胚胎干细胞（Embryonic stem cells,ES cells）是取自胚胎发育早期囊胚内细胞团（inner cell mass,ICM）中的一类细胞,具有自我更新和分化两大特点。然而,作为发育生物学和再生医学研究的最佳模型,ES细胞自我更新和多能性维持背后的分子机制尚未完全被阐明,这也一直是ES细胞从基础研究到临床应用所面临的主要挑战。多梳（polycomb group,Pc G）蛋白是一组在物理上相互结合的蛋白,它们在胚胎发育、干细胞多能性维持以及肿瘤的发生发展中起关键作用。Pc G蛋白通过形成功能型染色质复合物发挥作用,主要分为两大类:多梳抑制复合物1（PRC1）和PRC2。PRC1可通过核心亚基E3泛素连接酶RING1A/B在赖氨酸119位点单泛素化组蛋白H2A（H2AK119ub1）。PRC1根据组成成分不同,可进一步细分为经典和非经典的PRC1（c PRC1和nc PRC1）。也可根据包含PCGF蛋白的不同进一步分为PRC1.1-PRC1.6。PRC2由四个核心亚基EZH1/2、SUZ12、EED、RBBP4/7以及若干非核心亚基组成。组蛋白甲基转移酶EZH1/2可在赖氨酸27为位点将组蛋白H3单甲基化、二甲基化和三甲基化（H3K27me1/2/3）,抑制发育相关基因表达。根据包含的非核心亚基不同可分成PRC2.1和PRC2.2,其中PRC2.1包含PCL1-3（PHF1,MTF2,PHF19）;PRC2.2包含JARID2和AEBP2。最近研究表明,PRC2核心亚基RBBP4对小鼠早期胚胎发育至关重要。然而Rbbp4敲除导致早期胚胎死亡的确切原因及其在维持ES细胞多能性方面的潜在作用尚不清楚。在本研究中,我们利用CRISPR/Cas9介导的ES细胞打靶技术构建了Rbbp4条件性敲除的ES细胞系,通过瞬时表达Cre重组酶72小时后,获得Rbbp4敲除的ES细胞。我们发现Rbbp4敲除的ES细胞生长缓慢,多能性丧失且有致命的分化表型。为了揭示Rbbp4缺失的ES细胞多能性丧失的分子机制,我们利用RNA-seq分析了Rbbp4缺失ES细胞的表达谱,发现Rbbp4敲除导致核心多能因子表达剧烈减少和早期中内胚层谱系基因的上升。结合已发表的RNA-seq数据,我们发现Rbbp4缺失变化的基因与PRC2核心成员（Ezh2、Suz12、Eed）以及ES细胞核心多能因子（Oct4、Sox2、Nanog）的靶基因有相当一部分的重叠。为进一步探索在维持ES细胞多能性状态中RBBP4直接调控的基因,我们利用染色质免疫沉淀（Ch IP-seq）技术分析了RBBP4直接调控的靶基因,发现RBBP4可直接抑制Brachyury、Tbx2、Sox17、Gata4等中内胚层谱系基因。并且有趣的是,RBBP4也可直接激活多能因子Oct4和Sox2。进一步体内和体外分化实验中发现,Oct4和Sox2的强制共表达完全挽救了Rbbp4缺失的ES细胞的多能性。另外在PRC2中为了探究各个成员维持ES细胞多能性的能力,我们利用CRISPR/Cas9技术建立了单个或组合敲除的ES细胞系,我们发现PRC2核心亚基（除RBBP4外）和非核心亚基的任何一个组份的缺失都不影响ES细胞的自我更新和多能性。蛋白组学研究表明RBBP4与核心PRC2成员EZH1/2,SUZ12,EED结合,Rbbp4敲除并不影响PRC2的稳定性以及PRC2各个成员蛋白的表达,但RBBP4可通过招募PRC2复合物到早期中内胚层谱系基因的启动子区抑制基因表达。综上所述,本研究表明Rbbp4对于ES细胞多能性维持至关重要。在维持ES细胞多能性状态中,Rbbp4具有双重作用:一方面通过调控Oct4和Sox2等多能因子的表达来维持多能性;另一方面通过招募PRC2抑制中内胚层谱系特异性基因的表达。