揭秘牙根“指挥中心”细胞，助力牙齿健康新生！

牙齿的功能不仅仅依赖于表面的坚硬牙釉质，还因为它们有根部将其牢牢固定在牙龈下的颌骨里。吃东西、说话，还有维持面部形状，牙齿对我们的日常生活是非常重要的。

我们知道，发育中牙根尖端的根尖乳头（AP）里含有多种类型的AP细胞，包括参与形成牙根的干细胞。然而，哪些细胞以何种方式起作用，以及牙根是通过何种机制形成的，还是不太清楚。

一个研究小组，成员包括东京科学研究所的助理教授永田瑞树、加州大学旧金山分校的教授小野和田，还有德克萨斯大学的教授小野纪明，发现牙根形成开始时，一种分泌名为CXCL12的特定AP细胞群体（CXCL12+ AP细胞）出现。

这项研究发表在期刊Nature Communications上。

研究团队进一步证明，这些特化细胞充当了“指挥中心”的角色，与其他AP细胞合作，推动牙根的形成。

对这些指挥中心细胞——CXCL12+ AP细胞的深入分析揭示了一个额外且意想不到的发现。这些细胞可以转变为成牙本质细胞，形成牙本质（牙齿内部的硬组织），也可以转变为成牙骨质细胞，形成牙骨质（覆盖根部的薄外层）。传统观点相反，目前的研究表明，单一的细胞群体塑造了牙根的内外结构。

研究人员还发现，CXCL12+ AP 细胞的正常功能依赖于 AP 内的两条信号通路：Wnt 信号通路和 TGF-β 信号通路。Wnt 信号通路引导 CXCL12+ AP 细胞到达适当的位置，并充当激活其根形成功能的开关。

研究还发现，TGF-β 信号通路在根形成过程中与 Wnt 信号通路是协同作用的。换句话说，Wnt 和 TGF-β 这两种信号之间的平衡是确保牙根形成正确进展的关键。

这一发现不仅有助于揭示牙根形成的机制，还有可能为再生疗法和基于干细胞的治疗提供支持，旨在帮助恢复牙根。

如果牙根能够利用自身细胞再生，那么可能会重新获得自然的咬合感觉，这是人工牙齿无法提供的。新发现的 CXCL12+ AP 细胞被称为‘种子细胞’，引起了大家的关注。

此外，尽管这些指挥中心细胞通常是专门用来形成牙根的，但它们也具有根据情况灵活地改变角色的能力。例如，当牙齿周围的组织受损，或者需要修复下颌骨时，它们也可以转变为成骨细胞，也就是形成骨骼的细胞。

因此，牙根和下颌骨的再生医学应用正在变得越来越可行。

助理教授永田瑞希说：“牙根是维持牙齿健康的重要组织，不仅如此，它还对周围骨骼——最终是整个口腔——的健康至关重要。理解其形成机制是一个不仅限于牙科研究的主题，并与整体再生医学相连接。”

“通过更深入地理解干细胞在体内的作用，我相信这会带来新的治疗方法，能更有效地再生因龋齿或牙周病而失去的牙齿和骨骼。”

更多信息： 永田瑞希及其团队，Wnt导向的CXCL12表达的根尖乳头的祖细胞驱动牙根形成，《自然通讯》（2025）。 DOI: 10.1038/s41467-025-61048-x