歯髄由来間葉系幹細胞の特性と培養条件の影響

歯髄間葉系幹細胞（DPMSC）は間葉系幹細胞マーカーを高く発現し、神経細胞、骨芽細胞、脂肪細胞、および軟骨細胞に分化する可能性を備えています。したがって、DPMSCは組織の再生に適していると考えられています。コロニー分離法は、一般に、比較的大量の不均一なDPMSCを収集するために使用されています。均質なDPMSCは、間葉系幹細胞マーカーに対する抗体を使用した蛍光活性化細胞選別によって分離できますが、この方法は限られた数の細胞を生成します。DPMSCの品質と量の両方が再生療法に不可欠であり、細胞培養方法を改善する必要があります。したがって、さまざまな方法で培養されたDPMSCの特性を調査しました。胚性幹細胞の分化のための吊り下げ滴培養に類似した3次元のスフェロイド培養システムのDPMSCは、オドント/骨芽細胞マーカーとミネラル化結節形成のアップレギュレーションを示しました。これは、DPMSCのこの3次元スフェロイド培養システムが硬組織の誘導に適している可能性があることを示唆しています。さらに、細胞密度に応じて幹細胞の特性を変えることができるため、DPMSCの特性に対する細胞培養密度の効果を調べました。コンフルエントな細胞密度条件下で培養されたDPMSCは、まばらな状態にあるものと比較して、いくつかの間葉系幹細胞マーカーのわずかなダウンレギュレーションを示しました。DPMSCが硬質組織形成細胞に分化する能力は、コンフルエントな状態で強化されることがわかったため、コンフルエントな培養条件はDPMSCの幹を維持するのに適していない可能性があることが示唆されました。DPMSCを硬質組織の再生に使用する場合、密な細胞培養条件に続く密度が高い場合、より良い代替戦略になる可能性があります。

Dental pulp mesenchymal stem cells (DPMSCs) highly express mesenchymal stem cell markers and possess the potential to differentiate into neural cells, osteoblasts, adipocytes, and chondrocytes. Thus, DPMSCs are considered suitable for tissue regeneration. The colony isolation method has commonly been used to collect relatively large amounts of heterogeneous DPMSCs. Homogenous DPMSCs can be isolated by fluorescence-activated cell sorting using antibodies against mesenchymal stem cell markers, although this method yields a limited number of cells. Both quality and quantity of DPMSCs are critical to regenerative therapy, and cell culture methods need to be improved. We thus investigated the properties of DPMSCs cultured with different methods. DPMSCs in a three-dimensional spheroid culture system, which is similar to the hanging drop culture for differentiation of embryonic stem cells, showed upregulation of odonto-/osteoblastic markers and mineralized nodule formation. This suggests that this three-dimensional spheroid culturing system for DPMSCs may be suitable for inducing hard tissues. We further examined the effect of cell culture density on the properties of DPMSCs because the properties of stem cells can be altered depending on the cell density. DPMSCs cultured under the confluent cell density condition showed slight downregulation of some mesenchymal stem cell markers compared with those under the sparse condition. The ability of DPMSCs to differentiate into hard tissue-forming cells was found to be enhanced in the confluent condition, suggesting that the confluent culture condition may not be suitable for maintaining the stemness of DPMSCs. When DPMSCs are to be used for hard tissue regeneration, dense followed by sparse cell culture conditions may be a better alternative strategy.