ULOGA αSMA PERIVASKULARNIH STANICA TIJEKOM STVARANJA TERCIJARNOG DENTINA

Abstract

OBJECTIVES: The aim of this study was to examine the contribution of perivascular cells to odontoblasts during the development, growth, and repair of dentin and examine the effects of early and limited exposure of perivascular cells to fibroblast growth factor 2 (FGF2) in vivo using mouse molars as a model. MATERIAL AND METHODS: We used an inducible, Cre-loxP in vivo fate-mapping approach to examine the contributions of the descendants of cells expressing the αSMA-CreERT2 transgene to the odontoblast lineage. RESULTS: In vivo lineage-tracing experiments showed the contribution of αSMA-tdTomato+ cells to a small number of newly formed odontoblasts during primary dentinogenesis. Experiments revealed that mild injury to dentin first led to activation of aSMA-tdTomato+ cells in the entire pulp chamber. After their activation aSMAtdTomato+ cells migrated towards the site of injury, gave rise to pulp cells and a few odontoblasts that became integrated into the existing odontoblast layer expressing Col2.3- GFP and Dspp. Using an experimental pulp exposure model in molars to induce reparative dentinogenesis, we demonstrate the contribution of αSMA-tdTomato+ cells to cells secreting reparative dentin. Our results demonstrate that αSMA-tdTomato+ cells differentiated into Col2.3-GFP+ cells composed of both Dspp+ odontoblasts and Bsp+ osteoblasts. Early delivery of exogenous FGF2 to exposed pulp led to proliferative expansion of αSMA-tdTomato+ cells and their accelerated differentiation into odontoblasts. Results showed that the calcified bridge/reparative dentin in FGF2-treated pulps were lined with an increased number of Dspp+ odontoblasts and devoid of BSP+ osteoblasts. CONCLUSION: Our findings identify a population of mesenchymal progenitor cells capable of giving rise to a second generation of odontoblasts during reparative dentinogenesis. The increased number of odontoblasts derived from αSMAtdTomato+ cells and the formation of reparative dentin devoid of osteoblasts provide in vivo evidence for the stimulatory effects of FGF signaling on odontoblast differentiation from early progenitors in dental pulp.CILJ ISTRAŽIVANJA: Reparativna dentinogeneza je regenerativni proces koji dovodi do stvaranja dentinskog mineraliziranog mosta koji pridonosi održavanju vitaliteta zubne pulpe. Reparativna dentinogeneza nastaje nakon intenzivne ozljede dentina koja dovodi do smrti odontoblasta i uključuje aktivaciju, proliferaciju i migraciju mezenhimnih matičnih stanica do mjesta ozljede i njihovu diferencijaciju u drugu generaciju odontoblasta i odontoblastima – sličnim stanica. Identitet stanica kćeri stanica i signalni putovi uključenih u proces reparativne dentinogeneze su još uvijek nedovoljno istraženi i nepoznati. Cilj ove studije je ispitati ulogu perivaskularnih stanica u pulpi koja eksprimira alfa aktin glatkog mišića-GFP (αSMA-GFP) u reparativnoj dentinogenezi i ispitati učinke FGF signalne molekule na ovu populaciju. Koristili smo inducirani CreloxP rekombinacijski sustav (αSMA-CreERT2) za eksperimente praćenja staničnih loza in vivo i in vitro. Cilj je ispitati doprinos perivaskularnih stanica odontoblastima tijekom razvoja, rasta i regeneracije dentina i ispitati učinke rane i ograničene izloženosti perivaskularnih stanica fibroblastičnom faktoru rasta 2 (FGF2) in vivo na uzorku mišjih kutnjaka. MATERIJALI I METODE: Koristili smo inducirani, Cre-loxP in vivo pristup praćenja sudbine stanica da bismo ispitali doprinos potomaka stanica koji izražavaju αSMA-CreERT2 transgen u odontoblastastičnoj liniji. REZULTATI: Pokusi in vivo praćenja loze na kutnjacima pokazali su doprinos αSMA-tdTomato+ stanica malom broju novoformiranih odontoblasta tijekom primarne dentinogeneze. Eksperimenti su otkrili da je blaga trauma dentina najprije dovela do aktivacije SMA-tdTomato+ stanica u cijeloj pulpnoj komori. Postotak područja koja zauzimaju SMA-tdTomato+ stanice u zubima sa traumom dentina bio je značajno veći nego kod zuba bez ozljeda. Nakon njihove aktivacije SMA-tdTomato+ stanice migrirale su prema mjestu ozljede, diferencirale u pulpne stanice, te su nekoliko SMA-tdTomato+ odontoblasta koji su se integrirali u postojeći odontoblastni sloj izražavali Col2.3-GFP i Dspp. Koristeći eksperimentalni model direktnog prekrivanja pulpe u kutnjacima kako bi potakli reparativnu dentinogenezu, prikazali smo doprinos αSMA-tdTomato+ stanica stanicama koje izlučuju reparativni dentin. Naši rezultati pokazuju da su se αSMA-tdTomato+ stanice diferencirale u Col2.3-GFP+ stanice, te su sastavljene od Dspp+ odontoblasta i Bsp+ osteoblasta. Rana primjena egzogenog FGF2 nakon direktnog prekrivanja pulpe dovela je do jače proliferacije αSMA-tdTomato+ stanica i njihove ubrzane diferencijacija u odontoblaste. Rezultati su pokazali da je mineralizirani most reparativng dentina u kutnjacima tretiranim FGF2-om obložen povećanim brojem Dspp+ odontoblasta uz odsudstvo BSP+ osteoblasta. ZAKLJUČAK: Blaga ozljeda dovela je do aktivacije perivaskularnih SMA-tdTomato+ stanica koje su diferencirale u stanice pulpe, kao i nekoliko odontoblasta koji su integrirani u prethodno postojeći sloj odontoblasta. Naši nalazi identificiraju populaciju mezenhimalnih potomskih stanica koje mogu stvoriti drugu generaciju odontoblasta (odontoblastima – slične stanice) tijekom reparativne dentinogeneze. Povećani broj odontoblasta dobivenih iz αSMA-tdTomato+ stanica i stvaranje reparativnog dentina lišenog osteoblasta pružaju in vivo dokaze za stimulacijske učinke signalizacije FGF2-a na diferencijaciju odontoblasta u zubnoj pulpi