小鼠不是脊椎动物发育“万能模型”

通过对蜥蜴的近距离观察，研究人员发现了第一个在颌骨特定区域的牙齿类型发生明显变化的动物例子。研究结果涉及从古生物学到再生医学的多个研究领域。

　　

   

   

鬃狮蜥蜴(Pogona vitticeps)露出牙齿。

赫尔辛基大学实验室

赫尔辛基大学HiLIFE生物技术研究所的研究人员比较了两种鬃狮蜥蜴(Pogona vitticeps):一种是正常的，另一种是没有身体鳞片的突变体。他们发现了牙齿发育的显著差异。这种突变蜥蜴的牙齿表现出巨大的尺寸，并且在下巴的特定位置有一种不寻常的附着类型。

“这是脊椎动物突变导致牙齿身份明显位置转变的第一个例子，”赫尔辛基大学HiLIFE生物技术研究所的博士研究员Lotta Salomies说。

受蜥蜴突变影响的基因以前被鉴定为外胞发育不良蛋白A(EDA)。在人类、小鼠和鱼类中，EDA基因的突变已经被证实会在牙齿、毛发、鳞片和腺体的发育中产生缺陷。

单个基因表达变化的影响进一步证实了牙齿发育过程中基因网络的微调是非常重要的。

此外，这种简单的机制很可能产生了在非哺乳动物谱系中观察到的大变异性的齿列。研究结果可以用来预测除哺乳动物以外的现存和化石脊椎动物的牙齿配方和相关的发育机制。这也为脊椎动物牙齿模式提供了与多个研究领域相关的视角——从系统发育、分类学和生态学到器官发生和再生医学。

牙齿发育的一般机制已经通过一个经典的研究模型——小鼠进行了广泛的研究。然而，小鼠的牙齿特征不同于其他哺乳动物和非哺乳脊椎动物，所以它并不是所有脊椎动物的完美模型。

“例如，小鼠的牙齿在动物的一生中是不更换的，但大多数其他脊椎动物有两套或多套牙齿。哺乳动物的牙齿位于下颚的齿槽中，而大多数非哺乳动物的牙齿部分或完全与颌骨融合在一起。因此，许多牙齿特征的发展起源，如牙齿植入、牙齿身份和牙齿替换能力在脊椎动物中仍然相对未知，”Nicolas Di-Poï说。然而，如上所述，研究蜥蜴和蛇可以更清楚地了解牙齿的发育过程，特别是那些只出现在非哺乳动物谱系中的牙齿。他们显示了大量的牙齿表现型，直接反映了他们的生态专门化。

10.1126/sciadv.abj7912