ABSTRACT Peritoneal dialysis (PD) is limited by glucose-mediated peritoneal membrane (PM) fibrosis, angiogenesis and ultrafiltration failure. Influencing PM integrity by pharmacologically targeting sodium-dependent glucose transporter (SGLT)-mediated glucose uptake has not been studied. In this study wildtype C57Bl/6N mice were treated with high-glucose dialysate via an intraperitoneal catheter, with or without addition of selective SGLT2 inhibitor dapagliflozin. PM structural changes, ultrafiltration capacity and PET status for glucose, urea and creatinine were analyzed. Expression of SGLT and GLUT was analyzed by real-time PCR, immunofluorescence and immunohistochemistry. Peritoneal effluents were analyzed for cellular and cytokine composition. We found that peritoneal SGLT2 was expressed in mesothelial cells and in skeletal muscle. Dapagliflozin significantly reduced effluent TGF-β concentrations, peritoneal thickening and fibrosis as well as microvessel density, resulting in improved ultrafiltration, despite the fact that it did not affect development of high glucose transporter status. In vitro , dapagliflozin reduced monocyte chemoattractant protein-1 release under high glucose conditions in human and murine peritoneal mesothelial cells. Pro-inflammatory cytokine release in macrophages was reduced only when cultured in high glucose conditions with an additional inflammatory stimulus. In summary, dapagliflozin improved structural and functional peritoneal health in the context of high glucose PD.

Abstract Kidneys have one of the most complex three-dimensional cellular organizations in the body, but the spatial molecular principles of kidney health and disease are poorly understood. Here we generate high-quality single cell (sc), single nuclear (sn), spatial (sp) RNA expression and sn open chromatin datasets for 73 samples, capturing half a million cells from healthy, diabetic, and hypertensive diseased human kidneys. Combining the sn/sc and sp RNA information, we identify > 100 cell types and states and successfully map them back to their spatial locations. Computational deconvolution of spRNA-seq identifies glomerular/vascular, tubular, immune, and fibrotic spatial microenvironments (FMEs). Although injured proximal tubule cells appear to be the nidus of fibrosis, we reveal the complex, heterogenous cellular and spatial organization of human FMEs, including the highly intricate and organized immune environment. We demonstrate the clinical utility of the FME spatial gene signature for the classification of a large number of human kidneys for disease severity and prognosis. We provide a comprehensive spatially-resolved molecular roadmap for the human kidney and the fibrotic process and demonstrate the clinical utility of spatial transcriptomics.

Abstract Determining the epigenetic program that generates unique cell types in the kidney is critical for understanding cell-type heterogeneity during tissue homeostasis and injury response. Here, we profiled open chromatin and gene expression in developing and adult mouse kidneys at single cell resolution. We show critical reliance of gene expression on distal regulatory elements (enhancers). We define key cell type-specific transcription factors and major gene-regulatory circuits for kidney cells. Dynamic chromatin and expression changes during nephron progenitor differentiation demonstrated that podocyte commitment occurs early and is associated with sustained Foxl1 expression. Renal tubule cells followed a more complex differentiation, where Hfn4a was associated with proximal and Tfap2b with distal fate. Mapping single nucleotide variants associated with human kidney disease identified critical cell types, developmental stages, genes, and regulatory mechanisms. We provide a global single cell resolution view of chromatin accessibility of kidney development. The dataset is available via interactive public websites.