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牙髓干细胞在再生医学中的研究进展


differentiation of hu- Agents,201l;25

DPSC的重编程与再分化 2006年,Takahashi等“”将4个转录因子(0c14,Sox2,cMyc
m且『l
dental pulp stem
cells[J].J
Regul
Homeost
(1):57-69. 6
Kirdly
干细胞是一类具有自我复制能力和一定分化潜能的细胞, 在一定条件下,它可以分化成多种具有不同功能的细胞。根据 干细胞所处的发育阶段及其功能学特性,可将其进一步分为胚 胎十细胞和成体干细胞。因此,干细胞在组织工程、再生医学 中有着系要的应用价值。目前,牙齿缺损等牙源性疾病在中老 年人中发病率较高。牙髓干细胞(dental
Binl.201 l;
stere
cells[J】.Histachere Cell
T.Ohura k Gene
into
expression
profile of dental pulp
cells
during
differentiation (3):354-63. 9
an adipee”e
lineage[J).J

能不仅仅局限在骨性分化方面。研究人员在成脂分化、神经分 化等方面均取得r一定的研究成果.在再生医学研究领域有着 重要的指导意义。
乞l
DPSC的骨性分化DPSC的骨性分化是关于DPSC定向
分化研究较早的一项内容,近些年来,又有了进一步的发展。 Mori等¨3采用成骨分化培养基进行对DPSC的骨性诱导分化,
2.2
cell,DPSC)
是牙髓组织中的一类成体干细胞,具有一定的分化潜能和增殖 能力,在牙齿再生、牙髓修复方面有着重要的应用价值,特别是 随着相关组织工程技术的发展,DPSC具备了成为一种新型种 子细胞的潜能…。
DPSC的神经分化DISC来源于胚胎时期的神经脊,在神
经分化方面具备一定的潜能。Ki硎y等№3采用低温损伤的方法 制备3日龄Wistar大鼠脑缺损模型,于颅内注入DPSC进行修

DPSC的定义和基本生物学性质 成牙本质细胞是一种终末细胞,不具备进一步分化的能
复,研究发现:DPSC趋向分布于室下区、胼胝体下区等神经系统 祖细胞区,并表达微管蛋白(N—tubulin)、胶质原纤维酸性蛋白 (GFAP)等神经细胞标志,对损伤部位有一定的修复作用,并且 具有神经系统相关细胞的电压依从性。因此.该结果进一步显 示,DPSC在脑损伤体内修复方面,可以作为一种有效的修复细 胞。Kara6z等”o研究表明:DPSC不仅可以分化为神经于细胞, 而且在分化能力方面,高于传统的骨髓间充质干细胞。
DPSC的成脂分化除成骨分化、神经分化方面,成脂分
化也是DPSC的一项重要潜能。Nozaki等¨3于成脂培养基中加 人胰岛素、地塞米松等诱导成脂,经过一段时间的作用,可见细 胞中有脂滴的形成,并且在分化过程中多能性标记转录因子 (0ct3/4、sox2)均呈现下调趋势,Nanog基因无显著变化;通过 基因微阵列分析,研究人员进一步发现:过氧化物酶体增生物 激活受体信号通路的多种组分,均发生变化。所以,对这些基 因的调控,在细胞成脂分化过程中有着重要意义。
cells[J],ZhenshUU Ken Qiang
xus 12 Uu
Za
Zhi。20lI;46(7):406—11. LL,Wang
DS,d a1.Reconstruction of alveolar protein 2
HC,E
bone defects
stem
using
bone morphngenatic seeded Eng
and
in
vivo[J].Pree Nail Aead Sci USA,
2000;97(25):13625-30. 4
Moil
G,Bmnelti G,Oranger A,d aL
and gelle
Dental N
pulp
stem
cells:osteogenie
differentiation 47-52.

