Ann Rheum Dis：中国科大郭闯/瞿昆/汪国生团队揭示狼疮肾炎患者肾小管损伤的调控机制

狼疮肾炎（LN）是系统性红斑狼疮（SLE）的严重并发症，累及多达三分之二的患者，是导致患者死亡的重要原因。其病理特征包括免疫细胞浸润、小管上皮损伤及进行性纤维化。巨噬细胞、T 细胞和 B 细胞浸润肾实质区域，引起局部炎症反应，进而驱动纤维化进程并加重肾损伤。肾小管上皮细胞，尤其近端小管（PT）细胞，也通过分泌炎症介质和促炎因子参与局部炎症网络。然而，LN 中这些异质性细胞群的空间分布模式及其调控机制仍知之甚少。

近日，中国科学技术大学生命科学与医学部郭闯副教授、瞿昆教授和附属第一医院风湿免疫科汪国生主任在风湿病学顶级期刊Annals of the Rheumatic Diseases（IF：20.6）发表了题为“Integrative spatial multi-omics analysis reveals regulatory mechanisms of VCAM1+ proximal tubule cells in lupus nephritis”的研究论文。该研究通过单细胞多组学和空间转录组学联合分析，发现狼疮肾炎患者肾脏皮质区域存在独特的炎症损伤生态位，并从转录调控、细胞互作和遗传变异多个维度阐述VCAM1+肾小管炎症损伤的调控机制，为靶向狼疮肾炎患者肾小管损伤的治疗药物开发提供了科学依据。 

主要研究内容

人类肾脏细胞类型具有高度的复杂性和空间异质性。为全面解析狼疮肾炎患者的肾脏细胞组成及空间结构变化，研究团队对 7 例狼疮肾炎患者和 8 例对照肾脏样本进行了单细胞双组学测序和空间转录组建库，并整合了来自 20 万东亚人群的 GWAS 数据，构建了高精度的人类肾脏双组学图谱，以进行下游分析。

图1. 流程图

通过对空间转录组数据进行去卷积与联合分区，发现狼疮肾炎患者肾脏皮质中存在一个独特的炎症损伤生态位（niche 5），主要由受损近端小管细胞（PT_VCAM1）、肌成纤维细胞及多种免疫细胞构成，并显著富集炎症应答和胶原形成相关通路。其中，PT_VCAM1 在肾炎患者中的聚集程度明显升高，其细胞比例与疾病严重程度及药物治疗无反应密切相关，提示其可能是驱动疾病进展的关键细胞类型。

图2. 狼疮肾炎患者存在独特的炎症损伤区域

接下来，研究团队进一步解析了 PT_VCAM1 的细胞特征及来源，发现其代表了一类损伤修复失败的近端小管细胞亚型。通过假时间轨迹推断结合空间共定位分析，结果显示受损的 PT_VCAM1 亚群主要起源于 PT_S1_RALYL 亚群。在此基础上，研究团队构建了转录调控网络，并在肾小管细胞系中过表达 BACH2，验证了该因子是调控肾小管损伤表型的关键转录因子。 

图3. PT_VCAM1细胞特征和转录调控网络

PT_VCAM1 位于 niche 5 中，那么它与周围细胞之间存在怎样的相互作用呢？研究团队利用 commot 对 niche 5 内空间邻近细胞的互作进行了分析，结果显示免疫细胞和肌成纤维细胞可通过 TGF-β1 及多种胞外基质分子（如 COL4A1、SPP1 等）共同塑造 PT_VCAM1 的损伤表型，并通过体外刺激实验加以验证。同时，PT_VCAM1 也通过分泌趋化因子（CX3CL1、CXCL12）及粘附分子（COL4A1）招募免疫细胞黏附于 niche 5 内，从而进一步促进局部炎症反应。

图4. PT_VCAM1与其他细胞相互作用

考虑到系统性红斑狼疮（SLE）是一种遗传相关性疾病，为了进一步探究遗传变异对 PT_VCAM1 基因表达的影响，研究团队联合分析了单细胞多组学与 GWAS 数据。结果显示，受损的 PT_VCAM1 亚群中存在 SLE 遗传力的显著富集。其中，风险位点 rs4472162 的突变（A→T）可在 BMP2K 基因上游增强子区域形成转录因子 BACH2 的结合基序，从而影响 BMP2K 的表达，进一步加剧 PT_VCAM1 的损伤表型。电泳迁移率变动实验（EMSA）验证了 rs4472162 突变确实增强了 BACH2 与该增强子序列的结合能力。

图5. BMP2K基因周围染色质可及性峰与基因表达相关性

综上，该研究通过空间多组学分析揭示了狼疮肾炎患者肾脏中存在一个独特的炎症损伤生态位。其中，PT_VCAM1 亚群的损伤受到转录因子 BACH2 的关键调控，联合 GWAS 数据的综合分析进一步阐明了遗传变异在 PT_VCAM1 损伤中的重要作用。上述发现为深入理解狼疮肾炎的发病机制及其防治策略提供了新的思路。 

图6. 狼疮肾炎患者近端小管受损调控机制