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中华口腔医学研究杂志(电子版)

中华口腔医学研究杂志(电子版) ›› 2011, Vol. 5 ›› Issue (01) : 5 -11. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2011.01.002

基础研究

碱性成纤维细胞生长因子和骨形成蛋白2在牙源性细胞分化中的表达及意义
刘路1, 韦曦1, 凌均棨1,†(), 吴莉萍1   
  1. 1.510055 广州，中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院·口腔医学研究所
  • 收稿日期:2010-08-14 出版日期:2011-02-01
  • 通信作者: 凌均棨
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（30872876）广东省医学科研基金（2009223）

The expression and modulatory effect of fibroblast growth factor 2 and bone morphogenetic protein 2 on the differentiation of dental derived cells

Lu LIU1, Xi WEI1, Jun-qi LING1,†(), Li-ping WU1   

  1. 1.Guanghua School of Stomatology， Institute of Stomatological Research， Sun Yat-sen University， Guangzhou 510055， China
  • Received:2010-08-14 Published:2011-02-01
  • Corresponding author: Jun-qi LING
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引用本文：

刘路, 韦曦, 凌均棨, 吴莉萍. 碱性成纤维细胞生长因子和骨形成蛋白2在牙源性细胞分化中的表达及意义[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2011, 5(01): 5-11.

Lu LIU, Xi WEI, Jun-qi LING, Li-ping WU. The expression and modulatory effect of fibroblast growth factor 2 and bone morphogenetic protein 2 on the differentiation of dental derived cells[J/OL]. Chinese Journal of Stomatological Research(Electronic Edition), 2011, 5(01): 5-11.

目的

研究人牙髓细胞（DPCs）和牙周韧带细胞（PDLCs）矿化过程中碱性成纤维细胞生长因子（FGF2）和骨形成蛋白2（BMP2）的表达变化，以及FGF2 和BMP2 在牙髓牙周损伤修复动物模型中的分布，探讨FGF 和BMP 信号通路在DPCs 和PDLCs 向成牙本质/成骨样细胞分化及牙髓牙周组织损伤修复中的调控作用。

方法

酶消化法分离培养DPCs 和PDLCs，取诱导前及矿化诱导14 d 的DPCs 和PDLCs，实时荧光定量反转录聚合酶链反应检测FGF2 和BMP2 的表达变化并进行统计学分析。 建立大鼠牙髓牙周联合损伤动物模型，HE染色观察4 周后牙髓牙本质复合体及牙周组织修复情况，免疫荧光检测FGF2 和BMP2 在新生牙髓及牙周组织的表达和分布。

结果

DPCs 和PDLCs 经矿化诱导，FGF2 mRNA 表达下调，BMP2 mRNA 表达上调，与对照组间差异有统计学意义（P＜0.05）。 免疫荧光示FGF2 在新生的牙周韧带组织强表达，在新生牙髓及正常牙髓牙周组织弱表达，BMP2 蛋白在损伤处的新生牙髓及牙周韧带组织细胞浆强表达，FGF2 和BMP2 在正常牙髓及牙周韧带组织均无表达。结论 FGF2 和BMP2 在DPCs 和PDLCs 体外成牙本质/成骨分化中可能具备独立的生物学功能，在体内牙齿损伤修复过程中可能存在协同调控作用。

关键词: 牙髓细胞, 牙周韧带细胞, 成牙本质/成骨分化, 损伤修复

Objective

The purpose of this study was to investigate the expression and distribution of fibroblast growth factor 2 （FGF2） and bone morphogenetic protein 2 （BMP2） in human dental pulp cells （DPCs） and periodontal ligament cells （PDLCs） undergoing odontogenic/osteogenic differentiation and rat dental pulp and periodontal ligament with injury.

Methods

DPCs and PDLCs were isolated by enzymatic digestion and preceded to odontogenic/osteogenic induction for 14 d， and the cells without induction served as controls. The expressions of FGF2 and BMP2 were investigated by quantitative real-time RT-PCR. Lewis rat model with dental pulp and periodontal ligament injury was created and the distribution of FGF2 and BMP2 was determined by immunofluorescent staining.

Results

The mRNA level of BMP2 was significantly increased albeit FGF2 significantly decreased compared with the control group as DPCs and PDLCs undergoing odontogenic/osteogenic induction （P＜0.05）. Immunofluorescent staining also revealed the FGF2 merely showed tense expression in the regenerated peridontal ligament tissue，whereas BMP2 signal was activated both in the newly formed dental pulp and periodontal ligament tissue compared with the normal ones.

Conclusions

FGF2 and BMP2 signaling may play individual modulatory role in the odontogenic/osteogenic differentiation of dental derived cells with in vitro culture， albeit FGF2 and BMP2 may cooperatively regulate the in vivo dental tissue regeneration after injury.

