Стволовые клетки пульпы зуба
Стволовые клетки пульпы зуба ( DPSC ) – это стволовые клетки, присутствующие в пульпе зуба , которая представляет собой мягкую живую ткань внутри зубов . DPSC можно получить из пульпы зуба неинвазивным способом. Ее можно проводить взрослым после простого удаления зубов мудрости или детям после хирургического удаления зубов мудрости. [1] Они являются плюрипотентными , поскольку могут образовывать структуры, подобные эмбриоидным телам (ЭТ) in vitro , и структуры, подобные тератоме , которые содержат ткани, полученные из всех трех эмбриональных зародышевых листков, при инъекции голым мышам. [2] DPSCs могут дифференцироваться in vitro в ткани, которые имеют сходные характеристики со слоями мезодермы , энтодермы и эктодермы . [2] Они могут дифференцироваться во многие типы клеток, такие как одонтобласты, нейральные предшественники, остеобласты, хондроциты и адипоциты. Было обнаружено, что DPSC способны дифференцироваться в адипоциты и нервоподобные клетки. [3] Дифференцировка ДПСК в остеогенные линии усиливается в условиях 3D и гипоксии. [4] Эти клетки можно получить из послеродовых зубов, зубов мудрости и молочных зубов , что предоставляет исследователям неинвазивный метод извлечения стволовых клеток. [5] Однако разные популяции клеток различаются по определенным аспектам скорости роста в культуре, экспрессии маркерных генов и дифференциации клеток, хотя степень, в которой эти различия могут быть отнесены к тканям происхождения, функциям или условиям культивирования, остается неясной. [6] В результате DPSC стали считать чрезвычайно многообещающим источником клеток, используемых в эндогенной тканевой инженерии. [7]
Исследования показали, что скорость пролиферации DPSC на 30% выше, чем у других стволовых клеток, таких как стромальные стволовые клетки костного мозга (BMSSC). [8] Эти характеристики DPSC в основном связаны с тем, что они демонстрируют повышенное количество молекул клеточного цикла, одна из которых представляет собой циклин-зависимую киназу 6 (CDK6), присутствующую в ткани пульпы зуба. [8] Кроме того, DPSC продемонстрировали более низкую иммуногенность, чем MSC. [9]
Atari и др. разработали протокол для выделения и идентификации субпопуляций плюрипотентно-подобных стволовых клеток пульпы зуба (DPSC). Этими клетками являются SSEA4+, OCT3/4+, NANOG+, SOX2+, LIN28+, CD13+, CD105+, CD34-, CD45-, CD90+, CD29+, CD73+, STRO1+ и CD146-, и они демонстрируют генетическую стабильность in vitro на основании геномного анализа с помощью недавно описанная техника CGH. [2]
Роль в регенеративной стоматологии
[ редактировать ]Рот человека уязвим к черепно-лицевым дефектам, микробным атакам и травматическим повреждениям. [10] Хотя доклиническая и клиническая частичная регенерация зубных тканей показала успех, создание целого зуба из ДПСК пока невозможно. [10]
Дистракционный остеогенез
[ редактировать ]Дистракционный остеогенез (ДО) — метод регенерации кости, широко используемый при хирургическом восстановлении крупных черепно-лицевых дефектов. [7] Область, в которой присутствует дефект, намеренно разрывается во время операции, дает возможность кратковременно зажить, а затем сегменты кости постепенно отделяются до тех пор, пока область не заживет удовлетворительно. Исследование, проведенное в 2018 году Song et al. обнаружили, что DPSC, трансфицированные сиртуином-1 (SIRT1) у кроликов, были более эффективными в стимулировании костеобразования во время DO. [7] SIRT1 напрямую регулирует превращение МСК в остеобласты, что затем демонстрирует накопление значительно более высоких уровней кальция после остеогенной дифференцировки in vitro, что указывает на потенциальную роль DPSC в повышении эффективности DO. [7]
Кальцинированный зубной порошок
[ редактировать ]Кальциновый зубной порошок (CTP) получают путем сжигания удаленных зубов, разрушая потенциальный инфекционный материал внутри зуба, в результате чего образуется зубной пепел. [11] Доказано, что зубной пепел способствует восстановлению костей. [12] Хотя недавние исследования показали, что культуральная среда из кальцинированного зубного порошка (CTP-CM) не влияет на пролиферацию, они показали, что CTP-CM значительно повышает уровни остео/одонтогенных маркеров в DPSC. [11]
