干细胞向心肌细胞转化的途径
心肌炎的细胞治疗与再生医学研究
心肌炎的细胞治疗与再生医学研究心肌炎是指心肌（心脏的肌肉组织）受到病毒感染或过敏反应等而引起的炎症性疾病。
心肌炎严重影响心脏的功能，甚至可能导致心力衰竭和猝死等严重后果。
传统治疗手段如药物治疗和外科手术等在一定程度上能缓解症状，但无法完全修复受损的心肌组织。
近年来，细胞治疗与再生医学研究为心肌炎的治疗提供了新的希望。
1. 干细胞治疗干细胞是一类未分化、具有自我更新和分化潜能的细胞，具有重塑受损组织功能的潜力。
在心肌炎的治疗中，干细胞可以被注射到患者的心脏中，通过分化为心肌细胞来替代受损的细胞。
干细胞的来源包括胚胎干细胞、诱导多能干细胞和成体干细胞等。
诱导多能干细胞是一种通过基因转导或化学处理等方式将成体细胞重新编程为类似于胚胎干细胞的细胞，具有较高的研究和应用价值。
2. 脂肪干细胞移植脂肪干细胞是从人体脂肪组织中分离出的干细胞，具有较高的多向分化潜能。
在心肌炎的治疗中，脂肪干细胞经过分离和扩增后，可以被移植到受损的心肌组织中。
脂肪干细胞具有较好的生存率和分化潜能，可以修复受损的心肌组织，促进心肌再生。
3. 骨髓间充质干细胞治疗骨髓间充质干细胞是一种来源于骨髓的成体干细胞，具有自我更新和多向分化潜能。
研究表明，骨髓间充质干细胞可以分化为心肌细胞、血管内皮细胞和纤维细胞等，参与受损心肌组织的修复和再生。
通过将骨髓间充质干细胞移植到心肌炎患者的心脏中，可以改善心脏功能，减少心肌损伤。
4. 心肌细胞再生研究除了干细胞治疗外，心肌细胞再生研究也是心肌炎治疗的重要方向。
研究人员正在探索利用调节因子、细胞外基质和生物材料等手段，促进心肌细胞的再生和修复。
这些方法可以增加心肌细胞的增殖和分化，促进新的心肌组织形成。
5. 转化医学的应用细胞治疗与再生医学的研究为转化医学的应用提供了基础。
转化医学是将基础科研成果应用于临床实践的过程，旨在发现新的治疗手段和药物。
细胞治疗与再生医学技术的不断发展，为心肌炎的治疗提供了新的机会。
干细胞分化的心肌细胞会跳动的原因
干细胞分化的心肌细胞会跳动的原因
干细胞分化的心肌细胞会跳动的原因可以从以下几个方面来解释：1. 电生理功能：诱导多能干细胞分化的心肌细胞具有窦房结样、心房样和心室样的动作电位，这意味着它们拥有自发的电生理活动，也就是跳动的基础。
2. 信号传导：通过研究发现，肾上腺素可以提高诱导多能干细胞分化的心肌细胞自发搏动频率，这就说明了信号的传导对心肌细胞的跳动起着重要的作用。
3. 心肌收缩：心肌细胞中的肌钙蛋白T呈阳性表达，这说明在心肌细胞收缩时，肌钙蛋白T会发生变化，从而导致心肌细胞的收缩。
而诱导多能干细胞分化的心肌细胞可以模拟心脏跳动时肌肉收缩的方式游动，也就证明了心肌收缩的功能存在于诱导多能干细胞分化的心肌细胞中。
4. 自发活动：诱导多能干细胞分化的心肌细胞具有自发的搏动，这是跳动的基本条件，这也证明了诱导多能干细胞分化的心肌细胞具有自发的跳动能力。
5. 构建特定的微环境：研究发现，全心组织裂解液可诱导骨髓间充质干细胞形成心肌组织样结构，心房肌组织裂解液可诱导骨髓间充质干细胞向心房肌样细胞分化，心室肌组织裂解液可诱导骨髓间充质干
细胞向心室肌样细胞分化。
通过构建特定的微环境，骨髓间充质干细胞可以定向分化形成不同部位的心肌样细胞。
这也证明了心肌细胞的跳动需要特殊的微环境来调节和控制。
因此，干细胞分化的心肌细胞跳动的原因是多方面的，包括其具有的电生理功能、信号传导、心肌收缩、自发活动以及特定的微环境等因素。
骨髓间充质干细胞诱导分化为心肌细胞的研究进展
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｍｅ ｅ ｃ ｙ ｌ ｔｍ ｅｌ ａ ｏｅ ｃ ｆ ｓｌ－ｅ ｅ ａ ， ｒ ｌ ｅ ａｉｎ ａ ｄ ｍｕ ｔ ｄｒ ｃ ｉｎ ｌ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ｎ ｈ ｍａ ｓｅ ｃ ｌ ｈ ｓ ｐ ｔｎ ｙ ｏ ｅｆｒ ｎ ｕ ｐ ｏ ｉ ｒ ｔ ｎ ｌ － ｉ ｔ ａ ｓ ｌ ｆ ｏ ｉ ｅ ｏ
传代 培养 ， Ｍ Ｃ 也不 会 丧失 其 正 常的 核型 极 端粒 酶 活性 。 Ｂ Ｓｓ 然而 ， 过度 传代 培养会 损害细胞功能使 细胞 功能减弱 ， 主要 表 现为 明显 的衰 老 或凋 亡 征 兆 细胞 周 期 表 明 ， 有 一 小 部 分 仅 Ｂ Ｓｓ Ｍ Ｃ 被激活进入增殖期 （ 大约 １ ％处 于 Ｓ ２ ０ ＋Ｇ ＋Ｍ）绝大部 ， 分停滞在 ／ 】 Ｊ Ｇ 期 。
邵 华 综述） 秀 东 （ （ ， 金 审校）
（ 齐齐哈尔医学院病理生理教研室 ， 黑龙 江 齐齐哈尔 １１３ ；２牡丹 江医学 院病理生理教研室 ， ６０２ ， 黑龙江 牡丹江 １７ １ ） ５０ １
中 图分 类号 ： ８３ ５ Ｑ １ ． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ６２８ （０８ ０－５４０ １０ ．０４ ２ ０ ）４０ ２－２
和基 因治疗 中作为主要 的种子细胞越 来越 引起人们 的关 注。
２ ｍ Ｃ 形 态 特 征 ｓ
（ ． ｅａｔｅ ａｈｐ ｙｉｏｙ， ｉｈｅ ｄｃｌ ｏｌ ｅ Ｑ ａｒ１１３ ， ｈｎ １ Ｄｐ ｒ ｎ ｏ Ｐ ｔ ｈｓ ｌ Ｑｑ ａｒＭｅｉ ｌｇ ， ￣ｈｅ ６０ ２ Ｃ ／ ｍｔ ｆ ｏ ｏｇ ｉ ａＣ ｅ ａ；２ Ｄｐｒ ｅｔｏ ． ｅａｔ ｎ ｆ ｍ
诱导多能干细胞转化为特定组织与器官的调控机制
诱导多能干细胞转化为特定组织与器官的调控机制概述：多能干细胞具有巨大的潜力，可以转化为各种类型的细胞，包括特定组织和器官细胞。
这种转化过程的调控机制是科学家们长期以来的研究重点之一。
了解并掌握多能干细胞转化为特定组织与器官的调控机制对于开发治疗疾病和再生医学方面的应用具有重要意义。
介绍多能干细胞：多能干细胞是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞。
