Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tiềm năng phân hóa của tế bào gốc tủy răng STRO-1+ thay đổi trong quá trình luân chuyển tế bào
Tóm tắt
Tế bào gốc tủy răng (DPSCs) có thể được dẫn dắt thành các dòng tế bào nguyên bào kiến xương, nguyên bào sụn, và nguyên bào men răng trong các môi trường kích thích khác nhau. Tuy nhiên, tiềm năng phân hóa của các DPSCs chưa qua xử lý sau khi trải qua nhiều lần luân chuyển trong hệ thống nuôi cấy thông thường chưa được làm rõ hoàn toàn. DPSCs được tách chiết từ tủy răng của người/chuột bằng phương pháp phân loại tế bào kích hoạt từ tính dựa trên sự biểu hiện của STRO-1, được nuôi cấy và luân chuyển trong môi trường nuôi cấy thông thường. Các đặc tính sinh học của DPSCs STRO-1+ ở lần luân chuyển thứ nhất và thứ chín đã được khảo sát. Trong quá trình luân chuyển dài hạn, khả năng sinh sản của DPSCs STRO-1+ ở người đã giảm theo như chỉ số động học tăng trưởng. Khi so sánh với DPSCs STRO-1+ ở lần luân chuyển thứ nhất (DPSC-P1), sự biểu hiện của các gen/protein đặc hiệu cho nguyên bào kiến xương trưởng thành (phosphatase kiềm, protein sialophosphat xương, osterix, và osteopontin), gen/protein đặc hiệu cho nguyên bào men răng (dentin sialophosphoprotein và dentin sialoprotein), và gen/protein đặc hiệu cho nguyên bào sụn (collagen loại II) đã được tăng cường đáng kể ở DPSCs STRO-1+ ở lần luân chuyển thứ chín (DPSC-P9). Hơn nữa, các tế bào DPSC-P9 ở trong môi trường kích thích khoáng hóa thể hiện nồng độ phosphatase kiềm cao hơn vào ngày 3 và ngày 7 lần lượt, và sản xuất nhiều ma trận khoáng hóa hơn so với tế bào DPSC-P9 vào ngày 14. Kết quả cấy ghép in vivo cho thấy rằng các viên tế bào DPSC-P1 trên chuột phát triển thành các cấu trúc men răng, xương và sụn tương ứng, trong khi các tế bào DPSC-P9 chỉ có thể tạo ra mô xương. Những phát hiện này gợi ý rằng DPSCs STRO-1+ bao gồm nhiều tiểu quần thể liên quan đến nhau có thể phân hóa tự phát thành nguyên bào men răng, nguyên bào kiến xương và nguyên bào sụn. Khả năng phân hóa của các DPSCs này thay đổi trong quá trình luân chuyển tế bào, và DPSCs ở lần luân chuyển thứ chín hạn chế tiềm năng phân hóa của chúng về dòng tế bào nguyên bào kiến xương in vivo.
Từ khóa
#tế bào gốc tủy răng #STRO-1 #nguyên bào kiến xương #nguyên bào men răng #nguyên bào sụn #phân hóa tế bào #nuôi cấy tế bàoTài liệu tham khảo
Thesleff I, Mikkola M: The role of growth factors in tooth development. Int Rev Cytol. 2002, 217: 93-135. full_text.
Smith AJ, Lesot H: Induction and regulation of crown dentinogenesis: embryonic events as a template for dental tissue repair?. Crit Rev Oral Biol Med. 2001, 12 (5): 425-437. 10.1177/10454411010120050501.
Zhang YD, Chen Z, Song YQ, Liu C, Chen YP: Making a tooth: growth factors, transcription factors, and stem cells. Cell Res. 2005, 15 (5): 301-316. 10.1038/sj.cr.7290299.
Yu J, Shi J, Jin Y: Current Approaches and Challenges in Making a Bio-Tooth. Tissue Eng Part B Rev. 2008, 14 (3): 307-319. 10.1089/ten.teb.2008.0165.
Pispa J, Thesleff I: Mechanisms of ectodermal organogenesis. Dev Biol. 2003, 262 (2): 195-205. 10.1016/S0012-1606(03)00325-7.
Hu B, Nadiri A, Bopp-Küchler S, Perrin-Schmitt F, Lesot H: Dental epithelial histomorphogenesis in vitro. J Dent Res. 2005, 84 (6): 521-525. 10.1177/154405910508400607.
Yu JH, Shi JN, Deng ZH, Zhuang H, Nie X, Wang RN, Jin Y: Cell pellets from dental papillae can reexhibit dental morphogenesis and dentinogenesis. Biochem Biophys Res Commun. 2006, 346 (1): 116-124. 10.1016/j.bbrc.2006.05.096.
Yu JH, Deng ZH, Shi JN, Zhai HH, Nie X, Zhuang H, Li YC, Jin Y: Differentiation of dental pulp stem cells into regular-shaped dentin-pulp complex induced by tooth germ cell conditioned medium. Tissue Eng. 2006, 12 (11): 3097-3105. 10.1089/ten.2006.12.3097.
