牙髓干細胞（DPSCs）是一類成體干細胞，具有較強的增殖能力、自我更新能力、多向分化潛能，且來源豐富、獲取方便、不涉及倫理問題，其作為種子細胞已在組織工程和再生醫學領域發揮了重要作用，展現了巨大的潛能，有望成為組織修復和器官再生的理想種子細胞來源。DPSCs 在骨再生領域的研究已應用到臨床，而向其他組織的分化研究尚處于不同水平的基礎階段，本文就其在成牙、成骨、成神經等方向分化潛能的相關研究及應用作一綜述，為 DPSCs 在組織工程和再生醫學領域的進一步研究提供線索和思路。
引用本文： 葛芳, 杜立群. 牙髓干細胞多向分化潛能的研究及應用進展. 生物醫學工程學雜志, 2019, 36(1): 172-176. doi: 10.7507/1001-5515.201804045 復制
引言
干細胞是一種未完全分化的細胞，一定條件下能夠進行自我更新，并可分化為特定的細胞類型，它是組織工程和再生醫學研究的關鍵要素之一，可通過再生具有功能的組織器官改善傳統治療的不足和缺陷，是一種很有前景的替代治療方法。干細胞根據所處的發育階段分為胚胎干細胞和成體干細胞，其中胚胎干細胞由于獲取相對困難，且涉及倫理問題，使得成體干細胞的研究成為了一個重要領域。牙髓干細胞（dental pulp stem cells，DPSCs）是來源于牙髓組織的一種成體干細胞，其來源豐富、取材方便、對供體損傷小，可為組織修復和再生醫學提供細胞來源。2000 年，Gronthos 等[1]首次從牙髓組織中成功分離出 DPSCs，并發現其與骨髓間充質干細胞（bone marrow-derived mesenchymal stem cells，BMSCs）有相似的免疫表型，然后進一步證明了 DPSCs 具有自我更新和多向分化的潛能[2]。
DPSCs 起源于外胚層神經嵴細胞，具有間充質干細胞的特性，在一定的誘導條件下，能夠跨胚層分化為多種組織類型的細胞，如成牙本質細胞、成骨細胞、神經細胞等[3-8]。DPSCs 來源豐富、獲取方便，因為其多數取材于臨床上拔除的第三磨牙，部分取材于正畸牙或其他原因拔除的健康牙。其中，第三磨牙是最晚萌出的一顆牙，隨著人類的進化，頜骨變小，口腔空間不足，從而導致第三磨牙錯位萌出，常引起冠周炎，必須盡早拔除，以防炎癥進一步發展。基于此，可以從大量因正畸或阻生拔除的健康第三磨牙中收集牙齒，避免了取材過程對人體造成的二次創傷和倫理問題。最新一項研究發現，與健康牙齒來源的 DPSCs 相比，暴露于輕度炎癥條件下淺表齲齒來源的 DPSCs 分化為成牙本質細胞和成骨細胞的潛能增強[9]。由此可見，DPSCs 取材不僅局限于健康牙，范圍可擴大到淺表齲齒。因此，DPSCs 作為種子細胞在組織修復和器官重建中擁有很好的應用前景，目前在組織工程和再生醫學領域已經得到了足夠的重視，并開展了較為廣泛的研究。本文就 DPSCs 的多向分化潛能及其在組織工程領域的相關研究和應用進行綜述，為進一步的探索提供參考。
1 DPSCs 成牙分化潛能的研究及應用
牙齒是人體內最堅硬的組織，但常因損傷或其它疾病導致牙體組織缺損。其中，牙本質作為牙齒的主體部分，由成牙本質細胞分泌而來，而成牙本質細胞屬于分化成熟的細胞，損傷后不能再生，所以缺損的牙體只能利用人工復合材料進行修補，而 DPSCs 的發現和組織工程技術的發展為該問題的解決提供了新的思路。目前，已有很多研究證明了 DPSCs 的成牙分化潛能。例如，Gronthos 等[1]采用羥基磷灰石（hydroxyapatite，HA）和磷酸三鈣（tricalcium phosphate，TCP）的復合材料（HA-TCP）為載體，將 DPSCs 移植到免疫缺陷小鼠背部的皮膚上，結果分化形成了牙本質樣結構；而且證明了 DPSCs 可在體內大量擴增，并能夠分化為牙本質—牙髓復合體樣結構。