生物活性玻璃45S5體外對(duì)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化的影響

崔彩云 董艷梅 邱莞迪 劉玉三 王雯虹 李言君

1 濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院口腔內(nèi)科 山東 濱州 256603；2 北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院牙體牙髓科 口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國家工程實(shí)驗(yàn)室口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 10081；3 煙臺(tái)萊山口腔醫(yī)院兒童口腔科 山東 煙臺(tái) 264003

Sonoyama等[1]從根尖未發(fā)育完全的第三磨牙根尖牙乳頭組織中分離出新的干細(xì)胞群，這類細(xì)胞具有間充質(zhì)干細(xì)胞的特征和較強(qiáng)的端粒酶活性，被命名為根尖牙乳頭干細(xì)胞(stem cell from the apical papilla, SCAP)。同一個(gè)體來源的SCAP比牙髓細(xì)胞具有更強(qiáng)的繁殖能力、細(xì)胞遷移能力和體外組織再生能力[1]；將SCAP與生物材料HA-TCP、HA等復(fù)合移植于裸鼠皮下，材料表面有典型的牙本質(zhì)樣物質(zhì)沉積[1-3]；此外，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)牙根發(fā)育早期摘除牙乳頭但保留完整的牙髓其牙根發(fā)育停止，SCAP被認(rèn)為是牙根部成牙本質(zhì)細(xì)胞的主要來源[4]。SCAP在具有一定成牙本質(zhì)方向分化的能力，具有用于牙髓牙本質(zhì)復(fù)合體再生及牙根發(fā)育的潛能。

生物活性玻璃(bioglass，BG)是一類在臨床上應(yīng)用廣泛的硅鈣磷酸鹽類生物活性材料，其中最具代表性的為Hench教授于1969年研制成功的生物活性玻璃類材料Bioglass(45S5)，研究發(fā)現(xiàn)45S5與骨組織的直接結(jié)合，提出了生物活性的概念[5]，BG植入體內(nèi)后表面迅速礦化生成羥基磷灰石與周圍組織形成組織結(jié)合；此外材料降解釋放具有基因激活作用的硅、鈣、磷等離子對(duì)細(xì)胞成骨、成血管等相關(guān)的多種基因表達(dá)具有促進(jìn)作用，其臨床應(yīng)用產(chǎn)品(MEP?，ERMI?，PerioGlas?，NovaBone?，Biogran?，BonAlive?)現(xiàn)已被廣泛用于骨、牙周等組織的再生領(lǐng)域[6]。近年由于BG其良好的生物活性及組織相容性在牙髓牙本質(zhì)復(fù)合體再生領(lǐng)域的研究逐漸得到關(guān)注。BG浸提液促進(jìn)牙髓細(xì)胞增殖、堿性磷酸酶(ALP)活性及礦化結(jié)節(jié)能力以及ALP，牙本質(zhì)磷酸蛋白(DSPP)，牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白(DMP-1)的表達(dá)增強(qiáng)[7]；BG顆粒能促進(jìn)牙髓細(xì)胞增殖、礦化結(jié)節(jié)形成及DMP-1，DSPP表達(dá)增強(qiáng)，且異位移植BG能夠誘導(dǎo)含小管樣結(jié)構(gòu)的牙本質(zhì)形成[8-9]；BG作為蓋髓材料能誘導(dǎo)露髓孔處修復(fù)性牙本質(zhì)橋形成[10-11]。此外，添加生物活性玻璃的復(fù)合支架材料通過激活整合素、BMP及MAPK等信號(hào)通路對(duì)牙髓細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化有顯著促進(jìn)作用[12-14]。生物活性玻璃具有誘導(dǎo)牙髓細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化的能力，具有用于牙髓牙本質(zhì)復(fù)合體再生的潛能。

牙髓細(xì)胞和根尖牙乳頭細(xì)胞共同起源于牙乳頭組織，有一定的組織來源相似性；生物活性玻璃能夠誘導(dǎo)牙髓細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化，但生物活性玻璃對(duì)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)分化作用并不明確。綜上所述，本研究推測(cè)生物活性玻璃能夠促進(jìn)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)分化，本實(shí)驗(yàn)選用45S5生物活性玻璃，制備其浸提液體外誘導(dǎo)根尖牙乳頭細(xì)胞，研究其對(duì)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化的作用。

