發(fā)布時(shí)間:2025-02-27 11:40:04文章標(biāo)簽:種子 細(xì)胞 牙周 組織 再生 治療 中的 研究進(jìn)展 牙周病 閱讀量(41)
牙周病(periodontal disease)是由多種牙周致病菌引起的慢性、進(jìn)行性牙周支持組織感染性疾病,在世界范圍內(nèi)均有較高的患病率,表現(xiàn)為牙齦紅腫出血、牙周袋形成、牙槽骨吸收等,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)牙齒松動(dòng)、移位,甚至脫落,是成人牙齒缺失的主要原因。牙周病不僅嚴(yán)重影響人類口腔健康,還與許多全身性疾病有著密切的關(guān)系。
目前,牙周病治療主要依賴藥物、機(jī)械或引導(dǎo)組織再生技術(shù),隨著分子生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)技術(shù)和組織工程學(xué)的飛速發(fā)展,牙周組織再生治療成為牙周病治療研究的熱點(diǎn)。牙周組織再生治療的三大要素為種子細(xì)胞、生長(zhǎng)因子和支架材料,種子細(xì)胞是其最關(guān)鍵的部分之一。本文就種子細(xì)胞的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行綜述。 1. 牙周組織再生治療 組織工程學(xué)(tissue engineering)是近年發(fā)展起來(lái)的一門以細(xì)胞生物學(xué)和材料科學(xué)相結(jié)合,進(jìn)行體外或體內(nèi)構(gòu)建組織或器官的新興學(xué)科?;驹硎菑臋C(jī)體獲取少量的活體組織,用特殊的酶或其他方法將種子細(xì)胞從組織中分離出來(lái)在體外進(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)增,然后將擴(kuò)增的細(xì)胞與具有良好生物相容性、可降解性和可吸收的生物支架按一定的比例混合,使細(xì)胞黏附在生物支架上形成細(xì)胞-材料復(fù)合物,最終形成相應(yīng)的組織或器官,從而達(dá)到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目的。將組織工程技術(shù)引入牙周病的治療,開(kāi)辟了新的研究空間。牙周組織再生治療就是將體外培養(yǎng)的高濃度、功能相關(guān)的活性細(xì)胞種植于具有良好生物相容性和生物降解性的細(xì)胞外基質(zhì)材料上,在生長(zhǎng)因子的作用下,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培養(yǎng),將這種細(xì)胞與生物材料復(fù)合體植入機(jī)體牙周病損部位,以形成新的、具有其原來(lái)特殊形態(tài)和功能的相應(yīng)牙周組織,達(dá)到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目的。牙周組織再生治療的三大基本要素有種子細(xì)胞、生長(zhǎng)因子和支架材料。 種子細(xì)胞是進(jìn)行牙周組織再生治療的關(guān)鍵,一直是眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。理想的種子細(xì)胞應(yīng)具有以下特點(diǎn):增殖、分化、傳代能力強(qiáng),可塑性好,植入機(jī)體后性能穩(wěn)定,對(duì)受植區(qū)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),取材相對(duì)簡(jiǎn)便,對(duì)機(jī)體損傷小,無(wú)免疫排斥反應(yīng)等。目前,用于牙周組織再生治療的種子細(xì)胞來(lái)源有胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞,其中對(duì)成體干細(xì)胞(包括牙源性和非牙源性干細(xì)胞)研究較多。牙源性干細(xì)胞作為牙周組織再生治療的種子細(xì)胞,引起了廣泛的關(guān)注與重視。生長(zhǎng)因子是一類生物活性因子,能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、傷口愈合及組織再生。 