低浓度氟化钠对人牙髓细胞的成骨/成牙本质分化的影响

目的探讨低浓度氟化钠对人牙髓细胞(human dental pulp cells,hDPCs)成骨/成牙本质分化的影响。方法本研究已通过单位伦理委员会审查批准。原代培养hDPCs,采用MTT法检测不同浓度氟化钠对hDPCs增殖的影响;选取合适浓度的氟化钠加入成骨/成牙本质分化诱导培养液中,对hDPCs进行体外诱导,通过茜素红染色检测hDPCs成骨/成牙本质分化能力的变化,RT⁃qPCR检测分化相关基因的mRNA表达;同时通过RT⁃qPCR和Western blot检测hDPCs成骨/成牙本质分化过程中内质网应激相关基因的表达。结果低浓度氟化钠(0.1 mmol/L)在体外可刺激hDPCs增殖,高浓度氟化钠(5~10 mmol/L)可抑制hDPCs增殖(P<0.05)。选取0.1 mmol/L氟化钠体外混合成骨/成牙本质分化诱导培养后hDPCs的茜素红染色增加,成骨/成牙本质分化相关基因牙本质涎磷蛋白(dentin sialophosphoprotein,DSPP)、骨涎蛋白(bone sialoprotein,BSP)和骨钙蛋白(osteocalcin,OCN)mRNA表达水平升高(P<0.05)。同时在此过程中RT⁃qPCR检测出mRNA水平hDPCs内质网应激相关基因:剪切x盒结合蛋白1(splicing x⁃box binding protein⁃1,sXBP1)、葡萄糖调节蛋白78(glucose⁃regulated protein 78,GRP78)以及活化转录因子4(activating transcription factor 4,ATF4)表达升高(P<0.05);Western blot检测出氟化钠混合成骨/成牙本质分化培养后细胞磷酸化真核起始因子⁃2α(phosphorylated eukary⁃otic initiation factor⁃2α,p⁃eIF2α)、磷酸化蛋白激酶样内质网激酶(phosphorylated the RNA⁃activated protein kinase⁃like ER⁃resident kinase,p⁃PERK)和ATF4蛋白表达增加(P<0.05)。结论低剂量氟化钠促进人牙髓细胞的成骨/成牙本质分化并伴有内质网应激水平的升高。

影响牙髓干细胞成骨及成牙本质分化的相关物理因素及作用机制

背景:牙髓干细胞是口腔颌面部组织工程中极具应用潜力的干细胞之一,较骨髓间充质干细胞具有采集方便、伦理问题少以及增殖分化潜能高等优势。目前,除了生物化学等因素外,物理刺激对于牙髓干细胞的成骨/成牙本质分化也起着关键性的作用。目的:综述影响牙髓干细胞成骨/成牙本质分化的相关物理因素以及可能涉及的信号传导通路作用机制,寻找影响其分化的最佳诱导条件。方法:检索PubMed和中国知网数据库,以“牙髓干细胞,成骨分化,成牙本质分化,低氧,机械力,激光,磁场,微重力”为中文检索词,以“dental pulp stem cells(DPSCs),osteogenesis differentiation,odontoblastic differentiation,hypoxia,mechanical force,laser therapy,magnetic fields,microgravity”为英文检索词,选取与影响牙髓干细胞成骨/成牙本质分化相关物理因素有关的79篇文献进行综述。结果与结论:(1)微环境中直接或间接的物理信号在调控牙髓干细胞定向分化方面展现出了广阔的应用前景。低氧、力学刺激(动静水压力、机械牵张力及剪切力等)、激光、微重力和磁场等相关物理因素对牙髓干细胞的影响以促进成骨/成牙本质分化为主,因口颌系统拥有复杂的力学环境,力学刺激是细胞环境改变的关键物理因素,同时也是组织工程的一个前沿领域,深入探讨牙髓干细胞对力学环境的响应为口腔疾病的诊断及治疗提供新思路。(2)因该领域比较“年轻”,相关因素涉及的设备参数尚未统一,相关结果存在不一致性,未能达成共识,之后应进一步探索及优化相关物理因素的最佳诱导参数及作用条件。(3)支架材料作为组织工程的三要素之一,在牙髓干细胞成骨/成牙本质分化方面也起到了促进作用,同时也推动了材料学的发展及临床技术的进步。(4)其中涉及到的信号通路有Notch,Wnt,MAPK等,关于物理刺激如何调控牙髓干细胞行为的相关生物学基础尚未明确,未来将进一步探究其具体作用机制,为物理因素影响下的牙髓再生及骨组织工程提供新思路。

