细胞外基质磷酸化糖蛋白mRNA在人牙周韧带细胞成骨分化过程中的表达

目的 检测人牙周韧带细胞(periodontal ligament stem cell,PDLC)诱导矿化过程中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OCN)和细胞外基质磷酸化糖蛋白(matrix extracellular phosphoglycoprotein,MEPE)mRNA的表达,探讨MEPE能否作为人牙周韧带细胞的分化标记及其功能.方法 酶消化法培养PDLC并鉴定其来源,取未诱导及矿化诱导7、14和21 d的PDLC,茜素红染色检测矿化结节的形成;免疫组织化学染色检测OCN的表达;实时荧光定量反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测ALP、OCN和MEPE mRNA的表达变化,并对结果进行方差分析.结果 PDLC矿化诱导后茜素红染色显示钙化结节形成,免疫染色OCN表达增强;PDLC成骨诱导培养前ALP、OCN和MEPE mRNA表达系数分别为72、1.1和534.随着诱导时间延长,ALP、OCN和MEPE mRNA表达上调,诱导7 d组的表达系数分别为78、9.56和629.6,诱导14 d组的表达系数分别为290、133和638.3,诱导21 d组的表达系数分别为1108、925和2261.1.与对照组相比,各诱导组OCNmRNA的表达、诱导14 d和21 d组ALP mRNA的表达,以及诱导21 d组MEPE mRNA的表达,差异均有统计学意义(P<0.05).结论 在PDLC向成牙骨质或成骨样细胞分化过程中,MEPE mRNA与ALP和OCN呈现相似的表达变化趋势,提示MEPE与PDLC成骨分化有关,有可能作为PDLC向成牙骨质或成骨样细胞分化的标志.     

人牙周韧带细胞膜片的体外实验研究

目的 观察体外培养人牙周韧带细胞(hPDLCs)的成骨、成脂能力;构建hPDLCs膜片并鉴定膜片细胞外基质的主要结构蛋白.方法 通过酶联组织块法分离并纯化培养hPDLCs;免疫细胞化学法鉴定hPDLCs来源及干细胞标志物STRO-1表达情况;取第2～4代细胞分别用成骨诱导培养基和成脂诱导培养基培养,茜素红及油红O染色检测hPDLCs的成骨、成脂能力;制备成熟的hPDLCs膜片,苏木素-伊红(HE)及免疫组织化学染色法鉴定膜片细胞外基质主要结构蛋白Ⅰ型胶原、层黏蛋白及纤连蛋白的表达情况.结果 经原代培养的hPDLCs抗波形蛋白染色阳性,干细胞标志物STRO-1染色阳性,证实hPDLCs来源于间充质并具有干细胞潜在分化能力;hPDLCs在诱导成骨、成脂分化培养14～16 d后,茜素红及油红O染色结果阳性提示hPDLCs具有良好的成骨及成脂分化能力;HE染色及免疫化学染色发现hPDLCs膜片高表达细胞外基质主要结构蛋白Ⅰ型胶原、层黏蛋白及纤连蛋白.结论 本研究从细胞分离培养,来源鉴定、多向分化潜能诱导及细胞膜片技术等方面证实PDLCs中存在成体干细胞,提示hPDLCs膜片能为牙周组织再生种子细胞提供新来源,可进一步深入研究.     

人牙周膜细胞群多向分化潜能的实验研究

目的研究体外培养的人牙周膜细胞群（hPDLP）向成骨和成脂方向分化的潜能,为牙周组织工程提供可靠的种子细胞来源。方法组织块法分离培养人牙周膜细胞群,流式细胞术检测间充质干细胞标记CD146和STRO-1的表达;利用茜素红、油红O染色、免疫组化以及反转录聚合酶链反应（RT-PCR）等检测hPDLP的多向分化标志。结果第1代hPDLP的CD146和STRO-1阳性率分别是27.20%±3.98%和4.23%±4.08%;经矿化诱导可以形成矿化结节,有钙盐沉积;经成脂诱导可见特异性脂滴形成,特异性转录因子过氧化物酶体激活物增生受体2（PPARγ2）和脂蛋白脂酶（LPL）表达上调。第8代hPDLP相对第1代的矿化能力没有差异,但成脂方向分化潜能减弱。结论体外培养的hPDLP具有向成骨和成脂样细胞分化潜能,第1~3代细胞群明显具有牙周膜干细胞的多向分化潜能优势。     

