牙髓在調節牙齒的關鍵活力中起著核心作用，包括誘導牙本質的形成，維持營養供應以及提供對外部刺激做出反應的感覺神經網絡。由於未治療的齲齒，外傷和多次修復，牙髓暴露於環境細菌感染會導致牙髓炎和牙髓壞死，這是口腔疾病的最常見類型。這些疾病的臨床管理非常困難，患者通常最終接受根管治療作為護理標準，用填充材料代替牙髓並導致牙齒永久失活。因此，牙髓的功能再生在轉化醫學和基礎研究中都引起了極大的興趣。
2020年4月8日，四川大學李中瀚，田衛東及陳國慶共同通訊在Science Advances 在線發表題為「Regeneration of pulpo-dentinal–like complex by a group of unique multipotent CD24a+ stem cells」的研究論文，該研究通過三維球體培養，從小鼠牙乳頭中鑑定出一組獨特的多能幹細胞，稱為多能牙髓再生幹細胞（MDPSC）。
MDPSC表現出增強的成骨/成牙本質分化能力，並且可以在體內形成模仿天然牙齒的再生牙本質和神經血管樣結構。進一步的分析表明，CD24a是MDPSC的真正標記，它們的擴增高度依賴於關鍵轉錄因子Sp7的表達。最後，可以在小鼠和人類的原發性牙乳頭中檢測到CD24a +細胞。總而言之，該研究表明，牙乳頭中存在先前未知的牙髓-牙齒再生CD24 +幹細胞組，並且可以在3D培養中擴增，這在牙髓炎和牙髓壞死的治療中具有很高的治療潛力。
牙髓在調節牙齒的關鍵活力中起著核心作用，包括誘導牙本質的形成，維持營養供應以及提供對外部刺激做出反應的感覺神經網絡。由於未治療的齲齒，外傷和多次修復，牙髓暴露於環境細菌感染會導致牙髓炎和牙髓壞死，這是口腔疾病的最常見類型。這些疾病的臨床管理非常困難，患者通常最終接受根管治療作為護理標準，用填充材料代替牙髓並導致牙齒永久失活。因此，牙髓的功能再生在轉化醫學和基礎研究中都引起了極大的興趣。
在過去的十年中，已經從各種牙齒組織中鑑定了多種間充質來源的幹細胞，包括來自根尖乳頭（SCAP）的幹細胞，來自人脫落乳齒（SHED）的幹細胞，牙囊幹細胞，牙周膜幹細胞，牙髓幹細胞（DPSC）和牙乳頭細胞（DPC）。自發現以來，已經對這些細胞的分化和再生能力進行了廣泛研究。然而，這些細胞對牙髓的再生潛力是高度可變的。
對於牙髓幹細胞（DPSC），初步研究表明，這些細胞保留了間充質幹細胞的典型特徵，可誘導其分化為脂肪和軟骨組織。當與羥基磷灰石/磷酸三鈣（HA / TCP陶瓷粉末）載體混合時，可誘導牙髓幹細胞（DPSC）形成牙本質樣結構。也有報導說，用聚-D，L-丙交酯/乙交酯接種的牙髓幹細胞（DPSC）可以在體內形成連續的再生牙本質層。因此，仍不清楚來自牙幹細胞的牙髓再生能力是來自單個多能幹細胞群體還是具有不同分化潛能的幾個群體。
同時，儘管已經從牙齒中分離出了幾種類型的幹細胞，但一個經常被忽視的事實是，這些細胞都是通過傳統的二維（2D）貼壁培養系統進行維護和擴增的，眾所周知，這種培養系統不足以支持幹細胞的長期擴展，包括間充質基質細胞（MSC）。另一方面，3D球體培養已被廣泛接受為更好的選擇，提供了更高程度的生物學和生理相關性，從而導致發現和表征了許多組織幹細胞，例如乳腺幹細胞 ，腸道幹細胞和神經祖細胞。
最近，該系統被進一步用於類器官培養物中，以模擬人的器官發生和疾病發病過程。然而，使用球狀細胞培養來支持牙齒來源的幹細胞的自我更新是非常有限的。因此，為牙齒衍生的幹細胞開發3D球體培養系統非常重要，這可能使我們能夠進一步剖析它們的譜系並鑑定具有真正組織再生潛能的亞細胞群。
對於該研究中，在牙乳頭細胞中使用了支持幹細胞的球狀3D培養系統，並確定了以前未記錄的多能幹細胞群體，這些群體可以形成牙乳頭細胞球體並在多次傳代中維持其自我更新狀態。牙乳頭細胞球體的多能性標記物（例如Oct4，Sox2和Nanog）呈陽性，並在體外表現出增強的成骨和成牙分化能力。
當在體內移植時，這些細胞可能進一步發育以形成模仿天然牙齒的再生牙本質和神經血管樣結構。因此，該研究將這些細胞命名為多能牙髓再生幹細胞（MDPSC）。通過轉錄組分析和流式細胞儀介導的細胞分選，MDPSC被鑑定為一組CD24 +細胞，其自我更新高度依賴於Sp7的表達，Sp7是骨骼形成和牙齒髮育的關鍵轉錄因子（TF）。最後，該研究提供了證據，還可以在小鼠和人類患者的牙乳頭的主要組織中檢測到MDPSC的存在。總而言之，該研究表明，牙乳頭中存在先前未知的牙髓-牙齒再生CD24 +幹細胞組，並且可以在3D培養中擴增，這在牙髓炎和牙髓壞死的治療中具有很高的治療潛力。
參考消息：
https://advances.sciencemag.org/content/6/15/eaay1514