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牙髓细胞研究发展
牙髓细胞研究发展 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干细胞和成体干细胞。因此，干细胞在组织工程、 再生医学中有着重要的应用价值。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(dentalpulpstemcell，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〔1〕。1DPSC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〔2〕。Gronthos等 〔3〕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(HA/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-牙髓复合体样 的结构。
2DPSC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了一定的研究成 果，在再生医学研究领域有着重要的指导意义。
2.1DPSC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〔4〕采用成骨分化培养基 进行对DPSC的骨性诱导分化，结果发现，某些典型成骨细胞基因，如:碱性磷酸 酶、I型胶原、骨桥蛋白等均大量表达;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(NURR1)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""""Alimonte等〔5〕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。
2.2DPSC的神经分化DPSC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。Király等〔6〕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。Karaz等〔7〕研究表明:DPSC不仅可以分化为神 经干细胞，而且在分化能力方面，高于传统的骨髓间充质干细胞。
2.3DPSC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〔8〕于成脂培养基中加入胰岛素、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(Oct3/4、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。
3DPSC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〔9〕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〔10〕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(NaClO)、乙二胺四乙酸(EDTA)处理过的牙本质 内部，培养6w后，发现经NaClO处理的牙本质与复合物结合较好，接触面形成大 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。Yang等〔11〕 以大鼠DPSC为研究对象，在常规成骨分化培养基中添加白细胞介素β(IL-1β)，结 果显示，细胞的骨唾液蛋白、牙本质基质蛋白等矿化物质的表达均上调，体内实验也得到了相似结果，可见，IL-1β在成骨矿化过程中有一定的促进作用。骨形 态发生蛋白在诱导成骨方面有着重要作用，Liu等〔12〕分离扩增家兔DPSC后， 将这种种子细胞接种在羟基磷灰石、胶原等支架材料上，并用骨形态发生蛋白II 进行刺激处理，结果成骨速度明显提高，最后制备的复合物更有利于体内移植和 组织修复。
4DPSC的重编程与再分化 2006年，Takahashi等〔13〕将4个转录因子(Oct4，Sox2，cMyc和Klf4)导 入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”(inducedpluripotentstemcells，iPScells)。
这种方法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〔14〕和老年人皮肤成纤维细胞被诱导为iPS细胞 亚群的报道〔15〕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〔16〕采用逆转录 病毒介导法，将4个因子(Lin28/Nanog/Oct4/Sox2或c-Myc/Klf4/Oct4/Sox2)导入 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(TRA)-1-60、TRA-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干细胞和神经元。Tamaoki等〔17〕 对多株DPSC进行重编程诱导，结果显示不同株的DPSC在重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。
5展望 在口腔医学研究领域，DPSC的分离提取较为方便，常常可以通过分离某 些牙源废物的髓质成分获得。因此，该细胞在分离培养方面的便宜性以及本身具 有的多向分化潜能、自我更新能力，均在很大程度上决定了该细胞在再生医学中 的广泛应用前景。但是，关于DPSC诸多方面的研究尚处于起步阶段，特别是在 体内应用性研究方面，仍需进一步探索。所以，只有建立一种高效稳定、安全可 靠的DPSC的应用模式，这种成体干细胞才能真正走进临床，服务于人类。
