1987年，Austin Smith首次用Buffalo大鼠肝细胞条件培养液来替代饲养层细胞的作用，使小鼠胚胎干细胞在无饲养层的条件下依然能维持不分化的状态，并且当小鼠ESC处于悬浮培养的自发分化条件或处于RA诱导分化的条件下，大鼠肝细胞条件培养液的存在均可以抑制分化，说明大鼠肝细胞条件培养液中含有抑制小鼠ESC分化的物质。Austin Smith将这种作用命名为分化抑制活性，differentiation-inhibiting activity (DIA).

1988年，Austin Smith等分离纯化DIA，并鉴定证明其本质为白血病抑制因子，leukaemia inhibitory factor 即众所周知的LIF。
1990年，Austin Smith又证明使用纯化的LIF在无饲养层条件下，可维持小鼠ES多能性，并且这种方法得到的ES细胞具有生殖系传递能力，至此，揭开了小鼠ES细胞多能性机制研究探索的序幕。
同年，Austin Smith证明LIF并不仅仅以分泌的形式由饲养层细胞等细胞类型中表达，当ES开始出现早期分化现象时，ES细胞本身也会以基质相关的形式表达，形成一种自我反馈机制，来阻止分化。并且证明这两种形式的LIF mRNA是由两个不同的启动子驱动的。


那么LIF是通过怎样的机制来维持ES细胞的多能性呢？
LIF是细胞因子白细胞介素6（IL-6）家族的成员之一，是通过与受体结合来激活细胞内信号通路来实现作用的。IL-6家族成员有共同的受体gp130，研究表明IL-6家族的很多成员包括LIF,IL-6,IL-11,CNTF等都可以通过与受体gp130结合，激活多条下游信号通路，维持小鼠胚胎干细胞的多能性。如图：



这几个通路中，最经典的要数LIF-gp130-Jak-STAT3。
JAK-STAT3途径是细胞增殖分化的重要信号转导途径, 在生物体发育过程中也起重要作用。JAK(just another kinase 或janus kinase)是胞浆中一类可溶性的非受体酪氨酸蛋白激酶, 在胚胎干细胞增殖分化过程中起作用的JAK成员主要有JAK1, JAK2与TYK2, 它们主要是通过激活转录因子STAT3来促进胚胎干细胞的自我更新的。
在1998年，Austin Smith等即发现小鼠胚胎干细胞的自我更新是通过激活Stat3来实现的。在小鼠胚胎干细胞中过表达STAT3的显性负性突变体（具有竞争性抑制野生型蛋白分子生物学功能的突变体）STAT3F，即使在存在LIF的条件下，所有胚胎干细胞克隆都出现分化现象。1999年，Yokota 等人发现在无饲养层和LIF的条件下仅表达STAT3的激活型突变体即可维持小鼠胚胎干细胞的多能性和自我更新。


最近的研究表明，LIF还可以通过gp130激活磷酸肌醇-3激酶(phosphoinosidide 3 kinase, PI3K)通路，该通路的活化对小鼠和人ES细胞全能性的维持都发挥重要作用。PI3K可以催化PI(4,5)P2的磷酸化形成PI(3,4,5)P3，后者则促使其下游的PDK1将Akt磷酸化。Akt磷酸化后作用于下游底物并进一步调节细胞各项生理活动。当LIF作用于小鼠ES细胞时，可以激活PI3K通路使细胞内Akt磷酸化水平升高，增强ES细胞的自我更新并减少细胞分化。相反，当用PI3K的特异性抑制剂LY294002阻断该通路，或用基因突变的方法使PI3K的催化亚基失活，则ES细胞内Akt的磷酸化水平降低，同时细胞内ERK的活化增强。在这种情况下，ES细胞自我更新下降而分化。实际上，PI3K信号通路对小鼠ES细胞的增殖调控作用最初是在Pten基因敲除的ES细胞得到阐明的。肿瘤抑制分子PTEN是一种磷酸酶，可使PI(3,4,5)P3去磷酸化，进而对PI3K信号通路起负调控作用。研究发现，PTEN-/-ES细胞内由于PTEN的缺失，细胞内PI(3,4,5)P3保持在高水平，因此其下游信号分子Akt也一直保持高水平的活化状态，故细胞增殖加速，并同时伴随着细胞凋亡的减少。

LIF除JAK-STAT3及PI3K通路外，SHP2-Ras-ERK是gp130下游的另一条主要信号通路。蛋白磷酸酶SHP2是gp130下游一种含有SH2结构域的信号分子，其介导Ras-ERK与gp130之间的连接，最终ERK的活化能够促进ES细胞分化。SHP2-Ras-ERK通路的活化对ES细胞的自我更新起负调控作用，因此阻断该通路的活化可以促进ES细胞的自我更新。如将gp130受体上SHP2结合位点即第118位Tyr缺失，使SHP2不能与gp130结合，从而阻断了由SHP2介导的gp130与下游信号分子之间的连接，当LIF作用于带有该基因突变的ES细胞时不能激活Ras-ERK，并同时伴随细胞内STAT3的活化时间延长，因此ES细胞的自我更新能力得到加强。同样当SHP2与其下游Ras-ERK之间的连接蛋白缺失或者在ES细胞内表达抑制型的H-Ras都可阻断该信号通路下游信号分子ERK的活化，这些变化也可增强ES细胞的自我更新。相反，若在ES细胞内表达组成型活化基因H-Ras使该通路持续性活化，则携带有该基因的ES细胞自我更新不能继续。此外，SHP2-Ras-ERK通路阻断后ES细胞的分化出现异常。如SHP-2蛋白氨基端46到110位氨基酸缺失后，SH2结构域不能与下游的连接蛋白作用。该基因突变的小鼠ES细胞不能向造血细胞和成纤维细胞分化。而当SHP-2的71-121位氨基酸缺失后，ES细胞的造血分化延迟并减少。由此可见，SHP2-Ras-ERK通路是ES细胞正常分化必需的，其活化能够促进ES细胞的分化。

1-121位氨基酸缺失后，ES细胞的造血分化延迟并减少。由此可见，SHP2-Ras-ERK通路是ES细胞正常分化必需的，其活化能够促进ES细胞

1-121位氨基酸缺失后，ES细胞的造血分化延迟并减少。由此可见，SHP2-Ras-ERK通路是ES细胞正常分化必需的，其活化能够促进ES细胞