西安牙齒干細胞的可塑性主要是指干細胞的多向分化潛能,利用干細胞可以被定向誘導分化為特定的功能細胞的特性,人們可以針對不同的細胞類型建立誘導分化技術,根據臨床疾病治療和科學研究需要定制生產出各種各樣的功能細胞,同時研究干細胞分化的調控機制。從原始的受精卵到全能性干細胞、多能干細胞和成熟細胞的各個分化階段,均伴隨有細胞形態結構、基因表達的變化,干細胞分化是其所處組織微環境或體外培養條件誘導基因表達譜改變的結果。干細胞是一類特殊的細胞,它們顯著的生物學特性是既具有自我更新的能力,又具有多向分化的潛能。在細胞分化的過程中,細胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力,終衰老死亡。機體在發展適應過程中為了彌補這一不足,保留了一部分未分化的原始細胞,一旦生理需要,這些干細胞可被動員并按照發育途徑通過分裂而產生分化細胞。干細胞本身不是終末分化細胞,即不是處于分化途徑的終端,能無限增殖分裂,可連續分裂幾代,也可在較長時間內處于靜止狀態。干細胞分裂模式有對稱性分裂和不對稱分裂,產生的子細胞只能在兩種途徑中選擇其一。西安牙齒干細胞不對稱性分裂后,一個子細胞保持親代特征,仍作為干細胞,另一個向終末方向分化,產生功能細胞。這種不對稱分裂可能是由于細胞質中的調節分化蛋白不均勻地分配,使得一個子細胞不可逆地走向分化的終端成為功能專一的分化細胞,而另一個則保持親代的特征,仍作為干細胞保留下來。分化細胞的數目受分化前干細胞的數目和分裂次數的控制。從理論上講,成人體內的干細胞在的數量是相對恒定的,在不斷分裂過程中一直保持自我更新狀態,可以說,干細胞是具多向分化潛能和自我更新特點的增殖速度較緩慢的細胞。
干細胞的神奇之處在于它的可塑性,它在體外經過培養擴增后,仍能進行不定期分化并產生特化細胞。受精卵及其發育到桑葚胚階段的干細胞具有萬能性,不但可以分化為體內任何組織類型的功能細胞,也可以發育為完整個體,從胚胎發育到囊胚階段的內細胞團中獲得的干細胞、生殖脊中獲得的原始生殖干細胞、通過基因導入獲得的誘導性干細胞及小分子化合物誘導獲得的胚胎干細胞樣細胞則具有全能性,雖然不能分化發育成個體,但同樣可以被誘導分化為人體內所有組織類型的功能細胞。成人組織中存在有不同類型和處于不同分化階段的干細胞,其中可能還含有胚胎干細胞樣細胞,而其他成體干細胞的可塑性則沒有胚胎干細胞強大,但仍然具有可塑性,可以在特定培養條件和微環境誘導下向多種類型的成熟細胞分化,西安牙齒干細胞特別是關于成體干細胞可以跨胚層分化的研究成果是一個重大的理論突破,徹底顛覆了人們對成體干細胞可塑性的傳統認識,引導人們建立了多種新的技術方法,特別是關于間充質干細胞的研究取得了令人鼓舞的成果,解決了細胞來源、標準化制備、規模化生產、有效性評價和安全性等臨床關鍵技術問題,大有實現產業化和進入臨床之勢。
干細胞在生命的成長和發育過程中起主干作用,其重要性如同建筑中的鋼筋、泥沙這樣的基本材料一樣。人或動物從受精卵到成體的全部發育過程中,一直伴隨著干細胞的更新和分化,成體組織中的干細胞是維持組織器官的結構與功能的基礎,也是損傷修復與再生的種子細胞。成年動物的組織和器官,比如上皮和造血系統之所以具有修復和再生的能力,成體干細胞在其中起著關鍵的作用。在特定的條件下,成體干細胞既可對稱分裂為2個新的子代干細胞或2個功能細胞,也可不對稱分裂為1個子代干細胞和1個功能細胞,從而使組織和器官保持生長和衰退的動態平衡。過去認為只有造血系統和上皮等組織含有成體干細胞,但近的研究表明,成體干細胞普遍存在于人體的各種器官,但人們對一些組織中的干細胞認識尚不全面、不深入。需特別說明的是,一些組織中的干細胞已經研究得較深入,如骨髓造血細胞和表皮細胞。在這些組織中,已分化的細胞不能繼續分裂增殖,細胞更新換代依賴于其中的干細胞。在正常情況下,成體組織中的干細胞多處于遲緩型分化(delayed differentiation或靜止狀態,其分化、復制受到周圍細胞、細胞外成分和細胞因子的控制。有研究認為,骨髓是成體內大的公共干細胞庫( pool of stem cells),因為在皮膚和骨創傷,肝腎移植及缺血損傷情況下,除了組織中的干細胞被動員并增殖、分化外,還有部分骨髓干細胞進入組織,參與損傷修復。西安牙齒干細胞體內注射集落刺激因子(CSF),如G-CSF、CM-CSF等可動員骨髓干細胞,提升免疫功能和促進多種組織損傷的修復。然而,對在正常情況下具有非常有限再生能力的組織,如腦、心、腎組織中的干細胞特性及在組織細胞更新的過程和機制了解還很膚淺。