The role of IL-6R/IL-6 axis in metabolic inflammation remains controversial. We determined the changes in adipose tissue expression of IL-6R and IL-6 in obese, overweight, and lean non-diabetic individuals. Subcutaneous adipose tissue biopsies were collected from 33 obese, 22 overweight, and 10 lean individuals and the expression of IL-6R, IL-6, TNF-α, MCP-1, IP-10, CD11b, CD163, and CD68 was detected by immunohistochemistry; results were also confirmed by real-time RT-PCR and confocal microscopy. The data were compared using unpaired t-test and the dependence between two variables was assessed by Pearson's correlation test. Obese individuals showed higher IL-6R expression (103.8±4.807) in the adipose tissue as compared with lean/overweight (68.06±4.179) subjects (P<0.0001). The elevated IL-6R expression correlated positively with body mass index (BMI) (r=0.80 P<0.0001) and percent body fat (r=0.69 P=0.003). The increased IL-6R expression in obesity was also confirmed by RT-PCR (Obese: 3.921±0.712 fold; Lean/Overweight: 2.191±0.445 fold; P=0.0453) and confocal microscopy. IL-6 expression was also enhanced in obese adipose tissue (127.0±15.91) as compared with lean/overweight (86.69±5.25) individuals (P=0.03) which correlated positively with BMI (r=0.58 P=0.008). IL-6 mRNA expression was concordantly higher in obese (16.60±2.214 fold) versus lean/overweight (9.376±1.656 fold) individuals (P=0.0108). These changes in the IL-6R/IL-6 expression correlated positively with the adipose tissue expression of CD11b (IL-6R r=0.44 P=0.063; IL-6 r=0.77 P<0.0001), CD163 (IL-6R r=0.45 P=0.045; IL-6 r=0.55 P=0.013), TNF-α (IL-6R r=0.73 P=0.0003; IL-6 r=0.60 P=0.008), MCP-1 (IL-6R r=0.61 P=0.005; IL-6 r=0.63 P=0.004) and IP-10 (IL-6R r=0.41 P=0.08; IL-6 r=0.50 P=0.026). It was, therefore, concluded that obesity was a positive modulator of IL-6R and IL-6 expression in the adipose tissue which might be a contributory mechanism to induce metabolic inflammation.

ABSTRACT Obesity is associated with elevated levels of TNF-α and proinflammatory CD11c monocytes /macrophages. TNF-α mediated dysregulation in the plasticity of monocytes/macrophages is concomitant with pathogenesis of several inflammatory diseases, including metabolic syndrome, but the underlying mechanisms are incompletely understood. Since neutral sphingomyelinase 2 (nSMase2; product of the sphingomyelin phosphodiesterase 3 gene, SMPD3 ) is a key enzyme for ceramide production involved in inflammation, we investigated whether nSMase2 contributed to the inflammatory changes in the monocytes/macrophages induced by TNF-α. In this study, we demonstrate that the disruption of nSMase activity in monocytes/macrophages either by chemical inhibitor GW4869 or small interfering RNA (siRNA) against SMPD3 results in defects in the TNF-α mediated expression of CD11c. Furthermore, blockage of nSMase in monocytes/macrophages inhibited the secretion of inflammatory mediators IL-1b and MCP-1. In contrast, inhibition of acid SMase (aSMase) activity did not attenuate CD11c expression or secretion of IL-1b and MCP-1. TNF-α-induced phosphorylation of JNK, p38 and NF-κB was also attenuated by the inhibition of nSMase2. Moreover, NF-kB/AP-1 activity was blocked by the inhibition of nSMase2. SMPD3 was elevated in PBMCs from obese individuals and positively corelated with TNF-α gene expression. These findings indicate that nSMase2 acts, at least in part, as a master switch in the TNF-α mediated inflammatory responses in monocytes/macrophages.

