Обнаружена «командная клетка», управляющая формированием корня зуба

Зубы функционируют не только благодаря твердой эмали на поверхности, но и потому, что у них есть корни, прочно закрепляющие их в челюстной кости под деснами.

До сих пор было известно, что апикальный сосочек (AP) на кончике развивающегося корня зуба содержит несколько типов AP-клеток, включая стволовые клетки, участвующие в формировании корня. Однако оставалось неясным, какие клетки как действуют и по какому механизму формируется корень.

Исследовательская группа, включая доцента Мизуки Нагату из Института науки Токио, обнаружила, что одновременно с началом формирования корня появляется особая популяция AP-клеток, секретирующих фактор CXCL12 (CXCL12⁺ AP-клетки).

Дальнейшие исследования показали, что эти специализированные клетки функционируют как «командный центр», координируя работу других AP-клеток для запуска формирования корня.

Анализ этих клеток-«командиров» — CXCL12⁺ AP-клеток — выявил неожиданное открытие. Они могут превращаться как в одонтобласты, формирующие дентин (твердую ткань внутри зуба), так и в цементобласты, формирующие цемент (тонкий внешний слой, покрывающий корень). Ранее считалось, что эти два типа клеток происходят из разных популяций.

Исследователи также выяснили, что правильная функция CXCL12⁺ AP-клеток зависит от двух сигнальных путей внутри апикального сосочка: Wnt-сигналинга и TGF-β-сигналинга.

• Wnt-сигналинг направляет CXCL12⁺ AP-клетки в нужное место и действует как переключатель, активирующий их корнеобразующую функцию.
• TGF-β-сигналинг действует согласованно с Wnt-сигналингом. Баланс между этими двумя сигналами является ключом к правильному формированию корня.

Это открытие может внести вклад не только в раскрытие механизмов формирования корня, но и в разработку регенеративной терапии и методов лечения на основе стволовых клеток, направленных на восстановление корней зубов.

Вновь идентифицированные CXCL12⁺ AP-клетки рассматриваются как «клетки-семена» для такой регенерации. Более того, эти клетки обладают гибкостью и могут менять роль в зависимости от обстоятельств, например, превращаясь в остеобласты (клетки, формирующие кость) при повреждении окружающих тканей или необходимости восстановления челюстной кости.

Цитата доцента Мизуки Нагаты: «Понимание механизмов формирования корня зуба — это тема, выходящая за рамки стоматологических исследований и связанная с регенеративной медициной для всего организма. Более глубокое понимание роли стволовых клеток в организме, я верю, в конечном итоге приведет к новым методам лечения, способным более эффективно регенерировать зубы и кость, утраченные из-за кариеса или пародонтоза».

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.