The advancement of microRNA (miRNA) therapies has been hampered by difficulties in delivering miRNA to the injured kidney in a robust and sustainable manner. Using bioluminescence imaging in mice with unilateral ureteral obstruction (UUO), we report that mesenchymal stem cells (MSCs), engineered to overexpress miRNA-let7c (miR-let7c-MSCs), selectively homed to damaged kidneys and upregulated miR-let7c gene expression, compared with nontargeting control (NTC)-MSCs. miR-let7c-MSC therapy attenuated kidney injury and significantly downregulated collagen IVα1, metalloproteinase-9, transforming growth factor (TGF)-β1, and TGF-β type 1 receptor (TGF-βR1) in UUO kidneys, compared with controls. In vitro analysis confirmed that the transfer of miR-let7c from miR-let7c-MSCs occurred via secreted exosomal uptake, visualized in NRK52E cells using cyc3-labeled pre-miRNA-transfected MSCs with/without the exosomal inhibitor, GW4869. The upregulated expression of fibrotic genes in NRK52E cells induced by TGF-β1 was repressed following the addition of isolated exosomes or indirect coculture of miR-let7c-MSCs, compared with NTC-MSCs. Furthermore, the cotransfection of NRK52E cells using the 3'UTR of TGF-βR1 confirmed that miR-let7c attenuates TGF-β1-driven TGF-βR1 gene expression. Taken together, the effective antifibrotic function of engineered MSCs is able to selectively transfer miR-let7c to damaged kidney cells and will pave the way for the use of MSCs for therapeutic delivery of miRNA targeted at kidney disease.

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 Background Chronic kidney disease (CKD) is a complex disorder that has become a high prevalence global health problem, with diabetes being its predominant pathophysiologic driver. Autosomal genetic variation only explains some of the predisposition to kidney disease. Variations in the mitochondrial genome (mtDNA) and nuclear-encoded mitochondrial genes (NEMG) are implicated in susceptibility to kidney disease and CKD progression, but they have not been thoroughly explored. Our aim was to investigate the association of variation in both mtDNA and NEMG with CKD (and related traits), with a particular focus on diabetes. Methods We used the UK Biobank (UKB) and UK-ROI, an independent collection of individuals with type 1 diabetes mellitus (T1DM) patients. Results Fourteen mitochondrial variants were associated with estimated glomerular filtration rate (eGFR) in UKB. Mitochondrial variants and haplogroups U, H and J were associated with eGFR and serum variables. Mitochondrial haplogroup H was associated with all the serum variables regardless of the presence of diabetes. Mitochondrial haplogroup X was associated with end-stage kidney disease (ESKD) in UKB. We confirmed the influence of several known NEMG on kidney disease and function and found novel associations for SLC39A13 , CFL1 , ACP2 or ATP5G1 with serum variables and kidney damage, and for SLC4A1 , NUP210 and MYH14 with ESKD. The G allele of TBC1D32 -rs113987180 was associated with higher risk of ESKD in patients with diabetes (OR:9.879; CI 95% :4.440–21.980; P = 2.0E-08). In UK-ROI, AGXT2 -rs71615838 and SURF1 -rs183853102 were associated with diabetic nephropathies, and TFB1M -rs869120 with eGFR. Conclusions We identified novel variants both in mtDNA and NEMG which may explain some of the missing heritability for CKD and kidney phenotypes. We confirmed the role of MT-ND5 and mitochondrial haplogroup H on renal disease (serum variables), and identified the MT-ND5 -rs41535848G variant, along with mitochondrial haplogroup X, associated with higher risk of ESKD. Despite most of the associations were independent of diabetes, we also showed potential roles for NEMG in T1DM.

