牙髓干细胞在再生医学中的应用研究与进展

BACKGROUND:Dental pulp stem cells are characterized by multi-lineage differentiation and proliferation abilities and are easy to obtain, so they are becoming an issue of concern in regenerative medicine. OBJECTIVE:To provide clues and direction for further study by analyzing progress of domestic and overseas research on dental pulp stem cells, and summarizing their application in regenerative medicine. METHODS:The “dental pulp stem cell, regenerative medicine, tissue engineering” in Chinese and English served as the search terms to search articles related to dental pulp stem cells and regenerative medicine, published from 2000 to 2015 in Medline, PubMed, CNKI, Wanfang and Cqvip databases. Totally 46 articles were selected for overview.  RESULTS AND CONCLUSION:Dental pulp stem cells, which hold the capacity of self-renewal and multi-lineage differentiation, are relatively easy to obtain, and exhibit a great potential in regenerative medicine. The research of dental pulp stem cells in repairing bone defects has entered the clinical trial phase, but the research of cell differentiation into other tissues is still in basic trial phase and needs further development.     

外泌体在骨再生领域的应用进展

外泌体(Exos)是一种由细胞分泌的具有脂质双分子层结构的囊泡,形态似杯状,分子直径在30～140 nm。目前,外泌体在疾病的早期诊断、药物靶向运输、组织再生上已经表现出了强大的潜力。在骨组织工程中,外泌体能够传递特殊的蛋白、miRNAs、生物活性因子等促使间充质干细胞朝着成骨细胞分化,通过激活某些信号通路来上调成骨相关的基因,修复骨缺损和实现骨再生。     

牙髓干细胞成牙及成骨向分化调控方法的研究进展

牙髓干细胞(DPSC)是一种位于牙髓腔内,具有较强的自我更新能力和多向分化潜能的间充质干细胞,在再生医学中有着十分良好的应用前景。本文介绍了化合物诱导分化、物理方法诱导分化和支架及表面形貌诱导分化等调控方法与途径,并分析提出了不同调控方法的优势与不足,为牙髓干细胞成牙本质及成骨向分化调控的相关研究提供参考。     

慢病毒介导沉默Smad2基因对人牙髓干细胞成骨向分化的作用

背景：人牙髓干细胞成骨分化的具体调控机制尚不明确,研究其具体机制对干细胞在组织工程中的应用有重要意义。目的：探究慢病毒介导沉默Smad2基因对人牙髓干细胞成骨分化的影响。方法：将培养的第3代人牙髓干细胞分为空白对照组、阴性对照组、Smad2-shRNA组和Smad2-shRNA+转化生长因子β3组。利用qRT-PCR技术检测成骨相关基因RUNX2、骨钙素、Smad2、Smad3及Smad4的mRNA表达,利用Western blot技术检测RUNX2、骨钙素、Smad2/Smad3、p-Smad2/Smad3及Smad4的蛋白表达,各组细胞培养第7,14天进行茜素红染色。结果与结论：(1)与阴性对照组及空白对照组比较,Smad2-shRNA组RUNX2、骨钙素、Smad2、Smad3和Smad4的mRNA表达量降低,差异有显著性意义(P <0.05);与Smad2-shRNA组比较,Smad2-shRNA+转化生长因子β3组的骨钙素、Smad2、 Smad3及Smad4的mRNA表达量明显增高,差异有显著性意义(P <0.05);(2)与阴性对照组及空白对照组比较,Smad...     

