zxcvb: 研究人員成功在實驗室培育出可生成血細胞的結構——該過程模擬真實人類胚胎發育
研究人員成功在實驗室培育出可生成血細胞的結構——該過程模擬真實人類胚胎發育
4 Jan 2026 at 04:58am
研究人員在東京科學研究所發現兩種不同的幹細胞系，它們負責形成牙根和周圍骨骼，並揭示了協調其發育的信號網路。研究人員揭示了細胞如何發育和特化，推進了再生牙科治療的前景。
東京科學研究所的研究人員已經確定了兩種分別負責形成牙根和固定牙齒的牙槽骨的幹細胞系。
通過使用基因修飾小鼠和譜系追蹤方法，該團隊揭示了特定信號通路如何在牙齒發育過程中指導幹細胞特化。 他們的發現提供了寶貴的見解，有助於未來推進再生牙科領域。
真實牙齒再生的挑戰
在牙科科學中，再生失去的牙齒及其周圍骨骼結構的能力是最受追捧的目標之一
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。 多年來，牙齒替換一直依賴於人工替代品，如牙科植入物和假牙。 儘管這些解決方案可以有效恢復功能和外觀，但它們無法完全複製真實牙齒的自然感覺、生物整合或結構複雜性。
這一局限性促使研究人員探索自然牙齒形成的過程，希望開發出能夠更全面恢復缺失牙齒的再生治療方法。
然而，牙齒和骨骼的形成是一個極其複雜的過程。 它依賴於多種組織的協調活動，包括釉質器官、牙髓和頜骨細胞。 這些組成部分必須通過精細調節的信號網路進行通信，以控制牙冠、牙根和支撐牙齒的牙槽骨的形成。 儘管經過數十年的研究，這些相互作用的許多方面仍然知之甚少。
追蹤牙根和骨細胞的起源
為解決這些知識空白，由東京科學研究所（Science Tokyo）醫學與牙科學院牙周病學系助理教授長田瑞樹（Mizuki Nagata）和休斯頓德克薩斯大學健康科學中心（UTHealth）的Wanida Ono博士領導的國際團隊，與密歇根大學和其他機構的研究人員合作。
他們的工作重點是指導發育中牙齒幹細胞分化的分子和細胞機制。 研究結果作為兩篇配套研究發表在2025年7月1日和7月2日出版的《自然通訊》第16卷上。
通過在基因修飾小鼠中可視化和追蹤牙齒髮育，研究人員發現了一個先前未知的間充質祖細胞群，並揭示了牙根和牙槽骨形成的新機制。 該團隊使用基因修飾小鼠和先進的譜系追蹤技術，研究細胞群如何在牙根的“尖端”（頂端區域）特化和組織自己。 通過顯微技術、螢光細胞標記和基因沉默，研究人員能夠清晰地觀察關鍵信號蛋白對牙齒發育過程中細胞命運的影響。
識別兩種不同的幹細胞群
通過這種方式，研究團隊確定了一個先前未被認識的間充質幹細胞群，它們產生兩個不同的譜系：一個與牙根發育密切相關，另一個與牙槽骨形成相關。 第一個譜系源自位於上皮根鞘內頂端乳頭的細胞——生長牙根尖端的一簇軟組織。
這些細胞表達CXCL12，這是一種在骨髓骨形成中起關鍵作用的蛋白質。 通過一種稱為經典Wnt通路的化學信號通路，頂端乳頭CXCL12表達細胞不僅可以分化為形成牙齒的成牙本質細胞，還可以在延長的牙根上分化為形成牙骨質的成牙骨質細胞，甚至在再生條件下分化為形成牙槽骨的成骨細胞。
另一個譜系集中在牙囊中，牙囊是一種包裹發育中牙齒並有助於形成周圍錨定結構的囊狀結構。 研究團隊發現，甲狀旁腺激素相關蛋白（PTHrP）表達細胞群可以分化為成牙骨質細胞、韌帶成纖維細胞和形成牙槽骨的成骨細胞。 有趣的是，研究人員指出，這種轉化只在特定情況下發生，正如長田瑞樹解釋的那樣：“我們觀察到Hedgehog-Foxf通路需要被抑制，以驅動牙囊中PTHrP表達細胞的牙槽骨成骨細胞命運，揭示了一種需要對Hedgehog信號進行刻意開關調節的獨特牙齒特異性骨形成機制。 "
邁向再生牙科療法
這兩項研究的結果共同推進了我們對牙齒和牙槽骨如何在體內發育的理解，為它們複雜的生長機制提供了一些急需的線索。 “我們的發現為牙根形成提供了機制框架，併為基於幹細胞的牙髓、牙周組織和骨骼再生療法鋪平了道路，”長田瑞樹總結道，展望未來。
參考資料：
“Wnt-directed CXCL12-expressing apical papilla progenitor cells drive tooth root formation” 由長田瑞樹（Mizuki Nagata）、Gaurav T. Gadhvi、Taishi Komori、Yuki Arai、Hiroaki Manabe、Angel Ka Yan Chu、Ramandeep Kaur、Meer Ali、Yuntao Yang、Chiaki Tsutsumi-Arai、Yuta Nakai、Yuki Matsushita、Nicha Tokavanich、W. Jim Zheng、Joshua D. Welch、Noriaki Ono和Wanida Ono撰寫，2025年6月31日發表在《自然通訊》上。
DOI: 10.1038/s41467-025
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-61048-x
“A Hedgehog–Foxf axis coordinates dental follicle-derived alveolar bone formation” 由長田瑞樹（Mizuki Nagata）、Gaurav T. Gadhvi、Taishi Komori、Yuki Arai、Chiaki Tsutsumi-Arai、Angel Ka Yan Chu、 Seth N. Nye、Yuntao Yang、Shion Orikasa、Akira Takahashi、Peter Carlsson、W. Jim Zheng、Joshua D. Welch、Noriaki Ono和Wanida Ono撰寫，2025年7月2日發表在《自然通訊》上。
DOI: 10.1038/s41467-025-61050-3
資助：美國國立衛生研究院、德克薩斯癌症預防與研究所、日本牙周病學會、日本促進科學學會
【全文結束】
東京科學研究所的研究人員已經確定了兩種分別負責形成牙根和固定牙齒的牙槽骨的幹細胞系。
通過使用基因修飾小鼠和譜系追蹤方法，該團隊揭示了特定信號通路如何在牙齒發育過程中指導幹細胞特化。 他們的發現提供了寶貴的見解，有助於未來推進再生牙科領域。
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