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干细胞国际/2016年/文章

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特殊的问题

成体干细胞在组织维护和再生

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体积 2016年 |文章的ID 4709572 | https://doi.org/10.1155/2016/4709572

埃德加Ledesma-Martinez,维克多•曼努埃尔•Mendoza-Nunez镇Santiago-Osorio, ”间充质干细胞来源于牙髓:审查”,干细胞国际, 卷。2016年, 文章的ID4709572, 12 页面, 2016年。 https://doi.org/10.1155/2016/4709572

间充质干细胞来源于牙髓:审查

埃德加Ledesma-Martinez,1 维克多•曼努埃尔•Mendoza-Nunez,2 和 镇Santiago-Osorio1

1造血作用和白血病实验室,细胞分化和癌症研究中心,菲斯萨拉戈萨,墨西哥国立自治大学的,09230年墨西哥城,墨西哥人、墨西哥

2老年医学研究单位,菲斯萨拉戈萨,墨西哥国立自治大学的,09230年墨西哥城,墨西哥人、墨西哥

学术编辑器:Daria Nurzynska
收到了 2015年6月18日
接受 09年2015年8月
发表 2015年12月08

文摘

牙髓的间充质干细胞(DPSCs)孤立和十多年前第一次特征是高度克隆细胞细胞能够产生人口钙化的殖民地。DPSCs被认为有潜力作为骨科和口腔颌面重建干细胞源,它已经表明,他们可能应用范围以外的情况。迄今为止,大多数研究表明,不管他们的起源在第三臼齿,门齿,或脱落乳牙,DPSCs可以产生矿化组织,细胞外基质和结构类型牙质,牙周韧带,和牙髓,以及其他结构。不同群体在世界范围内设计和评估新的有效协议隔离,扩张,和维护临床安全人类DPSCs足够多数量的各种治疗协议,讨论了最合适的给药途径,临床使用的禁忌症,和需要考虑的参数监控他们的临床疗效和适当的生物源。目前,DPSC-based疗法承诺但因为大多数可用的证据是获得使用非人类异种器官移植,这不是一个成熟的技术。

1。介绍

成人组织的再生能力取决于他们的干细胞数量,稳定的自我更新,产生后代,具有分化成特殊细胞的能力。干细胞有不同的名称取决于起源的组织;因此有造血、间质血管内皮,乳腺,肠道,神经,皮肤,肌肉,和毛囊干细胞等。

在这些干细胞,间充质干细胞(msc)值得注意的多能性,这意味着它们可以分化成任何类型的细胞,包括三个胚胎胚芽层。因为他们的分化能力和广泛的组织分布,因为他们灌注诱导组织修复在临床前和临床模型,msc组织修复的工具是非常具有吸引力的。因此,msc牙科起源的测试情况的疾病的细胞治疗候选人,如牙周病(PD)和颌面重建。特别是,它已经表明,人类牙髓干细胞(DPSCs)可以产生矿化组织,细胞外基质和结构类型牙质,牙髓和牙周韧带异种移植模型。在这里,我们审查的一般特征和immunophenotypes DPSCs定义为msc、隔离和栽培,组织修复及其潜在的应用,强调可能的管理路线,类型的支架使用,为其临床应用和建议。

2。牙髓干细胞:一般特征

牙齿发展由于口腔外胚层的上皮细胞之间的相互作用和msc、首先形成釉质器和第二形成乳头和牙科卵泡。msc引起牙齿的其他组件,如牙质,纸浆,牙骨质、牙周韧带1]。

MSC种群的存在不同类型的牙齿被描述,根据收获网站被称为牙髓干细胞(DPSCs)、牙周韧带干细胞(PDLSCs),顶端的乳头干细胞(scap),牙科毛囊干细胞(DFSCs)和牙龈组织干细胞(业务)2),尽管他们通常被称为牙齿干细胞(DSCs)。这组干细胞尤其有趣,因为牙齿,尽管他们体积小,是一种来源丰富的细胞治疗过程,及其制备与常规拔牙,不把病人(额外的负担3]。

然而,一些作者认为这广泛的DSCs异质性可能是临床应用的缺点如果没有可识别的细胞起源,因为不同的亚种DSCs可能有不同的增殖和分化潜力,可以防止获得完美的可预见的和可重复的结果4]。