光交联复合水凝胶支架中人牙髓干细胞的成骨/成牙分化能力

背景:甲基丙烯酸酐改性明胶(gelatin-methacryloyl,Gel-MA)与经处理牙本质基质(treated dentin matrix,TDM)在一定比例下经过紫外线交联后形成的复合水凝胶支架具有良好的孔隙率、机械性能、溶胀性能及生物降解率,这为临床上年轻恒牙的牙髓再生提供了新的思路和方法。目的:探究1∶2质量比Gel-MA/TDM复合光交联水凝胶支架对人牙髓干细胞增殖能力及成骨/成牙本质分化能力的影响。方法:将第3代牙髓干细胞接种至1∶2质量比Gel-MA/TDM复合水凝胶支架中,采用CCK-8实验检测人牙髓干细胞在复合水凝胶支架中的增殖能力。将第3代牙髓干细胞接种至1∶2质量比Gel-MA/TDM复合水凝胶支架中并进行成骨诱导,采用碱性磷酸酶染色及茜素红染色观察矿化结节的形成情况,采用RT-PCR检测成牙相关因子(牙本质基质蛋白1、牙本质涎磷蛋白)和成骨相关因子(骨钙素、Runt相关转录因子2)的基因表达。结果与结论:①CCK-8检测结果显示,前7 d的牙髓干细胞增殖能力明显升高,第10天时速度减缓;②碱性磷酸酶染色及茜素红染色结果显示,Gel-MA/TDM复合水凝胶组牙髓干细胞的碱性磷酸酶活性及矿化结节生成强于单纯Gel-MA水凝胶组(P<0.05);③RT-PCR结果显示,Gel-MA/TDM复合水凝胶组牙髓干细胞中牙本质基质蛋白1、牙本质涎磷蛋白、骨钙素、Runt相关转录因子2的基因表达量明显高于单纯Gel-MA水凝胶组(P<0.05),且14 d基因表达量明显高于7 d(P<0.05)。结果表明,培养在1∶2 Gel-MA/TDM复合水凝胶支架上的牙髓干细胞表现出较好的增殖能力,能够强化牙髓干细胞的成骨、成牙本质分化能力。