Background: High-fat diets cause gut dysbiosis and promote triglyceride accumulation, obesity, gut permeability changes, inflammation, and insulin resistance. Both cocoa butter and fish oil are considered to be a part of healthy diets. However, their differential effects on gut microbiome perturbations in mice fed high concentrations of these fats, in the absence of sucrose, remains to be elucidated. The aim of the study was to test whether the sucrose-free cocoa butter-based high-fat diet (C-HFD) feeding in mice leads to gut dysbiosis that associates with a pathologic phenotype marked by hepatic steatosis, low-grade inflammation, perturbed glucose homeostasis, and insulin resistance, compared with control mice fed the fish oil based high-fat diet (F-HFD). Results: C57BL/6 mice (5–6 mice/group) were fed two types of high fat diets (C-HFD and F-HFD) for 24 weeks. No significant difference was found in the liver weight or total body weight between the two groups. The 16S rRNA sequencing of gut bacterial samples displayed gut dysbiosis in C-HFD group, with differentially-altered microbial diversity or relative abundances. Bacteroidetes, Firmicutes, and Proteobacteria were highly abundant in C-HFD group, while the Verrucomicrobia, Saccharibacteria (TM7), Actinobacteria, and Tenericutes were more abundant in F-HFD group. Other taxa in C-HFD group included the Bacteroides, Odoribacter, Sutterella, Firmicutes bacterium (AF12), Anaeroplasma, Roseburia, and Parabacteroides distasonis. An increased Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) ratio in C-HFD group, compared with F-HFD group, indicated the gut dysbiosis. These gut bacterial changes in C-HFD group had predicted associations with fatty liver disease and with lipogenic, inflammatory, glucose metabolic, and insulin signaling pathways. Consistent with its microbiome shift, the C-HFD group showed hepatic inflammation and steatosis, high fasting blood glucose, insulin resistance, increased hepatic de novo lipogenesis (Acetyl CoA carboxylases 1 (Acaca), Fatty acid synthase (Fasn), Stearoyl-CoA desaturase-1 (Scd1), Elongation of long-chain fatty acids family member 6 (Elovl6), Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma (Pparg) and cholesterol synthesis (β-(hydroxy β-methylglutaryl-CoA reductase (Hmgcr). Non-significant differences were observed regarding fatty acid uptake (Cluster of differentiation 36 (CD36), Fatty acid binding protein-1 (Fabp1) and efflux (ATP-binding cassette G1 (Abcg1), Microsomal TG transfer protein (Mttp) in C-HFD group, compared with F-HFD group. The C-HFD group also displayed increased gene expression of inflammatory markers including Tumor necrosis factor alpha (Tnfa), C-C motif chemokine ligand 2 (Ccl2), and Interleukin-12 (Il12), as well as a tendency for liver fibrosis. Conclusion: These findings suggest that the sucrose-free C-HFD feeding in mice induces gut dysbiosis which associates with liver inflammation, steatosis, glucose intolerance and insulin resistance.

High-fat diets (HFDs) shape the gut microbiome and promote obesity, inflammation, and liver steatosis. Fish and soybean are part of a healthy diet; however, the impact of these fats, in the absence of sucrose, on gut microbial dysbiosis and its association with liver steatosis remains unclear. Here, we investigated the effect of sucrose-free soybean oil-and fish oil-based high fat diets (HFDs) (SF-Soy-HFD and SF-Fish-HFD, respectively) on gut dysbiosis, obesity, steatosis, hepatic inflammation, and insulin resistance. C57BL/6 mice were fed these HFDs for 24 weeks. Both diets had comparable effects on liver and total body weights. But 16S-rRNA sequencing of the gut content revealed induction of gut dysbiosis at different taxonomic levels. The microbial communities were clearly separated, showing differential dysbiosis between the two HFDs. Compared with the SF-Fish-HFD control group, the SF-Soy-HFD group had an increased abundance of Bacteroidetes, Firmicutes, and Deferribacteres, but a lower abundance of Verrucomicrobia. The Clostridia/Bacteroidia (C/B) ratio was higher in the SF-Soy-HFD group (3.11) than in the SF-Fish-HFD group (2.5). Conversely, the Verrucomicrobiacae/S24_7 (also known as Muribaculaceae family) ratio was lower in the SF-Soy-HFD group (0.02) than that in the SF-Fish-HFD group (0.75). The SF-Soy-HFD group had a positive association with S24_7, Clostridiales, Allobaculum, Coriobacteriaceae, Adlercreutzia, Christensenellaceae, Lactococcus, and Oscillospira, but was related to a lower abundance of Akkermansia, which maintains gut barrier integrity. The gut microbiota in the SF-Soy-HFD group had predicted associations with host genes related to fatty liver and inflammatory pathways. Mice fed the SF-Soy-HFD developed liver steatosis and showed increased transcript levels of genes associated with

