(The series of steps used by researchers from Tufts University School of Dental Medicine to create bioengineered teeth. They used a combination of cells collected from pig jaws (top left line) and human teeth (bottom left line); these cells were then cultured and implanted in adult pigs, where they began to form the beginnings of teeth. Illustration: Zhang W, Yelick, PC, In vivo bioengineered tooth formation using decellularized tooth bud extracellular matrix scaffolds. Credit: Stem Cells Translational Medicine (2024). DOI: 10.1093/stcltm/szae076)
인간을 비롯한 포유류는 어릴 때 나는 유치와 어른이 되면서 나는 영구치를 지니고 있습니다. 하지만 사람의 경우 영구치가 빠지고 나면 더 이상 새로운 이빨이 나지 않기 때문에 틀니나 임플란트가 필요해 집니다. 하지만 아무리 잘 만든 틀니나 임플란트도 실제 이빨의 기능을 100% 대신할 순 없습니다.
임플란트의 경우 최근 눈부신 발전을 이룩한 건 사실이지만, 진짜 치아처럼 치근에 부드러운 조직을 지니고 있지 않기 때문에 충격을 흡수할 수 없습니다. 너무 많은 힘을 주거나 혹은 위치가 조금 어긋나는 경우 뼈에 균열이 생기고 세균 감염이 발생해 결국 교체하거나 기능을 못하게 되는 일이 발생할 수 있습니다.
따라서 많은 과학자들이 사람의 치아 재생 연구에 도전하고 있습니다. 터프트 대학 치의과 대학의 파멜라 엘릭 교수 (Pamela Yelick, a professor at Tufts University School of Dental Medicine) 역시 그중 하나입니다.
옐릭 교수 연구팀은 치아가 자라나는 치아 싹 (tooth bud)를 재생하는 연구를 진행하고 있습니다. 치아 싹은 치아의 가장 단단한 표면인 에나멜을 만드는 치아 상피 세포 (dental epithelial cells)와 치아의 나머지 부분들을 만드는 치아 간엽 세포 (dental mesenchymal cells)로 분화합니다.
이 가운데서 치아 간엽 세포는 사랑니를 통해 쉽게 입수할 수 있습니다. 하지만 치아 상피 세포는 매우 초기에만 나타나기 때문에 사랑니를 이용해 입수하기가 힘듭니다.
연구팀은 치아 상피 세포를 연구하기 위해 돼지를 동물 모델로 삼았습니다. 잘 알려지지 않은 사실이지만, 사실 돼지는 성체가 된 이후에도 새로 이빨이 나는 동물이기 때문입니다.
연구팀은 도축 후 버려지는 돼지의 턱뼈에서 치아 상피 세포를 구한 후 이를 인간의 치아 세포와 함께 배양해 치아 싹을 만들었습니다. 이후 이 치아 싹을 돼지 턱에 심어 인간의 치아와 비슷하게 발달시켰습니다. 비록 새로운 치아로 자라기 전에 실험이 종료되긴 했지만, 치아 싹은 인간의 것과 비슷하게 자라났습니다. 성인에서 얻은 인간의 치아 간엽 세포도 새로운 치아로 자랄 수 있다는 점을 시사하는 결과입니다.
연구팀의 궁극적인 목표는 인간의 치아 상피 세포를 이용한 완전한 인간 치아 싹을 이빨이 빠진 자리에 넣고 새로운 이빨로 분화시키는 것입니다. 물론 당장에 가능한 일은 아니겠지만, 먼 미래에 그렇게 되는 날이 오기를 희망합니다.
참고
https://phys.org/news/2025-04-pigs-regrow-adult-teeth-humans.html
Weibo Zhang et al, In vivo bioengineered tooth formation using decellularized tooth bud extracellular matrix scaffolds, Stem Cells Translational Medicine (2024). DOI: 10.1093/stcltm/szae076
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