METTL7A通过m6A甲基化调控牙髓干细胞的衰老和成骨/成牙分化

目的:探索甲基转移酶样7A(METTL7A)通过N6-甲基腺苷(m6A)甲基化对牙髓干细胞(DPSCs)衰老和成骨/成牙分化的影响。方法:利用慢病毒转染DPSCs获得METTL7A稳定敲低的DPSCs,利用逆转录病毒转染DPSCs获得METTL7A稳定过表达的DPSCs,实时荧光定量PCR和Western blot实验检测敲低及过表达效率。在此基础上,利用衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色及定量检测METTL7A是否调控DPSCs的衰老,斑点杂交实验检测METTL7A是否调控DPSCs的m6A甲基化水平。METTL7A过表达组加入m6A甲基化抑制剂环亮氨酸(Cyc)后,利用SA-β-gal染色及定量检测和碱性磷酸酶(ALP)活性实验检测METTL7A通过m6A甲基化调控DPSCs的衰老和成骨/成牙分化。结果:利用慢病毒转染DPSCs,与对照组(Consh)相比,METTL7A基因和蛋白在METTL7A敲低组(METTL7Ash)的表达显著降低(P<0.01),METTL7Ash组的SA-β-gal染色及定量检测发现阳性细胞数量增加(P<0.05);利用逆转录病毒转染DPSCs,与对照组(Vector)相比,METTL7A在METTL7A过表达(HA-METTL7A)组的表达显著增加(P<0.01),HA-METTL7A组的SA-β-gal染色及定量检测显示阳性细胞数量减少(P<0.01)。此外,相比于Consh组,METTL7Ash组DPSCs的m6A甲基化修饰水平显著降低,而过表达METTL7A组DPSCs的m6A甲基化修饰水平明显升高。在此基础上,在METTL7A过表达组加入Cyc,SA-β-gal染色及其定量检测显著增加因METTL7A过表达而减少的阳性细胞数量(P<0.01),同时也显著抑制因METTL7A过表达促进的ALP活性(P<0.05)。结论:METTL7A可能通过调控m6A甲基化水平抑制DPSCs的衰老并促进其成骨/成牙分化。

LED红光上调MAPK信号促进炎性环境中人牙髓干细胞成骨/成牙本质分化

目的探讨发光二极管(light-emitting diode,LED)红光对人牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,hDPSCs)成骨/成牙本质分化的影响及机制。方法本实验研究已通过单位伦理委员会审查批准。组织块酶消化法培养hDPSCs,在0、1、5、10μg/mL脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激下,CCK-8法检测hDPSCs增殖,筛选LPS刺激浓度。设置CG组(矿化诱导)、LPS+CG组、LPS+CG+LED光照组(能量分别为2、4、6、8、10 J/cm^(2))。第7天进行碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色及活性测定,实时荧光定量PCR检测ALP、成骨细胞特异性转录因子(osterix,OSX)、牙本质基质蛋白-1(dentin matrix protein-1,DMP-1)、牙本质涎磷蛋白(dentin sialo-phosphoprotein,DSPP)基因表达情况,第21天进行茜素红染色及钙结节定量分析,筛选最佳光照能量。设置LPS+CG组、LPS+CG+LED组(最佳能量),ELISA法检测第1、3、5、7天肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)及白介素-1β(interlenkin-1β,IL-1β)表达量。Western blot法检测细胞外调节蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases 1/2,ERK1/2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)、p38、细胞外调节蛋白激酶5(extracellular regulated protein kinases 5,ERK5)及磷酸化蛋白表达。分别阻断ERK1/2、JNK、ERK5、p38通路后,Western blot法检测第7天ALP、OSX、DMP-1、DSPP蛋白表达。结果CCK-8结果显示10μg/mL LPS诱导下,在第5、7天hDPSCs增殖低于0、1、5μg/mL LPS组(P<0.05),后续选择10μg/mL作为LPS刺激浓度。ALP染色及活性,ALP、OSX、DMP-1、DSPP的基因表达水平及钙结节定量结果示LPS+CG+4 J/cm^(2)组均高于其他处理组(P<0.05)。4 J/cmLED红光上调MAPK信号促进炎性环境中人牙髓干细胞成骨/成牙本质分化LED红光促成骨/成牙本质分化能力最强,作为后续实验光照能量。ELISA结果显示第5、7天,LPS+CG+LED组的TNF-α与IL-1β的分泌表达量低于LPS+CG组(P<0.05)。Western blot结果显示4 J/cm^(2) LED红光促进p-ERK1/2、p-p38、p-JNK、p-ERK5蛋白表达;分别阻断通路后,LPS+CG+LED+U0126(抑制ERK1/2)、SP600125(抑制JNK)、BIX02189(抑制ERK5)组ALP、OSX、DMP-1、DSPP蛋白表达量低于LPS+CG+LED组(P<0.001),LPS+CG+LED+SB203580(抑制p38)组ALP、OSX、DMP-1蛋白表达量与LPS+CG+LED组比较无显著差异(P>0.05)。结论LED红光促进炎症环境下hDPSCs成骨/成牙本质分化,其作用机制可能为通过上调ERK1/2、JNK、ERK5信号减少炎症因子TNF-α与IL-1β释放有关。

