上颌窦底黏膜在上颌窦底提升术后窦底空间成骨中的作用

上颌窦底提升的技术不断发展,上颌窦底提升后的成骨机制一直是学者关注的问题。上颌窦黏膜是上颌窦底提升后窦底空间成骨过程中不可或缺的生理结构,近年来有关上颌窦底黏膜在窦底空间成骨中的作用是一个研究热点。研究表明,在上颌窦底提升术后窦底空间成骨过程中,上颌窦底黏膜发挥天然的生物屏障膜的作用,同时,其本身具有成骨能力。研究还发现上颌窦底黏膜来源的上颌窦黏膜干细胞(maxillary sinus membrane stem cells, MSMSCs)具有间充质干细胞特性,可分化为成骨细胞,参与上颌窦底提升术后的窦底空间成骨;微小RNAs、长链非编码RNAs和环状RNAs等小分子RNA可调控MSMSCs成骨分化,这可能是促进窦底空间成骨重要的生物靶点。本文将从上颌窦底黏膜与上颌窦底提升成骨的关系、上颌窦底黏膜的屏障和成骨功能、参与窦底空间成骨的成骨细胞来源、上颌窦黏膜干细胞成骨分化的分子调控机制作一阐述。

犬上颌窦黏膜干细胞的培养和成骨性能的鉴定

目的探讨犬上颌窦黏膜干细胞的成骨性能。方法取健康Beagle犬上颌窦黏膜,免疫磁珠法分选CD146阳性细胞,培养犬上颌窦黏膜干细胞。流式细胞术检测一代细胞的表面抗原CD146和CD44、CD34。犬上颌窦黏膜干细胞经基础培养(基础培养组)和成骨诱导培养(成骨诱导组)后,应用Real-time PCR、免疫组化法检测2组成骨相关基因mRNA和蛋白的表达,应用ALP测试盒检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,应用茜素红染色、Von KOSSA染色观察成骨诱导后矿化结节的形成。结果成功培养犬上颌窦黏膜干细胞,流式细胞术检测显示CD146和CD44阳性、CD34阴性。成骨诱导组犬上颌窦黏膜干细胞Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,RUNX2)(t=14.44,P<0.001)、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)(t=7.85,P=0.001)和ALP mRNA(t=14.27,P<0.001)表达量明显高于基础培养组,差异均有统计学意义;成骨诱导组RUNX2和OPN蛋白表达水平增强。犬上颌窦黏膜干细胞经成骨诱导后,与基础培养组相比,ALP活性增高,3 d(t=8.79,P<0.001)、7 d(t=9.75,P<0.001)、14 d(t=12.14,P<0.001)、21 d(t=19.62,P<0.001)、28 d(t=17.53,P<0.001)时,成骨诱导组明显高于基础培养组;犬上颌窦黏膜干细胞经成骨诱导后茜素红和Von KOSSA染色可见到明显的矿化结节。结论犬上颌窦黏膜干细胞具有成骨能力。

miR-27a调控比格犬上颌窦黏膜干细胞成骨分化的研究

目的检测miR-27a在犬上颌窦黏膜干细胞(maxillary sinus membrane stem cells,MSMSCs)成骨分化过程中的表达情况,探讨其在犬上颌窦黏膜干细胞成骨分化中的作用。方法体外培养犬上颌窦黏膜干细胞,经成骨诱导培养后,RT-PCR检测miR-27a的表达。犬上颌窦黏膜干细胞转染pre-miR-27a和anti-miR-27a后,RT-PCR检测Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)和骨桥蛋白(osteopontin,OPN)m RNA的表达,Western blot检测Runx2和OPN蛋白的表达。转染pre-miR-27a的细胞成骨诱导培养后与BioOss复合,建立裸鼠皮下异位成骨模型,观察miR-27a体内抑制成骨情况。结果犬上颌窦黏膜干细胞经成骨诱导培养后,miR-27a表达量降低。miR-27a 1 d(tD=3.795,P=0.023),3 d(tD=4.493,P=0.011),7 d(tD=11.591,P<0.001),14 d(tD=12.542,P<0.001),21 d(tD=5.621,P=0.008)的表达量均高于0 d组。转染pre-miR-27a的犬上颌窦黏膜干细胞经成骨诱导培养后,与阴性对照组相比,成骨标志物Runx2 m RNA(t=4.923,P=0.007)及蛋白(t=4.425,P=0.008)和OPN m RNA(t=5.253,P=0.006)及蛋白(t=5.132,P=0.006)表达量明显降低。相反,转染anti-miR-27a的犬上颌窦黏膜干细胞经成骨诱导培养后,Runx2(t=3.925,P=0.013)和OPN(t=3.712,P=0.019)m RNA表达量比阴性对照组明显升高。单纯培养细胞与Bio-Oss复合后,在裸鼠皮下有成骨表现;但转染pre-miR-27a的犬上颌窦黏膜干细胞与Bio-Oss复合后,犬上颌窦黏膜干细胞在裸鼠皮下异位新骨形成面积减少(t=7.219,P=0.002)。结论 miR-27a负向调控上颌窦黏膜干细胞成骨分化。

