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再生医学的研究试图通过替换损伤组织或者促进机体启动自我修复机制来再生出缺损的组织器官。涡虫因具有强大的再生能力，而且体内含有30％的成体干细胞，成为研究成体干细胞介导的再生过程的理想模式生物。组织器官的再生过程包括伤口愈合、细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、细胞交流及形态建成等一系列复杂的生物学过程，它们正常进行需要细胞内基因在受到损伤等刺激后具有严谨的时空表达模式。MicroRNA(miRNA)在基因转录后水平的调控以及组蛋白的表观修饰在基因转录水平上的调控是调节基因时空表达的重要因素。因此，本论文探索了miRNA信号通路和组蛋白的甲基化修饰在涡虫组织再生中的功能。 首先，我们通过敲低miRNA信号通路的重要蛋白Argonaute-2(Ago2)蛋白来阻断miRNA通路从而解析其在组织再生中的功能。Argonaute(AGO)家族蛋白在小RNA介导的基因转录后调控中发挥重要的作用。我们在涡虫中根据同源性鉴定得到了两个AGO基因Ago1和Ago2。在涡虫中敲低Ago1和Ago2的表达后发现Ago2能够显著影响涡虫的再生过程。进化分析发现AGO2与人和果蝇中具有剪切活性并介导miRNA信号通路的Argonaute基因高度同源。进一步的研究发现敲低Ago2阻滞了成体干细胞增殖的正常运行使得成体干细胞维持缺陷，从而导致涡虫不能进行正常的组织再生和稳态维持。鉴于Ago2介导了miRNA调控基因表达的通路，我们的研究揭示了miRNA在成体干细胞增殖及再生过程中的重要作用。 接下来我们对组蛋白甲基化修饰在涡虫组织再生中的功能进行了研究。组蛋白的甲基化修饰是一种非常保守的组蛋白翻译后修饰，在基因表达调控及发育相关的生理过程中具有重要的作用。但是其在组织受损伤后的再生过程及成体干细胞中的作用知之甚少。我们根据其修饰酶的保守性，通过生物信息学预测并鉴定了涡虫的组蛋白甲基化酶及去甲基化酶。通过系统性的RNAi功能筛选发现了6个负责组蛋白H3的K4位点、K27位点及组蛋白H4的K20位点甲基化酶对组织再生具有明显的调控作用，组蛋白去甲基化酶中负责组蛋白H3的K4位点的4个去甲基化酶对组织再生也具有不同程度的调控作用。鉴于H3K4me3和H3K27me3对基因转录具有拮抗作用，而它们的甲基化酶敲低后都抑制了再生过程，我们推测它们的动态平衡可能调节着再生过程中的干细胞行为。因此，我们深入而详细的分析了建立H3K4me3和H3K27me3这两种修饰的组蛋白甲基化酶在组织再生和成体干细胞中的功能。研究发现这两个组蛋白甲基化酶复合体组分在涡虫中是保守的，且各成员对涡虫再生过程的影响分别与其中心酶组分一致。它们在涡虫中均富集表达在成体干细胞。H3K4me3的甲基化酶通过调控涡虫成体干细胞的增殖，进而导致成体干细胞维持缺陷，而H3K27me3甲基化酶则调控成体干细胞自我更新，进而导致成体干细胞维持缺陷。相关研究有助于建立一个新的再生相关的染色质修饰调控模型，加深理解干细胞参与的再生过程中组蛋白修饰的分子机制和生物学意义。