牙齿由三层组成：固位体（内层）、牙齿（中层）和牙釉质（外层）。牙釉质是人体最坚硬的物质，可以保护牙齿免受外部损伤。但它有一个不好的特点：儿童时期牙齿发育后，牙釉质无法再生。任何伤害都是永久性的。这就是为什么我们有填充物、牙冠、种植体。但华盛顿大学《国际口腔科学杂志》（自然组）发表的一项新研究提出了一项突破：一种人工智能设计的蛋白质，可以使牙釉质细胞在实验室中成熟，产生真正的牙釉质样。
为什么珐琅如此难以模仿？
成釉细胞是产生牙釉质的细胞。它们仅在儿童时期、牙齿发育期间活跃。然后它们就会死亡或消失。多年来，科学家们试图在实验室中“复活”它们，但没有成功：细胞没有成熟到正确的阶段，当然也无法产生硬牙釉质。
主要原因：成釉细胞需要来自牙齿其他细胞的特定信号。这个字母被称为“Delta”，它恰当地出现在成牙本质细胞的名称中。没有它，成釉细胞就不知道它们需要成熟。
解决方案：人工智能设计的蛋白质
华盛顿大学团队通过干细胞与再生医学研究所 (ISCRM)，能够用一种新方法解决这个问题：他们在计算机上设计了一种模仿 Delta 信号的蛋白质。这是人工智能如何改变生物学的一个很好的例子。
这种蛋白质被称为“可溶性Notch激动剂”（Notch途径的可溶性激动剂），绕过了对成牙本质细胞信号的需要。它直接激活成釉细胞中的途径，使它们成熟到研究中确定的新阶段：“WDR72阳性成熟分泌成釉细胞”或简称ismAM。
小鼠实验：在活体中创造牙釉质
团队对实验室不满意。他们将类器官（成釉细胞群）植入小鼠的肾囊下。几周后，细胞形成类似于牙釉质的钙化物质。这是第一次使用这种方法在活体中实际制造出类似牙釉质的物质。
它去哪里了？
下一步是增加流程。研究人员计划：
- 与牙本质结合。仅有电子邮件是不够的。您还需要内牙。下一步：创建更复杂的类器官
- 移植到更复杂的模型。现在是在肾囊下面。下一步：植入动物的下巴
- 安全测试。主要是对癌症的恐惧，因为干细胞会变得无法控制
研究人员估计：人体临床试验可在 5-7 年内开始。自我再生牙齿将于 2035 年至 2040 年问世。
这对牙科意味着什么？
如果治疗成功，它将取代：
- 填充物（类似搪瓷的产品而不是填充物）
- 牙冠（牙齿完全再生）
- 植入物（植入干细胞而不是金属）
- 假牙
它还可能改变釉质生成不全症的治疗方法，这是一种导致牙釉质从出生就有缺陷的遗传性疾病。研究发现，一种名为 DLX3 的基因对于牙釉质的生成至关重要。该基因的改变是导致疾病的原因。
其他应用程序
修复牙齿只是一个开始。人工智能设计的蛋白质激活细胞通路的技术还可用于：
- 骨骼更新（骨质疏松症）
- 皮肤更新（伤口、疤痕）
- 软骨更新（骨关节炎）
- 头发更新
底线
多年来，牙科被认为是一个创新最少的“无聊领域”。这项研究改变了情况。通过人工智能、细胞生物学和蛋白质设计的结合，我们距离堵塞成为过去的日子已经不远了。牙齿会自行修复。
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