缺血性心肌病是由心肌缺血缺氧引起的一类心脏疾病，主要表现为心肌细胞死亡、心肌纤维化和心脏功能受损，并最终导致心力衰竭。因其死亡人数逐年上升，缺血性心肌病已成为人类健康的主要杀手之一，有效预防和治疗这类疾病已迫在眉睫。多能干细胞因具有自我更新能力和多向分化潜能，在缺血性心肌病治疗中展现出广阔的应用前景。但干细胞治疗缺血性心肌病的适应症、疗效和作用机制仍有待深入研究。本课题主要研究人胚胎干细胞衍生心肌细胞治疗小鼠永久缺血(Permanent ischemia，PI)和缺血再灌注（Ischemic reperfusion，IR）心肌损伤的疗效。
　　本研究首先利用基因编辑技术构建了可进行活体示踪的人胚胎干细胞细胞系(ESC-Rep)，该细胞系可通过CAG启动子驱动表达copGFP、HSVtk和Fluc三个报告基因。体外研究显示，ESC-Rep仍具有干细胞的自我更新能力和多向分化潜能，并可在体外高效分化为跳动的心肌细胞(ESC-Rep-CMs)。ESC-Rep-CMs依然表达起初引入的三个报告基因，且荧光素酶活性信号强度与细胞数量成线性正相关，可用于移植细胞的体内示踪。
　　本研究随后比较了移植ESC-Rep-CMs在PI和IR小鼠受损心肌组织中的驻留和修复作用。小动物活体成像和组织切片免疫荧光技术均可在受体心脏中检测到ESC-Rep-CMs的驻留，且移植细胞驻留率在PI和IR模型追踪中无明显差别。心脏超声结果显示，在PI小鼠心肌损伤模型中，心肌细胞治疗后的心脏收缩功能指标，包括射血分数(Ejection fraction，EF)和缩短分数(Fractional shortening，FS)，均显著升高，心脏舒张功能指标，包括舒张早期血流峰值速度(E)与心脏舒张晚期血流峰值速度(A)的比值(E/A)，以及二尖瓣环舒张早期峰值速度(E)与二尖瓣环舒张晚期峰值速度(A)的比值(E/A)，均明显上调;但心肌细胞移植对IR心肌损伤治疗效果不明显。Masson染色结果显示，心肌细胞移植可显著减小PI组小鼠心梗面积，对IR组小鼠心梗面积则无明显影响。为探究引起两种模型治疗效果差异的原因，检测了小鼠血清中的炎症因子表达和心脏组织中髓过氧化物酶(MPO)活性，发现心肌细胞移植可显著抑制PI组小鼠中促炎因子（TNF-α和IL-6）的表达，并促进抑炎因子(IL-10)的表达;而炎症相关因子的表达水平在对照和心肌细胞移植后的IR小鼠中无明显差异。进一步利用体外心肌纤维化模型证实，促炎因子TNF-α显著促进TGF-β诱导的纤维化，而抑炎因子IL-10对纤维化程度有明显的抑制作用。
　　因此，本课题研究结果表明人胎干细胞衍生心肌细胞能够改善永久缺血小鼠心脏收缩和舒张功能，对缺血再灌注小鼠受损心脏的治疗效果不明显;人胚胎干细胞衍生心肌细胞通过降低心脏缺血后的炎症反应程度来延缓纤维化进程，从而改善心脏功能。