整個牙齒發(fā)育過程實際上是一個牙源性上皮與顱神經(jīng)嵴來源的牙源性間充質(zhì)之間相互誘導(dǎo)、相互作用的過程。在牙胚發(fā)育過程中,上皮-間充質(zhì)之間相互傳遞的交互式信號受局部各種因素的調(diào)節(jié), 形成反饋信息調(diào)節(jié)環(huán)路。這些信號分子具有可彌散性, 在上皮-間充質(zhì)傳遞信息、調(diào)控牙胚發(fā)育朝著精確而有序的方向進行。同時各種信號分子的表達又受上皮-間充質(zhì)相互作用的影響。

1牙齒發(fā)育信號的啟動

隨著前鼻突和第一鰓弓的逐漸發(fā)育成熟, 口腔頜面部以及將來容納上下頜牙齒的口腔始基也開始發(fā)育形成。最初, 每個鰓弓都由外被外胚層、內(nèi)襯內(nèi)胚層和間充質(zhì)所組成, 由顱神經(jīng)嵴遷移而來的外胚間充質(zhì)細胞是鰓弓發(fā)育的主要驅(qū)動因子。當(dāng)?shù)谝祸w弓朝著腹中線方向生長時, 形成了上下頜突, 當(dāng)前鼻突的上頜間部分與成對的上下頜突發(fā)生融合時, 口腔始基就形成了。此時, 口腔上皮開始增厚形成牙板上皮, 牙齒開始形成的位置和時間也就決定了。與其它上皮附屬器官(如毛發(fā)、乳腺、唾液腺)的發(fā)育相類似, 牙齒形成的啟動依賴于上皮組織成功地下陷入臨近的外胚間充質(zhì)組織中 。因此, 上皮-間充質(zhì)間有序的交互式作用對于牙齒的形態(tài)發(fā)生是至關(guān)重要的 。

2顱神經(jīng)嵴細胞在牙齒形態(tài)發(fā)生中的作用

在顱頜面部發(fā)育過程中, 神經(jīng)嵴細胞在沿著腹側(cè)向遷移的同時形成鰓弓, 鰓弓中的神經(jīng)嵴細胞由于增殖活性不同形成離散的分隔區(qū), 將各個鰓弓分隔開來。這些外胚層來源細胞的廣泛遷移導(dǎo)致頭頸部間充質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成。細胞標(biāo)記實驗表明正在形成的后中腦和前后腦的1 ～4菱腦節(jié)的神經(jīng)外胚層細胞轉(zhuǎn)變?yōu)轱B神經(jīng)嵴細胞并遷移至第一鰓弓處,定位于上下頜突內(nèi)。在這些菱腦嵴細胞分化為一系列細胞表型之前, 如:牙源性間充質(zhì)細胞、成骨細胞、成軟骨細胞、鰓弓的顱神經(jīng)節(jié)細胞, 它們的遷移可能受到多個生長因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及其下游轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控 。當(dāng)牙齒發(fā)育開始啟動—板形成時, 其下方的間充質(zhì)中幾乎全是顱神經(jīng)嵴來源的細胞。當(dāng)上皮-間充質(zhì)的相互作用決定牙胚由蕾狀期向帽狀期發(fā)育時, 與牙源性上皮相接的顱神經(jīng)嵴來源的間充質(zhì)細胞發(fā)生凝集, 而牙源性間充質(zhì)的其余部分中既有顱神經(jīng)嵴來源的細胞, 也有非顱神經(jīng)嵴來源的細胞。當(dāng)牙齒發(fā)育完成時, 顱神經(jīng)嵴來源的細胞就分化成了成牙本質(zhì)細胞、牙髓組織細胞和成牙骨質(zhì)細胞。來自后中腦和前后腦區(qū)域的顱神經(jīng)嵴起源的外胚間充質(zhì)對于牙齒形態(tài)發(fā)生是至關(guān)重要的 。

3上皮-間充質(zhì)的交互式作用與牙齒的形態(tài)發(fā)生

牙齒發(fā)育啟動以后, 牙板發(fā)育成牙蕾。盡管牙蕾是牙齒形成的原基, 但牙蕾與其他器官(如:唾液腺、乳腺、毛囊)同一時期的上皮芽明顯不同。蕾狀期之后, 牙蕾的尖端發(fā)生折疊并延伸入顱神經(jīng)嵴來源的牙源性間充質(zhì)中, 牙齒發(fā)育隨即進入了帽狀期。這是決定牙齒形態(tài)的關(guān)鍵時期。研究發(fā)現(xiàn), 在牙胚由蕾狀期向帽狀期過渡的過程中, 牙源性上皮中的多種信號分子調(diào)控其周圍間充質(zhì)中各種轉(zhuǎn)錄因子的表達 。當(dāng)牙齒發(fā)育進入帽狀期以后, 一個重要的信號中心—釉結(jié)在釉器官上皮中形成了。釉結(jié)是一個無任何增殖活性的上皮細胞富集區(qū), 多種對牙齒發(fā)育起關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用的信號分子均表達于其中。在細胞循環(huán)調(diào)節(jié)因子和另一些信號分子(有別于原發(fā)性釉結(jié)中的信號分子)的組合式調(diào)控下, 顱神經(jīng)嵴起源的牙源性間充質(zhì)和其臨近的內(nèi)釉上皮分別分化為前成牙本質(zhì)細胞和前成釉細胞, 接著牙本質(zhì)和釉質(zhì)開始在成牙本質(zhì)細胞和成釉細胞交界區(qū)沉積,牙齒發(fā)育過程也就完成了。上皮-間充質(zhì)持續(xù)而有效的交互式作用是保證牙齒發(fā)育順利完成的關(guān)鍵因素。