过表达Msx1、Pax9和Bmp4对牙髓干细胞牙向分化的影响

在组织工程研究领域中,利用干细胞进行牙齿再生是一种途径。目前,研究认为牙齿的发育过程是上皮与间充质相互诱导的结果,利用干细胞进行再生牙齿时也需要有上皮源性和间充质源性干细胞的参与。牙髓干细胞是牙齿自体的干细胞,具有多向分化潜能,在牙齿再生中是一种理想的间充质源性干细胞。该研究通过慢病毒介导在牙髓干细胞中分别过表达人Msx1、Pax9和Bmp4基因,研究其对牙向分化的诱导潜能。过表达这三个基因均能显著提高牙髓干细胞碱性磷酸酶的水平,并且促使牙髓干细胞表达成牙本质细胞标志蛋白——牙本质涎磷蛋白、骨钙素、骨桥素和形成钙化组织。但在诱导牙向分化的能力上,三个基因有一定的区别。过表达Msx1基因对牙髓干细胞体外诱导牙向分化能力最为明显,其次是Bmp4基因,过表达Pax9在促进牙髓干细胞表达骨桥素和钙质形成上不是很显著。     

脐带间充质干细胞牙向分化的可行性研究

再生医学近年来受到越来越多的重视。它开启了治疗由于老化,损伤及一些先天性缺陷所造成的缺损畸形的新途径。其临床应用已涉及到各种组织的修复,包括血液,皮肤,角膜,软骨和骨等。在口腔领域,目前治疗牙缺失主要依靠修复体,种植体和牙移植。然而这些方法都存在一定的缺陷。而通过再生医学的原理和方法实现牙再生治疗可以为机体提供有生命的,有功能的,相容性好的组织结构。种子细胞是牙再生的基础与关键。在牙再生研究中,牙髓间充质干细胞,牙乳头细胞,牙周膜间充质细胞,牙囊细胞及牙源性上皮细胞等牙源性干细胞常通过诱导分化为成釉细胞或成牙本质细胞来作为种子细胞应用,在临床上却难以获取,近来研究也有用骨髓间充质干细胞或脂肪间充质干细胞细胞等非牙源性干细胞者,但其牙向分化能力及分化调控机制还不明确。跻带间充质干细胞在新近的研究中较其它非牙源性干细胞表现出更大的优势,脐带间充质干细胞更原始、具有更高可塑性、更大扩增分化潜能。在此,本文就脐带间充质干细胞向牙细胞系分化的可能性做一论述,并对其可能实现的牙向分化给出可能的方法和策略,为牙再生种子细胞的选取提供新的思路。     

解离的小鼠牙胚上皮细胞在重聚发育过程仍维持牙齿发育基因的表达

为了解牙胚细胞解离重聚过程的细胞形态和分子机制,将小鼠帽状期牙胚解离细胞重聚,移植到小鼠肾囊膜下培养,组织切片,HE染色,观察再生牙齿的形态发生过程,并用原位杂交的方法进一步检测了与牙上皮发育密切相关的基因在再生牙上皮中的表达情况。结果发现,解离重聚的牙胚细胞在牙齿器官的再生过程重现了正常牙齿的形态发生过程;解离的牙上皮细胞在重聚和再生过程中保持Fgf8、Noggin和Shh等牙上皮发育基因表达。以上结果表明,即便是被解离形成分散状态的牙上皮细胞,在与牙胚间充质细胞重新聚合后,仍保持牙向分化的潜能。该结果为理解牙齿再生的机理提供新的实验数据,对利用干细胞进行牙齿再生的研究有重要的提示意义。     

非牙源性干细胞在牙齿再生研究中的应用

近年来,干细胞治疗研究获取的成果为牙齿的修复和再生研究奠定了有力的理论基础.根据牙齿的发育特征,牙齿再生需要牙源性的上皮干细胞和牙源性的间充质干细胞,目前研究表明,牙源性的间充质干细胞可应用于牙齿再生,例如牙髓干细胞和牙周韧带干细胞.但是,人牙源性上皮干细胞仅存在于胚胎期,萌发后的牙齿并不存在牙上皮干细胞,因此学者们开始探索将非牙源性干细胞替代牙源性上皮细胞应用于牙齿再生研究.以下概述了胚胎干细胞、成体干细胞和诱导性多潜能性干细胞等非牙源性干细胞在牙齿再生中的研究进展.     

