美国南加州大学一个科研小组宣布，他们首次成功地从大鼠胚胎中提取干细胞，这将使科学家借助动物模型更方便地对诸多人类顽疾进行研究。英国科学家马丁·埃文斯早在1981年就成功地从小鼠胚胎中提取出第一个小鼠胚胎干细胞，但大鼠胚胎干细胞的提取尚属首次。

研究负责人、华人科学家应其龙在新闻公报中说，这是干细胞研究领域的一项重大进展，“因为我们知道，与小鼠相比，大鼠在生物学的许多方面与人类更为相近”。应其龙认为，提取大鼠胚胎干细胞研究被证实可行之后，世界许多干细胞实验室的研究方向都将因此而改变。

此前，科研人员尝试提取大鼠胚胎干细胞都因为技术障碍宣告失败。此次，应其龙的科研小组采取了一种特殊的“信号阻断”方法，他们利用特殊的分子抑制大鼠胚胎中3个特定基因发出信号。正常情况下，这3个基因发出的信号是胚胎干细胞分化的“命令”。信号被阻断后，大鼠胚胎干细胞就能够“停下分化的脚步”，保持在原始胚胎阶段。这一方法被称为“基态”维持策略，通过抑制分化信号而非激活增殖信号来保持干细胞的未分化状态。

科研小组认为，能够提取大鼠胚胎干细胞，朝着今后科学家通过基因敲除技术人为地给大鼠胚胎剔除一个或多个基因、培养“定制”大鼠进行疾病研究又向前迈进了一步。这一成果将发表在定于26日出版的《细胞》杂志上。

干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能。在一定条件下，它可以分化成各种功能细胞，不管是心脏组织、肠道或者皮肤。科学家早在几十年前就已从小鼠体内分离出这类细胞，为生物学研究创建了非常实用的模型。然而，研究合著者、美国洛杉矶南加州大学的应其龙指出，包括高血压、糖尿病和帕金森氏综合症在内的人体疾病与大鼠实验表现出高度类似性，可是，分离和保持几代大鼠或者其他动物的干细胞却是一件困难的事情。

科学家通常给予胚胎或未分化细胞成长信号，指导它们成长和分裂，确保自我更新。但是，保持小鼠干细胞分裂的化学信号在其他哺乳动物身上却不起效，包括大鼠。“当小鼠胚胎干细胞第一次被分离出来时，我们认为大鼠细胞研究非常容易。”没有参与研究的英国威尔士加的夫大学的发育生物学家马丁·J·埃文斯说，“但是，生物学家们彻彻底底地失败了。”埃文斯解释说，科学家很快就明白，即使在早期发育中小鼠与大鼠非常相似，实际上却是完全不同的。埃文斯是2007年诺贝尔生理学或医学奖的得主之一，致力于研究小鼠干细胞。

在新研究中，应其龙和他的同事采用了似乎违背常理的做法，不再加入生长信号保持小鼠干细胞分裂，而是想办法封锁可以刺激干细胞分化的普通信号。“我们发现，如果想让干细胞保持未分化状态，你必须阻止分化信号，而不是激活它们分裂。”应其龙说，通过抑制分化，研究人员就可以让干细胞保持在“基态”——空白的准备分化成任意组织的状态。这一方法可以广泛应用于其他动物，包括以挑剔为人所知的大鼠细胞。

应其龙带领的小组与英国剑桥大学奥斯汀·史密斯带领的研究组通力合作，利用特殊的分子抑制大鼠胚胎中3个特定基因发出信号。正常情况下，这3个基因发出的信号是胚胎干细胞分化的“命令”。信号被阻断后，大鼠胚胎干细胞就能够停止分化，保持在原始阶段。研究人员能够使分离出的大鼠干细胞发育为肌肉细胞、肠细胞和脑细胞。经过特殊处理，研究人员甚至观察到他们称为“自发性搏动”的碟状区域，标志着心脏细胞的形成。

然而，对干细胞研究最大的挑战是如何发育为成年动物。因此，研究人员使用绿色荧光蛋白标记大鼠干细胞，并植入另一种无标记、未分化的大鼠细胞基因。随着胚胎发育，原来的绿色干细胞分化为所有的功能细胞，分布在整个胚胎中。由于绿色荧光蛋白标记可能对动物发育造成干扰和危害，研究人员采用白色皮毛老鼠的基因做了类似的实验。其中一些大鼠胚胎成长为健康的、有白色皮毛的成年大鼠，但其他的胚胎仍然存在发育畸形的问题。

新的干细胞提取方式让研究人员可以完成一些以前不可能完成的实验，科学家能够在大鼠干细胞中插入特定的基因突变DNA，与他们在小鼠身上完成的实验一样。这些干细胞能够成长为完整的大鼠，可以通过它们寻找到基因突变的效果，这些突变影响同样适用于研究人体疾病。“基因标靶的未来价值是不可限量的。”史密斯说。