Krüppel样因子4(Krüppel like factor 4,KLF4)是一种在细胞组织中广泛表达的真核生物锌指转录因子,其通过抑制或激活下游靶基因的转录,调节细胞生长、分化、和凋亡等生命过程。在不同的肿瘤中,KLF4可以发挥抑制或促进肿瘤生长的双重作用。肺癌细胞中的KLF4是抑癌因子,能够抑制肿瘤形成、增殖和转移,促进肿瘤细胞的凋亡。我们前期的实验结果发现,在原发性肺癌中KLF4的表达水平较正常肺组织明显下降,并通过抑制其靶基因人端粒酶催化亚单位(Human telomerase reverse transcriptase,h TERT)的表达和端粒酶活性,发挥抑制肿瘤细胞增殖的作用。而在乳腺癌中,KLF4可作为癌基因或抑癌基因,调控肿瘤发生和生长,其具体的作用机制尚需进一步的研究。KLF4的表达和功能具有细胞组织特异性,对其在不同肿瘤发展中的作用及其相应分子机制的深入研究,将为探索肿瘤的发生机制和临床治疗提供新的策略和思路。基于我们前期研究基础和最新文献回顾,本学位论文以KLF4基因为研究对象,主体分为两个研究部分。第一部分:研究肺癌中KLF4对下游信号通路和靶基因转录的调控及其分子机制;第二部分:对KLF4如何影响乳腺癌细胞生长、侵袭及迁移能力,及在内分泌耐药中发挥的作用作相关研究。第一部分KLF4/PLAC8信号通路调节肺癌细胞增殖的作用及分子机制研究研究目的:胎盘特异性基因8(Placenta special gene 8,PLAC8)是近年来发现的一种在小鼠胎盘中表达丰富,且富含半胱氨酸的蛋白质。PLAC8可以调控细胞凋亡、生长、免疫、分化及自噬等生命过程,并与肿瘤的发生发展及侵袭转移相关。然而,当前尚无对PLAC8在肺癌中的表达及功能的相关报道。我们预实验结果发现,肺癌组织中KLF4与PLAC8的表达水平呈负性相关。KLF4作为重要的转录因子,可激活或抑制下游靶基因转录表达。本研究旨在进一步明确肺癌中KLF4对PLAC8的调节作用及分子机制。研究方法:本研究首先分析了PLAC8在肺癌组织及细胞株中的表达水平,并分析其与肺癌患者预后及临床病理因素如肿瘤大小、肿瘤分级、TMN分期和远处转移等的相关性。通过对肺癌组织微阵列(TMA)的免疫组化染色分析,我们还检测了PLAC8和KLF4在90例肺癌手术标本及同期收集的正常肺组织中的表达水平。随后,基于肺癌细胞系和动物模型,干扰或过表达PLAC8后检测对肺癌细胞增殖、凋亡及成瘤能力的影响。为进一步探讨转录因子KLF4调控PLAC8的分子机制,我们在肺癌细胞系中外源性引入KLF4过表达质粒或敲除KLF4基因后,检测PLAC8表达水平的变化。最后,通过荧光素酶报告基因分析和染色质免疫沉淀实验,我们探索KLF4是否通过直接结合在PLAC8的启动子区域从而影响其转录表达。研究结论:1.PLAC8的表达水平与肺癌患者的生存时间相关,高表达PLAC8的患者预后差。PLAC8在肺癌中的表达水平与肿瘤大小、TMN分期及淋巴结转移相关,可作为肺癌预后的判断指标及潜在的治疗靶点。2.体内和体外实验发现,PLAC8表达水平上升促进肺癌细胞增殖、肿瘤形成并抑制细胞凋亡。3.肺癌组织中PLAC8和KLF4的表达呈负性相关,在肺癌细胞中过表达KLF4可抑制PLAC8的转录表达。4.KLF4直接结合在PLAC8启动子区域,进而抑制PLAC8的转录和表达。而过表达PLAC8后可部分逆转由KLF4诱导的肺癌细胞生长抑制。总的来说,该部分研究初步探讨了KLF4/PLAC8调节通路在肺癌中的作用和分子机制,有望为KLF4/PLAC8作为肺癌的早期诊断和治疗靶点的开发提供坚实的实验依据。第二部分KLF4通过抑制MAPK信号通路逆转乳腺癌内分泌耐药研究目的:内分泌治疗是激素受体阳性乳腺癌的重要治疗手段,但原发性与继发性耐药是当前乳腺癌内分泌治疗面临的棘手问题之一,解决该问题的关键在于深入探索内分泌治疗耐药的分子机制。他莫昔芬(tamoxifen,TAM)为人工合成的非甾体类抗雌激素药,临床上常用于乳腺癌的预防和内分泌治疗。已有研究证实KLF4在乳腺癌的发生和发展中发挥重要作用,然而,KLF4的表达与乳腺癌TAM耐药的发生是否相关仍未明确。为探索这一科学问题,该部分工作针对KLF4在TAM耐药的乳腺癌组织及细胞中的表达特点,及其在耐药过程中的作用和分子机制作相关研究。研究方法:首先,通过对乳腺癌公共数据库的分析,我们评估了KLF4在乳腺癌组织中的表达水平,以及其是否与患者的预后相关。然后,收集本院接受过内分泌治疗的乳腺癌患者组织标本,并进一步分为对TAM治疗敏感和耐受的两组。在两组乳腺癌组织中,检测KLF4和ER的表达水平。此外,我们构建了TAM耐药乳腺癌细胞株(MCF-7/TAM),并在细胞系中干扰和过表达KLF4,进一步探索KLF4在乳腺癌细胞发生TAM耐药中的作用及分子机制,同时验证了KLF4对乳腺癌细胞生长、侵袭和迁移功能的影响。最后,我们检测在MCF-7野生型及MCF-7/TAM细胞中丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路的激活状态,分析KLF4对乳腺癌细胞TAM敏感性的影响是否与该条信号通路相关。研究结论:1.乳腺癌组织中KLF4表达水平下调,且KLF4高表达与患者良好预后相关。2.KLF4高表达的乳腺癌患者更容易从内分泌治疗中获益,因此可作为预测患者内分泌治疗后达到病理完全缓解的分子标记物。3.在乳腺癌细胞中过表达KLF4会抑制MAPK信号通路的激活,进而提高细胞对TAM的敏感性。4.MAPK信号通路在TAM抵抗的乳腺癌细胞中异常激活,而MAPK信号通路的特异性小分子抑制剂对TAM耐药的乳腺癌细胞有显著的杀伤作用,可能在逆转内分泌耐药的治疗中有重要的应用价值。总的来说,该部分研究观察到KLF4/MAPK信号通路在调节乳腺癌细胞生长和TAM耐药中的重要作用,该信号通路可能是针对乳腺癌治疗特别是对于内分泌治疗耐药患者的新型药物靶点。