2016 年10月 第3卷/第18期全科口腔医学杂志Vol.3, No.18, Oct. 2016General Journal Of Stomatology11人牙槽骨骨髓间充质干细胞成骨诱导分化王 熙1，2，李 健3*（1. 华北理工大学口腔医学院，河北 唐山 063000；2. 承德护理职业学院口腔教研室，河北 承德 067000；3. 唐山市人民医院口腔科，河北 唐山 063000）【摘要】干细胞是一类具有自我更新与增殖分化能力的细胞，根据来源不同可以分为胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、上皮干细胞等。干细胞在理论上可以无限增殖分裂，而且特定的条件下可以定向分化。人牙槽骨骨髓干细胞是较为容易取得的骨髓干细胞，拔牙或种植牙时即可取得骨屑，进行体外培养，尤其是定向成骨分化方面的研究，取得了显著的成果。本文就人牙槽骨骨髓间充质干细胞成骨分化进展进行综述。【关键词】人牙槽骨骨髓间充质干细胞；成骨分化【中图分类号】R781.4 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-7882.2016.18.011.02The mesenchymal mesenchymal stem cell is induced differentiationWANG Xi1,2, LI Jian3*China; 2. Chengde nursing vocational college oral teaching and research section,Hebei Chengde 067000, (1. North China university of science and technology of oral medical college,Hebei Tangshan 063000, China; 3. Tangshan people's hospital dental,Hebei Tangshan 063000,China)【Abstract】Stem cell division can be infi nite proliferation in theory,and under certain conditions can be directed differentiation.Human alveolar bone marrow stem cells of bone marrow stem cells is relatively easy to obtain,tooth extraction or dental implants can obtain skeletal,for in vitro culture, especially the directional osteogenetic differentiation research,has made remarkable achievements.In this paper,the one between alveolar bone marrow mesenchymal stem cells differentiation progress were summarized.【Key words】People between alveolar bone marrow mesenchymal stem cell;Differentiation1 人牙槽骨髓间充质干细胞（Al-BMSCs）胞的胞浆比较丰富，核染色质细，核仁明显，旋涡样或1.1 Al-BMSCs的发现及来源平行排列生长为它的最普遍生长方式。Al-BMSCs起初形骨髓间充质干细胞多来源于骨髓中的非造血干细态为大而扁平的梭型，成放射状排列，14天后形态成长胞。1987年Friedenstein首次报道了间充质干细胞在一定梭型，旋涡状排列[1]。环境和特殊因子的诱导下，可以分化为骨组织。他们发1.2 Al-BMSCs较髂骨来源骨髓间充质干细胞的优势现在骨髓细胞在给予一定条件的情况下可以分化出多种Akintoye等人比较了同一个体上牙槽骨来源与髂骨类型的细胞，并且分化20～30个周期仍保持多向分化的来源的骨髓间充质干细胞体外繁殖后的生物学行为。结潜能。果显示：Al-BMSCs体外自我复制速度更快，衰老周期更牙槽骨来源的骨髓间充质干细胞（Alveolar bone 长，且ALP增强和钙盐沉积量增大；在裸鼠体内成骨试marrow mesenchymal stem cells，Al-BMSCs）是新发现验中，Al-BMSCs比髂骨来源的骨髓间充质干细胞成骨性的成体干细胞之一，来源于口腔内牙槽骨，例如：第三能高，而两者形成骨的构成成分有一定差异。因此，同磨牙拔出后牙槽窝内的骨渣，或是牙槽间隔，也可以是一个体颌骨来源和髂骨来源的骨髓间充质干细胞在体内种植过程中的骨屑。早在2005年Matsubara等人在实验外的成骨分化存在差异。颌骨来源的骨髓间充质干细胞中证实有Al-BMSCs的存在，并发现Al-BMSCs表面标志是一种较为特殊的间充质干细胞。有实验表明体外相同物与骨髓间充质干细胞的部分相同，如CD13、CD73、的诱导条件下，Al-BMSCs与骨髓间充质干细胞比较，成CD44和CD90为阳性；Al-BMSCs和骨髓间充质干细胞的骨能力强[2]。因此，部分学者认为对于颌骨缺损后重建形态学特征非常相似：人骨髓间充质干细胞形态观察为来说口内来源的骨髓间充质干细胞可能比髂骨来源的骨纺锤状成纤维样或不规则。培养早期大部分为小梭形细髓间充质干细胞成骨更有优势。胞，且增殖较快，可随着培养时间的延长，细胞形态逐Mason等人研究表明：体外培养Al-BMSCs所需的牙渐转化为体积大的四边形、多角型细胞，并且细胞增殖槽骨的量较低，牙槽骨来源骨髓间充质干细胞取材的方慢，形态逐渐一致。