导语:
牙周炎作为全球高发的炎症性疾病,其症结在于牙龈与牙体之间的结合上皮(JE)屏障功能受损。这层特殊上皮是抵御口腔微生物侵袭的第一道防线,但其再生机制长期不明,导致临床治疗效果参差不齐,成为牙周病学领域的核心难题。
近日,国际知名期刊《Cell Reports》在线发表了武汉大学口腔医学院刘欢教授、张玉峰教授团队的重磅研究成果(论文题目:A p63-dependent molecular switch directs epithelial fate to form a specialized seal at the tooth-gingiva interface),首次揭示 p63-RUNX1-ODAM 分子轴调控 JE 再生的分子开关机制,为牙周炎精准治疗提供了全新靶点。其中慧观生物 SmartView 光片显微镜为 JE 的三维结构解析提供了深度助力。
一、核心发现:p63 分子开关与 JE 再生的三维奥秘
1. 鉴定 ODAM 为 JE 特异性标志物:ODAM 蛋白由 Krt5+ 基底祖细胞分化产生,仅在 JE 中特异性表达,是构成牙-龈密封结构的核心功能分子;
2. 揭示双通路分子开关:p63 蛋白调控两条分化轴——p63-RUNX1-ODAM 轴驱动JE特化(非角化密封上皮),p63-KLF4-Loricrin 轴驱动牙龈角化上皮分化(病理修复),二者构成 JE 命运的分子开关;
3. 发现远端基底祖细胞动员机制:局部损伤可激活远端 Krt5+ 基底祖细胞迁移至损伤位点修复 JE,这也解释了保留祖细胞生态位的单瓣手术(SFA)临床疗效优于双瓣手术(DFA)的生物学本质。
而这些核心结论的验证需要对JE三维结构进行精准解析——此过程中慧观SmartView 光片显微镜发挥了重要作用。
传统组织成像依赖冰冻切片或石蜡切片技术,存在两大致命缺陷:一是切片过程会破坏组织的天然三维结构,导致 JE 与牙齿、周围牙龈的空间关系断裂;二是无法捕捉JE的连续形态,难以量化分析其空间分布特征。而慧观生物的单物镜光片显微镜,结合 CUBIC 组织透明化技术,完美解决了这些问题,成为三维结构解析的关键成像工具:
研究团队对小鼠上颌第一磨牙及周围牙龈组织进行 CUBIC 透明化处理后,利用 SmartView 光片显微镜进行整体成像。与传统切片技术不同,光片显微镜通过单侧光片照明,无需物理切片即可穿透透明化组织,在保持组织完整性的前提下,获取高分辨率三维图像。
三维成像视频:小鼠上臼齿 1(M1)连接上皮的三维重建
成像结果显示,ODAM+ JE 形成“连续的带状结构”,环绕磨牙整个牙颈部,紧密包裹牙体,其横截面呈三角形,基底与牙面紧密贴合——这一关键结构特征,通过传统二维切片无法完整捕捉,仅能通过三维重建得以证实。
团队运用 SmartView 光片显微镜清晰捕捉 ODAM 蛋白的空间分布特征,这种高分辨率的三维定位,不仅验证了 ODAM 作为 JE 特异性标志物的可靠性,更揭示了 JE 与牙齿硬组织的结合模式——而传统荧光显微镜仅能观察到局部区域的分子表达,无法呈现这种整体层面的空间关联。此外,通过 Imaris 软件对三维图像进行定量分析,研究团队精准测量了 JE 的长度、宽度、体积等形态学参数,为 JE 再生的功能评价提供了客观量化指标。
(三)突破传统方法局限,实现高速高分辨三维全景重建
与传统成像技术相比,慧观生物 Smartview 光片显微镜的核心优势体现在三个方面:
光片成像的这些技术优势使得研究者能够从三维视角完整解析 JE 的结构与再生机制,为结论提供了直接的可视化证据。
该研究解析了牙周结合上皮结构与再生机制,为牙周治疗、种植体设计提供新思路。而从更广泛的再生医学领域来看,光片显微镜结合组织透明化技术,可应用于皮肤、肠道、肝脏等多种组织的再生研究,尤其适用于软硬组织界面的结构解析。例如,在骨-软骨修复、血管再生等研究中,三维成像能够清晰呈现组织再生的空间格局,为分子机制研究提供更全面的证据。
技术赋能
慧观生物新一代光片——无损三维成像,探索更自由
从基础研究的机制解析到临床治疗的方案优化,慧观生物光片显微镜以其高分辨率、高速、高特异性和多维成像能力,为口腔再生医学研究提供了成像技术支持。本次研究中使用的单物镜光片显微镜 SmartView,是慧观生物自主研发的核心产品,具有四大核心优势:
1.无损伤成像设计:采用单侧光片照明技术,无需样品夹持,避免了传统光片显微镜对组织的机械损伤,尤其适用于脆弱的软组织样本;并且光片温和成像特性可避免光损伤、光漂白,适合活体样本和对光照敏感的样本。
2.光学通量高:高效的面阵扫描成像方式使三维成像速度大幅提升。
3. 高兼容性适配:可与 CUBIC、CLARITY 等多种组织透明化技术兼容,4×-100× 自由变倍,支持从器官水平到细胞水平的多尺度成像;倒置成像适配玻片、培养皿、多孔板等多种载具。
4. 0 学习成本,简单易用:在保证高分辨率的同时,简化了操作流程,降低了三维成像技术的使用门槛,让更多科研团队能够开展三维组织研究。
自成立以来,慧观生物已与国内多家顶尖高校、科研机构建立合作,产品广泛应用于发育生物学、肿瘤学、再生医学等领域,为多项国家级科研项目提供技术支持。未来,慧观生物将持续深耕三维成像技术,推出更多适配生命科学研究需求的创新产品,助力科研团队突破技术瓶颈,探索生命现象的三维奥秘。
Liang Y, Gao J, Han L, et al. A p63-dependent molecular switch directs epithelial fate to form a specialized seal at the tooth-gingiva interface. Cell Reports. 2026;45:116981. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.116981