科研動態

四川大學田衛東/李中瀚/陳國慶發現並鑒定一種新型CD24a+牙髓再生多能幹細胞-MDPSCs

發稿日期:2020-04-10  作者:

牙齒是承擔人類咀嚼、發音以及維持顔面美觀的重要器官,亦是研究外胚層起源組織器官發育的經典模型之一。作爲維持牙齒活力和正常生理功能的關鍵組織,牙髓富含毛細血管網、末梢神經網絡以及成牙本質細胞和各類滋養細胞[1-3],因其與牙本質緊密相連且皆發育自牙乳頭組織,因此亦被稱爲牙髓-牙本質複合體。細菌感染、物理損傷以及化學和免疫因素等均可造成牙髓炎症和壞死的發生,而目前的根管治療僅著眼于炎症抑制和膿壞組織去除,治療後的牙齒失去活性牙髓滋養,最終易發生斷裂、缺失。因此,牙髓-牙本質複合體的再生一直是口腔再生醫學研究的重要方向。隨著組織工程技術的發展,利用幹細胞再生功能性牙髓的組織再生技術正逐漸成爲研究者探索牙髓炎症和壞死治療的新趨勢。盡管當前自牙齒組織中分離出的多種間充質幹細胞均被嘗試用于牙髓-牙本質複合體再生,但牙髓幹細胞特征性標志物的缺乏、間充質幹細胞本身的異質性[4-6]以及傳統二維培養方式在長期維持幹細胞多能性上的局限性[7],顯著阻礙了其在牙髓-牙本質複合體再生中的應用。

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。

該論文由四川大學華西口腔醫學院/钻石娱乐棋牌游戏聯合培養學生陳紅博士爲第一作者,钻石娱乐棋牌游戏李中瀚教授、華西口腔醫院田衛東教授、陳國慶副教授爲共同通訊作者,李中瀚教授爲該論文的主要聯系人(Lead Contact)。四川大學钻石娱乐棋牌游戏學生付換成、吳雪、胡紅、廖遠松以及華西口腔醫學院學生段余峰、張思誠,王濤,楊豔參與了本項目研究。該項研究獲得了國家重點研發計劃“幹細胞及轉化研究”專項、中科院先導計劃、國家自然基金、中央高校基礎研發經費的資助。

 

   

 

 

原文DOI:10.1126/sciadv.aay1514

參考文獻:

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.

 

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