日本科学家发现干细胞 牙齿掉了未来有望再长回!



(东京8日综合电)日本东京科学研究所研究团队最新发现了两种干细胞谱系,分别负责形成牙根及支撑牙齿的牙槽骨。该研究为未来牙齿与骨组织再生提供了重要科学依据。
据科技新闻网站SciTechDaily报道,长期以来,牙齿和周围骨结构的再生一直是牙科研究的“圣杯”。目前常用的牙齿替代方案,如种植牙和义齿,虽能恢复功能与外观,却无法完全复制天然牙齿的质感、生物整合性及复杂结构。
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因此,科学家一直在探索牙齿自然发育机制,以期开发出真正可再生的牙齿治疗方案。
牙齿与牙槽骨的形成过程极其复杂,需多种组织协调工作,包括牙釉器官、牙髓及颌骨细胞,通过精密信号网络调控牙冠、牙根及牙槽骨生成。尽管研究已久,许多机制仍未完全清楚。
为填补这一知识空白,由东京科学研究所牙周病学系助理教授永田瑞树与美国德州大学休斯顿健康科学中心(UTHealth)万妮达联合带领国际团队,研究牙齿发育过程中干细胞分化的分子及细胞机制。
研究团队利用基因改造小鼠与谱系追踪技术,观察牙根“尖端”区域干细胞如何特化及组织自我排列。通过显微成像、荧光细胞标记与基因沉默技术,科学家清晰可视化了关键信号蛋白对牙齿发育细胞命运的影响。
研究揭示了一类此前未被识别的间充质干细胞(mesenchymal stem cells),可分化为两条独立谱系,即牙根发育谱系以及牙槽骨发育谱系。
牙根发育谱系的来源于牙根顶端上皮根鞘内髓尖(apical papilla)的CXCL12表达细胞。通过经典Wnt信号通路,这些细胞不仅能分化为牙本质细胞(odontoblasts),还可生成牙骨质细胞(cementoblasts)及在再生条件下的牙槽骨成骨细胞(osteoblasts)。
牙槽骨发育谱系则集中在包裹发育牙齿的牙囊(dental follicle)内。PTHrP表达细胞在特定条件下,可分化为牙骨质细胞、牙周韧带成纤维细胞及牙槽骨成骨细胞。研究发现,这一转化需抑制Hedgehog–Foxf信号通路,显示牙槽骨形成具有牙齿特异性,并依赖信号通路的精确开关调控。
这两项研究加深了科学界对牙齿与牙槽骨体内发育机制的理解,揭示了复杂的干细胞分化网络。
永田瑞树教授表示,团队的研究为牙根形成提供了机制框架,也为基于干细胞的牙髓、牙周组织及骨再生疗法开辟了新的可能。
“未来,这些发现有望推动牙科再生医学的发展,实现失牙和牙槽骨的自然再生,为患者提供更接近天然牙齿的治疗方案。”
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