Umemura 等[3]用透明質酸誘導 DPSCs，發現其中堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）水平表達上調，牙本質涎磷蛋白（dentin sialophosphate protein，DSPP）和牙本質基質蛋白 1（dentin matrix protein1，DMP1）表達水平顯著升高。在牙齒的形成過程中，ALP 參與了牙本質的形成和鈣化，其活性的增加被認為是早期牙本質形成的標志，而 DSPP、DMP1 是成牙本質細胞的特異性標志物，以上三種物質常被作為成牙分化的陽性檢測指標，所以此研究證實了 DPSCs 在透明質酸誘導下的成牙分化能力。另有研究也報道了 DPSCs 的這一特性：Lee 等[10]利用氨基化多孔生物活性納米材料為支架培養 DPSCs，培養基中加入抗壞血酸、地塞米松、β-甘油磷酸酯進行誘導，結果 DPSCs 的 ALP 活性升高，DSPP、DMP1 的表達量增加。以上研究表明，體外條件下 DPSCs 具有向成牙本質細胞分化的能力，并發現體外擴增的 DPSCs 在體內合適條件下仍可進行成牙分化，進而形成牙本質樣結構。
同時，DPSCs 的體內研究也進一步展開，證實了 DPSCs 可于體內分化為具有功能的組織器官的能力。Kuang 等[11]將人 DPSCs 結合納米纖維海綿球，經低氧處理后用于裸鼠的牙髓修復治療，結果形成了含有豐富血管的牙髓樣組織結構，與原始牙髓無明顯區別。Yang 等[12]誘導 DPSCs 分化為豬牙胚樣結構，移植到動物的牙槽窩內，形成了具有牙冠、牙根和牙髓結構的再生牙。近期一項研究發現，血管來源的內皮細胞與 DPSCs 共培養后可促進 DPSCs 體外成骨、成牙分化和血管生成，并在牙科修復實踐中得以應用[13]。血管內皮細胞能夠分泌一種活性多肽，稱為內皮素 1，可誘導成骨細胞的骨分化，而牙齒和骨都屬于礦化組織，在礦化蛋白組成及形成機制上具有相似性，進一步的研究表明，內皮細胞與 DPSCs 共培養過程中調節了 DPSCs 的成牙、成骨分化，而且通過維持再生血管穩定及分泌內皮素、胰島素樣生長因子等物質調控細胞的增殖[14]。
2 DPSCs 成骨分化潛能的研究及應用
各種因素如外傷、腫瘤、先天畸形等可導致骨組織缺損或缺失，進而引起骨畸形和功能不全。目前，骨修復治療主要有三種方式，即自體骨移植、異體骨移植及組織工程骨移植。自體骨移植會對患者造成嚴重創傷且骨源有限，異體骨移植會帶來潛在的感染及免疫排斥反應，以上這些因素限制了前兩種治療方式的應用。因此，組織工程骨移植成了骨缺損治療的一種選擇。隨著成體干細胞的發現及深入研究，組織工程骨的研發愈發引起了關注。在組織工程骨的研究中，BMSCs 是主要的種子細胞來源，但經由骨髓采集提取的獲取難度大，容易對捐贈者帶來很大的傷害；而 DPSCs 更容易獲取，今后或可作為組織工程骨新的種子細胞來源。
DPSCs 的成骨分化研究在組織工程和再生醫學領域屬于較早開展研究的領域，近年來，相關研究又有了進一步的發展。Ling 等[15]將兔 DPSCs 與磷酸鈣支架復合培養，移植到免疫缺陷小鼠體內后形成了骨樣結構。有研究學者將人 DPSCs 接種到膠原蛋白海綿支架，用于臨床下頜骨缺損的修復治療，通過組織學手段和 X 射線檢測觀察到患者的骨組織完全再生，再生骨的功能在一年后達到最佳，三年隨訪中未見明顯不良反應[16]。國內也有相關研究證實了 DPSCs 的成骨分化潛能，例如，DPSCs 在轉化生長因子 β3（transforming growth factor-β3，TGF-β3）作用下實現了成骨分化，且 TGF-β3 聯合 DPSCs 體外培養后用于兔下頜骨的修復，促進了種植體與周圍的骨結合[5, 17]。
3 DPSCs 成神經分化潛能的研究及應用