Стволовые клетки из расслаившихся временных зубов человека
[ редактировать ]Стволовые клетки отслоившихся молочных зубов человека (SHED) аналогичны DPSC в том смысле, что они оба происходят из пульпы зуба, но SHED происходят из молочных зубов, тогда как DPSC происходят из зубов взрослого человека. SHED — это популяция мультипотентных стволовых клеток, которые легко собрать, поскольку молочные зубы либо выпадают естественным путем, либо физически удаляются, чтобы облегчить правильный рост постоянных зубов . [13] [14] Эти клетки могут дифференцироваться в остеоциты , адипоциты , одонтобласты и хондроциты in vitro . [14] Недавние исследования показали повышенные пролиферативные возможности SHED по сравнению со стволовыми клетками пульпы зуба. [14]
Возможное терапевтическое использование SHED
[ редактировать ]Исследования показали, что под влиянием окислительного стресса SHED (OST-SHED) демонстрирует повышенный уровень защиты нейронов. [15] Свойства этих клеток, продемонстрированные в этом исследовании, позволяют предположить, что OST-SHED потенциально может предотвратить повреждение головного мозга, вызванное окислительным стрессом, и может помочь в разработке терапевтических инструментов для лечения нейродегенеративных заболеваний. [15] После инъекции SHED крысам Гото-Какизаки состояние сахарного диабета II типа (СД2) улучшилось, что указывает на возможность SHED при лечении СД2. [16]
Недавние исследования также показали, что введение SHED мышам улучшало иммунный дисбаланс Т-клеток при аллергическом рините (АР), что указывает на потенциал этих клеток в будущих методах лечения АР. [17] После введения SHED у мышей наблюдалось уменьшение носовых симптомов и уменьшение воспалительной инфильтрации. [17] Было обнаружено, что SHED ингибируют пролиферацию Т-лимфоцитов, повышают уровни противовоспалительного цитокина IL-10 и снижают уровни провоспалительного цитокина IL-4 . [17]
Кроме того, SHED потенциально может лечить цирроз печени . [18] В исследовании, проведенном Yokoyama et al. (2019), SHED дифференцировались в звездчатые клетки печени . [18] Они обнаружили, что когда печеночные клетки, полученные из SHED, трансплантировали в печень крыс, фиброз печени прекращался, что способствовало заживлению структуры печени. [18]
История
[ редактировать ]- В 2000 году в пульпе постоянных третьих моляров человека была выявлена популяция одонтогенных клеток-предшественников с высокой способностью к самообновлению и пролиферативной способности. [19]
- 2005 НИЗ объявляет об открытии DPSC доктором Ириной Керкис. [20]
- 2006 г. IDPSC Керкис сообщил об открытии незрелых стволовых клеток пульпы зуба (IDPSC), [21] плюрипотентная субпопуляция DPSC с использованием культуры органов пульпы зуба.
- 2007 г. Начинаются первые исследования DPSC на животных по регенерации костей. [22] [23]
- 2007 г. Начинаются первые исследования DPSC на животных для использования в стоматологии. [24] [25]
- 2008 г. Начинаются первые исследования DPSC на животных по терапии сердца. [26]
- 2008 г. Начато первое исследование IDPSC на животных по методам лечения мышечной дистрофии. [27]
- 2008 г. Начинаются первые исследования DPSC на животных по регенерации тканей головного мозга. [28] [ не удалось пройти проверку ]
- 2008 г. Объявлено о первом расширенном исследовании DPSC на животных по костной пластике. Реконструкция крупных дефектов костей черепа у крыс. [29]
- 2010 г. IDPSC 1-е испытание на людях по роговицы . замене
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хуанг, GT; Гронтос, С.; Ши, С. (2009). «Мезенхимальные стволовые клетки, полученные из зубных тканей, в сравнении с клетками из других источников» . Журнал стоматологических исследований . 88 (9): 792–806. дои : 10.1177/0022034509340867 . ПМЦ 2830488 . ПМИД 19767575 .
- ^ Jump up to: а б с Атари, М.; Хиль-Ресио, К.; Фабрегат, М.; Гарсиа-Фернандес, Д.; Барахас, М.; Карраско, Массачусетс; Юнг, HS; Альфаро, Ф.Х.; Казальс, Н.; Проспер, Ф.; Феррес-Падро, Э.; Гинер, Л. (2012). «Пульпа третьего моляра: новый источник плюрипотентноподобных стволовых клеток» . Журнал клеточной науки . 125 (Часть 14): 3343–56. дои : 10.1242/jcs.096537 . ПМИД 22467856 .
