目的:通过在单细胞水平分析小鼠磨牙细胞间异质性，构建牙髓细胞发育的时空图谱，进一步揭示牙齿发育的过程和调控机制。方法:分别收集出生后0、3 d的C57BL/6小鼠下颌第一磨牙各10颗，制备单细胞悬液，采用单细胞转录组测序（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）技术进行测序。从本课题组前期研究中提取出生后7 d小鼠磨牙scRNA-seq数据，与0、3 d数据进行合并分析。使用Seurat程序对测序数据进行质控、标准化、降维和聚类分析；Monocle程序进行拟时序分析，预测发育轨迹；Scillus程序进行基因本体分析，对细胞功能进行注释。使用原位杂交技术对标记基因进行体内定位，明确不同亚群细胞的体内分布和时空变化。结果:Seurat分析显示小鼠磨牙细胞具有26个细胞亚群，可分为牙髓细胞、牙囊细胞、上皮细胞、免疫细胞、内皮细胞、管周细胞、胶质细胞和红细胞等八大类细胞，其中牙髓细胞包含5个亚群：成熟牙髓细胞，标记基因为柯萨奇病毒腺病毒受体（coxsackie virus and adenovirus receptor，Cxadr）；牙乳头细胞，标记基因为SPARC相关模块化钙结合蛋白2（SPARC related modular calcium binding 2，Smoc2）；周期细胞，标记基因为Ⅱ型DNA拓扑异构酶（DNA topoisomerase Ⅱ alpha，Top2a）；前成牙本质细胞，标记基因为棕榈酰蛋白羧酸酯酶（notum palmitoleoyl-protein carboxylesterase，Notum）；成牙本质细胞，标记基因为牙本质涎磷蛋白（dentin sialophosphoprotein，Dspp）。随着牙胚发育，成熟牙髓细胞的比例逐渐增加，周期细胞和成牙本质细胞比例逐渐降低。原位杂交染色和基因本体分析结果显示，Cxadr+成熟牙髓细胞定位于牙冠上部，主要功能为成骨和“细胞外结构组织”；Smoc2+牙乳头细胞位于根尖，主要功能与“细胞外结构组织”和器官发育相关；Top2a+周期细胞位于牙冠下部，进行有丝分裂；Notum+前成牙本质细胞邻近上皮根鞘，和Dspp+成牙本质细胞的主要功能同为生物矿化。Monocle分析显示牙髓细胞有2条发育轨迹，从Smoc2+牙乳头细胞起始，经过Top2a+周期细胞，再分化为Cxadr+成熟牙髓细胞或成牙本质细胞。结论:scRNA-seq技术能在转录组水平充分揭示细胞间的异质性，为研究器官发育过程和调控机制提供了有力工具。

目的:通过筛选能成功诱导人牙髓细胞（human dental pulp cell，HDPC）向成牙本质细胞样细胞分化的腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）的有效浓度，探讨体内诱导HDPC进行牙本质再生的ATP适宜浓度。方法:用0（对照组）、10、400、600、800 μmol/L ATP处理HDPC后，采用细胞计数试剂盒-8（cell counting kit-8，CCK-8）、实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR，qPCR）和蛋白质印迹法分别检测HDPC增殖以及成牙本质分化相关基因和蛋白[牙本质基质蛋白1（dentin matrix protein 1，DMP1）、牙本质涎磷蛋白（dentin sialophosphoprotein，DSPP）]的表达；用茜素红染色评估诱导21 d后矿化结节情况（各组样本量均为5），并溶解矿化结节后定量分析各组溶液吸光度值（ A值）。筛选既能有效诱导HDPC成牙本质向分化，又能降低ATP对HDPC增殖抑制作用的浓度作为ATP的适宜浓度，并选用此浓度进行动物体内实验。HDPC经此浓度ATP预处理7 d后接种于明胶海绵上，并置入6~7 mm长、管径1.0~2.5 mm的人牙根管片段内（ATP处理组，样本量为8）；非ATP处理组的明胶海绵接种未经ATP预处理的HDPC（样本量为8），空白对照组的明胶海绵未接种细胞（样本量为2）。各组根管片段移植于免疫缺陷鼠（9只）背部双侧皮下，3个月后取材进行HE染色和组织学观察。 结果:培养5 d时与对照组相比，10 μmol/L ATP组HDPC增殖显著增加（ P<0.05），而600和800 μmol/L ATP组HDPC增殖显著减小（ P<0.05），且800 μmol/L ATP组HDPC增殖显著小于600 μmol/L ATP组（ P<0.05）。与对照组相比，600和800 μmol/L ATP组DMP1、DSPP的基因和蛋白表达均显著上调（ P<0.05），且两组间差异无统计学意义（ P>0.05），而其他各组DMP1、DSPP的基因和蛋白表达均无显著上调（ P>0.05）。诱导21 d后600和800 μmol/L ATP组均可见明显的矿化结节，其他组均未见矿化结节；定量分析显示0、10、400、600、800 μmol/L ATP组 A值分别为1.05±0.15、1.11±0.23、1.15±0.17、3.65±0.30、3.40±0.43，600与800 μmol/L ATP组 A值均显著大于其他各组（ P<0.05），且600与800 μmol/L ATP组间差异无统计学意义（ P>0.05）。HE染色结果显示，600 μmol/L ATP可诱导HDPC在根管牙段内分化形成牙本质样结构。 结论:600 μmol/L为ATP诱导HDPC成牙本质向分化的适宜浓度，该浓度ATP可在免疫缺陷小鼠体内诱导HDPC形成牙本质样结构。

