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间充质干细胞(MSCs)作为组织工程中最具优势的种子细胞,具有强的自我更新能力和多向分化潜能。本论文以骨髓间充质干细胞(BMMSCs)作为研究细胞分化信号转导的对象,发现转录因子心肌素(myocardin)在转化生长因子β3(TGF-β3)诱导的骨髓间充质干细胞向平滑肌细胞(SMCs)分化中具有重要作用,并且深入研究了TGF-β3和myocardin诱导骨髓间充质干细胞向平滑肌细胞分化的分子机制。我们对诱导骨髓间充质干细胞向平滑肌细胞的定向分化及其分子机制的研究,为临床提供种子细胞治疗血管损伤修复奠定了实验基础。TGF-β3是一种多功能的生物活性调节因子,广泛调控细胞增殖与分化等过程。使用TGF-p3处理骨髓间充质干细胞,RT-PCR和免疫细胞化学结果显示平滑肌细胞标志物,包括平滑肌肌浆球蛋白重链(SMMHC)x SM22α、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA),都显著增高。这些结果说明TGF-β3可以诱导骨髓间充质干细胞向平滑肌细胞分化。Myocardin是血清反应因子(SRF)的辅助激活转录因子,它在平滑肌细胞分化中起着重要的作用。利用RT-PCR和Western blotting的方法检测了转录因子myocardin在此分化过程中的表达情况,结果发现转录因子myocardin的mRNA和蛋白水平上调。同时将myocardin转染至骨髓间充质干细胞中,RT-PCR结果显示SMMHC、SM22α、 a-SMA都显著增高,荧光素酶活性实验证明在间充质干细胞中1myocardin可以激活SM22a启动子。进一步利用myocardin缺失转录激活域的真核表达质粒myocardinATAD竞争性抑制内源myocardin的功能,发现myocardin功能缺失后,TGF-p3不能诱导骨髓间充质细胞分化。这些结果说明1myocardin可以诱导骨髓间充质干细胞向平滑肌细胞分化,TGF-β3信号通路依赖或部分依赖于myocardin。为深入研究TGF-β3和myocardin诱导的骨髓间充质干细胞向平滑肌细胞分化的分子机制,利用RT-PCR方法检测TGF-β3通路的下游信号分子Smad2/3的mRNA水平,结果Smad2/3的mRNA水平显著升高,并且在TGF-β3刺激30分钟时Smad2/3迅速地发生磷酸化。荧光素酶活性实验进一步证明,Smad2能够与myocardin协同增加SM22α的启动子活性,而Smad3不具备这种能力。在缺失内源myocardin功能的骨髓间充质干细胞中,TGF-β3和其相关转录因子Smad2失去了对平滑肌分化标志物的上调功能。细胞周期抑制因子Rb、p16、 p21参与myocardin和TGF-β3诱导的骨髓间充质干细胞向平滑肌细胞分化过程。