干細(xì)胞治療與牙周組織再生

楊 昊 綜述，陳發(fā)明，金 巖 審校

(第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 710032)

牙周炎是由牙菌斑生物膜引起的牙周組織的慢性感染性疾病，是人類(lèi)口腔健康的“頭號(hào)殺手”，并與心血管疾病、糖尿病等全身疾病的發(fā)病密切相關(guān)。由牙周炎所導(dǎo)致的牙齒支持組織(包括牙齦、牙周膜、牙槽骨和牙骨質(zhì))的破壞喪失是成年人牙齒缺失的主要原因。近年來(lái)，隨著牙周植骨術(shù)和引導(dǎo)性組織再生術(shù)(guided tissue regeneration，GTR)的廣泛開(kāi)展和臨床應(yīng)用，徹底改變了傳統(tǒng)的牙周治療觀念，即牙周“修復(fù)”為牙周“再生”。但是，目前可供選擇的手段和方法在恢復(fù)牙周組織的生理結(jié)構(gòu)和功能上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到理想的目標(biāo)。

組織工程學(xué)理論和技術(shù)的飛速發(fā)展為牙周組織再生提供了新的思路，生物活性因子、干細(xì)胞等新的生物學(xué)手段和方法也在牙周組織再生研究中被廣泛應(yīng)用。干細(xì)胞是一類(lèi)未分化的，具有自我更新和多向分化潛能的細(xì)胞，是組織再生和重建的“基石”，隨著細(xì)胞工程和組織工程技術(shù)的不斷發(fā)展，干細(xì)胞治療成為了多種組織器官修復(fù)再生的新希望。在再生牙科學(xué)領(lǐng)域，干細(xì)胞治療也是牙周病治療和牙周再生研究的熱點(diǎn)，本文就干細(xì)胞治療在牙周組織再生中的應(yīng)用作一綜述。

1 與牙周組織再生相關(guān)的干細(xì)胞

1.1 牙周膜干細(xì)胞

2004年，美國(guó)南加州大學(xué)牙學(xué)院顱頜面分子生物學(xué)研究中心施松濤教授指導(dǎo)的課題組首次發(fā)現(xiàn)了牙周膜干細(xì)胞(periodental ligament cells，PDLSCs)的存在［1］，此后相繼研究證實(shí)了PDLSCs是一類(lèi)維持牙周組織動(dòng)態(tài)平衡和缺損修復(fù)的關(guān)鍵細(xì)胞［2］，在動(dòng)物體內(nèi)可以形成新的牙周組織結(jié)構(gòu)［3］，為PDLSCs用于牙周組織再生治療提供了依據(jù)。

1.1.1 PDLSCs的培養(yǎng)、分離和純化

傳統(tǒng)的牙周膜細(xì)胞的分離培養(yǎng)方法有酶消化法和組織塊法。酶消化法是把已剪成小塊的組織進(jìn)一步松散，直接獲得細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)的方法，此方法獲得細(xì)胞數(shù)量多，但步驟繁瑣，易污染，且需要組織量大［4］。組織塊法是將擬培養(yǎng)的組織剪成小塊直接接種于培養(yǎng)瓶的方法，此方法雖然因操作簡(jiǎn)單，需要組織量少而多被采用，但細(xì)胞貼壁率低，原代培養(yǎng)的成功率僅20%［5－6］，而將上述兩種方法聯(lián)合使用的酶消化組織塊法則可使原代培養(yǎng)的成功率達(dá)到77.8%［7］。牙周膜細(xì)胞原代培養(yǎng)后，常用以下方法進(jìn)行PDLSC的分離和純化:①免疫磁珠法。分離PDLSCs所用的基質(zhì)細(xì)胞抗原(stromal cell antigen，STRO－1)為間充質(zhì)干細(xì)胞的表面標(biāo)志物，基本步驟是將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)的牙周膜細(xì)胞與STRO－1抗體孵育使之與處理好的磁珠混合，然后放在磁力架上分離，用磁珠分離液分離磁珠后取上清液;②有限稀釋法。將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的牙周膜細(xì)胞以1.0～1.5×104個(gè)/L的密度接種于96孔板，培養(yǎng)12 h后標(biāo)記單個(gè)細(xì)胞孔，擴(kuò)大培養(yǎng)，當(dāng)克隆細(xì)胞長(zhǎng)至孔底的1/3～1/2時(shí)胰酶消化傳代;③流式細(xì)胞儀分離法。原理與免疫磁珠法相似，不同點(diǎn)是在分離前要對(duì)目的細(xì)胞進(jìn)行免疫熒光染色;④神經(jīng)微球形成培養(yǎng)系統(tǒng)。Techawattanawisal等［8］借鑒神經(jīng)干細(xì)胞的特殊培養(yǎng)體系，將酶消化培養(yǎng)的牙周膜細(xì)胞放在含20 μg/L表皮生長(zhǎng)因子、50 μg/L堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)、10 μg/L 白血病抑制因子的無(wú)血清培養(yǎng)液中，成功地分離培養(yǎng)了大鼠的PDLSC。