與牙周組織再生治療相關(guān)的生長(zhǎng)因子主要有堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)、釉基質(zhì)蛋白(enamel matrix protein,EMP)、胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin-like growth factor,IGF)、血小板源性生長(zhǎng)因子(platelet derived growth factor,PDGF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor,TGF)等。不同種類的生長(zhǎng)因子對(duì)牙周相關(guān)細(xì)胞合成能力有劑量增強(qiáng)效應(yīng),對(duì)牙周組織有選擇性趨化作用,能調(diào)節(jié)和促進(jìn)牙周組織的修復(fù)。 支架材料也是牙周組織再生治療非常重要的因素。支架載體應(yīng)具備以下條件:良好的生物相容性、多孔性結(jié)構(gòu)和高孔隙率、生物可降解性、良好的表面活性及可塑性。支架材料分為天然生物衍生材料和人工合成類材料。天然生物衍生材料主要來(lái)源于生物體,包括自體骨、同種異體脫礦松質(zhì)骨、膠原、殼聚糖等;人工合成類材料包括:有機(jī)材料(如聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸聚乙醇酸共聚物)、無(wú)機(jī)材料(如羥磷灰石、磷酸鈣、β-磷酸三鈣),以及納米支架材料及其他復(fù)合類材料等。 2. 種子細(xì)胞的生物學(xué)特性 目前,用于牙周組織再生治療的種子細(xì)胞主要是干細(xì)胞,包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。干細(xì)胞是一種未充分分化、尚不成熟的細(xì)胞,具有以下生物學(xué)特性:1)全能或多能分化性,如胚胎類干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,能分化出成體動(dòng)物的所有組織和器官,成體干細(xì)胞通常具有多能性分化的特點(diǎn),在特定環(huán)境誘導(dǎo)下,可分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞、成骨細(xì)胞、膠原纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞等;2)自我更新能力,干細(xì)胞終生通過(guò)不均分裂進(jìn)行自我更新和產(chǎn)生分化祖細(xì)胞;3)高度增殖能力,大多數(shù)干細(xì)胞即使處于G0 /G1期,即靜止期和DNA合成前期,在體內(nèi)具有高度克隆形成能力。 胚胎干細(xì)胞與早期胚胎細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)相似,細(xì)胞核大,有1個(gè)或幾個(gè)核仁,細(xì)胞核多為常染色質(zhì),細(xì)胞質(zhì)少;體外培養(yǎng)細(xì)胞排列緊密,集落狀生長(zhǎng);堿性磷酸酶(alkaline phosphatase)染色呈棕紅色,細(xì)胞克隆形態(tài)多樣,多數(shù)呈島狀或巢狀,與周圍存在明顯界限,表面有折光較強(qiáng)的脂狀小滴;時(shí)相專一性胚胎抗原(stage specific embryonicant,SSEA)是發(fā)育全能性的標(biāo)志,堿性磷酸酶及端粒酶活性較高。成體干細(xì)胞種類較多,形態(tài)可能不一,體積一般較小,細(xì)胞質(zhì)少,細(xì)胞核較大、數(shù)量少;存在于特定的微環(huán)境中,一般處于靜止?fàn)顟B(tài),不同細(xì)胞的標(biāo)志物不同,一般表達(dá)基質(zhì)類干細(xì)胞和/或胚胎干細(xì)胞的標(biāo)志物,但大多數(shù)缺乏特定的鑒定標(biāo)志,成體干細(xì)胞的數(shù)量與活性隨年齡的增大而減少。 3. 牙源性干細(xì)胞 3.1 牙周膜干細(xì)胞 牙周膜干細(xì)胞(periodontal ligament stem cell)是一組具有多向分化潛能的異質(zhì)性多能干細(xì)胞,具有向成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞、成牙骨質(zhì)細(xì)胞及未分化前體干細(xì)胞分化的能力,可進(jìn)行遷移、增殖等一系列活動(dòng),與根面結(jié)合上皮形成牙齦附著,形成新生的牙周組織結(jié)構(gòu),在牙周組織再生中發(fā)揮極其重要的作用。