許曉航， 徐婉秋， 姚麗紅， 王秀梅

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院口腔內(nèi)科，黑龍江 哈爾濱（150001）

創(chuàng)傷引起的口腔頜面部周圍神經(jīng)損傷（periph?eral nerves injury，PNI）是口腔醫(yī)學(xué)臨床常見(jiàn)病，這種傷害常來(lái)源于外傷或手術(shù)失誤，表現(xiàn)為手術(shù)部位周圍疼痛、功能喪失、美觀異常。與中樞神經(jīng)系統(tǒng)相比，外周神經(jīng)系統(tǒng)在損傷后具有自行再生的潛力，但是結(jié)果并不理想，約有三分之一的PNI 患者日常生活仍存在極大困擾［1］。目前，牙髓干細(xì)胞（dental pulp stem cells，DPSCs）治療是一種極具潛力的PNI 修復(fù)方法，它不僅具有間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）的特性，還具有分化為中胚層細(xì)胞的能力及沿著神經(jīng)譜系分化的潛力［2］。DPSCs 在組織工程學(xué)修復(fù)、周圍神經(jīng)再生、疾病重塑和治療中已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，本文就DPSCs 同雪旺細(xì)胞（Schwanncs，SCs）的關(guān)系、分類及其在組織工程學(xué)方向的研究進(jìn)展作一綜述。

1 DPSCs 可分化為SCs

MSCs 可以從多種組織中分離出來(lái)，它們最常從骨髓或脂肪組織中獲得［3］，也可來(lái)源于牙髓組織?？蓮拿撀涞娜檠乐蝎@取人脫落的乳牙牙髓干細(xì) 胞（stem cells from human exfoliated deciduous teeth，SHED），從第三恒磨牙或正畸拔除的恒牙中獲得人恒牙牙髓干細(xì)胞（human dental pulp stem cells，hDPSCs），臨床應(yīng)用時(shí)不會(huì)對(duì)患者造成額外的損傷因而更容易被患者接受。研究顯示DPSCs同其他類型間充質(zhì)干細(xì)胞相比具有來(lái)源豐富、提取簡(jiǎn)單、免疫原性低以及體外增殖率高等優(yōu)點(diǎn)［4］，即使經(jīng)過(guò)傳代培養(yǎng)或長(zhǎng)期冷凍保存，仍具有牙源性、骨源性、軟骨源性、神經(jīng)源性、脂肪源性和肌源性等多向分化能力［5］。

1.1 SCs 在PNI 中的作用

當(dāng)頜面部周圍神經(jīng)截?cái)嘈該p傷后，軸突近端通?？梢源婊睿h(yuǎn)端受損則會(huì)迅速閉合并在損傷后3 天內(nèi)發(fā)生強(qiáng)制性瓦勒變性［6］。在瓦勒變性的過(guò)程中SCs 不但具有誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的能力，它還能分泌在受損神經(jīng)的恢復(fù)中起關(guān)鍵作用的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，如神經(jīng)生長(zhǎng)因子、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等［7］。幸存的SCs 和髓鞘能夠幫助引導(dǎo)新長(zhǎng)出的神經(jīng)支配目標(biāo)組織［8］。Isaacman?Beck 等［9］通過(guò)在斑馬魚(yú)中使用活細(xì)胞成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)再生的運(yùn)動(dòng)軸突對(duì)原來(lái)的肌肉區(qū)域表現(xiàn)出強(qiáng)烈的偏好，并且軸突在選擇原路徑之前會(huì)廣泛地向各個(gè)方向探測(cè)正確的生長(zhǎng)軌跡。這一過(guò)程中SCs 受損后賴氨酸羥化酶3（lysyl hydroxylase 3，LH3）的表達(dá)量增加可以恢復(fù)軸突靶向再生的能力。此外，在斷面附近的SCs 能夠表達(dá)LH3 底物膠原蛋白4a5（collagen 4a5，col4a5），在再生過(guò)程中col4a5 可能通過(guò)軸突導(dǎo)向抑制因子Slit1a 進(jìn)行方向探測(cè)，使不適當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)軌跡上的軸突退化，以達(dá)到選擇性再生的目的。