- ^ Гронтос, С.; Брахим, Дж.; Ли, В.; Фишер, ЛВ; Черман, Н.; Бойд, А.; Денбестен, П.; Роби, PG; Ши, С. (2002). «Свойства стволовых клеток пульпы зуба человека». Журнал стоматологических исследований . 81 (8): 531–5. дои : 10.1177/154405910208100806 . ПМИД 12147742 . S2CID 8921170 .
- ^ Лабедзь-Масловская, А.; Бринярска, Н.; Кубяк, А.; Качмажик, Т.; Секула-Стриевска, М.; Нога, С.; Боручковски, Д.; Мадея, З.; Зуба-Сурма, Э. (2020). «Потенциал многолинейной дифференцировки стволовых клеток зубной пульпы человека - влияние трехмерной и гипоксической среды на остеогенез in vitro» . Int J Mol Sci . 21 (17): 6172. doi : 10.3390/ijms21176172 . ПМЦ 7504399 . ПМИД 32859105 .
- ^ Моршек, К.; Райхерт, Т.Э. (2018). «Дентальные стволовые клетки в регенерации и восстановлении зубов в будущем». Экспертное мнение о биологической терапии . 18 (2): 187–196. дои : 10.1080/14712598.2018.1402004 . ПМИД 29110535 . S2CID 41147569 .
- ^ Вольпони, А.А. (2010). «Биологическое восстановление и регенерация зубов на основе стволовых клеток» . Тенденции в клеточной биологии . 20 (12): 715–722. дои : 10.1016/j.tcb.2010.09.012 . ПМК 3000521 . ПМИД 21035344 .
- ^ Jump up to: а б с д Сонг, Д.; Сюй, П.; Лю, С.; Ву, С. (2019). «Стволовые клетки пульпы зуба, экспрессирующие SIRT1, улучшают образование новой кости во время дистракционного остеогенеза» . Американский журнал трансляционных исследований . 11 (2): 832–843. ПМК 6413255 . ПМИД 30899383 .
- ^ Jump up to: а б Ши, С.; Роби, PG; Гронтос, С. (2001). «Сравнение стромальных стволовых клеток пульпы зуба человека и костного мозга с помощью микрочипового анализа кДНК». Кость . 29 (6): 532–9. дои : 10.1016/S8756-3282(01)00612-3 . ПМИД 11728923 .
- ^ Чинг, HS; Луддин, Н.; Рахман, Айова; Поннурай, КТ (2017). «Экспрессия одонтогенных и остеогенных маркеров в DPSCS и SHED: обзор». Современные исследования и терапия стволовыми клетками . 12 (1): 71–79. дои : 10.2174/1574888X11666160815095733 . ПМИД 27527527 .
- ^ Jump up to: а б Амроллахи, П.; Шах, Б.; Сейфи, А.; Тайеби, Л. (2016). «Последние достижения в регенеративной стоматологии: обзор» . Материаловедение и инженерия: C . 69 : 1383–90. дои : 10.1016/j.msec.2016.08.045 . ПМИД 27612840 .
- ^ Jump up to: а б Ву, Дж.; Ли, Н.; Фан, Ю.; Ван, Ю.; Парень.; Ли, З.; Пан, Ю.; Ромила, Г.; Чжоу, З.; Ю, Дж. (2019). «Кондиционированная среда кальцинированного зубного порошка способствует остеогенной и одонтогенной дифференцировке стволовых клеток пульпы человека через сигнальные пути MAPK» . Стволовые клетки Интернешнл . 2019 : 4793518. doi : 10.1155/2019/4793518 . ПМК 6444228 . ПМИД 31015840 .
- ^ Моршек, К.; Гетц, В.; Ширхольц, Дж.; Цайльхофер, Ф.; Кюн, У.; Мёль, К.; Сиппель, К.; Хоффманн, К.Х. (2005). «Выделение клеток-предшественников (PCS) из зубного фолликула зубов мудрости человека». Матричная биология . 24 (2): 155–65. дои : 10.1016/j.matbio.2004.12.004 . ПМИД 15890265 .
- ^ Ли, Ю.; Ян, ГГ; Рен, JL; Сюй, Ф.; Чен, FM; Ли, А. (2017). «Экзосомы, секретируемые стволовыми клетками отслоившихся временных зубов человека, способствуют функциональному восстановлению после черепно-мозговой травмы путем смещения поляризации микроглии M1/M2 у крыс» . Исследования и терапия стволовыми клетками . 8 (1): 198. дои : 10.1186/s13287-017-0648-5 . ПМК 5622448 . ПМИД 28962585 .
