文档介绍：项目名称:牙发生发育分子机理及牙齿再生研究首席科学家:田卫东四川大学起止年限:2010年1月-2014年8月依托部门:教育部四川省科技厅一、研究内容关键科学问题1阐明牙齿发育过程中上皮-间充质细胞相互作用关键基因及最适成牙微环境;2探讨牙源性上皮及间充质干细胞的发育起源及牙向分化机制;3探索用于牙再生种子细胞(上皮及间充质细胞)的替代细胞;4重建牙再生的微环境,在大动物体内用牙源性干细胞及非牙源性成体干细胞复合生物支架材料进行牙再生研究。主要研究内容本项目是围绕牙齿发育和再生进行相关的基础研究,首先要研究并明确牙齿发生、发育的分子调控机理,为全牙再生提供理论依据和实验指导,并为牙发育和牙再生相关干细胞的分化调控及其机理研究奠定基础;同时,研制适于牙齿各种组织成份构建的生物支架材料,为实现牙齿再生奠定实验基础;上述各研究是有机结合、循序渐进的系统,其最终目标是明确牙齿发育机理并实现牙的再生。本项目包含以下主要研究内容:1牙发育中上皮-间充质细胞相互作用分子机制及微环境的影响在建立牙胚上皮-间充质离解重组体外培养模型的基础上,应用基因敲除、转基因和RNAi等技术探讨FGF、TGF-βs、BMPs、Wnt、Shh等在牙胚发育中上皮和间充质各自的作用机制;观察不同外部微环境对于牙胚上皮和间充质干细胞的影响。本课题研究目标:通过对牙发生发育基因调控机制的研究,发现牙胚上皮和间充质中起关键作用的信号分子;明确牙胚上皮和间充质相互诱导的分子机制;寻获牙胚中干细胞和祖细胞诱导分化的微环境,进而获得牙胚发育形态发生期间的分子作用机制。2牙源性干细胞成牙分化机制研究牙发育过程中的各个阶段理论上都存在牙源性干细胞,这些干细胞遵循发育程序和机理向进行分化直至形成牙齿,在成体牙中,有些牙源性干细胞如牙髓干细胞和牙周膜干细胞等得以部分保留。本课题拟对牙源性干细胞牙向分化的分子机制进行研究,并对牙源性干细胞的特异性调控因子、定向分化诱导技术体系和成牙能力等关键问题进行研究,以进一步阐明其在牙齿发生发育中的作用,并以此作为理论基础指导牙再生研究。本课题研究目标:通过对牙源性干细胞发育起源及牙向分化的研究,探讨不同发育时期的牙源性干细胞的基因差异表达、成牙分化能力、分子调控机制等,进一步阐明牙发育过程中牙源性干细胞牙向分化机制。3用于牙再生的上皮与间充质细胞来源的研究进行牙齿再生研究必须具有再生的核心元素即种子细胞。因此,该课题拟对非牙源性成体干细胞的牙向诱导分化进行研究,利于将来控制这些干细胞向成牙种子细胞的定向分化,为牙齿再生提供种子细胞。本课题研究目标:明确多种非牙源性干细胞和iPS细胞的成牙分化潜能,建立非牙源性干细胞和iPS细胞牙向分化的诱导体系,探索可用于牙再生种子细胞(上皮及间充质细胞)的替代细胞。4基于牙齿发育原理的牙齿构建与再生要形成在形态和结构上类似于天然牙的再生牙齿是我们的最终目标。本课题拟利用牙发生发育的原理,重建牙再生的微环境,探讨生物支架材料的成份和性能对牙源性干细胞及非牙源性成体干细胞的生长和牙向分化影响,并进行种子细胞/支架材料在不同微环境下的构建和大动物体内牙再生研究,阐明牙再生相关机制。本课题研究目标:基于牙发育中上皮-间充质相互作用原理,重建牙再生的微环境,研制出适宜牙再生的生物支架材料,用牙源性干细胞及非牙源性成体干细胞作为种子细胞复合生物支架材料在大动物体内实现牙再生,并明确牙再生相关机理。二、预期目标项目总体目标围绕口腔医学和再生医学发展的重大科学问题,阐明牙发生发育过程中上皮-间充质相互作用机制及微环境对成牙相关干细胞的调控机理,建立牙源性和非牙源性干细胞牙向诱导分化体系,并基于牙发育机理和牙再生微环境的研究探索牙齿再生,重点研究牙根再生和生物性牙根,为临床牙齿缺失修复提供科学依据。通过本项目的研究,搭建牙发育和牙再生研究平台,培养和建立一支学术水平高、创新能力强的研究人才队伍,使我。5年具体预期目标及考核指标1、通过对牙发生发育基因调控机制的研究,发现牙胚上皮和间充质中起关键作用的信号分子;明确牙胚上皮和间充质相互诱导的分子机制;寻获牙胚中干细胞和祖细胞诱导分化的微环境,进而获得牙胚发育形态发生期间的分子作用机制。2、通过对牙源性干细胞发育起源及牙向分化的研究,探讨不同发育时期的牙源性干细胞的基因差异表达、成牙分化能力、分子调控机制等,进一步阐明牙发育过程中牙源性干细胞牙向分化机制。,建立非牙源性干细胞和iPS细胞牙向分化的诱导体系,探索可用于牙再生种子细胞(上皮及间充质细胞)的替代细胞。-间充质相互作用原理,重建牙再生的微环境,研制出适宜牙再生的生物支架材料,用牙源性干细胞及非牙源性成体干细胞作为种子细胞复