间充质干细胞特性与应用前景

间充质干细胞是中胚层发育的早期细胞,具备干细胞的基本特性。在发育的不同阶段和特定环境条件下,间充质干细胞可向骨、软骨、肌肉、神经、血管及血液细胞等多种方向分化。在成体的很多器官和组织中也存在着间充质干细胞,以备修复和再生所用。间充质干细胞易于体外培养,扩增迅速,可以分化为多种细胞,为干细胞生物工程提供了一个很好的种子细胞。在明确间充质干细胞生物学特性和分化的机制后,可在体外和体内将其定向诱导分化为多种细胞。间充质干细胞具有巨大的临床应用价值和科学研究价值。     

体外培养的人牙胚上皮细胞的成釉分化

人表皮干细胞可以作为牙齿再生中上皮源性的种子细胞,但是其成釉分化的效率低下. 本研究分离培养了人牙胚上皮细胞,利用E13.5的小鼠牙间充质与其重组,构建重组牙胚,对其成釉分化的潜能和机制进行研究. 研究结果发现,体外培养的P1代人牙胚上皮细胞成釉率高达50%. 随着传代次数的增加,成釉率明显下降. 通过对牙上皮发育分化相关基因的表达检测和分析表明,重组牙胚成牙分化能力和成釉潜能的下降与牙上皮发育相关基因的表达状态密切相关. 特别是FGF8表达水平的下调以及PITX2不同亚型在人牙胚细胞中表达量的不均衡,可能是导致人牙胚细胞成釉潜能下降并丧失的主要原因. 本研究结果为理解牙齿再生过程中上皮源性的种子细胞的成釉机制提供了新的实验数据,对进一步提高表皮干细胞在牙齿再生过程中的成釉率有指导意义.     

鸟类仍保留牙齿发生定位的分子机制

众所周知现代鸟类不长牙齿,而其侏罗纪和白垩纪的祖先则长有牙齿,然而,在发育中鸡胚口腔中却残留着牙齿发生的原基,在形态上与哺乳动物臼牙牙原基极为相似,现代鸟类的胚胎组织是否具有牙齿发育的潜能,目前已有不少研究者对这一问题进行了探讨,Kollar和Fisher等人将鸡胚胎下颌靠近口腔面的上皮与小鼠的牙间充质进行组织重组实验,并植入小鼠眼球中作intraocular grafting培养,他们的实验结果表明重组后的组织块可以发育形成牙齿的结构,包括形成成釉细胞（ameloblast),并能分泌釉质,Kollar等认为在进化进程中鸟类牙齿的消失并非由于口腔上皮中有关釉质合成的遗传信息的丢失,而是牙齿发育过程中的组织之间所必须的相互作用（次级诱导）受阻而造成的。Lemus和Fuenzalida等人的实验结果进一步证实了这一结论。他们用鹌鹑胚胎躯体的上皮组织与蜥蚁或兔子的牙间充质重组后,用鸡胚绒毛进行培养,得到了发育很好的牙齿结构,发现鹌鹑的上皮细胞也可以分形成釉质细胞,并分泌牙釉质,Cummings将鹌鹑胚胎的牙上皮组织与小鼠胚胎的牙间充质组织重组后也得到类似的结果。根据小白鼠牙齿发育中已知的调控分子信号通路,我们曾对鸟类不长牙齿的分子机制进行了研究,我们的研究发现鸟类牙组织仍保留与哺乳动物早期牙齿发生相类似的信号通路,能表达相关的基因并产生相应的信号分子,鸟类牙齿发育停滞在牙原基时期的可能原因是Bmp4不在预定牙上皮组织中表达,导致发育信号的传递受阻,因此,鸟类胚胎的牙原基组织是一个很好的实验模型,用于研究上皮与间充质组织之间的相互作用,导致器官发育的分子机制。在本研究中,我们又进一步对鸡胚发育中与牙原基定位的有关分子信号通路进行了研究,研究证实了,与小白鼠的发育相似,在鸡胚发育中,在任何可见的牙齿发生了形态变化出现之前,Pax9作为预定牙间充质的标记基因（Fig.1),利用体外器官培养,组织重组和原位杂交等方法,证实了Pax9在下颚间充质中的定位表达是由其上方上皮中的两种信号分子所决定（Fig.2),其中FGF8诱导Pax9的表达（Fig.3).而BMP4则抑制该表达（Fig.4)。通过这两种信号之间的诘抗作用决定了间充质中Pax9的表达部位,亦即牙原基的发生部位,因此,与小白鼠相似,在鸟类中牙原基的发生部位是由两类具有诘抗作用的信号分子所决定的,本研究结果进一步证实了在鸟类胚胎发育过程中仍保留与牙齿发育有关的早期信号通路。     

