6.3.1 前列腺的结构与功能
前列腺是参与哺乳动物雄性生育的重要生殖腺。人前列腺位于小骨盆内，在耻骨联合的后方。前列腺的尖端靠近盆底肌，后方与膀胱的颈部相连。正常人前列腺外形呈稍扁的栗子状，横径约4 cm，垂直径约3 cm，前后径约2 cm。
从结构的角度来说，复杂的前列腺其实是由基质包裹上皮形成的管腔组成的。而从解剖学的角度来说，人类前列腺分成了三部分，分别是中央区（Central zone）、外周区（Peripheral zone）和过渡区（Transition zone）［82］。过渡区围绕着射精管附近的尿道。中央区域围绕射精管，并在膀胱基底下方突出。外周区是前列腺顶端、后部和侧面的主要部分。临床上，前列腺通常被描述为有两个侧叶，由中央沟和一个中叶分开，中叶可能伸入老年男性的膀胱，其中，中央沟在临床上是可以由直肠指检触摸到。这些叶片虽然不直接与组织学上定义的正常前列腺结构（即中央区、外周区、过渡区）相对应，但是与过渡区的侧向增生和外周区的向中增生有关。值得注意的是，人前列腺和小鼠前列腺表现出了一定的解剖差异［83］。小鼠前列腺主要分为前侧前列腺（Anterior prostate）、腹侧前列腺（Ventral prostate）、背外侧前列腺（Dorsolateral prostate），呈蝴蝶形。前侧前列腺紧贴储精囊，为中间稍粗，向两端逐渐变细的长条形，长度为3～10 mm，而腹侧前列腺和背侧前列腺紧贴靠近膀胱括约肌，直径约为1.5～4 mm。据转录组特征，小鼠的背外侧前列腺相当于人类前列腺的外围区域。
男性的生育需要男性泌尿生殖系统不同器官的配合，每个器官都执行其指定的功能。通过泌尿生殖系统各个器官的相互作用，睾丸（包含生殖细胞、支持细胞和Leydig细胞）、附睾和男性副腺（前列腺、精囊和球囊腺）同时参与人类精液的产生［82］。睾丸通过产生生殖细胞（精子）为精液的产生作出贡献，而副腺的主要贡献包括蛋白质（例如分别由前列腺和精囊分泌的激肽释放酶和精原蛋白）、生长因子（例如睾丸中的Leydig细胞分泌的睾酮和胰岛素样3蛋白）、微量元素（例如前列腺上皮产生的Zn2＋）和其他因子（例如前列腺细胞产生的代谢产物柠檬酸盐和精胺以及球窝腺产生的糖蛋白黏蛋白MG1）。精液由精子和精浆组成，精子约占整个精液体积的2%～5%，精浆主要由精囊、前列腺上皮和球囊腺分泌的各种液体组成。
前列腺主要由基质和上皮两部分组成。基质和上皮通过不同的信号通路相互影响，来保证前列腺的正常发育和稳态维持。基质的主要功能是维持表皮的正常微环境。在健康状态或者再生状态下，基质提供了许多维持或者恢复腺体稳态的信号，而异常活化的基质可能在前列腺炎症过程中发挥着重要的作用，比如在许多前列腺炎症的情况下，都能观察到基质细胞雄激素受体（androgen receptor，AR）表达量的显著上调，而抑制基质细胞雄激素受体可以缓解炎症情况。前列腺上皮承担了前列腺作为腺体的主要功能［82］。前列腺上皮能够分泌前列腺液，而前列腺液占到了精液的1/5～1/3的体积。前列腺液与其他男性生殖腺的分泌物一同在男性生殖中发挥了重要作用。前列腺液中含有许多控制射精过程的因子和激活精子成熟过程的蛋白，这些因子在精液液化和精子运动过程中是不可或缺的。发挥上述功能的因子有：KLK，丝氨酸蛋白酶亚家族的成员，包括PSA和KLK3；柠檬酸，三羧酸循环的中间产物；Zn2＋，一种存储在前列腺上皮细胞细胞质的微量元素。这些因子在作用机制上和功能上和相互关联协调。射精后的精液液化过程依赖于多种KLK的活化。在人体中，前列腺上皮细胞是唯一糖酵解供能高于三羧酸循环的正常细胞。相较于其他正常人的器官，前列腺的Zn2＋的含量更高，这种特性依赖于前列腺上皮细胞通过雄激素依赖的Zn2＋回收和释放循环，该循环由锌转运蛋白承担，ZIP1-4负责Zn2＋的摄取，Zn T1-10则负责Zn2＋释放。
前列腺上皮主要由管腔细胞、基底细胞和少量神经内分泌细胞构成。对于成年小鼠前列腺的研究，可以发现基底细胞群和管腔细胞群在很大程度上是独立的自我维持的。(https://www.daowen.com)
