口腔干细胞(dental stem cells，DSCs)凭借其独特的生物学优势备受关注。DSCs定位于口腔颌面部间充质组织，具有易于获取、分离简便等特点。目前，本团队已成功分离并鉴定出多种牙源性DSCs，包括牙髓干细胞(dental pulp stem cells, DPSCs)[4]、乳牙干细胞(stem cells from human exfoliated deciduous teeth, SHED)[5]、牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells, PDLSCs)[6]、根尖乳头干细胞(stem cells from the apical papilla, SCAP)[7]和牙龈干细胞(gingiva-derived mesenchymal stem cells, GMSCs)等[8]。DSCs已在组织再生、神经退行性疾病、自身免疫性疾病及糖尿病等多个领域的临床前研究与临床试验中显示出广阔的应用前景。本文旨在系统性总结DSCs及其衍生囊泡的功能特性与临床应用潜力，并展望未来发展，以期为创新治疗策略和临床实践提供新的方向。
1 DSCs的发现及其生物学性能
2000年，本团队首次从成人恒牙中分离鉴定了DPSCs，DPSCs是首个被发现的DSCs[4]。DPSCs具备多谱系分化潜能和克隆形成能力等干细胞的重要特性，这一发现为口腔科学研究开辟了全新方向。与骨髓来源的间充质干细胞(bone marrow-derived MSCs, BMSCs)相比，DPSCs能表达相似的间充质标志物(如VCAM-1、CD146、α-SMA)及骨相关标志物(如ALP、OPN、BSP)[9]。由于成人恒磨牙组织与骨髓组织源的微环境存在显著差异，DPSCs表现出更强的体外增殖能力[4]。此外，DPSCs可定向分化为成牙本质细胞，其体内移植实验证实能有效诱导形成异位牙本质-牙髓复合体[10]。2003年，本团队进一步从乳牙牙髓中分离鉴定了SHED[6]。SHED高表达间充质标志物(如STRO-1、CD146)和胚胎干细胞标志物(如NANOG、OCT-4)以及肿瘤识别抗原(如TRA-160、TRA-1-81)[11]。相较于DPSCs，SHED展现出更高的体外增殖速率、更强的克隆形成能力及成骨分化潜能，在成骨分化过程中产生更高水平的碱性磷酸酶和骨钙素[6, 12]。因此，SHED的发现不仅为牙髓组织再生提供了新型细胞资源，其强大的跨谱系分化能力更拓展了其在组织工程治疗中的应用。
2008年，本团队与王松灵团队从人未成熟恒牙的根尖乳头中鉴定出另一种新型DSCs——SCAP[7, 14]。SCAP表现出与DPSCs相当的成骨/成牙本质分化能力，共表达多种骨/牙本质标志物和间充质标志物STRO-1[7]，同时高表达多种神经标志物(如Nestin、NeuN、GFAP)，其表达谱与DPSCs和SHED相似[14]。然而，SCAP与DPSCs存在功能差异：SCAP在器官培养中的增殖速率高于DPSCs的2~3倍，但其表达较低水平的DSP、TGFβRII、Flt-1、Flg和CD146。这些差异可能源于SCAP所在的根尖乳头组织(相比牙髓)血管和细胞成分较少，且行使类似初级成牙本质细胞的功能，而非牙髓来源细胞的修复性牙本质功能[15]。2009年，本团队从人牙龈组织中分离并鉴定了GMSCs。GMSCs与BMSCs相比具有更高的增殖率，表达OCT-4、SSEA-4、hTERT和STRO-1，能在体外稳定扩增至第六代以上，并维持其早期表型特征[16]。
