生物工程牙胚

生物工程牙胚

生物工程牙胚,在從小鼠胚胎中獲得這樣的牙胚後,研究人員從中分離出了兩種細胞——上皮細胞和間質細胞,並將這些細胞重組到一種新的生物工程牙胚中。

概述

生物工程牙胚生物工程牙
研究小組隨後讓這種生物工程牙胚在一種特殊的培養基中生長了5天到7天,之後又將它們移植到成年小鼠上頜中一顆事先被拔掉的臼齒的位置上。大約在36天之後,新的牙齒從牙齦上長出並形成了適當的形狀;在49天的時候,它最終能夠與對應的牙齒一道咀嚼食物。

重要意義

今後如果你因衰老或外傷掉了一顆牙齒,或許再也用不著讓牙醫為你製作假牙或植牙了。日前日本科學家發明了一種方法,能夠利用生物工程使成年人長出新的牙齒。迄今為止,這項技術僅僅對於小鼠適用,但是專家預測,有朝一日人類將因此而獲益。
所有的跡象都表明,這些牙齒的功能與真的牙齒沒有什麼區別。研究人員報告說,它們具有牙根、牙髓,以及普通牙齒的外部琺瑯質,並且很硬。除此之外,與植入的牙齒不同的是,再生的牙齒髮育出了牙周的韌帶,從而與普通的牙齒一道連線在支撐的骨骼上,並與神經纖維連線在一起,這樣便能夠感知咀嚼的壓力以及其他壓力。Tsuji表示:“我們毫無疑問地證明了對組織胚種細胞進行生物工程處理能夠培育出功能健全的組織。”

實驗培養

日本研究人員最近獲得了一種在皮氏培養皿中培養小鼠牙齒的可靠途徑,研究人員稱新方法將來有望實現整個器官再生。目前生物工程器官的研究仍處於起步階段。去年有報導說,北卡羅萊納州Wake Forest大學醫學院研究人員Anthony Atala等將一些實驗室培養的膀胱移植到人類患者體內。但是培養牙齒卻遠比想像的要困難的多。
大鼠牙胚組織發育過程中大鼠牙胚組織發育過程中

從小鼠胚胎的牙胚(tooth germ,未露出牙齦的初期牙組織)中分離出上皮細胞和間充質細胞,並分別培育到105個細胞,然後將這些細胞注射到一滴膠原質中。16天后,這些細胞發育出另一個牙胚。研究人員拔出一隻小鼠的門牙,然後將正處於萌髮狀態的牙齒植入被拔出門牙留下的牙洞中,結果植入的牙齒髮育正常。研究詳細內容刊登於線上版《Nature Methods》。研究人員稱他們的方法還可用於培養鬍鬚(鬍鬚也是起源於相同類型的細胞),研究人員強調,牙細胞一定要取自胚胎的帽狀期(cap stage)牙齒,此時牙胚在釉質包被下開始形成,這種過程對於晚期的牙齒沒有效果,因此用新培育的牙齒治療人類患者需要採用不同的途徑,在實驗室中培育人類牙齒還有很長一段路要走。Tsuji透露,他們正在尋找可以用於培育牙齒的人類成體細胞。

研究成果

在從小鼠胚胎中獲得這樣的牙胚後,研究人員從中分離出了兩種細胞——上皮細胞和間質細胞,並將這些細胞重組到一種新的生物工程牙胚中。Tsuji說,為了未來在人類臨床上使用這項技術,他和同事希望能夠證明用患者自身幹細胞的上皮細胞以及間質細胞來進行這項嘗試的可能性。研究小組隨後讓這種生物工程牙胚在一種特殊的培養基中生長了5天到7天,之後又將它們移植到成年小鼠上頜中一顆事先被拔掉的臼齒的位置上。大約在36天之後,新的牙齒從牙齦上長出並形成了適當的形狀;在49天的時候,它最終能夠與對應的牙齒一道咀嚼食物。研究小組在2009年8月3日的美國《國家科學院院刊》網路版上報告了這一研究成果。

生物牙齒

芬蘭赫爾辛基大學的發育生物學家Irma Thesleff表示:“這是一項重大的進展。”她強調研究小組在前人工作的基礎上,“第一次證明了,僅僅利用兩種細胞,
培養12d後的牙胚培養12d後的牙胚
一顆被拔掉的牙齒就能夠被一顆功能健全並在適當位置生長的牙齒所代替”。日本東京牙醫學院的齒科學家Masaki Shimono指出,“儘管許多研究能夠成功形成牙冠”,然而正常牙根的形成顯然才是最重要的。他說,更進一步的挑戰包括證明不同類型的牙齒和牙尖的適當位置。Tsuji承認,儘管生物工程牙齒具有功能,但其牙冠的寬度、牙尖的位置以及牙齒的結構依然有些問題。但是他希望自己的研究小組能夠通過下一步的研究而對這些細節加以控制。

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