Odontoblast cell culture – Characterisation of cells from the dentin-pulp interface
Final Report Abstract
Im vorliegenden Projekt wurden Eigenschaften der aus dem einschichtigen Epithel an der Grenze zwischen Pulpagewebe und Dentin isolierten Zellen bestimmt. Die Hoffnung bestand darin, wir könnten primäre Odontoblasten kultivieren, die nach heutigem Paradigma als post-mitotische Zellen nicht proliferieren. Die Schwierigkeit bei der eindeutigen Charakterisierung primärer Odontoblasten besteht darin, dass zwar einige physiologische Funktionen, jedoch keine spezifischen Marker beschreiben sind. Daher wurden Eigenschaften von Zellen aus der Pulpa-Dentin-Grenzschicht vergleichend gegen Zellen anderen Ursprungs aber vermuteter naher Verwandtschaft charakterisiert. Bemerkenswert war zunächst, dass wir Primärkulturen aus der Pulpa-Dentin-Grenze in humanen dritten Molaren mit nicht abgeschlossenem Wurzelwachstum isolieren und auch als proliferierende Kulturen kultivieren konnten. Diese Zellen zeigen eine charakteristische Morphologie, die von derjenigen anderen Zelltypen wie Pulpafibroblasten, Zellen des Parodontalligaments oder Hautfibroblasten verschieden ist. Auch in der Ultrastruktur erkennt man eindeutig eine für Odontoblasten typische Polarität. Die Analyse der Expression von Proteinen wiederum zeigt eindringlich, wie die dentinspezifischen Proteine Dentinmatrixprotein1 (DMP1) und Dentinsialophosphoprotein (DSPP) in Zellen sehr verschiedenen Ursprungs nachweisbar sind. Von größten Interesse sollte jedoch die sehr spezifische und starke Expression von S100A4 (S100 calcium binding protein A4) in zwei Fraktionen von Zellen aus der Pulpa-Dentin-Grenze sein. Dieses Protein, ursprünglich als Fibroblastenmarker benannt, wird in Geweben exprimiert, deren Zellen eine Transformation erfahren. Dazu zählen Zellen in Tumorgewebe oder Zellen in einer epithelialmesenchymale Transition (EMT), die schließlich Eigenschaften mesenchymaler Stammzellen exprimieren. Dazu gehört ein Teil der Population von Odontoblasten. Die Immunophänotypisierung der Zellen aus der Pulpa-Dentin-Grenze unterstützt diese Hypothese. Mit diesen Zellen wird es nun möglich, Eigenschaften von Odontoblasten auf der molekularen Ebene zu erforschen. Von Bedeutung, und bisher so nicht präsentiert, ist sicherlich auch die Charakterisierung von Nrf2 als Regulator der Mineralisation und der Immunantwort in human Pulpazellen. Nrf2 könnte somit die Verbindung zwischen Immunantwort und Mineralisation in Zellen des Dentin-Pulpa-Komplexes sein. Die größte Überraschung in diesem Vorhaben war gewiss die Detektion von S100A4, ein Fibroblastenmarker, aber auch ein Marker für Zellen der epithelial-mesenchymalen Transition. Damit wäre S100A4 ein vielversprechender Kandidat für die Identifizierung von Odontoblasten.
Publications
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Cells isolated from the dentin-pulp interface express an odontoblast phenotype. 2021 CED-IADR/NOF Oral Health Research; Brussels, Belgium, Sept 16-18, 2021; J Dent Res, 2017
Schweikl H., Gallorini M., Widbiller M. & Buchalla W.
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Distinguished properties of cells isolated from the dentin-pulp interface. Annals of Anatomy - Anatomischer Anzeiger, 234, 151628.
Gallorini, Marialucia; Krifka, Stephanie; Widbiller, Matthias; Schröder, Agnes; Brochhausen, Christoph; Cataldi, Amelia; Hiller, Karl-Anton; Buchalla, Wolfgang & Schweikl, Helmut
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Relevance of Cellular Redox Homeostasis for Vital Functions of Human Dental Pulp Cells. Antioxidants, 11(1), 23.
Gallorini, Marialucia; Widbiller, Matthias; Bolay, Carola; Carradori, Simone; Buchalla, Wolfgang; Cataldi, Amelia & Schweikl, Helmut
