發育通常被認為是一條單行道。幹細胞 (stem cells, SC) 可分化生成一些成熟的細胞，包括組成神經系統的「神經元」和「神經膠質細胞 (glia, or glial cells) 」等；但卻不應該發生由「分化細胞」往「幹細胞」逆轉。而新的研究發現，牙齒內「神經膠質細胞 (peripheral nerve-associated glia) 」可以逆轉變成「間質幹細胞 (mesenchymal stem cells, MSC)」。這一出人意料的幹細胞來源，有可能為科學家們提供一個新的應用，在不利用胚胎的情況下培育出滿足治療或研究需要的人類組織。此研究成果發表在《自然》（Nature）雜誌上。

• 間質幹細胞 (Mesenchymal Stem Cells, MSCs)

最早胚胎的16 個細胞（全能幹細胞），可以分化成中胚層、內胚層及外胚層細胞；而大部分「間質幹細胞 (mesenchymal stem cells, MSC) 」被認為屬於中胚層細胞 (mesoderm) 。MSC 可以分化為成骨細胞、軟骨細胞、肌腱、心肌細胞、神經元和脂肪細胞 （造血細胞除外）。

• 外胚間質（Ectomesenchyme, Neural Crest Ectomesenchyme 神經脊外間質）

是一種胚胎發育，早期顱面部出現的多能性結構（multipotent structure)，大多數「顱面部結構和組織」均由其衍生而來。外胚間質的來源有些爭議，可能來自「中胚層」或「神經脊細胞」。

瑞典卡羅林斯卡學院（Karolinska Institute）的發育生物學家 Igor Adameyko 說：「這一研究發現可產生非常廣泛的影響。這些幹細胞可以用於再生軟骨和骨骼。」過去研究人員知道牙齒中心的「牙髓」中含有一群 MSC。但卻沒有人能夠確定這些幹細胞來自何處。

牙齒細胞主要來自兩個胚胎層來源： 神經脊外間質 (neural crest ectomesenchyme) 和外胚層上皮細胞 (ectodermal epithelium)。而在牙齒尖發現的 MSC 一般認為源自「神經脊外間質」。

我們會感受牙痛是因為在牙髓牙齦的神經，將來自牙齒的痛感傳遞至大腦。「神經膠質細胞」包繞著這些神經，為它們提供支援與保護。Adameyko 將螢光標記加入小鼠的「神經膠質細胞」，隨著時間推移，他們觀察到其中的一些神經膠質細胞，離開牙齦中的神經元，向著牙齒內部（牙髓）遷移，在那裡它們轉變成為 MSC。最終，這些細胞發育成為「牙髓細胞」和「牙本質母細胞 (pulp cells and odontoblasts)」。

Adameyko 說：「在此之前，人們普遍認為神經系統細胞不能夠回復到一種靈活的《幹細胞》狀態，因此看到這一逆轉過程真是令人驚喜」。「許多科學家都認為一種細胞類型不能切換至另一種細胞類型；但我們發現《神經膠質細胞》仍保持變為《幹細胞》的能力。如果研究人員可以瞭解到牙髓中的哪些《化學信號》向神經膠質細胞發送信號，讓其轉變為 MSC，他們就找到了一種在實驗室培育幹細胞的新途徑。」

• Glial origin of mesenchymal stem cells in a tooth model system. doi:10.1038/nature13536

The origins of mesenchymal stem cells have been the subject of considerable discussion, and current consensus holds that perivascular cells form mesenchymal stem cells in most tissues. 

【資料來源：中國醫藥大學附設醫院 衛教健康分享網】