利用免疫磁珠法和流式細(xì)胞儀法分離PDLSCs雖然簡(jiǎn)便易行，速度較快，但免疫磁珠法分離PDLSCs的獲得率小于1%［9］，而且兩者都需特殊器械，費(fèi)用較高。而利用有限稀釋法分離PDLSC雖較為繁瑣，速度慢，但不需特殊器械，費(fèi)用低，細(xì)胞克隆率為 2.3%［10］。

1.1.2 PDLSCs的鑒定

PDLSCs有多種細(xì)胞標(biāo)志物，可利用這些標(biāo)志物進(jìn)行表型分析，以鑒定是否為PDLSC。其標(biāo)志物主要分為以下幾類(lèi):①間充質(zhì)干細(xì)胞標(biāo)志物，包括STRO－1和CD146/MUC18。STRO－1是用CD34陽(yáng)性骨髓細(xì)胞進(jìn)行免疫產(chǎn)生的小鼠IgM單抗，能識(shí)別人骨髓基質(zhì)成分表達(dá)的表面抗原，是干細(xì)胞分化早期的標(biāo)志物［11］，間接免疫磁珠法分離PDLSC主要用該抗體［1，9，12］。STRO － 1 不僅在 PDLSC 中有表達(dá)，在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞中也有表達(dá)［1］;②腱細(xì)胞標(biāo)志物。堿性螺旋環(huán)－螺旋轉(zhuǎn)錄因子是腱細(xì)胞特有的標(biāo)志物，與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和牙髓干細(xì)胞相比，PDLSC的該標(biāo)志物表達(dá)水平更高，提示PDLSC是不同于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和牙髓干細(xì)胞的新的間充質(zhì)干細(xì)胞;③其他細(xì)胞標(biāo)志物。PDLSC還可以表達(dá)包括 CD90、CD29、CD44、CD166、CD105和CD13在內(nèi)的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的表面標(biāo)志物［9－10］。此外，Kawanabe 等［13］通過(guò)熒光活體染料煙酸己可堿33342(Hoeehst33342)泵出實(shí)驗(yàn)，又從人的牙周膜中篩選了另一種源于造血干細(xì)胞的標(biāo)志物——腺苷三磷酸結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體成員－2，從而豐富了PDLSC的研究，為PDLSC的分離鑒定提供了新的思路。除上述通過(guò)表型分析進(jìn)行PDLSC鑒定外，還可根據(jù)PDLSCs在特定的培養(yǎng)環(huán)境下，可向成骨細(xì)胞、成牙骨質(zhì)細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和膠原形成細(xì)胞［9］等多向分化的潛能，進(jìn)行功能鑒定。