1 材料與方法

1.1 主要試劑和儀器 高糖型達(dá)爾伯克必須基本培養(yǎng)基(Dulbecco′s modified eagle medium, DMEM)、青鏈霉素混合液、0.25%胰蛋白酶-EDTA購自美國Gibco公司；特級(jí)胎牛血清購自天津康源公司；I型膠原酶、甲基噻唑基四唑(MTT)、二甲基亞砜(DMSO)購自美國Sigma公司；逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購自日本Takara公司；實(shí)時(shí)熒光定量PCR試劑盒購自德國Roche公司；茜素紅購自中國碧云天生物技術(shù)有限公司；氯化十六烷基吡啶購自中國北京索萊寶科技有限公司；生物活性玻璃45S5購自中國上海阿拉丁公司。倒置顯微鏡購自日本奧林巴斯株式會(huì)所；Realtime-PCR儀、酶標(biāo)儀購自美國Thermo lab systems公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 根尖牙乳頭細(xì)胞的獲得培養(yǎng) 本實(shí)驗(yàn)所使用的根尖牙乳頭組織均取自濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院口腔頜面外科門診12～18歲的患者，因正畸需求拔除的上頜或下頜第一或第二前磨牙，取樣前均取得患者的知情同意。實(shí)驗(yàn)方案通過濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)審查([2017]倫審字(KT-552)號(hào))。拔牙前對(duì)待拔牙進(jìn)行消毒，局麻下拔除牙齒，立即用PBS沖洗3遍，沖洗干凈牙齒表面的血液及雜質(zhì)，4 h內(nèi)進(jìn)行原代培養(yǎng)。用無菌刀片切下牙齒根尖部牙乳頭組織，用眼科剪修剪組織至1 mm ×1 mm ×1 mm 大小，移入15 mL離心管。離心后，棄上清液，沉淀物中加入1 mL I型膠原酶，37℃水浴消化3 h，至組織塊完全消失，加入0.5 mL 0.25%胰蛋白酶-EDTA消化液，培養(yǎng)箱中消化1 min，再加入培養(yǎng)基終止消化。離心后，棄上清液，沉淀物中加入2 mL含20% FBS的原代培養(yǎng)基，置于37℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每3天換液一次，待細(xì)胞融合達(dá)到70%～80%后進(jìn)行細(xì)胞傳代，取第4～6代細(xì)胞用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.2.2 45S5浸提培養(yǎng)液和45S5礦化誘導(dǎo)液的配制 將45S5顆粒放于180℃恒溫箱高溫干熱滅菌4 h，冷卻至室溫備用。將45S5按照0.1 mg/mL加入DMEM培養(yǎng)液，37℃浸提24 h，離心后取上清，0.22 μm濾器過濾即45S5浸提液；不加入45S5的DMEM培養(yǎng)液，37℃浸提24 h，離心后取上清，0.22 μm濾器過濾即DMEM浸提液。向上述各浸提液內(nèi)分別加入10%(體積百分比)FBS，1 %(體積百分比)青霉素-鏈霉素混合液，獲得45S5浸提培養(yǎng)液和DMEM浸提培養(yǎng)液。

分別向DMEM浸提培養(yǎng)液和45S5浸提培養(yǎng)液內(nèi)依次加入10 mmol/L β-磷酸甘油鈉、10 nmol/L地塞米松和50 mg/mL抗壞血酸；混勻后7.4% NaHCO3調(diào)節(jié)pH至7.0～7.2，獲得礦化誘導(dǎo)培養(yǎng)液和45S5礦化誘導(dǎo)培養(yǎng)液。

1.2.3 離子釋放情況檢測(cè) 45S5浸提培養(yǎng)液和DMEM浸提培養(yǎng)液的制備同1.2.2。取新鮮制備的各組浸提液3 mL，采用離子體發(fā)射光譜(inductively coupled plasma analysis，ICP)測(cè)試上述各組浸提液中Si、Ca、P離子的濃度(由北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部公共衛(wèi)生院中心儀器室測(cè)定)。

