木兰叶脉支架三维培养PDLSCs源Muse细胞促进牙周组织再生的创新研究

针对牙周组织再生治疗瓶颈，研究人员创新性地利用木兰叶脉支架构建三维(3D)培养系统，成功分离PDLSCs源Muse细胞并证实其与植物支架的优异相容性。研究发现3D培养显著提升Muse细胞的成骨分化(ALP活性提高2.1倍)和外泌体分泌(增加68%)，为开发可持续性生物材料及优化干细胞疗法提供新策略。

　　

牙周疾病作为全球性健康难题，传统治疗手段难以实现组织完全再生，而干细胞疗法尤其是间充质干细胞(MSCs)的应用为这一领域带来曙光。其中牙周膜干细胞(PDLSCs)因其多向分化潜能备受关注，但其在炎症环境中的功能变化机制尚不明确。更令人振奋的是，近年发现的多向分化应激耐受细胞(Muse细胞)展现出超越MSCs的再生能力——它们能通过S1P-S1PR2信号通路定向迁移至损伤部位，并在恶劣环境中保持活性。然而，如何模拟体内微环境优化Muse细胞培养仍是重大挑战。

为解决这一难题，来自佛山工程技术研究中心的研究团队创新性地将目光投向自然界，选择木兰树叶脉作为生物支架材料。这种植物源性支架不仅具有与牙周韧带相似的纤维结构，其纤维素/半纤维素成分还能提供理想的机械支撑。研究团队成功建立三维(3D)培养体系，系统评估了该平台对PDLSCs源Muse细胞行为的影响，相关成果发表在《Journal of Biotechnology》。

关键技术方法包括：从人牙周膜分离PDLSCs并进行长期胰蛋白酶(LTT)处理获得Muse细胞；采用磁珠分选SSEA-3⁺
细胞；使用扫描电镜表征叶脉支架形貌；通过qPCR检测成骨标志基因(ALP、OCN)；采用茜素红染色量化矿化结节；纳米颗粒追踪分析(NTA)检测外泌体分泌。

Morphology and Characteristics of PDLSCs-derived Muse Cells
研究通过8小时0.25%胰蛋白酶处理获得具有典型球形形态的Muse细胞，免疫荧光证实其高表达SSEA-3和CD105。3D培养组细胞在支架表面呈现伪足延伸，扫描电镜显示细胞能沿叶脉纤维定向排列，黏附密度较2D培养提高3.2倍。

Discussion
三维培养显著上调RUNX2表达(4.7倍)并促进钙结节形成(增加215%)，暗示叶脉拓扑结构可能激活机械转导通路。更关键的发现是3D培养Muse细胞分泌的外泌体可使PDLSCs增殖率提升82%，其miRNA测序显示成骨相关miR-29b含量显著富集。

Conclusion
该研究开创性地证实植物叶脉支架能模拟牙周韧带微环境，使Muse细胞的成骨分化效率达到临床转化要求值(ALP>2.5 U/mg)。外泌体分泌增强现象为无细胞治疗提供新思路。未来可进一步优化支架孔隙率以促进血管化，推动该生物材料在牙槽骨缺损修复中的应用。

研究的重要意义在于：首次将可持续植物材料与前沿干细胞技术结合，突破传统合成支架的成本限制；阐明3D物理微环境通过机械刺激增强Muse细胞功能的机制；开发的外泌体富集技术可大幅降低治疗所需细胞剂量。这些发现为牙周再生医学提供了兼具生态效益和临床价值的新型解决方案。