Mx1标记的牙髓祖细胞：揭示小鼠磨牙中成牙本质细胞与牙本质再生的主要来源

本研究针对永久牙维持中牙髓祖细胞的身份和功能这一关键科学问题，通过单细胞测序和谱系追踪技术，首次发现Mx1+Cxcl12-GFP+冠状乳头样细胞是成年小鼠磨牙中具有长期再生能力的牙髓祖细胞群体。研究证实这些细胞在牙齿萌出后持续贡献牙髓细胞更新，并在机械负荷或损伤条件下分化为成牙本质细胞样细胞（odontoblast-like cells），通过形成骨钙蛋白-GFP+（Ocn-GFP+）和硬化蛋白-GFP+（Scx-GFP+）突触结构参与修复性牙本质形成。该发现为牙髓再生机制提供了新的细胞靶点，发表于《Experimental & Molecular Medicine》。

　　

牙齿作为人体最坚硬的组织，其内部的牙髓和成牙本质细胞（odontoblasts）却面临着终身维护的挑战。这些细胞不仅需要承受咀嚼带来的机械压力，还要应对龋齿、磨损等损伤。尽管已知牙髓中存在祖细胞群体，但究竟哪些细胞真正承担着牙本质再生的重任？它们如何响应环境变化？这些问题长期困扰着口腔再生医学领域。

Baylor College of Medicine的研究团队通过创新性的时空分析策略，揭示了Mx1（myxovirus resistance 1）基因标记的冠状乳头样细胞（coronal papilla-like cells）在牙髓稳态维持和损伤修复中的核心作用。研究发现，牙齿萌出前后牙髓细胞群体发生显著转变——萌出后成熟磨牙中，表达Cxcl12-GFP和Enpp6的冠状乳头样细胞成为主导群体，并高表达I型干扰素通路相关基因。通过构建Mx1-Cre;Rosa-tdTomato;Cxcl12-GFP三基因报告小鼠模型，研究者证实Mx1⁺Cxcl12-GFP⁺双阳性细胞具有干细胞特性（CD29⁺/CD73⁺/CD90.2⁺），在稳态下持续分化为Ocn-GFP⁺成牙本质细胞样细胞，且在机械负荷区域（咬合面）贡献率达90%。更关键的是，在磨牙损伤模型中，这些祖细胞能定向迁移至损伤部位，通过形成Scx-GFP⁺突触结构重新占据牙本质小管，完成修复性牙本质的再生。该研究发表于《Experimental & Molecular Medicine》。

关键技术方法包括：1）对萌出前（P3.5/P7.5）和萌出后（P25）小鼠磨牙进行单细胞RNA测序比较分析；2）建立Mx1-Cre与Cxcl12-GFP/Pdgfra-H2B-GFP/Ocn-GFP/Scx-GFP多系统报告小鼠模型；3）采用显微钻孔技术构建标准化磨牙损伤模型（剩余牙本质厚度100-200μm）；4）流式细胞术分析干细胞表面标志物表达谱。

Cluster shifting分析揭示萌出后牙髓细胞的冠状乳头样特征转变

通过整合P3.5/P7.5/P25三个时间点的单细胞数据，发现萌出后牙髓细胞中冠状乳头（CP）标志物（Cxcl12/Enpp6）表达显著增加，而顶端乳头标志物（Crabp1）减少。基因富集分析显示CP集群高表达I型干扰素通路基因，免疫荧光证实MX1蛋白在萌出后牙髓中特异性富集。

Mx1⁺祖细胞的长期再生能力验证

谱系追踪显示，在plpC诱导的Mx1-Cre;Rosa-tdTomato小鼠中，2周龄时仅2.57%牙髓细胞被标记，而20周龄时贡献率提升至17.4%。值得注意的是，Mx1⁺Ocn-GFP^-祖细胞能分化为Mx1⁺Ocn-GFP⁺成牙本质细胞，且该过程在机械负荷区域更为活跃。

损伤修复中的细胞命运转变

磨牙损伤7天后，Mx1⁺祖细胞向损伤部位聚集；21天后形成Tom⁺Scx-GFP⁺双阳性细胞，其突触延伸长度达84.6±9.2μm，显著长于稳态条件下的53.2±6.8μm（P<0.01）。单细胞轨迹分析证实，Mx1⁺Cxcl12⁺细胞通过下调Pdgra、上调Col1a1完成向成熟成牙本质细胞的分化。

该研究首次系统阐明了Mx1标记的牙髓祖细胞群体在永久牙维护中的核心作用，其价值体现在三方面：1）明确了冠状乳头样细胞是成年牙髓的主要祖细胞来源，解决了该领域长期存在的细胞身份争议；2）揭示了机械负荷通过促进Mx1⁺祖细胞向咬合面定向分化的新机制；3）为基于内源性祖细胞激活的牙本质再生策略提供了精准靶点。特别值得注意的是，研究发现牙髓祖细胞（LepR-Cre^-）与骨骼干细胞（LepR-Cre⁺）具有截然不同的调控特征，这为开发牙组织特异性再生疗法奠定了理论基础。