間充質(zhì)干細(xì)胞在正畸牙移動(dòng)及牙根吸收中的研究進(jìn)展

楊春先，張丹，唐丁炫 綜述 張疆弢 審校

遵義醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院正畸科一組，貴州 遵義 563000

錯(cuò) 畸形是指牙齒、頜骨、顱面的畸形，嚴(yán)重影響人們的口腔健康及顏面部的美觀，需進(jìn)行正畸治療。正畸牙移動(dòng)(orthodontic tooth movement，OTM)是正畸治療的基礎(chǔ)，依賴于牙周膜和牙槽骨的協(xié)調(diào)性改建。正畸牙根吸收(orthodontic root resorption，ORR)是正畸治療的常見并發(fā)癥[1-2]，部分吸收的牙根在正畸力去除后會修復(fù)，但能力有限，而且有部分牙根無法修復(fù)[3]。正畸療程長，隨著年齡增加，患者出現(xiàn)牙根吸收、牙移動(dòng)緩慢等情況的風(fēng)險(xiǎn)增加，如何加快牙移動(dòng)、減少和修復(fù)牙根吸收是正畸領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

多種手術(shù)及非手術(shù)方法已用于加速牙移動(dòng)，多種藥物及物理方法用于減少或修復(fù)牙根吸收，但效果都存在不確定性，于是學(xué)者們轉(zhuǎn)向了干細(xì)胞療法。間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells，MSCs)是一類增殖能力強(qiáng)、有多系細(xì)胞分化潛能及免疫調(diào)節(jié)功能的細(xì)胞。MSCs不僅分化為成骨細(xì)胞直接參與骨形成和骨再生[4]，還通過影響破骨細(xì)胞生成來參與骨吸收[5]。OTM 的骨改建包括移動(dòng)牙的張力側(cè)成骨和壓力側(cè)發(fā)生骨吸收，MSCs 對成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的影響是MSCs 參與OTM 骨改建的關(guān)鍵，MSCs 可通過加速骨改建而加速牙移動(dòng)。MSCs 有向牙周膜細(xì)胞、成牙骨質(zhì)細(xì)胞等牙周組織細(xì)胞分化的潛能和免疫調(diào)節(jié)功能，可再生牙周膜、牙骨質(zhì)等組織[6-7]，這些特性使MSCs對牙根吸收產(chǎn)生抑制和修復(fù)作用。通過綜述不同來源MSCs 對正畸牙移動(dòng)和牙根吸收的影響及可能的機(jī)制，可為干細(xì)胞應(yīng)用于加速牙移動(dòng)和防治牙根吸收的研究提供參考。

1 MSCs對正畸牙移動(dòng)的影響

1.1 OTM的生物學(xué)基礎(chǔ) OTM依賴于多種細(xì)胞及生物因子作用下牙周組織的協(xié)調(diào)性改建。正畸力從牙齒傳遞至牙周組織，牙周組織局部缺血缺氧和液體流動(dòng)而引發(fā)無菌性炎癥級聯(lián)反應(yīng)，牙周膜和牙槽骨發(fā)生改建，牙齒發(fā)生移動(dòng)，多種細(xì)胞如MSCs、成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞和多種炎癥因子如環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白介素-1β(ⅠL-1β)以及組織改建因子如巨噬細(xì)胞集落刺激因子(macrophage colony-stimulating factor，M-CSF)、核因子κB 受體活化因子(receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)、核因子κB 受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor-κB，RANK)、骨保護(hù)素(osteoprotegerin，OPG)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factorβT，GF-β)參與其中[8]。牙槽骨改建由移動(dòng)牙張力側(cè)成骨細(xì)胞成骨和壓力側(cè)破骨細(xì)胞吸收骨來完成。TGF-β介導(dǎo)牙周組織中的MSCs 增殖分化為成骨細(xì)胞[9]。破骨細(xì)胞的分化主要由M-CSF和RANKL調(diào)節(jié)，成熟的關(guān)鍵途徑是RANKL/RANKL/OPG 信號通路的激活，破骨細(xì)胞被激活后進(jìn)行骨吸收[10]，OTM 的速率主要取決于破骨細(xì)胞活性和骨吸收過程[11]。牙周膜是一層對機(jī)械敏感的纖維結(jié)締組織，可將正畸力從牙齒傳遞到牙槽骨并為骨改建提供穩(wěn)定的微環(huán)境[12]，去除正畸力后，牙周膜在新的位置上通過改建重新恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)、形態(tài)、功能及與牙槽骨、牙骨質(zhì)的連接。

