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目的:在神经系统疾病的治疗中,神经干细胞表现出巨大的可塑性,可以被诱导分化成各种类型的成熟神经细胞,但是由于神经干细胞难以直接获取,来源问题已成为应用于临床治疗的关键。本课题主要确定了一种培养条件,利用化合物组合极大提高了小鼠成纤维细胞和间充质干细胞转分化为神经干细胞的效率,进而继续探究其潜在机制,阐明了生长因子与核孔蛋白在诱导过程中发挥的重要作用,为进一步推动神经干细胞应用于临床治疗奠定了基础。方法:从Nestin-GFP荧光标记的转基因小鼠体内分离GFP阴性小鼠原代胚胎成纤维细胞和尾尖成纤维细胞,用添加有化合物组合的优化培养基激活神经干细胞相关基因表达。流式细胞分选分离获得带有荧光标记的细胞群,在神经基础培养基中进一步诱导获得化学诱导神经干细胞。通过实时荧光定量PCR、免疫荧光染色鉴定其神经相关基因和标志物表达情况,CCK-8、免疫荧光测试其增殖和分化能力。对转分化各个阶段的细胞进行转录组和表观基因组测序分析,探究其中高表达生长因子的作用机制。转分化过程细胞核大小发生变化,利用小干扰RNA干扰抑制核孔蛋白合成,研究核孔蛋白在转分化过程中的作用。同时尝试在间充质干细胞中建立小分子化合物诱导转分化为神经干细胞的体系。结果:在以M5300为基础培养基,VPA、CHIR99021和Repsox为化合物组合的条件下,第四天即可见Nestin-GFP阳性细胞。化学诱导神经干细胞的Sox2和Pax6基因被激活,经过长期培养依然维持自我更新能力和多向分化潜能。转录组和表观基因组分析表明,IL6在转分化初期表达升高,FGF5和LIF在后期被动态激活并促成细胞命运的改变。在培养条件中仅加入这些生长因子也可促使成纤维细胞转化为神经祖细胞样细胞。此外,核孔蛋白Nup210激活SoxB1家族转录因子参与了化合物组合或生长因子联合作用诱导直接重编程的多个阶段。使用小分子化合物诱导间充质干细胞,检测到神经干细胞相关基因表达量升高。结论:本课题发现在条件培养基中加入化合物组合可以将小鼠成纤维细胞直接重编程为神经干细胞。生长因子IL6、FGF5、LIF和核孔蛋白Nup210的阶段性激活对于成功诱导发挥着至关重要的作用。本研究揭示了细胞外信号和内部因素在直接细胞重编程中的联合作用。