“成人牙槽骨里藏着能长出新牙的种子!” 近日,KEVIN&KATHY实验室发布牙齿再生领域里程碑式研究成果:首次证实成人牙槽骨中残留着胚胎期牙源性上皮干细胞 —— 这些“休眠牙种子”因 “刹车”因子USAG-1的抑制而沉寂。更关键的是,团队通过单克隆抗体解除抑制、三维多孔支架Tefoam搭建微环境、联合牙囊干细胞(DFSCs)修复组织,形成“唤醒 - 支撑 - 再生”的完整技术链,成功启动成人牙齿再生程序,为缺牙、牙周病患者带来“自然长牙” 的新希望。
一、核心发现:成人牙槽骨的“沉睡牙种子”
“过去认为成人牙齿掉了就无法再生,因为胚胎期的牙源性干细胞会随发育消失,但我们在成人牙槽骨中找到了它们的踪迹。”KEVIN&KATHY实验室负责人介绍,这些残留的牙源性上皮干细胞,是胚胎期负责牙齿形态发生的“原始细胞”成年后却进入“休眠模式”—— 如同被冻结的种子,具备生长潜力却无法萌发。
研究团队进一步发现“冻结”的关键是USAG-1因子。这种由基因表达的蛋白质,是调控细胞增殖、分化的BMP和Wnt信号通路的“强效刹车”。胚胎期,它精准控制牙齿的数量、大小和位置,防止长出多余或畸形牙齿。成年后,它持续抑制BMP和Wnt通路活性,死死“按住”休眠干细胞,既避免混乱长牙,也阻断了自然再生的可能。
二、关键干预:单克隆抗体 “松开刹车”
如何精准“松刹车”?实验室研发的单克隆抗体给出了答案。与传统“外源性添加生长因子”的思路不同,该单克隆抗体是USAG-1的“特异性拮抗剂”,其核心作用是“中和抑制”—— 不额外引入新信号,而是针对性结合USAG-1,阻断它对BMP和Wnt通路的压制。
这就像给‘刹车’上了‘解扣器’。 研究人员解释,当单克隆抗体与USAG-1结合后,被抑制的BMP和Wnt信号通路会重新激活,局部微环境中的信号分子会“唤醒”休眠的牙源性上皮干细胞,同时动员周围的间充质干细胞,为牙齿再生启动“第一动力”。
三、支架+干细胞:搭建再生“微摇篮”
仅唤醒干细胞还不够 —— 成人牙槽骨常因缺牙、牙周病出现组织退化,缺乏支持细胞生长的微环境。为此,实验室引入泡沫支架材料Tefoam与牙囊干细胞(DFSCs)的联合方案,解决这一关键难题。Tefoam的核心优势在于其三维多孔结构:孔径大小与胚胎期细胞外基质(ECM)高度匹配,既能为干细胞提供“附着支架”让激活的细胞有“地方落脚”又能形成营养运输通道,保证细胞生长所需的氧气和养分:同时,其材质特性可模拟胚胎ECM的信号传导功能,进一步刺激干细胞增殖、分化,逆转牙槽骨的组织退化。
而 DFSCs(牙囊干细胞)作为牙周与颌骨再生的“核心力量”,与Tefoam形成“1+1>2” 的协同效应:DFSCs在Tefoam支架上定植后,会分泌多种生长因子,促进牙周膜细胞增殖、诱导牙槽骨形成,同时修复受损的颌骨缺损 —— 这不仅为牙齿再生提供“稳固地基”还能解决传统修复无法兼顾的牙周组织修复问题。
完整再生流程:自组织长出 “真牙齿”
四、“抗体解抑制+支架搭环境+干细胞补动力”的协同作用下,牙齿再生呈现出高度协调的生物学过程:
唤醒定植:单克隆抗体解除USAG-1抑制,BMP/Wnt信号激活休眠干细胞,干细胞迁移至Tefoam支架并定植,DFSCs同步在支架上生长,修复周围牙槽骨。
牙胚重构:激活的牙源性上皮干细胞与间充质干细胞,在支架微环境中重演胚胎期“上皮-间充质相互作用”聚集形成类似牙胚的结构。
分化矿化:BMP/Wnt信号进一步指导牙胚分化,形成成釉细胞(负责牙釉质)和成牙本质细胞(负责牙髓、牙本质)同时Tefoam支架逐渐降解,成釉 / 成牙本质细胞分泌基质并完成生物矿化,形成双腔牙冠与牙根。
功能完善:牙髓腔内的有效成分持续缓释,促进牙齿与周围牙周组织融合,最终形成具备完整解剖结构、正常咬合力和感知功能的再生牙齿。
五、创新价值与应用前景:颠覆传统缺牙治疗
我国35岁以上人群缺牙率超50%,传统假牙、种植牙存在异物感强、使用寿命短、易损伤邻牙等问题,且无法修复退化的牙周与颌骨组织。KEVIN&KATHY实验室的研究,从“再生”而非“替代”的角度突破,其创新价值显著。
生物相容性:再生牙齿源于自身干细胞,无排异反应,可与牙槽骨、牙龈自然融合。
全组织修复:Tefoam+DFSCs方案同步修复牙周膜、牙槽骨,解决传统修复“只补牙、不补骨”的痛点。
自组织精准性:细胞在信号与支架引导下自发形成符合咬合需求的三维结构,无需人工搭建,避免形态误差。
目前KEVIN&KATHY实验室已就该技术申请多项发明专利,涵盖单克隆抗体、Tefoam支架制备、DFSCs联合应用等核心环节。“下一步将推进临床试验,优先针对重度牙周病、颌骨缺损伴缺牙的患者开展研究。” KEVIN&KATHY实验室负责人表示,该技术不仅限于牙齿再生,其“休眠干细胞唤醒+支架 -干细胞协同”的思路,还为骨再生、皮肤再生等领域提供了可借鉴的范式,推动再生医学向“精准化、组织协同化”发展。
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