牙干细胞在牙槽骨和牙周再生中的应用研究进展｜MedComm-Future Medicine

牙周病是一种口腔常见的慢性炎症性疾病，其不可逆地破坏牙周组织严重影响了我们的口腔健康。作为牙周病始动因子，口腔牙菌斑成分复杂并难以完全去除，一旦牙龈及牙槽骨受到破坏，通常难以恢复，因此牙周病治疗常需要反复治疗耗费大量时间及费用。目前，牙科干细胞疗法提供了一系列有前景的治疗方案，其再生牙周组织的潜力可能克服原始疗法的一些局限性。

近日，珠海市人民医院-暨南大学珠海临床医学院口腔科刘照永主任医师课题组合作澳门科技大学医学院在Wiley发行的MedComm - Future Medicine上发表了题为“Research progress on application of dental stem cells in alveolar bone and periodontal regeneration”的综述研究论文，全面详细地介绍了牙干细胞在牙槽骨和牙周组织再生中的生物学、机制和应用，回顾了证明牙干细胞疗法有效性和安全性的临床前和临床研究，强调了它们在恢复牙周健康方面的潜力。

点击此处即可免费获取论文原文

间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSC)是一种成人干细胞(Adult stem cells, ASCs)，具有自我更新和分化为骨和软骨细胞的潜力，可以从动物和人类来源分离出来。这些非造血多能干细胞可以分化为中成纤维细胞谱系，包括脂肪细胞、骨、软骨细胞、外胚层谱系的神经细胞和内胚层谱系的肝细胞。MSCs在全球干细胞疗法的临床研究中得到了广泛的应用^[1](图1）。

骨髓仍然是MSCs最有价值的来源之一，十多年来，骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived MSCs)的使用一直在治疗各种疾病发挥巨大潜力，包括肌肉骨骼疾病，如肌肉萎缩或骨/软骨退化；血液相关疾病；行为和精神障碍；免疫系统功能障碍；神经系统疾病；病毒/传染病；癌症；以及伤口和伤害。^[2]尽管BMMSCs具有潜力，但骨髓组织中比例相对较低，而来自脂肪组织的MSCs，即脂肪源性干细胞（adipose-derived stem cells ,ADSCs），已被可靠地分离出来。这些细胞的特征是骨髓样、塑料粘附的MSCs，并从脂肪组织的基质血管部分分离出来。它们比BMMSCs更具优势。^[3]其保留了分化为中胚层衍生细胞的潜力，并因其调节作用和低免疫原性而得到普遍认可。^[4]临床结果表明，这些细胞在神经退行性疾病、心血管疾病和自身免疫性疾病中具有重要前景。^[5]

除了最常用的BMMSCs和ADSCs外，还发现了许多其他来源的MSCs，例如牙干细胞（dental stem cells,DSCs）已经在牙槽骨和牙周再生中的广泛应用。已经鉴定出多种类型的DSCs，包括牙髓干细胞（dental pulp stem cells,DPSC）、人类脱落乳牙干细胞、牙周韧带干细胞（periodontal ligament stem cells,PDLSCs）、牙囊干细胞和根尖乳头干细胞。经过分离、扩增和转移后，来自不同来源的DSCs通过生物材料、支架、生长因子和生物活性分子的联合作用促进牙槽骨和牙周再生。（图2）DPSCs和PDLSCs是来源于口腔组织的两种重要类型的MSCs，DPSC已被用于治疗牙髓坏死和牙髓炎等疾病；PDLSCs可以促进牙周组织的再生，包括牙周韧带、牙槽骨和牙骨质。在临床应用方面，不同牙源性干细胞也可应用于牙科再生的各个领域，例如在牙周组织再生、引导骨再生、侧向和/或垂直牙槽嵴增强、上颌窦提升和牙槽嵴保存等。

牙科组织再生的生物工程围绕三个主要要素：识别合适的干细胞，创建合适的支架，以及刺激细胞、组织或器官修复或再生的有效信号。^[6] DSCs在这一领域的功能深受支架选择的影响。支架主要来自两个来源：脱细胞生物组织和天然或合成生物材料。^[6]将DSCs与支架整合有两种主要方法：基于细胞和无细胞组织工程。在基于细胞的组织工程中，干细胞在体外支架上培养，以在移植前创建所需的组织。^[8]相反，在无细胞组织工程学中，将具有生长和分化因子的生物活性支架植入靶组织，以招募和支持驻留干细胞的生长和特化。^[9]此外，接种在支架中的DSCs的行为受到各种生长因子和形态发生因子等环境因素的显著影响，这些因素对再生治疗的成功至关重要。

除了前面描述的生物支架、生长因子和生物活性分子外，基因编辑技术的应用进一步增强了DSCs的再生潜力。基因编辑技术已初步应用于DPSCs和PDLSCs。对于DPSC，基因编辑策略通常旨在增强其在牙本质再生、神经发生和血管生成方面的内在能力。经过精心定制，以确保精度并最大限度地减少脱靶效应，这对它们在牙齿再生和修复中的成功应用至关重要。

综上，DSCs在再生牙科中显示出巨大的潜力，特别是在牙槽骨和牙周组织的再生方面。在这篇文章中，我们全面详细地介绍了DSCs在牙槽骨和牙周组织再生中的生物学、机制和应用。我们回顾了证明DSCs疗法有效性和安全性的临床前和临床研究，强调了它们在恢复牙周健康方面的潜力。然而，为了充分利用它们的潜力，必须解决确保干细胞纯度、优化培养条件和开发高效递送系统等挑战。