骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs),是存在于骨髓中除造血干细胞外的另一种干细胞,能够自我复制、自我更新并具有多向分化潜能。它来源于中胚层未分化的间质细胞,呈长梭形,可在特定条件下分化成多种类型的结缔组织细胞,如骨细胞、软骨细胞、心肌细胞、脂肪细胞等。近年来,MSC成为研究热点主要归功于它在治疗心肌梗死等心血管疾病领域的移植应用。大量实验表明,骨髓间充质干细胞可以在一定条件下被诱导分化为心肌样细胞,用于移植到心肌梗死的区域。在关于MSCs多向分化潜能的研究中,MSCs向骨、软骨、脂肪等组织的体内外分化技术已相当成熟,甚至已作为MSCs培养鉴定的可公认的手段,但对MSCs体外向心肌细胞方向分化及钙离子对其分化的影响的研究并不多,川芎嗪对分化过程的干预机制尚无报道。目的:本实验旨在研究MSCs向心肌样细胞分化过程中钙离子的作用机制以及川芎嗪的干预作用。方法:通过在MSCs培养体系中加入5-氮胞苷、心肌细胞培养上清液和缺血缺氧复氧心肌细胞上清液三种方式,体外模拟心肌微环境,研究钙离子在不同心肌微环境中MSCs向心肌样细胞分化过程中的作用机制,以及川芎嗪在此过程中发挥的作用。结果:①成功建立了SD大鼠MSCs分离培养、鉴定、纯化及扩增的标准化实验技术;P5代内MSCs生长状态良好并保持未分化状态,可以作为后续实验工作的细胞来源。②成功建立了SD大鼠乳鼠心肌细胞分离培养的方法,以及缺血缺氧心肌细胞的造模方法。③钙离子作为第二信使,在MSCs向心肌样细胞分化过程中起到重要作用,在一定程度上与MSCs的分化程度具有相关性。而外钙内流和内钙释放两种机制在MSCs分化为心肌样细胞的过程中所起到的作用还不能确定,仍需进一步研究。④川芎嗪作为具有心脏保护功能的一味中药单体,临床多用于心血管系统疾病的治疗,在MSCs向心肌样细胞分化过程中也发挥了重要作用。关于川芎嗪在MSCs分化方面的研究,目前尚无文献报道。我们研究发现,川芎嗪作为钙通道拮抗剂,在MSCs分化过程中却有令胞内钙离子浓度升高的作用,尤其是高剂量川芎嗪,这提示我们川芎嗪在MSCs分化过程中有更加复杂的作用机制,而非简单的阻断钙内流,值得我们更加深入的研究。结论:钙离子在MSCs分化过程中具有重要作用,川芎嗪在MSCs诱导分化过程中与诱导剂有良好的协同作用。本实验在体外模拟心肌微环境诱导MSCs向心肌样细胞分化方面进行了有益的探索和研究,探讨了钙离子在MSCs分化过程中的作用机制以及川芎嗪在此过程中发挥的重要作用,为今后临床更好的应用MSCs移植治疗心血管系统疾病,以及为后续相关动物体内实验提供了理论基础和实验依据。