三维联合培养牙髓细胞和血管内皮祖细胞促进成牙本质向/成骨向分化

目的:探讨三维联合培养牙髓细胞(dental pulp cells, DPCs)和血管内皮祖细胞(endothelial progenitor cells, EPCs)对成牙本质向/成骨向分化的影响。方法:取单独培养DPCs及联合培养的DPCs和EPCs进行三维培养后成牙本质向/成骨向诱导,使用茜素红染色及半定量分析、RT-PCR和细胞免疫荧光检测成牙本质向/成骨向分化能力。采用SPSS 23.0统计软件对数据进行统计学分析。结果:茜素红染色显示联合培养组和单独培养组之间未见显著差异。RT-PCR和细胞免疫荧光显示成牙本质向/成骨向相关基因m RNAs和蛋白表达水平联合培养组显著高于单独培养组。结论:三维联合培养的DPCs和EPCs促进成牙本质向/成骨向分化,为牙髓再生提供可能实验依据。

BMP-2蛋白通过Smad途径对牙髓干细胞成牙本质分化的作用机制研究

目的:探讨骨形成蛋白2(Bone morphogenetic protein-2,BMP-2)对牙髓干细胞成牙本质分化的影响及对Smad1/5通路的调节作用。方法:取对数生长期的人牙髓干细胞,配制成密度为3×10^(4)个/毫升的细胞悬液,接种于24孔板,置于培养箱中培养至细胞密度约为80%时,将细胞随机分为对照组、单纯诱导组和抑制剂组。对照组细胞不做任何处理,单纯诱导组细胞用浓度为100 ng/ml的BMP-2诱导液(BMP-2溶于DMEM培养基)培养,抑制剂组细胞先用200 nmol/L的Smad1/5抑制剂LDN-193189处理24 h后,更换为BMP-2诱导液,培养14 d后,CCK-8检测人牙髓干细胞活性、qRT-PCR检测牙本质基质蛋白1(DMP-1)和牙本质涎磷蛋白(DSPP)mRNA相对表达量、检测碱性磷酸酶(ALP)活性、茜素红染色观察矿化结节情况、蛋白印迹法检测BMP-2和p-Smad1/5蛋白相对表达量。结果:单纯诱导组矿化结节明显,抑制剂组矿化结节减少;与对照组比较,单纯诱导组牙髓干细胞活性、ALP活性增强,DMP-1和DSPP mRNA相对表达量、BMP-2和p-Smad1/5蛋白相对表达量升高(P<0.05);与单纯诱导组比较,抑制剂组牙髓干细胞活性、ALP活性减弱,DMP-1和DSPP mRNA相对表达量、BMP-2和p-Smad1/5蛋白相对表达量降低(P<0.05)。结论:BMP-2可诱导人牙髓干细胞成牙本质分化,可能是通过调节Smad1/5信号通路发挥作用。

