High-fructose corn syrup (HFCS) is consumed worldwide. However, it has been demonstrated that an increased intake of sweetened beverages, including those sweetened using fructose, is associated with the development of childhood obesity. It is unknown why the negative effects of fructose are stronger in young persons than in elderly individuals. In recent years, mitochondria have been identified as 1 of the targets of the negative effects of fructose; they possess their own genome called mitochondrial DNA (mtDNA), which encodes genes involved in metabolic functions. We hypothesized that HFCS intake affects mtDNA in the livers of rats, and that the intensity of these effects is age-dependent. The experimental period was divided into 3 parts: childhood and adolescence (postnatal day [PD] 21-60), young adulthood (PD61-100), and adulthood (PD101-140). Rats in the different age groups were assigned to receive either water (control group [CONT]) or a 20% HFCS solution (HFCS). The hepatic mtDNA copy number of the HFCS group was higher than that of the CONT group in childhood and adolescence. In addition, the mtDNA methylation level was increased in the HFCS group in the same experimental period. No significant differences were observed between the CONT and HFCS groups during the other experimental periods. We demonstrated that HFCS has the strongest effect on mtDNA during childhood and adolescence, suggesting a need to analyze the HFCS intake of young people.

Abstract Obesity is a major public health problem worldwide owing to the substantial increase in risk of metabolic diseases. Hypoxia-inducible factors (HIFs) regulate transcriptional responses to hypoxic stress. DNA methylation in the CpG sites of intron 1 of HIF3A is associated with body mass index in the whole blood and adipose tissue. This study investigates the correlation between DNA methylation of HIF3A and parameters of obesity, including thickness of visceral (VAT) and subcutaneous adipose tissues, in the general Japanese population. Participants (220 men and 253 women) who underwent medical examination were enrolled in this cross-sectional study. We used pyrosequencing to quantify DNA methylation (CpG sites of cg16672562, cg22891070, and cg27146050) in HIF3A . DNA methylation of HIF3A was only different in women. Multiple regression analysis showed that DNA methylation level at cg27146050 was associated with thickness of VAT in women. DNA methylation level at cg27146050 also correlated with body mass index and percentage of body fat in women after excluding smokers and non-smokers who quit smoking with the last 5 years. DNA methylation in the CpG site (cg27146050) of HIF3A correlated with parameters of obesity in Japanese women.