expression[J].Ann
Y Acad¥ci,201l;1237:
Alimonte I,Nargi E,Mastrangelo enhances
in vitro
F,et
aL Vascular endothelial S口towth
osteogenie
factor
Dro醯md∞and
Biol
Pharmacol Sm.i,201l;115
ho K,Yamada Y.Nakamura S.d
bone engineering using
a/.Ostengenic potential
stem
of effective stem cells.
dental pulp
ceils.boneⅡlaⅡow dental
cellfatein
regenerative
endodonties[J].J gndod,201l;37(11):
1536-41_
11
Yang XC.Zhang SY,Fan
MW,d以Effeets
of
interleukn・1 B
on
miner- Yi
alization potential of dental pulp stem
pulp stem
结果发现,某些典犁成骨细胞基因,如:碱性磷酸酶、I型胶原、 骨桥蛋自等均大晕表达;应用微阵列及RT—PCR技术进一步研 究发现.在成骨分化过程中,胰岛素样生长因子结合蛋白5基 因(IGFBP-5)、JunB原癌基因(JUNB)和核受体相关基因 (NURRl)均发生表达上调现象,这一机制在成骨分化过程中 有着重要的意义。D 7Alimonte等”’在人源DPSC正常成骨诱导 过程中,加入血管内皮生长因子,结果显示:这种方法可以刺激 DPSC的增殖分裂的速度加快,而且促进了成骨分化的进程。
和KIf4)导人已处于终末分化状态的小鼠成纤维细胞中,从而 获得了一种类似于胚胎干细胞的多能性细胞,称为“诱导性多
能干细胞”(induced pluripotent stem cels,iPS ceHs)。这种方法
M,K血lar K,Horvdthy DB,el
stem
a1.IntegTation into
on
mediated
rabbit
2.3
力,因此,一般认为成牙本质细胞在遭受损伤后,牙髓内的某些 具有分化功能的前体细胞可进一步分化为成牙本质细胞,并分 泌相关细胞基质,修复受损组织,这种前体细胞即为DPsc。 DPSC具有较强的增殖能力和较高的分化潜能,正是这两种生 物学性质,决定了DPSC在牙源组织修复和骨性修复方面具有 重要的作用“’。 Gronthos等¨’在2000年首次正式提出了DPSC的概念,把 牙髓内可以快速增殖并且具有一定克隆形成能力的牙髓细胞命 名为DPSC,研究人员应用酶消化法对成人第三磨牙的牙髓细胞 进行培养,并与骨髓间充质干细胞进行比较,结果显示:这两种 细胞具有极为相似的免疫学特性,并且,该研究进一步证实DP- sc经体外诱导后,可形成高密度的钙化小结,将DPSC与羟基磷 灰石_/磷酸三钙(I-IA/TCP)支架复合后移植到小鼠背侧皮下,经 过一段时间后,能观察到类似于牙本质一牙髓复合体样的结构。
W后,发现经NaCIO处理的牙本质与复合物结合较好,接触面

吉林大学药学院生物工程实验中心
形成大量细胞陷窝;经乙二胺四乙酸(EDTA)处理的牙本质可 以诱导进一步DPSC向成牙质细胞分化,进一步表达牙本质涎 蛋白,提高牙本质的修复速度。Yan¥等¨“以大鼠DPSC为研
通讯作者:周余来(1965一).男。教授,主要从事组织工程研究。 第一作者:郑伟(1959-).女,主治医师。主要从事临床L1腔医学研究。
3 2
DPSC的分化诱导因素 在细胞分化的过程中,分化方向、分化程度、分化速度均会
DPSC的多向分化潜能 作为一种成体干细胞,DPSC具备多向分化的潜能,这种潜
受到一系列物化因素、生物因素的影响,协调各方面因素对控 制细胞定向分化有着重要意义。Ito等坤’将犬类的DPSC与不 同的支架材料相结合,并用这种结合物治疗骨缺损,结果发现 不同的支架材料,修复效果会有较大差异,其中DPsc/富血小 板血浆(PRP)复合物具备较好的修复效果。Galler等“叫将DP- sC接种于水凝胶支架上,并将复合物移植到经过次氯酸钠 (Nacl0)、乙二胺四乙酸(EDTA)处理过的牙本质内部,培养
堑侄笠茎整王垫胞垄基生医堂史的班塞选屋墓!期
1997・
牙髓干细胞在再生医学中的研究进展
郑伟
刘朋飞1 冯业童1
董超1
周余来1
(通化市口腔医院,吉林通化134000)
【关键词)
牙髓千细胞;再牛医学;分化
[中圄分类号】R俺1.4;Q613.1[文献标识码]A[文章编号】l∞5蚴212012)帕・1997.02;doi:10.四田4isml005-9202.20n09.112
rell
of neuronally in
predif-
fenmtiated human dental pulp
cells
brain
vivo[J].Non-
reehem Int,2011;59(3):371-81.

可以非常稳定的制造多能干细胞,引起了极大的关注。继此之 后,人类体细胞被成功诱导为iPS的报道”41和老年人皮肤成纤 维细胞被诱导为iPS细胞亚群的报道””相继出现,这种细胞被 认为是一种极具前景的干细胞。体细胞通过一定诱导方式,转 变为iPS细胞亚群的过程称为“重编程”;iPS经过定向诱导,再 次分化为其他种类细胞的过程,称为“再分化”。 DPSC作为一种可以快速自我更新的成体干细胞,同样具 备重编程和再分化的潜能。Yan等”刚采用逆转录病毒介导法, 将4个因子(Lin28/Nanog/Oct4/Sox2或c-Myc/Klf4/Oct4/ 鼬)【2)导人DPSC中,将DPSC重编程为iPS细胞亚群。DPSC来 源的iPS细胞亚群表达阶段特异性胚胎抗原-4(SSEA-4)、肿瘤 坏死因子受体相关蛋白("iRA)一1-60、TRA一1—80、TRA-2-49、 Nanog、Oct4、Sox2等表面标记,具备多向分化的潜能。可分化成 3个胚层的组织,而且可被定向诱导分化为神经千细胞和神经 元。Tamaoki等¨”对多株DPSC进行重编程诱导,结果显示不 同株的DPSC在莺编程效率方面会有很大差别,不同株DPSC 来源的iPS细胞亚群的再分化能力也有较大不同。因此,建立 一种高效安全的重编程模式和再分化方法,仍是干细胞领域的 研究热点。
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