DPSCs,也称为产后牙髓干细胞,首先被Gronthos孤立等人从第三磨牙和特征与高水平的细胞clonogenicity生成密集和扩散能力和偶尔的结节钙化殖民地(5]。DPSCs为msc的身份已经被他们证实能够分化成神经外胚层的细胞和脂肪细胞,成,成骨细胞、软骨细胞、成肌细胞中胚层来源的细胞,证实他们的可塑性6]。

这些细胞是位于牙冠,“利基密封”或“髓室”,结缔组织称为纸浆。居民组织细胞是一个异构的人口由基质成纤维细胞也被称为pulpoblasts [7),伴随着odontoosteoprogenitor人口,神经,血管细胞和粒细胞等炎症免疫细胞和巨噬细胞细胞(8]。

在胚胎发育过程中,牙髓组织,一些作者已被描述为“ectomesenchyme”,因为它来源于外胚层的细胞生长在神经管的外围,迁移到口腔,然后分化成细胞的间质表型(9]。上皮细胞引起的牙釉质形成造釉细胞,和msc形式成纸浆,牙周韧带(10]。

功能,牙髓负责维护和修理的牙周组织及其相关免疫系统,再生能力高,对各种类型的损伤。例如,在严重的情况下刺激引起的深龋或恢复过程导致成层的破坏或纸浆祖细胞(DPSCs)、牙髓细胞的增殖和迁移到受损的组织分化成成牙质细胞,形成修复性牙本质(11,12)已提出的主要机制导致修复牙质生成(13]。

3所示。Immunophenotype

间充质干细胞和组织委员会国际社会的细胞治疗(ISCT)在2005年提出,95%的人类msc CD105表达至少表面抗原(endoglin) CD73 (5′-ectonucleotidase),和CD90 / Thy-1 (glycosylphosphatidylinositol-anchored糖蛋白),但不表达(≤2%)CD11b CD14、CD19、CD34、CD45、CD79a, HLA-DR表面抗原。然而,一些团体已经提出其他细胞表面抗原前瞻性分离msc,例如,STRO-1(间质前体抗原1),VCAM-1(血管细胞粘附分子1),SH2 (Src同源性2),SH3 / SH4 CD271,阻止GD2(神经节苷脂2),和SSEA4 (stage-specific胚胎antigen-4) [14- - - - - -18]。因此,有差异和矛盾对其他抗原表达的msc除了CD73, CD90、CD105(表1)。就目前情况对msc、DPSC似乎并不表达一个标记,只标识他们(19,20.];事实上,一些组织已经建议DPSCs可能有一个immunophenotype区别于之前所描述的ISCT msc。
参考 Immunophenotype
Akpinar et al。21] CD13 + + CD29、CD44 + CD73 +, CD90 + CD146 + CD166 +
Suchanek et al。22] CD63 +, + CD29、CD44 + CD73 +, CD90 + CD166 +、CD45−, CD34−
川岛(23] CD73 +, + CD29、CD44 + CD105 + CD166 +, CD14−, CD34−, CD45−
Stro-1 + + CD29、CD44 + CD73 +, CD90 + CD105 + CD146 + CD166 + CD271 +, CD34 +, CD117 + OCT-3/4 +, NANOG +
Werle et al。24] CD29 + CD73 +, CD90 +, CD14−, CD34−, CD45−, HLA-DR−
布雷et al。25] CD44 + CD73 +, CD90 + CD105 +, CD14−, CD31−, CD45−, HLA-DR−
Govindasamy et al。26] CD44 + CD73 +, CD90 + CD166 +, CD34−, CD45−, HLA-DR−
林德曼et al。27] CD73 +, CD90 +、CD29 +, CD14−, CD34−, CD45−, HLA-DR−
Pivoriūnas et al。28] CD73 +, CD90 + CD105 + CD146 +, CD14−, CD34−, CD45−
会等。29日] CD90 +、CD34 +、CD45−
Lindroos et al。30.] CD90 + CD105 + CD146 +, CD9 +, CD10 +, CD44 + CD49 +、CD106 + STRO-1 +
Shoi et al。31日] CD90 + CD105 + CD146 +、CD45−
Ishkitiev et al。32] CD117 + Oct3/4 +, NANOG +
杨et al。33] CD117 +、CD34 +、CD45−
乔et al。34] STRO-1 +, + CD29、CD44 +
刘等人。35] STRO-1 + CD29 +、CD34 + CD44 +、CD106 + CD146 +
Dissanayaka et al。36] STRO-1 + CD146 +, NANOG + CD73−, CD105−, CD45−
Kerkis et al。37] OCT-4 +, NANOG + SSEA-3 + SSEA-4 + TRA-1-60 +, - 1 - 81 +
DPSCs没有表达这些表面标记或他们可能是表达不同比例(23]。
表1
变异的人类DPSCs immunophenotype。

