微環(huán)境對(duì)牙周再生及相關(guān)間充質(zhì)干細(xì)胞分化影響的研究.pdf

1、如何使由于牙周疾病而遭到破壞的牙周支持組織獲得完全性再生，一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者追求的目標(biāo)和著力研究的熱點(diǎn)課題。從發(fā)育生物學(xué)的角度，要達(dá)到牙周組織結(jié)構(gòu)與功能的完全恢復(fù)，以下兩個(gè)因素至關(guān)重要：即恰當(dāng)?shù)募?xì)胞類(lèi)型、適宜的微環(huán)境，二者缺一不可。傳統(tǒng)牙周組織工程中局部誘導(dǎo)微環(huán)境的建立，主要是通過(guò)支架材料或單因子誘導(dǎo)的方式來(lái)促進(jìn)牙周間充質(zhì)干細(xì)胞的分化。由于牙周再生的微環(huán)境異常復(fù)雜，涉及到上皮-間充質(zhì)的相互作用以及多種生長(zhǎng)因子的參與，單純依靠支架材料或某幾

2、種生長(zhǎng)因子等非生理誘導(dǎo)的方式局限性較明顯。然而，牙周再生修復(fù)與正常牙周發(fā)育的相似性提示我們，可以通過(guò)復(fù)制牙周早期發(fā)育的進(jìn)程從而獲得牙周組織的完全再生。根端牙胚組織作為牙根/牙周發(fā)育的“器官始基”，理論上能夠?yàn)檠乐荛g充質(zhì)干細(xì)胞提供類(lèi)似發(fā)育期的微環(huán)境。因此，本研究擬建立發(fā)育期根端牙胚細(xì)胞與牙周膜干細(xì)胞/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的間接共培養(yǎng)體系（條件培養(yǎng)液），利用人工重組的發(fā)育期牙根/牙周組織微環(huán)境，促進(jìn)牙周膜干細(xì)胞/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的分化；并在此基

3、礎(chǔ)上首次嘗試?yán)靡环N全新的“無(wú)支架細(xì)胞聚合體”的三維構(gòu)建體系，體內(nèi)異位構(gòu)建具有完整復(fù)合結(jié)構(gòu)的牙周組織，以期為組織工程化牙周組織的臨床應(yīng)用（如牙周病的正畸治療、自體牙移植等）探尋一條新的研究途徑。
　　所取得的主要研究結(jié)果如下：
　　1、根端牙胚細(xì)胞誘導(dǎo)牙周再生相關(guān)間充質(zhì)干細(xì)胞分化的實(shí)驗(yàn)
　　為了驗(yàn)證根端牙胚細(xì)胞所提供的發(fā)育期牙根/牙周組織微環(huán)境是否適合成體牙周膜干細(xì)胞/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖、分化，本實(shí)驗(yàn)建立了根端牙胚

4、細(xì)胞與牙周膜干細(xì)胞/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的間接共培養(yǎng)體系，觀察根端牙胚細(xì)胞對(duì)牙周膜干細(xì)胞/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞生物學(xué)活性的影響。結(jié)果顯示：根端牙胚細(xì)胞條件培養(yǎng)液中包含的多種促增殖、分化的可溶性信號(hào)分子，能夠有效誘導(dǎo)牙周膜干細(xì)胞和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分別向功能性成牙骨質(zhì)細(xì)胞譜系和成骨細(xì)胞譜系分化，并在體內(nèi)分別異位形成牙周膜/牙骨質(zhì)復(fù)合體樣結(jié)構(gòu)以及骨樣結(jié)構(gòu)。
　　本研究的結(jié)果充分說(shuō)明，我們所設(shè)想的在牙周組織工程中以牙周膜干細(xì)胞和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞為

5、種子細(xì)胞，利用牙根/牙周發(fā)育學(xué)的機(jī)理來(lái)指導(dǎo)完整復(fù)合牙周結(jié)構(gòu)構(gòu)建的策略是切實(shí)可行的。
　　2、新型細(xì)胞聚合體的構(gòu)建及應(yīng)用于牙周組織工程的研究
　　本研究在充分借鑒細(xì)胞膜片技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種全新的“無(wú)支架細(xì)胞聚合體”的牙周組織三維構(gòu)建策略：先構(gòu)建細(xì)胞-基質(zhì)膜片；而后利用膜片體外容易聚合成團(tuán)的特性建立高密度細(xì)胞聚合體的三維立體培養(yǎng)體系；最后對(duì)具備一定強(qiáng)度和厚度的不同類(lèi)型細(xì)胞聚合體體外進(jìn)行修整、塑形和疊加，構(gòu)建包含牙周膜、牙槽

6、骨、牙骨質(zhì)在內(nèi)的完整復(fù)合牙周結(jié)構(gòu)。利用包含抗壞血酸的α-MEM培養(yǎng)基，體外擴(kuò)增培養(yǎng)的牙周膜干細(xì)胞/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞緊密結(jié)合、分泌基質(zhì)，形成了具備一定強(qiáng)度和可操作性的細(xì)胞聚合體。將其單獨(dú)或與支架復(fù)合進(jìn)行體內(nèi)移植的結(jié)果顯示：?jiǎn)为?dú)的牙周膜干細(xì)胞聚合體無(wú)法生成牙周膜/牙骨質(zhì)復(fù)合體樣結(jié)構(gòu)；根端牙胚細(xì)胞條件培養(yǎng)液誘導(dǎo)后的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞聚合體形成了骨樣結(jié)構(gòu)；而經(jīng)過(guò)根端牙胚細(xì)胞培養(yǎng)液誘導(dǎo)的牙周膜干細(xì)胞聚合體分別與CBB和牙本質(zhì)片重組后均形成了形態(tài)上更

7、加排列有序的牙周膜/牙骨質(zhì)復(fù)合體樣結(jié)構(gòu)；牙周膜干細(xì)胞/骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞聚合體與牙本質(zhì)片的重組體未能構(gòu)建出完整復(fù)合牙周結(jié)構(gòu)。
　　本研究的結(jié)果說(shuō)明，牙周膜干細(xì)胞聚合體利用細(xì)胞自身分泌的生物活性因子和細(xì)胞外基質(zhì)建立局部微環(huán)境，再輔以根端牙胚細(xì)胞提供的生長(zhǎng)因子微環(huán)境，最大限度地模擬了牙周組織形成過(guò)程中類(lèi)似上皮根鞘和基底膜的作用。實(shí)驗(yàn)雖然未能按照預(yù)期設(shè)計(jì)最終構(gòu)建出包含牙周膜、牙骨質(zhì)、牙槽骨在內(nèi)的完整復(fù)合牙周結(jié)構(gòu)，但卻初步驗(yàn)證了我們的構(gòu)建策