综上，DSCs表现出与BMSCs相似的干细胞特性，包括体外增殖为具有成纤维细胞样形态的贴壁细胞、克隆形成能力、多向分化潜能(可向中胚层如脂肪细胞和骨细胞、内胚层和神经外胚层分化)，并表达间充质标志物/干细胞特异性基因。然而，从发育起源看，DSCs主要源于外胚层间充质组织神经嵴细胞，谱系示踪证实与神经有关的胶质细胞是休眠的神经嵴衍生细胞，而DSCs起源于周围神经相关胶质，这与中胚层起源的经典MSCs存在显著差异[16]。这种独特的发育背景赋予了DSCs独特的生物学特性：空间上主要定位于口颌面部组织血管周围，表达神经胶质蛋白、α-SMA等神经血管相关标志物，并且展现出突出的成血管和成神经分化潜能。大量临床前研究证实，局部移植外源性DSCs能有效促进口腔颅颌面组织工程构建与再生修复，显著改善骨/软骨愈合，并推动牙髓及牙周组织的修复进程。
2 DSCs的功能特性
DSCs在口腔颅颌面系统中来源丰富，由于其特殊的发育起源，相较于经典MSCs，DSCs展现出更强的增殖和分化能力，尤其在成血管和成神经方面具有优越性[17]。同时，SHED作为DSCs的重要亚型，因其具有易于采集以及可规避伦理限制等优势，成为口腔颅颌面系统组织工程乃至全身疾病治疗的理想干细胞来源[18]。DSCs在骨组织再生与修复方面潜力显著，尤其在口腔颌面部应用广泛。除骨再生外，DSCs还被推荐用于软组织重建，例如牙髓、牙周膜和神经组织修复[2, 19]。SHED和DPSCs均表现出强大的神经和血管生成能力，是牙髓再生的理想候选细胞。在小型猪实验中，SHED细胞聚集体技术的应用成功再生了具有成牙本质细胞衬里的功能性牙髓组织[20]。类似地，DPSCs聚集体植入人根管后6周即形成具有血管的牙髓样组织[21]。随着DPSCs相关研究的深入，其再生牙髓的生物学基础和功能机制逐渐明晰：从DPSCs小鼠体内异位移植形成牙髓样组织[22]，到构建血管化三维结构的牙髓样组织[23]，再到再植形成含神经血管的牙髓样组织[24]，以及一系列大动物实验中获得DSCs实现牙髓再生的证据，这些基础和临床前研究显著推动了该领域的发展。2018年金岩团队与本团队合作报道临床上利用自体SHED聚集体成功诱导牙髓组织再生[25]。通过多普勒和电活力测试，证实再生牙髓具有神经血管活性。放射学和组织学检查发现，再生牙髓形成三维结构完整的牙髓组织，并能继续促进牙根发育，这是组织再生领域里程碑式成果。此外，PDLSCs移植到免疫功能受损的小鼠体内后可再生功能性牙骨质/牙周膜样结构[5]。CD24a+ SCAP也被报道可再生具有功能性牙本质和神经血管样结构的牙根[26]。DSCs在口腔颅颌面系统中展现出优异的修复与促组织再生能力。同时，同种异体DSCs移植在神经[27]、角膜[28]、心血管、肝[29-30]、肌肉退行性疾病[31]和神经系统疾病[32-34]中也具有治疗潜力。
DSCs的免疫调节特性使其成为治疗免疫异常和炎症性疾病的理想选择。DSCs主要通过分泌免疫调节细胞因子发挥免疫抑制作用，调控先天性免疫、适应性免疫和补体系统，这有助于维持组织稳态，避免过度炎症反应。在组织受损时，DSCs可通过免疫调节活性快速响应，防止损伤恶化。具体而言，DPSCs在体外诱导活化T细胞凋亡，减轻结肠炎小鼠的炎症组织损伤，该效应与其Fas配体的表达相关[35]。同时，DPSCs还可通过释放TGF-β来抑制急性同种异体免疫应答，抑制B淋巴细胞活化产生IgM和IgG[36]。源自炎症牙髓的DPSCs可通过TNF-α/IDO轴抑制巨噬细胞功能，这揭示了牙髓内免疫调节与自修复能力的内在机理[37]。类似地，全身输注GMSCs可显著改善结肠炎症，修复受损的黏膜组织，逆转腹泻和体重减轻，缓解结肠炎小鼠的疾病症状，该治疗机制涉及诱导巨噬细胞M2极化，上调CD206表达，增加抗炎细胞因子IL-10分泌并增强其吞噬活性[8]。DSCs对炎症的调节作用与其他组织来源的MSCs相似，例如，GMSCs特异性抑制外周血淋巴细胞增殖并诱导IDO、iNOS和COX-2等免疫抑制因子表达[16]。在小型猪牙周炎模型中，王松灵团队的研究证实PDLSCs体内移植形成外形似正常牙根的硬组织，具有牙骨质/牙周膜样结构，成功再生修复了牙周炎缺损[38]。因此，DSCs的抗炎功能适用于治疗多种炎症性疾病，包括系统性红斑狼疮[39]、关节炎[40]、结肠炎[8, 35]及雌激素缺乏性骨质疏松症[41]等。
