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胚胎干细胞具有自我更新和向三胚层各种细胞分化的能力，具有重大的临床应用前景。胚胎干细胞多能性维持机制的揭示，对于早期胚胎发育，细胞分化等基础研究和安全有效地进行细胞治疗均具有重要意义。随着大规模转录组数据的获得，可变转录起始位点和长非编码RNA逐渐被认识，但他们在胚胎干细胞中的功能仍不清楚。 可变转录起始位点可以增加转录组多样性和复杂性。在小鼠胚胎干细胞中，我们鉴定出104个普遍表达的基因通过多能性特异的转录起始位点产生出110个SATS转录本(stage-specific alternative transcription start sites isoform,SATS isoforms)。这些多能性特异的转录起始位点受多能性因子结合与调控。对SATS转录本的功能研究发现，Dnmt3a SATS转录本具有DNA甲基化转移酶的功能，并且与Dnmt3a普通转录本调控不同的DNA甲基化位点。敲低Nmnat2SATS转录本导致mESC多能性丧失。在重编程过程中，SATS转录本随着iPS重编程过程多能性的建立而起始表达。分别敲低Nmnat2和Rif1SATS转录本导致iPS克隆形成效率下降。这些结果揭示普遍表达的基因通过多能性特异转录起始位点产生的转录本参与多能性的获得与维持。 基因组产生大量非编码转录本。在对长非编码RNA功能研究中，我们发现miR-139-5p可以结合Nanog3UTR调控Nanog表达，长非编码RNA lnc-NAP(Nanog protector，NAP)竞争性结合miR-139-5p，从而解除miR-139-5p对于Nanog的抑制，维持Nanog的表达水平。敲低lnc-NAP导致Nanog表达水平下降，mESC多能性下降和小鼠胚胎死亡。Lnc-NAP的表达受核心多能性因子Oct4，Sox2，Nanog调控。这些结果揭示长非编码RNA通过竞争内源miRNA的方式参与核心多能性调控网络，影响胚胎干细胞多能性。另外，我们发现Smc3启动子区在多能性阶段特异转录一条新的长非编码RNA lnc-ROST(regulator of Smc3transcription，ROST)。我们发现Smc3启动子区产生的lnc-ROST通过结合HNRNPA1从而调控基础转录因子在Smc3启动子区域的结合，调控Smc3的表达，并且参与mESC多能性维持和小鼠胚胎发育。这些数据显示长非编码RNA以不同机制调控胚胎干细胞多能性。 综上所述，我们的研究揭示了可变转录起始位点和长非编码RNA在胚胎干细胞中的功能，为理解多能性调控网络增添了新的维度。