Novel molecular insights into human tooth agenesis

The development of dentition is a fascinating process that involves a complex series of epithelial-mesenchymel signaling interactions. That such a precise process frequently goes awry is not surprising. Indeed, tooth agenesis is one of the most commonly inherited disorders in humans that affects up to twenty percent of the population and imposes significant functional, emotional and financial burdens on patients. Mutations in the paired box domain containing transcription factor PAX9 result in autosomal dominant tooth agenesis that primarily involves posterior dentition. Despite these advances, little is known about how PAX9 mediates key signaling actions in tooth development and how aberrations in PAX9 functions lead to tooth agenesis. As an initial step towards providing evidence for the pathogenic role of mutant PAX9 proteins, I performed a series of molecular genetic analyses aimed at resolving the structural and functional defects produced by a number of PAX9 mutations causing non-syndromic posterior tooth agenesis. It is likely that the pathogenic mechanism underlying tooth agenesis for the first two mutations studied (219InsG and IIe87Phe) is haploinsufficiency. For the six paired domain missense mutations studied, the lack of functional defects observed for three of the mutant proteins suggests that these mutations altered PAX9 function through alternate mechanisms. Next, I explored further the nature of the partnership between Pax9 and the Msx1 homeoprotein and their role in the expression of a downstream effector molecule, Bmp4. When viewed in the context of events occurring in dental mesenchyme, the results of these studies indicate that the Pax9-Msx1 protein interaction involves the localized up-regulation of Bmp4 activity that is mediated by synergistic interactions between the two transcription factors. Importantly, these assays corroborate in vivo data from mouse genetic studies and support reports of Pax9-dependent expression of Bmp4 in dental mesenchyme. Taken together, these results suggest that PAX9 mutations cause an early developmental defect due to an inability to maintain the inductive potential of dental mesenchyme through involvement in a pathway involving Msx1 and Bmp4. ^

Major, trace element and XRF data for sediments and fish tooth samples, from a shallow marine setting with varying redox conditions (Site U1356, Wilkes Land Margin, E.Antarctica)

Fossil fish teeth from pelagic open ocean settings are considered a robust archive for preserving the neodymium (Nd) isotopic composition of ancient seawater. However, using fossil fish teeth as an archive to reconstruct seawater Nd isotopic compositions in different sedimentary redox environments and in terrigenous-dominated, shallow marine settings is less proven. To address these uncertainties, fish tooth and sediment samples from a middle Eocene section deposited proximal to the East Antarctic margin at Integrated Ocean Drilling Program Site U1356 were analyzed for major and trace element geochemistry, and Nd isotopes. Major and trace element analyses of the sediments reveal changing redox conditions throughout deposition in a shallow marine environment. However, variations in the Nd isotopic composition and rare earth element (REE) patterns of the associated fish teeth do not correspond to redox changes in the sediments. REE patterns in fish teeth at Site U1356 carry a typical mid-REE-enriched signature. However, a consistently positive Ce anomaly marks a deviation from a pure authigenic origin of REEs to the fish tooth. Neodymium isotopic compositions of cleaned and uncleaned fish teeth fall between modern seawater and local sediments and hence could be authigenic in nature, but could also be influenced by sedimentary fluxes. We conclude that the fossil fish tooth Nd isotope proxy is not sensitive to moderate changes in pore water oxygenation. However, combined studies on sediments, pore waters, fish teeth and seawater are needed to fully understand processes driving the reconstructed signature from shallow marine sections in proximity to continental sources. This article is protected by copyright. All rights reserved.

Incremental lines of von Ebner in dinosaurs and the assessment of tooth replacement rates using growth line counts

Dinosaur dentine exhibits growth lines that are tens of micrometers in width. These laminations are homologous to incremental lines of von Ebner found in extant mammal and crocodilian teeth (i.e., those of amniotes). The lines likely reflect daily dentine formation, and they were used to infer tooth development and replacement rates. In general, dinosaur tooth formation rates negatively correlated with tooth size. Theropod tooth replacement rates negatively correlated with tooth size, which was due to limitations in the dentine formation rates of their odontoblasts. Derived ceratopsian and hadrosaurian dinosaurs retained relatively rapid tooth replacement rates through ontogeny. The evolution of dental batteries in hadrosaurs and ceratopsians can be explained by dentine formation constraints and rapid tooth wear. In combination with counts of shed dinosaur teeth, tooth replacement rate data can be used to assess population demographics of Mesozoic ecosystems. Finally, it is of historic importance to note that Richard Owen appears to have been the first to observe incremental lines of von Ebner in dinosaurs more than 150 years ago.

