マウスポドサイトの生体エネルギー特性

ミトコンドリア機能障害は足細胞損傷に寄与しますが、正常な足細胞の生体エネルギーは特徴付けられていません。形質転換されたマウス第一細胞細胞株とシーホースバイオサイエンスXF24細胞外フラックス分析器を使用して、酸素消費率（OCR）および細胞外酸性化速度（ECAR）を測定しました。基底OCRとECARは、それぞれ55.2 +/- 9.9 minおよび3.1 +/- 1.9ミリph単位/minでした。複雑なV阻害剤オリゴマイシンは、OCRをベースライン速度の約45％に減少させ、細胞酸素消費の約55％がATP合成に結合されたことを示しています。複雑なI阻害剤であるロテノンは、OCRをベースライン速度の約25％に減らし、ミトコンドリア呼吸が細胞の総呼吸の約75％を占めていることを示唆しています。したがって、ミトコンドリア呼吸の約75％がATP合成に結合され、約25％がプロトン漏れによって説明されました。Carbonyl syanide P-Trifluorometoxyphenydrazone（FCCP）は、ATP生成から電子輸送を除外し、OCRとECARをコントロールレベルの約360％と840％に増加させました。FCCPプラスロテノンはATP含有量を60％減らし、解糖阻害剤2-デオキシグルコースはATPを35％減少させ、2-デオキシグルコースとFCCPまたはロテノンを組み合わせてATPを85％> 85％減少させました。2-デオキシグルコースはATP含有量を25％減少させたものの、乳酸デヒドロゲナーゼ阻害剤オキサメートと2-デオキシグルコースはECARを減少させず、2-デオキシグルコースはOCRに影響を与えませんでした。FCCPによって誘導されるミトコンドリアの分離は、乳酸、グルコース、ピルビン酸、パルミチン酸を含む特定の基質とのOCRの増加と関連していた。一次マウスの足細胞におけるこれらの実験の複製は、同様のデータをもたらしました。ミトコンドリアは、足細胞エネルギーの恒常性を維持する上で主要な役割を果たしているが、解糖はあまり貢献しないと結論付けている。

Mitochondrial dysfunction contributes to podocyte injury, but normal podocyte bioenergetics have not been characterized. We measured oxygen consumption rates (OCR) and extracellular acidification rates (ECAR), using a transformed mouse podocyte cell line and the Seahorse Bioscience XF24 Extracellular Flux Analyzer. Basal OCR and ECAR were 55.2 +/- 9.9 pmol/min and 3.1 +/- 1.9 milli-pH units/min, respectively. The complex V inhibitor oligomycin reduced OCR to approximately 45% of baseline rates, indicating that approximately 55% of cellular oxygen consumption was coupled to ATP synthesis. Rotenone, a complex I inhibitor, reduced OCR to approximately 25% of the baseline rates, suggesting that mitochondrial respiration accounted for approximately 75% of the total cellular respiration. Thus approximately 75% of mitochondrial respiration was coupled to ATP synthesis and approximately 25% was accounted for by proton leak. Carbonyl cyanide p-trifluoromethoxyphenylhydrazone (FCCP), which uncouples electron transport from ATP generation, increased OCR and ECAR to approximately 360% and 840% of control levels. FCCP plus rotenone reduced ATP content by 60%, the glycolysis inhibitor 2-deoxyglucose reduced ATP by 35%, and 2-deoxyglucose in combination with FCCP or rotenone reduced ATP by >85%. The lactate dehydrogenase inhibitor oxamate and 2-deoxyglucose did not reduce ECAR, and 2-deoxyglucose had no effect on OCR, although 2-deoxyglucose reduced ATP content by 25%. Mitochondrial uncoupling induced by FCCP was associated with increased OCR with certain substrates, including lactate, glucose, pyruvate, and palmitate. Replication of these experiments in primary mouse podocytes yielded similar data. We conclude that mitochondria play the primary role in maintaining podocyte energy homeostasis, while glycolysis makes a lesser contribution.