牙髓干细胞的研究进展
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【中图分类号】R254 【文献标识码】B【文章编号】2095-6851（2014）2-0061-01
干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。
成体干细胞因不涉及伦理和法律问题逐渐成为当前干细胞研究的主流方向。自Gronthos等⑴首次报道从体外培养的成人牙髓组织中获得集落状生长的细胞，该细胞可被诱导分化为成牙本质样细胞并形成牙本质样结构，由此提出了牙髓干细胞（DPSCs）的概念，由于其高度增殖能力和多向分化潜力，备受人们关注。本文将从牙髓干细胞的分离，标记及生物学特性作一简要综述。
【中图分类号】R254【文献标识码】A
1 牙髓干细胞的分离培养
从临床拔出的牙齿中可以很容易的分离出人的牙髓组织，再用酶消化法从牙髓组织中分离出单个的牙髓细胞。低浓度接种后，牙髓干细胞可以在培养皿中贴壁生长，培养10-14天后，形成单克隆集落。应用BrdU，单个克隆的增值速率明显不同，常规培养条件下只有20%的细胞克隆群体倍增次数能超过20。这意味着在多克隆来源的细胞中，最终生存的主要是这一小部分高增值性克隆的细胞后代。
2 牙髓干细胞的分子标记
目前的研究表明尚无有效鉴定和分离牙髓干细胞的方法和特异性分子标记。 Shi 等⑵通过研究发现 DPSCs 存在于它们起源组织（颌突上皮和外胚间充质）的微血管周围，利用 STRO-1 能结合牙髓组织血管周细胞抗原的特性分离出 DPSCs，结果显示牙髓细胞中含有大约 10% ～20%的 STRO-1 阳性 DPSCs。CD146 作为免疫球蛋白超家族成员，已知是脉管周内皮细胞抗原标志，DPSCs也有表达。Mokry等⑶研究表明，牙髓干细胞表达STRO-1、vimentin、CD29、CD44、CD73、CD90、CD166等间充质干细胞的细胞标志物，同时表达Sox2，nestin 及nucleostemin干细胞标志物。
3 牙髓干细胞的生物学特性
3.1高度增殖能：；Gronthos等⑷在体外培养的的第一代牙髓干细胞和骨髓间充质干细胞（BMSSCs）中加入 Brdu 后检测细胞的增生率。结果发现 DPSCs 的增生率高于 BMSSCs，DPSCs 约有 72% 阳性细胞，而BMSSCs 约有46%阳性细胞。同时发现 DPSCs 的克隆形成率为 0.22% ～0.70%，远高于BMSSCs 的 0. 024% ～0.031%。
3.2自我更新能力：Gronthos等以羟基磷灰石-磷酸三钙陶瓷颗粒为载体，将人DPSCs 植入到免疫缺陷裸鼠背部皮下，6周后病理检测发现了牙本质牙髓复合体样结构，表达牙本质特异性蛋白-牙本质涎磷蛋白。说明DPSC具有自我更新能力。Reya T等研究表明Wnt 信号通路在自我更新过程中起到重要作用，而Scheller等⑸发现Wnt信号负面调节成牙本质细胞样分化。在含有碱性成纤维细胞生长因子的培养基中，DPSC能持续保持自我更新能力，并且比无碱性细胞因子的培养基中期细胞比率高⑹。
3.3多向分化能力：成牙本质诱导分化：Iohara等⑺研究表明在体外骨形成蛋白能促进牙本质涎磷蛋白和基质金属蛋白酶的表达，当把BMP2和牙髓侧群细胞混合植入切碎牙髓组织上时更能促进修复性牙本质的形成。Alsanea等⑻研究表明当在DPSC的胶原模拟穿孔修复支架上加入牙本质基质蛋白1（DMP1）后，也能促进牙本质再生。
成骨诱导分化：2007年d'Aquino等⑼和Otaki等⑽先后报道了人恒牙牙髓干细胞体外诱导可向骨组织分化，初步证实了人恒牙牙髓干细胞的成骨功能。Liu等⑾发现将牙髓干细胞移植至加入骨形成蛋2的纳米羟磷灰石/聚乳酸支架上可加速骨形成能力。并且比骨髓间充质干细胞、骨膜细胞表现出更高的成骨细胞能力，因此，牙髓干细胞可成为组织工程中很好地种子细胞。
成神经组织诱导分化：张智慧等⑿在体外诱导大鼠牙髓干细胞分化出现神经元形态，移入成年大鼠脑内发现细胞能够存活。Fernandade 等⒀研究发现当 DPSC移植至脊髓受损的小鼠体内，可恢复其神经机能障碍，说明DPSC具有促进中枢神经系统神经再生潜力。Leong等研究发现这种神经系统的恢复不是由于神经的替换，更多是由于依赖于DPSC旁分泌的调节作用。
成肌肉组织诱导分化：Yang等将克隆的异位干细胞DPSC移植至肌缺损的小鼠体内，DPSC可在小鼠体内存活，并表达抗肌萎缩蛋白和肌球蛋白重链，并且体内成肌分化能力比父母异构细胞更显著。Gandia等将DPSC移植至急性心肌梗死兔子体内，发现DPSC可提高左心室功能，促进血管生成，减少梗死区域。
成脂肪诱导分化：李景辉等从正畸治疗减数拔除的恒前磨牙中分离牙髓组织，应用酶消化法获得牙髓细胞，单抗Stro-1标记、免疫磁珠阳性分选系统分选获得牙髓干细胞，第3代牙髓干细胞用成脂肪向诱导培养基向脂肪细胞诱导分化，结果证明人恒牙牙髓干细胞经成脂肪向培养基诱导后表现出脂肪细胞特性，说明了人恒牙牙髓干细胞在体外具有分化为脂肪细胞的潜能。
4 牙髓干细胞的免疫调节作用
DPSC的免疫调节功能是由于通过副分泌机制的可溶性因子和细胞因子，通过抑制T淋巴细胞和调节性T细胞上调导致免疫耐受。Zhao等研究发现DPSC表达Fas配体，并且Fas配体可诱导T细胞凋亡，当通过干扰RNA将Fas配体敲除，可减低其诱导T细胞凋亡能力，说明Fas配体调控DPSC的免疫调节特性。
5 牙髓干细胞的应用展望
牙髓干细胞的多分化潜能和诱导潜能，让我们看到了多种组织修复的希望。如：利用DPSC体外扩增后复合支架材料移植于死髓牙根管内，可让死髓牙恢复为活髓牙；对于脊髓损伤的患者，利用DPSC的多分化能力，修复神经损伤；牙缺失后的牙槽骨萎缩，外伤后骨缺损，通过组织工程学进行骨修复。牙髓干细胞的研究才刚刚起步，许多问题有待于我们解决，如牙髓干细胞的特异性标志物，分化机制，合适的支架材料及生长因子的等，相信随着这些问题的解决，牙髓干细胞在再生医学方面将会大放异彩。
参考文献
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