オートファジーとFGF21レベルが低いにもかかわらず、高タンパク食は低タンパク食よりも効果的に肝脂肪を減少させる

High-protein diet more effectively reduces hepatic fat than low-protein diet despite lower autophagy and FGF21 levels.

• Chenchen Xu
• Mariya Markova
• Nicole Seebeck
• Anne Loft
• Silke Hornemann
• Thomas Gantert
• Stefan Kabisch
• Kathleen Herz
• Jennifer Loske
• Mario Ost
• Verena Coleman
• Frederick Klauschen
• Anke Rosenthal
• Volker Lange
• Jürgen Machann
• Susanne Klaus
• Tilman Grune
• Stephan Herzig
• Olga Pivovarova-Ramich
• Andreas F H Pfeiffer

抄録

背景と目的:

非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）はますます普及しており、栄養学的介入はNAFLDの最も重要な治療アプローチであり続けている。我々の目的は、低タンパク（LP）食と高タンパク（HP）食のどちらが肝臓脂肪の減少とNAFLDの逆転に効果的か、またどのようなメカニズムが関与しているのかを調査することであった。

BACKGROUND AND AIMS: Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is becoming increasingly prevalent and nutrition intervention remains the most important therapeutic approach for NAFLD. Our aim was to investigate whether low- (LP) or high-protein (HP) diets are more effective in reducing liver fat and reversing NAFLD and which mechanisms are involved.

方法:

肥満手術を受ける病的肥満の19人の参加者を、手術の3週間前から低タンパク質（10E％のタンパク質）と高タンパク質（30E％のタンパク質）の2つの低カロリー（1500～1600kcal/日）の食事群に無作為に割り付けた。肝内脂質レベル（IHL）および血清線維芽細胞増殖因子21（FGF21）を食事介入の前後で測定した。手術中に採取した肝臓サンプルでオートファジーフラックス、組織学、ミトコンドリア活性、遺伝子発現解析を行った。

METHODS: 19 participants with morbid obesity undergoing bariatric surgery were randomized into two hypocaloric (1500-1600 kcal/day) diet groups, a low protein (10E% protein) and a high protein (30E% protein), for three weeks prior to surgery. Intrahepatic lipid levels (IHL) and serum fibroblast growth factor 21 (FGF21) were measured before and after the dietary intervention. Autophagy flux, histology, mitochondrial activity, and gene expression analyses were performed in liver samples collected during surgery.

結果:

HP群では42.6%減少したが、LP群では同様の体重減少にもかかわらず有意な変化は見られなかった。肝オートファジーフラックスと血清FGF21はLP群のみで3週間後にそれぞれ66.7％、42.2％増加した。脂肪取り込みおよび脂質生合成遺伝子の発現量は、LP群と比較してHP群で低かった。RNA-seq解析の結果、HP群では炎症経路の活性が低下していることが明らかになった。肝ミトコンドリア活性とβ酸化遺伝子の発現はHP群では増加しなかった。

RESULTS: IHL levels decreased by 42.6% in the HP group, but were not significantly changed in the LP group despite similar weight loss. Hepatic autophagy flux and serum FGF21 increased by 66.7% and 42.2%, respectively, after 3 weeks in the LP group only. Expression levels of fat uptake and lipid biosynthesis genes were lower in the HP group compared with those in the LP group. RNA-seq analysis revealed lower activity of inflammatory pathways upon HP diet. Hepatic mitochondrial activity and expression of β-oxidation genes did not increase in the HP group.

結論:

HP ダイエットは LP ダイエットよりもオートファジーと FGF21 が低いにもかかわらず、肝脂肪を効果的に減少させた。これらのデータから、HP ダイエットによる肝脂肪の減少は、主に脂肪取り込みと脂質生合成の抑制によるものであることが示唆された。

CONCLUSIONS: HP diet more effectively reduces hepatic fat than LP diet despite of lower autophagy and FGF21. Our data suggest that liver fat reduction upon HP diets result primarily from suppression of fat uptake and lipid biosynthesis.

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