鸡、人和小鼠自然杀伤细胞(NK)亚群功能特征的进化保守性研究

本研究通过单细胞RNA测序技术，在RAG1-/-鸡模型中首次鉴定出两个功能特化的NK细胞亚群（NK-1和NK-2），并通过跨物种比较分析揭示其与人类和小鼠NK细胞在细胞毒性、免疫调节功能及发育通路上的保守性特征，为禽类模型在传染病免疫治疗研究中的应用奠定理论基础。

　　

在免疫系统的进化长河中，自然杀伤细胞（Natural Killer cells, NK）作为先天免疫的"快速反应部队"，其功能保守性一直是科学家探索的焦点。尽管人类和小鼠的NK细胞已被深入研究，但作为重要禽类模型的鸡，其NK细胞却因缺乏特异性标记和与T细胞的转录组重叠而长期笼罩在迷雾中。更棘手的是，鸡NK细胞与T细胞共享CD8和IL-2Rα等表面标志物，使得纯化群体和单细胞分析举步维艰。这种认知空白严重阻碍了禽类与哺乳动物免疫系统的比较研究，也限制了鸡模型在寨卡病毒、高致病性禽流感等 zoonotic pathogens（人畜共患病原体）研究中的应用价值。

为突破这一瓶颈，首尔国立大学农业生物技术系（Department of Agricultural Biotechnology, Seoul National University）的研究团队创新性地采用RAG1^-/-（重组激活基因1缺陷）鸡模型，通过单细胞转录组学和跨物种分析，首次系统揭示了鸡NK细胞的功能亚群划分及其在进化中的保守特征。这项发表于《iScience》的研究不仅填补了鸟类免疫学的关键空白，更搭建起连接禽类与人类免疫研究的桥梁。

研究团队运用三大关键技术：首先建立RAG1^-/-鸡模型并通过流式细胞术验证其适应性淋巴细胞缺失；其次对1周龄野生型和RAG1^-/-鸡脾脏进行单细胞RNA测序（10x Genomics平台）；最后整合人类和小鼠脾脏NK细胞的公开scRNA-seq数据进行跨物种比较分析。

缺乏适应性淋巴细胞和增强的自然杀伤细胞介导的免疫力

通过流式细胞术证实RAG1^-/-鸡脾脏中CD4⁺辅助T细胞、CD8⁺细胞毒性T细胞和B细胞显著减少，而CD3^-PRF1⁺ NK细胞比例显著增加。脾脏重量增加和炎症相关基因（IFNG、TNFA）上调表明NK细胞介导的先天免疫反应增强。

单细胞RNA测序揭示先天免疫细胞图谱

对16,220个脾脏细胞的分析鉴定出25个簇，其中c7和c19同时表达T细胞（BCL11B、TCF7）和NK细胞标记（GNLY、IL2RB）。RAG1^-/-样本中先天免疫细胞（巨噬细胞/单核细胞、粒细胞）比例显著升高，且高表达炎症调节基因（IRF1、STAT1）和趋化因子（CCL19）。

两个NK细胞亚群的鉴定

亚群分析显示：NK-1（subcluster 2）高表达CD8A、细胞毒性基因（PRF1、GZMA）和肌动蛋白重塑基因（ITGAD），功能富集于"免疫突触形成"；NK-2（subcluster 6）特异性表达IL2RA和免疫调节基因（IL22、IL7R），富集TGF-β/SMAD信号通路。值得注意的是，NK-2虽表达RORC等ILC3相关基因，但缺乏核心ILC标记，证实其仍属NK细胞谱系。

跨物种功能保守性

比较分析发现：NK-1在三个物种中保守性上调细胞毒性（PRF1、GZMA）、磷脂酰肌醇信号通路（LYN、PIK3CD）和成熟相关转录因子（TBX21、RUNX1）；NK-2则保守性高表达免疫调节基因（CXCR4、GPR183）和早期发育转录因子（TCF7、TOX）。尽管80%基因呈现物种特异性表达，但核心功能通路高度保守。

这项研究首次在鸟类中证实了NK细胞的功能亚群划分，揭示了从ENKP（早期NK前体）和ILCP（先天淋巴样前体）两条发育路径的进化保守性。特别重要的是，研究发现鸡NK-1与人类CD56^dim、小鼠CD27⁺CD11b⁺细胞功能相似，而NK-2则对应CD56^bright和CD27^-CD11b^-亚群。这种跨物种的功能保守性，使得鸡模型可用于模拟人类NK细胞对H5N1高致病性禽流感等传染病的免疫反应，为疫苗和免疫疗法开发提供新思路。

研究的创新性在于巧妙利用RAG1^-/-模型规避了T细胞干扰，同时通过多维度分析破解了禽类NK细胞的生物学密码。尽管存在ILC混杂可能、成年鸡数据缺失等局限，但这项工作无疑为比较免疫学研究树立了新范式，其发现的CD8A⁺/IL2RA⁺标记体系将为后续禽类免疫研究提供重要工具。随着对禽类NK细胞认知的深入，鸡模型有望成为连接基础免疫学和临床应用的重要纽带，特别是在应对新发人畜共患病威胁方面展现出独特价值。