牙源间充质干细胞是一大类未分化成体干细胞,具有材料易得、高度增殖、多谱系分化潜能等特点,是近年广受关注的潜在再生医学材料。帕金森病是重要神经退行性疾病,近年国内外已陆续开点击此处展多项帕金森病相关干细胞研究,提示干细胞疗法有望成为该病未来临床治疗新策略,但是其治疗机制尚不完全清楚。本研究旨在为推动干细胞治疗帕金森病的临床前试验提供基础研究数据,首先观察来自牙源的多种间充质干细胞的基础特性和蛋白表达谱,进而探究干细胞在帕金森病动物模型中治疗的安全性和有效性,接着通过多组学以及蛋白互作等分析鉴定关键分子,从多个层面揭示干细胞疗法的作用机制。主要研究结果如下:1.评估来自不同口腔组织的间充质干细胞的生物学特点。首先分离了多种牙齿组织,先后成功获得牙髓、牙龈、牙周韧带、根尖牙乳头、牙囊和脱落乳牙牙髓等六种不同牙源干细胞。接着探究了上述牙源干细胞的基本特性,包括形态学、细胞增殖、成骨分化、成脂分化、成软骨分化以及免疫表型。最后采用定量蛋白质组学方法,进一步解析上述牙源干细胞的蛋白质表达谱图。结果发现,牙源干细胞可表达大量促细胞生长因子,具备自我更新和多向分化能力。2.探究不同培养条件对牙源干细胞的影响。在二维培养体系,分析了二甲双胍对细胞增殖、分化及其关键基因的影响,通过体内外实验发现二甲双胍可有效增强牙源干细胞的促血管生成能力。在三维培养体系,合成了新型壳聚糖/明胶/结冷胶水凝胶,为干细胞定植和长期存活提供有利条件,发现三维水凝胶培养环境可促进干细胞分化为神经样细胞。3.构建多种帕金森病动物模型并对疗效进行评价。通过体内移植实验,证实牙源干细胞不会在动物体内形成畸胎瘤,也不会对主要脏器产生毒性作用。接着构建6-OHDA诱导的帕金森病大鼠模型、MPTP诱导的帕金森病小鼠模型、鱼藤酮诱导的帕金森病小鼠模型。结果显示牙源干细胞可以穿越血脑屏障达到帕金森病动物模型的黑质纹状体病灶区,恢复黑质纹状体区TH神经元,抑制α-突触核蛋白表达,改善上述帕金森病动物模型的运动障碍。此外,牙源干细胞还可改善LPS诱导的帕金森病小鼠的认知功能障碍,恢复海马和皮层区的神经元功能。4.探索牙源干细胞治疗的分子机制。采用多组学技术,包括转录组、蛋白质组、代谢组和肠道微生物组等,从多个维度共同揭示干细胞疗法的作用机制。结果发现在动物水平,牙源干细胞可调节机体神经递质代谢物和肠道微生物组成,减轻炎症、减少ROS生成、减少细胞凋亡和坏死、恢复受损线粒体。在分子水平,可上调TH、DJ-1和NeuN表达,抑制α-Syn、GFAP、IBA-1、CSPG4、IL-1β、IL-6 和Pre-formed-fibril (PFF) TNF-α 的表达,调控 STAT3 通路和 NF-κB信号通路。在蛋白水平,通过质谱和互作分析鉴定出牙源干细胞中selleck Roxadustat存在426个帕金森病相关蛋白,并进一步通过体内外实验,验证沉默关键分子TUFM后导致部分丧失神经保护作用。综上,本论文为探索干细胞疗法的分子机制提供了基础研究数据,可能有助于推动牙源干细胞治疗的临床应用。