目的:研究不同浓度骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BM-MSCs)对骨关节炎(osteoarthritis,OA)的治疗效果,并探究其治疗机制。方法:8周龄近交系SD大鼠32只随机分成4组,每组8只,均采用自身双侧对照研究:对照组、高浓度组(1×107/m L BM-MSCs)、低浓度组(5×106/m L BM-MSCs)及高/低浓度对比组。应用改良Hulth方法诱导膝关节OA。对照组一侧行手术,另一侧行假手术,其余各组均行双侧手术。术后4周处死对照组大鼠采集双侧膝关节标本。各试验组大鼠膝关节内注入相应浓度的BM-MSCs或磷酸盐缓冲液(phosphate buffered solution,PBS),切断大鼠双侧坐骨神经及股神经使下肢制动,注射3周后处死各组大鼠并收取双侧膝关节标本。应用Mankin组织学评分评价OA病变程度,RT-PCR检测软骨Ⅱ型胶原mRNA表达,荧光显微镜观察荧光蛋白标记的BM-MSCs在膝关节内分布情况。结果:高浓度组、低浓度组BM-MSCs侧软骨组织标本Mankin评分均明显低于对照侧(5.40±0.51 vs.9.60±0.51;6.60±0.40 vs.10.00±0.32;P均<0.05),高/低浓度对比组高浓度侧Mankin评分略低于低浓度侧(6.40±0.51 vs.7.60±0.75,P>0.05)。RT-PCR结果显示,高浓度组、低浓度组BM-MSCs侧软骨Ⅱ型胶原mRNA含量分别为对照侧的108%±1%和106%±1%,高/低浓度对比组高浓度侧Ⅱ型胶原mRNA含量是低浓度侧的102%±1%。荧光显微镜显示,在软骨表面未见绿色荧光蛋白表达,而在滑膜组织内可见绿色荧光表达。结论:关节腔内注入BM-MSCs可能通过间接机制对OA软骨病变起到保护作用,两种浓度治疗效果无差异。