牙齿发生和发育过程中的神经支配
作者：刘宇 汪平
单位：刘宇(第四军医大学口腔医学院，陕西 西安 710032)；汪平(第四军医大学口腔医学院，陕西 西安 710032)
关键词：牙胚； 牙板； 神经支配
牙体牙髓牙周病学杂志000241 【中图号】 R780.2 【文献标识码】 A
【文章编号】 1005-259 3(2000)02-0104-03
对于牙齿发生和发育过程中的神经支配,早些年人们应用银染法作了大 量研究。随着研 究的不断深入,发现该方法的非特异性(对胶原及网状纤维也染色)使其结果并不完全 可信;电镜技术因受到样品制备的限制而无法对大体积样品作出全面而完整的描述;而顺行放 射自显影神经解剖示踪法不能用于人的研究。所以利用外周神经丝蛋白(peripherin)、基因 蛋白产物9.5(PGP9.5)、神经纤维丝蛋白(neurofilament)等一些神经特异性的蛋白或P物质( SP)、降钙素基因相关肽(CGRP)、神经多肽Y(NPY)等神经肽作组化染色,以研究牙齿发生和发 育过程中的神经支配并探讨神经支配对该过程的功能意义,成为研究的主要手段和方向 [1～3]。但组化染色也存在假阴性及假阳性的问题[2]。鼠、猫、鱼等低等的 脊椎动物与人类的牙齿发生和发育过程中的神经支配也有所区别[4]。对人类自身 的研究,由于受到材料的限制,往往集中于乳牙牙胚发育的早期阶段或者第三恒磨牙和正畸牙 ,与动物研究相比,其资料不够完整也不够系统[1，3，5]。本文即对近年来牙齿发 生和发育过程中神经支配的有关文献作一综述。
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1 牙齿发育各阶段的神经支配
关于牙齿发生和发育过程中神经支配的报道,各研究者因研究方法、实验对象的不同而有所 差别。但绝大多数人认为:每个牙的神经支配与它的具体发育阶段而不是与该种系的时 序年龄相符合;牙乳头的神经支配晚于牙囊的支配;自律神经的支配晚于感觉神经的支配;牙 齿的神经支配晚于相邻粘膜及皮下组织的支配[3,6～8]。
1.1 牙板期
牙板形成之前三叉神经节及其上、下颌支就已经开始发育。口腔上皮开始增殖变厚时, 鼠的各牙槽支已经形成,但远离牙板及未来的牙胚所在的区域[2，6]。一些早期文 献报道了用银染法分别对人及小鼠标本的研究,观察到在此期就有纤细的神经纤维分布于牙 板附近,并推断神经纤维对早期牙齿发生的启动和分化模式的影响[5，9]。但Lumsd an等[10]实验表明,同种眶内移植或体外培养的小鼠无三叉神经节的处于发育早期 的下颌弓,仍然可以有明确的牙胚形成,而且能正常发育;同种眶内移植的无三叉神经节的下 颌弓,其牙齿形成能力还显著高于包含三叉神经节的下颌弓,其结果不支持前述结论。但Tuis ku等[11]报道某种多牙列硬骨鱼在去除一侧下齿槽神经支配后,该侧牙齿的替换停 止,光镜下亦未发现去神经侧的牙齿原基的存在。Jakobsen等[12]报道了一例单侧 下颌管缺失的患者,该患者也同时有同侧牙齿的缺失。这表明神经支配对牙齿发生的影响在 不同物种之间可能有所区别[2，4]。
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1.2 蕾状期
该期神经纤维距离分化中的间充质细胞非常近,但仍未接触[3，6，13]。电镜 研究表明，此期神经纤维主要是无髓鞘的轴突[13]。有作者观察到在大鼠蕾状晚期 釉 上皮颊侧附近间充质中有一过性神经纤维分布,推测可能是古代的种系发生的感觉功能的表 现[2]。
1.3 帽状期
牙胚进入帽状期,间充质分化为牙囊,与周围组织有明显分别。对人、小鼠样本的研究表 明，在帽状早期牙囊中有神经纤维丛(网)形成[3，6],小鼠切牙的神经纤维丛(网) 的发育稍早于磨牙[6]。神经纤维丛(网)的纤维沿牙乳头切线方向分布,部分神经 纤维已经靠近牙乳头基底部[2,3,6]。少量纤维伴随血管走行,提示有调控血流的 可能[6，13]。但在大鼠牙囊中仅观察到牙乳头颊、舌侧牙囊中各存在一神 经分支,未形成神经丛[2]。多数学者认为从牙板期到帽状期,牙乳头及成釉器一直 无神经支配[2，6，13]。但早期研究者利用银染法报道，在此期牙乳头就存在神经 支配[5]。
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1.4 钟状期
与上一期类似,本期神经支配仍以牙囊为主。牙囊中的神经纤维都是感觉性的[7]。 神经纤维沿牙乳头切线方向分布[2，3，6，7]，牙囊中还出现了较大神经分支 [3]。从此期开始,成牙本质细胞、成釉细胞及外釉上皮都表达神经元特异性标志物PG P9.5[3，7],但随发育过程其免疫反应性逐渐降低,萌出后后两者反应性 消失,而成牙 本质细胞一直到萌出后还表达PGP9.5[7]。PGP9.5属于泛肽C末端水解酶家族,可 修饰多种生长因子受体,所以PGP9.5的表达可能与生长因子在牙齿发育中的作用有关[ 7]。成牙本质细胞一直表达PGP9.5,也表明其神经脊源性[3]。