最常见的多能干细胞包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞（iPS细胞）。
胚胎干细胞存在于早期胚胎，并具有分化为各种细胞类型的能力。
而iPS细胞则是通过基因重编程技术将成体细胞重新转化为 pluripotent 状态。
这些多能干细胞的存在为疾病治疗和组织再生提供了巨大的可能性。
调控多能干细胞分化的因素：多能干细胞的分化过程受到多种调控因素的影响。
这些因素包括细胞内和细胞外的信号传导通路、转录因子、表观遗传修饰以及细胞-细胞相互作用等。
1. 信号传导通路：信号传导通路在多能干细胞的分化过程中起到关键作用。
Wnt、BMP、FGF、Notch和Hedgehog等多个信号通路被发现在多能干细胞的保持和分化过程中发挥重要调控作用。
例如，Wnt信号通路可以抑制多能干细胞的分化向神经细胞和肌肉细胞，同时促进胰岛细胞和心肌细胞的分化。
2. 转录因子：转录因子是可以通过直接或间接调控基因表达来影响多能干细胞分化的重要因素。
在多能干细胞分化的过程中，一些转录因子的表达模式发生变化，从而导致特定细胞类型的形成。
例如，由于上皮转化生长因子（EgR）信号的增加，转录因子OCT4和SOX2的表达下调，导致多能干细胞分化为内胚层细胞；以及通过过表达转录因子MyoD和Myf5可以将多能干细胞诱导分化为肌肉细胞。
3. 表观遗传修饰：表观遗传修饰是指通过改变 DNA 甲基化、组蛋白修饰和非编码 RNA 等方式来影响基因表达。
表观遗传修饰因子在多能干细胞分化中发挥关键作用。
例如，DNA 甲基化和组蛋白去乙酰化酶在多能干细胞的核重编程和细胞型特异性分化中起到重要作用。
干细胞诱导分化为心肌细胞的研究进展
早 期 的 研 究 表 明 ｌ ， 的 胚 胎 干 细 胞 在 体 外 能 Ｌ 鼠 ２ Ｊ 被 诱 导 分 化 为 心 肌 细 胞 。 但 是 这 多 运 用 于 心 肌 细 胞 的发 生 、 育 、 血 管 药 物 的 检 测 等 方 面 ， 发 心 由于 它 与 人 的心 肌 细 胞 在 形 态 上 存 在 差 异 性 ， 及 异 种 移 植 以
可 分 化 为 多 种 细 胞 ， 而 构 成 机 体 的 不 同器 官 与 组 从
织…。
２ 成 年 干 细 胞 成 年 干 细 胞 （ ｄ ｌ ｓ ｍ ｅ ） 指 存 在 于 成 年 动 ａ ｕｔ ｔ ｃｌ 是 ｅ １ 物 或 人 体 内 的 干 细 胞 。 传 统 的 观 点 认 为 ， 年 干 细 成 胞 分 化 潜 能 有 限 ， 起 祖 细胞 的 作 用 ， 骨 髓 造 血 干 仅 如 细胞 只 能 向 各 种 血 细 胞 定 向 分 化 。 目前 ， 量 的 研 大 究认 为 。 年 干 细 胞具 有 广 阔 的 分 化 潜 能 ， 一 定 的 成 在
维普资讯
第 ２ ２卷 第 ５期 ２Ｏ Ｏ２年 ｌ Ｏ月
国外 医 学 ・ 生理 、 理科 学与 临床 分 册 病
Ｆｒｉ ｄｃｌ ｃｅｃｓ‘Ｓｄ ｏ ｆ 日 ｌ ｈ ｓ ｌ ｙａｄＣｉｉ ｌ ｄｃ ｅ ｏｅ ｎＭｅｉａ Ｓ ｉ ｅ ｇ ｎ ｅ Ｊｌ０ ｌ０ ｙｉ ｏ ｎ ｌ ｃ ｉｉ ｌ Ｐ ｝ｐ ｏ ｇ ｎ ａ Ｍｅ ｎ
的 排 异 反 应 ， 鼠胚 胎 干 细 胞 或 其 诱 导 形 成 的 心 肌 将
细 胞 移 植 到 人 体 内 的 可 能 性 很 小 。 １９ ９ ８年 Ｔ ｏ ｓｎ ｈｍ ｏ 等 首 次 在 体 外 成 功 的 建 立 了人 胚 胎 干 细 胞 细 胞
干细胞研究的最新进展
干细胞研究的最新进展干细胞是一类具有自我修复和再生能力的细胞，可以转化为各种细胞类型，因此在医学领域一直受到热切关注。
近年来，随着科技的进步，干细胞研究取得了新的突破，为治疗许多疾病提供了新的方向和方法。
1. 干细胞治疗心血管疾病心血管疾病是致死率和致残率极高的疾病之一，干细胞治疗成为了治疗心血管疾病的新方向。
干细胞可以分化为心脏细胞，因此具有很高的治疗潜力。
目前，临床试验中已经有很多干细胞治疗的案例，效果也非常不错。
美国哈佛大学的研究者Jianyi Zhang等人，使用人类诱导多能干细胞（iPSC）制备的心肌细胞，让iPSC分化成心肌细胞，再将其注射到大鼠心脏中，结果发现，这些转化后的心肌细胞能够融合进入心肌组织中，修复和恢复了心肌组织的功能。
2. 干细胞治疗神经系统疾病神经系统疾病如多发性硬化、帕金森病、阿尔茨海默病等都缺乏有效的治疗方法，而干细胞具有分化为多种神经细胞类型的特性，因此成为治疗神经系统疾病的有力工具。
研究者使用来自造血干细胞或胎儿脑组织中的神经干细胞通过注入的方式治疗帕金森病和多发性硬化等神经系统疾病，在小鼠和猴子等动物体内进行了多项实验，发现该方法能够显著地改善疾病的症状。
3. 干细胞辅助肿瘤治疗干细胞在肿瘤治疗中的作用被越来越重视，干细胞因其自身特性和多向分化的能力，能够帮助强化患者的免疫系统和加速肿瘤细胞的死亡。
目前，干细胞辅助的细胞治疗已经在多个癌症种类上得到了展示。
在一项中期临床试验中，科学家将来自健康人的多功能干细胞进行转移，用于治疗癌细胞难以彳亍的、乳腺癌、鼻咽癌、结肠直肠癌和卵巢癌。
这项研究发现，病人获得了更好的生存率和生活质量。
总之，干细胞治疗的最新进展为治疗多种疾病提供了更多的选择和机遇，也为今后的研究开拓了新的方向。
千万不要过于乐观，各种患者的具体治疗方案，仍需要经过更多科学验证的解决方案。
心肌再生途径的研究
心肌再生途径的研究心肌再生是指通过某种途径，让心脏损伤部位中的心肌细胞再生，从而使损伤的心脏得以重建，这是目前治疗心脏疾病的趋势之一。
在过去几十年中，许多研究人员在探索不同的心肌再生途径，并取得了一些重要进展。
目前主要的心肌再生途径有三种：先天免疫细胞介导的再生、干细胞介导的再生和心肌细胞自我更新。
以下将分别详细介绍这三种途径。
先天免疫细胞介导的再生先天免疫细胞介导的再生是指通过调节免疫系统来促进心肌细胞再生。
免疫系统在心肌损伤后会产生炎症反应，并吸引很多免疫细胞移动到受损处。
这些免疫细胞可以释放一些生长因子和细胞因子，刺激周围心肌细胞增殖和分化，使阳性区域向损伤区域扩散。
