新藥可以幫助再生失去的牙齒

新藥可以幫助再生失去的牙齒 精選

已有 2368 次閱讀 2021-3-30 21:47 |個人分類:新觀察|係統分類:海外觀察

新藥可以幫助再生失去的牙齒

諸平

 

In mice deficient in USAG-1, an antagonist of BMP, the trace deciduous incisors survive and erupt as excess teeth. Kyoto University/Katsu Takahashi

Fig. 6 Supernumerary tooth of maxillary incisors of ferrets upon administration of USAG-1–neutralizing antibody #37.

據日本京都大學（Kyoto University）2021年3月29日提供的消息，日本的研究人員報告說，一種基因的抗體可以刺激患有先天性牙齒發育不全的小鼠的牙齒生長。

對於任何掉了一顆牙的孩子來說，牙仙子（tooth fairy）都是受歡迎的客人。不僅仙女會在枕頭下留下一個小禮物，而且孩子可以保證在幾個月後得到一顆新牙。對於那些失去牙齒的成年人來說，就不可能是這樣的了。

但是，京都大學和福井大學（University of Fukui）的科學家進行的一項新研究，可能會對失去牙齒的成年人帶來一些希望。研究小組報告說，一種基因的抗體-子宮致敏相關基因1（uterine sensitization associated gene-1簡稱USAG-1）-可以刺激患有先天性牙齒發育不全的小鼠的牙齒生長。該論文於2021年2月12日已經在《科學進展》（Science Advances）雜誌網站發表——A. Murashima-Suginami, H. Kiso, Y. Tokita, E. Mihara, Y. Nambu, R. Uozumi, Y. Tabata, K. Bessho, J. Takagi, M. Sugai, K. Takahashi. Anti–USAG-1 therapy for tooth regeneration through enhanced BMP signaling. Science Advances  12 Feb 2021: Vol. 7, no. 7, eabf1798. DOI:10.1126/sciadv.abf1798

https://advances.sciencemag.org/content/7/7/eabf1798

參與此項研究的除了日本京都大學和福井大學的研究人員之外，還有來自日本愛知人類服務中心發育研究所（Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center）以及日本大阪大學（Osaka University）的研究人員。

盡管正常成人的嘴巴有32顆牙齒，但由於先天性疾病，約有1%人口的牙齒卻並非是32顆，而是或多或少於32顆。科學家已經探究了牙齒過多的病例的遺傳原因，以此作為成年人牙齒再生的線索。

該研究的主要作者之一，京都大學醫學院研究生院（Kyoto University Graduate School of Medicine）高級講師Katsu Takahashi表示，已經確定了導致牙齒發育的基本分子。Katsu Takahashi說：“單個牙齒的形態發生（morphogenesis）取決於包括骨形態發生蛋白（bone morphogenetic protein簡稱BMP）在內的幾種分子與Wnt發信號（Wnt signaling）的相互作用。”

BMP和Wnt的作用遠不止於牙齒的發育。它們可以在人體甚至達到葡萄幹大小之前就調節多種器官和組織的生長。因此，通常避免直接影響其活性的藥物，因為副作用可能會影響整個身體。研究人員認為靶向針對BMP和Wnt的拮抗因子在牙齒發育中可能更安全，因此他們考慮了該基因USAG-1。Katsu Takahashi補充說：“我們知道抑製USAG-1有益於牙齒生長。我們不知道這是否足夠。”

因此，科學家研究了幾種針對USAG-1的單克隆抗體的作用。單克隆抗體通常用於治療癌症、關節炎和疫苗開發。

USAG-1與BMP和Wnt都相互作用。結果，幾種抗體導致小鼠的出生和存活率低下，從而證實了BMP和Wnt對全身生長的重要性。但是，一種有希望的抗體僅破壞了USAG-1與BMP的相互作用。

用這種抗體進行的實驗表明，BMP信號傳導對於確定小鼠的牙齒數量至關重要。而且，單次施用足以產生整顆牙齒。隨後的實驗表明，在雪貂中有相同的好處。

Katsu Takahashi解釋說：“白鼬是一種雙齒動物，具有與人類相似的牙齒模式。我們的下一個計劃是測試對其他動物（如豬和狗）的抗體。”

該研究是第一個顯示單克隆抗體對牙齒再生有益的研究，並為目前隻能通過植入物和其他人工措施解決的臨床問題提供了新的治療框架。該研究的另一位作者，福井大學的Manabu Sugai總結說：“常規組織工程技術不適用於牙齒再生。我們的研究表明，無細胞分子療法（cell-free molecular therapy）可有效治療多種先天性齒發育不全。”上述介紹僅供參考，更多信息敬請注意瀏覽原文或者相關報道。

Abstract

Uterine sensitization–associated gene-1 (USAG-1) deficiency leads to enhanced bone morphogenetic protein (BMP) signaling, leading to supernumerary teeth formation. Furthermore, antibodies interfering with binding of USAG-1 to BMP, but not lipoprotein receptor–related protein 5/6 (LRP5/6), accelerate tooth development. Since USAG-1 inhibits Wnt and BMP signals, the essential factors for tooth development, via direct binding to BMP and Wnt coreceptor LRP5/6, we hypothesized that USAG-1 plays key regulatory roles in suppressing tooth development. However, the involvement of USAG-1 in various types of congenital tooth agenesis remains unknown. Here, we show that blocking USAG-1 function through USAG-1 knockout or anti–USAG-1 antibody administration relieves congenital tooth agenesis caused by various genetic abnormalities in mice. Our results demonstrate that USAG-1 controls the number of teeth by inhibiting development of potential tooth germs in wild-type or mutant mice missing teeth. Anti–USAG-1 antibody administration is, therefore, a promising approach for tooth regeneration therapy.

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