开发单细胞水平遗传算法，揭示宿主遗传-肠道菌群-细胞类型的内在关联

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Nature子刊：苏建忠/陈卫华团队开发单细胞水平遗传算法，揭示宿主遗传-肠道菌群-细胞类型的内在关联3 s. B5 B8 t1 V  }; I# V5 v
来源：生物世界 2025-04-13 13:32
$ s' k2 h! n* A+ |/ T; I, hscBPS 能够将细胞群与其相互作用的肠道微生物联系起来，从而实现对宿主与微生物之间相互作用的系统性图谱绘制。: O: T3 X4 w6 l9 W; _
温州医科大学眼视光医院苏建忠团队联合华中科技大学陈卫华团队，在 Nature 子刊 Nature Microbiology 上发表了题为：Integrating microbial GWAS and single cell transcriptomics reveals associations between host cell populations and the gut microbiome 的研究论文。
0 ^  i; G8 ^8 y2 s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。% k( Y1 ~& {( |1 G

  y, O( F, W$ `% Y% [在这项最新研究中，研究团队采用一种计算框架——scBPS（单细胞菌群多基因评分），整合现有的微生物全基因组关联研究（GWAS）以及包括肝脏、胰腺、肺和肠道在内的 24 个人体器官的单细胞 RNA 测序图谱，以识别与肠道微生物相关的宿主组织和细胞类型。+ U; L0 U" e1 |6 G% ^& a! U0 G
对 207 种微生物类群和 254 种宿主细胞类型进行分析，scBPS 推断的细胞富集情况证实了已知的生物学现象，例如肠道微生物与消化组织模块和肝上皮细胞区室之间的主要交流。scBPS 还发现 Collinsella 菌属与中央静脉肝细胞亚群之间存在显著关联。研究团队通过肝脏组织的单细胞核 RNA 测序来识别相关细胞亚群，从而在实验上验证了 Collinsella 菌属对小鼠胆固醇代谢的因果影响。! F+ ^( \- F# h9 q6 N: S
从机制上来说，口服灌胃 Collinsella 菌属可调节中央静脉肝细胞中的胆固醇代谢途径基因表达。
8 M8 j2 {+ O' W$ S% J研究团队进一步利用独立的微生物全基因组关联研究（GWAS）数据，以及单细胞和批量转录组分析，对 scBPS 进行了验证，证明了其稳健性和可重复性。7 u" i3 q* l% {+ E0 a$ I! c
总的来说，scBPS 能够将细胞群与其相互作用的肠道微生物联系起来，从而实现对宿主与微生物之间相互作用的系统性图谱绘制。5 N3 S" J% ]5 F7 i& l' H

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