鸟类仍保留牙齿发生定位的分子机制(英文)

众所周知现代鸟类不长牙齿,而其侏罗纪和白垩纪的祖先则长有牙齿。然而,在发育中鸡胚口腔中却残留着牙齿发生的原基,在形态上与哺乳动物臼牙牙原基极为相似。现代鸟类的胚胎组织是否具有牙齿发育的潜能,目前已有不少研究者对这一问题进行了探讨。Kollar和Fisher 等人将鸡胚胎下颌靠近口腔面的上皮与小鼠的牙间充质进行组织重组实验,并植入小鼠眼球中作intraocular grafting培养。他们的实验结果表明重组后的组织块可以发育形成牙齿的结构,包括形成成釉细胞(ameloblast),并能分泌釉质。Kollar等认为在进化过程中鸟类牙齿的消失并非由于口腔上皮中有关釉质合成的遗传信息的丢失,而是牙齿发育过程中的组织之间所必须的相互作用(次级诱导)受阻而造成的。Lemus和Fuenzalida等人的实验结果进一步证实了这一结论。他们用鹌鹑胚胎躯体的上皮组织与蜥蚁或兔子的牙间充质重组后,用鸡胚绒毛膜法进行培养,得到了发育很好的牙齿结构。发现鹌鹑的上皮细胞也可以分化形成釉质细胞,并分泌牙釉质。Cummings 将鹌鹑胚胎的牙上皮组织与小鼠胚胎的牙间充质组织重组后也得到类似的结果。根据小白鼠牙齿发育中已知的调控分子信号通路,我们曾对鸟类不长牙齿的分子机制进行了研究。我们的研究发现鸟类牙胚组织仍保留     

外胚间充质干细胞构建组织工程骨骼肌的应用研究

目的:探讨利用大鼠颌突外胚间充质干细胞构建组织工程骨骼肌的可行性,并观察对骨骼肌缺损的修复重建的促进效应。方法:取妊娠E 11.5胎鼠颌突外胚间充质干细胞,纯化后在含5ml/L体积浓度二甲基亚砜的DMEM/F12培养基中诱导分化为骨骼肌样细胞,将细胞种植于BAM膜上培养形成组织工程骨骼肌。将其移植入大鼠骨骼肌缺损模型,手术后14 d观察骨骼肌恢复情况,同期进行组织学及免疫组化染色鉴定。结果:经诱导后外胚间充质干细胞可向骨骼肌样细胞转化,构建的组织工程骨骼肌可加速缺损的修复重建,组织学染色显示外胚间充质干细胞具有正常骨骼肌的组织形态,可表达成肌相关蛋白MyOD。结论:诱导后的外胚间充质干细胞可作为种子细胞构建组织工程骨骼肌,本实验为临床肌肉的缺损修复奠定了理论基础。     

脐带间充质干细胞的生物学特性及旁分泌作用的研究进展

脐带是由胚胎外中胚层和/或胚胎中胚层发育而来的组织,脐带间充质干细胞是具有自我更新、多向分化以及高度增殖潜能的多功能干细胞。研究证明,脐带间充质干细胞具有以下功能：参与炎症反应,抑制炎症因子分泌并促进免疫调节;参与受损伤组织的治疗与修复使其再生并改善特定疾病症状;抑制肿瘤增殖和迁移以及促进其凋亡等。然而目前尚未明确以上功能是间充质干细胞本身发挥作用,还是其分泌的相关因子对机体修复产生作用。主要对脐带间充质干细胞的定义、来源、生物学特性、分泌功能等方面的研究进展进行了综述,旨在更好地利用间充质干细胞修复组织,以期为脐带间充质干细胞的后续研究提供参考依据。     

