间充质干细胞是心肌细胞移植材料的潜在来源,化学处理或与心肌细胞共培养可使其分化为心肌细胞。体内的心肌细胞受到节律性心脏搏动所致的循环应变(cyclic strain)作用,那么,循环应变能否促使大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)向心肌细胞分化呢?
中国科学家用一种牵张装置(stretching device)产生作用于rBMSCs的循环应变,并用定量PT-PCR、免疫组织化学和Western blotting检测细胞心肌源性标志物的表达。结果显示适当的循环应变单独作用即可刺激rBMSCs出现心肌源性分化,心肌细胞相关标志物GATA4、β-肌球蛋白重链(β-MHC)、NKx2.5和肌细胞增强因子2c(MEF2c)的mRNA表达上调,心肌肌钙蛋白T(cTnT)、MEF2c和缝隙连接蛋白43(Cx43)的蛋白水平也增高。牵张应力刺激作用的rBMSCs表达心肌细胞相关标志物的水平要高于剪切应力刺激。此外,牵张应力刺激和5-氮杂胞苷共同作用于rBMSCs,心肌细胞相关标志物的表达亦显著提高,提示两者有协同作用。
以上结果表明,循环应变是影响rBMSCs心肌源性分化的一个重要机械刺激物。该实验为研究干细胞分化的机械性刺激提供了新的思路,也为获得更多分化细胞提供了一种新方法。