一个可能原因明显差异表达的抗原DPSCs的存在不同的亚种的msc在牙髓有不同的生物活性。例如,高度增殖DPSCs倾向于表达CD44 +, CD90 +, CD166 + (23]。MSC牙髓STRO-1 +与odontoosteogenic DPSCs属性的一个子集,而DPSC CD34 +, CD117 +, CD45−更有自我更新能力和体外成骨分化和产生自体fibrous-bone组织和骨组织植入老鼠的时候33]。其他标记的DPSCs似乎具备干细胞相关的msc CD29 +, CD44 +, CD73 + (28,34,38),然而,不相关隔离DPSC [39]。

此外,一些作者认为,基因的表达OCT-4和NANOG这两个转录因子参与多的维护/多能性[37),可以用来识别msc (40]。然而,尽管新DPSC标记的数量的增加,现实是最基本和临床前研究提出的使用immunophenotype ISCT识别msc。

有趣的是,它已经表明,像其他干细胞,DPSCs有能力排除Hoechst33342 dna结合蛋白荧光染料,在所谓的“人口”(SP)。利用这一现象,人口的成人干细胞分化为成骨细胞的能力,内层,脂肪细胞,神经元细胞与牙髓(41),这些细胞是造血抗原为阴性,如CD146和CD31,拥有能够诱导血管生成和血管生成在组织修复(42]。然而,一些研究表明,SP细胞缺乏干细胞的特性。此外,他们的临床应用必须小心走近,因为赫斯特染料结合DNA和是一个可能的致癌物质,一些研究已经表明,这种染料可以影响细胞分化,而且它是一个潜在的tumorigenic-clonogenicity增强器(23]。

4所示。异质性的DPSCs

DPSCs干细胞来源于人类脱落乳牙(棚),从永久次级生齿系统(正确地称为DPSCs),从牙齿中提取牙齿矫正医师由于压紧或不可逆转的牙周炎,或从炎症牙髓组织(2,43]。

脱落细胞被孤立的三浦等人从主齿系系统,被认为是细胞增殖率高,分化为成骨细胞的能力,神经细胞,脂肪细胞,成。如DPSCs从恒牙的情况下,脱落细胞可以分化成组织浆/牙质和骨细胞(44),不同级别的odontoblast-like细胞和牙本质矿化当移植到免疫缺陷小鼠羟磷灰石磷酸三钙(HA / TCP)的支架(45]。

有人建议,脱落细胞的增殖能力大于DPSCs隔绝第三磨牙,门齿,或额外的牙齿和骨骨髓来源msc、因为他们代表一个更成熟的干细胞群(46,47]。因此,正如骨骨髓来源msc和脐cord-derived msc显示不同,在牙科pulp-derived msc,它已经表明,牙齿的年龄作为牙髓组织的来源的不同特点和倾向对区分在特定血统(48]。Suchanek等人的研究表明,脱落细胞倍增时间高于DPSCs符合其细胞周期分布,其中69.8%的脱落细胞和G2期,但只有56%的DPSCs在阶段(22]。此外,乙肝表面抗原的脱落细胞已被证明不同于DPSC和骨骨髓来源MSC。因为扩散以及细胞外基质形成基因,如编码转化生长因子2 (TGF)和纤维母细胞生长因子(FGF)表示,基因编码分子如胶原蛋白我和三世和多能性标记,如POU5F1 (OCT3/4) SOX2, NANOG表达高于DPSC [26]。进一步,脱落细胞表现出减少的能力形成neurospheres巢蛋白的表达有关,神经上皮干细胞的标记(49],不善表达的细胞相比,DPSCs [48]。此外,一些作者表明,亚种群的脱落细胞和骨髓的一些基质元素c - kit / CD34 +,虽然这些抗原被认为是造血血统的特定标记(5),这表明,尽管干细胞可以共享特征不同的个体发生的起源11]。