Gronthos S, Brahim J, Li W, Fisher LW, Cherman N, Boyde A, DenBesten P, Robey PG, Shi S: Stem cell properties of human dental pulp stem cells. J Dent Res. 2002, 81 (8): 531-535. 10.1177/154405910208100806.
Huang GT, Gronthos S, Shi S: Mesenchymal stem cells derived from dental tissues vs. those from other sources: their biology and role in regenerative medicine. J Dent Res. 2009, 88 (9): 792-806. 10.1177/0022034509340867.
Stevens A, Zuliani T, Olejnik C, LeRoy H, Obriot H, Kerr-Conte J, Formstecher P, Bailliez Y, Polakowska RR: Human dental pulp stem cells differentiate into neural crest-derived melanocytes and have label-retaining and sphere-forming abilities. Stem Cells Dev. 2008, 17 (6): 1175-1184. 10.1089/scd.2008.0012.
d'Aquino R, Graziano A, Sampaolesi M, Laino G, Pirozzi G, De Rosa A, Papaccio G: Human postnatal dental pulp cells co-differentiate into osteoblasts and endotheliocytes: a pivotal synergy leading to adult bone tissue formation. Cell Death Differ. 2007, 14 (6): 1162-1171. 10.1038/sj.cdd.4402121.
Komori T: Regulation of osteoblast differentiation by runx2. Adv Exp Med Biol. 2010, 658: 43-49. full_text.
Laino G, d'Aquino R, Graziano A, Lanza V, Carinci F, Naro F, Pirozzi G, Papaccio G: A new population of human adult dental pulp stem cells: a useful source of living autologous fibrous bone tissue (LAB). J Bone Miner Res. 2005, 20 (8): 1394-1402. 10.1359/JBMR.050325.
Laino G, Graziano A, d'Aquino R, Pirozzi G, Lanza V, Valiante S, De Rosa A, Naro F, Vivarelli E, Papaccio G: An approachable human adult stem cell source for hard-tissue engineering. J Cell Physiol. 2006, 206 (3): 693-701. 10.1002/jcp.20526.
Papaccio G, Graziano A, d'Aquino R, Graziano MF, Pirozzi G, Menditti D, De Rosa A, Carinci F, Laino G: Long-term cryopreservation of dental pulp stem cells (SBP-DPSCs) and their differentiated osteoblasts: a cell source for tissue repair. J Cell Physiol. 2006, 208 (2): 319-325. 10.1002/jcp.20667.
d'Aquino R, Papaccio G, Laino G, Graziano A: Dental Pulp Stem Cells: A Promising Tool for Bone Regeneration. Stem Cell Rev. 2008, 4 (1): 21-26. 10.1007/s12015-008-9013-5.
Shi S, Gronthos S: Perivascular niche of postnatal mesenchymal stem cells in human bone marrow and dental pulp. J Bone Miner Res. 2003, 18 (4): 696-704. 10.1359/jbmr.2003.18.4.696.
Yang X, Walboomers XF, Beucken van den JJ, Bian Z, Fan M, Jansen JA: Hard tissue formation of STRO-1-selected rat dental pulp stem cells in vivo. Tissue Eng Part A. 2009, 15 (2): 367-375. 10.1089/ten.tea.2008.0133.
Yu J, Wang Y, Deng Z, Tang L, Li Y, Shi J, Jin Y: Odontogenic capability: bone marrow stromal stem cells versus dental pulp stem cells. Biol Cell. 2007, 99 (8): 465-474. 10.1042/BC20070013.
Nagano T, Oida S, Ando H, Gomi K, Arai T, Fukae M: Relative levels of mRNA encoding enamel proteins in enamel organ epithelia and odontoblasts. J Dent Res. 2003, 82 (12): 982-986. 10.1177/154405910308201209.
Ruch JV: Odontoblast commitment and differentiation. Biochem Cell Biol. 1998, 76 (6): 923-938. 10.1139/bcb-76-6-923.
Ema H, Takano H, Sudo K, Nakauchi H: In vitro self-renewal division of hematopoietic stem cells. J Exp Med. 2000, 192 (9): 1281-1288. 10.1084/jem.192.9.1281.
Kikuchi H, Suzuki K, Sakai N, Yamada S: Odontoblasts induced from mesenchymal cells of murine dental papillae in three-dimensional cell culture. Cell Tissue Res. 2004, 317 (2): 173-185. 10.1007/s00441-004-0882-x.
Gronthos S, Mankani M, Brahim J, Robey PG, Shi S: Postnatal human dental pulp stem cells (DPSCs) in vitro and in vivo. Proc Natl Acad Sci USA. 2000, 97 (25): 13625-13630. 10.1073/pnas.240309797.
Patterson MK: Measurement of growth and viability of cells in culture. Methods Enzymol. 1979, 58: 141-152. full_text.
Fan Z, Yamaza T, Lee JS, Yu J, Wang S, Fan G, Shi S, Wang CY: BCOR regulates mesenchymal stem cell function by epigenetic mechanisms. Nat Cell Biol. 2009, 11 (8): 1002-1009. 10.1038/ncb1913.