“骨质”偏振光显微镜下 牙齿记录了你的生命轨迹

今天，聚焦化工小新为大家分享来自仪器网的《偏振光显微镜下 牙齿记录了你的生命轨迹》。

古人常以“齿序”指代年龄大小的次序，《水浒传》中宋江就曾对李逵说，朱仝“论齿序他也是你哥哥”。牙齿与年龄的关系来自马一年长一对牙的生长特征。而马牙也经常作为判断马龄的重要依据出现古代相马、养马的专业书籍中。人类的牙齿不像马一样与身体发育有着明显的联系，但牙齿同样记录着人体的信息。

在考古研究中，通过对牙齿化石同位素的分析，古人类学家可以重建古人类的饮食结构、判断古人类哺乳时间长短和断奶时间、揭示古人类的发育、营养和疾病状况等。但是根据同位素分析的结果无法推测出一个人完整的生命轨迹，因此研究者将方向转向了牙齿中牙骨质的结构分析。

牙骨质是覆盖在牙根表面的薄层骨样组织，与牙齿成型之后就停止生长的牙釉质和牙本质不同，牙骨质具有不断新生的特点，可以在牙根表面成层沉积，就像树木的年轮一样。而且牙骨质也不会像牙釉质和牙本质那样，受到外力作用后自身的密度可能发生改变，影响对身体状况的记录。因此牙骨质是通过牙齿结构追溯人体一生经历的重大身体变化的理想研究对象。

纽约大学的研究团队近期在《科学报告》上发表一项研究。他们从已知生命史和病史的15个人身上收集了47颗牙齿，对这些牙齿的牙骨质结构进行组织形态学分析后，研究人员准确将不同时期的牙骨质与个人生理经历一一对应。

组成牙齿的矿物质来自身体内部，因此当人体经历重要的生理事件，例如生育，体内的矿物质平衡就会出现变化，从而使这个时期形成的牙骨质的微观结构发生改变。研究人员利用偏振光显微镜对牙骨质的切片进行了观察研究。

偏振光显微镜是在光学显微镜的基础上增加了偏振镜和检偏振器，从而使显微镜可以通过检查样品的“各向异性”和“双折射性”检测样品中的有序结构、折射光学性质以及分析某些组织中的化学成分。在生物样品中，牙齿在光学上具有“各向异性”的特征，在偏振光的照射下，微观结构不同的牙骨质会呈现不同的颜色，在显微镜下形成明暗不同的分层。研究者在一位享年35岁女性的牙骨质纵切图中发现了两条深色带，对应的是这位女性经历的两次生育事件。

由于牙骨质的分泌速度在人体生命周期内基本恒定，因此通过不同颜色的厚度带与牙釉质总厚度之间的比例关系，就可以计算对应的生理事件持续的时间以及事件发生时人体的年龄。研究人员计算得出这为女性生育的时间分别为19岁和24岁。

除了女性的生育和绝经事件之外，男性游离睾酮水平的变化以及人体患病经历等事件都会在牙骨质上留下痕迹。然而偏振光显微镜观察到的牙骨质微观结构的变化信息有限，虽然可以辨别出一个人在生命的某一阶段经历了某一影响身体矿物质平衡的重大事件，但并不能完全识别事件的具体内容。此外，偏振光显微镜对样品的制备是具有破坏性的，而且要求较高，牙齿样品的厚度需要缩减到0.10毫米左右。这也限制了这种方法在考古学上的应用。

目前研究者正在考虑利用相位衬度同步X射线等无损成像技术解决样品破坏问题。如果成功的话，考古学家就可以从古人类牙齿化石上获取更多的信息，解读出更多的故事，对古人类的了解也将进一步深入。

编辑点评：牙骨质不仅能修复因过度咬合力或其他因素造成根面的小范围吸收或牙骨质的折裂，而且还能新生并覆盖根尖孔，重建牙体与牙周的联系。如今，随着偏振光显微镜的研发和应用，对于牙骨质的研究更为深入，已经能通过牙骨质追溯人体一生经历的重大身体变化，未来，相信随着技术的进一步提高，研究过程将能更为简便，实验人员也能通过牙骨质研究获得更多信息。

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