目的:探讨miR-615-3p及其靶基因纤维蛋白 1(FBLN1)在脂肪干细胞(ADSCs)成骨分化中的作用及其相互调控机制.方法:利用慢病毒转染ADSCs分别敲低miR-615-3p及过表达FBLN1,Western blot和实时荧光定量PCR检测miR-615-3p敲低效率和FBLN1 过表达效率以及敲低miR-615-3p后FBLN1 的表达,通过碱性磷酸酶(ALP)活性、茜素红染色检测敲低miR-615-3p和过表达FBLN1 对ADSCs的成骨分化能力的影响,通过实时荧光定量PCR检测敲低miR-615-3p和过表达FBLN1 ADSCs成骨细胞特异性转录因子 Osterix(OSX)、牙本质涎磷蛋白(DSPP)、牙本质基质蛋白-1(DMP1)的基因表达,通过Western blot检测敲低miR-615-3p和过表达FBLN1 后ADSCs DMP1 和DSPP蛋白表达.结果:敲低ADSCs中miR-615-3p后,miR-615-3p基因表达降低,ALP活性升高(P＜0.05),矿化结节增多,OSX、DMP1、DSPP 基因表达水平上升(P＜0.05),DMP1、DSPP蛋白表达升高.低表达miR-615-3p的ADSCs中FBLN1 表达升高.过表达FBLN1 后,ADSCs中FBLN1 蛋白和基因表达升高,ALP活性升高(P＜0.05),矿化结节增多,OSX、DMP1、DSPP基因表达水平上升(P＜0.05),DMP1、DSPP 蛋白表达升高.结论:miR-615-3p通过下调FBLN1 抑制ADSCs的成骨分化.

背景:甲基丙烯酸酐改性明胶(gelatin-methacryloyl,Gel-MA)与经处理牙本质基质(treated dentin matrix,TDM)在一定比例下经过紫外线交联后形成的复合水凝胶支架具有良好的孔隙率、机械性能、溶胀性能及生物降解率,这为临床上年轻恒牙的牙髓再生提供了新的思路和方法.目的:探究1∶2质量比Gel-MA/TDM复合光交联水凝胶支架对人牙髓干细胞增殖能力及成骨/成牙本质分化能力的影响.方法:将第3代牙髓干细胞接种至1∶2质量比Gel-MA/TDM复合水凝胶支架中,采用CCK-8实验检测人牙髓干细胞在复合水凝胶支架中的增殖能力.将第3代牙髓干细胞接种至1∶2质量比Gel-MA/TDM复合水凝胶支架中并进行成骨诱导,采用碱性磷酸酶染色及茜素红染色观察矿化结节的形成情况,采用RT-PCR检测成牙相关因子(牙本质基质蛋白1、牙本质涎磷蛋白)和成骨相关因子(骨钙素、Runt相关转录因子2)的基因表达.结果与结论:①CCK-8检测结果显示,前7 d的牙髓干细胞增殖能力明显升高,第10天时速度减缓;②碱性磷酸酶染色及茜素红染色结果显示,Gel-MA/TDM复合水凝胶组牙髓干细胞的碱性磷酸酶活性及矿化结节生成强于单纯Gel-MA水凝胶组(P<0.05);③RT-PCR结果显示,Gel-MA/TDM复合水凝胶组牙髓干细胞中牙本质基质蛋白1、牙本质涎磷蛋白、骨钙素、Runt相关转录因子2的基因表达量明显高于单纯Gel-MA水凝胶组(P<0.05),且14 d基因表达量明显高于7 d(P<0.05).结果表明,培养在1∶2 Gel-MA/TDM复合水凝胶支架上的牙髓干细胞表现出较好的增殖能力,能够强化牙髓干细胞的成骨、成牙本质分化能力.

