教授使用青蛙進(jìn)行胚胎細(xì)胞研究

Penn State Brandywine生物學(xué)助理教授Mick Yoder正在使用一群青蛙來(lái)研究胚胎發(fā)育過(guò)程中的細(xì)胞行為。該項(xiàng)目源于對(duì)早期細(xì)胞發(fā)育的長(zhǎng)期興趣，這成為Yoder研究的焦點(diǎn)，同時(shí)他仍然是研究生。“在研究生院，我研究了一種試圖了解神經(jīng)管缺陷的小鼠模型 - 脊髓如何形成，形成圖案并關(guān)閉，”Yoder說(shuō)。作為弗吉尼亞大學(xué)的博士后研究員，我最終在研究生畢業(yè)后加強(qiáng)了這些技能。我一直對(duì)細(xì)胞間的相互作用感興趣，所以我真的很幸運(yùn)能夠在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始我的研究。一只腳踏進(jìn)那扇門。“

今天，Yoder自己的研究重點(diǎn)是中胚層，這是一組胚胎細(xì)胞，最終產(chǎn)生肌肉，骨骼，腎臟，血細(xì)胞，結(jié)締組織和其他組織。在胚胎發(fā)育過(guò)程中，中胚層分為兩個(gè)群體，產(chǎn)生中線結(jié)構(gòu)，如脊索和重復(fù)的側(cè)向結(jié)構(gòu)，如體節(jié)。他研究了一個(gè)涉及該過(guò)程的特定蛋白質(zhì)軸向原鈣粘蛋白，以更好地了解細(xì)胞如何移動(dòng)和形成結(jié)構(gòu)。

“在胚胎發(fā)育過(guò)程中，你開(kāi)始使用一個(gè)受精細(xì)胞，它可以產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)個(gè)細(xì)胞。然后這些細(xì)胞必須重新排列才能開(kāi)始形成組織，”Yoder說(shuō)。“我的研究旨在了解發(fā)育早期細(xì)胞如何決定進(jìn)入不同的組織。”

為了研究這種細(xì)胞行為，Yoder在他的實(shí)驗(yàn)室里飼養(yǎng)了一群非洲爪蛙(非洲爪蟾)并收集了雌性卵。卵外部受精，并且在發(fā)育期間操縱所得的胚胎。雖然他之前曾研究過(guò)鼠標(biāo)模型，但Yoder發(fā)現(xiàn)青蛙對(duì)他目前的研究更為方便。

“青蛙的卵子在培養(yǎng)皿中發(fā)育，所以你可以觀察發(fā)育情況，”他說(shuō)。“你不能用老鼠這樣做，因?yàn)樾∈蟮陌l(fā)育發(fā)生在子宮內(nèi)。”根據(jù)Yoder的說(shuō)法，青蛙胚胎也可以實(shí)時(shí)操作，讓觀察者有機(jī)會(huì)親眼看到不同遺傳情況如何影響細(xì)胞生長(zhǎng)。

“你可以在單細(xì)胞水平上引入或去除RNA和蛋白質(zhì)，”他說(shuō)。“你可以使胚胎發(fā)育，好像它有遺傳缺陷一樣。你也可以隔離一塊組織，這樣你就可以看到它正在形成的特定結(jié)構(gòu)。”

Yoder目前正在使用青蛙胚胎來(lái)識(shí)別發(fā)育蛋白質(zhì)的相互作用。“蛋白質(zhì)永遠(yuǎn)不會(huì)自己工作，”他說(shuō)，“因此你必須弄清楚他們正在與之互動(dòng)。” 通過(guò)使用一種稱為屏幕的技術(shù)，Yoder今年夏天能夠識(shí)別出許多潛在的交互蛋白。他接下來(lái)計(jì)劃“確定這些蛋白質(zhì)中有多少百分比合法地相互作用以及它們之間的關(guān)系是什么。”

像Yoder這樣的細(xì)胞研究可以應(yīng)用于許多科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究。Yoder引用癌癥研究作為這樣一個(gè)領(lǐng)域。“我的興趣在于如何指導(dǎo)早期胚胎的細(xì)胞，這不僅限于早期發(fā)育，因?yàn)樗梢詰?yīng)用于所有發(fā)育階段。如果您了解細(xì)胞如何相互作用，您可以更好地處理形成組織和器官。““此外，這些信息可用于更好地了解癌癥表型。癌癥細(xì)胞不斷改變身份，”Yoder說(shuō)。“如果我們能夠弄清楚細(xì)胞如何從一開(kāi)始就采用它們的身份，我們就可以更好地了解癌癥的轉(zhuǎn)移。”

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