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背景： 近年来，我国心血管病的发病人数持续增加，心梗等缺血性心脏病引起的急、慢性心衰已经成为目前重要的死亡原因。由于成人的心肌细胞损伤后的再生能力低下，因此，目前临床上对于缺血性心脏病的治疗仍是以阻止疾病进展，保护残存心肌功能为主。随着干细胞研究的不断深入和再生医学领域的快速发展，可在体外定向诱导人多能干细胞分化为心肌细胞，这就使通过人为替代病损心肌、恢复心功能从而治疗缺血性心脏病及心衰成为可能。但是，由于目前人多能干细胞心肌定向诱导分化过程的调控机制尚未完全阐明，使体外诱导分化的效率与纯度都远未达到移植治疗的要求。因此只有充分阐明心肌定向分化的调控机理，才能提高分化效率使其尽早用于临床。 目的： ⑴观察人胚胎干细胞心肌定向诱导分化过程中细胞内活性氧及转录因子FOXO3a蛋白水平的动态变化。⑵改变心肌分化过程中细胞内活性氧水平，观察ROS变化对人胚胎干细胞心肌定向分化进程和效率的影响。⑶观察FOXO3a敲低对人胚胎干细胞及其在心肌定向分化过程中细胞内活性氧水平的影响。⑷观察FOXO3a敲低后人胚胎干细胞心肌定向分化过程中中胚层特异性标记基因表达的影响。 方法： ①使用H2DCFDA探针和CellROX橘色探针检测人胚胎干细胞心肌定向诱导分化过程中细胞内源性活性氧水平的变化。②通过蛋白免疫印迹技术检测分化过程中FOXO3a蛋白水平。③分别使用抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）和丁硫氨酸-亚砜亚胺（BSO）降低和提高细胞内源性ROS的水平。④通过实时荧光定量 PCR技术检测分化过程细胞中胚层及心肌分化特异性标记基因的表达情况。⑤流式细胞术检测心肌分化末期，各实验组细胞中心肌特异性标记肌钙蛋白 T（TroponinT）的阳性比例。 结果： ⑴人胚胎干细胞心肌定向诱导分化过程中，ROS水平在诱导初期迅速上升，至第2～4天达到峰值，之后下降但仍保持在较高水平。⑵人胚胎干细胞心肌定向诱导分化过程中，FOXO3a蛋白在诱导第4天开始升高第6-8天达到峰值，随后下降但仍保持在较高水平。⑶分别使用抗氧化剂NAC或强氧化剂BSO处理细胞，能有效降低或提高了心肌定向分化过程中细胞内的ROS水平。⑷抗氧化剂NAC处理组较未处理组人胚胎干细胞心肌定向分化末期 cTNT阳性细胞比率较低且细胞数量明显减少；强氧化剂BSO处理组心肌定向诱导分化末期cTNT阳性细胞比率较未处理组高。⑸人胚胎干细胞心肌定向诱导分化过程中，NAC处理组较未处理组中胚层心肌特异性基因表达降低或者峰值延迟，BSO处理组较未处理组中胚层与生心中胚层特异性基因表达升高或峰值提前。⑹FOXO3a抑制人胚胎干细胞的ROS水平较正常对照组升高，并且心肌分化过程中中胚层与生心中胚层特异性基因表达也明显高于对照组。 结论： ①人胚胎干细胞心肌定向诱导分化过程中细胞内ROS水平变化明显且与FOXO3a的表达水平变化一致，FOXO3a可能是心肌分化过程中内源性ROS水平的重要调节因子。②人胚胎干细胞心肌定向诱导分化早期，细胞内源性ROS水平的升高对于中胚层与生心中胚层分化至关重要，通过干预细胞内ROS水平可明显影响中胚层及心肌分化的进程和效率。③FOXO3a可能通过调节细胞内 ROS水平参与了人胚胎干细胞中胚层及心肌定向分化的调控。