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原肠作用后形成了三胚层（内胚层，中胚层，外胚层），开启了个体胚胎发育的进程，而对于三胚层细胞的命运决定机制，人们却知之甚少。本研究利用体外分化系统结合体内的三胚层的转录组芯片数据，建立了不同信号通路是如何通过ERAS建立联系，并调节胚层分化的分子机制。 首先，本研究发现抑制上胚层细胞的ERK1/2信号通路，可以促进上胚层细胞向神经外胚层前体细胞分化。接着，本文又证明了抑制ERK1/2不仅抑制了上胚层干细胞(EpiSC)的自我更新，同时也阻止了EpiSC向中内胚层细胞分化。而在ActivinA和CHIR99021诱导EpiSC向原条分化的系统中抑制ERK1/2的磷酸化，对于SMAD蛋白家族在细胞中的表达和定位没有显著的影响，但可以上调E-cadherin同时减少了β-catenin的入核。说明抑制ERK1/2的磷酸化可以抑制原条分化的分子机制可能是通过抑制了CHIR99021/β-catenin信号通路。于是在此基础上，利用3D培养系统，模拟体内上胚层的建立，并通过短暂抑制ERK1/2磷酸化，将胚胎干细胞（ES细胞）向神经外胚层前体细胞诱导的效率提高至90％以上。不仅佐证了ERK1/2在胚层分化中的开关作用，同时也建立了高效均一的诱导ES细胞向神经外胚层前体细胞分化的体系。 此外，本研究还发现在EpiSC中抑制了ERK1/2的磷酸化后，AKT的磷酸化显著上调;而抑制了AKT的磷酸化后，ERK1/2的磷酸化上调，两者呈现出明显的负相关性，但在ES细胞中则没有这种相关性。随后，结果显示抑制了AKT显著的促进了中内胚层的分化，说明了AKT信号通路在原肠发生中可能和ERK1/2信号通路相互关联，共同调控胚层的命运。 于是，通过高通量芯片分析三胚层的转录组差异，找到了连接AKT和ERK1/2信号通路的分子ERAS。结果显示在EpiSC中干涉Eras后，AKT磷酸化下降，细胞趋向于中内胚层分化;而过表达Eras后，AKT磷酸化水平增加，细胞向中内胚层的分化受到抑制，而且这种抑制效应可以被Ly294002(PI3K抑制剂)部分挽救，证明了ERAS的确可以通过调节AKT信号通路而调节胚层的分化。此外，ERAS在ES细胞中，可以通过调节ERK1/2的活性，而调节ES细胞分化的启动，并且这种调节是不依赖于AKT信号通路的。最后我们还证明了β-catenin可以直接结合Eras的启动子区域，而负调控Eras的表达。 至此，本研究发现了一个在上胚层细胞向三胚层分化过程中的β-catenin-Eras-AKT-ERK的信号调控，为体外分化系统的优化，提供了理论基础。