肠道微生物组与宿主健康密切相关,但其与宿主特定细胞类型互作的机制尚不清晰。尽管全基因组关联研究(GWAS)已发现大量与肠道菌群相关的宿主遗传位点,但这些位点如何通过组织或细胞类型调控菌群仍知之甚少。单细胞转录组技术(scRNA-seq)为解析细胞异质性提供了可能,但跨器官整合微生物GWAS与单细胞数据的研究仍属空白。

2025年4月7日,raybet官网陈卫华团队联合温州医科大学苏建忠团队在Nature子刊Nature Microbiology在线发表题为Integrating microbial GWAS and single cell transcriptomics reveals associations between host cell populations and the gut microbiome的研究论文。论文链接(https://www.nature.com/articles/s41564-025-01978-w)。
该研究开发了创新计算框架scBPS(单细胞菌群多基因评分),首次系统绘制了肠道菌群与宿主细胞群体间的互作网络,并揭示关键菌属Collinsella通过调控中央静脉肝细胞胆固醇代谢影响宿主健康的分子机制,为宿主-微生物互作研究提供了全新视角。
研究团队首次将宏基因组GWAS与人类多器官单细胞转录组图谱整合,通过scBPS整合荷兰微生物组计划(7,738人)的207个肠道微生物类群GWAS数据,以及“人类单细胞图谱”(Tabula Sapiens)涵盖24个器官、253种细胞类型的转录组数据,系统性解析了宿主细胞与菌群的关联,通过遗传信息关联性绘制了首张“微生物-宿主细胞互作图谱”。这一方法为解析复杂疾病的微生物组遗传机制提供了直观工具。
该研究首次实现了宿主遗传-菌群-细胞类型的三维关联解析,填补了该领域的空白。scBPS算法的建立为研究疾病表型的微生物-宿主互作的细胞特异性提供了有效工具,有助力精准解析疾病中菌群紊乱的因果网络,推动个性化疗法开发。
raybet官网陈卫华教授和温州医科大学苏建忠教授为通讯作者,温州医科大学博士后李晶晶、宾夕法尼亚大学senior scientist马云龙博士 (原温州医科大学副研究员) 和raybet官网硕士研究生曹越为共同第一作者。本课题受到国家重点研发计划,国家自然科学基金等经费资助。