微環(huán)境對牙周再生及相關(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)，以下兩個因素至關(guān)重要：即恰當(dāng)?shù)募?xì)胞類型、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，主要是通過支架材料或單因子誘導(dǎo)的方式來促進(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(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”，理論上能夠為牙周間充質(zhì)干細(xì)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(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)胞分化的實驗
　　為了驗證根端牙胚細(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，本實驗建立了根端牙胚

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)理來指導(dǎo)完整復(fù)合牙周結(jié)構(gòu)構(gòu)建的策略是切實可行的。
　　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；最后對具備一定強(qiáng)度和厚度的不同類型細(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：單獨(dú)的牙周膜干細(xì)胞聚合體無法生成牙周膜/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(yù)期設(shè)計最終構(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)，但卻初步驗證了我們的構(gòu)建策