СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ ДЛЯ ЗУБНОЙ РАЗРАБОТКИ
Введение
Зубы очень минерализованные органы образовавшиеся в результате объединения двух пластин
зубной и эпителиальной. Эксперименты тканевой рекомбинации указывают, что устные эпителий содержит индуктивный возможности для зубоформирования. Этот потенциал позволяет кондиционирование подлежащей мезенхиме , что в свою очередь дает возможность регулировать дифференцировку эпителиальных клеток. Важность зубных пластинок , полученных в одонтогенезе было показано в экспериментах, где трансплантация клеток зародыша мыши в куриные эмбрионы , дала рост зубов. Многочисленные факторы роста , как было показано , участвуют в различных стадиях эмбрионального развития зубов (то есть инициация, морфогенез , цитодифференцировки). Трансформирующи й фактор роста бета ( TGF- й) суперсемейство , морфогенного белка 2 (БМП-2) и BMP-4 являются ключевыми сигнальные молекулы в регуляции эпителиальных - мезенхимальных взаимодействий во время одонтогенеза . Молекулы фактора роста фибробластов (FGF ) семьи , такие как FGF- 3 , FGF- 4 , FGF -8 и FGF- 10 участвуют в пролиферации клеток и регулируют экспрессию специфических генов-мишеней в зубах. Wnt белки, такие как Wnt -3, Wnt -7b , Wnt - Лоа и Wnt -10b имеют существенную роль как регуляторов клеточной пролиферации, миграции и дифференциации во зуба инициации и формообразования . Другие диффундирующие факторы, такие как звуковой еж ( ШГ ) также способствовать как начала и затем зубной формообразования . Два основных типа клеток участвуют в стоматологической образования твердой ткани : мезенхимы - возникла одонтобласты , которые отвечают за производство дентина и эпителия , полученных амелобласты , образующих эмаль. Одонтобластами являются столбчатые постмитотические клетки , которые образуют слой в контакте с дентином . Процессы формируются в их дистальной части , проникают в дентин и участие в образовании матрицы дентина и минералов. Матрица состоит из коллагена (90%) и не- коллагеновых белков, таких как дентин Sialophosphoprotein ( DSPP ) и дентина белковой матрицы 1 ( DMP- 1). Отложение апатит минералов на этой матрицы приводит к зрелому кальцинированная дентина . Эмаль секретируется ameloblasts вдоль Dentino - эмалевой границы . Эмаль в основном состоит из гидрофобных белков, таких как амелогенина , ameloblastin , enamelin , amelotin , tuftelin и ODAM ( одонтогенный амелобласт связанные белков ) . Вскоре после осаждения эмали , формирование корня начинается вследствие пролиферации клеток во внутреннем и внешнем зубного эпителия в пришеечной области петли . Клетки из стоматологической роста фолликул дать cementoblasts ( образующего цемент , который покрывает дентин корня ) , фибробласты ( генерации периодонтальной связки ) и остеобласты ( разработке альвеолярной кости ) . Цемент , периодонтальной связки и альвеолярной кости являются тканью пародонта , что поддерживает зубы в полости рта. Потеря зубов или отсутствие является общей и часто встречающаяся ситуация , которая может привести FIOM многочисленным патологиям, таким как пародонтит и кариозные заболевания , переломы, травмы или даже генетические изменения . В большинстве случаев эта потеря не является критической , но для эстетических , психологических и медицинских причин ( например, генетические аберрации) замена отсутствующих зубов имеет большое значение. Недавние открытия в области биоматериалов привели к развитию зубных имплантатов , состоящих из биосовместимых материалов , таких как титан , которые могут быть вставлены в верхней и / или нижней челюсти , чтобы заменить отсутствующих зубов . Тем не менее, имплантаты до сих пор не вполне удовлетворительным и их успешное применение в значительной степени зависит от их остеоинтеграции . Количество и качество кости , а также его взаимодействие с поверхности имплантата некоторые важные параметры, которые могут повлиять на реализацию операции. Хотя инновационные материалы и технологии (обработка например поверхность ) были использованы для улучшения имплантата остеоинтеграции , интерфейс металл / кости не обеспечивает полную интеграцию имплантата , тем самым уменьшая его производительность и долгосрочной стабильности . Кроме того, зубной имплантат технологии зависит от объема кости , а устройства ( т.е. ПЭГ) может быть имплантирован только у пациентов , имеющих достаточное количество костной ткани. Нередко возникает необходимость в альвеолярной увеличения объема кости перед любой фиксации имплантата. Для преодоления этих трудностей , новые идеи и подходы появились недавно из быстро развивающихся областях техники стволовых клеток и тканевой инженерии (рис.9.28 ) .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стволовые клетки в регенеративной медицины