1.2 不同來源MSCs對OTM的影響

1.2.1 牙周膜干細(xì)胞(periodontal ligament stem cells，PDLSCs) 內(nèi)源性PDLSCs 參與OTM 中的成骨和破骨并促進(jìn)骨改建、加速牙移動(dòng)。PDLSCs 在2004年首次從PDL 中分離出來并被鑒定為MSCs，具有克隆增殖、多向分化和免疫調(diào)節(jié)特性[13]。MSCs 在維持骨穩(wěn)態(tài)中起重要作用，成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞活性之間的平衡是OTM 骨改建的關(guān)鍵，PDLSCs是牙周膜特異性MSCs，OTM 中的骨改建是通過PDLSCs 實(shí)現(xiàn)的[14-15]。PDLSCs 對機(jī)械負(fù)荷敏感，在張力和壓力刺激下，PDLSCs 可向成骨細(xì)胞分化和調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的形成[16-17]。OTM 中，PDLSCs 通過產(chǎn)生高水平的炎性細(xì)胞因子和趨化因子來響應(yīng)正畸機(jī)械力[18-19]并影響破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的增殖分化及功能來參與骨改建[20]。黃華明等[16]認(rèn)為PDLSCs的增殖分化潛能可用于重建牙周組織，從而加速正畸治療。近來的研究證實(shí)了PDLSCs 通過分化為成骨細(xì)胞和促進(jìn)破骨細(xì)胞生成、增強(qiáng)其活性來加快骨形成和骨吸收，進(jìn)而加速牙移動(dòng)。牙周膜中的Gli1+細(xì)胞已被證實(shí)是PDLSCs[21]，使用抑制劑或遺傳消融來減少或清除Gli1+細(xì)胞會抑制張力側(cè)成骨和減少壓力側(cè)破骨細(xì)胞數(shù)量而抑制骨改建、減慢牙移動(dòng)[22]。巨噬細(xì)胞包括M1 和M2 樣巨噬細(xì)胞，其中的M1 樣巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生ⅠL-1β、TNF-α等促炎因子，這些因子促進(jìn)OTM 中的骨吸收和牙根吸收[18，23]。MSCs在骨改建中調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化，硫化氫(H2S)是一種由MSCs 產(chǎn)生并與骨穩(wěn)態(tài)有關(guān)的氣體遞質(zhì)。機(jī)械負(fù)荷下PDLSCs 產(chǎn)生更多的H2S 來激活M1樣巨噬細(xì)胞極化及增加破骨細(xì)胞的數(shù)量和活性，進(jìn)而促進(jìn)骨改建及牙移動(dòng)[24]。單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)和RANKL促進(jìn)OTM 中巨噬細(xì)胞的遷移和破骨細(xì)胞的分化，PDLSCs 在正畸力誘導(dǎo)下產(chǎn)生的內(nèi)源性H2S 通過促進(jìn)MCP-1 的分泌和RANKL 的表達(dá)而促進(jìn)OTM 中的破骨活動(dòng)[19]。研究還表明PDLSCs在去除正畸力后通過TGF-β信號介導(dǎo)壓力側(cè)牙周膜的恢復(fù)，進(jìn)而促進(jìn)牙移動(dòng)復(fù)發(fā)[25]。因此，如何精準(zhǔn)調(diào)控PDLSCs 的功能可能是未來研究加速牙移動(dòng)、減少牙移動(dòng)復(fù)發(fā)的重點(diǎn)。

