Ihmistenkin hampailla voi olla potentiaalia uusiutua useita kertoja

Kaloilla, liskoilla ja monilla muilla alemmilla selkärankaisilla hampaat uusiutuvat läpi elämän ja uusia hampaita kasvaa pudonneiden ja vioittuneiden tilalle. Nisäkkäillä, esimerkiksi ihmisillä, hampaat uusiutuvat yleensä vain kerran. Hampaiden uusiutumisen geneettinen säätely ja pysyvien hampaiden kehityksen histologinen mekanismi tunnetaan huonosti. Syitä hampaiden uusiutumiskertojen vähenemiseen evoluution aikana ei tunneta.

Järvinen päätyi aikaisempien tutkimustulosten perusteella tutkimaan tarkemmin erään alkion kehitykselle tärkeän, solujen viestintää välittävän signaalireitin, Wnt signaalipolun merkitystä hampaiden uusiutumisessa. Hän käytti tutkimuksissaan muuntogeenistä hiirimallia, jossa Wnt signalointia oli lisätty suun epiteelissä muuttamalla sitä välittävä beetakateniini jatkuvasti aktiiviseen muotoon. Wnt- signaalipolun aktivaation seurauksena yhdestä hiiren poskihampaasta kehittyi kymmeniä uusia hampaita. Hampaiden uusiutumista säätelevä geeni oli löytynyt. Muuntogeenisissä hampaissa oli normaalisti muodostunut hammasluu ja kiille sekä kehittymässä olevat juuret. Hammaskruunun muoto muistutti kuitenkin kalojen tai liskojen yksinkertaisia, kartiomaisia hampaita. Kudosviljelyolosuhteissa osoittautui, että nämä hampaat saivat alkunsa silmikoimalla aiemmin kehittyneistä hampaista, samaan tapaan kuin kalojen hampaat uusiutuvat. Tulokset viittaavat siihen, että beetakateniini-geeni on evoluution aikana mahdollisesti vaikuttanut hampaiden muodon kehittymisessä monimutkaisemmiksi, nisäkkäiden moninystermäisiksi hampaiksi; samaan aikaan hampaiden uusiutuminen väheni.

Muuntogeenisten hiirimallien lisäksi Järvinen käytti tutkimuksessaan mallieläiminä metsäpäästäisiä (Sorex araneus) ja hillereitä (Mustela putorius furo). Päästäisen hampaisto on esimerkki hampaiden evolutiivisesta häviämisestä. Järvinen huomasi, että päästäiselle kehittyy enää yhden välihampaan kohdalla sekä maito- että pysyvä hammas. Maitohammas kuitenkin häviää jo yksilönkehityksen aikana, ja vain pysyvä hammas puhkeaa. Muiden hampaiden kohdalla kehittyy enää yksi hampaisto. Tutkimuksesta saadut tulokset viittaavat siihen, että hampaiden evolutiiviseen häviämiseen liittyy pysyvien hampaiden kehityksen varhainen aktivaatio, joka estää niitä edeltävien maitohampaiden kehityksen. Hillereiden hampaisto muistuttaa lukumääränsä ja uusiutumisensa puolesta ihmisen hampaita. Hillereiden osalta saadut tulokset antavat viitteitä, että epiteelinen hammaslamina on nisäkkäiden hampaiden uusiutumisen säätelyssä avainkudos, jota aktivoimalla mahdollistetaan uusien hampaiden kehitys.

Väitöstutkimuksen tulokset tuovat uutta tietoa hampaiden uusiutumista säätelevistä geeneistä ja nisäkkäiden hampaiden uusiutumisen mekanismeista. Ehkäpä tulevaisuudessa näitä signaaleja ja tietoa uusiutumisessa tärkeistä kudoksista voidaan käyttää hyödyksi ja kasvattaa uusia hampaita puuttuvien tilalle.

FM Elina Järvisen väitöskirja 'Mechanisms and molecular regulation of mammalian tooth replacement' tarkastetaan 11.4.2008 kello 12 biotieteellisessä tiedekunnassa, paikkana Biokeskus 2, auditorio 1041, Viikinkaari 5

Väittelijän yhteystiedot:
Puh. 191 59491
Sähköposti: elina.a.jarvinen@helsinki.fi

Tietoja väittelijästä: Elina Järvinen on syntynyt 1977 Helsingissä. Hän kirjoitti ylioppilaaksi Helsingin II Normaalikoulusta vuonna 1996 ja valmistui Wienin yliopistosta filosofian maisteriksi vuonna 2003. Helsingin yliopiston Biotekniikan Instituutissa tehdyn väitöstutkimuksen jälkeen hän aloittaa hermoston uusiutumisen tutkimuksen bioteknologian alan yrityksessä.