细胞培养在口腔再生医学中的应用【可编辑的PPT文档】
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牙髓干细胞 牙周膜干细胞 脱落乳牙牙髓干细胞 根尖牙乳头干细胞 唾液腺干细胞
干细胞（stem cell）
定义：干细胞是来自胚胎、胎儿或成人的具有持久或终身自 我更新能力的细胞，它能产生特异的细胞类型，形成人体组 织和器官。
（/wiki/Stem_cell)
最大限度地利用组织资 源
所需样品少，高通量、 多样本的分析工具
结果可靠，便于实验对 照。
(/tissue-arrays/口腔Oral_Cavity/OR601)
蛋白质组（proteome）
定义：蛋白质组是特定的时间和特定的空一个完整的生物 体（或细胞）所表达的全体蛋白质的特征。包括蛋 白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白质与蛋白质 相互作用等，在蛋白质水平上获得对于有关生物体 生理、病理等过程的全面认识。
系统生物学将在基因组序列的基础上完成由生命 密码到生命过程的研究，这是一个逐步整合的过 程，由生物体内各种分子的鉴别及其相互作用的 研究到途径、网络、模块，最终完成整个生命活 动的路线图
蛋白芯片技术
蛋白芯片是以蛋白质代替DNA作为检测对象，直接在蛋 白水平上检测表达模式
Chip membrane
蛋白芯片技术 主要技术流程
Labeled protein sample
Streptavidin
Hybridization Add Streptavidin
Fluorescent labeling Streptavidin Ab
Fluorescent detect
存在的问题
固定于载体上的蛋白质结构单一，无法反应蛋白质 结构的多样性
固定于载体上的蛋白质的稳定性 造价比较昂贵 影响结果特异性的因素较多
组织芯片技术
组织芯片技术是基因芯 片技术的发展和延伸
将大量临床组织标本排 列在一张载体进行分析 研究
揭示基因功能的最有效方法之一。是定向改变生物的某 个基因从而观察其引起的表型。
小鼠、果蝇、线虫是最常见最有效的实行大规模基因操 作的模式生学（systems biology）是在细胞、组织、 器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各 种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量 描述和预测生物功能、表型和行为的一门科学
蛋白质组研究中主要应用的技术：
双相电泳（2-DE）
2D gel
质谱（MS）技术
image
数据库设置与检索系统等
生物信息学（Bioinformatics）
生物信息学是对实验生物学资料进行的再加工整理，同时又通过检 索等手段对进一步的生物学实验进行理论预测与指导的一门科学
模式生物学
牙髓干细胞
比骨髓基质干细胞具有更强的增殖率、克隆形成率 和倍增率
可被诱导分化为脂肪细胞、神经样细胞 Stroo-1和CD146等干细胞表面标记阳性 体内诱导可形成类似牙本质-牙髓复合体样的结构
脱落乳牙牙髓干细胞
比骨髓基质干细胞具有更强的增殖率、克隆形成率和倍 增率
Stroo-1和CD146等干细胞表面标记阳性 可诱导分化为神经细胞、脂肪细胞和成牙本质细胞 体外可形成钙化结节 体内可在免疫缺陷小鼠皮下成骨和产生牙本质样物质
基本原理与经典的核酸分子杂交方法一致 高效地大规模获取相关生物信息
基因芯片技术的主要技术流程
芯片的设计与制备 靶基因的标记 芯片杂交与杂交信号检测
A A
G A T C
C A
T A G C
C TA TA AT AT G G
基因芯片技术存在的问题
设备昂贵 探针有错误，有杂交背景，降低特异性
细胞培养在口腔再生医学中的应用
组织工程（Tissue Engineering）：
应用细胞生物学和工程学的原理，研究、开发修复和改 善损伤组织结构和功能的生物替代物 。
J. Vacanti
R. Langer
组织工程基本要素
种子细胞 生物支架材料 微环境（生长因子等）
(Protein data bank)
牙周膜干细胞
Stro-1和MUC18及腱特异性标记SCX表达阳性 可被诱导分化为牙髓母细胞、脂肪细胞、纤维母细胞、牙
骨质细胞和成骨细胞 体外可形成矿化结节，表达碱性磷酸酶或骨唾液蛋白 体内试验牙周膜干细胞能产生沿牙周膜结缔组织方向走行
的牙骨质样结构
再生医学技术在口腔医学中的应用
在颌面重建中的作用 在引导口腔组织再生中的作用 组织工程化黏膜在口腔医学中的应用 人造唾液腺 牙再生：组织工程方法---种子细胞+支架材料
发育生物学---模拟牙齿发育的过程
口腔生物学其他研究方法
基因芯片、蛋白芯片 和组织芯片 蛋白质组学 生物信息学 模式生物学 系统生物学
基因芯片技术
基因芯片定于玻片上， 同时检测比较生物样品中多个已知或未知序列的表达状 况
蛋白质组学的研究内容
蛋白质鉴定（Western杂交）
Actin
翻译后修饰
未磷酸化蛋白 磷酸化蛋白
蛋白质功能确定
蛋白质组学研究方法
组成性蛋白质组学研究（compositional proteomics） 采用高通量的蛋白质组研究技术分析尽可能多乃至接近 所有的蛋白质
比较蛋白质组学研究（comparative proteomics） 发现与重要生命过程或人类重大疾病相关的差异表达蛋 白
组织工程的基本原理
种子细胞体外扩增，与生物材料按一定的比例混合，将细胞-材 料复合物植入机体的组织或器官的病损部位，以达到修复创伤和 重建功能的目的
常用的支架材料是合成的可生物降解的高分子聚合物如：聚乳酸 （PLA）、聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸和聚乙醇酸复合物 （PLGA）等
