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原代大鼠成肌細胞體外增殖與分化受多重因素調控，其核心機制涉及基因表達、培養條件及細胞間相互作用三大層面。
基因表達調控是分化的根本驅動因素。成肌細胞分化依賴奢侈基因的差異表達，如肌絲蛋白基因的開放促進肌管形成。研究顯示，DNA甲基化狀態直接影響基因活性，5-氮胞苷處理可誘導去甲基化，改變細胞分化方向。轉錄水平調控同樣關鍵，轉錄因子如MyoD、Myf5等通過結合特定DNA序列激活肌細胞分化程序，而細胞周期蛋白（如CyclinA2）的過表達則通過調控細胞周期進程影響增殖與分化平衡。
培養條件優化是體外實驗成功的關鍵。血清濃度是核心變量，高血清（如15%小牛血清）促進增殖，低血清（如2%馬血清）誘導分化。細胞密度顯著影響分化效率，高密度接種可加速肌管形成，但過度密集會導致接觸抑制。培養基成分需精確配比，如添加雞胚提取物可提供生長因子，而葡萄糖濃度需根據代謝需求調整。此外，培養環境需維持37℃、5%CO?及飽和濕度，基質剛度通過機械力信號傳導影響細胞形態與分化方向。
細胞間相互作用通過旁分泌信號與直接接觸調控分化。成纖維細胞混雜會競爭營養并分泌抑制因子，差速貼壁法可有效純化成肌細胞。共培養實驗表明，心肌細胞微環境通過細胞間直接接觸誘導骨髓間充質干細胞向心肌樣細胞分化，提示物理接觸信號在分化調控中的主導作用。此外，細胞外基質成分（如膠原蛋白、纖連蛋白）通過整合素受體傳遞黏附信號，影響細胞骨架重排與分化基因表達。
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