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骨髓间充质干细胞移植作为治疗心肌缺血的治疗手段受到越来越多的关注，但是由于心肌梗死部位没有血液和氧气供应，不适合细胞存活，移植的干细胞尚未生长和分化便在数小时或一天内几乎全部死亡。MSC注射一个周后只有极少量的MSC存活，这种高凋亡率和极低的存活率可能与心肌缺血环境有关，因此探索如何提高MSC在缺氧缺血及再灌注后细胞存活率对于干细胞治疗心肌梗死具有重要意义。
本实验第一部分，利用SDF-1预处理培养的MSC细胞，体外进行缺氧复氧的实验，通过MTT和乳酸脱氢酶(LDH)检测SDF-1预处理研究在缺氧条件下对MSC对细胞增殖和抗氧化能力的影响。并利用分子生物学的方法检测MSC细胞内与凋亡有关的基因和蛋白的表达情况。为了探索SDF-1对细胞凋亡的保护作用是通过结合干细胞表面受体CXCR4作用实现的，本实验用CXCR4的特异性拮抗剂AMD3100处理细胞作为对照组。
实验发现，SDF-1预处理后，在缺氧条件下通过不同时间点的MTT实验测定发现再灌注后的2h，16h和32h的细胞增殖能力增强，与对照组相比，在16h的增殖能力差异尤为显著；乳酸脱氢酶检测表明SDF-1预处理后的细胞抗氧化能力显著增加，AMD3100阻断后的细胞抗氧化能力降低。同时，western-blotting、RT-PCR结果表明SDF-1预处理激活了MSC胞内与细胞存活有关的系列的信号转导，上调了凋亡有关蛋白Bcl-2/Bax，p-Akt的表达和丝裂原活化蛋白激酶Erk磷酸化水平，共同作用增强细胞抗凋亡作用。SDF-1/CXCR4轴增强了MSC在缺氧/再灌注的环境中存活和抗凋亡的作用，对于提高移植后MSC的存活率和降低高死亡率有重要的意义。
本部分的第二部分是研究粒细胞集落刺激因子(G-CSF)能否促进静脉注射的MSCs向心脏的迁移。多个研究已经证明，静脉注射MSCs是一种非侵入性的干细胞疗法，能促进坏死心肌的修复。但是，MSCs的靶向性不强，仅有少量能够迁移到梗死心肌，因而影响了其治疗效果。流式细胞术分析发现G-CSF能够增加MSCs表面CXCR4的表达水平。心肌梗死后，大鼠随机分组给予：①saline(n=9)；②MSCs(n=15)；③MSCs+G-CSF(50μg/kg/d，共5d，n=13)。G-CSF注射5d后，MSCs在骨髓的分布显著减少，而在心肌梗死区的分布增加。3个月后，MSCs组和MSCs+G-CSF组梗死区的血管密度有所增加。但是，所有超声心动术和血流动力学指标，包括左心室舒张末内径、射血分数、以及±dP/dtmax，均无显著改善。形态学分析显示各组动物的梗死范围和胶原含量也无显著区别。免疫组化染色发现G—CSF促进了MSCs在血管腔内表面的黏附与向内皮细胞的分化。但是，MSCs并未能分化成心肌细胞。总之，本部分实验证明G－CSF能够促进静脉注射的MSCs从骨髓向梗死心脏的迁移，但是这种迁移对心肌梗死的治疗效果并不明显。