小鼠狼疮性肾炎（LN）肾脏单细胞重分析：炎症与代谢相关转录程序异质性及其与透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的程序方向比较

《Translational Oncology》：Inflammation- and metabolism-related transcriptional features in murine lupus nephritis: A single-cell kidney reanalysis

•治疗前后狼疮性肾炎（lupus nephritis, LN）肾脏的单细胞图谱。
•治疗重塑了肾脏免疫细胞中的干扰素（interferon, IFN）和免疫应答程序。
•髓系细胞从糖酵解性炎症向氧化代谢转变。
•狼疮性肾炎（LN）和透明细胞肾细胞癌（clear cell renal cell carcinoma, ccRCC）共享的67个基因映射至IFN、缺氧诱导因子-1a（HIF-1a）和耗竭（exhaustion）。
•高炎症评分预示ccRCC患者总生存期（overall survival, OS）更差。

论文解读：小鼠狼疮性肾炎肾脏炎症与代谢相关转录特征的单细胞重分析

研究背景与问题：系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus, SLE）是一种以免疫耐受丧失、自身抗体产生和炎症为特征的多系统自身免疫病，可累及肾脏、皮肤、关节和中枢神经系统。狼疮性肾炎（lupus nephritis, LN）是SLE的主要表现，也是长期患病和肾脏结局的重要决定因素。尽管治疗进展，肾损害仍难管理；免疫复合物沉积、补体激活和炎症细胞浸润参与肾小球和肾小管间质损伤。患者临床表现和反应异质，蛋白尿、血清肌酐、尿沉渣、抗双链DNA抗体和补体水平不能完全描述细胞过程；肾活检有创，限制重复采样。单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）可在单个细胞群中检查信号。人LN活检已识别多种免疫和肾脏细胞群及干扰素（interferon, IFN）应答和纤维化相关转录程序；公共小鼠数据集提供年龄和疾病模型互补视图，但解释取决于生物学重复、组织采样、细胞回收和注释可靠性。代谢相关基因集评分可检查表达程序，但反映转录丰度而非呼吸、代谢物或通路通量，且受细胞组成影响。因此，研究人员重分析GSE201932小鼠肾皮质文库，描述细胞组成、年龄分层标志差异及炎症和代谢相关转录程序，并与TCGA-KIRC比较，另用THP-1/Raji实验检查免疫转录本对药物暴露的反应。

关键方法：样本来自GEO GSE201932四个雌性小鼠肾皮质文库（GSM6084090、GSM6084092、GSM6084093、GSM6084094），分别对应MRL/lpr和C57BL/6在6周和10周；人队列为TCGA-KIRC，含541个原发肿瘤和72个实体组织正常样本、613个表达条形码和19,876个基因。研究人员以Scanpy完成质控、文库大小归一化、log1p、高变基因、主成分分析、12邻居图、均匀流形近似与投影（uniform manifold approximation and projection, UMAP）和Leiden聚类，基于标记评分注释细胞；对IFN、核因子κB/肿瘤坏死因子（NF-κB/TNF）、补体、糖酵解、氧化磷酸化（oxidative phosphorylation, OXPHOS）、脂肪酸氧化（fatty-acid oxidation, FAO）、活性氧（reactive oxygen species, ROS）和系膜程序评分；计算年龄分层LN-对照平均log1p表达差异；TCGA-KIRC采用log₂(CPM+1)、Welch t检验和Benjamini-Hochberg校正；进行程序评分相关性、年龄调整Cox模型和Kaplan–Meier分析；并以THP-1/Raji实时定量PCR（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）检测药物暴露后转录本反应。