1.2.2 脂肪來源干細(xì)胞(adipose-derived stem cells，ADSCs) 移植外源性ADSCs可增加上頜擴(kuò)弓時(shí)牙齒頰側(cè)移動(dòng)的距離。上頜橫向擴(kuò)弓是常見的正畸治療措施，通常是打開腭中縫來擴(kuò)寬牙弓，但難以避免上頜后牙頰側(cè)移動(dòng)，后牙過度頰側(cè)移動(dòng)會出現(xiàn)牙槽骨高度降低、牙根吸收等并發(fā)癥[26]。Gul 等[27]發(fā)現(xiàn)移植ADSCs 到大鼠牙周組織后增加了大鼠磨牙在擴(kuò)弓期向頰側(cè)移動(dòng)的距離，且與對照組相比，移植細(xì)胞組牙周組織中炎癥因子COX-2 和與破骨細(xì)胞分化成熟相關(guān)的RANKL 減少、OPG 含量增加及OPG/RANKL 比值增大。PDLSCs 在OTM 過程中調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的增殖和分化，對牙周和骨的重塑有重要作用。外源性MSCs 可通過旁分泌機(jī)制激活駐留的祖細(xì)胞而發(fā)揮作用[28]，ADSCs 具有成骨分化和向PDL分化的高潛能[29-30]。Feng 等[25]、Safari 等[31]認(rèn)為他們移植的ADSCs 可能通過自身分化作用或間接激活牙周組織中駐留的PDLCSs 來影響成骨細(xì)胞-破骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)換及加速骨重建，加快清除牙周膜透明樣變區(qū)域及促進(jìn)牙周膜改建，進(jìn)而阻止或縮短牙移動(dòng)延遲期、從而促進(jìn)OTM。

1.2.3 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMMSCs) 移植的BMMSCs 促進(jìn)破骨細(xì)胞形成及增強(qiáng)其活性加速骨改建，進(jìn)而加速牙移動(dòng)。RANKL 與RANK 結(jié)合誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化，Wang 等[10]發(fā)現(xiàn)在M-CSF 刺激下，受壓的小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(mice bone marrow mesenchymal stem cells，mBMMSCs)中RANKL 的表達(dá)明顯高于未受壓的mBMMSCs。正畸加力10 d 后，尾靜脈注射移植mBMMSCs 的小鼠較注射生理鹽水的對照組小鼠牙移動(dòng)距離顯著增加且壓力側(cè)破骨細(xì)胞增多、破骨活動(dòng)增強(qiáng)。李一涵等[32]的研究證實(shí)移植骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與顆粒型多孔β磷酸三鈣(beta-tricalcium phosphate，β-TCP)支架能良好地修復(fù)牙槽骨缺損區(qū)，并且缺損區(qū)鄰牙在此修復(fù)區(qū)內(nèi)早期移動(dòng)時(shí)，該區(qū)域再生的牙周組織改建活躍、有加速牙移動(dòng)的趨勢。Kanzaki 等[33]和Dunn等[34]發(fā)現(xiàn)PDL中OPG水平的升高會減少牙槽骨吸收而減慢牙移動(dòng)速率，但OPG作用的效果具有劑量依賴性。Gul Amuk 等[27]在正畸加力期間向大鼠移植BMMSCs后發(fā)現(xiàn)其牙周膜OPG增高，認(rèn)為他們移植的BMMSCs可能也會以同樣的方式減慢牙移動(dòng)，但其研究中缺乏數(shù)據(jù)來證明這一猜測。綜上所述，MSCs 是牙移動(dòng)骨改建的關(guān)鍵細(xì)胞，其成骨分化潛能直接影響骨形成，張力刺激下MSCs 成骨分化增強(qiáng)、促進(jìn)骨形成；壓力刺激下MSCs調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞形成及其活性，促進(jìn)破骨，加速骨改建及牙移動(dòng)。

