Alexis Piedrafita, Stanislas Faguer, Benjamin Breuil, Stéphane Decramer, Dominique Chauveau, Joost P. Schanstra, Myriam Malet-Martino, Stéphane Balayssac, Jean-Sébastien Saulnier-Blache, Jason S. Iacovoni, Alexandre Lucas, Audrey Casemayou, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM, Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service de Néphrologie et Immunopathologie Clinique, Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse, PRES Université de Toulouse, CHU Toulouse [Toulouse], Institut des Maladies Métaboliques et Casdiovasculaires (UPS/Inserm U1297 - I2MC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université de Toulouse (UT), Centre de Référence du Sud Ouest des Maladies Rénales Rares, Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d'Intérêt Biologique (SPCMIB), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), BIBAC - Chimie analytique et interactions biomolécules - matière molle biomimétique (BIBAC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Saulnier-Blache, Jean Sébastien
International audience; Energetic metabolism controls key steps of kidney development, homeostasis, and epithelial repair following acute kidney injury (AKI). Hepatocyte nuclear factor-1β (HNF-1β) is a master transcription factor that controls mitochondrial function in proximal tubule (PT) cells. Patients with HNF1B pathogenic variant display a wide range of kidney developmental abnormalities and progressive kidney fibrosis. Characterizing the metabolic changes in PT cells with HNF-1β deficiency may help to identify new targetable molecular hubs involved in HNF1B-related kidney phenotypes and AKI. Here, we combined 1 H-NMR-based metabolomic analysis in a murine PT cell line with CrispR/Cas9-induced Hnf1b invalidation (Hnf1b-/- ), clustering analysis, targeted metabolic assays, and datamining of published RNA-seq and ChIP-seq dataset to identify the role of HNF-1β in metabolism. Hnf1b-/- cells grown in normoxic conditions display intracellular ATP depletion, increased cytosolic lactate concentration, increased lipid droplet content, failure to use pyruvate for energetic purposes, increased levels of tricarboxylic acid (TCA) cycle intermediates and oxidized glutathione, and a reduction of TCA cycle byproducts, all features consistent with mitochondrial dysfunction and an irreversible switch toward glycolysis. Unsupervised clustering analysis showed that Hnf1b-/- cells mimic a hypoxic signature and that they cannot furthermore increase glycolysis-dependent energetic supply during hypoxic challenge. Metabolome analysis also showed alteration of phospholipid biosynthesis in Hnf1b-/- cells leading to the identification of Chka, the gene coding for choline kinase α, as a new putative target of HNF-1β. HNF-1β shapes the energetic metabolism of PT cells and HNF1B deficiency in patients could lead to a hypoxia-like metabolic state precluding further adaptation to ATP depletion following AKI.