人体内所有的组织和器官都是由干细胞分化而来,理论上:任何组织器官出现了损伤,都可以由干细胞来进行修复,比如说,牙龈受到损伤,便可以“引导”干细胞分化为能形成矿化结节能力的细胞(注:形成牙齿、骨骼的潜能)。
变废为宝 2000年Gronthos 等通过对人牙髓细胞的研究,发现了一种与骨髓间充质干细胞有着极其相似的免疫表型及形成矿化结节能力的细胞,细胞中形态呈梭形,可自我更新和多向分化,有着较强的克隆能力。这些由牙髓组织中分离出的成纤维状细胞就称为牙髓干细胞 (Dental Pulp Stem Cells, DPSCs)。 孩子脱落的乳牙和成人的智齿都曾被视为废弃物,很少有人了解它们的真正价值。如今随着再生医学的发展,科学研究证明,这些“废弃物”对于家人是一生中珍贵的健康财富。小小的一颗牙,采用专业技术存储起来,甚至还能“救命”。 优势与功能 1.来源丰富 自然脱落的6~12岁儿童乳牙、拔除完整的成人智齿等; 2.采集简单 牙齿采集流程简单、快捷,可以保持比较长时间; 3.副作用小 免疫原性低,无需严格配型; 4.无伦理争议 乳牙、恒牙、智齿属废弃物,不损及生命; 5.增殖能力强 牙髓干细胞具有很强的分裂能力,可快速增殖。 临床治疗进展 一.治疗牙齿疾病进展 2018年,空军军医大学金岩教授等人利用脱落乳牙牙髓干细胞,成功实现全牙髓组织的功能性再生,并已治疗近50位患者,有效率超过95%。 2015年,首都医科大学附属北京口腔医院证实间充质干细胞能够成功再生生物牙根和牙周组织,且无免疫排斥现象发生,具有良好的生物安全性。 2013年,中国第四军医大学已开展80例干细胞治疗牙髓坏死的再生临床试验,以来自于脱落乳牙的自体干细胞,进行牙髓坏死的再生治疗,并取得良好效果。 首都医科大学共同申报的“人牙髓间充质干细胞注射液”(受理号:CXSL1700137),于2020年8月14日获得国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)临床试验默示许可。 基于该干细胞新药的 “异体人牙髓干细胞治疗慢性牙周炎”临床研究项目于2019年10月通过国家卫健委干细胞临床研究项目备案,2020年1月在首都医科大学附属北京口腔医院正式启动,现已完成招募入组受试者10例,临床治疗未见不良反应。 目前国际上尚无治疗慢性牙周炎的干细胞药物上市,这是中国首个用于慢性牙周炎的间充质干细胞治疗药物,也是国内首个牙源间充质干细胞药物,该临床默示许可标志着“人牙髓间充质干细胞”作为药物在慢性牙周炎治疗领域正式步入了临床探索阶段,有望为人类慢性牙周炎的再生治疗提供新的治疗药物和方法。 二.治疗神经系统疾病 (来源知网) 在《基于牙髓干细胞的神经系统疾病治疗新进展》中提到牙髓干细胞(DPSCs)来源于颅神经嵴,可以在体外诱导为神经细胞,具有类似功能神经元的特征,比其他组织来源的间充质干细胞具有更强大的神经分化潜力。另外伦理争议少,获取容易,同时具备较强的多向分化能力和再生能力等优点,因此成为干细胞治疗领域的研究热点。 另有研究证明,DPSCs 可以通过形成神经球而分化为多巴胺能神经细胞,为治疗帕金森病提供了可能[10]。因此 DPSCs 是一个促进神经修复和保护神经特性的良好细胞来源。 1.脑中风 在《基于牙髓干细胞的神经系统疾病治疗新进展》提到将 DPSCs 注入大鼠大脑中动脉阻塞模型,发现 DPSCs 显著抑制了小胶质细胞的活化和炎性细胞因子的表达,脑梗塞面积明显减少,运动功能障碍得到逆转,皮质缺血边界区域的神经元变性明显减轻。另有研究发现,丝裂原活化蛋白激酶和转化生长因子β 信号通路参与了 DPSCs 介导的脑中风治疗,且 DPSCs 的治疗作用强于骨髓间充质干细胞。 2.帕金森病 帕金森病是一种老年人常见的神经退行性疾病,由于中脑黑质多巴胺能神经元变性死亡,导致多巴胺含量明显减少。