Зубной фолликул

Гистологический препарат, показывающий зачаток зуба.
А: эмалевый орган
Б: зубной сосочек
C: зубной фолликул

Зубной фолликул , также известный как зубной мешочек, состоит из мезенхимальных клеток и волокон, окружающих эмалевый орган и зубной сосочек развивающегося зуба. Это сосудисто-волокнистый мешок. Содержит развивающийся зуб и его одонтогенный орган . Зубной фолликул (ДФ) дифференцируется в периодонтальную связку . Кроме того, он может быть предшественником других клеток пародонта , в том числе остеобластов , цементобластов и фибробластов . Они развиваются в альвеолярную кость, цемент с волокнами Шарпи и волокна периодонтальной связки соответственно. Подобно зубному сосочку , зубной фолликул обеспечивает питание эмалевого органа и зубного сосочка , а также имеет чрезвычайно богатое кровоснабжение.

Роль в прорезывании зубов

Формирующая роль зубного фолликула начинается, когда коронка зуба полностью развита и непосредственно перед прорезыванием зуба в полость рта .

Хотя механизмы прорезывания зубов до конца еще не изучены, в целом можно согласиться с тем, что на процесс прорезывания зубов влияет множество факторов , поэтому очень сложно дифференцировать причины и следствия. Было предложено множество теорий возникновения прорезывания зубов . Такие идеи, как ремоделирование альвеолярной кости , удлинение корня и, в определенной степени, наиболее вероятной причиной прорезывания зубов у человека является образование периодонтальной связки .

Ремоделирование кости

Ремоделирование кости челюстей было связано с прорезыванием зубов, так что на стадии, предшествующей прорезыванию зуба, естественная модель роста верхней или нижней челюсти теоретически могла бы смещать зубы за счет избирательного отложения и реабсорбции кости в прилегающем окружении. зуб. Серия экспериментов на собаках действительно дает наиболее надежное подтверждение того, что ремоделирование кости является причиной перемещения зубов.

Когда прорезывание останавливается путем прикрепления зубного зачатка к нижнему краю нижней челюсти или когда зубной фолликул остается нетронутым при удалении развивающегося премоляра, остеокласты расширяют губернакулярный канал, в то время как путь прорезывания развивается внутри костного покрытия над нижней челюстью. энуклеированный зуб. Однако при удалении зубного фолликула пути прорезывания не произойдет. Более того, копия будет прорезываться по мере развития пути прорезывания до тех пор, пока зубной фолликул сохраняется, когда точный силиконовый или металлический дубликат заменяет зубной зачаток.

Такие наблюдения следует рассматривать разумно и очень подробно. Во-первых, было безошибочно продемонстрировано, что пути прорезывания развиваются в кости, лишенной зарождающегося или растущего зуба. Во-вторых, они предоставили доказательства участия в этом процессе зубного фолликула. Таким образом, только когда можно подтвердить одновременное отложение кости в основании крипты и можно продемонстрировать, что ингибирование такого отложения кости указывает на вмешательство в прорезывание зубов , тогда можно сделать вывод о том, что путь прорезывания, формирующийся внутри кости, означает, что костное ремоделирование является причина образования зубов.

Во многих исследованиях с использованием тетрациклинов в качестве индикаторов отложения костной ткани было доказано, что резорбция кости является основной активностью в глазном дне альвеолы ​​у ряда видов, включая человека. Например, у людей основание крипт постоянных первых моляров и постоянных третьих моляров будет неоднократно резорбироваться по мере прорезывания этих зубов, хотя на вторых молярах и вторых премолярах будет наблюдаться некоторое отложение кости на пол склепа. В случае продемонстрированного извержения дремлющего дубликата многие могли бы подумать, что единственной причиной будет костное ремоделирование. Однако, согласно тому, что будет обсуждаться дальше, можно сделать вывод, что за это движение несет ответственность фолликулярная ткань, что подтверждается некоторыми доказательствами. Более того, в некоторых недавних исследованиях было замечено, что рост альвеолярной кости у основания крипт является предпосылкой прорезывания коренных зубов у крыс. Несомненно, больше внимания необходимо уделять внутрикостным прорезывание зубов . Независимо от того, является ли рост кости основной движущей силой, можно согласиться с тем, что для прорезывания зубов необходим зубной фолликул и что, как будет обсуждаться позже, зубной фолликул регулирует ремоделирование кости.

