综述:牙髓干细胞通过再生医学转变医疗保健的机遇与挑战

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Discover Medicine

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  这篇综述系统探讨了牙髓干细胞(DPSCs)在再生医学中的突破性潜力,聚焦其在神经修复、骨/软骨再生及角膜治疗等领域的应用,同时剖析了细胞来源选择、伦理规范与肿瘤风险(如TNF-α-1、BMP2通路调控)等关键挑战,为转化医学提供多维视角。

  

引言

组织再生是通过成熟与 revitalization 替代因疾病受损组织的进程。再生医学领域正以乐观姿态崛起,其核心在于确保干细胞与生长因子、支架材料的兼容性。牙髓干细胞(DPSCs)因其高增殖率、多向分化潜能(如向心肌细胞、骨细胞分化)和易获取性,成为组织工程的明星候选。2000年Gronthos团队首次从牙髓中分离出具有骨髓干细胞(BMSCs)相似特性的DPSCs,而2003年脱落乳牙干细胞(SHED)的发现进一步拓宽了资源库。

分子调控与再生潜力

颅神经嵴干细胞(CNCs)作为牙源性间充质干细胞的前体,通过Wnt、Notch、BMP和Shh信号通路调控颅面发育。关键转录因子如Pax9、Six2和Hox基因家族主导细胞迁移与分化,而TGF-β1通过ACTA2(α-平滑肌肌动蛋白)维持牙周韧带(PDL)稳态。DPSCs分泌的Adrenomedullin(ADM)通过DG-PKC和PLC-IP3通路调控免疫反应,其胞外囊泡(DPSC-EVs)可携带miR-877-3p抑制神经元凋亡,促进脑缺血后功能恢复。

神经修复应用

脊髓损伤(SCI)模型中,DPSCs通过分泌神经营养因子(如BDNF)和促进雪旺细胞迁移修复轴突。热响应性水凝胶(Pluronic F127)包裹DPSCs释放H2S,显著提升大鼠运动功能恢复(MAP-2+神经元增加)。但血脑屏障穿透性和细胞存活率仍是临床转化瓶颈。

骨与软骨再生

DPSCs在羟基磷灰石支架中表现出强成骨潜力,Runx2和碱性磷酸酶表达上调。2024年研究显示,ROS响应水凝胶(RDGel)保护DPSCs免受免疫攻击,促进颞下颌关节(TMJ)纤维软骨修复。然而,成人软骨内血管匮乏导致的内源性修复障碍,需联合基质金属蛋白酶(MMPs)抑制剂协同治疗。

角膜再生突破

DPSCs通过接触镜递送分化为角膜上皮祖细胞(KRT12+),维持角膜透明度。Schwartz团队证实DPSCs分泌的I型胶原不引发免疫排斥,为185,000例年度角膜移植需求提供新方案。

伦理与安全挑战

尽管DPSCs的肿瘤风险(如mTOR通路激活)和染色体异常需通过光谱核型分析监控,但细胞游离疗法(如EVs)可规避风险。日本JTR-161试验将DPSCs治疗窗口延长至缺血性卒中后72小时,凸显临床潜力。

结论

DPSCs在跨学科疾病治疗中展现非凡潜力,但需建立标准化培养流程(如无血清培养基)和严格伦理框架。未来研究应聚焦机制解析(如KDM3A调控SOX9降解)与个性化治疗方案,以解锁其全治疗潜能。

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