体细胞核移植（Somatic Cell Nuclear Transfer,SCNT）能将一个分化的体细胞重编程为具有全能性的胚胎细胞,然而目前对体细胞核移植胚胎发育过程中的染色质三维结构的动态变化及核移植胚胎干细胞（nuclear transfer Embryonic Stem Cells,ntESCs）中染色质三维结构的重编程状况知之甚少。此外,诱导多能性干细胞（induced Pluripotent Stem Cells,iPSCs）是另一种较为常见的重编程方法,目前还未有对这两种重编程的多能性干细胞染色质三维结构比较的相关研究。因此,本研究分别收集小鼠体细胞、核移植早期胚胎、受精胚胎干细胞（fertilized Embryonic Stem Cells,fESCs）和ntESCs分析核移植早期胚胎发育过程中的染色质三维结构的动态重编程情况和ntESCs的染色质三维结构重编程程度,并且比较了ntESCs和iPSCs的染色质三维结构转换的异同,主要结果如下:1.通过对小鼠体细胞、注核后1h的重构胚、早期1-cell、晚期1-cell、晚期2-cell、8-cell时期的核移植胚胎进行Hi-C建库测序并数据分析,结果表明体细胞核注入卵子后染色质三维结构消失,但随着核移植胚胎发育的进行其染色质区室（Compartment）和拓扑相关结构域（Topologically Associating Domains,TADs）经历了逐步的、广泛的重建,并在8-cell时期其染色质总体三维结构已初步被建立,这一染色质三维结构动态变化的现象与正常受精胚胎发育的染色质结构动态变化相似。2.将小鼠核移植胚胎与正常受精胚胎的三维结构进行比较分析,结果表明小鼠核移植胚胎1-cell阶段时的TADs结构强度显著强于正常受精1-cell胚胎。将体细胞的结构相关蛋白Cohesin进行瞬时敲除可以显著提高小鼠核移植的胚胎发育率。对Cohesin敲除后的核移植胚胎进行RNA-seq测序分析发现Cohesin阻碍了核移植胚胎初级合子基因组激活（Minor Zygotic Genome Activation,Minor ZGA）。此外,在小鼠核移植8-cell阶段的胚胎中存在部分抵抗重编程的TADs结构和抵抗转换的compartments结构。3.通过对小鼠ntESCs和fESCs染色质结构对比分析,结果表明ntESCs的染色质可及性和总体染色质三维结构与fESCs高度相似,其ATAC peaks和染色质三维结构(包括comaprtment、TAD和染色质环（Chromatin loop）水平都经历了广泛的重编程。此外,将小鼠ntESCs与fESCs的三维结构进行对比分析,结果显示ntESCs中存在部分异常重编程的compartments、TADs和loops结构,并且位于异常重编程结构内的基因主要与组织器官分化及正常生物学进程有关。4.将fESCs和ntESCs分别在体外进行拟胚体（Embryoid Body,EB）诱导分化,实验结果表明由ntESCs分化而来的EB三胚层基因存在异常表达的情况。此外,将位于异常compartments结构内的Msc基因在fESCs中进行过表达时,EB诱导分化出现异常,表明异常结构会损害ntESCs的分化潜能。通过进一步分析体细胞中组蛋白H3K9me3修饰相关区域与compartment结构之间的关系,结果显示部分体细胞中H3K9me3修饰的compartments在ntESCs中呈现异常转换的状态,尤其阻碍了compartment B转换为compartment A。5.将ntESC与iPSC的三维结构进行对比分析,结果表明ntESC与iPSC的总体染色质三维结构高度相似,但两者重编程过程中存在不同的染色质转换,这种转换与不同体细胞类型及重编程机制有关。以上结果表明,在小鼠核移植早期胚胎发育过程中,体细胞的细胞核进入卵子后经历了一些系列染色质三维结构的广泛重编程。核移植胚胎1-cell阶段的TADs结构与受精胚胎相比总体相对较强,并且发现体细胞中的结构相关蛋白Cohesin通过阻碍核移植胚胎Minor ZGA的发生从而影响了核移植效率。在ntESCs中,尽管其总体上完成了三维结构的重编程,但仍然存在部分异常的染色质三维结构,这些异常结构会损害ntESCs的分化潜能。此外,还发现组蛋白H3K9me3修饰可能参与了ntESCs中异常compartments的形成。在ntESC与iPSC染色质三维结构重编程过程的比较中,发现存在依赖于不同体细胞类型和重编程机制相关的染色质转换。本研究系统地分析了小鼠体细胞核移植过程中的染色质三维结构的重建过程以及ntESCs与iPSC染色质三维结构的重编程差异,有助于在三维结构层面提高对体细胞核移植重编程机制的了解,增加对ntESCs和iPSC的认识。