本课题组关注分子遗传学和干细胞生物学领域。目前主要研究方向是：利用多能干细胞和遗传修饰动物模型开展细胞分化、个体发育和肿瘤发生发展机制研究；同时开展遗传病基因治疗的临床转化工作。具体研究成果和课题主要包括： 1、全基因组范围的纯合突变 ESC 文库是一种重要的遗传学资源，可以广泛用于表型驱动的隐性遗传筛选，从而发现重要的细胞生物学过程中所需要的基因。我们建立了一种能选择性分离基因纯合突变体的通用方法，并获得几百种基因的纯合突变并用于基因功能注释（Nucleic Acids Research, 2012）。我们利用 piggyBac转座子插入突变载体在单倍体 ESC 中构建了矩阵式突变体文库，并利用该文库进行了多项正性和负性遗传筛选研究，发现多个与 ESC 分化过程相关的基因；多个增加细胞对肿瘤药物Doxorubicin 敏感性的基因；以及多个参与细胞单倍体维持的因子（Nucleic Acids Research, 2017；Stem Cell Reports, 2021）。我们还利用 CRISPR 技术，在孤雄单倍体 ESC 中对 H19-Igf2 印记基因座进行编辑，获得“类精子”的稳定细胞系，可用于快速制作基因突变小鼠（Cell Discovery，2015）。目前开展多种功能基因筛选研究从而发现参与以下重要生物学过程的相关基因，包括：多能性状态转变、干细胞分化、细胞自噬，等。进一步利用分子细胞生物学、生物化学、多种组学方法研究新发现的候选基因功能和具体作用机制。 2、利用分子遗传学策略成功建立了多株异倍体（Aneuploidy）小鼠 ESC 系，发现异倍体会导致 ESC 分化能力显著下降，而形成畸胎瘤的能力显著增强并具有畸胎癌的特征；异倍体会影响 ESC 正常分泌的细胞外因子。为理解异倍体在肿瘤发生发展中的作用提供了新模型和新思路，合理地解释了学术界长期争论的“异倍体悖论”，并为肿瘤的诱导分化治疗策略提供了支持（EMBO Journal, 2016，封面文章并配发专题评论）。利用上述细胞模型测试了多种临床药物，发现引起基因组应激的 Doxorubicin 等可以通过激活自噬通路来特异增加异倍体细胞的敏感性（SCIENCE CHINA Life Sciences, 2020）。进而利用畸胎瘤体内示踪技术证实异倍体本身就可以驱动肿瘤细胞转移，不需要额外获得新的肿瘤相关基因突变；分析阐明了异倍体促进肿瘤转移的潜在分子机制，为通过靶向异倍体细胞的肿瘤临床治疗新策略提供了重要科学依据（Nature Communications, 2024）。目前正建立多种人类异倍体细胞系并深入研究异倍体与基因突变在肿瘤发生发展及转移中的相互关系及作用定位，还利用这些细胞系筛选针对异倍性的抗肿瘤药物。 3、利用多种组学数据分析结合基因编辑技术，系统研究了 ESC“退出多能性”及谱系决定过程中的非编码 RNA 分子、 RNA 结合蛋白（RBP）和表观遗传因子。发现多个具有促分化能力的 microRNA 分子，其中 miR-27a 和 miR-24 靶向重要转录因子和信号转导分子 Oct4、Foxo1 等；在重编程过程中抑制 miR-27a或 miR-24 的表达能显著提高 iPS 细胞形成效率（EMBO Journal, 2015）。鉴定了十多个参与多能性退出的 RBP 分子，详细论证了 hnRNPLL 是通过调控多种基因转录本的可变剪接来发挥作用的（EMBO Journal, 2021）。揭示了蛋白质精氨酸甲基转移酶--PRMT1在哺乳动物胚胎发育早期细胞命运决定中的重要作用，发现PRMT1特异性甲基化修饰多能性因子KLF4的396位精氨酸，募集抑制性 mSin3a/HDAC复合物从而沉默原始内胚层（PrE）相关基因的表达（Nucleic Acids Research, 2022）。 4、利用基因敲除小鼠和类器官模型研究基因在哺乳动物器官发育中的功能和机制，首次报道了 CDK5RAP3 作为类泛素化修饰 UFMylation 系统的重要调节因子参与肝脏发育；还阐明了它们在肝脏再生过程中的重要作用（Development, 2019；Am J Pathology, 2020）。在国际小鼠基因组信息库（MGI）中注释了Cdk5rap3 基因的功能。 目前利用人ES细胞体外分化形成“类器官”模型研究其在人类肝脏发育和再生中的功能和机制。