Han等在SD大鼠模型上形成牙槽骨缺損,用同種異體牙周膜干細(xì)胞吸附明膠海綿形成牙周膜干細(xì)胞復(fù)合體,將此復(fù)合體放置于牙槽骨缺損中,分別在術(shù)后第7、14、21和28 d后進(jìn)行組織學(xué)觀察和免疫組織化學(xué)檢查,發(fā)現(xiàn)其新骨形成時(shí)間和質(zhì)量明顯高于未放置牙周膜干細(xì)胞復(fù)合體組。 Chen等采用單中心隨機(jī)試驗(yàn)的方法將自體牙周膜干細(xì)胞結(jié)合牛源性骨礦物質(zhì)材料治療骨內(nèi)缺損的牙周炎患者,試驗(yàn)組采用牙周膜干細(xì)胞結(jié)合Bio-Oss的引導(dǎo)組織再生(guided tissue regeneration,GTR)治療,對(duì)照組采用Bio-Oss的GTR治療,經(jīng)過(guò)12個(gè)月隨訪研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)自體牙周膜干細(xì)胞結(jié)合Bio-Oss的GTR治療骨內(nèi)缺損是一種安全、有效的方法。牙周膜干細(xì)胞是一種具有良好應(yīng)用前景的種子細(xì)胞,因其細(xì)胞增殖、分化和再生數(shù)量較少,自體獲取困難,尚不能滿足臨床需要。 3.2 牙髓干細(xì)胞 牙髓干細(xì)胞(dental pulp stem cell)是從牙髓組織分離出的一類干細(xì)胞,也是是目前研究較多的牙源性干細(xì)胞之一,可自我更新和多向分化,有著較強(qiáng)的克隆能力。Kabir等認(rèn)為牙髓干細(xì)胞克隆能力較強(qiáng),經(jīng)不同細(xì)胞因子的誘導(dǎo),可分化成不同細(xì)胞系,在一定條件下可形成成牙本質(zhì)樣結(jié)構(gòu)。組織學(xué)分析顯示,這種成牙本質(zhì)樣結(jié)構(gòu)含有牙本質(zhì)樣小管和與天然牙牙周膜相似的膠原纖維。Ashri等從人第三磨牙牙髓中分離出牙髓干細(xì)胞,建立牙髓干細(xì)胞培養(yǎng)體系,發(fā)現(xiàn)牙髓干細(xì)胞可表達(dá)CD105、CD90、CD70,具有與間充質(zhì)干細(xì)胞相似的生物學(xué)特性,牙髓干細(xì)胞在體外表達(dá)成骨細(xì)胞的活性(如堿性磷酸酶、茜素紅S染色呈強(qiáng)陽(yáng)性),并可形成礦化結(jié)節(jié);牙髓干細(xì)胞植入有免疫缺陷的小鼠或兔,可形成牙本質(zhì)-牙髓樣復(fù)合體,是一種合適的牙周組織再生的種子細(xì)胞。但是,牙髓干細(xì)胞在牙髓組織中的定位目前還不完全明確,存在易老化、體外擴(kuò)增培養(yǎng)難度大等不足。 3.3 人脫落乳牙來(lái)源干細(xì)胞 人類脫落的乳牙中含有許多干細(xì)胞。人脫落乳牙來(lái)源干細(xì)胞(stem cell from human exfoliated deciduous teeth,SHED)具有高度增殖活性,能夠分化為成牙本質(zhì)細(xì)胞、成骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等,有望成為自體干細(xì)胞治療的新型來(lái)源。Miura等研究顯示,在適宜條件下,SHED表達(dá)間充質(zhì)細(xì)胞特異性標(biāo)記物,如CD1 0 5 、CD90、CD146、CD44;也表達(dá)多種生長(zhǎng)因子,如bFGF、TGF-β、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(connective tissue growth factor,CTGF)、神經(jīng)生長(zhǎng)因子(nerve growth factor,NGF)、BMP,參與細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)的形成。SHED在體外可分化為成牙本質(zhì)細(xì)胞,誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生成骨細(xì)胞,并具有骨誘導(dǎo)能力,高度表達(dá)N-鈣黏著蛋白和R-鈣黏著蛋白,但礦化組織仍保留SHED的梭形形態(tài)。