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。     

干细胞在牙齿再生研究中的应用

干细胞是一类能够自我更新并分化形成多种组织细胞类型的原始细胞.基于其特殊的生物学性质,干细胞可作为器官再生的理想种子细胞.干细胞已成功被诱导为神经、心肌、皮肤、软骨、肝脏、胰岛、造血等不同类型组织细胞,为神经损伤、退行性变、胰岛素依赖性糖尿病、造血功能障碍等多种难活性疾病提供替代疗法.牙齿是人体中唯一的能在成体中再次发育而且结构相对简单的一个器官,因此牙齿再生已成为组织工程研究领域的热点.目前,在模式动物小鼠以及小型猪中已开展许多利用干细胞进行釉质、本质、牙髓以及牙周韧带等牙齿组织再生和整牙再生的研究.本文系统地概括了不同来源的干细胞(胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞)在牙齿再生研究中的应用.其中,成体干细胞具有来源广泛、便于采集培养以及不导入外源基因等优势,在牙齿再生的基础研究和临床应用中具有更大的价值.     

Dkk1在器官发育及肿瘤发生中的调控作用

Wnt信号通路在脊椎动物的胚胎发育过程中发挥重要作用. Dkk1(Dickkopf1)是Dkk基因家族的成员之一,通过编码一种分泌型的糖蛋白与Wnt信号蛋白竞争细胞表面受体,来维持Wnt信号通路的稳态,从而调控胚胎器官的正常发育. 同时,在人类成体中,Dkk1基因活性的改变与肿瘤、代谢性骨病和骨关节炎等疾病的发生密切相关. 本文对Dkk1在头部、肢、眼和牙齿等器官的胚胎发育过程中的相关分子调控机制以及Dkk1与肿瘤发生的关系进行综述.     

非牙源性干细胞在牙齿再生研究中的应用

近年来,干细胞治疗研究获取的成果为牙齿的修复和再生研究奠定了有力的理论基础.根据牙齿的发育特征,牙齿再生需要牙源性的上皮干细胞和牙源性的间充质干细胞,目前研究表明,牙源性的间充质干细胞可应用于牙齿再生,例如牙髓干细胞和牙周韧带干细胞.但是,人牙源性上皮干细胞仅存在于胚胎期,萌发后的牙齿并不存在牙上皮干细胞,因此学者们开始探索将非牙源性干细胞替代牙源性上皮细胞应用于牙齿再生研究.以下概述了胚胎干细胞、成体干细胞和诱导性多潜能性干细胞等非牙源性干细胞在牙齿再生中的研究进展.     

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。     

组蛋白去甲基化酶在发育和再生医学的研究

表观遗传学调控在器官发育以及再生医学中是重要的研究内容,而组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传学调控机制之一并且成为近年来研究的热点内容。处于不同甲基化状态下的组蛋白,能影响多种分子对其的识别和结合,在转录起始、转录效率和转录后加工等多个层面调控相关基因的表达。而哺乳动物的器官发育与细胞重编程都与基因选择性表达密切相关,因此组蛋白甲基化状态在基因选择性表达中扮演着重要角色。本文概述了组蛋白去甲基化酶的分类以及组蛋白不同甲基化状态下对于基因的表达的调控,同时总结了组蛋白去甲基化酶在维持胚胎干细胞的多分化潜能和IPS细胞重编程效率方面的作用以及组蛋白去甲基化酶基因的缺失与相关器官发育的影响。最后探讨了组蛋白甲基化修饰酶在推动发育生物学与再生医学研究进展方面的潜能。     

解离的小鼠牙胚上皮细胞在重聚发育过程仍维持牙齿发育基因的表达

为了解牙胚细胞解离重聚过程的细胞形态和分子机制,将小鼠帽状期牙胚解离细胞重聚,移植到小鼠肾囊膜下培养,组织切片,HE染色,观察再生牙齿的形态发生过程,并用原位杂交的方法进一步检测了与牙上皮发育密切相关的基因在再生牙上皮中的表达情况。结果发现,解离重聚的牙胚细胞在牙齿器官的再生过程重现了正常牙齿的形态发生过程;解离的牙上皮细胞在重聚和再生过程中保持Fgf8、Noggin和Shh等牙上皮发育基因表达。以上结果表明,即便是被解离形成分散状态的牙上皮细胞,在与牙胚间充质细胞重新聚合后,仍保持牙向分化的潜能。该结果为理解牙齿再生的机理提供新的实验数据,对利用干细胞进行牙齿再生的研究有重要的提示意义。     

Shh信号通路在牙早期发育中的研究进展

Sonichedgehog（Shh）信号通路在牙早期发育中起关键作用,Shh通过与其特定的受体Ptc／Smo蛋白复合物相互作用来激活整个信号通路。Shh在牙早期发育过程中的表达具有时间和空间特异性,通过自分泌和旁分泌作用于上皮组织以及周围的间充质,促进细胞增殖、分化,调控牙的形态发生。Shh基因缺失将导致小鼠在帽状期牙形态的严重畸形,牙体变小,牙索缺失。对Shh信号通路在牙早期发育的作用及其与Wnt信号通路、BMP家族、FGF家族和MSX家族之间的相互关系进行综述。     

过表达β-catenin诱导人表皮干细胞向成釉质细胞分化

人表皮干细胞可作为上皮源性的成体干细胞可应用于人类牙齿再生,但是其诱导效率较低。该研究利用过表达手段上调Wnt/β-catenin信号通路核心因子β-catenin在人表皮干细胞的表达,以期提高诱导其向成釉质细胞分化的效率。分别构建β-catenin和β-catenin（S33Y）基因的慢病毒载体,转染293T细胞生产病毒液并感染人表皮干细胞,采用Western blot检测人表皮干细胞感染后β-catenin的蛋白表达水平;然后与具有诱导成牙潜能的小鼠牙胚间充质进行重组,移植裸鼠体内培养;嵌合体组织切片染色和免疫组化检测形成牙齿的效率（成牙率）和成釉质细胞分化的效率（成釉率）。结果显示,过表达β-catenin的人表皮干细胞的重组嵌合体的成釉率提高至100%。提示,过表达β-catenin可诱导人表皮干细胞向成釉质细胞分化。