[发明专利]胰岛素样生长因子结合蛋白5在促进牙周组织再生中的应用

说明书

本发明公开了IGFBP5在促进间充质干细胞介导的牙周组织再生中的应用。

技术领域

本发明涉及干细胞技术领域，尤其涉及胰岛素样生长因子结合蛋白5在促进牙周组织再生中的应用。

背景技术

牙周炎是一种多因素相关慢性炎症性疾病，临床表现为牙周支持组织的丧失，包括牙周韧带、牙骨质、牙槽骨的丧失，随着对牙周病发病机制的深入了解，发现宿主免疫反应、环境因素和细菌微生物因素间相互作用在牙周炎的发生、发展及牙周组织的愈合中至关重要。由牙周炎造成的牙槽骨丧失、牙周组织破坏是成年人牙齿脱落的首要原因，严重影响患者的咀嚼功能、美观及身心健康。传统牙周治疗方法主要包括机械的清除方法包括龈上洁治、龈下刮治术清除牙菌斑及牙石是牙周炎的基础治疗方法，但传统牙周治疗方法尚不能使丧失的牙周组织获得理想的再生。因此牙周组织缺损修复是口腔领域的重点研究内容之一。近年来，牙周骨移植术、引导组织再生、引导骨再生及生长因子局部缓释技术的临床应用在一定程度上提高牙槽骨及牙周再生能力，但这些骨引导和骨诱导方式也需依赖于剩余间充质干细胞的数量及功能。对于慢性牙周炎患者，长期的慢性炎症使宿主自身间充质干细胞数量减少，功能受损，很难满足骨再生手术的要求。随着干细胞、组织工程技术的发展及应用为牙周炎的治疗、牙周组织的生物性再生提供了更为有效的手段。组织工程技术是利用可降解生物材料、各种类型的种子细胞及细胞因子相互复合，移植后可在宿主体内的重建具有正常结构及功能的组织器官。

目前在牙周组织再生种子细胞的研究中，发现间充质干细胞具有自我更新、多向分化等能力，可以分化为组织修复所需的各种组织如骨组织，软骨组织，牙本质，牙周组织等，与生物材料复合应用具有良好的修复自身缺损和改建周围组织的功能。近年来越来越多的研究报道表明，间充质干细胞除免疫原性低、具备再生和修复功能外，还有较强的免疫抑制及调节作用，并已安全和 成功地用于临床，或结合组织工程技术进行组织再生，或直接应用间充质干细胞对自身免疫疾病进行细胞治疗^[新9-20]。近年来越来越多的研究报道表明，间充质干细胞除免疫原性低、具备再生和修复功能外，还有较强的免疫调节、抗炎等作用，并已安全和成功地用于临床，是牙周组织再生的良好的种子细胞。已有研究表明，成年牙的牙髓中，脱落乳牙及正常牙周组织中存在干细胞，这些干细胞首先具有向牙齿各种组织分化的能力，如牙髓牙本质复合体、牙骨质细胞和成纤维细胞等。在特殊的诱导条件下还可以向脂肪、神经等细胞分化^[新6-8]。与牙齿有关的干细胞主要存在于牙髓和牙周膜等结缔组织中，这些组织都有修复自身缺损和改建周围组织的功能。其中牙周膜干细胞于2004年分离鉴定，可在体外分化成成牙骨质细胞样细胞和胶原形成细胞，并能被矿化和成脂诱导，将其与特定生物材料植入体内6-8周可形成牙周膜牙骨质复合样结构，这对牙周组织再生具有重要的意义。Kato T通过对骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、牙周膜间充质干细胞的比较，发现牙周膜间充质干细胞具有最高水平的骨分化的标记物，表明牙周膜干细胞是最理想的牙槽骨再生的细胞。同时，牙周膜干细胞也具有合成胶原的能力，并且其胶原形成能力比脂肪间充质干细胞较强。在此基础上，Liu等在小型猪建立了牙周炎的动物模型，进行了基于自体牙周干细胞为基础的牙周组织再生研究，发现将小型猪的自体牙周膜干细胞与生物材料HA/TCP混合后，回植到牙周缺损部位，可以良好地形成骨组织、牙骨质以及牙周韧带，成功地再生了牙周炎导致的牙周组织缺损。随后Ding等又利用异体牙周膜干细胞与生物材料HA/TCP混合后回植到牙周炎导致的牙周缺损部位，发现异体移植的牙周膜干细胞具有良好的免疫调节作用，异体牙周膜干细胞复合生物支架材料也能够成功修复再生牙周炎导致的牙周组织缺损。Wei等用维生素C刺激牙周膜干细胞使细胞基质增高，从而形成细胞膜片，能够明显改善牙周组织再生。国外学者也利用多层的牙周干细胞膜片技术成功再生了牙周组织^[新22]。有研究发现还发现牙周膜干细胞在牙周组织再生中与骨形成蛋白的有相互促进作用从而促进组织再生。据此，Chen等将甲基丙烯酸缩水甘油酯右旋糖酐/明胶混合凝胶作为支架材料复合，然后将材料与牙周膜干细胞混合后进行牙周组织再生研究，发现复合骨形成蛋白的牙周膜干细胞组有更明显的新骨形成和牙周韧带再生能力。