调控诱导性多能干细胞形成的基因和信号网络研究

在体细胞中转入Yamanaka因子，可以诱导体细胞发生重编程，形成诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPS)。iPS的形成涉及众多转录因子和信号通路之间的相互协调，但Yamanaka因子调节的下游关键基因和参与的关键信号通路网络，还很不清楚。本研究将利用已发表的多种诱导多功能干细胞相关的表达谱数据、miRNA表达数据、免疫共沉淀芯片数据和我们自己的免疫共沉淀芯片数据，综合分析iPS形成过程中基因表达和表观遗传变化，找出Yamanaka因子调节的下游关键基因和参与的关键信号通路，并有针对性的设计iPS实验，验证分析的结果，从而构建iPS形成过程中的基因和信号通路的调节网络。希望通过研究，揭示出Yamanaka因子调节的下游关键基因和参与的关键信号通路，为提高iPS的转化效率和利用小分子化合物取代Yamanaka因子提供理论基础。

Yamanaka因子 (Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc) 在胚胎干细胞（embryonic stem， ES）中高表达，在小鼠或成体人细胞中过表达Yamanaka因子，可以使其转化为诱导多功能性干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS），这表明Yamanaka因子可能在胚胎干细胞和诱导多功能性干细胞中，调节共同的维持多能性发育相关信号通路。然而本项目之前还没有研究系统性的阐明Yamanaka因子影响的信号通路，本项目分析出维持胚胎干细胞多能性的关键信号通路，这些信号通路也可能对Yamanaka因子促使成体细胞转化为有诱导多功能性干细胞起重要作用。本研究项目的结果主要包括如下内容：.1. 分析出 iPS 形成过程中 Yamanaka 因子影响的主要信号通路，为采用小分子化合物提高 iPS 诱导效率提高方向指导。.2. 构建 iPS 形成过程中的基因和信号通路的调节网络，以便于理解 iPS 形成的机制。.3. 构建甲基化测序数据分析流程软件，为研究甲基化提供帮助。.4. 构建组蛋白磷酸化位点预测软件。