鸟类仍保留牙齿发生定位的分子机制(英文)

众所周知现代鸟类不长牙齿,而其侏罗纪和白垩纪的祖先则长有牙齿。然而,在发育中鸡胚口腔中却残留着牙齿发生的原基,在形态上与哺乳动物臼牙牙原基极为相似。现代鸟类的胚胎组织是否具有牙齿发育的潜能,目前已有不少研究者对这一问题进行了探讨。Kollar和Fisher 等人将鸡胚胎下颌靠近口腔面的上皮与小鼠的牙间充质进行组织重组实验,并植入小鼠眼球中作intraocular grafting培养。他们的实验结果表明重组后的组织块可以发育形成牙齿的结构,包括形成成釉细胞(ameloblast),并能分泌釉质。Kollar等认为在进化过程中鸟类牙齿的消失并非由于口腔上皮中有关釉质合成的遗传信息的丢失,而是牙齿发育过程中的组织之间所必须的相互作用(次级诱导)受阻而造成的。Lemus和Fuenzalida等人的实验结果进一步证实了这一结论。他们用鹌鹑胚胎躯体的上皮组织与蜥蚁或兔子的牙间充质重组后,用鸡胚绒毛膜法进行培养,得到了发育很好的牙齿结构。发现鹌鹑的上皮细胞也可以分化形成釉质细胞,并分泌牙釉质。Cummings 将鹌鹑胚胎的牙上皮组织与小鼠胚胎的牙间充质组织重组后也得到类似的结果。根据小白鼠牙齿发育中已知的调控分子信号通路,我们曾对鸟类不长牙齿的分子机制进行了研究。我们的研究发现鸟类牙胚组织仍保留     

牙齿发育的分子机制

在牙齿发育过程中,已知BMPs和FGFs信号通路在上皮和间充质之间的序的相互作用中起着重要的作用。BMP4是启动牙形态发生的一个关键的信号分子。转录因子Msx基因主要起信号介导和传递的作用。已发现鸟类仍具有牙齿发育的潜能。鸟类牙齿发育停止在牙原基阶段的可能原因是Bmp4不在预定的牙胚组织中表达,导致发育信号的传递受阻。     

外胚间充质干细胞在牙组织工程的应用与基因调控

用干细胞构建组织工程化牙齿是近年来口腔医学领域的研究热点,外胚间充质干细胞是目前已知牙源性干细胞的共同前体细胞,细胞的生物学特性和成牙信号分子环境是牙齿发育与再生的核心与关键,并贯穿于牙齿形成的全过程,是研究牙组织工程最具潜力的种子细胞,明确外胚间充质干细胞成牙分化能力及相关表型特征和分化特性,对进一步深入认识牙齿发育与再生机理具有重要作用。     

成釉质细胞分化机制的研究进展

牙齿的发育是由牙上皮和神经脊来源的间充质之间的连续的相互诱导产生的.上皮和间充质之间连续的相互诱导,使得上皮细胞分化为具有分泌牙釉质功能的成釉质细胞,而间充质细胞分化为具有分泌牙本质功能的成牙本质细胞.成釉质细胞的正常分化对于形成正常的牙釉质是至关重要的,本文主要对细胞信号分子、细胞黏附分子、釉质特异性基因和转录因子等在成釉质细胞分化过程中的作用做一概述.     

过表达Msx1、Pax9和Bmp4对牙髓干细胞牙向分化的影响

在组织工程研究领域中,利用干细胞进行牙齿再生是一种途径。目前,研究认为牙齿的发育过程是上皮与间充质相互诱导的结果,利用干细胞进行再生牙齿时也需要有上皮源性和间充质源性干细胞的参与。牙髓干细胞是牙齿自体的干细胞,具有多向分化潜能,在牙齿再生中是一种理想的间充质源性干细胞。该研究通过慢病毒介导在牙髓干细胞中分别过表达人Msx1、Pax9和Bmp4基因,研究其对牙向分化的诱导潜能。过表达这三个基因均能显著提高牙髓干细胞碱性磷酸酶的水平,并且促使牙髓干细胞表达成牙本质细胞标志蛋白——牙本质涎磷蛋白、骨钙素、骨桥素和形成钙化组织。但在诱导牙向分化的能力上,三个基因有一定的区别。过表达Msx1基因对牙髓干细胞体外诱导牙向分化能力最为明显,其次是Bmp4基因,过表达Pax9在促进牙髓干细胞表达骨桥素和钙质形成上不是很显著。     

