to increased VLDL triglyceride secretion rates in support of demands of increased muscle fatty acid utilization. These results reveal a key role for skeletal muscle Them2 in the pathogenesis of diet-induced obesity, insulin resistance and hepatic steatosis.

Non-shivering thermogenesis occurs in brown adipose tissue to generate heat in response to cold temperatures. Thioesterase superfamily member 1 (Them1) is transcriptionally upregulated in brown adipose tissue upon cold exposure and suppresses thermogenesis to conserve energy reserves. Them1 hydrolyzes long-chain fatty acyl-CoAs, preventing their use as fuel for thermogenesis. Them1 contains a C-terminal StAR-related lipid transfer domain (StarD) with unknown ligand or function. By complementary biophysical approaches, we show that StarD binds to long-chain fatty acids, products of Them1's enzymatic reaction, as well lysophosphatidylcholine (LPC), which activate thermogenesis in brown adipocytes. Certain fatty acids stabilize the StarD and allosterically enhance Them1 catalysis of acyl-CoA, whereas 18:1 LPC destabilizes and inhibits activity, which we verify in cell culture. Additionally, we demonstrate that the StarD functions to localize Them1 near lipid droplets. These findings define the role of the StarD as a lipid sensor that allosterically regulates Them1 activity and localization.