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Identification of irisin as a therapeutic agent that inhibits oxidative stress and fibrosis in a murine model of chronic pancreatitis - 19/04/20

Doi : 10.1016/j.biopha.2020.110101 
Yifan Ren a, b, Jia Zhang a, b, Mengzhou Wang a, b, Jianbin Bi a, b, Tao Wang a, b, Minglong Qiu c, Yi Lv a, b, Zheng Wu b, , Rongqian Wu a,
a National Local Joint Engineering Research Center for Precision Surgery & Regenerative Medicine, Shaanxi Provincial Center for Regenerative Medicine and Surgical Engineering, First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, Xi’an, Shaanxi Province, China 
b Department of Hepatobiliary Surgery, First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, Xi’an, Shaanxi Province, China 
c Department of Orthopedic, Ruijin Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai, China 

Corresponding authors at: National-Local Joint Engineering Research Center for Precision Surgery & Regenerative Medicine, First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, 76 West Yanta Road, P.O. Box 124, Xi’an, Shaanxi Province 710061, China.National-Local Joint Engineering Research Center for Precision Surgery & Regenerative MedicineFirst Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University76 West Yanta RoadP.O. Box 124Xi’anShaanxi Province710061China

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Highlights

Serum irisin levels are decreased in patients with CP.
Exogenous irisin attenuates pancreatic injury and fibrosis in a mouse model of CP.
Irisin inhibits HPSC activation and reduces oxidative and ER stress.
Irisin attenuates pancreatic fibrosis through downregulation of kindlin-2 and inhibition of the SMAD2/3 pathway.

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Abstract

Background

Abnormal activation of pancreatic stellate cells (PSCs) plays a crucial role in the pathogenesis of chronic pancreatitis (CP). Irisin, an exercise-induced hormone, has been shown to mitigate liver fibrosis by inhibiting the activation of hepatic stellate cells. However, the effect of irisin in CP has not been evaluated.

Methods

This study aimed to determine whether irisin is protective in CP. CP was induced by 6 IP injections of cerulein (50 μg/kg/body weight). HPSCs were treated with 5 ng/ml TGF-β1 as in vitro experiment.

Results

Our results showed that repeated cerulein injection induced severe pancreatic injury and fibrosis in mice and the serum irisin level in cerulein-treated mice decreased as in CP patients. Excessive oxidative and ER stress was also present in the pancreas of cerulein-treated mice. Irisin treatment significantly alleviated pancreatic injury and fibrosis, which was associated with reduced oxidative and ER stress. In cultured PSCs, irisin directly inhibited TGF-β-induced α-SMA and collagen I expression. This effect appears to be mediated through downregulation of kindlin-2 and inhibition of the SMAD2/3 pathway.

Conclusions

Irisin alleviated pancreatic injury and fibrosis, which was associated with reduced oxidative and ER stress. Thus, irisin may offer therapeutic potential for patients with CP.

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Keywords : Chronic pancreatitis, Stellate cell, Irisin, Fibrosis, Oxidative stress, ER stress


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Vol 126

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