PLGA静电纺丝纳米纤维结合诱导培养基和BMP4诱导鼠胚胎干细胞向牙上皮分化

张彦聪 窦林波 张风河

参与牙胚发育的细胞因子数量非常多，其中以BMP家族，FGF家族与牙胚发育的关系最为密切[1-2]。研究表明，PAX9是牙间充质早期标志物[3-4],并受上皮BMP4和FGF8(fibroblast growth factor,成纤维细胞生长因子)信号的调控, FGF8与BMP4互相拮抗定点了口腔外胚层上皮的成牙位点，并具有时空依赖性，表达FGF8但不表达BMP4的区域表达PAX9。在牙胚发育的前期，口腔上皮首先表达FGF8，成为牙胚将要发生的标志[5]。同时，FGF8刺激间充质在蕾状期表达PAX9，而BMP4抑制PAX9的表达，因此，来自上皮的FGF8与BMP4信号互相拮抗，共同决定了间充质表达PAX9的区域，从而确定了未来牙发生的位点[6]。反过来，间充质内被诱导产生的转录因子也反馈调节上皮内的信号。最典型的是BMP4循环反馈。在鼠胚胎E 11.5 d，牙胚上皮蕾状期，BMP4表达由上皮转移至间充质，成牙潜能也由上皮转移至间充质。上皮和间充质分泌的BMP4均能激活上皮和间充质的WNT通路和BMP通路，使信号循环反馈，不断放大[7]。可见BMP4在牙胚发育过程中起到核心作用，BMP4在合适的时间表达增强或减弱，进而影响其它信号的变化最终决定了上皮向牙胚发育。因此在微环境材料中引入BMP4多肽可激活BMP-WNT 反馈循环，从而启动牙上皮分化。

纳米纤维与细胞外基质的纤维环境相似，由于其高表面积和体积比，合成或天然生物聚合物纳米纤维已被应用于支持多能干细胞的长期培养。这种纳米结构有可能准确地模拟自然的细胞外基质，并为干细胞的附着和增殖提供亚细胞尺度上的最佳空间[8-10]。合成聚合物,如PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)、PCL、PHA具有良好的机械、生物降解性和稳定体内,容易加工和修饰[11-13]。……