牙科研究表明“积极的压力”可以促进牙齿组织再生
压力通常被认为是一种消极的现象,但香港大学牙科学院的研究人员发现,“积极的压力”可以诱导牙齿干细胞发生有益的变化,使它们更能抵抗损伤和疾病。
这项研究发表在牙科研究杂志,是第一个表明自适应机制在牙预处理诱导的干细胞压力能促进牙髓组织再生。研究人员发现,氧化应激由低氧环境引起的可引起保护性反应,使牙齿干细胞不容易受到伤害。
当牙齿受损时,无论是严重的蛀牙还是受伤活组织内部会暴露在有害细菌中,容易感染。一旦牙髓组织被完全感染,目前的治疗方案仅限于移除患病的牙髓和用人工材料如橡胶和水泥或拔牙。当牙芯被人造惰性材料填充时,无牙髓的牙齿会随着时间的推移而变干,变得脆弱,更容易开裂和再次感染。这最终可能会导致拔牙并用义齿代替。
口腔生物科学助理教授Waruna Dissanayaka博士领导的研究团队旨在开发一种方法来再生脱落的牙髓,使牙齿恢复活力,使其像正常牙齿一样工作。
干细胞为基础的治疗被认为是一种有前途的策略牙髓再生。然而,由于牙根管周围是坚硬的牙组织,血液供应有限,这就产生了恶劣的环境对于低氧低营养的细胞,在体内移植后细胞活力低下仍然是研究人员面临的一个关键挑战。
研究小组开发了一种预处理方案,从基因上修改细胞,模拟低氧条件下的响应状态,以激活一种蛋白质,诱导细胞的适应性变化。
该团队的合作研究员韩媛媛博士指出:“据报道,这种蛋白质可以激活几个关键的适应机制,我们想知道是否可以应用这种现象来改善细胞生存在移植后,直到获得足够的血液供应。”
“在我们的研究中,我们发现这些细胞激活了一种代谢机制,在低氧条件下产生能量,并清除压力条件下产生的有害代谢物,”韩博士解释说。
Dissanayaka博士补充说:“有趣的是,我们还发现预处理细胞显著增强了再生牙髓组织中牙硬组织的形成。”
Dissanayaka博士说:“以前的研究表明,我们的细胞拥有许多适应压力的机制,这些机制是由我们DNA中编码的几个通常不活跃的关键基因调节的。”“如果我们能激活这些基因,特定蛋白质的下游表达就能使细胞不那么容易受到伤害。”
在临床人工智能研究助理教授Mohamad Koohi-Moghadam博士的帮助下,该团队调查了哪些基因在预处理过程中被激活或被抑制,并进一步研究了使细胞抵抗损伤的上调下游蛋白质的特性。
“牙干细胞具有在压力下生存的固有能力,”Dissanayaka博士说。“我们的目标是找到利用这种能力的方法,利用积极的压力来帮助牙齿组织再生。”
Dissanayaka博士计划利用有关诱导细胞存活的特定基因和蛋白质的知识,确定可用于临床组织再生的药物。他相信这些新发现将促进新策略的发展,以增强牙齿干细胞的治疗潜力。
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