Abstract Background Diabetic heart disease may eventually lead to heart failure, a leading cause of mortality in diabetic individuals. The lack of effective treatments for diabetes-induced heart failure may result from a failure to address the underlying pathological processes, including chronic, low-grade inflammation. Previous studies have reported that lipoxin A 4 (LXA 4 ), known to promote resolution of inflammation, attenuates diabetes-induced atherosclerosis, but its impact on diabetic hearts has not been sought. Thus, we aimed to determine whether LXA 4 therapeutic treatment attenuates diabetes-induced cardiac pathology. Methods Six-week-old male apolipoprotein E-deficient (ApoE −/− ) mice were followed for 16 weeks after injection of streptozotocin (STZ, 55 mg/kg/day, i.p. for 5 days) to induce type-1 diabetes (T1DM). Treatment with LXA 4 (5 μg/kg, i.p.) or vehicle (0.02% ethanol, i.p.) was administered twice weekly for the final 6 weeks. One week before endpoint, echocardiography was performed within a subset of mice from each group. At the end of the study, mice were euthanized with sodium pentobarbital (100 mg/kg i.p.) and hearts were collected for ex vivo analysis, including histological assessment, gene expression profiling by real-time PCR and protein level measurement by western blot. Results As expected diabetic mice showed a significant elevation in plasma glycated hemoglobin (HbA 1c ) and glucose levels, along with reduced body weight. Vehicle-treated diabetic mice exhibited increased cardiac inflammation, macrophage content, and an elevated ratio of M1-like to M2-like macrophage markers. In addition, myocardial fibrosis, cardiomyocytes apoptosis and hypertrophy (at the genetic level) were evident, with echocardiography revealing early signs of left ventricular (LV) diastolic dysfunction. Treatment with LXA 4 ameliorated diabetes-induced cardiac inflammation, pro-inflammatory macrophage polarization and cardiac remodeling (especially myocardial fibrosis and cardiomyocytes apoptosis), with ultimate improvement in cardiac function. Of note, this improvement was independent of glucose control. Conclusions These findings demonstrated that LXA 4 treatment attenuated the extent of cardiac inflammation in diabetic hearts, resulting in limited cardiac remodeling and improved LV diastolic function. This supports further exploration of LXA 4 -based therapy for the management of diabetic heart disease. The recent development of stable LXA 4 mimetics holds potential as a novel strategy to treat cardiac dysfunction in diabetes, paving the way for innovative and more effective therapeutic strategies. Graphical Abstract

A subset of individuals with type 1 diabetes mellitus (T1DM) are predisposed to developing diabetic kidney disease (DKD), which is the most common cause globally of end-stage kidney disease (ESKD). Emerging evidence suggests epigenetic changes in DNA methylation may have a causal role in both T1DM and DKD. The aim of this investigation was to assess differences in blood-derived DNA methylation patterns between individuals with T1DM-ESKD and individuals with long-duration T1DM but no evidence of kidney disease upon repeated testing. Blood-derived DNA from individuals (107 cases, 253 controls and 14 experimental controls) were bisulphite treated before DNA methylation patterns from both groups were generated and analysed using Illumina's Infinium MethylationEPIC BeadChip arrays (n=862,927 sites). Differentially methylated CpG sites (dmCpGs) were identified (false discovery rate adjusted p≤x10-8 and fold change ±2) by comparing methylation levels between ESKD cases and T1DM controls at single site resolution. Gene annotation and functionality was investigated to enrich and rank methylated regions associated with ESKD in T1DM. Top-ranked genes within which several dmCpGs were located and supported by in silico functional data, and replication where possible, include; AFF3, ARID5B, CUX1, ELMO1, FKBP5, HDAC4, ITGAL, LY9, PIM1, RUNX3, SEPTIN9, and UPF3A. Top-ranked enrichment pathways included pathways in cancer, TGF-β signalling and Th17 cell differentiation. Epigenetic alterations provide a dynamic link between an individual's genetic background and their environmental exposures. This robust evaluation of DNA methylation in carefully phenotyped individuals, has identified biomarkers associated with ESKD, revealing several genes and implicated key pathways associated with ESKD in individuals with T1DM.

