Ученые из Сычуаньского университета в Китае изучили, почему у зубов правильно формируются корни и что может нарушать этот процесс. В центре исследования оказались два гена — Gli2 и Gli3. Они помогают клеткам «понимать», как развиваться дальше: делиться, превращаться в нужные ткани и участвовать в формировании корня зуба. Исследование провели специалисты Западно-Китайской стоматологической больницы Сычуаньского университета под руководством профессоров Сянлуна Хана и Цзюньцзюня Цзина.

Почему ученые изучали именно корни зубов?

Корень зуба — это не просто «нижняя часть» зуба. Он удерживает зуб в челюсти, помогает правильно распределять нагрузку при жевании и влияет на нормальную работу всей зубочелюстной системы.

Чтобы корень сформировался правильно, клетки в развивающемся зубе должны работать точно. Одни клетки должны активно делиться, другие — превращаться в специализированные ткани. Из них затем формируются структуры, которые отвечают за прочность и поддержку зуба.

Проще говоря, организм должен вовремя «дать команду» клеткам:

• когда размножаться;


• когда перестать делиться;


• во что именно превращаться;


• как участвовать в построении корня зуба.

Если этот процесс нарушается, корень может развиваться неправильно: быть короче, слабее или иметь дефекты строения.

Ранее ученые уже знали, что важную роль в этом процессе играет сигнальный путь Hedgehog, или HH. Это один из механизмов, с помощью которого клетки получают инструкции во время развития организма. Но до конца было непонятно, какие именно молекулярные «переключатели» помогают клеткам правильно воспринимать эти сигналы.

Что показало исследование на мышах?

Команда ученых использовала модели трансгенных мышей и биоинформатический анализ. Исследователи проверяли, что произойдет, если отключить гены Gli2 и Gli3 в клетках-предшественниках, участвующих в формировании зуба.

Результаты оказались показательными:

• если отключали только Gli2, серьезных изменений почти не происходило;


• если отключали Gli3, корни зубов становились короче, а формирование костной ткани ухудшалось;


• если одновременно отключали Gli2 и Gli3, нарушения были намного тяжелее: корни теряли почти половину нормальной длины.

Это говорит о том, что Gli2 и Gli3 работают не по отдельности, а вместе. Один ген может частично компенсировать работу другого, но при одновременной потере обоих система дает серьезный сбой.

Ученые также выяснили, что без этих генов хуже развиваются важные клетки, необходимые для нормального строения зуба. В частности, нарушается формирование:

• одонтобластов — клеток, участвующих в образовании дентина;


• клеток периодонтальной связки — ткани, которая помогает удерживать зуб в лунке;


• остеобластов — клеток, отвечающих за образование костной ткани.

В результате страдает не только длина корня, но и его качество: нарушается структура, прочность и нормальная организация тканей. Однако здесь есть одна оговорка: такие дефекты возникали именно в мезенхимальных клетках, то есть в клетках, из которых формируются опорные ткани зуба. Когда те же гены удаляли в зубном эпителии, похожих нарушений не наблюдалось.

Как это связано с будущим лечением зубов?

Одно из главных открытий исследования — связь между двумя сигнальными системами: Hedgehog и TGF-β. Проще говоря, это два способа, с помощью которых клетки «общаются» между собой и получают инструкции. Ученые выяснили, что Gli2 и Gli3 помогают регулировать работу рецептора Acvr2b, который участвует в передаче сигнала TGF-β. Когда Gli2 и Gli3 отсутствовали, данная система начинала работать хуже, и клетки уже не могли нормально выбирать свой путь развития.

Чтобы проверить, можно ли исправить ситуацию, исследователи искусственно активировали передачу сигнала TGF-β у мутантных моделей, что, в свою очередь, помогло частично восстановить нормальное развитие:

• длина корня зуба частично увеличилась;


• костная ткань формировалась лучше;


• клетки снова начали активнее превращаться в нужные типы тканей.

Полностью проблему это не решило, но результат показал: если научиться управлять такими сигнальными путями, в будущем это может помочь в разработке новых методов восстановления поврежденных тканей зуба.

По словам профессора Цзюньцзюня Цзина, понимание того, как такие сигналы управляют поведением клеток-предшественников, открывает новые возможности для стоматологии и черепно-лицевой медицины.

Иными словами, исследование важно не только для фундаментальной науки. Оно помогает лучше понять, почему у человека могут возникать нарушения развития зубов и челюстно-лицевой области. В перспективе такие данные могут быть полезны для создания методов, которые будут направлены не просто на замену поврежденных тканей, а на их восстановление.

Пока речь идет о научной работе на животных, а не о готовом лечении для людей. Однако такие исследования постепенно формируют основу для будущих технологий в стоматологии: восстановления корней зубов, регенерации тканей и более точного лечения врожденных или приобретенных дефектов зубочелюстной системы.