探討褪黑激素調控牙髓間葉幹細胞生長、成骨分化與體內骨再生之影響與作用機轉

在骨缺損修復與骨頭再生醫學領域中，以間葉幹細胞為基礎的組織工程療法扮演著相當重要的角色，然而間葉幹細胞移植後產生的臨床效率或效應是有被質疑的，而且移植間葉幹細胞的存活及有效性依然是目前研究上所面臨的一大挑戰，而在眾多改善幹細胞移植過程時之存活狀態/效率的策略與方法中，小分子物質(包括褪黑激素)的應用相對於生長因子、基因調控與機械力刺激等方式，在誘導與前處理幹細胞方面，比較具備有效的、快速的、安全的、可回復性的與低成本高效應的優點，而且近年來褪黑激素已經被證實能夠有效調控幹細胞生物特性與保護幹細胞免於氧化壓力與發炎因子的傷害，雖然過去已經有研究探討過褪黑激素對於骨母細胞產生的生物效應，然而褪黑激素對於牙髓間葉幹細胞的成骨分化、體內骨再生與引發的相關分子機制則依然未知，所以目前研究褪黑激素對於兔子牙髓間葉幹細胞的生長、遷移、成骨分化、礦化、骨分化基因的表現、與體內骨再生影響則會是相當重要的，因此本研究計畫之目的為：(1)探討褪黑激素影響兔子牙髓間葉幹細胞的生長、成骨分化與礦化的作用、(2)釐清控制此骨誘導過程中可能引發的訊息傳遞路徑與(3)分析合併HA/TCP骨填補材與以褪黑激素前處理過的間葉幹細胞對於兔子頭蓋骨缺損的骨再生修復能力，基於上述的論點，本研究計畫的實驗設計為(1)以體外細胞培養技術、細胞傷口癒合試驗、生物化學試驗、即時聚合酶鏈鎖反應、螢光免疫染色與西方墨點法評估褪黑激素對於兔子牙髓間葉幹細胞的骨誘導能力以及分子機轉的探討，與(2)以體內兔子頭蓋骨缺損動物模式、微型電腦斷層掃描、組織切片分析、免疫組織化學染色法、基因晶片與基因表現分析合併HA/TCP骨填補材與褪黑激素前處理過間葉幹細胞的骨再生治療成效與可能引發的分子機轉探討，當完成此兩年的研究計畫時，我們不只可以證實褪黑激素與間葉幹細胞合併後治療效果的生物化學、細胞分子學與組織學上的證據，更可以提供具科學價值的資訊，讓間葉幹細胞合併小分子治療的未來臨床應用作為參考或準則依據。