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意想不到:阿司匹林的應用跨界進入再生醫學

阿司匹林作為解熱鎮痛藥問世已有120多年,從最初的作用到抗炎、抗風濕和抗血小板聚集等多方面的藥理效果,

以及最近被發現的預防癌症、“助攻”癌症免疫療法等等作用,真的成為了“萬靈藥”。如今它又跨界進入了再生醫學領域。

“萬靈藥”可以讓牙齒再生

英國貝爾法斯特女王大學的研究人員于2017年9月7日在英國口腔和牙齒研究學會年會(British Society for Oral and Dental Research Annual Conference)上公佈,他們的研究表明阿司匹林能增強牙齒中幹細胞的功能,從而幫助牙齒再生。

研究人員結合基因組學和生物資訊學來確定阿司匹林是一種候選藥物,它能刺激牙齒中已有的幹細胞,從而促進受損牙齒結構的再生。幹細胞治療與低劑量的阿司匹林顯著增加牙齒的礦化作用和基因的表達,形成牙本質。該研究是使用阿司匹林作為蛀牙填充物,來幫助提高牙齒的生長。這需要以某種方式將阿司匹林填充於牙齒內,讓藥物可以在一段時間內逐漸釋放。

目前對於齲齒的治療只能是把牙齒腐爛的部分鑽出,再用金屬或樹脂材料填補。如果齲齒不及時填補的話,易導致牙齒脫落。人的恒牙就長那麼一次,如果掉了再好的種植術也補不回一顆真牙。補好的齲齒不僅不那麼好看,如果填補材料脫落還要再次修補。

讓牙齒再生,這是一個關於年輕和健康的夢想!再生醫學多少和幹細胞有關。那阿司匹林怎麼又和幹細胞生長有了關係呢?“萬靈藥”為什麼會這麼神奇?

阿司匹林如何和幹細胞有了關係

一切的科學研究都源於觀察:有科學家觀察發現骨質疏鬆伴冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的患者長期服用阿司匹林,居然顯著提高了他們的骨密度!降低了骨折的發生率!

流行病學研究也表明,經常使用阿司匹林對絕經後婦女的骨密度可能有益處。這些都提示阿司匹林可能影響機體的成骨過程。

這些跡象讓科學家有了研究的方向,繼續深挖下去,他們發現阿司匹林所含有的乙醯水楊酸類物質對骨髓基質細胞的增殖分化與遷移有影響。

看到這裡諸君會不會想,有前途啊!趕緊找小鼠骨髓來做!科學家們開始是這麼做的,2013年Nature上還發了相關新聞報導。可是很快做了動物實驗要做臨床,這骨髓來源就難了!是有志願者捐骨髓來救白血病人,可是有多少人會捐骨髓供你們做研究呢?於是乎,看好阿司匹林的科學家開始做牙了。

牙?不要驚訝,牙有牙髓,牙髓就有幹細胞。朋友圈熱傳乳牙儲存下來能救命!有一定的道理,但還未充分應用到臨床上。脫落乳牙幹細胞具有多向分化功能,它們已被用於頜面骨再生的治療。找些志願者拔出阻生而完好無齲的智齒也是可行的,在無菌條件下立即取出牙髓就能用。牙髓幹細胞容易獲得,而且還不違反倫理。多麼好的實驗材料!

阿司匹林在再生醫學領域前景廣闊

通過牙髓間充質幹細胞入手,通過定向調節牙髓間充質幹細胞成骨分化,特異性體外或體內誘導牙質再生——這是補牙的策略。但細讀相關研究文章,你會發現阿司匹林能促進骨髓幹細胞生長這一特性,能應用的前景不僅是補牙。有意思的是阿司匹林促進骨髓幹細胞增殖的兩篇重要基礎研究文章,都是中國學者參與研究的。

中國醫科大學的Y. Liu作為第一作者,美國南加州大學S. Shi作為通訊作者,2015年的時候在Journal of Dental Research上發表了題為:“Acetylsalicylic Acid Treatment Improves Differentiation and Immunomodulation of SHED”的論文,文章發現阿司匹林的處理能夠有效提高人脫落乳牙來源幹細胞的形成,並且證明這個過程是通過調節端粒酶逆轉錄酶(TERT)/ Wnt途徑實現的。端粒酶逆轉錄酶是一種特殊的逆轉錄酶,它是幹細胞長期生長的必要條件。Wnt信號參與端粒酶表達,在幹細胞的自我更新中發揮了至關重要的作用。

