微生物的全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）已發(fā)現(xiàn)了眾多與腸道微生物群相關(guān)的宿主基因突變。然而，宿主遺傳學(xué)、腸道微生物組以及特定細(xì)胞環(huán)境之間的聯(lián)系仍不清楚。
2025年4月7日，溫州醫(yī)科大學(xué)眼視光醫(yī)院蘇建忠團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華中科技大學(xué)陳衛(wèi)華團(tuán)隊(duì)，在 Nature 子刊 Nature Microbiology 上發(fā)表了題為：Integrating microbial GWAS and single cell transcriptomics reveals associations between host cell populations and the gut microbiome 的研究論文。
該研究開發(fā)了創(chuàng)新計(jì)算框架——scBPS（單細(xì)胞菌群多基因評(píng)分），首次系統(tǒng)繪制了腸道菌群與宿主細(xì)胞群體間的互作網(wǎng)絡(luò)，并揭示關(guān)鍵菌屬 Collinsella 通過調(diào)控中央靜脈肝細(xì)胞膽固醇代謝影響宿主健康的分子機(jī)制，為宿主-微生物互作研究提供了全新視角。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)采用一種計(jì)算框架——scBPS（單細(xì)胞菌群多基因評(píng)分），整合現(xiàn)有的微生物全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）以及包括肝臟、胰腺、肺和腸道在內(nèi)的 24 個(gè)人體器官的單細(xì)胞 RNA 測(cè)序圖譜，以識(shí)別與腸道微生物相關(guān)的宿主組織和細(xì)胞類型。
對(duì) 207 種微生物類群和 254 種宿主細(xì)胞類型進(jìn)行分析，scBPS 推斷的細(xì)胞富集情況證實(shí)了已知的生物學(xué)現(xiàn)象，例如腸道微生物與消化組織模塊和肝上皮細(xì)胞區(qū)室之間的主要交流。scBPS 還發(fā)現(xiàn) Collinsella 菌屬與中央靜脈肝細(xì)胞亞群之間存在顯著關(guān)聯(lián)。研究團(tuán)隊(duì)通過肝臟組織的單細(xì)胞核 RNA 測(cè)序來識(shí)別相關(guān)細(xì)胞亞群，從而在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了 Collinsella 菌屬對(duì)小鼠膽固醇代謝的因果影響。
從機(jī)制上來說，口服灌胃 Collinsella 菌屬可調(diào)節(jié)中央靜脈肝細(xì)胞中的膽固醇代謝途徑基因表達(dá)。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用獨(dú)立的微生物全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）數(shù)據(jù)，以及單細(xì)胞和批量轉(zhuǎn)錄組分析，對(duì) scBPS 進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了其穩(wěn)健性和可重復(fù)性。
總的來說，scBPS 能夠?qū)⒓?xì)胞群與其相互作用的腸道微生物聯(lián)系起來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)宿主與微生物之間相互作用的系統(tǒng)性圖譜繪制。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41564-025-01978-w
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