单细胞空间转录组解析咪喹莫特诱导小鼠狼疮肾炎肾纤维化的致病机制

本研究针对狼疮肾炎(LN)肾纤维化的细胞分子机制不明问题，采用Stereo-seq空间转录组技术，揭示了小鼠肾脏外髓质内带(ISOM)作为纤维化核心区域的特征，鉴定出促纤维化的Lyz2巨噬细胞亚型及其与肌成纤维细胞的互作网络，发现TGF-β通路关键配体-受体对，为LN治疗提供新靶点。该研究发表于《Biochemistry and Biophysics Reports》。

　　

狼疮肾炎(LN)作为系统性红斑狼疮最严重的并发症，超过半数患者会出现肾脏损伤，其中10%会进展至终末期肾病。传统研究多聚焦肾小球病变，但近年发现肾小管间质纤维化与不良预后显著相关。然而，纤维化进程中细胞互作机制不清，特别是巨噬细胞亚型与肌成纤维细胞激活的关系亟待阐明。现有空间组学技术虽已应用于LN研究，但对肾脏特定区域如外髓质内带(ISOM)的纤维化特征缺乏系统解析。

为解决这些问题，中国科学院等机构的研究人员Y.X.、Y.A.等团队采用咪喹莫特(IMQ)诱导的狼疮肾炎小鼠模型，结合单核RNA测序(snRNA-seq)和空间增强分辨率组学测序(Stereo-seq)技术，绘制了肾脏单细胞空间转录图谱。通过整合两种组学数据，发现ISOM区域是免疫活动和纤维化的核心区域，鉴定出促纤维化的Lyz2巨噬细胞亚型，揭示了其通过TGF-β等通路促进肌成纤维细胞活化的分子机制。

关键技术包括：1) IMQ诱导的狼疮肾炎小鼠模型建立；2) Stereo-seq空间转录组技术(25μm分辨率)；3) 单核RNA测序(60,852个核)；4) 细胞类型分解算法RCTD；5) 配体-受体互作分析。

研究结果：
2.1. ISOM是免疫活动和纤维化的中心区域
空间转录组显示IMQ组ISOM区域基因表达显著改变，上调1,246个基因，包括巨噬细胞标志物(Mpeg1、Adgre1)、补体成分(C1qa/b/c)和细胞因子(Ccr2、Cxcl13)。TGF-β通路基因(Tgfbi、Tgfbr1)和胶原基因(Col1a1、Col3a1)显著高表达，I/II型干扰素信号在ISOM最活跃。

2.2. Stereo-seq构建肾脏空间转录图谱
snRNA-seq鉴定出15种肾细胞类型，包括近端小管(PCT)、厚壁段(TAL)等。空间分解显示IMQ组ISOM区域成纤维细胞和Lyz2巨噬细胞比例显著增加。B细胞在肾间质聚集并高表达浆细胞标志物(Igkc、Jchain)。

2.3. 纤维化标志物的鉴定
发现成纤维细胞高表达促纤维化基因Serping1、Axl，以及新型调控因子Zeb2。Filip1l基因可能通过抑制EMT发挥保护作用，这些基因构成LN肾纤维化的特征性标志物。

2.4. Lyz2巨噬细胞的促纤维化特性
Lyz2巨噬细胞高表达55个特征基因(如Igf1)，功能富集显示"促进成纤维细胞增殖"。空间分布显示其定位于TAL边缘，与人源M2样CD16⁺巨噬细胞高度相似。

2.5. 肌成纤维细胞与Lyz2巨噬细胞的互作
基于Acta2表达鉴定出肌成纤维细胞，发现其与Lyz2巨噬细胞共定位。互作分析揭示Tgfbi-Itgb1/Itgav等关键配体-受体对，以及脂代谢相关Apoc2-Lrp1对可能参与纤维化调控。

2.6. 肾小球区域的基因表达变化
IMQ组肾小球上调44个基因，包括巨噬细胞标志物(C1qa、Lyz2)和潜在治疗靶点Cdk8，提示Lyz2巨噬细胞也参与肾小球病变。

该研究首次系统描绘了狼疮肾炎肾脏纤维化的空间异质性，确立ISOM为纤维化核心区域，阐明Lyz2巨噬细胞通过特定空间分布模式促进肌成纤维细胞活化的机制。发现的TGF-β通路互作网络和Zeb2等新型调控因子，为开发抗纤维化疗法提供理论依据。局限性在于免疫细胞亚型分析深度不足，未来需结合更高分辨率空间技术验证配体-受体互作方向性。这些发现深化了对LN肾纤维化机制的理解，推动了个体化治疗策略的发展。