流体静水压力对牙髓干细胞成牙/成骨分化的影响

摘要

背景:除了生物化学因素外,细胞力学被认为是影响干细胞行为和功能的关键因素。目的:探讨静水压力对人牙髓干细胞成牙/成骨分化潜能的影响。方法:通过酶消化法分离提取人牙髓干细胞,流式细胞仪检测细胞表面标志物的表达,成骨诱导培养14 d或成脂诱导培养21 d分别采用茜素红染色或油红O染色鉴定人牙髓干细胞的多向分化能力。利用自主研发的力学加载装置,对人牙髓干细胞加载不同的流体静水压(0,30,60,90,120,150 kPa),加压1 h,在第1,3,5,7天弃掉培养液,采用CCK-8法检测人牙髓干细胞的增殖活性;每天加压1 h并连续加压14 d,茜素红染色观察成骨矿化能力,Western blot法检测成牙/成骨分化相关基因的蛋白表达水平。结果与结论:牙髓干细胞高表达CD29、CD90、CD146、CD105,低表达CD45、CD34,具有成骨、成脂分化能力。流体静水压力在90,120 kPa时可以促进牙髓干细胞增殖,但150 kPa时明显抑制其增殖。流体静水压刺激14 d后,牙髓干细胞中牙本质涎磷蛋白、Ⅰ型胶原蛋白、骨钙素的蛋白表达量显著低于对照组(P<0.05),且随着静水压力值的增加,抑制其成牙/成骨分化的能力越明显。结果表明,流体静水压力参与牙髓干细胞成牙/成骨分化过程并具有负向调控作用。