Foxc2稳定转染对C3H10T1/2细胞成骨性能的影响

目的:探讨Foxc2基因过表达对体外培养的小鼠胚胎成纤维细胞系C3H10T1/2细胞生物学行为及分化能力的影响.方法:通过慢病毒转染构建Foxc2过表达C3H1OT1/2细胞系,采用实时定量PCR和Western免疫印迹法检测转染后Foxc2蛋白的表达.应用CCK-8试剂盒检测细胞增殖,流式细胞仪检测细胞周期及凋亡,实时定量PCR和Western免疫印迹法检测过表达Foxc2对成骨、成脂相关基因(Runx2、OPN、OCN、PPARγ)表达的影响,分别通过碱性磷酸酶(ALP)染色和油红染色检测细胞成骨和成脂分化能力.采用SPSS 17.0软件包对数据进行t检验.结果:成功构建Foxc2稳定过表达的C3H10T1/2细胞系,发现Foxc2过表达阻滞细胞于G1期,抑制细胞增殖.在成骨诱导过程中,过表达Foxc2可以显著上调Runx2、OPN、OCN等成骨相关基因的表达.ALP染色显示,Foxc2稳定过表达细胞较对照组细胞染色深.在成脂诱导过程中,过表达Foxc2显著下调PPARγ基因的表达;油红染色显示,成脂分化进程被部分抑制.结论:Foxc2过表达抑制细胞增殖,促进细胞分化.其机制是上调Runx2、OPN、OCN成骨相关基因的表达,下调PPARγ的表达,促进C3H10T1/2细胞的成骨分化,抑制其成脂分化.     

犬乳牙牙髓干细胞体外培养及生物学性能研究

目的：体外分离培养比格犬乳牙牙髓干细胞（DTPSCs）,研究其生物学特性。方法：用酶解组织块法培养6周龄比格犬 DTPSCs,克隆法纯化,检测细胞克隆形成能力及增殖曲线;免疫组化鉴定细胞来源,流式细胞术鉴定细胞表面标记物;进行细胞多向诱导分化能力检测。结果：获得了成集落状生长的犬乳牙牙髓细胞,其克隆形成率为32％;免疫组化确定细胞为间充质而非造血来源;流式细胞术鉴定 STRO-1、CD146阳性表达,而 CD14、CD45及 CD86阴性表达;细胞成骨、成脂诱导后分别对茜素红、油红 O 染色阳性,成牙本质诱导后细胞碱性磷酸酶、牙本质涎磷蛋白染色阳性,且细胞内碱性磷酸酶活性显著增高。结论：比格犬乳牙牙髓中存在具有间充质干细胞表型、自我更新及多向分化能力的干细胞。     

人乳牙牙周膜干细胞的生物学特性研究

目的:体外分离纯化人乳牙牙周膜组织来源的干细胞,研究其生物学特性、表面标记物及多向分化能力。方法:用酶消化法和有限稀释法对正常人乳牙牙周膜组织进行原代培养,并通过免疫细胞化学方法和流式细胞仪对其来源进行鉴定,进而从增殖能力、克隆形成能力和多向分化能力等方面对乳牙牙周膜干细胞的生物学特性进行研究。结果:分离培养获得的人乳牙牙周膜干细胞在形态上与恒牙牙周膜干细胞相似,均为长梭形成纤维细胞样;免疫细胞化学和流式细胞仪分子表型鉴定显示乳牙牙周膜干细胞阳性表达间充质来源的表面标志STRO-1,CD146,CD29和CD90,造血系来源的标志物CD34为阴性;细胞周期,MTT和克隆形成率的检测结果显示,人乳牙牙周膜干细胞的增殖能力强于恒牙牙周膜干细胞;人乳牙牙周膜干细胞在体外诱导条件下可以向骨,脂肪细胞方向分化;同时RT-PCR检测发现,矿化诱导后细胞成骨相关基因(ALP,OCN,Col I)的表达上调,成脂诱导后细胞成脂相关基因(PPAR-γ,C/EBPα)的表达上调。结论:人乳牙牙周膜中确实存在间充质来源的干细胞,并且具有较强的增殖能力和多向分化能力,为牙周组织工程种子细胞提供了新的可能来源。     

