首次分离出人类牙周膜干细胞

生物通报道：美国国家健康研究院（NIH）牙科和颅面研究中心（National Institute of Dental and Craniofacial Research，NIDCR）的专家首次直接从牙周膜——将牙齿固定在牙槽中的纤维网状腱——中分离出人类牙周干细胞。

研究人员还说这些细胞有再生牙周膜的巨大潜力，而牙周膜正是晚期牙龈疾病的主要治疗目标。研究人员在实验中将成人的牙周干细胞移植到啮齿动物中，大多数干细胞都能分化成牙周膜和覆盖在牙根上的矿化组织——牙骨质。

“这些干细胞在动物中产生了高密度的再生的组织，”文章的第一作者、NIDCR的研究人员Songtao Shi博士说。“我们预期它们在治疗牙龈疾病中有巨大潜力，而且我们将通过更多的动物实验就这个方面进一步研究。”这些结果刊登在近期出版的Lancet期刊上。

自从二十世纪七十年代以来，研究人员就怀疑牙周膜可能有自己独特的干细胞。但是由于许多技术上的原因，这方面的研究一直没有什么进展，致使一些人怀疑是否真能从这么小、又含有多种类型细胞和亚单元的小组织中分离出干细胞来。

大约两年前，Shi和他的同事决定研究这个问题。他们获得了25个新近拔下的第三颗臼齿（就是智齿），轻轻地从牙根取下牙周膜。通过反复实验，研究组成功地分离和培养了这种组织的各种细胞，从而希望能从培养基中分离出干细胞。

研究人员不用等多久就得到答案。他们注意到大量能迅速分裂、具有干细胞的普遍特征的细胞株。据NIDCR专家Byoung-Moo Seo说，研究组通过检测存在于间叶系干细胞特有的两种蛋白（STRO-1和CD146/MUC18）证实了他们的观测结果。

Seo说他们也检测到高水平的基因激活蛋白Scleraxis，它是腱细胞所特有的。这一结果进一步表明他们获得了牙周膜干细胞。“这些细胞的复制功能惊人地好，”Seo说。“事实上，细胞培养中我们已经获得了200个这种干细胞的克隆。这个速度与牙髓干细胞（dental pulp stem cells）的增殖速度相似，已经知道牙髓干细胞的增殖是非常快的。”

进一步确认他们的发现后，Shi和他的同事决定解决下一个大问题：当移植到小鼠后这些干细胞真的能够形成牙周膜和牙骨质吗？

分别将实验室培养出的不同的干细胞克隆移植到一个羟基磷灰石（hydroxyapetite）载体上植入小鼠相应的位置，13个移植样本中有8个产生出一个致密的牙骨质和牙周膜的混合体。有趣的是，这些细胞甚至能产生与所谓的骨纤维（Sharpey’s fibers）类似的纤维状结构。骨纤维能够嵌入牙骨质和骨头中将牙齿固定在它应该在的地方。而另外五个移植则没有分化的迹象。

Shi说，他的研究组现在对较大的动物进行研究。如果成功，他希望能够评估这些干细胞在患晚期牙龈疾病患者的病灶中的再生牙周膜的能力，这种疾病在目前的治疗中很难得到控制。“从临床角度来看，最大的一个优点是这些干细胞很容易获得，”Shi说。“理论上，人们或有一天许在拔掉他们的智齿时能够保存或储存这些干细胞，从而为以后可能发生的晚期牙周膜疾病进行生物学再生治疗留下一条后路。”

有关这项研究的文章的标题为：“人类牙周膜中的多功能后天干细胞”（"Multipotent Postnatal Stem Cells from Human Periodontal Ligament"）。文章发表在2004年7月10日出版的Lancet上。（Yang Shujuan）