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背景:骨髓间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells,MSCs)移植能改善梗死后心功能,但移植细胞在损伤心肌中存活很少,严重地削弱其心肌保护效应。同时,细胞移植的潜在致心律失常风险一直是心血管领域不可忽视的问题。连接蛋白43(Connexin43,Cx43)在MSCs中表达量很少,在心肌微环境下可以逐渐升高并促进细胞间的电传导; MSCs中的Cx43参与细胞生长调节和细胞间信息传递。目的:探讨MSCs中Cx43蛋白表达对移植后细胞存活及其治疗效应的影响,同时观察MSCs移植对心脏电生理的影响及其机制,为MSCs移植治疗急性心肌梗死及其安全性提供理论依据。方法:采用全骨髓细胞贴壁培养的方法分离纯化MSCs,流式细胞技术测定细胞表面抗原,成骨、成脂、成心肌分化鉴定MSCs多向分化能力。构建携带Cx43全长基因或其siRNA干扰基因的质粒载体并转染雄性大鼠骨髓MSCs,以细胞免疫荧光染色和免疫印迹确定Cx43表达及其持续时间。将上述MSCs及其试验对照注射到急性冠脉前降支结扎的雌性大鼠左心室前壁,移植4天观察MSCs在梗死心脏中定位与存活;两周后以超声心动图评价心功能,以程序电刺激(Programmed Electrical Stimulation,PES)测定心室有效不应期(Effective Refractory Period,ERP)、室颤阈值(Ventricular Fibrillation Threshold,VFT)以及室性心律失常(Ventricular Arrhythmias,VAs)诱发率;以心外膜电图测定左心室非梗死区、梗死周边区(Infarcted Border Zone, IBZ)及梗死区单相动作电位时程(Action Potential Duration ,APD)、心肌激动时间(Activation Time ,AT);通过Real-time定量PCR检测雄性染色体Sry-1在雌性受体内的含量以评估移植细胞存活率;通过Masson染色测定心脏梗死面积、组织纤维化,以Collagen I表达和分布检测评估心脏胶原沉积,以血管内皮细胞和平滑肌细胞染色检测血管增生和成熟;同时观察心脏中Cx43蛋白表达及其分布,心肌细胞短暂外向钾电流(Ito)编码基因Kv4.2蛋白表达。结果:1.贴壁分离的细胞表达CD4(494.5%)、CD2(990.7%)、CD10(573.5%),很少表达CD34(3.3%)、CD14(1.2%)、CD45(5.2%)。在合适的培养条件下可以诱导分化成脂肪细胞、骨细胞以及心肌样细胞。Cx43过表达或干扰质粒瞬时转染MSCs可以显著上调(2倍左右)或下调(70%)Cx43蛋白表达,并维持一周左右。2.增强MSCs中Cx43蛋白(MSCs-Cx43组)使移植细胞存活显著高于空载体组(MSCs-vector组);而削弱Cx43的MSCs(MSCs-SiCx43组)存活率则显著降低。与PBS组比较,MSCs移植显著缩小梗死面积,MSCs-Cx43组梗死面积进一步缩小,而MSCs-SiCx43与MSCs-vector治疗组之间无显著差别。MSCs移植可以显著减低I型胶原含量,其中MSCs-Cx43治疗组抑制最明显。MSCs移植提高梗死后大鼠左心室射血分数(LVEF)和短轴缩短率(LVSF),其中MSCs-Cx43治疗组效果最佳。MSCs移植促进心脏梗死区和梗死周边区血管再生和成熟,其中MSCs-Cx43组新生血管显著高于MSCs-vector组和MSCs-SiCx43组。3.心肌梗死后2周,心脏室颤阈值降低,VAs诱发率增加,QT间期延长,梗死周边区APD90缩短,心肌AT延长;MSCs移植改善这些电生理参数,但MSCs组间差别没有统计学意义。心肌梗死后Kv4.2蛋白表达下降,Cx43表达降低,分布紊乱,MSCs移植部分纠正这些异常,但MSCs组之间没有统计学差异。结论:1.质粒介导的Cx43基因转染能够短暂地调节MSCs的Cx43表达;2.提高MSCs的Cx43蛋白表达促进MSCs在梗死心肌内的存活,进一步缩小梗死面积、改善心功能、降低纤维化并促进血管新生与成熟;3. MSCs移植减少VAs诱发率,提高VFT、降低心肌复极离散、改善局部电传导,提高心肌组织中Cx43和Kv4.2蛋白表达,改善其分布,但短暂增强Cx43没有进一步的影响。