成骨细胞对人牙周膜成纤维细胞生物学特性的影响

[摘要] 目的 观察成骨细胞(osteoblast cells,OBs)对人牙周膜成纤维细胞(human periodontal ligament fibroblast cells,HPLFs)生物学特性的影响,为进一步探讨正畸牙齿移动的生物学机制奠定基础。方法 建立人OBs与HPLFs共培养系统,通过细胞计数及生化检测法观察成骨细胞对人牙周膜成纤维细胞增殖和分化的影响。结果 3 d和5 d时,共培养组HPLFs细胞计数分别为3.5×10~4个/ml及7.5×10~4个/ml,均明显低于对照组HPLFs细胞计数,且差异有统计学意义(P<0.05)。HPLFs碱性磷酸酶(ALP)活性比较中,transwell共培养组HPLFs ALP活性高于对照组。在3 d时,差异有统计学意义(P<0.05),5 d及7 d时差异也有统计学意义(P<0.01)。结论 人OBs可能抑制HPLFs的增殖,促进HPLFs ALP活性。     

牙周膜成纤维细胞对成骨细胞细胞数量和碱磷酶活性的影响

目的:观察人牙周膜成纤维细胞(human periodontal ligament fibroblast cells,HPLFs)对成骨细胞(Osteoblast cells,OBs)细胞数量和碱磷酶活性的影响,为进一步探讨正畸牙齿移动的生物学机制奠定基础。方法:建立人OBs与HPLFs共培养系统,通过细胞计数及生化检测法观察人牙周膜成纤维细胞对成骨细胞细胞数量和碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)活性的影响。结果:3d和5d时,共培养组OBs细胞计数分别为4.5×104及8.5×104,明显高于对照组,且两组分别与对照组OBs细胞计数有显著性差异(P<0.05)。transwell共培养组与对照组相比,在3d时,两组OBsALP活性有显著性差异(P<0.05),5d及7d时差异尤其显著(P<0.01),transw ell共培养组OBsALP活性低于对照组。结论:人HPLFs能增加OBs的细胞数量,但抑制OBsALP活性。     

内皮素促人牙周膜成纤维细胞生长作用的体外研究

目的:探讨不同浓度内皮素-1(ET-1)对人牙周膜成纤维细胞(human periodontal ligament fibroblastcells,HPLFs)增殖和分化的影响,为进一步探讨正畸牙齿移动的生物学机制奠定基础。方法:采用HPLFs体外培养技术和四唑盐(MTT)显色分光光度法及生化检测法观察ET-1对人牙周膜成纤维细胞增殖和分化的影响。结果:与对照组相比,10-8mol/L组ET-1对HPLFs具有显著的促增殖作用(P<0.01),10-6mol/L组ET-1对HPLFs的增殖具有明显的抑制作用(P<0.01)。ET-1对HPLFs的分化没有影响。结论:ET-1为促HPLFs生长因子,但是对细胞分化不产生影响,可能在正畸过程中牙周组织的改建中发挥作用。     

IL - 1β对人牙周膜成纤维细胞的增殖和碱性磷酸酶活性的影响

目的以体外培养的人牙周膜成纤维细胞(HPLFs)为研究对象,观察IL-1β对HPLFs的增殖和碱性磷酸酶(ALP)表达的影响,旨在从细胞学水平探索IL-1β在牙周炎的发生、发展、及转归中的作用.方法取酶消化法培养的第6代细胞,随机分5个实验组及1个对照组,实验组分别加入含系列浓度IL-1β (0.1ng/ml、0.5ng/ml、1ng/ml、5ng/ml、10ng/ml) 的α- MEM培养液,对照组加入含1% FBS的α- MEM培养液,分别测定MTT和ALP活性;加入浓度为10ng/ml的 IL-1β的α- MEM培养液,观察IL - 1β对HPLFs的ALP活性影响的时间效应.结果MTT实验结果表明,不同浓度的IL-1β对HPLFs的增殖与对照组相比无显著差异(P>0.05); IL-1β对HPLFs的HPLFs活性有抑制作用,显著低于空白对照组(P<0.05);浓度为10ng/ml 的IL-1β作用于HPLFs,其 ALP活性显著低于空白对照组(P<0.05).结论IL-1β在牙周炎的早期阶段可能对HPLFs的增殖无显著影响; 但在牙周炎的修复过程中IL-1β可能通过抑制 HPLFs的 ALP活性,阻止HPLFs分化为成骨细胞,从而抑制牙周炎病灶区的骨性修复.     

