小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cell,mESCs)全能性和自我复制的维持依赖于核心转录因子Oct4,Sox2和Nanog等组成的调控网络。其中,Nanog在干细胞多能性与重编程中的作用及分子机制己经有了较为透彻的研究,但是其在分化中的调控机理仍然未知。因此,本文着重于探究Nanog调控小鼠胚胎干细胞分化的分子机制。为解决这一科学问题,本课题利用Nanog条件性敲除mESCs,通过拟胚体分化实验,证明Nanog缺失促使mESCs向中、内、外三胚层分化,但是干性相关的转录因子Tbx3表达却显著上调。Tbx3作为T-box家族的一员,,它在胚胎发育过程及干细胞维持中发挥着必不可少的作用,Tbx3的过表达能够促进细胞向中内胚层发育。为验证Nanog是否通过调控Tbx3的表达抑制mESCs分化,本研究利用CRISPR/Cas9系统在Nanog条件敲除细胞中对Tbx3进行敲除,发现Tbx3缺失能恢复Nanog敲除产生的分化异常表型;进而,我们通过ChIP-Seq和Luciferase实验鉴定Nanog结合Tbx3基因的几个潜在靶向位点;接着,利用ChIP-qPCR与CRISPR/dCas9系统,我们证实Nanog能够与Tbx3启动子区域结合,从而抑制Tbx3表达。总之,本文证明了 Nanog缺失的mESCs其干性仍能维持;Nanog通过结合在Tbx3基因的启动子区域下调Tbx3的表达,从而抑制mESCs向三胚层的分化。该研究有利于丰富核心转录因子Nanog调控小鼠胚胎干细胞分化的分子机理,为我们理解早期胚胎发育的过程及机制提供了理论依据。