关于牙齿发育的哲学思考
http://www.100md.com
江卫民，史俊南，郝建军
(第四军医大学口腔医学院，陕西 西安710032)
牙齿的发育是一连续、复杂的过程，包括牙齿的生长、钙化和萌出，主要涉及细胞的分化和形态的分化以及细胞与细胞、细胞与蛋白、蛋白与蛋白之间的相互作用、相互关系。从哲学的角度来观察、分析这一过程，具有重要的意义。
首先，牙齿是特殊矿化组织，具有一般矿化组织(三要是骨组织)的特征，同时又具有其特殊性。牙齿与骨组织的这种特殊关系体现阶段共性和个性，一般和特殊的关系，是二者辩证的统一。牙齿和骨组织的一般和共性表现在二者性质相近，组成相似，形成机理相仿。二都都是硬组织，无机成分占其组成的主要部分；在其硬组织形成过程中均有生长中心，从生长中心开始形成硬组织。二者都有相应的生成细胞、牙齿有成牙本质细胞、成釉细胞、成牙骨质细胞，骨组织有成骨细胞和破骨细胞。生成细胞合成和分泌有机基质，然后是羟基磷灰石晶体沉积。牙本质和骨基质主要都是由胶原蛋白和非胶原蛋白组成，胶原蛋白在矿化过程中起着支架作用。非胶原蛋白参与矿化的启动和调节。一些非胶原蛋白，由于只在骨和牙齿中发现，被命名为矿经组织特异性蛋白，如骨钙素(osteocaicin)、骨涎蛋白(BSP)。牙齿和骨组织还含有一些其他组织也含有的蛋白，如骨桥蛋白(OPN)、生长因子(BMP、TGFβ)。此外，影响牙齿和骨组织矿化的一些基因定位于同一染色体的相邻位置<1、2>。
, 百拇医药
尽管牙和骨组织有其共性，但牙齿更有其特殊性。其一，牙齿比骨组织更坚硬，矿化程度更高；其二，牙本质和釉质细胞外基质包含一些特异性蛋白，如牙本质磷蛋白(DPP)、牙本质涎蛋白(DSP)、釉原蛋白(Amelogenin)、成釉蛋白(AMBN)、釉丛蛋白(Tulftuin)等；其三，从二者的形成机理来看，牙齿的发育涉及上皮-间质细胞的相互作用、相互诱导，触发成牙本质细胞和成釉细胞的分化、成熟、分泌、继而羟基磷灰石晶体沉积、矿化开始。而骨的发育主要涉及成骨细胞；最后，从二者的功能来看，牙齿是独一无二的器官，担负着咀嚼功能。而骨组织则与其他组织一起构成一个器官，主要担负着负重功能<1，3>。
牙齿的研究大多源于骨组织的研究。许多在骨组织中发现的蛋白，相继在牙齿中发现，如：骨形成蛋白(BMP)、骨桥蛋白(OPN)。骨组织的研究能为研究牙齿提供方法和思路。相应地，由于牙齿结构的特殊性，通过对牙齿的研究能为研究夏化组织提供极好的实验模型<1>。
其次从牙齿本身的结构来说，牙齿是由釉质、牙本质、牙骨质三种矿化的硬组织和一种软组织--牙髓构成。釉质的矿化是机体内独一无二的，没有胸原蛋白的参与；牙本质的矿化形式与其他矿化组织相似，而牙骨质又有其特殊性。釉质和牙本质，牙本质和牙髓构成矛盾的统一体，它们之间既对立统一，对相互联系。
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成牙本质细胞的前体组织--牙乳头在发育中起重要作用。现已证明，牙乳头是决定牙齿形状的重要因素。例如，将切牙的成釉器与磨牙与牙乳头重新组合，结果形成磨牙；与此相反，切牙的牙乳头与磨牙成釉器重新组合，结果形成切牙。釉质和牙本质形成过程亦有严格的规律性节拍性，交叉进行。成牙本质细胞先形成一层牙本质，紧接着成釉细胞分泌一层釉质，如此交叉进行，层层沉积，直至达到牙冠的厚度<4>。
在分析釉质和牙本质非胶原蛋白的表达情况时，发现一个十分有趣的现象。牙本质特异性蛋白DPP和DSP不仅在成牙本质细胞中表达，而且在前期成釉细胞(preameloblasts)中也有暂时表达。同样，成釉蛋白(AMBN)不仅在釉细胞中表达，在前期成牙本质细胞(preodontoblasts)也有暂时表达。二者均表现出表达的时空性，一方面，前期成釉细胞分泌的DPP和DSP参与触发成牙本质细胞的分化，激发成牙本质细胞的活化；前其成牙本质细胞分泌的AMBN触发成釉细胞的分化，激活成釉细胞。另一方面，发生在前期牙本质和前期釉质的矿化沉积，反过来又阻止成釉细胞表达DPP和DSP、成牙本质细胞表达AMBN。这种相互排斥、相互渗透正体现了辩证法中矛盾论的精髓<5>。
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牙髓与牙本质具有密切的联系。成牙本质细胞的前身组织--牙乳头是产生牙髓的组织，当牙乳头周围有牙本质形成时才叫牙髓。牙乳头的未分化间质细胞分化为星形纤维细胞即牙髓细胞。所以又将它们合称为牙髓-牙本质复合体。一方面，牙本质构成牙齿的主体，包围着牙髓，保护牙髓免受外界刺激，对牙本质的任何刺激都会反应到牙髓上，表现为增生、修复或坏死；另一方面，牙髓可以不断地形成牙本质，并可维持牙本质的营养代谢。如果牙髓坏死，则牙本质因失去营养来源而变脆弱、易折裂，牙髓和牙本质和这种关系正是辩证法中普遍联系的生动体现<6>。