转化生长因子β1(TGF-β1)和骨形成蛋白2(BMP2)体外联合诱导成牙本质细胞样细胞分化

目的:观察转化生长因子β1(transform ing growth factorβ1,TGF-β1)和骨形成蛋白2(bone morphogeneticprote in 2,BMP2)联合应用对体外培养的鼠牙乳头成牙本质细胞分化的影响。方法:取17 d胎龄小鼠下颌第一磨牙牙胚,胰蛋白酶消化分离牙乳头,置半固态培养基培养6 d,半固态培养基中单独加入重组TGFβ1、BMP2,或分别与肝素联合,或TGFβ1和BMP2联合,组织学观察牙乳头的形态学变化。结果:TGF-β1或BMP2单独加入时未见细胞极化,但基质分泌增加。TGF-β1或BMP2加肝素可诱导牙乳头周边细胞发生极化,并分泌胞外基质。半固态培养基中同时加入TGF-β1和BMP2的牙乳头培养6 d后,牙乳头周边细胞出现极化和功能性分化,牙乳头周边胞外基质沉积明显,且可见牙乳头尖形态的维持及从牙乳头尖至牙乳头基底部成牙本质细胞分化梯度的维持。结论:本研究结果证实,在没有内釉上皮和完整的基底膜存在的情况下,TGF-β1和BMP2加肝素可诱导培养的牙乳头出现成牙本质细胞分化,并促进胞外基质的分泌。TGF-β1和BMP2均能诱导成牙本质细胞的细胞学分化和分泌功能,二者联合应用可协同发挥作用增强诱导效果。

骨形态发生蛋白-2、-4、-6、-7和-9差异性介导永生化成牙本质细胞成骨分化

目的:研究永生化成牙本质细胞(immortalized odontoblasts,iODs)的间充质干细胞表型和骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)-2、-4、-6、-7和-9差异介导iODs成骨分化的作用.方法:使用SV40 T抗原永生化成牙本质细胞(odontoblasts),建立iOD细胞株,并连续检测BMP的内源性表达.使用Ad-Easy技术合成表达BMP和GFP的重组腺病毒,使用MTT试剂盒检测iOD的增殖能力.通过免疫荧光检测iOD的间充质干细胞表面标志物.在体外,使用半定量RT-PCR、碱性磷酸酶活性、茜素红染色及油红0染色检测iOD的成骨和成脂分化能力.最后,使用micro-CT和组织学分析评估体内形成的异位矿化组织的体积和密度.采用SPSS 21.0软件包中的单因素方差分析和Scheffe的多重比较检验对结果进行分析.结果:SV40T抗原有效地永生化OD.iOD细胞株保持良好的增殖活性,表达间充质干细胞表面标志物并具有多向分化能力.相比BMP-4、-6和-7,BMP-2和BMP-9具有更强的介导iOD的成骨分化作用.结论:ODs和成骨生长因子(如BMP-2和BMP-9)可用作骨组织生物工程的有效策略.

组蛋白去甲基化酶KDM4B促进根尖牙乳头干细胞中成骨和成牙本质分化

目的研究组蛋白去甲基化酶KDM4B对根尖牙乳头干细胞定向分化能力的影响。方法人重组骨形成蛋白4(BMP4)刺激根尖牙乳头干细胞后检测KDM4B的表达;利用慢病毒转染过表达或者基因敲除KDM4B进行获得性或丧失性功能研究。通过检测碱性磷酸酶(ALP)活性、茜素红染色、钙离子定量分析研究根尖牙乳头干细胞体外成骨和成牙本质分化能力。结果 BMP4促进根尖牙乳头干细胞KDM4B的表达。基因敲除KDM4B抑制根尖牙乳头干细胞ALP活性及体外矿化能力、促进转录因子PPAR-gamma的表达。过表达KDM4B增强根尖牙乳头干细胞ALP活性和体外矿化能力。结论组蛋白去甲基化酶KDM4B具有促进根尖牙乳头干细胞成骨和成牙本质分化的潜能。