1.2 骨髓來(lái)源干細(xì)胞

骨髓基質(zhì)細(xì)胞于20世紀(jì)60年代末由Friedenstein提出，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)骨髓標(biāo)本在培養(yǎng)過(guò)程中有呈貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞群落，經(jīng)幾次傳代后這些細(xì)胞仍能保持原代培養(yǎng)時(shí)的紡錘狀，繼續(xù)培養(yǎng)后能大量增殖，且能形成類(lèi)似骨或軟骨的沉積物。由此，F(xiàn)riedenstein將之稱(chēng)為骨髓多能基質(zhì)干細(xì)胞，又名骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone mesenchymal stem cells，BMSCs)［14］。此后的研究逐漸發(fā)現(xiàn):BMSCs具有多向分化的潛能，可在不同的環(huán)境和細(xì)胞因子作用下分化為成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、肌細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等［15－16］。Maniatopoulos 等［17］報(bào)道，用骨髓基質(zhì)細(xì)胞在體外可培養(yǎng)出骨樣鈣化組織，經(jīng)X線衍射分析其具有羥基磷灰石結(jié)構(gòu);Wakiiani等［18］利用兔骨髓的基質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行膝軟骨的自體移植，取得了一定的修復(fù)效果;劉宏偉等［19］報(bào)道，利用自體骨髓基質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行牙周移植，可加快牙槽骨的再生。以上結(jié)果充分說(shuō)明骨髓基質(zhì)細(xì)胞不僅可作為骨組織修復(fù)再生提供細(xì)胞來(lái)源，亦可作為牙周再生的種子細(xì)胞，而且將其應(yīng)用于牙周組織工程的許多研究亦均取得成功［20－21］。

1.3 其他來(lái)源的干細(xì)胞

雖然BMSCs和PDLSCs是目前較為成熟的種子細(xì)胞，但由于BMSCs的擴(kuò)增能力有限，對(duì)生長(zhǎng)因子的反應(yīng)常會(huì)隨供髓者的年齡增長(zhǎng)而降低，致其成骨能力下降，加之供者骨髓量有限，一定程度上限制了其作為種子細(xì)胞的應(yīng)用。PDLSCs也因來(lái)源有限，不能保證能獲得足夠的用于牙周組織再生治療的細(xì)胞。脂肪干細(xì)胞(adipose tissue－derived stem cells，ADSCs)是近年研究發(fā)現(xiàn)的一種新的成體干細(xì)胞，該細(xì)胞增殖能力強(qiáng)，體外培養(yǎng)能保持穩(wěn)定的生長(zhǎng)增殖活性，且具有多向分化的潛能，有可能成為牙周組織工程新的種子細(xì)胞［22］。與 BMSCs和PDLSCs相比，ADSCs還具有以下優(yōu)點(diǎn):①取材方便，脂肪組織在體內(nèi)分布廣泛，儲(chǔ)量豐富，可通過(guò)常規(guī)抽脂手術(shù)獲得脂肪而不會(huì)影響其細(xì)胞的活性［23］;②具有良好的體外擴(kuò)增能力;③具有一定的免疫調(diào)節(jié)能力。有研究表明，ADSCs與BMSCs具有相似的免疫原性，在體外可抑制淋巴細(xì)胞增殖，調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞的反應(yīng)能力［24］，提示ADSCs有可能成為組織工程或細(xì)胞治療中同種異體細(xì)胞來(lái)源。而且BMSCs的成骨能力也得到了確認(rèn)，De Ugarte DA 等［25］在比較人 BMSCs、ADSCs的成骨性的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):二者的成骨分化能力沒(méi)有明顯區(qū)別，說(shuō)明ADSCs有可能作為牙周組織工程的種子細(xì)胞。

