胚胎干细胞（Embryonic stem cell,ESC）在适当体外培养条件下具有无限自我更新能力以及分化成体内所有细胞类型的潜能。这些特性使得ESC在再生医学中具有广泛的应用前景。ESC的快速增殖能力能保障充足的细胞数目应用于临床治疗;而维持基因组稳定性对ESC在临床应用的安全性至关重要。因此,研究ESC独特的细胞周期调控机制以维持快速增殖,以及ESC在快速增殖的同时,如何维持其基因组稳定性,有着重要的科学意义,也有助于推动ESC在临床上的应用。ESC的快速增殖依赖于较短的G1期和G2期。之前有文章表明,多能性因子Oct4通过抑制Cdk1的激活,从而抑制有丝分裂的进程,有助于基因组稳定性的维持。然而,对于ESC如何在Oct4存在的情况下进入有丝分裂阶段仍不清楚。我们实验室之前报道,敲低Cops2会使小鼠ESC的细胞周期阻滞在G2/M期。因此我们对Cops2如何调控小鼠ESC细胞周期进行了进一步的研究。在本研究中,首先通过免疫共沉淀结合质谱分析,我们发现Cops2与Oct4和Cdk1之间有相互作用。进一步证明了,Cops2只有在Oct4存在的情况下才能提高Cdk1/Cyclin B的活性。与此结果相一致的是,在He La细胞中,Cops2仅在有Oct4时才能促进细胞周期从G2期向M期的转变。从机制上来说,一方面,Cops2通过与Oct4相互作用减弱Oct4和Cdk1的结合;另一方面,Cops2和Cdk1形成Cops2-Cdk1复合物来减弱Oct4和Cdk1之间的相互作用。两方面相互作用阻断Oct4对Cdk1活性的抑制作用,促进细胞周期从G2期向M期转换。Cops2缺失会导致小鼠胚胎3.5天致死,这与我们前期发现的Cops2在ESC自我更新中的功能吻合。而Cops5和Cops8的缺失会导致7.5-8.5天的胚胎致死。因此,我们推测Cops5和Cops8可能在小鼠ESC的分化中发挥作用。为研究Cops5和Cops8在小鼠ESC的分化中的功能,我们尝试在小鼠ESC中敲除Cops5和Cops8。在靶向敲除Cops8的70个克隆中,我们得到了3个Cops8双敲细胞系;然而,在靶向敲除Cops5的127个克隆中,没有得到Cops5 KO的小鼠ESC。这提示小鼠ESC的自我更新离不开Cops5。之后我们构建了可诱导敲除Cops5的ESC系。Cops5敲除导致多能性marker Nanog蛋白水平的降低,细胞增殖减缓,细胞周期G2/M期阻滞,以及细胞凋亡和严重的DNA损伤。进一步研究发现Cops5在维持小鼠基因组稳定性中有双重作用,一方面,Cops5通过抑制Mtch2的自噬降解,将细胞的代谢转向糖酵解,从而降低活性氧（Reactive Oxygen Species,ROS）的产生,并减少了ROS引起的内源性DNA损伤。另一方面,Cops5是ESC中高DNA损伤修复（DNA Damage Repair,DDR）活性所必需的。如果没有Cops5,升高的ROS和降低的DDR活性会导致ESC中DNA损伤的积累。之后,p53被激活引起G2/M阻滞和细胞凋亡。我们的研究揭示了Cops2在G2/M期转换中的重要作用,阐明了Cops5通过调节细胞代谢和DDR途径维持基因组稳定性,表明了Cops5在ESC自我更新中的重要功能。为更好的利用ESC奠定基础。