低氧对牙周膜干细胞干性作用：自我更新功能以及多能性的研究

发布时间：2017-09-28 10:32

  本文关键词：低氧对牙周膜干细胞干性作用：自我更新功能以及多能性的研究

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【摘要】：牙周病(periodontal diseases)是人类口腔两大类主要疾病之一,具有发病率高,危害严重的特点。在世界范围内均有较高的患病率,在我国患病率更居于龋病之上。牙周炎会导致牙龈炎症、牙周组织破坏、牙槽骨的吸收、最终导致牙齿脱落。是人群中导致失牙的主要原因。我国是世界上高原面积最大、居住人口最多的国家,高原地区占国土面积的六分之一;而目前,国内外关于高原环境下牙周炎的发病机制研究报道少见。本课题组在前期对高原地区驻地官兵进行了流行病学的调查,结果显示:受调者牙周炎患病率在60%,这种高发病率明显高于平原地区,涉及的原因可能是:高原低氧环境;口腔自洁效果差,利于菌斑形成;牙周微循环障碍,PH值下降等多因素所导致的,这不仅使高原人群成为牙周炎易感人群,同时,也影响了牙周炎患者牙周组织的再生与修复。牙周膜干细胞(periodontal ligamentstem cells,PDLSCs),一组牙周膜组织来源的间充质干细胞,分离自牙周组织,是牙周组织的主要功能细胞。作为牙周组织炎症中重要的靶细胞及牙周修复的重要种子细胞,对PDLSCs的研究具有重要的临床意义。高原环境空气稀薄、含氧量低,特别高海拔地区的低氧条件下,会导致机体组织不同程度缺氧,而缺氧又是机体最常见的病理生理过程。研究表明:机体对缺氧的反应实本实验观察了载缺氧条件下对体外PDLSCs增殖、克隆、多向分化的生物学效应的影响,同时也研究了所涉及的潜在机制,为高原牙周病的机制研究进一步研究提供实验依据。目的:观察缺氧对体外培养的人牙周膜干细胞(HPDLSCs)增殖、克隆、干细胞标志、多向分化的生物学活性的影响,以及潜在机制的研究。材料和方法:临床收集健康人的第三磨牙牙周膜组织,用连续稀释法分选培养出PDLSCs,经增殖、克隆形成、干细胞标志、成骨性及成脂性等方面对原代培养的HPDLSCs进行鉴定。体外模拟低氧环境,并将PDLSCs分别培养于低氧(5%O_2)和正常氧条件(20%O_2),比较不同氧浓度下PDLSCs生物学活性的变化。1.MTT比色法检测低氧对PDLSCs增殖能力的影响。2.细胞计数检测低氧对PDLSCs单克隆的能力。3.ELISA检测低氧对PDLSCs成骨标志ALP活性的影响,实时定量荧光PCR技术检测成脂标志基因PPARγ和LPL的表达,从而评价低氧条件下对PDLSCs成骨、成脂能力的影响。4.在这些研究的基础上,进一步检测了低氧条件下PDLSCs生物学活性变化所涉及的分子信号机制,采用Western Blot检测低氧条件下对PDLSCs p38/MAPK和ERK/MAPK信号的影响;并利用特异性的阻断剂,分别阻断p38或ERK信号后,观察阻断这些信号后对低氧条件下培养的PDLSCs的影响。结果:1.采用有限稀释法从健康人第三磨牙的牙周膜组织中,成功分离培养出PDLSCs,并进行了鉴定。PDLSCs呈典型“梭型”细胞形态,并阳性表达STRO-1、CD44和CD146;具有较强的克隆形成能力以及增殖功能。2.在不同的培养条件下对PDLSCs进行定向诱导,PDLSCs能够具有成骨性分化和成脂向分化的能力。3.PDLSCs可在低氧浓度条件下维持其干细胞标记物表达,包括STRO-1、CD146、CD44和CD45。低氧可增强PDLSCs的克隆形成能力和增殖能力(P0.01)。低氧组PDLSCs的ALP活性明显高于常氧组(P0.01)。低氧组中与成脂相关的基因PPARγ和LPL的相对倍数变化明显下调(P0.01)。低氧条件下能显著上调PDLSCs的p38/MAPK和ERK1/2的磷酸化水平。此外,低氧条件下,无论单独还是联合运用P38抑制剂和ERK抑制剂,都会显著抑制PDLSCs增殖和克隆形成能力;单独运用P38抑制剂会显著抑制ALP,PPARγ和LPL的表达,单独应用ERK抑制剂显著刺激了ALP,PPARγ和LPL的表达,然而,二者联合运用却显著上调了ALP,PPARγ和LPL的表达。结论:PDLSCs在低氧条件下可以维持其自我更新能力,包括克隆和增殖能力。但是低氧条件下PDLSCs的成骨分化潜能和成脂分化潜会受到明显的抑制。而这一变化同时涉及到了p38/MAPK和ERK/MAPK通路,在低氧条件下PDLSCs增殖和分化等功能起着重要的调控作用。
【关键词】：低氧 牙周膜干细胞 自我更新能力 成骨分化 成脂分化
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R781.4
【目录】：

• 缩略语表5-6
• Abstract6-8
• 摘要8-10
• 第一章 前言10-14
• 第二章 牙周膜干细胞的分离、培养和鉴定14-26
• 2.1 材料与方法14-15
• 2.2 实验方法15-20
• 2.3 实验结果20-24
• 2.4 讨论24-25
• 2.5 小结25-26
• 第三章 低氧对牙周膜干细胞干性作用包括克隆、增殖和多向分化的作用26-41
• 3.1 材料与方法26-28
• 3.2 方法28-31
• 3.3 实验结果31-36
• 3.4 讨论36-40
• 3.5 小结40-41
• 第四章 低氧对牙周膜干细胞干性作用调控的分子信号机制41-54
• 4.1 材料与方法41-42
• 4.2 方法42-47
• 4.3 实验结果47-52
• 4.4 讨论52-54
• 全文总结54-56
• 参考文献56-71
• 文献综述一 缺氧在干细胞多潜能和分化中的作用71-83
• 参考文献80-83
• 文献综述二 牙周膜干细胞的研究进展83-93
• 参考文献89-93
• 附件：攻读博士期间发表的文章93-111
• 参考文献108-111
• 个人简历111-112
• 攻读博士期间发表的文章112-113
• 致谢113

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1 毛钊;影响牙周膜细胞生物学功能的相关因素[J];医学研究生学报;2003年06期

2 凌均h，

本文编号：935373