恒牙的DPSCs,影响第三磨牙,多余的牙齿,今天被认为是医疗废物(50- - - - - -52),是特别有趣的干细胞。DPSCs最近孤立CD90 + CD146 + CD105 +, CD45−细胞多余的牙齿被发现能够multilineage分化和也OCT4 +和NANOG + (31日]。

直到最近人们相信脱落细胞,与DPSCs成人牙齿隔绝,为组织工程优势,包括增加增殖率(44),这可以让这些细胞在体外的快速扩张之前再植术[53),而收集这些干细胞的无痛的性质(23从组织视为“一次性”和方便44),适合年轻患者遭受入侵牙髓坏死不成熟的永久性创伤后门齿(54]。考虑这些方面,Akpinar等人分析了纳塔尔的异质性程度DPSCs,棚屋,细胞和DPSC源自影响第三磨牙和发现,无论原点(女婴儿天生牙,一个女孩失去了乳牙在6岁和一个影响第三臼齿属于一个27岁的男子,职责),这些DSCs有相似特征的形态、增殖、细胞表面标记物的表达,和分化潜能。有趣的是,流仪分析表明,所有三种类型的DSCs阳性CD13、CD29、CD44, CD73, CD90、CD146, CD166 HLA-ABC。结果还显示,脱落细胞和DPSCs有着相似的细胞周期分布,与大多数的细胞(78%),细胞周期G1期,这表明细胞在大小和信使rna和蛋白质合成,而细胞S -和G2-phases出现在低比例(12%和10%);有丝分裂和细胞的数量接受不到的积极增长细胞(21]。这些最近获得的结果表明,DPSCs和脱落细胞比原来更相似。因此,这两种细胞类型的实现在临床水平应该提供相同的机会和相同级别的易于获得自体干细胞,这是一个竞争优势在干细胞来自于其他领域,例如骨骨髓来源msc (55]。虽然更多的人类移植化验使用DPSCs执行与那些使用了执行细胞相比,获得的结果相似(表2和图1)。
源/支架 主机 细胞 周 结果 参考
DPSC / HA-TCP I.Mice 5×106 6 纸浆的形成,牙本质,odontoblast-like组织 Gronthos et al。53]
DPSC / HA / TCP I.Mice& swine 4×106 12 牙髓组织的形成,牙本质和牙骨质 Sonoyama et al。20.]
DPSC / NF-PLA I.Mice 1×106 8 代odontoblast-like细胞和一个collagen-like矩阵 王等人。56]
DPSC /纤维蛋白 老鼠 1×106 4 dentine-like组织的形成 春et al。57]
DPSC / NF I.Mice 1×105 4 矿化组织的形成 陈等人。2]
DPSC /壳聚糖/胶原蛋白 I.Mice 1×106 4 矿化组织的形成 杨et al。33]
DPSC / HA / TCP I.Mice 5×107 12 dentine-like矩阵的形成 太阳et al。58]
DPSC-3M / HA / TCP I.Mice 4×106 2、4、8、16 & odontoblast-like分化成成骨细胞细胞表面的HA / TCP脚手架 Batouli et al。59]
DPSC-3M / TCP SCID小鼠 1×106 地位 代的牙本质pulp-like结构 武田et al。60]
DPSC-3M / PLGA I.Rats 1×106 4 - 8 骨结节形成 Graziano et al。61年]
DPSC-3M 裸大鼠 1×106 2 - 4 改善心脏功能,血管生成,减少心肌梗塞大小 Gandia et al。62年]
DPSC-3M /公顷 I.Mice 1×106 8 矿化组织的形成 Ikeda et al。63年]
DPSC-3M / PLGA SCID小鼠 1×107 12日至16日 pulp-like组织的形成 黄等。52]
DPSC-3M /牙本质 I.Mice 1×106 4 矿化组织的形成 德马科et al。64年]
DPSC-3M /陶瓷/骨 I.Mice 5×106 6 牙本质的形成,pulp-like组织 王等人。56]
DPSC-3M HFIP /丝绸 I.Mice 4.5×105 6、18和25 软pulp-like组织的形成 杨et al。33]
DPSC-3M / HA / TCP I.Mice 1×107 6、12 pulp-like内衬odontoblast-like细胞结构的形成 李等人。65年]
DPSC-3M /蚕丝蛋白 Sprague-Dawley老鼠 1500 /毫米3 4 骨形成 里奇奥et al。66年]
DPSC-3M I.Mice - - - - - - 8 代pulp-like &牙周韧带组织类型 Lei et al。67年]
DPSC-3M /牙本质 I.Mice 1×104 4、6、8 矿化组织和牙本质的形成 Tran和Doan68年]
DPSC-3M &棚 禽类胚胎 5×103 24、48和72 h 神经元标记表达和神经元形态发生 亚瑟et al。69年]
DPSC-3M &棚 Sprague-Dawley老鼠 1×106 8 轴突再生和抑制细胞凋亡的神经元,星形胶质细胞和少突胶质细胞 酒井法子et al。46]
流/胶原蛋白 Wistar鼠 1×106 1、3、4、8 密集的和成熟的骨形成 de Mendonca科斯塔et al。70年]
流/中国人民解放军 SCID小鼠 5×106 3 固体培训牙科组织样本 酒井法子et al。46]
流/ FPOL I.Mice 5×105 5 血管结缔组织的形成 吉利莲et al。71年]
DPSC-3M /胶原蛋白 人类 - - - - - - 52 形成骨骼中提取的套接字和牙周组织的修复 达et al。51]
DPSC-3M /胶原蛋白 人类 - - - - - - 186年 人类下颌骨骨缺损修复血管紧凑和均匀的骨头 朱利安尼et al。72年]
DPSCs:来自恒牙;3 m:第三磨牙;流:源于人类乳牙脱落;I.Mice: immunodeficient mice; SCID: severe combined immunodeficiency; FPOL: PEGylated fibrin; NF: nanofibrous: PLA: poly(L-lactic-acid); HFIP: hexafluoro-2-propanol; PLG: poly-D,L-lactide and glycolide; HA/TCP: hydroxyapatite/tricalcium phosphate; AT: autologous transplant.
表2
使用msc移植化验获得人类牙齿来源(DPSCs &脱落细胞)。

