牙釉质再生新研究：经Notch激活的成釉类器官，首次实现体内釉质样矿化

图源：Soluble Notch agonist enables human ameloblast maturation and enamel-like tissue formation for tooth regeneration

好的牙·讯｜近日，发表于《International Journal of Oral Science》（《国际口腔科学杂志》）的一项体外及动物实验显示，研究团队通过人工设计的Notch信号激动剂，在无需成牙质细胞共培养的条件下，成功诱导人诱导多能干细胞（hiPSCs）来源的成釉细胞成熟，并在动物模型中证实了其生成牙釉质样矿化物质的能力。研究人员还同时探讨了转录因子DLX3在其中的调控作用。

牙釉质作为人体最硬的矿化物质，一旦受损无法自然再生。目前口腔临床主要依靠充填材料、牙冠或贴面进行修复，尚无法实现真正意义上的牙釉质生物再生。成釉细胞（Ameloblasts）仅在牙齿发育阶段存在，并在牙齿萌出时发生凋亡，导致人体后续失去牙釉质再生能力。由于其成熟此前被认为需要与成牙质细胞（Odontoblasts）密切接触，如何在体外重建这一过程成为口腔生物再生领域的难题。

图源：Soluble Notch agonist enables human ameloblast maturation and enamel-like tissue formation for tooth regeneration

研究团队通过单细胞测序数据分析发现，Notch信号可能是成牙质细胞与成釉细胞之间通讯的重要通路。其中，DLL1、DLL4等Notch配体主要在成牙质细胞侧表达，NOTCH1、NOTCH2、NOTCH3等受体主要在成釉细胞侧表达，提示来自成牙质细胞的Delta-Notch信号可能参与驱动成釉细胞成熟。为此，团队利用人工设计的可溶性Notch激动剂C3-DLL4对人源成釉细胞类器官（Organoids）进行处理。研究数据显示，经处理的类器官高表达多项成熟标志物，并具备相应的细胞形态和结构特征。

为验证功能性，研究人员将诱导成熟的类器官移植至免疫缺陷NOD-SCID小鼠肾囊下。3周后的微CT（microCT）及组织学分析确认，移植组织生成了牙釉质样钙化物质。据研究人员披露，这是首次证明经人工Notch激活的诱导成釉细胞类器官能在生物体内形成此类组织。

图源：Soluble Notch agonist enables human ameloblast maturation and enamel-like tissue formation for tooth regeneration

此外，该研究还探讨了DLX3基因在人成釉细胞中的细胞自主性作用。研究人员分析了DLX3在激活牙釉质相关基因程序中的调控作用，认为DLX3是人成釉细胞终末成熟所必需的细胞自主性转录调控因子，未来或可为成釉不全（Amelogenesis Imperfecta）等遗传性釉质发育异常的机制研究提供参考。

目前研究仍处于实验阶段，尽管C3-DLL4处理的人成釉细胞类器官已在小鼠体内形成牙釉质样钙化物质，但动物实验结论无法直接外推至临床应用，距离实际临床使用仍需更多验证。