Ma等深低溫保存小鼠SHED,發(fā)現(xiàn)冷凍保存并不影響其生物學(xué)特性,說(shuō)明SHED的獲得不僅來(lái)源容易,冷凍保存SHED還能為其應(yīng)用提供足夠的細(xì)胞源。 3.4 牙囊干細(xì)胞 牙囊是發(fā)育牙胚中的一種外胚間充質(zhì)組織。牙囊干細(xì)胞(dental follicle progenitor cell)起源于牙囊,是一類新近發(fā)現(xiàn)的牙源性干細(xì)胞,具有分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞、牙周膜細(xì)胞和成骨細(xì)胞等的能力。Lucaciu等從牙囊組織中分離獲取牙囊干細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)牙囊干細(xì)胞與SHED均呈典型的成纖維樣細(xì)胞形態(tài),并且與其他牙源性干細(xì)胞的形態(tài)界限尚不明確。但是,牙囊干細(xì)胞表達(dá)SSEA-4、Oct3/4、Nanog、CD44、CD90,弱表達(dá)CD105、CD49;體外實(shí)驗(yàn)顯示,可表達(dá)骨鈣蛋白、骨橋蛋白和堿性磷酸酶;在鈦植入體表面有較好的黏附能力;電子顯微電鏡觀察、Ca2+和堿性磷酸酶檢測(cè)充分說(shuō)明,牙囊干細(xì)胞具有成骨分化的特性。 Sowmya等從人牙囊組織中分離獲得牙囊干細(xì)胞,研究顯示牙囊干細(xì)胞表達(dá)胚胎干細(xì)胞標(biāo)志物(如CD73、CD44、CD90),同時(shí)表達(dá)牙周膜細(xì)胞和成牙骨質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物(如胎盤堿性磷酸酶-1、FGF-2、牙骨質(zhì)蛋白-1等);在一定條件下培養(yǎng)后,均表現(xiàn)出成骨細(xì)胞、成牙周膜細(xì)胞、成牙骨質(zhì)細(xì)胞的生物學(xué)特性。 3.5 根尖乳頭干細(xì)胞 根尖乳頭干細(xì)胞(stem cell from apical papilla)位于牙根尖乳頭,是一群新近發(fā)現(xiàn)的多潛能干細(xì)胞,在牙根發(fā)育、根尖形成、牙髓/牙本質(zhì)再生和生物牙根工程中發(fā)揮著潛在的作用。2008年,Huang等發(fā)現(xiàn)發(fā)育中牙的根尖存在一種間充質(zhì)細(xì)胞,并將其定名為根尖乳頭干細(xì)胞;這種細(xì)胞具有成牙質(zhì)細(xì)胞的特性,可形成牙骨質(zhì),還可使年輕恒牙繼續(xù)發(fā)育;推測(cè)其可望用于牙周組織再生和生物牙根工程。Diao等利用裸鼠測(cè)定成骨分化相關(guān)基因的分化潛能,發(fā)現(xiàn)WDR63在成骨分化中起著重要的調(diào)節(jié)作用,證明有WDR63活性標(biāo)記的根尖乳頭干細(xì)胞有助于促進(jìn)牙周組織再生。Zhang等認(rèn)為,Sir2相關(guān)酶類(sirtuin,SIRT)中的SIRT1對(duì)促進(jìn)根尖乳頭干細(xì)胞成骨分化起著重要的調(diào)節(jié)作用,并且當(dāng)牙周膜干細(xì)胞和根尖乳頭干細(xì)胞共同培養(yǎng)時(shí),細(xì)胞體系的堿性磷酸酶表達(dá)、礦化能力、成骨細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)明顯增加,說(shuō)明這2種細(xì)胞的共培養(yǎng)可以促進(jìn)細(xì)胞增殖和成骨分化。 3.6 牙槽骨來(lái)源干細(xì)胞 1982年,Evian等在研究拔牙后牙槽窩愈合成骨的機(jī)制時(shí),認(rèn)為有一種相關(guān)的干細(xì)胞即牙槽骨來(lái)源干細(xì)胞(socket derived stem cell)起著重要作用,但未進(jìn)行進(jìn)一步的研究與證實(shí)。最近,這種細(xì)胞引起關(guān)注,認(rèn)為牙槽骨來(lái)源干細(xì)胞是成體干細(xì)胞的一個(gè)重要的潛在來(lái)源。Nakajima等收集拔牙術(shù)后第3 d牙槽窩中的組織,成功獲得牙槽骨來(lái)源干細(xì)胞,研究發(fā)現(xiàn)此種細(xì)胞表達(dá)CD44、CD90、CD271,在體外具有分化成骨、成脂肪和成軟骨的能力。將這些牙槽骨來(lái)源干細(xì)胞自體移植到牙周缺損的動(dòng)物模型中,可形成新骨、牙周纖維和類牙骨質(zhì)結(jié)構(gòu),顯示出牙周組織再生的應(yīng)用潛力。 