DPSCs 來源于外胚層神經嵴細胞群，可表達中樞神經細胞標記物微管相關蛋白 2（microtubule associated protein 2，MAP2），膠質纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP），βⅢ-微管蛋白[18-19]，并與周圍神經膠質祖細胞有共同的起源[20]。這些特點使 DPSCs 作為種子細胞用于神經再生研究具有一定的價值。當前研究發現，DPSCs 不僅能在體外分化為多種類型的神經元細胞[21-22]，并可在體內條件下分化為功能活躍的神經元細胞[23]。
目前，DPSCs 不僅在神經組織工程基礎領域得到了廣泛的研究，且已將其應用于神經系統損傷的臨床治療中[24-25]。Mead 等[26]將人脂肪間充質干細胞（adipose-derived stem cells，AMSCs）、BMSCs、DPSCs 分別用于視神經損傷的治療，與前兩者相比較，DPSCs 顯現出了較好的神經保護功能。DPSCs 在中樞神經系統退行性疾病的治療中同樣發揮著積極的作用，如 Fujii 等[27]誘導人 DPSCs 分化為多巴胺能神經元樣細胞，將其移植到患有帕金森癥的小鼠紋狀體內，結果表明小鼠的行為障礙得到相應緩解。Mita 等[28]用無血清培養基培養人 DPSCs，再將其移植到小鼠體內治療阿爾茲海默病，使小鼠認知功能得到一定提升。
可見，DPSCs 不僅表達多種神經元細胞表面標志物，而且能在一定條件下分化為神經元樣細胞，保護并修復損傷的神經元，發揮神經細胞的功能。曾有研究表明，DPSCs 可能是通過旁分泌大量的神經營養因子發揮其神經保護作用，并促進神經細胞的再生[24]，這一發現為 DPSCs 用于神經系統疾病的治療提供了有力的依據，并為相關機制的進一步研究提供了新的線索。
4 DPSCs 向其他組織類型細胞分化的研究
DPSCs 不僅廣泛應用到牙、骨、神經的再生研究，在其他領域也相繼得到關注，而且相關研究發現 DPSCs 能跨胚層分化為多種組織類型的細胞，如軟骨細胞[29]、肝細胞[30]、角膜上皮細胞[31]等。Westin 等[29]利用多孔殼聚糖—黃原膠作為支架，成功誘導了 DPSCs 向軟骨細胞的分化，且 DPSCs 貼壁、增殖及分化為軟骨細胞后的生物學特性在支架材料上得到了很好的維持，這為 DPSCs 用于軟骨損傷的治療提供了很好的應用前景。DPSCs 被成功分離后，Gronthos 等[2]進一步研究發現，DPSCs 具有向脂肪細胞分化的能力，后來有研究也證實了 DPSCs 這一分化潛能[32]，但有關其組織再生及潛在臨床應用研究的報道較少。后來，有學者將 DPSCs 用于肝臟纖維化的治療，結果發現，在褪黑素的協同作用下，DPSCs 表現出向肝臟細胞的分化潛能，并促進了肝細胞再生[30]。
DPSCs 與角膜組織具有共同的外胚層來源，近年來，其在角膜重建中的應用也得到了高度關注，并開展了相關的研究，體現了其在角膜再生中的應用潛能[33]。最近的一項研究表明，DPSCs 可在體外誘導分化形成角膜緣樣干細胞，并表達其特異性表面標記物三磷酸腺苷結合盒轉運蛋白 G 家族成員 2（adenosine triphosphate -binding cassette sub-family G member 2，ABCG2）、整合素 β1、波形蛋白 p63 及角膜上皮細胞特異性標記物細胞角蛋白 3（cytokeratin，CK3）和細胞角蛋白 12（cytokeratin，CK12）[34]。前期，已有研究將人 DPSCs 用于兔角膜上皮損傷的重建，首先對堿燒傷的兔角膜行淺表角膜切除術，然后將人未成熟牙髓干細胞（human immature dental pulp stem cells，hIDPSCs）形成的植片移植到兔角膜基質上，3 個月后，成功重建了角膜上皮，并通過免疫熒光染色檢測發現角膜上皮部位強表達角膜上皮細胞特異性標記物 CK3 和 CK12[35]。