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肺依赖于其高度分支的管腔系统实现与外界的气体和物质交换.前期研究显示转录因子KLF5的组织特异性的敲除会分别导致肺,肠、肾脏等多个器官的发育障碍.尽管KLF5调控组织特异性基因表达的机制有初步了解,但是其影响多个器官形态发育的细胞生物学分子机制还不清楚.本研究通过肺上皮特异性转基因和基因敲除小鼠及体外细胞模型,深入研究KLF5影响上皮管腔形态发育的分子机制.研究发现KLF5是调控肺上皮形状的关键基因,其可以通过调控上皮骨架actin的极性分布和功能,在肺上皮时空特异性的形状调控中起关键作用.肺上皮特异高表达KLF5会打破上皮顶端actin的组装，细胞无法通过actin的收缩完成从柱状到楔形的转换，最终导致新的气道分支障碍；肺上皮特异敲除KLF5会导致外周上皮细胞顶端actin的组装增加，细胞无法通过顶端actin的松弛实现上皮从柱状向扁平状的转化，导致肺泡扩张障碍。体外研究发现KLF5的抑制，会诱导上皮细胞极性和极性化的上皮组织结构形成；KLF5通过转录调控RICH2的表达，影响关键极性蛋白CDC42的活性，从而控制上皮细胞极性、细胞形态和细胞间相互作用。本研究揭示了在肺发育过程中，KLF5通过时空特异性的表达，调控CDC42依赖的上皮细胞极性，从而实现对肺上皮管腔形态发育的整体调控。