《International Journal of Molecular Sciences》：Extracellular PKM2 Repairs Colon Damages in Colitis Model by Regulating Macrophage Polarity
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炎症免疫应答可加剧组织损伤，而炎症消退则触发组织修复与再生。研究人员报道，细胞外PKM2（EcPKM2，extracellular pyruvate kinase M2）在葡聚糖硫酸钠（DSS，dextran sodium sulfate）诱导的损伤条件下
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炎症免疫应答可加剧组织损伤，而炎症消退则触发组织修复与再生。研究人员报道，细胞外PKM2（EcPKM2，extracellular pyruvate kinase M2）在葡聚糖硫酸钠（DSS，dextran sodium sulfate）诱导的损伤条件下，通过促进M2型巨噬细胞极化，调控结肠损伤部位的免疫微环境。EcPKM2对巨噬细胞极性的上述调控作用可降低炎症反应，并因减少上皮细胞死亡而促进DSS诱导溃疡性结肠炎（UC）小鼠模型中的结肠损伤修复。值得注意的是，EcPKM2通过促进M2巨噬细胞极性，助力肠黏膜表层修复并刺激结肠上皮增殖。EcPKM2通过促进M2巨噬细胞极化，保护肠上皮免受死亡，并增强上皮增殖。该研究提示，靶向巨噬细胞极性可作为溃疡性结肠炎治疗的潜在新策略。
论文主体解读
研究背景与立项逻辑
溃疡性结肠炎（UC）属于炎症性肠病（IBD），主要累及大肠并局限于肠黏膜层。其发病机制尚未完全阐明，通常认为由遗传易感人群接触环境有害因素诱发，核心病理包括上皮屏障破坏、组织免疫应答失调与菌群紊乱。在UC发生发展中，先天与适应性免疫共同发挥作用；其中巨噬细胞是肠黏膜中最丰富的白细胞群体之一，既是黏膜损伤后免疫应答的“守门人”，也是屏障修复的关键效应细胞。损伤早期巨噬细胞偏向M1表型，加剧炎症与屏障破坏；组织稳态恢复阶段则转向M2表型，可通过激活Wnt信号促进黏膜修复。因此，调控巨噬细胞极化被认为是UC治疗的潜在有效路径。
丙酮酸激酶M2（PKM2）是糖酵解终末反应酶，可形成二聚体或四聚体，具有代谢酶与蛋白激酶双重功能，且在肿瘤与多种炎症疾病中高表达。既往研究表明，细胞外PKM2（EcPKM2）可促肿瘤血管生成、参与皮肤创面修复，并通过结合巨噬细胞表面整合素αvβ3激活FAK–PI3K轴诱导M2极化。研究人员据此假设：EcPKM2可能在UC结肠损伤部位发挥免疫调节与组织修复作用，并围绕该假说开展机制验证。
主要技术方法概述
研究采用10周龄雄性C57BL/6小鼠构建两轮2% DSS口服诱导的UC模型，并设健康对照。体内干预使用重组PKM2突变体G415R（模拟二聚体EcPKM2功能且溶解性更佳）、重组PKM1（rPKM1）与空白缓冲液隔日腹腔给药。组织水平通过H&E、天狼星红、免疫组化（IHC）与免疫荧光（IF）评估病理、胶原沉积、血管生成（CD31）、肌成纤维细胞活化（αSMA）、巨噬细胞标记（F4/80）、M1/M2标记（iNOS/CD206）、PTEN、上皮标记（CK8、MUC-2）与增殖（PCNA）、凋亡（TUNEL）。免疫群体分析采用流式细胞术（FACS）分选CD45+白细胞、CD4+T细胞、Treg、中性粒细胞及M1/M2巨噬细胞。体外实验使用小鼠原代结肠上皮细胞（mPCE）与RAW264.7巨噬细胞共培养，验证EcPKM2是否经巨噬细胞间接保护上皮。
研究结果
EcPKM2 facilitates the repairment of colon damage in a DSS-induced UC mouse model.
研究人员通过DSS两轮诱导UC模型并给予G415R、rPKM1或缓冲液处理，发现G415R可恢复DSS导致的结肠缩短，H&E显示杯状细胞丢失、隐窝结构破坏、炎性浸润与水肿明显减轻，组织学炎症浸润与架构损伤评分显著下降，而rPKM1与缓冲液组无此效果，证明EcPKM2可促进DSS-UC结肠结构损伤修复。
The Effects of EcPKM2 on Fibrosis and Angiogenesis in the UC Areas.
天狼星红与αSMA染色表明G415R轻度降低胶原纤维沉积与肌成纤维细胞活化；CD31染色显示处理组微血管标记增加。结果说明EcPKM2在UC区域具轻度抗纤维化倾向，并可能通过促进血管生成启动组织修复，而非加重纤维化。
EcPKM2 Modulates Immunity and Regulates Macrophage Polarity in the UC Areas.
流式与免疫荧光显示G415R组CD4+T细胞略降、Treg略升、CD45+白细胞与F4/80+巨噬细胞总量略减，且iNOS+ M1减少、CD206+ M2增多，M1/M2比值显著下降。机制上，G415R降低巨噬细胞内PTEN（磷酸酶张力蛋白同源物）共染水平；已知PTEN高表达促使M2向M1逆转，故EcPKM2可能通过抑制PTEN维持修复型M2优势，重复其在肿瘤模型中的FAK–PI3K相关极化逻辑。
EcPKM2 recovers intestinal mucosal epithelial and facilitates mucosal barrier repair.
TUNEL与CK8共染显示G415R减少黏膜上皮死亡；CK8与PTEN不共定位，说明上皮保护非直接通过上皮细胞PTEN。MUC-2与PCNA共染显示增殖上皮增多，表明EcPKM2通过保留黏膜结构、抑制上皮凋亡并刺激增殖来修复屏障。
EcPKM2 does not protect cultured colon epithelial cells from apoptosis and does not promote cultured colon epithelial cells proliferation.
体外单独用G415R处理原代mPCE，既不能拮抗gliotoxin诱导的凋亡，也不直接促进增殖；但与预处理的RAW264.7共培养后，上皮细胞死亡下降、PCNA+增殖率上升。由此确认EcPKM2对上皮的保护与促增殖是间接的，经由M2巨噬细胞极化实现。内源PKM2在健康结肠低表达，DSS每轮处理后升高，提示损伤微环境可诱导EcPKM2释放，但时机与量级不足，需外源补充。
讨论与结论翻译
讨论指出，EcPKM2在DSS-UC中通过免疫调节降低破坏性腺炎、促进血管生成与M2极化，从而保护肠黏膜屏障。其来源可能为浸润中性粒细胞、成纤维细胞或心肌样细胞等，释放峰值滞后于早期损伤，故外源G415R可补足时间窗。与皮肤创伤、肿瘤不同，本模型未见EcPKM2促纤维化，反而因上皮保护抑制成纤维细胞活化，对UC进展中的黏膜纤维化具潜在益处。相较于单纯抑炎治疗，EcPKM2兼具促血管生成与免疫重极化双重优势，且内源循环中存在、初步毒性低，具备转化潜力；局限在于仅用两周期DSS模型，尚不能充分模拟慢性UC。
研究结论：细胞外PKM2通过促进M2巨噬细胞极化调控UC损伤部位免疫，间接抑制结肠上皮凋亡并增强上皮增殖，从而修复DSS诱导的结肠黏膜损伤；靶向巨噬细胞极性可作为溃疡性结肠炎的潜在治疗策略。
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