2024年12月25日，南京大学的研究团队在《Advanced Science》杂志上在线发表了一项题为“ShK修饰的UCMSC通过PI3K/Akt轴抑制M1型巨噬细胞极化并缓解骨关节炎进展”的研究报告。这项研究揭示了Kv13作为骨关节炎（OA）的潜在治疗靶点，并验证了利用ShK转基因工程UCMSC作为肽类药物递送载体在OA疗法中的有效性。值得一提的是，该研究中，作者使用来自汉恒生物的ShK过表达慢病毒产品，构建了稳定表达分泌型ShK多肽的工程UCMSC细胞。接下来，让我们一起深入了解这篇文章的主要内容。

1. Kv13在OA患者与小鼠模型中M1巨噬细胞的高表达

为了探讨Kv13通道在OA进展中的作用，研究团队检测了OA患者和小鼠模型中滑膜的Kv13表达情况。H&E染色结果显示，OA滑膜的明显增生伴随着大量细胞浸润，而正常滑膜则没有类似现象。此外，在假手术与DMM模型之间也观察到了相似的差异。结果进一步表明，无论是在OA患者还是小鼠样本中，关节滑膜内Kv13阳性细胞的比例普遍较高，且OA滑膜中的比例显著高于正常滑膜。为进一步确认Kv13在M1巨噬细胞中的表达，作者还检测了临床样本中Kv13与M1巨噬细胞标志物的表达情况。免疫荧光实验显示，在临床样本中，CD80与Kv13共定位，表明Kv13存在于M1巨噬细胞中。

2. Kv13抑制剂ShK通过PI3K/Akt轴有效抑制ROS和M1极化

为了阐明Kv13在M1巨噬细胞极化中的作用机制，作者使用LPS处理的RAW2647细胞诱导M1巨噬细胞极化。结果显示，与对照组相比，LPS处理后经典炎症因子（如iNOS和COX2）蛋白水平上升，而采用Kv13抑制剂ShK处理后，这些变化得以逆转。更重要的是，ShK处理也降低了ARG1（M2标志物）的表达。同时，ShK处理逆转了LPS诱导的RAW2647细胞中Kv13蛋白的表达上调。ELISA分析显示，LPS处理后RA2647细胞上清液中的IL-1β、IL-6和TNF-β的表达增加，同样也在ShK处理后被逆转。

3. 体外实验确认抑制Kv13可抑制OA进展

OA的主要病理特征是软骨的退化，表现为分解代谢与合成代谢的不平衡。在实验中，将来自RAW2647细胞的培养基添加至ADTC5软骨细胞中，发现经LPS处理的RAW2647细胞上清液能够诱导ADTC5软骨细胞的炎症表型。钙黄绿素AM和碘化丙啶（PI）染色结果显示，经过ShK处理后，死细胞比例显著下降，表明ShK预处理巨噬细胞显著减轻了LPS处理对共培养软骨细胞的损伤影响。

4. Kv13抑制剂ShK可抑制体内OA进展

为了进一步探究Kv13在OA中对巨噬细胞极化的调控作用，研究团队在小鼠OA模型中进行了关节内注射Kv13抑制剂ShK。结果显示DMM组滑膜增生并伴随大量巨噬细胞浸润，而假手术组没有特殊表现。经过8周的DMM手术后，DMM组的关节软骨明显较假手术组薄且纤维化严重。然而，ShK治疗组在国际骨关节炎研究协会(OARSI)评分中显示出改善迹象，包括细胞外基质增加、软骨细胞凋亡减少等。

5. 工程化UCMSCs的制备及特性

为获得能够分泌ShK的UCMSC，研究团队利用慢病毒转染UCMSC，成功构建了过表达ShK的细胞株。接着，研究团队探讨了ShK-UCMSCs分泌的ShK是否能够抑制RAW2647细胞的Kv13通道。在Western blot实验中，结果显示与对照组相比，ShK-UCMSCs组在LPS刺激后显著减少了RAW2647巨噬细胞的炎症因子产生。

6. 工程化UCMSC通过抑制M1巨噬细胞极化减弱OA表型

为了研究工程化ShK-UCMSCs对OA进展的影响，研究团队每周将10µL含有10000个细胞的NC-UCMSCs或ShK-UCMSCs注入小鼠膝关节。组织学分析显示，ShK-UCMSC组滑膜炎和巨噬细胞浸润较DMM和NC-UCMSC组显著降低。经过8周的治疗，ShK-UCMSC组的软骨侵蚀更为规则，关节软骨增厚，显示出优于仅使用ShK治疗的效果。

总结

综合以上研究结果，抑制Kv13通过巨噬细胞中的PI3K/Akt通路减少ROS产生与M1极化，开发出的能够分泌功能性ShK的工程化UCMSC显示出潜在的骨关节炎治疗价值。MILE米乐的ShK-UCMSC因其优越的药物释放机制和安全性，成为治疗慢性炎症疾病的新策略，为更多慢性病患者带来了希望。