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摘要研究背景：<br>　　骨性关节炎是一种慢性退行性疾病，可见于全身多个关节，如髋关节，膝关节，踝关节，指关节等，于中老年人中多见，2017年全球骨性关节炎患者大约3亿人，2019年随着检查手段的普及，这一数字提升至5.3亿人，在全球范围内约等于16个人中间，就有一个人有骨性关节炎，并且随着全球老年化到来，这一数据还会继续升高。衰老，肥胖，女性，关节的损伤，高冲击力的运动如马拉松，举重等均认为是骨性关节炎的危险因素。其中衰老被认为是导致骨性关节炎最主要的发病因素。2021年一项大样本的全基因组研究（GWAS）表明，有100个和骨性关节炎独立相关的单核苷酸变异（SNVs），表明DNA的突变可能是OA的另一个重要发病因素。骨性关节炎发病机制有软骨细胞过度的衰老和死亡，软骨细胞外基质的降解，炎症因子的高表达，软骨下骨的重塑等，常见的细胞信号转导通路有WNT，NF-κB，AMPK，mTOR，HIFs等。目前主流的治疗方式为阶梯型治疗，大多数患者只能面临终末期关节置换手术，但人工关节存在多项弊端，如寿命有限，假体松动，周围感染等并发症，这些都极大的限制了患者关节置换的意愿和手术疗效。目前骨性关节炎致残率呈逐渐上升趋势，目前在全球范围内上升至第四大致残疾病，为整个社会带来巨大的直接和间接的医疗负担。因此探索骨性关节炎机制，寻找良好的治疗方式，不仅仅具有临床意义，还具有较强的社会属性。<br>　　近年来多项研究表明：ROS是促进骨性关节炎发生发展的重要因素，过量的ROS可以抑制线粒体呼吸链、合成功能受损的呼吸亚基并通过正反馈作用，进一步加重呼吸链功能障碍导致ROS水平持续上升，逐渐形成恶性循环；其还可以促进软骨细胞和周围组织细胞分泌过多金属蛋白酶；同时其可以和炎症相互作用，共同促进骨性关节炎的发展。但是ROS如何调节炎症因子和基质金属蛋白酶研究不多。过量的ROS可对DNA造成直接损伤。在组成DNA的四种碱基中，鸟嘌呤因为电势最低，最容易在ROS攻击下被氧化成7，8-二氢-8-氧嘌呤（8-oxoG）。8-oxoG主要通过碱基切除修复途径(BER)维持基因组的稳定及完整，其主要步骤包括：DNA切除修复酶识别并结合8-oxoG，随后行使切割功能，并在DNA聚合酶的辅助下，重新插入新的碱基，最后由DNA连接酶将缺口连接，保证完整的DNA双链结构，OGG1是哺乳动物中主要的特异性识别和切割8-oxoG的DNA切除修复酶。在肺炎模型中，OGG1在结合8-oxoG的同时，还可以使DNA结构变化，从而招募转录因子NF-κB快速结合在其顺式作用元件上，促进炎症基因快速表达。但骨性关节炎是否存在类似的机制尚不清楚。为进一步明确OGG1在骨性关节炎扮演的角色，我们从临床标本、细胞、模式动物等多个层次验证我们的猜想，为骨关节炎的诊治提供新思路。<br>　　研究目的：<br>　　1、OGG1在骨性关节炎中扮演的角色，抑制OGG1的表达水平能否挽救骨性关节炎。<br>　　2、OGG1抑制骨性关节炎的机制是什么。<br>　　方法：<br>　　1、通过公共数据库，获取OGG1在骨性关节炎软骨和正常患者软骨表达水平变化；收集正常软骨和OA患者软骨切片，通过蛋白免疫印迹和RT-PCR明确OGG1在不同状态的软骨中表达水平变化。<br>　　2、在细胞水平沉默OGG1，明确抑制OGG1表达能否抑制炎症因子表达，保护细胞外基质，并探索其机制。<br>　　3、TH5487可以特异性结合OGG1，有效阻碍OGG1与8-oxoG的结合；我们利用该特性，在细胞水平上验证小分子TH5487能否抑制炎症因子表达，保护细胞外基质，并探索其机制。<br>　　4、构建DMM模型，加入小分子TH5487进行干预，明确TH5487能否在动物水平改善骨性关节炎。<br>　　5、构建OGG1-KO小鼠，在模式动物水平明确抑制OGG1表达能否改善骨性关节炎。<br>　　6、利用OGG1-KO原代细胞系，明确OGG1功能缺失能否抑制炎症因子表达，保护细胞外基质，并探索其机制。<br>　　7、利用人软骨体外培养，加入小分子TH5487进行干预，明确TH5487能否在人类软骨水平抑制炎症因子表达，保护细胞外基质，为后续的临床药物实验打下坚实的基础。<br>　　结果：<br>　　1、公共数据库和临床标本均提示OGG1在骨性关节炎患者中mRNA和蛋白表达水平均显著升高。<br>　　2、在细胞水平上沉默OGG1可以通过抑制P65的磷酸化和抑制P65和下游基因DNA启动子区的结合，有效保护软骨细胞外基质，抑制炎症因子表达。<br>　　3、在细胞水平上安全浓度范围内的TH5487可以通过抑制P65的磷酸化和抑制P65和下游基因DNA启动子区的结合，有效保护软骨细胞外基质，抑制炎症因子表达；同时其还可以抑制OGG1和P65的下游基因DNA启动子区的结合。<br>　　4、在动物模型水平上发现TH5487可以抑制骨性关节炎的发展。<br>　　5、OGG-KO小鼠进行DMM实验，发现相对于同窝对照的野生型小鼠可以有效抑制骨性关节炎的发展。OGG-KO的原代软骨细胞和野生型小鼠软骨原代细胞共同加用IL-1β刺激，相对于野生型小鼠，OGG-KO的原代软骨细胞炎症因子水平更低，细胞外基质蛋白表达水平更高。<br>　　6、IL-1β刺激下可见软骨细胞ROS水平升高，ROS可以氧化DNA中鸟嘌呤为8-oxoG，同时氧化修饰OGG1。<br>　　7、取人类软骨组织进行体外培养，小分子TH5487可以有效保护软骨细胞外基质，抑制炎症因子表达。<br>　　结论：<br>　　1、OGG1在骨性关节炎组织中高表达<br>　　2、抑制OGG1表达可以有效保护软骨细胞外基质，抑制炎症因子表达。<br>　　3、抑制OGG1表达是通过抑制P65的磷酸化和抑制P65和下游基因DNA启动子区的结合这一机制保护软骨细胞，延缓骨性关节炎的发展。