- ^ Jump up to: а б с Яо, С.; Тан, Л.; Чен, Х.; Хуанг, X.; Чжао, В.; Ван, Ю. (2019). «Потенциальный инструмент исследования стволовых клеток из расслаившихся временных зубов человека: иммортализация лентивирусного Bmi-1 с маркером EGFP» . Стволовые клетки Интернешнл . 2019 : 3526409. дои : 10.1155/2019/3526409 . ПМК 6431526 . ПМИД 30984268 .
- ^ Jump up to: а б Сяо, Л.; Сайки, К.; Окамура, Х. (2019). «Толерантные к окислительному стрессу стволовые клетки из отслоившихся временных зубов человека уменьшают повреждение, вызванное перекисью водорода, в органотипических культурах срезов мозга взрослых мышей» . Международный журнал молекулярных наук . 20 (8): 1858. doi : 10.3390/ijms20081858 . ПМК 6514841 . ПМИД 30991705 .
- ^ Рао, Н.; Ван, X.; Чжай, Ю.; Ли, Дж.; Се, Дж.; Чжао, Ю.; Ге, Л. (2019). «Стволовые клетки отслоившихся временных зубов человека улучшают состояние при сахарном диабете II типа у крыс Гото-Какидзаки» . Диабетология и метаболический синдром . 11:22 . дои : 10.1186/s13098-019-0417-y . ПМК 6394089 . PMID 30858895 .
- ^ Jump up to: а б с Дай, ГГ; Ни, С.Ю.; Ма, К.; Ма, Ю.С.; Ван, З.С.; Чжао, XL (2019). «Стволовые клетки отслоившихся временных зубов человека корректируют иммунный дисбаланс аллергического ринита с помощью Treg-клеток in vivo и in vitro» . Исследования и терапия стволовыми клетками . 10 (1): 39. дои : 10.1186/s13287-019-1134-z . ПМК 6341645 . ПМИД 30670101 .
- ^ Jump up to: а б с Ёкояма, Т.; Яги Мендоса, Х.; Танака, Т.; II, Х.; Такано, Р.; Яэгаки, К.; Исикава, Х. (2019). «Регуляция цирроза печени, индуцированного CCL 4, с помощью печеночно-дифференцированных стволовых клеток пульпы зуба человека» (PDF) . Человеческая клетка . 32 (2): 125–140. дои : 10.1007/s13577-018-00234-0 . ПМИД 30637566 . S2CID 58005147 .
- ^ Мантессо, А.; Шарп, П. (2009). «Дентальные стволовые клетки для регенерации и восстановления зубов». Экспертное мнение о биологической терапии . 9 (9): 1143–54. дои : 10.1517/14712590903103795 . ПМИД 19653863 . S2CID 10622446 .
- ^ Миура, М.; Гронтос, С.; Чжао, М.; Лу, Б.; Фишер, ЛВ; Роби, PG; Ши, С. (2003). «SHED: Стволовые клетки из расслаившихся временных зубов человека» . Труды Национальной академии наук . 100 (10): 5807–12. Бибкод : 2003PNAS..100.5807M . дои : 10.1073/pnas.0937635100 . JSTOR 3147498 . ПМК 156282 . ПМИД 12716973 .
- ^ Керкис, Ирина; Керкис, Александр; Дозорцев Дмитрий; Стюкарт-Парсонс, Гаэль Шопен; Гомес Массирони, Сильвия Мария; Перейра, Лигия В.; Каплан, Арнольд И.; Черрути, Умберто Ф. (2006). «Выделение и характеристика популяции незрелых стволовых клеток пульпы зубов, экспрессирующих OCT-4 и другие маркеры эмбриональных стволовых клеток». Клетки Ткани Органы . 184 (3–4): 105–16. дои : 10.1159/000099617 . ПМИД 17409736 . S2CID 32406588 .
- ^ Грациано, Антонио; д'Акино, Риккардо; Анджелис, Мария Габриэлла Куселла-Де; Де Франческо, Франческо; Джордано, Антонио; Лаино, Грегорио; Пьяттелли, Адриано; Трайни, Тонино; Де Роза, Альфредо; Папаччо, Джанпаоло (2008). «Геометрия поверхности каркаса существенно влияет на инженерию костной ткани стволовых клеток человека». Журнал клеточной физиологии . 214 (1): 166–72. дои : 10.1002/jcp.21175 . ПМИД 17565721 . S2CID 43642451 .
