建立诱导的多潜能干细胞（iPS）的分子机理研究

成体细胞可通过转入重编程因子而被诱导成为具有向三个胚层分化潜能的"诱导多潜能性干细胞（iPS）"，这是生命科学领域的重大突破。目前这种诱导方法的效率低，其分子机理尚不清楚。我们将从两个方面研究：（1）重编程因子Oct4及Klf4在重编程过程中的下游靶点及其作用机制。我们已发现Oct4的下游基因UTF1和Klf4下游p53 的干涉可以极大的提高iPS细胞诱导效率。我们将进一步研究UTF1、p53 siRNA等重编程因子下游靶点在重编程过程中的作用机理。（2）我们发现在诱导iPS细胞的过程中，外源导入基因会发生显著的沉默现象；而导致iPS诱导效率低的一个主要原因是其外源导入基因没有被有效的关闭，细胞被滞留在不完全重编程的状态。我们将以外源GFP基因的沉默为报告体系，研究重编程过程中外源基因沉默的建立过程。我们的研究有望进一步提高iPS建立的效率，为建立诱导iPS细胞的非病毒体系提供新的途径。

成体细胞可通过转入重编程因子（Oct4, Sox2, Klf4,和c-Myc）而被诱导成为具有向三个胚层分化潜能的"诱导多潜能性干细胞（iPSCs）"，这是生命科学领域的重大突破。目前这种诱导方法的效率较低，其分子机理尚不清。为了探索Klf4的分子机制，寻找小分子替代Klf4的方法，实现只转Oct4一个基因诱导iPS细胞。我们进行了小分子化合物库的筛选工作。我们发现化学小分VPA, 组蛋白去乙酰化酶抑制剂； CHIR，GSK3-β 抑制剂；616452，TGF-β 抑制剂；及tranylcypromin，组蛋白H3K4 去甲基化酶抑制剂可以极大提高iPSC诱导效率。我们将这四种小分子组合有效克服了重编程过程中的表观遗传学和信号通路方面的多重障碍，可以替代Sox2、Klf4 和c-Myc 三个重编程因子的功能，首次在小鼠胚胎期和成体的成纤维细胞上建立了单基因 Oct4 iPSC 的诱导体系。这一研究成果为研究iPSC 产生的分子机制提供了重要的线索，并为建立高效的不依赖于外源转基因的iPSC 技术奠定了基础。我们还深入研究了重编程因子OCT4的下游靶基因在重编程过程中的作用及其作用机制，进一步阐明了oct4在重编程过程中的分子机理。