3 DSCs的临床应用
DSCs凭借其优越的生物学特性和良好的组织相容性，已在口腔颅颌面及多种组织的再生修复与疾病治疗中展现出广阔的应用前景。近年来，随着口腔干细胞基础研究的深入和组织工程技术的发展，DSCs在颅颌面及全身系统性疾病中的应用取得显著进展，并已开展一系列临床研究，为DSCs的临床转化应用奠定了基础。
3.1 牙体和牙髓组织
牙髓是一种富含纤维、血管和神经的疏松结缔组织，被高度矿化的牙本质包裹，对维持牙稳态和组织再生修复起重要作用。目前，根管治疗仍是牙髓炎症或坏死的临床标准治疗方法。DPSCs、SHED和SCAP因与牙髓发育密切联系，因此成为牙髓再生研究的种子细胞[45]。2013年，我国在国际上首次开展牙髓再生的临床随机研究。2017年日本一项临床研究也报道，使用自体DPSCs实现了恒牙牙本质形成和完整牙髓再生[46]。后续一系列病例报道进一步证实了DSCs在单根与多根牙牙髓再生中的可能性[47]。目前临床研究的随访结果发现不良反应罕见发生，初步证实自体DSCs在牙髓再生治疗中的安全性与有效性。2023年，我国卫生健康委员会通过了“评估异体人牙髓MSCs聚合体介导的牙髓再生安全性和有效性”的临床研究备案，显著推动了我国DSCs在口腔颅颌再生领域的发展。基于此，DSCs介导的牙髓组织再生治疗有望成为临床标准化治疗方案。
3.2 牙周组织
牙周组织由牙龈、牙槽骨、牙周膜和牙骨质等构成，对维持牙齿稳固及口颌咀嚼功能起重要作用[48]。牙周组织的损伤与缺损常伴随复杂的炎症环境，因此亟需开发有效的牙周组织修复再生策略以提升对牙周病的治疗作用[49]。大动物牙周缺损模型的研究结果显示，同种异体、同种自体和异种人源性DSCs均能促进猪牙周炎模型的牙周组织修复再生[50-53]。上述结果提示，DSCs的异体排斥效应较小，可能通过发挥免疫调节功能调控牙周组织稳态以促进牙周组织再生修复。近年来发展的细胞聚集类技术，如细胞膜片和细胞聚集复合物等，因其具有更强的生物活性和协同作用，在牙周骨组织的再生中展现出优越的潜能，为再生医学提供重要启示[50, 53-55]。
目前，临床主要通过使用生物材料或相关活性因子进行填充或刺激牙周组织再生[56-57]。DSCs因其优越的再生能力和免疫调节能力，近年来在牙周组织的修复与再生方面已开展一系列临床试验。研究表明，人自体PDLSCs聚集体能够获得稳定的牙槽骨高度增量，并证实了自体PDLSCs在牙周缺损治疗中的安全性[5, 58]。研究人员利用脱细胞牙基质与人SHED聚集体在15例患者中实现了良好的牙周膜再生，与对照组相比，生物工程牙种植组在牙松动度、探诊深度等临床牙周参数上均显示出统计学差异[59]。2015年，王松灵团队将人异体DPSCs应用于临床试验并注册临床药物开发，使用人异体DPSCs输注治疗慢性牙周炎并促进局部牙周组织再生，评估DPSCs注射治疗在牙周疾病中的安全性，并开发人异体DPSCs注射剂治疗慢性牙周炎。该研究已进入Ⅱ期临床试验阶段，前期结果显示DPSCs注射剂可改善慢性牙周炎，并促进牙槽骨再生。2020年我国启动首个DSCs临床研究，发起项目“异体DSCs治疗牙周骨缺损的安全性与有效性评价”已通过国家卫生健康委员会备案，其干细胞产品也已通过中国食品药品检定研究院质量检验(P2、P5、P10三批次DSCs产品批号分别为H202200617、SH202110409、SH202110410)。一系列临床研究显示，DSCs在牙周组织的修复再生中表现出优越潜能，有望对牙周疾病治疗领域带来重大突破。