人羊膜间充质干细胞的生物学特性及临床前研究

近年来随着对间充质干细胞功能特性的深入研究,间充质干细胞已经成为细胞替代治疗的研究热点。而人羊膜间充质干细胞(human amniotic mesenchymal stem cell,hAMSC),除与时下研究热、应用广的骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cell,BM-MSC)一样具有多向分化潜能、免疫调节、造血支持等特性外,还具有来源广泛、取材方便、无伦理限制、细胞增殖能力强等优势。多项研究还证明,hAMSC移植免疫排斥少,成功率高,在各种组织器官中存活率高,存活时间长。以上诸多优势,使得其在细胞替代治疗和再生医学研究领域备受关注。     

颌突外胚间充质干细胞(EMSCs)的体外分离及鉴定

外胚间充质(ectomesenchyme)是一种胚胎发育早期颅面部出现的多能性结构(multipotentstructure),大多数颅面部结构和组织均由其衍生而来,这提示外胚间充质中存在一种干细胞,即外胚间充质干细胞(ectomesenchymalstemcells,EMSCs)。为了分离和鉴定EMSCs,对E125的SD大鼠颌突组织细胞进行了流式细胞学分析,发现其中的外胚间充质细胞表达多种神经谱系和中胚层谱系的标志,包括p75、CD57和nestin等。根据此特点,采用磁细胞分离技术对p75+的颌突外胚间充质细胞进行了分离和克隆培养。克隆分析表明,单个p75+细胞经过10～14d培养,可以形成由两种或两种以上细胞组成的多潜能性克隆(multipotentclone),提示该群外胚间充质细胞具有多潜能性。同时,亚克隆分析表明,多潜能性子克隆中的单个p75+细胞具有再次形成多潜能性克隆的能力,说明这些细胞在体外具有自我更新的能力。这些结果提示,p75+细胞同时具有多潜能性和自我更新能力,因此是外胚间充质干细胞。该干细胞的分离对于口腔颅面部的起源和发育研究无疑具有重要意义。此外,该干细胞的高度可塑性也预示它可以作为一种新的种子细胞,为组织工程皮肤、肌肉、软骨的研究提供新思路。     

牙齿发育与BMP信号通路的关系

牙齿的发育过程,包括由胚胎早期预定成牙部位到发育形成完整的牙齿,是一个复杂的连续过程,牙齿的发育过程实际上就是牙源性上皮和颅神经嵴来源的牙源性间充质之间的相互作用的结果.骨形态发生蛋白(BMPs)最初被认为是一种具有高效骨诱导性的蛋白,能够诱导未分化的间充质细胞转化形成软骨以及骨组织,之后的研究证明BMPs在胚胎发育过程中起到至关重要的作用.至今为止经过众多科学家的研究,牙齿发育与BMP信号通路的关系已经研究的相当透彻.     

hUC-MSCs肝样细胞分化机制的研究进展

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是来源于发育早期中胚层的一类多能干细胞,广泛分布于全身结缔组织和器官间质中,是一类具有自我更新、不断增殖和多向分化潜能的成体干细胞。随着组织工程和再生医学的研究和发展,MSCs成为一种治疗各种终末期肝脏疾病的潜在治疗手段。该文就人脐带间充质干细胞(human umbilicalcord mesenchymal stem cells,h UCMSCs)的生物学特性、体外诱导分化为肝样细胞(hepatocyte-like cells,HLCs)及其可能分化机制的研究进展予以综述。     

干细胞在牙齿再生研究中的应用

干细胞是一类能够自我更新并分化形成多种组织细胞类型的原始细胞.基于其特殊的生物学性质,干细胞可作为器官再生的理想种子细胞.干细胞已成功被诱导为神经、心肌、皮肤、软骨、肝脏、胰岛、造血等不同类型组织细胞,为神经损伤、退行性变、胰岛素依赖性糖尿病、造血功能障碍等多种难活性疾病提供替代疗法.牙齿是人体中唯一的能在成体中再次发育而且结构相对简单的一个器官,因此牙齿再生已成为组织工程研究领域的热点.目前,在模式动物小鼠以及小型猪中已开展许多利用干细胞进行釉质、本质、牙髓以及牙周韧带等牙齿组织再生和整牙再生的研究.本文系统地概括了不同来源的干细胞(胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞)在牙齿再生研究中的应用.其中,成体干细胞具有来源广泛、便于采集培养以及不导入外源基因等优势,在牙齿再生的基础研究和临床应用中具有更大的价值.     