此外，Jin等［26］還成功克隆了成牙骨質(zhì)細(xì)胞、牙周膜成纖維細(xì)胞和牙濾泡細(xì)胞，并通過(guò)研究表明:其中成牙骨質(zhì)細(xì)胞是牙周組織工程的又一重要種子細(xì)胞來(lái)源。牙齦成纖維細(xì)胞(gingival fibroblast cells，GFCs)是牙周組織的組成成分，具有很強(qiáng)的生長(zhǎng)和自我繁殖能力，在適當(dāng)?shù)拇碳は拢杀磉_(dá)成骨細(xì)胞表型，且來(lái)源豐富，容易獲得，亦有望成為牙周組織工程的理想種子細(xì)胞［27－28］。組織工程種子細(xì)胞來(lái)源還有一種途徑是胚胎干細(xì)胞，是一種來(lái)源胚胎的具有高度增殖和多向分化能力但尚未分化的細(xì)胞，在一定條件下具有向3個(gè)胚層組織和細(xì)胞分化的全能性。美國(guó)Gearhart實(shí)驗(yàn)室(1998)開(kāi)始了人胚胎干細(xì)胞的建系，Geubinoff等(2000)［29］成功地從人囊胚建立了兩株未分化的人胚胎干細(xì)胞系。胚胎干細(xì)胞領(lǐng)域的迅速發(fā)展和所取得的矚目成就，有可能為牙周組織工程提供足夠的種子細(xì)胞來(lái)源［30］。日本科學(xué)家Shinya Yama naka(2006)［31］又提出了一種功能干細(xì)胞(induced pluripotent stem，iPS)模型，或稱(chēng)誘導(dǎo)性多潛能干細(xì)胞，是將一些多能遺傳基因?qū)肫つw等受體細(xì)胞后進(jìn)一步體外誘導(dǎo)分化而得到的理想細(xì)胞。iPS細(xì)胞不僅具有和胚胎干細(xì)胞類(lèi)似的功能，還避免了胚胎干細(xì)胞所面臨的倫理和法律等問(wèn)題，目前已成為干細(xì)胞研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，并被用于組織工程領(lǐng)域。Duan等［32］將iPS細(xì)胞與釉基質(zhì)衍生物(enamel matrix derivatives，EMD)結(jié)合進(jìn)行了牙周組織再生實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示結(jié)合了EMD的iPS細(xì)胞可以增強(qiáng)新骨的再生，而且將結(jié)合了EMD的iPS細(xì)胞利用組織工程技術(shù)移植入牙周缺損處亦可明顯增強(qiáng)牙周組織的再生［32］。

2 干細(xì)胞用于牙周組織再生治療的主要方法

2.1 干細(xì)胞體內(nèi)移植

隨著對(duì)干細(xì)胞研究的不斷深入，許多研究均表明:通過(guò)干細(xì)胞體內(nèi)移植能不同程度的促進(jìn)牙周組織的再生，而且簡(jiǎn)便、易行。傳統(tǒng)的方法是將細(xì)胞懸液直接注射到組織病損區(qū)。Mc Guire等［33］為恢復(fù)牙乳頭的高度，將病人自體牙齦成纖維細(xì)胞(gingival fibroblast cells，GFCs)多次注射到預(yù)處理的牙齦乳頭處，結(jié)果顯示:只在組織愈合的前2個(gè)月有較明顯效果，但不能完全恢復(fù)初始高度。因此，一些學(xué)者認(rèn)為，此方法雖然簡(jiǎn)便，創(chuàng)傷小，但只能促進(jìn)少量牙齦缺損的修復(fù)，尚存在一定的缺陷:①由于液體的流動(dòng)性，注射后細(xì)胞懸液的大小、形狀和在組織中的分布難以控制;②細(xì)胞注射液不能提供一定的機(jī)械支持力;③細(xì)胞注射后常呈島形聚集，與受體組織間的粘附性差，不利于細(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)揮功能;細(xì)胞遷移進(jìn)入毛細(xì)血管可能導(dǎo)致毛細(xì)血管栓塞，影響局部血供［34］。

2.2 細(xì)胞膜片技術(shù)

