Administration of antioxidative nanoparticles attenuate NASH onset and development through the gut–liver axis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K07860
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Kano Naomi (石橋直美) 筑波大学, 医学医療系, 講師 (30738539)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 英雄 筑波大学, プレシジョン・メディスン開発研究センター, 客員教授 (00400672) ; 磯辺 智範 筑波大学, 医学医療系, 教授 (70383643) ; 内田 文彦 筑波大学, 医学医療系, 講師 (70736008) ; 岡田 浩介 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80757526) ; 正田 純一 筑波大学, 医学医療系, 客員教授 (90241827)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: NASH / RNP / ナノ粒子 / 抗酸化剤 / Nrf2 / 遺伝子改変マウス

Outline of Final Research Achievements

Oral administration of antioxidative nanoparticles (RNPO) inhibited liver fibrosis and prevented HCC development in p62/Sqstm1 and Nrf2 double knockout (DKO) mice through exerting potent anti-oxidative actions and suppressing inflammation by scavenging ROS. In the microbiome analysis, RNPO treatment improved the alpha-diversity of gut microbiota and changed the microbiota composition, which in turn lipopolysaccharide levels and liver lipopolysaccharide-binding protein expression were significantly lower compared with those in the nontreatment group. In the clinical study, a decreased Nrf2 expression aggravated oxidative stress in the livers leading to inflammation and fibrosis. Taken together, RNPO may be a potent biomaterial which attenuates aggravation of chronic liver diseases in the individuals associated with decreased antioxidative defense action.

Free Research Field

健康応用科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

抗酸化nanoparticle (RNPO)は，高分子ポリマーに抗酸化剤を結合させたレドックス粒子である．RNPOは腸管から吸収され肝に滞留し，抗炎症・酸化ストレス作用を発揮する．本研究の結果からRNPOは肝における酸化ストレス, ERストレスの発生を軽減し，肝線維化を抑止し，さらに，肝発癌を抑止するものと考えられた．また，RNPOは腸内細菌叢の種多様性を改善し, 腸から流入するLPSを減少させることにより, 「腸-肝連関」の観点から, NASHだけでなく肝発癌に対しても予防効果があることを示したことは意義が大きい.