1.2.4 MTT法檢測(cè)根尖牙乳頭細(xì)胞增殖 按照培養(yǎng)液的不同將細(xì)胞分組進(jìn)行培養(yǎng)，其中加入DMEM浸提培養(yǎng)液為對(duì)照組，加入45S5浸提培養(yǎng)為45S5組。取4～6代根尖牙乳頭細(xì)胞待細(xì)胞生長(zhǎng)融合達(dá)80%時(shí)，PBS溶液輕柔漂洗3次，加入0.25%胰蛋白酶-EDTA消化液消化，離心棄上清。加入DMEM培養(yǎng)液重懸細(xì)胞后，按照96孔板每孔加入約5×103個(gè)細(xì)胞，37°C、5% CO2孵箱中培養(yǎng)過夜待細(xì)胞貼壁，記為第0天；分別按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加入DMEM浸提培養(yǎng)液和45S5浸提培養(yǎng)液，37°C、5% CO2孵箱中培養(yǎng)，每?jī)商旄鼡Q一次培養(yǎng)液。

誘導(dǎo)培養(yǎng)的第1、3、5、7和9天分別吸去待測(cè)孔的培養(yǎng)液，加入180 μL含2%(體積百分比)FBS的DMEM培養(yǎng)液、20 μL 5 mg/mL的MTT溶液，將細(xì)胞放回培養(yǎng)箱中繼續(xù)孵育4 h后，緩慢吸凈培養(yǎng)孔內(nèi)液體，每孔加入150 μL DMSO，于37°C恒溫振蕩器上100 r/min振蕩10 min至板底結(jié)晶物充分溶解。設(shè)定酶標(biāo)儀490 nm波長(zhǎng)處讀取吸收值，測(cè)定各孔光密度值(Optical Density，OD值)，記錄結(jié)果。以時(shí)間為橫坐標(biāo)、OD值為縱坐標(biāo)繪制細(xì)胞生長(zhǎng)曲線。

1.2.5 Realtime-PCR檢測(cè)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化相關(guān)基因的表達(dá) 按照培養(yǎng)液的不同將細(xì)胞分組進(jìn)行培養(yǎng)，其中加入DMEM浸提培養(yǎng)液為對(duì)照組，加入45S5浸提培養(yǎng)為45S5組。按5×103個(gè)/cm2密度將細(xì)胞接種于6孔板中，37℃、5% CO2孵箱中培養(yǎng)至細(xì)胞生長(zhǎng)融合達(dá)80%時(shí)，記為第0天；分別按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)各組分別加入對(duì)應(yīng)細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)液，37℃、5% CO2孵箱中培養(yǎng)，以后每?jī)商旄鼡Q一次細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)液。共培養(yǎng)7 d后Realtime-PCR檢測(cè)成牙本質(zhì)方向分化相關(guān)基因的表達(dá)，以GAPDH作為內(nèi)參，引物序列情況詳見表1。

表1 Realtime-PCR待測(cè)基因的引物序列

根據(jù)FastStart Universal Sybr Green Master試劑說明書進(jìn)行Realtime-PCR反應(yīng)。冰上配置PCR反應(yīng)液，八連管每個(gè)孔中加入10 μL Sybr Green Mix 、0.5 μL PCR Forward Primer(10 μM)、0.5 μL PCR Reverse Primer(10 μM)、0.5 μL cDNA模板、8.5 μL DEPC水；上機(jī)ABI 7300 PCR系統(tǒng)兩步法進(jìn)行RT-PCR反應(yīng)。反應(yīng)條件如下：50℃ 2 min，95℃ 10 min(1個(gè)循環(huán)，預(yù)變性)；95℃ 15 s，60℃ 60 s(40個(gè)循環(huán)，PCR反應(yīng))；95℃ 15 s，60℃ 60 s，95℃ 15 s(溶解階段)。GAPDH作為內(nèi)參，用定量的2-△△CT法計(jì)算相對(duì)mRNA水平。實(shí)驗(yàn)組別為橫坐標(biāo)、RNA含量為縱坐標(biāo)繪制直方圖。