研究表明，免疫细胞在心肌再生过程中起着重要的作用。
然而，免疫细胞介导的再生需要进一步的研究和改进，以提高治疗效果和降低不良反应。
干细胞介导的再生是指利用干细胞来促进心肌的再生。
干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，可分为胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞可以分化成各种类型的细胞，包括心肌细胞。
成体干细胞分布在成体组织中，是一类具有特殊分化潜能的细胞。
干细胞介导的再生主要有两种方法：自体干细胞移植和干细胞外泌体治疗。
自体干细胞移植是指将患者自身的干细胞移植到心脏受损区域，通过干细胞的再生能力修复心肌。
自体干细胞移植的优点是不会引起排斥反应，但是采集干细胞需要一些特殊的操作，有时也会伴随有一些创伤和不适。
干细胞外泌体治疗是指使用干细胞分泌的细胞因子和生长因子，以促进心肌细胞再生。
研究表明，干细胞分泌的细胞因子和生长因子可以通过调节局部环境，促进心肌细胞的增殖和分化，从而达到修复心肌的效果。
干细胞外泌体治疗具有操作简单、不会引起排斥反应等优点，但是干细胞分泌的因子非常复杂，需要进行进一步的分离和纯化，以确保治疗效果和安全性。
心肌细胞自我更新心肌细胞自我更新是指心肌细胞自身具有再生能力，并通过增殖和分化修复受损的心肌。
过去认为心肌细胞无法再生，但现在的研究表明，成年人的心肌细胞具有一定的再生能力。
骨髓基质干细胞向心肌细胞分化的研究进展
Ｍａｒｒｏｗ Ｓｔｒｏｍａｌ Ｓｔｅｍ
Ｃｅｌｌｓ ｉｎｔｏ Ｃａｒｄｉｏｍｙｏｃｙｔｅｓ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ＧＵＡＮ Ｃｈｕｎ—ｙａｎ， ＧＡＯ Ｈａｎｇ
（Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ
Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ
Ａｆｆｉｌｉａｔｅｄ
Ｈｏｓｐｉｔａｌ
ｏｆＬｉａｏｎｉｎｇ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｎｚｈｏｕ 中图分类号：Ｑ２１
物¨２ｔ１”。５－Ａｚａ为一抗肿瘤药物，早在１９８５年就有人
ｃｅｌｌｓ，ＨＳＣｓ）和ＢＭＳＣｓ，前者可分
化成所有类型的造血细胞旧Ｊ，后者则是一类非造血细 胞的多能干细胞，属成体干细胞，可贴壁生长，形态类 似成纤维细胞。近年发现，ＢＭＳＣｓ不仅具有体外高度 扩增、多向分化潜能，还可被移植和抑制移植物抗宿主 病等特性，所以又被称为骨髓间质干细胞。
ｃｅｌｌｓ ｉｎｔｏ ｎａｔｉｖｅ
ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｆｉｂｅｒｓ・ａｎａｔｏｍｉｃ
ｆｏｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＪＴｈｏｒａｃ
５９０．
Ｃａｒｄｉｏｖａｓｅ
Ｓｕｒｇ，２００２，１２４（３）：５８４－
［１５］Ｂｅｌｔｒａｍｉ
ｔｅｎｔ
ＡＰ，Ｂａｒｈｅｅｈｉ Ｌ，Ｔｏｒｅｌｌａ Ｄ。ｅｔ ａ１．Ａｄｕｌｔ ｃａｒｄｉａｃ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ
增后的细胞能保持原有细胞正常的核型和端粒酶活 性。虽然ＢＭＳＣｓ约有２０％的细胞处于静止Ｇ０期，但 其足以维持增殖分化，满足移植需要。ＢＭＳＣｓ不仅有 一定的自我更新能力，可分化为骨、软骨和脂肪等多种
类型的基质细胞０７１，在一定外界环境条件下还能实现 跨系统分化（ｔｒａｎｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ）。大量实验表明，ＢＭ—
人胚胎干细胞向心肌细胞的分化技术
伦理问题与法规限制
伦理原则违背
胚胎干细胞研究涉及伦理问题，如胚胎的来源和使用是否符合伦 理原则。
法规限制
各国对胚胎干细胞研究的法规限制不同，需要遵守相关法律法规 。
潜在的滥用风险
该技术可能被用于不道德的目的，如克隆人类等。
社会接受度与公众认知
公众认知不足
大多数人对胚胎干细胞向心肌细胞的分化技术 了解不足，需要加强科普宣传。
微环境对分化的影响
01
细胞外基质
细胞外基质成分和结构对胚胎干 细胞向心肌细胞的分化具有重要 影响。
共培养体系
02
03
生物反应器
与其他细胞类型共培养，如内皮 细胞、成纤维细胞等，可以调节 胚胎干细胞向心肌细胞的分化。
在生物反应器中模拟微环境，可 以控制胚胎干细胞向心肌细胞的 分化过程。
04
CHAPTER
05
CHAPTER
技术挑战与伦理问题
技术挑战
细胞来源与质量
获取高质量的人胚胎干细胞是一项技术挑战，需要确保细胞的纯度和活性。
分化效率与一致性
目前技术上难以实现高效且一致的干细胞向心肌细胞的分化。
临床应用的安全性
在将该技术应用于临床之前，需要确保其安全性和有效性。
技术标准化与可重复性
需要建立标准化的操作流程，以确保实验的可重复性和结果的可靠性。
01
通过添加化学物质，如维生素C、DMSO等，刺激胚胎干细胞向
心肌细胞分化。
生长因子诱导分化
02
利用特定的生长因子，如BMP、Activin等，诱导胚胎干细胞向
心肌细胞分化。
转录因子诱导分化
03
通过过表达特定的转录因子，如GATA4、MEF2C等，促进胚胎
心肌细胞的分化和再生机制探究
心肌细胞的分化和再生机制探究心脏是人类生命中最重要的器官之一，而心肌细胞是心脏运行中不可或缺的组成部分。
相对于其他组织，心肌细胞的再生能力非常有限，因此患上心脏疾病等疾病后对心脏功能修复和恢复具有重要的指导意义。
在本文中，我们将探讨心肌细胞分化和再生机制的相关内容。
一、心肌细胞分化与再生的基本原理心肌细胞是一种高度专业化的细胞类型，主要特征是表达心肌特异性基因，并拥有传导电信号的能力。
在心肌细胞的发育过程中，主要有两个阶段。
