临床医学成体干细胞的可塑性及其在口腔医学中的应用进展

1、成体干细胞的可塑性及其在口腔医学中的应用进展 作者：钟万全，刘鹏，刘骁，杨立【关键词】 干细胞；成体干细胞；可塑性；口腔医学；组织工程；再生摘要 成体干细胞(adult stem cell，as)具备于细胞的基本特性，其可塑性的特点与口腔再生医学的研究密切相关。尽管as在口腔医学上的应用仍存在一些技术难题，通过人们不懈的努力必将解决这些难题，利用干细胞进行口腔组织器官的原位修复或体外重建将不是梦想，口腔医学研究将得到更快的发展。关键词 干细胞；成体干细胞；可塑性；口腔医学；组织工程；再生干细胞(stem cell)根据其分化潜能和来源不同，分为胚胎干细胞(embryonic stem cell

2、，es)和成体干细胞(adult stem cell，as)。as是成熟机体组织中具有高度自我更新和分化潜能的未分化细胞，可分化成在发育上与其无关的其他组织的细胞类型，实现跨系统甚至跨胚层分化发育，即具有“可塑性(plasticity)”、“横向分化(transdifferentiation)的潜能13。由于as特有的生物学特性与口腔再生医学的研究密切相关，对于重新认识口腔颌面部的发育和口腔颌面部组织器官的修复重建以及某些肿瘤疾病的防治具有重要意义，使其在口腔医学研究中受到了足够的重视。1成体干细胞与牙髓、牙齿再生1.1外胚间充质干细胞与牙髓、牙齿再生起源于颅神经嵴的外胚间充质干细胞(ecto

3、mesenchyma stem cell，emsc)具有向多种组织细胞定向分化的潜能，将形成口腔颌面部多种组织器官，在颌面及牙齿的发育过程中起重要作用。有研究4，5采用组织工程学方法，将未发育成熟牙胚细胞扩增后接种到生物支架材料上，发现支架上形成的牙齿样结构中含釉质、牙本质、牙骨质样矿化组织。后来该研究参与人员又将新生大鼠牙胚细胞扩增后复合生物支架材料，也获得了大鼠组织工程化牙齿，这些研究成果极大地推动了牙齿再生研究的进程。1.2牙髓干细胞(dpsc)与牙髓、牙齿再生很早的研究就证明，牙髓组织受外界刺激或损伤时会产生修复性牙本质来自我修复。牙髓细胞作为相对分化成熟的细胞，其修复能力有限。牙髓中

4、可能还存在另一类细胞，可能属于成牙本质细胞的前体细胞并在牙髓组织的损伤修复和更新中可能发挥着重要的作用12。gronthos等6人将人牙这种牙本质前体细胞与bmsc 进行比较研究，认为其具有与bmsc 相似的as特性，他们还将体外集落生长的该细胞植入裸鼠皮下，产生了类似于正常牙本质牙髓复合体样的结构，并检测到牙本质涎磷蛋白(dspp)的基因表达。对dpsc的鉴定需从多方面来确定。其分离和纯化也是根据这些识别途径借助于其他as的分离方法来进行。2as与牙周组织再生目前牙周组织再生的主要方法是gtr，但该方法的种种缺陷大大限制了其在临床上的开展。牙周前体细胞位于临近血管的区域，显示出干细胞的一些典

5、型特征：在组织中具有特定的位置，可以不断地自我更新，形态小，对刺激因素反应灵敏，分裂周期长，mcculloch8的实验表明，牙周前体细胞分裂移向牙根和牙槽骨的表面，或者进入牙周韧带并分化成特异性细胞。seo等9首次从牙周膜中分离出人牙周膜干细胞，裸鼠体内移植分化形成了牙骨质牙周膜样结构。牙周来源的as研究将在牙周再生的研究中发挥决定性的作用，对牙周疾病导致的牙周缺损的修复治疗进展起巨大的推动作用。3as与颌面部骨再生自体或异体骨移植一直是修复颌面部骨缺损的常规方法，但会造成二次损伤，异体骨移植易于传染疾病。随着骨组织工程的应用研究的发展，颌面骨整复的研究有了新的希望。krevsvach等10从

6、携带i型胶原氯霉索乙酰转移酶报告基因的小鼠骨髓中分离出bmsc并转移到免疫耐受小鼠的颅面骨性缺损处，发现其修复率超过对照组，证明体外扩增的bmscs能够用来修复颅面骨性缺损。最近对颅面部先天性缺损(如：唇腭裂)与干细胞基因突变有关11。4展望随着口腔医学日新月异的发展，干细胞在口腔方面的应用研究正在迅速深入开展。不仅口腔来潭韵as作为组织工程的种子细胞，成功构建了牙本质、牙髓、牙周膜、牙骨质再生；而且其他组织起源的as，如造血干细胞、骨髓基履细胞、皮肤干细胞，神经干细胞，血管内皮细胞，肌肉干细胞等也可能在口腔颌面部血管、骨、皮肤、神经、肌肉等组织的损伤与修复治疗中发挥重要作用。尽管as研究面临

7、许多问题，但相信通过我们的努力，利用于细胞进行组织器官的原位修复或体外重建将不是梦想，也必将推动口腔医学得到更快的发展。参考文献：1bjo rnson c r,r ietze r l,reyno ids b a,et al.turning brain into blood:a hematopo ietic fateadop ted by adult neural stem cells in vivoj.science,1999,283:534537.2lagasse e,conno rs h,a 12dhalimy m,et al.purified hematopoietic stem cel

8、ls dan differentiateinto hepatocytes in vivoj.nature medicine,2000,6(11):12291234.3sata m,saiura a,kunisato a,et al.hematopo ietic stem cells differentiate into vascular cells that participate in the pathogenesis of atherosclerosisj.nature medicine,2002,8(4):403409.4young cs,terada s,vacanti jp,et a

9、l.tissue engineering of complex tooth structures on biodegradable polymer scaffoldsj.j dent res,2002,81(10):695700.5drailibi mt,dualibi se,young cs,et al.bioengineered teeth from cultured rat tooth bud cellsj.j dent res,2004,83(7):523528.6gronthos s,mankani m,brahim j,et al.postnatal human dental pu

10、lp stem cells (dpscs)in vitro and in vivoj.proc natl acad sci u s a,2000,97:1362513630.7miura m,gronthos s,zhao m,et al.shed:stem cells from human exfoliated deciduous teethj.proc natl acad sci u s a,2003,100:58075812.8mcculloch ca.progenitor cell populations in the periodontal ligaament of micej.an

11、at rec,1985,211(3):258262.9seo bm,miura m,gronthos s,brtold pm,et al.investigation of multipotent postnatal stem cells from fuman periodontal ligament j.lanect,2004,364(9429):149155.10krevsbach ph,mankani mh,satomura k,et al.repair of craniotomy defects using bone marrow stromal cellsj.transplantation,1998,66(10):12721278.11yang a,schwitzer r,sun d,et al.p63 is essential for regenerative proliferation in limb,craniofacial and epithlial developmentj.natur