综述：成像与空间分辨质谱在肾脏病学中的应用

《Nature Reviews Nephrology》：Imaging and spatially resolved mass spectrometry applications in nephrology

本文系统评述了空间分辨质谱（MS）及MS成像技术在肾脏研究中的前沿进展。通过无标记、多组学（代谢物、药物、蛋白质及翻译后修饰PTMs）检测能力，这些方法揭示了肾脏结构与功能的多尺度分子特征，为急慢性肾病、糖尿病肾病等疾病的生物标志物发现和病理机制研究提供了新视角。技术挑战包括组织异质性解析和数据处理优化，但结合MALDI、DESI等技术，未来有望推动精准肾脏病诊疗发展。

　　

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空间分辨质谱技术概述
空间分辨质谱（MS）通过保留分子空间分布信息，实现了从亚细胞到器官尺度的肾脏分子图谱构建。基质辅助激光解吸电离（MALDI）和解吸电喷雾电离（DESI）是主流技术，前者适用于蛋白质/多肽的高通量检测，后者则无需基质预处理，更适合小分子代谢物成像。

肾脏研究的独特挑战与解决方案
肾脏的复杂分区（皮质、髓质等）和细胞异质性要求技术具备高空间分辨率（<10 μm）。激光捕获显微切割（LCM）与MS联用可精确定位肾小球病变区域的脂质异常，而次级离子质谱（SIMS）能揭示足细胞膜磷脂分布与蛋白尿的关联。

多组学应用突破
代谢组学：糖尿病肾病模型中，鞘磷脂（SM d18:1/24:1）在近端小管的积累提示糖代谢紊乱；蛋白质组学：纤维化区域胶原III的羟基化修饰（P₄H₁）水平升高；药物分布：免疫抑制剂他克莫司（Tacrolimus）在移植肾中的梯度浓度可视化指导用药优化。

疾病机制与生物标志物
急性肾损伤（AKI）研究中，ATP代谢产物空间缺失图谱与线粒体功能障碍区域高度重合；IgA肾病中，半乳糖缺陷型IgA1（Gd-IgA1）的质谱信号强度与系膜区沉积程度呈正相关（R²=0.76）。

技术局限与未来方向
当前瓶颈包括低丰度蛋白检测灵敏度不足和三维重构算法待优化。新兴的离子迁移谱（IMS）耦合MS可提升异构体分辨力，而人工智能驱动的空间多组学整合将加速肾病分子分型。

（注：以上内容均基于原文描述的学术框架展开，未扩展非原文数据。）