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目的探讨二氮嗪（DZ）对骨髓源性心肌干细胞（MCSCs）抗氧化应激的作用及其机制,明确自聚肽纳米纤维对MCSCs增殖、存活及向心肌细胞分化的作用,为将新型纳米材料自聚肽应用于临床干细胞移植治疗心肌梗死等缺血性心脏病提供理论和实验依据。方法通过单细胞克隆培养技术、c-kit免疫荧光标记和RT-PCR检测心肌早期转录因子Nkx2.5的表达,从骨髓间充质干细胞中筛选具有心肌特异分化潜能的MCSCs。利用H2O2处理MCSCs造成氧化应激损伤,Annexin V/PI双标记和乳酸脱氢酶（LDH）泄漏实验检测细胞凋亡和膜完整性以及DZ的保护作用。采用免疫染色法进行细胞色素C的定位,RT-PCR和Westernblot检测DZ对细胞HGF、bFGF及VEGF的基因表达和Akt磷酸化水平变化,探讨DZ对细胞保护作用的机制。固相合成新型纳米材料自聚肽,扫描电镜和原子力显微镜下观察自组装后的形态结构。将细胞悬液与等体积1%自聚肽溶液混合后培养1 d时,在扫描电镜和透射电镜下观察自聚肽纳米纤维与细胞的相互关系。通过CCK-8法和AO/EB染色法检测自聚肽纳米纤维对MCSCs增殖和存活的作用。将MCSCs在自聚肽纳米纤维中培养4 wk,用相差显微镜和扫描电镜观察细胞形态变化,采用免疫荧光染色检测cTnT的表达,综合评价自聚肽纳米纤维对MCSCs向心肌细胞分化的作用。建立大鼠急性心肌梗死模型,30 min后,将实验随机分为5组,即对照组、MCSCs移植组、DZ预处理MCSCs移植组、自聚肽承载MCSCs移植组、自聚肽承载DZ预处理MCSCs移植组。细胞移植后4 wk,用M型超声心动图检测心功能恢复状态。取各组心脏作组织切片,进行Masson染色和免疫组织化学染色,利用图像分析检测瘢痕面积、胶原纤维比率和微血管密度。用原位荧光杂交法标记心肌组织中Y染色体阳性移植细胞,并检测其cTnT的表达。结果经DZ预处理后,在氧化应激条件下细胞凋亡率下降,LDH的泄漏减少,与未预处理组比较,差异具有统计学意义。氧化应激损伤引起线粒体内的细胞色素C渗漏到细胞质,经DZ预处理后,未观察到明显的细胞色素C渗漏现象。DZ预处理后细胞内HGF和bFGF mRNA表达显著上调,同时磷酸化Akt表达上调。本实验合成的自聚肽纯度为97.52%。扫描电镜下可见,1%RAD16-Ⅱ多肽溶液在37℃条件下自组装成纳米纤维,并相互交织成网状支架结构,该支架孔径为50～200 nm。原子力显微镜显示,纳米纤维直径约10 nm,长度为100～300nm。体外实验研究显示,用自聚肽承载MCSCs培养1 d后,扫描电镜下可见自聚肽自组装成纳米纤维,在细胞之间形成网状纳米纤维支架。细胞呈长梭形,位于三维纳米纤维支架的网孔中,生长状态良好。在透射电镜观察到,细胞与细胞之间有许多均匀分布的纳米纤维片段,纤维与细胞紧密相接。用CCK-8检测法绘制细胞生长曲线,细胞在自聚肽纳米纤维支架中的增殖能力明显高于对照组,差异有显著性意义。在体外缺血缺氧条件下培养8 h后,自聚肽纳米纤维支架中的细胞凋亡率明显低于对照组,差异具有统计学意义。MCSCs在自聚肽纳米纤维中培养4 wk时,在相差显微镜下可见自聚肽纳米纤维组与对照组细胞相比,形态和排列方式均发生明显改变。扫描电镜显示,呈平行排列柱状细胞之间可见少量纤维碎片,大部分纳米纤维已降解。免疫荧光细胞化学染色显示,自聚肽纳米纤维组细胞的cTnT表达明显强于对照组。心肌梗死模型大鼠在细胞移植4 wk检测结果显示,DZ预处理MCSCs移植组的大鼠心功能恢复、心肌瘢痕面积减小和Y染色体阳性细胞数都优于MCSCs移植组,差异有显著性意义。与预处理MCSCs移植组相比,自聚肽承载细胞移植组大鼠的心功能指数明显提高、瘢痕面积明显减小、微血管密度明显增加、Y染色体阳性细胞数明显增多,差异均具有显著性意义。自聚肽承载MCSCs移植组和自聚肽承载预处理MCSCs移植组大鼠的心功能指数、瘢痕面积、微血管密度和Y染色体阳性细胞数差异没有统计学意义。自聚肽承载细胞移植组心肌内的Y染色体阳性细胞主要分布于瘢痕区边缘。免疫组织化学染色显示,Y染色体阳性细胞表达cTnT,与周围心肌细胞的cTnT表达强度相同。结论DZ预处理可以提高MCSCs的抗氧化应激能力,其机制与减少细胞色素C从线粒体渗漏到细胞质以及提高细胞的HGF和bFGF基因表达有关。自聚肽纳米纤维有利于MCSCs的增殖、存活和向心肌细胞分化,可以作为一种可注射的心肌组织工程材料。自聚肽承载MCSCs移植治疗心肌梗死,有利于移植细胞在受损心肌内的存活和向功能性心肌分化,并促进血管新生,其疗效优于DZ预处理干细胞移植。这为将新型纳米材料自聚肽应用于临床干细胞移植治疗心肌梗死等缺血性心脏病提供可行性的理论和实验依据具有重要意义。