研究结果：
小鼠肾脏单细胞分析：重分析四个文库，39,074个原始条形码中20,761个细胞通过质控，矩阵含17,802个基因；E6、NC6、E10、NC10分别保留6063、4921、5111、4666个细胞。
质量控制与保留细胞：多数细胞低于检测基因和转录本深度上阈，线粒体分数低，转录深度与检测基因数正相关。
肾脏细胞组成：UMAP显示以肾小管细胞为主，另有较小免疫、血管和间质群；注释为Tubular 17,615、Other 783、Endothelial 580、Macrophages 578、Mesangial 350、Podocytes 348、B cells 328、Fibroblast 90、Myeloid 54、T cells 27、Neutrophils 8；肾小管占比在各文库82.5%–88.9%，巨噬细胞1.7%–3.5%，Other约3.8%。结论：描述的是保留数据集，不是完整肾脏丰度。
谱系标志物表达与注释：Cd3d、Cd79a和Lrp2分别用于T细胞、B细胞和肾小管细胞；Cd3d和Cd79a检测分数低，T细胞和中性粒细胞群小，免疫细胞注释精度受限，Other缺乏足够标记。
年龄分层标志物差异：6周和10周LN中Stat1、Ifit1和Ccl5平均表达高于对照，Isg15在6周略低、10周几乎不变；文库水平IFN评分接近零，无清晰总体分离。
巨噬细胞与系膜标志物表达：Adgre1主要在髓系/巨噬，Pdgfrb主要在成纤维和系膜；Ccl2–Pdgfrb呈弱细胞水平Spearman相关（r=0.06，n=20,761），不是配体–受体互作检验。
炎症转录程序：IFN、NF-κB/TNF和补体评分在UMAP分布不同，四文库间变化，无清晰LN–对照分离；IFN与NF-κB/TNF细胞水平弱正相关（Spearman r=0.058，P=7.33×10^?17，n=20,761）。
代谢相关转录程序：LN平均OXPHOS评分?0.038 vs 对照0.036，FAO ?0.083 vs ?0.024，ROS 0.028 vs 0.137；糖酵解与OXPHOS弱正相关（r=0.067，P=8.51×10^?22），IFN与ROS几乎不相关（r=0.017）；评分不直接测代谢活性或通量。
与TCGA-KIRC的探索性比较：TCGA-KIRC含541原发肿瘤和72正常，613个条形码、19,876个基因；肿瘤与正常在主成分分析中分离；Welch比较鉴定3006个基因满足错误发现率（false discovery rate, FDR）<0.05且平均log₂(每百万计数+1)差>1；炎症和代谢程序方向及幅度不同。
TCGA-KIRC中的炎症和代谢程序：该队列中程序评分方向和大小各异，未显示单一一致变化。
IFN评分、肿瘤分期和生存：538个有分期原发肿瘤中I期273、II期59、III期123、IV期83，3例缺分期；平均IFN评分I期0.018、IV期0.330；生存分析529例、173例死亡；中位分组低IFN 264例、高IFN 265例，中位生存3554与2601天，log-rank P=0.328；年龄调整Cox中IFN评分每增加1个标准差（standard deviation, SD），风险比（hazard ratio, HR）=1.22（95%置信区间（confidence interval, CI）1.03–1.44，P=0.018）；预后价值不确定。
小鼠与人类数据集中的程序方向：七个程序比较，五个方向一致、两个相反；OXPHOS和FAO两者均较低，糖酵解和ROS方向相反；小鼠IFN差四舍五入0.00，NF-κB/TNF和补体各0.01，接近零使符号计数敏感；说明有限重叠，不证明共享疾病机制。
人类免疫细胞系中的药物反应：THP-1和Raji接受地塞米松加环磷酰胺后，THP-1中CD74和ACP5降低、CCL5升高，Raji中CD79A和CD74降低；药物反应不是简单逆转小鼠表达。
qRT-PCR对药物暴露的反应：以GAPDH为内参，2^?ΔΔCq法相对载体对照计算；三个独立生物学实验、技术三重复；CCL5在THP-1升高且Ccl5在小鼠LN两个年龄均高，但疾病状态与药物暴露比较不同；Cd74和Acp5的小鼠基因特异性对比未报告。

讨论总结：肾小管细胞占各文库>80%，可能强烈影响汇总表达和程序评分；Other占3.8%，免疫细胞小，Cd3d/Cd79a检测低，注释暂定。每个年龄–品系组合仅一个文库，LN与对照差异可能反映疾病模型、遗传背景或样本变异，需独立动物确认。标志物与基因集评分不一致；巨噬细胞和系膜图只显示标志物检测位置，弱相关不测试信号；代谢评分不直接测呼吸、ATP产生或氧化还原。TCGA-KIRC比较显示一致和分歧，但小鼠IFN、NF-κB/TNF和补体差异接近零，符号不稳。IFN评分在年龄调整连续Cox中与死亡风险相关，但中位分组log-rank不显著，预后仍不确定。THP-1/Raji药物混合暴露不能区分单药贡献，且与肾浸润细胞不同，也未测代谢程序。限制包括单文库、混杂、注释不确定、无下采样或参考注释验证、代谢功能未测、评分未基准化、跨物种名称匹配、生存仅年龄调整、细胞系永生化及混合药。

研究结论翻译：GSE201932显示小鼠肾脏细胞群以肾小管细胞为主，具有异质性的炎症和代谢相关转录特征。总体IFN评分未清晰区分LN与对照文库，而LN中平均OXPHOS、FAO和ROS相关评分较低。TCGA-KIRC比较显示程序依赖的方向性重叠，THP-1/Raji实验显示药物暴露后转录本反应不同。这些发现需要在独立LN队列和相关肾细胞群中验证。