大量的心血管疾病,例如心肌梗塞,导致心肌细胞数量减少,进而引起心功能恶化,最终导致缺血性心肌病。由于只有非常有限的心肌细胞保持分化去代替受损的心脏组织。心肌受到损伤后,则只能由成纤维细胞填充,形成疤痕组织,导致左室重构,最终形成心力衰竭。因此细胞移植成为使受损心脏组织再生的新的希望点。目前,一系列实验研究将各种细胞,包括骨骼肌成肌细胞、胎儿心肌细胞、平滑肌细胞、胚胎干细胞和骨髓间充质干细胞等,作为移植细胞被植入心脏,显示出能明显提高的心功能。骨髓间充质干细胞是全能干细胞分化而来的非造血系干细胞,终身存在于哺乳动物的骨髓中,可以分化为心肌细胞。而且骨髓间充质干细胞抽取容易,自体骨髓移植后无免疫排斥反应。因此,骨髓间充质干细胞是自体心肌细胞移植的一种良好供体。成年大鼠骨髓间充质干细胞(MSCS)的体外培养条件及体外定向分化为心肌样细胞的可行性是本实验研究的重点。方法:本研究通过取成年SD大鼠股骨干骨髓,以密度梯度分离法分离骨髓间充质干细胞,进行体外培养和传代,获得较纯的骨髓间充质干细胞。用10μmol/L的5-氮杂胞苷(5-aza)分别对原代、一代及三代骨髓间充质干细胞进行体外定向诱导,通过相差显微镜观察细胞形态学变化,用免疫组化方法分析分化后的细胞的心肌特异性抗原(肌丝蛋白、肌钙蛋白)的检测,并通过逆转录PCR(RT-PCR)鉴定心肌细胞特异因子基因(ANP、GATA-4)的表达。结果:在形态上,未诱导骨髓间充质干细胞贴壁生长,大部分细<WP=5>胞呈梭形,散在分布于培养瓶底,呈成纤维细胞样外观。大约4天左右,贴壁的骨髓间充质干细胞迅速增殖、体积变大,形成多个小的细胞集落。大约两周后,细胞集落逐渐增大,生长速度明显增快,形态单一,多呈三角形或梭形。原代、一代骨髓间充质干细胞在体外经去甲基化药物5-氮杂胞苷(5-aza)诱导4周后,细胞形态无明显变化,而经5-氮杂胞苷诱导4周后的三代骨髓间充质干细胞,细胞形态变大,呈杆形、球形,诱导细胞相互连接,连接细胞出现肌管样结构。免疫组化检测经10μmol/L的5-氮杂胞苷(5-aza)诱导4周的原代、一代骨髓间充质干细胞未见肌丝蛋白(Desmin)、肌钙蛋白T(Troponin T)阳性细胞,而诱导三代的骨髓间充质干细胞肌丝蛋白阳性比例近20%,肌钙蛋白阳性比例约8%。RT-PCR显示诱导三代骨髓间充质干细胞四周后有ANP和GATA-4心肌细胞特异基因表达。结论:总之,本实验证明了骨髓间充质干细胞能够在体外经5-氮杂胞苷诱导分化为心肌样细胞,具有向心肌细胞转化的潜力,可以作为理想的移植细胞用于心肌梗塞、缺血性心肌病等方面的治疗,是自体心肌细胞移植的一种良好供体。但是,目前骨髓间充质干细胞的分化机制还有待明确。