Piezo通道通过调控经典Wnt信号通路促进成牙本质细胞的终末细胞分化

Piezo1和Piezo2是将机械刺激转导为细胞内生化信号的机械敏感离子通道，在多种组织和器官系统中发挥作用。它们在成牙本质细胞发育中的功能仍不十分清楚。在本研究中，我们发现Piezo1和Piezo2在成牙本质细胞终末细胞分化过程中呈现动态表达，提示其在该过程中具有功能作用。然而，使用Wnt1-Cre在成牙本质细胞中敲除Piezo1（Piezo1 cKO）在大多数Piezo1 cKO小鼠中并未引起牙齿发育的明显结构改变。Piezo2 cKO也未显示出明显的牙齿缺陷。因此，我们采用了双基因敲除策略。对Wnt1-Cre介导的Piezo1和Piezo2双基因敲除（Piezo1/Piezo2 dKO）小鼠进行的表型分析显示，成牙本质细胞出现细胞分化受损和形态学改变。具体而言，Piezo1/Piezo2 dKO小鼠的成牙本质细胞层和成釉细胞层高度低于对照，且成牙本质细胞终末分化标志物（包括1a型胶原和碱性磷酸酶）的表达延迟。此外，核β-catenin和Wnt10a水平显著降低，表明Wnt/β-catenin信号受损。值得注意的是，应用Wnt10a蛋白在离体器官培养系统中挽救了Piezo1/Piezo2 dKO牙齿的成牙本质细胞表型。此外，腹腔注射Piezo1通道激动剂Yoda1促进了新生阶段成牙本质细胞的细胞分化和牙髓组织中Wnt/β-catenin信号的升高。总之，这些数据提示Piezo通道通过调控Wnt/β-catenin信号在调节成牙本质细胞终末分化中发挥作用。