3.3 口腔颌面部其他组织
口腔颌面部因创伤、肿瘤切除或感染等因素常导致软硬组织缺损，影响患者的基本生理功能与面部美观，严重时还可能造成心理障碍，降低生活质量[60]。尽管传统的自体骨移植、游离皮瓣移植在修复上取得了一定效果，但难以实现与原生组织结构和功能完全匹配[61]。近年来，DSCs在该领域展现出重要的再生修复潜力。在硬组织再生方面，研究显示，颌骨骨髓MSCs在成骨潜能上优于长骨骨髓MSCs，且具有更快的增殖能力和更稳定的骨整合效果[62]。部分临床研究已证实其治疗效果，例如自体第三磨牙DPSCs与胶原海绵构建的复合物在患者中实现了下颌骨缺损的完全修复，体现了DSCs在骨再生中的可行性与安全性[63]。在颞下颌关节紊乱病(temporomandibular joint disorders, TMD)的研究中，已有共识支持采用自体软骨细胞或组织工程材料治疗其退行性病变[64-66]。动物实验证实，DSCs，如DPSCs、GMSCs，在促进关节软骨不规则缺损区域修复方面具有良好效果[67-70]。研究者进一步基于MSCs凋亡囊泡的功能传承性[71-72]，开展使用人自体外周血来源凋亡囊泡治疗TMD相关骨关节炎。该项目正处于实施阶段，旨在验证其在调节炎症和促进软骨修复方面的安全性与有效性。
在舌组织的再生研究中，DSCs因具备良好的成肌肉分化潜能，被用于舌缺损的功能重建[73-75]。在动物实验中，DSCs联合细胞外基质移植可显著防止舌部纤维化与挛缩，促进肌肉再生与伤口愈合[75]。此外，GMSCs被证实可诱导舌乳头和味蕾再生，为舌组织形态与功能的同步恢复提供了新思路[16, 76]。在面神经修复方面，目前临床通常采用电刺激等物理手段或局部神经移植恢复神经功能[77-78]。DSCs因来源于外胚层神经嵴，具备良好的神经亲和性[79-81]。尽管尚无临床试验开展，但相关动物面神经再生实验已证实，DPSCs能够改善面神经的神经感觉评分，且DSCs联合神经支架材料应用，可有效促进体内面神经的血管化再生，增加神经纤维数量与髓鞘厚度，恢复部分感觉功能[81-84]。综上，DSCs及其治疗策略在口腔颌面部软硬组织再生中展现出良好前景，部分治疗路径已进入临床验证阶段，为多类组织缺损的精准修复提供了潜在的细胞基础和技术方案。
3.4 系统性疾病
除在口腔颅颌面系统中的组织修复优势外，DSCs在多种系统性疾病治疗中也显示出广阔前景，其强大的免疫调节能力是实现跨系统治疗的重要基础。研究表明，DSCs可通过Fas配体介导的细胞接触诱导T细胞凋亡，抑制炎症反应[85]；DPSCs亦可调控免疫调节细胞因子的分泌，从而参与炎症疾病治疗[37]。目前，DSCs已在神经、心血管、肝、肌肉等系统性退行性疾病中展现出良好的组织保护与功能改善作用[86-88]。在临床方面，2021年，上海长海医院开展了异体SHED系统性输注治疗2型糖尿病的临床试验，结果显示患者糖基化血清蛋白与糖化血红蛋白水平显著下降，葡萄糖代谢及胰岛功能均得到改善[89]。2022年，日本一项Ⅰ/Ⅱ期临床试验也尝试评估DPSCs在治疗急性缺血性脑卒中的安全性与疗效，尽管最终数据尚未公开，但其研究设计本身已表明DPSCs作为系统性干预手段的临床价值[90]。综上，DSCs不仅在口腔组织再生领域具有巨大潜能，也有望成为治疗多种全身免疫性、代谢性和退行性疾病的重要细胞来源。
4 DSCs的衍生细胞外囊泡
4.1 干细胞衍生细胞外囊泡