1.5 牙本质、釉质形成
大鼠切牙牙本质一开始形成,牙乳头中就有神经纤维分布[6]；而大鼠、小鼠磨牙 则等到釉质开始形成时才观察到类似现象[6，7，14]。对人类乳牙牙胚的研究表 明，到牙冠形成约一半时,牙乳头才有神经分布[3]。硬骨鱼牙乳头神经支配也要 到牙齿矿化到一定阶段才开始[13]。这表明各物种牙本质的形成均与神经支配无关 ,但在不同物种之间、同种动物不同牙位之间牙乳头的神经支配可能有所区别[4]。 牙乳头神经纤维都是感觉性的[7],主要定位于牙乳头基底部,少量纤维向牙乳头的 牙本质方向伸展[3,7,10,14]。随着牙冠进一步形成,牙髓中神经纤维的数量也显著 性增多[6，14]。牙囊中除感觉性纤维外,也开始有交感神经纤维分布;星网状层开 始有感觉性神经纤维分布[7]。
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1.6 牙根开始形成
牙根开始形成时,在牙髓中邻近牙尖附近等牙本质形成较多的地方,成牙本质细胞层下神经丛 先形成,这可能是牙髓更加精确调节血流及组织压力的需要,而后向其他部位伸展;成牙本质 细胞层及牙本质中也有神经纤维分布[7]。这些神经纤维在形态上大多属于无髓鞘 纤维[13],成牙本质细胞层及牙本质中的是有髓鞘的[1，13]。与此同时, 交感成分开始分布于牙髓基底部及中央,并常伴血管走行[7]。牙周膜中也有这两类 纤维分布[7]。在牙根发育过程中,上皮根鞘也表达PGP9.5[7],其功能意义 还有待进一步的探讨。
1.7 牙根基本形成
到此时人、鼠、硬骨鱼的牙髓、成牙本质细胞层及牙本质中有丰富的神经纤维[1,7,13 ]。在牙根形成的不同阶段,牙髓、成牙本质细胞层中的神经纤维的分布模式类似[ 1]。到牙根完全形成时,表现出成熟的分布模式[1，7]。交感纤维仍主要分布于 牙髓中部,并伴随血管分布[7]。牙周膜中的神经支配与前一期类似,但根尖1/3的神 经纤维密度更大[7]。
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2 牙板的神经支配
人类等哺乳动物牙齿发育的晚期,其牙板会逐步降解。而低等脊椎动物如大鼠,其牙板持 续存在[15],而且在牙齿发育的晚期，牙板的口腔侧上皮还有一过性增殖变厚的现 象[15，16]。
牙板的神经支配始于钟状期,开始分布于牙板靠近牙胚近中部分的基底层中,而后向其他部分 扩展。随着神经纤维(SP、CGRP染色阳性)数量的大量增加,该部分牙板上皮迅速增殖变厚,而 未增殖的牙板上皮其神经纤维的数量较少。随着牙板的进一步增殖并与口腔上皮的融合,还 形成了上皮下神经丛[7，16]。牙尖部分萌出后,其他部位增殖的缩余釉上皮中是否 有神经纤维尚有争议[7，16]。尽管如此,学者们都认为SP及CGRP可能作为生长因子 参与上皮的增殖,控制着细胞增殖的时间安排和空间分布,而且神经因素与牙齿萌出时上皮的 降解有关。
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3 展望
虽已对牙齿发生和发育早期过程中的神经支配有一个基本认识。但 仍存在许多疑问,如牙髓血管可表达层粘连蛋白(Laminin)和神经生长因子受体[7，8] ,它们对牙髓神经支配有无影响尚不清楚。 某些神经标志物或神经肽对神经纤维生长调控的具体机制,有待进一步研究阐明。
【参考文献】
[1] Peckham K,Torabinejad M,Peckham N.The presence of nerve fibers in the coronal odontoblast layer of teeth at various stages of root development.Int Endod J,19 91,24(6):303
[2] Luukko K.Immunohistochemical localization of nerve fibers during development o f embryonic rat molar using peripherin and protein gene product 9.5 antibodies.A rchs Oral Biol,1997,42(3):189
