吳玲

【摘 要】牙周膜干細(xì)胞因高度自我更新能力和多向分化潛能能形成類似于天然牙骨質(zhì)牙周膜復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，使其在臨床上具有廣泛應(yīng)用前景 ，目前在牙周組織工程方面的應(yīng)用研究已取得一些進(jìn)展，被認(rèn)為是牙周組織工程的首選種子細(xì)胞，但是牙周膜組織中干細(xì)胞含量非常少，如何用成體干細(xì)胞替代牙源性干細(xì)胞，從而獲得大量種子細(xì)胞。本文就目前體外培養(yǎng)牙周膜干細(xì)胞促進(jìn)其增殖的研究做一綜述。

【關(guān)鍵詞】牙周膜干細(xì)胞；增殖；細(xì)胞因子

【中圖分類號(hào)】R748 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004-7484（2014）02-0534-02

牙周炎是一種侵犯牙周組織（牙齦、牙周膜、牙骨質(zhì)和牙槽骨）的慢性炎癥性疾病，是由于細(xì)菌侵犯牙齦和牙周組織而引起的牙齦發(fā)炎腫脹，牙周袋形成、牙槽骨丟失，最終導(dǎo)致牙齒松動(dòng)脫落病變，牙周炎是成年人牙齒喪失的主要原因之一。全球重度牙周炎患病率為5-20%。本文就目前體外培養(yǎng)牙周膜干細(xì)胞促進(jìn)其增殖的研究做一綜述。

1.1 釉基質(zhì)蛋白（EMP）由上皮根鞘內(nèi)層的成釉細(xì)胞分泌，主要成分是釉原蛋白（amelogenin，Am）和非釉原蛋白（non-amelogenin）。眾多實(shí)驗(yàn)都已證實(shí)EMP對(duì)牙周膜干細(xì)胞和骨髓基質(zhì)干細(xì)胞[7]有明顯的促增殖作用，可以提高干細(xì)胞總蛋白的合成，堿性磷酸酶（ALP）的活性以及礦化結(jié)節(jié)的形成，并且作用的效果呈時(shí)間和質(zhì)量濃度依賴性。劉蘭寧等用不同濃度的EMPs誘導(dǎo)牙周膜干細(xì)胞，得出EMPs在一定濃度下可以促進(jìn)人PDLCs增殖，以100mg/L濃度最佳。

1.2 骨形成蛋白（BMP）除BMP-1外其余均屬于轉(zhuǎn)化生長因子-β超家族成員，在胚胎發(fā)育期間由多種上皮和間葉組織產(chǎn)生，誘導(dǎo)間葉細(xì)胞分化為軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞，參與軟骨與骨發(fā)育，參與四肢形成及肺、肝、腎等軟組織發(fā)育，與交感神經(jīng)元分化有關(guān)。在BMPs中，BMP-2的誘骨作用最強(qiáng)，是發(fā)現(xiàn)的唯一能單獨(dú)誘導(dǎo)成骨的骨形成蛋白，存在于具有成骨潛質(zhì)的細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，可以誘導(dǎo)未分化的間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞和成牙骨質(zhì)細(xì)胞分化，促進(jìn)牙周組織新骨的形成。研究表明，BMP-2等因子可以影響牙周膜成纖維細(xì)胞（PDLFs）堿性磷酸酶的活性，調(diào)高與礦化相關(guān)的蛋白如骨鈣素和骨橋蛋白等的基因表達(dá)，促進(jìn)PDLFs向成骨細(xì)胞表型的分化。

1.3 堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）屬于成纖維細(xì)胞生長因子家族， 能誘導(dǎo)神經(jīng)外胚層和中胚層來源的細(xì)胞分裂和分化， 它沒有種屬特異性，可促多種細(xì)胞分裂和調(diào)節(jié)細(xì)胞分化與代謝， 并能促進(jìn)創(chuàng)傷修復(fù)和促進(jìn)成骨[1] ，劉曉勇等[2]用不同濃度（0.1-10 ng/ ml）的bFGF 作用于牙周膜細(xì)胞（ PDLCs），檢測第24、48和72小時(shí)牙周膜細(xì)胞的增殖，得出的結(jié)果是5ng/ml和10ng/ml的bFGF可促進(jìn)人PDLCs的生長和分化。吉建新等[3]用bFGF 和IGF-1單獨(dú)或聯(lián)合應(yīng)用于人PDL細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示bFGF 和IGF-1單獨(dú)應(yīng)用時(shí)均可明顯促進(jìn)PDL細(xì)胞增殖，bFGF最佳效應(yīng)濃度為10 ng/ml，IGF-1最佳效應(yīng)濃度為100ng/ml，兩者聯(lián)合應(yīng)用對(duì)PDL細(xì)胞的增殖有協(xié)同作用。

