不同来源的干细胞

（一）脂肪组织来源干细胞

组织工程在临床多个领域都有新的进展，来源于脂肪组织、牙髓腔、牙周组织的间充质干细胞可修复或替代缺损的牙齿组织并促进组织再生。

研究表明脂肪组织衍生干细胞（adipose derived stem cells，ADSCs）在体外可分化成软骨、脂肪、肌肉、内皮和神经样细胞。另外，脂肪组织衍生干细胞可从抽吸的脂肪中轻易获取，手术创伤微小，几毫升脂肪中就可分离出大量的脂肪组织衍生干细胞。而且，从不同实验室得到的数据都证明了不管供者的年龄多大，脂肪组织衍生干细胞都可以在比较长的时期内持续增殖，并表现出无性系特征。

脂肪组织衍生干细胞的表型定性研究非常有趣。Backsh将脂肪组织衍生干细胞表型定性为CD45-，CD14-，CD34-，而Sengenes和De Girolamo观察到脂肪组织衍生干细胞表达CD34。脂肪组织衍生干细胞可分化成脂肪样细胞和软骨细胞，2007年De Girolanmo证实脂肪组织衍生干细胞只有在分化成软骨细胞时硫酸葡萄糖胺聚糖的沉积才会增高，这些数据表明在颅颌面外科应用脂肪组织衍生干细胞的可能性，后者可以参与到骨缺损治疗和颞颌关节疾病软骨再生中去。

另一个重要的因素是脂肪组织衍生干细胞也在新生组织的血管化中发挥作用。Rigotti等曾在放射疗法对组织造成损伤后，应用脂肪抽吸物衍生的脂肪组织衍生干细胞治疗创伤。他们在这些呈现缺血改变的实验组织中发现了新生血管迹象。

表20-1罗列了一些有助于细胞表达脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞表型的分化因子。人们应用染色技术检测体外的细胞分化（图20-1）。与此相反，在体的分化是由其周边环境发出的信号介导的。因此，在针对补充不同分化因子的问题上，用于传递细胞的支架系统就显得尤为重要。

表20-1　人类脂肪衍生干细胞进行脂肪形成、骨形成和软骨形成时所需要的培养液、血清添加剂和分化因子

图20-1　检测干细胞分化的常用染色

图20-2　将脂肪干细胞种植在经喷砂和酸浸蚀处理的钛合金表面，扫描电镜图片显示细胞向骨系细胞分化。细胞伸展并具有多边形特点。这些现象可在二级（左）和背散射电子检测（右）时出现

支架的应用在临床治疗中非常重要。有资料显示种植在羟基磷灰石或者钛合金支架中的脂肪组织衍生干细胞可以自发地分化为成骨样细胞（图20-2）。与培养在聚丙乙烯中的同种细胞相比较，这些细胞在培养3周后就出现细胞外基质钙化沉积。这种现象在添加了分化因子的细胞表现得更加明显（图20-3）。因此，将未分化的脂肪组织衍生干细胞直接种植在支架上可以缩短从脂肪组织提取到分化细胞之间所需的时间，从而使临床应用的速度明显加快。然而，对于细胞的这种代谢活性是与支架的化学特性有关，还是由于这种三维结构可以容许脂肪组织衍生干细胞激活特异性细胞内传导通路进而产生细胞外基质的沉积，目前仍然机制不清。因此，未来的研究重点应该放在检验不同的支架材料上，从而可了解脂肪组织衍生干细胞的行为，研究它们与外来的成骨刺激剂或其他生长因子之间的相互作用。

图20-3　将脂肪衍生干细胞种植在钛合金支架上，在基础（对照）培养液和成骨培养液中培养。培养3周后，可见钙黄绿素染色阳性的矿化小结（绿色荧光）

（二）牙髓腔和脱落牙齿来源干细胞

研究表明牙髓腔中存在祖细胞，这些细胞被定义为牙髓腔干细胞（dental pulp stem cells，DPSCs），它们可以在创伤时激活，进行增殖，分化为成牙质细胞修复缺损牙组织。在牙髓中存在不同等级和分化潜能不同的祖细胞。牙髓腔干细胞主要位于牙髓的血管周边，细胞可以迁移到受损位置。牙髓干细胞在体外表现出高度的增殖能力，不过有研究表明，牙髓腔干细胞在单独应用或联合支架材料或在一定刺激条件下可在活体表现出良好的增殖性和再生性。这可以归因为牙髓腔干细胞可以表达胚胎干细胞的特定抗原:SSEA-4和OCT-4。Gronthas等发现来源于成年大鼠牙髓腔的STR0-1＋细胞能分化成为脂肪细胞、神经细胞、心肌细胞和软骨细胞。他发现将牙髓腔干细胞与透明质酸/磷酸三钙（HA/TPC）粉末结合移植入免疫能力减弱的小鼠体内后，可以形成牙髓/牙质类胶原结构。El-Backly等将牙髓腔干细胞与多聚合物孔状支架一起移植到兔皮下2周后，也观察到牙髓/牙质类结构的出现。

另一类牙齿干细胞来源于人类脱落乳牙的牙髓，称为人脱落乳牙干细胞（stem cells from human exfoliated deciduous teeth，SHED）。Cordeiro等在牙本质薄片上种植人脱落乳牙干细胞，然后将其移植入裸鼠皮下，14～28天后观察到与生理性牙髓极其相似的牙髓样组织。而且，种植在牙齿支架上的人脱落乳牙干细胞可以分化为成牙质样细胞，并表现成牙细胞牙质分泌的特性。已经证明，人脱落乳牙干细胞可以改善新形成组织的构架结构、血管网络以及氧气和养分的输入功能。最近的研究表明，牙髓腔干细胞培养中也含有多潜能的神经脊干细胞，后者通过可以分化为包括黑色素细胞在内的多个神经脊衍生细胞谱系而得到证明。再者，将表达Nanog、Oct-4和Rex-1的牙髓干细胞亚群移植到裸鼠的海马回中后，牙髓干细胞可以刺激内源性神经细胞的增殖，而使原有的神经祖细胞和成熟神经元汇集到移植的部位。