牙髓是牙体组织中唯一的软组织，位于由牙本质围成的牙髓腔内，借狭窄的根尖孔与根尖周组织相连。牙髓具有被无让性的牙本质包围、基质富含纤维且具有黏性、无有效的侧支循环、神经感觉功能单一等特点 [1]。因此，牙髓容易受到龋源性、外伤性、机械性的损伤导致不可逆的牙髓炎、牙髓坏死及牙本质生成障碍 [2]。目前临床上常用的活髓保存方法包括盖髓术、活髓切断术等，这些方法对不可逆性牙髓炎或根尖周炎的活髓保存效果较差，对此 2 类牙常实行摘除牙髓的根管治疗术，而根管治疗术后，牙髓的固有免疫防御功能丧失，使得牙齿的远期保存率明显下降 [3]。为了解决传统活髓保存治疗的固有缺点，基于干细胞的牙髓再生术已成为治疗根尖周和牙髓疾病的有前途的治疗替代策略 [4]。牙体组织中存在丰富的间充质干细胞群，有助于组织细胞更新并能够对组织损伤做出防御和修复反应 [5]，其中，牙髓干细胞在众多口腔源性的干细胞中具有较高的增殖潜力和分化多能性，也较其余类型干细胞易获得，且不涉及伦理限制，因此成为活髓保存治疗中很有前景的干细胞来源 [6-7]。

目前口腔再生医学领域涉及的干细胞包括人牙髓干细胞（dental pulp stem cells, DPSCs）、脱落乳牙干细胞（stem cells from human exfoliated deciduous teeth, SHEDs）、牙周膜干细胞（periodontal ligament stem cells, PDLSCs）和来自根尖牙乳头的干细胞等 [8-9]。它们都具有成骨、成血管、成脂和成软骨的分化潜力 [10-11]，以及形成矿化组织的能力。口腔干细胞在再生医学中转化的临床应用已得到广泛开发，其应用主要有结合加载生长因子制成生物支架 / 生物材料，以及结合虎杖苷、啤酒多酚等天然化合物对牙源干细胞进行生物诱导。

活髓损伤后的牙髓愈合潜力和组织稳态的维持证实了 DPSCs 的存在。牙髓干细胞原代培养物表达内皮细胞标记物（血管细胞黏附分子1和CD146）、成骨标记物 [碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）、Ⅰ型胶原、骨连蛋白、骨桥蛋白（osteopontin, OPN）和骨钙素，以及成纤维细胞（Ⅲ型胶原和成纤维细胞生长因子 2（fibroblast growth factor 2, FGF2）] 标记物 [12]。目前，组织工程领域已经开发出牙髓干细胞结合生长因子和支架的牙髓再生方法 [ 13]，许多组织工程复合材料的应用效果都正在临床评估过程中。

DPSCs 在牙髓再生和修复中的潜在机制已被初步发现 [14]，各种体外生物学实验和体内动物模型及下一代测序和生物信息学分析表明，来自 DPSCs 的外泌体衍生的lncRNA-Ankrd26 可通过调节间充质干细胞中的 miR-150-TLR4 信号传导促进牙髓修复 [15]。这些发现有助于理解在活髓保存过程中牙髓修复的机制，并确定牙髓炎发展的治疗靶点和临床治疗方法。临床前和临床研究中已经证明了从恒牙中提取的自体 DPSCs 用于永久性成熟牙髓切除牙的牙髓再生治疗的安全性和有效性，且 DPSCs 是最佳的细胞源 [14]。

与来自恒牙的 DPSCs 相比，从乳牙中分离的 DPSCs表现出更高的干细胞标记物（Oct3/4）表达和更高的增殖能力。一项临床试验表明，在治疗受到创伤的未成熟恒牙时，从乳牙中分离的人类自体 DPSCs 能够再生完整牙髓，显著增加牙根长度和缩小根尖孔宽度，且没有任何不良事件发生。因此，从乳牙中分离的 DPSCs 可能是从恒牙分离的 DPSCs 在牙髓再生细胞治疗中的潜在临床替代品 [16]。此外，Matsui 等 [17] 的研究进一步发现DPSCs 中 CD146+ 细胞可促进矿化并产生牙本质 / 牙髓样结构。

Katata 等 [18] 的研究通过诱导干细胞的内皮方向分化制备了血管化 DPSC 构建体，并对于分化 DPSCs 的行为、细胞构建体的内部结构及其在体内的牙髓再生能力进行进一步研究。其中 CD31 和 von Willebrand 因子阳性的 DPSCs 定植于构建体的外层，并形成类似于血管样结构的网状管腔结构，这为血管化 DPSCs 构建体是一种有前景的新型牙髓再生的植入生物材料提供证据。Ganesh等 [19] 的研究应用外泌体作为输送细胞的载体，试验显示DPSC-Exos 显著促进细胞增殖和迁移。在基因表达分析中，DPSC-Exos 增强了血管生成标志物的表达，该项研究证明了基于外泌体的牙髓干细胞归巢和血管生成分化对牙髓再生具有显著的治疗潜力。

组织工程提供了基于生物活性材料和 / 或信号分子的牙髓再生方法 [20]。支架是 DPSCs 相关组织工程的重要组成部分。许多研究为了提高细胞成分的黏附和迁移能力，特别关注材料的选择和支架的制备方法。

