目的定向诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞,探究分化过程中细胞的形态变化规律,探讨分化过程中细胞的形态变化与GATA-4和a-MHC表达之间的相关关系。方法在全骨髓贴壁培养法的基础上,在离心管中静置分层,减少掺杂在培养体系中其他种类的细胞。对各代骨髓间充质干细胞进行成骨和成脂多分化潜能检测,以监测并建立稳定的骨髓间充质干细胞系。选用第3代骨髓间充质干细胞,以心肌组织裂解液为条件诱导剂,诱导骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞,免疫细胞化学染色检测诱导后细胞中cTnT和connexin43的表达情况。倒置显微镜下观察诱导过程中细胞的形态变化规律,结合心肌细胞发生过程中细胞形态变化规律,选定分化过程中5个特异形态点做为检测时间点,实时荧光定量PCR检测细胞中GATA-4和a-MHC mRNA的表达情况。结果1、以心肌组织裂解液持续诱导BMSCs,细胞形态发生明显变化,免疫细胞化学染色结果显示,当诱导至细胞呈网织样时,细胞中cTnT和connexin43开始有微量表达,且随着诱导过程的延续,细胞中cTnT和connexin43持续表达。2、通过反复多次的诱导实验,在诱导过程中均可观察到细胞形态规律性的变化：BMSCs由梭形或圆形逐渐变为短杆状；短杆状细胞形成突起并逐渐增多,细胞间以突起互相连接成网织样；短杆状细胞之间的连接不断增多,细胞之间端端相连,聚集生长且排列方向趋于一致,呈典型的“竹节样”；相邻的部分细胞互相融合形成多核肌管样结构。选定以下五个细胞形态：梭形、短杆状、网织样、“竹节样”和肌管样的细胞为诱导过程中的检测点。3、诱导过程5个检测点的细胞实时荧光定量PCR结果显示：诱导前梭形细胞中,GATA-4和a-MHC低表达；短杆状细胞中,GATA-4和a-MHC的表达都有轻微增加；网织样细胞中,GATA-4的表达明显增强达到表达量高峰,a-MHC表达量较短杆状细胞时稳定增加；“竹节样”细胞中,GATA-4持续高表达,a-MHC表达量稳定增加；肌管样细胞中,GATA-4持续高表达,a-MHC表达量明显增加达表达高峰。结论BMSCs分化为心肌细胞过程中,细胞形态变化具有明显的规律特征。随着诱导过程中细胞形态的变化,细胞中心肌相关特异蛋白cTnT和connexin43的表达逐渐发生变化。心肌相关基因GATA-4和a-MH C在分化过程中5个检测点呈现出不同的特点。在BMSCs分化为心肌细胞过程中,细胞的形态变化与GATA-4和a-MHC的表达量变化之间具有一定的对应关系。通过GATA-4和a-MH C的表达量的检测,可初步推断分化过程中细胞所处形态,进而初步评估细胞的分化发育状况。