1.2 DPSCs 可向SCs 樣細(xì)胞誘導(dǎo)分化

DPSCs 是牙髓中的多能干細(xì)胞，可以通過(guò)分泌外泌體將信號(hào)分子傳遞給SCs 介導(dǎo)細(xì)胞間通訊［10］，且在特定神經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)基上擴(kuò)增良好，其具有神經(jīng)分化能力可分化為SCs 樣細(xì)胞［11］。在神經(jīng)基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子和表皮生長(zhǎng)因子可誘導(dǎo)DPSCs 神經(jīng)向分化［12］。Hei 等［11］采用整合素β4（CD104）、S?100 蛋白、層粘連蛋白（Laminin）、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子低親和力受體（low affini?ty neurotrophin receptor，p75NTR）免疫細(xì)胞化學(xué)方法對(duì)分化后的DPSCs 成功地進(jìn)行了SCs 樣細(xì)胞的鑒定，且脈沖電磁場(chǎng)的應(yīng)用更加促進(jìn)了DPSCs 向SCs 樣細(xì)胞的分化。有研究顯示，磁性細(xì)胞分選方法分選出表達(dá)p75NTR、巢蛋白（Nestin）和SOX?10（SRY?related high?mobility?group（HMG）?box protein?10，SOX?10）的Stro?1+/cKit+/CD34+DPSCs，在體外具有分化為SCs 樣細(xì)胞的能力，與髓鞘分化相關(guān)并可在體內(nèi)促進(jìn)軸突再生。這一DPSCs 亞群容易獲得、體外增殖迅速、可成功地整合到宿主組織中，因此可能成為再生醫(yī)學(xué)的優(yōu)秀候選者，特別是在神經(jīng)組織工程領(lǐng)域［2］。

2 DPSCs 與SHED 在PNI 中的作用差異

DPSCs 缺乏主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類抗原的表達(dá)，免疫原性較低，能夠抑制同種異體反應(yīng)的T 細(xì)胞增殖，不刺激免疫應(yīng)答；也可以通過(guò)抑制促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生和刺激抗炎細(xì)胞因子、抗原特異性T 細(xì)胞的產(chǎn)生來(lái)減少體內(nèi)的炎癥反應(yīng)［13］。乳牙和恒牙的牙髓干細(xì)胞在周圍神經(jīng)中的作用存在相似性，也存在一定的差異。

2.1 免疫調(diào)節(jié)

SHED 可通過(guò)分泌單核細(xì)胞趨化因子?1 調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞遷移和浸潤(rùn)，表現(xiàn)出獨(dú)特的免疫調(diào)節(jié)特性，有助于組織修復(fù)［14］。DPSCs 通過(guò)減少小膠質(zhì)細(xì)胞激活、下調(diào)炎性標(biāo)志物離子鈣接頭蛋白分子1 和活性氧的積累、降低炎癥細(xì)胞因子的分泌，表現(xiàn)出較強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)和抗炎能力［15］。

2.2 抗炎作用

SHED 作用于巨噬細(xì)胞，上調(diào)CC 類趨化因子2和白血病抑制因子的表達(dá)，使巨噬細(xì)胞大量浸潤(rùn)于損傷部位，將巨噬細(xì)胞表型從加速組織破壞的促炎M1 巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為促進(jìn)組織修復(fù)的抗炎M2巨噬細(xì)胞［16］。DPSCs 表達(dá)的白細(xì)胞介素?10 具有抗炎活性，而且DPSCs 表達(dá)的巨噬細(xì)胞集落刺激因子高于粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子，可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2 極化［17］，在一定程度上可緩解神經(jīng)性疼痛和平衡神經(jīng)損害，最終減少了周圍神經(jīng)損傷后氧化應(yīng)激和體內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)異常所致的神經(jīng)炎癥反應(yīng)［15］。

2.3 神經(jīng)標(biāo)志物的表達(dá)

DPSC 和SHED 的神經(jīng)向分化后可表達(dá)成熟的神經(jīng)元標(biāo)記物β?微管蛋白Ⅲ（β?Ⅲ?Tubulin）、GA?TA 結(jié)合蛋白3 等［18］，在幼稚狀態(tài)下也可自發(fā)表達(dá)早期神經(jīng)元和神經(jīng)嵴標(biāo)記物Nestin 等［19］?；蛐酒治鲲@示，SHED 攜帶較高的八聚體結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子?4（octamer?binding transcription factor?4，OCT4）、SOX2、Nanog 等胚胎標(biāo)志基因［20］，促進(jìn)成脂、成骨［21］；而DPSCs 攜帶較高的人類配對(duì)盒基因（paired?boxgene6，PAX6）、Nestin、β?Ⅲ?Tubulin 等神經(jīng)源性基因［20］，有利于神經(jīng)發(fā)生［21］。