Luo等從拔牙術(shù)后2周的比格犬的牙槽窩提取早期愈合組織,成功獲得牙槽骨來(lái)源干細(xì)胞,利用小鼠骨髓基質(zhì)系干細(xì)胞體系培養(yǎng),體外實(shí)驗(yàn)顯示牙槽骨來(lái)源干細(xì)胞可顯著促進(jìn)細(xì)胞遷移、趨化,增殖活動(dòng)增強(qiáng),堿性磷酸酶、骨涎蛋白表達(dá)上升;體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示,根分叉缺損區(qū)可形成新骨和類牙骨質(zhì)結(jié)構(gòu)。 4. 非牙源性干細(xì)胞 4.1 骨髓基質(zhì)干細(xì)胞 骨髓基質(zhì)系統(tǒng)含有少量的多功能基質(zhì)干細(xì)胞,即骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow stroma stem cell),具有多向分化的潛能。在特定的條下,可形成多種間充質(zhì)細(xì)胞,包括成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、肌肉細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞等;同時(shí),骨髓基質(zhì)干細(xì)胞用于體外培養(yǎng)時(shí),存在易衰老、等待時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用昂貴等諸多不足,限制了其臨床應(yīng)用。 Zhou等建立了一個(gè)伴有牙槽骨缺損的嵌合子小鼠牙周炎模型,在缺損區(qū)植入骨髓基質(zhì)干細(xì)胞+小牛骨復(fù)合物,通過(guò)活體成像、免疫組織化學(xué)方法,發(fā)現(xiàn)在第3、14和28 d,具有細(xì)胞表面標(biāo)記的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞也表達(dá)于受傷組織和正常組織中,說(shuō)明骨髓基質(zhì)干細(xì)胞可能通過(guò)再生血管遷移到牙周缺損區(qū)。Li等在比格犬模型上造成根間分叉區(qū)骨缺損,在缺損區(qū)植入附有人類BMP-7基因轉(zhuǎn)染的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞膠原膜,術(shù)后12周進(jìn)行組織形態(tài)學(xué)觀察,發(fā)現(xiàn)BMP-7基因轉(zhuǎn)染的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞膠原膜區(qū)新骨的形成活躍,明顯高于無(wú)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞組。 4.2 脂肪干細(xì)胞 脂肪干細(xì)胞(adipose derived stem cell)是近年來(lái)從脂肪組織中分離得到的一種具有多向分化潛能的干細(xì)胞,具有成脂肪、成軟骨、成骨、成肌等多向分化的潛能。研究發(fā)現(xiàn),脂肪干細(xì)胞在體外增殖穩(wěn)定,取材容易、來(lái)源廣泛,體內(nèi)儲(chǔ)備量大,適宜自體移植,逐漸成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一;但是,脂肪干細(xì)胞體外培養(yǎng)條件特殊,表型易發(fā)生改變。Tobita等從wistar大鼠體內(nèi)收集脂肪細(xì)胞,分離、培養(yǎng)獲得脂肪干細(xì)胞,將脂肪干細(xì)胞與富血小板血漿混合植入開(kāi)窗法形成的wistar大鼠牙周缺損模型中,8周后發(fā)現(xiàn)wistar大鼠牙周缺損中有新骨、牙骨質(zhì)和牙周纖維形成。 Akita等從wistar大鼠體內(nèi)收集脂肪細(xì)胞,分離、培養(yǎng)獲得脂肪干細(xì)胞,將脂肪干細(xì)胞與聚乳酸-羥基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]混合,將脂肪干細(xì)胞-PLGA混合物植入開(kāi)窗法形成的wistar大鼠牙周缺損中,組織形態(tài)學(xué)及micro-CT觀察均顯示有活躍的新骨形成。 5. 