骨关节炎（Osteoarthritis,OA）是一种局部的退行性疾病,影响着全球3亿人,是全世界60岁以上人群中最常见的肌肉骨骼疾病,发病率在65岁后迅速增加。我国75岁以上人群骨关节炎的发病率高达80%。其特征是一个或多个关节的连接处出现退行性改变,进展缓慢,在症状严重发展的前几年才明显表现出来。最常见的骨关节炎症状包括关节疼痛、僵硬、活动受限和功能丧失,近10%的患者无法进行日常生活活动。此外,关节疼痛和放射学变化的严重性不总是相关,这意味着,一旦通过放射学变化诊断出骨关节炎,关节损伤情况可能已经非常严重,此时这一病变更加难以被逆转。当前,骨关节炎的患病率逐年上升,主要是由于人口老龄化和肥胖症的流行。普遍认为,衰老在关节处创造了一个脆弱的环境,包括细胞衰老、线粒体功能紊乱和关节软骨基质组织的退变,导致了损伤积累,细胞应对异常压力的能力下降。肥胖和外伤造成的环境改变,使关节修复更加困难,更加剧了骨关节炎的进展。到目前为止,预防、阻止甚至逆转骨关节炎的发生发展的治疗药物仍在研究当中。主要治疗方法是通过非甾体抗炎药（Nonsteroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs）和关节内注射类固醇等缓解疼痛,但这些抗炎治疗不能长期有效,甚至伴有严重的副作用。对于骨关节炎晚期患者,外科手术干预（如截骨术或人工关节置换术）是唯一可行的选择。无法有效预防和治疗骨关节炎的一个主要原因是对其潜在的病理生理、持续发展的分子水平变化及细胞机制了解有限。干扰素基因刺激物（STING）是一种由病原体和宿主来源的胞浆DNA触发的、诱导Ⅰ型干扰素和促炎细胞因子分泌的适配蛋白。环状GMP-AMP合成酶（c GAS）能够激活STING,作为一种天然免疫途径,STING的激活能够诱导有效的免疫反应,对抗病原体感染和癌症。然而,越来越多的证据表明,STING的异常激活也会引发自身免疫性和炎症性疾病。所有驻留在细胞和组织中的DNA都可以通过诱导I型干扰素和促炎细胞因子的分泌而潜在地引发炎症过程。STING的异常激活会招募一些激酶,如TANK-结合激酶1（TBK1）和IκB激酶（IKK）,它们分别磷酸化干扰素调节因子3（Interferon regulatory Factor 3,IRF3）和核因子-κB（NF-κB）抑制剂IκBα。磷酸化的IRF3二聚化移位到细胞核,激活编码I型干扰素的基因的转录,如干扰素-β（IFN-β）。IκBα磷酸化导致NF-κB转位到细胞核,在那里它激活了编码促炎细胞因子（如IL-6和TNF-α）的基因的转录。STING信号激活可能导致软骨细胞的炎性、衰老、凋亡和坏死。研究表明,IL-1β对人和小鼠骨性关节炎组织及软骨细胞STING的表达均有明显的上调作用,STING可通过激活NF-κB信号通路促进OA的发生。因此,抑制STING可能是治疗OA的新的途径。由于STING作为DNA传感器应答病原体的接头,参与免疫传感和肿瘤生长控制的中枢通路,以及在自身炎症和自身免疫性疾病中的驱动力,在过去的十年里引起了科学界和制药公司的极大关注。基于STING识别后构象的变化现已经基本清楚,通过化学手段抑制STING的方法已经得到证实,为开发效力和药效更好的新型STING抑制剂奠定了基础。本研究旨在探讨靶向STING的抑制性多肽（STING inhibitory peptides,SIP）SIP-1对骨关节炎的治疗作用。我们将利用IL-1β刺激小鼠原代软骨细胞构建炎性损伤模型,给予SIP-1刺激,通过ELISA、定量PCR、流式细胞术等技术评价SIP-1对软骨细胞炎性损伤的作用;利用小鼠内侧半月板失稳术（destabilization of the medial meniscus,DMM）诱导关节炎性损伤,术后给予SIP-1治疗,通过微电子计算机断层扫描（Micro-CT）、组织形态学、免疫组化等技术检测软骨、软骨下骨的病理损伤和结构改变,评价软骨基质的合成/分解代谢水平并考察关节微环境中炎性程度,从而多角度评价SIP-1对关节炎性损伤的治疗作用;另外,通过表面等离子共振、q RT-PCR、Western Blotting等技术研究SIP-1与靶蛋白STING的相互作用以及对STING/TBK1/NF-κB信号通路的调控作用。我们发现:1.SIP-1通过靶向抑制STING发挥骨关节炎软骨保护作用体外研究中,IL-1β诱导小鼠原代软骨细胞炎性细胞因子（IFN-β、IL-6和TNF-α）和分解代谢标志基因MMPs（MMP-9和MMP-13）表达水平显著上调。SIP-1可明显抑制IL-1β诱导的炎性因子和MMPs的表达,表明SIP-1可抑制软骨细胞炎性反应,同时抑制由炎性引起的基质分解代谢。除了分解代谢基因,我们还检测了合成代谢基因Col2α的表达。SIP-1逆转了IL-1β对WT小鼠关节软骨细胞中Col2α表达的下调。Annexin V-FITC/PI检测表明,SIP-1可减轻IL-1β诱导的WT原代软骨细胞凋亡。上述结果表明SIP-1是可抑制软骨细胞炎性反应和重塑软骨基质分解/合成代谢平衡的活性分子。2.SIP-1改善骨关节炎的进展内测半月板失稳手术（destabilization of the medial meniscus,DMM）诱导骨关节炎动物模型,术后6周和12周,膝关节间隙较对照组明显变窄,有骨赘形成;SIP-1治疗显著降低骨赘大小和骨赘数量,同时伴随着软骨下骨量明显增加;HE和番红O-固绿（Safranin o-fast green,SO）染色显示SIP-1治疗后软骨表面较关节炎组完整,减少了骨关节炎造成的软骨损伤形成;此外,组织TUNEL染色证实,SIP-1降低了软骨细胞的凋亡水平。免疫组化结果进一步证明,SIP-1治疗组的软骨组织中Ⅱ型胶原蛋白（CollagenⅡ,ColⅡ）的表达较关节炎模型组增加;同时,骨关节炎模型小鼠MMP-13的表达升高,而SIP-1可通过降低MMP-13活性,抑制Ⅱ型胶原降解。上述结果表明,SIP-1对DMM诱导的OA小鼠模型具有较好的治疗效果。3.SIP-1通过调控STING/TBK1/NF-κB参与骨关节炎软骨细胞的保护IL-1β刺激的原代软骨细胞中,STING的表达显著升高,下游TBK1/IRF3和IκBα/p65磷酸化增加;SIP-1处理能显著降低IL-1β引起的STING信号途径的激活,从而抑制随后细胞因子及炎症因子的表达增加,减轻炎症进程和OA发生;同时,在DMXAA（STING特异性激动剂）诱导模型中,SIP-1展现了同样的药理活性。研究结果提示,SIP-1可阻断炎性介质或细胞损伤对STING/TBK1/NF-κB通路的激活,抑制炎性反应和细胞损伤,改善软骨基质合成/分解代谢紊乱,进而发挥对骨关节炎软骨细胞的保护作用。综上,我们的研究结果提示SIP-1可作为一种新型的骨关节炎治疗候选药物,为关节炎的临床治疗提供新思路;其靶点研究和调控机制研究也为临床骨与关节相关退行性疾病的防治提供新的理论依据。