2.4 血管生成

在神經(jīng)損傷部位缺氧條件下SHED 可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子?A（vascular endothe?lial growth factor?A，VEGF?A）增強(qiáng)了損傷部位新血管的形成，并使SCs 遷移促成Büngner 帶的形成［16］。DPSCs 本身具有較高的血管生成特性，也可分泌VEGF?A 刺激血管形成，分化為SCs 后仍保留其在內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和血管形成的能力［16］。

2.5 其他作用

SHED 在細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方面具有較高的增殖率，增長(zhǎng)速度約為DPSCs 的兩倍，細(xì)胞集落形成特性、集落數(shù)量和大小均高于DPSCs［20］；而DPSCs比SHED 更好的聚集成神經(jīng)球，顯示出更多地致力于神經(jīng)元譜系的表達(dá)［20］。hDPSCs 具有肌生成潛力，可使?fàn)I養(yǎng)不良骨骼肌的組織病理得到改善，可用于促進(jìn)橫紋肌萎縮的再生［22］，也可提高糖尿病大鼠的坐骨神經(jīng)傳導(dǎo)速度，使骨骼肌血管密度和神經(jīng)纖維密度增加［23］。

DPSCs 和SHED 在PNI 修復(fù)過(guò)程有兩個(gè)潛在機(jī)制，即直接分化或融合后替換丟失的內(nèi)源性細(xì)胞，以及間接分泌可溶性因子或外泌體介導(dǎo)對(duì)存活內(nèi)源性細(xì)胞的支持，這兩種機(jī)制可能是單獨(dú)作用或協(xié)同作用［21］。

3 DPSCs 組織工程學(xué)修復(fù)PNI

自體神經(jīng)移植是PNI 修復(fù)金標(biāo)準(zhǔn)，它提供了富含SCs 的結(jié)構(gòu)來(lái)引導(dǎo)軸突再生，雖然免疫排斥反應(yīng)會(huì)極低，但是會(huì)造成供體區(qū)域神經(jīng)損傷，導(dǎo)致供區(qū)神經(jīng)功能喪失［24］。研究者將DPSCs 與組織工程神經(jīng)導(dǎo)管支架相結(jié)合，用于傳遞信號(hào)分子、生長(zhǎng)因子、藥物等。

組織工程近年來(lái)逐漸成為研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一，其主要目標(biāo)是開(kāi)發(fā)能夠治愈、修復(fù)或再生受傷病變組織和器官的生物材料替代品［25］。組織工程學(xué)將生物相容性材料（如聚四氟乙烯、硅樹(shù)脂、聚乙烯、膠原、生物聚合物等）與DPSCs、神經(jīng)生長(zhǎng)相關(guān)因子、血管生成相關(guān)因子等相結(jié)合為神經(jīng)再生提供一個(gè)可控的、可選擇的、可改良的微環(huán)境［26］。有研究表明，SHED 同聚乙醇酸神經(jīng)導(dǎo)管（polygly?colic acid tube，PGA）聯(lián)合應(yīng)用不僅可促進(jìn)面神經(jīng)下頜支的再生，由于導(dǎo)管的存在還減少了受損組織之間的粘連［27］；多種材料的聯(lián)合應(yīng)用比單一材料的使用存在更多的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)物理性吸附、共價(jià)鍵結(jié)合、混紡、同軸電紡等方式對(duì)支架進(jìn)行加工修飾，可改善材料性能，使其更有利于神經(jīng)修復(fù)。Lackington 等［28］用膠原涂層PGA 神經(jīng)導(dǎo)管修復(fù)大鼠面神經(jīng)缺損，結(jié)果表明帶涂層修飾比不帶修飾的導(dǎo)管修復(fù)效果好；Hu 等［29］將聚羥基丁酸戊酯和聚環(huán)氧乙烷按照9∶1 的質(zhì)量比進(jìn)行混合靜電紡得到三維的神經(jīng)支架，用于神經(jīng)再生實(shí)驗(yàn)，證明后者的加入提高了干細(xì)胞與聚羥基丁酸戊酯的生物相容性。大量研究結(jié)果顯示聚合物的組合改變了導(dǎo)管的物理性質(zhì)，也改變了它們的神經(jīng)引導(dǎo)特性。DPSCs 同組織工程支架的聯(lián)合應(yīng)用維持了受損神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的完整，并提供了方向引導(dǎo)和空間支撐，但在神經(jīng)導(dǎo)管提供的微環(huán)境中軸突再生的分子機(jī)制尚不清楚，DPSCs 在再生醫(yī)學(xué)和組織工程中的應(yīng)用仍需要不斷的探索。

