精原干细胞正常增殖、分化是确保男性生殖的关键,同时它能转化为具有胚胎干细胞(ES)样多潜能性的细胞,但成功率低,机理尚不清楚。因此,项目组根据前期工作和研究基础并利用干细胞培养技术、miRNAs微阵列技术、siRNA library转染等进行下列研究:1）小鼠精原干细胞转化为ES样细胞的表观遗传学机理；2）ES样细胞定向分化至精子及其表观遗传学机理；3）精原干细胞的体外分化及其表观遗传学机理；4）比较ES样细胞和精原干细胞分化至精子的效率。本项目不但对了解精子发生、调控机制、建立性细胞途径转基因动物和开发优良动物品种、不孕症的治疗，避孕药物研发、珍稀动物的保存，动物繁殖具有重要意义,更重要的是由于ES样细胞能解决ES细胞所面临伦理、法律和免疫排斥问题。因此,通过本项目研究能为ES样细胞替代ES细胞的广阔应用前景奠定基础。也为研究动物克隆机理和其它成体干细胞"可塑性"机理研究提供参考价值。

精原干细胞正常发育除能确保男性生殖外,还能转化为具有胚胎干细胞(ES)样多潜能性细胞,但成功率低,机理尚不清楚。本项目通过对精原干细胞细胞多潜能性与定向分化的表观遗传学机制研究取得下列成果: 1)发现促进精原干细胞转化为ES样细胞的新颖miRNA, miR-471, 并对其进行初步特征化; 2)发现与精原干细胞发育相关的新基因-GON-SJTU1, 并对其进行特征化; 3)发现雷公藤多甙通过诱导小鼠早期雄性生殖细胞(包括精原干细胞)凋亡致雄性不育,可能通过下调小鼠雄性生殖细胞中组蛋白H3K9二甲基化(H3K9me2)表达发挥作用, 并通过模拟晶体结构发现其作用位点; 4)大幅提高了精原干细胞转化为ES样细胞的成功率; 5)深入探索了精原干细胞、ES样细胞和胚胎干细胞的甲基化状态; 6)应用RA, bFGF和甾体类激素等优化组合, 并用生殖体细胞作支持细胞诱导ES样细胞和精原干细胞分化至后期生殖细胞; 7)利用已建立的生殖干细胞分离与培养方法，基于生殖干细胞的分化功能,构建了经生殖干细胞途经基因修饰小鼠模型。因此,通过本项目研究能为ES样细胞替代ES细胞的广阔应用前景奠定基础。