临床上已有的帕金森病治疗方案主要有三种: ①左旋多巴等药物的应用;②抗胆碱能制剂的应用;③深部脑刺激—通过高频电流刺激。为了寻找更安全有效的治疗方法,研究人员开始尝试使用干细胞修复受损的神经元。 由于 DPSCs 具有诸多显著的优点,近年来在神经系统相关疾病的研究中逐渐受到关注。目前 DPSCs 治疗帕金森病可以归纳为 3 种机制: ①通过分泌途径改善神经功能; ②分化形成新的多巴胺能神经元( 样) 细胞; ③免疫调节减轻炎症反应( 图 1) 。 (图1 DPSCs 治疗帕金森病的作用机制模式图) 研究显示,DPSCs 可以在一定程度上增强细胞因子的分泌能力。将 DPSCs 条件培养基通过静脉注射方式导入鱼藤酮诱导的大鼠帕金森病模型中,发现 DPSCs 主要通过旁分泌机制促进 PD 大鼠神经功能的恢复,增加多巴胺水平,增强了内源性多巴胺能神经元的神经保护作用,促进了黑质纹状体的恢复。帕金森病症状得到了明显改善。 3.阿尔兹海默症 阿尔茨海默病是被我们俗称为“老年痴呆症”中最常见的一种,是一种发病进程缓慢、随着时间不断恶化的神经退化性疾病,多发生于老年和老年前期。阿尔茨海默症发病机制仍不明,最显著的特征是大脑皮层中神经元和突触的慢性丧失,以及大脑质量的显著降低。 牙髓干细胞治疗阿尔茨海默症的主要机制 主要是作用机制包括: 1.保护神经元,修复脑损伤 2.抑制营养不良的神经元突起数量、增强神经可塑性,改善认知障碍。 3.调节神经炎症,调节促炎和抗炎生物标志物的稳态,改善疾病症状。 2021年5月6月,美国生物制药公司Longeveron公司宣布:在一期临床试验中,与服用安慰剂的患者相比,间充质干细胞疗法(Lomecel-B)能够减缓轻度阿尔茨海默病患者的疾病进展,包括减缓认知下降和日常生活能力丧失。 研究人员认为这种疗法可以解决阿尔茨海默氏症的多种特征,包括减少脑部炎症,改善大脑中血管的功能,减少由于疾病进展而造成的脑损伤,以及促进再生反应。 这种方法减缓了轻度阿尔兹海默症的进展,减缓了患者的认知下降和日常生活能力的丧失。这种间充质干细胞缓解阿尔兹海默症的方法被认为是安全的,同时还改善了患者的生活质量。 4.肌萎缩性侧索硬化症 肌萎缩侧索硬化症俗称渐冻症,就是肌肉萎缩和侧索硬化,是上下运动神经元进行性丢失为特征的一种神经系统变性病,也就是上下运动元同时出现病变。大脑脊髓的运动神经元细胞,逐渐死亡,肌肉无力、僵硬,好像渐渐的被冻住一样。 研究者将DPSCs 条件培养基注射到 mSOD1G93AALS 小鼠动物模型的腹腔内,结果显示,无论在疾病的哪个阶段注射DPSCs 条件培养基,都能明显促进神经肌肉接头部位的神经支配,防止运动神经元丢失并延长了动物的寿命,而灰质前角部位的反应性神经胶质分裂并不受影响。 5.脊髓损伤 脊髓损伤( spinal cord injury,SCI) 是脊柱损伤中最严重的并发症,在损害的相应节段出现各种运动、感觉和括约肌功能障碍,肌张力异常等的相应改变。脊髓损伤不仅给患者本人带来身心的严重伤害,而且对社会造成严重的经济负担。 一项体内研究试验表明, 将 DPSCs 注入完全横断的大鼠脊髓模型,发现 DPSCs 能减少炎症性损伤,促进轴突再生,并减少 SCI 后的进 行性出血性坏死,且有部分 DPSCs 在体内存活并分化为成熟神经元和少突胶质细胞,从而促进了 SCI 鼠的运动功能恢复。 虽然目前对于牙髓干细胞在神经系统疾病的研究中取得了多项进展,但其临床应用前景还存在一系列不足:( 1) 目前仍然没有得到一致认可的 DPSCs 体外神经诱导分化方案; ( 2) 目前绝大多数研究主要是利用体外模型和啮齿类动物模型,在大动物模型的研究较少; ( 3) DSPCs 能分泌多种生物活性因子,这些生物活性因子相互作用且作用复杂,它们在 DSPCs 介导的神经修复与再生方面发挥的作用尚不明确; ( 4) DSPCs 治疗神经系统疾病的相关作用机制的研究较少,且机制不明确。