乳牙与恒牙牙髓蛋白质组对比分析:揭示差异,助力牙髓治疗

【字体: 时间:2025年04月19日 来源:European Archives of Paediatric Dentistry 2.3

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  为探究乳牙与恒牙牙髓蛋白质组差异,研究人员收集健康个体的乳牙和恒牙牙髓样本,经蛋白质提取、质谱分析等,发现 736 种差异表达蛋白(DEPs),涉及 TNF 等信号通路。这为理解牙髓生理差异、优化牙髓治疗提供依据。

  在人类口腔中,牙齿分为乳牙和恒牙,它们对人体都有着至关重要的作用。乳牙在孩子 6 到 33 个月时萌出,承担着儿童时期的咀嚼、发音、美观和咬合等功能 。虽然最终会被恒牙替代,但乳牙的健康直接影响孩子的生长发育。恒牙则是伴随人们一生的重要咀嚼器官。牙髓作为牙齿内部的软组织,在牙齿的发育、功能维持、防御以及对各种刺激的反应中都扮演着关键角色。然而,目前人们对乳牙和恒牙牙髓之间的差异了解还十分有限。以往的研究主要集中在恒牙牙髓的蛋白质组上,对于乳牙牙髓蛋白质组却鲜有人问津。但已知乳牙和恒牙牙髓在细胞组成、对刺激的反应以及牙髓组织吸收等方面存在不同,例如乳牙的成牙本质细胞层更薄,修复活性更低,而且乳牙会发生生理性根吸收,恒牙的根吸收则多是病理性的。同时,相同的牙髓治疗手段在乳牙和恒牙上的效果也大相径庭,这些差异背后的蛋白质组学机制亟待探索。
为了深入了解乳牙和恒牙牙髓的差异,来自国外多所大学(Mahidol University、Mae Fah Luang University、Siam University 等)的研究人员开展了一项关于乳牙和恒牙牙髓蛋白质组对比的体外研究 。该研究成果发表在《European Archives of Paediatric Dentistry》上,为口腔医学领域提供了重要的参考。

研究人员运用了多种关键技术方法。在样本选择上,从 6 名 12 岁以下健康儿童中收集无龋、牙髓正常且根长至少保留三分之二的乳牙牙髓样本;恒牙牙髓样本则取自 6 名 20 - 25 岁健康成年人的无龋第三磨牙(该样本数据来自之前的研究 )。样本收集后,经清洗、去除软组织、切割牙齿获取牙髓组织,迅速冷冻保存。之后进行蛋白质提取和定量,利用液相色谱 - 串联质谱(LC - MS/MS)技术分析蛋白质,通过 MaxQuant 软件对原始质谱数据进行蛋白质鉴定和定量,并借助 MetaboAnalyst 6.0 等工具进行数据分析和比较。

研究结果如下:

  1. 乳牙牙髓蛋白质鉴定:在乳牙牙髓中总共鉴定出 3636 种蛋白质。对这些蛋白质进行基因本体(GO)富集分析发现,其功能主要涉及细胞过程、生物调节、代谢过程、对刺激的反应、定位和发育过程等。在分子功能方面,前五位功能分别是结合、催化活性、转录调节因子活性、分子功能调节因子活性和 ATP 依赖活性。细胞组成分析表明,乳牙牙髓蛋白质组主要与细胞解剖实体和含蛋白质复合物相关。
  2. 乳牙与恒牙牙髓蛋白质组差异:通过正交偏最小二乘法判别分析(OPLS - DA)和统计分析,研究人员发现乳牙和恒牙牙髓蛋白质组存在显著差异,共鉴定出 736 种差异表达蛋白(DEPs),其中 643 种在乳牙牙髓中上调,93 种下调。
  3. 差异表达蛋白的信号通路:京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析显示,这些 DEPs 参与了肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、核因子 κB(NF - κB)信号通路、破牙 / 破骨细胞分化以及乙醛酸和二羧酸代谢等。进一步的注释聚类富集分析也证实了这些结果。

在讨论部分,研究人员指出虽然乳牙和恒牙牙髓在蛋白质功能分类上有一定相似性,但在蛋白质表达上存在显著差异。TNF 和 NF - κB 信号通路在乳牙牙髓中被激活,这表明乳牙牙髓可能更容易发生炎症和免疫反应,这或许可以解释为什么某些牙髓治疗在乳牙和恒牙上效果不同。例如,直接盖髓术和氢氧化钙活髓切断术在乳牙上常因内部吸收导致治疗失败,而在恒牙上却能形成矿化组织屏障,治疗效果较好。同时,破牙 / 破骨细胞分化在乳牙牙髓中也更为活跃,这与乳牙的生理性根吸收密切相关。

这项研究首次对乳牙和恒牙牙髓蛋白质组进行了全面对比分析,揭示了两者在蛋白质表达上的显著差异以及相关的信号通路 。这一成果对于口腔医学临床实践具有重要意义,帮助牙科医生更好地理解乳牙和恒牙牙髓对治疗的不同反应,为制定更精准、有效的乳牙牙髓治疗方案提供了理论依据。未来,还需要进一步扩大样本量,对差异表达蛋白进行更深入的研究和验证,以完善对乳牙和恒牙牙髓生物学特性的认识,推动口腔医学领域的发展。
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