【摘要】 牙髓在受到外来刺激时，会启动自身的防御性反应，分泌和释放一些细胞因子并启动特定信号通路，以促进修复性牙本质的形成，从而达到隔绝刺激、保护牙髓的目的，其中牙髓细胞向损伤部位的定点迁移发挥了至关重要的作用。本文就目前对牙髓细胞迁移的研究进展作一综述。
【关键词】 迁移； 牙髓细胞； 细胞因子
AResearch progress on migration of dental pulp cells YANG Hui, HU Tao. （State Key Laboratory of Oral Di-seases, Sichuan University, Chengdu 610041, China）
[Abstract] Defensive reaction is initiated when the pulp is suffered from potential harmful stimulus. Secreting or releasing cytokines constructs a complex regulatory network to activate certain signaling pathways, resulting in reparative dentin formation to protect the pulp from noxious stimulus. The directional migration of dental pulp cells to the injured sites is pivotal to the regeneration process. This review focused on the research progress in migration of dental pulp cells.
[Key words] migration； dental pulp cell； cytokine
细胞迁移对机体的正常发育、组织损伤修复和炎症感染的转归等都发挥了重要作用。细胞迁移是复杂的过程，包括细胞骨架、细胞黏附底物和细胞外基质的改变。研究表明，许多类型的细胞（白细胞、淋巴细胞、成纤维细胞、神经元细胞等）都能以单细胞的形式发生迁移[1]。细胞迁移是复杂的调控过程，为多种生长因子和信号通路共同作用的结果。细胞迁移的过程是细胞先在前端伸出片状或丝状伪足，通过与细胞外基质建立新的黏附来维持伸展状态。肌动蛋白、肌球蛋白调节细胞体收缩使细胞向前运动，最后尾部与基质分离并把尾部缩回。修复性牙本质的形成是当牙髓受到比较强烈的刺激，对应部位成牙本质细胞坏死，牙髓细胞迁移至损伤部位分化成为成牙本质样细胞，分泌牙本质基质矿化形成牙本质桥，因此细胞迁移对牙髓损伤修复和牙髓内环境的稳定发挥了重要作用。
1 牙髓细胞迁移相关生长因子
过去的研究表明，一些生长因子和细胞外基质成分可能作为牙髓细胞迁移分化的信号分子参与牙髓的损伤修复过程[2]。损伤部位的一些生长因子可能对牙髓细胞发挥了有丝分裂原和化学趋化因子的作用。由成牙本质细胞和牙髓成纤维细胞分泌的转化生长因子（transforming growth factor，TGF）-β、骨形态发生蛋白（bone morphogeneticprotein，BMP）、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor，FGF）和胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）在正常情况下被储存在牙本质基质中[3]，当牙齿受到损伤的时候这些分子被释放[4-5]。此外，受损伤的成牙本质细胞也通过旁分泌的方式向周围未损伤细胞传递信号。由生长因子所诱发的早期修复反应就为循环性炎症细胞和未分化牙髓细胞向损伤部位的迁移提供了化学趋化信号[6]。
体外实验和基因敲除动物实验研究表明TGF-β1是牙齿修复过程中的重要因子之一[7]。TGF-β1作为引导组织再生的信号在损伤部位的修复过程中表达上调[6，8]。TGF-β1和一些促炎因子可能通过刺激一些整合素亚单位的表达来促进细胞迁移[9]。对人牙齿切片模型进行的研究表明，TGF-β1能够在损伤部位诱导成牙本质细胞下层细胞和牙髓成纤维细胞分化和迁移[10]。TGF-β1能够对人牙髓细胞内的微丝骨架产生解聚和重组作用，为解释牙本质牙髓复合体损伤后牙髓细胞向受损部位的迁移提供了理论依据，同时TGF-β1可以通过多种信号通路如相对分子质量为38 000的酪氨酸磷酸化蛋白激酶-促分裂素原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK）、细胞外信号调节激酶1/2（extracellular regulated ki-nase 1/2，ERK 1/2）以及Smad通路实现信号转导，参与调节牙髓损伤修复过程[11]。
