关于牙齿发育的哲学思考
牙齿的发育是一连续、复杂的过程,包括牙齿的生长、钙化和萌出,主要涉及细胞的分化和形态的分化以及细胞与细胞、细胞与蛋白、蛋白与蛋白之间的相互作用、相互关系。从哲学的角度来观察、分析这一过程,具有重要的意义。
首先,牙齿是特殊的矿化组织,具有一般矿化组织(主要是骨组织)的特征,同时又具有其特殊性。牙齿与骨组织的这种特殊关系体现了共性和个性,一般和特殊的关系,是二者辨证的统一。牙齿和骨组织的一般和共性表现在二者性质相近,组成相似,形成机理相仿。二者都是硬组织,无机成分占其组成的主要部分;在其硬组织形成过程中均有生长中心,从生长中心开始形成硬组织。二者都有相应的生成细胞,牙齿有成牙本质细胞、成釉细胞、成牙骨质细胞,骨组织有成骨细胞和破骨细胞。生成细胞合成和分泌有机基质,然后是羟基磷灰石晶体沉积。牙本质和骨基质主要都是由胶原蛋白和非胶原蛋白组成,胶原蛋白在矿化过程中起着支架作用。非胶原蛋白参与矿化的启动和调节。一些非胶原蛋白,由于只在骨和牙齿中发现,被命名为矿化组织特异性蛋白,如骨钙素(osteocalcin)、骨涎蛋白(BSP) 。牙齿和骨组织还含有一些其他组织也含有的蛋白,如骨桥蛋白(OPN)、生长因子(BMP、TGFβ)。此外,影响牙齿和骨组织矿化的一些基因定位于同一染色体的相邻位置[1,2]。
尽管牙和骨组织有其共性,但牙齿更有其特殊性。其一,牙齿比骨组织更坚硬,矿化程度更高;其二,牙本质和釉质细胞外基质包含一些特异性蛋白,如牙本质磷蛋白(DPP)、牙本质涎蛋白(DSP)、釉原蛋白(Amelogenin)、成釉蛋白(AMBN)、釉丛蛋白(Tulftin)等;其三,从二者的形成机理来看,牙齿的发育涉及上皮-间质细胞的相互作用、相互诱导,触发成牙本质细胞和成釉细胞的分化、成熟、分泌,继而羟基磷灰石晶体沉积,矿化开始。而骨的发育主要涉及成骨细胞;最后,从二者的功能来看,牙齿是独一无二的器官,担负着咀嚼功能。而骨组织则与其他组织一起构成一个器官,主要担负着负重功能[1,3]。
牙齿的研究大多源于骨组织的研究。许多在骨组织中发现的蛋白,相继在牙齿中发现,如:骨形成蛋白(BMP)、骨桥蛋白(OPN)。骨组织的研究能为研究牙齿提供方法和思路。相应地,由于牙齿结构的特殊性,通过对牙齿的研究能为研究矿化组织提供极好的实验模型[1]。
其次从牙齿本身的结构来说,牙齿是由釉质、牙本质、牙骨质三种矿化的硬组织和一种软组织——牙髓构成。釉质的矿化是机体内独一无二的,没有胶原蛋白的参与;牙本质的矿化形式与其他矿化组织相似,而牙骨质又有其特殊性。釉质和牙本质,牙本质和牙髓构成矛盾的统一体,它们之间既对立统一,又相互联系。
成牙本质细胞的前体组织——牙乳头在发育中起重要作用。现已证明,牙乳头是决定牙齿形状的重要因素。例如,将切牙的成釉器与磨牙的牙乳头重新组合,结果形成磨牙;与此相反,切牙的牙乳头与磨牙成釉器重新组合,结果形成切牙。釉质和牙本质形成过程中亦有严格的规律性和节拍性,交叉进行。成牙本质细胞先形成一层牙本质,紧接着成釉细胞分泌一层釉质,如此交叉进行,层层沉积,直至达到牙冠的厚度[4]。
在分析釉质和牙本质非胶原蛋白的表达情况时,发现一个十分有趣的现象。牙本质特异性蛋白DPP和DSP不仅在成牙本质细胞中表达,而且在前期成釉细胞(preameloblasts)中也有暂时表达。同样,成釉蛋白(AMBN)不仅在成釉细胞中表达,在前期成牙本质细胞(preodontoblasts)也有暂时表达。二者均表现出表达的时空性。一方面,前期成釉细胞分泌的DPP和DSP参与触发成牙本质细胞的分化,激发成牙本质细胞的活化;前期成牙本质细胞分泌的AMBN触发成釉细胞的分化,激活成釉细胞。另一方面,发生在前期牙本质和前期釉质的矿化沉积,反过来又阻止成釉细胞表达DPP和DSP、成牙本质细胞表达AMBN 。这种相互排斥、相互渗透正体现了辨证法中矛盾论的精髓[5]。
