综述：单细胞RNA测序与空间转录组技术在急性肾损伤研究中的进展与应用

这篇综述系统阐述了单细胞RNA测序(scRNA-seq)和空间转录组技术在急性肾损伤(AKI)研究中的革命性应用。作者详细分析了这些技术如何揭示肾脏细胞的异质性、发现新型生物标志物、解析细胞间互作网络，并为AKI的精准诊疗提供多维视角。文章特别强调了scRNA-seq从单细胞层面解析转录组变化的优势，以及空间转录组技术保留细胞原位空间信息的突破性价值，为理解AKI向慢性肾病(CKD)转化的分子机制提供了全新工具。

　　

测序技术的发展演进

从传统批量RNA测序(bulk RNA-seq)到单细胞分辨率的scRNA-seq，再到整合空间信息的空间转录组技术，测序方法的革新彻底改变了肾脏研究的范式。2009年Tang等¹⁰
开创性地实现10-100个细胞的转录组分析，而2015年微流控技术的突破使单次实验可检测数千细胞。2016年Stahl团队开发的空间转录组技术更是突破性地保留了RNA分子的组织原位坐标，实现了基因表达与组织微解剖结构的精准关联。

AKI研究中的应用突破

细胞类型的鉴定与功能解析

scRNA-seq在AKI模型中揭示了肾脏细胞的动态响应谱：

• 近端小管上皮细胞(PTCs)中Havcr1⁺
  亚群是纤维化的主要驱动者
• S100a9^hi
  Ly6c^hi
  单核细胞在炎症早期起关键作用
• 肾小球内皮细胞在缺血再灌注损伤(IRI)后出现特异性重塑
• 双阴性(DN)T细胞获得独特的免疫调节特征

新型生物标志物的发现

通过跨物种单细胞数据比对发现：

• 近端小管损伤标志物PLEKHA1
• 巨噬细胞特异性炎症介质Saa3
• 铁死亡相关诊断标记SLC2A1
• 远端肾单位损伤指标Gclc

细胞互作网络的解密

空间转录组揭示了AKI微环境中：

• 损伤小管细胞与巨噬细胞的持续交互
• Nrp1⁺
  远端小管细胞通过Smad3通路激活肌成纤维细胞
• 血小板源性THBS1驱动巨噬细胞促纤维化转化

技术挑战与未来方向

当前技术仍面临三大瓶颈：

1. 样本处理：肾组织解离导致S3段小管细胞选择性丢失
2. 分辨率限制：Visium平台55μm分辨率难以解析20μm直径的肾小管
3. 数据分析：Monocle3伪时序分析存在30%假阳性轨迹

突破路径包括：

• 开发肾脏特异性温和解离方案
• 整合Xenium(150nm)超分辨技术与CITE-seq蛋白标记
• 建立跨物种细胞注释标准与AI动态建模算法

这些技术进步将深化对AKI-CKD转变的理解，为开发靶向TIGIT免疫检查点、GPX4抗铁死亡等新型干预策略提供分子蓝图。