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肝脏是调节葡萄糖稳态的重要器官。在饥饿过程中,低血糖可以促进胰岛α细胞分泌胰高血糖素,胰高血糖素结合肝脏上的胰高血糖素受体,促进肝糖原分解,增加糖异生作用从而稳定血糖。肥胖和2型糖尿病患者表现为胰高血糖素信号转导增强以及肝脏糖异生增加,但是,这背后的详细机制并不完全清楚。Purβ是一种富嘌呤元素结合蛋白,可与富含嘌呤的单链或双链DNA或RNA结合,近年来Purβ的转录调控功能渐渐被挖掘。Purβ是否调节肝脏糖代谢还不清楚。本论文深入研究了Purβ调控肝脏糖代谢的分子机制,其主要发现如下:1.在饥饿或胰高血糖素诱导下,PurβmRNA与蛋白水平显著升高,提示Purβ极有可能参与葡萄糖代谢。从C57 BL/6小鼠分离原代肝实质细胞,利用高表达与shRNA腺病毒载体在肝细胞中高表达或敲低Purβ,进行糖异生实验,结果显示Purβ的高表达可以促进肝实质细胞糖异生作用,敲低Purβ可以抑制细胞糖异生作用。在db/db小鼠肝脏中特异性敲低Purβ显著降低了db/db小鼠高血糖,并且缓解了db/db小鼠的糖耐量损伤,说明Purβ是一种可以调节糖代谢的关键分子。2.高表达或敲低Purβ没有改变胰岛素诱导的AKT磷酸化,在db/db小鼠肝脏中特异性敲低Purβ没有提高胰岛素敏感性。这提示Purβ对肝脏葡萄糖代谢的调节不依赖于胰岛素信号通路。3.在肝实质细胞与小鼠肝脏中,敲低Purβ后降低了CREB磷酸化水平,不仅抑制了Glucagon/cAMP/PKA/CREB信号通路,而且抑制了两个糖异生关键酶PEPCK和G6Pase的mRNA水平,相反在肝实质细胞内过表达Purβ,升高了CREB磷酸化水平,也促进了PEPCK和G6Pase的mRNA水平。说明在肝脏中Purβ通过胰高血糖素信号通路调节了葡萄糖代谢。4.通过RNA-seq筛选出Adcy 6可能是Purβ的下游靶基因。过表达Purβ可以促进Adcy 6表达,而敲低Purβ可以抑制Adcy 6表达。Adcy6也可以被胰高血糖素和饥饿诱导并且在肥胖小鼠肝脏中异常高表达,这与Purβ表达调控一致。此外,通过Luciferase assay与ChIP assay确定了Purβ可与Adcy 6基因启动子(-1558至-1850区域)结合,并促进其表达。综上所述,Purβ是之前未被发现的肝脏糖异生调控因子。Purβ通过增加Adcy6的表达,增加cAMP含量,激活PKA,使CREB磷酸化增强,增强肝脏糖异生作用,从而促进肥胖患者高血糖的发生。Purβ有望成为治疗高血糖新的药物靶点。