細(xì)胞膜片技術(shù)是利用溫敏型多聚－聚末端異丙基丙烯酰胺(poly N－isopropylacylamide，PIPAAm)在高于或低于臨界溫度32℃時(shí)的親水性和疏水性變化來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)細(xì)胞粘附控制的技術(shù)。當(dāng)溫度低于32℃，PIPAAm的異丙基支鏈充分伸展，呈親水性;相反則呈疏水性。由于細(xì)胞膜表面的疏水結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度高于32℃時(shí)，細(xì)胞在其表面粘附生長(zhǎng);而當(dāng)溫度低于32℃以下時(shí)，細(xì)胞自動(dòng)分離，因此只需降低溫度無(wú)需酶消化就可獲得完整的細(xì)胞。有研究證明［34］:通過(guò)該技術(shù)獲得的細(xì)胞活性強(qiáng)，功能完整，且由于保存了培養(yǎng)過(guò)程中已形成的細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞連接，當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)密集時(shí)，可實(shí)現(xiàn)大量細(xì)胞的膜片狀分離，而且無(wú)需支架材料即可將細(xì)胞移植到包括培養(yǎng)皿、其他細(xì)胞膜片和機(jī)體組織等各種表面上，并能與之粘附［34］。自 Okano 等［35］發(fā)明細(xì)胞膜片技術(shù)至今，該技術(shù)不斷發(fā)展，目前已成功構(gòu)建了多種細(xì)胞膜片。Hasegawa等［36］將人牙周膜細(xì)胞膜片移植到免疫缺陷大鼠的近中根骨開(kāi)裂模型上，術(shù)后4周實(shí)驗(yàn)組所有牙本質(zhì)表面均有一薄層牙骨質(zhì)樣硬組織形成，并有新生的纖維結(jié)構(gòu)斜插入其中，表明細(xì)胞膜片技術(shù)可用于牙周組織的再生。Akizuki等［37］在犬自體牙周膜細(xì)胞培養(yǎng)中添加抗壞血酸(能增加其Ⅰ型膠原的分泌，以提高細(xì)胞膜片的強(qiáng)度)制備細(xì)胞膜片，以透明質(zhì)酸膜為載體將其移植于比格犬雙側(cè)下頜第一磨牙近中根頰面骨開(kāi)裂模型的缺損區(qū)，術(shù)后8周，實(shí)驗(yàn)組3/5的標(biāo)本可見(jiàn)新生成的牙槽骨、牙骨質(zhì)和牙周韌帶，部分標(biāo)本可見(jiàn)新生血供豐富的膠原纖維垂直插入新生骨和新生牙骨質(zhì)中，提示牙周膜細(xì)胞膜片有促進(jìn)牙周組織再生的潛能。Iwata等［38］將3層經(jīng)成骨誘導(dǎo)的牙周膜細(xì)胞膜片移植到三壁骨缺損的牙根面上，并用多孔β－磷酸三鈣填滿剩余缺損區(qū)，結(jié)果顯示:細(xì)胞膜片植入?yún)^(qū)有骨和牙骨質(zhì)再生，并連接有定向排列的膠原纖維。以上研究結(jié)果表明:牙周膜細(xì)胞膜片有多向分化的性質(zhì)，并能促進(jìn)由軟、硬組織構(gòu)成的牙周組織的再生。但細(xì)胞膜片技術(shù)仍存在著一定的局限性:①雖然獲取細(xì)胞膜片無(wú)需酶消化，但在早期的細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中仍無(wú)法避免酶對(duì)細(xì)胞的損傷;②細(xì)胞膜片強(qiáng)度不足、在移植過(guò)程中需要輔助介質(zhì)，如透明質(zhì)酸膜［37］纖維凝膠［39］等以增加其強(qiáng)度，不能完全脫離生物材料的使用;③溫敏型培養(yǎng)皿需特殊構(gòu)建，成品UpCellTM(CellSeed公司，日本)價(jià)格相對(duì)昂貴。因此，細(xì)胞膜片技術(shù)并非理想的牙周再生技術(shù)。

2.3 組織工程技術(shù)

