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尼古丁和双酚A对胚胎干细胞定向心肌分化的影响及其机制研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
心脏疾病是全球范围内造成死亡和残疾的主要原因之一。越来越多的证据表明，干细胞治疗可能成为未来心脏病治疗的重要手段之一。胚胎干细胞（EmbryonicStemCells，ESCs）是一种具有未分化能力的细胞，能够分化为人体所有的细胞类型，是干细胞治疗的重要研究对象。
目前，发生在心脏的重构尝试，如治疗心肌梗死和心衰，基本上是通过促进自发修复来完成的。虽然这种自发修复可能会在一部分患者中实现，但在一些情况下，如取代大量患病心肌细胞的情况下，这种自发修复常常是不够的。该工作旨在探究尼古丁和双酚A对胚胎干细胞定向心肌分化的影响及其机制，为心脏疾病的治疗提供新的策略和思路。
二、研究内容
（1）建立胚胎干细胞（ESCs）的定向心肌分化体系。
（2）通过尼古丁和双酚A处理胚胎干细胞，探究其对心肌分化的影响。
（3）分析尼古丁和双酚A对心肌分化相关基因的表达水平和分子机制的影响。
（4）探究尼古丁和双酚A对心肌细胞成熟及功能的影响。
三、研究方法
（1）建立ESC的定向心肌分化体系。
a.准备、培养和维护ESC细胞系。
b.制备心肌分化诱导液和培养ESC，在心肌分化诱导阶段添加心肌分化诱导因子。
c.通过蛋白质免疫印迹检测和同步检测定向心肌分化的有效性。
（2）处理ESC并探究尼古丁和双酚A对心肌分化的影响。
a.维持ESC培养并通过添加尼古丁或双酚A控制不同的浓度。
b.使用心肌特异性标记物检测定向心肌的分化状态，如a-肌球蛋白(ACTN)，a-心肌黏附蛋白(α-MHC)的蛋白水平和基因表达水平。
c.检测细胞数量、各阶段细胞的比例以及细胞增殖情况。
（3）分析尼古丁和双酚A对心肌分化相关基因的表达水平和分子机制的影响。
a.分析心肌分化相关基因(c-Myc,Nkx2.5,GATA-4,MEF2C)和心肌肌动蛋白基因表达水平的实时定量PCR分析。
b.通过磷酸化蛋白体外试验，探究尼古丁和双酚A对PI3K/AKT信号、JAK/STAT信号和ERK/MAPK信号的作用机制。
（4）探究尼古丁和双酚A对心肌细胞成熟及功能的影响。
a.检测胚胎干细胞分化成心肌细胞后的兴奋-收缩耦合行为。
b.通过电生理学记录细胞动作电位，检测细胞的肌原纤维的收缩喜好性。
四、进度和预期结果
（1）第一年
a.建立胚胎干细胞（ESCs）的定向心肌分化体系。
b.了解尼古丁和双酚A处理ESC对心肌分化的影响。
（2）第二年
a.分析尼古丁和双酚A对定向心肌分化相关基因的影响。
b.探究尼古丁和双酚A对定向心肌细胞成熟和功能的影响。
（3）第三年
a.结果分析和论文撰写
b.成果展示和总结
预期结果：研究尼古丁和双酚A对胚胎干细胞定向心肌分化的影响及其机制，为心脏疾病的治疗提供新的策略和思路，可以为心肌干细胞治疗提供重要基础信息。