Retinoids are micronutrients that are stored as retinyl esters in the retina and hepatic stellate cells (HSCs). HSCs are key players in fibrogenesis in chronic liver diseases. The enzyme responsible for hydrolysis and release of retinyl esters from HSCs is unknown and the relationship between retinoid metabolism and liver disease remains unclear. We hypothesize that the patatin-like phospholipase domain-containing 3 (PNPLA3) protein is involved in retinol metabolism in HSCs. We tested our hypothesis both in primary human HSCs and in a human cohort of subjects with non-alcoholic fatty liver disease (N = 146). Here we show that PNPLA3 is highly expressed in human HSCs. Its expression is regulated by retinol availability and insulin, and increased PNPLA3 expression results in reduced lipid droplet content. PNPLA3 promotes extracellular release of retinol from HSCs in response to insulin. We also show that purified wild-type PNPLA3 hydrolyzes retinyl palmitate into retinol and palmitic acid. Conversely, this enzymatic activity is markedly reduced with purified PNPLA3 148M, a common mutation robustly associated with liver fibrosis and hepatocellular carcinoma development. We also find the PNPLA3 I148M genotype to be an independent (P = 0.009 in a multivariate analysis) determinant of circulating retinol-binding protein 4, a reliable proxy for retinol levels in humans. This study identifies PNPLA3 as a lipase responsible for retinyl-palmitate hydrolysis in HSCs in humans. Importantly, this indicates a potential novel link between HSCs, retinoid metabolism and PNPLA3 in determining the susceptibility to chronic liver disease.

Pro-protein convertase subtilisin-kexin type 9 (PCSK9), which is expressed mainly in the liver and at low levels in the heart, regulates cholesterol levels by directing low-density lipoprotein receptors to degradation. Studies to determine the role of PCSK9 in the heart are complicated by the close link between cardiac function and systemic lipid metabolism. Here, we sought to elucidate the function of PCSK9 specifically in the heart by generating and analysing mice with cardiomyocyte-specific Pcsk9 deficiency (CM-Pcsk9-/- mice) and by silencing Pcsk9 acutely in a cell culture model of adult cardiomyocyte-like cells.Mice with cardiomyocyte-specific deletion of Pcsk9 had reduced contractile capacity, impaired cardiac function, and left ventricular dilatation at 28 weeks of age and died prematurely. Transcriptomic analyses revealed alterations of signalling pathways linked to cardiomyopathy and energy metabolism in hearts from CM-Pcsk9-/- mice vs. wild-type littermates. In agreement, levels of genes and proteins involved in mitochondrial metabolism were reduced in CM-Pcsk9-/- hearts. By using a Seahorse flux analyser, we showed that mitochondrial but not glycolytic function was impaired in cardiomyocytes from CM-Pcsk9-/- mice. We further showed that assembly and activity of electron transport chain (ETC) complexes were altered in isolated mitochondria from CM-Pcsk9-/- mice. Circulating lipid levels were unchanged in CM-Pcsk9-/- mice, but the lipid composition of mitochondrial membranes was altered. In addition, cardiomyocytes from CM-Pcsk9-/- mice had an increased number of mitochondria-endoplasmic reticulum contacts and alterations in the morphology of cristae, the physical location of the ETC complexes. We also showed that acute Pcsk9 silencing in adult cardiomyocyte-like cells reduced the activity of ETC complexes and impaired mitochondrial metabolism.PCSK9, despite its low expression in cardiomyocytes, contributes to cardiac metabolic function, and PCSK9 deficiency in cardiomyocytes is linked to cardiomyopathy, impaired heart function, and compromised energy production.