外泌体主要源自内体途径，在多泡体中形成后与细胞膜融合释放，富含CD9、CD63、CD81、TSG101等典型标志物；微泡则由细胞膜外翻出芽形成，包含Annexin A1等膜结合蛋白；而apoVs是细胞凋亡过程中产生的一类特异性EVs，可进一步分为凋亡外泌体(apoptotic exosomes, apoExos, 直径30~150 nm)、凋亡微泡(apoptotic microvesicles, apoMVs, 直径0.1~1 μm)及凋亡小体(apoptotic bodies, apoBDs, 直径1~5 μm)，其形成机制涉及半胱天冬酶激活、膜皱缩、膜突起以及PANX1通道的激活等过程[95-97]。
随着分离纯化技术的发展，MSCs来源的EVs的亚型区分逐渐清晰，不同类型EVs在功能特性与治疗机制上存在显著差异。外泌体主要介导靶细胞基因表达调控与信号通路激活；而apoVs则因其富含核酸、气体信号分子、甚至完整细胞器等成分，表现出更强的生物功能调控能力，正成为“无细胞治疗”领域的新兴焦点。
4.2 DSCs来源EVs的功能特性与应用
DSCs来源的EVs保留母细胞的多种生物学特性，可通过携带miRNA、mRNA、蛋白质等活性成分，发挥细胞间信息传递功能，在组织修复、免疫调节和炎症控制等方面展现出广阔的应用前景。不同来源的DSCs衍生EVs在内容物组成与功能特性上存在差异。
SHED-EVs被报道可促进成骨分化、抑制炎症反应，并在糖尿病相关骨代谢紊乱中发挥保护作用，例如，miR-100-5p富集于SHED-EVs，可通过靶向调节mTOR通路，显著提升BMSCs的成骨分化能力[104]，在糖尿病小鼠模型中，SHED-EVs通过调节Smad1/5/9磷酸化，改善BMSCs的成骨功能并促进骨形成[105]。此外，SHED-EVs可促进巨噬细胞向M2型极化，有助于调节炎症微环境[106]。DPSCs-EVs在促进血管生成、神经保护和牙髓组织再生方面具有显著潜力。在牙髓再生方面，DPSCs衍生外泌体被用于构建生物材料复合体系，以增强其促血管化和成牙本质细胞分化的能力，从而提升牙髓组织再生效果。
PDLSCs-EVs在调节免疫炎症和修复牙周组织中表现出显著作用，其携带的miR-155-5p、miR-146a等分子可通过调节Treg/Th17平衡，抑制炎症反应并促进骨再生[107]。此外，在骨-韧带界面重建及牙周膜再生过程中，PDLSCs-EVs还可调控细胞迁移、成骨相关基因表达和胶原纤维整合的能力[108]。SCAP-EVs在根尖发育和牙本质形成方面具有潜力。研究表明，SCAP-EVs可促进牙本质基质蛋白表达，调节牙本质生成过程中成牙本质细胞的分化，可能在牙根发育障碍等疾病的干预中发挥作用[109-110]。目前关于DSCs来源的apoVs的研究仍较为有限，但已有研究提示其具备独特的免疫调节和组织再生功能。在系统性红斑狼疮、骨质疏松及软组织损伤等模型中，apoVs表现出特有的膜标志物和细胞核、线粒体等完整成分，可能具有不同于常规EVs的更复杂生物学功能[72, 111-112]。
5 总结与展望
DSCs凭借其来源广泛性、采集便利性和规避伦理争议的优势，已成为组织修复再生与自身免疫性疾病治疗的理想干细胞资源。然而，DSCs的临床转化仍面临一些挑战：(1)实现高质量细胞规模化生产是临床应用的基础，亟需开发创新生产工艺提升细胞产能，解决细胞资源短缺与价格昂贵问题；(2)建立标准化质量评价体系是安全性的保障，通过构建动态化“质量指纹”评价模型，能有效评估DSCs质量；(3)明确干细胞治疗机制是疾病治疗的关键，后续需探索DSCs与机体在物质-功能相互作用、代谢-机能调控层面的动态协调机制，从而阐明DSCs在健康与疾病中的作用。因此，协同解决干细胞规模化生产瓶颈、质量标准化评价缺口、干细胞治疗机制认知局限等问题，将全面提高DSCs在临床转化中的应用，最终迈向个体化干细胞治疗的新时代。