信号传导及转录激活因子（signal transducer and activator of transcription,STAT）家族包括7个成员:STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b以及STAT6。它们参与细胞生长、凋亡、分化及免疫应答等多种生理功能的调节,研究表明该家族蛋白的异常表达与多种疾病的发生和发展密切相关。目前,STAT家族成员翻译水平的调控机制尚不明确。通过搜索NCBI数据库,发现STAT家族成员的5′非翻译区（untranslated region,UTR）相对较长,且能形成稳定、复杂的二级茎环结构,存在潜在的内部核糖体进入位点（internal ribosome entry site,IRES）活性,可能是细胞基础生命活动过程中STATs蛋白稳定表达的重要机制。本文对STAT家族成员的IRES元件在结构、细胞生理学活性以及结合蛋白等方面进行研究,旨在为STAT家族蛋白的调控和细胞IRES元件的研究提供新视角。主要结果如下:1.利用双荧光素报告基因检测系统检测STAT家族成员5′-UTR的IRES活性。随后,通过实验分别排除了潜在启动子、核糖体通读以及内部剪切位点对IRES活性鉴定的干扰作用。结果发现STAT1、STAT2和STAT4的5′-UTR存在IRES活性。此外,本文比较了STAT家族成员的IRES在一系列肿瘤细胞中的活性,发现STAT1和STAT4的IRES活性与其在细胞中的蛋白表达量正相关。2.为了探究STAT1、STAT2和STAT4 IRES的活性中心域,本研究根据模拟的二级茎环结构对其分别进行了5′和3′端碱基的逐步截短实验。结果显示:STAT1 5′-UTR的活性中心位于5′端1-232碱基之间,其中两段序列（1-26 bp和94-232 bp）是STAT1IRES元件中必不可少的活性区域。STAT2 IRES的活性域位于5′-UTR中间区域的31-170碱基之间。STAT4 IRES的序列特点与STAT1相反,其活性中心域定位于3′端101-315碱基之间。为了进一步定位影响STAT1和STAT4 IRES活性的关键茎环结构,本文针对它们活性中心域的二级结构,设计并构建了含有全长IRES元件的突变体质粒,其中,STAT1对应12个突变体质粒,STAT4对应11个突变体质粒。通过检测不同突变体质粒的IRES活性后,我们发现位于5′末端的1GCUGAG6和22UGAUUGG28以及两个嘧啶密集序列61CCUUUU66或86CUUUCC91是STAT1 IRES元件中的重要茎环结构。而位于3′末端的199AGAAAUGCAAAU210,273GGAC276和301UGAGAGA307是STAT4 IRES元件中不可或缺的部分。3.为探究细胞应激条件下STAT1和STAT4 IRES的生理功能,本文利用血清饥饿和化学药物紫杉醇对肝癌细胞进行加压处理,通过Western Blot和细胞免疫荧光检测STAT1和STAT4的蛋白表达。结果显示:血清饥饿和药物处理都能导致肝癌细胞中STAT1和STAT4蛋白表达量的增加,且均呈现出浓度依赖性。同时,细胞压力条件下IRES活性的检测结果证明这两种蛋白表达量的上调与IRES介导的翻译方式相关。4.IRES介导的翻译起始不仅与其一级序列和二级茎环结构相关,还依赖于一些反式作用因子（IRES trans-acting factors,ITAFs）的参与。其中,La蛋白（La）、Y-盒结合蛋白1（YB1）、多嘧啶序列结合蛋白1（PTB1）和p97蛋白（DAP5/p97）是四种重要的反式作用因子。本研究通过RNA-蛋白免疫共沉淀实验探究这四种ITAFs是否结合STAT1和STAT4的5′-UTR,并参与调控它们的IRES活性。结果显示:STAT1和STAT45′-UTR均能结合YB1和p97,而PTB1选择性结合STAT1 5′-UTR,La选择性结合STAT4 5′-UTR。利用RNA干扰技术分别沉默肿瘤细胞内La、YB1、PTB1和P97,发现STAT家族成员的IRES活性被抑制,证明这四种反式作用因子促进STAT家族成员的IRES在肿瘤细胞内介导翻译起始。考察La、YB1、PTB1和P97在细胞压力条件下的表达与分布后发现,四种ITAFs在肝癌细胞质中的表达量均呈现显著上升趋势。此外,La和PTB1蛋白由胞核转移到胞质,提示细胞压力条件下,反式作用因子参与调控STAT家族成员的IRES活性。5.通过比较STAT家族成员的IRES元件与其他已鉴定的IRES元件后发现,结合相同反式作用因子的IRES元件有相似的茎环结构。结合IRES元件的二级结构特点和生理作用,预测四种与细胞压力相关的因子mRNA 5′-UTR有潜在的IRES活性,并通过实验证实了这一猜测。