綜述:牙髓干細胞通過再生醫學轉變醫療保健的機遇與挑戰

《Discover Medicine》:Opportunities and challenges of dental stem cells in transforming healthcare through regenerative medicine

【字體: 時間:2025年05月14日 來源:Discover Medicine

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  這篇綜述系統探討了牙髓干細胞(DPSCs)在再生醫學中的突破性潛力,聚焦其在神經修復、骨/軟骨再生及角膜治療等領域的應用,同時剖析了細胞來源選擇、倫理規范與腫瘤風險(如TNF-α-1、BMP2通路調控)等關鍵挑戰,為轉化醫學提供多維視角。

  

引言

組織再生是通過成熟與 revitalization 替代因疾病受損組織的進程。再生醫學領域正以樂觀姿態崛起,其核心在于確保干細胞與生長因子、支架材料的兼容性。牙髓干細胞(DPSCs)因其高增殖率、多向分化潛能(如向心肌細胞、骨細胞分化)和易獲取性,成為組織工程的明星候選。2000年Gronthos團隊首次從牙髓中分離出具有骨髓干細胞(BMSCs)相似特性的DPSCs,而2003年脫落乳牙干細胞(SHED)的發現進一步拓寬了資源庫。

分子調控與再生潛力

顱神經嵴干細胞(CNCs)作為牙源性間充質干細胞的前體,通過Wnt、Notch、BMP和Shh信號通路調控顱面發育。關鍵轉錄因子如Pax9、Six2和Hox基因家族主導細胞遷移與分化,而TGF-β1通過ACTA2(α-平滑肌肌動蛋白)維持牙周韌帶(PDL)穩態。DPSCs分泌的Adrenomedullin(ADM)通過DG-PKC和PLC-IP3通路調控免疫反應,其胞外囊泡(DPSC-EVs)可攜帶miR-877-3p抑制神經元凋亡,促進腦缺血后功能恢復。

神經修復應用

脊髓損傷(SCI)模型中,DPSCs通過分泌神經營養因子(如BDNF)和促進雪旺細胞遷移修復軸突。熱響應性水凝膠(Pluronic F127)包裹DPSCs釋放H2S,顯著提升大鼠運動功能恢復(MAP-2+神經元增加)。但血腦屏障穿透性和細胞存活率仍是臨床轉化瓶頸。

骨與軟骨再生

DPSCs在羥基磷灰石支架中表現出強成骨潛力,Runx2和堿性磷酸酶表達上調。2024年研究顯示,ROS響應水凝膠(RDGel)保護DPSCs免受免疫攻擊,促進顳下頜關節(TMJ)纖維軟骨修復。然而,成人軟骨內血管匱乏導致的內源性修復障礙,需聯合基質金屬蛋白酶(MMPs)抑制劑協同治療。

角膜再生突破

DPSCs通過接觸鏡遞送分化為角膜上皮祖細胞(KRT12+),維持角膜透明度。Schwartz團隊證實DPSCs分泌的I型膠原不引發免疫排斥,為185,000例年度角膜移植需求提供新方案。

倫理與安全挑戰

盡管DPSCs的腫瘤風險(如mTOR通路激活)和染色體異常需通過光譜核型分析監控,但細胞游離療法(如EVs)可規避風險。日本JTR-161試驗將DPSCs治療窗口延長至缺血性卒中后72小時,凸顯臨床潛力。

結論

DPSCs在跨學科疾病治療中展現非凡潛力,但需建立標準化培養流程(如無血清培養基)和嚴格倫理框架。未來研究應聚焦機制解析(如KDM3A調控SOX9降解)與個性化治療方案,以解鎖其全治療潛能。

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