牙釉质是人体中最坚硬的物质，能够保护牙齿的最内层结构，包括牙本质和牙髓。然而，一些遗传性疾病会导致牙釉质变弱，进而引发牙齿敏感、龋齿以及牙齿断裂等问题。这些疾病包括釉质发育不全（amelogenesis imperfecta），其特点是牙釉质过薄或发育不良，以及歌舞伎综合征（Kabuki syndrome），该病表现为独特的面部特征、智力障碍以及牙齿异常，其中包括牙釉质脆弱。
为了更好地了解KMT2D基因如何影响牙釉质的发育，布法罗大学口腔生物学家Hyuk-Jae “Edward” Kwon及其团队通过基因工程技术，在形成牙釉质的细胞中关闭了KMT2D基因。结果发现，这些实验小鼠的牙齿与患有歌舞伎综合征的人类患者的牙齿非常相似：表面粗糙、呈粉笔状且比正常牙齿更薄。
他们的研究还表明，通过特定药物靶向KMT2D基因，可以逆转牙釉质脆弱的情况，甚至可能预防颅面出生缺陷。这项研究成果已发表在《牙科研究杂志》（Journal of Dental Research）上，这是首次深入研究证明KMT2D基因在牙釉质形成中的关键作用。
这一突破性成果也让Kwon副教授——布法罗大学牙医学院口腔生物学系的一员——登上了全球舞台。6月24日，他在西班牙巴塞罗那举行的2025国际牙科、口腔及颅面研究协会（IADR）与泛欧地区（PER）大会暨展览会上，荣获了IADR Joseph Lister新研究者奖竞赛的第二名。
牙釉质缺陷始于早期
参与该项目的口腔生物学系研究员Jung-Mi Lee博士在实验中删除了上皮组织（即口腔腔表面组织）中的KMT2D基因。“我们开始观察到，这些小鼠的牙齿非常脆弱，咀嚼食物时就会断裂。”Kwon说道。
团队还发现，牙釉质缺陷甚至在牙齿尚未穿过牙龈时就已经出现。“我们了解到，KMT2D基因在牙细胞中起到了一种‘开关’的作用，负责启动牙釉质的形成过程。如果这个基因缺失或受到干扰，细胞无法接收到正确的信号，导致牙釉质生成细胞无法正常发育。”他补充道。
其他为本研究及论文做出贡献的研究人员包括生物科学系教授Soo-Kyung Lee和Jae W. Lee，他们共同担任布法罗大学FOXGI研究中心的联合主任；另有雅各布斯医学与生物医学学院髓鞘与胶质探索研究所的生物化学副教授Yungki Park。
未来预防牙釉质疾病的潜力
目前，该团队正计划在怀孕小鼠中测试候选药物，以观察是否能在妊娠中期逆转或预防口腔内的出生缺陷。此外，通过相关项目，实验室还在研究歌舞伎综合征中常见的另一种主要颅面异常——腭裂。
“当小鼠出生时患有腭裂，死亡率高达100%。虽然人类可以通过手术存活，但腭裂对患者及其家庭来说是一个巨大的负担。如果我们能找到方法纠正或预防这些疾病的发生，这将是一个巨大的突破。”Kwon解释道。
他还强调了表观遗传学的重要性。表观遗传学涉及环境因素如何在不改变DNA序列的情况下改变细胞行为，是发育生物学中快速发展的领域。“未来，如果我们需要替换牙科植入物，我们需要一个精确的蓝图——可以说是一份说明书——来指导如何构建一颗牙齿。这种知识对于成功实现器官再生至关重要。”
国家拨款支持进一步研究
Kwon及其团队已经取得了良好的开端。除了Kwon所获得的奖项和认可外，这项研究也为Jung-Mi Lee赢得了一项为期两年、金额达32万美元的国家牙科与颅面研究研究所（NIDCR）拨款。这笔资金将支持Lee独立研究KMT2D基因在牙科再生中的调控机制，同时帮助她建立自己的研究项目，并继续与Kwon展开合作。
“我们的长期目标是了解如何再生器官。”Kwon表示，“要做到这一点，最基本的步骤是识别驱动组织发育的分子机制。”
正如Kwon所说：“我们了解到，KMT2D基因在牙细胞中起到了一种‘开关’的作用，负责启动牙釉质的形成过程。如果这个基因缺失或受到干扰，细胞无法接收到正确的信号，导致牙釉质生成细胞无法正常发育。”
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