胚胎干細(xì)胞 胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cell)是一類具有自我更新和發(fā)育全能性,并產(chǎn)生分化后代能力的早期胚胎細(xì)胞。多向分化潛能是胚胎干細(xì)胞的主要特征,培養(yǎng)條件的略微變化就可誘導(dǎo)分化機(jī)制的啟動(dòng)。胚胎干細(xì)胞能被誘導(dǎo)分化為機(jī)體幾乎所有的細(xì)胞類型。目前,對(duì)胚胎干細(xì)胞向造血細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、骨細(xì)胞、肌細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞體外分化的研究已取得很大進(jìn)展,也急需闡明其定向分化、基因組印跡和生物安全性。 Yang等在豬牙周形成根分叉缺損模型,植入可表達(dá)聚醚砜(polyether sulphone,pES)/綠色熒光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的胚胎干細(xì)胞和膠原膜,結(jié)果發(fā)現(xiàn)缺損區(qū)有新的牙周韌帶和牙骨質(zhì)形成,GFP也表達(dá)于牙周缺損修復(fù)區(qū)。Duan等將胚胎干細(xì)胞與EMD凝膠結(jié)合,體外實(shí)驗(yàn)顯示胚胎干細(xì)胞-EMD凝膠復(fù)合體可顯著提升Run相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(Runt-related transcription factor,Runx)2、成骨相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子抗體(osterix,Osx)和骨鈣素(osteocalcin)的mRNA水平,并有礦化結(jié)節(jié)形成;體內(nèi)實(shí)驗(yàn)組織學(xué)觀察顯示,有更多的新骨、類牙骨和牙周纖維形成。 6. 骨骼來(lái)源干細(xì)胞 骨骼來(lái)源干細(xì)胞(skeletal stem cell)來(lái)源于骨骼末端快速分裂的細(xì)胞群,在多年以前就受到關(guān)注。在一定條件下,骨骼來(lái)源干細(xì)胞可分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞,而且其來(lái)源廣泛。骨骼來(lái)源干細(xì)胞可從不同的組織中,使用各種方法分離獲得,易于擴(kuò)增。Dominici等建立了一套程序用以分離、鑒定骨骼來(lái)源干細(xì)胞:細(xì)胞在培養(yǎng)件下具有一定的黏附力,表達(dá)CD105、CD73和CD90,不表達(dá)造血細(xì)胞標(biāo)記CD45、CD34、CD14、CD11b、CD79和HLA-DR,體外有分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞的能力。骨骼來(lái)源干細(xì)胞的來(lái)源廣泛并易于擴(kuò)增,并具有形成牙周組織的潛能性,引起了許多牙周病學(xué)專家的濃厚興趣,有望為牙周病治療和牙周缺損修復(fù)與重建帶來(lái)新的希望。 7. 基因轉(zhuǎn)染種子細(xì)胞 近年來(lái),有學(xué)者將特殊基因轉(zhuǎn)染人種子細(xì)胞,使細(xì)胞自分泌某種特殊蛋白質(zhì)和因子(如BMP、PDGF)以促進(jìn)組織再生,其免疫原性、致癌性等也受到質(zhì)疑。Cao等通過(guò)腺病毒載體將編碼肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocyte growth factor,HGF)的基因轉(zhuǎn)染克隆化培養(yǎng)的牙髓干細(xì)胞,獲得HGF-牙髓干細(xì)胞;將這些永生化細(xì)胞應(yīng)用于有牙周缺損的小豬動(dòng)物模型上,放射學(xué)、骨定量和組織學(xué)觀察結(jié)果顯示,其效果明顯優(yōu)于無(wú)HGF基因轉(zhuǎn)染組。 