深圳子科生物報(bào)道：首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京口腔醫(yī)院/基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院王松靈院士團(tuán)隊(duì)在《EMBO J》（5年影響因子IF: 10.568）上發(fā)表題為" Biomechanical stress regulates mammalian tooth replacement via the integrin β1-RUNX2-Wnt pathway"的研究成果。

該研究發(fā)現(xiàn)，乳牙萌出前頜骨內(nèi)應(yīng)力控制恒牙胚發(fā)育處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，乳牙萌出釋放內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致乳恒牙之間間充質(zhì)內(nèi)的RUNX2/Wnt通路中Wnt信號(hào)“轉(zhuǎn)位”至恒牙胚，從而啟動(dòng)恒牙發(fā)育。我校附屬北京口腔醫(yī)院已出站博士后吳曉珊（現(xiàn)中南大學(xué)湘雅醫(yī)院口腔頜面外科主治醫(yī)師）為文章第一作者，王松靈院士為通訊作者。

外胚層器官包括毛發(fā)、羽毛及牙齒等，周期性循環(huán)替換是其主要特征，但每個(gè)循環(huán)周期中從靜止過(guò)渡到啟動(dòng)的機(jī)制不清楚。人類等大型哺乳動(dòng)物具有乳恒牙兩副牙列，一生中只能替換一次，恒牙發(fā)育和乳恒牙替換長(zhǎng)達(dá)6-12年，但恒牙牙板早在胚胎期就已經(jīng)在頜骨內(nèi)形成，因此恒牙啟動(dòng)發(fā)育的機(jī)制是研究外胚層器官?gòu)撵o止過(guò)渡到啟動(dòng)的良好模型。以往牙齒發(fā)育大多利用嚙齒類動(dòng)物模型進(jìn)行研究，但嚙齒類動(dòng)物只有單副牙列，無(wú)法進(jìn)行乳恒牙替換的研究。

中國(guó)科學(xué)院王松靈院士團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十多年不斷摸索，創(chuàng)建了小型豬牙齒發(fā)育研究平臺(tái)，發(fā)現(xiàn)小型豬和人類一樣，也具有兩副牙列，明確了小型豬乳恒牙雙副牙列的發(fā)育時(shí)相、替換規(guī)律，并建立了牙齒發(fā)育相關(guān)基因、蛋白和表觀遺傳學(xué)的表達(dá)譜數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)上，王松靈院士團(tuán)隊(duì)以小型豬為模型，針對(duì)“何種原因保持恒牙胚相對(duì)靜止，又是何種機(jī)制啟動(dòng)恒牙發(fā)育”這一科學(xué)問(wèn)題展開(kāi)探索。

該研究發(fā)現(xiàn)，在乳牙萌出前，恒牙牙板在頜骨內(nèi)保持靜止，隨著乳牙萌出恒牙開(kāi)始啟動(dòng)發(fā)育。乳牙萌出前的發(fā)育速率明顯快于頜骨，引起封閉的頜骨內(nèi)環(huán)境中的生物應(yīng)力，通過(guò)與中國(guó)科學(xué)院力學(xué)所龍勉教授團(tuán)隊(duì)合作，經(jīng)測(cè)算及計(jì)算機(jī)軟件模擬，得出內(nèi)應(yīng)力范圍在3-20kPa。

乳牙萌出打破頜骨的封閉環(huán)境并釋放頜骨內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)一步通過(guò)體內(nèi)和體外模型證實(shí)，維持該內(nèi)應(yīng)力可以抑制恒牙的啟動(dòng)發(fā)育，而釋放內(nèi)應(yīng)力可以激活恒牙的發(fā)育。乳恒牙之間內(nèi)應(yīng)力的傳遞經(jīng)由乳恒牙之間的間充質(zhì)，該組織內(nèi)integrin β1-RUNX2-Wnt通路的表達(dá)水平受應(yīng)力的調(diào)控。在人類18-19周胚胎乳恒牙之間間充質(zhì)內(nèi)也觀察到了一致的分子表達(dá)模式。隨著應(yīng)力的釋放，該通路表達(dá)水平下降，而與此同時(shí)恒牙上皮中的Wnt通路表達(dá)水平上升，從而激活恒牙發(fā)育。

該研究發(fā)現(xiàn)了在恒牙啟動(dòng)發(fā)育的過(guò)程中，間充質(zhì)內(nèi)的Wnt通路信號(hào)隨應(yīng)力釋放向恒牙上皮“轉(zhuǎn)位”的現(xiàn)象，因而提出了“組織應(yīng)力調(diào)控器官發(fā)育”（Stress-mediated Development Theory）學(xué)說(shuō)，該研究發(fā)現(xiàn)的機(jī)制對(duì)其他外胚層器官的發(fā)育及再生研究具有重要的借鑒和參考意義。該研究是本課題組開(kāi)發(fā)利用小型豬大型動(dòng)物模型研究牙發(fā)育及口腔頜面組織器官再生又一個(gè)代表性力作。

原文標(biāo)題：

Biomechanical stress regulates mammalian tooth replacement via the integrin β1-RUNX2-Wnt pathway