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[3] Christensen LR,Janas MS,Mollgard K,et al. An immunocytoc hemical study of the innervation of developing human fetal teeth using protein gene product 9.5(PGP 9.5).Archs Oral Biol,1993,38(12):1113
[4] Hiderbrand C,Fried K,Tuisku F,et al.Teeth and tooth nerves.Pr og Neurobiol,1995,45(3):165
[5] Pearson AA. The early innervation of the developing deciduous tee th.J Anat,1977,123(3):563
[6] Mohamed SS,Atkinson ME.A histological study of the innervation of developing mouse teeth. J Anat,1983,136(4):735
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[7] Fristad I,Heyeraas KJ,Kvinnsland I.Nerve fibers and cells immuno reative to ne urochemical markers in developing rat molars and supporting tissues.Archs Oral Biol,1994,39(8):633
[8] Fristad I.Dental innervation:functions and plasticity after peri pheral injury. Acta Odontol Scand,1997,55(4):236
[9] Kollar EJ,Lumsden AGS.Tooth morphogenesis:the role of the innerv ation during induction and pattern formation.J Biol Buccale,1979,7(1):49
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[10] Lumsdan AGS, Buchanan JAG.An experimental study of timing and top ography of e arly tooth development in the mouse embryo with analysis of the role of innerv ation.Archs Oral Biol,1986,31(5):301
[11] Tuisku F,Hilderbrand C.Evidence for a neural influence on tooth germ generation in a polyphyodont species.Dev Biol,1994,165(1):1
[12] Jakobsen J,Jorgensen JB,Kjar I.Tooth and bone development in a D anish mediev al mandible with unilateral absence of the mandibular canal. Am J Phys Anthrop,1 991,85(1):15
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[13] Tuisku F,Hilderbrand C.Immunohistochemical and electron microsco pic demonstra tion of nerve fibers in relation to gingiva,tooth germ and functional teeth in the lower jaw of the cichild Tilapia mariae.Archs Oral Biol, 1995,40(6):513[14] Tsuzuki H,Kitamura H.Immunohistochemical analysis of pulpal inne rvation in developing rat molars.Archs Oral Biol,1991,36(2):139
