转录因子的过表达是驱动细胞命运转变的有力途径,可以利用它获得重编程或定向分化的细胞,这些细胞可用于多种方面,如模拟人类疾病来进行药物筛选,用于细胞治疗,甚至培养出新的组织来替换衰老或受损的组织。通过定向进化的手段对转录因子进行改造,能更高效地获取更优质的细胞,推动再生医学的发展。Oct4在维持干细胞全能性和完成体细胞重编程中起着关键的作用,为实现Oct4的定向进化构建了两种不同的突变文库进行筛选。第一,选取了在其POU结构域上的6个关键氨基酸K7、Q18、I21、T22、E78、S151,分别构建饱和突变文库,通过与Sox2、Klf4、c-Myc共同诱导OG2小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)成多能诱导干细胞(iPSC)来进行筛选,在不同的位点的文库中均筛选到较高诱导活性的突变体,其中T22R最为突出,活性大约是野生型Oct4的2.5倍。将分布在不同位点的最强突变作整合,获得活性大约为野生型9倍的三突变体T22R/E78P/S15 1N。第二,选取Oct4、Oct6、Brn2、Oct1通过USER酶重组的方法构建POU结构域嵌合突变文库,从中筛选出了活性大约为野生型6.5倍的突变体POUhBrn2,同时在它的基础上分别增加了突变T22R和E78P,得到的突变体POUhBrn2/T22R 和 POUhBrn2/E78 P的活性大约为野生型的12倍。