牙髓内机械伤害感受器：守护牙齿完整性的哨兵机制

本研究揭示了牙髓内机械伤害感受器(intradental HTMRs)通过感知牙釉质损伤触发保护性颌反射的新机制。研究人员利用在体钙成像、光遗传学和行为分析技术，首次证实这些表达S100b/Scn10a/Chrna7的髓鞘化高阈值机械感受器能特异性响应牙齿表面摩擦和切割刺激，通过激活下颌二腹肌引发快速张口反射，同时产生疼痛感知。该发现为理解牙齿保护性神经环路提供了全新视角，对开发针对性牙科镇痛策略具有重要意义。

　　

牙齿作为人体最坚硬的器官，每天承受着巨大的机械负荷。然而鲜为人知的是，牙齿内部暗藏着一套精密的"警报系统"——牙髓内的感觉神经元。传统观点认为这些神经元仅在牙髓暴露时引发剧烈疼痛，但美国密歇根大学生物材料科学系(Department of Biologic and Materials Sciences, University of Michigan)的Elizabeth A. Ronan团队在《Cell Reports》发表的研究颠覆了这一认知，揭示这些神经元实际上是防止牙齿损伤的"哨兵"。

研究面临的核心问题是：在完整牙齿状态下，这些神经元的真实功能是什么？为什么进化保留了这种看似"痛不欲生"的神经支配？通过创新性的实验设计，研究人员发现牙髓内高阈值机械伤害感受器(HTMRs)具有双重功能——既作为伤害性刺激传感器，又作为保护性反射的触发器。

研究采用多学科技术手段：在体钙成像实时监测三叉神经节神经元活动；Scn10a-Cre驱动谱系追踪结合光/化学遗传学操控神经元活性；LabGym人工智能行为分析系统量化疼痛反应；电生理记录下颌肌肉活动。实验使用野生型和转基因小鼠，通过精确的牙齿刺激范式模拟自然损伤过程。

In vivo钙成像鉴定大直径牙髓内神经元
通过三叉神经节在体钙成像技术，研究人员首次在不破坏牙齿结构的情况下，利用2-4V电刺激成功标记出直径39.4±0.4μm的大直径神经元群体。这些神经元对冷刺激敏感，且83%与逆行标记的牙髓神经元重合，证实其为真正的牙髓内神经元。

牙髓内HTMRs的分子特征
全组织原位杂交显示，应答神经元主要共表达S100b(髓鞘标记)、Scn10a(Na_v1.8)和Calca(CGRP)，符合髓鞘化HTMRs特征。特别值得注意的是，77%的牙髓神经元表达烟碱型乙酰胆碱受体α7亚基(Chrna7)，而与皮肤HTMRs不同，仅少数表达Smr2或Bmpr1b。

机械敏感性响应模式
这些神经元对完整牙齿的机械刺激(0.4-20g)无反应，但牙本质暴露后78%的神经元对机械力产生应答。稀疏标记显示单个神经元末梢呈簇状分支，延伸至牙本质小管内层，形成重叠的感受野。

釉质损伤检测机制
使用牙科车针模拟自然损伤时，91%的神经元响应切割刺激，48%响应无损伤摩擦。值得注意的是，这种响应不依赖机械敏感通道Piezo2或电压门控钠通道Na_v1.8，提示存在新型机械传感器。

化学遗传激活引发疼痛表型
Scn10a+神经元激活引发典型疼痛行为：面部扭曲(耳后拉、眼眶紧缩)和弓背姿势。LabGym分析显示局部牙本质应用CNO(0.01mg/kg)即可诱发持续疼痛反应，证实这些神经元是牙痛的直接媒介。

光遗传触发颌反射
更惊人的是，光激活单颗牙齿的Scn10a+神经元可在10ms内引发下颌反射(幅度305±37μm)，通过二腹肌收缩实现张口动作。这种保护性反射与疼痛反应并行，可能在咀嚼硬物时防止过度咬合力损伤牙齿。

这项研究从根本上改变了我们对牙髓神经功能的理解：它们不仅是"疼痛报警器"，更是精密的"牙齿保护系统"。发现具有三大突破性意义：(1)阐明了一种新型口腔保护反射的神经机制；(2)揭示了Chrna7+HTMRs亚群的特殊功能；(3)为开发靶向牙科镇痛药提供了新思路——理想的药物应保留保护性反射而仅阻断疼痛传导。该研究也为解释临床常见的牙隐裂综合征提供了神经生物学基础。