在爬行动物中，牙骨连接组织是由具有成牙本质细胞和成骨细胞特征的细胞共同生成的

《Journal of Anatomy》：Tooth–bone attachment tissue is produced by cells with a mixture of odontoblastic and osteoblastic features in reptiles

牙齿-骨骼界面发育中中间细胞群的作用及机制研究。veiled chameleon的牙齿与骨骼融合过程中存在一类兼具成骨和成牙本质特征的中间细胞ankyloblasts，通过矿化基质促进连接并随后凋亡消失。研究揭示了非松质连接（acrodont ankylosis）的发育动态，涉及Runx2转录因子调控、超微结构及微CT成像分析。

　　牙齿与骨骼的连接方式在脊椎动物中表现出高度的多样性。哺乳动物和鳄鱼的牙齿通过牙周韧带被包裹在骨窝中，而大多数蜥蜴和蛇类则具有牙齿直接附着于下颌骨上的紧密结构。本研究以金面罩鬣蜥（Veiled Chameleon）为对象，分析其牙齿与骨骼连接组织的发育过程，揭示了连接组织形成中的细胞机制，并确定了参与牙齿连接的细胞类型。金面罩鬣蜥的牙齿位于牙骨质基底的顶部，通过“牙骨质性融合”（acrodont ankylosis）与下颌骨连接，其牙齿的发育阶段与哺乳动物相似。我们追踪了连接组织从形成初期到连接组织产生期间的发展过程，并通过超微结构、细胞和分子层面的分析评估了连接组织的细胞身份及其最终形成组织的特性。此外，我们还系统分析了连接组织相关骨骼元素在发育过程中的重排和重塑。

在发育的早期阶段，牙齿与骨骼之间存在明显的距离，但此时已可见到一群具有独特形态的间质细胞，它们位于牙齿与骨骼之间的区域。这些细胞在分子层面表现出RUNX2阳性，RUNX2是一种经典的成骨细胞和牙本质细胞标志物，也曾在分化中的釉质细胞中表达。这表明这些细胞具有分泌硬组织的潜力。通过透射电镜（TEM）观察这些细胞的超微结构，我们发现它们具有极化的立方形特征，类似于牙本质细胞。此外，这些细胞还通过长的细胞质突起与正在形成的骨骼连接，显示出非常早期的牙齿与骨骼相互作用的迹象。在连接组织形成初期，胶原纤维以平行于下颌长轴的方式排列，这与成骨细胞的特征相似。这些外侧细胞表现出类似成骨细胞的形态，其粗面内质网囊泡扩张，核质比较高，而内侧细胞则相对缺乏这些特征。这表明在连接组织形成的初期，既存在类似牙本质细胞（靠近上皮）的细胞，也存在类似成骨细胞（远离牙齿，靠近形成中的骨骼）的细胞。

随着牙齿的发育，连接组织逐渐变窄，牙齿胚体朝向正在形成的骨骼延伸，同时骨骼板逐渐分离牙髓和骨髓，但仍然存在较大的连接通道。在这一阶段，RUNX2阳性细胞分布在牙齿与骨骼之间，而在形成中的牙齿与骨骼连接区域，成骨细胞和牙本质细胞均参与了硬组织的形成。值得注意的是，在连接组织形成过程中，TRAP阳性（代表破骨细胞）的细胞并未直接参与牙齿与骨骼的连接区域，而是出现在骨骼板和骨髓之间。同时，我们观察到连接组织区域存在TUNEL阳性细胞，表明该区域的细胞通过凋亡被清除，这可能是在牙齿与骨骼融合之前的一种临时现象。这一发现提示，连接组织的形成可能涉及一个短暂的中间细胞群体。

在牙齿与骨骼进一步接近的阶段，我们观察到连接组织中出现了一种形态和分子特征介于牙本质细胞和成骨细胞之间的细胞群体。这些细胞位于牙颈部末端附近，表现出牙本质细胞的特征，如高度表达Na+/K+-ATPase，这种蛋白在牙本质细胞中起着关键作用。然而，这些细胞又不同于典型的牙本质细胞，它们并未表达Calbindin1，这是一种在牙本质细胞中高度表达的钙结合蛋白。这表明这些细胞可能代表了一种介于牙本质细胞和成骨细胞之间的过渡型细胞，我们称之为“ankyloblasts”。这一细胞群体的形态和分子特征在多个蜥蜴物种中也有所观察，表明其可能在进化过程中具有保守性。