第一个阶段是心肌细胞的增殖期，这一时期主要发生在不长的胚胎时期和早期新生儿期。
第二个阶段是心肌细胞的差异与成熟期，这一时期主要发生在胎儿期后和成年期。
在心肌细胞分化和再生中，一些关键的信号通路和分子非常重要。
例如，Wnt 信号通路和丝裂素原象调节因子SMAD等在心肌细胞的增殖和分化中发挥着至关重要的作用。
此外，一些微环境因素如细胞外基质，细胞因子和细胞-细胞相互作用等也对心肌细胞分化和再生起着重要的影响。
但是，我们需要清楚地认识到，相对于其他组织，心肌细胞分化和再生的能力非常有限。
通常情况下，心肌细胞在成年期内并不会进行显著的增殖，且心肌细胞的再生能力是非常有限的，因此一旦心肌细胞遭受到损伤，就需要其他细胞类型对其进行替代式修复。
二、心肌细胞分化和再生机制的研究进展早在20世纪50年代，人们开始研究心肌细胞分化和再生的机制。
在许多实验中，科学家们尝试了啮齿动物模型——如大鼠，以研究其心肌细胞再生和分化的机制。
研究表明，心肌细胞在一定程度上具有再生的能力，但是这一能力非常有限。
在最新的研究中，科学家们将目光转向了干细胞及其衍生引导分化的可塑性。
在实验中，研究人员将干细胞转化为心肌细胞，并使用一些生长因子和细胞因子进行诱导分化。
研究发现，这种干细胞诱导法可以产生与原始心肌细胞相似的心肌功能。
此外，一些细胞-光遗传学方法和基因编辑技术也被用来研究心肌细胞分化和再生的机制，这些技术的广泛应用为我们深入探究心肌细胞分化和再生机制带来了很有希望的前景。
不同浓度5-氮胞苷体外诱导人骨髓间充质干细胞转化为心肌样细胞
３ ｉ， 中间单 个核 细胞 ， Ｐ Ｓ冲洗 ２次 。 以 ０ｍｎ 取 用 Ｂ １ ％ Ｆ Ｓ＋Ｄ Ｅ 培 养 液 １ ｌ调 整 细 胞 为 ２× ０ Ｂ Ｍ Ｍ ０ｍ ，
１ ’ ｍ ， 种 于培养 瓶 中 ，％ Ｃ 条 件下 培养 。３ ０ ／ ｌ接 ５ Ｏ 天后换 液 ， 除去非贴 壁细胞 ， 每 ３天换液 １ 。 以后 次
Ｒ Ｄ ＭＩ ＩＰ Ｏ Ｅ Ｎ １ Ｔ 瑞 典 ） 紫 外 分 光 光 Ａ ． Ｎ Ｒ Ｔ Ａ １ Ｍ， ，
株 ¨－］ ｏ ｔ ３。Ｔ ｍｉ ａ等 报 道 ， 用 不 同浓 度 的 ５一 应 ａａ诱 导 鼠 的 ＭＳ ｓ向 心 肌 样 细 胞 转 化 ， 中 ｚ Ｃ 其 １ ｍ ｌＬ ０Ｉ ｏ 的浓度 是 较 为合 适 的浓 度 。 目前 对 于 ｘ ／ 人 ＭＳ ｓ Ｃ 在体外 诱导 为心 肌样 细胞 的 ５一ａａ的合 ｚ 适 浓度 的研 究 报 道较 少 ， 无 明确 结 论 。本 研 究 且 通 过不 同浓度 的 ５一 ｚ 诱 导人 Ｍ Ｃ 转化 为心 肌 ａａ Ｓｓ
Ｒ Ｄ Ｍｏ ｅ １５ ／ ． ， 典 ） Ａ ． ｄ ２ ０ ２ ５ 瑞 ，电 泳 槽 （ Ｉ — ＢＯ
１ ４ ２ＭＳ ｓ的传 代 培养 ． ． Ｃ
原 代 培 养 细胞 达 ９ ％ ０
以上 融 合 时 ， Ｂ Ｐ Ｓ冲 洗 ， ２ ５ｇ Ｌ胰 蛋 白 酶 ＋ 用 ． ／
０ ２ｇ Ｌ Ｅ Ｔ 消 化 约 ５～６ｍ ｎ 用 含 ２ ０ｍ ／ ． ／ Ｄ Ａ ｉ， ０ ｌＬ
经 有科 学家 在动 物 ＭＳ ｓ中加 入 ５一氮 胞 苷 （ Ｃ ５一
ａａ ｚ）后 ， Ｃ ＭＳ ｓ生 成 能 分 化 成 心 肌 细 胞 的 细 胞
１ ２骨髓 的获取 ．
诱导多能干细胞体外分化为心肌细胞研究现状
胎结构含有各种类型分化细胞的细胞群体结构的形成来促进干 细胞分化，之后继续行单层培养，以分化获取心肌细胞。目前应 用比较广泛的方法为后者。下面就目前 iPSC 体外分化生成心 肌细胞并进行治疗应用的研究进行阐述。
一、各类促分化因子的应用 在胚胎发育过程 中，细 胞 从 最 初 的 祖 细 胞 到 前 体 细 胞 及 终 末分化细胞，这一过程受到多种生长、分化因子的调控及外环境 的影响。在 ESC 分化研究中，众多研究者多通过模拟这一体内 的分化过程来促进体外干细胞的分化。随后的 iPSC 分化研究 中，研究者也采用同样的技术手段，应用细胞产生的各类生长因 子或一些小分子化合物来诱导干细胞的定向分化。 在 iPSC 分化为心肌细胞的过程中，加入一些生长因子可以 提高干细胞分化为心肌细胞的效率，其中 Kattman 等［12］发展了 一种通过调节活化素（ Activin） 及骨形态发生蛋白（ BMP） 水平来 影响转化生长因子 β（ TGF-β） 信号因子家族的信号传导，从而达 到高效率 地 诱 导 干 细 胞 产 生 心 肌 细 胞 的 方 法 应 用 最 为 广 泛。 TGF-β 信号因子家族包括 TGF-β、Activin、Nodal、BMP 和生长分 化因子（ GDF） 等，此信号家族在干细胞的干性维持、增殖和干细 胞向各个细胞系分化方面都具有重要的影响。在小鼠胚胎干细 胞分化过程中加入外源性的 Activin A 及 BMP4，可促进以 Flk1 + 及 PdgfR-α + 为特征的心肌前体细胞的生成。此外，在心肌前 体细胞向心肌细胞分化过程中，外源性 Activin A 及 BMP4 亦可 起到促进心肌肌钙蛋白 T（ cardiac troponin T，cTnT） 阳性心肌细 胞的生成比例，其比例最高可超过 65% 。应用类似的方法，Keller 等发现 Activin A 和 BMP4 的组合同样可以高效率地促进人 类 ESC 和 iPSC 向 cTnT + 的心肌细胞定向分化。Keller 小组研究 显示 BMP / Activin 等 TGF-β 家族信号可促进小鼠和人 ESC 及 iPSC 向心肌细胞的定向分化。在分化过程中加入适当浓度的 BMP 和 Activin，诱导生成的 Flk-1 + PdgfR-α + 心肌前体细胞和进 一步分化生成的 cTnT + 心肌细胞获得率可大幅提高，ESC 可提 高至 67% ，而 iPSC 可提高至 65% 。但有报道指出 ESC 及 iPSC 分化所得心肌细胞功能上不够成熟，其在电生理、钙摄取、电冲 动产生、收缩蛋白的表达及肌纤维结构上成熟程度类似于人类 胎儿的心肌细胞。