乳牙和脐带来源间充质干细胞有何异同,新生命金沙总站6165登录入口最新研究成果揭示
发布时间 / 2021-04-09 / 7535
近期,金沙总站6165登录入口开展的一项乳牙间充质干细胞与脐带间充干细胞生物学特征的对比研究,或为不同疾病的临床细胞治疗提供参考。研究成果已在SCI收录英文期刊《Biochemistry and Cell Biology》发表。
间充质干细胞是一种成体干细胞,具有自我更新和分化为脂肪细胞、软骨细胞、成骨细胞及神经细胞等多种细胞系的能力。间充质干细胞因其具有低免疫原性、免疫调节能力和多分化潜能等特点,被广泛应用于再生医学和异常免疫反应移植治疗。
据论文第一作者,新生命金沙总站6165登录入口干细胞与再生医学研究中心高级研究员介绍,间充质干细胞可从多种组织中分离出来,包括骨髓、脐带、脂肪和牙齿组织。在这些间充质干细胞来源中,脐带是围产期组织,可以在产后采集,而脱落的乳牙可以在儿童换牙期获得。分娩和乳牙脱落都是正常和必要的生理过程,因此,脐带和脱落乳牙是获得间充质干细胞的主要来源,对供者没有损害或也不存在伦理问题。
由于两者均属于间充质干细胞,因而具有一些相似的性质,但因发育自不同胚层,研究人员推测这两种来源的干细胞也会呈现出一些不同的生物学特性。
在比较了两种来源间充质干细胞的增殖、分化、迁移、趋化、旁分泌、免疫调节、促神经突生长能力和乙醛脱氢酶(ALDH)活性等生物学特性后,研究人员发现,乳牙干细胞和脐带间充质干细胞都具有相似的细胞形态,以及类似的表面标记物表达。
乳牙干细胞和脐带间充质干细胞均表现出较高的增殖活性,在培养前5天无显著差异,然而第7天时,乳牙干细胞的增殖率高于脐带间充质干细胞;此外,脐带间充质干细胞具有较强的成脂分化潜能,而乳牙干细胞则具有较强的成软骨分化潜能,推测在软骨再生方面选择乳牙干细胞可能会获得更好的临床疗效。
替代受损或病变的细胞是间充质干细胞发挥生物学功能的机制之一,越来越多的研究表明间充质干细胞的旁分泌功能也非常重要。间充质干细胞可通过旁分泌因子的趋化作用促进内源性细胞的迁移。研究结果显示,乳牙干细胞和脐带间充质干细胞对测试细胞均具有较好的趋化作用,但脐带间充质干细胞的趋化作用更强,预示其可能具有更强的促进内源性细胞迁移至损伤部位的能力;同时,脐带间充质干细胞和乳牙干细胞自身的迁移能力对比结果显示,乳牙干细胞自身迁移能力更强,预示其自身更容易迁移到病变部位,结合上述脐带间充质干细胞对内源性细胞的迁移可能具有更大的作用,提示间充质干细胞的来源选择及移植方式可能会对影响临床疗效。
间充质干细胞的旁分泌功能除了发挥趋化作用外,旁分泌因子还可发挥免疫调节以及为细胞提供营养的作用。前期研究表明,间充质干细胞可分泌前列腺素E2(PGE2)和转化生长因子β1(TGF-β1)调节免疫细胞的活性并抑制炎症因子的分泌,从而达到抑制异常免疫反应的作用。乳牙干细胞的PGE2分泌水平与脐带间充质干细胞分泌水平无显著差异,但TGF-β1分泌水平高于脐带间充质干细胞,随后又采用与外周血单个核细胞共培养方案验证两种来源间充质干细胞的免疫调节能力,结果显示乳牙干细胞和脐带间充质干细胞都能抑制外周血单个核细胞的增殖并抑制干扰素γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)两种炎性因子的分泌,但这两种来源干细胞间的抑制率无显著性差异,提示二者具有相似的免疫调节能力。肝细胞生长因子(HGF)对间充质干细胞的存活、促进血管生成和抗纤维化有明显的促进作用,在治疗肺损伤、肝硬化等方面具有很大的潜力,同时有研究表明血管生成素1(ANG-1)在抗凋亡、促进血管生成等方面发挥重要作用,本研究表明乳牙干细胞和脐带间充质干细胞均分泌高水平的HGF和ANG-1,提示两种干细胞可能具有相似的营养作用。
已有研究表明ALDH活性与促血管再生、免疫调节、造血支持及多向分化能力等方面呈正相关。在多个样本中,乳牙干细胞和脐带间充质干细胞中的ALDH百分比非常接近。然而,就个体样本而言,乳牙干细胞组和脐带间充质干细胞组的ALDH阳性细胞比例存在较大差异,提示应用前应检测ALDH活性水平并优选ALDH阳性细胞比例较高的细胞,以确保间充质干细胞用于临床治疗的疗效。
研究员表示,乳牙干细胞和脐带间充质干细胞在成骨能力、免疫调节、ALDH活性水平方面没有显著差异。不过,乳牙干细胞在增殖、成软骨能力、迁移能力和促进神经突生长方面表现出更为优异的能力,而脐带间充质干细胞在成脂能力和趋化方面表现出更为卓越的性能,这一比较结果或为不同的临床需求所使用间充质干细胞的优化选择提供指导。
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