Abstract Analogues of the hepatokine FGF21 are in clinical development for type 2 diabetes and nonalcoholic steatohepatitis (NASH) treatment. Although their glucose-lowering and insulin-sensitizing effects have been largely unraveled, the mechanisms by which they alleviate liver injury have only been scarcely addressed. Here, we aimed to unveil the mechanisms underlying the protective effects of FGF21 on NASH using APOE*3-Leiden.CETP mice, a well-established model for human-like metabolic diseases. Liver-specific FGF21 overexpression was achieved in mice, followed by administration of a high-fat high-cholesterol diet for 23 weeks. FGF21 prevented hepatic lipotoxicity, accompanied by activation of thermogenic tissues and attenuation of adipose tissue inflammation, improvement of hyperglycemia and hypertriglyceridemia, and upregulation of hepatic programs involved in fatty acid oxidation and cholesterol removal. Furthermore, FGF21 inhibited hepatic inflammation, as evidenced by reduced Kupffer cell (KC) activation, diminished monocyte infiltration and lowered accumulation of monocyte-derived macrophages. Moreover, FGF21 decreased lipid- and scar-associated macrophages, which correlated with less hepatic fibrosis as demonstrated by reduced collagen accumulation. Collectively, hepatic FGF21 overexpression limits hepatic lipotoxicity, inflammation and fibrogenesis. Mechanistically, FGF21 blocks hepatic lipid influx and accumulation through combined endocrine and autocrine signaling, respectively, which prevents KC activation and lowers the presence of lipid- and scar-associated macrophages to inhibit fibrogenesis.

SUMMARY Consumption of diets high in sugar and fat are well-established risk factors for the development of obesity and its metabolic complications, including non-alcoholic fatty liver disease. Metabolic dysfunction associated with sugar intake is dependent on fructose metabolism via ketohexokinase (KHK). Here, we compared the effects of systemic, small molecule inhibition of KHK enzymatic activity to hepatocyte-specific, GalNAc-siRNA mediated knockdown of KHK in mice on a HFD. Both modalities led to an improvement in liver steatosis, however, via substantially different mechanisms. KHK knockdown profoundly decreased lipogenesis, while the inhibitor increased the fatty acid oxidation pathway. Moreover, hepatocyte-specific KHK knockdown completely prevented hepatic fructose metabolism and improved glucose tolerance. Conversely, KHK inhibitor only partially reduced fructose metabolism, but it also decreased downstream triokinase. This led to the accumulation of fructose-1 phosphate, resulting in glycogen accumulation, hepatomegaly, and impaired glucose tolerance. In summary, KHK profoundly impacts hepatic metabolism, likely via both kinase-dependent and independent mechanisms. HIGHLIGHTS KHK knockdown or inhibition of its kinase activity differently target hepatic metabolism. KHK inhibitor increases F1P and glycogen accumulation as it also lowers triokinase. KHK knockdown completely prevents hepatic fructose metabolism and lipogenesis. E of wild type, but not mutant, kinase dead KHK-C increases glycogen accumulation.

We characterized the longitudinal serum protein signatures of women 6 and 10 years after gestational diabetes mellitus (GDM) to identify factors associated with the development of type 2 diabetes mellitus (T2D) and prediabetes in this at-risk post-GDM population, aiming to discover potential biomarkers for early diagnosis and prevention of T2D. Our study identified 75 T2D-associated serum proteins and 23 prediabetes-associated proteins, some of which were validated in an independent T2D cohort. Machine learning (ML) performed on the longitudinal proteomics highlighted protein signatures associated with progression to post-GDM diabetes. We also proposed prognostic biomarker candidates, that were differentially regulated in healthy participants at 6 years postpartum who later progressed to T2D. Our longitudinal study revealed T2D-risk factors for post-GDM populations, who are relatively young and healthy, providing insights for clinical decisions and early lifestyle interventions.