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从尿液细胞中获得的干细胞成为新牙齿的头号来源

开放获取期刊Cell Regeneration 本周出版的一份研究显示,由尿液中获得的干细胞可以用于齿状结构的形成。此项技术未来有可能帮助研究者们为牙病患者种植新的、量身定做的牙齿。

干细胞可由尿液中获得并非新闻,以前的研究表明人体尿液中导出的细胞可转变为诱导性多功能干细胞。这些诱导性多功能干细胞再生成不同的细胞种类,包括神经元和心肌细胞。但直到现在,研究者们还未能通过诱导性多功能干细胞生成固态器官或组织。

裴端卿研究员和他的同事们研究出一种新型嵌合组织培养系统,该系统将由尿液细胞中提取的诱导性多功能干细胞分化为类似牙齿的微小结构,模仿了牙齿的正常生长过程。牙齿的生成得益于两种细胞的相互作用,上皮细胞生成牙釉质,间充质细胞生成另外三种牙齿的主要组成物质:牙质、牙骨质和牙髓。

首先,研究团队使用化学物质将培养的诱导性多功能干细胞诱变为扁平上皮细胞,然后将诱变细胞同小鼠的胚胎间充质细胞混合并移植入小鼠体内。三周后齿状结构形成。

这些早期的齿状器官在结构性和生理性上和人类牙齿类似。他们具有相似的硬度和弹性并且都包含牙髓、牙骨质和成釉质细胞。但因为要用到小鼠细胞并且成功率仅为30%,所以此方法尚存一定的局限性。

为了解决这些问题,可以用人类的间充质干细胞来取代老鼠的细胞,这样会改变组织培养条件。理论上来讲,这一改进后的方法可以用于塑造一个生物工程牙胚,将其在体外培养然后移植到患者的颚骨中形成一颗健全的牙齿。

诱导性多功能干细胞比胚胎干细胞更具广泛兴趣因为它们避免了争议性地使用胚胎。先前已成功从培育的皮肤和血液细胞中获得诱导性多功能干细胞,但尿液意味着一个更容易获取的来源。通过此方法生成的细胞不会被宿主接收者排斥,因为他们都生成于宿主自身的细胞材料。诱导性多功能干细胞的研究在再生医药领域具有很大的发展前景。

Research Open Access

Generation of tooth-like structures from integration-free human urine induced pluripotent stem cells

Cai J, Zhang Y, Liu P, Chen S, Wu X, Sun Y, Li A, Huang K et al. Cell Regeneration 2013, 2:6 (30 July 2013)

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