Diverse roles of the tumor necrosis factor family member TRANCE in skeletal physiology revealed by TRANCE deficiency and partial rescue by a lymphocyte-expressed TRANCE transgene

Tumor necrosis factor-related, activation-induced cytokine (TRANCE), a tumor necrosis factor family member, mediates survival of dendritic cells in the immune system and is required for osteoclast differentiation and activation in the skeleton. We report the skeletal phenotype of TRANCE-deficient mice and its rescue by the TRANCE transgene specifically expressed in lymphocytes. TRANCE-deficient mice showed severe osteopetrosis, with no osteoclasts, marrow spaces, or tooth eruption, and exhibited profound growth retardation at several skeletal sites, including the limbs, skull, and vertebrae. These mice had marked chondrodysplasia, with thick, irregular growth plates and a relative increase in hypertrophic chondrocytes. Transgenic overexpression of TRANCE in lymphocytes of TRANCE-deficient mice rescued osteoclast development in two locations in growing long bones: excavation of marrow cavities permitting hematopoiesis in the marrow spaces, and remodeling of osteopetrotic woven bone in the shafts of long bones into histologically normal lamellar bone. However, osteoclasts in these mice failed to appear at the chondroosseous junction and the metaphyseal periosteum of long bones, nor were they present in tooth eruption pathways. These defects resulted in sclerotic metaphyses with persistence of club-shaped long bones and unerupted teeth, and the growth plate defects were largely unimproved by the TRANCE transgene. Thus, TRANCE-mediated regulation of the skeleton is complex, and impacts chondrocyte differentiation and osteoclast formation in a manner that likely requires local delivery of TRANCE.

Avaliação in vivo e in vitro de diferentes protocolos no tratamento da hipersensibilidade dentinária cervical