人们对牙齿发育的认识也是一个动态的、发展的过程，经过了许多迂回和反复。例如，对牙本质基质蛋白1(DMP1)的认识就经历了这样的一个过程。1993年，Gorege等在谋略克隆大鼠DPP时偶然发现了DMP1，经过Northern分析认为DMP1只限定在成牙本质细胞中表达，因此将其视为牙本质特异性蛋白。1997年，Hirs和MacDougall采用原位杂交分析发现不仅成质细胞中有DMP1的表达，而且在成釉细胞、成骨细胞和成牙骨质细胞等矿化组织细胞中也有表达。由此将其视为矿化组织特异性蛋白，最近，有的学者采用更敏感的方法发现DMP1有比以前认为的更广的表达谱，即除了在矿化组织中表达外，还在心、脑、肝、肾等软组织中表达。此外，通过对DMP1和牙本质涎磷蛋白(DSPP)的基因在染色体作图，学者们发现二者定位于人第4号染色体4q21.3的相邻位置，并精确地定位在序列序列标记位点(SDS)的D4S564和D4S1292之间。因此，我们设想，DSPP是否象DMP1一样有更广的表达谱呢？我们通过克隆、表达和纯化DSPP cDNA，并以重组的DSPP蛋白作为抗原制备了抗DSPP抗体，蛋白印迹和免疫组化检测了DSPP的组织表达特异性。结果显示DSPP不仅在成牙本质细胞中表达，而且在成釉细胞和新生的网织骨和软骨中也有表达。我们的结果证实了我们的假说<7-10>。
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参考文献
<1>Butler WT Ritchie HH. The nature and functional significance of dentin extravehicular matrix protein, Int J Dev Biol, 1995,39:169
<2> MacDougall M. Refined mapping of the human dentin sialophophoprotei (DSPP) gene within the critical dentiunogenesis imperfects type II and dentin dysphasia type II loci, Eur J Oral Sci. 1998,106(suppl): 227
<3>吴奇光，主编，口腔组织病理学，第三版，北京：人民卫生出版社，1995，64
, 百拇医药
<4>MacDougall M, Simmons D, Luan X, et al. Dentin phosphorotein and dentin sialoprotein are cleavage products expressed from a single transcript coded by a gene on human chromosome 4.J Biol Chem, 1997:272(2): 835
<5>Ritchie HH,Berry JE, someman MJ, et al. Dentin sialoprotein (DSP)transcripts: developmentally-sustained expression in Odon oblasts and transient expression in preameloblasts. Eur J Oral Sci, 1997,105(5 pl 1): 405.
, http://www.100md.com <6>史俊南，郝建军，金岩，为什么要研究牙髓生物学，牙体牙髓牙周病学杂志，1998，8(1)：1.
<7> George A, Sabsay B, Simonian Pal, et al. Characteriztion of a novel dentin matix acidic phosphoprotein. J boil Chem, 1993,268:12624.
<8>Hirs KL, Ibaraki-O'Connor K,Yong MF,et al. Cloning and expression analysis of the bovine dentin matrix acidic phosphoprotein gene. J Dent Res, 1997,76(3): 745.
<9>Gaikwak H. Kapadia A, Cavender X, et al, Global expression patterns of dentin matrix protein 1,J Deni Res, 1998,77:157.
