iPSC-EC共培养增强人牙髓干细胞牙本质牙髓复合体再生潜能的体外研究

本研究通过人牙髓干细胞（hDPSCs）与诱导多能干细胞来源内皮细胞（iPSC-ECs）的共培养模型，首次证实该策略可协同增强牙源性（DSPP、IBSP）和血管生成（PECAM1）相关基因表达，显著提升矿化能力及血管网络形成（p<0.05），为再生牙髓治疗提供了创新性细胞移植方案。

　　

Highlight

多向分化潜能验证

染色结果表明hDPSCs成功向成骨和成脂谱系分化。经成骨诱导培养基处理21天后，hDPSCs中矿化结节的形成证实了其成骨活性（图1A a,b）；而成脂诱导6周后脂质空泡的出现则证明了成脂分化能力（图1A c,d）。

iPSC-ECs随时间推移增强hDPSCs矿化活性

单培养组中，D-MOD组碱性磷酸酶（ALP）活性随时间推移呈现渐进式增长，第7天达到峰值（p<0.05），而共培养组在第14天时ALP活性显著高于所有单培养组（p<0.05）。茜素红S染色显示，共培养组在第21天形成更密集的矿化结节，其吸光度值显著高于D-MOD组（p<0.05）。

共培养上调牙源性与血管生成基因表达

RT-qPCR结果显示，共培养组在第7天时牙本质涎磷蛋白（DSPP）和骨涎蛋白（IBSP）表达显著高于D-MOD组（p<0.05）。血管生成标志物血小板内皮细胞粘附分子（PECAM1）在共培养组中表达显著上调（p<0.05），而黑素瘤细胞粘附分子（MCAM）和激酶插入结构域受体（KDR）虽高于其他组但未达显著性差异。

蛋白水平验证分化标志物

Western blot分析显示共培养组中DSPP蛋白表达显著升高，与基因表达趋势一致。巢蛋白（nestin）免疫荧光染色显示共培养组中阳性细胞数量显著增加（p<0.05），且细胞呈现典型极化形态。

共培养体系促进血管网络形成

Matrigel成管实验表明，共培养组在分支点（junctions）、管段长度（segments）及网格数量（meshes）上均显著优于D-MOD组（p<0.05），提示iPSC-ECs有效增强了hDPSCs的血管生成能力。

讨论

虽有研究指出内皮细胞可提升牙髓干细胞再生潜能（An等2019；Dissanayaka等2012），但细胞来源问题始终存在挑战。iPSC技术通过衍生内皮细胞为克服该限制提供了新途径（Choi 2025）。hDPSCs保有分化为成牙本质细胞的能力（Sakai等2010），而本研究首次证明iPSC-ECs可通过共培养系统协同增强hDPSCs的牙源性与血管生成分化效能。

结论

本研究在体外水平证实，与单独培养hDPSCs相比，其与iPSC-ECs共培养可显著增强牙源性及血管生成双向分化能力，凸显iPSC技术在推进再生疗法中的巨大潜力。该共培养策略为细胞介导的再生牙髓学提供了创新思路，为未来治疗应用铺平道路。