胚胎干细胞具有的无限增殖以及多向分化能力使如下一种设想成为可能：大量扩增然后分化成为一种功能细胞，用于治疗由于该类细胞缺乏所导致的疾病，比如糖尿病等退行性疾病。本文建立了一种简单有效的、无血清无饲养层细胞的的方法来诱导胚胎干细胞分化成为产生胰岛素的细胞。在该方案中，Activin A用于第一阶段，可以高效的促使人胚胎干细胞变成胚内内胚层细胞，它们表达特异性的基因Sox17而不表达胚外的相关基因AFP；全反式视黄酸（All-trans retinoicacid，RA）用于第二阶段，诱导胰腺命运的特化，细胞开始表达胰腺早期开始表达的基因pdx1和hlxb9；最后用含有bFGF和nicotinamide的无血清培养基使分化细胞进一步成熟，此时细胞表达一些胰岛特异的基因，包括C-peptide，insulin，glucagon和glut2。诱导产生的C-peptide阳性细胞处于非凋亡状态，能够响应葡萄糖刺激而合成和分泌胰岛素。当移植这些细胞到免疫缺陷的STZ诱导的糖尿病小鼠时，部分小鼠能够表现出血糖回复到正常，并且维持至少6周以上；这些小鼠的比例达到30％。分化细胞能够在糖尿病小鼠体内存活并且维持胰岛特异的基因，包括C-peptide，pdx1，glucokinase，nkx6.1，IAPP，pax6以及Tcf1的表达。　　 相似的诱导方案也用于诱导小鼠核移植胚胎干细胞向胰岛细胞的分化。在进行分化之前，我先鉴定了建立的小鼠核移植胚胎干细胞的多能性；这些细胞显示多能性基因的表达并且，通过四倍体技术，能够得到可育的后代。对于分化过程，我也检查了基因表达的动态变化，结果显示分化过程和体内的胰腺发育是可比的。最后，分化产生的胰岛素阳性细胞共表达Pdx1而不共表达胰高血糖素，这和其它实验室报道只能得到不成熟的双阳性细胞有所不同。分化最后得到的细胞能够正常释放胰岛素，并且能够逆转糖尿病小鼠，且至少维持正常血糖两个月。　　 总之，本论文建立了一个有效的，化学成分清楚的方案用于诱导人和小鼠胚胎干细胞分化成胰岛样细胞。这些产生的胰岛样细胞能够逆转糖尿病小鼠血糖，即使在人胚胎干细胞的例子中只有30％的比例。并且，这个方案确实模拟了体内的发育过程：内胚层诱导，胰腺命运特化，内分泌的成熟，这为研究人的胰腺发育提供了一个体外模型。而且，基于核移植胚胎干细胞的工作在糖尿病小鼠模型上证明了治疗性克隆的可行性。