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摘要减弱基因表达（功能缺失）和增强基因表达（功能获得）是研究胚胎发育调控的重要手段。目前在胚胎发育过程中研究减弱基因表达的方式比较成熟，然而增强基因表达的研究手段则相对匮乏。CRISPR-dCas9介导的转录激活系统可以在细胞系、小鼠成体靶标基因进行高效的转录激活，然而由于技术问题很难将其应用于胚胎发育过程。小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞（又称为“人造精子细胞”）可以替代精子注入卵母细胞中高效地产生半克隆小鼠。通过不同的基因编辑，如基因敲除、报告基因敲入、点突变等可以快速获得相应基因修饰的后代。因此，本论文集中于将CRISPRa与单倍体干细胞技术相结合，从而应用于研究基因转录激活对于胚胎发育的影响。<br>　　通过将dCas9等激活元件定点敲入至AG-haESCs的ROSA26位点，同时利用慢病毒感染引入sgRNA，我们获得了可以高效激活靶标基因的细胞系。进行ICAHCI后可以快速获得基因转录激活的胚胎，然而其中大部分胚胎由于慢病毒载体介导的sgRNA沉默而导致目的基因难以被高效激活。将慢病毒载体换为PB转座子之后，我们发现sgRNA在胚胎中可以维持高表达从而高效地激活目标基因。利用这套优化的系统，我们在胚胎发育过程中快速实现目标基因高效且均一的激活。<br>　　MyoD作为一个超级增强子基因，可以在非肌肉细胞中激活肌肉相关基因从而将其转分化为肌肉细胞。我们获得MyoD转录激活的AG-haESCs，进行ICAHCI之后发现胚胎发育阻滞在E7.5天。E7.5天MyoD激活的胚胎原始外胚层异常发育，结合转录组分析发现肌肉相关基因显著高表达，说明MyoD的过表达对于胚胎发育过程起着重要的影响。<br>　　Peg10作为一个母源印记基因，父源表达的缺失会由于胎盘发育缺陷从而导致胚胎发育阻滞。通过在胚胎发育过程中对母源Peg10等位基因进行激活，我们可以获得父源拷贝敲除的存活胚胎，说明CRISPRa可以用于激活被印记的基因表达。<br>　　此外，我们将Blimp1-Cre引入AG-haESCs，注入携带Loxp限定性CRISPRa元件表达的卵母细胞中，可以实现表达元件在鳃弓、四肢和PGCs中的条件性表达。将sgRNA和Blimp1-Cre同时引入AG-haESCs，则可以快速实现基因的条件性激活。<br>　　综上，结合单倍体干细胞技术和转录激活技术，本论文为早期胚胎发育过程中基因过表达的研究提供了一种新的方法。