糖基化终末产物对人牙周膜干细胞骨向分化能力影响的研究

目的:探讨糖基化终末产物(AGEs-HSA)对人牙周膜干细胞(HPDLSC)骨向分化能力的影响。方法:体外组织块法和有限稀释法克隆化培养牙周膜干细胞,流式细胞仪检测牙周膜细胞表型分子CD44、CD146、stor-1、CD90,对其进行干细胞鉴定,将培养出的牙周膜干细胞与不同浓度的AGE-HSA共同培养,并矿化诱导后茜素红染色观察钙结节形成情况、碱性磷酸酶染色观察ALP活性、实时定量聚合酶链反应(real timePCR)检测成骨基因表达情况。结果:流式细胞仪细胞表型分析CD44、CD146、stor-1、CD90表达呈阳性。成骨诱导21 d后茜素红染色,对照组和实验组均出现不同程度的矿化结节,定量分析显示1、10、100、200μg/mLAGEs组矿化能力均比对照组低,差异均有统计学意义(P<0.05);不同浓度的实验组之间矿化能力均有统计学差异(P<0.05),且随着AGEs浓度的升高,矿化能力逐渐降低。成骨诱导7 d ALP染色比较发现各实验组均比对照组减弱。成骨诱导1周后RT-PCR检测各实验组的成骨基因ALP、Runx-2、Col-1、Runx-2 mRNA表达水平均较对照组低,差异有统计学意义(P<0.05);不同浓度的实验组之间各成骨基因的表达也有统计学差异(P<0.05)。结论:AGEs能抑制HPDLSC的骨向分化,并在一定范围内呈浓度依赖性。     

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。     

人牙髓干细胞体外成骨向分化的实验研究

目的：探讨人牙髓干细胞在体外成骨向分化潜能。方法：用免疫磁珠法分选人牙髓干细胞并检测其干细胞表面标志物Stro-1、CD29、CD34、CD44、CD45、CD90、CD105的表达。体外诱导人牙髓干细胞向成骨细胞分化,通过碱性磷酸酶染色和茜素红染色观察成骨诱导后细胞的成骨活性和矿化结节形成情况,通过real-time PCR分析成骨相关基因ALP、col I、RunX2、OC的表达,未成骨诱导细胞作为对照。结果：人牙髓干细胞阳性表达间充质干细胞表面标志物Stro-1、CD29、CD44、CD90、CD105,阴性表达造血干细胞表面标志物CD34、CD45。成骨诱导5d、7d、14d ALP染色阳性,21d茜素红染色仅诱导组可见明显钙结节形成,对照组为阴性。成骨相关基因ALP、RunX2和Col I mRNA在成骨诱导早期高表达,OC mRNA在成骨诱导14d表达开始逐渐升高。结论：经磁珠分选纯化的人牙髓干细胞在成骨诱导条件下可向成骨细胞分化,形成钙盐沉积和矿化结节,ALP、col I、RunX2、OC参与了成骨向分化的过程。     

ERK/MAPK信号通路在牙周膜干细胞成骨分化过程中的时空效应性变化

目的探讨牙周膜干细胞成骨分化进程中ERK/MAPK信号通路表达水平的变化,以及它对牙周膜干细胞成骨分化的调控作用。方法通过单克隆法获得人源性的牙周膜干细胞,分别用DMEM培养基、成骨诱导培养液处理牙周膜干细胞7、14、21d后收集细胞,提取总蛋白,通过Western Blot的方法检测ERK/MAPK通路的变化;分别用DMEM培养基、成骨诱导液、成骨诱导液+ERK抑制剂U0126处理牙周膜干细胞21d,通过茜素红染色的方法检测PDLSCs的成骨分化能力的改变;并通过分光光度计对茜素红染色结果进行定量分析。结果 DMEM组和成骨诱导组中,牙周膜干细胞胞内磷酸化ERK(P-ERK)的表达水平呈现先上升后下降的趋势,在诱导第14d达到峰值,在21d表达水平下降。在诱导第7d和第14d,成骨诱导组牙周膜干细胞胞内P-ERK/ERK的表达水平比值均高于DMEM组,具有显著统计学差异(P<0.05)。在第21d时,DMEM组牙周膜干细胞胞内P-ERK/ERK的表达水平比值略高于成骨诱导组,但无统计学差异(P>0.05)。ERK的抑制剂U0126的加入抑制牙周膜干细胞的成骨向分化过程中矿化结节的产生。结论 ERK/MAPK信号通路参与牙周膜干细胞的成骨向分化调控,它在牙周膜干细胞成骨分化过程中的表达随着时间的发展呈非线性变化。     

