牙髓是維護牙齒健康的重要活組織，蛀牙或牙齒受損都有機會讓牙髓活組織暴露受細菌感染，若感染情況嚴重，目前的治療方法只有把壞死的牙髓組織清除，再用樹脂或黏著劑等人造物料填塞清空的牙根管，受損嚴重的牙齒甚至要拔除。牙齒沒有了牙髓活組織的滋養，日久會脆化碎裂，牙齒也有機會再受感染，最終都可能要把牙齒拔除。

香港大學（港大）牙醫學院的研究人員研發一種讓牙髓組織再生的方法，利用低氧環境激發用作移植的牙髓幹細胞的保護性反應 - 氧化應激反應，用以增強幹細胞移植到牙根管後的適應能力，重新生長成活組織令牙齒回復健康。研究結果剛於學術期刊《牙科研究》（Journal of Dental Research）發表。

牙髓幹細胞一直被認為是可令牙髓再生的重要細胞來源，但由於牙根管被堅硬的牙齒組織包圍，血液供應不足，牙髓細胞長期處於一個低氧和營養不足的狀態，而如何剋服這嚴峻環境，讓移植後的幹細胞成功在牙根管生長，一直是研究人員的挑戰。

港大口腔生物科學助理教授Waruna Dissanayaka博士的研究團隊發現，把牙髓幹細胞誘導進入低氧狀態作預先處理，可提高其移植後的抗損和抗感染能力，增加存活率。

「前人的研究表明，人類的細胞受脫氧核醣核酸（DNA）中的一些關鍵基因調節，具備許多應激適應機制。這些通常都是非活躍基因，若我們能夠激活這些基因，激發其下游的一些特定蛋白質表達，能幫助細胞抵禦損傷。」Waruna Dissanayaka博士解釋說。

研究團隊利用嶄新手段調整牙髓幹細胞的基因，他們營造低氧環境激發細胞作出保護反應，激發出一種促進血管形成的蛋白質。

研究團隊的共同研究員韓媛媛博士指出：「我們發現，這些細胞在低氧情況下會激活一個代謝機制，從而產生能量並同時清除應激反應中產生的有害代謝物。」

Dissanayaka博士表示：「另外一個正面的反應，是這些經預處理的細胞，能顯著增強再生牙髓組織內具保護作用的硬組織的形成。」

研究團隊獲臨床人工智能研究助理教授Mohamad Koohi-Moghadam博士協助，了解幹細胞在氧化應激反應中那些基因被激活，那些被抑制，並正進一步研究那些幫助細胞抵禦損傷、經上調的下游蛋白質的特徵。

「牙齒幹細胞有天生的能力在應力下（stress）存活。我們的目標是尋找方法，正面激發這種能力，促進牙齒組織再生。」Dissanayaka 博士補充說。

針對研究團隊對能增加細胞存活率的特定基因和蛋白質的發現，Dissanayaka博士計劃進一步研發可臨床應用於組織再生的藥物。他相信這些研究成果，將有助開發提升牙齒幹細胞治療潛力的新策略。

此研究在2022年國際牙科研究協會（IADR）大會獲IADR高露潔預防研究獎（(IADR Colgate Research in Prevention Award），並獲香港研究資助局優配研究金資助。

研究團隊
香港大學牙醫學院
首席研究員：口腔生物科學助理教授Waruna L. Dissanayaka博士
共同研究員：
- 應用口腔科學及社區牙科護理博士生韓媛媛博士
- 臨床人工智能研究助理教授Koohi-Moghadam, Mohamad博士
- 應用口腔科學及社區牙科護理博士生陳琪欣博士
- 應用口腔科學及社區牙科護理博士生張麗麗博士

密歇根大學牙醫學院牙周病學和口腔醫學
共同研究員：Hitesh Chopra 博士後研究員

山東大學齊魯醫學院口腔醫學院牙齒矯正科（山東濟南）
共同研究員：張君教授

期刊文章：《牙科研究雜誌》“ HIF-1α Stabilization Boosts Pulp Regeneration by Modulating Cell Metabolism” ：HIF-1α Stabilization Boosts Pulp Regeneration by Modulating Cell Metabolism - PubMed (nih.gov)

資料來源：https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_24985.html