胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells，ESCs)是源于胚胎囊胚期内细胞团、具有自我更新和多向分化能力的一类细胞。胚胎干细胞一直是再生医学研究的热点之一，1981年，第一株小鼠胚胎干细胞系建立。1998年，第一株人胚胎干细胞系建立。胚胎干细胞最早培养在滋养层(feeder)细胞之上，随着干细胞培养技术的进展，科学家尝试在feeder-free的条件下培养ESCs，并发现通过加入白血病抑制因子(LIF)和小分子化合物组合2i（MEK抑制剂PD0325901和GSK3β抑制剂CHIR99021）可以在体外长期维持小鼠胚胎干细胞(mESCs)的自我更新和多能性。我们的研究发现:mESCs在体外培养、特别是在无feeder的培养条件下培养3-5天（未传代）之后，即便添加LIF，细胞也会发生分化。研究显示此时mESCs可通过自分泌产生VEGF，后者进而活化VEGFR，特别是VEGFR2，激活下游Erk、GSK3β等信号通路导致mESCs发生分化，运用VEGFR抑制剂sunitinib或其他RTK抑制剂，或VEGFR抗体，或VEGFRs受体敲除阻断VEGF/VEGFR信号通路都可以抑制上述过程。进一步机制研究发现:在干细胞体外培养过程中，随着培养时间的延长，环境压力增加可导致细胞中Hif1α表达升高，同时细胞发生内质网应激反应(ER stress)，这些因素导致VEGF表达升高，从而活化ERK、GSK3β等下游信号通路，诱导mESCs分化。VEGFR抑制剂sunitinib则通过抑制VEGF/VEGFR信号通路抑制分化，同时反馈调节减少VEGF的表达，有利于干性维持。在撤除LIF的培养条件下，sunitinib促进干性维持的作用与目前mESCs培养中广泛使用的添加剂2i效果不相上下。用添加sunitinib的培养基培养的mES细胞维持多能干细胞特有的自我更新和多向分化能力，可以在体内、外分化成三个胚层来源的细胞。胚胎注射上述mES细胞可以成功获得嵌合体小鼠。同时，我们发现sunitinib的加入有利于从小鼠胚胎内细胞团中衍生获得ESCs。　　ESCs在干细胞研究和再生医学领域中发挥重大作用。但是，获取ESCs破坏胚胎，存在伦理学问题，这成为胚胎干细胞走向应用的瓶颈。2006年，Yamanaka等利用逆病毒介导干性相关的4个转录因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc（简称Ymanaka四因子，4F）基因导入小鼠胚胎成纤维细胞，成功将体细胞重编程为具有绝大部分ESC特征的细胞，称为诱导性多能干细胞(inducedpluripotent stem cells，iPSCs)。iPS细胞解决了干细胞研究中的伦理学问题，具有巨大的应用前景。然而，当前iPSC尚存在安全性问题，同时，iPS诱导效率也有待进一步提高，通过加入小分子化合物提高iPS诱导效率，甚至替代部分转录因子（例如原癌基因c-Myc，Klf4等）是目前iPSC研究的一个热点。我们发现运用VEGFR抑制剂sunitinib（或者其它小分子RTK抑制剂）阻断VEGF/VEGFR信号通路，不但可以促进mESC干性维持，还可以促进体细胞重编程，sunitinib可以将四因子诱导的重编程效率提高8～10倍。进一步研究发现，sunitinib还能减少转录因子的使用，sunitinib+Oct4一因子条件即能成功诱导重编程。Sunitinib与小分子化合物VPA、CHIR99021、Repsox、Parnate组合+Oct4因子，可以高效诱导MEF细胞重编程成为iPS细胞（29天后效率达到0.02％）。获得的iPS细胞具有典型的多能干细胞特征，表达多能干细胞特异的biomarker，可以多向分化成三个胚层来源的细胞。胚胎注射获得的iPS细胞可以成功获得嵌合体小鼠。进一步的机理研究证实sunitinib通过抑制VEGFR促进重编程。　　综上所述，本研究发现了mESCs自分泌VEGF，后者激活下游受体VEGFR2，进而激活ERK和GSK3β导致细胞分化，而一种新的、促进mESCs自我更新的活性化合物sunitinib，可以通过抑制VEGFR、反馈减少VEGF的表达，抑制mESCs自发分化，同时，该化合物还可以促进体细胞重编程。本文的研究工作探索了VEGF/VEGFR信号通路在干细胞自我更新和体细胞重编程中的作用机制，证实了VEGFR抑制剂（例如sunitinib）促进干性维持和重编程的新活性，为干细胞理论和应用研究提供了新的思路。