Risk variants of APOL1 associated with human chronic kidney disease have been identified, but causality has been unclear. Transgenic expression in mice now shows that such alleles can indeed cause renal disease. African Americans have a heightened risk of developing chronic and end-stage kidney disease, an association that is largely attributed to two common genetic variants, termed G1 and G2, in the APOL1 gene. Direct evidence demonstrating that these APOL1 risk alleles are pathogenic is still lacking because the APOL1 gene is present in only some primates and humans; thus it has been challenging to demonstrate experimental proof of causality of these risk alleles for renal disease. Here we generated mice with podocyte-specific inducible expression of the APOL1 reference allele (termed G0) or each of the risk-conferring alleles (G1 or G2). We show that mice with podocyte-specific expression of either APOL1 risk allele, but not of the G0 allele, develop functional (albuminuria and azotemia), structural (foot-process effacement and glomerulosclerosis) and molecular (gene-expression) changes that closely resemble human kidney disease. Disease development was cell-type specific and likely reversible, and the severity correlated with the level of expression of the risk allele. We further found that expression of the risk-variant APOL1 alleles interferes with endosomal trafficking and blocks autophagic flux, which ultimately leads to inflammatory-mediated podocyte death and glomerular scarring. In summary, this is the first demonstration that the expression of APOL1 risk alleles is causal for altered podocyte function and glomerular disease in vivo.

Diabetic kidney disease (DKD) is a heritable but poorly understood complication of diabetes. To identify genetic variants predisposing to DKD, we performed genome-wide association analyses in 19,406 individuals with type 1 diabetes (T1D) using a spectrum of DKD definitions basedon albuminuria and renal function. We identified 16 genome-wide significant loci. The variant with the strongest association (rs55703767) is a common missense mutation in the collagen type IV alpha 3 chain (COL4A3) gene, which encodes a major structural component of the glomerular basement membrane (GBM) implicated in heritable nephropathies. The rs55703767 minor allele (Asp326Tyr) is protective against several definitions of DKD, including albuminuria and end-stage renal disease. Three other loci are in or near genes with known or suggestive involvement in DKD (BMP7) or renal biology ( COLEC11 and DDR1 ). The 16 DKD-associated loci provide novel insights into the pathogenesis of DKD, identifying potential biological targets for prevention and treatment.

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.

Background & Aims Chronic liver injury leads to activation of hepatic stellate cells (HSCs), which transdifferentiate into HSC myofibroblasts and produce the extracellular matrix (ECM) that forms the fibrotic scar. While the progression of fibrosis is understood to be the cause of end stage liver disease, there are currently no approved therapies directed at interfering with the activity of HSC myofibroblasts. Methods We performed a high-throughput small interfering RNA (siRNA) screen in primary human HSC myofibroblasts targeting RNAs from >9,500 genes to identify those that promote the fibrotic phenotype of HSCs. The screen identified ABHD17B (Abhydrolase domain containing 17B, depalmitoylase), which was evaluated through loss-of-function studies in multiple primary human HSC lines. Structural analysis was performed to identify key amino acids in the hydrolase pocket of ABHD17B, and depalmitoylase inhibitors were evaluated. Protein partners were identified by mass spectrometry (MS), and Abhd17b−/− mice were challenged with carbon tetrachloride (CCl 4 ) as a model of chronic liver injury. Results Depletion of ABHD17B promotes the inactivation of HSCs, characterized by reduced COL1A1 and ACTA2 expression and accumulation of lipid droplets. RNA-seq and MS analysis also indicated a broader impact on ECM production and cytoskeletal organization. Mice deficient in Abhd17b are viable, demonstrate normal liver histology, and are protected from fibrosis in the setting of in vivo liver injury. While ABHD17B is a depalmitoylase, inhibiting this function alone is not sufficient to affect the fibrotic activity of HSCs. Conclusions ABHD17B promotes fibrosis through pathways independent of depalmitoylation that include regulating expression of COL1A1 and other ECM genes and interacting with proteins involved in cytoskeletal organization, contractility, and adhesion. Targeting ABHD17B may have potential as an antifibrotic therapy.