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1、以转化为导向的口腔医学与干细胞研究北京大学(医学版)JOURNALOFPEKINGUNIVERSITY(HEALTHSCIENCES)以转化为导向的口腔医学与干细胞研究?专家笔谈?唐亮,金岩,王松灵,施松涛(中国人民解放军第四军医大学1.口腔医学院口腔组织病理科,2.组织工程研发中心,西安710032;3.首都医科大学1:3腔医学研究所,4.首都医科大学附属北京口腔医院涎腺疾病中心及基因治疗分子生物学实验室,北京100050;5.CenterforCraniofaeialMolecularBiology,Schoolofdentistry,Univ
2、ersityofSouthernCalifornia,2250AlcazarStreet,CSA103,LosAngeles,CA90033,UnitedStates)[关键词]干细胞;转化医学;口腔医学[中图分类号]R78[文献标志码]A[文章编号]1671-167X(2011)0l-0001-05doi:10.3969/j.issn.1671—167X.2011.O1.001上个世纪末以来,突飞猛进的干细胞研究成为促进人类医学乃至生命科学发展的生力军.在口腔医学领域,相关成体干细胞的研究不仅扩展了我们对口腔组织器官发育,维持生理活动的认识水平,
3、而且在口腔疾病发生,发展机制与治疗策略方面更是产生了突破性的进展.如今,干细胞研究在"从临床中来"和"到临床中去"(fromclinictobenchandback)的转化医学思想指引下,沿着分子一细胞一组织一个体水平的发展方向,逐渐走向临床前和临床试验阶段,揭开了应用干细胞治疗口颌及全身疾病的序幕.笔者结合自身长期从事干细胞与转化研究的经验,就此领域取得的进展作一介绍.1牙颌再生——牙源性干细胞的转化研究口腔颌面部具有复杂的组织结构,以牙齿及其周围组织为例,包括了牙釉质,牙本质,牙髓,牙骨质,牙周膜及牙槽骨支持组织等.牙齿疾病导致的缺损不能自我再
4、生,仅仅具备有限的修复能力,如龋齿造成牙体缺损时可在牙髓侧形成修复性牙本质,同样在正畸力作用下牙齿的移动也是牙周组织不断重建的过程,牙周膜受到牵张力一侧持续形成新骨.关于这种有限的重建和修复作用,学界一直认为是由组织(牙髓,牙周膜,骨髓)中的未分化细胞来完成的.近年来众多研究者发现牙颌系统中存在多种组织特异性间充质干细胞,并证明了它们在颌面部组织与器官再生中的作用.最早间充质干细胞(mesenchymalstemcell,MSC)被认为是一种存在于骨髓组织中的具有多分化潜能的细胞,在体外培养时具有快速贴壁生长能力,能够形成单细胞克隆的成纤维细胞集落
5、形成单位(colony-for—mingunitfibroblastic,CFU.F).通过一系列研究发现,在恒牙和脱落乳牙牙髓,发育期根尖牙乳头以及牙周膜中均存在一类能在体外贴壁生长并形成克隆的细胞群体,分别称之为牙髓干细胞(dentalpulpstemcell,DPSC),脱落乳牙干细胞(stemcellsfromhumanexfoliateddeciduousteeth,SHED),根尖牙乳头干细胞(stemcellsfromapicalpapilla,SCAP),牙周膜干细胞(periodontalligamentstemcells,PDL
6、SC).这些来自颌面部的MSC具有比长骨骨髓间充质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcell,BMSC)更高的克隆形成能力,表明这些细胞可能具有更高的干细胞特性(stemness).最近多项研究都表明,在转染诱导多能干细胞(inducedplufipotentstemcells,iPS)相关转录因子条件下,这些牙源性干细胞都能通过重编程转化为iPS细胞,而且比皮肤成纤维细胞效率更高,更加印证了这些细胞是处于早期未分化阶段的细胞-o.增殖试验证明上述牙源性MSC具有远高于长骨BMSC的增殖活性.同时,前者的群体倍增能力也是后者
7、的近2倍,显示出在体外长时间存活和扩增的潜能.以体外培养的牙髓干细胞为例,相比于长骨BMSC,其细胞周期更多处于DNA合成期(S期),细胞周期素依赖性激酶一6(cyclin—dependentkinase-6,CDK6)和胰岛素样生长因子一2(insulin—likegrowthfactor.2)表达水平较高,这些都会促进牙髓干细胞从G1期进入S期_8J.此外,牙源性干细胞比长骨BMSC具有更高的端粒酶活性,从而维持了较高的体外长期高增殖而不易衰老的特征.而长骨BMSC过表达端粒酶后不仅延长了群体倍增能力,还能在体内形成更为丰富的骨组织,很好地印证
8、了端粒酶在MSC中的作用I1.进一步研究表明,这些牙源性MSC不表达造血源性标志物ACorrespondingauthor