口腔组织特有的干细胞
干细胞（stem cell）
定义：干细胞是来自胚胎、胎儿或成人的具有持久或终身自 我更新能力的细胞，它能产生特异的细胞类型，形成人体组 织和器官。
（/wiki/Stem_cell)
最大限度地利用组织资 源
所需样品少，高通量、 多样本的分析工具
结果可靠，便于实验对 照。
(/tissue-arrays/口腔Oral_Cavity/OR601)
蛋白质组（proteome）
定义：蛋白质组是特定的时间和特定的空一个完整的生物 体（或细胞）所表达的全体蛋白质的特征。包括蛋 白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白质与蛋白质 相互作用等，在蛋白质水平上获得对于有关生物体 生理、病理等过程的全面认识。
系统生物学将在基因组序列的基础上完成由生命 密码到生命过程的研究，这是一个逐步整合的过 程，由生物体内各种分子的鉴别及其相互作用的 研究到途径、网络、模块，最终完成整个生命活 动的路线图
蛋白芯片技术
蛋白芯片是以蛋白质代替DNA作为检测对象，直接在蛋 白水平上检测表达模式
Chip membrane
蛋白芯片技术 主要技术流程
Labeled protein sample
Streptavidin
Hybridization Add Streptavidin
Fluorescent labeling Streptavidin Ab
Fluorescent detect
存在的问题
固定于载体上的蛋白质结构单一，无法反应蛋白质 结构的多样性
固定于载体上的蛋白质的稳定性 造价比较昂贵 影响结果特异性的因素较多
组织芯片技术
组织芯片技术是基因芯 片技术的发展和延伸
将大量临床组织标本排 列在一张载体进行分析 研究
揭示基因功能的最有效方法之一。是定向改变生物的某 个基因从而观察其引起的表型。
小鼠、果蝇、线虫是最常见最有效的实行大规模基因操 作的模式生学（systems biology）是在细胞、组织、 器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各 种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量 描述和预测生物功能、表型和行为的一门科学
蛋白质组研究中主要应用的技术：
双相电泳（2-DE）
2D gel
质谱（MS）技术
image
数据库设置与检索系统等
生物信息学（Bioinformatics）
生物信息学是对实验生物学资料进行的再加工整理，同时又通过检 索等手段对进一步的生物学实验进行理论预测与指导的一门科学
模式生物学
牙髓干细胞
比骨髓基质干细胞具有更强的增殖率、克隆形成率 和倍增率
可被诱导分化为脂肪细胞、神经样细胞 Stroo-1和CD146等干细胞表面标记阳性 体内诱导可形成类似牙本质-牙髓复合体样的结构
脱落乳牙牙髓干细胞
比骨髓基质干细胞具有更强的增殖率、克隆形成率和倍 增率
Stroo-1和CD146等干细胞表面标记阳性 可诱导分化为神经细胞、脂肪细胞和成牙本质细胞 体外可形成钙化结节 体内可在免疫缺陷小鼠皮下成骨和产生牙本质样物质
基本原理与经典的核酸分子杂交方法一致 高效地大规模获取相关生物信息
基因芯片技术的主要技术流程
芯片的设计与制备 靶基因的标记 芯片杂交与杂交信号检测
A A
G A T C
C A
T A G C
C TA TA AT AT G G
基因芯片技术存在的问题
设备昂贵 探针有错误，有杂交背景，降低特异性
细胞培养在口腔再生医学中的应用
组织工程（Tissue Engineering）：
应用细胞生物学和工程学的原理，研究、开发修复和改 善损伤组织结构和功能的生物替代物 。
J. Vacanti
R. Langer
组织工程基本要素
种子细胞 生物支架材料 微环境（生长因子等）
(Protein data bank)
牙周膜干细胞
Stro-1和MUC18及腱特异性标记SCX表达阳性 可被诱导分化为牙髓母细胞、脂肪细胞、纤维母细胞、牙
骨质细胞和成骨细胞 体外可形成矿化结节，表达碱性磷酸酶或骨唾液蛋白 体内试验牙周膜干细胞能产生沿牙周膜结缔组织方向走行
的牙骨质样结构
再生医学技术在口腔医学中的应用
在颌面重建中的作用 在引导口腔组织再生中的作用 组织工程化黏膜在口腔医学中的应用 人造唾液腺 牙再生：组织工程方法---种子细胞+支架材料
发育生物学---模拟牙齿发育的过程
口腔生物学其他研究方法
基因芯片、蛋白芯片 和组织芯片 蛋白质组学 生物信息学 模式生物学 系统生物学
基因芯片技术
基因芯片定于玻片上， 同时检测比较生物样品中多个已知或未知序列的表达状 况
蛋白质组学的研究内容
蛋白质鉴定（Western杂交）
Actin
翻译后修饰
未磷酸化蛋白 磷酸化蛋白
蛋白质功能确定
蛋白质组学研究方法
组成性蛋白质组学研究（compositional proteomics） 采用高通量的蛋白质组研究技术分析尽可能多乃至接近 所有的蛋白质
比较蛋白质组学研究（comparative proteomics） 发现与重要生命过程或人类重大疾病相关的差异表达蛋 白
组织工程的基本原理
种子细胞体外扩增，与生物材料按一定的比例混合，将细胞-材 料复合物植入机体的组织或器官的病损部位，以达到修复创伤和 重建功能的目的
常用的支架材料是合成的可生物降解的高分子聚合物如：聚乳酸 （PLA）、聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸和聚乙醇酸复合物 （PLGA）等
口腔组织特有的干细胞