辛伐他汀对人牙周膜细胞增殖和分化的影响

目的:研究辛伐他汀对人牙周膜细胞增殖和成骨分化的影响.方法:将第4 代人牙周膜细胞在条件矿化培养液中诱导培养,同时加入不同浓度的辛伐他汀(10-9、10-8、10-7、10-6 mol/L),噻唑蓝(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法检测细胞增殖情况,4-硝基苯基磷酸二钠盐(4-nitrophenyl phosphate,hexahydrate,PNPP)偶氮法检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性.结果:辛伐他汀各浓度组均能促进人牙周膜细胞的增殖和分化,其中10-8、10-7、10-6 mol/L组与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05),10-7 mol/L的辛伐他汀组促进细胞增殖和ALP活性的作用最明显.结论:适宜浓度的辛伐他汀可有效促进人牙周膜细胞的增殖和成骨分化.     

人骨髓基质干细胞对人牙周膜干细胞膜片再生牙周膜样组织的影响

目的:研究人骨髓基质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells,HBMMSCs)对人牙周膜干细胞(human periodontal ligament stem cells,HPDLSCs)膜片再生牙周膜样组织的影响。方法:利用Transwell共培养HBMMSCs和HPDLSCs,通过ALP和MTT的方法检测共培养HPDLSCs的ALP活性和增殖活性。将共培养的HPDLSCs制成膜片与煅烧的陶瓷牛骨(ce-ramic bovine bone,CBB)复合,行裸鼠体内异位移植。结果:体外结果显示,HBMMSCs可以提高HPDLSCs的ALP活性,促进细胞增殖。体内结果显示,共培养的HPDLSCs膜片不仅可以再生含矿化结构的牙周膜样组织,而且再生出丰富的血管。结论:HBMMSCs促进HPDLSCs膜片再生血管化的牙周膜样组织。     

犬不同部位BMSCs对牙周膜细胞增殖和成骨分化的影响

目的:研究犬髂骨骨髓基质细胞(iliac bone marrow stromal cells,I-BMSCs)和犬颌骨骨髓基质细胞(maxilla bone marrow stromal cells,M-BMSCs)对犬牙周膜细胞(periodontal ligament cells,PDLCs)增殖和成骨分化的影响,了解不同部位来源的骨髓基质细胞对牙周膜细胞调控作用的差异性。方法:原代培养犬髂骨骨髓基质细胞、颌骨骨髓基质细胞和牙周膜细胞。分别建立犬髂骨和颌骨来源的骨髓基质细胞与牙周膜细胞的Transwell共培养体系;制备骨髓基质细胞条件培养液培养牙周膜细胞,MTT法检测牙周膜细胞生长曲线;利用实时荧光定量PCR法检测牙周膜细胞成骨相关基因核心结合因子2(Runx2)、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OCN)的变化;Westernblot法检测牙周膜细胞Runx2和OCN蛋白的表达变化。结果:髂骨骨髓基质细胞条件培养液能促进牙周膜细胞的增殖;颌骨骨髓基质细胞条件培养液对牙周膜细胞增殖有抑制作用;QPCR检测到共培养组牙周膜细胞Runx2、OCN、ALP基因表达高于对照组,Westernblot检测到共培养组牙周膜细胞的Runx2和OCN的蛋白表达高于对照组,且颌骨骨髓基质细胞诱导牙周膜细胞成骨分化效果更显著。结论:犬颌骨骨髓基质细胞条件培养液可能会抑制牙周膜细胞的增殖,相较于髂骨骨髓基质细胞,颌骨骨髓基质细胞促进牙周膜细胞成骨分化效果更显著,颌骨骨髓基质细胞和牙周膜细胞共同作为种子细胞可能更有利于牙周组织再生。     

