采用激光捕获显微切割技术偶联基因芯片、蛋白组学分析,从基因转录和翻译水平,自然发育条件下,研究牙胚发生过程中两次关键性级联分化以及不同区域分化的差异基因表达,筛选出相关功能基因;并以此结果为依据,采用免疫细胞化学和原位杂交标记,探讨不同体外诱导因素下颅神经嵴细胞及牙胚间质细胞的成牙表型分化,深入阐释牙再生的相关生物学机制,构建稳定的体外牙再生模型以及较为系统的牙再生理论,为进一步开展牙组织工程研究提供新原理和新方法。
本研究首次在体外建立了E9.5胎鼠第一鳃弓外胚间充质细胞培养模型,所培养第一鳃弓外胚间充质细胞具有高度的增殖活性和自我更新能力。采用抑制消减杂交技术,首次成功构建高质量的第一鳃弓外胚间充质细胞牙向分化的双向抑制消减文库。成功分离培养牙胚间充质干细胞,该细胞可在体外大量扩增,在平面和三维体外诱导环境中均可呈现典型成牙本质样形态分化,在PLGA支架材料孔隙中形成类似成牙本质小管状结构,并表达DSPP,体内培养可见细胞分化和细胞外基质形成。在分离培养CNCSC的基础上,成功地以FGF8、TGFβ1、BMP2、DMNCP等因子诱导其体内、外成牙本质样细胞表型分化,建立CNCSC成牙表型分化诱导的实验模型,从而确立CNCSC用于牙组织工程的可行性及相关技术方法。通过牙胚发生的上游干细胞-CNCSC研究组织工程化牙再生具有广阔的前景。采用基因转染、RT-PCR等先进的研究技术,通过对BM-MSCs进行体外共培养诱导及体内植入等系列实验证实BM-MSCs具有向成牙本质样细胞分化的潜能,为牙再生研究提供了一个可以从自身获取并能体外大量扩增的种子细胞来源,具有良好的临床应用前景。