心力衰竭(heart failure,HF)的发病机制是心肌细胞数目减少,而间质细胞主要是成纤维细胞则明显增加,它是多种心脏疾病的终末共同通路;心肌细胞为终末分化性细胞,很少有再生功能。因而设想,使心肌间质成纤维细胞转变成具有收缩功能的类“心肌细胞”,并与自身心肌细胞形成有效的细胞缝隙连接及电-机械偶联,以保持收缩的同步性,最终在功能上取代受损的心肌,从而恢复心脏功能。随着现代分子生物学的发展,尤其是基因工程的开展,人们可以通过基因技术改造细胞的基因组成来改变细胞的生物学特性,从而克服细胞移植中存在的局限性,因此,将细胞移植和基因工程技术这两种方法结合,将为心力衰竭治疗带来新的曙光。成纤维细胞(fibroblast),是结缔组织中最常见的细胞,在各种创伤修复中起重要作用,成纤维细胞中含有全套的基因组DNA,是接受基因转染的物质基础。皮肤成纤维细胞易于获取,又易于在体外生长,对其体外生长规律也有了较全面的认识,通过体外诱导能成为组织工程的种子细胞。Myo基因是胚胎发育过程中肌肉发生的主导调控基因之一,对成肌细胞的发育和分化起决定作用,将MyoD基因转入非肌肉细胞内,能够启动生肌过程;同时,外来MyoD基因的瞬时表达,能够激活内源性基因,促进肌生成。心脏兴奋性传导需要细胞与细胞之间有效电传播,细胞产生兴奋且细胞间通讯连接( gap junction intercellular communication,GJIC)是完成此过程必要生理基础。当这一过程受到影响就会出现心律失常, Cx43是心室肌电偶联的主要间隙连接蛋白,本试验通过表达Cx43基因形成细胞间隙连接蛋白,改善细胞间通讯,使移植细胞与自身心肌细胞形成有效细胞缝隙连接,以保持同步收缩。基于上述原因设计MyoD和Cx43基因转入大鼠真皮成纤维细胞(dermal fibroblasts ,DFs),使其分化为肌细胞,并探讨Myo和Cx43基因转染DFs细胞在治疗心力衰竭中的可行性。本试验采用Gateway技术,构建真核质粒表达载体,利用慢病毒(LV)表达系统,将大鼠MyoD cDNA和Cx43 cDNA转入大鼠真皮成纤维细胞中,经Blasticidin筛选培养,通过RT-PCR ,Western blot及全细胞膜片钳技术等方法检测基因转染后细胞mRNA、蛋白表达及离子电流变化;通过显微镜观察细胞转染后生长情况;免疫组织化学检测骨骼肌肌动蛋白和结蛋白的表达。建立大鼠心力衰竭模型,4周后将转染细胞用5-溴脱氧尿嘧啶核苷(bromodeoxyuridine, BrdU)标记并移植到心衰的大鼠心脏模型中,设对照组观察心功能变化。结果RT-PCR,Western blot检测出MyoD及Cx43蛋白及相应mRNA表达;膜片钳检测到转染后细胞钾﹑钠﹑钙离子电流变化;免疫组织化学方法可见其下游蛋白Desmin及α-actin呈现阳性表达。透射电子显微镜观察到移植细胞分布在宿主心肌移植区中,且各细胞之间形成闰盘(GJIC形成)并有肌管形成;最终MyoD/Cx43-DFs类“心肌细胞”移植可以改善心力衰竭大鼠的心功能。结论MyoD和Cx43基因转染使DFs分化为成肌细胞,基因转染后的DFs自体心肌移植能够在宿主体内生长、增殖,并在一定程度上改善心衰大鼠心肌重构,从而改善心功能,为进一步研究基因联合细胞治疗心力衰竭提供一条新途径。