牙髓干细胞在组织工程及再生医学中的应用研究进展*

牙髓干细胞是源自于牙髓组织的一种成体干细胞,具有多向分化、高度增殖潜能,免疫调节能力和旁分泌作用,已成功用于牙齿、骨、神经、肌肉、角膜等组织重建及再生,呈现出良好的临床应用前景。现就牙髓干细胞的生物学特性、组织工程及再生医学中的应用、存在的问题及未来的研究方向作简要综述。     

细胞力学机械刺激对牙髓干细胞的影响

文题释义：牙髓干细胞：通过GRONTHOS等对牙髓细胞的研究,发现一种具有与间充质干细胞相似免疫表型和形成矿化结节能力的细胞,称为牙髓干细胞,具有自我更新、多向分化和较强的克隆能力。细胞力学：研究细胞在力学载荷作用下细胞膜和细胞骨架的变形、弹性常数、黏弹性、黏附力等力学性质,以及机械因素对细胞生长、发育、成熟、增殖、分化、衰老和死亡等的影响及其机制研究,是生物力学的一个前沿领域,也是组织工程学的一个重要组成部分。  摘要背景：力学刺激对于机体内很多器官、组织的发育和损伤修复发挥重要的调控作用。除生物化学因素外,细胞力学等机械因素越来越被认为是影响牙髓干细胞行为和功能的关键调节因素。目的：综述细胞力学刺激对牙髓干细胞生物学行为的作用及影响。方法：通过检索PubMed、Embase、Medline、CNKI数据库,分别以“牙髓干细胞,机械压力,机械张力,剪切力,压应力,细胞增殖,成骨分化”为中文检索词和“human dental pulp stem cells(hDPSCs),mechanical strain,mechanical stretch,mechanical tension,shear stress,cell proliferation,osteogenesis differentiation”为英文检索词进行检索,选取与细胞力学机械刺激参与影响牙髓干细胞增殖、分化的56篇文献进行综述。结果与结论：细胞力学机械刺激是影响细胞增殖、分化、蛋白表达和凋亡的重要生物学因素。牙髓干细胞是牙髓组织中的间充质干细胞,其生物学行为也受到细胞力学机械刺激的影响。细胞力学刺激参与牙髓干细胞的增殖、成牙/成骨分化,并且当牙本质受到流体流动力作用时,会激活其机械感受器来调节并维持牙齿的完整性。介导牙髓干细胞生物学行为的信号通路包括MAPK、Wnt、Akt及BMP-7、Nrf2/HO-1等,通过调控这些信号通路进而对牙髓干细胞增殖及成牙/成骨分化发挥不同程度的促进及抑制作用。ORCID: 0000-0001-6191-6539(李峻青) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

细胞因子与干细胞骨软骨分化的调节

背景：软骨修复尤其是伴软骨下骨的修复是骨关节组织工程修复的研究重点。近些年,随着人们对细胞因子研究的不断深入,寻找一种合适的细胞因子,诱导细胞骨软骨分化备受关注。 目的：综述细胞因子对干细胞骨软骨分化调节的影响。 方法：应用计算机检索2000年1月至2011年12月PubMed数据库相关文章,检索词为“chondrification,cytokine,stem cells,tissue engineering”,并限定文章语言种类为English。同时计算机检索2000年1月至2011年12月万方医学数据库相关文章,检索词为“软骨形成,细胞因子,干细胞,组织工程”,并限定文章语言种类为中文。最终纳入符合标准的文献32篇。 结果与结论：诱导干细胞成骨、成软骨分化的成功与否与诱导因子息息相关,尤其是Wnt信号通路、转化生长因子β超家族途径在干细胞成骨、成软骨分化调节过程发挥重要作用。随着对干细胞分化过程中各种调控因素的深入研究,将为体外培养和诱导干细胞的定向分化发育创造更好的条件。     

