Cell Host & Microbe |?王永成/丁佩惠團隊利用單細菌測序解析齦下菌功能

牙周炎是一種常見慢性炎癥性疾病，也是成年人牙齒缺失的主要原因之一。持續的低度炎癥不僅破壞牙周組織，還與心血管疾病、糖尿病等全身性疾病密切相關。作為典型的微生物驅動疾病，其發生發展依賴于齦下復雜微生物群落。過去研究多依賴宏基因組或宏轉錄組技術，能夠描述“哪些細菌增多或減少”，卻難以回答一個更關鍵的問題：在炎癥微環境中，每一個細菌究竟在做什么。

為揭開這一微生態層面的“功能黑箱”，2026年2月19日，浙江大學良渚實驗室王永成團隊聯合浙江大學醫學院附屬口腔醫院丁佩惠團隊以及M20 Genomics公司，在Cell Host & Microbe發表研究論文Single-cell profiling of the subgingival bacteria reveals transcriptional heterogeneity and niche-specific programs。團隊前期開發了高通量單細菌RNA測序技術smRandom-seq (Nature Communications, 2023; Nature Protocols, 2025)，并應用于解析人腸道菌群與牛瘤胃菌群功能異質性 (Nature Microbiology, 2024; Protein & Cell, 2024; iMeta, 2025)。本研究進一步針對臨床口腔齦下樣本菌量低、宿主污染高等特點優化了單細菌RNA測序技術，首次繪制健康與牙周炎狀態下的齦下菌功能圖譜。研究共分析16份齦下樣本，獲得133,458個單細菌、覆蓋285個物種，鑒定出57個核心活躍物種，并將其歸納為8類穩定存在的功能簇，從單細菌分辨率刻畫了齦下菌的功能組織結構。

借助這一“單細菌視角”，研究團隊發現不同物種在健康與疾病環境下呈現出清晰的差異化適應策略：Neisseria elongata作為健康口腔中的優勢共生菌，在轉入厭氧炎癥環境時整體生存狀態受到抑制，尤其蛋白翻譯相關功能明顯下降。Porphyromonas gingivalis在健康狀態下亞群主要富集于氧化應激相關轉錄程序，而在牙周炎中其功能譜明顯拓展，涉及信號轉導、蛋白水解及厭氧呼吸等通路；Prevotella intermedia在特定亞群中表現出突出的蛋白水解表達，并在牙周炎中明顯擴張。與此同時，在氨基酸代謝層面，Treponema denticola富集肽轉運及精氨酸脫亞氨酶與甘氨酸代謝，而P. gingivalis更偏向精氨酸脫羧與蛋白降解途徑，整體指向其利用宿主蛋白并形成潛在促炎代謝環境的能力。

綜上，牙周炎并非單純的“菌種增減”，而是齦下菌群在功能層面的系統性重構。單細菌圖譜顯示，同一物種內部存在穩定功能亞群，并在炎癥壓力下選擇性擴張，使致病相關程序即使在豐度變化有限時仍可持續維持促炎生態。由此，單細菌 RNA 測序為評估治療對微生物功能狀態的真實影響提供了新尺度，也為靶向功能亞群的精準干預奠定基礎。

良渚實驗室丁利國、浙江大學醫學院附屬口腔醫院宋璐、韓逸冰以及M20 Genomics的王嘉寧為共同第一作者，王永成與丁佩惠為共同通訊作者。

王永成團隊主要從事單細菌/單細胞、微流控、空間組學、合成生物學技術的開發與應用，團隊長期招收博士后和訪問學生/學者（名額充足），也有少量研究員、博士生和科研助理崗位，歡迎聯系：https://person.zju.edu.cn/ycw。

原文鏈接：https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(26)00042-9

制版人： 十一

學術合作組織

（*排名不分先后）

戰略合作伙伴

（*排名不分先后）

轉載須知

【非原創文章】本文著作權歸文章作者所有，歡迎個人轉發分享，未經作者的允許禁止轉載，作者擁有所有法定權利，違者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘

近期直播推薦

點擊主頁推薦活動

關注更多最新活動！