近年來，有研究表明，在堿性成纖維細胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）、TGF-β3、抗壞血酸-2-磷酸酯的誘導下，DPSCs 可分化為角膜化表型細胞，將其移植到小鼠角膜基質層后分泌含有人Ⅰ型膠原和角蛋白的角膜基質細胞外基質，且對角膜的透明性無明顯影響，并未見免疫排斥反應發生。以上關于 DPSCs 向角膜細胞分化的研究體現了 DPSCs 作為種子細胞在角膜重建中的應用價值，為組織工程角膜的構建提供了依據，但其促進角膜重建的具體機制還有待進一步探索。
5 總結
如表 1 所示，DPSCs 具有較強的增殖能力、自我更新能力及多向分化潛能，能夠跨胚層分化為多種組織類型的細胞，且有易獲取、來源豐富、無倫理問題等優勢，作為種子細胞拓寬了組織器官損傷治療的細胞選擇范圍，將在組織器官再生醫學領域研究中具有重要的應用價值。
表1
DPSCs 的多向分化潛能、組織再生及潛在臨床應用
Table1.
Multidirectional differentiation，tissue regeneration and potential clinical application of DPSCs
目前，DPSCs 的研究仍面臨著諸多問題，如細胞提取周期長、體外不能快速大量擴增、細胞易老化、傳代次數有限、DPSCs 無特異性標記物等，使得高效分離純化 DPSCs 尚有一定的困難；并且 DPSCs 定向誘導分化過程中各種因素的調控機制尚不清楚，這也會對誘導效率有一定的影響；此外，如何選擇與 DPSCs 具有良好生物相容性的支架材料及以何種方式植入動物體內都有待進一步探索。
在臨床應用方面，同樣面臨很多問題，如隨著年齡的增長，牙髓組織活性降低，難以獲取足量 DPSCs 用于個體化治療；異體來源的 DPSCs 移植后是否會出現免疫排斥反應及出現的免疫排斥反應能否通過現有的醫療技術進行干預；長期應用是否會存在成瘤性問題；以及應用于臨床前仍需進行大量的動物實驗等。所以，真要將 DPSCs 的研究惠及患者還需要很長的一段路要走。
引言
干細胞是一種未完全分化的細胞，一定條件下能夠進行自我更新，并可分化為特定的細胞類型，它是組織工程和再生醫學研究的關鍵要素之一，可通過再生具有功能的組織器官改善傳統治療的不足和缺陷，是一種很有前景的替代治療方法。干細胞根據所處的發育階段分為胚胎干細胞和成體干細胞，其中胚胎干細胞由于獲取相對困難，且涉及倫理問題，使得成體干細胞的研究成為了一個重要領域。牙髓干細胞（dental pulp stem cells，DPSCs）是來源于牙髓組織的一種成體干細胞，其來源豐富、取材方便、對供體損傷小，可為組織修復和再生醫學提供細胞來源。2000 年，Gronthos 等[1]首次從牙髓組織中成功分離出 DPSCs，并發現其與骨髓間充質干細胞（bone marrow-derived mesenchymal stem cells，BMSCs）有相似的免疫表型，然后進一步證明了 DPSCs 具有自我更新和多向分化的潛能[2]。
