去分化脂肪細胞和脂肪來源間充質(zhì)干細胞膜片用于牙周組織再生的研究

客戶論文發(fā)表 | 去分化脂肪細胞和脂肪來源間充質(zhì)干細胞膜片用于牙周組織再生的比較研究體內(nèi)和體外證據(jù)

文獻信息

近日，昆明醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院 云南省口腔醫(yī)學重點實驗室（培育）楊禾豐副教授團隊的研究成果“Comparative study of dedifferentiated fat cell and adipose-derived stromal cell sheets for periodontal tissue regeneration: In vivo and in vitro evidence（去分化脂肪細胞和脂肪來源間充質(zhì)干細胞膜片用于牙周組織再生的比較研究:體內(nèi)和體外證據(jù)）在雜志JOURNAL OF CLINICAL PERIODONTOLOGY（IF:7.478 ）上發(fā)表。平生公司的離活一體Micro CT（  型號：NEMO）在論文中提供了重要的大鼠牙周缺損模型圖像。
 

該研究的通訊作者為楊禾豐副教授，第一作者為黃國賓、夏斌。

文獻摘要

目的:比較脂肪源性去分化脂肪(DFAT)細胞與脂肪間充質(zhì)干細胞(ADSC)片再生治療牙周缺損的療效。

 

材料與方法:采用天花板貼壁培養(yǎng)法，獲取成熟脂肪來源的去分化（DFAT）細胞，通過CCK-8、集落形成實驗、表面抗原鑒定、多向誘導分化等比較其與脂肪間充質(zhì)干細胞（ADSCs）生物學特性的區(qū)別；通過膜片誘導培養(yǎng)基進行DFAT細胞及ADSC膜片培養(yǎng)，HE染色、RT-PCR、免疫熒光等方法比較兩種細胞膜片的生物學特性；通過Micro CT、組織學染色等比較兩種細胞膜片修復大鼠牙周組織缺損的效果。

 

結果:DFAT細胞和ADSCs具有間充質(zhì)干細胞的特征。兩種細胞分子表面抗原均為CD29-、CD90-和CD146-陽性，而CD31-、CD34-和CD45-陰性。DFAT細胞和ADSCs具有相似的成骨分化能力和成脂分化能力以及集落形成能力。DFAT細胞較ADSCs具有更強的增殖能力。相較ADSC膜片，DFAT細胞膜片成牙周相關基因和蛋白表達能力更強，且具有更強的牙周組織再生能力。

 

結論:作者的研究結果表明，DFAT細胞膜片可以再生修復牙周組織缺損，能成為一種較為理想的種子細胞來源與運載形式。

 

實驗方法

DFAT細胞和ADSC片修復牙周缺損模型

牙周缺損模型的建立

共72只成年SD大鼠隨機分為三組，每組包含24只動物（四個時間點各6只大鼠）。術前禁食6h。大鼠腹膜內(nèi)注射戊巴比妥鈉（3%）用于全身麻醉，劑量為0.1ml/100g。然后固定每只大鼠，并對大鼠右側的下頜手術區(qū)進行消毒。在下頜骨下邊緣平行約5mm處形成2cm切口，并將組織逐層分離，以暴露下頜骨的骨表面。用高速手機球鉆小心制備3mm×2mm×1mm的缺損區(qū)，探針測量缺損范圍。牙周膜、牙骨質(zhì)和表面牙本質(zhì)可通過手動器械移除。

 

建立空白對照組（未處理）、DFAT細胞膜片組和ADSC膜片組。生理鹽水沖洗缺損區(qū)域以去除碎屑后，放置每個實驗組的細胞膜片以覆蓋缺損區(qū)。在空白對照組，不放置膜片在其上。切口用4-0條絲線逐層縫合。在術后7天，對動物連續(xù)肌肉內(nèi)注射青霉素，以防止手術感染。
 

移植后2、4、6和8周，在深度麻醉下處死動物并采集樣本。在用4%多聚甲醛固定過夜后，使用微型計算機斷層掃描（CT）（NEMO NMC-100，平生醫(yī)療科技有限公司）掃描大鼠下頜骨標本，并對獲得的圖像進行三維重建。分析缺損區(qū)域的骨體積/組織體積（BV/TV）、小梁厚度（Tb.Th）和小梁分離度（Tb.Sp）。

 

實驗結果

術后2周，三組均未觀察到明顯的新骨形成。術后4周，在三個實驗組的牙周缺損區(qū)域觀察到新骨形成。值得注意的是，與空白對照組相比，DFAT細胞膜片和ADSC膜片組的缺損區(qū)域愈合更快。

 

三組牙周缺損區(qū)均逐漸愈合。DFAT細胞和ADSC片組在缺損區(qū)域形成了密度更高的新骨，并在術后6周和8周表現(xiàn)出更好的修復效果（圖4f）。顯微CT形態(tài)計量參數(shù)分析顯示，2周后，ADSC膜片組缺損區(qū)域的骨體積密度（BV/TV）和小梁骨厚度（Th）顯著高于空白對照組（p<0.01）（圖4g，h）。術后6周，DFAT膜片組缺損區(qū)的骨體積密度（BV/TV）顯著高于ADSC膜片組（p<0.01）。DFAT膜片組的小梁骨厚度（Tb.Th）顯著高于空白對照組（p<0.01）（圖4i）。相反，DFAT膜片組的小梁骨分離（Tb.Sp）顯著低于空白對照和ADSC膜片組（p<0.01）（圖4h）。術后8周，DFAT膜片缺損區(qū)域的骨體積密度（BV/TV）顯著高于空白對照組（p<0.01）（圖4g），DFAT膜片組和ADSC膜片組的小梁骨分離（Tb.Sp）顯著低于空白對照組。這些結果表明，DFAT細胞和ADSC膜片對大鼠牙周組織缺損區(qū)域具有修復作用，并促進牙周組織再生。

圖4 大鼠牙周組織缺損模型的圖示和用于修復牙周骨內(nèi)缺損的去分化脂肪（DFAT）細胞和脂肪間充質(zhì)干細胞（ADSC）膜片的顯微計算機斷層掃描（CT）分析。（a） 大鼠牙周缺損模型示意圖。（b，c）大鼠牙周缺損模型的描述。（d） 暴露第一磨牙的遠根和頰根（黑色箭頭）。（e） 細胞膜片移植（黑色箭頭）。（f） 未治療組、DFAT細胞和ADSC膜片修復牙周骨內(nèi)缺損的顯微CT圖像。（g–i）修復牙周骨內(nèi)缺損的DFAT細胞和ADSC膜片的顯微CT形態(tài)參數(shù)分析結果。n=6，*p<0.05**p<0.01***p<.001

 

文獻結論

基于當前的發(fā)現(xiàn)和先前的文獻，作者得出結論，DFAT細胞是一種高度均一的細胞群體，具有高增殖能力，在體外和體內(nèi)具有多系分化的潛力，類似于ADSCs。因此，脂肪組織可以作為儲備量大、材料方便的細胞庫，獲得理想的自體干細胞和去分化脂肪細胞，用于牙周組織工程和再生醫(yī)學。本研究表明，DFAT細胞是牙周組織工程種子細胞的理想來源和遞送形式。

 

使用設備

                      

 

Micro CT（型號：NEMO）（平生醫(yī)療科技）

影像軟件：Avatar（平生醫(yī)療科技）