前列腺癌是当前最常见的癌症之一,具有很高的发病率和致死率。人们通常认为细胞中的分子变异能够加快细胞增殖或干扰细胞分化,从而导致正常细胞向癌细胞转变,但其中的分子机制还需要更多的研究。KLF5是一个基本转录因子,可参与调控多种生命活动。其功能可以受到TGF-β信号的调节而发生反转,即在无TGF-β信号的时候,KLF5呈非乙酰化并促进细胞增殖,而在发生转化的癌细胞中,KLF5受TGF-β信号的激活而被乙酰化,并作为TGF-β的协同因子共同抑制细胞增殖。研究表明,KLF5在前列腺癌中具有抑癌基因特性,但是此功能从未在基因敲除的动物体内得到证实。在本文中,我们首先检测了Klf5在小鼠前列腺上皮细胞中的表达,发现非乙酰化Klf5特异性定位于基底细胞,而乙酰化Klf5主要存在于管腔细胞中。体外3D培养的前列腺上皮细胞模型也体现出相似的结果,即非乙酰化KLF5分布于外围的未分化细胞中,而乙酰化KLF5主要定位于已分化细胞。KLF5的敲减能够大幅降低RWPE-1细胞3D培养形成的腺泡数。而去雄手术引起的雄激素下降能够在引发前列腺萎缩的同时上调Klf5的表达水平和Klf5在存活细胞中的阳性比例。接下来,我们通过带有probasin启动子的Cre重组酶,在前列腺上皮细胞中特异性敲除了Klf5。敲除一个Klf5染色单体能够促进细胞增殖并诱发前列腺增生,但不足以致癌。而敲除两个Klf5染色单体会诱导细胞凋亡。在去除雄激素的小鼠中,Klf5的敲除会加速前列腺萎缩。为了探究Klf5的抑癌功能,我们又引入了Pten的敲除作为促癌因素,并在小鼠前列腺中进行了双基因敲除。病理学检测发现,在Pten+/-小鼠中,Klf5的缺失显著加快前列腺瘤样病变的发生；而在Pte+/-小鼠中,Klf5的敲除大幅提高上皮细胞增殖速率,在前列腺中形成腺腔被填满的巨型肿瘤。癌症相关分子的检测发现,Klf5的敲除会使前列腺肿瘤更为恶化,表现为Akt/Mtor/S6信号途径和Erk-MAPK信号途径的增强、抑癌信号p15的减弱、管腔细胞/基底细胞比例的反转、平滑肌层的残缺以及上皮内微血管的增多。最后,我们在前列腺中同时敲除了Klf5和另一个已知的抑癌基因Nkx3-1,检测二者是否在促进癌变的方向上具有协同作用。然而,组织病理学检测和分子水平的染色均证明,双敲小鼠中所观察到的表型和Nkx3-1单敲小鼠中的表型相一致。综上所述,本文中的发现说明了KLF5在前列腺上皮细胞的增殖和分化中起着重要的作用,但Klf5的单独敲除不足以引起癌变。Klf5和Pten的共同缺失具有协同作用的效果,共同促进前列腺癌的发生和发展,而Klf5和Nkx3-1的共同敲除不具有加成作用。本实验也证实了KLF5在前列腺中的抑癌基因功能。