胚胎干细胞具有分化为机体各种细胞类型的潜能，但在胚胎发育过程中，如果这些干细胞遭受DNA损伤，它们会迅速启动“自杀”程序，以确保胚胎的正常发育。这一发现来自北卡罗来纳大学的研究团队，相关成果发表在《Molecular Cell》杂志上。该研究不仅揭示了胚胎干细胞的基本生物学特性，还为利用干细胞修复帕金森病等神经退行性疾病中受损的神经细胞提供了重要线索。
机体中每个细胞的生理过程都至关重要，任何错误都可能导致细胞功能丧失，甚至引发癌症。研究者Deshmukh领导的团队发现，胚胎干细胞对化学物质、辐射或病毒引起的DNA损伤极为敏感。实验显示，使用DNA损伤药物后，100%的人类胚胎干细胞在5小时内死亡，而其他类型的细胞则需要24小时。研究者表示，这一死亡比例令人难以置信。
这种快速自杀效应是胚胎干细胞的一种重要适应机制，因为缓慢的响应会导致DNA损伤累积，进而影响胚胎功能。机体细胞的突变对发育是灾难性的，因此必须快速清除受损细胞。研究人员发现，干细胞快速自杀的关键在于其提前激活了一种关键蛋白Bax。在大多数细胞中，Bax以未激活形式存在，只有当损伤达到一定程度时，Bax才需要较长时间才能被激活。而在人类胚胎干细胞中，Bax在高尔基体（一种细胞器）中处于激活状态。
胚胎干细胞的这种策略非常巧妙：它们将激活的Bax蛋白限制在高尔基体中，一旦检测到DNA损伤，Bax立即向线粒体（细胞的能量工厂）发送信号，随后线粒体传递信号给其他蛋白质，最终关闭受损细胞的功能。研究者Deshmukh表示，即使细胞受到轻微损伤，预激活的Bax也能扣动细胞自杀的扳机。
在胚胎发育早期，干细胞对DNA损伤极其敏感；当胚胎干细胞开始分化为祖细胞（如心脏细胞、皮肤细胞等）时，Bax蛋白会转变为未激活状态。该研究得到了美国国家卫生研究院等机构的支持。