IGF1通过BMP2-Smad1/5信号通路调控犬上颌窦黏膜干细胞成骨分化

目的探讨骨形态形成蛋白2(bone morphogenetic protein2,BMP2)-Smad1/5及p38MAPK信号通路在胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor 1,IGF1)介导的促犬上颌窦黏膜干细胞(maxillary sinus membrane stem cells,MSMSCs)成骨分化中的作用。方法构建表达胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor1,IGF1)基因的重组腺病毒载体(recombinant adenovirus,rAdv)Ad-IGF1。感染Ad-IGF1的犬上颌窦黏膜干细胞,经成骨诱导培养后,qRT-PCR和Western blot检测BMP-Smads信号通路中重要信号蛋白Smad1/5的磷酸化水平和BMP2蛋白的表达;免疫组化观察磷酸化Smad1/5核转位情况;qRT-PCR及Western blot检测BMP-Smads通路抑制剂Noggin和p38MAPK信号通路抑制剂SB203580对IGF1介导的促犬MSMSCs成骨分化的影响。结果成功构建IGF1基因表达重组腺病毒载体Ad-IGF1;感染Ad-IGF1的犬MSMSCs,经成骨诱导培养后,Smad1/5的磷酸化水平和BMP2蛋白的表达升高,IGF1可促使Smad1/5核转位;BMP-Smads信号通路抑制剂Noggin可抑制Smad1/5的磷酸化,降低成骨标志物Runx2、OPN和ALP mRNA的表达,钙结节形成减少。p38MAPK信号通路抑制剂SB203580不能降低Ad-IGF1犬MSMSCs的p38磷酸化水平,亦不能降低成骨标志物Runx2、OPN和ALP mRNA的表达。结论犬MSMSCs成骨分化过程中,IGF1通过经典的Smads蛋白依赖性信号转导通路BMP2-Smad1/5促进成骨,而Smads蛋白非依赖性信号转导通路p38MAPK在IGF1介导的犬MSMSCs成骨过程中可能并不发挥作用。

力生长因子对牙周膜干细胞增殖分化的影响

目的探讨力生长因子(mechano⁃growth factor,MGF)对牙周膜干细胞增殖、分化的影响及其作用的分子机制。方法采用免疫磁珠法分选人牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells,PDLSCs),流式细胞仪检测表面标志物,并观察分选细胞的克隆形成能力及多向分化能力;CCK8法检测不同浓度MGF功能肽段(MGF⁃Ct24E肽)作用下PDLSCs的增殖活性;Western blot检测MGF⁃Ct24E肽作用下PDLSCs中的增殖细胞核抗原(pro⁃liferating cell nuclear antigen,PCNA)、碱性螺旋环螺旋转录因子Scleraxis、Ⅰ型胶原ɑ1(collagen type I alpha 1,COL1A1)、成骨细胞特异性转录因子Osterix、Yes相关蛋白(Yes⁃associated protein,YAP)、磷酸化YAP(phosphory⁃lation yes⁃associated protein,P⁃YAP)蛋白表达量;免疫荧光观察YAP的表达情况;siRNA干扰YAP表达后,观察PDLSCs中MGF⁃Ct24E作用下PCNA、Scleraxis和COL1A1的表达。结果免疫磁珠分选的PDLSCs高表达干细胞表面标志物CD29、CD90、CD105,低表达造血细胞表面标志物CD34、CD45;细胞具有较强的克隆形成能力,成骨诱导茜素红染色后可见红色钙结节,成脂诱导油红O染色后可见红色脂滴;50 ng/mL和100 ng/mL MGF⁃Ct24E肽作用24 h后,PDLSCs的增殖活性增强(P<0.05);细胞中PCNA、Scleraxis和COL1A1蛋白表达上调,而Osterix蛋白表达量下调(P<0.05);50 ng/mL MGF⁃Ct24E肽作用24 h后,YAP蛋白357位点磷酸化水平增强(P<0.05),免疫荧光染色观察发现,YAP蛋白在胞核聚集;MGF⁃Ct24E肽作用下,siRNA抑制YAP表达后,细胞中PCNA、Scler⁃axis蛋白表达量下调(P<0.05)。结论MGF通过激活YAP促进PDLSCs增殖及成纤维分化。