本报广州8月3日电(记者吴春燕)“尿液”能变出“牙齿”,这不是魔术,而是严谨的科学发明。记者从中国科学院广州生物医药与健康研究院获悉,该院研究员裴端卿领导的研究组,成功利用志愿者尿液衍生的诱导多能干细胞获得再生牙齿,这是科学家首次利用人诱导多能干细胞获得成型的再生器官。这项研究成果30日在线发表在学术期刊《细胞再生》上。
去年12月,裴端卿和潘光锦带领团队就利用病人尿液细胞,成功获得神经干细胞,并于去年12月9日,国际学术期刊《自然—方法学》在线发表了这一成果。那时科学家已经可以从尿液中获得稳定的诱导多能干细胞,并将其进一步分化成神经元、心肌细胞等不同的细胞类型,但尚不能利用诱导多能干细胞获得再生器官。
此次,裴端卿领导的研究组通过人鼠组织嵌合的培养体系证实了人尿液多能干细胞可被用于构建再生牙齿。该体系模拟了正常的牙齿发生发育过程中的上皮—间充质两种组织细胞间的相互作用,即首先通过将诱导多能干细胞分化为上皮样的膜状结构,再与小鼠牙胚间充质重组,所获得的重组样品再移植到免疫缺陷鼠体内,3周后形成了牙样结构。
裴端卿介绍说,这些牙样结构具有人牙齿的正常结构,包括由上皮部分衍生获得的成釉细胞和牙釉质,以及由间充质部分发育而来的成牙本质细胞、牙本质、牙髓、牙骨质等结构。此外,这些牙样结构与正常人牙有相似的理化性质,包括硬度、弹性模量和化学组成成分。
这项研究成果发表后引发国际社会广泛讨论。一些国际干细胞科学家认为,这一方法仍面临诸多挑战:一是成牙率以及牙齿釉质硬度均较低;二是尿液提取干细胞污染可能性很大。三是再造牙齿最大的挑战在于再造一个能与神经和血管相连的牙髓,这样再造牙才能成为恒齿。
对此,裴端卿表示:“虽然该牙齿再生方法还存在一些问题,如小鼠细胞的参与、30%的成牙率以及釉质硬度较低等,但未来可以通过人源间充质细胞的取代和培养体系的优化解决这些问题。”他认为这项研究成果将为今后实现再生牙齿临床个性化治疗奠定了重要基础。