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背景骨髓源干细胞(Bone marrow-derived stem cells,BMSCs)因其快速自我更新、多向分化、免疫调节、易于获取等优点广泛用于基础研究和临床应用。心肌损伤时,心脏成纤维细胞(Cardiac fibroblasts,CFs)的代偿增生易致心室重塑、瘢痕形成、舒张功能不全等并发症,目前骨髓源干细胞移植成为心肌损伤时细胞疗法的主要种子细胞,BMSCs与CFs作为心肌损伤时主要修复细胞,两者表面标记表达、分化能力有何差异,目前尚无文献报道。目的探讨BMSCs和CFs的Nanog、Sox2、Oct4、Sca-1、C-Kit等表面标记的表达和多向分化潜能的差异,为CFs的基础研究和临床应用提供实验依据和理论参考。方法1.复苏大鼠BMSCs,培养传代;取新生0～3天大鼠心脏,分离培养心脏成纤维细胞。细胞培养至第3代,利用免疫荧光染色检测BMSCs表面标记CD29、CD44、CD45和CD73的表达,检测CFs表面Vimentin、DDR2的表达。2.大鼠BMSCs和CFs培养至第3代,利用免疫荧光染色、免疫组织化学染色和 Western blotting 技术检测细胞 Nanog、Sox2、Oct4、Sca-1、C-Kit 的表达。3.P3 BMSCs和P3 CFs接种至96孔板,利用MTT染色检测比较BMSCs和CFs的生长曲线。4.分别将P3 BMSCs和P3 CFs接种至24孔板,成脂诱导液诱导细胞7～9天,油红0染色检测其分化情况;成骨诱导液诱导21天,茜素红染色检测其分化能力;成心肌诱导液诱导21天,免疫荧光检测其分化能力。结果1.大鼠BMSCs贴壁生长,呈长梭形、圆形、三角形、多角形等,形态多样;大鼠CFs贴壁生长,细胞呈长梭形、圆形等。培养的大鼠BMSCs表达CD29、CD44和CD73,不表达CD45,培养的大鼠CFs表达Vimentin、DDR2,符合骨髓源间充质干细胞和心肌成纤维细胞特性。2.大鼠 BMSCs 和 CFs 均表达 Nanog、Sox2、Oct4、Sca-1 和 C-Kit;BMSCs 和CFs的Nanog平均光密度分别为0.030±0.006和0.031±0.003;Sox2平均光密度分别为 0.034±0.004 和 0.142±0.017;Oct4 平均光密度分别为 0.074±0.008 和 0.100土0.04;Sca-1平均光密度分别为0.084±0.009和0.366±0.025;C-Kit平均光密度分别为 0.114±0.058 和 0.074±0.004。Western blotting 结果显示 BMSCs 和 CFs 的Nanog相对蛋白水平分别为0.97±0.04和1.07±0.16;Sox2的相对蛋白水平分别为1.69±0.17和2.05±0.37;Oct4 的相对蛋白水平分别为 1.29±0.16和 1.65±0.21;Sca-l的相对蛋白水平分别为1.48±0.11和1.78±0.26;C-Kit的相对蛋白水平分别为1.20±0.23和0.96±0.07。免疫荧光与WB结果一致,BMSCs与CFs的Nanog表达水平一致,而Sox2、Oct4和Sca-1的表达水平低于CFs,C-Kit表达水平高于CFs。3.大鼠BMSCs和CFs在贴壁24h后,2d～4d时,BMSCs的生长速度高于CFs,而在4d～6d时,BMSCs的生长速度下降,细胞量降低,而CFs的生长速度稍降,细胞量继续上升。可见,BMSCs和CFs的生长在不同时间点增殖速度不同。4.大鼠BMSCs和CFs在多向分化诱导后,均有成脂、成骨、成心肌能力,BMSCs的成脂率约18%,CFs的成脂率约7%;BMSCs的成骨率约为23%,CFs的成骨率约为21%;BMSCs的cTnT阳性率约为73%,CFs的cTnT阳性率约为30%。BMSCs和CFs的成脂率、成心肌率差异经统计学分析均显示P<0.05;BMSCs和CFs的成骨率差异经统计学分析显示P>0.05。综上可见BMSCs的成脂和成心肌能力高于CFs,而成骨能力二者无明显差异。结论1.胚胎早期的转录因子在大鼠CFs中表达高于BMSCs,提示CFs更具有干细胞特性。2.大鼠BMSCs和CFs体外培养的快速生长期存在差异,BMSCs早于CFs,而后前者生长曲线下降早于后者。3.大鼠BMSCs和CFs均具有多向分化能力,但BMSCs的成脂、成心肌能力高于CFs,而两者成骨能力无明显差异。