微環(huán)境對牙周再生及相關間充質(zhì)干細胞分化影響的研究.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，一直是國內(nèi)外學者追求的目標和著力研究的熱點課題。從發(fā)育生物學的角度，要達到牙周組織結構與功能的完全恢復，以下兩個因素至關重要：即恰當?shù)募毎愋汀⑦m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微環(huán)境的建立，主要是通過支架材料或單因子誘導的方式來促進牙周間充質(zhì)干細胞的分化。由于牙周再生的微環(huán)境異常復雜，涉及到上皮-間充質(zhì)的相互作用以及多種生長因子的參與，單純依靠支架材料或某幾

2、種生長因子等非生理誘導的方式局限性較明顯。然而，牙周再生修復與正常牙周發(fā)育的相似性提示我們，可以通過復制牙周早期發(fā)育的進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”，理論上能夠為牙周間充質(zhì)干細胞提供類似發(fā)育期的微環(huán)境。因此，本研究擬建立發(fā)育期根端牙胚細胞與牙周膜干細胞/骨髓間充質(zhì)干細胞的間接共培養(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，促進牙周膜干細胞/骨髓間充質(zhì)干細胞的分化；并在此基

3、礎上首次嘗試利用一種全新的“無支架細胞聚合體”的三維構建體系，體內(nèi)異位構建具有完整復合結構的牙周組織，以期為組織工程化牙周組織的臨床應用（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果如下：
　　1、根端牙胚細胞誘導牙周再生相關間充質(zhì)干細胞分化的實驗
　　為了驗證根端牙胚細胞所提供的發(fā)育期牙根/牙周組織微環(huán)境是否適合成體牙周膜干細胞/骨髓間充質(zhì)干細胞的增殖、分化，本實驗建立了根端牙胚

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

5、種子細胞，利用牙根/牙周發(fā)育學的機理來指導完整復合牙周結構構建的策略是切實可行的。
　　2、新型細胞聚合體的構建及應用于牙周組織工程的研究
　　本研究在充分借鑒細胞膜片技術的基礎上，提出了一種全新的“無支架細胞聚合體”的牙周組織三維構建策略：先構建細胞-基質(zhì)膜片；而后利用膜片體外容易聚合成團的特性建立高密度細胞聚合體的三維立體培養(yǎng)體系；最后對具備一定強度和厚度的不同類型細胞聚合體體外進行修整、塑形和疊加，構建包含牙周膜、牙槽

6、骨、牙骨質(zhì)在內(nèi)的完整復合牙周結構。利用包含抗壞血酸的α-MEM培養(yǎng)基，體外擴增培養(yǎng)的牙周膜干細胞/骨髓間充質(zhì)干細胞緊密結合、分泌基質(zhì)，形成了具備一定強度和可操作性的細胞聚合體。將其單獨或與支架復合進行體內(nèi)移植的結果顯示：單獨的牙周膜干細胞聚合體無法生成牙周膜/牙骨質(zhì)復合體樣結構；根端牙胚細胞條件培養(yǎng)液誘導后的骨髓間充質(zhì)干細胞聚合體形成了骨樣結構；而經(jīng)過根端牙胚細胞培養(yǎng)液誘導的牙周膜干細胞聚合體分別與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)復合體樣結構；牙周膜干細胞/骨髓間充質(zhì)干細胞聚合體與牙本質(zhì)片的重組體未能構建出完整復合牙周結構。
　　本研究的結果說明，牙周膜干細胞聚合體利用細胞自身分泌的生物活性因子和細胞外基質(zhì)建立局部微環(huán)境，再輔以根端牙胚細胞提供的生長因子微環(huán)境，最大限度地模擬了牙周組織形成過程中類似上皮根鞘和基底膜的作用。實驗雖然未能按照預期設計最終構建出包含牙周膜、牙骨質(zhì)、牙槽骨在內(nèi)的完整復合牙周結構，但卻初步驗證了我們的構建策