张遵义教授团队揭示牙齿分化新机制

2019年3月20日，杭州师范大学生命与环境科学学院张遵义教授团队在国际口腔医学领域TOP期刊Journal of Dental Research （IF=5.125）在线发表题为“Wnt Production in Dental Epithelium Is Crucial for Tooth Differentiation”的成果，首次报道在牙齿发育过程中，牙表皮产生的Wnt配体通过激活Wnt信号通路来调控牙齿细胞分化的分子机制。

牙齿器官的发育是由表皮和间充质之间的复杂信号网络控制的。Wnt信号通路在多种器官的发育再生过程中都起关键作用。Wnt信号通路可以分为ß-Catenin依赖性的经典的Wnt信号通路和不依赖ß-Catenin的非经典的Wnt信号通路。在牙齿发育过程中，各种Wnt配体在发育中牙齿的表皮和间充质有着不同的时空表达模式，例如，在牙齿发育初期，Wnt3和Wnt7b在口腔表皮表达，但是不在牙表皮表达；而Wnt10b仅仅在牙表皮有表达。目前，这些差异性表达的Wnt配体对牙齿发育的功能还不清楚。

在该论文中，作者以Wntless的条件性敲除小鼠为研究对象，使用Shh-Cre特异性地敲除了牙表皮表达的Wntless基因。Wntless蛋白是Wnt分泌的关键调控蛋白，其缺失会导致Wnt配体无法转运出细胞，进而抑制Wnt信号通路。作者发现特异性敲除牙齿表皮的Wntless会导致牙釉质以及牙本质发育不全，这就提示牙表皮表达的Wnt配体对牙齿的分化是必需的。作者进一步研究发现，牙表皮Wnt配体的缺失会导致Hedgehog信号通路下调，并且引起牙齿表皮和间充质的细胞增殖异常。接着，作者发现Decorin和Col1a1这两个关键的牙本质分化基因在Wntless突变牙齿中表达均下调，并且其promoter区域均含有ß-Catenin的结合位点，经过进一步验证发现这两个基因都是Wnt信号通路的靶基因，这就提示Wnt配体可以通过旁分泌作用调控牙本质细胞的基因表达进而调控其分化。

杭州师范大学生命与环境科学学院的研究生熊亚楠为该论文的第一作者，杭州师范大学生命与环境科学学院的和张遵义教授朱晓静副研究员为该论文的通讯作者。该项目获得国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和杭州市科技发展基金的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1177/0022034519835194

作者介绍

张遵义，杭州师范大学教授。1999博士毕业于挪威奥斯陆大学，发育生物学专业，主要研究方向是哺乳动物头面部器官发育及新生缺陷形成中的分子及遗传学机制。2009年入职杭州师范大学，主持多项国家和浙江省自然科学基金项目，取得了一系列科研成果。

朱晓静，杭州师范大学副研究员。2008年博士毕业于浙江大学，生化与分子生物学专业，主要研究方向是哺乳动物颅面器官发育再生及人类颅面新生缺陷机制研究；基因表达的转录后调控机制及RNA甲基化修饰与颅面器官发育再生。主持多项国家和浙江省自然科学基金项目，取得了一系列科研成果。