Introduction & Objective: High-fat diets (HFDs) influence gut microbiota and promote obesity & metabolic dysregulation. Dietary sucrose is a co-player in modifying gut microbial ecosystem towards dysbiosis. Fish & sunflower dietary fats may be consumed with/without sucrose; however, gut bacterial changes from excessive intake of these fats, without the added effect of sucrose, remain unclear. Methods: To address this objective, we compared effects of sucrose-free, sunflower high-fat diet (S-HFD) & fish (F)-HFD feeding (24 wks) on the gut microbiota, obesity, liver inflammation, and glycemic control in C57BL/6 mice. Results: The 16S rRNA sequencing of fecal microbiome showed that gut bacterial communities were differentially expressed between two dietary groups. Firmicutes were highly-abundant in S-HFD (40%) compared to F-HFD (3%) mice, while Verrucomicrobia were abundant in F-HFD (26%) compared to S-HFD (˂1%) mice. Firmicutes/Bacteroidetes ratios in S-HFD & F-HFD were 1.32 & 2.45, respectively. MicrobiomeAnalyst & MIAOME analyses identified highly-abundant taxa in S-HFD mice, including Oscillospira, guilliermondii, Allobaculum, Yaniella, Ruminococcus, gnavus, Staphylococcus, Clostridium, Adlercreutzia, Aerococcaceae, Anaeroplasma, Mogibacteriaceae, Christensenellaceae, & RF39, having predicted associations with host genes of metabolic disorders/pathways linked to inflammation & glucose metabolism. Compared to F-HFD mice, the S-HFD mice showed slightly increased body weights (P = 0.06) but significant differences regarding fasting hyperglycemia, hepatic macrophage infiltration (F4/80 expression), macrovascular steatosis, lobular inflammation, & expression of genes associated with de novo lipogenesis (Acaca, Fasn, and Scd1) & monocyte chemotaxis (Ccl2). Conclusion: Taken together, S-HFD feeding in mice leads to gut dysbiosis and the clinical manifestations of moderate liver inflammation, steatosis and impaired glycemic control. Disclosure S.T. Sindhu: None. F. Bahman: None. M. Malik: None. H. Arefanian: None. F. Alrashed: None. R. Nizam: None. S.P. Kochumon: None. R.S. Thomas: None. S. Albeloushi: None. A. Hasan: None. M. Abu-farha: None. A. Al Madhoun: None. A.T. Thangavel: None. F. Almulla: None. R. Ahmad: None. Funding Kuwait Foundation for the Advancement of Sciences (KFAS) (Grants #: RA 2010-003)

The relationship between obesity, aging, and the risk of metabolic diseases is a crucial area of study. This research focuses on understanding how aging influences the body's response to high-fat diet (HFD) consumption and its subsequent impact on metabolic health. Our hypothesis posits that aging significantly affects how the body adapts to HFD intake, potentially improving metabolic outcomes. To explore this, we conducted a study using mice of varying ages (4, 6, 8, and 10 weeks old, with 6-8 mice per age group). Over a period of 16 weeks, these mice were fed either a standard chow diet or an HFD. Our findings indicate that older mice (aged) demonstrate a more rapid weight gain in response to HFD compared to younger (early-aged) mice. Interestingly, younger mice appeared to be protected against HFD-induced obesity. Additionally, adipose tissues from younger mice showed fewer inflammatory markers. We also investigated the characteristics of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), including fatty deposition, lesions, atypical yellowish coloration, and enlargement. These were notably absent in younger mice consuming HFD. Further analysis involved staining liver sections with hematoxylin and eosin (H&E) and Oil Red O to assess lipid accumulation. Results revealed a higher presence of lipid vacuoles in the livers of older mice compared to their younger counterparts on an HFD. Consistent with increased adiposity, fat accumulation in the liver, and inflammation, older mice exhibited impaired glucose tolerance and reduced insulin sensitivity compared to younger mice fed the same diet. In conclusion, our study unveils a significant link between the body's adaptations during early aging and its metabolic responses to HFD. These findings suggest potential avenues for preventing obesity and its associated complications, particularly those exacerbated by overnutrition. This research contributes valuable insights to the field, highlighting the importance of age as a factor in dietary and metabolic health. Disclosure F. Bahman: None. S.P. Kochumon: None. F. Alrashed: None. N.A. Abukhalaf: None. R.S. Thomas: None. F. Almulla: None. R. Ahmad: None. Funding Kuwait Foundation for the Advancement of Sciences (KFAS)