4 DPSCs 應(yīng)用于PNI 修復(fù)過(guò)程中面臨的問(wèn)題

近年來(lái)，研究者開(kāi)始重視發(fā)展DPSCs 對(duì)PNI 的治療策略，以增強(qiáng)軸突再生、促進(jìn)靶組織選擇性再生并調(diào)節(jié)周圍神經(jīng)系統(tǒng)的重組［30］，但高質(zhì)量的功能性恢復(fù)面臨的問(wèn)題仍然很多，包括：①干細(xì)胞的選擇，在有良好適應(yīng)證的年輕患者中選擇合適的健康牙齒，采用改進(jìn)的干細(xì)胞分離、培養(yǎng)技術(shù)和神經(jīng)誘導(dǎo)方案，使DPSCs 向著有利于神經(jīng)分化的方向發(fā)展［31］，這一過(guò)程需要考慮干細(xì)胞的來(lái)源、采集方式、免疫原性、增殖效率［14］等因素［31］；②功能性鏈接的恢復(fù)，由于神經(jīng)纖維化導(dǎo)致神經(jīng)瘤的形成［32］、遠(yuǎn)端軸突瓦勒變性的發(fā)生及目標(biāo)組織的不可逆性萎縮［6］等問(wèn)題的存在，使恢復(fù)神經(jīng)的功能性鏈接成為一項(xiàng)難題；③軸突再生方向的不可控，神經(jīng)橫斷傷破壞了神經(jīng)和神經(jīng)基底層的連續(xù)性，迫使再生軸突穿過(guò)無(wú)細(xì)胞環(huán)境、穿越損傷間隙，這一過(guò)程中再生的軸突向各個(gè)方向不斷發(fā)展，其方向具有不可控性［9］；④組織工程材料的選擇與應(yīng)用，神經(jīng)損傷后結(jié)締組織向缺損部位延伸［15］、粘連影響神經(jīng)愈合，而組織工程學(xué)修復(fù)可以將周圍結(jié)締組織分離，保證神經(jīng)修復(fù)空間［24］，但其尚在發(fā)展的初期，材料的選擇、技術(shù)的應(yīng)用正在研究階段；⑤動(dòng)物模型的局限，國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)大部分都是建立在動(dòng)物模型之上，其神經(jīng)損傷模型表現(xiàn)出的再生潛力與人體不同，將其轉(zhuǎn)化到臨床應(yīng)用于人體修復(fù)仍是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)；⑥修復(fù)機(jī)制仍不明確［33］。

5 總結(jié)與展望

DPSCs 不但可以分泌細(xì)胞因子作用于損傷后殘存的SCs，還具有誘導(dǎo)向SCs 樣細(xì)胞分化的潛力；DPSCs 與組織工程學(xué)聯(lián)合應(yīng)用成為PNI 修復(fù)的新趨勢(shì)；然而其受患者的年齡、病變部位和類型、手術(shù)修復(fù)的時(shí)機(jī)和方式以及軸突再生跨越損傷的距離等多種因素影響。乳牙和恒牙的牙髓干細(xì)胞是存在于同一生物體不同時(shí)期的兩種DPSCs 細(xì)胞狀態(tài)，二者除了具有MSC 的基本特征外，還具有不同的生物學(xué)特性，它們的區(qū)別應(yīng)用為神經(jīng)修復(fù)提供了一個(gè)新的選擇。

【Author contributions】Xu XH wrote the article. Xu WQ and Yao LH revised the article. Wang XM reviewed the article. All authors read and approved the final manuscript as submitted.