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Exendin-4 是一种长效的胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide 1,GLP-1)激动剂,因其能促进胰岛素分泌被应用于治疗糖尿病。近年来,exendin-4又被证实能够改善肝细胞内脂肪堆积和肝纤维化。脂类运输调节蛋白三磷酸腺苷结合盒转运子 A1(ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1)已被证实在坦吉尔疾病中存在突变,在脂类运输过程中,对于胆固醇从细胞内向细胞外转运起到了重要的作用;同时又是胆固醇逆向运输(reverse cholesterol transport,RCT)过程中一个非常重要的调节蛋白。研究表明,特异性敲除ABCA1导致胆固醇在肝脏中的大量累积并且打破正常的胆固醇逆向运输。因此,在本论文中我们利用蛋白免疫印迹、实时荧光定量PCR、荧光素酶报告基因系统、基因定点突变系统、siRNA基因沉默系统、染色质免疫沉淀等技术从体内外探讨肝细胞中exendin-4对ABCA1的调节作用,并且深入研究其调节机制。研究结果陈列如下:第一,我们证明了在HepG2细胞中,exendin-4能够在mRNA水平和蛋白水平上调ABCA1的表达。第二,HepG2细胞中有胰高血糖素样肽-1受体的表达。Exendin-4能够刺激该受体的表达,并且进一步在Thr196位点激活钙离子/钙调素依赖的蛋白激酶IV(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase IV,CaMKIV)和促进 CaMKIV 分子向细胞核内转运。第三,我们使用荧光素酶报告基因系统证明exendin-4能够增强ABCA1的启动子活性。钙离子/钙调素依赖的蛋白激酶K(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase K,CaMKK)信号通路特异性抑制剂STO609处理或者其下游分子CaMKIV活性位点突变的质粒能够抑制exendin-4对ABCA1启动子活性的增强作用;而CaMKIV的高表达能够显著加强该活性。说明exendin-4是通过CaMKK/CaMKIV信号通路调节肝细胞中ABCA1的转录。第四,胆固醇含量检测结果和油红O染色证实exendin-4显著降低了肝细胞中胆固醇的含量,而且这种作用需要CaMKK信号的激活。第五,在基因库中,我们发现了调节ABCA1基因转录因子:催乳素调节元件结合(prolactin regulatory element binding,PREB)蛋白。使用染色质免疫沉淀(chromatin immunoprecipitation,ChIP)实验证实了在肝细胞中,PREB 能够结合到ABCA1的启动子区域,并且exendin-4处理能够上调PREB的表达及其向细胞核内转移。第六,在肝细胞中,高表达PREB能够增强ABCA1的启动子活性。突变ABCA1启动子区域的PREB结合位点后,由exendin-4诱导的ABCA1启动子活性增强现象消失。使用siRNA沉默PREB基因的表达减弱了 exendin-4对ABCA1的上调作用;沉默CaMKIV基因的表达或者特异性抑制CaMKK信号减弱了exendin-4对PREB和ABCA1蛋白表达的促进作用。由此表明exendin-4通过CaMKK/CaMKIV信号通路调节PREB的表达,进而调节ABCA1基因的转录表达。第七,与普通饮食小鼠相比,高脂肪饮食小鼠肝脏内胆固醇含量高;经腹腔注射exendin-4(1 nmol/kg/day,4 weeks)能够降低高脂肪喂食的小鼠血清中的总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯的含量,减少肝脏内的胆固醇积累,激活肝细胞内的CaMKIV信号通路,促进PREB和ABCA1的表达。第八,在成功构建PREB高表达小鼠(PREB-Transgenic mice,PREB-Tg mice)基础上发现:高脂肪饮食条件下,相较于野生型小鼠,PREB基因高表达小鼠血清中的胆固醇和甘油三酯的水平显著降低,肝脏内的胆固醇积累明显减少;同时,肝细胞内ABCA1的表达显著升高。通过体内外实验证实,exendin-4能够通过CaMKK/CaMKIV信号通路促进转录因子PREB的表达,进而上调ABCA1的转录和翻译,起到减少胆固醇在肝细胞中积累的作用。我们的结果表明糖尿病治疗新型药exendin-4和转录因子PREB对于抑制胆固醇在肝脏内的积累以及脂肪肝的预防有潜在的作用。