牙齿修复过程中，由损伤细胞所释放的钙也参与介导和协调未损伤细胞向损伤部位的迁移[6]。牙本质磷蛋白能够促进人牙髓细胞的迁移，其迁移率与牙本质磷蛋白呈剂量依赖性[12]。富含半胱氨酸的蛋白质酸能够通过细胞外信号调节激酶（extracellular regulated kinase，ERK）诱导人牙髓细胞迁移并呈剂量依赖性，这种迁移能够受到抗αⅤβ3整合素抗体的抑制，抗αⅤβ3整合素抗体同样能够抑制ERK的激活，表明整合素αⅤβ3对ERK和细胞迁移可能有调节作用[13]。基质细胞衍生因子-1β能够增强牙髓细胞的迁移率，而其受体拮抗剂能够抑制细胞迁移[14]。同时在牙髓细胞中能够检测到CXCR4的表达，而重组人基质衍生生长因子-1能促进表达CXCR4的牙髓细胞分化和迁移[15]。
Notch蛋白、巢蛋白、钙黏着蛋白和联接蛋白也参与了牙髓损伤所导致的信号级联反应，这些分子在损伤牙髓中也参与协调细胞的迁移[16]。牙髓组织修复过程中，Notch蛋白表达上调也是牙髓细胞早期分子机制之一，Notch信号对细胞命运转归起着重要作用，在牙髓修复过程中Notch信号的再激活就使细胞分化或自我更新。在损伤的人牙齿中，Notch受体最有可能在成牙本质细胞前体细胞和一些成牙本质细胞下层细胞中表达，而不在终末分化的成牙本质细胞中表达，提示Notch信号通路参与保持细胞多分化潜能。Notch-2蛋白在接近损伤部位的牙髓细胞中被激活，说明这些部位是损伤修复过程中各种细胞的重要来源[17-18]。
2 牙髓细胞迁移信号通路
许多细胞内信号分子都参与调节细胞迁移，这其中就包括小分子的鸟苷三磷酸酶（guanosine triphosphatase，GTP）、Ca2+调节蛋白、丝裂原活化蛋白激酶、蛋白激酶C、磷脂酶C和磷脂酶D以及络氨酸激酶等[1]。各种各样的细胞外信号分子共同参与构成多条信号通路调节细胞迁移，目前研究较多的有MAPK和由Rho家族小分子鸟苷三磷酸酶发挥作用的信号通路。
MAPK分为4个亚族，即细胞外信号调节激酶、c-Jun氨基末端激酶、p38和ERK-5。目前研究发现，MAPK家族的c-Jun氨基末端激酶可通过磷酸化的paxillin来调节细胞迁移[19]，细胞迁移实际上就是细胞骨架发生周期性变化的过程，而p38 MAPK又是参与细胞骨架重塑的重要调节信号分子，因此MAPK信号通路可能参与了细胞迁移的调节。有研究显示，p38 MAPK信号通路参与了TGF-β1在牙髓细胞内的信号转导，对细胞的分化指标碱性磷酸酶活性具有调控作用，在牙髓的损伤修复过程中发挥了重要的作用[11，20]。
Rho家族的GTP酶通过介导特殊的含肌动蛋白结构的形成来调节细胞迁移[21]，因此Rho家族蛋白在细胞迁移的4个过程（片状伪足的延伸、细胞与基质黏附、细胞体收缩和细胞尾部解离）中都发挥了重要作用。目前，Rho家族蛋白中与细胞迁移研究较多的有RhoA/B、Rac1/2和Cdc42。片状伪足的延伸就包括肌动蛋白纤维的聚合，Rac在该过程中发挥了重要作用而抑制Rac细胞停止迁移[22]。大部分迁移细胞伪足上都有一些小的局灶性复合体，他们对于伪足与胞外基质的黏附关系密切，而局灶性复合体的形成需要Rac的参与，细胞与胞外基质的黏附又能激活Rac和Cdc42，激活的Rac和Cdc42又能促进细胞的伸展，不断的新的黏附使Rac始终保持活性，这样就形成正性循环使得细胞不断迁移[1，23]。细胞体的收缩主要依靠肌动肌球蛋白的收缩和Rho蛋白的调节，Rho主要通过Rho激酶来影响肌球蛋白轻链（myosin light chain，MLC）的磷酸化来发挥作用，此外Rho还能通过影响与细胞迁移相关的肌动蛋白细胞骨架等方式来调节胞体的收缩，如ROCK能够激活LIMK来抑制cofilin介导的肌动蛋白解聚，从而促进F肌动蛋白的聚合[24]。而尾部解离的速度通常能够影响细胞的迁移速度，主要取决于细胞的种类和细胞与胞外基质的结合力。因此，Rho家族成员协同调节了细胞迁移的多个环节。
此外，细胞迁移还涉及一些其他信号通路。Smad信号已被证实在牙髓细胞中与MAPK信号间存在串话，p38 MAPK对Smad信号通路中的两种受体调控型Smad即Smad 2和Smad 3的磷酸化具有调节作用，ERK1/2激酶可能参于了其调控过程，p38和ERK1/2信号通路的特异性阻断药物可以用于直接调控Smad信号通路[11]。
3 牙髓细胞迁移相关基因
通过损伤刺激和长期细胞反应联合操纵的早期基因表达可作为损伤修复的激活剂[9，25]，早期基因的表达能够激活编码蛋白酶和其他细胞行为直接调节剂的基因转录。生长因子和细胞因子能够激活成牙本质样细胞早期基因的表达，两种原癌基因c-jun和jun B能够在损伤牙齿的成牙本质样细胞中诱导表达[26]，基因产物c-jun和jun B是转录因子活化蛋白-1的组成成分，转录因子活化蛋白-1是由1个fos家族成员（c-fos，fos B，fra-1，fra-2）和1个jun家族成员（c-jun，jun B，junD）组成的异源性二聚体蛋白，是细胞迁移的重要调节剂。转录因子活化蛋白-1在轻微损伤就出现表达上调，还能增强TGF-β1的表达[9，27].
4 结语
近年来在牙本质中已经发现多种信号分子，而这些信号分子之间的功能关系仍存在许多问题。对这些信号分子组织学的准确定位还不完全清楚，而这对其功能的理解至关重要。这些信号分子之间复杂的相互关系在组织发育和内环境的稳定方面发挥了重要的作用，对这些信号分子在损伤修复的过程中发挥的潜在生物学作用深入探讨将使人们能够对牙髓损伤修复过程进行调节。
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