Este estudo possui duas partes distintas: 1. in vivo (randomizado e longitudinal) que teve como objetivo avaliar protocolos de tratamento para hipersensibilidade dentinária com laser de baixa potência (com diferentes dosagens), laser de alta potência e agente dessensibilizante, por um período de 12 e 18 meses; e 2. in vitro que teve como objetivo analisar a perda de estrutura de dois dentifrícios distintos (Colgate Total 12 e Colgate Pró Alívio) e analisar a permeabilidade dentinária dos tratamentos da etapa 01, associados aos dentifrícios, após diferentes ciclos de abrasão. Na parte in vivo, as lesões cervicais não cariosas de 32 voluntários, previamente submetidos aos critérios de elegibilidade ou exclusão, foram divididas em nove grupos (n=10): G1: Gluma Desensitizer (Heraeus Kulzer), G2: Laser de baixa potência com baixa dosagem (Photon Lase, DMC) (três pontos de irradiação vestibulares e um ponto apical: 30 mW, 10 J/cm2, 9 seg por ponto com o comprimento de onda de 810nm). Foram realizadas três sessões com um intervalo de 72 horas), G3: Laser de baixa potência com alta dosagem (um ponto cervical e um ponto apical: 100 mW, 90 J/cm2, 11 seg por ponto com o comprimento de onda de 810nm. Foram realizadas três sessões com um intervalo de 72 horas), G4: Laser de baixa potência com baixa dosagem + Gluma Desensitizer, G5: Laser de baixa potência com alta dosagem + Gluma Desensitizer, G6: Laser de Nd:YAG (Power LaserTM ST6, Lares Research®), em contato com a superfície dental: 1,0W, 10 Hz e 100 mJ, ? 85 J/cm2, com o comprimento de onda de 1064nm, G7: Laser de Nd:YAG + Gluma Desensitizer, G8: Laser de Nd:YAG + Laser de baixa potência com baixa dosagem, G9: Laser de Nd:YAG + Laser de baixa potência com alta dosagem. O nível de sensibilidade de cada voluntário foi avaliado através da escala visual analógica de dor (VAS) com auxílio do ar da seringa tríplice e exploração com sonda após 12 e 18 meses do tratamento. Na parte 02, in vitro, foram utilizados terceiros molares humanos não irrompidos e recém-extraídos. Todos foram limpos e tiveram suas raízes separadas das coroas. As raízes foram seccionadas em quadrados de dentina com dimensões de 4x4x2 mm, os quais foram embutidos em resina Epoxi e devidamente polidos até uma curvatura de 0,3 ?m, analisados em perfilometria ótica. Estes foram imersos em solução de EDTA 17% por 2min para abertura dos túbulos e armazenados em uma solução de Soro Fetal Bovino diluído em salina tamponada com fosfato. Os espécimes foram divididos aleatoriamente em 12 grupos (n=10) G1: Sem tratamento de superfície, sem dentifrício; G2: Nd:YAG/sem dentifrício; G3: Gluma/sem dentifrício; G4: Nd:YAG + Gluma/sem dentifrício; G5: Sem tratamento de superfície/Colgate Total 12; G6: Nd:YAG/Colgate Total 12; G7: Gluma/Colgate Total 12; G8: Nd:YAG + Gluma/Colgate Total 12; G9: Sem tratamento de superfície/Colgate Pró Alívio; G10: Nd:YAG/Colgate Pró Alívio; G11: Gluma/Colgate Pró Alívio; G12: Nd:YAG + Gluma/Colgate Pró Alívio. Em seguida, as superfícies receberam a aplicação de fitas adesivas nas duas margens, mantendo uma área central de teste exposta de 4 x 1 mm, onde foram realizados os tratamentos de superfície e os ciclos de abrasão correspondentes a 1, 7, 30 e 90 dias de escovação (52 ciclos, 210 segundos de contato com o slurry; 361 ciclos, 1470 segundos de contato com o slurry; 1545 ciclos, 6300 segundos de contato com o slurry; 4635 ciclos, 18900 segundos de contato com o slurry, respectivamente). A cada etapa de abrasão, foi realizada análise em Perfilometria Ótica. Para as analises de permeabilidade e Microscopia Eletrônica de Varredura, foram utilizadas amostras circulares de 6 mm de diâmetro e 1 mm de espessura de dentina obtidas das coroas dentais. Estas foram divididas aleatoriamente nos mesmos grupos já descritos anteriormente, sendo que 120 espécimes foram utilizados para permeabilidade (n=10) e 36 para MEV (n=3). Ambas as análises foram realizadas após imersão no EDTA; após tratamentos para a sensibilidade; pós 1 dia, 7 dias, 30 dias e 90 dias de escovação. Após análise estatística pode-se concluir que, in vivo, todos os tratamentos foram eficazes para a redução da hipersensibilidade dentinária. Ainda que o nível da sensibilidade dos pacientes aumentou numericamente, estes não são considerados estatisticamente diferentes a partir de 12 meses. Portanto, até a avaliação de 18 meses, podemos concluir que não houve um aumento na sensibilidade dentinária desde a sua diminuição pós-tratamento. In vitro, pode-se concluir que todos os tratamentos foram capazes de diminuir a permeabilidade dentinária. O dentifrício Total 12 apresentou-se como o mais abrasivo em comparação com o dentifrício Pro Alivio, pois este último promoveu uma perda de estrutura menor, porém ambos não apresentaram aumento na permeabilidade nos tempos de escovação. As microscopias eletrônicas de varredura mostram a formação da smear layer, obliterando os túbulos para ambos os dentifricios. Como conclusão, pode-se afirmar que todos os agentes dessensibilizantes foram efetivos, mesmo apresentando estratégias de ação diferentes. Os dentifrícios são igualmente interessantes para o uso caseiro por ocasionarem oclusão tubular e a associação de tratamentos (caseiro e de consultório) parece ser uma alternativa eficaz no tratamento da hipersensibilidade dentinária.

Tooth histology and ultrastructure of a Paleozoic shark, Edestus heinrichii / Katherine Taylor -- and Thomas Adamec --.

v.33:no.24(1977)

A mastodont tooth from Szechwan, China / Dirk A. Hooijer -- and Edwin H. Colbert --.

v.10:no.12(1951)