干细胞技术与牙齿再生的研究进展

干细胞技术与牙齿再生的研究进展
牙齿是一个复杂的生物器官，由多种组织组成，包括牙釉质、牙本质、牙骨质和牙髓，牙齿脱落是最常见的器官衰竭[1]。

牙齿及其支持组织是
由上下颌突和额鼻突的外胚层及外胚间叶细胞发育而来，其发育是一个长期、复杂的生物学过程，包括细胞与细胞、上皮与间充质的相互作用，细
胞分化，形态发生，组织矿化和牙齿的萌出，而牙胚的分化和发育过程是
依赖于特定牙齿发生部位的上皮组织及其下方的间充质组织相互作用而形
成的，故对于再生的牙齿来说，其发育至少需要两种细胞，即牙源性上皮
细胞及牙源性间充质细胞，而牙齿再生研究的方向多半是寻找这两种细胞
的替代物。

干细胞是一类特殊的细胞，其生物学特征既具有自我更新的能力，又
具有多向分化的潜能，可以在机体生命过程中无限期分裂，并在合适的条
件或给予恰当的条件后，能分化产生多种不同的细胞类型；根据干细胞的
不同发育阶段，目前可将其划分为：①胚胎干细胞；②成体干细胞，包括
造血干细胞、骨髓间质干细胞、肌肉干细胞、脂肪干细胞等。

某些干细胞
可定向分化，发育成熟为一种特定细胞或限于某种功能的细胞，如：心肌
细胞、皮肤细胞、神经细胞等；某些干细胞定向性不强，但具有分化成多
种类型细胞的潜能[2]。

干细胞技术，又称为再生医疗技术，是指通过对
干细胞进行分离、体外培养、定向诱导、甚至基因修饰等过程，在体外繁
育出全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官，并最终通过细胞组
织或器官的移植实现对临床疾病的治疗。

本文就几个典型的干细胞在牙齿
再生中的应用作一综述，为牙齿再生研究提供新的思路。

1胚胎干细胞与牙齿再生
ESc在牙齿再生方面的研究早期主要是集中在诱导其形成神经嵴样细胞，由于其广泛的潜力，已有成功从人类ESc中产生出神经嵴样细胞的报道，神经嵴样细胞已成为一个研究干细胞生物学和疾病发展的理想的模型
系统[15]。

神经嵴细胞是一个多能的ESc细胞群，它对颅面部的各种结构
包括牙齿的形成有重要作用，现在已经普遍认为牙釉质是它外胚层的衍生物，而牙髓牙本质复合体以及其周围的支持组织是源自神经嵴细胞衍生物
的间质[16]。

故ESc对于牙齿的形成与再生有着重要的意义。

而ESc对于
牙周组织的再生也有重要作用，牙周组织需要牙根表面新的牙骨质的形成，新的牙槽骨以及能使两矿化组织之间进行功能连接的牙周韧带纤维[17-18]。

从理论上讲，ESc比ASc更具有分化潜能，在一定的诱导条件下，即
可发育分化为所有组织器官具有特定功能的细胞，这一成就将会给移植治疗、药物的发现与筛选、基因治疗和生物发育等研究等带来深远的影响，
打开在体外生产人体所有类型可供移植治疗的细胞、组织乃至器官的大门[22]。

但是ESc的伦理争议，在疾病治疗中存在的免疫排斥问题以及形成
畸胎瘤的风险制约着它的应用。

2诱导多能干细胞与牙齿再生
随着iPSc研究在医学各个领域的兴起和发展[26-28]，2022年以来
口腔医学领域也开始关注iPSc。

现在把成体牙源细胞诱导成iPSc的技术
相对成熟，Oda等[29]从拔牙后被丢弃的智齿中得到间充质干细胞，通过
反转录OCT3/4，SO某2，KLF4这三个基因而获得了iPSc，在不使用原癌
基因c-Myc基因的情况下，其产生的效率高于皮肤的成纤维细胞，使得这
一研究在获得iPSc上又有了新的突破。

另外，某ingYan等[30]把牙齿干
细胞，如：脱落乳牙干细胞、根尖牙乳头干细胞和牙髓干细胞进行细胞核
重组而诱导成iPSc，因牙髓干细胞和脱落乳牙干细胞能低水平地表达与胚胎干细胞有关的基因，故和诱导成纤维细胞相比，显示出更高的效率。

人牙龈纤维细胞和牙周膜纤维细胞衍生出的iPSc与人ESc表现出相似的特性，这些结果说明牙龈纤维细胞、牙周膜纤维细胞[31]、口腔黏膜纤维细胞[32]也可被诱导成iPSc。

许多类型的细胞已经成功地在鼠身上完成了向iPSc的重组；然而重组人类细胞却变得更加困难。