微生物的全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）已發(fā)現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胞環(huán)境之間的聯(lián)系仍不清楚。
2025年4月7日，溫州醫科大學(xué)眼視光醫院蘇建忠團隊聯(lián)合華中科技大學(xué)陳衛華團隊，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(kāi)發(fā)了創(chuàng )新計算框架——scBPS（單細胞菌群多基因評分），首次系統繪制了腸道菌群與宿主細胞群體間的互作網(wǎng)絡(luò )，并揭示關(guān)鍵菌屬 Collinsella 通過(guò)調控中央靜脈肝細胞膽固醇代謝影響宿主健康的分子機制，為宿主-微生物互作研究提供了全新視角。
在這項最新研究中，研究團隊采用一種計算框架——scBPS（單細胞菌群多基因評分），整合現有的微生物全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）以及包括肝臟、胰腺、肺和腸道在內的 24 個(gè)人體器官的單細胞 RNA 測序圖譜，以識別與腸道微生物相關(guān)的宿主組織和細胞類(lèi)型。
對 207 種微生物類(lèi)群和 254 種宿主細胞類(lèi)型進(jìn)行分析，scBPS 推斷的細胞富集情況證實(shí)了已知的生物學(xué)現象，例如腸道微生物與消化組織模塊和肝上皮細胞區室之間的主要交流。scBPS 還發(fā)現 Collinsella 菌屬與中央靜脈肝細胞亞群之間存在顯著(zhù)關(guān)聯(lián)。研究團隊通過(guò)肝臟組織的單細胞核 RNA 測序來(lái)識別相關(guān)細胞亞群，從而在實(shí)驗上驗證了 Collinsella 菌屬對小鼠膽固醇代謝的因果影響。
從機制上來(lái)說(shuō)，口服灌胃 Collinsella 菌屬可調節中央靜脈肝細胞中的膽固醇代謝途徑基因表達。
研究團隊進(jìn)一步利用獨立的微生物全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）數據，以及單細胞和批量轉錄組分析，對 scBPS 進(jìn)行了驗證，證明了其穩健性和可重復性。
總的來(lái)說(shuō)，scBPS 能夠將細胞群與其相互作用的腸道微生物聯(lián)系起來(lái)，從而實(shí)現對宿主與微生物之間相互作用的系統性圖譜繪制。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41564-025-01978-w
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