[15] Khaejornbut J,Wilson DJ,Owens PDA.The development and fate of th e dental lam ina of the mandibular first molar tooth in the rat.J Anat,1991,179(1):85
[16] Nagata E,Kondo T,Kiyoshima T,et al.Immunohistochemical evide nce for the prese nce of nerve fibers with subsentence P- or calcitonin gene-related peptide-like immunoreativity in the proliferating epithelium in the developing teeth of rats .Archs Oral Biol,1994,39(4):197
收稿日期：1998-01-08, http://www.100md.com
单位：刘宇(第四军医大学口腔医学院，陕西 西安 710032)；汪平(第四军医大学口腔医学院，陕西 西安 710032)
关键词：牙胚； 牙板； 神经支配
牙体牙髓牙周病学杂志000241 【中图号】 R780.2 【文献标识码】 A
【文章编号】 1005-259 3(2000)02-0104-03
对于牙齿发生和发育过程中的神经支配,早些年人们应用银染法作了大 量研究。随着研 究的不断深入,发现该方法的非特异性(对胶原及网状纤维也染色)使其结果并不完全 可信;电镜技术因受到样品制备的限制而无法对大体积样品作出全面而完整的描述;而顺行放 射自显影神经解剖示踪法不能用于人的研究。所以利用外周神经丝蛋白(peripherin)、基因 蛋白产物9.5(PGP9.5)、神经纤维丝蛋白(neurofilament)等一些神经特异性的蛋白或P物质( SP)、降钙素基因相关肽(CGRP)、神经多肽Y(NPY)等神经肽作组化染色,以研究牙齿发生和发 育过程中的神经支配并探讨神经支配对该过程的功能意义,成为研究的主要手段和方向 [1～3]。但组化染色也存在假阴性及假阳性的问题[2]。鼠、猫、鱼等低等的 脊椎动物与人类的牙齿发生和发育过程中的神经支配也有所区别[4]。对人类自身 的研究,由于受到材料的限制,往往集中于乳牙牙胚发育的早期阶段或者第三恒磨牙和正畸牙 ,与动物研究相比,其资料不够完整也不够系统[1，3，5]。本文即对近年来牙齿发 生和发育过程中神经支配的有关文献作一综述。
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1 牙齿发育各阶段的神经支配
关于牙齿发生和发育过程中神经支配的报道,各研究者因研究方法、实验对象的不同而有所 差别。但绝大多数人认为:每个牙的神经支配与它的具体发育阶段而不是与该种系的时 序年龄相符合;牙乳头的神经支配晚于牙囊的支配;自律神经的支配晚于感觉神经的支配;牙 齿的神经支配晚于相邻粘膜及皮下组织的支配[3,6～8]。
1.1 牙板期
牙板形成之前三叉神经节及其上、下颌支就已经开始发育。口腔上皮开始增殖变厚时, 鼠的各牙槽支已经形成,但远离牙板及未来的牙胚所在的区域[2，6]。一些早期文 献报道了用银染法分别对人及小鼠标本的研究,观察到在此期就有纤细的神经纤维分布于牙 板附近,并推断神经纤维对早期牙齿发生的启动和分化模式的影响[5，9]。但Lumsd an等[10]实验表明,同种眶内移植或体外培养的小鼠无三叉神经节的处于发育早期 的下颌弓,仍然可以有明确的牙胚形成,而且能正常发育;同种眶内移植的无三叉神经节的下 颌弓,其牙齿形成能力还显著高于包含三叉神经节的下颌弓,其结果不支持前述结论。但Tuis ku等[11]报道某种多牙列硬骨鱼在去除一侧下齿槽神经支配后,该侧牙齿的替换停 止,光镜下亦未发现去神经侧的牙齿原基的存在。Jakobsen等[12]报道了一例单侧 下颌管缺失的患者,该患者也同时有同侧牙齿的缺失。这表明神经支配对牙齿发生的影响在 不同物种之间可能有所区别[2，4]。
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1.2 蕾状期
该期神经纤维距离分化中的间充质细胞非常近,但仍未接触[3，6，13]。电镜 研究表明，此期神经纤维主要是无髓鞘的轴突[13]。有作者观察到在大鼠蕾状晚期 釉 上皮颊侧附近间充质中有一过性神经纤维分布,推测可能是古代的种系发生的感觉功能的表 现[2]。
1.3 帽状期
