牙龈干细胞的牙周再生功能及其机制研究

慢性牙周炎是导致成人牙齿功能丧失的主要原因之一，治疗仍相当困难，实现真正的牙周再生是牙周病治疗的重要研究课题，干细胞及组织工程技术为其提供了理论和技术上的可能。牙龈干细胞具有自我更新和多向分化潜能等干细胞的典型特征，在体内和体外都被证实有成骨能力，而且具有抗炎和免疫调节的双重功能，提示了牙龈干细胞用于牙周组织再生治疗的良好前景。本研究拟通过分离培养鉴定牙龈干细胞，进行多向分化诱导，同时将牙龈干细胞作为种子细胞，植入Beagle犬实验性牙周炎牙周缺损区，观察其再生修复牙周组织的能力，并探讨其对牙周骨组织改建的影响和对免疫反应的调节作用，系统研究和分析牙龈干细胞在炎症状态下实现牙周组织再生修复的可行性以及相关机制。由于牙龈组织来源广泛、培养容易，能够解决组织工程中种子细胞来源困难、数量少的难题，该研究将能够为牙周组织再生治疗提供一条崭新的思路，使组织工程技术真正用于临床实践又向前迈进一大步。

本研究分离并培养鉴定了人的牙龈干细胞（GMSCs），定向诱导GMSCs向成脂肪、成骨、成软骨方向分化，验证了其多向分化潜能。为了便于追踪观察GMSCs在体内的分布和分化，我们通过慢病毒感染的方法将其用绿色荧光蛋白(GFP)进行了标记。然后将用GFP标记的牙龈干细胞(eGFP+GMSCs)经成骨诱导后与胶原支架复合，移植入大鼠极限性颅骨缺损模型和大鼠下领骨牙周开窗模型中，利用H&E染色、免疫组织化学染色评价了GMSCS对骨缺损和牙周缺损的修复情况。同时，还将eGFP+GMSCs以细胞膜片的形式植入到了Beagle犬实验性牙周炎牙周缺损区，研究了其在炎症状态下对牙周缺损的修复情况。本课题还研究了在即刻种植时，局部应用GMSCs在修复种植体周围骨缺损时的作用。此外，本研究将eGFP+GMSCs移植于小鼠体内，检测了系统归巢的GMSCs对小鼠下颌骨缺损的影响，并通过将GMSCs分别和成骨、破骨细胞共培养，分析了GMSCs对成骨及破骨细胞的直接影响，从而揭示了GMSCs在牙周骨组织重建中的相关机制。本研究突破常规，首次将牙龈干细胞作为种子细胞应用于牙周组织工程。由于牙龈组织来源广泛、取材及培养容易，能够很好地解决组织工程中种子细胞来源问题，为牙周及骨组织再生治疗提供了一条崭新思路，为牙周及骨组织工程技术真正应用于临床实践提供了坚实的实验基础。且本研究首次系统研究牙龈干细胞在牙周组织再生中的相关机制，为临床应用干细胞和组织工程技术治疗慢性牙周炎提供了部分实验依据。