乏氧对人牙周膜细胞增殖和碱性磷酸酶活性表达的影响

目的: 探讨不同氧张力对牙周膜细胞的增殖碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity,ALP)影响.方法:采用组织块法体外培养人牙周膜细胞,取第5代培养细胞分别在210 mL/L(对照组)和10mL/LO2浓度(乏氧组)下培养1～3 d,复氧组在相同的乏氧环境下培养1 d和2 d后分别移到常氧条件下继续培养1～2 d后检测牙周膜细胞增殖能力与分泌碱性磷酸酶情况.结果:所有组别的细胞增殖率随培养时间呈依赖性的增高.乏氧组乏氧第2,3 d与对照组有统计学差异.所有组别细胞的ALP活性随时间而降低,但乏氧第1,2,3天和复氧1 d与对照组相比明显降低,差别具有统计学意义.结论:乏氧对牙周膜细胞的生物学有较大的影响,提示临床牙周炎及正畸所导致的缺氧环境对牙周膜细胞活性与功能有一定的影响.     

不同浓度肿瘤坏死因子对人牙周膜细胞增殖和碱性磷酸酶活性的影响

目的:观察不同浓度肿瘤坏死因子(TNF-α)对人牙周膜细胞增殖活性和碱性磷酸酶(ALP)活性的影响。方法:取第4代体外培养人牙周膜细胞(hPDLCs),分别与0、1、5、10、20 ng/mL不同浓度TNF-α共同培养7 d,采用MTT法测定培养后0～7 d各时间点HPDLCs的增殖活力;用实时PCR检测不同浓度TNF-α刺激72 h后细胞周期蛋白(CyclinD1)mRNA的表达;检测ALP活性。结果:与对照组相比,1、5 ng/mL的TNF-α均可促进HPDLCs的增殖和Cyclin mRNA和ALP的表达(P<0.05);10、20 ng/mL浓度可抑制PDLCs的增殖和Cyclin D1 mRNA、ALP的表达(P<0.05)。结论:不同浓度的TNF-α刺激牙周膜细胞后可以影响细胞的增殖和分化。     

人牙髓细胞条件培养液对人牙囊细胞成骨分化作用的体外研究

目的:探索人牙髓细胞条件培养液(HDPSCs-CM)对人牙囊细胞(HDFSCs)向成骨分化的作用.方法:利用胶原酶消化法获得HDFSCs,经纯化鉴定后培养于HDPSCs-CM中;CCK-8检测HDFSCs增殖活性,观察细胞形态改变;碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红S染色定性分析细胞成骨能力的改变.qRT-PCR检测HDFSCs中骨膜蛋白(POSTN)、Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)、碱性磷酸酶(ALP)、骨涎蛋白(BSP)以及骨桥蛋白(OPN)的mRNA表达情况.结果:经HDPSCs-CM诱导后,HDFSCs形态发生成牙骨质或成骨样改变;诱导组HDFSCs增殖活性受到明显抑制(P<0.05或P<0.01);诱导组ALP染色强于对照组,茜素红S染色矿化结节多于对照组;诱导组POSTN、Col-Ⅰ、ALP、BSP、OPN的表达量明显增高(P<0.05或P<0.01).结论:HDPSCs-CM能促进HDFSCs成骨分化.     

人牙髓细胞与牙周韧带细胞多向分化能力的比较

目的 比较人牙髓细胞(dental pulp cells,DPC)和牙周韧带细胞(periodontal ligamentcells,PDLC)的多向分化能力,揭示其干细胞成分特征,为开展干细胞介导的生物牙根再生奠定实验基础.方法 酶消化法分离培养人DPC和PDLC,流式细胞术检测STRO-1的表达.诱导细胞成牙本质及成骨分化、成脂分化和成软骨分化,von Kossa染色、抗骨钙素(osteocalcin,OCN)和牙本质涎蛋白(dentin sialoprotein,DSP)免疫组化染色、油红O染色、阿新蓝染色、抗Ⅱ型胶原免疫组化染色以及实时荧光定量反转录聚合酶链反应(RT-PCR)等检测DPC和PDLC的多向分化.结果 DPC和PDLC体外呈克隆样生长,STRO-1阳性率分别是(16.5%±4.2%)和(11.6%±1.1%).100%的DPC和83.3%的PDLC样本可多向分化.细胞诱导分化后,OCN、牙本质涎磷蛋白(dentinsialophosphoprotein,DSPP)、过氧化物酶体激活物增生受体2(peroxisomal proliferator activated receptorgamma 2,PPARγ2)、脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)和Ⅱ型胶原mRNA表达上调,与诱导前相比差异均有统计学意义(P<0.001),DPC和PDLC间OCN和PPARγ2基因上调倍数的差异有统计学意义(P<0.001).结论 人DPC和PDLC的间充质干细胞比例和多向分化能力相似.     