2 MSCs對正畸牙根吸收的影響

2.1 正畸牙根吸收的生物學(xué)基礎(chǔ) 正畸牙根吸收是正畸負(fù)荷引發(fā)無菌性炎癥引起牙根表層牙骨質(zhì)的吸收，更嚴(yán)重的會涉及牙本質(zhì)的吸收[1]。破牙細(xì)胞負(fù)責(zé)牙根的吸收，包括破牙骨質(zhì)細(xì)胞和破牙本質(zhì)細(xì)胞，由其前體細(xì)胞在趨化作用下從牙周膜中游走并轉(zhuǎn)化而來。破牙細(xì)胞在黏附素、整合素和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白作用下黏附于牙根表面，在多種酶如抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase，TRAP)、組織蛋白酶和基質(zhì)金屬蛋白酶作用下吸收牙根表面的礦物質(zhì)和降解有機(jī)物[1，35]。RANKL/RANK/OPG 信號通路通過影響破牙細(xì)胞的活性參與牙根吸收的調(diào)控[1，36]，炎癥因子如前列腺素、白介素1、COX-2 和TNF-α通過促進(jìn)炎癥的產(chǎn)生而促進(jìn)牙根吸收[35，37-38]。吸收的牙根由牙周膜前體細(xì)胞/干細(xì)胞分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞并形成牙骨質(zhì)來修復(fù)[20，39]，同時(shí)牙周膜中產(chǎn)生新生Sharpey 纖維附著于這些牙骨質(zhì)中形成牙周膜和牙根表面的連接，進(jìn)而恢復(fù)牙根的形態(tài)和功能[40]。牙根吸收區(qū)的某些非細(xì)胞物質(zhì)也參與牙根的修復(fù)，纖維連接蛋白、骨橋蛋白(osteopontin，OPN)等細(xì)胞外基質(zhì)蛋白有助于招募成牙骨質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞至牙根表面并促進(jìn)其黏附增殖和分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞；局部的細(xì)胞因子和生長因子如骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein 2，BMP-2)和TGF-β等在成牙骨質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞前體細(xì)胞分化和成牙骨質(zhì)細(xì)胞增殖中發(fā)揮重要作用[41]。

2.2 不同來源的MSCs 對正畸牙根吸收的影響 MSCs 通過向不同種類的細(xì)胞分化及免疫調(diào)節(jié)功能來修復(fù)或替代缺損的組織，現(xiàn)已被廣泛用于口腔組織的修復(fù)和再生，不同種類MSCs 如PDLSCs、BMMSCs、ADSCs 等在體內(nèi)均可誘導(dǎo)牙周組織再生[42]。移植部位的微環(huán)境可提供干細(xì)胞分化所需的營養(yǎng)物質(zhì)、生長因子和細(xì)胞外基質(zhì)，是干細(xì)胞分化為不同類型細(xì)胞的關(guān)鍵[43]。MSCs 在牙本質(zhì)塊上體外培養(yǎng)時(shí)表達(dá)成牙骨質(zhì)細(xì)胞分化及牙體硬組織礦化相關(guān)的OPN 和骨涎蛋白(bone sialoprotein，BSP)，移植到牙周組織微環(huán)境中的MSCs可分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞和成纖維細(xì)胞并形成牙骨質(zhì)和牙周膜[44]。正畸牙根吸收與無菌性炎癥相關(guān)，多種炎癥因子促進(jìn)牙根吸收，吸收的牙根恢復(fù)其形態(tài)和功能需要形成新的牙骨質(zhì)和重建正常形態(tài)的牙周膜。MSCs的免疫調(diào)節(jié)功能及生成牙骨質(zhì)/PDL 樣復(fù)合物的潛力使其應(yīng)用于正畸牙根吸收的研究[13，29]。

