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在脊椎动物早期胚胎发育过程中，Wnt信号沿前后体轴形成一定的浓度梯度，高水平的Wnt信号不仅可以促进后肠形成，也可以抑制向前肠分化。然而，Wnt信号在后肠形成及形态发生过程中的作用机理尚不清楚。本课题通过人胚胎干细胞向后肠诱导分化体系模拟胚胎期肠道发育过程，对后肠发育机理展开深入研究。 Wnt信号抑制引起培养体系表现出显著的形态变化和肠类球体内侧上皮层细胞的命运从CDX2+转变为SOX2+。我们通过RNA-seq对分化过程中受Wnt信号调控的基因进行筛选，共找出240个Wnt信号上调的基因和2023个Wnt信号下调的基因。通过层次聚类和IPA分析，我们发现不同类别的基因表现出很大的功能差异，例如，Wnt上调的基因主要与促进消化道或肌肉系统发育相关，而Wnt下调的基因主要与抑制神经或免疫系统发育相关。此外，GO分析提示Wnt信号可促进细胞黏附过程，并激活Hedgehog信号，反过来，Hedgehog信号也可通过正反馈的方式促进Wnt配体基因的表达。对RNA-seq筛选出的由Wnt信号调控的基因进行功能分析，提示Wnt信号可促进侧板中胚层和内胚层同步分化，并抑制向其它胚层分化的多潜能性。 免疫荧光的结果显示，Wnt上调的间充质特异标志蛋白在第7天的分化体系中弱表达。我们通过流式分析和分选的方法将内胚层细胞和其它谱系的细胞分别接种在后肠分化体系中，并在分化第7天通过RT-qPCR检测特异标志蛋白的表达情况。结果表明内胚层细胞和其它谱系的细胞分别通过不同的方式响应Wnt信号，但是至少有一部分内胚层细胞在Wnt信号诱导下仍然可以表达间充质特异基因。 目前仍然不清楚在这些由Wnt信号调控的基因中有哪些是直接受调控的基因，而且Wnt下游效应因子TCF7L2在内胚层形成及后肠分化过程中起关键作用，因此，我们可通过ChIP-seq分析筛选出可能参与后肠形态发生过程的TCF7L2靶基因。接下来，我们将这些基因和由Wnt信号调控的基因相比较，共找到83个受Wnt信号直接调控的基因，其中包含后肠特异表达基因CDX2和一些与胚胎形态发生相关的基因（如MSX1、MSX2、LEF1、T和PDGFRB。值得注意的是，最近备受关注的一个膜蛋白APLNR也在我们筛选到的Wnt靶基因之中。APLNR的表达模式说明Wnt信号在间充质细胞和内胚层前体细胞中均能诱导靶基因的表达。APLNR+细胞的分子特性也进一步反应了Wnt信号在从人胚胎干细胞中向后肠定向分化过程中转录调控机制的多样性。 总之，本研究通过RNA-seq和ChIP-seq分析得到一系列Wnt信号直接或间接调控的基因。对这些基因分子特性的分析也进一步说明Wnt信号通过多种转录调节方式参与hESC向后肠的分化过程。对这些基因特性的分析也进一步说明Wnt信号不仅能直接促进与后肠形态发生相关的中胚层和内胚层的分化，还可通过协调中胚层和内胚层之间的相互关系促进后肠形成。