Antigen-presenting cells in human periodontal disease tissues

T cells are present in the inflammatory infiltrates of periodontal disease lesions and require antigen presentation by antigen-presenting cells (APCs). While it is still not known whether Th1 or Th2 cells predominate in these lesions, it has been reported that different APCs may induce activation of different T-cell subsets. An immunoperoxidase technique was used to investigate the presence of CD1a+, CMRF-44+, CMRF-58+ and CD83+ dendritic cells, CD14+ macrophages or dendritic cell precursors and CD19+ B cells in gingival biopsies from 21 healthy or gingivitis and 25 periodontitis subjects. The samples were divided into three groups according to the size of infiltrate (group 1, small infiltrates; group 2, medium infiltrates; group 3, extensive infiltrates). The presence of numerous CD1a+ Langerhans cells was noted in the epithelium with no differences between the healthy/gingivitis and periodontitis groups. The percentage of CD83+ dendritic cells in the infiltrates was higher than the percentage of CD1a+, CMRF-44+ or CMRF-58+ dendritic cells. Endothelial cells positive for CD83 were found predominantly in areas adjacent to infiltrating cells, CD83+ dendritic cells being noted in the region of CD83+ endothelium. The percentage of CD14+ cells in the inflammatory infiltrates was similar to that of CD83+ dendritic cells. B cells were the predominant APC in group 2 and 3 tissues. The percentage of B cells in group 3 periodontitis lesions was increased in comparison with group 1 periodontitis tissues and also in comparison with group 3 healthy/gingivitis sections. Functional studies are required to determine the roles of different APC subpopulations in periodontal disease.     

Role of injured endothelial cells in the recruitment of human pulp cells

In restorative dentistry, deep cavity preparation may lead to partial destruction of the odontoblastic layer. However, newly formed odontoblast-like cells can replace the necrotic odontoblasts and secrete a reparative dentine matrix. While growth factors such as transforming growth factor beta1 (TGFbeta1) and bone morphogenetic proteins (BMP-2 and BMP-4) seem to be involved in the proliferation and differentiation of pulp cells, little is known about the migration of the newly proliferating stem cells to the injury site. Our hypothesis was that endothelial cell injury may be involved in directing these cells towards the injury site. For this study, human pulp fibroblasts and L929 cells were fluorescence-labeled by transduction with the Enhanced Green Fluorescent Protein (EGFP). Similarly, human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) were labeled with the Discosoma Red Fluorescent Protein-2 (DsRed2). Cell migration was then studied in an insert cell culture system. The HUVEC cells were cultured in the lower compartment while the human pulp fibroblasts or L929 were in the upper compartment. After artificial injury to the HUVEC cells, only human pulp fibroblasts migrated to the lower compartment. At early time periods (4 days), migrating cells were randomly localized on the HUVEC layer. However, after 14 and 20 days, they were perfectly aligned along the injury site. In the absence of injury, no migration was observed. These results suggest that, the endothelial injury is involved in the recruitment of odontoblast-like cells at the injury site.     

人牙周膜干细胞体外诱导分化为神经元样细胞的实验研究

目的体外定向诱导人牙周膜干细胞分化为神经元样细胞,探讨人牙周膜干细胞的多向分化潜能。方法体外分离、培养人牙周膜细胞,待细胞达一定量后用有限稀释法进行克隆化培养,筛选鉴定牙周膜干细胞（PDLSC）,用含10 μg/L碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）的预诱导培养液诱导培养24 h,然后换用含5 mmol/L β-巯基乙醇（β-ME）的诱导培养液诱导培养6 h,光镜下观察诱导细胞形态学的改变,免疫荧光、RT-PCR等方法检测鼠抗人神经元特异性烯醇化酶（NSE）、神经丝蛋白（NF）和胶质纤维酸性蛋白（GFAP）的表达。同时以未诱导细胞为对照。结果体外诱导培养6 h细胞即发生形态学改变,可看到典型的神经元样细胞;免疫荧光、RT-PCR检测诱导细胞表达神经元细胞特异性标志NSE、NF,未诱导细胞无表达。结论人牙周膜干细胞在体外可以诱导分化为神经元样细胞,具有多向分化的潜能。     

