中文摘要：

本人长期以来一直从事脊椎动物肢体发育领域的研究，博士后期间阐明了FGF信号对于小鼠原肠运动和细胞迁移的关键作用，揭示了Fgf在肢芽发育过程中的复杂性。成立自己的实验室后，我们的工作又进一步发现，FGF信号在协调前后轴和背腹轴发育过程中扮演多重角色，不仅能够促进肢体后端Shh基因的表达，而且能够抑制该基因在肢体前端的表达。我们还针对信号反馈调节环路和microRNA 调控机制进行探索，证实了它们在决定肢体大小和位置方面的功能。相关研究成果已经成功发表在Nature, Nature Genetics, Genes and Development, Developmental Cell, PNAS, 及Development等杂志上。除此之外，实验室近期获得的数据显示，增强子区域的DNA甲基化可能对于控制脊椎动物肢体发育和再生过程中的关键信号分子Shh基因的表达具有重要意义，为合作打下基础。

结论摘要：

肢体因其可操作性强，是用于研究器官发育和再生的首选模型之一。对肢体发育过程的研究，有利于我们推测出其它器官的形成模式。越来越多的研究表明，在组织器官的发育与再生过程中表观遗传调控具有重要意义。本项目旨在通过合作共同探索和阐述肢体发育过程中可能涉及的表观遗传学调控机制。早期模式形成受到特定区域信号中心分泌的长程信号因子调控。其中，SHH信号通路负责建立肢体前后轴（即从拇指到小指）。Shh基因肢体特异的增强子ZRS区域的DNA甲基化在发育与器官再生过程中对调控Shh基因的表达发挥着重要作用。我们研究发现ZRS的甲基化水平呈动态变化，Shh基因的表达与ZRS增强子区域的甲基化水平呈负相关。进一步的结果暗示Twist1可能通过调控甲基转移酶活性来调控ZRS的甲基化水平，后者的改变反过来影响了Shh的表达和肢芽发育。 紧密围绕项目原计划，我们将合作拓展到了肺发育、小鼠出生后生长调控以及运用正向遗传筛选方法鉴定调控组织分化与细胞命运决定的新因子等方面。在肺发育的转录调控方面，我们通过原位杂交的方法鉴定出62个在肺上皮或/和间充质细胞中表达的转录因子，为阐述肺发育的转录调控网络奠定了基础。在小鼠的出生后生长调控方面，通过基因敲除技术制备的Mbd5突变小鼠表现出生长迟缓、消瘦以及断奶前致死的表型，部分模拟了人类2q23.1 microdeletion症状。进一步的研究发现小鼠生长迟缓与GH/IGF-1 axis减弱相关。在神经系统条件敲除该基因的小鼠表现出与全身敲除小鼠类似的表型，暗示MBD5通过作用于神经系统对小鼠的出生后生长进行调控。在化学诱变剂介导的正向遗传筛选技术方面，通过诱变，我们从80个突变系小鼠中筛选到8个出生缺陷的突变系，包括肺发育不全，肢体发育异常，神经板不闭合和左右轴不对称等。目前我们已经通过整个外显子组的测序定位了基因突变发生的位置。同时 ，我们还制备了Oct4-GFP转基因小鼠，通过正向遗传筛选技术探索调控Oct4阳性的生殖细胞建立、增殖和迁移的新因子。