牙本质非胶原蛋白诱导颅神经嵴干细胞向成牙本质细胞表型分化

目的探讨颅神经嵴干细胞(CNCSC)用于牙再生研究的可行性,观察牙本质基质非胶原蛋白(DMNCP)对CNCSC的成牙本质样细胞表型分化的影响。方法小鼠神经管组织块无血清条件培养法获取颅神经嵴干细胞,以DMNCP体外诱导CNCSC的分化,形态学、免疫细胞化学、茜素红特染等方法,分别从Ⅰ型胶原表达、牙本质涎磷蛋白(DSPP)表达、碱性磷酸酶(ALP)活性及钙结节形成情况,鉴定CNCSC的成牙本质样细胞表型。结果诱导后的CNCSC呈现I型胶原、DSPP阳性表达,ALP活性增高,钙结节形成,具有成牙本质细胞表型特征。结论DMNCP具有诱导CNCSC向成牙本质细胞表型分化的作用,利用CNCSC开展牙再生研究是可行的。     

成体人牙髓干细胞的分离与鉴定

目的从成体人牙髓组织中分离培养牙髓干细胞，初步探讨其分化潜能。方法选取年轻患者因正畸或阻生拔除的健康第三磨牙，取出牙髓，采用酶消化及过滤法得到单细胞悬液，有限稀释法原代培养。扩大培养细胞克隆，检测STRO-1的表达。体外诱导分化后对各克隆从碱性磷酸酶(ALP)活性、矿化结节形成、牙本质涎蛋白(DSP)表达、Oil Red—O染色、PPARr2基因表达等方面进行检测。结果克隆来源细胞STRO-1表达阳性。在矿化液诱导下，克隆细胞呈现明显高的ALP活性；能够形成矿化结节；可以分泌表达DSP，已向成牙本质细胞方向发生了分化。成脂肪诱导后，Oil Red—O染色阳性，可检测到PPARr2基因表达。结论从成体人牙髓组织中可以分离培养出干细胞，在体外能有效增殖并保持低分化状态。     

矿化液诱导人前磨牙牙髓干细胞向成骨细胞样细胞的分化

目的:探讨矿化液诱导人前磨牙牙髓干细胞(HDPSCs)向成骨细胞样细胞分化的潜力.方法:矿化液诱导前磨牙HDPSCs 28d,于诱导的第7、28天时,应用酶化学染色检测碱性磷酸酶(ALP)表达;第14、21、28天时,应用茜素红染色观察细胞矿化情况;于诱导的第0、3、5、7、14、21、28天时,采用RT-PCR法检测其ALP、牙本质涎磷蛋白(DSPP)、骨涎蛋白(BSP)和骨钙素(OCN)的基因表达;Western印迹分析、免疫细胞化学染色检测BSP及OCN蛋白的表达.结果:经矿化液诱导后,前磨牙HDPSCs ALP染色阳性,形成钙结节.诱导第3天,细胞ALP mRNA呈高表达;DSPP始终不表达;BSP、OCN mRNA于第5天开始表达,并随时间延长而表达增高;BSP蛋白表达趋势与其RT-PCR结果一致;第5天时OCN染色阳性.结论:前磨牙牙髓干细胞具有向成骨细胞样细胞分化的潜能,有望成为骨组织工程的种子细胞.     

犬牙周膜细胞和骨髓基质细胞相互作用的体外实验研究

目的:研究牙周膜细胞(PDLCs)和骨髓基质细胞(BMSCs)共培养是否更利于牙周组织再生。方法 :用组织块法培养PDLCs,用全血贴壁法培养BMSCs,检测它们的成骨、成脂诱导分化能力。用Transwell小室共培养这两种细胞,通过3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)和实时荧光定量PCR(Real-time PCR)检测共培养后这两种细胞的增殖能力及部分基因的表达变化。结果:PDLCs和BMSCs具有多向分化潜能。共培养能促进它们各自增殖,上调Ⅰ型胶原(COLI)、碱性磷酸酶(ALP)、骨涎蛋白(BSP)、骨钙素(OCN)、核心结合因子2(RUNX2)的表达。结论:PDLCs和BMSCs共同运用作为种子细胞可能更有利于牙周组织再生。     

