专访华人学者《科学》解开千古谜题

　　

编者按，近期的Science发表了一篇有趣的文章（文章标题：Antagonistic Actions of Msx1 and Osr2 Pattern Mammalian Teeth into a Single Row），这篇原创性文章很新颖，有位教授带领的研究小组破解了人的牙床只长一排牙齿的秘密。几千年来，人类的牙齿就是一排，也许，你会觉得奇怪，有人会专门研究这一问题吗？也许，你从未想过这个问题，今天，生物通记者张欢带您走近这篇文章的作者蒋如朗教授，让他来为您解答吧！

 

3月的一个早晨，生物通记者有幸采访了美国罗切斯特大学蒋如朗教授，蒋教授亲切的声音很快安抚了忐忑的生物通记者。于是开始了一场轻松愉快的谈话。

 

 

蒋如朗教授近照

了解蒋如朗教授请点击简介地址：http://www.ebiotrade.com/newsf/2009-3/2009313180727.htm

 

生物通记者：人生来牙床上就只长一排牙齿，而鲨鱼的牙床上长有2-3排牙齿，可以说这是大伙认知的一个常识，估计很多人都没有想是什么样的分子机制控制牙齿只长一排？

 

（鲨鱼多排牙齿）

 

蒋如朗教授笑了，他说道：其实我并没有冲着研究长单排牙去进行科研工作的。几年前，我的实验室就在研究头面部的发育，主要研究上颚发育过程中的调控机制，我们用原位杂交方法筛选了一些调控上颚发育过程特异表达的转录因子。我们发现Osr2这个转录因子在上颚的发育过程中有重要的作用。同时，我们还发现Osr2还具有拮抗Msx1转录因子的作用。

 

什么是Msx1

Msx1编码转录因子对成牙过程中上皮向间充质的转化是很重要的，有研究表明这些分子在维持Bmp4的表达活性扮演了重要角色。Bmp4最终促进牙齿的形态发生。

 

生物通记者：那么如何得知单排牙齿与Osr2以及Msx1有关呢？

 

蒋如朗教授：众所周知，Msx1具有促进牙齿生长的作用，而我们新的研究发现，Osr2与Msx1具有相拮抗的作用，那么这对牙齿的生长有什么影响呢？我们的研究小组对Osr2又进行了功能性的研究，以小鼠为模型，我们用Gene Targeting技术（国内译：基因打靶技术）将Osr2缺失掉，结果发现小鼠的每个牙槽中会多长出一个牙齿。深入研究发现，Osr2与Msx1间存在信号的负反馈机制。两者相互拮抗，保证人类的牙齿只长出一排。

 

生物通记者：Osr2和Msx1是新发现的吗？

 

蒋如朗教授：Msx1是1994年哈佛大学的研究者发现的，它与牙齿以及唇腭裂的发生有关联。Osr2是我们实验室在2001年筛选的一个转录因子，在颅面部（上颚，牙周发育）以及四肢和肾脏的发育过程中都有表达（参考：Osr2, a new mouse gene related to Drosophila odd-skipped, exhibits dynamic expression patterns during craniofacial, limb, and kidney development." Mechanisms of development. 2001; 107(1-2):175-9.）。

 

生物通记者：如果Osr2发生变异，会有什么结果，人有可能像鲨鱼样出现多排牙吗？

 

蒋如朗教授：目前的研究是以小鼠为模型， Osr2缺失会导致小鼠的牙胚分生，长出多一余的牙齿。我在Science上发表文章后，有不少长出多生牙的家长都打电话或是发邮件来咨询我这个问题。临床上的确有这样的案例，5、6岁的小朋友张了两排牙。关于Osr2的变异对牙齿生长的问题，我们有待日后进一步的临床研究。

 

生物通记者：既然在牙齿的生长期是由不同的因子相互拮抗而生成的，如果人老了以后牙齿掉光了，能通过控制这些转录因子再度促进牙齿再生吗？

 

蒋如朗教授：这是我们今后研究的方向，目前我们正在申请基金，研究Msx1-Osr2间的调控网络，我们希望弄清楚这些网络调控模式，未来某一天能用成体干细胞再造人类牙齿，这样人类不需要装假牙，可以直接用自己再生的牙齿。

 

生物通记者：这也是再生医学的一种，您打算用哪种干细胞？

 

蒋如朗教授：人成年后会拔智齿，智齿中有人的牙髓干细胞，牙髓干细胞是人类的一种成体干细胞。我们研究Msx1-Osr2调控网络就是希望有一天能人为地干预成体干细胞发育，再造人类牙齿。

 

生物通记者：您有做人类的临床方面的检测研究吗？

 

蒋如朗教授：我们这边主要从事的是模型动物和理论的研究，临床方面由我们的合作伙伴来完成，我们和爱荷华州大学（University of Iowa）医学院的Jeff Murray教授的实验室进行合作，我们的做理论研究，他们做临床方面的研究。目前，临床上检测了5000多例小孩的血样，结果发现2%的唇腭裂患儿Msx1有突变。暂时没有检测到唇腭裂的孩子的Osr2发生变异。

 

生物通记者：唇腭裂在亚洲比较严重，像中国的明星王菲的小孩就曾有唇裂的疾病，这一疾病的遗传性高吗？

 

蒋如朗教授：40%的唇裂小孩是由遗传因素所致的，目前发现与唇裂有关的基因也有多个，比如说我们研究的Msx1和Osr2，以及IRF6等。在美国有多个大学的研究室在进行唇腭裂的研究，我们希望在未来的某一天能通过基因芯片或是跟人基因组测序的检测项目来进行孕检，判断一个小孩发生唇腭裂的几率。值得庆幸的是，现在个人基因组测序的费用越来越低了，美国的NIH也正在推动一项测序计划，希望在未来的5-10年内把个人基因组测序的价格降下来，使得普通民众可以接受。相信到时候会惠及普通民众的。

 

生物通记者：环境因素对唇腭裂这种出生缺陷疾病的影响大吗？

 

蒋如朗教授：据我所知，吸烟对唇腭裂的影响相对的大，吸烟或是吸二手烟都可能导致唇腭裂。唇腭裂的发生率在亚洲是最高的，平均每350-400个婴儿中可能有一例，在非洲是最低的，每3000个婴儿才有一例。

 

生物通记者：蒋教授，对于想出国留学的青年学者您有什么建议吗？

 

蒋如朗教授：目前我实验室就有国内过来的学子，现在中国有一个5000人计划，经学校相关部门好导师批准，在读博士生在国内读1-2年后，可以申请到美国的实验室做课题研究，最终回中国进行论文答辩。在美国这边有政府的基金补贴提供给博士生，实验室再出部分经费，基本上来美的博士生待遇和美国博士生差不多。这一计划对青年学子来说很有意义。不过，我发现我们国内的有些博士生申请的时候不花心思，临到截止了匆匆忙忙去申请，根本就来不及。我建议有意向的学生应该提前半年做准备。

 

生物通记者：您实验室也招吗？有什么条件？

蒋如朗教授：我的实验室也招的，主要是要专业对口，要研究遗传发育方向，头面部发育的学生。有兴趣的国内学生可以申请。

 

后记：几次接触时间虽短暂却让笔者感觉到蒋如朗教授十分亲切，人如其名，如阳光般晴朗，蒋教授十分地循循善诱，笔者这么短时间的接触感觉收获很大。如果希望去罗切斯特大学深造的读者不要错过一位这么好的教授哦！

（生物通记者  张欢）

 

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