整合微生物全基因组关联研究（GWAS）与单细胞转录组学：揭示宿主细胞群与肠道微生物组之间的关联及其意义

为解决宿主遗传学、肠道微生物组和特定细胞环境之间关系不明的问题，研究人员开展整合微生物 GWAS 和单细胞 RNA 测序的研究。他们用 scBPS 框架分析多种微生物和宿主细胞类型，验证了相关因果效应，有助于系统揭示宿主 - 微生物相互作用。

　　微生物全基因组关联研究（GWAS）已经揭示了许多与肠道微生物群相关的宿主遗传变异。然而，宿主遗传学、肠道微生物组和特定细胞环境之间的联系仍不明确。在这里，研究人员使用一种计算框架 scBPS（单细胞细菌多基因评分，single-cell Bacteria Polygenic Score），整合现有的微生物 GWAS 和 24 种人体器官（包括肝脏、胰腺、肺和肠道）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。通过分析 207 种微生物分类群和 254 种宿主细胞类型，scBPS 推断出的细胞富集情况证实了已知的生物学现象，比如肠道微生物与消化组织模块以及肝上皮细胞区室之间的主要通讯。scBPS 还发现柯林斯菌（Collinsella）与中央静脉肝细胞亚群之间存在密切关联。研究人员通过对肝脏组织进行单核 RNA 测序以识别相关细胞亚群，在小鼠实验中验证了柯林斯菌对胆固醇代谢的因果效应。从机制上讲，口服灌胃柯林斯菌调节了中央静脉肝细胞中胆固醇途径基因的表达。研究人员进一步利用独立的微生物 GWAS 数据，结合单细胞和批量转录组分析，验证了该方法的稳健性和可重复性。总之，scBPS 通过将细胞群与其相互作用的肠道微生物联系起来，实现了宿主 - 微生物相互作用的系统映射。