同樣是2015年,我國首都醫科大學的研究人員在Stem Cell Research & Therapy上發表了題為“Aspirin promotes bone marrow mesenchymal stem cell-based calvarial bone regeneration in mini swine”的文章。以顱骨缺損的迷你豬為模型,研究發現在阿司匹林的局部給藥可通過抑制腫瘤壞死因數α(TNF-α)和干擾素(IFN-γ)的產生,提高齧齒類動物的顱骨修復。迷你豬在臨床上算是大動物模型了,在迷你豬上能實現的意味著和臨床又近了一步。和蛀牙自我修復類似,阿司匹林在體外和體內均能促進骨損傷的修復。不過在這裡發現了不同的機理,涉及了宿主的免疫系統,阿司匹林通過改變免疫系統的調節因數對骨髓間充質幹細胞的命運產生根本性的影響。

單單從牙科的角度來看:除了齲齒,牙周炎患者通常伴有不同程度的牙槽骨吸收和破壞,恰當濃度的阿司匹林可作為控制牙周炎骨喪失的替代藥物。與已知的阿司匹林的抗炎和鎮痛作用相結合,可以控制牙齒神經炎症和疼痛,提供獨特的解決方案。

人牙髓幹細胞除了能夠自我更新,向成牙方向分化,另外經體外誘導還有向神經分化的能力。所以阿司匹林在再生醫學的作用以後有多神奇,還取決於骨髓或者是牙髓幹細胞的分化能力。如果能促進多方向分化,機體再生和修補不再是夢想。

參考資料

但還未充分應用到臨床上。脫落乳牙幹細胞具有多向分化功能,它們已被用於頜面骨再生的治療。找些志願者拔出阻生而完好無齲的智齒也是可行的,在無菌條件下立即取出牙髓就能用。牙髓幹細胞容易獲得,而且還不違反倫理。多麼好的實驗材料!

阿司匹林在再生醫學領域前景廣闊

通過牙髓間充質幹細胞入手,通過定向調節牙髓間充質幹細胞成骨分化,特異性體外或體內誘導牙質再生——這是補牙的策略。但細讀相關研究文章,你會發現阿司匹林能促進骨髓幹細胞生長這一特性,能應用的前景不僅是補牙。有意思的是阿司匹林促進骨髓幹細胞增殖的兩篇重要基礎研究文章,都是中國學者參與研究的。

中國醫科大學的Y. Liu作為第一作者,美國南加州大學S. Shi作為通訊作者,2015年的時候在Journal of Dental Research上發表了題為:“Acetylsalicylic Acid Treatment Improves Differentiation and Immunomodulation of SHED”的論文,文章發現阿司匹林的處理能夠有效提高人脫落乳牙來源幹細胞的形成,並且證明這個過程是通過調節端粒酶逆轉錄酶(TERT)/ Wnt途徑實現的。端粒酶逆轉錄酶是一種特殊的逆轉錄酶,它是幹細胞長期生長的必要條件。Wnt信號參與端粒酶表達,在幹細胞的自我更新中發揮了至關重要的作用。

同樣是2015年,我國首都醫科大學的研究人員在Stem Cell Research & Therapy上發表了題為“Aspirin promotes bone marrow mesenchymal stem cell-based calvarial bone regeneration in mini swine”的文章。以顱骨缺損的迷你豬為模型,研究發現在阿司匹林的局部給藥可通過抑制腫瘤壞死因數α(TNF-α)和干擾素(IFN-γ)的產生,提高齧齒類動物的顱骨修復。迷你豬在臨床上算是大動物模型了,在迷你豬上能實現的意味著和臨床又近了一步。和蛀牙自我修復類似,阿司匹林在體外和體內均能促進骨損傷的修復。不過在這裡發現了不同的機理,涉及了宿主的免疫系統,阿司匹林通過改變免疫系統的調節因數對骨髓間充質幹細胞的命運產生根本性的影響。

單單從牙科的角度來看:除了齲齒,牙周炎患者通常伴有不同程度的牙槽骨吸收和破壞,恰當濃度的阿司匹林可作為控制牙周炎骨喪失的替代藥物。與已知的阿司匹林的抗炎和鎮痛作用相結合,可以控制牙齒神經炎症和疼痛,提供獨特的解決方案。

人牙髓幹細胞除了能夠自我更新,向成牙方向分化,另外經體外誘導還有向神經分化的能力。所以阿司匹林在再生醫學的作用以後有多神奇,還取決於骨髓或者是牙髓幹細胞的分化能力。如果能促進多方向分化,機體再生和修補不再是夢想。

參考資料