Зубной фолликул

Исследования показывают повторяющуюся серию клеточных действий, включающих сокращение зубного эпителия и фолликула, связанное с прорезыванием зубов , что способствует абсорбции кости и деградации соединительной ткани. Из-за отсутствия колониестимулирующего фактора 1, фактора, который способствует дифференцировке остеокластов, у животных с остеопетрозом отсутствует механизм удаления кости и, следовательно, предотвращается прорезывание. Сыпь произойдет, когда дифференцировка остеокластов будет разрешена за счет местного введения колониестимулирующего фактора 1. Протеазы, которые вырабатываются редуцированным эпителием эмали, идут по пути наименьшего сопротивления, поскольку способствуют разрушению соединительной ткани. При стимуляции роста альвеолярной кости у основания крипты также может быть необходима экспрессия костного морфогенетического белка-6 в зубном фолликуле.

Также считается, что существует передача сигналов между зубным фолликулом и редуцированным эпителием эмали. Эта передача сигналов может быть вероятной причиной примечательной регулярности времени прорезывания, поскольку эпителий эмали, скорее всего, запрограммирован как часть своего функционального жизненного цикла. Передача сигналов также поможет объяснить, почему радикулярный фолликул, который не связан с редуцированным эпителием эмали, участвует в формировании периодонтальной связки , но не подвергается дегенерации.

Периодонтальная связка

Клетки зубного фолликула дифференцируются в коллаген, образующий и периодонтальных фибробласты цементобластов связок , который производит и секретирует цемент на поверхности корней зубов. Когда корни зуба распадаются, некоторые клетки зубного фолликула проникают в корни зуба. Нежные волокна, которые появляются вдоль развивающихся корней вблизи пришеечной области коронки, также будут образованы некоторыми клетками связки. Скорее всего, это стволовых клеток фибробласты , которые образуют основные группы волокон, которые выходят на поверхность по мере удлинения корней. Когда волокна имплантируются в цемент на поверхности корня, другой конец прикрепляется к формирующейся альвеолярной кости .

Омоложение и развитие периодонтальной связки были приняты в качестве фактора прорезывания зубов из-за тяговой силы, которой обладают фибробласты , а также из-за экспериментальных результатов, основанных на непрерывно прорезывающихся резцах крысы. Это не тот случай, когда наличие периодонтальной связки не всегда соответствует резорбции зубов с ограниченным периодом роста. Однако бывают случаи, когда прорезываются зубы без корней и когда имеется периодонтальная связка , но зуб не прорезывается.

Существует одно существенное различие в формировании волокон между зубами, имеющими предшественников, и зубами, у которых предшественников нет. В первой группе зубов (таких как постоянные резцы, клыки и премоляры) основная группа волокон разовьется позже, чем во второй группе зубов (например, молочные зубы и постоянные коренные зубы). Когда прорезывающийся постоянный коренной зуб входит в полость рта, можно заметить, что коронковая половина периодонтальной связки состоит из хорошо сложенных, косо ориентированных основных пучков коллагеновых волокон. Обратное тоже верно. Большая часть периодонтальной связки прорезывающегося постоянного премоляра лишена заметного количества организованных основных пучков коллагеновых волокон, проходящих от зуба к альвеолярной кости .

Молекулярные детерминанты прорезывания зубов

Прорезывание зубов — это тщательно контролируемый процесс, в котором задействован зубной орган, состоящий из зубного фолликула и эмалевого органа, а также прилегающие альвеолярные ткани. Баланс между тканевым образованием кости, периодонтальной связки и корня и разрушением тканей кости, соединительной ткани и эпителия вызывает перемещение зубов. Остеокласты собираются из циркулирующих моноцитов , которые химически притягиваются к месту, где происходит резорбция кости во время ремоделирования кости. Фактор роста, колониестимулирующий фактор 1, вырабатываемый зубным фолликулом, способствует дифференцировке моноцитов в макрофаги и остеокласты. Кроме того, под действием эпидермального фактора роста эмалевый орган вырабатывает интерлейкин-1 альфа , стимулятор резорбции кости, который побуждает фолликулярные клетки вырабатывать колониестимулирующий фактор 1 . В процессе зубов прорезывания моноцитарный хемотаксический белок-1 . также может участвовать

