人胚胎干细胞(human embryonic stem cell, hESC)和诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)具有体外自我更新、保持分化潜能以及能够分化成三个胚层等优点,因此ESC和iPSC在再生医学与临床治疗研究中有着巨大的应用潜能和无可比拟的优势。但是,由于伦理与道德的限制,人ESC和iPSC的研究只能到囊胚阶段,无法评估其发育潜能和安全性,这在很大程度上限制了人ESC和iPSC的研究。因此,需要更好的动物模型来替代人ESC和iPSC技术的研究。小鼠ESC和iPSC研究成熟,但是小鼠在亲缘关系、体型、生理解剖特征与人类存在巨大的差异,小鼠ESC和iPSC的形态和功能与人ESC和iPSC完全不同；灵长类与人类亲缘关系最近却存在着研究成本极高等问题。猪和家兔在生理和体型上较啮齿类与人类更加相近,繁殖周期比灵长类短,研究成本更低,越来越受到科研工作者的重视,作为模型动物研究胚胎发育和和疾病发生机制等领域中发挥了重要的作用,也是替代研究人ESC和iPSC的极佳模型动物。iPSC可以克服异体移植存在的免疫排斥问题,来源更丰富,所以在器官或细胞移植治疗研究中比ESC更有优势。目前,猪和兔的iPSC的诱导虽然有一些成功的报道,但是由于没有合适的多能性报告系统和培养体系的不完善,导致猪和兔iPSC的研究进展缓慢。因此,本研究希望在现有的研究基础上,建立更加完善和高效的猪和家兔iPSC诱导体系。小鼠Zscan4基因能够维持小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)端粒延长和染色体稳定,在小鼠iPSC诱导中,添加Zscan4基因能够缩短iPS诱导的时间和显著提高形成的iPSC克隆的质量。在猪iPSC的诱导中,本研究尝试在四个多能因子的基础上加入小鼠zscan4因子来提高猪的iPSC的诱导效率和质量。结果发现小鼠zscan4c或者zscan4f与人OSKM (oct4、sox2、c-myc和klf4)四个因子可成功诱导出猪iPSC细胞系,但是诱导过程中克隆产生速度较对照组并没有明显的加快且产生的iPSC克隆形态和质量并没有明显提高。在家兔iPSC的研究中,本研究首先构建了家兔Oct4-EGFP (OG2)转基因报告系统来示踪ESC和IPSC,从而尝试家兔NAIVE IPSC的诱导和培养。本研究发现转基因兔囊胚内细胞团和生殖脊都有特异性绿色荧光表达；同时获得了两只转基因胚胎,并成功分离兔胎儿成纤维细胞(rabbit fetal fibroblasts, RFFs)和神经干细胞(rabbit neural stem cells, RNSCs)。在此基础上,本研究通过在此转基因的RNSC中表达人Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc四因子,同时尝试不同的诱导培养体系,成功诱导出了兔iPSCs。最后本研究对诱导出的兔iPSCs进行RT-PCR、免疫荧光和体外分化等鉴定。综上所述,一方面,将Zscan4与四个转录因子一起诱导获得猪iPSCs,证实Zscan4在大动物中不能明显提高iPSCs的质量,为进一步获得NAIVE状态的猪iPSCs提供重要的参考价值；另一方面,本研究获得了一个有效的家兔多能性细胞的报告系统,并利用这一系统成功将RNSC诱导为多能性细胞,为家兔iPSC的研究提供了一个新的报告系统和诱导方案。