牙胚进入帽状期,间充质分化为牙囊,与周围组织有明显分别。对人、小鼠样本的研究表 明，在帽状早期牙囊中有神经纤维丛(网)形成[3，6],小鼠切牙的神经纤维丛(网) 的发育稍早于磨牙[6]。神经纤维丛(网)的纤维沿牙乳头切线方向分布,部分神经 纤维已经靠近牙乳头基底部[2,3,6]。少量纤维伴随血管走行,提示有调控血流的 可能[6，13]。但在大鼠牙囊中仅观察到牙乳头颊、舌侧牙囊中各存在一神 经分支,未形成神经丛[2]。多数学者认为从牙板期到帽状期,牙乳头及成釉器一直 无神经支配[2，6，13]。但早期研究者利用银染法报道，在此期牙乳头就存在神经 支配[5]。
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1.4 钟状期
与上一期类似,本期神经支配仍以牙囊为主。牙囊中的神经纤维都是感觉性的[7]。 神经纤维沿牙乳头切线方向分布[2，3，6，7]，牙囊中还出现了较大神经分支 [3]。从此期开始,成牙本质细胞、成釉细胞及外釉上皮都表达神经元特异性标志物PG P9.5[3，7],但随发育过程其免疫反应性逐渐降低,萌出后后两者反应性 消失,而成牙 本质细胞一直到萌出后还表达PGP9.5[7]。PGP9.5属于泛肽C末端水解酶家族,可 修饰多种生长因子受体,所以PGP9.5的表达可能与生长因子在牙齿发育中的作用有关[ 7]。成牙本质细胞一直表达PGP9.5,也表明其神经脊源性[3]。
1.5 牙本质、釉质形成
大鼠切牙牙本质一开始形成,牙乳头中就有神经纤维分布[6]；而大鼠、小鼠磨牙 则等到釉质开始形成时才观察到类似现象[6，7，14]。对人类乳牙牙胚的研究表 明，到牙冠形成约一半时,牙乳头才有神经分布[3]。硬骨鱼牙乳头神经支配也要 到牙齿矿化到一定阶段才开始[13]。这表明各物种牙本质的形成均与神经支配无关 ,但在不同物种之间、同种动物不同牙位之间牙乳头的神经支配可能有所区别[4]。 牙乳头神经纤维都是感觉性的[7],主要定位于牙乳头基底部,少量纤维向牙乳头的 牙本质方向伸展[3,7,10,14]。随着牙冠进一步形成,牙髓中神经纤维的数量也显著 性增多[6，14]。牙囊中除感觉性纤维外,也开始有交感神经纤维分布;星网状层开 始有感觉性神经纤维分布[7]。
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1.6 牙根开始形成
牙根开始形成时,在牙髓中邻近牙尖附近等牙本质形成较多的地方,成牙本质细胞层下神经丛 先形成,这可能是牙髓更加精确调节血流及组织压力的需要,而后向其他部位伸展;成牙本质 细胞层及牙本质中也有神经纤维分布[7]。这些神经纤维在形态上大多属于无髓鞘 纤维[13],成牙本质细胞层及牙本质中的是有髓鞘的[1，13]。与此同时, 交感成分开始分布于牙髓基底部及中央,并常伴血管走行[7]。牙周膜中也有这两类 纤维分布[7]。在牙根发育过程中,上皮根鞘也表达PGP9.5[7],其功能意义 还有待进一步的探讨。
1.7 牙根基本形成
到此时人、鼠、硬骨鱼的牙髓、成牙本质细胞层及牙本质中有丰富的神经纤维[1,7,13 ]。在牙根形成的不同阶段,牙髓、成牙本质细胞层中的神经纤维的分布模式类似[ 1]。到牙根完全形成时,表现出成熟的分布模式[1，7]。交感纤维仍主要分布于 牙髓中部,并伴随血管分布[7]。牙周膜中的神经支配与前一期类似,但根尖1/3的神 经纤维密度更大[7]。
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2 牙板的神经支配
人类等哺乳动物牙齿发育的晚期,其牙板会逐步降解。而低等脊椎动物如大鼠,其牙板持 续存在[15],而且在牙齿发育的晚期，牙板的口腔侧上皮还有一过性增殖变厚的现 象[15，16]。
牙板的神经支配始于钟状期,开始分布于牙板靠近牙胚近中部分的基底层中,而后向其他部分 扩展。随着神经纤维(SP、CGRP染色阳性)数量的大量增加,该部分牙板上皮迅速增殖变厚,而 未增殖的牙板上皮其神经纤维的数量较少。随着牙板的进一步增殖并与口腔上皮的融合,还 形成了上皮下神经丛[7，16]。牙尖部分萌出后,其他部位增殖的缩余釉上皮中是否 有神经纤维尚有争议[7，16]。尽管如此,学者们都认为SP及CGRP可能作为生长因子 参与上皮的增殖,控制着细胞增殖的时间安排和空间分布,而且神经因素与牙齿萌出时上皮的 降解有关。
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3 展望
虽已对牙齿发生和发育早期过程中的神经支配有一个基本认识。但 仍存在许多疑问,如牙髓血管可表达层粘连蛋白(Laminin)和神经生长因子受体[7，8] ,它们对牙髓神经支配有无影响尚不清楚。 某些神经标志物或神经肽对神经纤维生长调控的具体机制,有待进一步研究阐明。