上世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，大量的治療方法開(kāi)始用于牙周組織的再生治療，其關(guān)鍵的問(wèn)題是如何能使具有再生能力的牙周前體細(xì)胞首先占據(jù)根面，然后再進(jìn)行足夠的冠向遷移。目前，牙周組織再生的研究主要包括三個(gè)方面:①牙齦上皮和結(jié)締組織的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的抑制，即膜引導(dǎo)組織再生術(shù)(guided tissue regeneration，GTR);②牙周前體細(xì)胞再生潛能的激活，包括細(xì)胞移植和細(xì)胞因子對(duì)前體細(xì)胞活性的調(diào)控作用;③病變組織的去除，包括外科翻瓣術(shù)和根面平整。Murphy等［40］稱(chēng)之為引導(dǎo)法、誘導(dǎo)法及細(xì)胞法，并認(rèn)為這3種方法體現(xiàn)了工程學(xué)思想，但均在不同程度上存在著缺陷。近年來(lái)，組織工程學(xué)的迅速發(fā)展為牙周組織再生提供了新的思路，將膜技術(shù)細(xì)胞移植和細(xì)胞因子的調(diào)控融為一體，從而實(shí)現(xiàn)修復(fù)和重建牙周組織缺損的目的。其基本方法是將體外培養(yǎng)的高濃度、功能相關(guān)的活細(xì)胞種植于具有良好生物相容性和生物降解性的細(xì)胞外基質(zhì)材料上，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培養(yǎng)，再將這種細(xì)胞與生物材料復(fù)合體植入機(jī)體病損部位以形成新的具有原來(lái)特殊功能和形態(tài)的相應(yīng)組織和器官，達(dá)到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目的。一些關(guān)于牙周再生的研究表明:從骨髓腔或牙組織中分離出干細(xì)胞，經(jīng)體外擴(kuò)增后，將細(xì)胞種入支架材料或其他基質(zhì)材料如膠原基質(zhì)、β－磷酸三鈣(beta－tricalcium phosphate，β－TCP)以及結(jié)合了 β－TCP的細(xì)胞外基質(zhì)等材料上，再將其植入缺損處，均顯示出較好的再生潛能［1，41－42］。組織工程技術(shù)在牙周再生領(lǐng)域的應(yīng)用成為牙周再生發(fā)展的里程碑，為牙周再生提供了廣闊的應(yīng)用前景和研發(fā)空間。

2.4 基因工程技術(shù)

基因治療分為體內(nèi)和體外兩種途徑，前者將基因直接介導(dǎo)至體內(nèi)特定位點(diǎn)，通過(guò)轉(zhuǎn)染鄰近多種類(lèi)型的細(xì)胞而發(fā)揮作用;后者將基因在體外轉(zhuǎn)染特定細(xì)胞后，再將細(xì)胞回植入體內(nèi)。目前運(yùn)用的主要是體外基因治療，而在牙周再生治療中多見(jiàn)基因工程與組織工程的聯(lián)合應(yīng)用，即將體外培養(yǎng)并經(jīng)過(guò)特定基因重組修飾的組織細(xì)胞附于一定的載體上再植于牙槽骨的缺損處，進(jìn)而誘導(dǎo)促進(jìn)骨組織和牙周韌帶的重建修復(fù)。Jin等［43］報(bào)道:將利用基因轉(zhuǎn)染技術(shù)獲得的穩(wěn)定表達(dá)骨誘導(dǎo)形成蛋白(bone morphogenetic proteins，BMP)的種子細(xì)胞在體外與明膠復(fù)合后，用于鼠牙槽骨人工缺損的修復(fù)取得成功，為BMP在牙周組織工程中的應(yīng)用開(kāi)辟了新空間［44－45］。Giannobile 等［45］發(fā)現(xiàn)，血小板源性生長(zhǎng)因子(platelet－derived growth factor，PDGF)對(duì)牙周組織再生具有明顯促進(jìn)作用，Anusaksathien等［46］利用PDGF－A，PDGF－B基因轉(zhuǎn)染的人 GFCs在體外修復(fù)膠原三維晶體，通過(guò)圖像分析和RT－PCR檢測(cè)結(jié)果提示，PDGF基因轉(zhuǎn)染的人GFCs具備潛在的修復(fù)牙周軟組織缺損的能力;Gamelo等［28］第一次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，利用人PDGF－BB重組體可以獲得Ⅱ度根分叉病變牙周組織的完全再生。同時(shí)，也有大量研究顯示，胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulinlike growth factor，IGF)，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β(transforming growth factor－β，TGF－β)等也能明顯促進(jìn)牙周組織的再生和修復(fù)。這些研究成果給牙周組織再生工程提供了新的技術(shù)途徑。

3 干細(xì)胞治療牙周組織再生所面臨的挑戰(zhàn)

