Numerous studies have shown that aberrant microRNA (miRNA) expression is associated with the development and progression of various types of human cancer and serum miRNAs are potential biomarkers. This study examined whether some commonly deregulated miRNAs in hepatocellular carcinoma (HCC) are presented in serum of patients with HCC and can serve as diagnostic markers. Serum miRNAs (miR-21, miR-122, and miR-223) were quantified by real-time quantitative RT-PCR in 101 patients with HCC and 89 healthy controls. In addition, 48 patients with chronic type B hepatitis were also analyzed for comparison. We found that the median levels of miR-21, miR-122, and miR-223 were significantly higher in patients with HCC than those in healthy controls (P = 7.48 x 10⁻¹³, P = 6.93 x 10⁻⁹, and P = 3.90 x 10⁻¹², respectively). However, these elevated serum miRNAs were also detected in patients with chronic hepatitis (P = 2.05 x 10⁻¹², P = 4.52 x 10⁻¹⁶, and P = 1.65 x 10⁻¹¹, respectively). Moreover, serum miR-21 and miR-122 in patients with chronic hepatitis were higher than in patients with HCC (P = 3.99 x 10⁻⁴ and P = 4.97 x 10⁻⁸), although no such significant difference was found for miR-223. Receiver-operator characteristic (ROC) curve analyses suggest that these serum miRNAs may be useful markers for discriminating patients with HCC or chronic hepatitis from healthy controls, but not patients with HCC from patients with chronic hepatitis. Our results indicate that serum miR-21, miR-122 and miR-223 are elevated in patients with HCC or chronic hepatitis and these miRNAs have strong potential to serve as novel biomarkers for liver injury but not specifically for HCC.

Fine particulate matter (PM2.5)-induced metabolic disorders have attracted increasing attention, however, the underlying molecular mechanism of PM2.5-induced hepatic bile acid disorder remains unclear. In this study, we investigated the effects of PM2.5 components on the disruption of bile acid in hepatocytes through farnesoid X receptor (FXR) pathway. The receptor binding assays showed that PM2.5 extracts bound to FXR directly, with half inhibitory concentration (IC50) value of 21.7 μg/mL. PM2.5 extracts significantly promoted FXR-mediated transcriptional activity at 12.5 μg/mL. In mouse primary hepatocytes, we found PM2.5 extracts (100 μg/mL) significantly decreased the total bile acid levels, inhibited the expression of bile acid synthesis gene (Cholesterol 7 alpha-hydroxylase, Cyp7a1), and increased the expression of bile acid transport genes (Multidrug resistance associated protein 2, Abcc2; and Bile salt export pump, Abcb11). Moreover, these alterations were significantly attenuated by knocking down FXR in hepatocytes. We further divided the organic components and water-soluble components from PM2.5, and found that two components bound to and activated FXR, and decreased the bile acid levels in hepatocytes. In addition, benzo[a]pyrene (B[a]P) and cadmium (Cd) were identified as two bioactive components in PM2.5-induced bile acid disorders through FXR signaling pathway. Overall, we found PM2.5 components could bind to and activate FXR, thereby disrupting bile acid synthesis and transport in hepatocytes. These new findings also provide new insights into PM2.5-induced toxicity through nuclear receptor pathways.

Epidemiological studies have shown that coke oven emissions (COEs) affect the deterioration of asthma, but has not been proven by experimental results. In this study, we found for the first time that COEs exacerbate allergen house dust mite (HDM)-induced allergic asthma in the mouse model. The findings reveal that airway inflammation, airway remodeling and allergic reaction were aggravated in the COE + HDM combined exposure group compared with the individual exposure group. Mechanism studies indicated higher levels of iron and MDA in the COE + HDM combined exposure group, along with increased expression of Ptgs2 and reduced GPX4 expression. Iron chelator deferoxamine (DFO) effectively inhibited ferroptosis induced by COE synergistically with HDM in vitro. Further studies highlighted the role of ferritinophagy in the COE + HDM-induced ferroptosis. 3-methyladenine (3-MA) could inhibit ferroptosis in the COE + HDM exposure group. Interestingly, we injected DFO intraperitoneally into mice in the combined exposure group and found DFO could significantly inhibit the COE-exacerbated ferroptosis and allergic asthma. Our findings link ferroptosis with COE-exacerbated allergic asthma, implying that ferroptosis may have important therapeutic potential for asthma in patients with occupational exposure of COE.