多能干细胞具有自我更新和向三胚层细胞分化的潜能,是细胞命运调控机理研究的理想细胞模型,在再生治疗方面具有广阔应用前景。然而,在实际应用到临床上时仍存在很多问题,主要原因包括对多能干细胞在命运决定过程中的机理研究还不够透彻,多能性维持与退出调控机制仍未清楚。本实验室前期研究结果表明c-Jun通过调控Ss18形成相变等途径显著影响小鼠胚胎干细胞多能性维持与退出,同时作为核心多能性基因Oct4的“平行镜面因子”拮抗多能性获得,并提出了体细胞与多能干细胞的界面假说。然而,c-Jun在人胚胎干细胞命运决定过程中所起的作用还知之甚少,与小鼠体系存在哪些异同点仍不清楚。本研究利用CRISPR/Cas9技术成功构建c-Jun敲除的人胚胎干细胞系,结合形态特征、检测多能性基因表达与畸胎瘤形成等实验判断,发现c-Jun敲除对人胚胎干细胞多能性维持和三胚层分化早期阶段没有显著影响。为了进一步确定c-Jun在人胚胎干细胞多能性退出及其向三胚层后期终末谱系功能细胞分化过程中的功能调控作用,本研究分别通过人胚胎干细胞定向分化至心肌细胞、肝脏细胞、肾脏细胞、神经细胞、体节前体细胞、定型内胚层细胞,发现c-Jun敲除显著抑制人胚胎干细胞向心肌细胞分化,但促进向肝脏细胞分化,这与已报道的c-Jun敲除小鼠抑制肝细胞分化、对心肌细胞分化无影响的表型不同。另外,c-Jun敲除对人胚胎干细胞向定型内胚层细胞、体节前体细胞、肾脏细胞以及神经细胞分化没有显著影响,这与已报道的c-Jun敲除小鼠对这些细胞发育分化没有影响的表型一致。本研究对c-Jun在人胚胎干细胞多能性维持与退出中所起的作用进行了初步研究,为进一步探索多能干细胞命运决定以及比较研究c-Jun在不同物种的谱系功能细胞命运调控中的作用机制奠定理论基础,对未来多能干细胞更加安全有效应用于临床研究与疾病治疗具有重要的理论指导意义。