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本文从以下几个方面展开论述： 第一章 周期蛋白Cyclin Y和Cyclin Y-like1在小鼠胚胎发生和乳腺干细胞自我更新中的功能 细胞周期蛋白CyclinY（以下简称为Ccny）和它的旁系同源物Cyclin Y-like1（以下简称为Ccnyl1）是近几年发现的细胞剧期蛋白家族中的成员。2009年Ccny被鉴定为结合CDK14的周期蛋白，是细胞膜定位的周期蛋白。功能上，在细胞周期G2/M期CDK14/Ccny复合物能够磷酸化Wnt的共受体LRP5/6，从而在细胞有丝分裂中期增强细胞内的Wnt/β-Catenin信号的活性。此外，Ccny在线虫中的直系同源蛋白Cyy-1参与了神经系统中突触前膜泡的运输和神经环路重塑。在小鼠中，Ccny与CDK16一道调控精子发生过程。尽管如此，目前对于Ccny和Ccnyl1在小鼠体内发挥的生理意义仍然是知之甚少。为了研究它们在发育中的功能，我们构建了全新的Ccny和Ccnyl1基因敲除小鼠模型。深入研究了它们在小鼠胚胎发生的功能和乳腺干细胞自我更新的功能。 第一方面的工作是研究Ccny和Ccnyl1在小鼠胚胎发育中的功能。首先建立了Ccny全身性基因敲除小鼠，发现该小鼠可以正常生长发育并繁育后代。该结果提示Ccnyl1可能起到了代偿作用。为了构建双基因敲除小鼠，引进了名叫Ccnyl1 knockout first(简称为kof)的小鼠。然而，通过Ccny全身性敲除小鼠和Ccnyl1 kof小鼠的交配，我们无法获得双基因敲除小鼠，提示双基因敲除（double knockout，简称为DKO）小鼠胚胎致死。我们进一步在胚胎的中后期鉴定到了DKO小鼠。在胚胎发育的E14.5天，DKO小鼠表现出发育滞后、体型减小，羊膜上静脉血管发生缺陷，小鼠身体多处开始出现血斑。在E16.5天，胚胎表现出大出血症状而死亡。认为，血管异常可能是DKO小鼠死亡的重要原因之一。下一步有必要深入研究Ccny/l1在小鼠血管发生中的功能及作用机理。 另外一方面的工作是研究Ccny/l1在小鼠乳腺干细胞自我更新中的功能。乳腺的发育主要在出生后青春期和孕期，在激素的刺激下逐渐进行发育。乳腺上皮由基底细胞和管腔细胞构成。其中，乳腺基底层中含有Wnt响应性的乳腺干细胞（Mammary stem cell，简称为MaSC）。乳腺研究系统中有细胞移植、谱系追踪、体外3D培养乳腺干细胞等研究手段。为了进一步了解Ccny/l1介导的有丝分裂Wnt信号的生理意义，我们选择乳腺系统进一步研究Ccny和Ccnyl1在成体干细胞自我更新中的作用。利用X-gal染色、荧光定量PCR和原位杂交等手段，我们发现Ccny和Ccnyl1在活跃分裂的乳腺干细胞中高表达。Ccnyl1在乳腺发育的末端原基（Terminal end bud,简称TEB）的基底细胞中高表达，这与Wnt响应的Axin2阳性的细胞具有相似的定位特征。细胞实验证明Ccny和Ccnyl1在细胞周期G2/M期表达量上调明显，并受到细胞周期转录因子E2F1的直接调控。为了研究Ccny和Ccnyl1在乳腺干细胞自我更新中的作用，我们采取体外3D培养、细胞移植和谱系追踪等手段进一步研究。在3D培养实验中，Ccny/l1双缺失的基底细胞克隆减小、体外无法进行连续传代，提示乳腺干细胞自我更新能力的缺陷。在体内实验中，结合基因敲除和谱系追踪技术，发现Ccny/l1双缺失的乳腺干细胞无法与正常干细胞竞争并最终在发育中丢失。在乳腺再生实验中，Ccny/l1双缺失的乳腺干细胞完全丧失重建乳腺的能力。机制上，发现，乳腺细胞中Ccny/l1双缺失导致Wnt的共受体蛋白LRP6的第Ser1490位磷酸化水平显著降低。我们通过LiC1抑制GSK3β或者表达持续激活形式的β-catenin可以恢复Ccny/l1双缺失引起的MaSC自我更新缺陷。结果揭示了Wnt信号通路放大的细胞周期调控对于成体干细胞自我更新是至关重要的。 第二章 真核翻译起始因子eIF3复合物m亚基的功能 哺乳动物eIF3由13个亚基构成，是最大的真核翻译起始因子。eIF3在蛋白质合成过程中发挥了关键性作用。然而，不同亚基对于eIF3结构完整性的维持和功能的调控并不完全清楚。eIF3是否为胚胎发育和稳态维持所必需也是未知的。我们的研究表明eIF3m缺失的小鼠胚胎在着床前后死亡。复合杂合子eIF3mflox/-，以及FABP4-Cre介导的条件型基因敲除鼠都在胚胎发育中期死亡。尽管杂合子小鼠可以正常存活下来，它们器官大小明显减小、体重显著减轻。在成年小鼠肝脏中，急性敲除eIF3m会导致小鼠体重快速减轻并在2周以内死亡。这些效应与肝脏中蛋白质生物合成的严重减少有关。蛋白质分析显示，eIF3m的缺失导致其他多个亚基的明显下调，进而显著地削弱了eIF3的完整性。其中二个亚基，eIF3f和eIF3h，与eIF3m形成亚复合物，进而被eIF3m稳定。因此，eIF3m对于eIF3结构完整性的维持以及蛋白质翻译起始功能都是必需的。此外，eIF3m不仅是必需基因，而且其表达水平对于小鼠胚胎发育和器官大小控制都是至关重要的。