细胞转分化是由一种类型的细胞重编程为另一种类型的细胞,在动物发育和再生过程中普遍发生,利用体细胞转分化过程产生其他用途的细胞,可以为农业动物生产和再生医学提供服务。在体外研究中能够通过特定转录因子的表达或者化合物处理,使得处于终末端分化的细胞直接转变成另外一种类型的体细胞。本研究利用实验室已建立的小鼠成纤维细胞过表达MyoD转分化成肌肉细胞的研究模型,通过多组学的数据,多维度地对野生型成纤维细胞、转分化后的成纤维细胞以及小鼠成肌细胞中CTCF和MyoD转录因子,在基因组中的结合位点以及介导的染色质三维结构特征进行联合分析。发现转分化后的成纤维细胞的基因表达,转录因子与染色质的互作以及染色质三维结构等特征,都与起始成纤维细胞和目标成肌细胞有较大的不同,转分化细胞以一种中间状态而存在,这可能是影响转分化效率的重要限制因素。本研究主要结果如下:（1）本研究通过对野生型成纤维细胞、转分化后的成纤维细胞与成肌细胞的基因表达谱分析,鉴定出1663个重编程基因与6336个非重编程基因,其中非重编程的基因主要在核小体组装方面有着显著富集。（2）本研究基于ChIP-Seq的数据,在野生型成纤维细胞、转分化后的成纤维细胞与成肌细胞中分别鉴定出55467、45175以及32565个CTCF结合位点,发现CTCF的结合位点随着成肌分化能力的增强而减少,对此我们认为CTCF在小鼠成纤维细胞转分化过程中行使重要功能。（3）本研究利用BL-HiChIP所得到的数据,对野生型成纤维细胞、转分化后的成纤维细胞与成肌细胞中的CTCF所介导的染色质三维结构进行研究分析,结果发现,在野生型成纤维细胞、转分化后的成纤维细胞与成肌细胞中分别鉴定出12853、9612以及37488个CTCF介导的loop,并发现在这三类细胞中,由CTCF所介导的染色质三维结构是变化的,使得转分化后细胞的染色质三维结构,既不同于成纤维细胞,又不像成肌细胞,而是一种处于中间样细胞状态的染色质结构。说明转分化细胞和真实的成肌细胞有一定的区别,这可能是导致该转分化细胞成肌能力较弱的主要原因。（4）联合分析ChIP-Seq以及BL-HiChIP的数据,分别在转分化后的成纤维细胞中鉴定出21831个MyoD结合位点以及2190个由MyoD所介导的染色质互作loop,通过对MyoD结合位点与染色质环的进一步分析,我们推测MyoD因子发挥了染色质先驱因子的功能,由MyoD因子自身所介导的染色质三维结构在成纤维细胞转分化过程中可能发挥了一定作用。本研究利用实验室前期获得的多组学高通量数据,初步分析了成纤维细胞转分化过程中,转录因子CTCF和MyoD与染色质互作的动态变化特征,为提高细胞转分化效率提供了重要依据,同时为细胞转分化技术应用于农业动物畜牧生产实践和临床治疗疾病奠定了基础。