微環(huán)境對(duì)牙髓干細(xì)胞成牙能力的影響及MAPK信號(hào)分子機(jī)制調(diào)控的研究.pdf

1、牙齒缺失是一種非常常見的口腔疾病，它影響了人們的咀嚼功能，語(yǔ)言功能，面部的美容和心理健康。隨著組織工程技術(shù)的出現(xiàn)，特別是成功的分離培養(yǎng)出牙髓干細(xì)胞，天然牙齒的發(fā)展成為一種希望，牙髓干細(xì)胞在特定的條件下能分化為成牙本質(zhì)樣細(xì)胞，體內(nèi)能形成規(guī)則的牙本質(zhì)-牙髓復(fù)合樣結(jié)構(gòu)。除種子細(xì)胞外，對(duì)牙本質(zhì)組織工程來說，具有細(xì)胞外基質(zhì)作用的支架材料的選擇也是很重要的。一種理想的牙齒支架材料應(yīng)該具有與周圍組織相一致的化學(xué)穩(wěn)定性和物理特性，提供良好的生物相容性，

2、利于細(xì)胞的貼附、增殖和分化。此外，細(xì)胞的生長(zhǎng)分化受到多種因素的影響，包括細(xì)胞所處的局部微環(huán)境、細(xì)胞間的相互作用以及細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)分子的調(diào)控等因素。
　　本研究分析了細(xì)胞外基質(zhì)（細(xì)胞外基質(zhì)形成的細(xì)胞膜片和支架材料）對(duì)牙髓干細(xì)胞增殖與牙向分化能力的影響。并分析了牙髓干細(xì)胞分化過程中的MAPK信號(hào)通路分子機(jī)制的調(diào)控作用，進(jìn)一步分析了多種支架材料作用于牙髓干細(xì)胞分化過程中的MAPK分子機(jī)制研究，為牙本質(zhì)再生研究奠定了重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

3、　　所取得的主要研究結(jié)果如下：
　　第一部分膜片技術(shù)對(duì)牙髓干細(xì)胞成牙能力的影響
　　本研究通過檢測(cè)抗壞血酸誘導(dǎo)后的牙髓干細(xì)胞的增殖礦化能力分析了抗壞血酸對(duì)牙髓干細(xì)胞增殖分化的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過抗壞血酸條件培養(yǎng)液誘導(dǎo)后大鼠牙髓干細(xì)胞增殖能力和分化能力增強(qiáng)，以及礦化基質(zhì)合成能力也增強(qiáng)。我們利用抗壞血酸條件培養(yǎng)液誘導(dǎo)后大鼠牙髓干細(xì)胞構(gòu)建了牙髓干細(xì)胞膜片，并通過比較膜片技術(shù)和常規(guī)的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)對(duì)牙髓干細(xì)胞牙向分化的影響，分析了

4、細(xì)胞膜片技術(shù)對(duì)牙髓干細(xì)胞成牙能力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜片接種在煅燒牛骨(CBB)材料比細(xì)胞接種在CBB材料的牙髓干細(xì)胞牙向分化能力增強(qiáng)。這一發(fā)現(xiàn)提示了細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞間的相互作用對(duì)牙髓干細(xì)胞的分化，起著重要的作用，為牙髓干細(xì)胞用于牙本質(zhì)再生提供了一個(gè)新的思路。
　　第二部分不同材料對(duì)牙髓干細(xì)胞成牙能力影響的研究
　　本實(shí)驗(yàn)主要從體外、體內(nèi)較全面的研究五種常用支架材料對(duì)牙髓干細(xì)胞成牙能力的影響，進(jìn)一步篩選出適合種子細(xì)胞牙髓干細(xì)

5、胞增殖分化的支架材料。這五種材料分別為：脫礦牙本質(zhì)基質(zhì)(DDM)，CBB，脫細(xì)胞小腸粘膜下層(SIS)，PLGA，膠原-透明質(zhì)酸-硫酸軟骨素(Co-CS-HA)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：天然材料DDM、CBB和SIS較合成材料PLGA和Co-CS-HA對(duì)牙髓干細(xì)胞有著較良好的生物相容性，明顯增強(qiáng)了牙髓干細(xì)胞的增殖，分化和牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白mRNA（BSP，OCN，DSPP和DMP-1）的表達(dá)，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)礦化組織來源地的天然材料DDM和CBB體內(nèi)移植形

6、成典型的牙髓-成牙本質(zhì)細(xì)胞-前期牙本質(zhì)-牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)，表明了來源于礦化組織的天然材料DDM和CBB較強(qiáng)的促進(jìn)了牙髓干細(xì)胞的牙向分化，是牙本質(zhì)組織工程優(yōu)秀的材料。
　　這一發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)了我們?cè)谘辣举|(zhì)組織工程中，材料的應(yīng)用應(yīng)考慮到牙本質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)的作用；同時(shí)為材料在牙本質(zhì)再生研究中選擇具有了重要的指導(dǎo)意義。
　　第三部分牙髓干細(xì)胞分化過程中MAPK信號(hào)分子機(jī)制的研究
　　本實(shí)驗(yàn)通過阻斷牙髓干細(xì)胞的MAPK信號(hào)通路后，對(duì)牙髓干細(xì)胞

7、堿性磷酸酶活性和礦化結(jié)節(jié)進(jìn)行分析，探討MAPK信號(hào)在牙髓干細(xì)胞牙向分化中的調(diào)控作用。進(jìn)一步分析了在不同材料與牙髓干細(xì)胞相互作用過程中，MAPK信號(hào)通路對(duì)牙髓干細(xì)胞調(diào)控作用，并探討MAPK信號(hào)與支架材料是否有著一定的相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：牙髓干細(xì)胞在礦化液誘導(dǎo)中，ERK1/2和p38阻斷后，牙髓干細(xì)胞的堿性磷酸酶活性減低，礦化結(jié)節(jié)量減少。材料與牙髓干細(xì)胞相互作用的過程，不同材料對(duì)牙髓干細(xì)胞MAPK信號(hào)通路活性影響不同。DDM,CBB和SI

8、S材料比PLGA和Co-CS-HA材料較強(qiáng)的激活ERK1/2和p-38MAPK信號(hào)通路，此外，在DDM和CBB與牙髓干細(xì)胞作用中，阻斷ERK1/2和p-38MAPK信號(hào)通路，發(fā)現(xiàn)較低堿性磷酸酶的活性。
　　本研究結(jié)果顯示：ERK1/2和p38MAPK參與調(diào)控了牙髓干細(xì)胞的分化，支架材料通過激活ERK1/2和p38MAPK信號(hào)通路來促進(jìn)牙髓干細(xì)胞的分化。并為牙本質(zhì)再生與修復(fù)提供了一個(gè)新的思路，通過調(diào)控MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)行調(diào)控細(xì)胞的功