PLGA靜電紡絲納米纖維結(jié)合誘導(dǎo)培養(yǎng)基和BMP4誘導(dǎo)鼠胚胎干細(xì)胞向牙上皮分化

張彥聰 竇林波 張風(fēng)河

參與牙胚發(fā)育的細(xì)胞因子數(shù)量非常多，其中以BMP家族，F(xiàn)GF家族與牙胚發(fā)育的關(guān)系最為密切[1-2]。研究表明，PAX9是牙間充質(zhì)早期標(biāo)志物[3-4],并受上皮BMP4和FGF8(fibroblast growth factor,成纖維細(xì)胞生長因子)信號(hào)的調(diào)控, FGF8與BMP4互相拮抗定點(diǎn)了口腔外胚層上皮的成牙位點(diǎn)，并具有時(shí)空依賴性，表達(dá)FGF8但不表達(dá)BMP4的區(qū)域表達(dá)PAX9。在牙胚發(fā)育的前期，口腔上皮首先表達(dá)FGF8，成為牙胚將要發(fā)生的標(biāo)志[5]。同時(shí)，F(xiàn)GF8刺激間充質(zhì)在蕾狀期表達(dá)PAX9，而BMP4抑制PAX9的表達(dá)，因此，來自上皮的FGF8與BMP4信號(hào)互相拮抗，共同決定了間充質(zhì)表達(dá)PAX9的區(qū)域，從而確定了未來牙發(fā)生的位點(diǎn)[6]。反過來，間充質(zhì)內(nèi)被誘導(dǎo)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄因子也反饋調(diào)節(jié)上皮內(nèi)的信號(hào)。最典型的是BMP4循環(huán)反饋。在鼠胚胎E 11.5 d，牙胚上皮蕾狀期，BMP4表達(dá)由上皮轉(zhuǎn)移至間充質(zhì)，成牙潛能也由上皮轉(zhuǎn)移至間充質(zhì)。上皮和間充質(zhì)分泌的BMP4均能激活上皮和間充質(zhì)的WNT通路和BMP通路，使信號(hào)循環(huán)反饋，不斷放大[7]。可見BMP4在牙胚發(fā)育過程中起到核心作用，BMP4在合適的時(shí)間表達(dá)增強(qiáng)或減弱，進(jìn)而影響其它信號(hào)的變化最終決定了上皮向牙胚發(fā)育。因此在微環(huán)境材料中引入BMP4多肽可激活BMP-WNT 反饋循環(huán)，從而啟動(dòng)牙上皮分化。

納米纖維與細(xì)胞外基質(zhì)的纖維環(huán)境相似，由于其高表面積和體積比，合成或天然生物聚合物納米纖維已被應(yīng)用于支持多能干細(xì)胞的長期培養(yǎng)。這種納米結(jié)構(gòu)有可能準(zhǔn)確地模擬自然的細(xì)胞外基質(zhì)，并為干細(xì)胞的附著和增殖提供亞細(xì)胞尺度上的最佳空間[8-10]。合成聚合物,如PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)、PCL、PHA具有良好的機(jī)械、生物降解性和穩(wěn)定體內(nèi),容易加工和修飾[11-13]。……