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骨形成蛋白-2和牙胚细胞联合作用诱导人牙周膜干细胞表达成牙骨质细胞的表型

童晓洁  
【摘要】:牙骨质是覆盖在牙根表面的特殊矿化组织,它借助牙周膜纤维将牙齿与牙槽骨相连,在维持牙齿结构的稳定和正常生理功能上发挥着重要作用。当牙骨质发生吸收或破坏时,其自我修复能力有限,原因在于随着牙齿的发育完成,储存在牙周组织中的成牙骨质细胞数量有限同时也不易获得。人牙周膜干细胞(Humanperiodontal ligament stem cells,hPDLSCs)具有自我增殖和多向分化潜能,是牙周组织工程的种子细胞。hPDLSCs在不同的培养环境和细胞因子的作用下,可不断增殖分化成为成牙骨质细胞、成骨细胞和成纤维细胞,修复牙周缺损,使牙周组织再生。目前已知的hPDLSCs向成牙骨质细胞分化的转录信号通路有BMP(Bonemorphogenetic protein)和Wnt/β-catenin信号等。研究显示BMP-2可促进牙槽骨、牙骨质和牙周韧带的再生,也可以诱导成牙骨质细胞的祖细胞(牙囊细胞)向成牙骨质细胞方向分化,并刺激细胞表达牙骨质标志性蛋白牙骨质附着蛋白(Cementumattachment protein, CAP)和/或牙骨质蛋白(Cementum protein1, CEMP-1),本实验希望通过建立由牙胚细胞(Tooth germ cells, TGC)和BMP-2构成的体外微环境,诱导hPDLSCs向成牙骨质细胞分化,来探究牙骨质的再生及发育机制。 实验方法 1. hPDLSCs的体外培养和鉴定 2. TGC诱导培养基的制作 3. TGC联合BMP-2体外诱导hPDLSCs,对诱导后的细胞进行形态学观察、茜素红染色,碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase, ALP)活性检测以及Real-time PCR检测。 实验结果 1.利用免疫磁珠法筛选所得的hPDLSCs,间充质干细胞标志物STRO-1和血管周围细胞标志物CD146表达阳性,波形蛋白(Vimentin)表达阳性,角蛋白(Cytokeratin)表达阴性。 2.ALP活性检测显示,诱导组细胞ALP活性较对照组有显著升高(P0.001)。 3. RT-PCR检测显示诱导组成牙骨质细胞相关基因:ALP、CAP,CEMP-1及OCN的转录水平表达量增加(P0.001)。 4.茜素红染色显示,诱导组细胞表面出现大量矿化结节(P0.001)。 结论 TGC和BMP-2联合作用能够诱导hPDLSCs向成牙骨质细胞的表型分化。


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