终末分化的体细胞可以通过SCNT或者诱导性多能干细胞（iPS）技术，重编程至全/多能性的状态。与SCNT和iPS技术相比，化学小分子诱导（CiPS）仅使用化学小分子就能使普通体细胞发生重编程，逆转为多潜能干细胞。CiPS技术不仅简单，而且不受试验材料限制及不涉及伦理方面的问题，因此CiPS具有更广泛的科研、临床及育种应用价值。然而，CiPS的诱导耗时长且效率低，如何提高CiPS的诱导效率，是化学诱导细胞重编程领域亟待解决的问题之一。

      本研究针对哺乳动物SCNT和CiPS介导的体细胞重编程效率低与克隆动物出生率低等关键科学问题，利用课题组在2018年自主研发的“胚胎ZGA实时监测系统”，结合siRNA-repressor和mRNA-inducer技术，对16种“合子基因组调控因子（ZGA-regulator）”进行筛选。结果发现，Dux、Dppa2和Dppa4在体细胞重编程的早期阶段发挥关键作用。如用CRISPR-Cas9敲除Dux，克隆胚胎将完全被阻断在2-细胞时期。只有在瞬间过表达Dux（tOE-Dux），使其符合内源Dux时空特性时，才能提高核移植重编程效率，我们将这种方法称为D-SCNT。此外，D-SCNT结合干扰DNA甲基化酶（si-Dnmts）能够进一步提高克隆动物的出生率。研究还发现，特异性过表达Dux可以显著提高CiPS的细胞重编程效率和提高干细胞的多能性，并对相关机制做了阐释。

该研究首次揭示了ZGA调控因子Dux在体细胞重编程中的作用机制，时空特异性过表达Dux可大幅度提高克隆效率和化学小分子诱导多能干细胞的建系效率，为干细胞的再生医学与生物工程应用提供了新的途径。相关结果于2020年7月27日发表在《EMBO Reports》（中科院一区Top，五年影响因子IF=9.26），题为《Transient Dux expression facilitates nuclear transfer and induced pluripotent stem cell reprogramming》。这是继李光鹏教授、杨磊博士等于2020年《Journal Pineal Research》（一区TOP，IF= 15.221）、2018年《EMBO Reports》发文之后，又一次重要研究成果展示。

      李光鹏教授课题组的杨磊博士为第一作者，李光鹏教授为独立通讯作者。参与此项研究工作的还有：刘雪霏技术员和宋丽爽博士、苏广华老师、狄安琪硕士研究生、白春玲老师和魏著英老师。本研究得到国家科技重大专项课题、省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室自主课题和内蒙古自治区科技重大专项的支持。

本文的主要作者

论文链接：https://www.embopress.org/doi/abs/10.15252/embr.202050054