趋化因子对牙周膜干细胞的生物学效应及在原位牙周组织工程中的应用

趋化因子能够募集骨髓基质干细胞（BMSCs）归巢，调控其增殖和分化，从而在组织和器官的再生中发挥着重要作用。牙周膜干细胞（PDLSCs）属于成体间充质干细胞，表面抗原标志及多向分化潜能与BMSCs相似。因此，应用趋化因子应该能够募集包括PDLSCs在内的干细胞迁移到牙周创区，促进牙周组织再生。但是目前少有趋化因子对PDLSCs影响的研究。本项目拟在体外分离、培养PDLSCs的基础上，检测趋化因子受体在PDLSCs中的表达，检测趋化因子的促迁移、增殖、分化效应及对PDLSCs基因表达谱的影响，并通过大鼠牙周缺损模型进一步验证趋化因子对系统来源干细胞及创区局部干细胞或前体细胞募集归巢到牙周创区的效应。在此基础上，将趋化因子与胶原膜复合，应用于原位牙周组织工程，利用Beagle犬的Ⅲ度根分叉缺损模型，探讨趋化因子对牙周组织再生的影响，从而为临床牙周病的再生性治疗寻找新的诱导因子和技术方法。

本研究通过体外实验已经成功分离培养出牙周膜干细胞（PDLSCs）:表达间充质干细胞的表面标志，而造血干细胞的表面标志为阴性，具有克隆形成能力，并具有多向分化能力；完成了趋化因子SDF-1对牙周膜干细胞作用的研究：实时定量 PCR和免疫组化结果分别从mRNA水平和蛋白水平表明了牙周膜干细胞表达SDF-1的受体CXCR4，MTT和BrdU掺入实验表明 SDF-1能够促进牙周膜干细胞的活性和增殖；趋化实验表明SDF-1能够显著促进牙周膜干细胞的迁移；实时定量PCR 结果显示SDF-1能显著促进Ⅰ型胶原的表达。在体内试验中，将SDF-1与胶原膜复合置于大鼠牙周缺损处，能显著促进间充质干细胞和造血干细胞归巢至牙周缺损区，显著减轻牙周创区的炎症反应，加速载体材料的降解时间，促进破骨过程和血管生成，并且SDF-1能够显著改善新生骨的质和量。此外，将PDLSCs接种到HGCCS上，与光滑表面的京尼平交联的壳聚糖相比，HGCCS能够促进PDLSCs的增殖、碱性磷酸酶活性及骨相关基质蛋白骨涎蛋白、骨桥素及骨钙素的表达，并且将PDLSCS接种于HGCCS置于大鼠颅骨缺损，能够显著促进骨缺损的修复再生。同样的，接种于HAp-PADM的PDLSCs与接种于光滑表面的猪脱细胞皮肤基质相比，能显著促进PDLSCs增殖、ALP活性及骨标志物Runt相关转录因子2、OPN及OCN的mRNA表达水平。这一研究从因子和支架材料方面为临床牙周再生治疗提供了有益的探索和前期研究基础。