颌骨骨髓基质细胞与牙周膜细胞的生物学特性比较

目的:比较颌骨骨髓基质细胞与牙周膜细胞的基本生物学特性。方法:分离颌骨来源骨髓基质细胞和牙周膜细胞,进行改良体外原代培养。倒置显微镜观察细胞生长及克隆形成情况;CCK-8检测细胞生长曲线;免疫荧光染色检测STR0-1表达;成脂诱导后检测脂滴形成,矿化诱导后检测碱性磷酸酶的变化并用RT-PCR检测7、14 d成骨相关基因OCN的表达水平。结果:两种细胞体外培养均呈成纤维样细胞外形,能克隆生长,均具有活跃的增殖能力;两种细胞STR0-1表达阳性;成脂诱导后可见脂滴形成;矿化诱导后骨髓基质细胞的碱性磷酸酶活性较强,而且OCN基因表达较早且较强。结论:颌骨来源骨髓基质细胞具有较强的增殖及成骨分化能力,具有干细胞特性,可能是有较大临床应用潜力的组织工程种子细胞。     

Isolating stromal stem cells from periodontal granulation tissues

Stem cell therapy is a promising area in regenerative medicine. Periodontal granulation tissues are often discarded during conventional surgery. If stromal stem cells can be isolated from these tissues, they can be used for subsequent surgery on the same patient. Fifteen human periodontal granulation tissue samples were obtained from intrabony defects during surgery. Immunohistochemistry (IHC) was carried out on five of the samples to identify STRO-1, a marker of mesenchymal stem cells. Five samples underwent flow cytometry analysis for the same marker. The remaining five samples were characterized by "colony formation unit-fibroblast" (CFU-f) assay and selected for proliferation assay, flow cytometry of stem cell markers, immunocytochemistry (ICC), multipotent differentiation assays, and repairing critical-size defects in mice. The ratio of STRO-1(+) cells detected by IHC was 5.91 ± 1.50%. The analysis of flow cytometry for STRO-1 was 6.70 ± 0.81%. Approximately two thirds of the CFU-f colonies had a strong reaction to STRO-1 in ICC staining. The cells were multipotent both in vitro and in vivo. Mice given bone grafts and stem cells showed significantly better bone healing than those without stem cells. Multipotent stromal stem cells can be isolated from human periodontal granulation tissues. These cells improve new bone formation when transplanted in mouse calvarial defects. Isolating stem cells from relatively accessible sites without extra procedures is clinically advantageous. This study demonstrated that human periodontal granulation tissues contain isolatable multipotent stem cells. The cells may be a good source for autotransplantation in subsequent treatment.     

小型猪乳牙牙髓干细胞体外分离培养及鉴定

目的体外分离培养小型猪乳牙牙髓干细胞,并对其进行生物学鉴定。方法采用滤纸片法挑取单克隆小型猪乳牙牙髓细胞,免疫组织化学染色检测,体外比较单克隆牙髓干细胞及混合牙髓干细胞向矿化组织、脂肪细胞、及神经细胞诱导分化能力。结果分离培养的小型猪乳牙牙髓干细胞呈集落状生长,克隆形成率2．74％。波形丝蛋白、间充质于细胞表面标志STRO-1染色阳性,神经干细胞特异性标志nestin染色阳性。矿化诱导结果显示单克隆牙髓干细胞及混合牙髓干细胞,均为Von-kossa染色阳性,ATJP表达明显,两者无明著差异。单克隆牙髓干细胞及混合牙髓干细胞经IBMX、胰岛素、消炎痛和氢化可的松诱导3周后,可分化为脂肪细胞,两者成脂率均较低。单克隆乳牙牙髓干细胞向神经细胞诱导分化后免疫荧光鉴定β-tubulin III表达阳性,STRO-1表达阴性。混合牙髓干细胞无明显神经元样细胞分化。结论单克隆分离培养的小型猪乳牙牙髓干细胞具有很强的克隆形成能力及多向分化潜能,其矿化能力与混合的乳牙牙髓干细胞无明显差异。     