骨碎补总黄酮依赖PI3K/Akt通路与牙髓干细胞的成骨分化

背景：PI3K/Akt通路可能在骨碎补总黄酮促成骨分化作用中发挥重要调控作用。 目的：观察骨碎补总黄酮对大鼠牙髓干细胞成骨分化的影响,并对PI3K/Akt通路在其中的作用进行初步探讨。 方法：采用组织块消化法获得大鼠牙髓细胞,克隆化分离培养大鼠牙髓干细胞并进行鉴定。在培养体系中加入不同质量浓度(0.01,0.05,0.1 g/L)的骨碎补总黄酮,观察各组细胞的碱性磷酸酶水平及钙结节形成情况,并用Western Blot法检测各组细胞磷酸化Akt的表达变化。 结果与结论：分离得到的牙髓干细胞的细胞表面标志CD44和CD29呈阳性表达,而CD34表达呈阴性。骨碎补总黄酮组牙髓干细胞的碱性磷酸酶活性、钙结节形成能力和磷酸化Akt蛋白相对表达量增加,较空白对照组差异有显著性意义,且随骨碎补总黄酮质量浓度的增加而升高,表现出一定浓度和时间依赖性。说明骨碎补总黄酮对大鼠牙髓干细胞成骨分化具有促进作用,且该作用可能是依赖PI3K/Akt通路所介导的。     

镁离子在骨再生应用的研究进展

镁离子参与人体多种细胞的功能与代谢,在骨的生物矿化过程中起着重要的作用,大量研究证明镁离子以剂量依赖的方式刺激骨再生.文章介绍镁离子调节骨代谢的相关通路和途径,镁离子有效刺激骨再生的浓度和在骨再生中应用(如镁合金化及表面改性、掺镁生物陶瓷、掺镁可生物降解聚合物)的研究现状和新进展作一综述.     

牙周膜干细胞成骨分化中细胞因子的作用

背景：牙周膜干细胞是牙周组织中的成体干细胞,具有高度增殖、自我更新能力和多分化潜能。促进牙周膜干细胞向成骨细胞分化有助于牙周疾病的治疗。 目的：观察胰岛素样生长因子1和成纤维细胞生长因子2对牙周膜干细胞向成骨细胞分化的影响。 方法：采用胶原酶消化人牙周膜组织,获得牙周膜干细胞,经体外鉴定、扩增后,通过倒置显微镜、苏木精-伊红染色、流式细胞仪对牙周膜干细胞进行生物学检测。分别在成骨细胞诱导培养液中加入成骨诱导液(对照组)及胰岛素样生长因子1和成纤维细胞生长因子2持续诱导7,14 d后,进行碱性磷酸酶染色、碱性磷酸酶活性检测,以及茜素红染色,并用实时定量PCR法检测向成骨细胞分化的标志性基因的表达情况。 结果与结论：胰岛素样生长因子1刺激组的碱性磷酸酶活性以及钙化结节明显高于对照组,Runx2、Alp、col-1的mRNA呈高表达;成纤维细胞生长因子2刺激组的碱性磷酸酶活性以及钙化结节也高于对照组,Runx2、Alp、col-1的mRNA表达量也高于对照组。提示胰岛素样生长因子1和成纤维细胞生长因子2在不同程度上促进体外培养的牙周膜干细胞向成骨细胞方向分化。     

转化生长因子β3与骨形成蛋白2对牙髓干细胞增殖和成骨分化的影响

背景:转化生长因子β3与骨形成蛋白2对牙髓干细胞的增殖和成骨向分化能力对比相关研究甚少.目的:探讨相同质量浓度转化生长因子β3与骨形成蛋白2对牙髓干细胞成骨向分化的作用及其初步机制.方法:采用酶解组织块法从新西兰大白兔牙髓组织中分离培养牙髓干细胞;将第3代牙髓干细胞分为空白组、骨形成蛋白2(80μg/L)组和转化生长因...     

炎症与正常牙周膜来源牙周膜干细胞的成骨分化能力和自噬水平

背景：炎症影响牙周膜干细胞的成骨分化,同时牙周膜干细胞的成骨能力与自噬水平密切相关,但是炎症是否影响牙周膜干细胞成骨分化不同阶段的成骨能力与自噬水平尚未见相关报道。目的：探讨牙周膜干细胞在牙周炎和正常状态下的碱性磷酸酶表达和自噬水平。方法：分离培养健康人群与牙周炎患者的牙周膜干细胞,进行Vimentin、pan-CK和Stro-1荧光染色。正常和炎症牙周膜干细胞成骨分化3,7,14d时,Westernblot检测碱性磷酸酶、LC3B、Beclin1、ATG5的蛋白表达,real-time PCR检测碱性磷酸酶、骨唾液蛋白、骨钙素、Runx2、LC3B、Beclin1、ATG5的mRNA表达。结果与结论：(1)牙周膜干细胞内Stro-1阳性表达,Vimentin阳性表达,pan-CK阴性表达;(2)成骨分化3,7,14 d,与正常牙周膜干细胞相比,炎症牙周膜干细胞所形成的矿化结节明显减少(P <0.01),碱性磷酸酶的蛋白和mRNA表达明显降低(P <0.05),骨唾液蛋白、骨钙素、Runx2的mRNA表达明显降低(P <0.05);(3)成骨分化7,14 d,与正常牙...     

