To identify the changes of mitochondrial protein expression in diabetic renal parenchyma and to characterize their molecular functions and biological processes in diabetes.

Mitochondrial proteins extracted from renal parenchyma mitochondria of streptozotocin-induced diabetic rats and normal rats were separated by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis and identified by matrix-assisted laser desorption/ionization tandem time-of-flight mass spectrometry.

Eleven proteins from 533 visualized protein spots displayed significant different expressions in mitochondria of diabetic kidneys compared with those in normal ones. Among these altered proteins, two proteins with the most obvious changes in protein expression were identified as alpha-2u globulin (mature protein, named A2) and its proteolytically modified form (named A2-fragment) respectively. These proteins were found in mitochondria of male rat renal parenchyma and were proved to be down-regulated in diabetic rats simultaneously.

Our results suggest that down-regulation of alpha-2u globulin may be associated with an abnormal β-oxidation of long-chain fatty acids during diabetes. The decreased expression of A2-fragment in renal mitochondria of diabetic nephropathy may reduce fatty acid β-oxidation, which leads to a diminished energy supply from mitochondria to kidney tissue and the deposition of a large number of fatty acids in the kidney, ultimately causing and aggravating kidney damage. In conclusion, these findings may be helpful for understanding the molecular mechanism of diabetic nephropathy.

Identifier les modifications de l’expression des protéines mitochondriales du parenchyme rénal diabétique et caractériser leurs fonctions moléculaires et processus biologiques au cours du diabète.

Des protéines mitochondriales extraites du parenchyme mitochondrial rénal de rats présentant un diabète induit par la streptozotocine étaient séparées par électrophorèse bidimensionnelle sur gel de polyacrylamide et identifiées par une spectrométrie de masse au moyen du MALDI-QqTOF.

À partir de 533 taches de protéine visualisées, 11 protéines ont été identifiées dont les expressions dans la mitochondrie rénale diabétique étaient différentes de celles observées dans la mitochondrie rénale normale. Deux de ces protéines modifiées présentant des altérations d’expression importantes étaient identifiées comme l’alpha-2u globuline (protéine mature, appelée A2) et sa forme modifiée par protéolyse (appelée fragment A2). La comparaison des taux de protéines mitochondriales rénales chez les rats mâles diabétiques et non diabétiques montrait un taux plus faible lié à la maladie.

Nos résultats suggère la possibilité au cours du diabète d’une diminution de l’alpha-2u globuline associée à une bêta-oxydation anormale des acides gras à chaînes longues. Il est possible que la diminution de l’expression du fragment A2 dans la mitochondrie rénale de la néphropathie diabétique diminue la bêta-oxydation des acides gras et par conséquence l’énergie de source mitochondriale disponible pour le tissu rénal, favorisant la déposition d’un grand nombre d’acides gras dans le rein, cause ultime des lésions rénales. En conclusion, ces résultats contribuent à notre compréhension des mécanismes moléculaires de la néphropathie diabétique.