Increasing evidence suggests that, in addition to a loss of tolerance, bile acid (BA) modulates the natural history of primary biliary cholangitis (PBC). We focused on the impacts of dietary changes on the immunopathology of PBC, along with alterations in BA composition and gut microbiota. In this study, we have taken advantage of our unique PBC model, a Cyp2c70/Cyp2a12 double knockout (DKO), which includes a human-like BA composition, and develops progressive cholangitis following immunization with the PDC-E2 mimic, 2-octynoic acid (2OA). We compared the effects of a ten-week high-fat diet (HFD) (60 % kcal from fat) and a normal diet (ND) on 2OA-treated DKO mice. Importantly, we report that 2OA-treated DKO mice fed HFD had significantly exacerbated cholangitis, leading to cirrhosis, with increased hepatic expression of Th1 cytokines/chemokines and hepatic fibrotic markers. Serum lithocholic acid (LCA) levels and the ratio of chenodeoxycholic acid (CDCA)-derived BAs to cholic acid-derived BAs were significantly increased by HFD. This was also associated with downregulated expression of key regulators of BA synthesis, including Cyp8b1, Cyp3a11, and Sult2a1. In addition, there were increases in the relative abundances of Acetatifactor and Lactococcus and decreases in Desulfovibrio and Lachnospiraceae_NK4A136_group, which corresponded to the abundances of CDCA and LCA. In conclusion, HFD and HFD-induced alterations in the gut microbiota modulate BA composition and nuclear receptor activation, leading to cirrhotic change in this murine PBC model. These findings have significant implications for understanding the progression of human PBC.

The potential involvement of the gut microbiota in metabolic dysfunction-associated steatohepatitis (MASH) pathogenesis has garnered increasing attention. In this study, we elucidated the link between high-fat/cholesterol/cholate-based (iHFC)#2 diet-induced MASH progression and gut microbiota in C57BL/6 mice using antibiotic treatments. Treatment with vancomycin (VCM), which targets gram-positive bacteria, exacerbated the progression of liver damage, steatosis, and fibrosis in iHFC#2-fed C57BL/6 mice. The expression levels of inflammation- and fibrosis-related genes in the liver significantly increased after VCM treatment for 8 weeks. F4/80

Abstract Predominant evidence of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is the accumulation of excess lipids in the liver. A small group with NAFLD may have a more serious condition named non-alcoholic steatohepatitis (NASH). However, there is a lack of investigation of the accumulated lipids with spatial and molecular information. Raman microscopy has the potential to characterize molecular species and structures of lipids based on molecular vibration and can achieve high spatial resolution at the organelle level. We aim to demonstrate the feasibility of Raman microscopy for the investigation of NAFLD based on the molecular features of accumulated lipids. By applying the Raman microscopy to the liver of the NASH model mice, we succeeded in visualizing the distribution of lipid droplets (LDs) in hepatocytes. The detailed analysis of Raman spectra revealed the difference of molecular structural features of the LDs, such as the degree of saturation of lipids in the LDs. We also found that the inhomogeneous distribution of cholesterol in the LDs depending on the histology of lipid accumulation. We visualized and characterized the lipids of NASH model mice by Raman microscopy at organelle level. Our findings demonstrated that the Raman imaging analysis was feasible to characterize the NAFLD in terms of the molecular species and structures of lipids.