胚胎干细胞的多能性受到了胞内信号网络的精确调控,它对于胚胎干细胞将来在科研和医疗领域上的应用是十分重要的,但是它的具体机制仍然不为人们所清楚。在我们的研究工作中,我们利用了一种经逆转录病毒改造而来的载体pDisrup8,它可以随机的插入宿主细胞的基因组,造成插入突变,从而筛选和发现对于小鼠胚胎干细胞维持多能性所需要的关键基因。通过这样的方法,我们发现了基因March5参与干细胞干性的维持,它是一个泛素化连接酶。在敲低了March5后,会导致小鼠胚胎干细胞多能性标记基因表达水平的降低,干细胞克隆形成的能力受到损害和体细胞重编程效率的下降。与此同时,我们发现March5受到Klf4的转录调控,并且可以催化Prkarla的63位赖氨酸连接的多聚泛素化。Prkarla是蛋白激酶A的一个组成部分,它可以介导Raf-1第259位丝氨酸的磷酸化进而抑制下游MEK/ERK信号通路的活性。根据以往的报道,对MEK/ERK和GSK3信号通路的双重抑制可以支持胚胎干细胞在无血清条件下的生长。我们发现,外源表达March5或Klf4可以部分替代这个双重抑制体系中的MEK抑制剂。总而言之,我们的研究揭示一条新的维持干性的从Klf4到March5再到ERK的信号通路。根据近期的一些研究结果我们知道,体细胞重编程的过程也伴随着细胞代谢状态的重塑。苏氨酸脱氢酶(TDH)是苏氨酸代谢途径中最重要的酶之一,而且它仅在小鼠胚胎干细胞中特异性表达。然而,TDH介导的苏氨酸代谢是否会在体细胞重编程的过程中发挥作用仍然需要进一步的研究。我们的研究表明,TDH确实有这样的功能。敲低TDH会削弱重编程的诱导效率而过表达TDH会提高效率。同时,TDH受到microRNA-9的调控,而后者也会抑制重编程效率。另外,蛋白质精氨酸转移酶5(PRMT5)可以与TDH相互结合并使其第180位精氨酸发生甲基化。TDH的酶活性也因此受到PRMT5的调节,但这种调节通过PRMT5甲基转移酶活性依赖或不依赖两种方式进行的。重编程的诱导效率也会随着加入TDH的基础上再加入PRMT5而进一步提高。这些数据说明TDH及其下游的苏氨酸代谢参与到了体细胞重编程当中去,并且在转录后和翻译后两个水平上受到了多种调控。肿瘤细胞的重要特征之一就是Warburg效应,但其具体机制仍未完全清楚,而且长非编码RNA是否参与其中并发挥怎样的功能也不清楚。这里我们发现了一种受到c-myc调控的长非编码RNA (IDH1-AS1),其通过与异柠檬酸脱氢酶1(IDH1)结合,进而稳定其二聚体的形成,来维持其酶的活性,最终影响到肿瘤细胞HIF1A的水平而抑制Warburg效应。在小鼠的异种移植物模型中,敲低IDH1-AS1可以促进肿瘤生长。总之,这些数据表明IDH1-AS1是影响肿瘤Warburg效应的一个重要因子,可以作为肿瘤治疗的潜在靶点。