研究背景:诱导多能干细胞（iPSC）因避免了 ESC来源稀少、免疫排斥、及伦理学争议等问题,因此在疾病模拟、药物筛选、治疗等方面具有广泛的应用价值。但是,体细胞重编程仍存在研究瓶颈:1)重编程效率低,2)重编程机制不清楚,3)iPSC的制备价格昂贵,4)ESC培养基（E8）价格昂贵及bFGF组分不稳定等缺陷限制了iPSC在临床的应用。小分子化合物具有提高重编程效率、替代重编程因子、准确的靶向性等优势,成为克服iPSC领域研究瓶颈的重要组成部分。为此,本论文的研究目标是,结合小分子化合物,筛选能够促进体细胞重编程的药物组合、建立无生长因子的iPSC制备体系和培养体系、以及探讨重编程的机制。研究结果:1.在非整合质粒（OSK,L-MYC,LIN28,shP53）载体介导的人体细胞重编程中,我们发现双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶（DYRK）抑制剂ID-8能够促进人成纤维细胞的诱导效率达13倍、人星形胶质细胞达17倍。2.在重编程阶段ID-8和TGFβ信号通路激活剂（Kartogenin）能够替代E8中生长因子bFGF和TGFβ维持克隆的生长形成TRA-1-60阳性的克隆,并能够建立与ESC特征相似的iPSC细胞系。3.实验发现在长期的iPSC培养中Kartogenin会促进细胞的分化。进一步优化无生长因子的iPSC培养体系,我们发现ID-8、CHIR99021与SB203580或SB431542组合能够维持ESC稳定传代三次以上保持不分化的ESC特征。4.有研究报道,糖酵解途径促进iPSC的形成。通过基因表达谱分析发现代谢相关基因显著上调,其中糖酵解途径相关基因,如PDK4和KCNJ11显著上调,因此ID-8可能是通过促进糖酵解作用进而促进体细胞的重编程。本研究建立了安全、高效的重编程体系,并建立无生长因子的iPSC制备和培养体系,为获得高质量的iPSC提供新的路径。此外,降低了 iPSC细胞建系的成本及多能干细胞的培养成本,为iPSC的临床潜在的应用提供了重要的研究基础。