近年来心血管类疾病发病率逐年升高，成为威胁人类健康的三大疾病之一，心血管疾病领域的研究备受关注。心肌梗死、心力衰竭等心血管类疾病，其病程发展到一定阶段后，都出现了不同程度的心肌纤维化这样的共同病理改变，导致心脏刚度增加，进而影响心肌成纤维细胞的增殖，促进心肌纤维化的发生，最终导致心力衰竭。本研究在体外模拟基底不同力学环境，并探讨其对心脏成纤维细胞增殖分化的影响，以期为认识心肌纤维化等疾病发生发展的病因及可能的治疗新策略提供实验依据。探讨了在基底不同刚度下心肌成纤维细胞的黏附形态及增殖分化。制作不同配比的聚丙烯酰胺水凝胶（PAHG），通过改变交联剂甲叉双丙烯酰胺浓度，分别制作0.1%、0.3%、0.5%、0.6%不同刚度的PAHG基底，研究心肌成纤维细胞在不同刚度的PAHG基底和玻璃基底（stiff）上，细胞形态、增殖、分化等生物学响应。结果显示，大鼠乳鼠心肌成纤维细胞在0.1%，0.3%基底（小于心脏杨氏模量，模量约为3-10kPa）上培养，并不利于其黏附和增殖，心肌成纤维细胞基本没有分化；在0.5%，0.6%（接近心脏杨氏模，模量为12-20kPa）基底上培养，刚度更大的stiff基底（远大于心脏杨氏模量，模量约为GPa级）上培养，细胞能迅速适应基底刚度，并快速黏附和增殖，随着基底模量的增加心肌成纤维细胞向肌成纤维细胞分化明显，在stiff基底上，心肌成纤维细胞几乎全部分化为肌成纤维细胞。实验数据分析显示：0.1%和0.3%基底间增殖率差异显著，P<0.05；0.5%和0.6%基底间增殖率差异不显著，P>0.05；0.1%，0.3%分别与0.5%，0.6%基底间增殖率差异极显著， P<0.001；0.1%，0.3%、0.5%，0.6%与stiff基底间增殖率差异极显著，P<0.001。以上结果提示，心肌成纤维细胞能够对基底刚度的变化做出不同响应，在小于心脏模量的软基底上细胞增殖率及分化相对较低；在接近心脏模量上细胞增殖率升高，有部分细胞发生分化；在远高于心脏模量的硬基底上，细胞增殖率及分化极高，几乎全部的细胞发生增殖及分化。在心肌成纤维细胞对基底刚度响应的研究基础上，探讨与细胞增殖分化相关的信号通路，以期通过阻断相关信号分子表达起到干预心肌成纤维细胞增殖的目的。进一步工作将开展三维力学环境对心肌成纤维细胞增殖分化的研究，三维环境更接近于机体内真实环境，能反映机体内由于力学因素改变对细胞增殖分化的影响，以及参与此过程的相关信号途径，对更好的了解心梗类、心肌纤维化等病程发展，进而发展对心肌纤维化等疾病治疗的新策略。本文主要内容分为六章：第一章绪论，主要综述了近年来国内外关于力学环境下（如拉伸力，基底刚度）对细胞的形态，增殖，迁移等的生物学影响。第二章，心肌成纤维细胞的分离纯化，主要介绍大鼠乳鼠心肌成纤维细胞的分离及纯化。第三章，心肌成纤维细胞鉴定，主要对本文用到的实验材料心肌成纤维细胞进行vimentin、DDR2免疫组织化学染色。第四章，不同PAHG基底制备及细胞培养，以丙烯酰胺为原料，通过改变交联剂甲叉双丙烯酰胺浓度，制作出不同刚度PAHG基底，并进行细胞培养。第五章，不同基底刚度下心肌成纤维细胞的增殖及分化，对不同刚度基底上培养的心肌成纤维细胞进行EdU增殖检测、α-SMA免疫组织化学染色，分析心肌成纤维细胞的增殖情况，以及向肌成纤维细胞分化情况。第六章，总结与展望，总结实验所得主要结论，对后续工作进行展望。