2.2.1 脂肪來源干細(xì)胞(adipose-derived stem cells，ADSCs) ADSCs 是來源于脂肪組織的MSCs，因其可自體移植、易獲得、短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增等優(yōu)勢，被認(rèn)為是牙周組織再生最有前景的干細(xì)胞。干細(xì)胞移植處的局部微環(huán)境被稱為干細(xì)胞生態(tài)位，對干細(xì)胞的自我更新和分化有重要作用[45]。ADSCs 可分化為成骨細(xì)胞[46]，成牙骨質(zhì)細(xì)胞與成骨細(xì)胞相似甚至被認(rèn)為是成骨細(xì)胞的亞群，因此有學(xué)者猜想ADSCs在合適的環(huán)境下可向成牙骨質(zhì)細(xì)胞分化[47-48]。牙囊間充質(zhì)干細(xì)胞與牙根表面未礦化的牙本質(zhì)基質(zhì)接觸是牙骨質(zhì)形成所需的微環(huán)境[49]，溫秀杰等[48]在體外將成牙本質(zhì)非膠原蛋白和牙囊細(xì)胞條件培養(yǎng)液混合以模擬牙骨質(zhì)形成的微環(huán)境并培養(yǎng)出有成牙骨質(zhì)細(xì)胞特征的ADSCs。Lemaitre等[29]證實(shí)了移植的ADSCs不僅分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞，而且還通過招募內(nèi)源性成牙骨質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞至牙根表面及促進(jìn)其分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞而再生牙骨質(zhì)[50]。同種異體移植和自體移植ADSCs 都可形成新的牙骨質(zhì)、牙周膜及Sharpey 纖維。ADSCs 再生牙周膜、牙骨質(zhì)的能力使其對正畸牙根吸收產(chǎn)生影響。ADSCs可通過抑制炎癥、加速牙周膜改建和再生牙骨質(zhì)來抑制正畸牙根吸。上頜橫向擴(kuò)弓治療會導(dǎo)致后牙頰傾，而牙齒過度頰側(cè)傾斜會導(dǎo)致牙根吸收。Gul Amuk 等[27]建立大鼠快速上頜擴(kuò)弓模型并向大鼠磨牙周圍移植ADSCs 后減少了大鼠磨牙擴(kuò)弓期和保持期的牙根吸收，同時(shí)增加擴(kuò)弓期牙移動(dòng)速率。移植的干細(xì)胞通過激活移植部位的駐留干細(xì)胞和分泌相關(guān)因子介導(dǎo)組織再生效應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)作用[28]，Gul Amuk等[27]認(rèn)為移植的ADSCs可能通過降低炎癥標(biāo)志物COX-2 來減少牙根吸收及分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞或促進(jìn)牙周MSCs 分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞[20，28]來增加牙骨質(zhì)厚度、修復(fù)吸收的牙根。Gul Amuk等[27]還發(fā)現(xiàn)保持期注射ADSCs比擴(kuò)弓期注射ADSCs對抑制或修復(fù)正畸牙根吸略有效，認(rèn)為若患者進(jìn)行快速上頜擴(kuò)弓前存在牙根吸收則首選在保持期內(nèi)注射ADSCs，因?yàn)閿U(kuò)弓期不希望OTM 加速；若擴(kuò)弓前沒有發(fā)生明顯的牙根吸收，則無需進(jìn)行治療；若需同時(shí)加速OTM和預(yù)防牙根吸收，則在擴(kuò)弓期間移植ADSCs。Gul Amuk等[27]還認(rèn)為移植的ADSCs因代謝需求而加速骨改建，在透明樣組織很少的或沒有的情況下發(fā)生牙移動(dòng)，避免透明樣變的積累，進(jìn)而減少了牙根吸收。

2.2.2 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cell，BMMSCs) BMMSCs可遷移至炎癥和損傷區(qū)并促進(jìn)局部組織修復(fù)和再生[51]，外源性BMMSCs在體內(nèi)可向成牙骨質(zhì)細(xì)胞、成骨細(xì)胞和成纖維細(xì)胞分化，再生牙骨質(zhì)、牙槽骨和牙周膜[44，52]。Amuk等[53]在正畸加力期間通過局部注射將其同種異體BMMSCs 移植到大鼠的牙周組織中后不僅牙根吸收陷窩數(shù)減少、吸收面積減小，而且牙周組織中RANKL 和COX-2 顯著降低，OPG 的表達(dá)顯著增高。Amuk 等[53]認(rèn)為移植的BMMSCs 不僅通過抑制RANKL-RANK 通路及分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞再生牙骨質(zhì)而減少了牙根吸收，還發(fā)揮其抗炎作用減少破骨細(xì)胞和炎癥因子COX-2 來抑制破骨活動(dòng)而減少了牙根吸收。研究表明OPG 可以促進(jìn)正畸牙根吸收的修復(fù)[54]，Amuk 等[53]移植轉(zhuǎn)染OPG 基因的BMMSCs 的大鼠產(chǎn)生的吸收陷窩面積和破骨細(xì)胞數(shù)顯著低于單純移植BMMSCs的大鼠，這表明OPG可抑制牙根吸收，因此OPG 基因聯(lián)合MSCs 療法治療正畸源性牙根吸收的效果可能會更理想。雖然OPG 的增加可能會減慢牙移動(dòng)[33]，但對于正畸治療中發(fā)生嚴(yán)重牙根吸收的患者而言，需要的是抑制和修復(fù)牙根吸收而不是加速牙移動(dòng)。

