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Excess iron intake induced liver injury: The role of gut-liver axis and therapeutic potential - 11/11/23

Doi : 10.1016/j.biopha.2023.115728 
Yu Liu b, 1, Guangyan Li b, 1, Fayu Lu c, Ziwei Guo b, Shuang Cai d, , Taoguang Huo a, b,
a Key Laboratory of Environmental Stress and Chronic Disease Control and Prevention, Ministry of Education, China Medical University, Shenyang, Liaoning 110122, China 
b Department of Health Laboratory Technology, School of Public Health, China Medical University, Shenyang, Liaoning 110122, China 
c School of Public Health, China Medical University, Shenyang, Liaoning 110122, China 
d The First Affiliated Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, China 

Corresponding author.⁎⁎Corresponding author at: Key Laboratory of Environmental Stress and Chronic Disease Control and Prevention, Ministry of Education, China Medical University, Shenyang, Liaoning 110122, China.Key Laboratory of Environmental Stress and Chronic Disease Control and Prevention, Ministry of Education, China Medical UniversityShenyangLiaoning110122China

Abstract

Excessive iron intake is detrimental to human health, especially to the liver, which is the main organ for iron storage. Excessive iron intake can lead to liver injury. The gut-liver axis (GLA) refers to the bidirectional relationship between the gut and its microbiota and the liver, which is a combination of signals generated by dietary, genetic and environmental factors. Excessive iron intake disrupts the GLA at multiple interconnected levels, including the gut microbiota, gut barrier function, and the liver's innate immune system. Excessive iron intake induces gut microbiota dysbiosis, destroys gut barriers, promotes liver exposure to gut microbiota and its derived metabolites, and increases the pro-inflammatory environment of the liver. There is increasing evidence that excess iron intake alters the levels of gut microbiota-derived metabolites such as secondary bile acids (BAs), short-chain fatty acids, indoles, and trimethylamine N-oxide, which play an important role in maintaining homeostasis of the GLA. In addition to iron chelators, antioxidants, and anti-inflammatory agents currently used in iron overload therapy, gut barrier intervention may be a potential target for iron overload therapy. In this paper, we review the relationship between excess iron intake and chronic liver diseases, the regulation of iron homeostasis by the GLA, and focus on the effects of excess iron intake on the GLA. It has been suggested that probiotics, fecal microbiota transfer, farnesoid X receptor agonists, and microRNA may be potential therapeutic targets for iron overload-induced liver injury by protecting gut barrier function.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

Iron overload is associated with chronic liver diseases.
Iron homeostasis in the body is regulated by the gut-liver axis.
Excess iron intake affects the gut-liver axis.
The gut barrier may be a potential target for the treatment of liver injury caused by iron overload.

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Keywords : Excess iron intake, Gut-liver axis, Chronic liver diseases, Liver injury, Therapy


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