项目名称：诱导多能干细胞（iPS）的重编程机制首席科学家：王纲中国科学院上海生命科学研究院起止年限：2009.1至2013.8依托部门：中国科学院一、研究内容基于以上的立项依据，本项目的主要研究内容将集中在以下几个方面：1．iPS细胞被重编程的分子机制从核移植（克隆动物的基础）我们得知，细胞核可以被胞质重编程。iPS的出现说明四个因子（或其他几个因子）可以重编程体细胞。目前我们不知道使重编程发生的关键分子事件是什么。我们将从表观遗传修饰的改变、microRNA的变化和基因表达谱的变化几个方面来研究iPS中重编程的分子机理。1.1表观遗传变化基因表达活性调控的机制主要是通过染色质水平的化学修饰（包括组蛋白上的修饰），形成有转录活性的常染色质和无转录活性的异染色质区域。染色质组分（组蛋白与DNA）的各种修饰在细胞内由不同的酶类催化完成。胚胎干细胞、成体细胞或已分化细胞具有各不相同的特异性的染色质修饰谱式。这些修饰谱式在体细胞去分化时发生逆转（重编）。已有实验证明MEF细胞的Oct4和Nanog基因的启动子在iPS形成过程中发生去甲基化。由于DNA甲基化引起基因转录沉默，因此去除全能性基因上的DNA甲基化是激活全能性基因的重要步骤。也是iPS诱导过程中一系列分子事件中的一大限速步骤。同时，由于在转录调控中，DNA甲基化和组蛋白的修饰属于一起发挥作用的共同体，因此，研究DNA甲基化在iPS中的作用，必须要研究该过程中组蛋白修饰的变化。我们将在iPS诱导系统中，利用ChIP-on-chip芯片研究分析和发现组蛋白修饰的动态变化。在此基础上，通过有目的地改变DNA甲基化和组蛋白修饰的动态平衡，探索简化iPS诱导方法的可能策略，如不依赖反转录病毒导入外源转录因子等。阐明体细胞重编程过程中各分子事件间的相互联系,进而为iPS技术革新提供依据。1.2microRNA的改变诱导已分化的体细胞成为多能性的干细胞(iPS)是一个复杂的过程。最近的研究发现microRNAs在维持干细胞的多能性发挥了重要的作用,破坏microRNA会导致胚胎干细胞分化异常以及精原干细胞在体内的缺失。研究发现，小鼠和人的胚胎干细胞拥有一套特异的microRNAs，它们定位在染色体上成一簇，并与Oct4,Sox2和Nanog有相互作用，提示这些microRNAs参与维持胚胎干细胞的多能性。因此我们推测microRNAs在iPS的诱导和维持中也有重要作用，是全面解析iPS诱导分子机制不可缺少的一部分.我们将进行以下的研究：1，用Lentiviral病毒载体来诱导表达Oct4，Sox2，Nanog，Lin-28，建立可...