2.2.3 尿源性干細(xì)胞(urine-derived stem cells，USCs) 用于牙根吸收防治的MSCs 如BMMSCs、PDLSCs、牙囊細(xì)胞等細(xì)胞[55]需要從骨髓、牙齒、牙槽骨中獲取，方法有創(chuàng)，數(shù)量較少。人尿源性干細(xì)胞(urinederived stem cells，hUSCs)在2008 年首次從人尿液中分離純化，具有自我更新增殖能力及多向分化潛能[56]，來源廣泛、采集簡單及安全無創(chuàng)，被稱為再生醫(yī)學(xué)研究理想的“種子細(xì)胞”。體外實(shí)驗(yàn)表明hUSCs 可促進(jìn)成牙骨質(zhì)細(xì)胞株OCCM-30 的增殖和成骨，但作用機(jī)制不清[57]。周建萍[55]建立大鼠正畸牙根吸收模型并在其磨牙牙根黏膜處局部注射hUSCs，結(jié)果顯示移植的hUSCs遷移到大鼠磨牙牙根周圍，并且通過促進(jìn)牙根周圍成骨因子的表達(dá)及減少破骨細(xì)胞數(shù)量促進(jìn)局部成骨，通過減小牙根吸收體積及形成修復(fù)性牙骨質(zhì)來促進(jìn)牙根吸收的修復(fù)。USCs 除自身的分化功能外，還能通過旁分泌機(jī)制促進(jìn)受損組織的修復(fù)[58]。顧磊等[59]向大鼠移植的尿源性干細(xì)胞外泌體不僅減少了牙根吸收陷窩體積、促進(jìn)牙根吸收的修復(fù)，而且還改善了牙槽骨密度，其機(jī)制可能是移植的外泌體上調(diào)牙齒及周圍牙槽骨中BMP-2、BSP 的表達(dá)來誘導(dǎo)牙周細(xì)胞的增殖分化而促進(jìn)了牙骨質(zhì)和牙槽骨的形成。正畸牙根吸收由牙周膜前體干細(xì)胞分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞并生成牙骨質(zhì)來修復(fù)吸收陷窩。PDLSCs是牙周膜中主要的MSCs，體外可分化為成牙骨質(zhì)細(xì)胞樣細(xì)胞，體內(nèi)可形成Sharpey纖維呈現(xiàn)生理附著的牙骨質(zhì)/牙周膜樣結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)牙骨質(zhì)的功能性再生[13]。Turkkahraman等[60]發(fā)現(xiàn)植入大鼠牙周膜的Wnt反應(yīng)性干細(xì)胞群體后代通過Wnt/β-catenin 途徑直接修復(fù)了其生理性牙移動(dòng)產(chǎn)生的牙根吸。Choi 等[61]證明Wnt/β-catenin 信號通路參與調(diào)節(jié)成牙骨質(zhì)細(xì)胞分化和牙骨質(zhì)基質(zhì)的分泌，可促進(jìn)牙骨質(zhì)的形成。因此，PDLSCs和基于Wnt/β-catenin 信號通路的牙周膜Wnt 反應(yīng)性干細(xì)胞再生牙骨質(zhì)的特性可能會用于正畸牙根吸收的防治。綜上所述，不同來源的MSCs如ADSCs和BMMSCs可以抑制牙根吸收，USCs及其外泌體可修復(fù)吸收的牙根，而牙周膜中的干細(xì)胞如PDLSCs、Wnt 反應(yīng)干細(xì)胞可能對防治牙根吸收有作用。MSCs可能通過免疫調(diào)節(jié)減少牙根吸收中的炎癥因子和自身分化為牙骨質(zhì)形成細(xì)胞來減少和修復(fù)牙根吸收，但相關(guān)機(jī)制還需進(jìn)一步明確。

3 應(yīng)用外源性MSCs加速牙移動(dòng)和防治牙根吸收需要考慮的問題

3.1 MSCs的來源 牙源性和非牙源性MSCs都能進(jìn)行成骨分化和再生牙骨質(zhì)[6]，都可用于研究加速牙移動(dòng)和防治牙根吸收，但需考慮治療效果及是否易獲得足夠數(shù)量的細(xì)胞。針對正畸患者，MSCs 可來源于拔除前磨牙、智齒或乳牙后收集的PDL、牙囊組織，對于非拔牙治療者，其牙齦組織也可提供MSCs[62-63]，這保證了患者可進(jìn)行自體移植，提高安全性，但MSCs的低免疫原性也使異體移植成為可能。無論自體移植還是異體移植還需考慮MSCs 供體的年齡，研究表明隨著年齡的增加，MSCs的增殖、遷移和多向分化能力降低[64-65]，移植到體內(nèi)后再生牙骨質(zhì)和PDL 的能力也會降低甚至缺如[65]。若無法從年輕供體獲得MSCs時(shí)，可通過改變局部細(xì)胞培養(yǎng)微環(huán)境提高M(jìn)SCs 的增殖分化和組織修復(fù)再生能力[66]。

