

人体是一种神奇的东西。但就像任何由进化而来的东西一样,它也有很多缺陷。考虑牙齿。鲨鱼一生中都会长出新牙齿,而成年人只有一副,必须持续60年或更长时间。
这很棘手。贫困、高糖饮食和卫生条件差的结合,意味着全球有25亿人患有蛀牙。蛀牙是指口腔细菌产生的酸侵蚀覆盖在牙齿外部的硬牙釉质。这可能会导致痛苦的感染,从而导致进一步的损害。一旦蛀牙开始,牙医所能做的就是用人工填充物填充空隙。
但是在《细胞》杂志上发表的一篇论文中,华盛顿大学的干细胞生物学家Hannele Ruohola-Baker和她的同事提供了一种可能的替代方法。干细胞是那些有能力将自己转化为体内任何其他类型细胞的细胞。研究人员认为,很快就有可能利用这些蛋白质细胞自然地再生牙齿的牙釉质。
第一步是弄清楚牙釉质是如何产生的。这是一个棘手的问题,因为牙釉质生成细胞,即成釉细胞,在人的成年牙齿生长完成后很快就会消失。为了解决这个问题,研究人员转向了从人工流产或自然流产的人类胎儿中提取的组织样本。这些组织含有大量的功能性成釉细胞。
然后,研究人员检查哪些基因在产生牙釉质的细胞中特别活跃。牙釉质主要是由磷酸钙构成的,编码与钙结合的蛋白质的基因特别忙碌。他们还评估了另一种称为成牙细胞的细胞。这些细胞表达产生牙本质的基因,牙本质是位于外牙釉质下面的另一种硬组织。
有了这些信息,Ruohola-Baker博士和她的同事们下一步检查是否可以说服干细胞转变成成釉细胞。该团队设计了一种鸡尾酒药物,旨在激活他们知道在功能成釉细胞中表达的基因。这就成功了,经过改造的成釉细胞产生了与天然成釉细胞相同的蛋白质。而另一种鸡尾酒则促使干细胞变成成牙细胞。
将这些细胞一起培养产生了研究人员所谓的类器官——一种在培养皿中模仿生物器官的组织团。类器官愉快地生产出牙釉质的化学成分。拥有这两种细胞类型似乎是至关重要的:当成牙釉质细胞和成釉细胞同时存在时,编码珐琅质蛋白的基因比单独存在成釉细胞时表达得更强烈。
目前,这项工作更多的是一个概念的证明,而不是一个即将到来的医学治疗的原型。Ruohola-Baker博士说,下一步是进一步促进牙釉质的产生,并最终开始临床试验。希望有一天,该团队的类器官的医学版本可以用作生物植入物,以再生患者的蛀牙。
干细胞疗法并不是唯一进入临床试验的疗法。另一类治疗被称为仿生修复。这包括使用合成蛋白质重建牙冠,这种蛋白质与人类牙釉质相似,但并不完全相同。与干细胞疗法不同的是,这种蛋白质可以被添加到牙膏、漱口水甚至止咳药水中。但合成配方可能不如人类牙釉质耐用。
这两种技术都需要一段时间才能进入临床。一个问题是,由干细胞衍生成釉细胞制成的牙釉质究竟有多耐用。另一个问题是如何最好地将干细胞输送到病人的口腔。但这些发现是有希望的。任何牙医都会告诉你,预防胜于治疗。尽管如此,更好的治疗方法仍将受到欢迎。