Mitochondrial oxidative damage is a basic mechanism of aging, and multiple studies demonstrate that this process is attenuated by calorie restriction (CR). However, the molecular mechanism that underlies the beneficial effect of CR on mitochondrial dysfunction is unclear. Here, we investigated in mice the mechanisms underlying CR-mediated protection against hypoxia in aged kidney, with a special focus on the role of the NAD-dependent deacetylase sirtuin 1 (Sirt1), which is linked to CR-related longevity in model organisms, on mitochondrial autophagy. Adult-onset and long-term CR in mice promoted increased Sirt1 expression in aged kidney and attenuated hypoxia-associated mitochondrial and renal damage by enhancing BCL2/adenovirus E1B 19-kDa interacting protein 3–dependent (Bnip3-dependent) autophagy. Culture of primary renal proximal tubular cells (PTCs) in serum from CR mice promoted Sirt1-mediated forkhead box O3 (Foxo3) deacetylation. This activity was essential for expression of Bnip3 and p27Kip1 and for subsequent autophagy and cell survival of PTCs under hypoxia. Furthermore, the kidneys of aged Sirt1+/– mice were resistant to CR-mediated improvement in the accumulation of damaged mitochondria under hypoxia. These data highlight the role of the Sirt1-Foxo3 axis in cellular adaptation to hypoxia, delineate a molecular mechanism of the CR-mediated antiaging effect, and could potentially direct the design of new therapies for age- and hypoxia-related tissue damage.

Background In patients with sodium-sensitive hypertension, glomerular pressure is increased and microalbuminuria, a marker of glomerular hypertension, is a predictor of cardiovascular events. Similarly, the lack of a nocturnal decrease in blood pressure in these patients is also associated with an increased risk of cardiovascular events. We hypothesised that sodium sensitivity may be the common factor and carried out a retrospective study of cardiovascular events in patients with essential hypertension who had had sodium sensitivity measured in our clinic. Methods Sodium sensitivity was assessed in about 350 patients with essential hypertension during the initial investigation of their disorder. The definition of sodium sensitivity was a 10% or greater difference in blood pressure on low-sodium or high-sodium diets. By alphabetical order, the records of 201 patients were obtained and 156 patients without pre-existing disorders were followed up. The records of patients who had a cardiovascular event or died were reviewed without knowledge of the patient's sodium-sensitivity status. Findings 62 patients were deemed sodium sensitive and 94 non-sodium sensitive. Left-ventricular hypertrophy was found more frequently in the sodium-sensitive group than in the non-sodium-sensitive group (38 vs 16%; p<0·01), whereas significantly fewer patients in this group smoked (23 vs 42%; p<0·05). There were 17 cardiovascular events in the sodium-sensitive group and 14 in the non-sodiumsensitive group. The rate of total, non-fatal and fatal cardiovascular events, was 2·0 per 100 patient-years in the non-sodium-sensitive group and 4·3 per 100 patientyears in the sodium-sensitive group. Cox's proportionalhazards model identified sodium sensitivity (p<0·01), mean arterial pressure (p<0·01), and smoking (p<0·01) as independent cardiovascular risk factors. Interpretation Cardiovascular events occurred more frequently in patients with sodium-sensitive hypertension. Sodium sensitivity is an independent cardiovascular risk factor in Japanese patients with essential hypertension.

