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小鼠体细胞重编程及多能性建立的机理研究
随着基因编辑技术和体细胞克隆技术的不断发展，重编程（Reprogramming）已成为治疗细胞或组织缺陷的有效途径。在基础研究方面，重编程可以被用来研究多能性和发育过程中的分化，同时也可以用于生成干细胞来进行再生医学研究。最常见的重编程方法是通过转导表达广泛重要基因，如Oct4、Sox2、Klf4等，从而使成熟细胞重回多能状态。本文旨在探究小鼠体细胞重编程及多能性建立的机理。
一、OCT4,SOX2和KLF4的作用
Oct4,Sox2和Klf4是人源和小鼠体细胞重编程中最常用的3个基因。他们也出现在了在小鼠成体成纤维细胞（MFC）中引发干细胞再生的实验研究中。在细胞重编程的初期，这些基因被转录因子与特定的启动子区域绑定，从而激活基因的表达。Oct4基因的影响主要来自于其通过与Sox2一起作用来刺激前体细胞的出现。Sox2基因可以促进Oct4基因的表达，并且对于多能性的维持也是至关重要的。Klf4基因的作用则更多地与表观遗传学有关，它可以与DNA甲基转移酶（DNMT）互作，从而调节基因表达和基因组稳定性函数。
二、复合转录因子的转导
为了能够更好地理解小鼠体细胞重编程，我们可以将这个过程分为三个主要的阶段：转录因子转导，多能性重建，和终末发育指令。在第一步中，免疫分选的MFC被转导三个主要的转录因子，即Oct4，Sox2，和Klf4。其他转录因子如c-Myc、Lin28等也可以被转导以提高重编程效率。复合转录因子（TF）的效果与转录因子数量无关，关键是它们在基因组中的位置和局部浓度和计量。基因组全局重组与局部的转录因子重新定位组成了细胞重编程的基础。目前尚不清楚单个转录因子与复合转录因子之间和TF与染色质互动之间的关系。
三、多能性重建
在成功添加这些转录因子后，细胞经历了多能性的阶段性重建。这一重建过程是基因组全局重定位和基因表达出现的结果，从而导致基因组重塑和增强的染色质开放性。染色质开放使得组蛋白更容易进行化学修饰，而化学修饰可以通过开通或关闭某些底层基因来导致特定的细胞分化。多能性（Pluripotency）的建立是由一组跨越整个基因组的表达程序所维持的，这些表达程序在普通组织发育过程中不会被激活。
四、设计的终末发育指令
重编程后的细胞进入了一种无目的的无细胞分化的状态，它可能会在单个转录因子中产生依赖性。有时，单个转录因子可以定向后发生有指向性的初始分化。这可以通过改变细胞的环境来实现，以促进对线粒体DNA的清除并进行相应的表观遗传学修饰。例如，可以在细胞培养过程中添加一些化学诱导剂和其他辅助性细胞来促进细胞分化的方向。同时，人们也可以通过代表了有趣的细胞类型的跨向转录因子的诱导，来促进需要的分化方向。
小鼠体细胞重编程及多能性建立机理的研究也可以从其他角度来加深更深入的理解。基于基因组数据，我们可以看到重编程所包含的许多扰动事件。我们可以通过更深入的转录组学、表观遗传学和蛋白质组学分析，获得不同重编程方案的基本特征。我们可以通过各种各样的细胞生命力测量（如增殖和细胞存活率等）来考察小鼠体细胞的重编程行为。总的来说，得益于体细胞重编程的前沿性质，我们已经对多能性建立和干细胞的营养成分、维护、精确性以及转录组稳定性函数有了较为深入的研究和理解。