选择用于干细胞存活及血管和神经再生的人工聚合多孔支架对于牙髓再生至关重要。为了重建牙髓组织，支架材料需要具有良好的生物降解性，以保证新形成的组织能够取代原来降解的支架，形成再生结构；支架材料还应具有适当的孔径，以促进营养物质和氧气进入细胞；支架还可携带有利于干细胞增殖、分化和黏附的生长因子 [21]。

许多研究关注 DPSCs 和支架材料结合的组织工程。Lee 等 [22] 的研究表明，富含血小板的血浆（platelet-richplasma, PRP）、富含血小板的纤维蛋白已被用作牙髓再生的支架。用于牙髓再生的人造聚合物支架主要是聚乙醇酸（polyglycolic acido, PGA）、聚乳酸（poly lactic acid, PLA）和聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物 [poly（lactic-co glycolic acid），PLGA]。Liang 等 [23] 制备了合适的明胶甲基丙烯酰基（gelatin methylacryloyl, GelMA）水凝胶，以促进 DPSCs 和人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells, HUVECs）的存活和增殖。实验发现载有细胞的微纤维聚集体产生了更多的牙髓样组织、血管和成牙本质细胞样细胞，这些细胞表达牙本质基质蛋白 1（dentin matrix protein 1, DMP-1）和牙本质涎磷蛋白（dentin sialophosphoprotein, DSPP），为牙髓再生的挑战提出了一种解决方案。此外，Huang 等 [24] 的研究发现 DPSCs 有能力在小鼠羟基磷灰石 / 磷酸三钙介导的异位牙髓 /牙本质形成模型中产生一些管状牙本质样结构。出于促进 DPSCs 的完全牙源性分化和快速诱导血管生成的目的，Xia 等 [25] 开发了由自组装肽（self-assemblingpeptides, SAPs）组成的细胞外基质（extracellular matrix,ECM）类仿生水凝胶，为 DPSCs 提供了合适的微环境。该支架具有生长因子（growth factor, GF）加载模拟肽表位，因此具备牙本质和牙髓再生的双重功能，此类支持干细胞黏附和血管生成的 3D 微环境在牙髓组织工程和再生方面具有巨大潜力。Terranova 等 [26] 首次制备了由电纺聚乳酸纳米纤维和电纺聚己内酯与模拟细胞外基质结构的单宁酸（tannic acid, TA）微粒制成的复合膜。在将膜以 3D 锥形支架的形式滚动并用明胶涂覆之后，可以将其直接插入根管，此类锥形支架的结构适合细胞迁移。由于根管解剖结构复杂且不规则，可注射系统在牙髓病学中受到关注。Atila 等 [27] 开发了一种透明的透明质酸水凝胶（hyaluronic acid hydrogels, HAH），其中掺入了可注射的Tideglusib（Td）负载的壳聚糖微球（chitosan microspheres, CSM），并携带人参皂苷 Rg1，用于牙髓再生。这种支架能够释放 Td 和 Rg1，通过 Td 触发DPSCs 的成牙本质细胞分化，而 Rg1 触发牙髓的血管化。这项研究显示了水凝胶在重要的牙髓再生中的可行性和潜力。

许多因子能够参与调控 DPSCs 的发育进程和分化方向。Yang 等 [28] 的研究发现 DPSCs 的干性和分化能力随着年龄的增长而下降，丝氨酸的一碳代谢通过调控 p16表达参与干细胞衰老进程，这为 DPSCs 衰老和组织工程干预提供了新的方向。Xu 等 [29] 的研究揭示，与分离人体脂肪组织来源的微血管片段 (adipose tissue–derived microvascular fragments, ad-MVFs）联合移植，能够促进移植的 DPSCs 聚集体的血管生成和血运重建，从而促进牙髓的再生。Gross 等 [30] 的研究发现 DPSCs 可通过细胞外弹性诱导软组织分化而减少硬组织的形成，拓展了临床牙髓再生支架材料的设计思路。

Zheng 等 [31] 的研究聚焦于 miR-140-3p 在低氧条件下调节 DPSCs 骨 / 牙本质分化的作用机制，并发现 miR-140-3p 通过靶向赖氨酸甲基转移酶 5B（targeted lysine methyltransferase 5B, KMT5B）来实现调节。研究结果揭示 miR-140-3p 和 KMT5B 在 DPSCs 介导的牙齿或骨组织再生中可能扮演重要角色。

除了这些较为上游的小分子，还有许多研究关注于更为宏观的支架成分调控。表征脱细胞牙髓细胞外基质（decellularized extracellular matrix, dECM）能够与骨形态发生蛋白 4（bone morphogenetic protein-4, BMP4）联合调节 DPSCs 介导的牙髓再生，共同加速 DPSCs 在体外形成牙髓样组织 [32]，这对组织工程支架的研究有重要意义。炎症环境也与 DPSCs 再生牙本质的能力有关，C5a 受体（C5a receptor, C5aR）激活能够增加关键的牙源性基因而在牙源性 DPSCs 分化和三级 / 修复性牙本质形成中起积极作用 [33]。

已有许多研究探索了人 DPSCs 的各种分化方向与潜能，与众多组织工程支架结合增强了 DPSCs 的分化与增殖能力，使其能够更好地实现成牙髓和成牙本质功能 [34-35]。越来越多的小分子和有机物质被探索发现可以调控 DPSCs 的分化方向和进程，极大开拓了 DPSCs 组织工程在牙髓保存中的应用。然而，对 DPSCs 的生物学特性仍有待更深入的了解，尤其是其在生理和病理上的发生机制上，以拓宽 DPSCs 在组织工程上的应用。