牙齿发育是一个长期复杂的连续过程,是上皮和间充质这两种组织相互作用相互诱导的结果,在这个相互作用的过程中,上皮组织和间充质组织二者缺一不可,并且在牙胚发育早期,有一种组织须具有诱导成牙潜能,另一组织须具有被诱导成牙能力。进行牙齿再生,同样要遵循这一事实。目前,还没有哪一类成体干细胞被证明具有诱导成牙潜能,或者两种不同性质来源的成体干细胞结合后可以发育成完整的功能性牙齿。因此,解析诱导成牙潜能关键分子构成已经成为牙齿发育研究的主要内容之一。实验室已有研究表明将人表皮干细胞膜片与E13.5小鼠磨牙间充质重组,成牙率仅有25%。本研究在此基础上,将E13.5小鼠磨牙间充质打散成单细胞按一定比例与人表皮干细胞重组,建立了一个十分高效的诱导人表皮干细胞牙向分化体系,在这一体系中,重组体的成牙率高达92.9%。利用这个高效的成牙体系,研究发现当E13.5小鼠磨牙间充质细胞铺皿培养8h后,细胞丢失诱导成牙潜能。E13.5小鼠磨牙间充质细胞铺皿培养9d后,细胞被诱导成牙能力大幅度下降。通过分别提取E13.5小鼠磨牙间充质细胞(具有诱导成牙潜能)、铺皿培养8h的E13.5小鼠磨牙间充质细胞(丢失诱导成牙潜能)以及铺皿培养9d的E13.5小鼠磨牙间充质细胞(被诱导成牙能力低)这三类细胞的总RNA,进行转录组高通量测序,然后通过生物信息学分析,最终筛选出12个与器官形成有关的转录因子,12个与细胞生长发育有关的生长因子。因此,将12个转录因子:Nfib、Barx1、Sp7、Max、Dlx1、Bcl2、Lef1、Sp3、Pbx1、Pax9、Sp1、Gata6、Mdf2、Msx1、Bcl11b;12 个生长因子:Bmp2、Fgf12、Gdf1、Cxcl2、Hdgfrp2、Fgf8、Bmp6、Fgf3、Fgf9、Ptn、Cspg4、Gdf7作为小鼠磨牙间充质细胞诱导成牙潜能相关的候选关键基因。高效的成牙体系的建立以及对诱导成牙潜能的分子构成的解析,不仅有效解决了牙齿再生研究中成牙率低这一关键问题,也为将来利用组织工程技术实现人类牙齿再生提供重要的理论基础。