1.2.6 茜素紅染色檢測(cè)根尖牙乳頭細(xì)胞礦化結(jié)節(jié)形成 按照培養(yǎng)液的不同將細(xì)胞分組進(jìn)行培養(yǎng)，其中加入DMEM浸提培養(yǎng)液為對(duì)照組，即陰性對(duì)照組；加入礦化誘導(dǎo)培養(yǎng)液為OM組，即陽性對(duì)照組；加入45S5礦化誘導(dǎo)培養(yǎng)液為45S5組。按5×103個(gè)/cm2密度將細(xì)胞接種于6孔板中，37℃、5% CO2孵箱中培養(yǎng)至細(xì)胞生長(zhǎng)融合達(dá)80%時(shí)，記為第0天；分別按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)各組分別加入對(duì)應(yīng)細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)液，37℃、5% CO2孵箱中培養(yǎng)，以后每?jī)商旄鼡Q一次細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)液。觀察有鈣結(jié)節(jié)形成后，共培養(yǎng)第14和21天進(jìn)行體外礦化檢測(cè)。

在室溫下，吸凈待測(cè)孔中的培養(yǎng)液，PBS溶液輕柔漂洗3次；4%(質(zhì)量百分比)多聚甲醛固定細(xì)胞30 min，超純水輕柔漂洗3次，每次2 min；加入等量0.1%(質(zhì)量百分比)的茜素紅染液染色30 min，去離子水輕柔漂洗3次，每次5 min，去除非特異性染色；觀察、拍照。將茜素紅染色后的孔板徹底晾干，加入1 mL 100 mmol/L氯化十六烷基吡啶溶液，室溫下100 r/min輕搖30 min，至徹底溶解孔板底的染色，孔內(nèi)液體呈紫色。各孔分別吸取150 μL紫色溶液轉(zhuǎn)移入96孔板內(nèi)，將96孔板置于酶標(biāo)儀562 nm波長(zhǎng)處讀取吸收值，測(cè)定各孔OD值，記錄結(jié)果。組別為橫坐標(biāo)、OD值為縱坐標(biāo)繪制直方圖。

2 結(jié)果

2.1 根尖牙乳頭細(xì)胞培養(yǎng) 倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)及生長(zhǎng)情況，如圖1所示，采用酶消化組織塊法培養(yǎng)根尖牙乳頭組織約4 d后，倒置顯微鏡下觀察可見根尖牙乳頭細(xì)胞從組織塊中爬出(圖1 A)，細(xì)胞呈成纖維樣細(xì)胞典型長(zhǎng)梭形結(jié)構(gòu)；細(xì)胞傳代培養(yǎng)至第四代后細(xì)胞形態(tài)典型、生長(zhǎng)狀況良好(圖1 B)。

圖1 根尖牙乳頭細(xì)胞原代培養(yǎng)及傳代

2.2 離子濃度 ICP檢測(cè)，0.1 mg/mL 45S5在DMEM中浸提24 h后，溶液內(nèi)Si、Ca、P離子濃度如表2所示，45S5顯著升高浸提液中Si離子濃度(P<0.05)，浸提液中Ca、P離子濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 45S5浸提液Si、Ca、P離子濃度/mmol·L-1

2.3 45S5對(duì)根尖牙乳頭細(xì)胞增殖的作用 MTT檢測(cè)45S5浸提培養(yǎng)液連續(xù)誘導(dǎo)培養(yǎng)人根尖牙乳頭細(xì)胞9 d后細(xì)胞增殖的情況，如圖2 所示：隨著細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)間的增加各實(shí)驗(yàn)組牙髓細(xì)胞的均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)；從誘導(dǎo)培養(yǎng)3天開始45S5組OD值高于對(duì)照組OD值，并且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，圖2)。45S5浸提培養(yǎng)液促進(jìn)人根尖牙乳頭細(xì)胞的增殖。