3.2 MSCs 移植的方法、數(shù)量及頻率 干細(xì)胞移植的修復(fù)再生效應(yīng)與干細(xì)胞是否到達(dá)組織損傷區(qū)域有關(guān)，干細(xì)胞若不能有效附著于損傷區(qū)域則會降低治療效果[67]。MSCs 已廣泛用于研究口腔組織再生，尤其是再生牙周炎破壞的組織。對于牙周缺損的治療，通常是將MSCs 轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)創(chuàng)建的缺損區(qū)，或者是在臨床上通過根分叉區(qū)域或牙周手術(shù)創(chuàng)造的區(qū)域進(jìn)行移植[68]。但正畸牙根吸收沒有可見缺損，若MSCs 要到達(dá)牙根表面需要將MSCs移植到薄而完整的牙周膜中，有研究應(yīng)用臨床上的浸潤麻醉和牙周韌帶注射法成功將大鼠BMMSCs 轉(zhuǎn)移至完整的PDL 中[69]。但也有研究通過黏膜下注射法同樣證明移植的hUSCs 到達(dá)牙根周圍并且產(chǎn)生治療效應(yīng)[55]。因此MSCs可通過直接輸送或自身遷移到損傷區(qū)域進(jìn)行組織修復(fù)，即使沒有直接植入缺損處的MSCs也可激活缺損處組織的再生修復(fù)能力[70]。目前的研究針對不同甚至是相同種類的MSCs，移植的細(xì)胞數(shù)量不一致[27，53，69]，但針對不同種類的MSCs 需要探究其合適的數(shù)量，不是移植的細(xì)胞數(shù)量越多越好[71-72]。干細(xì)胞移植后存活的時(shí)間與治療效果有關(guān)，Hayashi 等[73]和Robey 等[74]表明移植的MSCs在宿主組織中的壽命較短，大約只有3 d。Hasegawa等[44]認(rèn)為MSCs移植到牙周缺損處4周內(nèi)仍有存活并處于不同分化階段。不同種類干細(xì)胞移植到不同部位存活時(shí)間不同，需要更多的研究來明確，進(jìn)而確定移植頻率、提高療效。

4 展望

干細(xì)胞療法有望成為加速牙移動(dòng)和防治正畸牙根吸收的有效方法?，F(xiàn)有研究表明MSCs 是OTM 骨改建的關(guān)鍵細(xì)胞，通過促進(jìn)成骨和破骨活動(dòng)加速骨改建來加速牙移動(dòng)。同時(shí)，MSCs 的增殖分化潛能和免疫調(diào)節(jié)功能可通過減輕炎癥、加速牙周膜重塑及再生牙骨質(zhì)來抑制和修復(fù)正畸牙根吸收。但已有研究存在諸多問題，如MSCs 加速牙移動(dòng)和抑制或修復(fù)牙根吸收的相關(guān)機(jī)制未闡明，MSCs 移植的種類、數(shù)量、方法不一致，尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，研究數(shù)量少且研究對象局限于動(dòng)物，需要增加動(dòng)物研究數(shù)量并進(jìn)行臨床研究。雖然Baba 等[75]表明牙周炎患者自體移植BMMSCs 沒有出現(xiàn)干細(xì)胞移植可能帶來的支原體感染、成瘤等不良反應(yīng)，但干細(xì)胞移植的安全性仍需重點(diǎn)關(guān)注。解決這些問題后，若干細(xì)胞的移植能實(shí)現(xiàn)抑制或修復(fù)正畸牙根吸收的同時(shí)不會減慢牙移動(dòng)甚至是加速牙移動(dòng)，那干細(xì)胞療法就有望應(yīng)用于臨床中并為正畸患者帶來福音。