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四川大学田卫东/李中瀚/陈国庆发现并鉴定一种新型CD24a+牙髓再生多能干细胞-MDPSCs

发布时间 :2020年04月10日 浏览量 :1697

牙齿是承担人类咀嚼、发音以及维持颜面美观的重要器官,亦是研究外胚层起源组织器官发育的经典模型之一。作为维持牙齿活力和正常生理功能的关键组织,牙髓富含毛细血管网、末梢神经网络以及成牙本质细胞和各类滋养细胞[1-3],因其与牙本质紧密相连且皆发育自牙乳头组织,因此亦被称为牙髓-牙本质复合体。细菌感染、物理损伤以及化学和免疫因素等均可造成牙髓炎症和坏死的发生,而目前的根管治疗仅着眼于炎症抑制和脓坏组织去除,治疗后的牙齿失去活性牙髓滋养,最终易发生断裂、缺失。因此,牙髓-牙本质复合体的再生一直是口腔再生医学研究的重要方向。随着组织工程技术的发展,利用干细胞再生功能性牙髓的组织再生技术正逐渐成为研究者探索牙髓炎症和坏死治疗的新趋势。尽管当前自牙齿组织中分离出的多种间充质干细胞均被尝试用于牙髓-牙本质复合体再生,但牙髓干细胞特征性标志物的缺乏、间充质干细胞本身的异质性[4-6]以及传统二维培养方式在长期维持干细胞多能性上的局限性[7],显著阻碍了其在牙髓-牙本质复合体再生中的应用。

2020年4月8日,四川大学田卫东教授、李中瀚教授和陈国庆副教授的研究小组在Science Advances发表题为“Regeneration of pulpo-dentinal–like complex by a group of unique multipotent CD24a+ stem cells” 的研究论文。该研究利用间充质细胞支持性的3D培养体系,从小鼠牙乳头中发现了一群在三维培养环境中能形成干细胞小球的细胞亚群。该细胞表达多种干细胞标志物基因,如Oct4, Nanog, Sox2等并能在体外长期保持自更新与多能性;当干细胞小球与TDM材料复合移植裸鼠皮下后可高效率形成再生性牙本质、毛细血管网、末梢神经网络等,且再生组织的细胞排列与原生牙齿类似;进一步的研究发现,该细胞群以CD24a为其特征性标志物,且该标志物的富集与细

胞的多能性呈现正相关性;研究人员还发现,该细胞的自更新能力,高度依赖于转录因子Sp7的表达。最后,该类细胞被命名为: MDPSCs (Multipotent Dental Pulp regenerative Stem Cells)。MDPSCs可作为牙齿干细胞组织工程再生技术的新型种子细胞,为牙髓-牙本质复合体的高效率再生带来新突破。

该论文由四川大学华西口腔医学院/bob官方app下载联合培养学生陈红博士为第一作者,bob官方app下载李中瀚教授、华西口腔医院田卫东教授、陈国庆副教授为共同通讯作者,李中瀚教授为该论文的主要联系人(Lead Contact)。bob综合app手机客户端学生付换成、吴雪、胡红、廖远松以及华西口腔医学院学生段余峰、张思诚,王涛,杨艳参与了本项目研究。该项研究获得了国家重点研发计划“干细胞及转化研究”专项、中科院先导计划、国家自然基金、中央高校基础研发经费的资助。

 

   

 

 

原文DOI:10.1126/sciadv.aay1514

参考文献:

1. Y, C., et al., Pulp-dentin Regeneration: Current State and Future Prospects. Journal of dental research, 2015. 94(11): p. 1544-51.

2. GT, H., et al., Stem/progenitor cell-mediated de novo regeneration of dental pulp with newly deposited continuous layer of dentin in an in vivo model. Tissue engineering. Part A, 2010. 16(2): p. 605-15.

3. SR, S., et al., Dentin-pulp complex regeneration: from lab to clinic. Advances in dental research, 2011. 23(3): p. 340-5.

4. Bianco, P., P.G. Robey, and P.J. Simmons, Mesenchymal stem cells: revisiting history, concepts, and assays. Cell Stem Cell, 2008. 2(4): p. 313-9.

5. Pevsner-Fischer, M., S. Levin, and D. Zipori, The origins of mesenchymal stromal cell heterogeneity. Stem Cell Rev, 2011. 7(3): p. 560-8.

6. Takahashi, A., et al., Autocrine regulation of mesenchymal progenitor cell fates orchestrates tooth eruption. Proc Natl Acad Sci U S A, 2019. 116(2): p. 575-580.

7. Pastrana, E., V. Silva-Vargas, and F. Doetsch, Eyes wide open: a critical review of sphere-formation as an assay for stem cells. Cell Stem Cell, 2011. 8(5): p. 486-98.