乳腺癌是一种严重危害全球女性健康的恶性肿瘤。三阴性乳腺癌(TNBC:ERα/PR/HER2均为阴性的乳腺癌)约占所有乳腺癌的15-20％;但因其缺乏有效的治疗靶点和远端器官转移使TNBC成为所有乳腺癌中预后最差的一种类型。因此，鉴定TNBC新的分子靶标，并阐述其作用机理迫在眉睫。　　去泛素化酶(Deubiquitinating enzymes:DUBs)可以逆转蛋白质的泛素化修饰，是泛素-蛋白酶体途径的关键调控因子。进一步研究发现:DUBs与肿瘤发生息息相关并且具有开发成为药物靶标的巨大潜力。　　KLF5属于锌指结构的转录因子，特异性地在ERα（以后简称ER）阴性的乳腺癌中高表达。研究发现，KLF5可以作为病人预后的分子标志物:KLF5高表达的病人生存时间显著短于KLF5低表达的病人。我们课题组前期研究证明KLF5主要是通过上调其下游靶基因FGF-BP和mPGES1来促进乳腺癌细胞生长和生存。这些研究表明:KLF5是乳腺癌有效的治疗靶点。但是，从药物研发的角度考虑，转录因子本身并不是理想的直接药物靶点，所以找到正向调控KLF5的酶可能提供更好的药物干预靶点。我们实验室最早发现KLF5受到泛素化修饰后通过蛋白酶体途径降解。进一步，我们找到了两个控制KLF5降解的关键E3泛素连接酶WWP1和SCFFbw7;最近美国一个研究小组发现Smurf2也是KLF5的E3泛素连接酶。目前，还没有关于KLF5去泛素化酶的任何报道。因此，我们的科学猜想是:KLF5的去泛素化酶应该可以正向调控KLF5的蛋白稳定性并且具有癌蛋白的功能。　　通过扫描包含87个人类去泛素化酶的siRNA文库去鉴定KLF5可能的去泛素化酶。经过几轮筛选，我们最终确定BAP1和USP3作为KLF5的候选去泛素化酶。　　为了进一步确定BAP1是否可以增加KLF5蛋白的稳定性。我们转染针对BAP1不同位置的siRNA（避免脱靶效应）分别在MCF10A和HCC1806以及HCC1937细胞株;发现敲低BAP1，内源KLF5及其下游靶基因FGF-BP的蛋白水平都会下降。同时我们还发现无论是敲低BAP1或KLF5，p27的蛋白水平上升都非常明显。BAP1可以拮抗多个E3泛素连接酶介导的KLF5的降解以及延长KLF5的蛋白半衰期。进一步在体内体外实验中，BAP1可以非常显著地降低KLF5的多聚泛素化水平，但其酶活性突变体BAP1C91S则不具有这种功能。　　接下来，我们探索了BAP1稳定KLF5的作用机制。通过免疫共沉淀(IP)和Pull-down实验发现内源的BAP1和KLF5存在相互作。纯化的GST-BAP1和KLF5-6×His存在直接相互作用。同时我们构建了一系列GST-融合的BAP1或His-融合的KLF5截短突变体来检测其负责相互作用的区段，发现BAP1和KLF5的N-端和C-端负责参与相互作用。　　我们研究发现，BAP1可以与HCF-1，OGT以及其他一些蛋白形成功能复合物。KLF5在BAP1/HCF-1复合物中，并且KLF5/BAP1/HCF-1复合物通过结合于p27基因的启动子上抑制p27基因的转录。进一步研究发现，KLF5/BAP1/HCF-1复合物通过抑制p27基因的表达，促进细胞周期的G1/S进程。　　功能研究表明，敲低BAP1或KLF5抑制细胞的增殖、生长、迁移和侵袭。动物实验表明，敲低BAP1导致的肿瘤抑制和肺转移减少，瞬时过表达KLF5可以部分恢复BAP1敲低导致的表型。　　另外，我们发现USP3也降低内源KLF5的蛋白水平。USP3可以拮抗E3泛素连接酶介导的KLF5的降解并延长其半衰期。同时，USP3可以降低KLF5的泛素化水平，并且是去泛素化酶活性依赖的。USP3和KLF5存在相互作用。KLF5的PY motif可能参与调控这一过程。功能实验提示USP3可能参与调控DNA damage相关功能，但需要进一步证明。　　综上，我们的研究不仅证明BAP1和USP3是KLF5的去泛素化酶，而且阐述了其调控机制。BAP1和USP3有可能作为TNBC或其他癌症的潜在治疗靶标。