骨髓间充质干细胞生物学特性及其在牙周组织工程的应用

牙周病是一种慢性进行性疾病,可导致牙周支持组织的破坏,最终导致牙丧失。牙周病治疗的目的不仅在于控制炎症,更在于使已经破坏的牙周组织再生以形成新附着。牙周的重建包括因炎症破坏吸收的硬组织(牙槽骨与牙骨质)和软组织(牙周膜与牙龈)。骨髓间充质干细胞有其独特的生物学特性从而作为种子细胞有巨大潜力。以骨髓间充质干细胞作为种子细胞联合组织工程技术应用于牙周组织再生为根治牙周病提供了新思路。     

间充质干细胞及其来源的胞外囊泡

间充质干细胞(MSCs)是一类多组织来源的成体干细胞，具有自我更新及多项分化潜能。移植后，MSCs可以迁移归巢至受损组织，通过分泌免疫调节因子，细胞因子，生长因子，胞外囊泡和其他生物活性物质，发挥抗炎，抗病毒，抗凋亡，抗纤维化，促进血管新生和免疫调节等作用，在治疗自身免疫性疾病及组织器官修复中表现出较好的疗效。目前，国际上已有10余款MSCs产品上市，我国也有30余款间充质干细胞新药获得临床试验默许。胞外囊泡是来源于膜系统，由细胞分泌的双层脂质颗粒，携带有亲本细胞的生物活性物质，包含蛋白质，脂质，mRNA和细胞因子等，可以将亲本细胞信号传递给受体细胞。间充质干细胞来源的胞外囊泡具有与其来源的间充质干细胞相似的生物学特性。因其体积小，免疫原性低，组织渗透性强，循环半衰期长，稳定性高，使用风险低等优点，近年来，胞外囊泡作为非细胞产品逐渐受到关注。除其本身具有组织发育与功能维持，调节免疫，抗氧化应激和促进再生等作用之外，间充质干细胞及其胞外囊泡还可以作为生物载体递送生物活性物质，发挥抗肿瘤和促进组织修复等作用。本文就间充质干细胞及其胞外囊泡的功能及其作为药物载体的研究进展进行综述。     

脐带间充质干细胞应用的最新进展

脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cells,UC-MSCs)主要来自中胚层,是从出生后废弃的胚外组织中分离获得,具有比一般的成体干细胞更强的多能分化能力,而且可以跨胚层分化,可以诱导分化为骨细胞、软骨细胞、内皮细胞、心肌细胞,以及神经细胞、肝脏细胞和胰岛细胞等.这表明脐带来源的干细胞具有多向分化潜能,具有作为细胞替代治疗的种子细胞可能.这篇综述将浅谈UC-MSCs的优势,免疫学特性,并重点探讨其应用的最新进展.     

肾脏干细胞

肾脏千细胞是成体干细胞研究中最晚最新的,目前肾脏干细胞的研究也限定在发育中的胚胎肾,对胚胎肾干细胞的来源和定位的研究处于探索起步阶段。大量研究证明,胚性肾脏干细胞来源于输尿管芽诱导后的后肾间充质。胚性肾发育中主要的基因和转录因子可提供鉴定肾脏干细胞的标志分子。胚胎肾干细胞发育时,渗透压、氧压等多种因素组成的微环境提示髓质部可能是成体干细胞存在区域,肾乳头部为千细胞的壁龛。实验证明肾外组织对成体肾有修补作用。通过对胚胎肾发育和成体肾修复的细胞和分子机制进一步了解肾脏干细胞。     

间充质干细胞诱导分化为胰岛β细胞的研究进展

间充质干细胞是一类具有多向分化潜能的成体干细胞,在体内外不仅可以被诱导分化为中胚层细胞,而且可以分化为内胚层和神经外胚层细胞。间充质干细胞易分离,体外可大量扩增,异体移植不引起免疫排斥反应,在细胞治疗和组织工程中具有广阔的应用前景。经过适当诱导,间充质干细胞可能成为胰岛β细胞的来源之一。就间充质干细胞的生物学性状和优势,以及诱导分化为胰岛β细胞的技术方法和发展趋势进行了综述。