骨形成蛋白信号转导与成牙本质细胞分化

骨形成蛋白在牙胚发育过程中发挥重要的作用 ,参与调控成牙本质细胞分化和牙本质形成。

LMK-235对牙周膜细胞成骨和成牙本质分化的影响

目的探讨Ⅱa类组蛋白去乙酰化酶抑制剂LMK-235对人牙周膜细胞(human periodontal ligamentcells,h PDLCs)早期成骨和成牙本质分化的影响。方法通过酶消化法获得h PDLCs,分别用浓度为0、50、100、250、500 nmol/L的LMK-235处理第三代h PDLCs 3 d。MTT法检测h PDLCs的增殖,同时q RT-PCR检测成骨及成牙本质相关因子Runx2、ALP及DMP-1 m RNA的表达水平。结果 MTT结果显示100 nmol/L的LMK-235对h PDLCs增殖具有促进作用。q RT-PCR结果表明100 nmol/L处理组Runx2 m RNA的表达水平为对照组的1.77倍(P<0.05);而ALP m RNA的表达水平在实验组均高于对照组(P<0.05),同时100 nmol/L处理组表达量最高;DMP-1 m RNA的表达水平在50 nmol/L及100 nmol/L组较对照组升高(P<0.05)。结论浓度为100 nmol/L的Ⅱa类组蛋白去乙酰化酶抑制剂LMK-235促进h PDLCs增殖,并通过上调Runx2、ALP、DMP-1等成骨及成牙本质相关因子m RNA表达来促进h PDLCs早期成骨及成牙本质分化。

黄连素促人牙髓干细胞成骨/成牙本质细胞向分化

目的:研究黄连素对人牙髓干细胞(hDPSCs)增殖及成骨/成牙本质细胞向分化的影响,为促进年轻恒牙牙根继续发育提供新思路。方法:分离培养hDPSCs,流式细胞术鉴定细胞表型,诱导染色评估多向分化潜能。用不同浓度黄连素(0、1、3、10、30μmol/L)刺激hDPSCs,通过CCK-8法、碱性磷酸酶活性检测、q-PCR法检测各组细胞增殖和成骨/成牙本质细胞向分化能力。结果:改良组织块酶消化法成功分离hDPSCs并对其鉴定。CCK-8结果显示培养7 d内,0~10μmol/L浓度的黄连素对hDPSCs增殖无影响,30μmol/L组在第7天时抑制细胞增殖。黄连素浓度为1、3μmol/L时细胞碱性磷酸酶活性显著升高。q-PCR结果也显示黄连素能上调成骨和成牙本质相关基因mRNA表达,且促进效果在浓度为1和3μmol/L时最显著。结论:黄连素在1~3μmol/L浓度范围内能促进hDPSCs成骨/成牙本质细胞向分化。

成牙本质细胞和成骨细胞分化过程中转录因子Runx2的动态表达

目的:比较转录因子Runx2在成牙本质细胞分化和成骨细胞分化过程中的表达水平和变化趋势,分析其特定表达形式在调控细胞定向分化中的作用。方法:矿化液诱导培养人牙髓干细胞和骨髓间充质干细胞3周,分别鉴定成牙本质细胞分化和成骨细胞分化表型;Western blot和实时定量PCR分别检测矿化诱导培养0、3、5、7、14、21 d成牙分化和成骨分化过程中Runx2蛋白和mRNA表达变化。结果:Runx2在人骨髓间充质干细胞向成骨细胞定向分化过程中的表达呈逐渐增高趋势,细胞分化越成熟,表达越强;而在人牙髓干细胞向成牙本质细胞定向分化过程中的表达总体则呈先高后低的趋势,细胞分化早期较未分化时表达增高,到分化晚期和分化成熟时表达则明显下降。结论:Runx2在干细胞成牙本质分化过程中的表达形式明显有别于成骨细胞,提示Runx2可能是调控干细胞向成牙本质或成骨细胞分化的关键因子。

组蛋白去甲基化酶FBXL11抑制牙髓干细胞成骨和成牙本质分化

目的研究组蛋白去甲基化酶FBXL11对牙髓干细胞定向分化能力的影响。方法成骨分化诱导培养基诱导牙髓干细胞体外成骨/成牙本质分化。逆转录病毒转染构建过表达FBXL11的牙髓干细胞稳定转染细胞,进行FBXL11获得性功能研究。碱性磷酸酶活性实验及碱性磷酸酶染色检测成骨/成牙本质分化早期分化指标-碱性磷酸酶活性。茜素红染色及钙离子定量分析检测牙髓干细胞体外成骨/成牙本质分化能力。实时定量RTPCR检测FBXL11及成骨/成牙本质分化相关基因-骨涎蛋白、骨桥蛋白和骨钙素的表达。结果成骨诱导牙髓干细胞抑制FBXL11的表达。过表达FBXL11明显抑制牙髓干细胞的碱性磷酸酶活性、牙髓干细胞体外矿化能力以及骨涎蛋白和骨桥蛋白的表达。结论组蛋白去甲基化酶FBXL11具有抑制牙髓干细胞成骨和成牙本质分化的潜能。