Передача сигналов через активируемый рецептором ядерный фактор kB или лиганд ядерного фактора kB, активированный рецептором , или путь остеопротегерина контролирует остеокластогенез. В верхушке зубного фолликула остеопротегерин предотвращает образование остеокластов, и его экспрессия подавляется. В конечном итоге усиливается дифференцировка остеобластов в основании альвеолярного крипта. высокий уровень транскрипционного фактора Runt-родственного транскрипционного фактора-2 , который участвует в дифференцировке и функционировании остеобластов В базальной части зубного фолликула отмечается . Подавление экспрессии фактора транскрипции-2, связанного с Runt , в верхушечной части зубного фолликула, который поддерживает удаление кости вдоль поверхности, на которой прорезывается зуб, происходит из-за трансформирующего фактора роста b. Доказано, что на ускорение прорезывания резцов у грызунов влияет эпидермальный фактор роста, который увеличивает уровень экспрессии трансформации фактора роста b.

Роль в развитии одонтогенных кист и опухолей

Роль в развитии одонтогенных кист и опухолей

Наиболее распространенными патологиями, связанными с зубным фолликулом, являются зубочелюстная киста, кератокистозная одонтогенная опухоль и амелобластома. Карциномы, такие как первичная внутрикостная карцинома и другие опухоли, включая саркому и бромиксому, также могут быть связаны с зубным фолликулом.

Дентигерозная (фолликулярная) киста

Второй по распространенности одонтогенной кистой является фолликулярная киста. Киста развивается в нормальном зубном фолликуле, окружающем непрорезавшийся зуб. Он также может развиться в результате разрушения звездчатой ​​сети или скопления жидкости между слоями редуцированного эпителия эмали.

Клинические особенности

Зубная киста часто обнаруживается в местах, где есть непрорезавшиеся зубы. Этими областями, в порядке убывания частоты, являются третьи моляры нижней челюсти, третьи моляры верхней челюсти и клыки верхней челюсти. Кисты могут вырасти до больших размеров, заместить зуб, с которым они связаны, или практически не вызывать резорбцию корней соседних зубов.

Диагностика

Для диагностики зубочелюстных кист необходимы клинические и рентгенологические исследования. Киста возникает, когда фолликулярное пространство превышает 5 мм от коронки. Однако возможно, что кератоцисты и амелобластомы имитируют рентгенологический вид фолликулярных кист. Для дифференциации поражений можно использовать аспирацию.

Уход

- Марсупиализация

Эта процедура представляет собой частичное удаление связанного зуба. Преимущество этой процедуры в том, что она сохраняет жизнеспособность зубов и менее инвазивна. Недостатком является то, что он требует серьезного ухода и заживает очень медленно.

- Энуклеация

Эта процедура представляет собой полное удаление соответствующего зуба. Преимущество энуклеации состоит в том, что полость кисты со временем заживает и вся ткань кисты становится доступной для гистологического исследования. Недостаток заключается в том, что если киста затрагивает верхушки соседних витальных зубов, операция может лишить зубы кровоснабжения и убить витальные зубы.

Одонтогенные опухоли

Одонтогенные опухоли могут состоять из одонтогенного эпителия, одонтогенной соединительной ткани или того и другого. Одонтогенные опухоли, состоящие преимущественно из эпителия, возникают из одонтогенного эпителия. Одонтогенные опухоли, состоящие из одонтогенной соединительной ткани, возникают из эктомезенхимальной области зубного зачатка, либо из зубного сосочка, либо из зубного фолликула. Одонтогенные опухоли смешанного происхождения в период активного роста содержат как амелобластный эпителий, так и одонтобластическую ткань. После полного развития он состоит в основном из эмали, дентина и цемента.

Стволовые клетки зубных фолликулов

Присутствие стволовых клеток в зубах является неотъемлемой частью способности DF дифференцироваться в периодонтальную связку . Современные знания о стволовых клетках, присутствующих в DF, основаны на экстракции DF из незрелых корней ретенированных зубов. По сравнению с DF обычно прорезавшегося зуба, DF ретинированного зуба , например, третьего моляра, не окружает зуб и впоследствии не делится на две части.

