妊娠母猪感染猪繁殖与呼吸综合征病毒期间子宫自然杀伤细胞功能特性的研究

《Veterinary Research》：Investigating the functional capacity of porcine uterine natural killer cells during a porcine reproductive and respiratory syndrome virus infection of pregnant gilts

语 本研究针对PRRSV感染导致母猪繁殖障碍的机制，聚焦妊娠晚期母猪子宫内膜（ME）与胎儿胎盘（FP）中子宫自然杀伤细胞（uNK）的功能特性。通过流式细胞术分析发现，PRRSV感染虽未显著改变uNK细胞总数，但诱导NKp46high亚群增殖增强（Ki-67↑）及穿孔素（perforin）上调，同时抑制干扰素-γ（IFN-γ）表达，揭示病毒可能通过调控uNK细胞功能破坏母胎免疫微环境，为阐释PRRSV致胎儿死亡的免疫机制提供新视角。

　　

在养猪业中，猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）堪称“隐形杀手”，每年导致全球数十亿美元的经济损失。感染妊娠母猪后，病毒可跨越母胎屏障，引起流产、死胎和弱仔，但其破坏母胎免疫平衡的具体机制始终成谜。母胎界面的“守护者”——子宫自然杀伤细胞（uNK）在人类和小鼠中被证实参与血管重塑与免疫耐受，然而在猪这类具有上皮绒毛膜胎盘（diffuse epitheliochorial placenta）的物种中，uNK细胞的功能特性尤其在病毒感染下的反应，仍是空白地带。

为此，Sawyer等人在《Veterinary Research》发表研究，首次系统揭示PRRSV感染晚期妊娠母猪后，uNK细胞在母体子宫内膜（ME）与胎儿胎盘（FP）中的功能变化。研究团队通过实验感染妊娠85天母猪，在妊娠105–110天（感染后19–23天）采集样本，结合流式细胞术（FCM）与功能性实验，深入解析uNK细胞的增殖、细胞毒性及细胞因子分泌能力。

关键技术方法概述

研究选用10头PRRSV阴性妊娠母猪，随机分为感染组（鼻内接种PRRSV-1毒株AUT15-33）和对照组。在感染后多个时间点采集母体血液（mBld）及 necropsy 时的ME/FP组织，分离淋巴细胞。通过以下核心实验：

1. 1.
   表型分析：通过CD3^-CD8α⁺CD16⁺perforin⁺表型及NKp46表达水平界定uNK细胞亚群（NKp46^-、NKp46⁺、NKp46^high）；
2. 2.
   增殖与功能检测：采用Ki-67（增殖）、穿孔素（细胞毒性潜力）、CD107a脱颗粒实验（以K562细胞为靶标）及IFN-γ分泌实验（IL-2/IL-12/IL-18刺激），评估细胞活性；
3. 3.
   统计学分析：使用线性混合模型处理重复测量数据，以10%错误发现率（FDR）校正显著性。

研究结果

PRRSV感染驱动uNK细胞增殖但未改变总体数量

感染后7天，母血NK细胞中Ki-67⁺比例急剧上升（图2A），尤其NKp46^high亚群增殖活性持续至necropsy（图2B）。ME与FP的uNK细胞在感染组亦呈现Ki-67表达升高趋势，但个体差异显著。值得注意的是，NK细胞总数在感染组与对照组间无统计学差异（图1B），提示PRRSV主要引发质量性免疫应答而非数量性扩张。

穿孔素上调提示细胞毒性潜能激活

NKp46^high亚群在感染后7天起穿孔素表达持续增强（图3B），ME与FP组织中感染组亦呈现类似趋势，尤其FP内病毒阳性样本的穿孔素水平更高（图3A），表明局部病毒暴露可能进一步刺激uNK细胞毒活性。

FP来源uNK细胞脱颗粒能力受限，感染未加剧毒性反应

FP uNK细胞的CD107a表达基线显著低于ME与母血（图4B），反映胎儿侧免疫环境不成熟。PRRSV感染未引起FP或ME的CD107a表达显著变化（图4A），但感染组ME样本中值略有下降，提示病毒可能轻微抑制uNK细胞脱颗粒功能。

IFN-γ表达普遍受抑制，凸显免疫调节失衡

感染组ME与母血NK细胞的IFN-γ⁺比例及MFI均低于对照组（图5A–D），其中ME的NKp46^-亚群IFN-γ MFI下降达显著水平（图5D）。这种系统性抑制可能与PRRSV逃逸宿主免疫监视的策略相关。

结论与意义

本研究首次刻画了PRRSV感染下猪uNK细胞的功能图谱：病毒触发增殖反应（尤其NKp46^high亚群）并提升穿孔素储备，却同步抑制IFN-γ分泌，且未显著增强脱颗粒活性。这种“活化但功能偏斜”的状态可能破坏母胎界面免疫平衡——过度细胞毒性潜能或损伤胎盘，而IFN-γ不足则削弱免疫调节与血管重塑功能，共同促成PRRSV相关的妊娠失败。结果不仅深化了对猪uNK细胞生物学的理解，更为开发靶向母胎免疫的干预策略提供了理论依据。