Foxm1在细胞周期的调节、细胞命运的决定、胚胎发育、成体组织的稳态以及器官再生和衰老等生物学过程中具有关键作用，尤其在确保细胞分裂过程的精确度上扮演重要角色，抑制Foxm1的活性将导致有丝分裂发生一系列反常。正常干细胞内Foxm1的异常表达是多步骤癌变途径中的第一步。研究证明Foxm1与多能因子Oct4、Nanog和Sox2一起维持干细胞的自我更新。SUMO修饰是真核细胞内广泛存在的一种翻译后修饰，通过改变底物的亚细胞定位、稳定性和相互作用等方式来改变底物的功能。此外，SUMO修饰影响哺乳动物细胞有丝分裂的过程，同时还抑制干细胞中Nanog基因的表达。为了阐明转录因子Foxm1与Nanog基因关系，并鉴定该因子是否为SUMO化修饰的底物，本研究以F9畸胎瘤细胞和胎牛成纤维细胞(fetal bovinefibroblast, FBF)为模型，利用实时定量PCR(Real time PCR)、免疫印迹(Western blot)、双荧光素酶报告分析(Dual-Luciferase Reporter assay)等方法，从不同角度研究了Foxm1对Nanog基因的影响。实验结果如下：1.利用PCR技术，克隆牛Nanog基因启动子区-1122—+323bp序列，并从上游逐段缩短启动子(50bp步移)，分别将扩增的20个启动子片段插入荧光素酶报告载体pGL4.10中，构建Nanog启动子荧光素酶报告载体。测序结果证明构建的载体序列与预期结果一致。用上述载体分别转染F9畸胎瘤细胞和胚胎牛成纤维细胞，通过双荧光素酶报告分析检测启动子活性。结果表明，本实验中克隆到的启动子片段为Nanog有效启动子，能有效启动下游基因的转录并具有组织特异性。2.通过提取小鼠F9畸胎瘤细胞的总RNA，利用反转录PCR技术克隆小鼠Foxm1的CDS序列，再将片段插入pCMV-Myc载体中，构建Foxm1的真核表达载体pCMV-Myc-Foxm1。经双酶切和DNA测序鉴定后分别转染胎牛成纤维细胞和293-FT细胞，用Western Blot鉴定Foxm1的表达。结果表明本实验构建的pCMV-Myc-Foxm1真核表达载体可以在胎牛成纤维细胞和293-FT细胞内正确表达，为后续实验奠定了基础。3.利用构建的包含Nanog近端启动子区-1122—+323bp的荧光素酶报告载体，以及Foxm1的真核表达载体，在F9畸胎瘤细胞和胎牛成纤维细胞中研究过表达Foxm1对Nanog基因的影响。在FBF中的双荧光素酶报告分析实验证明，过表达Foxm1能增强Nanog启动子活性，但对于不同长度的启动子促进作用没有明显差异。结合前人的研究(Xie et al.2010)我们分析出现这种情况的原因有：1、Nanog启动子-1122—+323bp不存在Foxm1的特异性结合位点；2、Foxm1对Nanog启动子活性的影响可能间接的，需要别的转录因子的参与。在小鼠F9畸胎瘤细胞中的Real time PCR和Westernblot实验证明，过表达Foxm1在转录水平和翻译水平对Nanog基因都具有明显的促进作用。综上所述，我们证明转录因子Foxm1促进Nanog的表达。4.根据SUMOsp2.0预测软件对Foxm1潜在SUMO化修饰位点的预测结果，利用重叠延伸PCR(Overlap Extension PCR，OE PCR)对Foxm1的第199、216、354、459、477和494位赖氨酸残基进行定点突变，将其分别转换为精氨酸，构建了6个突变型表达载体。分别将突变型表达载体和野生型表达载体与SUMO修饰系统组分SUMO1和Ubc9表达载体共转染293-FT细胞，通过免疫印迹技术鉴定Foxm1是否为SUMO化修饰的底物。然后，将野生型pCMV-Myc-Foxm1与SUMO修饰系统组分SUMO1和Ubc9表达载体共转染小鼠F9畸胎瘤细胞，实时定量PCR分析检测在不同SUMO修饰状态中Nanog表达量的变化。结果表明：1、Foxm1可以被SUMO修饰；2、单独突变第199、216、354、459、477或494位赖氨酸残基，不影响Foxm1被SUMO化修饰的水平；3、SUMO化修饰增强Foxm1的转录活性，并有助于提高Nanog基因的转录水平。