牙齒缺失是一種非常常見的疾病,它影響了人們的咀嚼功能,語言功能,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)出牙髓干細胞,天然牙齒的發(fā)展成為一種希望,牙髓干細胞在特定的條件下能分化為成牙本質(zhì)樣細胞,體內(nèi)能形成規(guī)則的牙本質(zhì)-牙髓復(fù)合樣結(jié)構(gòu)。除種子細胞外,對牙本質(zhì)組織工程來說,作為臨時細胞外基質(zhì)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穩(wěn)定性和物理特性,提供良好的生物相容性,利于細胞的貼附、增殖和分化。此外,細胞的生長分化受到多種因素的影響,包括細胞所處的局部微環(huán)境、細胞間的相互作用以及細胞內(nèi)外信號分子的調(diào)控等因素。 本研究分析了細胞外基質(zhì)(細胞外基質(zhì)形成的細胞膜片和支架材料)對牙髓干細胞增殖與牙向分化能力的影響。并分析了牙髓干細胞分化過程中的MAPK信號通路分子機制的調(diào)控作用,進一步分析了多種支架材料作用于牙髓干細胞分化過程中的MAPK分子機制研究,為牙本質(zhì)再生研究提供了理論基礎(chǔ)。 所取的主要結(jié)論如下: 第一部分膜片技術(shù)對牙髓干細胞成牙能力的影響 本研究通過檢測抗壞血酸誘導(dǎo)后的牙髓干細胞的增殖礦化能力分析了抗壞血酸對牙髓干細胞增殖分化的影響。實驗結(jié)果表明:經(jīng)過抗壞血酸條件培養(yǎng)液誘導(dǎo)后大鼠牙髓干細胞增殖能力和分化能力增強,以及礦化基質(zhì)合成能力也增強。我們利用抗壞血酸條件培養(yǎng)液誘導(dǎo)后大鼠牙髓干細胞構(gòu)建了牙髓干細胞膜片,并通過比較膜片技術(shù)和常規(guī)的細胞培養(yǎng)技術(shù)對牙髓干細胞牙向分化的影響,分析了細胞膜片技術(shù)對牙髓干細胞成牙能力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)細胞膜片接種在CBB材料比細胞接種在CBB材料的牙髓干細胞牙向分化能力增強。這一發(fā)現(xiàn)提示了細胞外基質(zhì)和細胞間的相互作用對牙髓干細胞的分化,起著重要的作用,為牙髓干細胞用于牙本質(zhì)再生提供了一個新的思路。 第二部分不同材料對牙髓干細胞成牙能力影響的研究 本實驗主要從體外、體內(nèi)較全面的研究五種常用支架材料對牙髓干細胞成牙能力的影響,進一步篩選出適合種子細胞牙髓干細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),煅燒牛骨(CBB),脫細胞小腸粘膜下層(SIS),PLGA,膠原-透明質(zhì)酸-硫酸軟骨素(Co-CS-HA)。實驗結(jié)果表明:天然材料DDM、CBB和SIS較合成材料PLGA和Co-CS-HA對牙髓干細胞有著較良好的生物相容性,明顯增強了牙髓干細胞的增殖,分化和牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白mRNA(BSP,OCN,DSPP和DMP-1)的表達,進一步發(fā)現(xiàn)礦化組織來源地的天然材料DDM和CBB體內(nèi)移植形成典型的牙髓-成牙本質(zhì)細胞-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較強的促進了牙髓干細胞的牙向分化,是牙本質(zhì)組織工程優(yōu)秀的材料。 這一發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)了我們在牙本質(zhì)組織工程中,材料的應(yīng)用應(yīng)考慮到牙本質(zhì)細胞外基質(zhì)的作用;同時為材料在牙本質(zhì)再生研究中選擇提供了重要的指導(dǎo)意義。 第三部分牙髓干細胞分化過程中MAPK信號分子機制的研究 本實驗通過阻斷牙髓干細胞的MAPK信號通路后,對牙髓干細胞堿性磷酸酶活性和礦化結(jié)節(jié)進行分析,探討MAPK信號在牙髓干細胞牙向分化中的調(diào)控作用。實驗結(jié)果表明:牙髓干細胞在礦化液誘導(dǎo)中,ERK1/2和p38阻斷后,牙髓干細胞的堿性磷酸酶活性減低,礦化結(jié)節(jié)量減少。進一步分析了在不同材料與牙髓干細胞相互作用過程中,MAPK信號通路對牙髓干細胞調(diào)控作用,并探討MAPK信號與支架材料是否有著一定的相關(guān)性。結(jié)果表明:材料與牙髓干細胞相互作用的過程,不同材料對牙髓干細胞MAPK信號通路活性影響不同。DDM, CBB和SIS材料比PLGA和Co-CS-HA材料較強的激活ERK1/2和p-38MAPK信號通路,此外,在DDM和CBB與牙髓干細胞作用中,阻斷ERK1/2和p-38MAPK信號通路,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p38 MAPK參與調(diào)控了牙髓干細胞的分化,支架材料通過激活ERK1/2和p38 MAPK信號通路來促進牙髓干細胞的分化。并為牙本質(zhì)再生與修復(fù)提供了一個新的思路,通過調(diào)控MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)進行調(diào)控細胞的功能。
【學位單位】：第四軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2010
【中圖分類】：R780.2
【部分圖文】：

1有限稀釋法培養(yǎng)單克隆來源的牙髓干細胞1d、7d、10d和14d

-95-圖 1.1.2 牙髓干細胞多向分化能力檢測A 成骨誘導(dǎo)陰性對照；B 成骨誘導(dǎo)茜素紅染色陽性；C 成脂誘導(dǎo)陰性對照；D 成脂誘導(dǎo)油紅 O 染色陽性注：論文中所有圖片的標尺條均表示100μm

第四軍醫(yī)大學博士學位論文-96-圖1.1.3 抗壞血酸誘導(dǎo)后牙髓干細胞增殖能力變化A 未誘導(dǎo)組；B 抗壞血酸誘導(dǎo)組；C MTT 檢測細胞生長；D,E 流式細胞周期檢測：D 未誘導(dǎo)組，E 抗壞血酸誘導(dǎo)第06期 張紅梅：微環(huán)境對牙髓干細胞成牙能力的影響及MAPK信號分子機制調(diào)控的研究 E074-
【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 王志華;LPS對人牙髓干細胞增殖定向分化能力的影響及其相關(guān)機制的研究[D];第四軍醫(yī)大學;2013年

本文編號：2887267