目的 使用微型计算机断层扫描(micro-computerized tomography,micro-CT)评价传统球钻去龋法、去腐凝胶辅助去龋法和龋显像笔辅助去龋法的清除龋损组织效果和微创潜力.方法 本研究已获得医院生物医学研究伦理委员会审批及患者知情同意.收集30颗有牙本质龋的磨牙或前磨牙,随机分为3组,分别使用传统球钻去龋法(传统球钻组)、去腐凝胶去龋法(去腐凝胶组)和龋显像笔去龋法(龋显像笔组)对样本进行去龋处理,并记录每个样本的去龋操作时间,去龋前后均使用micro-CT进行扫描并记录每颗牙齿的龋损及健康牙体体积.根据去龋前后的龋损体积及去龋前后的健康牙体体积分别评估3种去龋方法的清除龋损组织效果、微创潜能.结果 在去龋时间方面,去腐凝胶组所用时间(501.7±143.6)s高于传统球钻组(263.9±121.2)s和龋显像笔组(284.2±135.6)s,差异具有统计学意义(P＜0.01);传统球钻组和龋显像笔组差异无统计学意义.在清除龋损组织效果方面,残余龋损体积与初始龋损体积的比值传统球钻组(0.087±0.04)最低,去腐凝胶组(0.51±0.10)最高,龋显像笔组(0.36±0.10)介于前两组之间,差异有统计学意义(P＜0.01).在微创潜能方面,去龋前后健康牙体体积比值传统球钻组(0.87±0.05)低于去腐凝胶组(0.99±0.01)和龋显像笔组(0.98±0.01),差异有统计学意义(P＜0.01);去腐凝胶组和龋显像笔组差异无统计学意义.结论 传统球钻组操作时间最短,但会过多去除健康牙本质和脱矿牙本质,微创潜能最差.去腐凝胶组可保留脱矿牙本质和全部健康牙本质,微创潜能最好,但清除龋损组织效果不佳,操作时间较长.龋显像笔组可以保留部分脱矿牙本质和健康牙本质,具有一定微创潜力,临床操作时间适中.

硬组织发育是生物机体发育过程中的重要组成部分,小整联蛋白结合配体N端联结糖蛋白家族在硬组织发育过程中发挥重要的调控作用,如:促进干细胞的成牙本质分化或成骨分化,调控成牙本质细胞或成骨细胞的基因表达等.编码小整联蛋白结合配体N端联结糖蛋白家族的基因发生突变可引起硬组织矿化异常,导致如低血磷性佝偻病、牙本质发育不全等多种疾病.近年来,学者们对该蛋白家族在硬组织发育中的调控作用开展了深入研究,揭示了该蛋白家族的主要分子调控机制,加深了对其作用及机制的认知.因此,本文对小整联蛋白结合配体N端联结糖蛋白家族在生物硬组织发育中的调控作用及其机制的研究进展进行总结和综述.

目的:探究持续激活β-连环蛋白(β-catenin)对拔牙后牙槽骨初期骨改建的影响.方法:构建Catnblox(ex3)/+小鼠(对照组)和 9.6 kb Dmp1-Cre+/-;Catnblox(ex3)/+小鼠(实验组).分别拔除两组小鼠右上颌第一磨牙,1 周后收样,采用苏木精-伊红(HE)染色、Masson染色和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察两组小鼠拔牙窝愈合情况,免疫组织化学染色检测两组小鼠拔牙窝内成骨细胞特异性基质蛋白表达的差异.结果:成功构建 9.6kb Dmp1-Cre+/-;Catnblox(ex3)/+小鼠;与对照组相比,其拔牙窝内HE染色显示无新生骨质,Masson染色显示胶原矿化减少(P＜0.001),TRAP染色显示破骨细胞数量减少(P＜0.001),免疫组化染色显示成骨细胞的骨钙蛋白(OCN)、Ⅰ型胶原蛋白(COL1)和牙本质基质蛋白(DMP1)的特异性表达减少(P＜0.01).结论:9.6kb DMP1+细胞中持续激活β-catenin,延缓拔牙窝的初期愈合速率.

