Wnt/β-catenin信号通路调控根尖牙乳头干细胞干性的意义

Oral adult stem cell research in the field of oral regenerative medicine research has a wide prospects.Stem cells from the apical papilla have low immunogenicity, strong proliferation ability, telomerase activity and osteogenesis/dentin potential advantages so get widely attention. Basic fibroblast growth factor and CD24 can maintain SCAP stemness, increase their differentiation potential.Studies shown that Wnt/beta - catenin signaling pathway has a close relationship between stem cell differentiation and self-renewal. This study use some methods, like cell culture, immunohistochemistry ,quantitative PCR , Western blot and gene chip techology to study whether the Wnt/beta-catenin signaling pathway play a important role in maintaining SCAP semness.We want to analyse the cross talk of Wnt/beta - catenin signaling pathway and MAPKs signaling pathway in enhancing SCAP stemness. We also want to clarify the role of Wnt/β-catenin signaling pathway in SCAP maintain its stemness of action. The reasearch can offere some useful datas and ideas to use oral dadult stem cell in tissue engineering.

口腔成体干细胞研究在口腔再生医学研究领域具有广阔的前景。根尖牙乳头干细胞由于其具有免疫原性低，强大的群体倍增能力、增殖能力、端粒酶活性及成骨/牙本质潜能等优势而受到广泛的关注。研究发现CD24、碱性成纤维细胞因子等因子均与其stemness相关。本研究通过细胞培养，免疫组化，实时定量PCR及基因芯片分析等手段，分析根尖牙乳头干细胞在碱性成纤维细胞因子作用和CD24差异表达的情况下，Wnt/β-catenin信号通路调控SCAP干性的作用机制，并探讨Wnt/β-catenin信号通路与MAPKs通路在bFGF维持SCAP干性中的交通作用，旨在阐明维持或增强SCAP干性的机理，为将来组织工程中大规模利用牙源性干细胞进行扩大研究提供启示和思路，尤其是为SCAP应用在组织工程化牙髓牙本质及牙根的再生利用等转化再生医学研究提供新的理论基础和依据。

本研究通过细胞培养，免疫组化，实时定量PCR及细胞转染等手段，分析在根尖牙乳头干细胞受到bFGF作用后，Wnt/β-catenin信号通路在bFGF维持SCAP干性中的作用机制，探讨Wnt/β-catenin信号通路与MAPKs通路在bFGF维持SCAP干性中的交通作用，实验结果显示，1、CD24的表达对维持人健康根尖牙乳头干细胞的分化能力具有一定作用。2、bFGF作用SCAP可激活Wnt/β-catenin信号通路，促进关键分子β-catenin以及下游分子TCF1，TCF3和LEF1基因的表达。 3、bFGF通过激活Wnt/β-catenin信号通路调控SCAP增殖。4、阻断Wnt/β-catenin信号通路后， Oct4、Nanog、Sox2干细胞基因表达均低于对照组（P<0.05），而Rex1的表达无明显差异（P>0.05）。5、Wnt/β-catenin信号通路参与了bFGF对SCAP的增殖及分化能力的调控过程。6、阻断Wnt/β-catenin信号通路和p38信号通路后：（1）bFGF作用下的SCAP1,3,5,7 d的细胞增殖活力比较，两条信号通路都阻断比单独阻断其中一条的细胞增殖活力低（P<0.05)；（2）在含bFGF的成骨诱导液作用于下，SCAP成骨能力增强：DSPP、OCN、BSP表达均上调（P<0.05），ALP基因表达下调（P>0.05），且两条信号通路都阻断与单独阻断其中一条相比，前者SCAP成骨能力强。（3）bFGF作用于SCAP4天后，与对照组比较Nanog、Sox2、Oct4表达均下调（P<0.05)，而Rex1的表达无明显差异（P>0.05），且两条信号通路都阻断比单独阻断其中一条下调明显。7、Wnt/β-catenin信号通路和MAKPs信号通路都参与了bFGF对SCAP增殖及未分化能力的调控过程，并且两条信号通路之间存在互相干扰，这种串扰作用共同发挥作用。这些研究结果初步揭示了Wnt/β-catenin信号通路与MAKPs信号通路在bFGF维持根尖牙乳头干细胞干性中的作用机制，及bFGF在作用SCAP维持其干性的作用机理，为将来组织工程中大规模利用牙源性干细胞进行扩大研究提供启示和思路，尤其是为SCAP应用在组织工程化牙髓牙本质及牙根的再生利用等转化再生医学研究提供新的理论基础和依据。