涡虫具有很强的再生能力。从涡虫咽前部将涡虫横切为前后两段时，前段部分从伤口处再生出缺失的后段，包括表皮、肌肉和神经等，称为涡虫尾再生（PTR）。后段部分从伤口处再生出缺失的前段，包括表皮、肌肉、神经、“脑”和眼点等，称为涡虫头部再生（PHR）。成体涡虫再生与胚芽基细胞（neoblasts）密切相关。胚芽基细胞广泛分布于涡虫体内，通过迁移、增殖、分化等过程完成组织结构重建和涡虫再生。其中，细胞分化是涡虫尾再生的关键所在，其过程涉及多种基因/蛋白，了解其调节途径和方式，是揭示机理的必要环节。为此，本研究建立涡虫尾再生模型，用基因表达谱芯片定性、定量分析了涡虫术后0h、2h、6h、12h、24h、30h、36h、72h、120h和168h再生尾部的基因种类和表达丰度，根据基因表达丰度计算ratio值。发现8470种基因的ratio值大于对照3倍，称为上调基因；1940种基因的ratio值小于对照1/3倍，称为下调基因；657种基因在有的时间点上调/有的时间点下调，称为上/下调基因，三项合计11067种基因。为从蛋白质组水平研究PTR中细胞分化与组织器官重建机理，本研究建立PTR模型，并提取其蛋白质。用荧光差异双向电泳（DIGE）结合质谱检测（MS）定性、定量这些蛋白的种类和表达丰度，根据蛋白表达丰度计算ratio值。发现1062种蛋白上调，181种蛋白下调，151种蛋白上/下调，三项合计1394种蛋白。查GO注释表明，这些基因/蛋白涉及信号传导、细胞分化等33种生理活动。其中，560种基因和52种蛋白参与细胞分化信号通路，1985种基因和216种蛋白参与细胞分化。最后，用网络原理和方法解析基因/蛋白表达变化预示的生理活动（Ep(t)值）发现，涡虫尾再生中NF-κB、BMP和p70S6K通路的信号传导活动显著强于对照，其调节的表皮细胞分化活动也于相应时间显著强于对照，表明这些信号通路促进表皮细胞分化和表皮重建。另一方面，TGF-β通路的信号传导活动显著强于对照，其调节的肌肉和神经细胞分化活动也于相应时间显著强于对照，表明该通路促进肌肉和神经细胞分化以及肌肉和神经重建。同时，Wnt通路的信号传导活动显著强于对照，其调节的“脑”神经细胞和视觉细胞分化活动于相应时间显著弱于对照，表明该通路抑制“脑”神经细胞和视觉细胞分化以及“脑”和眼点重建。综上所述，NF-κB、BMP、p70S6K、TGF-β等四条通路通过调节细胞分化促进PTR的表皮、肌肉和神经重建，而Wnt通路抑制PTR的“脑”和眼点重建。本研究用生物高通量技术检测了涡虫尾再生中相关基因/蛋白的表达丰度，用生物信息学和系统生物学方法分析涡虫尾再生中相关基因/蛋白及其表达变化预示的生理活动强弱，用网络分析方法研究了涡虫尾再生中基因/蛋白的作用机理，为进一步探讨涡虫尾再生机理提供了资料。