目的:前列腺组织主要由两种类型上皮细胞组成,基底和管腔上皮细胞,两者存在一定的相似性,同时又存在多种因素在两者特异的表型方面参与调控及维持。本论文旨在:(1)研究前列腺基底上皮细胞特征是如何维持的?该过程需要哪些调控因子参与?(2)研究管腔上皮细胞特征是如何维持的?前列腺管腔上皮组织的三大属性,细胞间连接、细胞极性和细胞分裂轴定位三者之间存在怎样的相互作用?方法:通过开展一系列体内体外实验考察上皮间质转化(EMT)转录调控因子在前列腺上皮组织中的表达模式及生物学功能,利用高通量单细胞RNA测序分析及体内实验检测Zeb1表达上皮细胞中富集哪些相关信号通路调节因子来维持基底上皮干细胞亚群的干性、EMT特征和基底细胞的正常发育。通过开展一系列体内体外实验考察细胞间连接蛋白E-cadherin在前列腺上皮组织中的表达模式和黏附连接缺陷小鼠的表型。通过转录组测序分析和生化实验研究管腔上皮细胞特征维持的主要因素细胞间黏附连接蛋白E-cadherin,Scribble细胞极性蛋白复合物及LGN分裂纺锤体定位复合物三者之间的相互关系。所有的统计学检验均为双侧检验。结果:(1)上皮间质转化核心转录因子Zeb1仅阳性表达在前列腺基底上皮细胞层,同时表达上皮和间质细胞相关基因,且Zeb1~+基底细胞富集分布在前列腺干细胞存在的近尿道区域。(2)Zeb1~+基底细胞在前列腺自发肿瘤模型小鼠和人前列腺样本中均有发现,且比例明显增多,甚至出现了Zeb1~+管腔细胞。(3)相比Zeb1~-基底细胞,Zeb1~+基底上皮细胞具有更强的体外连续类器官形成能力和体内连续肾包膜移植能力,既可以自我更新又可以分化产生其他两种不同类型上皮细胞。(4)体内和体外Zeb1表达缺失造成基底上皮细胞数目急剧减少,基底上皮细胞正常发育过程受阻,但对管腔上皮细胞和内分泌细胞发育并未产生明显影响。(5)活化的Wnt信号通路维持了Zeb1~+基底上皮细胞的干性及基底细胞层的表型。(6)成年小鼠前列腺上皮组织中E-cadherin蛋白主要表达在管腔上皮细胞之间,而在零散存在的基底上皮细胞中几乎不表达。(7)在前列腺组织发育、去势再生及成熟等不同时期,E-cadherin表达缺失导致各个组织分叶管腔上皮细胞增殖比例显著增加,促进前列腺肿瘤的发生发展,21个月龄的E-cadherin敲除小鼠基底膜破损,基底上皮细胞缺失,肿瘤细胞浸润至微环境。(8)E-cadherin敲除显著增加了管腔上皮细胞分裂纺锤体轴定位异常的比例,分裂中后期纺锤体轴发生较大角度的异常偏转。同时,E-cadherin敲除导致纺锤体轴定位核心蛋白LGN和NuMA,细胞极性蛋白PAR和SCRIBBLE三元复合物,分布弥散,特异膜定位处结合能力显著下降。(9)相比对照组,E-cadherin敲除组中与促进细胞增殖和迁移相关的信号通路存在富集且表达显著上调,与增强细胞间连接相关的基因表达显著下调,且E-cadherin敲除组与TCGA数据库中人前列腺癌样本分子表达谱具有一定的相似性。(10)分子机制方面,管腔上皮细胞黏附连接蛋白E-cadherin、极性蛋白SCRIB和分裂轴定位蛋白LGN三者之间存在内源性的相互作用,且敲低E-cadherin蛋白表达水平,显著减弱SCRIB和LGN两者之间的结合作用,敲低SCRIB蛋白表达水平,显著削弱E-cadherin和LGN两者之间的结合作用。E-cadherin和LGN蛋白两者与SCRIB蛋白的PDZ结构域特异性结合。结论:(1)前列腺基底上皮细胞层发现一小群EMT转录因子Zeb1~+细胞,这群细胞既可以自我更新又可以分化产生其他不同类型上皮细胞,同时对基底上皮细胞的正常发育是必不可少的。(2)前列腺管腔上皮细胞间黏附连接、细胞极性、分裂纺锤体轴定位三者之间存在着紧密的相互作用,E-cadherin/SCRIB/LGN三元蛋白复合物的形成维持了管腔上皮细胞的特征,保证其发育分化过程正常进行和有效地预防前列腺肿瘤的发生发展。科学意义:Zeb1~+上皮细胞的发现及其生物学功能的探究,为前列腺上皮组织正常发育和细胞可塑性研究奠定了一定的理论基础,为肿瘤来源细胞(肿瘤起始细胞,肿瘤干细胞)研究提供了新的线索。上皮细胞间黏附连接、细胞极性和分裂轴定位三者之间紧密的相互作用维持了正常的前列腺管腔上皮组织结构,对前列腺组织正常发育和肿瘤发生发展有了新的理论认识,对临床治疗和预后具有重要的指导意义。