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目的：本研究致力于探究在动脉粥样硬化中,小鼠骨髓来源的间充质干细胞如何分化为平滑肌细胞的机制。方法：我们分离了小鼠骨髓来源的间充质干细胞,并将其培养在动脉粥样硬化斑块来源的平滑肌细胞的条件培养基中。在培养前后的不同时间点中,分析了平滑肌细胞条件培养基中的生长因子浓度变化,并检测间充质干细胞向平滑肌分化能力的变化。接着,携带有绿色荧光蛋白的小鼠间充质干细胞经过尾静脉注射移植给脂蛋白E缺乏的基因修饰小鼠,在连续喂养了12周的高脂饮食之后,活体内间充质干细胞的分化能力经过检测。结果：小鼠间充质干细胞在斑块来源的平滑肌细胞条件培养基中培养后,肝细胞生长因子随着时间的延长在间充质干细胞的培养基中累积,骨髓来源间充质干细胞的肝细胞生长因了表面受体表达增加。同时,在骨髓来源的间充质干细胞内,各种平滑肌细胞特异性标志也随之增加,间充质干细胞呈现出平滑肌细胞特有的生长形态“峰-谷征”。采用电子投射显微镜观察后,间充质干细胞胞浆中出现了肌丝和密体。移植到载脂蛋白E缺乏的基因修饰小鼠体内的携带有绿色荧光蛋白的骨髓间充质干细胞加重了主动脉动脉粥样硬化斑块和炎症的发展。同时,在与对照组相比,在移植有间充质干细胞的小鼠体内,主动脉肝细胞生长因了表面受体和平滑肌细胞的早期特异性标志的表达明显增强,主动脉肝细胞生长因子表达增加,但是平滑肌细胞晚期表面标志的表达没有明显变化。而且,骨髓来源的间充质干细胞在含有肝细胞表面生长因子阻断抗体的条件培养基中不能分化为平滑肌细胞。结论：局部的平滑肌细胞分泌的肝细胞生长因子对于归巢的骨髓来源间充质干细胞向平滑肌细胞的分化起到重要的作用。先天免疫反应是引起短暂缺血后的心肌炎症的最主要诱因,并有可能促进心肌的损伤。但是引起先天免疫反应的机制途径尚未清楚。本研究组过去的研究结果发现短暂的心肌缺血可以激活白介素-1受体相关激酶-1(interleukine-1 receptor-associated kinase-1, IRAK-1)。IRAK-1是Toll样受体和白介素-1通路中的关键激酶。本项研究证明了心肌缺血可能通过应激性蛋白如热休克蛋白和Toll样受体激活IRAK-1。首先,我们将野生型(Wild type, WT)小鼠和各种基因修饰小鼠,如Toll样受体-4缺陷小鼠、Toll样受体-2敲除小鼠、Trif敲除小鼠、MyD88敲除小鼠进行冠状动脉结扎术。30分钟后,在野生型小鼠、Toll样受体-2敲除小鼠和Trif敲除小鼠的心肌中发现了IRAK-1的活化,但是在Toll样受体-4缺陷小鼠、MyD88敲除小鼠的心肌中没有发现IRAK-1的活化。其次,在经过了30分钟心肌缺血的野生型小鼠的血清中和离体心脏灌流液中,我们发现热休克蛋白-60(Heat shock protein-60, HSP60)显著升高。在体外实验中,重组HSP60蛋白可以在野生型小鼠、Toll样受体-2敲除小鼠和Trif敲除小鼠的细胞中激活IRAK-1,但是在Toll样受体-4缺陷小鼠、MyD88敲除小鼠的细胞中却没有同样的作用。心肌缺血和重组HSP60引起的IRAK-1的激活均能够被HSP60的抗体所阻断。再次,在有血清存在的情况下,重组HSP60蛋白能够在心肌细胞中激活凋亡途径的关键激酶如caspase-3, caspase-8,但不能激活caspsae-9。携带有失活(dominant-negative,DN)的Fas相关死亡域蛋白(Fas-associated death domain protein, FADD)腺病毒和caspase-8特异性抑制剂均可阻断重组HSP60蛋白引起的caspase-8的活化。最后,携带有野生型IRAK-1的基因表达可以在心肌细胞中引起心肌细胞的凋亡,重组的HSP60蛋白能够协助IRAK-1引起的心肌细胞凋亡。总而言之,本研究证明了在心肌短暂缺血后,释放的HSP60蛋白可以经Toll样受体-4-MyD88途径激活心肌中的IRAK-1通路,同时HSP60蛋白可以经由死亡受体途径引起心肌细胞的凋亡。