Key words: Dental pulp cells, Periodontal ligament cells, Odontogenic/osteogenic differentiation, Tissue regeneration
表1 实时荧光定量RT-PCR 引物序列
基因 引物序列
FGF2 上游：5'-AGCCAGGTAACGGTTAGCAC-3'
下游：5'-GGAGAAGAGCGACCCTCAC-3'
BMP2 上游：5'-CCTCCGTGGGGATAGAACTT-3'
下游：5'-CACTGTGCGCAGCTTCC-3'
GAPDH 上游：5'-AGATCATCAGCAATGCCTCCTGC-3'
下游：5'-ATGGCATGGACTGTGGTCATGAG-3'
图1 FGF2 mRNA 在矿化诱导前后DPCs 和PDLCs 的表达（*P＜0.05）
图2 BMP2 mRNA 在矿化诱导前后DPCs 和PDLCs 的表达（*P＜0.05）
图3 大鼠牙髓牙周联合损伤组织修复4 周HE 染色结果（×200） AB：牙槽骨； D：牙本质； DP：牙髓组织； PL：牙周韧带组织。 箭头所示为损伤处新生的牙髓牙本质复合体和牙周附着装置
图4 大鼠牙髓牙周联合损伤组织修复4 周FGF2 免疫荧光染色结果（×200） FGF2 主要表达于新生牙周韧带组织近牙槽骨侧，在损伤处新生牙髓组织呈现弱表达，表达主要位于细胞浆及细胞外基质（如箭头所示）。 绿色荧光为抗体荧光染色，蓝色荧光为细胞核特异性染料DAPI染色
图5 大鼠牙髓牙周联合损伤组织修复4 周BMP2 免疫荧光染色结果（×200） BMP2 在损伤处新生牙髓组织近牙本质侧及牙周韧带组织近牙槽骨侧强表达，主要定位于细胞浆及细胞外基质，细胞核未见表达（如箭头所示）
图6 对照组FGF2 免疫荧光染色结果（×100） 对照组大鼠牙髓和牙周韧带组织中无FGF2 表达
图7 对照组BMP2 荧光染色结果（×100） 对照组大鼠牙髓和牙周韧带组织中无BMP2 表达
1
凌均棨. 牙髓病学. 北京：人民卫生出版社， 1998：31-32.
2
Duailibi SE， Duailibi MT， Vacanti JP， et al. Prospects for tooth regeneration. Periodontol 2000， 2006，41（1）：177-187.
3
Montero A， Okada Y， Tomita M， et al. Disruption of the fibroblast growth factor-2 gene results in decreased bone mass and bone formation.J Clin Invest， 2000，105（8）：1085-1093.
4
Guo X， Wang XF. Signaling cross-talk between TGF-beta/BMP and other pathways. Cell Res， 2009，19（1）：71-88.
5
Nakamura Y， Tensho K， Nakaya H， et al. Low dose fibroblast growth factor-2 （FGF-2） enhances bone morphogenetic protein-2 （BMP-2）-induced ectopic bone formation in mice. Bone， 2005，36（3）：399-407.
6
Wei X， Ling J， Wu L， et al. Expression of mineralization markers in dental pulp cells. J Endod， 2007，33（6）：703-708.
7
Wu L， Wei X， Ling J， et al. Early osteogenic differential protein profile detected by proteomic analysis in human periodontal ligament cells.J Periodon Res，2009，44（5）：645-656.
8
Worapamorn W， Xiao Y， Li H， et al. Differential expression and distribution of syndecan-1 and -2 in periodontal wound healing of the rat.J Periodon Res， 2002，37（4）：293-299.
9
Pri-Chen S， Pitaru S， Lokiec F， et al. Basic fibroblast growth factor enhances the growth and expression of the osteogenic phenotype of dexamethasone-treated human bone marrow-derived bone-like cells in culture. Bone， 1998，23（2）：111-117.
10
Quarto N， Wan DC， Longaker MT. Molecular mechanisms of FGF-2 inhibitory activity in the osteogenic context of mouse adipose-derived stem cells （mASCs）. Bone， 2008，42（6）：1040-1052.
11
Holleville N， Quilhac A， Bontoux M， et al. BMP signals regulate Dlx5 during early avian skull development. Dev Biol， 2003，257（1）：177-189.
12
