非洲爪蟾具有与人类相似的胚胎干细胞

爱丁堡大学的研究人员发现一种在近年来越来越受欢迎的家庭宠物非洲爪蛙（African clawed frog）具有与人类相似的胚胎干细胞无限分裂遗传机制。这个赋予胚胎干细胞变成身体中200中细胞类型的能力的过程是 生物 学领域所有研究的基础。这听起来似乎像出现在野生动物记录片中的一个奇闻，但事实上这种青蛙可能成为人类研究干细胞关键领域的一个强大的支持者。
直到现在，人类已经从小鼠、灵长类动物和人类中活动了干细胞，但是却从来没有从两栖动物中获得。但是，由于非洲爪蛙比小鼠和人类更容易用于研究，因此爱丁堡的研究组推测它将成为利用干细胞了解和最终治疗疾病的一个重要的研究工具。这项研究的结果公布在新一期的Development杂志上。
人类的一种叫做Oct4的关键蛋白掌控着干细胞无限分裂的过程，其在非洲爪蛙中的对应物是叫做PouV的蛋白质。这项新研究证明这两种蛋白质不但相似，而且还执行相同的功能：与DNA结合并活化能保持干细胞分裂的特定基因。事实上，缺少Oct4蛋白的胚胎干细胞会停止分裂并分化成特定的成熟细胞。
在这项研究中，Gillian Morrison博士涓埃女冠青蛙的PouV蛋白引入到缺少Oct4蛋白的小鼠胚胎细胞中，并且发现这种青蛙蛋白质救活了这些干细胞，也就是说这些细胞恢复了它们无限分裂的能力。Morrison在将来自另外一种两栖动物蝾螈的PouV蛋白引入时也获得了同样的效果。
为了确定出PouV蛋白在青蛙胚胎中的精确功能，Morrison将特殊的化合物注射到早期阶段的胚胎中，以失活天然的PouV蛋白质。结果发现这些胚胎继续生长，但是却出现了头部和尾部的缺陷。
当研究人员进一步观察这些胚胎时，发现细胞在还没有到分化的正常时间时已经发生了分化。因此，它们负责的结构受到的严重的影响。
这意味着PouV蛋白质能保持细胞处于未分化状态，并等到它们应该开始分化成胚胎发育所需的特定类型细胞的时候。其功能可能与Oct4在小鼠和人类胚胎干细胞中的功能一样。
这些发现的意义还在于显示出胚胎干细胞无限分类的能力至少有3亿年的历史。令研究人员兴奋的是，来自原始动物的这种蛋白质却能够挽救像小鼠胚胎干细胞这样“现代派”的细胞。这些结果表明哺乳动物采用了两栖动物的PouV蛋白质的功能来维持它们的胚胎干细胞。无限分裂并产生多种类型细胞的这些特征是对青蛙和人类正确发育至关重要的早期胚胎细胞的一种“原始”特征。