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骨髓間充質(zhì)干細胞主要來自于人類的髂前上棘，動物的股骨、脛骨以及胸、腰椎骨。取出的骨髓經(jīng)用淋巴細胞分離液等密度梯度離心后，按適當?shù)拿芏确N植，并給于基本培養(yǎng)基DMEM（低糖﹢10%胎牛血清)。MSCs 能比較容易地貼附到塑料培養(yǎng)瓶上并開始增殖，呈纖維細胞樣表型，約12 到16 天后沒有貼壁的造血干細胞將死亡從而得到相對純化的間充質(zhì)干細胞。MSCs 為一類混合細胞群， 其表面沒有特定的標志物，往往享有同血管內(nèi)皮細胞、上皮細胞以及肌肉細胞相同的表面標志物使鑒別表面標志物的工作變得非常困難，但通常認為那些缺乏CD34、CD45、CD11B 的貼壁細胞代表真正的MSCs，并可以將之用于MSCs 的免疫純化。多向分化潛能是一項重要的生物學特征， 從1960 年來的多項研究證實MSCs 能在體外分化為骨骼、軟骨、脂肪、肌腱細胞，甚至心肌細胞和神經(jīng)細胞。移植入體內(nèi)的干細胞能自動到達體內(nèi)受損的組織，并受到受損組織的微環(huán)境的影響分化為特定的細胞達到修復組織的作用，MSCs 的這些生物學特征使之成為細胞移植和組織再生的理想細胞來源。
2 MSCs 向心肌組織細胞的分化
日本學者TeradaN[8]報道骨髓間充質(zhì)干細胞經(jīng)5-氮胞苷處理后，可表現(xiàn)出相應(yīng)的基因并可調(diào)整分化為可自主搏動的心肌細胞。顯微鏡階段觀察提示MSCs 在未經(jīng)5-氮胞苷處理前呈纖維細胞樣表型，如果不經(jīng)外界的刺激這種表型經(jīng)過傳代也將繼續(xù)保持，5-氮胞苷處理1 周后， 細胞的外形逐漸改變，約30%的細胞逐漸增大成球形外觀或呈棒狀，2 周后形成相鄰的細胞連接，3 周后形成肌管樣結(jié)構(gòu)， 最后1 次5-氮胞苷處理后這種肌管樣結(jié)構(gòu)不會停止分化，而其能保持心肌細胞的外形并至少能搏動8 周以上。電鏡下提示分化了的細胞肌管有典型的心肌細胞條紋和細胞中心胞核位置的肌小節(jié)的蒼白染色。其中最為顯著的是出現(xiàn)具有分泌功能的心房顆粒，集中出現(xiàn)在近核細胞質(zhì)，這些研究證實分化了的細胞具有和心肌細胞相類似的超微結(jié)構(gòu)。對分化了的心肌細胞進行電生理研究表明出現(xiàn)了2 種典型的動作電位： 一種類似竇房結(jié)動作電位，另一種類似心室肌動作電位。類竇房結(jié)動作電位顯示了相對較低的膜電位和較慢的動作電位速度。類心室肌動作電位顯示出相對較長的平臺期，相對較低的膜靜息電位和舒張期緩慢的自動除極，在處理的3~4 周后記錄到的都是類心室肌電位。
研究還表明除了上述使用的刺激外，直接的MSCs－心肌細胞接觸也能導致類似上述變化。Fukuhara等人的研究表明：將心肌細胞和MSCs 共同培養(yǎng)后，MSCs 同樣能分化為心肌細胞表型，表達肌凝蛋白的重鏈β-肌動蛋白、肌鈣蛋白Ⅰ。但是，僅僅將MSCs 培養(yǎng)于類心肌組織的媒介中，分化后的MSCs 僅能表達β-肌動蛋白，證明MSCs 向心肌細胞表型的分化倚賴于心肌微環(huán)境中的信號。此外MSCs 還通過特殊的縫隙連接將MSCs 自身和心肌細胞連接起來， 為MSCs 和心肌細胞之間的信息傳遞提供了良好的基礎(chǔ)。研究還表明：MSCs 除能在心肌組織中分化為心肌細胞外， 還能分化為平滑肌細胞／ 血管外膜細胞和血管內(nèi)皮細胞， 這些細胞在微血管的再生中發(fā)揮重要作用。并得到了免疫組化和病理組織學的證實，逐漸增加的毛細血管密度也在受移植心肌組織中觀察到。除此之外，移植的MSCs 能分泌多種細胞因子如成纖維細胞生長因子,血管內(nèi)皮細胞生長因子，干細胞歸巢因子等。MSCs 還能分泌特殊的生長因子如FGF－2，一種廣泛的有絲分裂蛋白，能促進尚未分化的MSCs 進行分化。從而有效的促進心肌組織的再生。以上這些資料均表明MSCs 能作為移植的理想種子細胞。
3 動物實驗研究
既往已有大量的實驗研究表明在動物模型（羊、豬、猴)移植MSCs 是可行的， 盡管其移植方法不同（直接注射入心肌、經(jīng)冠狀動脈灌注、經(jīng)靜脈途經(jīng)全身灌注)，使用的種子細胞（未純化的骨髓單核細胞、純化的骨髓間充質(zhì)干細胞)和細胞數(shù)量也不盡相同。受體的心肌條件也不一樣，但大多數(shù)研究都認為：在經(jīng)冠狀動脈或者直接向受損心肌組織注入骨髓間充質(zhì)干細胞后，移植的細胞能存活于心肌組織并在心肌組織微環(huán)境中分化，移植的細胞經(jīng)數(shù)周后發(fā)現(xiàn)開始表達心肌細胞特有的標記如α-肌動蛋白、肌鈣蛋白Ⅰ和丙酮酸激酶。移植的細胞還出現(xiàn)肌小節(jié)的肌漿球蛋白重鏈以及細胞-細胞連接。Dick 等人建立豬的心肌梗死模型后將使用鐵熒光離子標記的骨髓間充質(zhì)干細胞直接注入梗死區(qū)域的邊緣，2 周后即發(fā)現(xiàn)生長良好的標記細胞開始表達心肌細胞特有的肌肉蛋白，與對照組相比較，心肌收縮能力明顯得到提高，心室壁的變薄也得到抑制。
在有效性得到證實的基礎(chǔ)上，干細胞移植的安全性同樣得到人們的重視，在上述豬心肌梗死模型的實驗中，作者報道直接向心肌注射104~108 個干細胞是安全的，并沒有發(fā)現(xiàn)有免疫和毒性反應(yīng)。Davani 等人向狗慢性心肌缺血模型心肌中直接注入細胞（1×108 個)，在移植的過程中未發(fā)現(xiàn)有心律失常，心電監(jiān)護未發(fā)現(xiàn)ST－T 改變及病理性Q 波。所有的動物在術(shù)后均未死亡。但Kraitchman 等人的研究卻發(fā)現(xiàn)在向正常狗經(jīng)冠狀動脈移植入干細胞后，有亞急性微灶心肌梗死發(fā)生， 他們認為是因為骨髓間充質(zhì)干細胞體積過大（18μm~20μm)阻塞微血管所致，但由于缺乏對照組，尚難明確心肌梗死的原因是由于細胞抑或是導管的操作或者其它的原因所至醫(yī).學全.在.線網(wǎng)站m.f1411.cn。