【参考文献】
[1] Peckham K,Torabinejad M,Peckham N.The presence of nerve fibers in the coronal odontoblast layer of teeth at various stages of root development.Int Endod J,19 91,24(6):303
[2] Luukko K.Immunohistochemical localization of nerve fibers during development o f embryonic rat molar using peripherin and protein gene product 9.5 antibodies.A rchs Oral Biol,1997,42(3):189
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[4] Hiderbrand C,Fried K,Tuisku F,et al.Teeth and tooth nerves.Pr og Neurobiol,1995,45(3):165
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[10] Lumsdan AGS, Buchanan JAG.An experimental study of timing and top ography of e arly tooth development in the mouse embryo with analysis of the role of innerv ation.Archs Oral Biol,1986,31(5):301
[11] Tuisku F,Hilderbrand C.Evidence for a neural influence on tooth germ generation in a polyphyodont species.Dev Biol,1994,165(1):1
[12] Jakobsen J,Jorgensen JB,Kjar I.Tooth and bone development in a D anish mediev al mandible with unilateral absence of the mandibular canal. Am J Phys Anthrop,1 991,85(1):15
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[13] Tuisku F,Hilderbrand C.Immunohistochemical and electron microsco pic demonstra tion of nerve fibers in relation to gingiva,tooth germ and functional teeth in the lower jaw of the cichild Tilapia mariae.Archs Oral Biol, 1995,40(6):513[14] Tsuzuki H,Kitamura H.Immunohistochemical analysis of pulpal inne rvation in developing rat molars.Archs Oral Biol,1991,36(2):139
[15] Khaejornbut J,Wilson DJ,Owens PDA.The development and fate of th e dental lam ina of the mandibular first molar tooth in the rat.J Anat,1991,179(1):85
[16] Nagata E,Kondo T,Kiyoshima T,et al.Immunohistochemical evide nce for the prese nce of nerve fibers with subsentence P- or calcitonin gene-related peptide-like immunoreativity in the proliferating epithelium in the developing teeth of rats .Archs Oral Biol,1994,39(4):197
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