经典Wnt信号通路在牙齿发育中的研究新进展

经典Wnt信号通路是参与胚胎及器官发育的四大信号传导途径之一,在牙齿发育中扮演了重要的角色。本文对其中的β-catenin,Left,Ape,Axin2这4个关键因子在牙齿发育中研究的新进展做了简要的概述：β-catenin在间充质中会调控多个信号,影响牙上皮和间充质相互作用;Left会和Tcf家族一道调控上皮细胞命运;Ape能抑制多余牙齿的形成;Axin2在牙晚期发育中影响牙本质的形成。通过这些因子的研究,希望人们能在牙齿再生等生物医学工程上有新的突破。     

经典Wnt 信号通路在牙齿发育中的研究新进展

经典Wnt信号通路是参与胚胎及器官发育的四大信号传导途径之一,在牙齿发育中扮演了重要的角色。本文对其中的β-catenin,Lef1,Apc,Axin2这4个关键因子在牙齿发育中研究的新进展做了简要的概述:β-catenin在间充质中会调控多个信号,影响牙上皮和间充质相互作用;Lef1会和Tcf家族一道调控上皮细胞命运;Apc能抑制多余牙齿的形成;Axin2在牙晚期发育中影响牙本质的形成。通过这些因子的研究,希望人们能在牙齿再生等生物医学工程上有新的突破。     

牙齿发育与BMP信号通路的关系

牙齿的发育过程,包括由胚胎早期预定成牙部位到发育形成完整的牙齿,是一个复杂的连续过程,牙齿的发育过程实际上就是牙源性上皮和颅神经嵴来源的牙源性间充质之间的相互作用的结果.骨形态发生蛋白(BMPs)最初被认为是一种具有高效骨诱导性的蛋白,能够诱导未分化的间充质细胞转化形成软骨以及骨组织,之后的研究证明BMPs在胚胎发育过程中起到至关重要的作用.至今为止经过众多科学家的研究,牙齿发育与BMP信号通路的关系已经研究的相当透彻.     

“化石”基因——从小鸡长牙的实验说起

提到鸡长牙齿,你可能会感到稀奇。只知道侏罗纪的始祖鸟长有牙齿,在化石或现代鸟类中还没见过有长了牙的。早在四十年前,有人发现鸡胚在早期形成了供牙齿生长的下颌,后来又消失了。1970年,美国康涅狄格大学的科勒教授发现,鸡胚组织中可产生一种“釉质器官样排列”,这说明鸡胚中有“长牙基因”。他与费希尔合作,居然使鸡长出了四颗牙齿,并在1980年的一次学术会议上向与会者展示了这几颗牙齿。它是用组织移植技术,从鸡胚组织中诱导生成的。这些鸡牙和爬行类的牙齿十分相似。     

Tbx18通过下调EMT信号分子参与调控心脏发育

转录因子Tbx18(Tbx18)在小鼠胚胎心外膜上皮细胞表达并调控心外膜上皮细胞向心系细胞分化.上皮间充质转化(EMT)过程是器官发育和形成的重要机制.为阐述Tbx18通过调控下游EMT关键信号分子参与心外膜上皮细胞分化和心脏发育,本研究运用Tbx18-Cre/Rosa26R-EYFP双杂合基因敲入小鼠和免疫荧光共聚焦,证实Tbx18+心系细胞和EMT关键信号分子Snail1、Smad、Slug、Twist在发育后期胚鼠心外膜和心外膜下间充质发生共聚焦.同时还发现,Tbx18在胚鼠不同发育阶段的表达模式和Tbx18+心系细胞内上述EMT关键信号分子的表达模式相似.Tbx18和EMT关键信号分子在发育心脏存在相似的时空表达模式,因此,它们之间可能存在相互调控作用.运用Tbx18突变技术揭示了Tbx18突变型胚鼠心脏EMT关键信号分子表达水平均较野生型显著下调,直接证实了上述4个EMT信号分子是Tbx18的可能靶点.理解Tbx18参与心脏发育的下游靶点有助于改善成年心脏损伤后的再生修复.