中文摘要：

研究成体干细胞分化机制、尤以多胚层分化潜能Flk1+Nanog+CD31-CD34-CD45-Lin-间充质干细胞（Flk1+Lin-MSCs）重编程定向造血干细胞诱导分化调控机制具重要科学意义。经计算机预测筛选了500条microRNAs序列，发现20种新microRNAs在Flk1+Lin-MSCs和造血干细胞中明显差异表达。采用microRNAs克隆等技术发现新的microRNA ZK249直接参与调控造血干细胞分化，并发现ZK249调控机制是通过影响组蛋白修饰酶的靶分子。以此展开microRNA ZK249诱导Flk1+Lin-MSCs向造血干细胞分化过程中对DNA组蛋白甲基化、乙酰化、PcG蛋白家族等在转录水平上调控的表观遗传学机制研究，深入探讨新microRNA诱导向造血干细胞分化作用机制。从新microRNA和干细胞分化特色工作入手，揭示干细胞早期分化的表观遗传学分子机制。

结论摘要：

干细胞分化能力直接决定了其临床应用前景。一种类型细胞转化为另一种类型细胞可通过三种机制实现重编程、横向分化或转分化。表观遗传修饰被发现在细胞身份鉴定及谱系特化中扮演重要角色。作为一种特殊的表观遗传修饰，miRNAs/ncRNAs在调控细胞分化中发挥重要作用。本项目主要结果简述如下 ①对不同分化潜能干细胞全能及分化相关基因的组蛋白甲基化修饰分析发现，组蛋白甲基化修饰状态与干细胞的分化潜能密切相关，全能及分化相关基因的组蛋白甲基化修饰状态的组合分析可作为干细胞分化潜能的预测指标。 ②Flk1+MSCs的全基因组组蛋白甲基化谱及miRNAs表达谱分析发现，Flk1+MSCs中多谱系分化相关基因组蛋白甲基化修饰状态及多谱系分化相关miRNA表达谱与ESCs非常相似，从表观遗传修饰上揭示了Flk1+MSCs的亚全能性。为干细胞在更多谱系相关疾病的基础研究及临床应用提供了理论支持。 ③体外三胚层多谱系诱导分化表明，在合适的预诱导体系作用下，克隆化Flk1+MSCs不仅保留较高的向来源胚层谱系分化能力，而且其向外胚层神经干祖细胞及向内胚层胰腺干祖细胞分化效率明显提高。分化所得细胞表达成熟细胞标志，具有成熟细胞生物功能。为Flk1+MSCs应用于神经退行性疾病及糖尿病的再生移植治疗带来希望。 ④对Flk1+MSCs跨胚层分化机制研究发现，Flk1+MSCs在细胞因子的组合诱导下细胞形态发生了上皮样改变、间质表型分子表达下调，上皮标志基因表达上调，全能基因Nanog及Sox2表达上调，继而三胚层发育早期相关基因相继活化表达，即细胞在诱导过程中发生了MET，通过重编程回到具有三胚层分化能力的亚全能阶段。Flk1+MSCs跨胚层分化机制的揭示排除了之前关于其向外胚层及内胚层谱系分化可能性的质疑，拓宽了临床应用前景。 ⑤发现新型小发夹RNA—shR-337能够将Flk1+MSCs成功诱导为造血干细胞。 ⑥揭示了shR-337诱导Flk1+MSCs向造血谱系分化的内在分子机制是通过转录后下调EID1蛋白表达，进而解除EID1对组蛋白乙酰化酶p300/CBP抑制作用，使细胞发生了转分化，活化了造血各阶段相关基因表达。shR-337诱导Flk1+MSCs向造血谱系分化实现为Flk1+MSCs作为种子细胞向造血各谱系诱导分化的基础研究及临床成分血制品的开发应用提供了坚实的理论基础及实践经验。