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《Science》子刊:牙龈干细胞分泌物,促进伤口愈合
发布时间:2018-03-16

  你有没有注意到,当你不小心刮破牙龈流血后,你的牙龈愈合速度好像比皮肤伤口快得多……

  

 

  你的感觉没错,科学家们发现,牙龈组织的自身修复速度是皮肤的两倍,而且很少形成瘢痕,至于原因,可能是牙龈间充质干细胞(gingival mesenchymal stem cells,GMSCs)的一种特性。

  “我们曾经分不同路径探索GMSCs,在这项新研究中我们发现了几个不同途径的交叉点,”宾夕法尼亚大学牙科医学解剖学和细胞生物学教授,这篇《Science Translational Medicine》文章的通讯作者Songtao Shi博士说。“作为牙科医生,我们都知道口腔愈合过程与其他部位不同,它比皮肤愈合速度快。在2009年,我们发现牙龈含有间充质干细胞,这些细胞有很好的治疗作用。随后,我们逐渐发现间充质干细胞释放了大量蛋白质,我们问,牙龈间充质干细胞是如何释放这些物质的,它们对加速粘膜组织伤口愈合有效吗?”

  Xiaoxing Kou是宾夕凡尼亚牙科医学的访问学者,他是这篇文章的第一作者。Shi和Kou等人与北京大学的Yanheng Zhou、南加州大学的Xingtian Xu、费城儿童医院的Claudio Giraudo和Maria L. Sanmillan,以及国立口腔与颅面研究所的Tao Cai合作完成了这项研究。

  早期工作证明,间充质干细胞通过胞外囊泡释放信号分子发挥作用。为了比较牙龈和皮肤间充质干细胞的区别,研究小组先从两种细胞类型的胞外囊泡着手,随后发现GMSCs的总体蛋白质含量更多,其中包括阻断促炎症反应细胞因子的炎症-抑制IL-1RA(inflammation-dampening IL-1RA)。巧合的是,IL-1RA是一种已知的用于类风湿关节炎治疗的生物制剂。

  研究小组继续寻找控制IL-1RA和其他细胞因子释放的机理,发现Fas蛋白的嫌疑最大,它在GMSCs中的含量比在皮肤MSCs中高,Fas缺陷小鼠IL-1RA表达和分泌减少。

  进一步研究发现,Fas与Fap-1和Cav-1形成的蛋白质复合体可以触发小胞外囊泡的释放。研究人员检查伤口组织,发现伤口边缘的GMSCs分泌IL-1RA,缺乏IL-1RA的小鼠牙龈伤口愈合时间增长。

  相反,当他们将产自GMSCs的IL-1RA注入伤口后,伤口愈合速度大大加快。

  研究人员确定了帮助间充质干细胞快速修复伤口的细胞因子。这些发现可能对糖尿病患者具有特殊意义——糖尿病的主要并发症是伤口愈合延迟。

  在这项研究中,研究人员发现相比正常小鼠,糖尿病小鼠的GMSCs不太善于分泌胞外囊泡,IL-1RA的分泌也因此减少。通过引入健康小鼠GMSCs分泌的IL-1RA,糖尿病小鼠的愈合速度得到改善。

  “我们的目标是建立和使用以细胞或胞外囊泡为基础的疾病治疗方案,”Shi教授说。“由于这些细胞很容易从牙龈中获得,非常适合临床应用。我们想看看它们是否有助于减少疤痕形成、改善伤口愈合,甚至用于治疗炎症和自身免疫系疾病。”