Периапикальный отдел: окружает верхушку развивающегося корня зуба и способствует прорезыванию зуба. Коронковая часть: прикрепляется к развивающемуся корню зуба и обеспечивает рост кости. Стволовые клетки, выделенные из этих двух частей, кратко описаны ниже.

Мультипотентектомезенхимальные клетки-предшественники

Мультипотентектомезенхимальные клетки-предшественники, также называемые DFC, обнаруживаются в корональной части DF ретинированных третьих моляров человека. DFC считаются мультипотентными, и они особенно являются предшественниками клеток аппарата прикрепления зубов. Клетки этой тканевой структуры экспрессируют типичные маркеры для фибробластов PDL, альвеолярных остеобластов и цементобластов. При культивировании DFC имеют морфологию, сравнимую с морфологией фибробластов, и экспрессируют такие маркеры, как нестин и STRO-1, которые являются типичными маркерами для зубных стволовых клеток. Эти клетки обладают высокой пролиферацией и обычно пролиферируют с более высокой скоростью, чем пролиферирующие мезенхимальные стволовые клетки, полученные из костного мозга.

Регулирование DFC

Инициирование дифференцировки контролируется рядом различных внеклеточных факторов, таких как факторы роста, межклеточные контакты, внеклеточный матрикс и механическая нагрузка. Эти факторы координируются, чтобы индуцировать или модулировать процесс дифференцировки в определенный функциональный тип клеток организма.

Недавно были проведены некоторые исследования по дифференцировке культивируемых DFC в биоминерализующиеся клетки. Эти исследования выявили новые способы работы механизмов клеточной дифференцировки. Более того, информация о профилях полногеномной экспрессии была получена с помощью протеомики и транскриптомики с DFC. Это помогает более четко показать молекулярные механизмы в клетках. путь киназы, регулируемой внеклеточным сигналом ( ERK) В ходе этих исследований во время остеогенной дифференцировки DFC также был выявлен .

Протеомика и транскриптомика выявили регулируемые факторы транскрипции, такие как SP1 и TP53. Эти факторы транскрипции были более точно идентифицированы методами биоинформатики после анализа протеома. Роль этих факторов транскрипции регулирует клеточную пролиферацию и дифференцировку DFC.

Клетки зубного фолликула человека являются клетками-предшественниками. Различные исследования показали, что остеогенная дифференцировка DFC контролируется BMP2 и IGF2, которые являются факторами роста. Однако влияние BMP2 и IGF2 на дифференцировку DFC не анализировалось слишком глубоко. Было исследование, в котором изучались DFC после индукции остеогенной дифференцировки с помощью BMP2, IGF2 и стандартной среды для остеогенной дифференцировки (ODM) с дексаметазоном . Активность щелочной фосфатазы и накопление кальция показали остеогенную дифференцировку после всех обработок, но с наиболее эффективной дифференцировкой с помощью ОДМ. Более того, маркеры процесса дифференцировки остеобластов были гораздо более активными в клетках, обработанных BMP2 или IGF2, чем в клетках, обработанных ODM. Чтобы найти причину этих различий, профили полногеномной экспрессии сравнивались на ранней стадии дифференцировки. Маркеры хондробластов в клетках, дифференцированных по BMP2, и общие маркеры дифференцировки/пролиферации клеток в клетках, обработанных IGF2, значительно регулировались. Однако DFC, обработанные ODM, экспрессировали поздние маркеры остеогенно-дифференцированных DFC, такие как фактор транскрипции ZBTB16, который не экспрессируется в BMP2- или IGF2-дифференцированных клетках. Таким образом, это исследование показывает, что остеогенная дифференцировка DFC может быть запущена всеми протестированными индукторами. Однако для анализа этого механизма транскрипционный фактор ZBTB16 является целью дальнейших исследований.

DLX3, фактор транскрипции , который связан с индуцируемым путем BMP2 в остеогенно-дифференцированных DFC, способен запускать жизнеспособность клеток и остеогенную дифференцировку DFC через петлю обратной связи BMP2/Smad1).

DFC контролируют пропорциональное количество всех трех тканей пародонта, что включает хороший баланс между размером периодонтальной связки и количеством окружающего цемента и альвеолярной кости. Высокий уровень периодонтальной связки в пародонте поддерживает рост цемента и альвеолярной кости . Вот почему мягкий внеклеточный матрикс поддерживает остеогенную дифференцировку DFC.

