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白内障是人类致盲的首要因素。HSF4是白内障的致病基因之一，在晶状体中特异表达，调控一系列具有重要生理功能的基因表达。在小鼠晶状体中，HSF4蛋白水平在不同的发育阶段呈现出不同的变化，提示HSF4的表达水平受到精细调控，这种调控可能对于维持晶状体的正常分化与发育非常重要。目前关于HSF4蛋白水平调控还缺乏研究。本论文发现BCAS2能够与HSF4相互作用，并且在晶状体上皮细胞中调控HSF4蛋白水平。首次发现HSF4蛋白调控的具体分子机制。 首先采用酵母双杂交的方法，以人的HSF4为诱饵蛋白，在构建的人胎脑cDNA文库中进行了筛选，对多个潜在的相互作用蛋白肽段进行分析，筛选到BCAS2蛋白。在晶状体上皮细胞（HLECs）中通过免疫共沉淀（Co-IP）和细胞免疫荧光的方法进一步验证了这两个蛋白的相互作用。体内免疫组织化学结果表明，BCAS2在小鼠晶状体上皮细胞中高表达，同时HSF4与BCAS2在小鼠晶状体中也被证实存在相互作用。Co-IP实验揭示了HSF4的HR-A/B疏水结构域和BCAS2的CC结构域是这两个蛋白相互作用的结构基础。 进一步探讨BCAS2与HSF4相互作用对HSF4的蛋白水平和转录活性的影响。我们观察到在HLECs中表达BCAS2蛋白导致HSF4的转录活性显著降低；在BCAS2基因表达受到干扰的晶状体上皮细胞系中，HSF4转录活性则显著上调。同时发现HSF4的转录活性调控由蛋白变化引起。HSF4的蛋白水平随着BCAS2的蛋白的上调而降低，但是HSF4的mRNA水平却没有影响，提示在HLECs中BCAS2负调控HSF4的蛋白水平。当在细胞中表达CC结构域缺失的BCAS2时，HSF4蛋白水平无显著改变，提示这两个蛋白的相互作用是BCAS2对HSF4调控的分子基础。 为揭示BCAS2调控HSF4蛋白水平的具体机制，在BCAS2基因表达干扰的细胞系中通过检测HSF4蛋白的半衰期，发现BCAS2表达降低可延长HSF4蛋白半衰期，确定BCAS2在蛋白水平上调控HSF4。同时检测到HSF4的泛素化修饰作用明显下降，提示BCAS2可能通过泛素化途径调控HSF4。利用MG132抑制细胞内的蛋白酶体活性，通过检测细胞中HSF4的蛋白表达情况后发现BCAS2对HSF4的调控作用被抑制，进一步证实BCAS2对HSF4的蛋白调控依赖于泛素化-蛋白酶体途径。通过生物信息学预测和细胞实验验证，发现K206位点是HSF4一个重要的泛素化位点，该位点突变可抑制BCAS2对HSF4的调控作用，说明BCAS2通过调控206位赖氨酸的泛素化修饰调控HSF4的蛋白水平。 此外，我们还发现HSF4能够转录调控一个新的抗氧化基因HMOX-1的表达。在晶状体上皮细胞中过表达HSF4，发现HMOX-1的蛋白以及mRNA表达明显上升。而在HLECs中利用siRNA的方法干扰HSF4，发现HMOX-1蛋白以及mRNA表达均显著下降。通过免疫染色质共沉淀实验和荧光素酶方法，发现HSF4蛋白可直接结合到HMOX-1启动子上，并且启动基因的转录表达。采用生物信息学的方法，我们发现HMOX-1启动子区域包含一段热休克结合元件。该元件中保守位点突变后，能够抑制HSF4对该启动子的转录调控能力。这些结果表明HSF4能够直接结合到HMOX-1启动子的-389–-362区域的热休克元件（HSE）上，激活HMOX-1的转录表达，提示HSF4在晶状体中可能通过调控HMOX-1表达实现抗氧化功能。 综上所述，本论文发现BCAS2为一个重要调节因子维持细胞内HSF4的蛋白稳态。BCAS2通过促进HSF4泛素化修饰维持其在晶状体细胞中的表达水平，从而影响其下游靶基因CRYAB及BFSP1的表达。此外，HSF4能够在HLECs中调控抗氧化基因HMOX-1的转录表达，提示HSF4可能参与细胞抗氧化功能从而在晶状体中发挥重要生理作用。本研究阐述了HSF4在细胞中蛋白水平调控的具体分子机制，有助于揭示HSF4在晶状体发育和正常生理功能维持中的作用。HSF4对HMOX-1的转录调控，提示HSF4在晶状体抗氧化方面也发挥着作用，为白内障的治疗提供新的靶点。