研究背景牙组织工程,特别是牙髓再生研究是口腔再生医学的重要分支,牙髓干细胞(dental pulp stem cells,DPSCs)作为牙组织工程的种子细胞之一,也是迄今为止在牙髓再生研究中得到最多应用的种子细胞。DPSCs存在于乳牙及恒牙牙髓组织中,以往研究表明,DPSCs可以简单高效的由医疗废弃物(如正畸需要拔除的牙齿、阻生智齿等)中获得,具有良好的增殖和多向分化能力,可诱导形成骨、软骨、肌肉、神经以及牙髓/牙本质复合体等多种组织。目前不可逆性牙髓炎的常规治疗方案是去髓术结合根管治疗,以达到消除感染、保留患牙的目的;另一方面,由于牙周疾病引起的逆行性牙髓炎等牙周牙髓联合病变,也需要通过上述治疗手段保留患牙。近来不少研究证实,由炎性牙髓组织中也可分离培养出DPSCs,即炎性DPSCs(inflamed DPSCs,i DPSCs),此类DPSCs保留着与健康组织来源细胞相似的分化特性及组织再生潜能。此后,相继由感染根尖组织、炎性牙周组织中分离出了具有多能性的间充质细胞,上述炎性来源细胞均保留了较为良好的多向分化及组织再生潜能,这提示了分离自炎性牙齿组织的干细胞可能是未来干细胞治疗一个重要的细胞资源。然而,炎性环境对干细胞生物学特性的干预以及间充质干细胞对炎症反应的调节是多分子参与的复杂过程,对其信号通路的阐明则需要进一步深入研究。虽然由炎性牙髓组织中分离所得的牙髓干细胞经证实仍然保留着部分多向分化及组织再生潜能,但是在诸如由牙周炎症引发牙髓炎症的牙周牙髓联合病变患牙牙髓组织中是否仍然存在具有活力的牙髓干细胞,这些细胞的分化、再生潜能与由正常牙髓组织中获得的DPSCs是否存在差异,目前未却见相关研究报道。本课题将就以上问题进行集中深入研究。材料与方法本研究由因侵袭性牙周炎而必须拔除的患牙牙髓组织中分离培养炎性牙髓干细胞i DPSCs,根据患牙牙槽骨吸收程度将所分离的i DPSCs分为3个实验组(A组:牙槽骨吸收接近根尖;B组:牙槽骨吸收到达根尖但未完全波及;C组:牙槽骨吸收波及整个根尖周),以来源于同一患者因阻生或无咀嚼功能拔除的健康智齿的DPSCs作为对照。观察比较上述各组细胞克隆形成能力、增殖活力、细胞周期、细胞表面特异性标记物、细胞多向分化(成骨/成牙、成脂)能力及相关基因表达水平,并结合生物材料及离体牙根管段,异位观察各组细胞体内特征性组织新生能力。通过以上研究,综合评估牙周炎症对牙髓干细胞的影响。结果研究发现,可由前述牙槽骨不同吸收程度的患牙中分离获得阳性表达STRO-1及CD146的i DPSCs;尽管相较对照组DPSCs,各组i DPSCs(A、B及C组)的克隆形成能力及增殖活力都有显著降低,但降低的幅度与牙周炎症严重程度无明显相关性;并非所有组别的i DPSCs体外多向分化的潜能都降低;A组(牙槽骨吸收接近根尖患牙来源)i DPSCs、对照组DPSCs与生物材料复合后,移植于裸鼠皮下12周后生成了牙本质样结构;而将各组细胞/支架复合物充填于离体牙根管片段内移植于裸鼠皮下,均可观察到牙本质/牙髓样复合体样组织的生成,但相较于对照组DPSCs,i DPSCs成牙能力显著受到抑制,不过各组i DPSCs生成牙原性组织的能力与患牙牙周炎症严重程度并无相关性。结论综上所述,牙周炎症累及的患牙只要牙髓组织尚未完全坏死,就可以分离出具有MSCs(间充质干细胞)性质的i DPSCs,此类i DPSCs仍然具有一定的增殖、分化和组织再生潜能,但是这种牙周炎症来源的i DPSCs能否作为自源性干细胞进行临床再生治疗,还需基于大样本及多种类型牙周炎临床病例的研究。