图1
人类DPSC成果。DPSCs:干细胞来源于恒牙;流:乳牙干细胞来源于人类剥落了。

5。DPSC隔离

隔离的两种基本方法DPSCs描述:(a)外植体方法(DPSC-OG)和(b)果肉组织的酶消化法(DPSC-ED)。使用第一种方法,手术切除果肉组织和细胞从组织碎片73年- - - - - -75年]然而,使用第二个技术,牙髓是使用胶原酶消化和dispase58,76年],之后种子细胞,观察细胞增殖时,使用流式细胞仪基于msc具有染色与特定的标记(29日]。或者,一些作者提出,隔离的不成熟干细胞需要组织外植体多级的过程的祖细胞是生长在文化;随后,酶消化和孤立的细胞扩大执行77年,78年]。

到目前为止,一个隔离技术,优于其他人的增殖能力,核型稳定,或临床使用DPSCs没有被发现;然而,大多数协议涉及酶消化而不是系统性的移植和一般体外的细胞至少有一个圆的扩张获得足够数量的细胞为生物医学使用。在这方面,不同的组织设计和评估越来越有效的隔离方法,临床上的扩张,和维护安全的人类DPSCs足够多数量的各种协议(78年];例如,1×106细胞异种移植到免疫缺陷小鼠,需要保持他们的再生和分化能力的任何潜在的风险。不幸的是,很多关于DPSCs的生理学和如何优化这些协议是未知的。