只有这些问题有了满意的答案,才能够进行下一步临床研究,DSPCs才能安全、有效地治疗神经系统疾病。 三.其他疾病与用途 牙髓干细胞(DPSC)是具有多潜能分化和自我更新能力的间充质干细胞。它们不仅对牙科疾病、神经系统疾病治疗有用,而且对全身性疾病治疗也有用。也有报道称牙髓干细胞比骨髓间充质干细胞具有更高的再生潜能,被称为代表性间充质干细胞。 此外,牙髓干细胞的免疫调节特性使其成为免疫和炎症相关疾病细胞治疗的更有用的细胞来源。因此,牙髓干细胞是一种有前途的多能干细胞替代来源。 01.糖尿病 DPSC 可分化为胰脏系,可用于糖尿病的自体干细胞治疗。有实验评估了 DPSC 对糖尿病重要并发症的治疗潜力,并证明 DPSC 可减少胰腺损伤,改善肾功能和疼痛性糖尿病神经病变。DPSC 对糖尿病大鼠具有免疫调节作用,可能在糖尿病多发性神经病的治疗中发挥重要作用。 02.眼科疾病 最近的研究探索了 DPSC 介导的修复眼部疾病的潜力,如角膜失明和青光眼。据报道,DPSC 与角膜缘干细胞具有相似的特性,并具有分化成角膜细胞的能力。DPSC 进入青光眼鼠眼的玻璃体内时,DPSC 对RGC 减少和视觉功能有显著的保护作用。 03.免疫性疾病 一项体外研究表明,与 MMSC 相比,SHED 在抑制Th17 细胞方面具有显著的作用,并且 SHED 移植能够有效地逆转 SLE 样小鼠的系统性红斑狼疮相关疾病,DPSC 可通过同种异体刺激 T 淋巴细胞释放TGF-β 来抑制急性异基因免疫应答。这些结果为DPSC 的异基因移植在临床上的应用提供了新的思路。 04.肝纤维化 DPSC 和 SHED 可分化为肝细胞样细胞,表现为肝细胞形态。研究表明,供体 SHED存活下来能够分化成表达人肝细胞特异性基因的人肝细胞,并在 CCl4 损伤的肝组织中分泌人白蛋白、尿素和血尿素氮,这表明 SHED 衍生的直接转化肝细胞可能对肝纤维化有治疗作用。肝分化的 DPSC 也抑制肝纤维化,恢复血清丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸转氨酶和氨的水平。 05.心肌梗死 DPSC 可用于修复梗死心肌。大鼠急性心肌梗死模型注射 DPSC 后心功能得到改善,心肌梗死程度减轻,这可能是因为它能够分泌促血管生成因子和抗凋亡因子。此外,SHED 条件培养基还通过抑制炎症和细胞凋亡对急性心脏损伤具有治疗作用。 06.美容抗衰 人的衰老即干细胞的衰老,补充牙髓干细胞,可提高体内干细胞的数量和质量,维持正常的新陈代谢,有效延缓衰老。 未来展望 牙源性干细胞作为干细胞家族中的后起之秀。由于其高增殖能力,被认为是临床应用的潜在候选干细胞来源。它可以安全地从不必要的牙齿中获得,不会引起严重的疾病或伦理问题。但其生物安全( 遗传不稳定、致肿瘤发生、免疫排异反应等) 会直接影响其临床转化和应用,已成为制约其产业发展的主要障碍。 国内外相关部门做出了许多努力,但目前对干细胞的制备及其生物安全的研究国内外尚未形成统一的标准和体系。未来需要深入研究干细胞遗传不稳定、致癌、免疫排异的发生机制,对干细胞产品制备和临床治疗进行严格规范和标准化,建立质量控制及安全评估标准体系和准则,消除存在的安全隐患,保障人类安全。 虽然目前全球有部分牙源干细胞库正在运营,但干细胞库中存储的细胞投入治疗和使用的报道较少,人们对存储干细胞的意识还未达到普及。相信未来,我们不仅会看到牙髓干细胞在口腔疾病、神经系统疾病以及其他疾病上的研究越来越多,我们更希望看到的是在临床应用上给患者带来生的希望,不再受到疾病的折磨。









