作为真核生物细胞内一种保守的转录后调控机制,无义介导的mRNA降解机制（Nonsense-mediated mRNA decay,简称为NMD）不仅可以降解含有提前终止密码子（PTC）的mRNA,并且可以调控部分可翻译为正常功能蛋白的mRNA的稳定性,同时起到监控mRNA质量和数量的功能。在哺乳动物经典的NMD通路中,其降解功能是由SMG6介导的核酸内切酶途径以及SMG5/7异二聚体介导的核酸外切酶途径行使。值得注意的是,SMG7因子除了在NMD机制中起着降解靶标mRNA的功能外,还可能在DNA损伤修复途径中起着重要作用。在本课题中,我们通过基因打靶技术成功构建了Smg7条件性基因敲除小鼠,通过与Cre-ERT2小鼠进行交配,建立了 Smg7诱导型敲除小鼠,并以此为基础,我们成功分离和建立了 3株Smg7诱导型敲除小鼠胚胎干细胞系（mouse Embryonic Stem Cells-mESCs）。本课题具体研究内容和结果如下:（1）通过4-OHT诱导,我们成功建立了可稳定传代的Smg7敲除胚胎干细胞系。在Smg7敲除mESCs中,通过Western blotting和qPCR等实验策略,我们发现NMD因子如Smg5、Smg6、Upf1在蛋白水平以及mRNA水平均有显著升高,但这些NMD因子的代偿性升高并没有弥补Smg7基因敲除对NMD功能造成的抑制。此外,qPCR分析表明,经典的NMD标靶,如Atf4、Ddit3、Gas5、Snhg12等基因的转录本水平均有显著升高。半定量PCR分析表明,Smg7敲除mESCs中,由于选择性剪切造成的含有提前终止密码子的转录本也有显著积累。这些研究表明,Smg7是NMD的一个核心因子,并且Smg7的敲除造成mESC中NMD功能全面抑制。（2）我们实验室的早期研究表明,NMD因子,如Smg5与Smg6的敲降或敲除都会导致mESC的分化功能缺陷。在本研究中,我们通过拟胚体形成实验和自主分化实验探究了 Smg7基因在mESC分化中的作用。qPCR和Western blotting结果均表明,在两种不同的分化条件下,与对照组mESCs（Smg7F/F）相比,Smg7敲除型mESCs（Smg7Δ/Δ）中的干细胞转录因子Oct4A、Sox2以及c-Myc的蛋白表达水平均有明显升高。该结果提示Smg7是mESCs分化的调节者,证实了 NMD因子参与调控胚胎干细胞分化命运的科学假说。（3）人类肠癌肿瘤细胞系中的研究结果表明,在DNA双链受到损伤的情况下,Smg7可以调控肿瘤抑制因子p53的蛋白稳定性。为了探究Smg7基因在mESCs的DNA损伤修复中的功能,我们使用阿霉素（Doxorubicin;500ng/mL）诱导细胞DNA双链损伤。Western blotting 结果发现,（Smg7F/F）和（Smg7Δ/Δ）mESCs 中 p53 的蛋白表达水平没有明显差异。但qPCR结果显示,阿霉素处理前,Smg7敲除型细胞内p53及下游因子p21的mRNA表达水平出现上调趋势,而阿霉素处理后,两组细胞并未存在明显差异。这个研究结果表明,在mESCs受到DNA损伤的情况下,Smg7可能未参与调控p53信号通路。综上,在本研究中,我们构建了 Smg7条件性敲除小鼠以及Smg7敲除小鼠胚胎干细胞系,初步鉴定了 Smg7在mESC中的生物学功能,初步验证了“NMD是胚胎干细胞命运的调节者”这一科学假说。本研究所建立的小鼠和细胞模型将为后续全面揭示NMD的生物学功能提供重要的研究基础。