人脐带间充质干细胞诱导为牙周韧带样细胞的实验研究

目的 建立人牙周韧带细胞(human periodontal ligament cell,hPDLC)与人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cell,hUCMSC)体外非接触式共培养模型,研究hUCMSC定向分化为hPDLC的可能性,探索新的可用于牙周组织工程的种子细胞.方法 利用跨室培养装置(Transwell)培养板建屯hPDLC与hUCMSC体外非接触式共培养模型,免疫组织化学方法 检测其骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、骨钙素(ostocalcin,OCN)及骨涎蛋白(bone sialopmtein,BSP)的表达情况,并采用蛋白质印迹法从蛋白水平定量分析诱导后hUCMSC在分子水平的改变.结果 hUCMSC在非接触式共培养体系中可以被hPDLC诱导为多角形或梭形,蛋白质印迹法检测结果 显示,共培养3、7、14及21 d后的hUCMSC在蛋白水平OCN和OPN表达上调[OCN共培养前(0.88±0.21),共培养21 d(1.42±0.17);OPN共培养前(0.93±0.13),共培养21 d(1.43±0.22)];BSP表达逐渐下调[共培养前(1.60±0.09),培养21 d(0.75±0.20)],与共培养前相比差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 hUCMSC在一定条件下可向hPDLC定向分化,并有望成为牙周组织工程的种子细胞.     

牙周膜相关蛋白1在人牙周膜细胞成骨分化过程中的表达

目的 研究牙周膜相关蛋白1（PLAP-1）在人牙周膜细胞（PDLC）成骨分化过程中的表达变化,为明确PLAP-1 在牙周组织中的作用奠定基础.方法 酶消化法培养人PDLC,免疫细胞化学染色鉴定其来源和PLAP-1 的表达,茜素红染色和碱性磷酸酶（ALP）实验鉴定其成骨分化能力,定量反转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测其成骨分化过程中,PLAP-1、Periostin、RGD-CAP、RUNX2、OCN 和OPN mRNA 表达变化,Western blot 检测PLAP-1、RUNX2 和OCN 蛋白表达变化并进行统计分析.结果 培养的人PDLC 来源于间充质;人PDLC 矿化诱导21 d 后茜素红染色阳性,矿化诱导后7、14、21 d 时ALP 活性较对照组明显增高（P ＜ 0.05）,具有成骨分化能力;PLAP-1 免疫细胞化学染色阳性;定量RT-PCR 和Western blot 结果显示,人PDLC 在mRNA 和蛋白水平均表达PLAP-1,且mRNA 表达量随人PDLC 成骨分化过程发生变化,诱导14 d上调,诱导21 d 下调,较对照组有明显差异（P ＜ 0.05）,Western blot 检测蛋白表达显示类似的表达趋势.结论 PLAP-1 在基因及蛋白水平均高表达于人PDLC,其表达量随人PDLC 成骨分化成一定模式,提示其参与调控牙周膜的功能与稳定,但其精细的调控功能还有待进一步深入研究.     

Isolation and characterization of multipotent human periodontal ligament stem cells

BACKGROUND: Periodontal ligament (PDL) repair is thought to involve mesenchymal progenitor cells capable of forming fibroblasts, osteoblasts and cementoblasts. However, full characterization of PDL stem cell (SC) populations has not been achieved. OBJECTIVE: To isolate and characterize PDLSC and assess their capability to differentiate into bone, cartilage and adipose tissue. METHODS: Human PDL cells were stained for STRO-1, FACS sorted and expanded in culture. Human bone marrow SC (BMSC) served as a positive control. PDLSC and BMSC were cultured using standard conditions conducive for osteogenic, chondrogenic and adipogenic differentiation. Osteogenic induction was assayed using alizarine red S staining and expression of alkaline phosphatase (ALP) and bone sialoprotein (BSP). Adipogenic induction was assayed using Oil Red O staining and the expression of PPAR gamma 2 (early) and LPL (late) adipogenic markers. Chondrogenic induction was assayed by collagen type II expression and toluidine blue staining. RESULTS: Human PDL tissue contains about 27% STRO-1 positive cells with 3% strongly positive. In osteogenic cultures ALP was observed by day-7 in BMSC and day-14 in PDLSC. BSP expression was detectable by day-7; with more intense staining in PDLSC cultures. In adipogenic cultures both cell populations showed positive Oil Red O staining by day-25 with PPAR gamma 2 and LPL expression. By day-21, both BMSC and PDLSC chondrogenic induced cultures expressed collagen type II and glycosaminoglycans. CONCLUSIONS: The PDL contains SC that have the potential to differentiate into osteoblasts, chondrocytes and adipocytes, comparable with previously characterized BMSC. This adult PDLSC population can be utilized for potential therapeutic procedures related to PDL regeneration.