1. Xiao R, Xu D, Zhang M, Chen Z, Cheng L, Du S, Lu M, Zhou T, Li R, Bai F*, Huang Y*. Aneuploid embryonic stem cells drive teratoma metastasis. Nature Communications. 15(1):1087, 2024.

2. Li M, Yang J, Xiao R, Liu Y, Hu J, Li T, Wu P, Zhang M*, Huang Y*, Sun Y*, Li C*. The effect of trisomic chromosomes on spatial genome organization and global transcription in embryonic stem cells. Cell Proliferation. e13639, 2024.

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4. Wang X, Ping C, Tan P, …., Wang D*, Yu J*, Ma Y*, Huang Y*. hnRNPLL controls pluripotency exit of embryonic stem cells by modulating alternativesplicing of Tbx3 and Bptf. the EMBO Journal, 40 (4): e104729, 2021.

5. Zhang GZ, Li XW, Sun Y, Wang X, Liu G*, Huang Y*. A genetic screen identifiesEtl4-deficiency capable of stabilizing the haploidy in embryonic stem cells. Stem Cell Reports, 16 (1): 29-38, 2021.

6. Yang S, Yang R, Wang H, Huang Y*, Jia Y*. CDK5RAP3 Deficiency Restrains Liver Regeneration after Partial Hepatectomy Triggering Endoplasmic Reticulum Stress. Am J Pathology, 190(12): 2403-2416, 2020.

7. Rui Yang, Huanmin Wang, … Yuyan Jia* & Yue Huang*. CDK5RAP3, a UFL1 substrate adaptor, is crucial for liver development. Development.146(2): dev.169235, 2019.

8. Gaung Liu, Xue Wang,Yufang Liu, Meili Zhang, Tao Cai, Zhirong Shen, Yuyan Jia and Yue Huang*. Arrayed mutant haploid embryonic stem cell libraries facilitate phenotype-driven genetic screens. Nucleic Acids Research, 45(22): e180, 2017.

9. Meili Zhang, Li Cheng,Yuyan Jia, Guang Liu, Cuiping Li, Shuhui Song, Allan Bradley & Yue Huang*. Aneuploid embryonic stem cells exhibit impaired differentiation and increased neoplastic potential. the EMBO Journal. 35(21): 2285-2300, 2016. [被选为封面论文，并配以 “News & Views” 专题评论].

10. Yanni Ma, Nan Yao, GuangLiu, ... Yue Huang* & Jia Yu*.  Functional screen reveals essential roles of miR-27a/24 in differentiation of embryonic stem cells. the EMBO Journal. 34(3): 361–378, 2015.

11. Meili Zhang, Yufang Liu,Guang Liu, Xin Li, Yuyan Jia, Lihong Sun, Liu Wang, Qi Zhou & Yue Huang*. Rapidly Generating Knockout Mice from H19-Igf2 Engineered Androgenetic Haploid Embryonic Stem Cells. Cell Discovery. 1: e15031, 2015.

12. Yue Huang*, Stephen J. Pettitt, Ge Guo, et al, Isolation of homozygous mutant mouse embryonic stem cells using a dual selection system. Nucleic Acids Research, 40(3):e21, 2012.