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通过外源导入特定转录因子,体细胞可以被重编程为诱导多能干细胞(iPS细胞)。iPS细胞代表了一种新的可能用于临床的病人自身来源的多能干细胞。传统上,iPS细胞通过用逆转录病毒载体向体细胞中导入Oct3/4,Sox2,c-Myc及K1f4四个转录因子而获得,但效率较低。在本论文第一部分,发现两种被报道能够提高E-cadherin基因表达的小分子化合物能提高重编程效率。进一步的研究发现,E-cadherin在细胞重编程过程中显著上调。并且,与胚胎干细胞(ES细胞)类似,iPs细胞中也存在E-cadhein介导的细胞间连接。接下来的实验表明,过表达E-cadherin可显著提高重编程效率,相应的,抑制E-cadherin的表达则降低重编程效率。同时,如果用针对E-cadherin蛋白胞外段的抑制性肽段或抗体破坏细胞间连接,则重编程效率也会显著降低。通过进一步的机制研究发现,E-cadherin蛋白的细胞粘附活性对于其在重编程过程中发挥作用是必要的。这些结果表明E-cadherin介导的细胞间连接在重编程过程中起着的关键作用,并提供了进一步提高iPS细胞诱导效率的新方法。在本论文第二部分,发现通过小分子化合物rapamycin或pp242抑制mTOR信号通路可以显著提高重编程效率。由于mTOR信号通路与机体寿命调控密切相关,因此测试了另一寿命相关通路IIS信号通路在重编程中的作用。发现通过小分子化合物PQ401抑制IIS信号通路也可提高重编程效率。同时,在果蝇上的实验证明这些小分子化合物的处理确实可以延长果蝇的寿命。进一步测试了另外六种已报道的可延长寿命的化合物,发现其中五种均可不同程度提高重编程效率。这些结果表明细胞重编程调控机制和机体寿命的调控机制共享一些信号通路,从而提供了一种从细胞重编程的角度研究机体衰老和寿命的新方法。