建立LN小鼠模型
获得模拟系统性红斑狼疮肾脏病理的小鼠模型
雌性BALB/cOlaHsd小鼠耳部涂抹5% Aldara（咪喹莫特）霜或凡士林对照，每周3次，持续8周，诱导自身免疫和肾脏病理。
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单细胞空间转录组学揭示咪喹莫特诱导的小鼠狼疮性肾炎肾纤维化的致病机制
Single-cell spatial transcriptomics reveals pathogenic mechanism of renal fibrosis in imiquimod-induced lupus nephritis in mice.
实验完整度
高整合snRNA-seq与Stereo-seq空间转录组，识别配体-受体对，多层面验证机制。
主要模型
IMQ诱导的狼疮性肾炎小鼠模型 小鼠肾脏组织Stereo-seq空间转录组 小鼠肾脏单核RNA测序（snRNA-seq）
重点核对
小鼠模型：雌性BALB/cOlaHsd小鼠，耳部涂抹5% Aldara（咪喹莫特）或凡士林对照，每周3次，持续8周 空间转录组样本：3个IMQ处理样本和3个对照样本 snRNA-seq样本：IMQ处理样本n=2，对照样本n=1 空间数据分析单元：bin50（50×50 DNB，25 μm直径） 差异基因筛选标准：FDR < 0.05且|fold change| ≥ 2
摘要
深入了解狼疮性肾炎（LN）肾纤维化的细胞和分子病理途径对于准确评估疾病和开发新的治疗策略至关重要。在本研究中，我们采用先进的空间转录组学技术来阐明小鼠肾脏肾纤维化的潜在机制。通过建立LN和对照肾脏的单核和空间转录组图谱，我们鉴定出成纤维细胞的显著活化和增殖主要发生在外髓内条纹（ISOM）区域，并确定了一组与纤维化相关的特异性基因特征。此外，我们发现了一类促纤维化巨噬细胞亚型——Lyz2巨噬细胞，其促进肌成纤维细胞活化。我们阐明了该过程中涉及的复杂分子相互作用机制。我们的研究还深入探讨了肾小球区域，揭示了疾病诱导的基因表达改变，并确定了潜在的新治疗靶点。
实验结论
提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。
- 研究问题
- 狼疮性肾炎肾纤维化的细胞和分子病理机制是什么？
- 核心机制
- Lyz2巨噬细胞被募集至肾小管上皮细胞边缘，与肌成纤维细胞共定位，可能通过TGF-β、Tgfbi-整合素等配体-受体对促进上皮-间质转化和肌成纤维细胞活化，从而驱动肾纤维化。
- 主要证据
- Stereo-seq空间转录组和snRNA-seq数据揭示ISOM区域成纤维细胞活化和Lyz2巨噬细胞富集，Lyz2巨噬细胞与肌成纤维细胞在TAL边缘共定位，配体-受体分析鉴定关键相互作用对。
- 研究意义
- 提供了LN肾纤维化的转录组信息，有助于进一步探索肾纤维化的潜在机制和发现新的治疗靶点。
研究路径
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
空间转录组测序（Stereo-seq）
获取肾脏组织空间分辨的基因表达图谱
对IMQ处理组（n=3）和对照组（n=3）肾脏组织切片进行Stereo-seq，构建bin50表达矩阵，用于区域划分和差异分析。
单核RNA测序（snRNA-seq）
解析肾脏细胞组成和免疫细胞亚群
对IMQ处理样本（n=2）和对照样本（n=1）进行snRNA-seq，获得60,852个核的高质量数据，用于细胞类型注释和亚群分析。
细胞类型解卷积与空间定位
将snRNA-seq定义的细胞类型映射到空间数据
使用RCTD方法以snRNA-seq数据为参考对Stereo-seq bin50进行细胞类型解卷积，比较IMQ组和对照组细胞比例及空间分布。
成纤维细胞和肌成纤维细胞鉴定
识别活化成纤维细胞和肌成纤维细胞及其基因特征
从空间数据中筛选成纤维细胞高表达基因，并与snRNA-seq成纤维细胞标记基因取交集；定义表达Acta2且成纤维细胞解卷积分数>0.1的bin50为肌成纤维细胞。
Lyz2巨噬细胞与肌成纤维细胞空间共定位分析
验证Lyz2巨噬细胞与肌成纤维细胞的空间邻近关系
在Stereo-seq数据中分析Lyz2巨噬细胞和肌成纤维细胞的分布，计算共存或邻近比例，并使用细胞分割数据验证。
配体-受体相互作用分析
鉴定Lyz2巨噬细胞与肌成纤维细胞界面的关键信号通路
基于CellTalkDB和NicheNet数据库计算配体-受体对表达评分，比较界面区域与其他区域的相互作用权重。
肾小球区域基因表达分析
揭示IMQ处理组肾小球基因表达变化
将注释为足细胞的bin50聚类定义为单个肾小球，比较IMQ组和对照组肾小球差异基因表达。
研究方法
按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 动物实验 | Aldara（咪喹莫特）霜 | Meda Pharmaceuticals | -- |
| 凡士林 | Unilever | -- | |
| snRNA-seq | MGI DNBelab C系列单细胞文库制备试剂盒 | MGI | 1000021082 |
| Qubit单链DNA检测试剂盒 | Thermo Fisher Scientific | Q10212 | |
| 空间转录组 | 核酸染料 | Thermo Fisher Scientific | Q10212 |
| 胃蛋白酶 | Sigma | P7000 | |
| Agilent 2100生物分析仪 | Agilent | -- |
关键环节
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 动物模型构建 | 小鼠品系、性别、处理药物、浓度、给药方式、频率和持续时间 阅读提示：Materials and methods 5.1 Animal |
| 空间转录组测序 | 样本数量、切片厚度、bin50定义、测序平台 阅读提示：Materials and methods 5.3.1和5.3.2 |
| 单核RNA测序 | 样本数量、核过滤标准、文库制备试剂盒、测序平台 阅读提示：Materials and methods 5.2.1和5.2.2 |
| 细胞类型解卷积 | 参考数据集、解卷积参数 阅读提示：Materials and methods 5.3.5 |
| 配体-受体分析 | 数据库来源、相互作用权重计算方式、统计阈值 阅读提示：Materials and methods 5.3.8 |