随着年龄增长,牙齿变得越来越脆弱,更容易受到蛀牙的损害,最终可能导致牙齿脱落。牙齿具有内在的再生能力,这一过程由牙髓干细胞(DPSCs)驱动,这些干细胞负责补充牙髓,包括产生牙本质的细胞——成牙本质细胞。在衰老的牙齿中,DPSCs功能下降,分裂减少,产生的成牙本质细胞也减少,这一过程被称为衰老,即通过逐渐退化发生的生物衰老过程。DPSCs的衰老被认为是牙齿健康随年龄下降的原因之一。
由中国四川大学的余凡远(Fanyuan Yu)领导的研究团队现已发现DPSCs衰老的一种机制,并确定了一种可能的应对策略。他们在今日发表在《干细胞报告》(Stem Cell Reports)期刊上的研究中,首先比较了受严重蛀牙影响的年轻和老年智齿的再生能力。虽然大多数年轻牙齿得以保存,但超过一半的老年牙齿最终坏死,这表明牙齿衰老会损害牙髓再生。
为解释这一现象,余的团队使用基因工程小鼠模型,确定了一种特定的DPSCs亚群,该亚群负责在年轻牙齿中生成新的牙髓细胞和成牙本质细胞。这些干细胞在老年小鼠的牙齿中几乎不存在。此外,当这些干细胞从年轻小鼠的牙齿中被消除时,牙髓发生衰老,成牙本质细胞显著减少,进一步强调了这种DPSCs亚群在牙齿再生中的重要作用。
这些干细胞的一个独特特征是表达一种名为NFATC1的蛋白质,这种蛋白质在年轻的DPSCs中含量丰富,但在小鼠和人类老年牙齿的细胞中显著减少。NFATC1对小鼠DPSCs的正常功能至关重要,因为删除NFATC1会停止成牙本质细胞的生成,在年轻牙齿中引发衰老,并降低牙齿受伤后的再生能力。令人鼓舞的是,通过使用能消除衰老细胞的"抗衰老药物"组合,可以刺激NFATC1缺陷小鼠的牙齿再生。
这项研究表明,特定类型的NFATC1+ DPSCs对牙齿再生和防止衰老至关重要。后续研究将需要证明,保存这些干细胞是否能对抗牙齿衰老。
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