超越细胞图谱！彭志勇教授、李一鸣副教授团队《JASN》发文， 解锁肾脏“功能性社区”的病理意义
在过去的十年里，单细胞测序技术（scRNA-seq）推动了肾脏研究的快速发展，使不同细胞类型及其状态得以被精细刻画。然而，在这一过程中，组织解离不可避免地打散了原有的空间结构，细胞在组织中的位置关系及相互作用因此难以得到完整保留，最终留下的是一份缺乏空间背景的细胞组成与分子特征图谱。随着研究不断深入，越来越多的研究开始关注如何在这些数据基础上重建空间背景，并解析不同细胞之间的协同关系，及其在器官功能衰竭中的作用。
近日，武汉大学中南医院彭志勇
教授与李一鸣副教授团队在肾脏病学权威期刊《Journal of the American Society of Nephrology (JASN) 》上发表了题为 "Beyond the Cell Atlas: Functional Communities as the Essential Pathological Units Driving Kidney Disease" 的综述文章。该文章系统性地阐述了“功能性细胞社区（Functional Communities, FCs）”这一概念框架，指出空间上受限、功能上协同的多细胞微环境才是肾脏疾病的根本病理单元。文章深入剖析了适应不良修复、纤维化及免疫激活三大典型病理社区，并展望了结合AI构建“虚拟细胞社区”的未来图景，为理解急性肾损伤（AKI）向慢性肾脏病（CKD）的转变提供了全新的理论框架。
图1. 从细胞图谱到功能性社区的范式转变
图注：左侧示意传统单细胞测序在组织解离后获得的细胞类型及分子状态信息，空间背景难以保留；右侧展示在保留组织结构基础上界定的“功能性细胞社区”研究框架。放大区域标示了与疾病进展相关的三类典型病理微环境：适应不良修复社区（以 SOX9 状态转换为特征）、纤维化社区（包含空间特异性成纤维细胞亚群）以及免疫激活社区（涉及 CXCL1–CXCR2 信号轴）。这些空间受限、功能协同的多细胞单元是驱动肾脏疾病的根本动力。
深度解构：驱动肾病的“三大核心社区”
▶ 1. 适应不良修复社区 (The Maladaptive Repair Niche)
该社区以持续受损的近端小管细胞为核心。文章详细讨论了SOX9 作为关键命运决定因子的作用：
再生状态：上皮细胞下调 SOX9（SOX9on-off），实现无瘢痕修复；
病理状态：上皮细胞持续高表达 SOX9（SOX9on-on），转化为促纤维化表型，分泌 Wnt 配体和趋化因子，成为启动周围成纤维细胞的“信号枢纽”。
▶ 2. 纤维化社区与空间特异性成纤维细胞 (The Fibrotic Niche)
成纤维细胞并非均一群体。结合空间组学证据，成纤维细胞的激活发生在特定的解剖区域（如皮髓交界处）。富含 Tenascin-C 的区域充当“指令中心”，不同的成纤维细胞亚在这里接受来自免疫细胞和受损小管的指令，驱动瘢痕形成。
▶ 3. 免疫激活社区 (The Immune-Active Niche)
免疫细胞的空间组织决定了其功能。文章介绍了“成对细胞因子编码（pairwise cytokine code）”的概念来解释免疫微环境的组织规律。特别提到了一种新型的ECM 重塑相关巨噬细胞，它们在特定微环境中通过 IGF1 信号直接与成纤维细胞对话；以及受损小管通过 CXCL1-CXCR2 轴招募嗜碱性粒细胞，进而扩增 Th17 细胞以加剧纤维化的机制。
未来展望：AI 驱动的“虚拟细胞社区”
随着多组学数据的爆炸式增长，单纯的描述性图谱已不足以满足临床需求。文章极具前瞻性地探讨了利用人工智能（AI）构建“虚拟细胞社区（Virtual Cellular Communities）”的路径。
目前的图谱大多是静态的快照，而疾病是动态的过程。作者提出了一套 AI 驱动的框架：
（1）数据解构：标准化多组学数据；
（2）知识图谱构建：利用自然语言处理（NLP）从海量文献中提取先验知识；（3）虚拟社区建模：模拟细胞间的动态互作和对药物的反应。
这种“虚拟模型”将使研究人员能够在计算机中进行“模型优先（model-first）”的筛选，预测干预措施如何重塑病理微环境，从而推动机制研究成果向临床应用转化。
该论文指出，精准肾脏病学的研究重心正由单一细胞类型的识别，逐步转向对多细胞病理微环境及其相互作用网络的整体刻画。以“病理社区”为单元开展研究与干预，有望突破传统靶点导向治疗的局限，通过调控关键细胞互作通路或结合液体活检等手段动态监测社区特异性标志物，为急性肾损伤向慢性肾脏病进展的精准预测、风险分层及个体化治疗提供新的方向。
专家简介
- 彭志勇 -
武汉大学中南医院重症医学科主任，二级教授 / 一级主任医师，博士研究生导师
科技部重大专项首席科学家
教育部长江学者
荣获”国之名医·卓越建树”荣誉称号
第二届国家创新争先奖奖章获得者
第十三届“中国医师奖”获得者
中华医学会重症医学分会常务委员暨湖北省第五届主任委员
湖北省重症医学临床研究中心主任
湖北省体外生命支持技术质量控制中心主任
长期从事脓毒症所致器官损伤的机制相关研究，参与和执笔国际临床指南/共识 （ADQI及KDIGO），在医学领域顶级刊物 JAMA、Critical Care、Critical CareMedicine发表多篇论文，SCI论文百余篇，引用次数高达 20000 余次，总影响因子超过 500，连续 3 年入选 Elsevier “高被引学者”榜单。
- 李一鸣 -
武汉大学中南医院重症医学科副主任医师，副教授，博士生导师
入选武汉英才、楚天学者计划
近五年来先后主持或参与国家自然科学基金项目6项，参与科技部重大专项3项
从事脓毒症急性肾损伤与外泌体研究多年，以第一作者和通讯作者身份在重症医学和肾损伤领域等权威期刊上发表论文30余篇（其中2篇高被引）。
参考文献：
Li Y, Ma T, Lu H, et al. Beyond the Cell Atlas: Functional Communities as the Essential Pathological Units Driving Kidney Disease.J Am Soc Nephrol. 2026. DOI: 10.1681/ASN.0000001023.
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