镜下还可以看到：骨髓间充质干细法步骤及其安全性相比髂骨穿刺方便快捷，无需开辟第通讯作者：李健，E-mail：lijian73118@163.com全科口腔医学杂志12General Journal Of Stomatology2016 年10月 第3卷/第18期Vol.3, No.18, Oct. 2016二术区进行髂骨骨髓抽取术，在拔除患牙的同时即可取骨，这是Al-BMSCs来源的最大优势；口腔黏膜疏松血供丰富，相对于皮肤不易感染，不易留瘢痕；骨皮质薄局麻即可完成；取骨位置距全身重要器官、知名血管和神经较远，可减少其损伤；在CBCT的指引下安全可靠，拥有供骨与植骨区域的骨生物相容性预见，Al-BMSCs结合骨组织工程技术将成为口腔颌面部骨组织缺损修复技术。1.3 Al-BMSCs的特性Al-BMSCs与骨髓间充质干细胞的基本特性一致：第一，自我复制的能力。体外可以克隆性生长；体内可以增殖分化成组织、器官；并能保证自己的数量。第二，多向分化的能力。在特定环境和因子诱导的作用下，可以分化为肌肉、脂肪、神经、骨及软骨等组织。骨髓间充质干细胞除易分离获得、来源广泛、取材容易等优点外，还有自我更新、多向分化力强、免疫原性低、免疫抑制、调节及抗炎等能力。2 Al-BMSCs的诱导成骨化学药物：地塞米松、β-磷酸甘油、VitaminC等均可诱导成骨；BMPs家族因子、转化生长因子β、碱性成纤维生长因子均可促使BMSCs向成骨细胞分化，并可通过标志物碱性磷酸酶（ALP）、骨钙素（OSC）及矿化结节等验证骨的形成；miRNA也可以调控RUNx2最终促进或抑制成骨。2.1 药物诱导成骨研究表明，最经典成骨定向诱导剂是地塞米松、β-磷酸甘油、VitaminC等化学试剂的联合使用。在诱导过程中，地塞米松的作用较长久，早期促进细胞内基质的合成及胞内细胞器的成熟，晚期则以促进钙盐沉积矿化为主。β-磷酸甘油在分化过程中为成骨细胞的矿化释放出磷酸根离子，加速骨钙素的合成与Ca钙盐结节的生成。VitaminC可以经过延长Ⅰ型胶原转录因子的半衰期，从而减少该型转录因子的消耗以增加Ⅰ型胶原中mRNA的含量。除此之外还有银杏叶提取物[3]，该药物能够促进骨髓间充质干细胞的成骨分化，促进BMP-2及Runx2的mRNA表达。等等。2.2 转录因子诱导成骨骨髓间充质干细胞诱导成骨的主要学说有：TGF-β信号转导途径、FGF、BMP-Smads、Notch信号通路。具有苏氨酸/丝氨酸激酶活性受体与BMPs结合引发效应，也有研究表明，TGF-β信号转导途径和BMPs的主要目的基因是Runx2。Runx2和Smads对骨髓间充质干细胞成骨细胞诱导分化阻止了骨髓间充质干细胞的肌源性和脂源性分化，同时具有协同作用。2.3 miRNAmiRNA（microRNA）是一类短小的非编码单链核糖核酸，长度约调控成骨18～25个左右核苷酸。通过与其他蛋白质编码mRNA转录为反向互补而生成，有抑制蛋白质编码基因表达的作用。多项实验证明，miRNA在细胞增殖、分化、迁移、凋亡、恶变等细胞功能方面存在重要的调控功能，在信号转导通路、组织器官分化、个体生长发育、疾病的发生发展等过程中起着至关重要的作用。真核生物的miRNA起源遵循同一形成机制：1）RNA前体的形成（pri-miRNA），Ⅱ型RNA聚合酶将与miRNA对应的编码基因转录成pri-miRNA；2）在RNaseⅢ家族的Drosha作用下，pri-miRNA被加工成约70nt长度的pre-miRNA。pre-miRNA可以被切割成一个或多个miRNA；3）pre-miRNA在核跨膜蛋白（Exportin-5）的作用下，被从细胞核转移到细胞质；4）在细胞质中Dicer酶把转移到细胞质中的pre-miRNA切割成18-25nt的双链miRNA。双链miRNA解旋为成熟的miRNA分子；5）成熟的miRNA装载入RNA借导的沉默复合体（RISC），执行RNAi相关的基因沉默；6）成熟的miRNA与其靶mRNA通过碱基互补配对原则结合，阻抑翻译（通过3＇-UTR的碱基相配对）；若完全结合靶mRNA降解。miRNA在调控干细胞的多向分化和自我更新中起着举足轻重的作用。miRNA-206可以使肌细胞更快分化成熟[4]。miRNA-143可控制脂肪干细胞向脂肪细胞分化[5]。miRNA-1和miRNA-133可以是胚胎干细胞向心肌细胞分化[6]。目前，越来越多的miRNA基因对各种干细胞分化各有差异，在干细胞不同的发育分化阶段都可能存在表达，对干细胞的自我更新和多向分化存在调控。然而对miRNA在干细胞中的作用机制，其靶基因的位置等都有待探讨。参考文献[1] 王 祎.无机活性诱导元素支架材料对牙槽骨源性骨髓基质细胞的成骨诱导的实验研究[D].安徽:安徽医科大学,2011.[2] 郑文龙.犬牙槽骨来源干细胞和髂骨骨髓间充质干细胞体外成骨能力的比较[D].安徽:安徽医科大学,2016.[3] 张甲第.银杏叶提取物对骨髓间充质单细胞增殖及成骨分化影响的实验研究[D].吉林:吉林大学口腔医学院,2015.[4] Lewis.et al,Prediction of mammalian microRNA targets[J].Cell,2003.115(7):p.787-98.[5] Rhoades,M,W.,et al,Prediction of Plant microRNA tangets[J].Cell,2002.110(4):p.513-20.[6] Reinhart,B.J.et al, MicroRNAs in plants[J].Genes Der,2002.16(13):p.1616-26.本文编辑：刘欣悦