如果你是成年人，你很可能已经对牙齿再生有所了解。大约在六岁时，我们大多数人会开始脱落乳牙，这个过程称为出牙，用更坚固的恒牙替换掉我们脆弱的第一套牙齿。这一现象让人想起那些能够持续再生牙齿的生物——例如，沙洲鲨鱼，它们一生中会 长出成千上万颗 锯齿状的牙齿；还有兔子，它们的门牙会 持续生长，因为它们会被粗糙食物磨损。如果鱼、兔子和小孩都能在睡眠中完成这件事，那么为什么成年人不能自然地用闪亮的新牙齿替换掉老化的磨牙呢？说到这里，科学离实现这一目标还有多远？拜托，我感觉牙疼要犯了…
首先，为什么我们不能这样做呢？为了更好地理解我们在这次艰巨的牙齿再生任务中所面临的挑战，加州大学旧金山分校口腔科学与儿科教授 Ophir Klein博士 为《流行科学》简要地讲了一堂历史课。
很久以前，在名流牙贴面、漂白剂甚至牙线出现之前，“动物就分化成了无脊椎动物和脊椎动物，”Klein解释说。那时，数亿年前，“最早的脊椎动物是有点像爬行动物，”然后“哺乳动物从中演化而来，就像恐龙、鸟类和两栖动物一样。”
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命运的安排，Klein解释道，“牙齿成为了脊椎动物口腔的一个重要组成部分”，但是“并不完全清楚它们起源于何处，”他补充道——“是起源于口腔内部，还是起源于像鱼一样的鳞片，从外部迁移到内部。”好吧，真够恶心的！我们知道这些早期牙齿很简单，而且可能有点像我们今天在鱼身上看到的牙齿。“如果你张开一条三文鱼的嘴，所有的牙齿都一样，并且在不断地替换，”Klein解释说。“这是一个由干细胞驱动的过程。”
随着哺乳动物的出现，牙齿变得更加复杂，最终演化到人类。Klein说：“我们不是像一个物种的所有牙齿都一样，这被称为同齿异形（homodont dentition），而是我们拥有异齿异形（heterodont dentition）。”随着牙根的发育，“我们有磨牙、前磨牙、犬齿和门牙，”每种都有特定的功能。尽管许多哺乳动物演化出了持续生长的牙齿和獠牙，作为一种对抗磨损的防御策略，但人类却没有。当我们的恒牙出现时，坚硬的外层（牙釉质）“是永久性的，我们不再有制造它的细胞了。”换句话说，在进化过程中，我们失去了一些必需的特殊祖细胞，这些细胞对于持续替换牙齿至关重要。
所以，也许我们的恒牙代表了一种祖先的权衡，我们在可复制性与复杂性之间进行了交换。无论如何，专家们在推翻（或增强）这一进化发展方面还有多远？
朝着再生人类恒牙迈出的“中间步骤”可能涉及合成材料和干细胞的混合。
“我们非常擅长制造人造牙釉质，”Klein说。“我们或许可以使用牙齿内部的干细胞来再生牙齿的活体部分，然后像现在做根管治疗一样制作牙冠——来生物工程制造一颗新牙。”Klein补充说，稍后，“如果我们能了解其他动物是如何从干细胞中再生牙齿的，我们就能真正地在体外培育出一颗完整的新牙。”Klein认为这在未来五年内不会实现，但他表示，“鉴于事态发展如此之快，如果它在未来几十年内发生，我也不会感到惊讶。”
乍听之下，这可能听起来像科幻小说，但这里有很多值得细细品味的地方。
“牙齿本身就是一个挑战——让它与骨骼融合，融入你的颌骨，这是再生的另一个方面，”伊利诺伊大学芝加哥学院牙科的牙周病学教授 Salvador Nares博士 解释说。Nares与该系副教授 Afsar Naqvi博士 一同在电话中接受了《流行科学》的采访。
“最终的愿景是，如果你愿意，可以在牙龈组织中植入某种胶囊或其他东西，然后让它长成一颗牙齿，”Nares说。“然而，这其中存在挑战，因为你必须有一个足够精确和完整的特定形态。”牙齿必须坚固且形状合适，还要能牢固地固定在原位并与其他身体部分协同工作。除此之外，“它必须停止生长，因为如果它持续生长，那就叫癌症了，”Nares说。至于目前的进展，这位教授提到了关于乳牙干细胞的研究，“一些实验室已经能够利用这些干细胞来制造牙齿的一部分。”
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支架（我们可以植入细胞的结构）和生物打印等领域也取得了进展，基因编辑技术（如CRISPR）也是如此。
Naqvi解释说：“基因编辑可能是避免器官再生排斥的一个非常有前景的途径，利用患者自身的细胞类型，引导它们转化为所需的细胞类型，并用于修复和再生。”
此外，还有关于一种 抗体药物 的 研究，这种药物理论上可能会在未来刺激人类牙齿生长。然而，Naqvi（没有参与这项研究）对这种可能针对USAG-1基因的治疗表示担忧，该基因“并非仅限于牙齿组织。”
“该基因在不同组织中表达，包括肾脏，在那里它以非常高的水平表达。”Naqvi补充说，“除了牙齿[生长]之外，它对我们的骨骼生长产生积极、消极或任何其他影响，会怎样？它必须受到控制。”
《流行科学》已就USAG-1研究联系了主要作者Katsu Takahashi博士和京都大学医院，但均未得到回复。
无论如何，鉴于对牙齿再生领域的广泛研究，总有一天会奏效的，对吧？定期的洗牙终将成为过去？
“如果你在五到十年前问这个问题，你可能会得到一个关于我们进展程度的不同答案，”Nares说。“但随着人工智能能够快速进行计算并发现我们看不到的模式，我们可以预见这将加速发现，并带来生长牙齿或生长其他组织的这种想法。”尽管如此，Nares警告说，他预计在未来十年内不会完全实现；“我认为我们还有很长的路要走，”他说，并提到了安全问题、试验、监管规定以及普遍存在的“大量工作要做。”
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与此同时，Nares充满敬意地谈论着我们现有的成年牙齿。“我们天生拥有的天然牙齿是独一无二的，”他解释说。
为了 支撑一生，恒牙需要持续的护理，包括刷牙、使用牙线和定期清洁。此外，牙齿健康不仅仅局限于牙齿和牙龈；口腔的健康状况是 整体健康 的指标。研究人员已将牙周病与 阿尔茨海默病、糖尿病和其他疾病 联系起来。
“我建议读者不要放弃口腔卫生，”Nares说。“所有导致蛀牙，尤其是牙周病（导致牙齿松动并脱落）的微生物，都会扩散到身体的其他部位，并可能在远离口腔的地方造成影响。”
他补充道：“所以，一定要保持口腔清洁。”
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