Malassez上皮剩余对炎症牙周膜干细胞成骨能力的影响

目的:研究人体组织Malassez上皮剩余对炎症组织来源的牙周膜干细胞成骨能力的影响。方法:分别从牙周炎患者及健康者的牙周组织中获得牙周膜细胞,并分别采用低密度法筛选纯化出炎症牙周膜干细胞;差速消化法获得Malassez上皮剩余。用流式细胞术对炎症牙周膜干细胞进行表型鉴定,相差显微镜观察Malassez上皮剩余形态,用transwell小室构建Malassez上皮剩余与炎症牙周膜干细胞的共培养体系。然后取小室的下层炎症牙周膜干细胞,用RT-PCR技术检测ALP和Runx-2 mRNA表达水平;ALP染色及茜素红染色观察其成骨分化能力的变化。结果:成功获得了炎症牙周膜干细胞和Malassez上皮剩余,并顺利构建共培养体系;经成骨诱导后,与Malassez上皮剩余共培养的炎症牙周膜干细胞与单独培养组相比,成骨相关基因ALP、Runx-2 mRNA水平均明显上调(P<0.05),ALP染色加深,形成的矿化结节也明显增多。结论:将炎症牙周膜干细胞与Malassez上皮剩余共培养后可使其成骨分化能力增强。     

人CD146＋牙周膜干细胞的分选及其干细胞特性的鉴定

目的：通过酶消化法及流式细胞分选技术分选CD146＋牙周膜干细胞（Periodontal ligament cells,PDLCs）,探讨其干细胞特性。方法：采用流式细胞技术从人牙周膜细胞中分选CD146＋PDLCs,并对其进行免疫组化染色（角蛋白、波形丝蛋白及Stro-1）,成骨、成脂诱导分化及克隆形成实验鉴定其干细胞特性。结果：CD146＋PDLCs表达波形丝蛋白及Stro-1,具有成骨及成脂分化能力,体外培养能形成细胞克隆。结论：以CD146为分选指标的流式细胞分选技术可作为牙周膜干细胞筛选的方法。     

低强度脉冲超声对不同钛表面骨髓间充干细胞成骨分化的影响

目的:观察低强度脉冲超声(LIPUS)对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)在钛片表面成骨分化的影响.方法:将体外培养的BMSCs分别接种于光滑钛表面和大颗粒喷砂酸蚀(SLA)钛表面,进行矿化诱导并实施超声干预和假刺激.于矿化诱导后3、7d进行碱性磷酸酶(ALP)定量检测,14 d进行ALP染色观察;矿化诱导21 d后行茜素红染色;于矿化诱导14、21 d检测成骨相关基因及蛋白表达.结果:矿化诱导后3、7d超声组ALP活性较对照组高(P＜0.05),14 d超声组与对照组相比钛片表面ALP染色明显深染;茜素红染色显示,21 d后超声组的染色更明显且形成更多的矿化结节;超声组的成骨相关蛋白成骨转录因子2、骨形成蛋白、骨桥蛋白表达增高;RT-PCR检测到成骨相关基因、ALP、成骨转录因子2、骨形成蛋白、骨桥蛋白、骨钙素、Ⅰ型胶原蛋白均有不同程度表达增高(P＜0.05).结论:LIPUS可以促进光滑及SLA钛表面BMSCs的成骨分化.     