姜黄素调控大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景：姜黄素能明显降低破骨细胞的骨重吸收,诱导破骨细胞凋亡,抑制破骨细胞形成。 目的：观察不同浓度姜黄素对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。 方法：采用贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,传至第3代后采用成骨培养基进行成骨诱导,在诱导前3 d于诱导培养基中分别加入0(对照),10,15 μmol/L姜黄素。 结果与结论：接种培养7 d,倒置显微镜下可见分散的骨髓间充质干细胞小集落,集落细胞呈放射状生长。随培养时间延长,细胞集落增大,细胞形态为长梭形。加入成骨培养基7 d后细胞形态逐渐由长梭形变为多角形,随成骨诱导时间延长形态变化更加明显。加入不同浓度姜黄素后骨髓间充质干细胞增殖无变化。姜黄素呈剂量依赖性促进骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶活性及Runx-2、血红素单加氧酶1的表达。提示姜黄素能有效促进大鼠骨髓间充质干细胞早期成骨分化,其机制可能与提高干细胞血红素单加氧酶1的表达有关。     

Chir99021调控Wnt/β-catenin 信号通路抑制大鼠牙髓干细胞成骨诱导分化的机制

目的 探讨Chir99021对大鼠牙髓干细胞(DPSCs)成骨诱导分化的影响及机制。方法 原代分离大鼠DPSCs,利用荧光免疫法进行验证。设置不同浓度的Chir99021,通过CCK-8检测细胞增殖情况挑选最适浓度。利用茜素红染色验证细胞成骨诱导分化。最后通过Real-time PCR、Western blotting检测成骨诱导分化相关基因与蛋白无翅型MMTV整合位点家族成员1(Wnt1)、无翅型MMTV整合位点家族成员3A(Wnt3a)、β-连环蛋白(β-catenin)、轴抑制蛋白2抗体(Axin2)、骨钙素(OCN)、牙本质基质蛋白1(DMP1)的mRNA和蛋白表达情况。结果 牙本质涎磷蛋白(DSPP)和干细胞标记物波形蛋白(vimentin)阳性表达,说明大鼠DPSCs分离成功。大鼠DPSCs成骨诱导后钙沉积物显著上升,加入糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)的小分子抑制剂Chir99021后钙沉积物明显减少。大鼠DPSCs成骨诱导分化后Wnt1、Wnt3a、β-catenin、Axin2、OCN和DMP1表达明显上升,而加入Chir99021后Wnt1、Wnt3a、β-ca...     

骨髓间充质干细胞诱导成骨的研究进展

骨髓间充质干细胞因其具有自我复制和多向分化潜能而成为目前骨组织工程领域研究的重点之一。对这方面近几年的研究成果从诱导因子的作用及调控机制、物理条件、新的研究方法等方面做了简要论述。     

