BMP9通过调控HERS细胞增殖和细胞连接影响牙根发育的机制研究

为解决牙根发育异常问题，研究人员开展BMP9调控HERS（Hertwig上皮根鞘）细胞增殖与细胞连接的研究。通过构建Bmp9-KO小鼠模型，结合micro-CT和免疫组化技术，发现BMP9缺失导致牙根缩短、根尖孔增宽及成牙本质细胞分化障碍。该研究揭示了BMP9通过TGF-β/Wnt通路协调牙根形态发生的新机制，为牙根再生提供潜在靶点。

　　

牙根发育的奥秘：BMP9如何指挥细胞"筑巢"？
在口腔医学领域，牙根发育异常是导致牙齿早失的重要原因。就像高楼需要稳固的地基，牙齿功能依赖于健康牙根的支撑。然而，这个精密的过程犹如一场复杂的交响乐，需要多种细胞和信号分子的精准配合。其中，Hertwig上皮根鞘（HERS）如同乐队的指挥，通过与间充质细胞的互动，指导牙根伸长和牙本质沉积。但在这场生命交响曲中，骨形态发生蛋白9（BMP9）的角色始终是个谜团。

重庆医科大学附属口腔医院的研究团队在《Genes》发表的研究揭开了这一谜题。他们发现，当敲除BMP9基因后，小鼠磨牙牙根变短、根尖孔无法正常闭合，就像建筑工地失去了关键图纸。这种现象背后，是成牙本质细胞（odontoblast）分化障碍和HERS细胞增殖异常的双重危机。这项研究不仅阐明了牙根发育的调控机制，更为牙根再生治疗提供了新思路。

研究人员采用多学科交叉方法展开探索：通过构建Bmp9基因敲除（KO）小鼠模型，结合micro-CT三维重建量化牙根形态；利用免疫荧光染色和qPCR分析细胞增殖标志物Ki67和紧密连接蛋白ZO-1的表达；采用原代HERS细胞培养验证BMP9功能；通过腺病毒介导的基因沉默技术进行体内功能回补实验。

Bmp9缺失导致牙根形态异常
显微CT显示，4周龄Bmp9-KO小鼠下颌第一磨牙牙根较野生型（WT）缩短23%，根尖孔宽度增加1.8倍。组织学分析发现KO小鼠牙本质层变薄，成牙本质细胞排列松散，失去典型的栅栏状结构。

成牙本质细胞分化受阻
免疫组化显示，KO小鼠牙本质涎磷蛋白（DSPP）表达降低62%，极性标志物nestin阳性细胞减少75%。天狼星红染色揭示胶原I沉积异常增加，提示矿化延迟。

HERS细胞增殖与连接失衡
荧光染色发现KO小鼠HERS区Ki67⁺细胞减少40%，而紧密连接蛋白ZO-1表达反增2.1倍。原代细胞实验证实，过表达BMP9可使HERS细胞增殖率提高1.5倍，E-cadherin表达上调。

信号通路网络紊乱
转录组分析发现，KO小鼠牙乳头组织中TGF-β2、BMP3和Wnt10b等关键基因显著下调，肌动蛋白结合通路异常激活。

这项研究首次阐明BMP9通过双重机制调控牙根发育：一方面维持HERS细胞适度增殖，确保上皮隔正常延伸；另一方面通过调节细胞连接影响成牙本质细胞分化。这种"时空双控"模式解释了临床常见的牙根发育不全现象，特别是与牙本质发育不全III型（DI-III）的病理特征高度吻合。

从转化医学角度看，该研究为牙根再生提供了新策略：靶向BMP9信号可能促进HERS细胞增殖，同时调节ZO-1介导的细胞连接，从而重建发育微环境。研究团队提出的"增殖-连接平衡"理论，不仅适用于牙发育领域，对上皮-间充质转化（EMT）相关疾病研究也有启示意义。未来，通过开发BMP9激动剂或基因疗法，或可解决临床牙根再生难题，让更多患者拥有"扎根"稳固的健康牙齿。