一．心肌纤维的再生
心肌纤维的再生能力目前并无证据确凿的定论，但一致认为人类心肌纤维的自我再生能力远远不足以补偿在心肌梗死等严重心脏疾病时造成的心肌损伤。在一些脊椎动物实验中，实验者发现了心肌纤维受损后的再生，但在哺乳动物实验模型中，损伤后的心肌纤维也表达一些促进复制的基因，却未表现出再生的能力。
有证据[2]显示，内皮细胞可以由骨髓源性祖细胞分化更新，但是心肌纤维的更新机制和来源却充满争论，同时，一些潜在的阻碍心肌纤维更新的机制也被探索研究出来（见图1）。具体看来，可以使心肌纤维更新的来源主要有三点：
（1）心肌纤维自我复制。在心肌细胞更新中发挥一定角色，但哺乳动物的心肌纤维复制能力非常低，属于永久性细胞[3]。
（2）骨髓干细胞动员。研究显示接受骨髓干细胞注射或动员之后的患者心肌纤维数目增加，收缩力增强。但是动员效率较低，而且多潜能分化以至于生成的心肌纤维数目较少[3]。
（3）心脏干细胞分化。心脏干细胞有分化成为各类心肌细胞的潜能，包括心肌纤维。目前研究前景较好，但是潜在的阻碍机制尚未探明[3]。
二．用于治疗心脏疾病的干细胞类型
目前，包括胚胎干细胞、造血干细胞、骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、内皮祖细胞及骨骼肌干细胞进行细胞移植的许多动物实验都报道了干细胞移植可以改善心脏功能（见图2），但尚未发现非常理想的可用于临床治疗的干细胞类型。本文主要介绍的用于心脏疾病治疗的干细胞类型有：胚胎干细胞、骨骼肌干细胞、骨髓干细胞、内皮祖细胞[2]。
1. 胚胎干细胞(embryonic stem cells)：当受精卵分裂发育成囊胚时， 内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞。它是一种高度未分化细胞，具有分化的全能性，可以自我更新，能分化成动物的所有组织和器官。实验证实胚胎干细胞可以诱导分化为有功能的心肌细胞， 有助于心肌的修复和再生。小鼠胚胎干细胞移植后，梗死区肌凝蛋白重建、肌钙蛋白-I表达和血管数量增加，小鼠存活率提高，心室功能明显改善。但胚胎干细胞的应用存在伦理、道德和有关法律的争议，限制了其研究的进一步发展[5]。
2. 骨骼肌干细胞( skeletal muscle stem cells)：骨骼肌与心肌同属横纹肌，与心肌相比易于获取和增殖，对缺血有较好的耐受性，因此成体骨骼肌干细胞也被用于心脏细胞移植研究中。研究发现绵羊心梗模型移植骨骼肌干细胞后可减低左心室舒张末压且提高左室射血分数，并发现肌细胞再生。但植入的骨骼肌细胞难以制造缝隙连接蛋白，从而和患者自身心肌细胞融为一体，这就造成干细胞协调衰竭心脏舒缩的能力打折扣[6]。
3. 骨髓干细胞( bone marrow stem cells): 骨髓干细胞的组成很复杂。包括造血干细胞、间质干细胞以及其他功能不明的干细胞， 目前移植的骨髓干细胞成分大体分为5 种: 骨髓单个核细胞群、骨髓间充质干细胞、造血干细胞、边缘细胞群和特殊细胞群等[4]。骨髓干细胞的多分化潜能、自体移植优势和与宿主细胞的电-机械偶联统一性是它显著的优势。很多证据表明冠脉注射骨髓干细胞可以使心脏功能改善和血管新生，进而提高心脏射血分数，缩小坏死区域等[3]。
其中骨髓间充质干细胞( mesenehymal stem cells, MSCs) 研究较多。MSCs 突出的特点是具有自我更新和多向分化潜能。分析人类MSCs的基因表达谱，在未分化的单个MSCs 克隆中可以检测到2353种基因，涉及软骨细胞、心肌细胞、成骨细胞、造血基质、内皮细胞、上皮细胞和神经细胞等。不但如此，MSCs还有高强度的端粒酶活性。利用MSCs 这种强大的分化潜力和传代能力，可以将其诱导分化成特异的组织类型，修复受损的组织或器官[4]。
4. 内皮祖细胞( endothelial progenitor cells):目前认为造血干细胞、内皮祖细胞都是从中胚层起源，造血干细胞分化为内皮祖细胞；内皮祖细胞在各种生长因子的作用下，分化为内皮细胞家族细胞，由此基础上形成有完全功能的血管。实验证实内皮祖细胞移植后病人的CD34+细胞测量证实其能改善左室功能。除了促进新生血管，内皮祖细胞还可以分化为心肌细胞，有助于心肌再生[5]。
三．干细胞移植途径
干细胞治疗心脏疾病应用于临床还面临很多的困难和挑战（见图3），临床实施的每一步都非常重要，但是目前争论比较多的干细胞移植入心脏的方法。
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