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[目的]体外构建诱导多能干细胞与原代心肌细胞的融合细胞,初步探讨融合细胞体外生物学特性。[方法]1.iPSCs细胞株(IP14D-102)购自中国科学院动物研究所(北京干细胞库),iPSCs接种在事先经丝裂霉素C处理过的MEF上,培养基为DMEM-H,包含10%FBS、1000IU/ml LIF、0.1mmol/Lβ-巯基乙醇、0.1mmol/L L-谷氨酰胺、1%非必需氨基酸。传代时先将重悬液差异贴壁1小时去除MEF,然后吸取上清液重新接种到新的MEF饲养层上。2.采用0.1%Ⅱ型胶原酶和0.1%胰蛋白酶分次消化乳鼠心肌组织,分离新生小鼠心肌细胞,体外观察心肌细胞生物学特点,用免疫荧光法鉴定心肌细胞。3. iPSCs与原代心肌细胞通过PEG-4000诱导融合,免疫荧光法鉴定融合细胞中是否同时表达干细胞和心肌细胞特异性蛋白。融合细胞按照标准iPSCs培养条件培养,并在体外观察融合细胞生长特点变化情况,以及体外形成拟胚体的能力检测。4. RT-PCR和免疫荧光法检测干细胞、心肌细胞特异性基因及蛋白在融合细胞中的表达情况。染色体核型分析,确定融合细胞是否发生细胞核的融合及程度,以及融合细胞碱性磷酸酶染色。[结果]1.饲养层细胞呈长梭形状贴壁生长,iPSCs克隆团在饲养层细胞上呈圆形或者椭圆形岛状,细胞团周围折光性强,其内的细胞间排列紧密,界限和形态不易区分。荧光显微镜下可见与光学显微镜下相对应的绿色细胞团(Oct-4-GFP+)。2.心肌细胞呈三角形、多边形或者扁平不规则形态。培养第3d起,心肌细胞伸出的伪足相互接触交织成网,并可见局部呈同步性收缩的心肌细胞,搏动频率30-50/分钟。第12天大部分心肌细胞停止搏动,胞浆出现空泡,细胞皱缩、脱落。细胞免疫荧光染色后,胞浆内可见发红色荧光的cTnT。3. PEG-4000能够介导iPSCs与心肌细胞融合,融合后第4天开始出现成集落状生长的细胞团,整个实验期间,均未见到心肌细胞样的融合细胞出现。染色体核型分析显示,超过65%的融合细胞表现出四倍体或者近似四倍体的核型。4.不同时间点的融合细胞AKP阳性率不完全相同,而融合细胞的AKP阳性率明显低于同时间点的iPSCs AKP阳性率;P5代以前的融合细胞同时表达干细胞特异性基因(Oct-4、Nanog)和心肌细胞特异性基因(α-MHC、β-MHC),之后的融合细胞只表达干细胞特异性基因;融合细胞初期Oct-4蛋白与cTnT蛋白均表达阳性,P4代以后的融合细胞Oct-4表达阳性,而cTnT未见表达。[结论]1. PEG-4000能够介导二倍体iPSCs与二倍体原代心肌细胞发生细胞融合,融合细胞早期表现出双向重建,随着时间的延长,P5代以后的融合细胞表现出干细胞特点的单向重建。2.通过本实验尚不能解释融合细胞中干细胞特异性基因与蛋白的表达来源:亲本干细胞基因组表达的延续,或者亲本心肌细胞中原本沉默的干细胞基因被激活而重新表达。