Стволовых клеток определяется как клетка , которая может непрерывно производить неизмененные дочерей и , кроме того, имеет способность генерировать клетки с различными и более узких свойствами. Стволовые клетки могут делиться либо симметрично (с учетом увеличения числа стволовых клеток ) или асимметрично . Асимметричных делений держать количество стволовых клеток неизменными и отвечают за генерацию клеток с различными свойствами . Эти клетки могут либо стремится к терминальной дифференцировки . Предшественники и транзитные амплификации клетки имеют ограниченный срок службы , и поэтому может только воспроизводить ткани в течение короткого периода времени при трансплантации . В отличие от этого, стволовые клетки самообновлению и, таким образом может генерировать любой ткани на всю жизнь . Это является ключевым свойством для успешной терапии . Возможности для расширения стволовых клеток в культуре является необходимым шагом для регенеративной медицины , изначительные усилия были приняты по оценке последствий выращиваний стволовых клеток.
|
|
|
Стволовые клетки не могут быть идентифицированы с достоверностью в любые ткани : ученые полагаются на косвенные свойства, поверхностных белков , снижения клеточного цикла , образование клонов клеток в недифференцированном состоянии . Однако ни один из этих критериев не являются специфическими . Оценка самообновления это лучший способ , чтобы показать возможность , изоляции и трансплантации п стволовых клеток ( клональная анализ) с последующей возможностью серийных трансплантации и долгосрочного восстановления ткани. В последние годы , стволовые клетки широко используется во многих медицинских дисциплин для ремонта и / или регенерации поврежденных тканей и органов (например кости, связки , сердце) . Новые терапевтические подходы в значительной степени основываются на наших знаниях эмбрионального развития .
Стволовые клетки из человеческих удаленных молочных зубов ( сарай )
Изоляция послеродовых стволовых клеток из легкодоступного источника является необходимым условием для тканевой инженерии и клинического применения. Недавние исследования показали, изоляцию мезенхимальных клеток-предшественников из целлюлозы лиственных резцов человека. Эти клетки были названы сарай ( стволовые клетки из человеческих отслаивается молочных зубов ) и выставлены высокой пластичностью , так как они могут дифференцироваться в нейроны , адипоциты , остеобласты и одонтобластами . В естественных условиях Сарай клетки могут вызвать кость или образование дентина , но , в отличие от пульпы зуба , DPSC не дали комплекс дентин - целлюлозы.
Взрослый пульпы Стволовые клетки ( DPSCs )
После стоматологической травмы , пульпы зуба участвует в процессе, называемом репарацией зубов, где клетки разрабатывают и формируют новую матрицу дентина для ремонта поврежденный участок . Было показано, что пульпа взрослых содержит предшественников , способных образовываться одонтобластами при соответствующих сигналах. Среди этих сигналов являются гидроксид кальция или фосфата кальция материалы , которые составляют целлюлозно - укупорки материалов, используемых стоматологами для распространенных стоматологических процедур. Предшественники пульпы не были четко определены , но некоторые данные свидетельствуют о том , что перициты , которые способны дифференцироваться в остеобласты , также можно дифференцировать в одонтобласты . Ремонт зуба это процесс жизни , таким образом, предполагая, что MSC может существовать во взрослой пульпе зуба . В естественных условиях терапевтического адресность этих взрослых стволовых клеток еще предстоит исследовать .