6。DPSC文化

msc在塑料表面的初始增长时期的特点是殖民地的形成源于一个细胞。生成的殖民地在主文化亚文化,通常是通过多个段落,因为这些细胞也有强烈的倾向去扩大在文化79年]。

有趣的是,研究表明,DPSCs可以长期生长在不影响他们的可塑性和体外形成骨结节的能力。Suchanek等人表明DPSCs达到60人口倍增培养基用于骨髓而会等人完成的80通道通过维持DPSCs-substrate交互和信息交流的中部地区分泌细胞外基质(22,29日]。有趣的是,据报道,在达到的最大数量的段落在进入衰老(海佛烈克极限),DPSCs仍有正常核型和翻倍时间高达40倍增,这是12到50个小时但增加到50 60到90小时后复制(80年]。然而,人们普遍认为长期扩张时期可能诱导衰老后,20岁到40岁人口倍增,msc可能失去一些生物活性(效价)。因此,最重要的一个问题关于DPSCs,和一般细胞与潜在的临床使用,是体外段落的数量最有利于使体内疗效。DPSCs可用的信息是有限的,但它已被证明,至少使用msc治疗移植物抗宿主病的,细胞的数量在新鲜组织(骨髓或脂肪组织)没有足够的治疗。绝大多数临床试验探索体外扩大MSC发现通道的最小的数,用于MSC扩张,与病人更好的响应和更好的生存。因此,冯·巴尔GVHD等人显示,75%的患者接受msc从第一和第二通道有一年的生存;然而,只有21%的人接受了msc从第三第四章节幸存下来81年]。这些结果同意崔等人这些骨骨髓来源的疗效相比msc,经历了3,5,7,9通道治疗肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),发现msc的早期的文章是最适合治疗由于其稳定性,抗炎作用,和他们更强大的神经保护作用,与msc的最多的文章(80年]。因此,尽管早期的DPSCs段落可能更适合人类治疗,人类DPSCs生物行为的比较研究,获得不同数量的段落,是必不可少的,以确保一个类型是优于其他的临床疗效。

接受,msc的增殖率是高度可变的根据配方中(基底媒体和补充剂),底物区域,细胞播种密度和物理化学环境(氧气和溶解有限公司2浓度、温度、pH值、同渗重摩和缓冲系统)。因此,而一个成熟的牙髓细胞暴露于高氧环境,环境氧张力在常规细胞培养范围从18%到21%2(82年,83年];相比之下,生理水平的O2在牙齿从3%到6%不等。最近El Alami等人相比人类DPSCs培养的增殖率在这些对比大气压力(O 21%和3%2),发现,在传统的文化条件下,扩散率低,氧化应激和antioxidants-defense基因的激活,如NRF-2,可与细胞周期相关蛋白调节细胞增殖中起着重要作用,因此建议在正常细胞培养培养DPSCs氧气浓度可能不允许获取高收益的可行的干细胞(84年]。此外,协议为日益增长的人类DPSCs涉及使用胎牛血清(的边后卫),这是未知的构成和不同批次之间,从而阻碍实验的重现性;然而,尽管使用的边后卫人类治疗被认为是相对安全的应用程序,使用补充的非人类的起源仍然是一个实质性的辩论的问题(85年]。在这个意义上,还存在一种风险,即非人类增长补充剂可能污染的人类病原体如病毒、支原体、朊病毒或其他有毒或免疫原性代理(86年- - - - - -88年]。虽然这些质量控制和生物安全问题比真正的理论因为没有报告这些问题DPSCs从文化的移植,在血清中扩大,为了应对这种风险,血清培养的各种方法,提出了使用化学材料定义为补充,。因此,Takeda-Kawaguchi等人最近使用定义的化学介质(MSCGM-CD)增长孤立的人类DPSCs没有减少集落形成能力与细胞生长的培养基补充的边后卫和有能力分化成成体外和形成dentine-like结构当移植到免疫缺陷小鼠89年]。相比之下,一些作者提出,等待的可用性定义完全无血清培养基的GMP(“良好生产规范”)年级、产品安全的人类血液,如血小板溶解产物,可能被视为一个可行的替代的边后卫(90年]。因此,无血清细胞扩张的条件与获得使用血清中必须定义在未来,,有必要分析是否采用严格的扩展协议。

7所示。DPSC应用程序

有人建议,牙髓干细胞的潜在来源是整形、口腔、颌面重建。例如,山田等人在狗,msc的纸浆中提取出来的小狗的乳牙,成人牙齿有能力形成骨当嫁接到下巴(91年]。虽然有可能,这种细胞应用范围以外的情况(33),到目前为止,大多数的研究人类DPSCs第三臼齿隔绝,或门齿和剥离细胞被移植的报道这些细胞产生矿化组织的能力,牙本质细胞外基质类型结构,牙周韧带或牙髓(表2)。

有趣的是,人类DPSC管理的一般程序是实现在脚手架或多孔生物材料加强移植部位和诱导组织再生。各种材料已被用于生产支架,包括以下几点:胶原蛋白纳米纤维(NF) poly-L-lactic酸(丙交脂)、壳聚糖、聚乙二醇纤维蛋白HA / TCP,或这些材料的结合;例如,文德兰花等人应用DPSCs PDLSCs和骨骨髓来源msc胶原/壳聚糖支架2×10的密度6细胞/支架和观察DPSC牙原性的分化和骨骨髓来源msc、而不需要添加外源性生长和分化的因素(92年]。张等人的2×106DPSCs / /丝绸纤维/胶原/ hexafluoro-2-propanol (HFIP)脚手架和观察到他们形成软牙髓93年]。黄等人创建了一个poly-D L-lactide,乙交酯(身为)物质,形成多孔支架的种子1×107DPSCs,导致发展成牙质细胞产生牙本质细胞类型材料,也有能力再生纸浆类型组织(94年]。

