等位基因偏好表达导致自然杀伤细胞缺陷的表型异质性

本研究针对遗传性自然杀伤细胞(NK)缺陷症(NKD)患者中相同GINS4基因变异却表现出不同临床表型的现象展开。哥伦比亚大学研究团队通过患者来源iPSC模型结合单细胞测序技术，首次揭示NK细胞分化过程中存在GINS4等位基因偏好表达现象，阐明了CMG解旋酶复合体变异导致免疫缺陷的细胞周期特异性机制，为不完全外显遗传疾病的诊疗提供了新视角。

　　

在免疫学领域，遗传性自然杀伤细胞(NK)缺陷症(NKD)一直存在令人困惑的现象：携带相同基因突变的家族成员常表现出迥异的临床症状。这种不完全外显现象在CDC45-MCM-GINS(CMG)复制体蛋白相关缺陷症中尤为典型，但背后的生物学机制始终成谜。哥伦比亚大学瓦格洛斯内科与外科医师学院(Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons)的研究团队在《Cell Reports》发表的最新研究，通过精妙的实验设计揭开了这一谜团的关键部分。

研究人员聚焦于一对携带相同GINS4复合杂合变异(c.571C>T/p.Q191X和c.511G>C/p.V171L)却表现出不同疾病严重程度的兄妹。哥哥(II.1)表现为严重的反复病毒感染和极低的外周血成熟NK细胞比例(CD56^dimCD16⁺CD62L^-)，而妹妹(II.2)临床症状较轻且保留部分NK细胞功能。这种差异无法用基因型本身解释，暗示存在更深层的调控机制。

研究主要运用患者来源诱导多能干细胞(iPSC)分化模型、单细胞RNA测序(scRNA-seq)和数字PCR三大技术体系。通过建立父母(I.1/I.2)、兄妹(II.1/II.2)及基因校正对照(II.1-Cor)的iPSC系，采用自基质支持的spin-EB分化方案在体外重现NK细胞发育全过程。结合人类骨髓单细胞图谱比对和CoGAPS算法解析转录组模块，同时通过高灵敏度数字PCR定量检测等位基因表达偏好。

基因校正恢复NK细胞发育潜能

通过CRISPR-Cas9技术对II.1 iPSC进行双等位基因校正后，分化获得的II.1-Cor系完全恢复了NK细胞生成能力(>30% CD45⁺CD56⁺细胞)，证实GINS4变异直接导致NKD。Western blot显示变异导致GINS4蛋白表达量降至野生型的50%以下，但mRNA水平正常，提示变异引发蛋白质不稳定性。

NK细胞定向分化阶段存在脆弱期

tSNE分析揭示所有细胞系在分化第6天产生CD34⁺造血前体，第14天出现CD45⁺群体，第21-28天是NK定向祖细胞(CD45⁺CD56⁺)增殖关键期。EdU标记显示II.1系在此阶段的增殖细胞比例显著低于对照(23% vs 67%)，且伴随G₂/M期阻滞和p-p53(Ser15)⁺凋亡信号增强。值得注意的是，健康供体脐血实验证实NK前体对复制压力(aphidicolin处理)的敏感性是CD34⁺干细胞的3倍，揭示NK系特异性脆弱性的普遍规律。

等位基因偏好决定表型差异

数字PCR和RNA-seq等位基因定量发现：iPSC和祖细胞阶段GINS4呈双等位均衡表达，但NK细胞分化后出现显著偏好。II.1 NK细胞77%表达母源终止突变Q191X(更 damaging变异)，而II.2 NK细胞100%表达父源错义突变V171L(较温和变异)。这种随机性等位偏好解释了相同基因型下的表型差异——Q191X导致更严重的蛋白功能缺失，当其被偏好表达时引发更严重的细胞周期缺陷。

这项研究首次将CMG复合体变异、细胞周期调控与等位基因表达偏好三者联系起来，为理解不完全外显遗传病提供了新范式。发现NK细胞分化特定阶段对复制压力的独特敏感性，解释了为何CMG变异主要影响NK系而非其他免疫细胞。更深远的意义在于，该研究提示表观遗传调控可能成为改善遗传性免疫缺陷的新靶点——通过干预等位基因表达偏好，或可缓解致病性变异的影响。

研究也存在一定局限，如原代样本量不足导致II.2 NK细胞的等位偏好数据缺失，且尚未阐明调控GINS4等位选择的具体分子机制。这些问题的解决将有助于开发针对CMG相关免疫缺陷的精准治疗策略。