1.4 胰島素樣生長因子（IGF）-1主要由肝臟合成， 大部分存在于血液中， IGF- 1和胰島素不僅結(jié)構(gòu)相似， 功能也相似，都能產(chǎn)生快速的代謝作用和慢速的促生長作用，胰島素的主要功能是調(diào)節(jié)碳水化合物的代謝，IGF-1的主要功能是調(diào)節(jié)機(jī)體出生后的生長[4]。鄭巍等[5]（IGF-1對(duì)人牙周膜干細(xì)胞增殖能力的影響）的研究表明IGF-1具有促進(jìn)牙周膜干細(xì)胞增殖的作用。他們推測IGF-1對(duì)人牙周膜干細(xì)胞增殖能力的影響可能是由于IGF-1誘導(dǎo)的細(xì)胞比正常細(xì)胞具有更強(qiáng)的有絲分裂能力。

1.5 血小板衍化生長因子（PDGF）是一種刺激結(jié)締組織常見的多肽類調(diào)節(jié)因子，最初從血小板分離，后又證實(shí)存在于成纖維細(xì)胞、星形角質(zhì)細(xì)胞、角質(zhì)化細(xì)胞、上皮細(xì)胞等多種細(xì)胞中，并可由許多細(xì)胞合成并釋放[6]。PDGF具有強(qiáng)烈的促進(jìn)有絲分裂及細(xì)胞趨化作用，可以刺激多種細(xì)胞的分裂和增殖在牙周組織再生過程中，血小板衍化生長因子-β可能參與調(diào)控牙周膜細(xì)胞的增殖和分化等生物學(xué)活動(dòng)。王金生等[7]通過不同濃度的PDGF-β作用于體外培養(yǎng)的人PDLCs，發(fā)現(xiàn)PDGF-β在一定濃度范圍內(nèi)可促進(jìn)離體人PDLCs 的增殖，具有濃度效應(yīng)。吉建新等[8]發(fā)現(xiàn)PDGF-β對(duì)HPDLFs 促增殖效應(yīng)在1-50 μg/L，在5d范圍內(nèi)呈濃度-時(shí)間依賴關(guān)系，最佳效應(yīng)時(shí)間為3d，最佳質(zhì)量濃度為10μg/L。Tsuyoshi-Fujita等[9]用3H-TdR摻入法測定PDGF-β對(duì)HPDLFs DNA合成的影響，從而測定其它增殖效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)10 μg/L的PDGF-β比對(duì)照組能明顯促進(jìn)HPDLFs增殖。武云霞等[10]研究發(fā)現(xiàn)在一定條件下，NGF 和PDGF-BB 聯(lián)合應(yīng)用對(duì)HPDLCs 的生長具有協(xié)同促進(jìn)作用。舒丹等[11]發(fā)現(xiàn)PDGF-BB 和bFGF 聯(lián)合能更顯著促進(jìn)人PDLCs 的增殖并且具有明顯的協(xié)同效應(yīng)。

1.6 牙骨質(zhì)附著蛋白（CAP）是一組從牙骨質(zhì)中提取獲得的，是一種牙骨質(zhì)特異性分子，對(duì)礦化的牙根表面具有高度的親和力，并能顯著促進(jìn)牙周膜細(xì)胞和牙齦細(xì)胞附著于牙根表面，因而被稱為牙骨質(zhì)附著蛋白。它是目前已被公認(rèn)的、與牙骨質(zhì)表面已發(fā)現(xiàn)的其它膠原分子及附著蛋白無關(guān)的牙骨質(zhì)特異性膠原性附著蛋白。謝玉峰等[12]通過在人牙周膜細(xì)胞培養(yǎng)液中分別加入不同濃度的CAP，發(fā)現(xiàn)CAP對(duì)hPDLCs的促增殖作用呈濃度和時(shí)間依賴性， 0.5-2.0μg /mL 的CAP均能顯著促進(jìn)hPDLC s的增殖。

種子細(xì)胞、細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子與支架材料是牙周組織工程的三大基本要素，首先我們要解決的是如何獲得足夠的牙周膜干細(xì)胞。目前，大量實(shí)驗(yàn)室研究通過不同因素包括細(xì)胞因子，中藥制劑等促使牙周膜干細(xì)胞的增殖，已取得一定的成效。然而，人體是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，我們在實(shí)驗(yàn)里培養(yǎng)的牙周膜干細(xì)胞受到的干擾因素比較少，不能完全模擬人體內(nèi)的復(fù)雜環(huán)境，年齡，炎癥，機(jī)體的免疫狀態(tài)等多種因素都對(duì)牙周膜干細(xì)胞起作用。因此，接下來我們要做的是如何使牙周膜干細(xì)胞在如此復(fù)雜的環(huán)境中增殖、分化，并保持穩(wěn)定的性能，以此來促進(jìn)牙周組織的再生，達(dá)到我們理想中的牙周組織的完全再生，真正意義上的治愈牙周病。雖然牙周膜干細(xì)胞的研究和臨床應(yīng)用已取得了許多突破，但其仍處于起步階段，若要成功應(yīng)用于臨床，實(shí)現(xiàn)真正意義上的組織再生，仍有許多理論機(jī)制尚待研究，許多技術(shù)操作問題尚待克服?？傊?，牙周組織工程需要多學(xué)科、跨專業(yè)的共同協(xié)作，最終實(shí)現(xiàn)由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。

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