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Tcf7l1（又称Tcf3）是Tcf/Lef家族中含HMG功能域的一个转录因子，Tcf7l1在依赖细胞环境的转录调控中起到重要作用。在Wnt信号通路不存在的情况下，Tcf7l1通过对共抑制因子Groucho/TLE的招募，从而行使转录抑制作用。此外，在Wnt信号通路激活的情况下，β-catenin和共抑制因子共同竞争性的与Tcf7l1结合，形成β-catenin/Tcf7l1复合体，结合到Wnt信号通路的目标基因的启动子上从而激活这些基因的转录。Wnt信号激活同样能导致Tcf7l1磷酸化并使其相应的目标基因去抑制。Tcf7l1不仅对胚胎形成有重要作用，对胚胎和成体干细胞的干性维持也有非常重要的作用。在非洲爪蛙胚胎形成过程中的囊胚期，Tcf7l1在Wnt信号不被激活的情况下，在腹部抑制背部基因的表达。而在背部，由于存在Wnt信号的激活，稳定的β-catenin入核和Tcf7l1结合共同激活背部基因的转录和表达，从而形成背腹体轴。在斑马鱼中，tcfl1（tcf3）的敲除纯合子导致头部缺失，Tcf7l1抑制Wnt/β-catenin信号通路是正常头部结构发育的先决条件。在小鼠中敲除Tcf7l1导致异常的体轴结构，最终胚胎致死。在胚胎干细胞中，Tcf7l1是维持多能性的核心调控系统的完整组成成分。Tcf7l1也被报道对皮肤和神经干细胞中的细胞干性维持起到一定作用，其机制是通过抑制启动分化的基因来完成。但是Tf7l1的激活调控目前研究较少，关于其机制的阐述还需进一步的研究。 Jmjd6（又称PSR，磷酸酰丝氨酸受体）是具有Jmjc功能域的其中一种蛋白。具有Jmjc功能域的这类蛋白具有组蛋白的赖氨酸去甲基化酶活性，而Jmjd6则被报道具有组蛋白精氨酸去甲基化而不是赖氨酸的去甲基化功能。除此之外Jmjd6还具有赖氨酸羟基化，RNA剪接和转录调控的功能。在小鼠和斑马鱼的敲除和敲降实验显示Jmjd6是胚胎发育过程不可或缺的一类蛋白。并且，Jmjd6的过表达和恶性癌症预后相关。目前为止，Jmjd6在调节胚胎形成过程中的分子机制尚不清楚。 胚胎发育是由一系列的复杂事件所调控的，需要通过许多信号通路按顺序的激活和抑制。了解发育过程中的基因网络的逻辑性是系统的理解基因如何作用于表型所必须的。非洲爪蛙作为模式动物具有很大的优越性来研究这一过程，而Wnt信号通路是早期非洲爪蛙胚胎形成过程中的重要信号通路之一。为了更好的了解非洲爪蛙早期胚胎发育过程中Jmjd6的生物学功能和作用机制，我们设计实验揭示Jmjd6怎样通过Wnt信号通路中的转录抑制因子Tcf7l1来调控胚层分化和体轴形成。 在本研究中，我们通过获得和缺失功能实验得出在非洲爪蛙早期胚层分化和体轴形成中Jmjd6的调控作用，及其调控作用的分子机理。对不同物种中的Jmjd6序列进行比较分析，得出Jmjd6蛋白在进化过程中高度保守，由此可见其生物功能的重要性。RT-PCR和原位杂交实验显示在非洲爪蛙的胚胎形成过程中jmjd6在母源和合子中都有表达，表明Jmjd6是母源因子，在不同发育阶段都可能发挥了作用。并且通过Jmjd6敲降实验得出缺失Jmjd6功能导致前部体轴缺陷，且前后体轴形成过程中相关的前部标记基因呈现下调的趋势，而过表达Jmjd6的表型和基因变化趋势则与之相反。另外原位杂交实验显示过表达和敲降Jmjd6能够影响三胚层标记基因，nodal相关基因以及组织者基因的表达。此外，Jmjd6对Wnt信号通路的直接目标基因siamois(sia)和xnr3也具有调控作用。以上实验数据表明Jmjd6对非洲爪蛙的胚层分化和体轴形成具有调控作用。 为了更进一步探索Jmjd6对胚胎发育的分子调控机制。用荧光素酶报告基因实验显示Jmjd6能够上调Wnt信号通路，对β-catenin诱导激活的基因则有一定的增强作用，结合Jmjd6对Wnt信号通路的直接目标基因sia和xnr3有上调作用，可以得出Jmjd6影响胚胎发育的分子机制和母源Wnt信号通路相关。进一步经过筛选，我们证明Jmjd6和Tcf7l1结合，并且发现Jmjd6结合到Tcf7l1上的区域也是负责与Groucho相互作用，因此有可能是Jmjd6与Tcf7l1的结合解除了Groucho转录共抑制作用。此外，我们还同时通过荧光素酶报告基因分析，基因芯片和原位杂交实验都检测到Jmjd6对Tcf7l1在目标基因的调控中有一定的拮抗作用，而对β-catenin诱导激活的基因则有一定的增强作用。相反的，抑制Jmjd6活性则使基因的激活作用减弱。在细胞和非洲爪蛙胚胎中，我们得出Jmjd6与Tcf7l1结合后缓和了Tcf7l1的转录抑制活性。 综上所述，本研究阐明了Jmjd6调控Tcf7l1活性的一种新奇的机制，并发现Jmjd6在胚胎体轴形成中起到调控作用是通过对转录抑制因子Tcf7l1的去抑制作用来实现的。考虑到Tcf7l1和Wnt/β-catenin信号是细胞命运决定中的主要调控因子，而Jmjd6在多细胞组织中相当保守，因此Jmjd6对Tcf7l1的调控机制为干细胞和肿瘤生物学的研究提供了有利的证据。