牙齿缺失一直以来都是困扰着人们的一个难题,它直接影响咀嚼、营养、消化、吸收等生理功能。同时,语言功能、面部形象等方面都会因为牙齿的缺失而受到影响。目前,修复牙齿缺失的主要手段是使用人工假体,但这并不是一劳永逸的办法,假体生理功能有限、使用寿命短、价格高、使用感差等缺点会一直伴随着人们。再生牙齿在形态结构和功能上类似于天然牙,可以克服假体的种种缺点,因此,再生牙齿成为了牙齿修复的最新理念。牙齿的发育是一个复杂的过程。在这一过程中,神经嵴干细胞发挥着十分重要的作用,由它衍生的牙胚间充质细胞与牙胚上皮细胞相互作用,才能够发育成完整的牙齿。因此,实现牙齿再生可以从研究神经嵴干细胞入手。在本课题中,选择从怀孕9.5天的孕鼠体内分离出神经嵴干细胞,在体外通过神经嵴干细胞特异性培养基诱导,使其向有成牙能力的牙胚间充质细胞方向分化。通过神经嵴特异表达基因对培养的神经嵴干细胞进行鉴定,将来自不同批次的培养至不同代数的神经嵴干细胞与牙胚上皮重组形成体外重组牙胚,再将重组牙胚移植到ICR小鼠肾包膜内,3周后检测神经嵴干细胞的成牙情况。利用转录组测序技术深入分析神经嵴干细胞成牙的调控途径。实验结果显示,体外培养9.5天的胚胎神经管会有大量的神经嵴干细胞迁移出来,显微镜下观察,这些迁移的神经嵴干细胞其主要形态为梭型;利用荧光实时定量PCR检测P0-P5代的神经嵴干细胞,发现在体外培养过程中神经嵴特异性基因Snail、hnk1、P75、Pax3都有持续的表达,说明在体外培养的神经嵴干细胞一直能够保持神经嵴的特异性基因;通过重组移植、组织染色等实验发现,神经嵴干细胞与牙胚上皮形成的重组牙胚在ICR小鼠肾包膜内发育成牙齿,并具有比较完整的牙齿结构,如具有牙釉质结构、牙本质结构、牙髓结构等;利用转录组测序技术分析,成牙样品与不成牙样品所参与的代谢通路及生物学过程,其中,根据KEGG数据库的注释分析,发现成牙组的神经嵴干细胞主要通过Wnt Signaling pathway与Hippo signaling pathway这两条通路来调控成牙,而根据GO数据库的注释分析,发现不能发育成牙齿的神经嵴干细胞主要是向神经方向分化,而没有向有成牙能力的牙胚间充质细胞方向分化。综上所述,本研究从神经嵴干细胞的体外诱导、基因检测、重组移植、组织染色等方面,证明了神经嵴干细胞的成牙能力,又利用转录组测序技术深入挖掘了神经嵴干细胞在向牙齿发育过程中的相关通路与生物学过程。这些结果有助于深入研究神经嵴干细胞的成牙调控途径。在今后的实验设计中,可以通过激活或抑制这些成牙关键通路和生物学过程,提高神经嵴干细胞的成牙效率。本研究对于构建再生牙齿,提供了参考数据。