ヒト歯髄由来の脱細胞化マトリックスハイドロゲルは、インビトロで歯髄幹細胞の増殖、移行、誘導多方向分化を促進した

A Decellularized Matrix Hydrogel Derived from Human Dental Pulp Promotes Dental Pulp Stem Cells Proliferation, Migration, and Induced Multidirectional Differentiation in vitro.

• Junda Li
• Zilong Rao
• Yiming Zhao
• Yiwei Xu
• Lingling Chen
• Zongshan Shen
• Ying Bai
• Zhengmei Lin
• Qiting Huang

抄録

はじめに:

歯髄は、歯髄-象牙質複合体の主要な構成要素であり、歯科外傷・感染症に対する保護システムとしての役割を果たしている。歯髄炎や歯髄壊死の後、機能的に歯髄を再生させることは非常に望ましいことです。しかし、歯内療法では、根管内に機能的な細胞が存在しないため、歯内再生は数十年の間、困難な状況が続いています。本研究では，ヒト歯髄由来の脱細胞化マトリックスハイドロゲル（hDDPM-G）を開発し，歯髄再生のための成長を許容する微小環境として機能する可能性があることを明らかにした．

INTRODUCTION: Dental pulp is a major composition in pulp-dentin complex, which serves as protective system against dental trauma/infection. A functional dental pulp regeneration is highly desirable after pulpitis or pulp necrosis. However, endodontic regeneration has remained challenging for decades, due to the deconstructive microenvironment and lack of functional cells within root canal system. The present study developed a decellularized matrix hydrogel derived from human dental pulp (hDDPM-G), which might serve as a growth-permissive microenvironment for dental pulp regeneration.

方法:

健康な親知らずの歯から抽出したヒト歯髄を脱細胞化し、消化した後、ゾル-ゲル転移を行い、hDDPM-Gを形成した。タンパク質組成は、プロテオミクス分析により同定された。ヒト歯髄幹細胞（hDPSCs）をhDDPM-Gコーティング表面に播種し、免疫蛍光染色、トランスウェル遊走、およびCCK-8アッセイによって評価した。誘導されたhDPSCsの分化をin vitroで調べ、免疫染色、ウエスタンブロットおよびRT-PCRによって特徴付けた。

METHODS: Human dental pulps extracted from healthy wisdom teeth were decellularized and digested, then underwent sol-gel transition to form hDDPM-G. The protein compositions were identified by proteomic analysis. Human dental pulp stem cells (hDPSCs) were seeded on hDDPM-G coated surfaces and evaluated by immunofluorescence staining, Transwell migration, and CCK-8 assays. Induced hDPSCs differentiation was examinedin vitroand characterized by immunostaining, western blotting, and RT-PCR.

結果:

完全な脱細胞化を実施した。その結果、hDDPMに含まれるタンパク質が細胞増殖、遊走、幹細胞分化の制御に寄与していることが明らかになった。その結果、hDDPM-Gコーティング表面はhDPSCの接着、遊走、増殖を促進した。さらに、hDDPM-Gコーティングは、誘導培地で14日間培養したhDPSCsの歯芽細胞様、神経様、血管新生様の分化を促進した。

RESULTS: Complete decellularization was implemented. Protein contents found in hDDPM were identified to contribute in promoting cell proliferation, migration, and regulation of stem cell differentiation. The hDDPM-G coated surfaces promoted hDPSCs adhesion, migration, and proliferation. Furthermore, hDDPM-G coatings facilitated odontoblast-like, neural-like, and angiogenic differentiation of the seeded hDPSCs after cultured in induction media for 14 days.

結論:

本研究では、hDDPM-GがhDPSCの増殖、遊走、多方向分化誘導に効果的に寄与していることを明らかにした。また、体温での注入性やゲル化性を考慮すると、hDDPM-Gは歯内療法再生へのトランスレーショナルな可能性を秘めていると考えられる。

CONCLUSIONS: This study demonstrated that hDDPM-G effectively contributed in promoting hDPSCs proliferation, migration, and induced multidirectional differentiation. Considering the injectability and gelation at body temperature, hDDPM-G may hold translational potential for endodontic regeneration.

Copyright © 2020. Published by Elsevier Inc.