人牙髓干细胞在钛金属表面向成骨细胞样细胞分化的实验研究

目的：探讨矿化液诱导条件下人牙髓干细胞( human dental pulp stem cells,HDPSCs)在钛金属表面向成骨细胞样细胞分化的潜力。方法将HDPSCs接种于钛金属板表面,于第3、7d时观察其增殖状态。将HDPSCs接种于钛金属板表面进行矿化液诱导,于诱导的第0、3、5、7、14、21、28d时,采用RT-PCR检测其牙本质涎磷蛋白( DSPP)、碱性磷酸酶( ALP)、骨涎蛋白( BSP)和骨钙素( OCN)的基因表达。 Western印迹分析、免疫荧光检测BSP及OCN蛋白表达。对照组为矿化液诱导培养皿中的HDPSCs,检测指标、方法基本相同,免疫细胞化学染色检测OCN蛋白表达。结果钛金属板上 HDPSCs增殖迅速,表现出良好的生物相容性。两组细胞均自诱导第3天ALPmRNA呈高表达、DSPP始终不表达。培养皿组BSP、OCNmRNA于第5天开始表达,并随时间延长而表达增高;钛金属组BSP、OCNmRNA表达于第14天出现第一峰值,随后有所下降,28天再次升高。两组BSP蛋白表达趋势与其RT-PCR结果一致,第5天 OCN染色阳性。结论钛金属表面 HDPSCs 经矿化液诱导向成骨细胞样细胞分化。     

体外人牙髓细胞的矿化特性

为探讨体外人牙髓细胞的生物学特性，采用体外细胞连续培养、钙质染色、Ｘ射线能谱分析与透射电镜观察等方法，对体外人恒牙牙髓细胞的矿化特性进行了研究并与人牙龈成纤维细胞（ｈｕｍａｎｇｉｎｇｉｖａｆｉｂｒｏｂｌａｓｔｓ，ＨＧＦｓ）进行了比较。结果表明，人牙髓细胞在体外可以复层生长并形成细胞结节，ＨＧＦｓ则无此能力，牙髓细胞的碱性磷酸酶活性亦较ＨＧＦｓ者高；细胞结节钙质染色呈阳性，结节内钙磷含量明显增高；人牙髓细胞有许多与成牙本质细胞相似的超微结构特征，胞间基质中可见致密晶状小体。结果提示，体外连续培养的人牙髓细胞有向成牙本质细胞分化的可能，这可为研究人牙髓细胞的分化和矿化提供有价值的思路。     

体外培养的人牙周膜细胞成骨样细胞表型特征的研究

目的 对体外培养的人牙周膜细胞成骨样细胞的表型特征进行研究探讨。方法 组织块 法培养人牙周膜细胞，放射免疫法检测条件培养基中碱性磷酸酶（ＡＬＰ）和骨钙素（ＯＣＮ）的分泌活性，免疫 组化法检测非分泌型的ＡＬＰ和ＯＣＮ的表达，原位杂交方法检测二者的ｍＲＮＡ水平的表达。结果 人牙 周膜细胞具有成骨细胞的部分表型，碱性磷酸酶在蛋白水平包括分泌和非分泌型及基因转录水平都有一 定的表达，随培养时间的变化不大；而不具有成熟的成骨细胞的表型特征——骨钙素的表达，其无论是在 基因和蛋白水平都没有表达二这一结果为进一步研究人牙周膜细胞在机械力作用下参与骨改建打下基础。     

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.     

人乳牙牙髓干细胞和成人牙髓干细胞研究进展

近年来,成体干细胞不断地从不同的组织中被分离出来,该类细胞具有多向分化潜能、较强的增殖能力和持久的自我更新能力,具备充当组织工程种子细胞的天然优势。2000年和2003年,研究者先后从成人牙髓组织和人乳牙牙髓组织中分离出具有干细胞特征的细胞,这两种细胞的发现对牙组织工程将产生重要的意义。现就这两种成体干细胞的研究进展做一综述,并展望其应用前景。