长期以来人们认为，心肌细胞是长寿的终末分化细胞，胎儿出生后心肌细胞已永久性地退出细胞增殖周期。因此，在心肌损伤后不能通过心肌细胞的自我更新修复坏死心肌。近年来的研究发现，心肌细胞能够再生，但其再生能力相当缓慢。最近，随着干细胞研究的迅速进展，人们发现成体心脏内存在胚胎时期保留下来的心肌干细胞和心肌祖细胞。在生理状态下，这些干细胞和祖细胞对于心肌细胞的更新起着重要作用。当心肌损伤时，这些干细胞和祖细胞参与心肌的修复。
特征和来源
心肌干细胞 cardiac stem cell（CSC）是指存在于胚胎和成体组织中已提交心肌谱系的多能干细胞，能够分化为心肌细胞、内皮细胞和平滑肌细胞等，在心脏的胚胎发生与发育和出生后正常心肌更新中起着重要作用。心肌祖细胞cardiac progenitor cell（CPC）通常是指具有限定分化和增殖能力的专能干细胞，可由CSC分化而来，对于心肌细胞的更新和修复也起重要作用。最近研究发现，成人心脏内存在CSC池，分布于心脏的房间沟和心尖处。在生理状态下，心脏内的CSC和CPC参与正常心肌细胞的更新，但其速度较慢。在病理状态下，如心肌缺血坏死时，心脏内的CSC可从CSC池动员出来并聚集到心肌坏死区周围，分化为心肌细胞、内皮细胞或平滑肌细胞，从而修复坏死心肌和改善血液循环。
关于成人心脏内CSC的来源有两种假设：一是出生后保留于心脏内的早期胚胎发育的多能CSC，构成心脏内的CSC池；二是从骨髓动员入外周血的CSC，经血液循环至心脏，参与构成心脏内的CSC池或修复损伤心肌。骨髓中存在提交心肌谱系的多能干细胞，在细胞因子和趋化因子的作用下可被动员进入血液循环，最后定居于心脏，参与心肌的更新和修复。骨髓源性心肌干细胞 marrow-derived cardiac stem cell（MCSC）具有心肌特异分化潜能，体外用5-氮杂胞苷或骨形态发生蛋白-2(BMP-2)诱导后MCSC可分化为具有收缩功能的心肌细胞。MCSC和心脏内的CSC表达干细胞因子受体c-kit、干细胞抗原1(Sca-1)和islet-1。