不同信号通路对牙周膜干细胞成骨分化的影响

背景：牙周膜干细胞作为牙源性间充质干细胞的一种,具有成骨分化潜能,可应用于牙周组织再生修复,而牙周膜干细胞的成骨分化涉及多种信号通路的调控。目的：综述目前已研究因子介导的与牙周膜干细胞成骨分化相关的信号通路及其对成骨分化的影响。方法：在PubMed和中国知网数据库,设置检索时间为2010-2022年,总结了2010年以来与牙周膜干细胞成骨分化相关的8个信号通路的研究进展,最终纳入60篇文献进行分析讨论。结果与结论：(1)牙周膜干细胞作为牙源性间充质干细胞,具有良好的增殖、自我更新及多向分化潜能的特点;作为牙周组织再生修复的种子细胞,牙周膜干细胞应用于牙周炎的治疗具有广阔的前景。(2)目前已有大量研究证实各类因子与牙周膜干细胞成骨分化之间的潜在关系是通过介导各信号通路产生,虽然各信号通路在促进牙周膜干细胞成骨分化方面均有一定作用,但研究最多的是MAPK信号通路和Wnt信号通路。(3)MAPK信号通路包括4条途径,广泛存在于细胞中,对于调节细胞的增殖及分化发挥着重要作用;经典的Wnt/β-连环蛋白通路是控制骨稳态的最重要信号通路之一,已有大量研究证实其与牙周膜干细胞成骨分化存在相关性。(4...     

脂多糖改变牙髓干细胞的生物学特性

背景:龋病发生时,包括细菌在内的各种刺激沿牙本质小管传导至牙髓,牙髓组织中的牙髓干细胞受到刺激后增殖迁移至受损的牙本质下方,形成修复性牙本质以补充和修复受损组织。在此过程中,脂多糖作为细菌的主要毒力因子,是否可以影响牙髓干细胞增殖、迁移及成牙本质向分化等生物学行为,还有待研究。目的:观察脂多糖对牙髓干细胞增殖能力、迁移能力和成牙本质向分化能力的影响。方法:组织块酶消化法培养牙髓干细胞,给予0,0.1,1,10 mg/L脂多糖刺激后,采用MTT法检测牙髓干细胞增殖情况,划痕实验和Transwell实验检测牙髓干细胞的迁移能力;给予1 mg/L脂多糖和矿化诱导液刺激21 d后,茜素红染色检测细胞矿化结节形成能力,RT-PCR检测成牙本质相关基因的表达。结果与结论:①0.1,1,10 mg/L脂多糖组的吸光度值在第1,3,5,7天4个时间点均低于0 mg/L脂多糖组(P<0.01),迁移能力均高于0 mg/L脂多糖组;②牙髓干细胞矿化诱导21 d后,1 mg/L脂多糖刺激组所形成的矿化结节数量和面积明显小于0 mg/L脂多糖组(P<0.01),成牙本质相关基因OCN、BSP、ALP表达量显著低于0 mg/L脂多糖组(P<0.01);③结果表明,脂多糖刺激牙髓干细胞后其增殖能力和成牙本质向分化能力降低,迁移能力明显增强。     

骨髓间充质干细胞联合3D生物打印技术治疗骨缺损的研究进展

骨缺损一直以来都是临床治疗中的难题,目前主要是行自体骨或人工骨移植治疗。但自体骨取骨的损伤和人工骨资源有限且价格昂贵使得骨移植手术在临床广泛应用受到限制。近年来国内外学者对骨髓间充质干细胞诱导分化成骨的研究愈加重视,对其分离提取和定向分化的研究取得了长足的进步。骨髓间充质干细胞可向成骨细胞、软骨细胞等分化且不存在排斥反应及伦理问题,其结合3D生物打印技术修复骨缺损具有精准化和可控性的优势,是一种极具潜力和应用前景的新型骨缺损修复技术。文章对骨髓间充质干细胞的生物学特性、成骨诱导及结合载体支架治疗骨缺损的研究进行阐述,为今后在骨缺损的临床治疗中提供理论依据。     

牙髓干细胞培养及分化的研究进展

干细胞是未分化的细胞,具有自我更新、高度增殖及多向分化等特性。牙髓干细胞(dental pulp stem cell,DPSC)不仅具有干细胞的上述特性,而且具有取材方便、易于培养、易于冷藏等优点。本文就DPSC与其他三种干细胞在培养多向分化潜能、分化诱导因素、向诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cell,i PSC)的分化潜能以及在组织工程学中的应用进行比较,并讨论DPSC的培养及分化优势。