因此研究者对于如何促进干细胞分化所得心 肌细胞成熟度做出了许多尝试，其中各种小分子化学物质取得 了比较乐观的进展。 除了各种生长因 子 外，还 有 许 多 小 分 子 物 质 也 可 促 进 干 细 胞向心肌细胞的分化，这些物质已报道的包括 cardiogenols［13］， 抗坏 血 酸 （ ascorbic acid，AA ） ［14］，isoxazolyl-serines［15］，磺 酰 腙 （ sulfonylhydrazones，SHZ） ［16］ 和 二 甲 基 亚 砜 （ DMSO） 。 ［17］ 其 中 DMSO 是比较早地应用到促干细胞分化为心肌细胞的小分子化 学物质［18］。目前对于 DMSO 促进分化的机制尚不甚明了，但有 研究者注意到在 DMSO 诱导分化时，细胞质内 Ca2 + 会出现大幅 度提升，因此提出 Ca2 + 的代谢或者 Ca2 + 介导的某些传导通路导 致了诱导作 用 发 生。而 AA 和 SHZ 的 促 分 化 机 制 较 为 明 确， Quattrocelli 等［19］在报道中指出 SHZ 可以在分化早期和晚期增
心肌再生途径的研究
心肌再生途径的研究心肌再生是指心肌细胞被损坏或死亡后，通过一系列生物学过程重新生长和复原的过程。
心肌再生的研究是近年来心血管领域的一个热门研究方向，其最终目的是为治疗心脏疾病提供新的治疗方法。
本文将从心肌再生的基本原理、研究进展以及未来方向等方面进行探讨，希望能够对读者有所启发和帮助。
一、心肌再生的基本原理心脏是人体最重要的器官之一，起着泵血的重要作用。
由于心脏病、心肌梗死等因素的影响，心肌细胞往往会发生损伤或死亡。
传统观念认为，心肌细胞一旦死亡就不会再生，因此一旦心肌发生损伤，就会留下永久性的疤痕，严重影响心脏功能。
近年来的研究发现，心肌细胞并非完全不能再生，而是存在一定程度的再生能力。
心肌再生的基本原理是通过诱导和促进心肌细胞的再生和修复，使受损的心肌恢复正常功能。
在这个过程中，干细胞、心肌细胞增殖、外源细胞移植等机制都可能发挥作用。
干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，可以分化为各种类型的细胞，包括心肌细胞，因此被认为是一种潜在的治疗手段。
一些研究也表明，心肌细胞本身也具有一定的增殖能力，能够在受损后进行再生。
外源细胞移植、生长因子的作用等也可能参与其中。
二、心肌再生的研究进展1. 干细胞治疗干细胞治疗是目前心肌再生研究的一个重要方向。
干细胞可以来源于自体或异体，最常见的来源包括骨髓、脐带血、胎盘等。
通过将干细胞注入到受损的心肌组织中，可以诱导这些细胞分化为心肌细胞并进行修复。
多项临床研究表明，干细胞治疗可以改善心脏功能，减少心肌梗死后的疤痕面积，从而提高患者的生存率和生活质量。
干细胞治疗也面临着一些挑战，例如细胞来源的选择、干细胞的稳定性和安全性等问题，这些问题需要进一步的研究和解决。
2. 心肌细胞增殖除了干细胞治疗外，一些研究也表明，心肌细胞本身具有一定的增殖能力。
通过激活一些特定的信号通路，可以促进心肌细胞的增殖和再生。
一些生长因子和透明质酸等物质被发现可以促进心肌细胞的增殖和修复，从而改善心脏功能。
干细胞技术的原理应用
干细胞技术的原理应用概述干细胞技术是一种重要的生物医学技术，它利用干细胞的自我更新和多向分化能力，可以用于疾病治疗、组织工程和再生医学等领域。
本文将介绍干细胞技术的原理和一些应用案例。
干细胞的原理干细胞是具有自我更新和多向分化能力的细胞。
它可以长时间保持未分化状态并自我复制，同时又可以分化成多种类型的细胞，如肌肉细胞、神经细胞等。
干细胞可以来源于胚胎、成体组织以及诱导分化等途径。
干细胞的自我更新能力是指其可以不断自我复制，保持一定数量和质量的干细胞群体。
通过控制自我更新能力，可以获得大量的干细胞，为后续的应用提供充足的细胞资源。
干细胞的多向分化能力是指其可以分化成多种不同的细胞类型。
通过调控分化能力，可以指导干细胞向特定的细胞类型转变，从而应用于不同的治疗和研究领域。
干细胞技术的应用疾病治疗干细胞技术在疾病治疗中具有广泛的应用前景。
通过将干细胞转化为特定的细胞类型，可以替代受损细胞或组织，实现疾病的治疗和修复。
以下是一些干细胞疾病治疗的应用案例：•心脏病治疗：干细胞可以分化成心肌细胞，用于治疗心脏病。
通过将干细胞注射到受损心脏区域，可以促进心肌细胞的再生和功能修复。
•神经系统疾病治疗：干细胞可以分化为神经细胞，用于治疗帕金森病、脑卒中等神经系统疾病。
将干细胞移植到受损的脑组织中，可以促进神经细胞的再生和功能恢复。
•免疫系统疾病治疗：干细胞可以分化为免疫细胞，用于治疗自身免疫性疾病如类风湿性关节炎、红斑狼疮等。
通过调控干细胞的分化能力，可以恢复免疫系统的平衡和功能。
组织工程干细胞技术在组织工程中也有重要的应用。
通过将干细胞组织培养、分化，并结合生物支架等相关技术，可以构建功能性组织和器官。
以下是一些组织工程应用的案例：•人工皮肤：通过将干细胞培养和分化成角质形成细胞和真皮细胞，再与生物支架结合，可以构建出具有生物学功能的人工皮肤。
•人工心脏瓣膜：利用干细胞分化成心脏瓣膜细胞并结合生物支架，可以构建出具有生物学功能的人工心脏瓣膜，用于替代患者受损的心脏瓣膜。
细胞治疗的原理和具体应用
细胞治疗的原理和具体应用原理细胞治疗是一种利用人体自身的细胞来治疗疾病的方法。
它基于以下几个原理：1.细胞移植：细胞治疗主要通过将健康的细胞移植到受损组织或器官中，以修复或替代受损细胞，从而恢复其功能。
2.干细胞转化：干细胞是具有自我复制和分化能力的特殊细胞。
细胞治疗中，干细胞经过适当的诱导和培养，可以转化为特定类型的细胞，如心肌细胞、神经细胞等，用于治疗相应的疾病。
3.基因编辑：基因编辑技术如CRISPR/Cas9的出现，使得对细胞的基因进行精确的修饰成为可能。
通过编辑细胞的基因，可以使其具有特定的功能或特性，以应用于治疗特定的疾病。
具体应用细胞治疗已经在多个领域展现了广泛的应用前景。
以下列出了一些细胞治疗的具体应用：1.造血干细胞移植：这是最常见的细胞治疗应用之一。