BMP9通过ERK5信号通路调控根尖牙乳头干细胞成骨／成牙本质分化

目的研究骨形成蛋白9(BMP9)是否通过激活ERK5信号通路调控永生化根尖牙乳头干细胞(i SCAP)成骨/成牙本质向分化。方法首先使用ERK5抑制剂BIX02189作用于BMP9的腺病毒转染i SCAP,采用Western blotting检测ERK5蛋白的磷酸化水平变化;然后通过碱性磷酸酶(ALP)染色、RT-PCR及茜素红染色检测成骨/成牙本质相关基因Runx2、OCN、OPN和DMP1的表达,研究BMP9对i SCAP成骨/成牙本质分化的影响。结果 BMP9可以上调ERK5磷酸化水平,BIX02189干预后ERK5磷酸化下降;ALP染色,RT-PCR检测表达及茜素红染色均发现BMP9可以促进Runx2、OCN、OPN、DMP1阳性表达,而BIX02189则抑制成骨/成牙本质分化。结论 BMP9可以通过激活ERK5信号通路促进根尖牙乳头干细胞成骨/成牙本质分化。

lncRNA TUG1对人牙髓干细胞成骨/成牙本质分化的影响

目的探讨长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)牛磺酸上调基因1(taurine upregulated 1,TUG1)对人牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,hDPSCs)增殖及成骨/牙本质向分化的影响。方法分离培养hDPSCs,流式细胞术检测细胞表面抗原CD44、CD45、CD73、CD90、CD133、STRO-1,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和茜素红染色鉴定其分化能力。hDPSCs成骨诱导0、7、14 d收集RNA,qRT-PCR检测TUG1的表达水平。构建携带sh-TUG1的慢病毒载体pSLenti-U6-shRNA(TUG1)-CMV-EGFP-F2A-Puro-WPRE,并通过感染hDPSCs及嘌呤霉素筛选建立稳定沉默TUG1的hDPSCs细胞系,CCK-8检测hDPSCs增殖能力,ALP和茜素红染色及定量检测hDPSCs的早期ALP活性和晚期矿化结节的形成,qRT-PCR和Western blot检测成牙本质及成骨分化相关的基因牙本质涎磷蛋白(dentin sialophosphoprotein,DSPP)、牙本质基质蛋白-1(dentine matrix protein 1,DMP-1)、Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)、骨钙素(osteocalcin,OCN)、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)基因及蛋白表达变化。结果成功分离、培养和鉴定hDPSCs,hDPSCs成骨向分化过程中TUG1的表达明显增加(P<0.05)。沉默TUG1后hDPSCs的增殖能力下降(P<0.05),ALP活性降低,矿化结节形成减少;成牙本质分化基因DSPP、DMP-1以及成骨分化基因Runx2、OCN、OPN表达也显著降低(P<0.05)。结论沉默TUG1可抑制hDPSCs的增殖及成骨/成牙本质分化。

影响根尖牙乳头干细胞成骨和成牙本质方向分化的因素

根尖牙乳头干细胞是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的牙源性间充质干细胞,是牙根部成牙本质细胞的重要来源,在牙根部牙本质的发育中发挥重要作用,其在多种因素作用下能够向成骨和成牙本质方向分化,具有形成牙髓-牙本质复合体的能力。诱导根尖牙乳头干细胞成骨和成牙本质方向分化,尤其是促进根尖孔未闭合的年轻恒牙牙根继续发育,对于患牙保存具有重要意义。本研究从生物活性材料及支架、炎症微环境、物理化学因素和基因转染等方面回顾了影响根尖牙乳头干细胞成骨和成牙本质方向分化的诱导因素,其中细胞外基质材料、硅酸盐类生物活性材料和炎症微环境的相关研究对牙髓-牙本质复合体再生具有更显著的作用优势。

