小鼠牙乳头细胞提取物的应用

背景^[1-2]

小鼠牙乳头细胞提取物是从小鼠原代牙乳头细胞提取的，小鼠原代牙乳头细胞从正常小鼠牙组织制备。小鼠牙乳头细胞提取物可以直接用于基因克隆，表达图谱分析以及各种分子生物学实验的研究。小鼠牙乳头细胞分离自牙乳头组织；牙乳头细胞来源于外胚间充质，具有多向分化潜能，是体内唯一分化为成牙本质细胞的前体细胞，该细胞在牙发育和牙体牙髓损伤修复过程中起重要作用。

生理功能^[3-6]

牙乳头与成釉器之间由一层基底膜分隔，大量细小的不规则纤维进入基底膜处形成无细胞带，最早分泌的釉质基质将在此凝聚。牙乳头细胞为未分化间充质细胞，具有所有常见的细胞器，有少量微细的胶原纤维分散在细胞外间隙。在钟状期牙胚，成釉器凹陷部包围的外胚间充质组织增多，并出现细胞的分化。在内釉上皮的诱导下，牙乳头外层细胞分化为高柱状的成牙本质细胞（odontoblast）。这些细胞在切缘或牙尖部为柱状，在牙颈部细胞尚未分化成熟，为立方状。随着成熟的成牙本质细胞不断分泌牙本质，相应部位的牙乳头逐渐成熟，其内部细胞出现分化，并伴有血管和神经的长入。

牙乳头在牙发育起始中发挥着重要作用，小鼠实验表明，在胚胎第12天后，外胚间充质在牙板上皮诱导下获得牙发育起始的能力，此后牙乳头在牙胚发育中发挥主导作用，并具有诱导非牙源性上皮成牙的能力，例如将小鼠胚胎发育第14～15天时的牙乳头与足底上皮结合后能够在皮肤组织中形成牙。

此外，牙乳头还是决定牙形态（切牙、尖牙和磨牙）的重要因素。最初，牙形态由牙胚上皮决定，将小鼠胚胎第10天至14天的磨牙上皮与切牙间充质结合，将形成磨牙；而切牙上皮与磨牙间充质结合将形成切牙。但是到了牙发育起始后期，牙形态的决定作用将转移至外胚间充质。将小鼠胚胎第14天的切牙成釉器与磨牙的牙乳头重新组合，结果形成磨牙；与此相反，切牙的牙乳头与磨牙成釉器重新组合，结果形成切牙。

应用^[7][8]

用于骨形成蛋白4在小鼠牙胚形态发生初期表达和作用的研究。

骨形成蛋白4（BMP-4）是TGF-β超家族成员。作为一种重要的生长因子和信号分子，BMP-4与许多器官如骨、肝、心脏、眼、四肢等发育关系密切。在牙齿发育过程中，BMP-4广泛表达并发挥了重要作用。牙胚形态发生初期是一个重要的转变期，此期牙源性上皮在生牙信号的刺激下增殖并向间充质内延伸，发育为牙齿的雏形----牙蕾。小鼠下颌弓体外培养模型的建立及牙胚发育在该模型中的动态观察首先，探索小鼠下颌弓体外培养的可行性和条件。分离11dpc胎鼠的下颌弓，在含有950mL／L空气、50mL／L CO2的37℃培养箱中用无血清BGJb培养液培养。小鼠下颌弓在体外生长良好。培养过程中肉眼可见下颁弓体积稍变大，下颌弓中央背侧舌生成，使下颌弓由培养开始时的两个下颁突组成变为由三个突起组成。连续培养11d后，进行组织学染色，显微镜下观察下颌弓发育情况。

结果显示：牙胚发育进入帽状期，成釉器、牙乳头和牙囊形成；下颌软骨位于下颌突中央，在下颌软骨背外侧，大量成骨细胞聚集并有部分骨基质形成；下颌弓中央背侧舌形成，舌背表面有乳头样突起；下颌弓表面上皮由培养前的单层扁平上皮发育为为复层鳞状上皮，少部分下颌弓表面有角化物堆积。小鼠下颌弓体外培养模型建立成功，为研究下颌软骨／下颔骨、舌、牙齿等结构的发育提供了良好的研究模型。其次在已建立的小鼠下颔弓体外培养模型中，观察牙胚形态发生过程。培养开始时，牙胚形态发生尚未开始。培养3d后，在下颌弓颅侧未来磨牙区，上皮增厚突入间充质内，牙胚形态发生开始。培养7d后，牙胚发育进入蕾状期，由3－6层细胞组成的上皮条索延伸到间充质内，末端膨大，牙蕾周围间充质细胞密集。培养11d后，牙胚发育进入帽状期，成釉器由内釉上皮、星网层和外釉上皮组成，成釉器下方间充质细胞密集形成牙乳头，牙胚外有牙囊包绕。在该模型中动态的观察到了牙胚形态发生过程，表明该模型可以用于研究牙胚形态学发生的分子机制。

参考文献

[1]In vivo evidence that BMP signaling is necessary for apoptosis in the mouse limb.Guha U,Gomes WA,Kobayashi T,et al.Developmental Biology.2002

[2]Concentration-dependent patterning of the Xenopus ectoderm by BMP-4 and its signal transducer Smadl.Wilson PA,Lagna G,Suzuki A,et al.Development.1997

[3]The enamel knot as a signaling center in the developing mouse moth.Vaahtokari A,Aerg T,Jernvall J,et al.Mechanisms of Development.1996

[4]Distal-less and other homeobox genes in the development of the dentition.Weiss KM,Bollekens J,Ruddle FH,et al.Journal of Experimental Zoology.1994

[5]Controlling TGF-βsignaling.Massague J,Chen YG.Genes and Development.2000

[6]Enhancement by hepatocyte growth factor of bone and cartilage formation during embryonic mouse mandibular development in vitro.Osamu A,Uichi K,Toshikazu N,et al.Archives of Oral Biology.1999

[7]The life history of an embryonic signaling center:BMP-4 induces p21 and is associated with apoptosis in the mouse tooth enamel knot.Jernvall J,Aberg T,Kettunen P,et al.Development.1998

[8]刘世森.骨形成蛋白4在小鼠牙胚形态发生初期表达和作用的研究[D].中国人民解放军第四军医大学,2003