造血干细胞移植用于治疗各种血液系统疾病，如白血病、淋巴瘤等。
患者会接受高剂量的化疗或放疗来杀死异常的造血细胞，然后将健康的造血干细胞移植到患者体内，以恢复正常的造血功能。
2.心肌细胞移植：心肌细胞移植用于治疗心脏病，尤其是心肌梗死后的心肌损伤。
通过将健康的心肌细胞移植到患者的受损心肌区域，可以促进心肌再生和修复，以改善心脏功能。
3.神经干细胞移植：神经干细胞移植用于治疗神经系统疾病，如帕金森病和脊髓损伤。
移植的神经干细胞可以分化为神经细胞，并在受损区域重建神经连接，以促进受损组织的修复和功能恢复。
4.基因编辑细胞治疗：基因编辑技术的发展为细胞治疗提供了新的思路。
通过编辑细胞的基因，可以使其具有特定的功能或特性。
例如，通过CRISPR/Cas9技术编辑T细胞的基因，可以使其具有更强的抗肿瘤能力，从而应用于癌症的治疗。
5.局部细胞移植：除了以上几种常见的应用外，细胞治疗还可以在其他领域中发挥作用。
例如，将角膜细胞移植到角膜表面以治疗眼部疾病，将皮肤细胞移植到烧伤患者的创面以促进创面愈合等。
结论细胞治疗作为一种新兴的治疗方法，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
细胞分裂和心脏病研究 心肌细胞再生的挑战
细胞分裂和心脏病研究心肌细胞再生的挑战细胞分裂是生物体内许多重要生命过程的基础，其中包括心肌细胞再生。
心脏病作为当今世界的一个严重健康问题，已成为导致全球死亡率上升的主要原因之一。
因此，研究心肌细胞再生的挑战变得格外重要。
本文将探讨细胞分裂和心脏病研究中心肌细胞再生的挑战，并分析当前面临的问题和可能的解决方案。
1. 细胞分裂过程的基本原理细胞分裂是细胞生物学中重要的研究领域，它指的是一个母细胞分裂为两个或更多子细胞的过程。
细胞分裂主要涉及两个主要阶段：有丝分裂和无丝分裂。
有丝分裂包括纺锤体的形成、染色体的复制和分离，以及细胞质分离。
无丝分裂指的是细胞的质体直接分裂为两个子细胞。
2. 心肌细胞再生的挑战在过去的几十年里，人们一直试图寻找一种方法来实现心肌细胞的再生。
心肌细胞因其有限的再生能力而使这一任务变得非常具有挑战性。
在心肌梗死等病理情况下，心肌细胞死亡导致心肌组织的永久损失，且无法恢复。
因此，为了改善心脏疾病的治疗效果，寻找新的途径来增加心肌细胞再生变得至关重要。
3. 细胞分裂促进心肌细胞再生的策略目前，研究人员已经开展了许多实验和研究，以寻找促进心肌细胞再生的策略。
其中一种方法是通过激活体内的干细胞来实现心肌细胞再生。
干细胞具有很强的分化能力，可以转化为心肌细胞并进行再生。
另一个策略涉及通过调整细胞周期来促进心肌细胞的分裂。
这些策略可能涉及特定的细胞因子、基因调控以及药物干预等。
4. 当前面临的问题和未来的发展方向在心肌细胞再生的研究中，仍面临着一些问题和挑战。
首先，心肌细胞再生的效率仍然相对较低，需要进一步提高。
其次，如何控制生成的新心肌细胞与已有的心肌组织之间的功能整合也是一个重要问题。
此外，了解心脏病发生和发展的分子机制，以及进一步研究治疗心脏病的先进技术和药物，也是未来研究的重点方向。
综上所述，细胞分裂和心脏病研究中心肌细胞再生的挑战是一个重要的课题。
尽管目前仍面临一些问题和困难，但随着科技的发展和不断的研究努力，相信在不久的将来，我们将能够找到有效的途径来实现心肌细胞的再生，并为治疗心脏病提供更好的解决方案。
干细胞定向分化为心肌细胞及中药干预的研究近况
１ 干 细胞 定 向分 化 为 心 肌 细 胞 的研 究
干细胞 可 分 为 胚 胎 干 细 胞 （ Ｓ Ｅ Ｃ）和 骨 髓 干 细 胞 （ Ｓ ｓ 两 大 类 ， 者 又 包 括 造 血 干 细 胞 （ ｅ ｔｐ ｔ ｔ Ｈ Ｃ） 后 ｈｍａ ｉ ｉ ｓ ｍ ｏ ｅｃ ｅ ｃｌ Ｈ Ｃ 和 间 充 质 于 细 胞 （ ｅｅｃｙ ａ ｓ ｍ ｃｌ ＭＳ ） ｅ ，Ｓ ） ｌ ｍ ｓｎｈｍ ｌ ｔ ｅ ， Ｃ 。 ｅ ｌ
此， 及时有效地提高心 肌缺血 区 内心 肌细胞 数量是 挽救心
肌缺血患者的有效措施 。而近年来 介入 治疗 、 物 治疗都 药
不能使坏死的心肌细胞再 生 ， 心脏移 植等治疗 技术 又受 到 经费和供体来源有限 、 免疫排斥 及移植 后心 脏存活 率低 等
因 素 的 限 制 。通 过 骨 髓 干 细 胞 心 肌 移 植 术 ， 加 有 功 能 的 增 心肌细胞数 目， 能是 心肌 梗死 治疗 的最理 想方 法之 一 。 可 同 时 有 研 究 表 明 利 用 治 疗 缺 血 性 心 脏 病 的有 效 中药 可 能会
・
８ ９６ ・
浙江临床医学 ２ ｌ Ｏ Ｏ年 ８月第 １ ２卷第 ８期
干 细 胞定 向 分化 为 心 肌细 胞 及 中 药干 预 的研 究 近 况
汪丽芳
干细胞是一种具有无限 自我复制能力和 向多种细胞分 化潜能的细胞 ， 主要包括胚胎干细胞和骨髓干细胞 ， 近几年 来 将干细胞 定向分化的心肌细胞或心肌样细胞移植治疗心
作用 ， 使更多的骨髓干细胞 向机体需要 的部位迁移 ， 参与组
织 和 细胞 的新 生 ， 而 达 到 治 疗 疾 病 的 目的 Ｊ成 为 不 同于 从 ， 内科 传 统 药物 治疗 、 血 管 介 入 治 疗 或 外 科 手 术 治 疗 的 一 心
心肌梗死后心肌细胞再生与修复机制研究
心肌梗死后心肌细胞再生与修复机制研究心肌梗死是由于冠状动脉狭窄或闭塞，导致心肌缺血、缺氧、坏死等病理变化的一种严重心血管疾病。
虽然目前有心肌梗死的诊疗方法和药物治疗，但心肌细胞的再生和修复机制仍然是一个研究热点。
本篇文章将对当前心肌梗死后心肌细胞再生与修复机制的研究进展进行阐述。
1.心肌细胞再生的途径一般来说，心肌细胞具有极低的再生能力，因此心肌梗死后的心肌细胞再生往往依赖于其他类型的细胞进行分化。
目前已知的心肌细胞再生途径主要有以下几种：1.1.心肌干细胞再生心肌干细胞是一类静止在心脏中的未分化细胞，其具有分化成心肌细胞的潜能。
因此，在心肌细胞损伤的情况下，心肌干细胞可以通过分化为心肌细胞来修复心肌。
