CHIR99021 是一种氨基嘧啶衍生物，是一种非常有效的糖原合酶激酶 (GSK) 3 抑制剂，可同时抑制 GSK3β (IC₅₀ = 6.7 nM) 和 GSK3α (IC₅₀ = 10 nM) (Ring et al.)。GSK3 是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，是 WNT 通路的关键抑制剂；因此，CHIR99021 可作为 WNT 激活剂发挥作用。它对包括 CDK2 和其他丝氨酸/苏氨酸激酶（例如 MAPK 和 PKB）在内的多种激酶均表现出较低的活性（Bain et al.）。

维持和自我更新
·在没有 LIF 的情况下，与 PD0325901 联合使用可维持小鼠 ES 细胞的未分化状态 （Ying et al.）。
∙与 IWR-1 结合可促进人 ES 细胞和小鼠外胚层干细胞的自我更新（Kim et al.）。
∙与其他小分子结合可从难治性小鼠品系（Kiyonari et al., Ying et al.）和大鼠品系（Li P et al.）中衍生出 ES 细胞。
·与雷帕霉素结合可在无细胞因子条件下维持人和小鼠造血干细胞（Huang et al.）。
·促进小鼠和人肠道干细胞的生长（Wang et al.）。

重编程
·与Forskolin、Tranylcypromine、Valproic Acid、3-Deazaneplanocin A 和 E-616452 结合，可将小鼠胚胎成纤维细胞化学重编程（无遗传因素）为 iPS 细胞（Hou et al.）。
∙使用 OCT4 结合其他小分子促进人体细胞重编程为 iPS 细胞（Zhu et al.）。
∙使用 OCT4 将人 CD34+ 造血细胞转分化为间充质干细胞（Meng et al.）。
·与丙戊酸、RepSox、Forskolin、SP600125、Gö6983 和 Y-27632 结合，将成纤维细胞直接谱系重编程为成熟神经元（Hu et al.）。
·与 Forskolin、ISX-9、SB431542 和 I-BET151 结合，将成纤维细胞直接谱系重编程为成熟神经元（Li et al.）。
·与 PD0325901 和 A 83-01 结合，从人和大鼠体细胞产生 mouse-like 或“ground state” iPS 细胞（Li W et al. 2009）。

分化
·促进人 iPS 细胞向胰岛素分泌细胞分化（Kunisada et al.）。
∙促进人 ES 细胞和 iPS 细胞向心肌细胞分化（Lian et al.）。
∙与 SB431542 和人重组 LIF 结合，从人 ES 细胞生成并维持原始神经干细胞（Li W et al. 2011）。