研究人员使用光哄骗干细胞再生长牙齿

哈佛领导的团队是第一个证明使用低功能光来触发人体内部干细胞再生组织的能力的团队，他们在科学翻译医学。由Wyss Institute核心教师David Mooney博士领导的这项研究为在恢复性牙科和再生医学方面的临床应用奠定了基础，例如伤口愈合，骨骼再生等。

该团队使用低功率激光触发人类牙齿干细胞为了形成牙本质，与骨骼相似并组成大部分牙齿的硬组织。更重要的是，他们概述了所涉及的精确分子机制，并使用多个实验室和动物模型证明了其能力。

许多生物活性分子，例如称为生长因子的调节蛋白，可以触发干细胞分化为不同的细胞类型。当前的再生工作要求科学家将干细胞从体内分离，在实验室中操纵它们，然后将它们返回到身体中，这些东西面临着许多调节和技术障碍的临床翻译。但是，穆尼的方法是不同的，他希望，更容易进入执业临床医生。

“我们的治疗方式不会引入身体新的东西，并且激光通常用于医学和牙科，因此临床翻译的障碍很低，”也是哈佛大学的Robert P. Pinkas家族教授Mooney说。工程和应用科学学院（海洋）。“如果我们能够再生牙齿而不是替换牙齿，那将是实地的重大进步。”

该团队首先转向领导作家和牙医Praveen Arany，D.D.S。博士，他现在是美国国立卫生研究院（NIH）的助理临床调查员。在研究时，他是哈佛大学的研究生，然后是海洋和Wyss研究所的博士后研究员。

Arany将啮齿动物带到牙医办公室的实验室版本中，以在其磨牙中钻孔，处理牙髓，其中含有低剂量激光处理的成年牙科干细胞，施加了临时帽，并使动物保持舒适健康。大约12周后，高分辨率X射线成像和显微镜证实了激光处理触发了增强的牙本质形成。

Arany说：“这绝对是我第一次做啮齿动物的牙科。牙本质的成分与正常牙本质非常相似，但确实具有略有不同的形态组织。此外，由于该手术的技术挑战，在人牙中看到的典型的修复性牙桥并不那么明显。

穆尼说：“这是那些罕见的情况之一，在这个罕见的情况下，对人类进行这项工作会更容易。”

接下来，该团队进行了一系列基于培养的实验，以揭示负责激光治疗再生作用的精确分子机制。事实证明，一种无处不在的调节细胞蛋白称为转化生长因子β-1（TGF-β1）在触发牙齿干细胞生长成牙本质方面起着关键作用。TGF-β1以潜在形式存在，直到被任何数量的分子激活。

这是团队确认的化学多米诺效应：以剂量依赖性的方式，激光首先诱导活性氧（ROS），它们是含有氧气的化学活性分子，在细胞功能中起重要作用。ROS激活了潜在的TGF-β1Complex，进而将干细胞分化为牙本质。

钉住机制是关键的，因为它将有关低水平光疗法（LLLT）的数十年轶事（也称为Photobiomodulation（PBM））置于牢固的科学基础上。

自1960年代后期使用医疗激光使用以来，医生一直在积累轶事证据，表明低水平的光疗法可以刺激各种生物学过程，包括使皮肤复兴和刺激头发生长等。但是有趣的是，同一激光也可以用来消融皮肤并脱掉头发 - 依靠临床医生使用激光的方式。低功率激光器的临床作用是微妙的，并且在很大程度上不一致。新工作标志着科学家首次获得低级激光治疗在分子水平上的工作方式，并为受控治疗方案奠定了基础。

Wyss Institute创始董事Don Ingber，M.D。，博士学位，“科学界正在积极探索许多使用干细胞进行组织再生工作的方法。”简单但功能强大的工具到工具箱。”

接下来的Arany旨在将这项工作带入人类的临床试验。他目前正在美国国家牙科与颅面研究所（NIDCR）的同事（NIDCR）合作，该研究所是美国国立卫生研究院（NIH）之一，概述了必要的安全和效力参数。他说：“我们也很高兴将这些观察结果扩展到其他类型的干细胞中的其他再生应用。”

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