研究表明，心肌干细胞在心肌再生中的作用比较有限，其数量和细胞增殖能力都十分有限，这也限制了其在临床上的应用。
1.2.骨髓干细胞移植骨髓干细胞是具有分化为不同细胞类型的潜能的一类细胞。
研究表明，通过骨髓干细胞移植可以促进梗死区域的再生和修复，因为骨髓干细胞可以分化为心肌细胞、内皮细胞等，并产生细胞因子促进养分供应和心肌细胞增殖。
1.3.心包、脾等组织移植除了骨髓干细胞外，我们还可以利用其他组织，如心包、脾等的移植来促进心肌细胞的再生。
通过这种途径，不仅可以实现心肌细胞的再生，还可以提高心肌细胞的再生效率，同时降低副作用和风险。
2.心肌细胞修复的机制2.1.心肌细胞增殖心肌细胞增殖是维持心脏功能稳定的重要机制，但在成年人中，心肌细胞的增殖速度非常缓慢，随着年龄的增长，增殖能力逐渐减退。
但比较新的研究表明，通过某些因素（如线粒体电位变化、心肌创伤等）可以激活心肌细胞的增殖能力，从而实现心肌细胞的再生。
2.2.细胞因子介导的心肌细胞再生心脏内存在着一种协调细胞再生和修复的细胞因子系统。
在心肌梗死后，心肌细胞会释放一系列细胞因子，如肿瘤坏死因子α等，通过这些细胞因子，心肌细胞可以吸引更多的细胞参与去梗死区域进行修复。
心肌细胞分化流程
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在进行心肌细胞分化之前，需要进行充分的准备工作。
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干细胞向心肌细胞转化的途径摘要：心脏是人和脊椎动物身体中最重要的一个器官，心脏病是发病率和死亡率最高的疾病之一，基于细胞的心脏修复给心肌再生提供了一个较好的途径，很多学者应用干细胞进行心脏病治疗和其他组织再生的研究。
关键词：心脏；干细胞：心肌细胞Stem cells to Myocardial cellsAbstract：Heart is and vertebrate one of the most important organ in the body, heart disease is one of the highest morbidity and mortality of disease, heart repair based on cells to myocardial regeneration provides a better way, a lot of stem cells for treatment for heart disease and other scholars study of tissue regeneration.Key words：Cardioid ; Stem cells; Myocardial cell引言心肌梗死和心力衰竭是严重威胁人类健康的疾病，其共同的病理改变是心肌的损伤。
心肌细胞是一种终末分化的细胞，再生能力非常有限; 目前针对心肌梗死和心力衰竭的治疗方法大多仅限于延缓疾病的进展。
因此，患有心肌梗死和心力衰竭的病人无法得到根本的治疗。
而细胞替代治疗作为一种非常有前景的新方法，有望治疗心肌损伤。
胚胎干细胞(ESC) 由于处于未分化状态，具有自我更新和多分化的潜能，在诱导因子的刺激下可分化成为心肌细胞，因此是细胞替代治疗较理想的细胞来源。
1.血管紧张素II对胚胎干细胞向心肌细胞分化的作用胚胎干细胞分化心肌细胞(ESC-CMs) 与成人心肌细胞的结构和功能特性相似［1］，具有收缩功能和表达心肌特异性基因，并且电镜结果显示，其肌纤维与早期心肌细胞相同。
既往研究已经表明，内源性激素和神经递质可能影响干细胞的分化，如u 和k 鸦片受体对胚胎干细胞向神经祖细胞分化是至关重要的［2］，胰岛素可抑制人胚胎干细胞向心肌分化［3］。
本课题组先前的研究［4］表明，小鼠胚胎干细胞诱导分化的心肌细胞表达功能性血管紧张素II1型受体，血管紧张素II 作为AT1R的激动剂，其对心肌分化影响的研究还不清楚。
本研究目的是明确血管紧张素II对心肌分化的影响。
血管紧张素II是肾素-血管紧张素系统的主要活性肽。
血管紧张素II主要通过AT1R发挥其主要生理和病理作用，如血管收缩，炎症反应，细胞增殖等。
近来有研究［5］报道，AT1R 在心脏功能失调中发挥重要的作用。
另外AT1R 缺陷小鼠心脏萎缩，血压偏低，表明了AT1R在心血管系统发育中发挥重要的作用［6］。
近来有研究发现，血管紧张素II参与干细胞或前体细胞的分化，Ishizuka 等［7］报道了血管紧张素II通过AT1R 促进诱导的多潜能干细胞分化为中胚层前体细胞。
然而，血管紧张素II是否在心肌细胞的分化中发挥作用还不清楚。
另外，由于AT1R 阻滞剂洛沙坦在临床上常用于治疗心梗，考虑到干细胞在心肌损伤治疗中的临床应用潜能，有必要明确血管紧张素!对干细胞向心肌细胞分化的影响，为将来的临床应用提供一定的线索。
研究证实，AT1R 在间充质干细胞以及胰腺干细胞的分化中发挥一定的作用［8-9］不少研究也表明，AT1R在心脏系统的发育中发挥重要的作用［5，6，10］。
然而，AT1R 在胚胎干细胞向心肌分化中作用还不清楚。
由于胚胎干细胞具有自我更新和多分化的潜能，在诱导因子的刺激下可分化为心肌细胞，是细胞替代治疗理想的种子细胞。
另外，AT1R阻滞剂洛沙坦在临床上广泛应用于治疗心梗。
因此，研究AT1R 在胚胎干细胞向心肌细胞分化中作用具有非常重要的意义。
从我们的结果来看，激活AT1R 可能有利于心肌细胞的分化，而阻断AT1R会部分阻碍这种有利的作用。
总之，我们通过工具药激动或抑制AT1R，第一次证实了AT1R激动剂AII能够促进心肌分化，抑制AT1R可部分阻碍这种作用。
本研究为将来干细胞应用到临床时药物的使用提供了一定的参考依据。
2.Smad信号通路在骨髓源性心肌干细胞向心肌分化中的作用Smad信号通路在BMP_2诱导MCSCs向心肌分化中发挥重要的介导作用。
MCSCs是从成年鼠骨髓中筛选的已提交心肌谱系的多能干细胞，在体外诱导条件下或者在体内特定的微环境中，MCSCs可以分化为心肌细胞和再生血管[15]。