随着牙齿与骨骼的融合，连接组织的结构逐渐稳定。在融合之后，连接组织区域的细胞逐渐被成骨细胞和牙本质细胞所覆盖。此时，ANKYLOBLASTS不再可见，而TUNEL阳性细胞和巨噬细胞则出现在该区域，这可能意味着ANKYLOBLASTS在融合后被清除。在融合阶段，连接组织的细胞质结构发生了显著变化，其超微结构特征也与成骨细胞和牙本质细胞有所不同。例如，ANKYLOBLASTS在融合前表现出较高的细胞核与细胞质比例，而在融合后则变得扁平。这些变化可能反映了ANKYLOBLASTS在牙齿与骨骼连接过程中的动态角色。

连接组织的细胞外基质（ECM）在牙齿与骨骼融合后仍表现出独特的特征。与成骨细胞和牙本质细胞产生的基质不同，连接组织的基质在矿化程度和胶原纤维的排列方式上有所不同。在融合后，胶原纤维在连接组织的浅层呈现出类似于骨的规则排列，而在深层则表现出更不规则的结构。这种结构的差异可能表明连接组织的基质来源于一个独特的细胞群体，而不是单纯的成骨细胞或牙本质细胞。此外，连接组织的基质在矿化过程中表现出更高的密度，这可能与牙齿与骨骼融合后的机械稳定性有关。

在幼年阶段，牙齿与骨骼的连接区域继续发展，形成了更坚固的结构。通过向2个月大的幼年金面罩鬣蜥注射荧光染料（Calcein Green和Alizarin Red），我们观察到硬组织沉积的动态过程。这些染料可以被钙离子结合，因此能够有效追踪矿化过程。在注射后的不同时间点，我们发现硬组织沉积在牙齿与骨骼连接区域以及牙髓和骨髓之间均有所增加。特别是在舌侧，硬组织沉积的强度显著增加，这可能与舌侧的骨骼板扩展有关。这一现象表明，牙齿与骨骼的连接不仅依赖于初始的细胞外基质沉积，还涉及骨骼的持续扩展和重塑。

在连接组织形成过程中，破骨细胞（TRAP阳性细胞）的活动对维持牙齿与骨骼之间的精确距离起到了重要作用。在哺乳动物中，破骨细胞通过调节牙周韧带的长度来防止牙齿与骨骼的过度接近，从而避免异常的牙骨质融合。然而，在金面罩鬣蜥中，由于牙齿与骨骼的直接融合，破骨细胞的活动可能更多地参与了连接组织的重塑。我们观察到，破骨细胞在连接组织区域周围聚集，特别是在骨骼板的内侧，这可能表明它们在连接组织形成后的维持和重塑中发挥了重要作用。此外，我们还发现了一些单核的TRAP阳性细胞，这些细胞在其他爬行动物中已被证实可以转化为多核的破骨细胞，这进一步支持了破骨细胞在连接组织形成过程中的动态作用。

牙齿与骨骼连接组织的形成是一个复杂的动态过程，涉及多种细胞类型和分子机制。ANKYLOBLASTS作为连接组织形成过程中的一个关键细胞群体，其形态和分子特征显示出介于牙本质细胞和成骨细胞之间的特性。这种过渡型细胞的存在可能反映了牙齿与骨骼连接过程中细胞功能的动态变化。在连接组织形成之后，这些细胞逐渐被清除，可能是通过凋亡或吞噬作用。这一过程不仅有助于连接组织的最终形成，还可能对维持牙齿与骨骼之间的稳定性具有重要意义。

此外，连接组织的基质在矿化过程中表现出明显的异质性。与单纯的牙本质或骨组织不同，连接组织的基质在矿化程度和胶原纤维的排列方式上均有所不同。这种基质的形成可能与ANKYLOBLASTS的活动密切相关，它们在连接组织形成初期发挥了关键作用。而在连接组织形成之后，基质的沉积则由周围的成骨细胞和牙本质细胞共同完成。这一发现不仅有助于理解金面罩鬣蜥牙齿与骨骼连接的机制，也为研究其他脊椎动物牙齿与骨骼连接的多样性提供了新的视角。

总体而言，本研究揭示了牙齿与骨骼连接组织形成过程中细胞的动态变化和功能分化。ANKYLOBLASTS作为连接组织形成过程中的一个临时细胞群体，其在牙齿与骨骼融合前的活动可能对连接组织的建立至关重要。这些细胞在融合后被清除，而周围的成骨细胞和牙本质细胞则继续参与连接组织的维持和重塑。此外，连接组织的基质在矿化过程中表现出独特的结构特征，这可能与其特殊的形成机制有关。这些发现不仅加深了我们对牙齿与骨骼连接机制的理解，也为研究脊椎动物牙齿与骨骼连接的进化和发育提供了新的证据。