BMP-9對於人類脫落乳牙牙髓幹細胞生物活性的影響暨其訊息傳導機制

Abstract

"實驗目的 再生牙醫學是當今牙科治療的新興研究領域，此種治療主要是希望能夠借助組織工程學及再生醫學的力量修復受損的牙髓及牙周組織並保留其活性，其中，找到合適的生長因子和幹細胞是治療成功的關鍵。來自人類脫落的乳牙牙髓幹細胞(SHEDs)是容易藉由非侵入性方法取得的有效幹細胞來源，而骨形成蛋白-9(BMP-9)在目前許多研究中發現具有誘導間質幹細胞進行組織再生及分化的功能。本研究旨在通過分析相關標誌物的表現來探討BMP-9對SHEDs的生物活性的影響，標誌物包括：Osterix (Osx)、骨鈣蛋白(Osteoclacin, OCN)、鹼性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)、第一型膠原蛋白(Type I collagen)、金屬肽酶抑製劑-1(TIMP-1)、巢蛋白(Nestin)、Runx-2、神經性鈣粘附蛋白(N-cadherin)和纖溶原激活物抑制劑-1(PAI-1)等，並探討其訊號傳導路徑。 實驗方法 使用原代培養的SHEDs作為實驗細胞，並使用不同濃度的BMP-9 (0, 10, 25, 50, 100, 200 ng/ml)處理24小時後，通過即時定量聚合酶連鎖反應(Real-time quantitative PCR)、西方墨點法(western blot)以及免疫化學螢光染色法(Immunofluorescence staining)來檢測Osx、OCN、Runx-2、ALP、Type I collagen、TIMP-1、Nestin、N-cadherin和PAI-1的表現。另外，也使用western blot來檢測檢測p-Smad 1/5/8與p-Smad 2/3的蛋白表現量來研究SHEDs中BMP-9誘發的信號傳導途徑。 實驗結果： 加入BMP-9處理24小時後的SHEDs細胞顯示：Osx、OCN、ALP、Runx-2、Type I collagen、Nestin、TIMP-1、PAI-1、N-cadherin的蛋白表現量皆增加，RNA表現量Osx、OCN、Runx-2、Nestin、PAI-1、N-cadherin可以觀察到在加入BMP-9處理24小時候有些微提升，其餘組別則並沒有觀察到與控制組有明顯差異。另外也可以觀察到加入BMP-9處理24小時後，p-smad 1/5/8、p-smad 2/3以及p-p38的蛋白表現量有隨著BMP-9加入濃度上升而上升的趨勢。 結論 根據本篇研究結果可得知，BMP-9 可能具有促進SHEDs分化成骨/牙源性細胞之潛力，並具有調節SHEDs細胞外間質代謝作用。此外，Smad 1/5/8、Smad 2/3以及p-p38這三種途徑可能在加入BMP-9後的SHEDs細胞上都有被啟發進而影響SHEDs的細胞活性。SHEDs和BMP-9的共同使用未來或許可以運用在牙科組織修復工程的領域。"