DPSCs 起源于外胚層神經嵴細胞，具有間充質干細胞的特性，在一定的誘導條件下，能夠跨胚層分化為多種組織類型的細胞，如成牙本質細胞、成骨細胞、神經細胞等[3-8]。DPSCs 來源豐富、獲取方便，因為其多數取材于臨床上拔除的第三磨牙，部分取材于正畸牙或其他原因拔除的健康牙。其中，第三磨牙是最晚萌出的一顆牙，隨著人類的進化，頜骨變小，口腔空間不足，從而導致第三磨牙錯位萌出，常引起冠周炎，必須盡早拔除，以防炎癥進一步發展。基于此，可以從大量因正畸或阻生拔除的健康第三磨牙中收集牙齒，避免了取材過程對人體造成的二次創傷和倫理問題。最新一項研究發現，與健康牙齒來源的 DPSCs 相比，暴露于輕度炎癥條件下淺表齲齒來源的 DPSCs 分化為成牙本質細胞和成骨細胞的潛能增強[9]。由此可見，DPSCs 取材不僅局限于健康牙，范圍可擴大到淺表齲齒。因此，DPSCs 作為種子細胞在組織修復和器官重建中擁有很好的應用前景，目前在組織工程和再生醫學領域已經得到了足夠的重視，并開展了較為廣泛的研究。本文就 DPSCs 的多向分化潛能及其在組織工程領域的相關研究和應用進行綜述，為進一步的探索提供參考。
1 DPSCs 成牙分化潛能的研究及應用
牙齒是人體內最堅硬的組織，但常因損傷或其它疾病導致牙體組織缺損。其中，牙本質作為牙齒的主體部分，由成牙本質細胞分泌而來，而成牙本質細胞屬于分化成熟的細胞，損傷后不能再生，所以缺損的牙體只能利用人工復合材料進行修補，而 DPSCs 的發現和組織工程技術的發展為該問題的解決提供了新的思路。目前，已有很多研究證明了 DPSCs 的成牙分化潛能。例如，Gronthos 等[1]采用羥基磷灰石（hydroxyapatite，HA）和磷酸三鈣（tricalcium phosphate，TCP）的復合材料（HA-TCP）為載體，將 DPSCs 移植到免疫缺陷小鼠背部的皮膚上，結果分化形成了牙本質樣結構；而且證明了 DPSCs 可在體內大量擴增，并能夠分化為牙本質—牙髓復合體樣結構。Umemura 等[3]用透明質酸誘導 DPSCs，發現其中堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）水平表達上調，牙本質涎磷蛋白（dentin sialophosphate protein，DSPP）和牙本質基質蛋白 1（dentin matrix protein1，DMP1）表達水平顯著升高。在牙齒的形成過程中，ALP 參與了牙本質的形成和鈣化，其活性的增加被認為是早期牙本質形成的標志，而 DSPP、DMP1 是成牙本質細胞的特異性標志物，以上三種物質常被作為成牙分化的陽性檢測指標，所以此研究證實了 DPSCs 在透明質酸誘導下的成牙分化能力。另有研究也報道了 DPSCs 的這一特性：Lee 等[10]利用氨基化多孔生物活性納米材料為支架培養 DPSCs，培養基中加入抗壞血酸、地塞米松、β-甘油磷酸酯進行誘導，結果 DPSCs 的 ALP 活性升高，DSPP、DMP1 的表達量增加。以上研究表明，體外條件下 DPSCs 具有向成牙本質細胞分化的能力，并發現體外擴增的 DPSCs 在體內合適條件下仍可進行成牙分化，進而形成牙本質樣結構。
同時，DPSCs 的體內研究也進一步展開，證實了 DPSCs 可于體內分化為具有功能的組織器官的能力。Kuang 等[11]將人 DPSCs 結合納米纖維海綿球，經低氧處理后用于裸鼠的牙髓修復治療，結果形成了含有豐富血管的牙髓樣組織結構，與原始牙髓無明顯區別。Yang 等[12]誘導 DPSCs 分化為豬牙胚樣結構，移植到動物的牙槽窩內，形成了具有牙冠、牙根和牙髓結構的再生牙。近期一項研究發現，血管來源的內皮細胞與 DPSCs 共培養后可促進 DPSCs 體外成骨、成牙分化和血管生成，并在牙科修復實踐中得以應用[13]。血管內皮細胞能夠分泌一種活性多肽，稱為內皮素 1，可誘導成骨細胞的骨分化，而牙齒和骨都屬于礦化組織，在礦化蛋白組成及形成機制上具有相似性，進一步的研究表明，內皮細胞與 DPSCs 共培養過程中調節了 DPSCs 的成牙、成骨分化，而且通過維持再生血管穩定及分泌內皮素、胰島素樣生長因子等物質調控細胞的增殖[14]。
2 DPSCs 成骨分化潛能的研究及應用