尚姝環(huán)等將帶有人類血小板衍生生長(zhǎng)因子(platelet-derived growth factor,PDGF)-β的cDNA的腺病毒體外轉(zhuǎn)染牙周膜干細(xì)胞,獲得永生化牙周膜干細(xì)胞;通過(guò)3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽[3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide,MTT]法檢測(cè)細(xì)胞的增殖,通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)檢測(cè)編碼Ⅰ型膠原蛋白的基因的表達(dá),發(fā)現(xiàn)PDGF-β具有增強(qiáng)牙周膜干細(xì)胞增殖、上調(diào)Ⅰ型膠原蛋白表達(dá)的作用。上述研究表明基因轉(zhuǎn)染種子細(xì)胞是非常有應(yīng)用前景的種子細(xì)胞來(lái)源。 8. 種子細(xì)胞的臨床應(yīng)用及展望 長(zhǎng)期以來(lái),為尋求一種理想的方法來(lái)修復(fù)病損的牙周組織,進(jìn)行了大量的研究。將分子生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)技術(shù)和組織工程學(xué)應(yīng)用于牙周病的治療,為牙周組織再生治療開(kāi)辟了新領(lǐng)域。應(yīng)用于牙周組織再生治療的種子細(xì)胞取材容易,對(duì)機(jī)體損傷??;體外培養(yǎng)時(shí)增殖能力強(qiáng)、易穩(wěn)定表達(dá)細(xì)胞表型;植入體內(nèi)后能耐受機(jī)體免疫,大部分細(xì)胞不存在倫理爭(zhēng)議等,可快速產(chǎn)生成骨、成牙骨質(zhì)、成牙周纖維等,且無(wú)致瘤性,為牙周病治療帶來(lái)了新希望。 但是,牙周組織再生治療的種子細(xì)胞應(yīng)用性研究尚處于起步階段,仍有許多問(wèn)題亟待解決:如目前種子細(xì)胞來(lái)源有限,尋求種子細(xì)胞的多種來(lái)源途徑是需面對(duì)的重要問(wèn)題;細(xì)胞分離技術(shù)單一,且種子細(xì)胞常缺乏明確標(biāo)志物,純化并鑒定種子細(xì)胞的技術(shù)需要進(jìn)一步提高,誘導(dǎo)分化技術(shù)和培養(yǎng)條件尚需進(jìn)一步改進(jìn);雖然種子細(xì)胞均有較強(qiáng)的分化克隆能力,但其數(shù)量常顯不足,種子細(xì)胞同樣可表現(xiàn)出一定的異質(zhì)性;此外,種子細(xì)胞的取材、保存、培養(yǎng)所需時(shí)間和牙周組織工程動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷冗€需進(jìn)一步完善。 基因修飾技術(shù)使用前必須解決以下問(wèn)題:重組病毒載體的免疫原性、致癌性,轉(zhuǎn)染細(xì)胞必需分泌足夠的細(xì)胞因子,機(jī)體對(duì)分泌的細(xì)胞因子有較好的反應(yīng)能力,轉(zhuǎn)染細(xì)胞無(wú)致瘤性等。此外,由于實(shí)體環(huán)境非常復(fù)雜,微環(huán)境、藥物、年齡因素、Wnt通路、炎癥及免疫因素均可影響種子細(xì)胞向特定細(xì)胞的分化;牙周炎癥可破壞牙周組織再生,又可促進(jìn)種子細(xì)胞增殖活動(dòng),但同時(shí)又抑制其向特定細(xì)胞分化的能力;獲得的種子細(xì)胞數(shù)量常常不足;有些種子細(xì)胞(如骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞)因來(lái)源問(wèn)題限制了其廣泛的臨床應(yīng)用,胚胎干細(xì)胞受倫理和法律的限制,細(xì)胞來(lái)源問(wèn)題受到限制;牙周組織再生治療后,在恢復(fù)牙周組織的生理結(jié)構(gòu)和功能上還遠(yuǎn)未達(dá)到所期望的目標(biāo)。 目前,牙周組織工程相關(guān)的技術(shù)研究處于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究階段,尚未形成一套成熟有效的程序,需要多學(xué)科、跨專業(yè)的技術(shù)聯(lián)合與協(xié)作,最終實(shí)現(xiàn)由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)變這一目標(biāo)。相信通過(guò)研究者的努力,牙周組織再生治療的應(yīng)用會(huì)更成熟,為人類的健康造福,有著巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。 |