2024年12月25日,南京大学的一项研究团队在《Advanced Science》杂志上在线发表了一篇题为“ShK-modified UCMSCs Inhibit M1-Like Macrophage Polarization and Alleviate Osteoarthritis Progression via PI3K/Akt Axis”的研究报告,揭示了Kv13作为骨关节炎(OA)的潜在治疗靶点,并证明了利用ShK转基因工程UCMSC作为肽递送载体在OA治疗中的有效性。值得一提的是,作者在本研究中使用了汉恒生物提供的ShK过表达慢病毒产品,以构建稳定表达分泌型ShK多肽的工程化UCMSC细胞。
研究成果1:Kv13在OA患者和小鼠OA模型滑膜中的M1巨噬细胞中高表达
为探讨Kv13通道是否参与OA的进展,作者检测了Kv13在OA患者及OA模型小鼠滑膜中的表达情况。研究发现,OA滑膜表现出明显的细胞浸润和滑膜增生,这与非OA滑膜的结果形成鲜明对比。无论是在患者还是小鼠样本中,关节滑膜中Kv13阳性细胞的比例显著提高。在临床样本滑膜中通过免疫荧光实验观察到,具有M1表型的巨噬细胞中Kv13表达升高,进一步证实了其在OA发展中的作用。
研究成果2:Kv13抑制剂ShK通过PI3K/Akt轴有效抑制ROS和M1极化
为明确Kv13在M1巨噬细胞极化中的作用机制,作者使用LPS处理的RAW2647细胞来诱导M1巨噬细胞极化。结果显示,Kv13抑制剂ShK治疗能够有效逆转LPS诱导的炎症因子增加,并且能够降低ARG1的表达。这一发现提示,ShK可能通过影响PI3K/Akt信号通路调控M1极化,从而在OA进程中起到抑制作用。
研究成果3:体外实验证实抑制Kv13可抑制OA进展
由于OA的主要病理特征是软骨退化,作者将来自RAW2647细胞的培养基添加到ADTC5软骨细胞中进行研究,结果表明ShK处理后共培养软骨细胞的活性显著提高,减轻了LPS处理带来的损害。这些结果表明,ShK具有改善OA相关表型的潜力。
研究成果4:Kv13抑制剂ShK可抑制体内OA进展
在小鼠OA模型中,关节内注射Kv13抑制剂ShK的研究显示,ShK能够显著改善滑膜增生和巨噬细胞浸润现象,且其治疗效果优于单独的ShK,具备更强的抗OA作用,显示出良好的临床应用前景。
工程化UCMSCs的制备及特性
为了获得能够分泌ShK的UCMSC细胞株,作者采用慢病毒转染UCMSC,通过Western blot验证ShK-UCMSCs能够有效减少RAW2647巨噬细胞中的炎症因子。这表明工程化的UCMSCs具有显著的治疗潜力。
工程化UCMSC通过抑制M1巨噬细胞极化来减弱OA表型
进一步研究发现,ShK-UCMSC注射后,治疗组的关节软骨及滑膜状况得到显著改善,说明工程化UCMSCs在治疗OA方面的有效性和优势。
综上所述,本研究揭示了抑制Kv13通过巨噬细胞中的PI3K/Akt通路降低ROS和M1极化,从而为OA的治疗提供了新的思路。借助尊龙凯时品牌的先进技术,开发的工程化ShK-UCMSCs能够持续有效释放功能性ShK,从而实现对慢性炎症疾病的有效治疗。