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目的诱导多功能干细胞（induced pluripotent stem cells,i PSCs）具有分化为心肌细胞（cardiomyocytes,CMs）的潜能,是目前心肌梗死（myocardial infarction,MI）治疗的研究热点,三重融合（triple fusion,TF）报告基因可实现对移植后细胞生物学行为的活体、无创、时空动态监测。在i PSCs诱导分化过程中线粒体起着至关重要的作用,但是目前尚无研究阐明TF报告基因对i PSCs诱导分化心肌细胞线粒体形态与功能的影响。因此,本研究旨在探讨TF报告基因对i PSCs诱导分化心肌细胞线粒体形态与功能的影响作用。方法将诱导多功能干细胞分为两组:i PSCs组和通过同源重组敲入TF报告基因的TF-i PSCs组,且分别诱导分化为心肌细胞:i-CMs组和TF-CMs组。利用γ计数仪、正电子发射断层显像（positron emission tomography,PET）和小动物活体成像仪验证TF报告基因在体外表达情况。运用小动物活体成像仪、18F-FDG和18F-FHBG micro-PET扫描,验证心肌细胞移植一周后TF报告基因在大鼠MI模型体内表达情况。并进一步采用台盼蓝实验、Cy QUANT细胞增殖实验和免疫荧光法检测TF报告基因对i PSCs活力、增殖和分化能力的影响。最后利用活体荧光、透射电子显微镜（transmission electron microscopy,TEM）、荧光定量PCR和MTT实验检测TF报告基因对i PSCs诱导分化心肌细胞线粒体形态和功能的影响。结果TF报告基因表达情况的体外实验表明,γ计数仪和micro-PET结果显示,TF-i PSCs或TF-CMs有放射性信号摄取而i PSCs或i-CMs无放射性信号摄取;且TF-i PSCs细胞数量与生物发光成像（bioluminescence imaging,BLI）信号之间存在显著正相关（R2=0.92）,i PSCs无BLI信号。体内实验证实,细胞移植一周后小动物活体成像仪和micro-PET结果显示TF-CMs在心脏内定植、存活。因此这些结果表明TF报告基因可在体内、体外稳定表达。进一步细胞实验和免疫荧光法发现TF-i PSCs与i PSCs的活力、增殖和分化能力无统计学差异。同时TF-i PSCs与i PSCs在诱导分化为心肌细胞过程中线粒体的形态和数量、线粒体内活性氧（reactive oxygen species,ROS）、线粒体膜电位、线粒体DNA拷贝数和线粒体酶活性无统计学差异。（P<0.05说明有统计学差异）。结论该研究通过构建大鼠心肌梗死模型,将分化的心肌细胞移植入损伤区域,并联合应用多种体内外监测方法证实TF报告基因可实现对移植后心肌细胞在体、无创监测,且不会对i PSCs诱导分化心肌细胞线粒体形态和功能产生影响,从而在线粒体水平证实了TF报告基因应用于干细胞移植后多模态成像的安全性。