Background Sodium restriction has been widely used for treatment of hypertension and renal diseases. Whether sodium restriction can transform the circadian rhythm of blood pressure from nondipper to dipper is examined. Methods and Results Patients (n=42) with essential hypertension were maintained on a high-sodium diet (12 to 15 g of NaCl per day) and a low-sodium diet (1 to 3 g/d) for 1 week each. On the last day of each diet, blood pressures were measured noninvasively every hour for 24 hours with an automatic oscillometric device. Twenty-one patients were classified as non–sodium sensitive whereas 21 were classified as sodium sensitive on the basis of a ≥10% change in 24-hour mean arterial pressure caused by sodium restriction. Nocturnal blood pressure fall was significant in the non–sodium sensitive subjects but not in sodium-sensitive subjects. There was a significant interaction between sodium restriction and nocturnal fall in blood pressure only in the sodium-sensitive subjects, indicating that the degree of the nocturnal fall was affected by sodium restriction. Furthermore, changes in the nocturnal fall induced by sodium restriction had a positive relationship with sodium sensitivity ( r =.38, P <.02) and a negative relationship with the nocturnal fall before sodium restriction ( r =−.75, P <.0001). Conclusions These findings show the difference in nocturnal fall in blood pressure between the non–sodium sensitive and sodium-sensitive types of essential hypertension. The diminished nocturnal fall, recognized in the sodium-sensitive type, is restored by sodium restriction, indicating that the circadian rhythm of blood pressure shifted from a nondipper to a dipper pattern. On the other hand, the nocturnal fall is not affected by sodium restriction in the non–sodium sensitive type, and the circadian rhythm remains of the dipper variety.

Overcoming refractory massive proteinuria remains a clinical and research issue in diabetic nephropathy. This study was designed to investigate the pathogenesis of massive proteinuria in diabetic nephropathy, with a special focus on podocyte autophagy, a system of intracellular degradation that maintains cell and organelle homeostasis, using human tissue samples and animal models. Insufficient podocyte autophagy was observed histologically in patients and rats with diabetes and massive proteinuria accompanied by podocyte loss, but not in those with no or minimal proteinuria. Podocyte-specific autophagy-deficient mice developed podocyte loss and massive proteinuria in a high-fat diet (HFD)–induced diabetic model for inducing minimal proteinuria. Interestingly, huge damaged lysosomes were found in the podocytes of diabetic rats with massive proteinuria and HFD-fed, podocyte-specific autophagy-deficient mice. Furthermore, stimulation of cultured podocytes with sera from patients and rats with diabetes and massive proteinuria impaired autophagy, resulting in lysosome dysfunction and apoptosis. These results suggest that autophagy plays a pivotal role in maintaining lysosome homeostasis in podocytes under diabetic conditions, and that its impairment is involved in the pathogenesis of podocyte loss, leading to massive proteinuria in diabetic nephropathy. These results may contribute to the development of a new therapeutic strategy for advanced diabetic nephropathy.

Obesity is an independent risk factor for renal dysfunction in patients with CKDs, including diabetic nephropathy, but the mechanism underlying this connection remains unclear. Autophagy is an intracellular degradation system that maintains intracellular homeostasis by removing damaged proteins and organelles, and autophagy insufficiency is associated with the pathogenesis of obesity-related diseases. We therefore examined the role of autophagy in obesity-mediated exacerbation of proteinuria-induced proximal tubular epithelial cell damage in mice and in human renal biopsy specimens. In nonobese mice, overt proteinuria, induced by intraperitoneal free fatty acid-albumin overload, led to mild tubular damage and apoptosis, and activated autophagy in proximal tubules reabsorbing urinary albumin. In contrast, diet-induced obesity suppressed proteinuria-induced autophagy and exacerbated proteinuria-induced tubular cell damage. Proximal tubule-specific autophagy-deficient mice, resulting from an Atg5 gene deletion, subjected to intraperitoneal free fatty acid-albumin overload developed severe proteinuria-induced tubular damage, suggesting that proteinuria-induced autophagy is renoprotective. Mammalian target of rapamycin (mTOR), a potent suppressor of autophagy, was activated in proximal tubules of obese mice, and treatment with an mTOR inhibitor ameliorated obesity-mediated autophagy insufficiency. Furthermore, both mTOR hyperactivation and autophagy suppression were observed in tubular cells of specimens obtained from obese patients with proteinuria. Thus, in addition to enhancing the understanding of obesity-related cell vulnerability in the kidneys, these results suggest that restoring the renoprotective action of autophagy in proximal tubules may improve renal outcomes in obese patients.