和對(duì)照組比較，*P<0.05。45S5為45S5 生物活性玻璃。

2.3 45S5對(duì)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化的作用 Realtime-PCR檢測(cè)45S5浸提培養(yǎng)液連續(xù)誘導(dǎo)培養(yǎng)人根尖牙乳頭細(xì)胞7 d后細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化相關(guān)基因DSPP、DMP-1的表達(dá)情況(圖3)。DSPP基因表達(dá)量45S5組高于對(duì)照組，(P<0.05，圖3A)；DMP-1基因表達(dá)量，45S5組高于對(duì)照組，(P<0.05，圖3B)。

和對(duì)照組比較，*P<0.05。45S5為45S5 生物活性玻璃。

2.4 45S5對(duì)根尖牙乳頭細(xì)胞礦化的作用 45S5礦化誘導(dǎo)培養(yǎng)液連續(xù)誘導(dǎo)培養(yǎng)人根尖牙乳頭細(xì)胞14和21 d，茜素紅染色后觀察45S5組和OM組均見明顯紅染礦化結(jié)節(jié)，但對(duì)照組未見明顯紅染礦化結(jié)節(jié)(圖4)。

圖4 茜素紅礦化結(jié)節(jié)染色

氯化十六烷基吡啶鈣結(jié)節(jié)半定量分析各組根尖牙乳頭細(xì)胞礦化結(jié)節(jié)形成情況：誘導(dǎo)培養(yǎng)14和21 d，OM組、45S5組OD值均高于對(duì)照組(P<0.05)，且45S5組OD值高于OM組(P<0.05)(圖5)。

和對(duì)照組比較，*P<0.05；45S5組和OM 組比較，#P<0.05。OM為成骨定向培養(yǎng)基組；45S5為45S5 生物活性玻璃。

3 討論

本研究采用生物活性玻璃45S5浸提液誘導(dǎo)根尖牙乳頭細(xì)胞驗(yàn)證45S5體外對(duì)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化的作用，45S5體外顯著促進(jìn)根尖牙乳頭細(xì)胞的增殖、成牙本質(zhì)方向分化相關(guān)基因DSPP、DMP-1表達(dá)和礦化結(jié)節(jié)形成。本研究證實(shí)生物活性玻璃45S5體外促進(jìn)人根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化。牙髓細(xì)胞和根尖牙乳頭細(xì)胞共同起源于牙乳頭組織，有一定的組織來源相似性，雖尚無文獻(xiàn)報(bào)道生物活性玻璃對(duì)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)分化的作用，但大量研究證實(shí)生物活性玻璃體外促進(jìn)人牙髓細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化[8-14]。

DSPP和DMP-1在早期成牙本質(zhì)細(xì)胞分化和礦化牙本質(zhì)的后期成熟中起重要作用。DSPP和DMP-1基因是牙髓細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化的特異性標(biāo)志物[15-17]。茜素紅染色礦化結(jié)節(jié)是鑒定牙髓細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化的晚期指標(biāo)[18-19]。本研究中45S5浸提液對(duì)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化相關(guān)基因DSPP和DMP-1表達(dá)有促進(jìn)作用，對(duì)體外礦化結(jié)節(jié)形成有促進(jìn)作用。生物活性玻璃與體液接觸能夠溶解釋放硅、鈣、磷等離子，是生物活性玻璃具有生物活性的重要原因[6]。ICP測(cè)定45S5誘導(dǎo)培養(yǎng)液中硅離子的濃度濃度約為0.5 mmol/L高于對(duì)照組，鈣和磷離子濃度與對(duì)照組無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。45S5溶解釋放的離子促進(jìn)根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化，分泌離子的濃度是影響根尖牙乳頭細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化基因表達(dá)的重要因素。

