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国内已有IND获批!干细胞在牙周组织再生中的应用和挑战
发布时间: 2022-02-27 10:39:16

截至目前,我国共有21种间充质干细胞新药获得临床试验默示许可,其中适应症包括牙周组织相关疾病。这说明人们越来越重视干细胞疗法,尤其是间充质干细胞在再生医学领域的潜在优势,那么这些潜在优势是什么呢?日期,发表在《EXCLI J.》杂志上的综述给了我们答案[1]:间充质干细胞疗法为牙周组织再生提供了新的临床策略。

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牙周再生是指受损的牙周附着装置(牙骨、牙周韧带和牙槽骨)完全恢复到原来的结构和功能状态。牙周组织的再生模仿了牙周组织的发育过程,其中招募具有分化潜力的细胞(干细胞),产生牙骨、牙周韧带和牙槽骨是该过程的关键点。

间充质干细胞和牙周再生

再生医学中使用的干细胞可分为两类:胚胎干细胞 (ESC) 和成体干细胞 (ASC)。间充质干细胞是目前研究最多的成体干细胞之一,包括几乎所有组织的细胞。

与胚胎干细胞相比,间充质干细胞的再生能力有限,但容易获得,具有免疫耐受性。间充质干细胞已被用于促进牙齿组织、骨骼、软骨、肌肉和神经再生,并参与治疗脑缺血、肝纤维化、糖尿病、类风湿性关节炎和老年痴呆症等多种疾病。

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图片来自文献[2]

牙科干细胞的再生治疗

自我繁殖、多能性、长寿命、可塑性等特点使干细胞成为再生疗法的绝佳候选人。干细胞在牙齿再生的许多过程中起着重要的作用。

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图片来自文献[1]

NO.1

牙周组织再生

牙根周围高度特化的结缔组织称为牙周韧带 (PDL),它在将牙齿嵌入颌骨、保持牙齿稳定、修复、喂养等方面起着关键作用。

牙周膜干细胞(PDLSCs)它来自间充质干细胞,很少存在于牙囊中,主要位于血管和骨内膜之间的间隙附近,具有很强的生长潜力。牙周膜干细胞可分化为软骨细胞样细胞、脂肪细胞样细胞、成骨细胞样细胞等多种间充质谱系细胞,其中成骨细胞样细胞最具临床价值。成骨细胞样细胞能形成西素红阳性矿化结节,表达骨相关标志物,形成骨、细胞牙骨质、牙髓样复杂结构(含成牙本质细胞样细胞和血管)。

NO.2

牙骨质再生

Hertwig 上皮根鞘 (HERS) 细胞被认为是牙骨质的来源,可以在牙根颈部周围产生一层薄薄的脱细胞,也可以形成厚厚的细胞,覆盖牙根的下部。在受损的牙周组织中,牙骨质特异性蛋白(CEMP)负责通过诱导特定的信号通路,诱导牙周膜干细胞(PDLSC)、牙囊干细胞(DFSC)脂肪干细胞(ADSC)分化为成牙骨质细胞和成骨细胞,导致牙周再生、牙周韧带纤维形成、牙周血管形成和牙骨质样矿化细胞外基质。

NO.3

唾液腺再生

唾液腺有两种方法:1)人工唾液腺的组织工程建设和移植;2)干细胞移植到受损的唾液组织中,重建唾液腺的功能。最常用的干细胞类型是间充质干细胞(MSCs)

NO.4

全牙再生

全牙缺失可能严重影响患者的生活质量和自尊心。牙齿是人体的主要器官之一,由多个硬组织和软组织组成。牙釉质、牙本质和牙骨质是牙髓周围的硬组织,也是牙齿中唯一的血管组织。

一般来说,新牙的形成主要通过重组牙胚和牙形支架。重组牙胚使用真皮间充质干细胞(DMSCs)表皮干细胞的表皮干细胞(DESC),将其移植到牙槽骨中进一步生长,并从牙龈中萌出新牙;牙形支架填充真皮间充质干细胞(DMSCs)和DESCs植入牙槽骨,最终形成功能性牙齿。

干细胞在牙科中的应用挑战

干细胞再生疗法被认为是目前最先进的牙周组织疾病,最常用于牙周组织再生的干细胞类型是间充质干细胞、牙髓干细胞、成人干细胞、骨膜衍生干细胞和骨祖细胞。

研究充质干细胞的免疫调节功能还有很长的路要走。了解干细胞移植过程中的免疫调节特性对实现最佳组织再生和控制局部免疫反应至关重要。

自体干细胞已经开始用于一些再生牙髓和牙周组织的临床试验,一些已经开始公布临床研究结果。未来,基于干细胞的再生疗法有望使世界上许多牙周组织疾病患者受益,随着现代成像系统、纳米技术和数学建模技术的不断发展,这些技术将有助于干细胞疗法在更短的时间内获得更可靠和定性的结果。

参考文献:

[1] SoudiA,Yazdanian M,Ranjbar R,Tebyanian H,Yazdanian A,Tahmasebi E,Keshvad A,Seifalian A. Role and application of stem cells in dental regeneration: Acomprehensive overview. EXCLI J. 2021 Feb 22;20:454-489.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33746673/

[2] Zhang,S. Y.,Ren,J.Y.,