转录组测序技术与口腔疾病牙种植及组织再生(4)

CHO等[51]利用RNA-seq测定人牙髓细胞暴露于低毒性浓度的三甘醇二甲基丙烯酸酯的基因表达改变，结果证实，即使是低毒性浓度的树脂单体，牙髓细胞基因表达也会随着时间发生变化，其中HMOX1、OSGIN1、SMN2、SRXN1AKR1C1、SPP1、TOMM40L是随时间推移高度上调的基因，WRAP53和CCL2是随时间变化高度下调的基因，该研究提示树脂会刺激牙髓发生炎症反应，临床治疗时需考虑这一因素。ZENG等[52]利用RNA-seq初步探究变异链球菌经蔗糖和果糖处理后的转录组的变化，研究指出，蔗糖和其他碳水化合物对变异链球菌这种机会致病菌的生理和遗传产生深远影响，不仅阻碍能量代谢和促进产酸，而且可能通过侧向基因转移影响应激耐受、细胞间通讯和细菌进化。SENEVIRATNE等[53]利用RNA-Seq分析粪肠球菌生物膜形成机制和耐药性分析，为控制粪肠球菌感染和预防根管治疗失败提供理论依据，从而提高根管治疗成功率。

目前针对牙体牙髓病在转录组的研究较少，主要集中在白色念珠菌与变异链球菌的关系、牙体牙髓病的治疗上。但龋病和牙髓病是多因素相互作用导致的，且患病部位不同，病情严重程度不同，致病菌亦有所区别，若想探究清楚龋病、牙髓病的致病因素和基因改变，不能一概而论，应对其进行分类后研究。而且，针对牙髓病的治疗方式有限且疗效不甚理想，未来的研究可以着重于牙髓病的治疗上，以指导临床工作。

2.2.4 牙再生工程 牙再生工程是口腔医学领域当下最热门研究。人牙髓干细胞的成牙本质/成骨分化是牙髓再生的关键因素。2014年KEISHI等[54]对干细胞基牙再生的研究进展进行综述，探讨了诱导多能干细胞进行干细胞基牙再生的可能性，使得牙再生技术得以广泛传播。

哺乳动物的牙齿是通过神经嵴来源的中胚层和靠近中胚层的6-8层外胚层相互作用形成，先前的研究表明牙髓干细胞是一种在成人牙齿中保持再生能力的干细胞群。目前的研究均使用间充质干细胞的表面标志物来笼统标记所有干细胞，因此人们认为牙髓干细胞表达间充质干细胞表面标志物，如CD44、CD45、CD73、CD90、CD146、CD29和Stro-115。实际上，并不是所有的干细胞都能表达间充质干细胞表面标记物。因此，找到牙髓干细胞特异性表面标记物对未来的研究有着重大指导意义。MACRIN等[55]通过RNA-seq和qPCR分析确认蛋白Barx1是牙髓干细胞的标记物，同时利用RNAseq和蛋白质组学综合分析发现在快速老化的牙髓干细胞中，转化生长因子β和细胞骨架蛋白表达上调。通过该研究，可以预测和阻止牙髓干细胞的老化，对牙再生研究和指导临床治疗都是有益的。牙髓干细胞是有再生能力的干细胞，但是其成牙本质/成骨分化机制尚不明确。Stathmin是牙髓干细胞中一种重要的可溶性微管辅助蛋白，通过螯合和传递参与Shh/Gli、Wnt/β-catenin、核因子κB等成骨相关信号通路，但Stathmin在牙髓干细胞成牙本质/成骨分化中的调控机制并不清楚。ZHANG等[56]利用RNA-seq技术探讨Stathmin影响牙髓干细胞增殖和成牙本质细胞/成骨细胞分化的机制，首次揭示Stathmin蛋白通过Wnt/β-catenin通路参与调控牙髓干细胞增殖和成牙本质细胞/成骨细胞分化。研究同时筛选出3 000多个与Stathmin水平变化相关的蛋白，为进一步探索Stathmin在细胞生物学特性各个方面的调控机制提供了可能。此次研究为进一步研究牙髓干细胞的成牙本质/成骨分化机制提供了理论依据，并为Stathmin能否作为牙髓组织临床修复的关键基因提供证据，为牙髓组织工程提供了新的思路。

TAO等[57]之前的体外实验显示Krüppel-样因子4(KLF4)可以促进小鼠牙乳头细胞和人牙髓细胞的成牙本质分化，但其机制尚不清楚。现该团队利用RNA-seq测序技术检测Klf4与牙本质形成的关系，结果表明Klf4通过调节转化生长因子β信号通路及与组蛋白乙酰化的相互作用促进成牙本质细胞分化和牙本质形成。以往研究表明抗转化生长因子β信号传导参与调控牙齿形态，而Smad7是转化生长因子β的通用拮抗剂，但是Smad7在牙齿发育中的确切作用尚不清楚。LIU等[58]在发育中的小鼠磨牙里发现Smad7在牙齿上皮细胞中的表达水平较高，而Smad7缺乏将使上皮细胞增殖能力严重受损，导致过小牙的形成。RNA序列分析显示Smad7主要通过抑制牙上皮细胞发育过程中转化生长因子β信号传导来发挥对细胞增殖的积极调节作用，并强调Smad7在控制牙齿大小中的正调节作用。WNT10a是Wnt/β-catenin途径中的配体，最近有证据表明WNT10a突变的患者牙齿呈典型的牛牙样牙特征[59-61]，表明Wnt10a与牙根形态发育之间存在联系，但是究竟是上皮细胞还是间充质细胞的Wnt10a控制根分叉的形成尚不清楚。YU等[62]通过动物实验进行研究，首次揭示上皮细胞中的Wnt10a是根分叉形成的关键。该实验利用RNA-seq证明上皮细胞的Wnt10a可以控制邻近间充质细胞组织增殖，从而控制牙根形成，同时还在病变牙中检测到Wnt4，说明Wnt4可能参与调控根分叉病变，但具体机制尚不清楚。Wnt10a在上皮间质相互作用的研究刷新了人们对牙根发育的认知，将有助于牙根再生的生物工程。尽管目前有多种来源的干细胞可供利用，但获得这些干细胞涉及侵入性操作，可能很难或成本高昂，而且数量有限。牙髓干细胞是一种多能干细胞，存在于脱落牙髓的深处。为了研究牙髓干细胞的特性，对牙髓干细胞进行了一系列的存活、衰老、永生化和基因表达研究，发现经人类端粒酶反转录酶处理的牙髓干细胞神经元具有与非永生化牙髓干细胞相同的形态学和电生理特性，用人类端粒酶反转录酶处理后72 h内的牙齿仍可以提取到牙髓干细胞并用于体外研究。LU等[63]鉴定多生牙干细胞(SNTSCs)的基本特征和基因表达谱，并与正常牙髓干细胞进行比较。RNA-seq结果显示多生牙干细胞与牙髓干细胞之间存在差异表达基因，且基因表达模式不同，多生牙干细胞增殖率和迁移率均显著高于牙髓干细胞。该研究揭示了多生牙干细胞可能具有较大的细胞分化潜能。

文章来源：《牙体牙髓牙周病学杂志》 网址: http://www.ytysyzbxzzzz.cn/qikandaodu/2021/0427/413.html