目的 评价添加无定形纳米磷酸钙(nanoparticles of amorphous calcum phohate,NACP)和甲基丙烯酰氧乙基-正十六烷基-二甲基氯化铵(methacryloxylethyl cetyldimethyl ammonium chloride,DMAE-CB)的黏结剂的黏结性能和再矿化性能.方法 分别合成NACP和DMAE-CB,将NACP和DMAE-CB按不同比例添加到商品牙本质黏结剂中,按添加两种成分比例的不同,将实验分为8组,A:黏结剂+25％NACP+3％DMAE-CB;B:黏结剂+35％NACP+4％DMAE-CB;C:黏结剂+15％NACP+1％DMAE-CB;D:黏结剂+15％NACP+4％DMAE-CB;E:黏结剂+35％NACP+1％DMAE-CB;F:黏结剂+3％DMAE-CB;G:黏结剂+25％NACP;H:SBMP黏结剂对照组.制备剪切强度试件,用万能材料试验机测试各组试件的机械性能.制备脱矿牙本质片,将以上制备的8组黏结剂试样分别涂布在脱矿牙本质片表面,放置于37 ℃人工唾液中浸泡4周.取出浸泡后的牙本质片经超声冲洗、干燥、喷金后,用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)和能谱仪(energy spectrometer,EDS)观察牙本质片表面形貌和钙、磷含量及比值.结果 机械性能结果显示,实验组和对照组的抗剪切强度差异无统计学意义(P=0.882＞0.05);通过扫描电镜观察发现,牙本质再矿化结果:H组和F组牙本质小管孔塌陷,未见矿物沉积,能谱仪显示牙本质表面几乎不含钙、磷元素;A、B、C、D、E、G组牙本质表面观察到弥漫性或团聚状的矿物晶体,且大部分牙本质小管被新形成的矿物质封闭,能谱仪显示有钙、磷峰,其中经A(黏结剂+25％NACP+3％DMAE-CB)、G(黏结剂+25％NACP)组黏结剂处理的牙本质表面钙、磷比值分别为1.70、1.79,接近天然牙本质羟基磷灰石钙、磷比值1.67.结论 添加了 NACP和DMAE-CB的黏结剂固化后,不影响黏结强度,且具有良好的再矿化性能,添加25％NACP的黏结剂再矿化性能最好.

目的:探讨活化α7乙酰胆碱受体(alpha 7 nicotinic acetylcholine receptor,α7-nAChR)联合钙离子(calcium ion,Ca2+)对LPS刺激的人牙髓干细胞(dental pulp stem cell,DPSC)牙/骨向分化的影响.方法:分离培养DPSC,流式细胞术对DPSC进行表面标志物表达鉴定.CCK-8检测α7-nAChR激动剂PNU-282987和Ca2+对DPSC增殖的影响.通过碱性磷酸酶(alkaline phos-phatase,ALP)活性和染色筛选PNU-282987促进DPSC表达ALP活性的最佳浓度.用大肠杆菌脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)模拟炎性微环境刺激DPSC.采用免疫印迹分析(Western blot,WB)、实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR)和茜素红染色等方法检测牙/骨向分化的相关蛋白:Ⅰ型胶原(typeⅠcollagen,COL-I)、牙本质涎磷蛋白(dentin sialoprotein,DSPP)、骨钙素(osteopontin,OPN)、ALP、核心转录因子-2(runt-related transcription factor 2,RUNX2)、成骨细胞特异性转录因子(osterix,OSX),相关基因(COL-I、DSPP、OPN、ALP、RUNX2、OSX)和矿化基质表达情况.Fura-2AM用于检测细胞内Ca2+流动情况.结果:CCK-8实验显示,PNU-282987浓度低于10 μmol/L时对细胞增殖无抑制作用,且此浓度处理LPS刺激的DPSC后ALP活性增加最明显;Ca2+浓度低于2 mmol/L对细胞增殖无抑制作用;Western blot和RT-qPCR实验显示,PNU-282987及Ca2+处理后的LPS刺激的DPSC牙/骨向分化相关蛋白(COL-I、DSPP、OPN、ALP、RUNX2、OSX)和相关基因(COL-I、DSPP、OPN、ALP、RUNX2、OSX)的表达及矿化基质形成均明显上调,二者联合后上调最显著(P<0.001).Fura-2 AM钙离子探针结果显示DPSC细胞内Ca2+浓度增加.结论:10 μmol/L PNU-282987联合2 mmol/L Ca2+可以促进LPS刺激的DPSC的牙/骨向分化能力.

目的 制备并鉴定白藜芦醇和环糊精包合物,分析包合物对牙本质再矿化的影响.方法 以环糊精、白藜芦醇为原料,采用冷冻干燥法制备白藜芦醇-环糊精包合物,采用FTIR、TG对包合物结构进行表征.通过CCK8比较白藜芦醇和包合物的细胞毒性.SEM分析包合物对牙本质再矿化的影响.结果 FTIR图示,与游离白藜芦醇相比,包合物出现了不同频带信号强度降低及消失.热重结果示,白藜芦醇在345℃时迅速发生质量损失,环糊精-白藜芦醇包合物组在342℃时迅速发生重量损失.这些表征证明白藜芦醇被成功包含在环糊精内.CCK8结果示白藜芦醇在浓度为5 μg/mL时已经表现出明显细胞毒性,包合物组在10 μg/mL时才表现出明显细胞毒性.白藜芦醇被环糊精包合后,细胞毒性降低.SEM图显示,对比纯酸蚀组,白藜芦醇及两种包合物处理后,牙本质脱矿处均出现矿物质生成,包合物组牙本质矿物质生成更为明显.结论 环糊精能够成功包合白藜芦醇形成包合物,包合物能够促进牙本质再矿化.