8。DPSCs和组织修复

众所周知,msc参与增长,伤口愈合,在生理和病理条件下细胞替换。这些细胞已经被证明是有效的在牙周组织再生,糖尿病危重肢体缺血组织,骨骼造成的损害骨坏死,烧伤导致的皮肤损伤(47,95年,96年)、肝脏、神经和骨骼肌组织和血管97年- - - - - -One hundred.)其他组织(3]。关于DPSCs,分化成成的能力是一个重大利好tooth-tissue工程中使用,但是越来越多的证据表明,这些干细胞还能修复extraoral组织,例如,肌肉骨骼系统的组织,因为他们的相似之处骨骨髓来源msc (51,91年),导致了他们目前被认为是最容易的和有吸引力的多功能msc、高的增长率,用于组织工程和再生医学(101年]。

9。牙周再生与DPSC

最常见的一种慢性感染性疾病,影响了全球90%的人口,是牙周病(PD) (102年]。在牙周层面,修复包括愈合伤口,即使没有完全恢复原来的架构或组织功能。相比之下,再生涉及复制丢失或损坏的部分,所以最初的功能完全恢复。PD类型,称为牙周炎,充分说明了结构支持的渐进破坏牙齿和牙齿脱落的主要原因是成人(103年]。因此,对于牙周炎,牙周再生需要的完整恢复牙周韧带的所有组件,包括牙周、牙龈结缔组织、牙骨质和牙槽骨,这是一个挑战,在临床实践中104年),因为当组织学检查显示良好的再生,新组织类似于失去的组织,但有不同的特点,尽管在大多数情况下,再生之间的牙周韧带没有neoformed组织和骨水门汀(4]。

当前再生协议,如那些使用自体骨移植、同种异体或异质成形的材料,也有局限性,因为它们通常导致组织修复而不是真正的再生(105年和在所有临床情况下不能使用106年]。因此,这些协议,虽然承诺,远从医学的确定性。等过程的生长和分化因子(107年)和抗炎分子(108年,109年诱导牙周再生)取得了积极的成果,但这些因素的平均半衰期很短,这限制了它们的使用再生疗法。

临床前研究表明,DPSCs,隔绝人类第三磨牙和移植到免疫缺陷小鼠和大鼠,分化成cementoblast-like细胞,脂肪细胞和胶原蛋白形成细胞能够产生类似于牙周组织水泥材料(105年]。CD146的表达STRO-1, CD44一直观察到细胞参与牙周再生,和杜等人表明,SDF-1牙周组织再生的一个额外的指标(109年,110年]。

研究表明,有可能形成复杂的结构如pulp-dentine根牙骨质、牙周韧带,通过移植DPSCs免疫力低下小鼠(表2),这些细胞可能参与发生在牙周缺损的修复过程中创建的啮齿动物。也有报道表明脱落细胞能够刺激骨形成,这就带来了一种可能,他们可以用来诱导骨颅面骨再生(111年]。然而,尽管这些和其他实验动物提供明确的证据数据的潜力DPSCs诱发口腔组织的形成,临床试验使用DPSCs尚未广泛报道[39]。达等人表明,人类自体DPSC /胶原蛋白海绵biocomplex植入恢复患者的下颌骨组织(51]。

有趣的是,临床评估,进行了3年人类DPSC自体移植后,显示的功能口腔龋齿,下颚,和粘膜膜是正常的而且没有观察到的改变;然而,彻底的组织学研究和一个先进的在线holotomography透露,再生组织移植物的网站由一个完全的密质骨均匀血管浸润和矩阵密度高,而不是一种海绵状的生理的区域;因此,骨再生是完全不同于正常的牙槽骨。作者指出,这可能是因为嫁接DPSCs不遵循当地信号周围的松质骨(72年]。最近发现预处理DPSCs与丙戊酸(VPA),组蛋白去乙酰酶抑制剂的选择性抑制剂(HDAC),极大地提高了矿化矩阵的形成,增加骨糖蛋白的表达参与矿化矩阵的形成和负面影响晚期分化的标志(112年]。这表明调节干细胞表观遗传变化的反应可能与DPSCs再生的关键,成功地生成复杂的结构(一个真正的再生),和它不仅带来了组织,类似于原始的,比如什么是通过使用现有的组织工程策略。是否建议的乔et al .,表观遗传监管机构的应用,例如,HDAC抑制剂(34对干细胞干预[],可能有价值112年是一个问题,在未来更值得关注。

