趋化因子SDF-1对人牙周膜干细胞增殖、迁移及分化的影响

论文摘要

目的：趋化因子SDF-1因能够募集间充质干细胞（MSCs）、调控其增殖和分化,而在组织再生中发挥着重要作用。然而,它对人牙周膜干细胞（PDLSCs）的作用仍然不清楚。从人牙周韧带组织中分离的PDLSCs,属于成体间充质干细胞,在适当的培养条件下能分化为成牙骨质样细胞、成骨细胞、脂肪细胞和胶原形成细胞,并且在动物牙周缺损模型中能够再生成牙骨质／牙周韧带样结构。因此PDLSCs被认为是牙周组织再生的种子细胞并被用于以干细胞为基础的牙周组织再生工程中。人PDLSCs上趋化因子受体的表达、趋化因子对PDLSCs所起的趋化效应以及其在组织修复过程的后续效应可能是牙周组织再生中一个至关重要的过程。本研究的目的是探讨趋化因子SDF-1受体CXCR4的在人PDLSCs上的表达及SDF-1对人PDLSCs生长活性、增殖、迁移与分化潜能的影响。方法：利用有限稀释法从因正畸需要而拔除的健康前磨牙中分离、培养人PDLSCs。利用免疫细胞化学染色的方法检测波形丝蛋白和角蛋白及间充质干细胞表而标志STRO-1在PDLSCs上的表达。利用实时定量PCR及免疫细胞化学染色的方法检测趋化因子SDF-1受体CXCR4在PDLSCs上的表达。利用MTT检测方法及BrdU掺入法检测SDF-1对PDLSCs生长活性及增殖状态的影响。利用实时定量PCR的方法检测SDF-1对PDLSCs分化相关因子Ⅰ型胶原蛋白（ColⅠ）和碱性磷酸酶（ALP）表达的影响。利用24孔的Transwell细胞培养室来检测SDF-1对PDLSCs的趋化效应。所有数据均使用SPSS13.0软件包进行统计学单因素方差分析。P值小于0.05被认为具有统计学意义。结果：免疫细胞化学检测证实人PDLSCs广谱角蛋白阴性表达、波形丝蛋白阳性表达,且间充质干细胞标志STRO-1呈阳性表达。实时定量PCR分析证实人PDLSCs在mRNA水平上表达趋化因子受体CXCR4;定性免疫细胞化学检测显示人PDLSCs在蛋白水平上表达受体CXCR4。与单独使用培养基比较,SDF-1增强了人PDLSCs的生长活性与增殖状态（P<0.05）。实时定量PCR表明,SDF-1能够显著增加Co1Ⅰ的表达水平（P<0.01）,对ALP的表达水平无明显影响（P>0.05）。与空白对照组相比,在100ng/m1与400ng/ml之间,趋化因子SDF-1能够明显促进PDLSCs的迁移（P<0.05）,最大的促迁移浓度是200ng/ml。使用CXCR4中和抗体处理后,PDLSCs的增殖及迁移效应明显受到抑制（P<0.05）。结论：在本实验中我们证实人PDLSCs表达趋化因子受体CXCR4,趋化因子SDF-1对PDLSCs有剂量依赖性的趋化效应,这种趋化效应可能是通过其特异性受体CXCR4介导的。趋化因子SDF-1可能具有将PDLSCs募集到被破坏的牙周组织中的潜力,并通过促进这些干细胞的活性、增殖及影响其分化能力来促进破坏的牙周组织再生。

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