近来研究显示，BMP_2在胚胎心脏的发生以及干细胞向心肌分化方面发挥重要作用。
本实验和我们先前实验的结果证实，BMP_2可将MCSCs诱导分化为心肌。
诱导后的细胞在形态上发生了明显改变，细胞相互连接形成肌管，细胞内早期转录因子Nkx215、GATA_4的表达增强，并表达心肌特异性基因cTnT、Cx43，表现出成熟心肌细胞的特性[13]。
然而，对于BMP_2诱导成体干细胞向心肌分化的机制尚不清楚。
在胚胎干细胞研究方面，有人提出BMP_2可能通过Smad信号通路诱导胚胎干细胞向心肌分化[8]。
目前已知，特异性转导BMP_2受体信号的Smad包括Smad1、Smad5和Smad8[16]。
我们先前的研究发现，MCSCs表达BMP_2的Ñ型和Ò型受体，BMP_2可上调此两型受体的表达，故提出BMP_2通过其受体发挥诱导作用[13]。
BMP_2通过与Ò型受体结合使Ñ型受体激活，从而使下游信号分子Smad的C端末两个丝氨酸发生磷酸化，由此启动Smad信号通路[10]。
Smad转导BMP_2受体信号，通过促进多种心肌早期转录因子的表达使干细胞向心肌分化[11]。
早期心肌转录因子Nkx215和GATA_4均为Smad蛋白的下游靶基因[11]。
然而，对于BMP_2诱导MCSCs向心肌分化的受体下游信号转导机制目前还不清楚。
本实验应用特异性识别p_Smad1P5P8的两个磷酸化位点(ser463和ser465)的抗体，观察到BMP_2在短时间内激活Smad1P5P8。
磷酸化后的Smad1/5/8向细胞核内转移，1 h后几乎全部进入细胞核。
Smad的磷酸化和核转位发生在相同时间段内。
用SB203580抑制Smad的磷酸化后，Smad的核转位也被抑制。
由此可见，Smad向核内转移依赖于Smad磷酸化过程。
另外，本实验观察到，抑制Smad信号后，BMP_2诱导细胞GATA_4和cTnTmRNA的表达明显降低。
我们首次发现，BMP_2主要通过Smad信号通路的介导作用促进MCSCs的心肌早期转录因子和心肌特异性基因的表达。
结合以前的研究结果，我们提出BMP_2诱导MCSCs向心肌分化的可能机制为，BMP_2与MCSCs胞膜上的Ò型受体结合，使Ñ型受体激活，引起下游Smad1/5/8与受体的胞内段结合，并发生磷酸化。
磷酸化的Smad1/5/8与Smad4结合形成复合体，进入核内，直接与DNA结合或与其他转录调节因子相互作用，从而上调Nkx215、GATA_4及cTnT等的表达，最终使MCSCs向心肌定向分化。
在BMP_2诱导MCSCs向心肌分化中，Smad的磷酸化和向细胞核转位是Smad信号转导通路发挥作用的重要环节。
在BMP_2诱导干细胞向心肌细胞分化方面，除Smad 通路外还存在其他信号通路。
Lee等[14]在心肌祖细胞系P19CL6的定向分化研究中发现，BMP_2能够激活PI_3K通路，进而增强心肌转录因子MEF2A和收缩蛋白MHC的表达。
阻断PI_3K后，心肌终末分化被抑制。
p38MAPK能增强心肌转录因子MEF2C的转录活性，还能提高AP_1的表达和它的DNA结合活性，从而促进Nkx215的表达，促使P19细胞向心肌分化[12]。
Smad通路和PI_3K通路之间、Smad通路与p38MAPK通路之间均存在相互交联[13，14]。
本实验观察到，与诱导前相比，用SB203580抑制MCSCs的Smad磷酸化后GATA_4和cTnTmRNA的表达减少，但并未完全消失。
在BMP_2诱导MCSCs向心肌分化中，除Smad信号通路外是否还有其他信号通路参与，有待于进一步研究。
心肌梗死时，局部病变组织释放BMP_2增多[15]，骨髓中的MCSCs被动员入血液循环，迁移至心肌梗死区。
在BMP_2的诱导作用下，MCSCs分化为成熟的心肌细胞，从而修复坏死心肌。
深入研究Smad信号通路在BMP_2诱导MCSCs向心肌分化中的作用，对于阐明心肌坏死后心肌修复的病理机制具有重要意义。
MCSCs 具有心肌特异性分化潜能[12-15]，依据Smad信号转导机制，在体外用BMP_2将MCSCs预处理后进行自体干细胞移植，或在MCSCs移植的同时注射BMP_2，对于心肌梗死的治疗可能具有良好的临床应用前景。
3.人胚胎干细胞向心肌细胞定向诱导分化干细胞可以直接填充和修复受损的心肌，细胞移植是一个潜在可行的治疗心肌损伤的方法[17]。
尽管一些自体干细胞，如骨髓干细胞或骨骼肌细胞，在免疫原性和伦理问题方面具有优势，但成体干细胞非常少且很难分离。
胚胎干细胞(ESC)因具有无限增殖和多向分化的能力，被认为是细胞移植治疗心肌损伤最有希望的细胞来源。
目前为止，一些研究表明，人类胚胎干细胞衍生的心肌细胞能移植到动物模型的心脏可与受体心肌整合[17，18]人类胚胎干细胞分化为心肌细胞的基本方法[19-20]一般为两种: 一种是用内脏内胚层样(endoderm-like cell line，END-2)与人类胚胎干细胞共同培养[21-13]但这种方法因为动物产品引入可能会增加潜在外来病原污染。
Kehat 等人[22]首次报道了通过拟胚体形成方法，以避免动物源细胞，但这种方法也需要在培养体系中加入牛血清[21，25]。
此外，一些试剂已被证实可以诱导或改善小鼠胚胎干细胞或骨髓基质干细胞向心肌细胞分化，如二甲基亚砜(dimethylsulfoxide，DMSO) 、视黄酸(retinoic acid，RA)[30]、骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic pro-tein-2，BMP-2)[14，17，18]，但结果不一致。
Takahashi 等人[22]仔细筛选了880 种化合物，发现抗坏血酸(ascorbicacid)是唯一可以增加从小鼠胚胎或骨髓基质干细胞分化心肌细胞数目的试剂。
研究旨在揭示牛血清添加在人胚胎干细胞向心肌细胞分化中是否必要。
筛选和比较了 3 个因素(维生素C(ascorbic acid，AA)，DMSO，5-氮杂2′-脱氧胞苷(5-Aza-2′-deoxycytidine，5-aza-dC))在促进心肌分化中的潜能。