管腔细胞是前列腺上皮中数目最多的细胞，呈现立方状或柱状，其分子标记主要有CK8、CK18等，同时会高表达雄激素受体。基于单细胞测序等数据［84］，目前认为前列腺管腔细胞主要有三群，分别是管腔A细胞、管腔B细胞和管腔C细胞。管腔A细胞的标记分子为Hoxb13、Abo和Spink1，管腔B细胞的标记分子为Nkx3.1、Mmp7、Fgl1和Pbsn，管腔C细胞的标记分子为Tacstd2、Ck4和Psca。管腔A细胞和管腔B细胞可以富集到许多功能性基因，如与蛋白质折叠、离子稳态和体液分泌等相关的基因，举例来说，前列腺分泌相关基因Spink1和Pbsn分别在Luminal-A和Luminal-B细胞中高度表达。值得注意的是，管腔C细胞在组织发育和上皮细胞分化中富集，表明该细胞群具有干细胞或祖细胞的特性。对于小鼠前列腺来说，管腔A细胞主要分布在腹侧前列腺，管腔B细胞主要分布于前侧前列腺和背外侧前列腺，而管腔C细胞在前侧、腹侧、背外侧前列腺中均有分布。管腔C细胞在前列腺内陷尖端形成小簇，并与前侧前列腺远端、背外侧前列腺和腹侧前列腺中的其他两个管腔细胞簇在空间上分离。而对小鼠进行体内雄激素剥夺（即利用各种手段降低动物体内雄激素水平）后，大多数的持续性管腔细胞是管腔B细胞，而管腔A细胞群比例从34.4%显著下降到12.8%。正如预期的那样，雄激素调节基因的表达显著下降，如管腔A细胞中的Spink1和Abo，以及管腔B细胞中的Pbsn和Nkx3.1。此外，雄激素受体非依赖性基因如Hoxb13、Mmp7和Fgl1在管腔A细胞或管腔B细胞的特异性表达得以维持［85］。值得注意的是，Ck4、Tacstd2和Sox9在管腔C细胞中保持特异性表达。这些结果表明，即使雄激素水平显著降低后，3种不同的管腔细胞仍然维持了谱系上的差异。
基底细胞位于基底膜上，并可能参与介导或调节基质细胞和管腔细胞之间的相互作用。基底细胞的分子标记为CK5、CK14等，同时也会高表达p63等分子［86，87］。p63对于前列腺基底细胞的发育非常重要，敲除p63的小鼠前列腺不能形成正常形态的基底细胞。在正常前列腺中，增殖静息状态的基底细胞中仍然存在激活的Src。基底细胞的雄激素受体表达水平通常要比管腔细胞低一些。对于基底细胞的分群，目前也是领域内重要的研究方向。在缺乏雄激素的情况下，基底细胞在维持前列腺导管结构方面也起着关键作用。雄激素剥夺后，正常前列腺导管会部分失去其分泌功能，大部分管腔细胞呈现凋亡状态。但在整个变化过程中，各个细胞群高度协调，因此，正常前列腺导管能够在收缩的同时保持其形态完整性。
神经内分泌细胞在前列腺中占比较少［88，89］。这类细胞会表达突触素、嗜铬粒蛋白A以及神经肽。神经内分泌细胞的功能尚不明确。神经内分泌细胞在形态上是存在异质性的，封闭型细胞被管腔内的其他细胞分隔开，开放型细胞可以到达腺体管腔。此外，它们还可以根据其分泌产物进行分类。例如，一些表达血清素或嗜铬粒蛋白A和B，而另一些表达降钙素或蛙皮素。这些差异可能反映了它们起源的差异，例如一些神经内分泌细胞可能来自神经嵴细胞，另一些则源于胚胎泌尿生殖窦上皮细胞［90］。
对于前列腺发育过程的研究主要以小鼠发育过程为模式［83］。在小鼠胚胎发育过程中，前列腺从内胚层前泌尿生殖窦产生的时间相对较晚。在胚胎期的第17.5天，泌尿生殖窦上皮会开始进行出芽，这便是前列腺发育的起始。与许多其他附上皮组织或器官一样，前列腺的发育依赖于上皮与间充质的相互作用。前列腺发育所需的第一个信号来自底层间充质，并以雄激素依赖性的方式传递到泌尿生殖窦上皮。雄激素也在前列腺上皮细胞的后续发育过程中发挥重要作用，其参与维持前列腺上皮细胞的生长和分化，并促进大多数成年管腔细胞的存活。与实体上皮生长相对应的初始芽侵入下层间质，在经历了多轮分支事件和小管化后，最终导致前列腺上皮的假分层外观的形成。出生时，腹侧前列腺的主导管已经经历了2～3次分支事件，在出生后的头两周，大多数分支已经发生，导管分支在60～90天内完成。与主导管的生长相比，背外侧前列腺的形态发生略有延迟：分支发生在出生后前两周已基本结束，但上皮分泌的终末分化在出生第一个月才最终完成。