各種因素如外傷、腫瘤、先天畸形等可導致骨組織缺損或缺失，進而引起骨畸形和功能不全。目前，骨修復治療主要有三種方式，即自體骨移植、異體骨移植及組織工程骨移植。自體骨移植會對患者造成嚴重創傷且骨源有限，異體骨移植會帶來潛在的感染及免疫排斥反應，以上這些因素限制了前兩種治療方式的應用。因此，組織工程骨移植成了骨缺損治療的一種選擇。隨著成體干細胞的發現及深入研究，組織工程骨的研發愈發引起了關注。在組織工程骨的研究中，BMSCs 是主要的種子細胞來源，但經由骨髓采集提取的獲取難度大，容易對捐贈者帶來很大的傷害；而 DPSCs 更容易獲取，今后或可作為組織工程骨新的種子細胞來源。
DPSCs 的成骨分化研究在組織工程和再生醫學領域屬于較早開展研究的領域，近年來，相關研究又有了進一步的發展。Ling 等[15]將兔 DPSCs 與磷酸鈣支架復合培養，移植到免疫缺陷小鼠體內后形成了骨樣結構。有研究學者將人 DPSCs 接種到膠原蛋白海綿支架，用于臨床下頜骨缺損的修復治療，通過組織學手段和 X 射線檢測觀察到患者的骨組織完全再生，再生骨的功能在一年后達到最佳，三年隨訪中未見明顯不良反應[16]。國內也有相關研究證實了 DPSCs 的成骨分化潛能，例如，DPSCs 在轉化生長因子 β3（transforming growth factor-β3，TGF-β3）作用下實現了成骨分化，且 TGF-β3 聯合 DPSCs 體外培養后用于兔下頜骨的修復，促進了種植體與周圍的骨結合[5, 17]。
3 DPSCs 成神經分化潛能的研究及應用
DPSCs 來源于外胚層神經嵴細胞群，可表達中樞神經細胞標記物微管相關蛋白 2（microtubule associated protein 2，MAP2），膠質纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP），βⅢ-微管蛋白[18-19]，并與周圍神經膠質祖細胞有共同的起源[20]。這些特點使 DPSCs 作為種子細胞用于神經再生研究具有一定的價值。當前研究發現，DPSCs 不僅能在體外分化為多種類型的神經元細胞[21-22]，并可在體內條件下分化為功能活躍的神經元細胞[23]。
目前，DPSCs 不僅在神經組織工程基礎領域得到了廣泛的研究，且已將其應用于神經系統損傷的臨床治療中[24-25]。Mead 等[26]將人脂肪間充質干細胞（adipose-derived stem cells，AMSCs）、BMSCs、DPSCs 分別用于視神經損傷的治療，與前兩者相比較，DPSCs 顯現出了較好的神經保護功能。DPSCs 在中樞神經系統退行性疾病的治療中同樣發揮著積極的作用，如 Fujii 等[27]誘導人 DPSCs 分化為多巴胺能神經元樣細胞，將其移植到患有帕金森癥的小鼠紋狀體內，結果表明小鼠的行為障礙得到相應緩解。Mita 等[28]用無血清培養基培養人 DPSCs，再將其移植到小鼠體內治療阿爾茲海默病，使小鼠認知功能得到一定提升。
可見，DPSCs 不僅表達多種神經元細胞表面標志物，而且能在一定條件下分化為神經元樣細胞，保護并修復損傷的神經元，發揮神經細胞的功能。曾有研究表明，DPSCs 可能是通過旁分泌大量的神經營養因子發揮其神經保護作用，并促進神經細胞的再生[24]，這一發現為 DPSCs 用于神經系統疾病的治療提供了有力的依據，并為相關機制的進一步研究提供了新的線索。
4 DPSCs 向其他組織類型細胞分化的研究