Acute inflammation is a protective reaction by the immune system in response to invading pathogens or tissue damage. Ideally, the response should be localized, self-limited, and returning to homeostasis. If not resolved, acute inflammation can result in organ pathologies leading to chronic inflammatory phenotypes. Acute inflammation and inflammation resolution are complex coordinated processes, involving a number of cell types, interacting in space and time. The biomolecular complexity and the fact that several biomedical fields are involved, make a multi and interdisciplinary approach necessary.This Atlas of Inflammation Resolution (AIR) is a web-based resource capturing the state-of-the-art in acute inflammation and inflammation resolution research. The AIR provides an interface for users to search thousands of interactions, arranged in inter-connected multi-layers of process diagrams, covering a wide range of clinically relevant phenotypes. The AIR serves as an open access knowledgebase, including a gateway to numerous public databases. It is furthermore possible for the user to map experimental data onto the molecular interaction maps of the AIR, providing the basis for bioinformatics analyses and systems biology approaches. By mapping experimental data onto the Atlas, it can be used to elucidate drug action as well as molecular mechanisms underlying different disease phenotypes. For the visualization and exploration of information, the AIR uses the Minerva platform, which is a well-established tool for the presentation of disease maps. The molecular details of the AIR are encoded using international standards.The Atlas of Inflammation Resolution was created as a freely accessible resource, supporting research and education in the fields of acute inflammation and inflammation resolution. The AIR connects research communities, facilitates clinical decision making, and supports research scientists in the formulation and validation of hypotheses.* AIR : Atlas of inflammation resolution DC : Dendritic cell ILS : Innate lymphoid cells Mres : Residual macrophage M1 : M1 macrophage M2 : M2 macrophage Treg cell : Regulatory T cells PIM : Pro-inflammatory mediators SPM : Specialized pro-resolving lipid mediators RvD1 : Resolvin D1 PMN : Polymorphonuclear leukocyte PAMPs : Pathogen associated molecular patterns DAMPs : Damage associated molecular patterns SBML : Systems biology markup language MIM : Molecular interaction map

In atherosclerosis, a chronic disease characterized by lipid accumulation, fibrosis and vascular inflammation, extracellular vesicles (EVs) are emerging as key players in different stages of disease development. Here we provide evidence that EVs released by mixed aggregates of monocytes and platelets in response to TNF-α are both CD14+ and CD41+. Tempering platelet activation with Iloprost™ impacted the quality and quantity of EV produced. Proteomics of EVs from cells activated with TNF-α alone or in presence Iloprost™ revealed distinct proteome, with selective hits like gelsolin. EVs from TNF-α stimulated monocytes augmented release of cytokines, and modulated more than 500 proteins by proteomics, when added to human atherosclerotic plaques. In contrast, EVs generated by TNF-α and Iloprost™ produced minimal plaque activation. In conclusion, attenuating platelet activation has an effect on EV composition released from monocyte/platelet aggregates with downstream modulation of their pro-inflammatory actions and contribution to the development and progression of atherosclerosis.

ABSTRACT Introduction Roux-en-Y Gastric Bypass Surgery (RYGB) reduces albuminuria and the long-term incidence of end-stage renal disease in patients with obesity and diabetes. Preclinical modelling in experimental diabetic kidney disease (DKD) demonstrates that improvements in glomerular structure likely underpin these findings. Research Design & Methods In adult male Zucker Diabetic Fatty (ZDF) rats, we profiled the effect of RYGB on weight and metabolic control as well biochemical, structural and ultrastructural indices of diabetic renal injury. Furthermore, we sequenced the renal cortical transcriptome in these rats and used bioinformatic pathway analyses to characterise the transcriptional alterations governing the renal reparative response to RYGB Results In parallel with improvements in weight and metabolic control, RYGB reduced albuminuria, glomerulomegaly, podocyte stress, and podocyte foot process effacement. Pathway analysis of RYGB-induced transcriptomic changes in the renal cortex highlighted correction of disease-associated alterations in fibrosis, inflammation and biological oxidation pathways. RYGB reversed disease-associated changes in the expression of TGF-β superfamily genes that strongly correlated with improvements in structural measures of glomerulopathy. Conclusions Improved glomerular structure in ZDF rats following RYGB is underpinned by pathway level changes, including interruption of the TGF-β driven pro-fibrotic programme. Our data provide an important layer of experimental support for clinical evidence demonstrating that RYGB arrests renal damage in patients with obesity and Type 2 Diabetes. KEY MESSAGES What is already known about this subject? RYGB is an effective treatment for obesity and type 2 diabetes and longitudinal cohort studies have demonstrated it’s albuminuria lowering effect and evidence of longer term reno-protection. Studies in pre-clinical models of diabetic kidney disease have described favourable changes in measures of renal structure and ultrastructure following RYGB. What are the new findings? The present study directly correlates structural and ultrastructural improvements in the ZDF rat kidney following RYGB with corrective shifts in the global renal transcriptome. Chronic renal remodelling responses in experimental DKD that are governed by TGF-β signalling are interrupted and reversed by RYGB. How might these results change the focus of research or clinical practice? These data will support further interrogation of RYGB specific shifts in the renal transcriptome with a view to identifying tractable targets for treatment response biomarkers and bariatric mimetic based diet and pharmacotherapy based interventions.