中文摘要：

细胞外基质的生物活性功能主要表现在对细胞生长和分化等生命活动有重要影响，而心肌组织细胞外基质主要由力学环境下的心肌成纤维细胞所产生。因此，心肌成纤维细胞在ECM方面的力学响应，以及力学环境刺激下ECM的生物活性变化，是心肌组织力学生物学的重要课题。本研究利用细胞拉伸刺激装置，向接种在弹性硅胶膜上的心肌成纤维细胞施加力学拉伸刺激，利用电镜、生化和病理染色技术，观测细胞外基质形成和构建的变化；脱细胞保留硅胶膜上的细胞外基质，将心肌细胞（心肌干细胞）接种于包被细胞外基质的硅胶膜上，利用分子生物学、细胞生物学、电生理学等技术检测心肌细胞（心肌干细胞）生长和分化的变化，通过这些变化揭示细胞外基质的生物活性。本研究的开展将加深对心肌成纤维细胞胞外基质的力学响应和生物学活性的认识，建立一种力学刺激影响细胞外基质生物活性的新方法，推动心肌组织工程的发展。

结论摘要：

细胞外基质的生物活性功能主要表现在对细胞生长和分化等生命活动有重要影响，而心肌组织细胞外基质主要由力学环境下的心肌成纤维细胞所产生。因此，心肌成纤维细胞在ECM方面的力学响应，以及力学环境刺激下ECM的生物活性变化，是心肌组织力学生物学的重要课题。本研究利用细胞拉伸刺激装置，向接种的心肌成纤维细胞施加力学拉伸刺激，利用电镜、生化和病理染色技术，观测细胞外基质形成和构建的变化；脱细胞保留硅胶膜上的细胞外基质，将心肌细胞（心肌干细胞）接种于包被细胞外基质的硅胶膜上，利用分子生物学、细胞生物学、电生理学等技术检测心肌细胞（心肌干细胞）生长和分化的变化，通过这些变化揭示细胞外基质的生物活性。利用细胞拉伸刺激装置，开展了力学刺激对细胞外基质的形成和构建的影响、细胞外基质对心肌细胞生长的影响、细胞外基质对心肌干细胞向心肌细胞分化的影响；并探索性开展了细胞外基质包被下基底硬度对心肌成纤维细胞增殖分化、心肌干细胞增殖分化的影响、用三维细胞外基质构建微心肌组织；探索了在成骨细胞对细胞外基质的力学响应。研究结果表明，力学刺激下，心肌成纤维细胞产生活性的细胞外基质，与非力学刺激的细胞外基质比较，力学刺激增加了胶元和糖氨聚糖GAG的水平，包括Ⅰ型胶元和纤粘连蛋白的水平也得到提高，该细胞外基质促进了体外培养的心肌细胞的生长和代谢； 在一定的力学刺激下，该细胞外基质还促进心肌干细胞向心肌细胞分化，提示有促进心肌干细胞心肌向分化的活性；用三维细胞外基质制作微心肌组织，获得了一致跳动的微心肌组织。同样，力学刺激下细胞产生的细胞外基质有促进成骨样细胞MC3T3-E1的成骨分化活性，在力学刺激下，通过整合素b1介导力学刺激诱导的成骨活性与分化活性。本研究的开展将加深对心肌成纤维细胞胞外基质的力学响应和生物学活性的认识，建立一种力学刺激影响细胞外基质生物活性的新方法，推动心肌组织工程的发展。