Стволовые клетки из апикальной части сосочка ( SCAP ) '
Стволовые клетки от апикальной части зубной сосочек человека ( SCAP ) были выделены и их способность дифференцироваться в одонтобластами был по сравнению с периодонтальной связки стволовых клеток ( PDLSCs ). СПДК экспонатвыше пролиферативная скорость и кажется более эффективным, чем PDLSC для формирования зубов . Важно отметить, что SCAP легко доступны , так как они могут быть выделены из третьего моляра человека. Стволовые клетки из зубной фолликула ( ДЛСЦ ) . ДЛСЦ были выделены из фолликула третьих моляров человека и выразить маркеров стволовых клеток Notch 1, STRO- 1 и нестин . Эти клетки можно поддерживать в культуре в течение по крайней мере 15 проходов. STRO- 1 положительно ДЛСЦ могут дифференцироваться в cementoblasts в пробирке и способны образовывать цемент в естественных условиях. Иммортализованные стоматологические фолликул клетки способны воссоздать новый пародонта связки (PDL) после того как в естественных условиях имплантации.
Периодонтальной связки Стволовые клетки ( PDLSCs )
PDL является специализированным ткани, расположенной между цементом и альвеолярной кости и имеет в качестве роли технического обслуживания и поддержка зубов. Его непрерывная регенерация как полагают, связаны мезенхимальные клетки-предшественники , вытекающие из зубной фолликула. PDL содержит STRO- 1 -положительных клеток , которые поддерживают определенную пластичность , так как они могут принять Adipogenic , остеогенной и хондрогенной фенотипы в пробирке. Таким образом, очевидно, что сам по себе PDL содержит предшественники , которые могут быть активированы на самообновлению и регенерации других тканей , таких как цемент и альвеолярной кости .
Костного мозга мезенхимальных стволовых клеток ( BMSCs )
BMSC были испытаны на их способность воссоздать периодонтальной ткани . Эти клетки способны образовывать цемент в живом организме, PDL и альвеолярной кости после имплантации в дефектных тканей пародонта. Таким образом, костный мозг обеспечивает альтернативный источник MSC для лечения заболеваний пародонта . BMSC поделиться многочисленные характеристики с DPSC и оба способны образовывать кости, как и зубные -подобные структуры . Тем не менее, BMSC отобразить нижнюю одонтогенной потенциал, чем DPSC , указывая, что MSC из разных эмбриональных происхождения не эквивалентны. Действительно, DPSC вытекают из клеток нервного гребня , в то время как BMSC происходят из мезодермы . Кроме того, сравнение остеогенной и адипогенной потенциала MSC из различных источников показывает, что , даже если клетки несут общие генетические маркеры , они не эквивалентны , и уже совершил по отношению к определенному пути дифференцировки . Обязательство может возникнуть из воздуха стволовых клеток путем их специфической микро- среды или клеток нишу стволовых . MSC также могут быть получены из нескольких других источников, таких как синовиальной и надкостницы . Поскольку эти клеточные популяции обнаруживать характерные биологические свойства в зависимости от их ткани происхождения , это еще предстоит изучить , какой источник может быть использован для оптимального развития зубов для клинического применения .
В поисках эпителия Возникла Зубные стволовых клеток
Несмотря на значительный прогресс был достигнут с MSC , нет информации для стоматологических EPSC в организме человека. Основная проблема в том, что зубные эпителиальные клетки, такие как ameloblasts и ameloblasts прекурсоров устраняются вскоре после прорезывания зубов . Таким образом, эпителиальные клетки , которые могут быть стимулированы в естественных условиях с образованием эмаль не присутствуют в взрослых зубов человека. По-видимому, единственная возможность воссоздать поверхность эмали технологии стволовых клеток .