硅是人體組織和器官的必需元素，對(duì)DNA的合成、骨形成和代謝發(fā)揮重要的作用。成骨細(xì)胞起源于間充質(zhì)的骨祖細(xì)胞，對(duì)骨組織的生長(zhǎng)發(fā)育、骨代謝平衡、骨量平衡和骨損傷修復(fù)起關(guān)鍵作用[20]。0.5～4 mmol/L濃度范圍內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道硅離子體外能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖和成骨方向分化。1 mmol/L離子硅溶液處理小鼠MC3T3-E1成骨細(xì)胞24 h后顯著促進(jìn)細(xì)胞明顯增殖，促進(jìn)細(xì)胞表達(dá)p-NF-κB，抑制細(xì)胞表達(dá)i-κBα，離子硅可通過激活NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)通路誘導(dǎo)成骨細(xì)胞增殖[21]。不添加礦化誘導(dǎo)劑(β-磷酸甘油磷酸鈉、地塞米松、L-抗壞血酸)的生物活性玻璃45S5誘導(dǎo)培養(yǎng)液(0.5和0.7 mmol/L)促進(jìn)人胎兒成骨細(xì)胞礦化結(jié)節(jié)的形成和成骨細(xì)胞分化相關(guān)基因核心結(jié)合因子(Cbfa1)、ALP、I型膠原蛋白、骨粘連蛋白(OSN)、骨涎蛋白(BSP)、骨鈣素(OSX)高表達(dá)[22]。硅酸二鈣離子溶出液(0.075 mmol/L)促進(jìn)人MG63細(xì)胞礦化結(jié)節(jié)形成和核心轉(zhuǎn)錄因子(Runx2)、ALP、骨鈣素(osteocalcin，OC)、BMP-2及其信號(hào)傳遞蛋白Smad-1的表達(dá)，硅酸二鈣離子溶出液中高濃度硅可能通過刺激BMP-2及其信號(hào)傳遞蛋白Smad-1表達(dá)從而促進(jìn) MG63 細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化[23]。4 mmol/L硅離子體外促進(jìn)人MG63細(xì)胞增殖、礦化結(jié)節(jié)形成和I型膠原、ERK基因和蛋白的表達(dá)，4 mmol/L硅離子體外通過ERK信號(hào)通路促進(jìn)MG63細(xì)胞成骨細(xì)胞分化；6 mmol/L硅離子由于高滲透壓導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[24]。硅離子通過激活NF-κB、BMP和MAPK等相關(guān)信號(hào)通路促進(jìn)細(xì)胞成骨方向分化。

硅酸鹽復(fù)合材料中硅離子濃度增加促進(jìn)牙髓細(xì)胞的成牙本質(zhì)方向分化。SiO2成分含量增加促進(jìn)牙髓細(xì)胞的增殖，通過MAPK信號(hào)通路的ERK和p38通路促進(jìn)牙髓細(xì)胞的粘附、增殖和成牙本質(zhì)方向分化[25]。納米58S BG著促進(jìn)牙髓細(xì)胞ALP活性，成牙本質(zhì)方向相關(guān)基因ALP、COL I、DSPP、DMP-1表達(dá)和礦化結(jié)節(jié)的形成，納米58S BG體外能明顯促進(jìn)牙髓必報(bào)成牙本質(zhì)方向分化與納米58S BG在較短時(shí)間內(nèi)釋放更高濃度的硅離子和鈣離子有關(guān)[7]。不同硅濃度(1、2、4 mmol/L)硅酸鈣骨水泥提取物呈劑量依賴性的促進(jìn)牙髓細(xì)胞增殖、ALP表達(dá)、OC、DSP、DMP-1基因和蛋白的表達(dá)，硅酸鈣骨水通過增加p38和ERK活性，促進(jìn)牙髓細(xì)胞成牙本質(zhì)方向分化[26]。4 mmol/L及以下濃度硅離子體外能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞和牙髓細(xì)胞的增殖和成骨/成牙本質(zhì)方向分化，本研究中0.5 mmol/L硅離子體外促進(jìn)根尖牙乳頭細(xì)胞的增殖和分化，具體硅離子的有效作用濃度范圍還需要進(jìn)一步研究。

綜上所述，生物活性玻璃45S5通過溶解釋放硅離子等促進(jìn)根尖牙乳頭細(xì)胞的增殖、成牙本質(zhì)方向分化和礦化，但是作用機(jī)制仍未明確需要深入研究。生物活性玻璃有望用于臨床上牙髓病和根尖周病的治療。