表观遗传学(epigeneties)的研究近年来逐渐成为越来越受到人们重视的热点它的主要研究内容是基于非基因序列改变所引起的可遗传的基因表达水平变化,主要包括三个方面的研究内容：DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码microRNA。表观遗传学的调拧机制参与调节许多重要的生理过程,如X染色体失活、基因组印记等,近年来的研究更进一步表明,在肿瘤的发病机制研究中,表观遗传学异常与遗传学异常具有同样重要的作用干细胞被认为是一类具有自我更新能力与多向分化潜能的细胞,依其来源可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两类。胚胎干细胞具有无限的自我更新和全能的分化能力,是理想的研究发育与分化的细胞模型,但其在临床研究的应用不但受到伦理与法律上的争议困扰,更有许多安全性和技术上的障碍尚未克服。间充质干细胞是一类来源于骨髓、脂肪等组织的成体干细胞,能够在体外分化成为软骨、骨和脂肪细胞,是组织工程和再生医学的理想种子细胞，研究其自我更新和诱导分化的机制,对于间充质干细胞的应用有着非常重要的意义。本研究第一部分主要是研究了关键信号通路及组蛋白修饰在间充质干细胞分化中中的作用。我们利用脂肪组织来源的间充质干细胞体外培养诱导成骨分化为模型,分析了其分化前后一些关键信号通路的代表分子在蛋白水平的表达变化,并进一步分析了一些关键的组蛋白修饰及其酶类在成骨分化前后的变化,最后我们利用染色质免疫共沉淀技术结合全基因组测序(ChIP)检测了关键的组蛋白修饰H3K4me3、H3K9mc3和H3K27me3在间充质干细胞全基因组水平的分布状态，结果发现：脂肪源间充质干细胞体外成骨分化过程中存在Wnt通路第二信使βeatenin的表达上调及MEK/ERK通路的ERK1/2活化的磷酸化形式的增加,表明WNT通路参MEK/ERK通路参与了MSC成骨分化的调节。而在成骨分化过程中Amad2/3的总体表达水平下降，提示Smad家族与成骨分化可能是负相关的作用。在成骨分化的晚期,组蛋白H3乙酰化、H4R3甲基化、H3K27甲基化在总体水平上都明显降低,进一步的ChIP-seq分析结果表明H3K4me3和H3K27me3这两种分别与活化与抑制相关的组蛋白修饰,在间充质干细胞中以双价修饰的形式共同调节了近2千个基因,其中包括许多自我更新与各胚层分化相关的关键基因。急性白血病是血液系统常见的恶性肿瘤,其发病机制非常复杂。本研究的第二部分主要研究了组蛋白修饰在急性淋巴细胞白血病的作用机制。我们以建系后的正常骨髓来源的B细胞与B细胞性急性淋巴细胞白血病细胞系Nalm6两种细胞作为比较研究对象,首先通过Western实验检测了这两种细胞的一些抑癌基因与组蛋白修饰酶类的表达差异情况,结果发现在Nalm-6细胞中一些抑癌基因如PTEN和P53是表达缺失的,而P0lycomb家族成员EZH2在Nalm-6细胞中表达明显增高。我们进一步通过染色质免疫共沉淀实验证明EZH2及其所修饰的与抑制基因表达相关的组蛋白H3K27三甲基化都结合于PTEN启动子区,说明EZH2在急性淋巴细胞白血病中参与了抑癌基因PTEN的失活。我们进一步用去乙酰化酶抑制剂TSA处理NALM-6细胞,通过Western实验检测处理前后的蛋白表达的变化发现TSA处理可以明显抑制EZH2和H3K27me3。综上结果我们的结论是,Polycomb家族蛋白EZH2可能通过抑制抑癌基因PTEN的表达参与了急性淋巴细胞白血病的发病机制并可能成为一个潜在的新的治疗靶点,组蛋白去乙酰化酶抑制能够抑制EZH2的作用。