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乳腺癌是世界范围内危害女性健康最常见的一类肿瘤,发病率居于女性各类恶性肿瘤首位。近年来,得益于科学研究的深入和医疗条件的提升,乳腺癌的致死率已显著下降,但依然还有大量的乳腺癌相关基因和肿瘤发病机理有待深入挖掘,为临床预防、诊断和治疗提供支持与指导。AT-motif binding factor1(ATBF1)是已知的重要抑癌基因,其基因所在染色体区域在多种癌症包括乳腺癌中频繁缺失。乳腺癌中,ATBF1表达下调与各类临床诊断指标密切相关(肿瘤大小,肿瘤分级,ER阳性等)。我们的前期结果表明,在乳腺癌细胞中,ATBF1可以直接与雌激素受体(estrogen receptor, ER)相互作用,共同结合到ER下游靶基因启动子区,抑制重要靶基因的表达,从而抑制细胞增殖。此外,孕激素受体(progesterone receptor, PR)是ER重要下游基因,雌激素处理上调PR表达,而且大多数ER阳性的肿瘤同为PR阳性。ER和PR均为乳腺癌临床诊断的重要指标,关于其机理的研究具有重要的乳腺癌治疗指导意义。本论文分别从estrogen-ER信号通路和progesterone-PR信号通路两方面阐述ATBF1在乳腺上皮细胞增殖(cell proliferation)、分化(cell differentiation),乳腺发育(mammary gland development)及乳腺癌发生发展过程中的作用。第一部分：ATBF1对乳腺上皮细胞分化和青春期乳腺发育的影响,及其分子机制,特别是ATBF1对estrogen-ER信号通路的影响。在正常乳腺发育过程中,雌激素主要分泌于青春期,促进导管的延伸与分枝。卵巢切除和ER敲除都会严重抑制青春期乳腺导管的发育。基于前期乳腺癌细胞系中的研究结果(ATBF1与雌激素及其受体的关系),我们着重探索乳腺青春期发育阶段Atbfl的功能。在体外,我们将永生化的正常乳腺上皮细胞MCF10A培养于Matrigel中,诱导细胞分化。结果发现,该过程中,ATBF1mRNA和蛋白水平均显著上调。利用siRNA敲减ATBF1后,MCF10A细胞在Matrigel中培养形成乳腺微球的能力显著下降。由此提示我们ATBF1很可能参与并影响乳腺上皮细胞的分化过程。为了进一步在体内研究Atbfl对乳腺上皮细胞增殖分化的影响,我们首先利用real time PCR和免疫荧光的方法检测乳腺发育不同时期Atbfl的表达与定位。研究表明,Atbfl在乳腺发育不同阶段表达差异显著：青春期Atbfl表达逐步上升；孕期处于较低水平而哺乳期Atbfl表达最高。小鼠乳腺组织中,Atbf1主要定位于乳腺上皮细胞,而且在腺上皮细胞和肌上皮细胞中均有表达。其次,我们利用MMTV-Cre介导的Atbf1乳腺特异性敲除小鼠研究Atbf1在乳腺发育过程中的影响。乳腺全组织染色表明,Atbf1敲除后显著促进青春期导管的延伸和分枝,加快成熟导管和导管末端TEB结构中的上皮细胞增殖,而且有意思的是这种细胞增殖加快主要发生在ER阳性的细胞中。与此同时,ER下游靶基因(Areg, Igf-1, Ebag9和c-myc)的表达也显著上调。此外,MCF10A细胞中ATBF1敲减和小鼠乳腺组织中Atbf1敲除后,乳腺上皮细胞基底细胞marker (CK5, CK14和CD44)表达均显著下调,但不影响腺上皮细胞1narker(CK8, CK18和CD24)的表达。总的来说,研究结果表明Atbf1在青春期乳腺发育过程中起重要作用,这种作用很可能是通过调节腺上皮细胞中estrogen-ER信号通路和基底细胞marker表达来实现。第二部分：ATBF1参与调控progesterone-PR信号通路,影响细胞干性。近期研究发现,孕激素是一个重要的调节乳腺上皮细胞干性(stem cell),乳腺发育和乳腺癌发生发展的荷尔蒙。我们的研究发现,ATBF1是重要的Pg-PR信号通路的靶基因。在乳腺癌细胞系T-47D和正常小鼠体内分别用孕激素处理后,RNA和蛋白水平的ATBF1表达均显著上调。进一步研究发现,孕激素诱导ATBF1表达依赖于孕激素受体(progesterone receptor, PR)的表达与激活。只有在PR阳性的细胞中,孕激素才能上调ATBF1表达；而在PR阴性的细胞,孕激素处理基本不影响ATBF1水平。PR拮抗剂RU-486预处理细胞或者siRNA敲减PR表达后,ATBF1表达不再受孕激素的诱导。此外,启动子报告分析(promoter-reporter assay)和染色质免疫共沉淀(Chromatin immunoprecipitation, ChIP)实验表明孕激素激活的PR可以直接结合到ATBF1启动子上,从而激活ATBF1转录。功能研究方面,我们利用Matrigel克隆形成和乳腺干细胞分子marker (CD49f和CD44)分析发现,孕激素能诱导成熟分化的细胞向干细胞／祖细胞(stem cell/progenitor cell)转化,而ATBF1敲减显著抑制该过程。这些研究结果都提示我们ATBF1参与乳腺上皮细胞Pg-PR信号通路,并影响孕激素对细胞干性的调节。