組織工程和基因工程在牙周病治療領(lǐng)域的發(fā)展為牙周組織再生提供了廣闊的前景，但基于牙周組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，要想實(shí)現(xiàn)完全的牙周組織再生仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。雖然牙周膜內(nèi)富含干細(xì)胞，其組織也具有高度的再生潛力，但在利用干細(xì)胞進(jìn)行牙周治療時(shí)依然會(huì)面臨諸多難題，如傳染性、癌變可能、免疫錯(cuò)亂以及胚胎干細(xì)胞應(yīng)用所引起的道德?tīng)?zhēng)論等。同時(shí)還存在干細(xì)胞體外培養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)的培養(yǎng)條件和嚴(yán)格的調(diào)控措施;其臨床轉(zhuǎn)化面臨著人力、物力和財(cái)力不足的問(wèn)題;以及在治療一些非致死性疾病(如牙周疾病)時(shí)，對(duì)“取”與“舍”仍然存在爭(zhēng)議的問(wèn)題，凡此種種均表明加速干細(xì)胞治療牙周病的臨床轉(zhuǎn)化仍任重而道遠(yuǎn)。

如何利用自身組織的細(xì)胞進(jìn)行牙周組織的再生修復(fù)治療也是我們關(guān)注的熱點(diǎn)，這也是內(nèi)源性再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域所研究的內(nèi)容。如果能夠利用細(xì)胞歸巢的機(jī)制解決種子細(xì)胞的來(lái)源問(wèn)題，使自身的干細(xì)胞歸巢到牙周缺損處，將會(huì)解決異體或自體細(xì)胞來(lái)源的諸多問(wèn)題。與淋巴細(xì)胞的歸巢相似，間充質(zhì)干細(xì)胞也可以出現(xiàn)細(xì)胞歸巢，但是很多對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞遷移歸巢的研究顯示，靶向組織中的植入干細(xì)胞檢出率很低，即便將干細(xì)胞注入體內(nèi)其穿越血管選擇性的到達(dá)靶器官并定植的比例也很低，一定程度上影響了其對(duì)組織的修復(fù)作用。另外，還有研究表明，干細(xì)胞向損傷或缺血等組織的歸巢行為及其所涉及的一系列分子均與白細(xì)胞向炎性組織的歸巢機(jī)制十分相似。雖然干細(xì)胞向損傷或缺血組織歸巢的具體機(jī)制至今仍不明確(白細(xì)胞向炎性組織的歸巢機(jī)制已經(jīng)比較清楚)，但是，已經(jīng)證實(shí)一些分子參與了MSCs的歸巢。如:趨化因子家族及其受體，一直被認(rèn)為是介導(dǎo)白細(xì)胞在正?；蜓装Y條件下的遷移和體內(nèi)重分配的重要因子;而現(xiàn)在許多研究表明，它們也是操控MSCs動(dòng)員和遷移的重要因子。Bhakta等［47］研究發(fā)現(xiàn):基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1(stromal cell derived factor－1，SDF－1)能促進(jìn) MSCs遷移。Wang等［48］通過(guò)研究證實(shí)，BMSCs的定向遷移對(duì)SDF－1的濃度具有依賴性;并認(rèn)為SDF－1通過(guò)與其受體CXCR4結(jié)合來(lái)趨化MSCs的遷移作用。干細(xì)胞歸巢是干細(xì)胞治療的前提條件，只有保證一定的歸巢率才能保證其療效。目前，干細(xì)胞的歸巢率低主要與其機(jī)制不明有關(guān)，仍需要進(jìn)一步對(duì)基因和信號(hào)分子的研究。但是，利用干細(xì)胞“歸巢”參與組織再生的現(xiàn)象已經(jīng)引起了學(xué)者的高度關(guān)注，成為內(nèi)源性再生技術(shù)的核心，并在一些動(dòng)物模型中得到證實(shí)［49］。毛劍(Jeremy J.Mao)及其領(lǐng)導(dǎo)的課題組利用干細(xì)胞歸巢在動(dòng)物體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了牙周組織和牙髓的再生，為內(nèi)源性再生技術(shù)的利用提供了依據(jù)［50－51］。

綜上所述，干細(xì)胞的研究為牙周組織再生解決了種子細(xì)胞的來(lái)源問(wèn)題，有理由相信，隨著組織工程和基因工程的不斷發(fā)展和完善，關(guān)于牙周組織再生的課題定將有一個(gè)新的突破。

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