人牙周膜干细胞矿化诱导分化的实验研究

目的：体外分离纯化人牙周膜干细胞,研究其体外矿化能力,为牙周组织工程提供可靠的种子细胞来源。方法：采用有限稀释法克隆分离纯化人牙周膜干细胞,将获得的第5代细胞用矿化液连续培养,观察矿化情况,进行矿化结节Von kossa染色;通过免疫组织化学染色技术检测诱导后细胞骨黏连素（ON）、骨桥蛋白（BSP）、Ⅰ型胶原（COLⅠ）、Ⅲ型胶原（COLⅢ）的表达。结果：人牙周膜细胞在体外可以叠层生长,形成肉眼可见的灰白色结节,Von kossa染色显示结节内有钙盐沉积,该细胞诱导21 d后有矿化相关蛋白COLⅠ、COLⅢ,BSP、ON的阳性表达。结论：人牙周膜干细胞在体外矿化液作用下出现向成骨细胞的分化。     

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。     

Exendin-4 relieves the inhibitory effects of high glucose on the proliferation and osteoblastic differentiation of periodontal ligament stem cells

BackgroundWith the impaired regenerative potential in patients with diabetes mellitus (DM), Periodontal ligament stem cells (PDLSCs) are regarded as an attractive source of stem cells for periodontal cytotherapy. Recent studies have shown that Exendin-4 (Ex-4) exerts cell-protective effects and bone remodeling ability on many types of cells. The aim of this study was to investigate whether Ex-4 alleviates the inhibition of high glucose on the proliferation and osteogenic differentiation of PDLSCs.MethodsPDLSCs were incubated in medium supplemented with 5.5 mM d-glucose (NG), 30 mM d-glucose (HG), NG plus Ex-4, and HG plus different concentration (1, 10, 20, 100 nM) of Ex-4 respectively. Cell proliferation was detected by CCK-8 assay and cell cycle analysis. Osteogenesis was assessed by Alizarin Red S staining and evaluation of the mRNA expression of Runx2, ALP and Osx at day 7, 14 and 21. Intracellular level of reactive oxygen species (ROS) was detected using 5-(and-6)-chloromethyl-2′,7′-dichlorodihydro-fluorescein diacetate (CMH2DCF-DA).ResultsThe proliferation ability, mineralized nodules forming capacity and the mRNA expression of Runx2, ALP and Osx of PDLSCs in HG group were decreased, the ROS level was increased compared to NG group. With the treatment of Ex-4, the HG-inhibited proliferation ability and osteogenic differentiation ability of PDLSCs were significantly reversed, the HG-increased ROS level could be down-regulated. Moreover, Ex-4 enhanced the osteogenic differentiation of normal PDLSCs.ConclusionsEx-4 alleviates the inhibitory effect of HG on the proliferation and osteoblastic differentiation of PDLSCs, and has a significant enhance in the osteoblastic differentiation of normal PDLSCs, giving new insights into the possible therapeutic method of diabetic periodontitis.     

Epigenetic regulation of osteogenic differentiation of periodontal ligament stem cells in periodontitis

Periodontitis is an inflammatory disease characterized by alveolar bone loss. Periodontal ligament stem cells (PDLSCs) have osteogenic differentiation potential, which can be influenced by epigenetics regulation in periodontitis. Therefore, this review aimed to shed light on the role of different epigenetic mechanisms in the osteogenic differentiation of PDLSCs and to consider the prospects of their possible therapeutic applications in periodontitis. Databases MEDLINE (through PubMed) and Web of Science were searched for the current knowledge of epigenetics in osteogenic differentiation of PDLSCs using the keywords “periodontal ligament stem cells”, “epigenetic regulation”, “epigenetics”, “osteogenic differentiation”, and “osteogenesis”. All studies introducing epigenetic regulation and PDLSCs were retrieved. This review shows that epigenetic factors like DNMT, KDM6A, HDACi, some miRNAs, and lncRNAs can induce the osteogenic differentiation of PDLSCs in the noninflammatory microenvironment. However, the osteogenic differentiation of PDLSCs is inhibited in the inflammatory microenvironment through the upregulated DNA methylation of osteogenesis-related genes and specific changes in histone modification and noncoding RNA. Epigenetics of osteogenic differentiation of PDLSCs in inflammation exhibits the contrary effect compared with a noninflammatory environment. The application of epigenetic drugs to regulate the abnormal epigenetic status in periodontitis and focus on alveolar bone regeneration is promising.     