Миграционный потенциал DFC

Миграционная способность DFC может быть подвергнута гистологическому исследованию, при этом DFC демонстрируют обширную миграционную способность для зубных мезенхимальных стволовых клеток на начальных стадиях развития корня зуба. По сравнению с миграционной способностью стволовых клеток из пульпы молочных зубов и стволовых клеток из апикального сосочка зуба (клеток-предшественников, происходящих из нервного гребня зуба, dNC-PC), обнаружено, что DFC имеют самую высокую миграции клеток скорость . Кроме того, миграцию DFC можно ускорить во время культивирования с использованием факторов роста, обнаруженных в матриксе твердых тканей зубов, таких как TGF-β или BMP2, которые, как также было обнаружено, участвуют в дифференцировке DFC.

Эмбриональные стволовые клетки нервного гребня, полученные из фолликулов (FENCSC)

FENCSC представляют собой субпопуляцию DFC, однако оба они различаются по своим свойствам миграции клеток. FENSC экспрессируют высокие уровни маркеров эмбриональных стволовых клеток (TRA1-60, TRA1-81, OCT-4) и транскриптов мРНК для Nanog и Rex-1. Они обладают способностью дифференцироваться в клетки всех трёх зародышевых листков. Некоторые примеры включают гладкие и скелетные мышцы, остеобласты, нейроны , глиальные клетки и адипоциты и, следовательно, обладают плюрипотентностью . Эти клетки также имеют высокий уровень теломеразной активности.

Стратегия, которая позволяет изолировать определенные типы стволовых клеток внутри зубного фолликула, такие как FENCSC, известна как сортировка флуоресцентно-активируемых клеток . Культивирование клеток также важно для понимания клеточной морфологии. Кластеры сфероидных клеток DFC и FENCSC в условиях культуры свободных клеток в сыворотке.

Выбор адекватных условий культивирования клеток имеет большое значение для специфической особенности зубных стволовых клеток. Например, как DFC, так и FENCSC образуют сфероидоподобные кластеры клеток в условиях бессывороточной культуры клеток.

Стволовые клетки периапикального фолликула (PAFSC)

После завершения развития корня зуба ДФ исчезает, что означает, что все клетки считаются частью пародонта. До этой стадии периапикальная часть ДФ прикрепляется к вершине развивающегося корня зуба и называется периапикальным фолликулом. Таким образом, недифференцированные клетки в этой ткани известны как стволовые клетки периапикального дентального фолликула (PAFSC) и могут быть выделены из колониеобразующих клеток в культурах клеток периапикального фолликула. Типичные маркеры, экспрессируемые в этих клетках, включают CD44 и STRO1 . Как способность к миграции клеток, так и способность к пролиферации этих клеток выше, чем у различных типов зубных мезенхимальных стволовых клеток. ПФАК являются мишенью регенеративной стоматологии из-за их высокого мультипотентного потенциала дифференцировки во всех типах зубной ткани. Несмотря на тесное родственное происхождение PAFSc и DFSc, еще многое предстоит узнать о PAFSC и их сравнении с DFSc.

Роль в регенеративной стоматологии

Зубные фолликулы человека можно отделить от ретенированных зубов мудрости с неразвитыми корнями зубов. Таким образом, недифференцированные эктомезенхимальные клетки можно выделить как из апикальной, так и из корональной части зубного фолликула человека. Зубной фолликул содержит различные типы мультипотентных стволовых клеток. Они являются предшественниками всех типов клеток пародонта, обеспечивая потенциальный источник клеток для регенерации пародонта.

См. также

• Развитие зубов человека
• Развитие зубов животных

Дальнейшее чтение

• Тен Кейт АР (1998). Гистология полости рта: развитие, структура и функции (5-е изд.). Мосби. ISBN  0-8151-2952-1 .
• Росс, Майкл Х.; Кэй, Гордон И.; Павлина, Войцех (2003). Гистология: текст и атлас (4-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN  0-683-30242-6 .
• Яо С., Пан Ф., Прпич В., Wise GE (август 2008 г.). «Дифференцировка стволовых клеток в зубном фолликуле» . Журнал стоматологических исследований . 87 (8): 767–71. дои : 10.1177/154405910808700801 . ПМЦ   2553250 . ПМИД   18650550 .