- ^ Д'Акино, Риккардо; Папаччо, Джанпаоло; Лаино, Грегорио; Грациано, Антонио (2008). «Стволовые клетки пульпы зуба: многообещающий инструмент для регенерации костной ткани». Обзоры стволовых клеток . 4 (1): 21–6. дои : 10.1007/s12015-008-9013-5 . ПМИД 18300003 . S2CID 14784845 .
- ^ Онеквелу, О; Сеппала, М; Зупа, М; Коборн, Монтана (2007). «Развитие зубов: 2. Регенерация зубов в лаборатории». Обновление стоматологии . 34 (1): 20–2, 25–6, 29. doi : 10.12968/denu.2007.34.1.20 . ПМИД 17348555 .
- ^ Кордейро, Мейбл М.; Донг, Чжихун; Канеко, Томоацу; Чжан, Чжаочэн; Миядзава, Марта; Ши, Сонгтао; Смит, Энтони Дж.; Нёр, Жак Э. (2008). «Инженерия тканей пульпы зуба с использованием стволовых клеток расслаивающихся временных зубов». Журнал эндодонтии . 34 (8): 962–9. дои : 10.1016/j.joen.2008.04.009 . ПМИД 18634928 .
- ^ Гандия, Каролина; Арминьян, Ана; Гарсиа-Вердуго, Хосе Мануэль; Льедо, Элиза; Руис, Ампаро; Миньяна, М. Долорес; Санчес-Торрихос, Хорхе; Пайя, Рафаэль; Мирабет, Висенте; Карбонелл-Уберос, Франциско; Лоп, Мауро; Монтеро, Хосе Анастасио; Сепульведа, Пилар (2008). «Стволовые клетки зубной пульпы человека улучшают функцию левого желудочка, индуцируют ангиогенез и уменьшают размер инфаркта у крыс с острым инфарктом миокарда» . Стволовые клетки . 26 (3): 638–45. doi : 10.1634/stemcells.2007-0484 . ПМИД 18079433 . S2CID 9594271 .
- ^ Керкис, Ирина; Амбросио, Карлос Э; Керкис, Александр; Мартинс, Даниэле С; Зуккони, Эдер; Фонсека, Симоне А.С.; Кабрал, Роза М; Марандуба, Карлос MC; Гайад, Таис П; Морини, Адриана С; Виейра, Натассия М; Бролио, Марина П; Сант'Анна, Освальдо А; Миглино, Мария А; Зац, Майана (2008). «Ранняя трансплантация незрелых стволовых клеток пульпы зуба человека из молочных зубов собакам с мышечной дистрофией золотистого ретривера (GRMD): локальная или системная?» . Журнал трансляционной медицины . 6:35 . дои : 10.1186/1479-5876-6-35 . ПМЦ 2529267 . ПМИД 18598348 .
- ^ Носрат, я; Виденфальк, Дж; Олсон, Л; Носрат, Калифорния (2001). «Клетки зубной пульпы вырабатывают нейротрофические факторы, взаимодействуют с нейронами тройничного нерва in vitro и спасают мотонейроны после травмы спинного мозга» . Биология развития . 238 (1): 120–32. дои : 10.1006/dbio.2001.0400 . ПМИД 11783998 .
- ^ де Мендонса Коста, Андре; Буэно, Даниэла Ф.; Мартинс, Марилия Т.; Керкис, Ирина; Керкис, Александр; Фанганьелло, Роберто Д.; Черрути, Умберто; Алонсо, Нивальдо; Пассос-Буэно, Мария Рита (2008). «Реконструкция крупных дефектов черепа в неиммуносупрессивном экспериментальном дизайне с использованием стволовых клеток зубной пульпы человека». Журнал черепно-лицевой хирургии . 19 (1): 204–10. дои : 10.1097/scs.0b013e31815c8a54 . ПМИД 18216690 . S2CID 23340729 .
- ^ Вишвакарма, Аджайкумар (13 ноября 2014 г.). Биология стволовых клеток и тканевая инженерия в стоматологии . Эльзевир. ISBN 978-0-12-397157-9 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Атари, М.; Хиль-Ресио, К.; Фабрегат, М.; Гарсия-Фернандес, Д.; Барахас, М.; Карраско, Массачусетс; Юнг, Х.-С.; Альфаро, Ф.Х.; Казальс, Н.; Проспер, Ф.; Феррес-Падро, Э.; Гинер, Л. (2012). «Пульпа третьего моляра: новый источник плюрипотентноподобных стволовых клеток» . Журнал клеточной науки . 125 (Часть 14): 3343–56. дои : 10.1242/jcs.096537 . ПМИД 22467856 .