生物工程學 細胞與發育生物學 醫學

無痛補牙:用雷射光誘使牙齒幹細胞TGFβ1表現而啟動修復機制

「一道光、什麼狀況」,低量的雷射光照射,竟然能幫助牙齒再生!沒錯,以哈佛大學為主的團隊,發現使用非游離輻射、低能量的雷射光(low-power laser, LPL),可以促進牙髓幹細胞中 TGFβ1 的表現,刺激細胞分化成組織。

LPL 照射後會誘發活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS )產生,ROS 進一步藉由 Latency Associated Peptide(LAP)上面第 253 位置的methionine,刺激 TGFβ1 的活化。實驗證實,LPL 所活化的TGFβ1 能夠促使牙幹細胞在體外分化。使用小鼠的動物試驗模型更進一步顯示,LPL 的處理能促進象牙質(dentin)再生。而在TGFβ1 receptor 基因剔除的小鼠或是使小鼠服用 TGFβ1 receptor抑制劑的情況下,就無法觀察到 LPL 促進組織再生的現象。

此研究顯示了以極小外加干擾(例如 LPL),就足以激發胞內再生訊號,誘發幹細胞分化。這個現象由研究者分別在小鼠、人類的不同細胞株中發掘出相似的反應,表示此現象可能普遍存在於哺乳動物。小鼠的試驗結果,也支持往後 LPL 在人體上的應用,未來補牙可能也不再疼痛得讓人卻步了。

左圖,老鼠第一臼齒的牙冠裸露。這個部位會是之後接受 LPL 處理的地方。中間圖是用 myeloperoxidase probe 檢驗發炎反應,比較 LPL 和控制組,可以看出這兩者的差距並不明顯。右邊圖片是用電腦斷層檢視象牙質修復的情況。紅色箭號指出牙骨質(cement)充填,黃色指出象牙質沿著牙髓空腔填入。

資料來源:

Arany, P. R., Cho, A., Hunt, T. D., Sidhu, G., Shin, K., Hahm, E., … J. Mooney, D. (2014). Photoactivation of Endogenous Latent Transforming Growth Factor- 1 Directs Dental Stem Cell Differentiation for Regeneration. Science Translational Medicine6(238), 238ra69-238ra69. doi:10.1126/scitranslmed.3008234

作者|張捷

About the author

Avatar

Investigator團隊

2013年,憑著一股對學術研究的熱忱,一群海內外學生與社會新鮮人成立了「The Investigator Taiwan 臺灣生物科學研發策進社群」。這五年社群持續成長,到現在成員超過百名,背景橫跨基礎研究、臨床、產業各領域。我們透過經營平台、生醫報導與活動交流、協助媒合學習對象等多元面向,為臺灣的生醫領域創造了許多正面價值。