信号转导与转录激活因子3(STAT3)是一个能被多种细胞因子激活的，具有信号转导作用的转录因子。STAT3在大多数肿瘤细胞中都是被持续性激活的，这其中也包括乳腺癌。在受到相关细胞因子的刺激时，STAT3能够被磷酸化和乙酰化修饰而激活，激活后的STAT3能够形成二聚体并进入细胞核内，进而促进下游基因表达。近年来有大量研究表明精氨酸的甲基化在调节非组蛋白的功能中发挥着重要的作用。但是，STAT家族的蛋白能否被精氨酸甲基化修饰所调控仍然存在一定的争议。我们的研究表明，在多种乳腺癌细胞系中STAT3都存在精氨酸甲基化的修饰。通过体外反应的筛选，我们发现在体外，只有PRMT1能够甲基化STAT3。通过同位素标记的体外反应和高效液相色谱-质谱/质谱连用等技术，我们证明了PRMT1能够甲基化修饰STAT3的R688位点。同时，我们还发现R688K不影响STAT3 Y705的磷酸化，但是却显著的抑制了其乙酰化修饰。实验表明，这种抑制是通过影响乙酰化酶p300与STAT3的相互作用达到的。另外，通过对STAT3晶体结构的分析，我们发现R688位于一个尾巴样结构上，而这个尾巴通过与另外的STAT3分子的结合而形成二聚体。通过实验，我们证明R688K突变大大的抑制了STAT3的二聚体的形成，从而显著的降低了STAT3的转录活性。最后，我们发现R688K降低了乳腺癌的几个重要肿瘤干细胞标记基因:sox2、pou5f1和aldh1等的表达。此外乳腺癌中与转移相关的间质样标记基因也被R688K所抑制。这些都导致了乳腺癌肿瘤干细胞干性的降低和乳腺癌转移能力的降低。通过搜索临床研究数据，我们发现PRMT1的高表达是与差的乳腺癌生存率正相关的。综上所述，我们的研究发现了R688的甲基化是一个新的STAT3翻译后修饰，并且其甲基化还能促进乳腺癌的转移和肿瘤干细胞的干性。