随着生命科学研究的持续深化，高通量测序技术正引领科学研究进入一个全新的“多组学时代”。在这个时代里，单细胞转录组与微生物组的联合分析成为了研究热点。单细胞转录组技术能够从单个细胞层面揭示基因的差异表达，从而帮助科学家们理解细胞水平的刺激响应机制。而微生物，作为地球上数量庞大的生命体，对宿主或组织微环境状态有着重要影响，因此也逐渐成为了研究者们关注的焦点。
然而，在实际研究中，单细胞转录组与微生物组的研究往往存在壁垒。熟悉单细胞转录组的研究者可能对微生物了解有限，而专注于微生物研究的学者在设计单细胞转录组实验时也可能会感到困惑。因此，如何构建一个有效的单细胞与微生物组研究与分析方案，成为了当前研究的重要课题。
针对这一问题，科学家们提出了两种主要的关联分析策略。一种策略是以单细胞转录组为出发点，先通过细胞层面的分析，揭示宿主的生物学行为动态变化，如细胞的增殖、分化、迁移等，然后找到关键细胞类型及靶点，再验证这些靶点对微生物群落的影响。另一种策略则是以微生物组为出发点，先进行微生物群落组成分析，挖掘关键菌群，然后通过结合单细胞转录组数据，揭示这些菌群对宿主细胞行为的影响，明确微生物在宿主细胞生理功能调节和病理状态演变过程中的作用机制。
为了更深入地理解这两种策略的实际应用，我们可以通过几个具体的研究案例来进行分析。首先是一篇发表在Cell reports上的研究，题为“补充高糖饮料通过肠道微生物群调节刺激对胶质母细胞瘤的抗肿瘤免疫反应”。该研究揭示了高糖饮食如何通过调节肠道菌群，提高对胶质母细胞瘤的抗肿瘤免疫反应，从而延长小鼠模型的存活率。研究还发现，脱硫弧菌在高糖饮食诱导的抗肿瘤免疫反应中发挥了关键作用。
另一项研究则发表在Acta pharmaceutica Sinica. B上，题为“PIM1-HDAC2 轴通过表观遗传修饰调节肠道稳态”。该研究首次证实了PIM1作为杯状细胞分化的关键调节因子，在维持肠道稳态中的重要作用。研究人员发现，PIM1在溃疡性结肠炎患者的结肠组织中表达水平显著升高，这可能使其成为溃疡性结肠炎的生物标志物及治疗靶点。
还有一篇发表在Hepatology上的研究，题为“微生物组驱动的肝内 B 细胞激活通过先天性和适应性信号传导加重非酒精性脂肪肝”。该研究通过单细胞转录组测序和微生物组分析，揭示了HFHC饮食诱导的NASH小鼠肝脏中存在促炎性B细胞的聚集和活化，以及这些B细胞如何通过MyD88介导的促炎功能，加剧肝脏炎症和纤维化。研究还发现，移植NASH患者粪菌的受体小鼠肝脏中B细胞积累和活化增加，进一步证实了肠道菌群在NASH发病过程中的重要作用。
这些研究案例不仅展示了单细胞转录组与微生物组联合分析的强大潜力，也为我们提供了深入理解宿主与微生物相互作用的新视角。通过深入探究这些相互作用，我们有望为多种疾病的治疗提供新的策略和思路。
