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牙齿缺失问题日益严峻，传统修复手段存在局限，牙再生研究意义重大。研究人员针对下颌骨在牙齿发育中的作用及机制展开研究，发现下颌骨来源细胞外囊泡（mandible-EVs）通过 miR-206/KDM2B 通路调控牙齿发育，为牙再生和治疗牙齿发育异常提供新思路。
在当今社会，牙齿缺失问题逐渐成为困扰人们的一大难题。它不仅给患者带来生理上的不便，影响咀嚼、发音等功能，还在心理层面造成压力，降低生活质量。传统的牙齿修复方法，诸如假牙、烤瓷牙等，虽然能在一定程度上缓解牙齿缺失带来的问题，但它们缺乏生物活性，无法真正实现牙齿的生理功能再生。而牙齿再生技术，有望让缺失的牙齿重新自然生长，成为众多科研人员努力探索的方向。不过，要实现这一目标，深入了解天然牙齿发育的分子机制至关重要。在牙齿发育过程中，组织间的相互作用起着关键作用，可下颌骨在其中的具体功能和作用机制却一直未被完全揭示。在此背景下，西安交通大学的研究人员开展了一项意义重大的研究，相关成果发表在《International Journal of Oral Science》上。
研究人员采用了多种关键技术方法来探索下颌骨与牙齿发育的关系。首先是细胞外囊泡（EVs）的分离与鉴定技术，从 E40（胚胎发育 40 天）的小型猪下颌骨组织中分离出 mandible-EVs，并对其形态、大小和化学组成进行详细表征。其次运用了 Transwell 共培养系统，将小型猪的前磨牙牙胚与下颌骨或 mandible-EVs 进行共培养。此外，还借助动物实验，把处理后的牙胚移植到裸鼠皮下，观察牙齿的发育情况。同时，使用蛋白质组学（质谱分析）、基因表达分析（RT-qPCR、Western blotting）、小 RNA 测序、荧光素酶报告基因实验等技术，深入探究相关分子机制。
研究结果主要分为以下几个方面：
- 下颌骨通过细胞外囊泡调节早期牙齿发育：研究人员将 E40 小型猪前磨牙与下颌骨或 mandible-EVs 在 Transwell 系统中共培养，之后将牙胚移植到裸鼠皮下。8 周后发现，与对照组相比，经 GW4869（一种细胞外囊泡分泌抑制剂）处理的牙齿明显较小且形态异常，微 CT 结果显示其矿化组织显著减少。这表明 mandible-EVs 在早期牙齿发育中对牙齿形态发生和矿化起着重要的调节作用。
- mandible-EVs 抑制 E40 牙间充质细胞增殖并促进其牙源性分化：通过 EDU 实验和流式细胞术检测发现，mandible-EVs 对牙间充质细胞的增殖有很强的抑制作用。同时，RT-qPCR 和 Western blotting 实验结果表明，mandible-EVs 能够促进牙间充质细胞的牙源性分化，使牙源性分化标记物 DSPP 和 DMP1 的表达水平升高。
- KDM2B 是牙齿发育过程中 mandible-EVs 的下游靶标：质谱分析结果显示，与 mandible-EVs 共培养后，参与细胞分化的蛋白质优先上调，而与细胞增殖相关的蛋白质表达下调，其中组蛋白去甲基化酶 KDM2B 的表达下调最为显著。进一步实验证实，KDM2B 在共培养的牙间充质细胞中受到抑制，其靶标 H3K4me3显著增加，且 mandible-EVs 促进了 H3K4me3在 DSPP 和 DMP1 启动子区域的富集。过表达 KDM2B 实验表明，其能促进牙间充质细胞增殖，但会降低牙源性标记物 DSPP 和 DMP1 的表达。
- miR-206 逆转 KDM2B 对牙间充质细胞增殖和分化的调节作用：小 RNA 测序发现 miR-206 在与 mandible-EVs 共培养的牙胚中表达明显增加。荧光素酶报告基因实验证实 miR-206 能直接与 KDM2B 结合。在牙间充质细胞中同时过表达 KDM2B 和 miR-206 实验表明，miR-206 能显著逆转 KDM2B 对细胞增殖的促进作用，并恢复 DSPP 和 DMP1 的表达水平。
- miR-206/KDM2B 通过调节牙间充质细胞增殖和分化在体内调控早期牙齿发育：将过表达 KDM2B 的慢病毒载体转染到 E40 小型猪前磨牙中，部分添加 miR-206 进行挽救实验。8 周后，在裸鼠皮下观察发现，过表达 KDM2B 影响了牙齿的形态发生和矿化，尤其是牙尖的形成；而 miR-206/KDM2B 处理组的前磨牙发育良好，微 CT 结果显示其矿化组织体积和密度均显著增加。
研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了 mandible-EVs 通过运输 miR-206 促进早期牙齿形态发生和矿化的机制。miR-206 与 KDM2B 相互作用，抑制牙间充质细胞的增殖，同时促进其牙源性分化，进而推动早期牙齿的发育进程。这一发现不仅为深入理解牙齿发育的分子机制提供了新的视角，也为治疗牙齿发育异常，如牙齿发育不全等疾病，提供了潜在的治疗靶点。此外，细胞外囊泡因其能够精准靶向受体细胞，为未来的治疗干预提供了独特的递送途径。同时，该研究成果还有助于优化牙齿再生策略，为组织工程学在牙齿再生领域的应用提供了重要的理论依据，有望推动牙齿再生研究取得新的突破。
