[发明专利]一种牙周膜干细胞成骨分化诱导液及方法

说明书

技术领域

本发明涉及干细胞诱导分化领域，尤其涉及一种牙周膜干细胞成骨分化诱导液及方法。

背景技术

牙周组织是牙齿周围的组织，又叫牙齿的支持组织，包括牙槽骨、牙龈、牙周膜和牙骨质。牙周病是指发生在牙周组织的疾病，包括仅累及牙龈组织的牙龈病和波及深层牙周组织(牙周膜、牙槽骨、牙骨质)的牙周炎两大类。牙周疾病是常见的口腔疾病，是引起成年人牙齿丧失的主要原因之一，也是危害人类牙齿和全身健康的主要口腔疾病。牙周病的早期症状不易引起重视，造成牙周组织长期慢性感染，炎症反复发作，不仅损害口腔咀嚼系统的功能，还会严重影响健康。

牙周病是牙周组织在慢性炎症刺激下的感染性疾病，是牙菌斑中的微生物在相应的微环境下引起的炎症，它损坏牙周组织，破坏牙槽骨，最终导致牙齿松动脱落以及牙槽骨的吸收。牙周治疗通过改善微环境重新再生出新的结缔组织和支持组织，完成牙槽骨、牙骨质和牙周膜的构建来治疗牙周炎症。常用的牙周再生方法有引导组织再生术、根面平整术等，此类方法简单易行但并不能完全实现功能性和结构性牙周组织再生，具有相应的局限性。

牙周组织工程技术的出现和发展为牙周再生提供了崭新的思路和方法。牙周膜是牙根与牙槽骨之间的一层结缔组织，是重要的牙周支持组织，主要由成纤维细胞、成牙骨质细胞和一些未分化的间充质细胞组成。正常情况下，牙周组织具有自身的更新和修复能力，其修复活动是通过牙周膜细胞自我更新实现的。在疾病或在受到外界刺激时，通过牙周膜中细胞的不断增殖和分化使组织再生。2004年Seo等从拔除的第三磨牙牙周膜组织中分离得到牙周膜干细胞(PeriodontalLigamentSemCells,PDLSCs)。此外，在拔牙后牙槽窝的内表面也有PDLSCs存在。近来，有人从成人牙周组织中得到了高度纯化的PDLSCs克隆。值得注意的是，更多研究发现，从炎症牙周膜组织中也可分离得到PDLSCs，并证明其仍保持再生牙骨质和牙周膜组织的潜能，也在一定程度弥补了其来源不足的弊端。

研究表明，PDLSCs表达间充质干细胞的标记物STRO-1和CD146/MUC18,这意味着PDLSCs很有可能是来源于血管周围的细胞群。而这一点恰恰与同样表达STRO-1和CD146/MUC18的骨髓间充质干细胞(BoneMarrowMesenchymalStemCells，BMMSCs)非常相似。PDLSCs也具有与BMSCs相似的多向分化能力，可体外分化为多种细胞，如脂肪细胞、软骨细胞、神经细胞等，在维持牙周组织的稳态，维护牙槽骨的新陈代谢过程中发挥了重要作用。虽然有研究采用包括脂肪、骨髓在内的多种组织来源的成体干细胞进行牙周再生，但取材的有创性和伦理性等问题仍然制约了其发展。因此，PDLSCs有望成为牙周组织再生的首选种子细胞。

抗坏血酸、β-甘油磷酸钠、地塞米松等是间充质细胞向成骨细胞分化的必需条件，也是成骨细胞体外成骨的重要条件，是骨髓基质干细胞及牙髓干细胞体外定向诱导向成骨及成牙本质细胞分化的有效途径。公开号为CN103667182A的中国发明专利申请公开了一种骨髓间充质干细胞在体外向成骨细胞分化的诱导方法，所述诱导培养基的终浓度组成如下：地塞米松1×10^-8mol/L，抗坏血酸50μmol/L，β-甘油磷酸钠10mmol/L，溶剂为骨片培养72～96小时的上清液。在骨髓间充质干细胞和骨片的培养中都使用了1:1的DMEM和F12培养基。在这种矿化诱导培养条件下，PDLSCs也取得了一定的成骨分化效果，但诱导条件仍有很大的改善空间。

胰岛素样生长因子-1(Insulin-likegrowthfactor-1,IGF-1)又名生长调节素C，是由人IGF-1基因编码合成。胰岛素样生长因子-1与胰岛素样生长因子-1受体(IGF-1R)(Ⅰ类酪氨酸激酶受体)结合，激活下游信号通路调控DNA合成及蛋白翻译从而影响细胞生长增殖、分化及组织器官的发育等。许多研究证实：IGF-1是一种多功能肽，可以调节细胞生长、分化及细胞外基质蛋白表达；IGF-1可以促进间充质细胞增殖，促进伤口愈合；IGF-1可以上调抗凋亡分子表达及抑制促凋亡前体分子提高牙周膜成纤维细胞的存活。