Chir99021调控Wnt/β-catenin信号通路干预干细胞成骨/成牙分化的研究

目的:探讨Chir99021调控Wnt/β-catenin信号通路干预人牙髓干细胞成骨/成牙分化及其可能的机制。方法:分离纯化和培养人前磨牙牙髓干细胞(HDPSCs),免疫荧光检测牙本质涎蛋白(dentin sialoprotein,DSP)和波形蛋白(Vimentin),CCK-8检测不同浓度Chir99021对HDPSCs细胞增殖作用的影响。将HDPSCs分为3组培养,第1组正常培养,为空白对照组;第2组成骨诱导液培养,为实验对照组;第3组成骨诱导液+Chir99021培养,为实验组。15 d后用茜素红染色对各组细胞进行钙沉积物检测;qPCR于5、10、15 d检测各组轴抑制蛋白2(axisinhibition protein2,Axin2)、β连环蛋白(β-catenin)及糖原合成激酶3(GSK-3β)水平;Western blot于5、10、15 d检测各组RUNT相关转录因子2(Runx2)、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OC)、牙本质涎磷蛋白(DSPP)和Ⅰ型胶原的表达。结果:分离培养后的HDPSCs中DSP和Vimentin呈阳性表达;Chir99021浓度为2000 nmol/L时,细胞增殖情况最明显;茜红素染色显示实验组钙沉积物较其余两组显著增加;实验组中Axin2、β-catenin显著上升,GSK-3β显著下降(P<0.05);Runx2、ALP在实验组及实验对照组中有显著表达(P<0.05),OC在实验组中显著表达(P<0.05);DSPP、Ⅰ型胶原在实验组中显著表达(P<0.05)。结论:Chir99021通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进HDPSCs的增殖和成骨/成牙分化。

TNF-α影响鼠根尖乳头干细胞成骨/成牙本质能力的实验研究

目的研究肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)对鼠根尖乳头干细胞(stem cells from apical papilla,SCAP)增殖及成骨/成牙本质能力的影响。方法分离大鼠根尖乳头组织,采用酶消化法结合组织块法获得SCAP并通过免疫荧光法进行细胞鉴定;将细胞分为实验组(TNF-α浓度5、10、15、20、30、40、50μg/L)和对照组(TNF-α浓度0μg/L),CCK-8法检测细胞增殖能力;采用碱性磷酸酶活性、茜素红染色及实时定量PCR检测TNF-α对SCAP成骨/成牙本质能力的影响。结果体外培养SCAP符合间充质干细胞来源的特征且具有多向分化能力;细胞增殖能力结果显示:各浓度组均能促进SCAP增殖(P<0.05);ALP活性结果显示:各浓度TNF-α均能明显降低ALP活性(P<0.05);茜素红染色结果显示:随着TNF-α的浓度的增加,染色逐渐变浅,红色结节逐渐变小,形成数量逐渐减少;qRT-PCR结果显示:3 d时,实验组OC、DMP-1表达量明显降低(P<0.05),牙本质涎磷蛋白(DSPP)表达量降低(P>0.05),骨涎蛋白(BSP)表达量稍有增加(P<0.05)。7 d时,OC、DSPP表达量明显降低(P>0.05),DMP-1表达量明显降低(P<0.05),BSP表达量与对照组相比仍稍有增加(P>0.05);14 d时,BSP、OC、DMP-1表达量均明显降低(P<0.05),DSPP表达量稍有增加(P>0.05)。结论炎性因子TNF-α对SCAP的增殖有促进作用同时不同程度抑制SCAP成骨/成牙本质向分化能力。