Minamide A， Yoshida M， Kawakami M， et al. The effects of bone morphogenetic protein and basic fibroblast growth factor on cultured mesenchymal stem cells for spine fusion. Spine， 2007，32（10）：1067-1071.
13
Choi KY， Kim HJ， Lee MH， et al. Runx2 regulates FGF2-induced Bmp2 expression during cranial bone development. Dev Dyn， 2005，233（1）：115-121.
14
Iohara K， Zheng L， Ito M， et al. Side population cells isolated from porcine dental pulp tissue with self-renewal and multipotency for dentinogenesis， chondrogenesis， adipogenesis， and neurogenesis. Stem Cells， 2006，24（11）：2493-2503.
15
Kawanabe N， Murakami K， Takano-Yamamoto T. The presence of ABCG2-dependent side population cells in human periodontal ligaments.Biochem Biophys Res Commun， 2006，344（4）：1278-1283.
[1] 贺林凤, 曹雨, 张宁, 冉新泽, 王锋超. 肠干细胞调控与肠道放射损伤修复的研究进展[J/OL]. 中华损伤与修复杂志(电子版), 2023, 18(04): 358-363.
[2] 王在强, 金发光, 傅恩清. 颗粒酶B在组织损伤修复中的研究进展[J/OL]. 中华损伤与修复杂志(电子版), 2021, 16(04): 349-352.
[3] 崔凤瑞, 李芳, 张铁凝, 李全. 干细胞源性外泌体在损伤修复中作用的研究进展[J/OL]. 中华损伤与修复杂志(电子版), 2021, 16(01): 71-73.
[4] 李俊达, 陈美霖, 韦晓英, 郝逸珊, 王劲茗. 覆盖富血小板血浆3D打印聚己内酯支架对牙髓细胞体外生物学行为的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2017, 11(03): 149-156.
[5] 吴天秀, 徐瑜, 廖秀清, 姚伟, 王关嵩, 杨昱, 王斌, 郭亮, 张明周, 吴国明, 罗莉, 白莉, 王彦, 胡明冬, 徐智. 驱动基因阴性Ⅲ/Ⅳ期非小细胞肺癌BRCA1/2基因突变与含铂化疗疗效的关系[J/OL]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2023, 16(05): 615-623.
[6] 曹守青, 来东, 焦启龙, 安哲昆, 李修彬. 免疫细胞在肾脏缺血再灌注损伤修复中的作用研究进展[J/OL]. 中华细胞与干细胞杂志(电子版), 2024, 14(01): 45-50.
[7] 乔梁, 杨向群. 脂肪干细胞在心肌损伤修复中的研究进展[J/OL]. 中华细胞与干细胞杂志(电子版), 2022, 12(04): 230-236.
[8] 李婧娴, 韩兴龙, 涂元媛, 胡士军, 于淼, 雷伟. 内皮祖细胞在血管损伤修复中的研究进展[J/OL]. 中华细胞与干细胞杂志(电子版), 2022, 12(03): 176-180.
[9] 胡厚如, 董兵, 何江, 余冰波, 张小宇, 夏文豪. 体育运动对冠心病患者内皮祖细胞血管内皮损伤修复能力的改善作用研究[J/OL]. 中华细胞与干细胞杂志(电子版), 2019, 09(02): 72-78.
[10] 和鹏飞, 魏凯, 谢院生. 间充质-上皮转化的生物学作用及其影响因素[J/OL]. 中华肾病研究电子杂志, 2016, 05(06): 281-284.
[11] 刘卓, 段虎斌. 生物电相关疗法在神经损伤修复中的应用进展[J/OL]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2023, 09(05): 257-260.
[12] 程俊凯, 罗耀文, 李娟, 张磊, 杨淑涵, 王彦刚. 重复经颅磁刺激上调DJ-1表达改善小鼠创伤性脑损伤后功能障碍的研究[J/OL]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2022, 08(05): 261-268.
[13] 徐如祥, 邱文乔. 生物组装类脑生态位促进神经再生修复展望[J/OL]. 中华神经创伤外科电子杂志, 2022, 08(01): 1-5.
[14] 岳茂兴, 周培根, 郝冬琳, 李瑛, 尹进南, 郑琦涵, 杨学峰, 梅冰, 孙志辉, 马临庆, 徐冰心, 吴静, 吴娟, 郁婷婷, 钱亿超, 朱晓瓞, 冯斌, 徐君晨, 关竹颖, 岳慧, 魏艳红. 一种促进神经损伤修复的药物组合物治疗22例ALS患者1年后的疗效观察[J/OL]. 中华卫生应急电子杂志, 2018, 04(05): 264-272.
[15] 岳茂兴, 周培根, 郝冬琳, 李瑛, 尹进南, 郑琦涵, 杨学峰, 梅冰, 孙志辉, 马临庆, 吴静, 吴娟, 郁婷婷, 钱亿超, 朱晓瓞, 冯斌, 徐君晨, 关竹颖, 岳慧, 魏艳红, 庄德志, 常华, 唐瑞秀, 黄筱丽. 一种促进神经损伤修复的药物组合物治疗60例MND患者6个月后的疗效观察[J/OL]. 中华卫生应急电子杂志, 2018, 04(05): 281-289.
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