خلاصه
فاکتور رشد شبه انسولین 1 (IGF-1) نقش مهمی را در تنظیم نمو ریشه ی دندان ایفا می کند و سلول های بنیادی موجود در پاپیلای( زائده بافتی) راسی (SCAPs)، مسئول تشکیل پالپ ریشه و عاج دندان می باشند. تاکنون، مشخص نبود که آیا IGF-1 می تواند عملکرد SCAPها را تنظیم کند یا خیر. در این مطالعه، SCAPها از راس ریشه نابالغ انسانی جداسازی و خالص شده و توسط 100 نانوگرم در میلی لیتر از IGF-1 خارجی تحریک شدند. سپس اثرات IGF-1 بر روی تکثیر و تمایز SCAPها مورد بررسی قرار گرفتند. در SCAPهای تیمار شده با IGF-1، تغییرات فراساختاری ومورفولوژیکی مشاهده شد. تکثیر سلول ها، فعالیت آلکالین فسفاتاز (ALP) و توانایی معدنی سازی SCAPها در حضور IGF-1 افزایش یافت. آنالیزهای RT-PCR کمی و لکه گذاری وسترن نشان دادند که بیان ژن ها و پروتئین های مرتبط با استخوان سازی (مانند آلکالین فسفاتاز، فاکتور رونویسی مرتبط با runt 2، اُستریکس و اُستئوکلسین) به طور قابل توجهی در SCAPهای تیمار شده با IGF-1 افزایش پیدا می کنند. درحالیکه بیان مارکرهای اختصاصی اُدونتوبلاست (نظیر دِنتین سیالوپروتئین و دِنتین سیالوفسفوپروتئین) در اثر IGF-1 کاهش یافتند. نتایج in vivo نشان دادند که SCAPهای تیمار شده با IGF-1 اکثرا بافت هایی شبه استخوان را به وجود می آوردند درحالیکه SCAPهای بدون تیمار پس از پیوند به طور عمده ساختارهای کمپلکس مانندی از پالپ و دنتین را تشکیل دهند. مطالعه حاضر آشکار کرد که IGF-1 تمایز به رده استخوانی و توانایی استخوان زایی SCAPها را تقویت می کند، اما از پتانسیل آن ها در تولید اُدونتوبلاست ها می کاهد. این نتایج نشان می دهند که SCAPهای تیمار شده با IGF-1 می توانند به عنوان یک کاندید بالقوه برای مهندسی بافت استخوان مورد استفاده قرار گیرند. 

Abstract

Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) plays an important role in the regulation of tooth root development, and stem cells from apical papilla (SCAPs) are responsible for the formation of root pulp and dentin. To date, it remains unclear whether IGF-1 can regulate the function of SCAPs. In this study, SCAPs were isolated and purified from human immature root apex, and stimulated by 100 ng/mL exogenous IGF-1.The effects of IGF-1 on the proliferation and differentiation of SCAPs were subsequently investigated. IGF-1 treated SCAPs presented the morphological and ultrastructural changes. Cell proliferation, alkaline phosphatase (ALP) activity and mineralization capacity of SCAPs were increased by IGF-1. Western blot and quantitative RT-PCR analyses further demonstrated that the expression of osteogenic-related proteins and genes (e.g., alkaline phosphatase, runt-related transcription factor 2, osterix, and osteocalcin) was significantly up-regulated in IGF-1 treated SCAPs, whereas the expression of odontoblast-specific markers (e.g., dentin sialoprotein and dentin sialophosphoprotein) was down-regulated by IGF-1. In vivo results revealed that IGF-1 treated SCAPs mostly gave birth to bone-like tissues while untreated SCAPs mainly generated dentin-pulp complex-like structures after transplantation. The present study revealed that IGF-1 can promote the osteogenic differentiation and osteogenesis capacity of SCAPs, but weaken their odontogenic differentiation and dentinogenesis capability, indicating that IGF-1 treated SCAPs can be used as a potential candidate for bone tissue engineering

Copyright © 2011 Elsevier B.V. All rights reserved