10。DPSCs和神经系统

神经crest-related干细胞可以从成年哺乳动物的颅面孤立的组织,如牙髓(113年],牙周韧带[114年),和唾液腺115年)和达等人提供的证据表明,成人牙科卵泡由细胞神经嵴细胞的特征或,至少,显示这些细胞多能性一样,因为他们轻松高效地引起神经元,成骨细胞,脂肪细胞,和其他cytotypes coexpress早期神经祖细胞标记和血管内皮生长因子受体,如Brn3a flk-1,并留住胚胎标记Oct-4 Nanog, TRA1-60,交易- 1 - 80 - 1 (51]。这个证据表明细胞来源于牙科组织有能力引起细胞的神经系统可以解释DPSCs再生潜力的中枢神经系统受损和替换丢失的神经元分化,至少在老鼠(69年,116年),以及能够产生神经营养因子(NTFs),促进神经元存活和轴突的指导;这些属性可部分归因于他们的个体发育的神经嵴来源(117年,118年]。

DPSC显著提高培养神经元的存活率)阳性胚胎通过释放神经营养因子酪氨酸羟化酶。在动物实验中,牙髓移植到脊髓半切的运动神经元存活(117年],DPSCs被证明表达巢蛋白和胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)、基因和蛋白质水平(9]。

DPSCs已被证明在体外促进细胞生存和neuritogenesis coculture原发性成年大鼠视网膜细胞,促进视网膜神经节细胞的生存(RGCs)和视神经轴突再生的体内模型粉碎(ONC)。这些proregenerative和神经保护作用主要归功于DPSCs诱导神经营养因子的表达的能力,包括以下几点:神经生长因子(神经生长因子),脑源性神经营养因子(BDNF), neurotrophin-3 (NT-3)。然而,它已经表明,视网膜神经胶质细胞也可能导致DPSC-induced神经保护(118年]。

光敏感的感光细胞的损失是无法治疗失明的主要原因,和MSC移植是一个潜在的战略来恢复视力恢复光感受器的功能。因此,各种研究表明,干细胞来自不同来源和祖细胞能分化成视网膜感光细胞在体外和体内。在这方面,布雷等人最近从视网膜显示DPSCs响应信号,表示标记的成熟细胞,如脑源性神经营养因子和视紫红质,视网膜视杆细胞的跨膜蛋白,它强化了假设这些细胞可以分化成功能驱动的光感受器,提高DPSC-based疗法修复视网膜损伤的可能性(25]。

11。DPSCs和免疫系统疾病的治疗

DSC有免疫调节能力与BM-derived MCS,这就是为什么他们提出了msc治疗的替代品。的确,有强有力的证据表明牙科msc可能对诱导免疫抑制治疗药物在口腔炎症的情况下,甚至在其他慢性炎症性疾病3]。

12。卫生条例

使用DPSCs广泛临床应用不规范在所有国家。从这个意义上说,除造血干细胞,作者如贝尼特斯指出,墨西哥被认为是一个目的地细胞疗法的应用神奇的治疗,由于缺少法律法规,提供安全这一新的医学分支(119年]。

13。结论

在过去的十年中,取得了重大进展MSC研究;然而,目前,有悬而未决的问题是至关重要的实现他们的临床应用,如建立质量控制协议和安全检查。此外,还需要更多的研究来阐明文章的来源和数量的DPSCs最适合诱导牙周再生,给药途径和脚手架的类型是最适当的是否有禁忌症的临床使用和管理之后,应该考虑哪些参数来监测他们的临床疗效。因此,DPSC疗法所承诺但魏et al ., MSC治疗一样,它远不是一个成熟的临床技术120年]。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

埃德加Ledesma-Martinez是主要作者。

承认

作者感谢PAPIIT IN221815。

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