人类肾小球肾炎的单细胞调查
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上海交通大学肾病内科小组介绍了通过单细胞测序评估肾小球肾炎疾病细胞异质性的研究。该项研究于年8日发表。
肾脏是一个高度复杂的组织，由多种特殊类型的细胞组成，功能不同。大量RNA序列不能检测肾细胞的异质性；因此，功能异常的特定肾细胞可能被大多数正常细胞类型所覆盖。
为了揭示肾小球肾炎的细胞基因表达谱，该课题组对2例人肾移植供者标本、4例人肾小球肾炎标本、1例人恶性高血压（MH）标本和1例人慢性间质性肾炎（CIN）标本进行了scRNA-seq分析。在疾病样本中发现大量免疫细胞浸润，其中一个以wnt-β连环蛋白激活为特征的近曲小管（PT）亚群和一个高表达LTB的自然杀伤T（NKT）亚群。此外，在足细胞簇中发现了三个肾小球肾炎相关基因FXYD5、CD74和B2M。与供者系膜相比，IgA肾病（IgAN）系膜中CLIC1和RPS26基因表达上调，而IgAN足细胞中JUNB基因表达上调。同时，一些膜性肾病（MN）的高表达基因如HLA-DRB5、HLA-DQA2、IFNG、CCL2和NR4A2等参与了高富集途径，表现出细胞特异性的表达方式，而狼疮性肾炎（LN）的单核细胞标志物TNFSF13B则被命名为TNFSF13B。与供者相比，LN的B和NKT中α/β干扰素信号通路更为丰富。通过scRNA-seq，该课题组首先确定了肾小球肾炎的足细胞标志物，并在细胞水平发现了IgA肾病、膜性肾病和狼疮性肾炎的特异性标志物。此外，干扰素α/β信号通路的关键作用在LN的B细胞和NKT细胞中富集。
结果
图1鉴定了整合的8个样品和20个细胞簇中细胞异质性的概览。合并了两名肾移植供者、两名IgAN、一名LN、一名MN、一名MH和一名CIN的样本。1名供者经免疫组化证实为IgA肾病。
(A)20个细胞簇，包括近端小管（PT）、亨勒环（LH）+远端小管（DCT）、集合管（CD）、内皮细胞（EC）、单核细胞、肌成纤维细胞、系膜细胞、B细胞、足细胞、NKT、NK、LTB高、CD4、肥大细胞和浆细胞。(B)每个细胞簇的标记基因。(C)UMAP显示每个细胞簇的细胞周期状态。(D)该图显示了20个细胞簇中不同肾脏样本的细胞比例。(E)GAS基因和(F)特定细胞簇中有希望的生物制剂的靶基因。点图显示GAS基因的细胞特异性表达，14,44和vlnplot显示了当前和进化中生物制剂在特定细胞类型中表达的靶基因。45(G)与供体相比，MN、LN、IgAN足细胞中表达量较高的基因合并在维恩图中，(H)常见高表达三基因CD74的IHC染色
众所周知，许多GAS研究分析了一些基因突变与疾病的发生、发展有关。针对这些基因的生物制剂显示出良好的疗效。为了发现这些基因的表达是否具有细胞特异性。点图显示GAS基因集中在肾小球和免疫细胞簇上（图1E）。显示了不同细胞簇中当前和不断发展的生物制剂表达谱的靶基因（图1F）。此外，IgAN、LN和MN是最终影响足细胞的三种类型的肾小球肾炎。为了研究足细胞水平的常见遗传变化，因此，使用维恩图找到与供体相比的IgAN、LN和MN的常见激活基因，然后找到FXYD5、CD74和B2M（图1G）。为了验证单细胞分析，在LN、MN、IgAN1和IgAN2的足细胞中激活的三个基因的IHC染色，可以在肾小球12中检测到（图1H）来自肾脏基因表达数据库（