<10> Macdougall M. Refined mapping of the human dentin sialo phospho protein (DSSP) gene within the cirtical dentinogenesis imperfects type II and dentin dysphasia type II loci. Eur J Oral Sci, 1998,106(suppl 1): 227, http://www.100md.com
(第四军医大学口腔医学院，陕西 西安710032)
牙齿的发育是一连续、复杂的过程，包括牙齿的生长、钙化和萌出，主要涉及细胞的分化和形态的分化以及细胞与细胞、细胞与蛋白、蛋白与蛋白之间的相互作用、相互关系。从哲学的角度来观察、分析这一过程，具有重要的意义。
首先，牙齿是特殊矿化组织，具有一般矿化组织(三要是骨组织)的特征，同时又具有其特殊性。牙齿与骨组织的这种特殊关系体现阶段共性和个性，一般和特殊的关系，是二者辩证的统一。牙齿和骨组织的一般和共性表现在二者性质相近，组成相似，形成机理相仿。二都都是硬组织，无机成分占其组成的主要部分；在其硬组织形成过程中均有生长中心，从生长中心开始形成硬组织。二者都有相应的生成细胞、牙齿有成牙本质细胞、成釉细胞、成牙骨质细胞，骨组织有成骨细胞和破骨细胞。生成细胞合成和分泌有机基质，然后是羟基磷灰石晶体沉积。牙本质和骨基质主要都是由胶原蛋白和非胶原蛋白组成，胶原蛋白在矿化过程中起着支架作用。非胶原蛋白参与矿化的启动和调节。一些非胶原蛋白，由于只在骨和牙齿中发现，被命名为矿经组织特异性蛋白，如骨钙素(osteocaicin)、骨涎蛋白(BSP)。牙齿和骨组织还含有一些其他组织也含有的蛋白，如骨桥蛋白(OPN)、生长因子(BMP、TGFβ)。此外，影响牙齿和骨组织矿化的一些基因定位于同一染色体的相邻位置<1、2>。
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尽管牙和骨组织有其共性，但牙齿更有其特殊性。其一，牙齿比骨组织更坚硬，矿化程度更高；其二，牙本质和釉质细胞外基质包含一些特异性蛋白，如牙本质磷蛋白(DPP)、牙本质涎蛋白(DSP)、釉原蛋白(Amelogenin)、成釉蛋白(AMBN)、釉丛蛋白(Tulftuin)等；其三，从二者的形成机理来看，牙齿的发育涉及上皮-间质细胞的相互作用、相互诱导，触发成牙本质细胞和成釉细胞的分化、成熟、分泌、继而羟基磷灰石晶体沉积、矿化开始。而骨的发育主要涉及成骨细胞；最后，从二者的功能来看，牙齿是独一无二的器官，担负着咀嚼功能。而骨组织则与其他组织一起构成一个器官，主要担负着负重功能<1，3>。
牙齿的研究大多源于骨组织的研究。许多在骨组织中发现的蛋白，相继在牙齿中发现，如：骨形成蛋白(BMP)、骨桥蛋白(OPN)。骨组织的研究能为研究牙齿提供方法和思路。相应地，由于牙齿结构的特殊性，通过对牙齿的研究能为研究夏化组织提供极好的实验模型<1>。
其次从牙齿本身的结构来说，牙齿是由釉质、牙本质、牙骨质三种矿化的硬组织和一种软组织--牙髓构成。釉质的矿化是机体内独一无二的，没有胸原蛋白的参与；牙本质的矿化形式与其他矿化组织相似，而牙骨质又有其特殊性。釉质和牙本质，牙本质和牙髓构成矛盾的统一体，它们之间既对立统一，对相互联系。
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成牙本质细胞的前体组织--牙乳头在发育中起重要作用。现已证明，牙乳头是决定牙齿形状的重要因素。例如，将切牙的成釉器与磨牙与牙乳头重新组合，结果形成磨牙；与此相反，切牙的牙乳头与磨牙成釉器重新组合，结果形成切牙。釉质和牙本质形成过程亦有严格的规律性节拍性，交叉进行。成牙本质细胞先形成一层牙本质，紧接着成釉细胞分泌一层釉质，如此交叉进行，层层沉积，直至达到牙冠的厚度<4>。
在分析釉质和牙本质非胶原蛋白的表达情况时，发现一个十分有趣的现象。牙本质特异性蛋白DPP和DSP不仅在成牙本质细胞中表达，而且在前期成釉细胞(preameloblasts)中也有暂时表达。同样，成釉蛋白(AMBN)不仅在釉细胞中表达，在前期成牙本质细胞(preodontoblasts)也有暂时表达。二者均表现出表达的时空性，一方面，前期成釉细胞分泌的DPP和DSP参与触发成牙本质细胞的分化，激发成牙本质细胞的活化；前其成牙本质细胞分泌的AMBN触发成釉细胞的分化，激活成釉细胞。另一方面，发生在前期牙本质和前期釉质的矿化沉积，反过来又阻止成釉细胞表达DPP和DSP、成牙本质细胞表达AMBN。这种相互排斥、相互渗透正体现了辩证法中矛盾论的精髓<5>。
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牙髓与牙本质具有密切的联系。成牙本质细胞的前身组织--牙乳头是产生牙髓的组织，当牙乳头周围有牙本质形成时才叫牙髓。牙乳头的未分化间质细胞分化为星形纤维细胞即牙髓细胞。所以又将它们合称为牙髓-牙本质复合体。一方面，牙本质构成牙齿的主体，包围着牙髓，保护牙髓免受外界刺激，对牙本质的任何刺激都会反应到牙髓上，表现为增生、修复或坏死；另一方面，牙髓可以不断地形成牙本质，并可维持牙本质的营养代谢。如果牙髓坏死，则牙本质因失去营养来源而变脆弱、易折裂，牙髓和牙本质和这种关系正是辩证法中普遍联系的生动体现<6>。