炎症微环境下芦丁对牙周膜干细胞成骨分化能力的影响

目的 研究芦丁（rutin）对炎症微环境下牙周膜干细胞成骨分化能力的影响。方法 采用有限稀释法分离纯化获得牙周膜干细胞,采用流式细胞术鉴定牙周膜干细胞。以脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）刺激牙周膜干细胞,建立体外炎症模型。实验分为4组,第1组使用α-MEM培养基培养牙周膜干细胞,第2组使用含有脂多糖的α-MEM培养基培养牙周膜干细胞,第3组在含有脂多糖的α-MEM培养基加入芦丁培养牙周膜干细胞,第4组使用含有芦丁的α-MEM培养基培养牙周膜干细胞。通过碱性磷酸酶染色、碱性磷酸酶活性测试、茜素红染色、RT-PCR以及蛋白免疫印迹等方法检测成骨分化能力的改变。采用SPSS 17.0软件包对数据进行统计分析。结果 CCK-8和碱性磷酸酶活性测试结果显示,10 μmol/L芦丁对炎症状态下牙周干细胞增殖和成骨分化作用最明显。碱性磷酸酶染色和茜素红染色结果显示,10 μmol/L芦丁可以改善炎症微环境下牙周膜干细胞的成骨分化能力。RT-PCR、蛋白免疫印迹结果显示,芦丁可以增强炎症状态下COL1、ALP、RUNX2等成骨基因和成骨蛋白的表达。结论 芦丁可以增强炎症微环境下牙周膜干细胞的成骨分化能力。     

糖原合成酶激酶3β对炎症状态下牙周膜干细胞成骨分化能力的影响

目的：探讨炎症微环境作用下牙周膜干细胞成骨分化能力的变化及糖原合成酶激酶3β（glycogen synthesis kinase,GSK3β）对其成骨分化能力的影响。方法：培养正常及慢性牙周炎组织来源的牙周膜干细胞（H-PDLSCs,P-PDLSCs）,将两种PDLSCs体外成骨诱导7d,实时定量PCR检测细胞Runx2、 ALP、 OCN的基因表达水平, Western Blot检测p-GSK3β, GSK3β的蛋白表达情况。在成骨诱导时使用GSK3β特异性抑制剂LiCl刺激PDLSCs, ALP染色、 RealTime PCR检测PDLSCs成骨分化的情况。结果： P-PDLSCs的成骨化能力显著低于H-PDLSCs。 P-PDLSCs组p-GSK3β表达较H-PDLSCs组增高,成骨诱导后,两种PDLSCs中p-GSK3β表达降低,但GSK3β总蛋白表达水平增高。 LiCl抑制GSK3β后PDLSCs的ALP活性、 Runx2和OCN表达水平显著降低。结论：在慢性炎症微环境中, GSK3β的磷酸化可影响Wnt信号通路,抑制牙周膜干细胞的成骨分化。     

