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【目的】探讨人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)干预治疗扩张型心肌病(DCM)的机制。【方法】将40只SD大鼠随机分为正常对照组(10只)和DCM模型组(30只)。DCM模型组大鼠给予腹腔注射阿霉素2 mg/kg,每周1次,连续8周,停止注射药物1周后行心脏超声评价大鼠心功能。将存活的DCM模型大鼠随机分为相同数量的hUCMSCs治疗组和DCM模型对照组。hUCMSCs治疗组经大鼠四肢肌肉注射2 mL hUCMSCs细胞悬液(10×106个细胞),DCM模型对照组与正常对照组相同部位注射2 mL DMEM培养基,注射时间为分组后第1天和第14天,共2次。末次干预2周后应用超声心动图评估各组心功能变化;取各组大鼠心室肌组织,HE染色光镜下观察心肌组织病理学改变,RT-PCR技术测定心肌组织中转化生长因子-β1(TGF-β1)及Smad3的表达。实验数据以均数±标准差((?)±S)表示;多组间比较采用单因素方差分析组间两两比较采用LSD-t检验;两组间比较采用独立样本t检验。【结果】1.DCM模型组大鼠与正常对照组大鼠超声心动图结果比较:DCM模型组大鼠左心室舒张末期内径(LVIDd)和左心室收缩末期内径(LVIDs)分别为(4.90±0.20)mm和(3.88±0.33)mm,明显高于正常对照组【分别为(3.20±0.100)mm和(3.15±0.40)mm】,差异有显著性统计学意义(t=25.193,5.324;P均<0.01)。DCM模型组大鼠左心室射血分数(LVEF)和左心室短轴缩短率(LVFS)分别为(60.55±2.90)%和(38.7±2.80)%,显著低于正常对照组【分别为(70.59±0.50)%和(50.10±0.90)%】,差异有显著性统计学意义(t=10.776,12.460;P均<0.01)。2.干预前后DCM模型大鼠超声心动图改变:hUCMSCs干预前hUCMSCs治疗组和同期DCM模型对照组大鼠LVEF、LVFS均无显著性差异(t=0.303,0.051;P>均0.05)。hUCMSCs治疗组大鼠末次注射2周后LVEF为(84.0±3.10)%,较干预前【(66.20±1.2)%】和同期DCM模型对照组【(66.10±1.0)%】均明显升高,差异均有显著性统计学意义(t=16.933,17.378;P均<0.01);hUCMSCs治疗组大鼠末次注射2周后LVFS为(45.00±4.40)%,较干预前【(38.30±4.20)%】和同期DCM模型对照组【(38.20±3.30)%】均明显升高,差异均有显著性统计学意义(t=3.483,3.910;P均<0.01)。3.hUCMSCs干预对DCM大鼠心肌组织病理与TGF-β1/Smad3表达的影响:HE染色显示,DCM模型对照组大鼠心肌纤维组织排列不规整,可见心肌纤维断裂及坏死,心肌细胞及间质水肿,可见大量的炎症细胞浸润并呈灶状聚集于心肌组织中,心肌纤维间灶状纤维组织增生;hUCMSCs治疗组大鼠心肌细胞及间质局限性轻微水肿,心肌纤维组织排列基本有序,少见排列不规整、坏死的心肌纤维组织,部分心肌组织中可见部分炎性细胞浸润。RT-PCR结果显示,DCM模型对照组大鼠心肌组织TGF-β1mRNA、Smad3 mRNA表达水平分别为内参基因的(31.87±5.52)倍和(35.97±4.80)倍,均显著高于正常对照组【分别为(1.11±0.26)倍和(1.30±0.25)倍】,差异有显著性统计学意义(t=17.61,22.81;P均<0.01)。hUCMSCs干预后DCM模型大鼠心肌组织TGF-β1mRNA表达水平为内参基因的(1.20±0.14)倍,显著低于DCM模型对照组大鼠,差异有显著性统计学意义(t=17.56,P<0.01),而与正常对照组间差异无显著性(t=1.07,P>0.05)。hUCMSCs治疗组DCM模型大鼠干预后心肌组织Smad3 mRNA表达水平为内参基因的(1.84±0.30)倍,显著低于DCM模型对照组大鼠,差异有显著性统计学意义(t=22.44,P<0.01),但仍高于正常对照组,差异也有显著统计学意义(t=4.37,P<0.01)。【结论】1.DCM模型大鼠心肌组织TGF-β1mRNA、Smad3 mRNA表达水平均显著增高,而经hUCMSCs干预后两者均显著降低。2.肌肉注射hUCMSCs干预治疗后可见DCM模型鼠心肌病理改变明显减轻、心脏功能显著改善,可能与抑制心肌组织TGF-β1及Smad3的表达有密切关系。