牙齿缺失是成年人中普遍存在的问题,会导致生活质量下降。目前,解决这个问题的方法包括假牙和种植牙。但这些方法不如"真牙",也无法显著改善生活质量。现在,日本科学家的一项发现可能使重新生长牙齿成为可能。他们通过动物研究发现,使用抗体抑制USAG-1基因可以有效促进牙齿生长。
对于任何失去牙齿的孩子来说,牙仙子是一位受欢迎的客人。牙仙子不仅会在枕头下留下小礼物,孩子还可以在几个月内确保长出新牙。失去牙齿的成年人则不能这么说。
然而,京都大学和福井大学科学家进行的一项新研究可能带来一些希望。研究团队报告说,一种针对特定基因——子宫敏感化相关基因-1(USAG-1)的抗体可以刺激患有先天性无牙症的小鼠生长牙齿。该论文发表在《科学进展》杂志上。
虽然正常成年人的口腔有32颗牙齿,但大约1%的人口由于先天条件而有多于或少于这个数量。科学家们已经探索了牙齿过多的遗传原因,将其作为在成人中再生牙齿的线索。
据该研究的主要作者之一、京都大学医学院高级讲师高桥克(Katsu Takahashi)介绍,负责牙齿发育的基本分子已经被确定。
"单个牙齿的形态发生取决于包括BMP(骨形态发生蛋白)和Wnt信号通路在内的几种分子的相互作用,"高桥说道。
BMP和Wnt不仅参与牙齿发育。它们在人体甚至只有葡萄干大小之前就调节着多个器官和组织的生长。因此,通常避免使用直接影响其活性的药物,因为副作用可能会影响整个身体。
研究团队猜测,针对在牙齿发育中特异性拮抗BMP和Wnt的因素可能会更安全,因此考虑了USAG-1基因。
"我们知道抑制USAG-1有助于牙齿生长。但我们不知道的是,这样做是否足够,"高桥补充道。
因此,科学家们研究了针对USAG-1的几种单克隆抗体的效果。单克隆抗体通常用于治疗癌症、关节炎和疫苗开发。
USAG-1与BMP和Wnt都发生相互作用。因此,几种抗体导致小鼠出生和存活率较低,证实了BMP和Wnt对全身生长的重要性。然而,一种有希望的抗体仅破坏了USAG-1与BMP的相互作用。
使用这种抗体的实验表明,BMP信号传导对于确定小鼠的牙齿数量至关重要。此外,单次给药就足以生成一颗完整的牙齿。后续实验在雪貂身上也显示了同样的益处。
"雪貂是双套牙动物,其牙齿模式与人类相似。我们的下一个计划是在猪和狗等其他动物上测试这些抗体,"高桥解释道。
这项研究首次展示了单克隆抗体在牙齿再生方面的益处,并为目前只能通过种植牙和其他人工措施解决的临床问题提供了一种新的治疗框架。
"传统的组织工程不适合牙齿再生。我们的研究表明,无细胞分子疗法对广泛范围的先天性无牙症有效,"福井大学的另一位研究作者菅井学(Manabu Sugai)总结道。
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