赖氨酸乙酰基转移酶2A通过经典Wnt通路影响牙周膜干细胞成骨分化

目的 探讨赖氨酸乙酰基转移酶2A（KAT2A）调控牙周膜干细胞（PDLSCs）成骨分化的机制。方法 分离培养来自健康志愿者的PDLSCs（H-PDLSCs）和牙周炎患者的PDLSCs（P-PDLSCs）,比较传代细胞中KAT2A基因的表达水平。采用KAT2A基因干扰H-PDLSCs,检测KAT2A基因干扰对H-PDLSCs成骨分化的影响;同时检测KAT2A干扰后对经典Wnt通路及其配体的影响,确定KAT2A基因与经典Wnt通路的上下游关系。结果 与H-PDLSCs相比,P-PDLSCs中KAT2A基因的表达下降,差异有统计学意义（P<0.05）。KAT2A基因被干扰后,PDLSCs成骨能力下降（P<0.05）,同时经典Wnt通路被激活,拮抗剂Dickkopf-1（DKK-1）表达下调;加入DKK-1后,被干扰的PDLSCs成骨分化功能恢复,而KAT2A的表达不受影响,仍维持较低水平。结论 牙周炎可导致PDLSCs中KAT2A基因表达下降,激活经典Wnt通路,抑制细胞的成骨分化。     

Cell Responses to Conditioned Media Produced by Patient‐Matched Stem Cells Derived From Healthy and Inflamed Periodontal Ligament Tissues

Background: Periodontal ligament stem cells (PDLSCs) derived from clinically compromised teeth with periodontitis are considered a readily accessible cell source, but their impaired stem cell functionalities, as observed in various in vitro and in vivo models, necessitate further investigation of these inflamed cells before their translation into therapeutic applications. In this study, the effects of conditioned media (CM) produced by stem cells derived from human healthy periodontal ligament tissues (H‐PDLSCs) or inflamed periodontal ligament tissues (I‐PDLSCs), referred to as H‐CM and I‐CM, respectively, on the biologic properties of H‐PDLSCs and I‐PDLSCs from the same donor are compared to explore the extent to which inflamed cells can be rescued by their extrinsic environment (i.e., by H‐CM). Methods: H‐CM and I‐CM were prepared from in vitro cell cultures, and the cellular responses of H‐PDLSCs and I‐PDLSCs to patient‐matched H‐CM and I‐CM were investigated in terms of colony‐forming ability, cell proliferation, and adipogenic/osteogenic differentiation. Results: In H‐CM and I‐CM, H‐PDLSCs and I‐PDLSCs exhibited similar adipogenic potential. However, when incubated in I‐CM, both cell types demonstrated an increased capacity to proliferate but a decreased capacity to differentiate into osteoblasts. Significantly, the impaired osteogenic differentiation of I‐PDLSCs was partially rescued by incubation in H‐CM under osteo‐inducing conditions. Conclusion: The CM of patient‐matched H‐PDLSCs and I‐PDLSCs differed, and the impaired osteogenic differentiation of inflamed stem cells had the potential to be rescued, at least partially, for therapeutic use via changing the cell culture microenvironment in vitro.     

牙周膜干细胞中乙酰基转移酶MORF调控成骨的研究

目的：：比较正常与炎症来源牙周膜干细胞( H-PDLSCs与P-PDLSCs)中乙酰基转移酶MORF表达水平的差异及其对PDLSCs分化的调控。方法：有限稀释法培养H-PDLSCs与P-PDLSCs, LPS、 TNF-α、IL-β及三者混合物体外模拟炎症微环境诱导H-PDLSCs ( IP-PDLSCs );基因与蛋白检测方法对比2种来源 PDLSCs 中 MORF 的表达水平;蛋白检测方法检测 IP-PDLSCs中MORF的表达水平;基因、蛋白检测与茜素红染色方法对比H-PDLSCs及下调MORF基因后的PDLSCs成骨基因表达的差异。结果：与 H-PDLSCs 相比,P-PDLSCs 中 MORF 的表达显著下降(P <0.05);IP-PDLSCs 中 MORF 的表达下降;MORF基因被下调后,PDLSCs成骨能力下降(P<0.05)。结论：牙周炎及炎症微环境会导致PDLSCs中MORF表达的下降,从而使其成骨分化受到抑制。