食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma,ESCC）由于其局部浸润和远处转移的特点,是最致命的胃肠道恶性肿瘤之一。PURA基因编码的富含嘌呤元件结合蛋白 α（purine-rich element binding protein alpha,PURα）是一种在进化上高度保守的DNA/RNA结合蛋白,在基因的转录调控、mRNA的运输和翻译以及DNA修复中发挥重要作用。本实验室一直研究PURA基因在ESCC中潜在的功能和作用机制。为了探究PURα在ESCC中的功能和作用机制,我们首先构建了 KYSE510-PURα稳定细胞系来进行ChIP-seq实验。在全基因组层面,功能富集分析PURα所调控的基因,发现PURα与转录起始、蛋白结合和突触小泡膜等功能和代谢通路、单纯疱疹病毒1感染和阿米巴病等通路相关,这提示PURα可能参与多种功能的生物学过程。PURα结合motif特征分析发现,PURα结合的特征主要为己报道过的“GGN”,“GA”和“GC”motif,还发现了 一些新的 motif,如“TTN”,“TA”和“TC”。为了探究PURα在ESCC中是否具有其他功能和作用,我们重新分析了前期KYSE510-pCMV6/PURα的RNA-seq数据,发现PURα与氧化磷酸化和脂肪酸代谢呈正相关。然后整合RNA-seq和ChIP-seq数据综合分析并筛选出20个与代谢相关的上调基因,其中排名前三的基因分别是ATP5J2,COX5B和PCK2。为了进一步探究PURα调控基因的具体机制,我们利用ALLGEN PROMO在线网站预测分析发现线粒体型磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（mitochondrial phosphoenolpyruvate carboxykinase,PCK2）基因的启动子区存在PURα的结合位点,可能受其调控。结合ChIP-seq数据的可视化分析,进一步证实了PURα结合PCK2启动子区的区域为Chr14:24093172-24093825。通过点突变和截短体的双荧光素酶报告基因实验以及ChIP-PCR/qPCR验证,发现PURα可以直接结合PCK2启动子区的S1位点（GGGAGGCGGA）,且PURα结合的核心区域为转录起始位点（transcriptional start site,TSS）上游的-727/-382。分别干扰KYSE170和KYSE510细胞中PURα的表达,通过Western blotting检测发现KYSE510细胞中外源过表达PURα,促进了 PCK2的转录和蛋白水平,而在KYSE170细胞中敲降PURα,显著抑制了 PCK2的转录和蛋白水平。为了初步探究PURα和PCK2对ESCC的代谢影响和其他功能,我们分别构建了稳定敲降PURα的KYSE170细胞、稳定敲降PCK2的KYSE510细胞和稳定过表达PCK2的KYSE170细胞,然后进行了代谢表型实验。结果显示相比对照组,KYSE1 70-shPURα32/34细胞显示出更低的糖酵解和线粒体呼吸能力,而KYSE510-shPCK2-1/2细胞仅显示出更低的糖酵解能力,KYSE170-Lv5-PCK2细胞也仅显示出更高的糖酵解能力,对细胞的线粒体呼吸能力都没有影响。回复性实验发现,KYSE510-shCtrl/shPCK2-1/2 细胞中过表达 PURα-NLS 仅能回复 shCtrl组的 PCK2蛋白水平,对shPCK2-1/2组中的PCK2蛋白水平几乎没有影响。功能性实验发现,KYSE170-Lv5/Lv5-PCK2细胞中过表达的PCK2能促进KYSE170细胞的增殖、侵袭和迁移能力。综上研究结果提示,ESCC细胞中异常表达的PURα可以通过结合于PCK2启动子区的GGGAGGCGGA位点,促进其转录和表达。PURα可以促进ESCC细胞的糖酵解和线粒体呼吸的能力,而PCK2仅能促进ESCC细胞的糖酵解能力,还可以促进其增殖、侵袭和迁移的能力。