ABSTRACT Hallmarks of autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD), the most common hereditary kidney anomaly, include expanding fluid-filled epithelial cysts, inflammation, and fibrosis. Despite previous work showing the potential of vascular-based therapies, renal microvascular alterations in ADPKD, and their timing, are poorly understood. Using single-cell transcriptomics of human kidney microvasculature, we identify a population of endothelial cells adjacent to cysts in ADPKD. This pericystic endothelium, distinguishable by its expression of osteopontin (SPP1), has a distinct molecular profile compared to the common endothelial cell injury signature in other kidney diseases. SPP1 + pericystic endothelium was also present in an orthologous mouse model of ADPKD before overt kidney functional decline. By interrogating geometric, topological and fractal properties from three-dimensional imaging of early ADPKD mouse kidneys, we show that pericystic endothelium associates with disorganisation and non-uniformity of the renal cortical microvasculature. Concurrently, we detected region-specific reductions in cortical blood flow within ADPKD murine kidneys using arterial spin labelling. We conclude that ADPKD kidneys contain a unique subset of endothelium manifesting with aberrant remodelling and impaired blood perfusion. Its detection, prior to renal functional decline, advocates the vasculature as a therapeutic target to modulate or preserve renal function in early ADPKD.

Abstract Task-free functional connectivity in animal models provides an experimental framework to examine connectivity phenomena under controlled conditions and allows comparison with invasive or terminal procedures. To date, animal acquisitions are performed with varying protocols and analyses that hamper result comparison and integration. We introduce StandardRat , a consensus rat functional MRI acquisition protocol tested across 20 centers. To develop this protocol with optimized acquisition and processing parameters, we initially aggregated 65 functional imaging datasets acquired in rats from 46 centers. We developed a reproducible pipeline for the analysis of rat data acquired with diverse protocols and determined experimental and processing parameters associated with a more robust functional connectivity detection. We show that the standardized protocol enhances biologically plausible functional connectivity patterns, relative to pre-existing acquisitions. The protocol and processing pipeline described here are openly shared with the neuroimaging community to promote interoperability and cooperation towards tackling the most important challenges in neuroscience.