Целью регенеративной медицины является для ступенчатого повторно создать в пробирке все механизмы и процессы , что природа использует при инициировании и морфогенеза данного органа. В этом контексте , исследования стволовых клеток предлагает удивительный и соблазнительный потенциал для тела гомеостаза , ремонта , восстановления и патологии. Возможность манипулирования стволовыми клетками на месте с использованием специфических сигнальных молекул или за счет расширения их экс естественных захватывающее результат фундаментальных исследований . Таким образом, регенеративная медицина стала модным поле и изоляция и манипулирование эмбрионального и взрослого (или послеродовой ) стволовые клетки для создания новых функциональных органов , которые будут заменить отсутствующие или поврежденные органы , представляет собой огромную проблему . Эмбриональные и взрослые стволовые клетки подвергались сильному исследованию , которое фокусируется на развитии в пробирке новых органов, таких как волос, кожи и костей. Взрослые стволовые клетки ( ASCs ) , которые обладают ограниченный потенциал дифференциации , может быть легко выделен от больного и после усиления в пробирке и / или дифференцировки может быть вновь введен в того же пациента , что позволяет избежать иммунного отторжения , как это имеет место для аллотрансплантаты или ксенотрансплантаты . Поскольку многие проблемы остаются , идеальный протокол для человека патологий далеко от использования . Тем не менее, знания в технологии стволовой клетки быстро растет во всех медицинских дисциплин и диктует необходимость новых стратегических подходов во всех областях , в том числе репаративной стоматологии. Лечение стволовыми клетками CON- stitutes общую проблему для стоматологов , а также биологов .
Стоматологические стволовые ниши и другие источники стволовых клеток для развития зубов в пробирке или экс естественных По итогам формирования зубов из эпителиальных - мезенхимальных взаимодействий , две разные популяции стволовых клеток должны считать : эпителиальные стволовые клетки ( EPSCs ) , что даст , поднимаются на ameloblasts , и мезенхимальные стволовые клетки ( МСК ) , которые будут формировать одонтобласты , cementoblasts , остеобласты и фибробласты из периодонтальной связки . Таким образом, зуб инженерно использования стволовых клеток основана на их изоляции , ассоциации и культура как рекомбинантами в пробирке или экс естественных условия для оценки во-первых зуба морфогенез и во-вторых дифференцировка клеток в зубе специфические клетки , что сформирует дентин , эмаль, цемент и альвеолярной кости . Различные подходы могут быть использованы в соответствии с происхождением из стволовых клеток . Многие недавние исследования были сосредоточены на локализации сайты для взрослых тканей / органов , где конкретные группы населения ASC проживают . ASC находятся в состоянии покоя , медленно езда на велосипеде, недифференцированные клетки, которые окружены соседних ячеек и внеклеточного матрикса . Это микросреда является специфическим для электронной каждый отсек стволовых клеток , но , вероятно, зависеть повторно общими факторами, такими как сосудистой или нагрузочным давлением , н. Специализированный микросреда , жилье ASC и ID переходные -усилительных клетки (ОДУ ) , образует "нишу" . > п Понимание этих микросреды и их регулирование является ключевым для успешного воспроизводства подобных ниш " г и для экс естественных инженерии органа с гарантировал, что я « функционального гомеостаза. В зубах , два разных стволовых клеток ® ниши были предложены : шейный петлю грызунов mcisor для EPSC и периваскулярной нише во взрослой зубной Л целлюлозно F ° г MSC. В грызунов резцы распространение EPSC , ® , который расположен в цервикальной области петли , регулируется сигналами от окружающего мезенхимы. FGF L сигналов (в основном FGF- 3 и FGF- 10) имеет особое значение , поскольку он связан с Notch пути. Молекулы , такие как БМП , Activin и фоллистатина также выразил внутри ниши стволовых клеток и как известно, регулируют это обслуживание ^ и функциональность с помощью сложной интегративной сети.
«В пульпе зуба , МСК , как полагают, находятся в периваскулярной нише , но мало что известно о точном месте I и молекулярной регуляции этой нише . Еф рецептора тирозинкиназы семейства молекул наведения видимому, участвует в поддержании человеческого зубной пульпы периваскулярной нише. Еф -B и его лиганд эфрин -B были ингибирует MSC миграции и привязанность через пути МАРК через однонаправленной и двунаправленной передачи сигналов соответственно. В дополнение к зубной MSC целлюлозы , другие популяции MSC были выделены из тканей зуба человека, таких как периодонтальной связки и зубного фолликула , но ничего не известно о существовании нишу в этих тканях .
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 40; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!