KLF4(Kruppel—like factor4)是在1996年被发现的一种锌指转录因子,它是Spl/Kruppel样锌指转录因子家族的成员之一,该家族是机体内一类具有重要功能的蛋白质,它们参与调控细胞增殖、分化、胚胎发育等重要生命过程,并与肿瘤等多种疾病有关。由于KLF4在不同的细胞背景下显示出截然不同的功能,因此备受人们关注。在探讨DNA损伤后KLF4表达水平的变化时,我们意外地发现KLF4表达水平与DNA损伤程度呈明显的负相关：在轻度可修复的DNA损伤时,KLF4表达显著上调；而在重度不可修复的DNA损伤时,KLF4表达明显下调。进一步研究KLF4在重度不可修复的DNA损伤时表达下调的具体机制,我们发现KLF4表达下调不是发生在转录水平,而是由于其mRNA稳定性降低所致；对KLF4mRNA的3’UTR进行生物信息学分析,发现其含有多个非常保守的HuR结合序列；通过免疫沉淀实验,我们证实了HuR在细胞内可与KLF4mRNA特异结合；干扰细胞中HuR的表达导致KLF4mRNA报告基因活性水平明显下调,表明HuR的结合可以增加KLF4mRNA的稳定性；重度不可修复的DNA损伤时HuR和KLF4mRNA的结合明显减少,干扰HuR能引起KLF43’UTR报告基因活性对重度DNA损伤的反应性明显降低,表明HuR介导了重度DNA损伤所诱导的KLF4表达水平下调。为了进一步研究KLF4基因在DNA损伤应激反应中的生物学功能,我们通过人为升高和降低KLF4的表达,观察KLF4表达水平改变是否影响细胞对DNA损伤的应激反应。我们发现,阻止严重DNA损伤时KLF4表达的下调能抑制p53介导的细胞凋亡,而抑制温和DNA损伤时KLF4的诱导能促使细胞从周期阻滞走向凋亡。进一步研究发现：阻止严重DNA损伤时KLF4表达的下调,P53对其凋亡促进靶基因Bax的激活明显减少,而对其细胞周期抑制靶基因p21的激活却明显增加；抑制温和DNA损伤时KLF4的诱导,P53对p21的激活明显减少,而对Bax基因的激活却明显增加。我们的研究结果表明,在细胞DNA损伤应激反应中KLF4表达受到严密的控制,其表达水平和DNA损伤程度明显负相关：当细胞经受轻度的DNA损伤时,KLF4被p53所转录激活,其通过与p53相互作用促进p53转录激活细胞周期抑制靶基因p21,从而诱导细胞周期阻滞；当细胞经受严重DNA损伤时,KLF4mRNA稳定性下降,导致KLF4表达的下调,其表达的下调促使p53对凋亡靶基因Bax的转录激活,从而导致细胞凋亡。这一结果提示KLF4可能在DNA损伤时P53介导细胞“生死”抉择中担任重要的角色。我们的研究结果有助于进一步了解一些携带P53野生型的肿瘤细胞对化疗药的耐药机制。在论文的第二部分,我们发现PPARγ激动剂可以快速诱导KLF4表达水平的增加,并且该诱导作用具有PPARγ依赖性。进一步研究发现PPARγ激动剂对KLF4表达的诱导不被蛋白合成抑制剂放线菌酮所抑制,并且该诱导作用与转录水平后的调控无关,这些信息提示KLF4可能是直接受PPARγ转录调控的靶基因。通过对KLF4启动子区序列进行生物信息学分析,我们发现在KLF4基因的启动子上含有1个保守的PPAR反应元件。ChIP和EMSA实验证实了PPARγ可以特异地与该位点相互作用,启动子报告基因的分析结果显示PPARγ可以特异地通过该反应元件而活化KLF4的转录表达。我们的研究结果充分证明了KLF4是一个直接受PPARγ蛋白调控的下游靶基因。为了研究KLF4在PPARγ信号转导通路中的功能,我们利用KLF4稳定干扰的HCT116细胞系进行研究。我们发现在HCT116细胞中干扰KLF4的表达可以明显抑制PPARγ激动剂引起细胞G1/S期阻滞,提示KLF4在由PPARγ介导的细胞周期抑制过程中发挥重要的作用。另外,在HCT116细胞中,虽然单独的PPARγ激动剂诱导细胞凋亡作用并不明显,但干扰KLF4的表达可以明显增强激动剂诱导细胞凋亡,表明抑制KLF4的表达能增强HCT116细胞对PPARγ激动剂的敏感性。本研究第一次从分子水平证明KLF4是一个直接受PPARγ蛋白调控的下游靶基因。作为一个直接受PPARγ调控的下游靶基因,KLF4在由PPARγ介导的细胞周期抑制过程中但任着重要的角色；而干扰KLF4的表达可以明显增强HCT116细胞对PPARγ激动剂的敏感性。因此,我们的研究不仅完善了对PPARγ信号转导通路的认识,而且为PPARγ激动剂在肿瘤治疗中的应用提供新的思路和线索。