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大量的研究表明,在正常成年人和鼠心脏内含有原始的、未分化的Lin(-) c-kit(+)干细胞,它们分布广泛并维持着心脏内部的稳态,被认为是心脏干细胞(Cardiac stem cell, CSC)。我们以往的研究发现,在大鼠心肌梗死模型中,受损心肌细胞高度表达干细胞因子(stem cell factor, SCF),SCF及其位于CSC表面的受体c-kit构成的SCF/c-kit信号介导了CSC向梗死区的迁移并改善了心功能。在实验过程中,我们试图通过阻断SCF/c-kit的下游信号p38MAPK来阻断CSC的迁移,但出人意料的是,阻断p38 MAPK并未能完全阻断CSC的迁移,提示可能还有其他信号因子发挥了调控CSC迁移的作用。CSC除了表达c-kit之外,还表达另外一个与趋化相关的受体CXCR4。有报道称,CXCR4在没有其配体基质衍生因子1(SDF-1)存在的情况下,仍然可以被其它的受体信号转激活,从而发挥作用。但是SCF/c-kit信号是否能够转激活CXCR4,从而影响细胞的迁移呢?这一点并不清楚。本研究旨在探讨CXCR4转激活在SCF/c-kit诱导的CSC迁移中的作用及机制,论文分为3个部分：第一部分：心脏干细胞的培养分离和鉴定。利用原代组织块培养的技术,从C57BL/6小鼠心脏中分离出c-kit阳性的心脏干细胞,并在体外予以扩增培养。通过流式细胞仪和免疫荧光的检测,CSC为c-kit和CXCR4双阳性细胞,并且长期的体外培养也基本不影响c-kit和CXCR4的表达,说明可以用于后续的实验。另外,分离出的CSC在体外用地塞米松进行诱导培养,CSC可以成功的向心肌细胞、平滑肌细胞和内皮细胞分化,说明CSC具有多向分化的潜能。第二部分：CXCR4的转激活在SCF/c-kit信号诱导的CSC迁移中的作用。首先,我们用SCF刺激CSC,通过Transwell和Western Blotting的方法来观察SCF/c-kit信号激活后对CSC迁移及与迁移相关MAPK信号的影响。然后用CXCR4的siRNA沉默CSC中CXCR4的表达,观察CSC的迁移在沉默CXCR4之后的改变。已只CXCR4激活后可引起起丝氨酸339位点的磷酸化,于是,我们用SCF刺激CSC,观察SCF/c-kit信号是否能够转激活CXCR4,并引起其丝氨酸339位点磷酸化的变化。接下来,我们构建CXCR4丝氨酸339位点缺失突变的模型,研究CXCR4丝氨酸339位点的缺失对SCF/c-kit信号的影响。结果显示：SCF能够诱导CSC的迁移以及增强CXCR4丝氨酸339位点、p38 MAPK和ERK1/2的磷酸化。沉默CXCR4之后后,SCF/c-kit信号引起的CSC的迁移、p38 MAPK及ERK1/2的磷酸化也随之降低。在HEK293细胞系中,CXCR4丝氨酸339位点的缺失也会影响SCF/c-kit信号诱导的细胞迁移。第三部分：G protein-coupled receptor kinase 6(G蛋白受体激酶6,GRK6)调控CXCR4丝氨酸339位点的磷酸化并影响SCF/c-kit信号介导的CSC的迁移。根据报道,GRK6在CXCR4磷酸化的过程中起到了重要的作用,所以我们用GRK6的质粒或siRNA使CSC中GRK6的表达量升高或降低,来观察其在SCF/c-kit信号中是否会影响CXCR4丝氨酸339位点的磷酸化以及细胞的迁移。之后我们在体内进行实验验证,在小鼠的心肌梗死模型中,我们沉默GRK6之后观察CSC向梗死区迁移量的改变。结果显示：沉默GRK6减弱SCF/c-kit诱导的CXCR4丝氨酸的磷酸化、CSC的迁移以及MAPK的激活；而高表达GRK6则是相反的结果。另外,在小鼠心肌梗死模型中,沉默GRK6也影响CSC向梗死区迁移的能力。综上所述,c-kit和CXCR4在CSC中存在信号和功能上的交流。SCF/c-kit信号通过GRK6能够转激活CXCR4,并且诱导其丝氨酸339位点的磷酸化,共同调节CSC的迁移和下游信号MAPK的激活。c-kit和CXCR4这两个受体信号通路都和CSC参与心肌修复有关,它们之间交流都机制为“动员CSC修复受损心脏”提供了治疗策略和理论依据。