人们对牙齿发育的认识也是一个动态的、发展的过程，经过了许多迂回和反复。例如，对牙本质基质蛋白1(DMP1)的认识就经历了这样的一个过程。1993年，Gorege等在谋略克隆大鼠DPP时偶然发现了DMP1，经过Northern分析认为DMP1只限定在成牙本质细胞中表达，因此将其视为牙本质特异性蛋白。1997年，Hirs和MacDougall采用原位杂交分析发现不仅成质细胞中有DMP1的表达，而且在成釉细胞、成骨细胞和成牙骨质细胞等矿化组织细胞中也有表达。由此将其视为矿化组织特异性蛋白，最近，有的学者采用更敏感的方法发现DMP1有比以前认为的更广的表达谱，即除了在矿化组织中表达外，还在心、脑、肝、肾等软组织中表达。此外，通过对DMP1和牙本质涎磷蛋白(DSPP)的基因在染色体作图，学者们发现二者定位于人第4号染色体4q21.3的相邻位置，并精确地定位在序列序列标记位点(SDS)的D4S564和D4S1292之间。因此，我们设想，DSPP是否象DMP1一样有更广的表达谱呢？我们通过克隆、表达和纯化DSPP cDNA，并以重组的DSPP蛋白作为抗原制备了抗DSPP抗体，蛋白印迹和免疫组化检测了DSPP的组织表达特异性。结果显示DSPP不仅在成牙本质细胞中表达，而且在成釉细胞和新生的网织骨和软骨中也有表达。我们的结果证实了我们的假说<7-10>。
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参考文献
<1>Butler WT Ritchie HH. The nature and functional significance of dentin extravehicular matrix protein, Int J Dev Biol, 1995,39:169
<2> MacDougall M. Refined mapping of the human dentin sialophophoprotei (DSPP) gene within the critical dentiunogenesis imperfects type II and dentin dysphasia type II loci, Eur J Oral Sci. 1998,106(suppl): 227
<3>吴奇光，主编，口腔组织病理学，第三版，北京：人民卫生出版社，1995，64
, 百拇医药
<4>MacDougall M, Simmons D, Luan X, et al. Dentin phosphorotein and dentin sialoprotein are cleavage products expressed from a single transcript coded by a gene on human chromosome 4.J Biol Chem, 1997:272(2): 835
<5>Ritchie HH,Berry JE, someman MJ, et al. Dentin sialoprotein (DSP)transcripts: developmentally-sustained expression in Odon oblasts and transient expression in preameloblasts. Eur J Oral Sci, 1997,105(5 pl 1): 405.
, http://www.100md.com <6>史俊南，郝建军，金岩，为什么要研究牙髓生物学，牙体牙髓牙周病学杂志，1998，8(1)：1.
<7> George A, Sabsay B, Simonian Pal, et al. Characteriztion of a novel dentin matix acidic phosphoprotein. J boil Chem, 1993,268:12624.
<8>Hirs KL, Ibaraki-O'Connor K,Yong MF,et al. Cloning and expression analysis of the bovine dentin matrix acidic phosphoprotein gene. J Dent Res, 1997,76(3): 745.
<9>Gaikwak H. Kapadia A, Cavender X, et al, Global expression patterns of dentin matrix protein 1,J Deni Res, 1998,77:157.
<10> Macdougall M. Refined mapping of the human dentin sialo phospho protein (DSSP) gene within the cirtical dentinogenesis imperfects type II and dentin dysphasia type II loci. Eur J Oral Sci, 1998,106(suppl 1): 227, http://www.100md.com