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目的比较富集骨髓有核细胞(bone marrow-derived mononuclear cells, BMMCs)和骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells, BMSCs)膝关节腔注射对于羊骨关节炎(osteoarthritis, OA)的疗效。方法1.无菌条件下抽取羊髂前上棘骨髓,采用全骨髓贴壁法培养BMSCs。传至2代BMSCs后倒置相差显微镜观察细胞形态,同时用成脂诱导液、成骨诱导液和成软骨诱导液对BMSCs进行定向诱导。利用油红-O染色检测成脂诱导效果,利用碱性磷酸酶(ALP)染色检测成骨诱导效果,利用番红-O染色检测成软骨诱导效果。2.36～40周龄绵羊共18只,通过手术切除右膝关节前交叉韧带(ACL)和内侧半月板以构建OA模型。根据治疗方法的不同随机分成三组：1)磷酸盐缓冲液(PBS)组(N=6),造模12周后右膝关节腔注射PBS溶液；2)PBS+BMSCs组(N=6),造模12周后右膝关节腔注射BMSCs的PBS悬液；3)PBS+BMMCs组(N=6),造模12周后右膝关节腔注射BMMCs的PBS悬液。另从以上三组中每组随机选择2只左膝关节(N=6)作为第四组(空白对照组),不作任何处理。膝关节腔注射8周后将四组的膝关节股骨髁解剖分离行大体观察并根据国际软骨修复协会(ICRS)评分标准进行软骨损伤程度的评价,股骨内髁负重区骨软骨分离后作病理切片行H＆E及番红-O染色并根据改良Mankin评分标准对OA程度进行组织学评价。对股骨内髁磨损区域软骨中糖胺多糖(GAG)含量测定并比较组间差异。用RT-PCR法测定股骨内髁负重区域软骨中Ⅱ型胶原(COL2A1),蛋白多糖(Aggrecan)和基质金属蛋白酶13(MMP-13)的基因表达水平。以酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定关节液中前列腺素E2(PGE2),肿痛坏死因子α (TNF-α)和转化生长因子β (TGF-β)的浓度。结果1.经全骨髓贴壁法培养传代所得到的细胞形态均一,呈长梭形,类似成纤维细胞的形态。经成脂、成骨和成软骨诱导培养后,油红-O、ALP染色及番红-O染色显示BMSCs有向以上三个方向诱导分化的特性。2.在注射后第8周,细胞治疗组的膝关节软骨均出现不同程度修复的迹象,其大体观察ICRS评分及镜下观察改良Mankin评分均优于PBS组,差异有统计学意义(P<0.05)；其中BMSCs组ICRS评分及改良Mankin评分优于BMMCs组,差异有统计学意义(P<0.05)。GAG测定结果显示与PBS组相比,细胞治疗组的股骨内髁软骨有较丰富的GAG含量(P<0.05),BMSCs组GAG含量高于BMMCs组(P<0.05)。尽管效果不如BMSCs组,但与PBS组相比,BMMCs组仍然可以显著降低关节液中PGE2, TNF-a和TGF-p的水平以及促进关节软骨中Aggrecan和COL2A1的表达和抑制MMP-13的表达(P<0.05)。结论BMSCs膝关节腔注射对于前交叉韧带加内侧半月板切除导致的羊OA有较好的疗效。尽管治疗作用不如BMSCs明显,但因具有操作简单、手术可一次性完成、技术门槛低等优点使得富集BMMCs仍然有望在临床上治疗OA方面得到推广应用。