DPSCs 不僅廣泛應用到牙、骨、神經的再生研究，在其他領域也相繼得到關注，而且相關研究發現 DPSCs 能跨胚層分化為多種組織類型的細胞，如軟骨細胞[29]、肝細胞[30]、角膜上皮細胞[31]等。Westin 等[29]利用多孔殼聚糖—黃原膠作為支架，成功誘導了 DPSCs 向軟骨細胞的分化，且 DPSCs 貼壁、增殖及分化為軟骨細胞后的生物學特性在支架材料上得到了很好的維持，這為 DPSCs 用于軟骨損傷的治療提供了很好的應用前景。DPSCs 被成功分離后，Gronthos 等[2]進一步研究發現，DPSCs 具有向脂肪細胞分化的能力，后來有研究也證實了 DPSCs 這一分化潛能[32]，但有關其組織再生及潛在臨床應用研究的報道較少。后來，有學者將 DPSCs 用于肝臟纖維化的治療，結果發現，在褪黑素的協同作用下，DPSCs 表現出向肝臟細胞的分化潛能，并促進了肝細胞再生[30]。
DPSCs 與角膜組織具有共同的外胚層來源，近年來，其在角膜重建中的應用也得到了高度關注，并開展了相關的研究，體現了其在角膜再生中的應用潛能[33]。最近的一項研究表明，DPSCs 可在體外誘導分化形成角膜緣樣干細胞，并表達其特異性表面標記物三磷酸腺苷結合盒轉運蛋白 G 家族成員 2（adenosine triphosphate -binding cassette sub-family G member 2，ABCG2）、整合素 β1、波形蛋白 p63 及角膜上皮細胞特異性標記物細胞角蛋白 3（cytokeratin，CK3）和細胞角蛋白 12（cytokeratin，CK12）[34]。前期，已有研究將人 DPSCs 用于兔角膜上皮損傷的重建，首先對堿燒傷的兔角膜行淺表角膜切除術，然后將人未成熟牙髓干細胞（human immature dental pulp stem cells，hIDPSCs）形成的植片移植到兔角膜基質上，3 個月后，成功重建了角膜上皮，并通過免疫熒光染色檢測發現角膜上皮部位強表達角膜上皮細胞特異性標記物 CK3 和 CK12[35]。近年來，有研究表明，在堿性成纖維細胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）、TGF-β3、抗壞血酸-2-磷酸酯的誘導下，DPSCs 可分化為角膜化表型細胞，將其移植到小鼠角膜基質層后分泌含有人Ⅰ型膠原和角蛋白的角膜基質細胞外基質，且對角膜的透明性無明顯影響，并未見免疫排斥反應發生。以上關于 DPSCs 向角膜細胞分化的研究體現了 DPSCs 作為種子細胞在角膜重建中的應用價值，為組織工程角膜的構建提供了依據，但其促進角膜重建的具體機制還有待進一步探索。
5 總結
如表 1 所示，DPSCs 具有較強的增殖能力、自我更新能力及多向分化潛能，能夠跨胚層分化為多種組織類型的細胞，且有易獲取、來源豐富、無倫理問題等優勢，作為種子細胞拓寬了組織器官損傷治療的細胞選擇范圍，將在組織器官再生醫學領域研究中具有重要的應用價值。
表1
DPSCs 的多向分化潛能、組織再生及潛在臨床應用
Table1.
Multidirectional differentiation，tissue regeneration and potential clinical application of DPSCs
目前，DPSCs 的研究仍面臨著諸多問題，如細胞提取周期長、體外不能快速大量擴增、細胞易老化、傳代次數有限、DPSCs 無特異性標記物等，使得高效分離純化 DPSCs 尚有一定的困難；并且 DPSCs 定向誘導分化過程中各種因素的調控機制尚不清楚，這也會對誘導效率有一定的影響；此外，如何選擇與 DPSCs 具有良好生物相容性的支架材料及以何種方式植入動物體內都有待進一步探索。
在臨床應用方面，同樣面臨很多問題，如隨著年齡的增長，牙髓組織活性降低，難以獲取足量 DPSCs 用于個體化治療；異體來源的 DPSCs 移植后是否會出現免疫排斥反應及出現的免疫排斥反應能否通過現有的醫療技術進行干預；長期應用是否會存在成瘤性問題；以及應用于臨床前仍需進行大量的動物實驗等。所以，真要將 DPSCs 的研究惠及患者還需要很長的一段路要走。
