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科普日常 | 干细胞或可助力牙齿再生

发布时间:2024-10-16    浏览量:0



牙周炎是一种常见的慢性炎症性疾病,以牙周组织不可逆的破坏,尤其是骨内缺损,最终导致牙齿脱落为特征。近年来,基于干细胞的牙周炎治疗逐渐应用于临床。一些临床前和临床报告表明,基于干细胞的组织工程有可能成为诱导功能性牙周组织再生的创新方法!

迄今为止,间充质干细胞(MSCs)是组织工程中最常用的干细胞,各种MSCs已从不同的组织来源分离出来,包括骨髓、脂肪、脐带、牙齿组织等。到目前为止,大约有六种类型的牙齿干细胞可以从不同发育阶段的牙齿或不同年龄的供体中分离出来,包括来自人类脱落乳牙干细胞、牙囊干细胞、牙乳头干细胞、牙髓干细胞、牙周膜干细胞和牙龈干细胞[1]。MSCs来源的广泛性为临床应用提供了强有利的支撑。


那么,MSCs又是如何发挥作用的呢?



干细胞·自动归巢

PART 01

干细胞龛位或“巢”是指机体内干细胞增殖分化的场所,目前有多种组织中已经证实了干细胞巢的存在,如脑、骨髓、血管、外周血、牙齿、骨骼肌肉、心脏、肝等器官,同时不同组织中的干细胞再生潜力也不同。如果组织受损,龛位里的干细胞会被动员增殖、更新、分化,以修复损伤的组织 。而干细胞“归巢”是指干细胞可以通过血液穿过血液内皮细胞迁移到远距离的特定目的地。这种归巢机制是内源性和人工补给干细胞所必须的。


MSCs 在多种动物模型上验证了其促进组织修复的能力[2],并且将GFP 标记的MSCs 通过尾静脉系统移植或细胞膜片局部移植于牙周缺损动物模型,结果显示MSCs 能归巢至缺损部位并分化为牙周组织,可以一定程度的促进牙周组织的再生[3]

图1 牙槽骨边缘骨陷窝荧光显微镜观察GFP+细胞[4]





细胞·旁分泌

PART 02

根据目前的认识,移植的干细胞主要通过其旁分泌功能促进组织再生和修复。这些旁分泌物包括各种生长因子、趋化因子、细胞因子和细胞外囊泡(EV)。这些物质已被充分证明可通过调动或调节驻留细胞的生物活性以及调节植入区域的微环境来调节组织再生[5]。尤其是EV,它被认为是促进干细胞临床应用效果的主要元素,MSC-EVs 可一定成都促进炎性骨质流失区域内的牙槽骨再生[6]这表明基于 MSC-EVs 的治疗方法可能为临床应对牙周炎开辟新的途径

图2 MSC-EV应对牙周炎的作用机制[6]





未来展望

PART 03

虽然现有研究表明,MSC在牙周炎动物模型中发挥了有效作用。然而,MSC在牙周炎中的疗效仍需通过大规模动物研究以及临床前大型动物研究进一步验证,以期为未来的临床试验提供基础和线索。





【注】文章内容旨在科普细胞知识,进行学术交流分享,了解行业前沿发展动态。

参考文献

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[1] Sun L, Du X, Kuang H, Sun H, Luo W, Yang C. Stem cell-based therapy in periodontal regeneration: a systematic review and meta-analysis of clinical studies. BMC Oral Health. 2023 Jul 15;23(1):492. doi: 10.1186/s12903-023-03186-6. PMID: 37454056; PMCID: PMC10350264.

[2] Wada N, Wang B, Lin NH, Laslett AL, Gronthos S, Bartold PM. Induced pluripotent stem cell lines derived from human gingival fibroblasts and periodontal ligament fibroblasts. J Periodontal Res. 2011 Aug;46(4):438-47. doi: 10.1111/j.1600-0765.2011.01358.x. Epub 2011 Mar 29. PMID: 21443752.

[3] Yu X, Ge S, Chen S, Xu Q, Zhang J, Guo H, Yang P. Human gingiva-derived mesenchymal stromal cells contribute to periodontal regeneration in beagle dogs. Cells Tissues Organs. 2013;198(6):428-37. doi: 10.1159/000360276. Epub 2014 Apr 26. PMID: 24777155.

[4] 孙文东.系统归巢的牙龈间充质干细胞对小鼠牙周炎的治疗作用[D].青岛大学,2017.

[5] Murphy DE, de Jong OG, Brouwer M, Wood MJ, Lavieu G, Schiffelers RM, Vader P. Extracellular vesicle-based therapeutics: natural versus engineered targeting and trafficking. Exp Mol Med. 2019 Mar 15;51(3):1-12. doi: 10.1038/s12276-019-0223-5. PMID: 30872574; PMCID: PMC6418170.

[6] Zhou H, Qi YX, Zhu CH, Li A, Pei DD. Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles for treatment of bone loss within periodontitis in pre-clinical animal models: a meta-analysis. BMC Oral Health. 2023 Sep 29;23(1):701. doi: 10.1186/s12903-023-03398-w. PMID: 37773120; PMCID: PMC10540343.

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