牙源性干细胞定向分化与组织再生
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牙源性干细胞定向分化与组织再生
牙源性干细胞(如牙髓干细胞、牙乳头干细胞和牙周膜干细胞)作为组织工程和再生医学的重要种子细胞,容易获得,且具备优越的干细胞特性。通过对牙源性干细胞进行体外诱导和定向分化,不仅为组织再生提供优质的种子细胞,也为干细胞移植治疗全身性疾病开辟更为广阔的应用前景。 (一)主要技术成果 1.牙髓干细胞(DPSCs)与成牙本质细胞的谱系联系 我们采用牙胚细胞条件培养液模拟DPSCs的发育期微环境,观察其对DPSCs的诱导作用。采用流式细胞术、碱性磷酸酶(ALP)活性检测、Von Kossa染色、Western blot、RT-PCR、细胞团体内移植等方法,检测细胞增殖、分化和组织形成相关指标。结果:DPSCs在发育微环境中,其不对称细胞分裂产生的子代细胞可进一步发育为成牙本质细胞,DPSCs作为储备细胞,是成牙本质细胞的重要来源之一。 2.牙髓干细胞体外连续传代过程中的定向分化 间接免疫磁珠法分离STRO-1+的DPSCs,通过体外分化、体内移植实验比较第1代和第9代细胞的生物学表型。结果:随着传代次数的增加,部分DPSCs出现了定向分化,原有的多向分化能力明显减弱。 3.牙髓干细胞和骨髓干细胞的成牙能力比较 将DPSCs和骨髓干细胞(BMSCs),分别与根尖牙蕾细胞(ABCs)混合共培养。与BMSCs相比,DPSCs表现出更强的增殖能力、ALP活性及基质矿化能力,成牙相关指标表达明显上调。将DPSCs/ABCs和BMSCs/ABCs细胞团移植到大鼠肾被膜下,进一步证实DPSCs较BMSCs具有更强的体内成牙能力。 4.冠、根部牙髓干细胞的成牙能力比较 分离根尖牙髓干细胞(aDPSCs)及冠髓干细胞(cDPSCs),比较其牙向分化和体内成牙能力;将aDPSCs和cDPSCs以细胞团形式移植到大鼠肾被膜下,HE及IHC染色观察。结果:与cDPSCs相比,aDPSCs具有较强的牙向分化潜能,但骨向分化潜能则较弱。 5.胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、无机三氧化聚合物(MTA)调控根尖牙乳头干细胞(SCAPs)定向分化和组织再生 分别采用100 ng/ml的IGF-1和2mg/mL的MTA刺激SCAPs,检测细胞定向分化、组织形成能力和通路活性。结果:IGF-1可促进SCAPs增殖及成骨向分化,但削弱了SCAPs的牙向分化能力;MTA可通过NF-κB通路增强SCAPs的定向分化潜能。 6.雌激素调控牙髓干细胞定向分化和组织再生的机制 建立雌激素缺乏大鼠模型,分离培养切牙DPSCs。体外检测细胞定向分化、TNF-α水平和NF-κB通路活性;将细胞团移植到大鼠肾被膜下,检测组织形成能力。结果:雌激素缺乏时,可通过NF-κB信号抑制DPSCs的定向分化,NF-κB通路抑制剂则可恢复DPSCs的定向分化潜能。 7.IGF-1调控牙周膜干细胞(PDLSCs)定向分化和组织再生的机制 采用100ng/mL IGF-1刺激STRO-1+的PDLSCs,可促进细胞定向分化,并激活ERK和JNK MAPK通路。体内移植结果表明,IGF-1诱导的细胞团可产生更多的骨样矿化组织。提示IGF-1可通过MAPK通路促进PDLSCs的成骨能力。 综上,牙源性干细胞是成牙本质细胞的重要来源,是实现牙组织再生的重要种子细胞,其定向分化可通过相关因子调控NF-κB和MAPK通路来实现。 (二)授权专利: 1. 牙齿修复用二氧化锆全瓷桩(ZL201520536255.X)。 2. 牙齿修复用二氧化锆全瓷钉(ZL201520536228.2)。 3. 新型龋齿防治一体机(ZL201520412023.3)。 4. 新型多功能一次性口腔治疗盘(ZL201620630561.4)。 5. 新型牙科充填器械(ZL201620630577.5)。 6. 龋齿防治一体机 (ZL201510330397.5)。
商品类型 技术成果 项目阶段 研制 技术领域
专利号 成果权属 独占 知识产权状况
高新技术领域分类 微电子技术 交易方式 其他 信息有效期至 长久有效
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